(57)【要約】【課題】現像器に収容された現像剤の劣化状態を精度よく判定する。【解決手段】現像剤収容器４１の壁面に、現像剤のトナー濃度が予め定めた値より小さい低トナー濃度の場合に現像剤の表層面から露呈する透明窓４６を設けておき、光源４７から透明窓４６に対して光を照射し、透明窓４６で反射された反射光の受光素子４８で受光してその受光量を測定し、当該測定した受光量に基づいて、透明窓４６にトナーが付着しているか否かを判定する。そして、透明窓４６にトナーが付着していると判定された場合に、現像器１４に収容された現像剤が劣化していると判断する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤の収容器の壁面に、現像剤のトナー濃度が予め定めた値より小さい場合に現像剤の表層面から露呈する透明窓を有する現像器と、
前記透明窓に対して光を出射する出射手段と、
前記出射手段から出射されて前記透明窓で反射された光の光量を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された光量に基づいて、前記透明窓にトナーが付着しているか否かを判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする現像剤劣化判定装置。
【請求項２】
前記透明窓は、前記現像器に収容されたトナーの色に対する補色とは異なる色の光が照射される、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像剤劣化判定装置。
【請求項３】
トナーの色が異なる現像剤をそれぞれ収容した複数の現像器を有し、
前記出射手段から出射された光を分岐する分岐手段を更に備え、
前記出射手段から出射された光は前記分岐手段により分岐されて前記複数の現像器の各透明窓へ照射される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像剤劣化判定装置。
【請求項４】
前記照射手段から前記測定手段へ至る光の経路を保護する保護手段を更に備えた、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の現像剤劣化判定装置。
【請求項５】
現像剤の収容器の壁面に、現像剤のトナー濃度が予め定めた値より小さい場合に現像剤の表層面から露呈する透明窓を有する現像器と、
前記透明窓に対して光を出射する出射手段と、
前記出射手段から出射されて前記透明窓で反射された光の光量を測定する測定手段と、を備えた画像形成装置のコンピュータに、
前記測定手段により測定された光量を取得する取得機能と、
前記取得機能により取得された光量に基づいて、前記透明窓にトナーが付着しているか否かを判定する判定機能と、
を実現させるための現像剤劣化判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤劣化判定装置及び現像剤劣化判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
紙などの記録材に画像を形成する機能を備えた画像形成装置として、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、これらの機能を併せもった複合機などが知られている。
このような画像形成装置では、トナーにキャリアや帯電促進剤などを混合した現像剤が用いられる。例えば、画像形成装置に備えられる現像器では、容器に収容された現像剤中のトナーを現像ロールに付着させ、現像ロールの回転によりトナーを感光体ドラム上へ運んで、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーで現像する。感光体ドラム上のトナー像は、中間転写ベルトを経て記録材に転写される。
【０００３】
ここで、現像器内の現像剤の状態の判定に関し、以下のような発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、撹拌材を用いて透明検出窓に接触する現像剤の圧力を周期的に変化させて、センサから出力させる電圧が周期的に変化すれば正常、常に一定の値をとれば異常と判定する発明が開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、感光体に付着したトナーの濃度を光学的に測定するトナー濃度センサを転写部の下流に配置し、当該センサによる測定結果に基づいて現像剤の劣化判定を行い、逆特性トナーの発生時に現像器外への放出シーケンスを行う発明が開示されている。
【０００５】
例えば、特許文献３には、ケースに収容された現像剤の流動性が劣化すると、ケースに現像剤が滞留する部分が現れ、その滞留する部分の現像剤がケースの内壁を押す圧力が大きくなるので、この圧力の変化を検知することで、トナーの劣化度合いを把握する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−３３６５７０号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７２５８０号公報
【特許文献３】特開２００８−０７６４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、現像器に収容された現像剤の劣化状態を精度よく判定することが可能な技術を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明（１）は、現像剤の収容器の壁面に、現像剤のトナー濃度が予め定めた値より小さい場合に現像剤の表層面から露呈する透明窓を有する現像器と、前記透明窓に対して光を出射する出射手段と、前記出射手段から出射されて前記透明窓で反射された光の光量を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された光量に基づいて、前記透明窓にトナーが付着しているか否かを判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする現像剤劣化判定装置である。
【０００９】
本発明（２）は、本発明（１）において、前記透明窓は、前記現像器に収容されたトナーの色に対する補色とは異なる色の光が照射される、ことを特徴とする現像剤劣化判定装置である。
【００１０】
本発明（３）は、本発明（１）、（２）において、トナーの色が異なる現像剤をそれぞれ収容した複数の現像器を有し、前記出射手段から出射された光を分岐する分岐手段を更に備え、前記出射手段から出射された光は前記分岐手段により分岐されて前記複数の現像器の各透明窓へ照射される、ことを特徴とする現像剤劣化判定装置である。
【００１１】
本発明（４）は、本発明（１）〜（３）において、前記照射手段から前記測定手段へ至る光の経路を保護する保護手段を更に備えた、ことを特徴とする現像剤劣化判定装置である。
【００１２】
本発明（５）は、現像剤の収容器の壁面に、現像剤のトナー濃度が予め定めた値より小さい場合に現像剤の表層面から露呈する透明窓を有する現像器と、前記透明窓に対して光を出射する出射手段と、前記出射手段から出射されて前記透明窓で反射された光の光量を測定する測定手段と、を備えた画像形成装置のコンピュータに、前記測定手段により測定された光量を取得する取得機能と、前記取得機能により取得された光量に基づいて、前記透明窓にトナーが付着しているか否かを判定する判定機能と、を実現させるための現像剤劣化判定プログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明（１）、（５）によれば、現像器に収容された現像剤の劣化状態を、本発明を適用しない場合に比べて精度よく判定することができる。
【００１４】
本発明（２）によれば、現像器に収容された現像剤の劣化状態の判定精度を高めることができる。
【００１５】
本発明（３）によれば、現像剤の劣化状態の判定に用いる出射手段を複数の現像器で共用することができ、現像機毎に出射手段を備える場合に比べて出射手段の数を減らすことができる。
【００１６】
本発明（４）によれば、照射手段から測定手段へ至る光の経路にトナーや埃等が浮遊して判定に影響を及ぼすことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造の例を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置に設けた現像器の例を示す図である。
【図３】現像器に設ける透明窓の配置を説明する図である。
【図４】透明窓による反射光の受光について説明する図である。
【図５】図１の画像形成装置に設けた現像剤劣化判定装置の機能ブロックの例を示す図である。
【図６】図５の現像剤劣化判定装置の受光量テーブルの例を示す図である。
【図７】図５の現像剤劣化判定装置による処理フローの例を示す図である。
【図８】光源から受光素子へ至る光の経路を保護する保護部材を設けた変形例を示す図である。
【図９】複数の現像器で１つの光源を共用する変形例を示す図である。
【図１０】現像剤のトナー濃度とトナーの平均帯電量との関係の例を示す図である。
【図１１】個々のトナーの帯電量の分布の例を示す図である。
【図１２】現像剤が劣化した場合と劣化していない場合とでトナーの飛散量を比較した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明に係る現像剤劣化判定装置が設けられる画像形成装置について説明する。画像形成装置は、紙などの記録材に画像を形成する機能を備えた装置であり、例えば、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、これらの機能を併せもった複合機などが知られている。
【００１９】
図１には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造の例を示してある。
図示の画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式であり、代表的な機能部として、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部２１と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を用紙Ｐ（記録材の一例）に一括転写（二次転写）させる二次転写部２２と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着器３４と、を備えている。
【００２０】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々は、図中の矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１を有する。また、各感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に露光ビームＢｍを照射して静電潜像を書き込む露光器１３、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化したトナー像を形成する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分のトナー像を一次転写部２１にて中間転写ベルト１５に重畳転写する一次転写ロール１６、といった各種の電子写真用デバイスが順次配設されている。
これらの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されており、中間転写ベルト１５に対して接離可能に構成されている。
【００２１】
また、図示の画像形成装置は、用紙搬送系として、用紙収容部から用紙Ｐを取り出して二次転写部２２へと送り込む給紙動作を行う給紙機構部３１と、二次転写部２２を通過した用紙Ｐを定着器３４側へと搬送する搬送ベルト３２と、用紙Ｐを定着器３４の入口へガイドする定着入口ガイド３３と、定着器３４から排紙された用紙Ｐを下流側へガイドする排紙ガイド３５と、排紙ガイド３５によりガイドされた用紙Ｐを装置外部に排出する排紙ロール３６と、を備えている。
【００２２】
すなわち、給紙機構部３１により用紙収容部から二次転写部２２へと給紙された用紙Ｐは、二次転写部２２にて中間転写ベルト１５上のトナー像が静電転写された後、中間転写ベルト１５から剥離された状態で搬送ベルト３２へと搬送される。そして、搬送ベルト３２により、定着器３４の動作速度に合わせて、定着入口ガイド３３を介して定着器３４まで搬送される。定着器３４に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器３４によって熱及び圧力を加える定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。その後、定着画像が形成された用紙Ｐは、排紙ガイド３５及び排紙ロール３６を介して、装置外部に設けられた排紙収容部（図示せず）へと搬送される。
【００２３】
現像器１４は、トナーとキャリアを混合した現像剤を収容しており、その内部で現像剤を撹拌しつつ搬送することで、トナーとキャリアの摩擦によりトナーを帯電させる。現像剤中のトナーは、感光体ドラム１１に対向して設けた現像ロールの回転に伴い、感光体ドラム１１上の静電潜像に追従して感光体ドラム１１へ移動し、感光体ドラム１１上へのトナー像の形成により消費され、その消費分が現像剤供給部（トナーカートリッジ）から補給されて、トナーを含む現像剤の撹拌・搬送が繰り返される。
【００２４】
現像器１４内にキャリアが滞留し続けると、キャリアの表面が次第に劣化し、トナーを帯電させる能力が低下してトナーの帯電を十分に行えなくなり、その結果、感光体ドラム１１上の静電潜像にトナーが正しく追従しなくなる。また、通常とは逆極性に帯電したトナーが発生すると、トナー同士が付着して磁力を持たない大きな粒子となり、高速で回転する現像ロールの遠心力によって現像器１４の外部へ煙のように飛散する現象（いわゆる、クラウド（雲）の発生）が起こることがある。現像器１４の外部へ飛散したトナーは、感光体ドラム１１へ付着したり、用紙搬送部へ浮遊して用紙Ｐに付着したりし、色点や黒点などの画質欠陥を引き起こす原因となるので、その防止を図る必要がある。
【００２５】
ここで、キャリアがトナーを帯電させる能力は、湿度が高くなるほど低くなる。そのため、高湿度の状態では、現像器１４へ補給するトナーの量を減らして現像剤のトナー濃度を低下させることで、キャリアが劣化してトナーを帯電させる能力が低くなった状況でも、トナーを適切に帯電させることができるような仕組みとなっている。
一方、現像剤が劣化した場合には、現像器１４へ補給するトナーの量を減らして現像剤のトナー濃度を低下させても、トナーを適切に帯電させることはできない。
【００２６】
図１０には、現像剤のトナー濃度とトナーの平均帯電量との関係の例を示してある。同図のグラフにおいて、横軸は現像剤のトナー濃度を表し、縦軸はトナーの平均帯電量を表す。
同図に示すように、現像剤が劣化していない場合は、高湿度の状態におけるトナーの平均帯電量は通常の状態に比べて低くなっているが、その場合でも、現像剤のトナー濃度を下げることで所望の帯電量を得ることができる。同図の例では、通常の状態では８％のトナー濃度で得られていた平均帯電量を高湿度の状態で得るには、トナー濃度を５％に低下させればよいことが分かる。
これに対し、現像剤が劣化した場合は、現像剤のトナー濃度を変化させても平均帯電量は変わらず、現像剤のトナー濃度を下げたとしてもトナーの平均帯電量は低いままとなっている。
【００２７】
図１１には、個々のトナーの帯電量の分布の例を示してある。同図のグラフにおいて、横軸はトナーの帯電量を表し、縦軸は或る重量の現像剤における各帯電量のトナーの重量の比（重量比）を表す。
同図に示すように、現像剤中の個々のトナーの帯電量は分布を持っており、現像剤が劣化していない場合は、高湿度の状態でも、トナー濃度を調整することで通常の状態と同様なトナーの帯電量の分布を得ることができる。
これに対し、現像剤が劣化した場合は、トナーの帯電量の分布が全体的にマイナス方向にシフトしており、逆極性に帯電したトナーが指数関数的に増大している。
このため、図１２に示すように、現像剤が劣化した場合は、そうでない場合に比べてトナーの飛散量が顕著に増加することになる。
【００２８】
なお、現像剤の劣化が初期的な段階では、現像器１４へ補給するトナーの量を減らして現像剤のトナー濃度を下げる調整を行うことで、所望の帯電量を得ることができる。しかしながら、現像剤の劣化が進行すると、現像剤のトナー濃度を下げても所望の帯電量が得られ難くなり、逆極性に帯電したトナーが増加して、現像器１４の外部にトナーが飛散しやすい環境となる。つまり、トナー濃度が低くなった場合は、現像器１４の外部にトナーが飛散しやすい環境になった可能性があると推測できる。
【００２９】
ここで、現像器１４の外部にトナーが飛散している場合には、現像器１４の内部でも既にトナーが飛散していると想定される。このため、現像器１４の内部におけるトナーの飛散状況を調べることで、現像器１４の外部にトナーが飛散する現象の発生を予兆的に捉えることが可能になると言える。
そこで、本発明では、現像器１４が有する現像剤収容器の壁面に、現像剤のトナー濃度が予め定めた値より小さい低トナー濃度の場合に現像剤の表層面から露呈する透明窓を設けておき、当該透明窓に対するトナーの付着具合から現像器１４の内部におけるトナーの飛散状況を把握できるようにして、現像器１４の外部にトナーが飛散する現象の発生を予兆的に捉えるようにした。
【００３０】
図２には、現像器１４を軸方向に直交する平面で断面視した例を示してある。
本例の現像器１４は、感光体ドラム１１の軸方向に延びる箱型の現像剤収容器４１を有しており、この現像剤収容器４１には、感光体ドラム１１を臨む開口部が形成されている。また、現像剤収容器４１は、上下に並行して延びる２つの収容室に区切られ、上部の収容室の内部に撹拌搬送部材４２を設けてあり、下部の収容室の内部に撹拌搬送部材４３を設けてある。
【００３１】
撹拌搬送部材４２，４３は、それぞれ、収容室の両端で軸受された回転軸と、当該回転軸の周囲に設けられた螺旋状のブレードとを備えており、モーターの駆動を受けた回転軸の軸回り回転に伴って旋回する螺旋状のブレードにより、収容室内の現像剤を撹拌しつつ搬送する。撹拌搬送部材４２のブレードと撹拌搬送部材４３のブレードは互いに逆向きに設けてあり、一方の収容室内を搬送された現像剤はその端部で他方の収容室に送り込まれ、これまでとは逆向きに搬送される。つまり、現像剤収容器４１の内部に、現像剤の搬送経路を循環的に形成してある。
【００３２】
また、現像剤収容器４１の内部には、感光体ドラム１１と並行に延びる現像ロール４４を感光体ドラム１１に対向させて設けてあり、現像剤収容器４１の開口部から、回転走行する現像ロール４４の周面が部分的に露出するようにしてある。
また、現像剤収容器４１の内部には、現像ロール４４の回転方向における感光体ドラム１１より上流側に、現像ロール４４の表面から若干離隔させて、現像ロール４４の軸方向に延びる現像剤規制部材４５を設けてある。
【００３３】
現像剤収容器４１に収容された現像剤は、現像ロール４４と現像剤規制部材４５の間を通して感光体ドラム１１側（現像剤収容器４１の開口部）に送り込まれる。これにより、現像ロール４４上の感光体ドラム１１に面する部位に供給される単位面積あたりの現像剤の量が均一化される。現像ロール４４上の感光体ドラム１１に面する部位に供給された現像剤中のトナーは、感光体ドラム１１上の静電潜像に追従して現像ロール４４から感光体ドラム１１へ移動し、感光体ドラム１１上にトナー像を形成する。
【００３４】
また、現像剤収容器４１には、感光体ドラム１１とは逆側の壁面に、透明窓４６を設けてある。この透明窓４６は、図３（ａ）に示すように、現像剤のトナー濃度が通常の場合（現像剤の量が普通の場合）には現像剤で覆われ、図３（ｂ）に示すように、現像剤のトナー濃度が予め定めた値より小さい低トナー濃度の場合（現像剤の量が少ない場合）に現像剤から露呈する配置となっている。
本例では、現像剤の表層面が変動する範囲となる上部の収容室に設けられた撹拌搬送部材４２の付近に、高さ方向に或る程度の幅（本例では、約７ｍｍ幅）を有する透明窓４６を設けてある。
【００３５】
現像器１４が動作中で撹拌搬送部材４２が回転している状態では、現像剤収容器４１に収容された現像剤は撹拌搬送部材４２のブレードの旋回に連れて流動し、低トナー濃度の場合でも透明窓４６の内壁がトナーで覆われることになる。一方、現像器１４が停止して撹拌搬送部材４２の回転が止まった状態では、現像剤収容器４１に収容された現像剤の流動が落ち着き、低トナー濃度の場合には現像剤の表層面から透明窓４６の内壁が露呈した状態で安定する。
【００３６】
透明窓４６の内壁（現像剤収容器４１の内側）は、現像剤が劣化しておらずトナーが適切に帯電された状態ではトナーが付着せず、現像剤が劣化してトナーが適切に帯電されていない状態ではトナーが付着するようにしてある。本例では、透明窓４６の内壁に、透明のポリイミド素材のシートを貼付することで上記の作用を得ているが、ＯＨＰシート等のＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）素材のシートや、透明化処理を施したアルミ箔のシートなど、上記の作用が得られる他のシートを貼付するようにしてもよい。また、透明窓４６の内壁の表面を、上記の作用が得られるように加工してもよい。
【００３７】
現像器１４に収容された現像剤が低トナー濃度で劣化した状態の場合には、現像器１４の動作中は、現像ロール４４の高速回転によって現像剤収容器４１内を帯電不良のトナーが飛散し、現像器１４を停止させると、現像剤の表層面から露呈した透明窓４６の内壁に飛散していたトナーが付着することになる。また、トナーの飛散に至らなくとも、現像剤の劣化による帯電不良のトナーは、現像器１４を停止する際に、透明窓４６の内壁に触れていたトナーが落下せずにそのまま付着する。
これに対し、現像器１４に収容された現像剤が低トナー濃度でも劣化していない状態の場合には、現像器１４を停止させると、透明窓４６の内壁に触れていたトナーは付着することなく落下するため、現像剤の表層面から露呈した透明窓４６の内壁にはトナーの付着が無い（若しくは少ない）。
したがって、現像器１４に収容された現像剤が低トナー濃度の場合に、現像器１４を動作させて停止させた後に透明窓４６の内壁に対するトナーの付着具合を調べることで、現像剤が劣化しているか否かが分かる。
【００３８】
本例では、透明窓４６の内壁に対するトナーの付着具合を、透明窓４６に照射された光の反射光に基づいて判定する。具体的には、現像器１４の外部に、透明窓４６に対して光を出射する光源４７と、光源４７から出射されて透明窓４６で反射された反射光を受光してその受光量を測定する受光素子４８とを設けておき、受光素子４８により測定された反射光の受光量のデータを現像剤劣化判定装置（図示せず）に出力し、現像剤劣化判定装置により透明窓４６の内壁に対するトナーの付着具合を判定する。
【００３９】
ここで、本例の受光素子４８は、図４（ｃ）に示すような、透明窓４６の外表面で反射された正反射光の受光量ではなく、図４（ａ）や（ｂ）に示すような、透明窓４６の内壁の付着物で反射された拡散反射光の受光量を測定する。これは、透明窓４６の正反射光は、透明窓４６の内壁の付着物の影響を受けないため、正反射光を受光してその受光量を測定しても、透明窓４６の内壁の付着物に関する判定を正しく行えないためである。
【００４０】
なお、透明窓４６は、現像器１４に収容された現像剤が低トナー濃度でも劣化した状態の場合にトナーの付着が想定される位置に設ければよく、透明窓４６の高さ方向の位置としては、現像剤が低トナー濃度の場合に、現像器１４の動作中は現像剤により覆われる一方で現像器１４の停止中に現像剤の表層面から露呈する位置であればよい。
また、透明窓４６の横方向の位置としては、現像器１４の長手方向の端部よりも現像剤の表層面の変動が安定的な中央部付近が好ましい。ここで、現像器１４の停止時における撹拌搬送部材４２のブレードが透明窓４６の近傍にあると、透明窓４６付近の現像剤の表層面が当該ブレードにより波打った形状となり、受光素子４８で測定する反射光の受光量に影響を及ぼすため、現像器１４の停止時における撹拌搬送部材４２のブレードから離れた位置に透明窓４６を設けることが好ましい。
【００４１】
図５には、画像形成装置に内蔵された現像剤劣化判定装置の機能ブロックの例を示してある。
本例の現像剤劣化判定装置は、現像器１４や光源４７を制御する制御部５１と、受光素子４８から反射光の受光量のデータを取得するデータ取得部５２と、透明窓４６の内壁に対するトナーの付着具合に応じた反射光の受光量を示す受光量テーブル５３と、データ取得部５２により取得された反射光の受光量と受光量テーブル５３の内容とに基づいて透明窓４６の内壁に対するトナーの付着具合を判定する判定部５４と、透明窓４６の内壁にトナーの付着があると判定された場合にその旨を示す情報を出力する出力部５５と、を備えている。
【００４２】
図６には、受光量テーブル５３の設定内容の例を示してある。
同図では、現像器１４に収容されたトナーの色と、透明窓４６の内壁に照射する照射光（本例では、光源４７から出射される出射光）の色（波長）との各組み合わせについて、透明窓４６の内壁にトナーが付着した場合の受光量と、透明窓４６の内壁に現像剤（トナー及びキャリア）が付着した場合の受光量と、透明窓４６の内壁に付着物が無い場合の受光量とを設定してある。なお、本例では、白色板へ光を照射した場合の受光量を１００％としてある。また、透明窓４６の内壁に付着物が無い場合の受光量は、照射光の色に関わらず０％となっている。
【００４３】
白色光（Ｗｈｉｔｅ）を照射する場合の受光量は、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）のトナーであれば、トナーの付着時は２０％、現像剤の付着時は１５％となっており、付着物が無い場合の受光量（０％）と比較して明確な差（コントラスト）がある。また、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）のトナーやシアン（Ｃｙａｎ）のトナーでも同様に、付着物が無い場合の受光量と比較して明確な差（コントラスト）がある。このため、白色光を照射して反射光の受光量を見ることで、透明窓４６の内壁にトナーが付着しているのか、現像剤が付着物している（透明窓４６が現像剤で覆われている）のか、或いは付着物が無いのかを判別できることが分かる。
【００４４】
また、波長が６５０ｎｍの赤色光（Ｒｅｄ）を照射する場合の受光量は、イエローのトナーであれば、トナーの付着時は３２％、現像剤の付着時は１５％となり、マゼンタのトナーであれば、トナーの付着時は３５％、現像剤の付着時は１５％となり、付着物が無い場合の受光量とは明確な差がある。これに対し、赤色光とは補色の関係にあるシアンのトナーは、トナーの付着時は０％となり、付着物が無い場合の受光量とは差が無く、透明窓４６の内壁にトナーが付着しているのか、それとも、付着物が無いのかを判別できない。
これは、波長が５５０ｎｍの緑色光（Ｇｒｅｅｎ）又は波長が４５０ｎｍの青色光（Ｂｌｕｅ）を照射する場合でも同様であり、照射光とは補色の関係にあるマゼンタ又はイエローのトナーでは、トナーの付着時は０％となり、付着物が無い場合の受光量とは差が無く、透明窓４６の内壁にトナーが付着しているのか、それとも、付着物が無いのかを判別できない。
【００４５】
つまり、照射光として、トナーの色に対する補色とは異なる色の光を用いれば、トナーが付着しているのか、現像剤が付着物しているのか、或いは付着物が無いのかを判別できる。特に、赤色光とイエローのトナー、赤色光とマゼンタのトナー、緑色光と黄色のトナー、青色光とシアンのトナーの各組み合わせは、白色光を用いる場合に比べ、付着物が無い場合の受光量に対する差が大きく、照射光の色とトナーの色との組み合わせ次第で、透明窓４６の内壁の付着物についての判定精度を高めることができる。なお、照射光の色とトナーの色とが補色では無い場合でも、緑色光とシアンのトナー、青色光とマゼンタのトナーの各組み合わせでは、トナーの色の性質上、拡散反射率が低い波長領域であるため、白色光を用いる場合に比べ、付着物が無い場合の受光量に対する差が小さく、好ましい組み合わせとは言えない。
【００４６】
また、照射光として、赤色光、青色光、青色光、白色光のいずれを用いる場合においても、黒（Ｂｌａｃｋ）のトナーでは、トナーの付着時は１％、現像剤の付着時は３％となり、付着物が無い場合の受光量との差が小さいが、光照射の時間を長くして受光量の蓄積時間を長くとることで、トナーが付着しているのか、現像剤が付着物しているのか、或いは付着物が無いのかを判別することが可能となる。
【００４７】
本例では、現像器１４毎に、その現像器１４に収容されたトナーの付着具合を感度良く判定可能な色の光（少なくとも、トナーの色に対する補色とは異なる色の光）を出射する光源４７を設けた構成となっているが、各光源４７と各現像器１４の透明窓４６との間に、その現像器１４に収容されたトナーに応じた色変換部（色変換フィルター）を設けておき、各光源４７による出射光を色変換部でトナーの付着具合を感度良く判定可能な色の光に変換してから各現像器１４の透明窓４６へ照射する構成としてもよい。
【００４８】
本例の現像剤劣化判定装置の動作について、図７に示す処理フローの例を参照して説明する。本処理は、例えば、画像形成処理に係るジョブの受付時（当該ジョブの開始前）に実施される。
まず、制御部５１により、現像器１４の撹拌搬送部材４２，４３を回転させることで、現像器１４に収容されたトナーを流動させ（ステップＳ１１）、その後、現像器１４の撹拌搬送部材４２，４３の回転を止めて、トナーの流動を停止させる（ステップＳ１２）。
次に、制御部５１により、光源４７を点灯させて、透明窓４６に対して光を出射させる（ステップＳ１３）。
【００４９】
次に、データ取得部５２により、受光素子４８で測定された反射光の受光量のデータを取得し、判定部５４により、反射光の受光量を受光量テーブル５３の内容に照らして透明窓４６の内壁に対するトナーの付着の有無を判定する（ステップＳ１４）。
本例では、判定する対象の現像器１４のトナーの色と当該現像器１４の透明窓４６に対する照射光の色との組み合わせを特定し、当該組み合わせについて受光量テーブル５３に設定されている、透明窓４６の内壁にトナーが付着した場合の受光量と、透明窓４６の内壁に現像剤（トナー及びキャリア）が付着した場合の受光量と、透明窓４６の内壁に付着物が無い場合の受光量とをそれぞれ基準値として、判定する対象の現像器１４について取得した反射光の受光量の値が各基準値のいずれに最も近いかを調べる。そして、透明窓４６の内壁にトナーが付着した場合の基準値に最も近い場合には、透明窓４６の内壁にトナーの付着があると判定する。また、透明窓４６の内壁に現像剤が付着した場合の基準値又は透明窓４６の内壁に付着物が無い場合の基準値に最も近い場合には、透明窓４６の内壁にトナーが付着していないと判定する。
【００５０】
ステップＳ１４において、透明窓４６の内壁に対するトナーの付着が無いと判定された場合は、通常の画像形成動作を開始する（ステップＳ１５）。すなわち、画像形成装置が受け付けた画像形成処理に係るジョブを実行する。
一方、ステップＳ１４において、透明窓４６の内壁に対するトナーの付着があると判定された場合は、出力部５５により、透明窓４６の内壁に対するトナーの付着がある旨（言い換えれば、現像器１４に収容された現像剤が劣化している旨）を利用者等に知らせる警告出力を行う（ステップＳ１６）。そして、画像形成装置が受け付けた画像形成処理に係るジョブを中止又は保留する。
【００５１】
なお、本例では、現像器１４に収容された現像剤が劣化している旨を示す情報（及び、当該現像器１４を識別する情報）を画像形成装置の表示装置（例えば、操作パネル）に出力し、画像形成装置の利用者に知らせるようにしているが、印刷出力や音声出力等の他の態様により出力を行ってもよい。また、例えば、画像形成装置と通信接続された管理センタ側のコンピュータに送信し、当該コンピュータの表示装置に出力させて保守の担当者やその指示者などに知らせるようにしてもよい。
【００５２】
以上のように、本例の現像剤劣化判定装置では、現像器１４の現像剤収容器４１の壁面に、現像剤のトナー濃度が低トナー濃度の場合に現像剤の表層面から露呈する透明窓４６を設けており、透明窓４６に光源４７からの出射光を照射し、透明窓４６で反射された反射光を受光素子４８で受光してその受光量を測定し、当該測定した受光量に基づいて、透明窓４６の内壁にトナーが付着しているか否かを判定するようにした。透明窓４６の内壁に対するトナーの付着があると判定された場合には、現像器１４に収容された現像剤が劣化しており、現像器１４内で帯電不良のトナーが飛散している（或いはその予兆がある）と判断することができ、現像器１４外へトナーが飛散する前の段階で利用者等に対して警告を発することができる。これにより、現像器１４外へトナーが飛散する前に現像剤の交換を促すことができ、色点や黒点などの画質欠陥が発生することを防止できる。
【００５３】
次に、本発明の変形例について説明する。
まず、変形例として、光源４７から受光素子４８へ至る光の経路を保護する保護部材を設ける構成について、図８を参照して説明する。
本変形例では、現像器１４の背面（感光体ドラム１１とは逆側の壁面）に長手方向に距離を持たせた幅広の透明窓４６を設け、当該透明窓４６を覆うように、光源４７から受光素子４８へ至る光の経路を保護する保護部材としての導光体６１を設けてある。本例の保護部材は、透明なアクリル板の表面に反射ドットを設け、一方の端部から入射した光を反射ドットで反射させつつ他方の端部まで導く構造の導光体６１であるが、他の構造の保護部材を用いてもよい
【００５４】
光源４７から出射された光は、光源４７側の端部から導光体６１内へ入射される。導光体６１に入射された光は、導光体６１の内部で反射を繰り返しながら受光素子４８側の端部へ向かって進行するが、透明窓４６の内壁に対する付着物がある場合には、透明窓４６側の面による反射光の光量が減少することになる。受光素子４８側の端部へ到達した光は、受光素子４８へ出射され、受光素子４８により受光量が測定される。
このような構成によれば、光源４７から受光素子４８へ至る光の経路内にトナーや埃等が浮遊することを防げるので、透明窓４６による反射光の受光量を正確に測定できる。また、透明窓４６の面積を大きく確保できるので、受光素子４８の測定感度を高めることができる。
【００５５】
次に、他の変形例として、複数の現像器１４で１つの光源４７を共用する構成について、図９を参照して説明する。
本変形例では、白色光を出射する１つの光源４７と、入力された光を４つに分岐して出力する１つの分岐部６２と、入力された光の色を変換して出力する３つの色変換部（色変換フィルター）６３とを設けてある。
共通の光源４７からの出射光（白色光）は分岐部６２に入力され、分岐部６２で４つに分岐して出力される。４つに分岐されたうちの３つは、それぞれ、色変換部６３で色が変換された後に、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）のトナーの各現像器１４の透明窓４６に照射される。また、４つに分岐されたうちの１つは、色変換部６３を介さずに黒（Ｋ）のトナーの現像器１４の透明窓４６に照射される。
【００５６】
各色変換部６３は、入力された光を、対応する現像器１４に収容されたトナーの付着具合を感度良く判定可能な色の光に変換して出力する。すなわち、イエローのトナーの現像器１４に対応する色変換部６３では白色光を緑色光に変換し、マゼンタのトナーの現像器１４に対応する色変換部６３では白色光を赤色光に変換し、シアンのトナーの現像器１４に対応する色変換部６３では白色光を青色光に変換する。
このような構成により光源の数を減らすことができ、装置のコストダウンを図ることができる。なお、本例では、トナーの色毎に透明窓４６に対する照射光の色を変えることで、トナーの付着具合の判定精度を高めているが、色変換部６３を設けずに、トナーの色に関わらずに白色光を照射するようにしても、トナーの付着具合を判定することができる。
【００５７】
ここで、本例の画像形成装置には、各種演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵの作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）や基本的な制御プログラムなどを記録したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の主記憶装置、各種のプログラムやデータを記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の補助記憶装置、各種の情報を表示出力するための表示装置及び操作者により入力操作に用いられる操作ボタンやタッチパネル等の入力機器とのインタフェースである入出力Ｉ／Ｆ、他の装置との間で有線又は無線により通信を行うインタフェースである通信Ｉ／Ｆ、といったハードウェア資源を備えたコンピュータが設けられている。
【００５８】
そして、本発明に係るプログラムを補助記憶装置等から読み出してＲＡＭに展開し、これをＣＰＵにより実行させることで、本発明に係る現像剤劣化判定装置の機能を画像形成装置のコンピュータ上に実現している。
なお、本例では、本発明に係る取得機能をデータ取得部５２により実現し、本発明に係る判定機能（判定手段の機能）を判定部５４により実現している。
【００５９】
ここで、本発明に係るプログラムは、例えば、当該プログラムを記憶したＣＤ−ＲＯＭ等の外部記憶媒体から読み込む形式や、通信網等を介して受信する形式などにより、画像形成装置のコンピュータに設定される。
なお、本例のようなソフトウェア構成により各機能部を実現する態様に限られず、各機能部を専用のハードウェアモジュールで実現するようにしてもよい。
【００６０】
また、上記の説明では、画像形成装置自身（画像形成装置に内蔵された現像剤劣化判定装置）が現像器１４に収容された現像剤の劣化状態の判定を行う構成について説明したが、画像形成装置と通信可能に接続された他の装置が現像器１４に収容された現像剤の劣化状態の判定を行う構成としてもよい。すなわち、例えば、複数の画像形成装置と通信可能に接続された管理サーバを備えたシステムを構築し、当該管理サーバが、各画像形成装置から現像器１４の透明窓４６による反射光の受光量のデータを取得し、当該データに基づいて現像器１４の透明窓４６に対するトナーの付着具合を調べることで、現像器１４に収容された現像剤の劣化状態を判定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、画像形成装置の現像器に収容された現像剤の劣化状態の判定を行う種々のシステムや装置、これらのプログラム、方法等に利用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１１：感光体ドラム、  １４：現像器、  ４１：現像剤収容器、  ４２，４３：撹拌搬送部材、  ４４：現像ロール、  ４５：現像剤規制部材、  ４６：透明窓、  ４７：光源、  ４８：受光素子、  ５１：制御部、  ５２：データ取得部、  ５３：受光量テーブル、  ５４：判定部、  ５５：出力部、  ６１：導光体、  ６２：分岐部、  ６３：色変換部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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