(57)【要約】    【課題】  長期に渡って粒状性が良く、地汚れのない画像を、トナー飛散を発生させることなく得る。    【解決手段】  所定の検出タイミングになったら一定時間現像装置を駆動し、測定用のパッチ画像を現像する。そして、その画像濃度を検知するとともに、現像装置内のトナー濃度をトナー濃度センサで検知する。検知した画像濃度とトナー濃度に基づいて現像γを算出し、周知の初期現像剤と比較して差が大きい場合はキャリアもしくは現像剤の補給を行う。これにより、長期にわたって繰り返し画像を形成した場合でも、トナーへの帯電能力が低下したキャリアを現像装置外へ排出し、新しいキャリアを補給することにより、現像装置内のキャリア劣化の進行を防止する    【選択図】      図８
2006194955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に担持した静電潜像を２成分現像装置を用いて可視化する画像形成方法において、
前記現像装置内のトナー濃度および形成後の画像濃度に基づいて、前記現像装置へのキャリアもしくは現像剤の補給を制御することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
前記トナー濃度および形成後の画像濃度を、現像装置を所定時間駆動させた後に検出して前記補給制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】
前記補給制御を、画像形成装置における所定枚数の画像出力後に行うことを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
予め求めておいた初期現像剤を用いた場合のトナー濃度と形成後の画像濃度の関係と、画像形成装置の動作中に求めた前記トナー濃度と形成後の画像濃度の関係との差異に基づいて、前記現像装置へのキャリアもしくは現像剤の補給量を決定することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項５】
前記形成後の画像濃度として、画像濃度の異なる複数の画像を形成し、該複数の画像濃度を検出することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記画像濃度の異なる複数の画像を、現像バイアスを変化させることによって形成することを特徴とする、請求項５に記載の画像形成方法。
【請求項７】
前記形成後の画像濃度として、黒べたパッチ画像を形成し、該黒べたパッチ画像濃度を検出することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項８】
反射型光学式センサにより前記形成後の画像濃度を検出することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項９】
前記トナー濃度を現像剤の透磁率を検出することによって検知することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項１０】
前記トナー濃度を現像剤からの反射率を検出することによって検知することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて画像を形成する画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００１−４２６２４号公報
【特許文献２】特許第２９３７４４５号
【０００３】
一般的に、像担持体表面に静電的に形成した静電潜像にトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を付与してトナー像を形成した後、紙などの転写材に該トナー像を転写する工程を繰り返す画像形成装置においては、長期にわたって安定して高品位な画像を得るためにはトナーが常時安定した帯電量を保持していることが重要である。
【０００４】
しかし、２成分現像剤を用いた場合には、現像剤担持体上の現像剤の量を適正化するために設けられた、通常は板状のブレードである現像剤規制部材から受ける繰り返しストレスによって、トナー表面の外添剤がトナー内部に埋没したり、あるいは表面から離脱してしまったり、キャリア表面にトナー成分が固着（スペント）するなどの不具合を生じてしまう。
【０００５】
トナーの外添剤が埋没もしくは離脱してしまい、トナー表面に外添剤が存在しなくなった場合には、トナーとキャリアとの間の非静電的付着力が増大し、キャリアに強固に付着してしまうために現像剤としての現像能力に安定性を欠いてしまう。また、トナーとキャリア間の付着力が増加するために、新規に補給されたトナーとの入れ替わりが起こりにくく、補給されたトナーがキャリアに接触できず、もしくはトナー同士の接触によって弱帯電、逆帯電を保持した状態のまま現像領域に搬送されてしまうこととなる。この様にして発生した弱帯電、逆帯電トナーはキャリアから離脱し易く、画像地肌汚れといった異常画像、またトナー飛散による機内汚染を引き起こすため好ましくない。また、感光体あるいは中間転写体から記録媒体への転写の際に、転写率の低下を招くため、画像粒状性の低下、ベタ画像の不均一化を起こすため、同様に好ましくない。
【０００６】
特に、画像面積率の低い画像を繰り返し作像した場合には、現像剤は繰り返し現像剤規制部材を通過しなければならないため、トナー表面の添加剤がトナー内部へ埋没し易く、上記不具合が発生しやすいという問題がある。
【０００７】
また、上記した繰り返しストレスを受けている間に、キャリア表面にトナー成分が固着してしまった場合には、キャリアのトナーへの帯電付与能力が低下してしまうために、トナーが所定の帯電量を得ることが困難になり、結果として画像地肌汚れ、トナー飛散を引き起こしてしまう原因となってしまうため好ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような不具合の対策として、例えば特許文献１あるいは特許文献２では、繰り返し画像形成を行う間、補給されるトナーと一緒にキャリアを補給し、現像容器内の現像剤が一定量を越えた場合にはオーバーフローさせることにより、現像容器内の現像剤を除々に入れ換え、現像容器内の帯電能力をほぼ一定に保つ技術が提案されている。しかし、この方法では、キャリアも随時補給され続けるために、劣化したキャリアのみでなく、充分にトナーへの帯電付与能力を保持している正常なキャリアまで排出されてしまうという問題がある。また、低画像面積で繰り返し作像した場合には、キャリアの供給が不充分となってしまい、現像剤の劣化に起因した不具合の発生を抑制することが困難である。さらに、高画像面積の画像を連続出力した場合には、キャリアが過剰に補給されてしまうため、画像形成にかかるコストが大幅に上昇してしまうという問題がある。
【０００９】
その他、環境等の使用条件によって現像剤の劣化度合が異なってくるために、上記特許文献に記載されたキャリア補給方法のように、単純に現像剤を定量補給し続けるだけでは、画質を長期に渡って良好に維持することが困難である。
【００１０】
本発明は、従来の画像形成方法における上述の問題を解決し、過剰補給によるコスト上昇を招くことがなく、かつ、現像に使用するトナーの帯電量を長期に渡って安定・均一に保つことによって異常画像発生を防止し、繰り返しの画像形成においてもトナーの帯電量安定化・適正化を行い、長期に渡って粒状性が良く、地汚れのない画像を、トナー飛散を発生させることなく得ることのできる画像形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題は、本発明により、像担持体上に担持した静電潜像を２成分現像装置を用いて可視化する画像形成方法において、前記現像装置内のトナー濃度および形成後の画像濃度に基づいて、前記現像装置へのキャリアもしくは現像剤の補給を制御することにより解決される。
【００１２】
前記トナー濃度および形成後の画像濃度を、現像装置を所定時間駆動させた後に検出して前記補給制御を行うと好適である。
また、前記補給制御を、画像形成装置における所定枚数の画像出力後に行うと好適である。
【００１３】
また、予め求めておいた初期現像剤を用いた場合のトナー濃度と形成後の画像濃度の関係と、画像形成装置の動作中に求めた前記トナー濃度と形成後の画像濃度の関係との差異に基づいて、前記現像装置へのキャリアもしくは現像剤の補給量を決定すると好適である。
【００１４】
また、前記形成後の画像濃度として、画像濃度の異なる複数の画像を形成し、該複数の画像濃度を検出すると好適である。
また、前記画像濃度の異なる複数の画像を、現像バイアスを変化させることによって形成すると好適である。
【００１５】
また、前記形成後の画像濃度として、黒べたパッチ画像を形成し、該黒べたパッチ画像濃度を検出すると好適である。
また、反射型光学式センサにより前記形成後の画像濃度を検出すると好適である。
【００１６】
また、前記トナー濃度を現像剤の透磁率を検出することによって検知すると好適である。
また、前記トナー濃度を現像剤からの反射率を検出することによって検知すると好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の画像形成方法によれば、現像装置内のトナー濃度および形成後の画像濃度に基づいて、現像装置へのキャリアもしくは現像剤の補給を制御するので、現像剤の劣化によって起こる現像能力の変化をトナー濃度及び現像γから検出し、必要に応じてキャリアもしくは現像剤を補給することによって、トナー帯電量を安定化させることができる。これにより、トナー飛散や地汚れを防止し、さらに、安定した画像濃度を得ることが可能となる。すなわち、現像に使用するトナーの帯電量を長期にわたって安定かつ均一に保つことができ、異常画像の発生を防止し、繰り返しの画像形成においてもトナーの帯電量安定化、適正化を行い、長期にわたって粒状性が良く、地汚れ・トナー飛散のない良好な画像を得ることができる。
【００１８】
請求項２の方法により、現像剤の状態を均一化した状態で現像装置内のトナー濃度および形成後の画像濃度を検出することができ、誤差なく現像能力を求めることができる。
【００１９】
請求項３の方法により、一定の間隔で現像装置内のトナー濃度および形成後の画像濃度を検出して補給制御を行うことにより、常に安定した画像を得ることができる。
【００２０】
請求項４の方法により、現像剤の劣化状態に応じた適切な補給量を求めることができる。また、過剰補給によるコストアップを防止することができる。
請求項５の方法により、濃度の異なる複数の画像を形成して検出するので、現像能力を精度良く求めることができる。
【００２１】
請求項６の方法により、濃度の異なる複数の画像を簡単に形成することができ、また、精度の良い検出を行うことができる。
請求項７の方法により、簡単な方法で精度良く現像能力を検出し、適切な補給制御を行うことができる。
【００２２】
請求項８の方法により、低コストに精度良く画像濃度を検出することができる。
請求項９の方法により、現像剤の透磁率により精度良くトナー濃度を検出することができる。
【００２３】
請求項１０の方法により、現像剤からの反射率により精度良くトナー濃度を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用可能な画像形成装置の一例である、フルカラープリンタの概略構成を示す断面図である。この図に示すプリンタ１は、装置本体２の略中央部に、記録媒体（以下、用紙という）を担持して搬送する転写ベルト３が給紙側を下に排紙側を上となるように傾斜して配置されている。この転写ベルト３の上部走行辺に沿って、下から順にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋが並んで配置されている。各作像ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋは、それぞれ装置本体２に対して着脱可能に設けられている。なお、以後の説明において、特に必要とする場合を除いて、各色を示すアルファベット（Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ）を省略する。
【００２５】
各作像ユニット４の構成は同じであり、像担持体としての感光体ドラム５を備えている。該感光体ドラム５は図示していない駆動手段によって図中時計方向へ回転駆動され、その感光体ドラム５の回りには現像装置１０のほか、帯電手段やクリーニング装置等の電子写真プロセスに必要な各機器が配置されている。現像装置１０はトナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置であって、現像ロール１２（図２）を感光体ドラム５に対向させている。現像剤供給手段となる各色現像装置１０は、たとえばイエロートナーとキャリアを有する２成分現像剤、マゼンタトナーとキャリアを有する２成分現像剤、シアントナーとキャリアを有する２成分現像剤、ブラックトナーとキャリアを有する２成分現像剤をそれぞれ収納しており、像担持体としての各感光体ドラム５上の静電潜像に各色現像剤を供給して各静電潜像を現像するものである。
【００２６】
無端ループ状の転写ベルト３は、駆動ローラ２２、従動ローラ２３及び２つの対向ローラ２４，２４に巻回張架され、図中反時計回りに回転駆動される。該転写ベルト３の上部走行辺の内側で、各色作像ユニット４の感光体ドラム５に夫々対向する位置に、転写ブラシ６がベルト３に接触するように配置されている。この転写ブラシ６には所定の転写バイアスが印加される。そして、従動ローラ２３の上部にはベルト３を挟んで紙吸着ローラ２７が設けられている。記録紙は従動ローラ２３と吸着ローラ２７の間からベルト３上に送り出され、吸着ローラ２７に印加されたバイアス電圧によって静電的に転写ベルト３上に吸着された状態で搬送される。
【００２７】
各作像ユニット４の上方には露光手段としての書き込み装置８が配置され、転写ベルト３の下方には両面ユニット９が配置されている。両面ユニット９の下方には、サイズの異なる用紙を収納可能な給紙カセット２０，２１が配設されている。装置本体２の図において左方には反転ユニット２５が装着され、装置本体２の図において右側には手差しトレイ２６が開閉可能に設けられている。最下流の作像ユニット４Ｂｋに隣接して定着装置３０が配置されており、定着後の用紙は図示しない切換爪により搬送方向を切り換えられ、装置上部に設けられた排紙トレイ２９に排出されるか、反転ユニット２５に送られる。符号２８は、用紙を排紙トレイ２９に排出するための排紙ローラである。
【００２８】
書き込み装置７は、同軸上に配置された２つの回転多面鏡からなるポリゴンミラー８を備えている。ポリゴンモータ３１により回転されるポリゴンミラー８は、図示しない２つのレーザ光源としてのレーザダイオードからのＹ画像データで変調されたＹ用レーザ光、Ｍ画像データにより変調されたＭ用レーザ光と、他の２つのレーザ光源としてのレーザダイオードからのＣ画像データにより変調されたＣ用レーザ光、Ｂｋ画像データにより変調されたＢｋ用レーザ光とを左右に振り分けて反射する。
【００２９】
ポリゴンミラー８からのＹ用レーザ光及びＭ用レーザ光は２層のｆθレンズ３２を通る。このｆθレンズ３２からのＹ用レーザ光は、ミラー３３で反射されて長尺ＷＴＬ３４を通過した後に２つのミラーを介して作像ユニット４Ｙの感光体ドラム５Ｙに照射される。ｆθレンズ２３からのＭ用レーザ光は、ミラー３５で反射されて長尺ＷＴＬ３６を通過した後に２つのミラーを介して作像ユニット４Ｍの感光体ドラム５Ｍに照射される。
【００３０】
ポリゴンミラー８からのＣ用レーザ光及びＫ用レーザ光は２層のｆθレンズ３７を通る。このｆθレンズ３７からのＣ用レーザ光は、ミラー３８で反射されて長尺ＷＴＬ３９を通過した後に２つのミラーを介して作像ユニット４Ｃの感光体ドラム５Ｃに照射される。ｆθレンズ３７からのＫ用レーザ光は、ミラー４０で反射されて長尺ＷＴＬ４１を通過した後に２つのミラーを介して作像ユニット４Ｂｋの感光体ドラム５Ｂｋに照射される。
【００３１】
両面ユニット９は、対をなす搬送ガイド４２，４３と、複数の搬送ローラ対４４を備えている。両面ユニット９は、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成モード時に、片面に画像が形成されてから反転ユニット２５の反転搬送路４５に搬送されてスイッチバック搬送されることで表裏が反転される用紙を受け入れ、これを感光体ドラム５と転写ベルト３との間に形成される転写部へと再搬送する。
【００３２】
反転ユニット２５は、複数の搬送ローラと、複数の搬送ガイド板とからなり、両面画像形成モード時に片面画像形成後の用紙を、その表裏を反転させて両面ユニット９へ送り出す機能や、画像形成後の用紙をそのままの向きで機外へ排出する機能、画像形成後の用紙を、その表裏を反転させて機外へ排出する機能を備えている。給紙カセット２０，２１が配置されている給紙部には、給紙カセット２０，２１内に収納された用紙（図示せず）を１枚ずつに分離して給紙する分離給紙部４６，４７が設けられている。給紙カセット２０，２１より給送された用紙および手差しトレイ２６からの用紙は、レジストローラ４８へと搬送される。
【００３３】
本例のフルカラープリンタ１におけるプリント動作について説明する。
イエロー用の作像ユニット４Ｙにおいて、感光体ドラム５の表面は帯電手段としての帯電ロールによって所定の電位に均一に帯電される。露光装置７においては、パソコン等のホストマシーンより送られた画像データに基づいて図示しないＬＤ（レーザダイオード）を駆動してレーザ光をポリゴンミラー８に照射し、ｆθレンズ等を介して反射光を感光体ドラム５Ｙ上に導き、感光体ドラム５Ｙ上にイエロートナーで現像すべき静電潜像を形成する。この潜像に現像装置１０Ｙからトナーが付与され、イエロートナーの可視像となる。
【００３４】
一方、給紙部の給紙カセット２０，２１あるいは手差しトレイ２６のいずれかから転写材として指定された用紙が給紙され、レジストローラ対４８に一旦突き当てられる。そして、用紙は上記可視像に同期するようにしてベルト３上に給送され、該ベルトの走行により感光体ドラム５Ｙに対向する転写位置に到る。この転写位置では、転写ベルト３の裏面側に配置された転写ブラシ６の作用によりイエロートナーの可視像が用紙に転写される。
【００３５】
イエロー色の場合と同様にして、他の作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋにおいてもそれぞれの感光体ドラム５の表面に各トナーによる可視像が形成され、これら可視像は転写ベルト３によって搬送される用紙が各転写位置に到来するごとに重ね転写される。したがって、本例のカラープリンタ１はフルカラーの画像がモノクロとほぼ同様な短時間で用紙に重ね転写される。
【００３６】
トナー像転写後の用紙は、転写ベルト３から分離されて、定着装置３０により定着される。定着を終えた用紙は、装置本体の上面に設けられた排紙トレイ２９に排紙されるか、反転ユニット２５へ受け渡される。
【００３７】
反転ユニット２５から装置側面方向の図示しない排紙トレイに用紙を排出することもできるし、両面記録の場合は反転ユニット２５にて用紙の表裏を反転させ、両面ユニット９を経て作像部に用紙を再給紙し、用紙裏面に画像を形成することができる。両面記録後の用紙は、装置上面の排紙トレイ２９又は装置側面方向の図示しない排紙トレイに排出される。
【００３８】
以上の作像動作は、４色重ね合わせのフルカラーモードが図示しない操作部で選択されたときの動作であるが、３色重ね合わせのフルカラーモードが操作部で選択されたときには黒トナー像の形成が省略されてＹ、Ｍ、Ｃ３色のトナー像の重ね合わせによるフルカラー画像が用紙上に形成される。また、白黒画像形成モードが操作部で選択されたときには、黒トナー像の形成のみが行われて白黒画像が用紙上に形成される。
【００３９】
次に、現像装置１０の構成と動作について図２及び図３を参照して説明する。なお、各色の現像装置１０Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋは、扱うトナーの色が異なるだけで構成は同一であるので、各色を示すアルファベット（Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ）を省略して説明する。
【００４０】
図２は、現像装置１０の側面方向からの断面図である。また、図３は、現像装置１０の水平方向からの断面図である。これらの図に示すように、現像装置１０は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤が収容された現像ケース１１と、この現像ケース１１内に配置され現像ケース１１の開口部を介して感光体ドラム５と対向するように配置された現像剤担持体としての現像スリーブ１２と、現像ケース１１内に配置され現像剤を攪拌しながら搬送する撹拌部材としての多条のスクリュー部材１３，１４と、現像スリーブ１２上に汲み上げた現像剤の層厚を規制する規制部材（ドクターブレード）１５と、現像剤中のトナー濃度を検知して出力するトナー濃度検知手段としてのＴセンサ１６を備えている。本例のＴセンサ１６は、現像剤の透磁率を検出することによってトナー濃度を検知するものであるが、トナー濃度検知手段としては、現像剤からの反射率を検出することによってトナー濃度を検知するものも使用可能である。
【００４１】
現像ケース１１内に収容された現像剤は、適性なトナー濃度に調整された状態でスクリュー１３，１４によって撹拌、搬送される。現像剤は、内部に固定磁石を保持する現像スリーブ１２の表面に汲み上げられ、ドクターブレード１５によって適性な現像剤量に規制された後にトナーを周囲に保持したキャリアがスリーブ１２上に磁気ブラシを形成し、感光体ドラム５に接触して潜像にトナーを付着させることによってトナー像を形成する。
【００４２】
図３に示すように、現像ケース１１は、感光体ドラム５への現像剤の供給側に位置する第１の空間部５１と、現像ケース１１に設けられた供給口５３（破線で示す）から補給トナーの供給を受ける第２の空間部５２側とに仕切り壁５４によって分割されている。スクリュー部材１３は空間部５１に、スクリュー部材１４は空間部５２にそれぞれ配置され、現像ケース１１に装着した図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。もちろん、現像スリーブ１２も図示しない軸受部材を介して現像ケース１１に回転自在に支持されている。現像スリーブ１２の一方側の軸端にはギヤ５５が固定されており、図示しない駆動手段から回転駆動力が伝達されることで回転する。
【００４３】
スクリュー部材１３，１４は用紙幅方向に延設されていて、互いに平行配置されている。スクリュー部材１３，１４の軸端に設けられたギヤ５６，５７は歯数が同じ歯車で互いに噛合するように装着されている。本例では、ギヤ５６に対して図示しない駆動モータからの回転駆動力が伝達されることで、スクリュー部材１３，１４が互いに相反する方向に回転駆動される。図中に矢印で示す如く、スクリュー部材１３は現像剤を図の左方から右方に向かって搬送する向きに回転し、スクリュー部材１４は現像剤を図の右方から左方に向かって搬送する向きに回転する。
【００４４】
仕切り壁５４の図において左側端部と現像ケース１１の内面の間には、空間部５２から空間部５１へ現像剤を送る受け渡し部５９が形成され、仕切り壁５４の他端と現像ケース１１の内面との間には、空間部５１から空間部５２へ現像剤を送る受け渡し部５９がそれぞれ形成されている。
【００４５】
上記のように構成された現像装置１０において、現像ケース１１内の２成分現像剤は、スクリュー部材１３，１４が等速回転すると、スクリュー部材１４によて攪拌されつつ空間部５２内を図３において右方から左方へと搬送され、受け渡し部５８から空間部５１へと送られる。受け渡し部５８から空間部５１に送られた２成分現像剤は、搬送スクリュー１３により撹拌されると同時に図３において左方から右方に搬送された後、受け渡し部５９から空間部５２側に送られ、再び搬送スクリュー１４により撹拌されると同時に搬送される。このように現像剤を攪拌しながら搬送することで、現像剤は現像装置１０内を循環しながらトナーとキャリアとが撹拌により摩擦帯電する。
【００４６】
搬送スクリュー１３は現像剤の一部を現像スリーブ１２に供給し、現像スリーブ１２はその現像剤を磁気的に担持して搬送する。感光体ドラム５上の静電潜像は、現像スリーブ１２上のトナーで現像されてトナー像となる。
【００４７】
現像ケース１１内の現像剤のトナー濃度（トナーとキャリアの割合）が所定の値となると、トナーがトナー補給口５３から現像ケース１１内の空間部５２側に補給される。その補給トナーはスクリュー部材１４による撹拌でケース内部の現像剤と混合される。
【００４８】
一般的に、現像剤中の弱帯電/逆帯電トナーは、繰り返し画像形成を行った際に現像剤がストレスを受け続けることによって経時で増加していく傾向がある。主な原因としては、キャリア表面のコート層が削れてしまうこと、また、トナー成分がキャリア表面に固着してしまうことによるキャリアのトナーへの帯電付与能力の低下、といったことが挙げられる。従って、経時におけるトナー飛散の悪化は、現像剤のキャリアの劣化として考えることができる。
【００４９】
また、現像装置１０は図示しないキャリアもしくは現像剤容器と結ばれており、搬送経路から適宜キャリアもしくは現像剤の補給を受けられるようになっており、また、増加した現像剤を排出する排出口（図示せず）を備えている
【００５０】
さて、次に、現像剤劣化の検知方法およびキャリアもしくは現像剤の補給方法について説明する。
まず、現像ギャップ、汲み上げ量、感光体および現像スリーブ回転数が同一条件下で、現像剤のトナー濃度を変化させて、現像装置としての現像能力を予め把握しておく。
【００５１】
現像能力の評価は、ある大きさの黒ベタパッチを連続的に異なる現像バイアスで現像した時のトナー像（画像濃度の異なる複数のトナー像）の画像濃度を検出することによって行う。トナー濃度が高い、現像バイアスが大きいほど画像濃度は上がり、また、画像濃度が高ければ画像濃度検知センサの出力も上がるため、得られる結果は図４のグラフに示すように、トナー濃度が高いほど傾きの大きい直線になる。ここで、直線の傾きを現像γといい、現像能力の大小を表す値とする。
【００５２】
なお、形成後の画像濃度（現像トナー量）を検知する画像濃度検知センサは、本例のプリンタ１の場合、各作像ユニットの感光体ドラム５上のトナー像の画像濃度を検出するものでも良いし、感光体ドラム５から転写ベルト３に転写させたトナー像の画像濃度を検出するものでも良い。また、画像濃度検知センサとしては、従来周知のもの、例えば、いわゆるＰセンサと呼ばれる反射型光センサを使用可能である。
【００５３】
トナー濃度の異なるそれぞれの現像γとトナー濃度との関係を求めると、図５のグラフに示すようになる。現像ギャップ、汲み上げ量、感光体および現像スリーブの回転数といった現像条件が同一であれば、現像剤の劣化によるトナー帯電量の変化さえなければ図５における関係性は常に同一となるはずであり、画像形成を繰り返した後にトナー濃度と現像γを測定し、図５の関係から外れているとすれば、それは現像剤の変化、すなわち現像剤の劣化に他ならないといえる。
【００５４】
現像剤の劣化は主にキャリアのトナーへの帯電付与能力の低下であり、現像剤の劣化によってトナーの帯電量が低下すると、図６のグラフに示すように、同一のトナー濃度における初期現像剤での値に比べて、現像γの値は高くなる。従って、経時において成り行きのトナー濃度で現像γを測定し、図７のグラフに示すように、初期のトナー濃度と現像γの関係とのずれをみることによって現像剤の劣化を検知することが可能となる。この現像γの違いに応じてキャリアもしくは現像剤を適宜補給し、現像剤を入れ替えることによって、常に安定した現像γが得られ、地肌汚れやトナー飛散等の不具合も未然に防止しつつ、安定した画像品質を得ることが可能となる。
【００５５】
図８のフローチャートを参照して、現像剤の劣化検知とキャリアないし現像剤補給処理について説明する。
まず、画像形成装置の図示しない操作部よりスタートボタンが押されて画像形成開始の指示があると（Ｓ１）、現像剤の劣化を検出するタイミングであるかどうかを判断する（Ｓ２）。現像剤劣化検出のタイミングとしては、たとえば、所定枚数の出力（プリント）あるいは所定時間の経過により判断することができる。Ｓ２にて検出タイミングでない場合はＳ１０に進み、そのまま画像形成を実施する。
【００５６】
一方、Ｓ２にて検出タイミングと判断された場合は、まず現像装置を駆動して（Ｓ３）、現像装置内の現像剤の均一化を行う。これは、トナー補給直後であった場合における、局所的にトナー濃度が高くなっていることによって現像剤の本来の現像能力を見誤るのを防止するためである。そして、Ｓ４の判断に基づいて現像装置を所定時間駆動した後に、形成した現像γ測定用のパッチを、現像バイアスを変化させて現像し（Ｓ５）、その画像濃度を画像濃度検知センサによって検出する（Ｓ６）とともに、現像剤のトナー濃度をトナー濃度検知センサ（本例ではＴセンサ１６）によって検知する（Ｓ７）。
【００５７】
上記各センサの出力から得られた現像γとトナー濃度の値から、その現像剤と初期現像剤との差を算出する（Ｓ８）：図７のグラフ参照。現像γが初期現像剤に対して同一（あるいは所定の許容範囲内）である場合は、Ｓ１０に進んで画像形成を開始し、現像γが初期現像剤に対して所定以上の差が有る場合はキャリアもしくは現像剤の補給を行い（Ｓ９）、Ｓ１０に進んで画像形成を開始する。Ｓ９におけるキャリアもしくは現像剤の補給量は、初期現像剤に対する現像γの差に応じて決定すると好適である。すなわち、検出した現像剤の現像γが初期現像剤に対して若干のずれであった場合には補給量は少量でよく、大幅に異なる場合は補給量を多くする必要がある。
【００５８】
このようにして画像形成を行い、プリント出力を行うことにより、長期にわたって繰り返し画像を形成した場合でも、ストレスを受け続けることによってトナーへの帯電能力が低下したキャリアを現像装置外へ排出し（上述したように、現像装置１０は、増加した現像剤を排出する排出口を備えている）、新しいキャリアを補給することにより、現像装置内のキャリア劣化の進行を防止することが可能となる。
【００５９】
さらに、現像剤の劣化状態を把握して、キャリアもしくは現像剤を補給するために、必要最小限のコスト上昇に抑えた上での、従来に比べて大幅な長期使用が可能となる。
【００６０】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
２成分現像剤を使用する現像装置の構成は図示例に限らず、任意の構成を採用可能である。また、画像形成装置の構成も任意であり、例えば複数の作像部と中間転写体を備えたカラー画像形成装置、あるいは単数の像担持体の回りに複数の現像装置を配置した中間転写方式のカラー画像形成装置、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用可能である。画像濃度は像担持体（感光体）上で検出する構成でも良いし、転写ベルトや中間転写体上で検出する（転写ベルトや中間転写体に転写した画像の濃度を検出する）構成でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の一例である、フルカラープリンタの概略構成を示す断面図である。
【図２】現像装置の側面方向からの断面図である。
【図３】現像装置の水平方向からの断面図である。
【図４】現像バイアスと画像濃度の関係を示すグラフである。
【図５】現像γとトナー濃度との関係を示すグラフである。
【図６】初期と経時の現像剤の現像γの値を比較するグラフである。
【図７】初期現像剤のトナー濃度と現像γの関係と経時現像剤のずれを示すグラフである。
【図８】現像剤の劣化検知とキャリアないし現像剤補給処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１            プリンタ
３            転写ベルト
４            作像ユニット
５            感光体ドラム
１０          現像装置
１１          現像ケース
１２          現像スリーブ
１３，１４    スクリュー部材
１５          層厚規制部材
１６          Ｔセンサ（トナー濃度検知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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