(57)【要約】【課題】トナーとキャリアの劣化状態を個別に判断できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、現像器の筐体４６１内の現像剤５００におけるトナーおよびキャリアの一方を入れ替えた後、撹拌部材４６４を駆動して現像剤５００を撹拌し、トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた時点から所定時間Ｔ経過後の現像剤５００の透磁率Ｖｏｕｔに基づいて、トナーおよびキャリアの他方の劣化状態を判断する。【選択図】図３
2018173506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアを含む現像剤を収容する筐体と、
前記筐体内に設けられ、前記現像剤を撹拌する撹拌部材と、
前記筐体内に設けられ、前記筐体内の前記現像剤の透磁率を検出する透磁率検出部と、
前記筐体内の前記現像剤におけるトナーおよびキャリアの一方を入れ替える入替部と、
前記入替部により前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた場合、前記撹拌部材を駆動して、前記筐体内の前記現像剤を撹拌する制御部と、
前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた時点から所定時間経過後の前記筐体内の前記現像剤の透磁率に基づいて、前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態を判断する判断部と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記入替部は、
画像形成を行って前記筐体内のトナーを消費するトナー消費部と、
前記トナーが消費された前記筐体に対して未使用のトナーを供給するトナー供給部と、を有し、前記現像剤のトナーを入れ替える、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記筐体内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部をさらに有し、
前記入替部は、前記トナー濃度検出部により検出されるトナー濃度を参照して、前記現像剤のトナーを入れ替える、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記入替部は、前記現像剤のトナーを２０％以上入れ替える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記筐体内に設けられ、前記筐体内の前記現像剤を担持搬送する現像剤搬送部材と、
前記筐体内の前記現像剤搬送部材の近傍に設けられ、前記現像剤搬送部材により担持搬送される前記現像剤の量を規制する規制部材と、をさらに有し、
前記入替部により前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた場合、前記制御部は、前記撹拌部材とともに前記現像剤搬送部材を駆動する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた時点の前記現像剤の透磁率と、前記所定時間経過後の前記現像剤の透磁率との差分を算出する算出部と、
前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態と前記差分の値とを相互に関連付けたテーブルを記憶している記憶部と、をさらに有し、
前記判断部は、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照して、前記算出部により算出された前記差分の値から、前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態を判断する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定時間経過後の前記現像剤の透磁率の単位時間当たりの変化量を算出する算出部と、
前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態と前記変化量の値とを相互に関連付けたテーブルを記憶している記憶部と、をさらに有し、
前記判断部は、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照して、前記算出部により算出された前記変化量の値から、前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態を判断する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナーおよびキャリアの他方の交換時期を通知する通知部をさらに有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
トナーとキャリアを含む現像剤を収容する筐体について、前記筐体内の前記現像剤におけるトナーおよびキャリアの一方を入れ替えるステップ（ａ）と、
前記ステップ（ａ）において前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた場合、前記筐体内に設けられた撹拌部材を駆動して、前記筐体内の前記現像剤を撹拌するステップ（ｂ）と、
前記筐体内に設けられた透磁率検出部により、前記筐体内の前記現像剤の透磁率を検出するステップ（ｃ）と、
前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた時点から所定時間経過後の前記筐体内の前記現像剤の透磁率に基づいて、前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態を判断するステップ（ｄ）と、
を有する現像剤劣化判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および現像剤劣化判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式プリンター等の画像形成装置では、トナーとキャリアを含む二成分現像剤が広く使用されている。二成分現像剤を使用する画像形成装置では、二成分現像剤の帯電性能の低下が画像不良の一因となる。二成分現像剤の帯電性能の低下は、現像剤の劣化等に起因する。
【０００３】
これに関連して、下記の特許文献１には、現像剤循環経路に光学式センサーを配置して、現像剤の流動性を光学的に検出することにより、キャリアの帯電性能を評価する技術が開示されている。この技術によれば、キャリアの帯電性能が低下すると現像剤の流動性が低下する特性を利用して、キャリアの帯電性能（劣化状態）を評価し、キャリアの補給を行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２６１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、現像剤の流動性は、キャリアの劣化の影響のみならず、トナーの劣化の影響も大きく受ける。このため、上記の技術では、トナーが劣化していれば、キャリアが劣化していなくても、キャリアの帯電性能が低下していると誤って判断され、キャリアの補給が行われることになり、好ましくない。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。したがって、本発明の目的は、トナーとキャリアを含む二成分現像剤について、トナーとキャリアの劣化状態を個別に判断できる画像形成装置および現像剤劣化判断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００８】
（１）トナーとキャリアを含む現像剤を収容する筐体と、前記筐体内に設けられ、前記現像剤を撹拌する撹拌部材と、前記筐体内に設けられ、前記筐体内の前記現像剤の透磁率を検出する透磁率検出部と、前記筐体内の前記現像剤におけるトナーおよびキャリアの一方を入れ替える入替部と、前記入替部により前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた場合、前記撹拌部材を駆動して、前記筐体内の前記現像剤を撹拌する制御部と、前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた時点から所定時間経過後の前記筐体内の前記現像剤の透磁率に基づいて、前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態を判断する判断部と、を有する画像形成装置。
【０００９】
（２）前記入替部は、画像形成を行って前記筐体内のトナーを消費するトナー消費部と、前記トナーが消費された前記筐体に対して未使用のトナーを供給するトナー供給部と、を有し、前記現像剤のトナーを入れ替える、上記（１）に記載の画像形成装置。
【００１０】
（３）前記筐体内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部をさらに有し、前記入替部は、前記トナー濃度検出部により検出されるトナー濃度を参照して、前記現像剤のトナーを入れ替える、上記（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００１１】
（４）前記入替部は、前記現像剤のトナーを２０％以上入れ替える、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００１２】
（５）前記筐体内に設けられ、前記筐体内の前記現像剤を担持搬送する現像剤搬送部材と、前記筐体内の前記現像剤搬送部材の近傍に設けられ、前記現像剤搬送部材により担持搬送される前記現像剤の量を規制する規制部材と、をさらに有し、前記入替部により前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた場合、前記制御部は、前記撹拌部材とともに前記現像剤搬送部材を駆動する、上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００１３】
（６）前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた時点の前記現像剤の透磁率と、前記所定時間経過後の前記現像剤の透磁率との差分を算出する算出部と、前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態と前記差分の値とを相互に関連付けたテーブルを記憶している記憶部と、をさらに有し、前記判断部は、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照して、前記算出部により算出された前記差分の値から、前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態を判断する、上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００１４】
（７）前記所定時間経過後の前記現像剤の透磁率の単位時間当たりの変化量を算出する算出部と、前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態と前記変化量の値とを相互に関連付けたテーブルを記憶している記憶部と、をさらに有し、前記判断部は、前記記憶部に記憶された前記テーブルを参照して、前記算出部により算出された前記変化量の値から、前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態を判断する、上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００１５】
（８）前記トナーおよびキャリアの他方の交換時期を通知する通知部をさらに有する、上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００１６】
（９）トナーとキャリアを含む現像剤を収容する筐体について、前記筐体内の前記現像剤におけるトナーおよびキャリアの一方を入れ替えるステップ（ａ）と、前記ステップ（ａ）において前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた場合、前記筐体内に設けられた撹拌部材を駆動して、前記筐体内の前記現像剤を撹拌するステップ（ｂ）と、前記筐体内に設けられた透磁率検出部により、前記筐体内の前記現像剤の透磁率を検出するステップ（ｃ）と、前記トナーおよびキャリアの一方が入れ替えられた時点から所定時間経過後の前記筐体内の前記現像剤の透磁率に基づいて、前記トナーおよびキャリアの他方の劣化状態を判断するステップ（ｄ）と、を有する現像剤劣化判断方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トナーとキャリアを含む二成分現像剤について、トナーとキャリアの劣化状態を個別に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】現像器の概略構成を示す断面図である。
【図３】画像形成装置により実行されるキャリア劣化判断処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】トナーの入れ替え量と現像剤の撹拌時間との関係を示す図である。
【図５】現像剤の撹拌時間と現像剤の透磁率との関係を示す図である。
【図６】キャリアの劣化状態の判断精度とトナーの入れ替え量との関係を説明するための図である。
【図７】キャリアおよびトナーの劣化度合いと現像剤の帯電性能との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す断面図である。画像形成装置１は、制御部１０、記憶部２０、操作パネル部３０、画像形成部４０、定着部５０、および給紙部６０を備える。
【００２１】
制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であり、プログラムにしたがって上記各部の制御や各種の演算処理を行う。
【００２２】
記憶部２０は、予め各種プログラムや各種データを格納しておくＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、各種プログラムや各種データを格納するハードディスク等からなる。
【００２３】
操作パネル部３０は、タッチパネル、テンキー、スタートボタン、およびストップボタン等を備えており、各種情報の表示および各種指示の入力に使用される。
【００２４】
画像形成部４０は、電子写真式プロセスを用いて、各種データに基づく画像を用紙１００上に形成する。画像形成部４０の中央部には、転写ベルト４１が配置されている。転写ベルト４１は、矢印方向に回転駆動される。
【００２５】
転写ベルト４１の側面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色の順に４つの作像ユニット４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃ，４２Ｋが配置されている。各作像ユニット４２Ｙ〜４２Ｋは、感光体ドラム４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋを有している。各感光体ドラム４３Ｙ〜４３Ｋの周囲には、感光体ドラム４３Ｙ〜４３Ｋ表面を均一帯電させる帯電器４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋ、均一帯電した感光体ドラム４３Ｙ〜４３Ｋ表面に画像データに応じた静電潜像を形成する露光装置４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋ、静電潜像をトナー像に現像する現像器４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｋ、および感光体ドラム４３Ｙ〜４３Ｋ上のトナーを除去する感光体クリーナー４７Ｙ，４７Ｍ，４７Ｃ，４７Ｋが配置されている。
【００２６】
各作像ユニット４２Ｙ〜４２Ｋの上部には、各色のトナーを収容しているトナー供給部４２１Ｙ，４２１Ｍ，４２１Ｃ，４２１Ｋが設けられている。トナー供給部４２１Ｙ〜４２１Ｋは、現像器４６Ｙ〜４６Ｋに連通しており、制御部１０からの指令によって現像器４６Ｙ〜４６Ｋに所定量のトナーを供給する。
【００２７】
また、転写ベルト４１を挟んで各感光体ドラム４３Ｙ〜４３Ｋと対向した位置には一次転写ローラー４８Ｙ，４８Ｍ，４８Ｃ，４８Ｋが配置されている。一次転写ローラー４８Ｙ〜４８Ｋは、感光体ドラム４３Ｙ〜４３Ｋ表面に形成されたトナー像を静電的に引き付けて転写ベルト４１上に一次転写する。
【００２８】
転写ベルト４１の端部には、二次転写ローラー４９が配置されている。二次転写ローラー４９は、転写ベルト４１上に形成されたトナー像を、搬送されてきた用紙１００に二次転写する。二次転写を行うときは、二次転写ローラー４９に高圧のプラス転写電圧を印加することにより、マイナスに帯電しているトナー像を、用紙１００に静電的に引き付けている。トナー像が転写された用紙１００は、定着部５０に供給される。
【００２９】
定着部５０は、用紙１００上に転写されたトナー像を定着ローラーにより加熱および加圧して、トナー像を用紙１００に定着させる。
【００３０】
給紙部６０は、印刷に使用される用紙１００を収容する。給紙部６０には、給紙カセットが着脱可能に設けられている。
【００３１】
次に、図２を参照して、画像形成部４０の現像器４６Ｙ〜４６Ｋについてより具体的に説明する。
【００３２】
図２は、現像器４６Ｙの概略構成を示す断面図である。現像器４６Ｙ〜４６Ｋは、相互に同様の構成であるため、以下、現像器４６Ｙを代表として用いて説明する。
【００３３】
現像器４６Ｙは、現像ケース４６１、現像ローラー４６２、規制部材４６３、撹拌ローラー４６４、トナー濃度センサー４６５、および透磁率センサー４６６を備え、現像ケース４６１には現像剤５００が収容されている。現像剤５００は、トナーとキャリアを含む二成分現像剤である。トナーは、画像を形成する粒子であり、画像形成によって消費される。キャリアは、現像ケース４６１内に溜り、トナーとの混合における摩擦帯電によってトナーに電荷を与え、感光体ドラム４３Ｙと対向する位置にトナーを搬送する。キャリアは、フェライト粒子の表面を樹脂のコート膜により被覆して形成される。
【００３４】
現像ケース４６１は、現像剤５００を収容する筐体である。現像ケース４６１は、感光体ドラム４３Ｙの側周表面に開口部４６１Ｈを対向させた状態で、感光体ドラム４３Ｙに沿って配置される。現像ケース４６１に収容された現像剤５００は、開口部４６１Ｈから感光体ドラム４３Ｙの側周表面に供給される。
【００３５】
現像ローラー４６２は、現像ケース４６１内に感光体ドラム４３Ｙと平行に設けられ、現像剤搬送部材として、現像ケース４６１に収容された現像剤５００を担持搬送する。現像ローラー４６２は、現像ケース４６１の開口部４６１Ｈを介して、感光体ドラム４３Ｙの側周表面に近接配置され、感光体ドラム４３Ｙと逆方向に回転駆動される。現像ローラー４６２は、磁界を発生させる複数の磁極が内設され、フェライト粒子の磁性によって現像剤５００を表面に吸着させ、吸着させた現像剤５００を回転によって現像ケース４６１の開口部４６１Ｈに担持搬送する。
【００３６】
規制部材４６３は、現像ローラー４６２から所定距離だけ離隔して設けられ、現像ローラー４６２により感光体ドラム４３Ｙに搬送される現像剤５００の量を規制する。
【００３７】
撹拌ローラー４６４は、現像ケース４６１内に感光体ドラム４３Ｙと平行に設けられ、撹拌部材として、現像ケース４６１内の現像剤５００を撹拌する。撹拌ローラー４６４は、螺旋形状のスクリュー部材であり、現像ケース４６１内で回転駆動される。撹拌ローラー４６４は、現像ケース４６１内の現像剤５００および現像ケース４６１内に供給されたトナーを撹拌することにより、摩擦帯電させたトナーを現像剤５００のキャリアに対して吸着させる。
【００３８】
トナー濃度センサー４６５は、トナー濃度検出部として、現像剤５００のトナー濃度を検出する。トナー濃度センサー４６５は、たとえば、光学式センサーであり、現像ケース４６１内に検知面を臨ませて配置されている。トナー濃度センサー４６５は、制御部１０に電気的に接続されており、トナー濃度センサー４６５の出力値は、制御部１０に送信される。
【００３９】
透磁率センサー４６６は、透磁率検出部として、現像剤５００の透磁率を検出する。透磁率センサー４６６は、たとえば、コイルのインダクタンス成分を利用したセンサーであり、現像ケース４６１内に検知面を臨ませて配置されている。透磁率センサー４６６は、制御部１０に電気的に接続されており、透磁率センサー４６６の出力値は、制御部１０に送信される。
【００４０】
なお、画像形成装置１の制御部１０は、現像剤５００の撹拌前後における透磁率センサー４６６の出力値の差分を算出する算出部、および、算出した差分の値からキャリアの劣化状態を判断する判断部として機能する。画像形成装置１の記憶部２０には、透磁率センサー４６６の出力値の差分の値とキャリアの劣化状態とを関連付けた関連テーブルが予め記憶されており、制御部１０は、関連テーブルを参照して、算出した差分の値からキャリアの劣化状態を判断する。また、画像形成装置１の操作パネル部３０は、キャリアの交換時期をユーザーに通知する通知部として機能する。画像形成装置１の画像形成部４０は、画像形成を行って現像器４６Ｙ〜４６Ｋ内のトナーを消費するトナー消費部として機能し、画像形成部４０およびトナー供給部４２１Ｙ〜４２１Ｋは、現像器４６Ｙ〜４６Ｋのトナーを入れ替える入替部として機能する。
【００４１】
画像形成装置１は、上述した構成要素以外の構成要素を含んでいてもよく、あるいは、上述した構成要素のうちの一部が含まれていなくてもよい。
【００４２】
以上のとおり構成される画像形成装置１では、現像器４６Ｙ〜４６Ｋに収容される二成分現像剤５００のキャリアの劣化状態が判断される。以下、図３〜図６を参照して、画像形成装置１の動作について詳細に説明する。
【００４３】
図３は、画像形成装置１により実行されるキャリア劣化判断処理の手順を示すフローチャートである。なお、図３のフローチャートにより示されるアルゴリズムは、画像形成装置１の記憶部２０にプログラムとして記憶されており、制御部１０によって実行される。キャリア劣化判断処理は、４つの現像器４６Ｙ〜４６Ｋに対して同時に実行されてもよく、互いに独立に実行されてもよい。以下では、現像器４６Ｙに収容されるキャリアの劣化状態を判断する場合を例に挙げて説明する。
【００４４】
本実施形態のキャリア劣化判断処理は、ユーザーにより開始ボタンが押下された場合に開始される。開始ボタンが押下されれば、制御部１０は、まず、現像器４６Ｙのトナーの入れ替えを行う（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部１０は、まず、トナー供給部４２１Ｙから現像器４６Ｙへのトナーの供給を停止した状態で画像形成部４０を制御して、作像ユニット４２Ｙに画像形成を行わせ、現像ケース４６１内のトナーを消費させる。そして、現像ケース４６１内のトナー濃度が所定量（たとえば、２０ｗｔ％）低下したことがトナー濃度センサー４６５の出力値により検出されれば、制御部１０は、画像形成部４０を制御して、画像形成を停止させる。それから、制御部１０は、トナー供給部４２１Ｙを制御して、所定量（たとえば、２０ｗｔ％）の未使用トナーを現像ケース４６１に供給させ、トナーの入れ替えを完了する。
【００４５】
次に、制御部１０は、トナーの入れ替え直後の透磁率センサー４６６の出力値Ｖｏｕｔを、第１出力値Ｖｏｕｔ０として取得する（ステップＳ１０２）。第１出力値Ｖｏｕｔ０は、記憶部２０に一時的に記憶される。
【００４６】
次に、制御部１０は、撹拌ローラー４６４を駆動して現像剤５００を撹拌するとともに、所定時間Ｔが経過したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。ここで、所定時間Ｔは、現像剤５００を撹拌して未帯電の未使用トナーを帯電させるのに必要な時間であり、入れ替えられるトナーの量が多いほど長くなる。所定時間Ｔは、たとえば、図４に示すような関係式に基づいて設定され、トナーを２０ｗｔ％入れ替えた場合、所定時間Ｔは６０秒に設定される。なお、撹拌ローラー４６４が現像剤５００を撹拌している間、画像形成装置１はジョブを受け付けない。また、本実施形態では、撹拌ローラー４６４が現像剤５００を撹拌している間、現像ローラー４６２が一緒に駆動される。
【００４７】
現像剤５００の撹拌開始後、所定時間Ｔが経過していないと判断する場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、制御部１０は、所定時間Ｔが経過するまで待機する。一方、現像剤５００の撹拌開始後、所定時間Ｔが経過したと判断する場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御部１０は、所定時間Ｔ経過後の透磁率センサー４６６の出力値Ｖｏｕｔを、第２出力値ＶｏｕｔＴとして取得する（ステップＳ１０４）。第２出力値ＶｏｕｔＴは、記憶部２０に一時的に記憶される。
【００４８】
次に、制御部１０は、第１出力値Ｖｏｕｔ０から第２出力値ＶｏｕｔＴを減算して、第１出力値Ｖｏｕｔ０と第２出力値ＶｏｕｔＴとの差分ΔＶｏｕｔを算出する（ステップＳ１０５）。
【００４９】
次に、制御部１０は、差分ΔＶｏｕｔが第１閾値Ｖａ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。ここで、第１閾値Ｖａは、キャリアの劣化状態を判断するための値であり、入れ替えられるトナーの量に応じて設定される。トナーの入れ替え量が２０ｗｔ％の場合、第１閾値Ｖａは、たとえば、０．４Ｖに設定される。
【００５０】
差分ΔＶｏｕｔが第１閾値Ｖａ以上であると判断する場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、制御部１０は、キャリアが劣化していないと判断する（ステップＳ１０７）。本実施形態では、制御部１０は、記憶部２０に記憶された上記関連テーブルを参照して、現像剤５００中のキャリアが劣化していないと判断する。
【００５１】
そして、制御部１０は、操作パネル部３０に「現像剤の交換は必要ありません」と表示し（ステップＳ１０８）、処理を終了する。
【００５２】
一方、ステップＳ１０６に示す処理において、差分ΔＶｏｕｔが第１閾値Ｖａ未満であると判断する場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、制御部１０は、差分ΔＶｏｕｔが第２閾値Ｖｂ未満であるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。ここで、第２閾値Ｖｂは、キャリアの劣化状態を判断するための値であり、入れ替えられるトナーの量に応じて設定される。トナーの入れ替え量が２０ｗｔ％の場合、第２閾値Ｖｂは、たとえば、０．２Ｖに設定される。
【００５３】
差分ΔＶｏｕｔが第２閾値Ｖｂ未満であると判断する場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、制御部１０は、キャリアが劣化していると判断する（ステップＳ１１０）。本実施形態では、制御部１０は、記憶部２０に記憶された上記関連テーブルを参照して、現像剤５００中のキャリアが劣化していると判断する。
【００５４】
そして、制御部１０は、操作パネル部３０に「今すぐ現像剤を交換してください」と表示し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。
【００５５】
一方、ステップＳ１０９に示す処理において、差分ΔＶｏｕｔが第２閾値Ｖｂ以上であると判断する場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、制御部１０は、キャリアがやや劣化していると判断する（ステップＳ１１２）。本実施形態では、制御部１０は、記憶部２０に記憶された上記関連テーブルを参照して、現像剤５００中のキャリアがやや劣化していると判断する。
【００５６】
そして、制御部１０は、操作パネル部３０に「あと１万プリントを行うまでに現像剤を交換してください」と表示し（ステップＳ１１３）、処理を終了する。
【００５７】
以上のとおり、図３に示すフローチャートの処理によれば、まず、現像器４６Ｙ内のトナーが所定量入れ替えられ、入れ替え完了後、現像剤５００が所定時間Ｔ撹拌される。そして、トナーの入れ替え直後と所定時間Ｔ経過後の透磁率センサー４６６の出力値の差分ΔＶが算出され、差分ΔＶが第１および第２閾値Ｖａ，Ｖｂ（Ｖａ＞Ｖｂ）と比較される。その結果、透磁率センサー４６６の出力値の差分ΔＶが第１閾値Ｖａ以上の場合、キャリアが劣化していないと判断され、第２閾値Ｖｂ未満の場合、キャリアが劣化していると判断される。また、透磁率センサーの出力値の差分ΔＶが第２閾値Ｖｂ以上かつ第１閾値Ｖａ未満の場合、キャリアがやや劣化していると判断される。
【００５８】
以上のとおり、本実施形態のキャリア劣化判断処理によれば、現像剤５００のトナーを入れ替えた後、所定時間Ｔ撹拌する間の透磁率センサー４６６の出力値の変動量ΔＶに基づいて、キャリアの劣化状態が判断される。このような構成によれば、二成分現像剤５００中のキャリアの劣化状態がトナーの劣化状態と分離して判断される。その結果、キャリアの適切な交換が可能になる。
【００５９】
また、本実施形態のキャリア劣化判断処理では、トナー入れ替え後の現像剤５００の撹拌時に、撹拌ローラー４６４とともに現像ローラー４６２が駆動される。このような構成によれば、規制部材４６３によりトナーが圧縮されて帯電し易くなる。その結果、トナーが短時間で帯電する。
【００６０】
次に、図５を参照して、本実施形態のキャリア劣化判断処理についてより具体的に説明する。
【００６１】
図５は、トナー入れ替え後の現像剤５００の撹拌時間と現像剤５００の透磁率との関係を示す図である。図５の縦軸は、透磁率センサー４６６の出力値を示し、横軸は、トナー入れ替え後の現像剤５００の撹拌時間を示す。図５の実線は、キャリアが劣化していない場合の透磁率センサー４６６の出力値の挙動を示し、一点鎖線は、キャリアが劣化している場合の透磁率センサー４６６の出力値の挙動を示す。
【００６２】
図５に示すとおり、トナー入れ替え直後（撹拌時間０秒）の時点では、キャリアの劣化状態とは無関係に、透磁率センサー４６６の出力値は略一定の値Ｖｏｕｔ０を示す。その後、撹拌ローラー４６４により現像剤５００が撹拌されると、透磁率センサー４６６の出力値は次第に減少する。
【００６３】
ここで、透磁率センサー４６６の出力値の減少度合いは、現像剤５００のキャリアの劣化度合いに応じて変化する。具体的には、図５に示すとおり、キャリアが劣化していない場合、透磁率センサー４６６の出力値の減少量ΔＶ１は大きくなり、キャリアが劣化している場合、透磁率センサー４６６の出力値の減少量ΔＶ２は小さくなる。
【００６４】
したがって、本実施形態のキャリア劣化判断処理によれば、現像剤５００のトナーを所定量入れ替えた後、現像剤５００を所定時間Ｔ撹拌する間の透磁率センサー４６６の出力値の変動量ΔＶを算出することにより、キャリアの劣化状態を判断できる。
【００６５】
次に、現像剤５００を撹拌する間の透磁率センサー４６６の出力値の変動量が、キャリアの劣化状態に応じて変化する理由について説明する。
【００６６】
現像ケース４６１内のトナーを所定量入れ替えた場合、未帯電のトナーが現像剤５００中に含まれることになる。未帯電のトナーは、現像剤５００を撹拌することによって、キャリアとの摩擦により帯電する。未帯電のトナーが帯電すると、トナー粒子同士の距離が広がり、現像ケース４６１内のトナーの体積が増加する。
【００６７】
ここで、トナーの帯電度合いは、キャリアの劣化度合いに応じて変化する。具体的には、キャリアが劣化していれば、キャリアはトナーを十分に帯電させることができず、トナーの帯電量が小さくなる。したがって、キャリアが劣化していれば、トナーの帯電量が小さくなり、トナー粒子同士の距離が広がらず、現像ケース４６１内のトナーの体積の増加が小さくなる。
【００６８】
透磁率センサー４６６は、現像ケース４６１内の現像剤５００の透磁率として、トナーの体積に対するキャリアの体積の割合を検出する。ここで、キャリアの体積は現像剤５００の撹拌前後で変化しないため、撹拌前後の現像剤５００の透磁率の変化は、トナーの体積の変化を示す。そして、トナーの体積の変化はトナーの帯電度合いに対応し、トナーの帯電度合いはキャリアの劣化度合いに対応する。したがって、撹拌前後の現像剤５００の透磁率の変化は、キャリアの劣化度合いに対応する。
【００６９】
このため、本実施形態のキャリア劣化判断処理によれば、トナーを入れ替えた後、現像剤５００を撹拌しつつ、透磁率センサー４６６の出力値の変動量ΔＶを算出することにより、キャリアの劣化度合いを判断できる。つまり、二成分現像剤５００のトナーおよびキャリアについて、トナーの劣化状態と分離して、キャリアの劣化状態を判断できる。
【００７０】
次に、図６を参照して、キャリアの劣化状態の判断精度とトナーの入れ替え量との関係について説明する。
【００７１】
図６は、キャリアの劣化状態の判断精度とトナーの入れ替え量との関係を説明するための図である。図６の縦軸は、透磁率センサーの出力値を示し、横軸は、トナー入れ替え後の現像剤の撹拌時間を示す。図６の実線は、トナーを２０ｗｔ％入れ替えた場合の透磁率センサーの出力値の挙動を示し、一点鎖線は、トナーを１０ｗｔ％入れ替えた場合の透磁率センサーの出力値の挙動を示す。
【００７２】
図６では、市販のモノクロ画像形成装置（コニカミノルタ社製：Ｂｉｚｈｕｂ  Ｐｒｅｓｓ  １２５０）の改造機を利用し、現像剤の交換直後、３０℃８０％ＲＨの環境下で、Ａ４サイズの用紙５万枚に平均印字面積率（カバレッジ）２％でテスト印刷を行っている。そして、テスト印刷の終了後、トナーを所定量（２０ｗｔ％または１０ｗｔ％）入れ替えて、現像剤を撹拌した場合の透磁率センサーの出力値を検出している。トナーを入れ替えた場合、現像剤の帯電量は下がり、現像剤の透磁率は増加する。なお、テスト印刷前後のキャリアの動的抵抗値は、トナーを２０ｗｔ％入れ替えた場合、それぞれ６．０×１０１３および２．０×１０１３であり、テスト印刷によりキャリアは劣化していない。同様に、トナーを１０ｗｔ％入れ替えた場合、テスト印刷前後の動的抵抗値は、それぞれ６．０×１０１３および２．１×１０１３であり、テスト印刷によりキャリアは劣化していない。
【００７３】
図６に実線で示すとおり、トナーを２０ｗｔ％入れ替えた場合、トナーの入れ替え直後、透磁率センサーの出力値は７．０Ｖを示す。その後、現像剤を撹拌すると、透磁率センサーの出力値は次第に減少し、６０秒撹拌後、透磁率センサーの出力値は６．４Ｖを示す。したがって、トナーを２０ｗｔ％入れ替えた場合、透磁率センサーの出力値は、撹拌前後で０．６Ｖ変化し、第１および第２閾値Ｖａ，Ｖｂを適切（たとえば、第１閾値Ｖａ：０．４Ｖ、第２閾値Ｖｂ：０．２Ｖ）に設定することにより、キャリアの劣化状態を正確に判断できる。
【００７４】
一方、図６に一点鎖線で示すとおり、トナーを１０ｗｔ％入れ替えた場合、トナーの入れ替え直後、透磁率センサーの出力値は６．７０Ｖを示す。その後、現像剤を撹拌すると、透磁率センサーの出力値は次第に減少し、６０秒撹拌後、透磁率センサーの出力値は６．６５Ｖを示す。したがって、トナーを１０ｗｔ％入れ替えた場合、透磁率センサーの出力値は撹拌前後で０．０５Ｖしか変化せず、透磁率センサーの出力値にノイズ等が含まれれば、キャリアの劣化状態を正確に判断できない可能性がある。
【００７５】
したがって、本実施形態のキャリア劣化判断処理では、キャリアの劣化状態をより正確に判断する見地から、トナーを２０ｗｔ％以上入れ替えることが好ましい。
【００７６】
なお、テスト印刷後の画像には、トナーこぼれやキャリア付着等の画像不良は見受けられないが、画像にややがさつきがあった。このため、キャリアを交換する必要はないが、トナーを交換することが望ましい。テスト印刷では、平均印字面積率２％と低印字率であったため、現像器内での滞留が原因でトナーが劣化したと考えられる。
【００７７】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。
【００７８】
たとえば、上述した実施形態では、ユーザーにより開始ボタンが押下された場合にキャリア劣化判断処理が開始された。しかしながら、キャリア劣化判断処理は、ジョブの終了時や、所定枚数の印刷が行われた場合に実行されてもよい。
【００７９】
また、上述した実施形態では、操作パネル部３０に所定の情報を表示することにより、キャリアの交換時期がユーザー（または、サービスマン）に通知された。しかしながら、キャリアの交換時期は、公衆回線を通じて、管理センターに通知されてもよい。
【００８０】
また、上述した実施形態では、トナーの入れ替え直後の透磁率センサーの出力値と所定時間Ｔ経過後の出力値との差分ΔＶを算出することにより、キャリアの劣化状態が判断された。しかしながら、キャリアの劣化状態を判断する方法は、透磁率センサーの出力値の差分を算出する方法に限定されるものではない。たとえば、所定時間経過後の透磁率センサーの出力値の単位時間当たりの変化量を算出して、キャリアの劣化状態が判断されてもよい。この場合、単位時間当たりの変化量が大きければ、トナーが劣化していないと判断され、単位時間当たりの変化量が小さければ、トナーが劣化していると判断される。画像形成装置１の記憶部２０には、キャリアの劣化状態と透磁率センサーの出力値の単位時間当たりの変化量の値とを相互に関連付けた関連テーブルが記憶され、制御部１０は、関連テーブルを参照して、キャリアの劣化状態を判断する。
【００８１】
また、上述した実施形態では、現像剤のトナーを入れ替えてキャリアの劣化状態を判断する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明は、現像剤のキャリアを入れ替えてトナーの劣化状態を判断する場合にも適用可能である。この場合、トナーが未帯電状態にある現像剤中のキャリアを入れ替えて所定時間撹拌し、所定時間経過後の透磁率センサーの出力値に基づいてトナーの劣化を判断する。トナーが劣化していれば、トナーが十分に帯電しないため、撹拌前後でのトナーの体積増加が小さく、透磁率センサーの出力値の変動も小さくなる。一方、トナーが劣化していなければ、トナーが十分に帯電するため、撹拌前後でのトナーの体積増加が大きく、透磁率センサーの出力値の変動も大きくなる。
【００８２】
なお、図７に示すとおり、現像剤５００のキャリアおよびトナーの両方が新しければ、現像剤５００は高い帯電性能を示し、両方が劣化していれば、現像剤５００は低い帯電性能を示す。また、キャリアおよびトナーの一方が劣化していれば、現像剤５００は中程度からやや低めの帯電性能を示す。キャリアの劣化は、コート層の摩耗やキャリア表面へのトナー成分の固着に起因する。トナーの劣化は、外添剤のトナー粒子表面からの離脱や、外添剤のトナー粒子への埋没に起因する。
【００８３】
上述した実施形態に係る画像形成装置１における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウエア回路、またはプログラムされたコンピューターのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、画像形成装置１の一機能としてその装置のソフトウエアに組み込まれてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１  画像形成装置、
１０  制御部、
２０  記憶部、
３０  操作パネル部、
４０  画像形成部、
４１  転写ベルト、
４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃ，４２Ｋ  作像ユニット、
４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ  感光体ドラム、
４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋ  帯電器、
４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋ  露光装置、
４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｋ  現像器、
４７Ｙ，４７Ｍ，４７Ｃ，４７Ｋ  感光体クリーナー、
４８Ｙ，４８Ｍ，４８Ｃ，４８Ｋ  一次転写ローラー、
４９  二次転写ローラー、
５０  定着部、
６０  給紙部、
１００  用紙、
４２１Ｙ，４２１Ｍ，４２１Ｃ，４２１Ｋ  トナー供給部、
４６１  現像ケース、
４６２  現像ローラー、
４６３  規制部材、
４６４  撹拌ローラー、
４６５  トナー濃度センサー、
４６６  透磁率センサー、
５００  現像剤。
【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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