(57)【要約】【課題】  現像剤の入れ換え時期の到来を常に正確に検出することができ、これによって常に現像剤の適正な入れ換え操作を実行することができるようにする。【解決手段】  通常運転モードＭ１の運転で静電潜像が形成される感光体ドラム２０に現像装置５０からトナーＴとキャリアＣとからなる２成分系の現像剤Ｄの内のトナーＴを供給することにより当該感光体ドラム２０の周面に静電潜像に沿ったトナー像Ｓを形成させるように構成されものであり、トナーＴの消費が予め設定された量を越えた時点で通常運転モードＭ１からキャリアＣをトナーＴに同伴させて感光体ドラム２０に付着させるキャリア付着モードＭ２に切り換えると共に、キャリア付着モードＭ２で消費された現像剤Ｄを補給するように制御する制御手段８０を有している。【選択図】      図２
2006284946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常運転モードの運転で静電潜像が形成される像担持体に現像装置からトナーとキャリアとからなる２成分系の現像剤の内のトナーを供給することにより当該像担持体の周面に前記静電潜像に沿った可視像を形成させるように構成された画像形成装置において、
前記トナーの消費が予め設定された量を越えた時点で前記通常運転モードからキャリアをトナーに同伴させて像担持体に付着させるキャリア付着モードに切り換えると共に、キャリア付着モードで消費された現像剤を補給するように制御する制御手段を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記トナーの消費が予め設定された量を越えた時点を、画像を構成するドット数をカウントして積算し、この積算値が予め設定された判別基準値を越えた時点として判定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記キャリア付着モードにおいて現像ローラには、トナーおよびキャリアの双方を像担持体に移行させ得る現像バイアスが印加されることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記キャリア付着モードにおいて像担持体には、トナーおよびキャリアの双方を像担持体に移行させ得る表面電位が印加されることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記通常運転モードで消費されたトナーが予め設定された量を越えたか否かを判別するトナー消費量判別部と、
前記通常運転モードで画像形成動作を実行中であるか否かを判別する画像形成動作判別部と、
前記トナー消費量判別部が予め設定された量のトナーが消費されたと判別し、かつ、前記画像形成動作判別部が画像形成動作停止中と判別した状態で通常運転モードをキャリア付着モードに切り換えるモード切換え判別部とを備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記キャリア付着モードにおいて像担持体に付着した現像剤は、像担持体に沿って設けられたクリーニング装置によって回収されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体は、アモルファスシリコンドラムであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やファクシミリ装置、さらにはプリンタ等として適用される画像形成装置に関するものであり、特に、現像剤としてトナーとキャリアとからなる２成分系のものが使用される場合のキャリアの劣化に対応することができるように構成された画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーとキャリアとからなる２成分系の現像剤を用いる画像形成装置は、所定の軸心回りに回転している感光体ドラム（像担持体）の周面に読み取ったり或いは電送されてきた画像情報に基づく光線を露光装置から照射することにより当該周面に静電潜像を形成させ、この静電潜像に現像装置から現像剤の内のトナーを供給することによりトナー像を形成させ、このトナー像を所定の用紙に転写するようになっている。
【０００３】
キャリアは、トナーに帯電処理を施すためのものであり、球状の磁性体の表面に樹脂コート層が形成されてなり、かかるキャリアがトナー中に混在されていることにより、トナーが均一に帯電することになる。そして、トナーが感光体ドラムに移行するのに対し、キャリアは現像装置内に留まるため、長期間に亘る攪拌操作で表面の樹脂コート層が剥がれたり、周りにトナーが付着したりして徐々に性能が劣化していくことになる。キャリアの品質が劣化すると、トナーに対して充分な帯電処理を施すことができなくなり、これによって転写画像の画像濃度が薄くなったり、画像の輪郭を構成する線の中央部が白く抜けるいわゆるカブリ現象が生じる。かかる画像濃度の希薄化やカブリ現象を解消するために古くは定期的に現像剤中のキャリアのみを新品と交換することが行われていたが、この交換作業は非常に面倒であるという不都合が存在した。
【０００４】
かかる不都合を解消するために、特許文献１に記載の発明にあっては、現像装置内から古くなった現像剤（トナーおよびキャリア）を徐々に抜き出していくと共に、これに応じて新しい現像剤（トナーおよびキャリア）を補給していくことが行われている。こうすることによって、現像装置内のキャリアの性能を常に所定のレベルに維持することが可能になる。しかしながら、現像装置側に抜き出した現像剤を回収するための回収容器が付設されており、かかる回収容器を現像装置に設けることで現像装置の容量が大きくなって場所を取るばかりか、古い現像剤を回収容器に送り込むための機構を設けなければならず、その分現像装置の構造が複雑になって製造コストが嵩むという問題点を有している。
【０００５】
これに対し、特許文献２に記載の発明にあっては、現像装置内の現像剤の残量を検出し、この検出値が予め設定された量以下になったときに、画像形成装置の運転を通常運転モードから強制キャリア引きモードにモード変更し、現像装置内の現像剤に対して感光体ドラムの周面に向かう大きなバイアス電圧を作用させ、これによって現像装置内の現像剤（キャリアおよびトナー）を強制的に感光体ドラムの周面に付着させて古いキャリアを抜き出すと共に、同量の現像剤（キャリアおよびトナー）を現像装置に補給するようになされている。感光体ドラムの周面に付着した現像剤は、元々設けられているクリーニング装置によって感光体ドラムの周面から取り除かれる。
【０００６】
特許文献２の発明によれば、古くなったキャリアが現像装置から感光体ドラムを介して抜き出されるため、特許文献１のような現像剤の回収容器を現像装置に付設する必要がなく、既存の機器を利用し得ることから装置コストの低減化に貢献することができる。
【特許文献１】特開平５−２８９５０６号公報
【特許文献２】特開平８−３３９１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２に記載のものにあっては、現像装置内の現像剤の量を検出し、この検出量が予め設定された量より少なくなった時点で強制キャリア引きモードにモード変更されるようになっているが、現像装置の内部には、例えばスパイラルフィーダのような所定の攪拌手段が設けられ、現像剤は、この攪拌手段の駆動で常に現像装置内を攪拌されつつ搬送されているため、現像剤の上面は常に波打っており、かかる現像剤の残存量を正確に検出することは困難である。
【０００８】
従って、強制キャリア引きモードにモード変更された状態で現像装置内の残存現像剤の量に大きなばらつきが存在するため、実際には未だ現像剤入れ換え時期に到達していないにも拘らず入れ換えが行われたり、逆に、すでに入れ換え時期が経過しているのに入れ換えが行われないままになっている場合が生じるなど、現像剤の適正な補給が行われ難いという問題点を有している。
【０００９】
本発明は、かかる問題点を解消するためになされたものであり、現像剤の入れ換え時期の到来を常に正確に検出することができ、これによって常に現像剤の適正な入れ換え操作を実行することができる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、通常運転モードの運転で静電潜像が形成される像担持体に現像装置からトナーとキャリアとからなる２成分系の現像剤の内のトナーを供給することにより当該像担持体の周面に前記静電潜像に沿った可視像を形成させるように構成された画像形成装置において、前記トナーの消費が予め設定された量を越えた時点で前記通常運転モードからキャリアをトナーに同伴させて像担持体に付着させるキャリア付着モードに切り換えると共に、キャリア付着モードで消費された現像剤を補給するように制御する制御手段を有していることを特徴とするものである。
【００１１】
かかる構成によれば、通常運転モードにおいてトナーの消費が予め設定された量を越えると、通常運転モードが制御手段の制御によってキャリア付着モードに切り換えられ、この切り換え動作によって現像装置内のキャリアは、トナーに同伴して像担持体に付着され、これによって現像装置内の古いキャリアが取り除かれることになる。キャリア付着モードでの運転が完了すると、キャリア付着モードで消費された現像剤に見合った新たな現像剤が補給制御手段の制御によって現像装置内に補給されるため、現像装置内の古いキャリアの一部が新しいキャリアと入れ換えられ、その後通常運転モードに戻される。かかるモードの切り換えが繰り返されることにより、キャリアの品質を所定の許容されるべきばらつきの範囲内で推移させることができる。
【００１２】
そして、通常運転モードからキャリア付着モードへのモードの切り換え時点を、トナーの消費が予め設定された量を越えた時点としているため、この時点は、従来のように現像装置内の現像剤の残量を検出する場合に比較して正確に検出することが可能であるため、通常運転モードからキャリア付着モードへ向けて交換されるべきキャリアの量に過不足のない状態で常に適正なモードの切り換えが行われる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記トナーの消費が予め設定された量を越えた時点を、画像を構成するドット数をカウントして積算し、この積算値が予め設定された判別基準値を越えた時点として判定することを特徴とするものである。
【００１４】
かかる構成によれば、画像を構成するドット数の積算値は、消費されるトナー量と正確に比例するため、このドット数の積算値が予め設定された判別基準値を越えた時点によってトナーの消費量に過不足のない状態でモードの切り換え時点が正確に判別される。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記キャリア付着モードにおいて現像ローラには、トナーおよびキャリアの双方を像担持体に移行させ得る現像バイアスが印加されることを特徴とするものである。
【００１６】
かかる構成によれば、キャリア付着モードにおいて現像ローラに印加された現像バイアスによって、トナーおよびキャリアの双方が像担持体に確実に移行される。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記キャリア付着モードにおいて像担持体には、トナーおよびキャリアの双方を像担持体に移行させ得る表面電位が印加されることを特徴とするものである。
【００１８】
かかる構成によれば、キャリア付着モードにおいて像担持体に印加された表面電位によって、トナーおよびキャリアの双方が像担持体に確実に移行される。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記制御手段は、前記通常運転モードで消費されたトナーが予め設定された量を越えたか否かを判別するトナー消費量判別部と、前記通常運転モードで画像形成動作を実行中であるか否かを判別する画像形成動作判別部と、前記トナー消費量判別部が予め設定された量のトナーが消費されたと判別し、かつ、前記画像形成動作判別部が画像形成動作停止中と判別した状態で通常運転モードをキャリア付着モードに切り換えるモード切換え判別部とを備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
かかる構成によれば、トナー消費量判別部は、通常運転モードで消費されたトナーが予め設定された量を越えたか否かを判別し、この判別の結果、予め設定された量のトナーが消費されたと判別された状態で画像形成動作判別部が通常運転モードでの画像形成動作を停止中であると判別すると、モード切換え判別部は、通常運転モードからキャリア付着モードに切り換え可能と判別し、これによって通常運転モードからキャリア付着モードへのモードの切り換えが実行される。
【００２１】
このように、制御手段にトナー消費量判別部、画像形成動作判別部およびモード切換え判別部を備えることによって、画像形成処理が実行されつつある状態を確実に避け画像形成装置が実働していない合間を縫ってキャリアの新旧交換が行われるため、画像形成装置の運転への影響を最小限に抑えつつキャリアの新旧交換が実現する。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記キャリア付着モードにおいて像担持体に付着した現像剤は、像担持体に沿って設けられたクリーニング装置によって回収されるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
かかる構成によれば、キャリア付着モードにおける運転で像担持体に付着した現像剤は、既存のクリーニング装置によって像担持体から取り除かれるため、従来のように取り除いたキャリアを回収するための構造を現像装置側に別途設ける必要がなくなり、その分装置コストの軽減化が達成される。
【００２４】
因みに、キャリア付着モードにおいて、感光体ドラムの周面がクリーニング装置に到達するまでに転写ローラや転写ベルトを経由することになるが、この経由時に、転写ローラや転写ベルトが感光体ドラムの周面に接触される、いわゆる接触式である場合には、この接触時に感光体周面に付着しているキャリアが物理的に取り除かれてしまう虞があるが、かかる虞を払拭するためには、転写ローラや転写ベルトに逆バイアスを印加すればよい。こうすることで感光体ドラム周面のキャリアが転写ローラや転写ベルトに移行することを防止することができる。
【００２５】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記像担持体は、アモルファスシリコンドラムであることを特徴とするものである。
【００２６】
かかる構成によれば、感光体ドラムは、キャリア付着モードにおいてキャリアが付着されることにより、通常の使用条件より厳しい条件で使用されることになるが、剥離性や耐摩耗性等に優れたアモルファスシリコンドラムを使用することにより、感光体ドラムの寿命が短命化するような不都合の発生が防止される。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１記載の発明によれば、通常運転モードからキャリア付着モードへのモードの切り換え時点を、トナーの消費が予め設定された量を越えた時点としているため、この時点は、従来のように現像装置内の現像剤の残量を検出する場合に比較して正確に検出することが可能であるため、通常運転モードからキャリア付着モードへ向けて交換されるべきキャリアの量に過不足のない状態で常に適正なモードの切り換えを行うことができる。
【００２８】
請求項２記載の発明によれば、画像を構成するドット数の積算値は、消費されるトナー量と正確に比例するため、このドット数の積算値が予め設定された判別基準値を越えた時点によってトナーの消費量に過不足のない状態でモードの切り換え時点を正確に判別することができる。
【００２９】
請求項３記載の発明によれば、キャリア付着モードにおいて現像ローラに印加された現像バイアスによって、トナーおよびキャリアの双方を像担持体に確実に移行させることができる。
【００３０】
請求項４記載の発明によれば、キャリア付着モードにおいて、像担持体に印加された表面電位によって、トナーおよびキャリアの双方が像担持体に確実に移行さ競ることができる。
【００３１】
請求項５記載の発明によれば、制御手段にトナー消費量判別部、画像形成動作判別部およびモード切換え判別部を備えることによって、画像形成処理が実行されつつある状態を確実に避け画像形成装置が実働していない合間を縫ってキャリアの新旧交換が行われるため、画像形成装置の運転への影響を最小限に抑えつつキャリアの新旧交換を実現することができる。
【００３２】
請求項６記載の発明によれば、キャリア付着モードにおける運転で像担持体に付着した現像剤は、既存のクリーニング装置によって像担持体から取り除かれるため、従来のように取り除いたキャリアを回収するための構造を現像装置側に別途設ける必要がなくなり、その分装置コストの軽減化に貢献することができる。
【００３３】
請求項７記載の発明によれば、像担持体としてアモルファスシリコンドラムが採用されているため、感光体ドラムは、キャリア付着モードにおいてキャリアが付着されることにより、通常の使用条件より厳しい条件で使用されることになるが、剥離性や耐摩耗性等に優れたアモルファスシリコンドラムを使用することにより、感光体ドラムの寿命が短命化するような不都合の発生を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、本発明に係る画像形成装置の一種であるプリンタの内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。この図に示すように、プリンタ（画像形成装置）１０は、印刷処理に供する用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１２と、この用紙貯留部１２に貯留された用紙束Ｐ１から繰り出された１枚ずつの用紙Ｐに対して画像の転写処理を施す画像形成部１３と、この画像形成部１３で転写処理の施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着部１４とが装置本体１１に内装されると共に、定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部１５が装置本体１１の頂部に設けられることによって構成されている。
【００３５】
前記用紙貯留部１２には、所定数（本実施形態では１つ）の用紙カセット１２１が装置本体１１に対して挿脱自在に設けられている。用紙カセット１２１の上流端（図１の右方）には、用紙束Ｐ１から１枚ずつの用紙Ｐを繰り出させるピックアップローラ１２２が設けられている。このピックアップローラ１２２の駆動によって用紙カセット１２１から繰り出された用紙Ｐは、給紙搬送路１２３およびこの給紙搬送路１２３の下流端に設けられたレジストローラ対１２４を介して画像形成部１３に給紙されるようになっている。
【００３６】
前記画像形成部１３は、コンピュータ等から電送された画像情報に基づき用紙Ｐに転写処理を施すものであり、前後方向（図１の紙面と直交する方向）に延びるドラム心回りに回転可能に設けられた感光体ドラム（像担持体）２０の周面に沿うように、当該感光体ドラム２０の直上位置から時計方向に向けて帯電ローラ３０、露光装置４０、現像装置５０、転写ローラ６０およびクリーニング装置７０が配設されることによって形成されている。
【００３７】
前記感光体ドラム２０は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）Ｓ（図２）を形成させるためのものであり、周面にアモルファスシリコン層が積層され、これによってこれらの像を形成させるのに適したものになっている。
【００３８】
前記帯電ローラ３０は、ドラム心回り時計方向に回転している感光体ドラム２０の周面に一様な電荷を形成させるものであり、周面が感光体ドラム２０の周面と当接しながら従動回転しつつ当該感光体ドラム２０へ電荷を付与するようになっている。なお、帯電ローラ３０に代えてワイヤからのコロナ放電により感光体ドラム２０の周面に電荷を付与するコロナ放電方式のものを採用してもよい。
【００３９】
前記露光装置４０は、コンピュータ等の外部の機器から電送されてきた画像データに基づき強弱の付与されたレーザー光を回転している感光体ドラム２０の周面に照射し、これによる感光体ドラム２０周面のレーザー光が照査された部分の電荷の消去によって当該感光体ドラム２０の周面に静電潜像を形成させるものである。
【００４０】
前記現像装置５０は、感光体ドラム２０の周面に現像剤Ｄ（図２）の内のトナーＴを供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーＴを付着させ、これによって感光体ドラム２０の周面にトナー像Ｓを形成させるものである。なお、本発明においては、現像剤ＤとしてトナーＴとキャリアＣとからなる、いわゆる２成分系のものが採用されている。トナーＴは、着色剤、電荷制御剤およびワックス等の添加剤をバインダー樹脂中に分散させた粒径が６〜１２μｍの微粉体である。キャリアＣは、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）等の粒径が６０〜２００μｍの磁性粒子であり、トナーＴを帯電させるために使用される。そして、トナーＴは、トナーカートリッジ５４から現像装置５０に適宜補給される消耗品であるのに対し、キャリアＣは、予め所定量が現像装置５０内に装填されており、消耗することなく循環使用されるのが一般的であるが、本発明においては、トナーカートリッジ５４にトナーＴおよびキャリアＣ（すなわち現像剤Ｄ）が装填されており、トナーＴとキャリアＣの双方が同時に現像装置５０に補給されるようにしている。
【００４１】
前記転写ローラ６０は、感光体ドラム２０の直下位置に送り込まれた用紙Ｐに対して当該感光体ドラム２０の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像Ｓを用紙Ｐに転写させるものであり、トナー像Ｓの電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐに付与するようになっている。
【００４２】
従って、感光体ドラム２０の直下位置を越えた用紙Ｐは、転写ローラ６０と感光体ドラム２０とによって押圧挟持されつつ、プラスに帯電した感光体ドラム２０周面のトナー像Ｓがマイナスに帯電した用紙Ｐの表面に向けて引き剥がされ、これによって用紙Ｐに対し転写処理が施されることになる。
【００４３】
前記クリーニング装置７０は、通常運転モードＭ１（図２の（イ））において転写処理後の感光体ドラム２０の周面に残留しているトナーＴを取り除いて清浄化するためのものである（なお、キャリア付着モードＭ２（図２の（ロ））においては、感光体ドラム２０の周面に付着しているトナーＴおよびキャリアＣの双方が取り除かれる）。このクリーニング装置７０によって清浄化された感光体ドラム２０の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電ローラ３０へ向かうことになる。
【００４４】
前記定着部１４は、画像形成部１３によって転写処理の施された用紙Ｐのトナー像Ｓに加熱による定着処理を施すものであり、内部に通電発熱体が装着されたヒートローラ１４１と、このヒートローラ１４１の下部で周面が対向配置された加圧ローラ１４２とを備えて構成されている。そして、転写処理後の用紙Ｐは、ローラ心回りに時計方向に向けて駆動回転しているヒートローラ１４１と、ローラ心回りに反時計方向に向けて従動回転している加圧ローラ１４２との間のニップ部を通過することによって、ヒートローラ１４１からの熱を得て定着処理が施されるようになっている。定着処理の施された用紙Ｐは、排紙搬送路１４３を通って排紙部１５へ排出されることになる。
【００４５】
前記排紙部１５は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。
【００４６】
このように構成されたプリンタ１０は、その運転モードが感光体ドラム２０の周面に現像剤Ｄの内のトナーＴのみを供給して当該周面にトナー像Ｓを形成させた上で当該トナーＴを用紙Ｐに転写する通常運転モードＭ１（図２の（イ））と、現像装置５０におけるトナーＴおよびキャリアＣの双方を強制的に感光体ドラム２０の周面に付着させて現像装置５０内のキャリアＣの一部を抜き出すキャリア付着モードＭ２（図２の（ロ））との間で切り換え可能になっている。キャリア付着モードＭ２による運転が行われるのは、以下の理由による。
【００４７】
すなわち、キャリアＣは、先述したように、トナーＴに帯電処理を施すためのものであり、球状の磁性体（例えばＦｅ３Ｏ４）の表面に樹脂コート層が形成されてなり、かかるキャリアＣがトナーＴ中に混在されていることにより、トナーＴの帯電が良好に行われるようになっている。そして、通常運転モードＭ１においては、トナーＴが感光体ドラム２０に移行するのに対し、キャリアＣは、現像装置５０内に留まるため、長期間に亘る現像装置５０の運転によって表面の樹脂コート層が剥がれたり、周りにトナーＴが付着したりして徐々に品質が劣化していく。キャリアＣの品質が劣化すると、トナーＴに対して充分な帯電処理を施すことができなくなり、これによって画像データの存在しないところにトナーが付着するいわゆるカブリ現象が生じる。かかる画像濃度の希薄化やカブリ現象を解消するために古くは定期的に現像剤Ｄ中のキャリアＣのみを新品と交換することが行われていたが、この交換作業は非常に面倒であるという不都合が存在した。
【００４８】
そこで、本発明においては、従来のこのような不都合を解消するべく、後述する制御手段８０の制御に基づきトナーＴの消費が予め設定された量を越えた時点で通常運転モードＭ１からキャリアＣをトナーＴに同伴させて像担持体に付着させるキャリア付着モードＭ２に切り換えると共に、キャリア付着モードＭ２で消費された現像剤Ｄを補給するようにしている。
【００４９】
以下、図２を基に通常運転モードＭ１およびキャリア付着モードＭ２についてさらに詳細に説明する。図２は、各部材の電荷に注目して示した図１の感光体ドラム２０周りの拡大説明図であり、（イ）は、通常運転モードＭ１の場合、（ロ）は、キャリア付着モードＭ２の場合をそれぞれ示している。なお、図２では、感光体ドラム２０の構成要素および用紙Ｐの厚み寸法を誇張して示している。
【００５０】
図２に示すように、感光体ドラム２０は、ドラム軸２１と、このドラム軸２１回りに同心で回転可能に装着されたアルミニウム合金製のアルミ素管２２と、このアルミ素管２２の周面に蒸着処理等により均一に積層されて形成されたアモルファスシリコン層２３とを備えている。かかる感光体ドラム２０は、図略のドラムモータの駆動で時計方向に向けて回転するようになっている。
【００５１】
前記アモルファスシリコン層２３は、シリコン（Ｓｉ）や、シリコンの化合物（ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ等）が固溶体状で固化したものであり、通常、スパッタリング処理等の物理的な蒸着処理によって形成される。かかるアモルファスシリコン層２３（特にＳｉＣ製のもの）は、高抵抗であることによる優れた帯電能力を備えていると共に、耐摩耗性や耐環境性にも優れ、静電潜像やトナー像を形成させる材料として好適である。
【００５２】
また、アモルファスシリコン層２３が炭化シリコン（ＳｉＣ）製である場合、シリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）との比率が特定のものである場合が好ましい。このような炭化シリカとしては、「Ｓｉ１−ＸＣＸ」におけるＸの値が０．３〜１未満のものが好ましく、Ｘの値が０．５〜０．９５のものがさらに好ましい。
【００５３】
その理由は、Ｘがこのような値の「Ｓｉ１−ＸＣＸ」は、１０１２〜１０１３Ω（オーム）という極めて高い抵抗値を有しており、かかる高抵抗であると、アモルファスシリコン層２３の表面における回転方向の静電潜像の像流れが少なく、静電潜像の維持能力に優れているばかりか、耐湿性にも優れているからである。
【００５４】
前記帯電ローラ３０は、周面が感光体ドラム２０の周面（すなわちアモルファスシリコン層２３）に当接された状態で、帯電ローラ用電源３３からの電圧をアモルファスシリコン層２３へ印加するものであり、金属製の帯電ローラ軸３１と、この帯電ローラ軸３１に同心で一体的に外嵌されたエラストマー等の誘電材料製の帯電ローラ本体３２とからなっている。
【００５５】
かかる帯電ローラ３０は、通常運転モードＭ１において、図２の（イ）に示すように、帯電ローラ用電源３３からのプラスの電圧が印加されることにより帯電ローラ本体３２の周面にプラスの電荷が形成された状態で、感光体ドラム２０のドラム軸２１回りの時計方向へ向かう回転に従動しながら軸心回りに反時計方向に回転し、これによってアモルファスシリコン層２３に一様なプラスの電荷を形成させるようになされている。
【００５６】
前記露光装置４０は、帯電ローラ３０によってアモルファスシリコン層２３に形成された一様な電荷面に対して電送されてきた画像情報に基づく強弱を備えたレーザー光線を照射し、これによってドラム軸２１回りに回転している感光体ドラム２０の周面（アモルファスシリコン層２３）に、プラスの電荷がほとんど消失した状態の静電潜像を形成させるようになっている。本実施形態においては、感光体ドラム２０周面の数百Ｖの電荷が、レーザー光線の照射で略数十Ｖにまで低下され、この略数十Ｖの部分で静電潜像が形成されている。因みに、図２の（イ）では、露光装置４０によって照射された感光体ドラム２０の周面のプラスの電荷を示す「＋」記号を消去している。
【００５７】
前記現像装置５０は、通常運転モードＭ１において露光装置４０によって形成された感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３に対し現像剤Ｄの内のトナーＴ（図２において小さな点で表示）のみを供給して静電潜像に沿ったトナー像Ｓを形成させるものであり、現像剤Ｄ中のキャリアＣ（図２に黒丸で表示）は、通常運転モードＭ１において感光体ドラム２０の周面に供給されることはない。
【００５８】
かかる現像装置５０は、内部に現像剤Ｄが装填される箱形の現像装置本体５１と、この現像装置本体５１に周面の一部を感光体ドラム２０の周面と対向させた状態で内装された現像ローラ５２と、この現像ローラ５２に電圧を印加する現像ローラ用電源５３と、現像装置本体５１内に現像剤Ｄを補給するトナーカートリッジ５４とを備えて構成され、通常運転モードＭ１において現像装置本体５１内に装填された現像剤Ｄ中のトナーＴを感光体ドラム２０のドラム軸２１と平行な軸心回りに回転している現像ローラ５２の周面からドラム軸２１回りに回転している感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３に供給することによりアモルファスシリコン層２３の表面にトナー像Ｓを形成させるようになっている。
【００５９】
現像装置本体５１の感光体ドラム２０周面と対向した壁面には、現像装置本体５１内のトナーＴを感光体ドラム２０の周面に受け渡すためのトナー供給開口５１１が設けられ、現像装置本体５１内のトナーＴは、このトナー供給開口５１１を介し現像ローラ５２の回転に応じて感光体ドラム２０の周面に供給される。
【００６０】
前記現像ローラ５２は、前記ドラム軸２１と平行に配された現像ローラ軸５２１と、この現像ローラ軸５２１に同心で一体回転可能に外嵌された現像ローラ本体５２２とを備えて構成されている。前記現像ローラ本体５２２は、アルミニウム製のスリーブの表面にローレット加工やサンドブラスト処理を施したもの、さらにはその表面にアルマイト処理やメッキ処理の施されたもの等が採用されている。
【００６１】
かかる現像ローラ５２は、現像ローラ用電源５３からのプラスの電圧が現像ローラ軸５２１に印加されることにより周面にプラスの電荷が形成された状態で、図略の現像ローラ用モータの駆動により現像ローラ軸５２１回りに反時計方向に向けて回転し、これによって現像装置本体５１内のプラスに帯電したトナーＴを感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３に供給するようになっている。
【００６２】
そして、現像装置本体５１のトナー供給開口５１１の上縁部には、回転に応じて現像ローラ本体５２２の周面から感光体ドラム２０へ供給されるトナーＴの厚み寸法を均一な所定のレベルに揃えるためのドクターブレード５１２が設けられ、トナーＴは、このドクターブレード５１２を潜ることによって感光体ドラム２０に対する過供給が防止されるようになっている。
【００６３】
前記トナーカートリッジ５４は、現像装置本体５１に対して着脱自在に装着されている。かかるトナーカートリッジ５４は、その底部に現像装置本体５１内と連通する現像剤排出口５４１と、この現像剤排出口５４１を覆うシャッタ５４２とを備えており、シャッタ５４２の開閉動作で現像剤排出口５４１が開閉されるようになっている。かかるシャッタ５４２は、現像装置本体５１内のトナーＴが予め設定された基準値に見合う量だけ消費されてプリンタ１０の運転モードが通常運転モードＭ１からキャリア付着モードＭ２に切り換えられると同時に所定時間だけ開放され、これによって現像装置本体５１内に消費分に見合う現像剤Ｄが補給されるようになっている。
【００６４】
本実施形態では、通常運転モードＭ１における感光体ドラム２０の表面電位（暗電位）Ｓｐは、４００Ｖに、直流の現像バイアス（ＤＣ）Ｖｄｃは、３００Ｖに、交流の（周波数ｆ＝６ｋＨｚ）の現像バイアス（ＡＣ）Ｖｐｐは、２ｋＶに設定されている。これに対し、キャリア付着モードＭ２における感光体ドラム２０の表面電位Ｓｐは、６００Ｖに、直流の現像バイアス（ＤＣ）Ｖｄｃが３００Ｖに、交流（周波数ｆ＝６ｋＨｚ）の現像バイアス（ＡＣ）Ｖｐｐが２ｋＶに設定されている。すなわち、本実施形態においては、感光体ドラム２０の表面電位を変えることにより、電位差を狙いの値にしているが、これに代えて現像バイアスを狙いの電位差にしてもよい。
【００６５】
前記転写ローラ６０は、感光体ドラム２０の周面に形成されているトナー像Ｓの電荷の極性と反対の極性（本実施形態ではマイナスの極性）を付与することによってアモルファスシリコン層２３からトナー像Ｓを剥がし取り、この剥がされたトナー像Ｓを転写ローラ６０の周面とアモルファスシリコン層２３との間を搬送されつつある用紙Ｐ上に転写させるものである。
【００６６】
かかる転写ローラ６０は、感光体ドラム２０のドラム軸２１と平行な転写ローラ軸６１と、この転写ローラ軸６１に同心で一体回転可能に外嵌された転写ローラ本体６２とを備えて構成され、プリンタ１０が通常運転モードＭ１にモード設定された状態で、転写ローラ用電源６３からのマイナスの電圧が印加されるようになっている。従って、用紙Ｐが転写ローラ本体６２の周面と密着状態で当該転写ローラ本体６２と感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３との間を搬送されることにより、プラスに帯電したトナーＴからなるトナー像Ｓが、マイナスに帯電した用紙Ｐの表面側に静電気的に吸着され、これによって感光体ドラム２０の周面に形成されたトナー像Ｓの用紙Ｐへの転写が行われる。
【００６７】
前記クリーニング装置７０は、感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３表面のトナー像Ｓが用紙Ｐに転写された後にアモルファスシリコン層２３に残留している残留トナーＴ１を除去するためのものである。かかるクリーニング装置７０は、箱形のクリーニング装置本体７１内の下部に装着された周面が感光体ドラム２０の周面（アモルファスシリコン層２３）と当接するクリーニングローラ７２と、先端が感光体ドラム２０の周面に当接するようにクリーニング装置本体７１内の上部に装着されたクリーニングブレード７３と備えて構成されている。
【００６８】
前記クリーニングローラ７２は、ドラム軸２１と平行なローラ軸周りに同心で一体的に形成されている。かかるクリーニングローラ７２は、弾性変形し得るとともに、優れた強靱性を有する合成樹脂材料によって形成されている。
【００６９】
このようなクリーニングローラ７２がローラ軸回りに感光体ドラム２０の周速度より速い周速度で感光体ドラム２０と反対方向（図２に示す例では反時計方向）に向けて回転することにより、アモルファスシリコン層２３に付着しているアモルファスシリコン層２３に残留した残留トナーＴ１が擦り取られ、これによってアモルファスシリコン層２３が清浄化される。
【００７０】
前記クリーニングブレード７３は、感光体ドラム２０の周面に対する仕上げの清浄化部材であり、ゴムなどの弾性材料によって板状に形成されている。かかるクリーニングブレード７３は、感光体ドラム２０の周面のアモルファスシリコン層２３に向けて先下がりに傾斜してクリーニング装置本体７１内の上部位置に装着され、若干弾性変形した状態で先端のブレード刃７３１がアモルファスシリコン層２３に当接されている。従って、クリーニングローラ７２を介してブレード刃７３１に到達したアモルファスシリコン層２３から、クリーニングローラ７２で除去し得なかった残留トナーＴ１が感光体ドラム２０の時計方向へ向かう回転に応じて掻き落とされることになる。
【００７１】
そして、クリーニングローラ７２およびクリーニングブレード７３によって除去されたアモルファスシリコン層２３の残留トナーＴ１は、クリーニング装置本体７１内に導入されて一時貯留された後に所定の搬送手段の駆動により装置本体１１（図１）内の適所に設けられた図略の回収ボトルへ回収される。
【００７２】
ところで、図２の（イ）に示すような通常運転モードＭ１によるプリンタ１０の運転が継続されると、現像装置本体５１内に留まったキャリアＣが長期間に亘ってトナーＴや他のキャリアＣ、さらには現像ローラ５２の周面と摺擦し、これによって帯電量が低下する等の品質劣化が生じることになる。
【００７３】
そこで、かかる不都合を解消するために、本発明においては、トナーＴの消費が予め設定された基準値を越えた時点でプリンタ１０の運転を通常運転モードＭ１（図２の（イ））からキャリア付着モードＭ２（図２の（ロ））へ切り換え、これによって現像装置５０内のキャリアＣを感光体ドラム２０の周面に強制的に付着させて現像装置５０内から抜き取ると共に、抜き取った量に見合う新たな現像剤Ｄを現像装置本体５１内に補給するようにしている。
【００７４】
そして、キャリア付着モードＭ２においては、図２の（ロ）に示すように、帯電ローラ用電源３３から帯電ローラ３０にプラスの電圧が印加されることにより、感光体ドラム２０の周面にプラスの電荷を形成させる一方、転写ローラ６０には転写ローラ用電源６３から電圧が印加されない状態とされるとともに、感光体ドラム２０の周面から若干離間させられる。これによって感光体ドラム２０のアモルファスシリコン層２３にはプラスの電荷が形成される。本実施形態においては、前記電荷は、キャリアＣを確実に引きつけるに充分な現像バイアスとして感光体ドラム２０の表面電圧との差が−３００Ｖになるように設定されている。
【００７５】
なお、キャリア付着モードにおいて、転写ローラ６０を感光体ドラム２０の周面から離間させる代わりに、転写ローラ６０に逆バイアスを印加してもよい。こうすることで感光体ドラム２０周面のキャリアＣの転写ローラ６０への移行を防止することができる。
【００７６】
この状態で感光体ドラム２０がドラム軸２１回りに時計方向に向けて回転されると共に、現像ローラ５２が現像ローラ軸５２１回りに反時計方向に向けて回転される。このとき、現像ローラ用電源５３からの現像ローラ５２に対する電圧印加は行ってもよいし行わなくてもよい。因みに、図２の（ロ）では、現像ローラ用電源５３から現像ローラ５２に電圧が印加された状態を例示している。
【００７７】
そうすると、現像ローラ本体５２２の周面に付着している品質の劣化したプラスに帯電しているキャリアＣ（品質劣化キャリアＣ１）は、逆極性のマイナスに帯電している感光体ドラム２０の周面に大きな静電気的引力で吸引されるため、現像ローラ５２の回転に応じて当該現像ローラ５２の周面から順次引き剥がされていき、これによって品質劣化キャリアＣ１が現像装置本体５１内からトナーＴと同伴しながら抜き出されていく。
【００７８】
そして、現像ローラ５２から感光体ドラム２０へ移った品質劣化キャリアＣ１は、感光体ドラム２０の周面から離間した転写ローラ６０の周面との当接が回避された状態で、感光体ドラム２０の時計方向に向かう回転によってクリーニング装置７０にまで運ばれ、ここでまず一部がクリーニングローラ７２によって感光体ドラム２０の周面から取り除かれ、引き続き残部がクリーニングブレード７３のブレード刃７３１によって掻き落され、クリーニング装置本体７１内に回収される。
【００７９】
このようなキャリア付着モードＭ２による運転が所定時間継続された後、トナーカートリッジ５４のシャッタ５４２が所定時間開放され、これによって消費された現像剤Ｄ（品質劣化キャリアＣ１およびトナーＴ）見合いのトナーカートリッジ５４内の現像剤Ｄが現像剤排出口５４１を介して現像装置本体５１に供給され、引き続きプリンタ１０の運転はキャリア付着モードＭ２から通常運転モードＭ１に戻される。
【００８０】
そして、本実施形態においては、現像剤Ｄは、トナーＴの５００ｇに対してキャリアＣが５０ｇ（すなわちキャリアＣのトナーＴに対する混合比が１０ｗｔ％）の混合割合に設定されている。また、現像装置本体５１の容量は、現像剤Ｄとして３５０ｇに設定されており、トナーの混合比率が５％の現像剤Ｄであれば、トナーＴが１６．７ｇ、キャリアＣが３３３．３ｇと言うことになる。トナーカートリッジ５４の容量は、同５５０ｇ（トナーＴ５００ｇ＋キャリアＣ５０ｇ）に設定されている。
【００８１】
さらに、通常運転モードＭ１での運転でトナーＴが１００ｇ消費される毎にキャリア付着モードＭ２にモード変更されるようにしている。このモード変更を行うべきタイミングの判断において、本実施形態に係るプリンタ１０は、最初の原稿情報であるアナログ量をディジタル量（具体的には平面上におけるドット情報）に置き換えて処理するいわゆるディジタル機が採用されているため、このディジタル機の特質を利用している。具体的には、１００ｇのトナーＴが消費されたか否かについては、画像データにおけるドット数を積算することによって行うようにしている。すなわち、１ドットに消費されるトナーＴの量は、２×１０５ｍｇであるため、１００ｇのトナーＴに対応するドット数は、４．９６×１０９ｍｇドットということになる。
【００８２】
因みに、Ａ４サイズの用紙Ｐで印字率が５％であると仮定すると、当該用紙１枚のトナー消費量は実績として略３５ｍｇであるため、１００ｇのトナーを消費する場合には、１００ｇ／０．０３５ｇ＝２８５７枚になる。すなわち、凡その見当としてＡ４サイズの用紙Ｐの２８５７枚毎にプリンタ１０の運転モードが通常運転モードＭ１からキャリア付着モードＭ２に変更される。
【００８３】
また、本実施形態においては、キャリア付着モードＭ２において現像装置５０から１０ｇの品質劣化キャリアＣ１を抜き出すようにしている。現像装置５０内には、約３３０ｇのキャリアＣが装填されており、全てのキャリアＣを交換するためには３．３ｋｇ（３３０ｇ／０．１（１０％））のトナーＴを消費する必要がある。このトナー量は、Ａ４サイズの用紙Ｐの出力枚数に換算して９４３００枚（略１００ｋ枚）に相当する。キャリアＣをベタ黒状態で例えばＡ４サイズの用紙Ｐに転写したとすると、実績上の数値として１ｇのキャリアＣが消費される。従って、仮に１回のキャリア付着モードＭ２で１０ｇのキャリアＣを排出する場合、平均して２８５７枚毎にキャリア付着モードＭ２の運転を、Ａ４サイズの用紙Ｐの１０枚分の転写時間だけ行えばよい計算になる。
【００８４】
このようなキャリア付着モードＭ２の運転制御は、装置本体１１内の適所に設けられた所定の制御手段８０によって行われる。以下、キャリア付着モードＭ２における制御手段８０による制御について図３を基に説明する。図３は、制御手段８０によるキャリア付着モードＭ２の運転制御の一実施形態を示すブロック図である。図３に示すように、制御手段８０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）８１と、このＣＰＵ８１に付設された読み取り専用の記憶装置であるＲＯＭ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）８２と、ＣＰＵ８１に付設され一時的に発生する各種のデータを対象として読み書き自在に構成されたＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）８３とを備えた基本構成を有している。
【００８５】
前記ＣＰＵ８１は、プリンタ１０が通常運転モードＭ１にモード設定された状態で、消費されたトナーＴが予め設定された基準値を越えたか否かを判別するトナー消費量判別部８１１と、プリンタ１０が画像形成動作を実行中であるか否かを判別する画像形成動作判別部８１２と、これらトナー消費量判別部８１１および画像形成動作判別部８１２の判別結果等に基づいた通常運転モードＭ１とキャリア付着モードＭ２との間でモードの切り換えを行うモード切換え判別部８１３とを備えている。
【００８６】
前記トナー消費量判別部８１１は、露光装置４０から入力されるドット情報に基づき累積のドット数が予め設定された基準ロッド数（判別基準値）Ｘｂを越えたか否かで消費されたトナーが予め設定された基準値を越えたか否かを判別するようになっている。かかる判別を行うためにＲＯＭ８２には基準ドット数Ｘｂの絶対的な数値が記憶されていると共に、ＲＡＭ８３には、ワーキングメモリであるトナー消費量記憶部８３１が設けられ、トナー消費量判別部８１１は、露光装置４０からドット数Ｘが入力される都度、当該ドット数Ｘをトナー消費量記憶部８３１へ累積させるようになっている。そして、累積の都度トナー消費量判別部８１１は、トナー消費量記憶部８３１に記憶されている累積ドット数ΣＸが基準ドット数Ｘｂを越えたか否かを判別し、越えたと判別したときにはその判別結果を指令信号としてモード切換え判別部８１３へ向けて出力するようになっている。
【００８７】
前記画像形成動作判別部８１２は、感光体ドラム２０の動きから画像形成処理が実行中であるのか否かの信号を取るようになっている。すなわち、感光体ドラム２０から当該感光体ドラム２０が駆動中であるという信号（具体的には感光体ドラム２０を駆動する駆動モータからの信号）が画像形成動作判別部８１２に入力されている場合には、当該画像形成動作判別部８１２は、そのことを示す指令信号をモード切換え判別部８１３へ向けて出力する一方、感光体ドラム２０が非駆動中であるという信号が画像形成動作判別部８１２に入力されている場合には、そのことを示す指令信号をモード切換え判別部８１３へ向けて出力するようになっている。
【００８８】
前記モード切換え判別部８１３は、画像形成動作判別部８１２からの信号によってプリンタ１０が非稼働状態であり、かつ、トナー消費量判別部８１１からの信号によって累積ドット数ΣＸが基準ドット数Ｘｂを越えていることが伝達された場合には、現状の通常運転モードＭ１をキャリア付着モードＭ２へモード変更するための各種の制御信号を出力するようになっている。
【００８９】
具体的には、モード切換え判別部８１３は、累積ドット数ΣＸが基準ドット数Ｘｂを越えた時点で帯電ローラ用電源３３に向けてプラスの電圧を帯電ローラ３０の帯電ローラ軸３１へ印加させるための制御信号を出力すると共に、現像ローラ用電源５３に向けて通常運転モードＭ１の場合と同様の電圧を現像ローラ５２の現像ローラ軸５２１へ印加させるための制御信号を出力した上で、感光体ドラム２０へ向けて当該感光体ドラム２０を回転させるための制御信号を出力するようになっている。
【００９０】
これによって、感光体ドラム２０は、図２の（イ）に示すように、その周面に品質劣化キャリアＣ１と逆極性の電荷（マイナスの電荷）が形成された状態でドラム軸２１回りに時計方向に向けて回転するため、現像ローラ本体５２２の周面に位置したプラスに帯電している品質劣化キャリアＣ１は、現像ローラ本体５２２の現像ローラ軸５２１回りの反時計方向に向かう回転に誘導されつつトナーＴを同伴して感光体ドラム２０の周面に向けて静電気的に吸着され、これによって現像装置５０内の品質劣化キャリアＣ１の一部が取り除かれることになる。
【００９１】
この場合、感光体ドラム２０の周面に移った品質劣化キャリアＣ１は、感光体ドラム２０の回転によってクリーニング装置７０に向かうことになるが、このとき転写ローラ６０は、普段よりも感光体ドラム２０の周面から離間された状態で、しかも転写ローラ用電源６３からの電圧が印加されていないため、感光体ドラム２０の周面の品質劣化キャリアＣ１やトナーＴが転写ローラ本体６２の周面に吸着されることはない。
【００９２】
そして、感光体ドラム２０の回転でクリーニング装置７０に到達した品質劣化キャリアＣ１およびトナーＴは、まずクリーニングローラ７２によって感光体ドラム２０の周面から取り除かれた後、さらに残留しているものがクリーニングブレード７３によって掻き落とされ、クリーニング装置本体７１内に回収される。
【００９３】
このようなキャリア付着モードＭ２の運転は、予め設定された所定時間ｔｂだけ継続される。所定時間ｔｂは、ＲＯＭ８２に記憶されている。キャリア付着モードＭ２での運転時間がこの所定時間ｔｂを越えたか否かを計時するためにＲＡＭ８３にはタイマ８３２が設けられ、プリンタ１０がキャリア付着モードＭ２にモード設定されてからの経過時間ｔが逐一所定時間ｔｂと比較される。
【００９４】
そして、経過時間ｔが所定時間ｔｂを越えた時点でモード切換え判別部８１３は、キャリア付着モードＭ２を通常運転モードＭ１に戻すための制御信号を関係各所に向けて出力し、これによってプリンタ１０は、通常運転モードＭ１での運転が可能な状態（すなわち画像転写処理を実行支得る状態）に戻される。
【００９５】
図４は、このように構成された制御手段８０による制御のフローを説明するためのフローチャートである。まずステップＳ１においては、通常運転モードＭ１におけるプリンタ１０の運転中にトナーＴの消費量が画像情報に基づくドット数Ｘをカウントすることにより積算されて累積ドット数ΣＸが算出され、この算出の都度、当該累積ドット数ΣＸが基準ドット数Ｘｂを越えたか否かが判別され、越えたとき（ステップＳ２でＹＥＳ）にはステップＳ３でプリンタ１０が使用中であるのか否か（すなわち現に転写処理が実行中であるのか否か）が判別される。
【００９６】
そして、プリンタ１０が使用中のとき（ステップＳ３でＹＥＳ）は、そのまま待機され、プリンタ１０の使用が終わったとき（ステップＳ３でＮＯ）には、プリンタ１０の運転モードが通常運転モードＭ１からキャリア付着モードＭ２へモード変更される（ステップＳ４）。このモード変更によって、現像装置５０内の品質劣化キャリアＣ１の一部が現像装置５０から抜き出されて感光体ドラム２０の周面に付着し、クリーニング装置７０で回収される。
【００９７】
ついで、ステップＳ４においてこのキャリア付着モードＭ２による運転の経過時間ｔが予め設定された所定時間ｔｂを経過したか否かが判別され、経過したとき（ステップＳ５でＹＥＳ）には運転モードがキャリア付着モードＭ２から元の通常運転モードＭ１へ戻される（ステップＳ６）と同時に現像剤Ｄがトナーカートリッジ５４から現像装置５０へ補給される（ステップＳ７）。
【００９８】
引き続き、ステップＳ８でプリンタ１０が使用可能状態になっているか否かが判別され（具体的にはプリンタ１０の電源のオン・オフが判別され）、使用可能状態が継続されている場合（ステップＳ８でＹＥＳ）にはステップＳ１へスキップされる一方、電源が切られて使用不能状態になっている場合（ステップＳ８でＮＯ）には制御が終了となる。
【００９９】
以上詳述したように、本発明に係るプリンタ１０は、通常運転モードＭ１の運転で静電潜像が形成される感光体ドラム２０に現像装置５０からトナーＴとキャリアＣとからなる２成分系の現像剤Ｄの内のトナーＴを供給することにより当該感光体ドラム２０の周面に静電潜像に沿ったトナー像Ｓを形成させるように構成されものであり、トナーＴの消費が予め設定された量を越えた時点で通常運転モードＭ１からキャリアＣをトナーＴに同伴させて感光体ドラム２０に付着させるキャリア付着モードＭ２に切り換えると共に、キャリア付着モードＭ２で消費された現像剤Ｄを補給するように制御する制御手段８０を有している。
【０１００】
かかる構成によれば、通常運転モードＭ１においてトナーＴの消費が予め設定された量を越えると、通常運転モードＭ１が制御手段８０の制御によってキャリア付着モードＭ２に切り換えられ、これによって現像装置５０内のキャリアＣは、トナーＴに同伴して感光体ドラム２０に付着されるため、現像装置５０内の古いキャリアＣ（品質劣化キャリアＣ１）が取り除かれる。キャリア付着モードＭ２での運転が完了すると、キャリア付着モードＭ２で消費された現像剤Ｄに見合った新たな現像剤Ｄが補給制御手段８０の制御によって現像装置５０内に補給されるため、現像装置５０内の品質劣化キャリアＣ１の一部が新しいキャリアＣと入れ換えられ、その後通常運転モードＭ１に戻される。かかるモードの切り換えが繰り返されることにより、キャリアＣの品質を所定の許容されるべきばらつきの範囲内で推移させることができる。
【０１０１】
そして、通常運転モードＭ１からキャリア付着モードＭ２へのモードの切り換え時点を、トナーＴの消費が予め設定された量を越えた時点としているため、この時点は、従来のように現像装置５０内の現像剤Ｄの残量を検出する場合に比較して正確に検出することが可能であるため、通常運転モードＭ１からキャリア付着モードＭ２へ向けて交換されるべきキャリアＣの量に過不足のない状態で常に適正なモードの切り換えを行うことができる。
【０１０２】
また、トナーＴの消費が予め設定された量を越えた時点は、画像を構成するドット数Ｘをカウントして積算し、この積算値である累積ドット数ΣＸが予め設定された基準ドット数Ｘｂを越えた時点としているため、基準ドット数Ｘｂは、消費されるトナー量と正確に比例し、従って、このドット数Ｘの積算値である累積ドット数ΣＸが予め設定された基準ドット数Ｘｂを越えた時点によってトナーＴの消費量に過不足のない状態でモードの切り換え時点を正確に判別することができる。
【０１０３】
また、キャリア付着モードＭ２において感光体ドラム２０の周面と現像剤Ｄとの間には、トナーＴおよびキャリアＣの双方を感光体ドラム２０に移行させ得る所定の現像バイアス（本実施形態においては感光体ドラム２０の周面との電圧差で−３００Ｖ）が設定されるため、キャリア付着モードＭ２において設定された感光体ドラム２０の周面と現像剤Ｄとの間の当該現像バイアスによって、トナーＴおよびキャリアＣの双方を効果的に感光体ドラム２０の周面に移行させることができる。
【０１０４】
そして、制御手段８０は、通常運転モードＭ１で消費されたトナーＴが予め設定された量を越えたか否かを判別するトナー消費量判別部８１１と、通常運転モードＭ１で画像形成動作を実行中であるか否かを判別する画像形成動作判別部８１２と、トナー消費量判別部８１１が予め設定された量のトナーＴが消費されたと判別し、かつ、画像形成動作判別部８１２が画像形成動作停止中と判別した状態で通常運転モードＭ１をキャリア付着モードＭ２に切り換えるモード切換え判別部８１３とを備えている。
【０１０５】
従って、トナー消費量判別部８１１は、通常運転モードＭ１で消費されたトナーＴが予め設定された量を越えたか否かを判別し、この判別の結果、予め設定された量のトナーＴが消費されたと判別された状態で画像形成動作判別部８１２が通常運転モードＭ１での画像形成動作を停止中であると判別すると、モード切換え判別部８１３は、通常運転モードＭ１からキャリア付着モードＭ２に切り換え可能と判別し、これによって通常運転モードＭ１からキャリア付着モードＭ２へのモードの切り換えが実行される。
【０１０６】
このように、制御手段８０にトナー消費量判別部８１１、画像形成動作判別部８１２およびモード切換え判別部８１３を備えることによって、画像形成処理が実行されつつある状態を確実に避けプリンタ１０が実働していない合間を縫ってキャリアＣの新旧交換が行われるため、プリンタ１０の運転への影響を最小限に抑えつつキャリアＣの新旧交換を効率的に行うことができる。
【０１０７】
そして、キャリア付着モードＭ２において感光体ドラム２０に付着した現像剤Ｄは、感光体ドラム２０に沿って設けられたクリーニング装置７０によって回収されるため、従来のように取り除いたキャリアＣを回収するための構造を現像装置側に別途設ける必要がなくなり、その分装置コストの軽減化に貢献することができる。
【０１０８】
加えて、感光体ドラム２０として周面にアモルファスシリコン層２３が形成された、いわゆるアモルファスシリコンドラムが採用されているため、感光体ドラム２０は、キャリア付着モードにおいてキャリアＣが付着されることにより、通常の使用条件より厳しい条件で使用されることになるが、剥離性や耐摩耗性等に優れたアモルファスシリコンドラムを使用することにより、感光体ドラム２０の寿命が短命化するような不都合の発生を確実に防止することができる。
【０１０９】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【０１１０】
（１）上記の実施形態においては、画像形成装置としてプリンタ１０を挙げて説明したが、本発明は、画像形成装置がプリンタ１０であることに限定されるものではなく、スキャナーによって読み取った原稿画像を転写処置して出力するようにした複写機や、電送されてきた画像情報を転写処理して出力するようにしたファクシミリ装置であってもよい。
【０１１１】
（２）上記の実施形態においては、感光体ドラム２０と転写ローラ６０との間に用紙Ｐを直接送り込むようにしているが、こうする代わりに感光体ドラム２０と転写ローラ６０との間に搬送ベルトを介在させ、この搬送ベルトにより搬送されつつある用紙Ｐに対して転写処理を施すようにしてもよい。さらに感光体ドラム２０と転写ローラ６０との間に転写ベルトを介在させ、周回している転写ベルトに感光体ドラム２０周面のトナー像を一旦転写してからこの転写ベルト上のトナー像を用紙に転写するようにしてもよい。但しいずれの場合も、キャリア付着モードＭ２にモード設定された状態では、感光体ドラム２０の周面に付着している品質劣化キャリアＣ１が転写ローラ６０や搬送ベルト、さらには転写ベルトに転写されないようにこれらを感光体ドラム２０から離間させることが好ましい。
【０１１２】
（３）上記の実施形態においては、感光体ドラム２０の周面を帯電させる部材として帯電ローラ３０が採用されているが、帯電ローラ３０に代えてコロナ放電で感光体ドラム２０の周面に電荷を付与するワイヤ式の帯電器を採用してもよい。
【０１１３】
（４）上記の実施形態においては、感光体ドラム２０が１台だけ採用された単色印刷用の画像形成装置（プリンタ１０）を例示しているが、本発明は、画像形成装置が単色印刷用のものであることに限定されるものではなく、色毎に複数の感光体ドラムが採用されたカラー印刷用のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一種であるプリンタの内部構造の一実施形態を説明するための正面断面視の説明図である。
【図２】各部材の電荷に注目して示した図１の感光体ドラム周りの拡大説明図であり、（イ）は、通常運転モードの場合、（ロ）は、キャリア付着モードの場合をそれぞれ示している。
【図３】制御手段によるキャリア付着モードの運転制御の一実施形態を示すブロック図である。
【図４】制御手段による制御のフローを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  プリンタ（画像形成装置）
１１  装置本体              １２  用紙貯留部
１２１  用紙カセット        １２２  ピックアップローラ
１２３  給紙搬送路          １２４  レジストローラ対
１３  画像形成部                １４  定着部
１４１  ヒートローラ        １４２  加圧ローラ
１４３  排紙搬送路          １５  排紙部
１５１  排紙トレイ          ２０  感光体ドラム（像担持体）
２１  ドラム軸              ２２  アルミ素管
２３  アモルファスシリコン層
３０  帯電ローラ            ３１  帯電ローラ軸
３２  帯電ローラ本体        ３３  帯電ローラ用電源
４０  露光装置              ５０  現像装置
５１  現像装置本体          ５１１  トナー供給開口
５１２  ドクターブレード    ５２  現像ローラ
５２１  現像ローラ軸        ５２２  現像ローラ本体
５３  現像ローラ用電源      ５４  トナーカートリッジ
５４１  現像剤排出口        ５４２  シャッタ
６０  転写ローラ            ６１  転写ローラ軸
６２  転写ローラ本体        ６３  転写ローラ用電源
７０  クリーニング装置      ７１  クリーニング装置本体
７２  クリーニングローラ    ７３  クリーニングブレード
７３１  ブレード刃          ８０  制御手段
８１  ＣＰＵ                ８１１  トナー消費量判別部
８１２  画像形成動作判別部  ８１３  モード切換え判別部
８２  ＲＯＭ                ８３  ＲＡＭ
８３１  トナー消費量記憶部  ８３２  タイマ
Ｍ１  通常運転モード        Ｍ２  キャリア付着モード
Ｐ  用紙                    Ｐ１  用紙束
Ｓ  トナー像（可視像）      Ｄ  現像剤
Ｔ  トナー                  Ｔ１  残留トナー
Ｃ  キャリア                Ｃ１  品質劣化キャリア
【図１】
2006284946.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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