(57)【要約】【課題】現像器内のトナーが溶融して固着が始まる予兆を速やかに検出することが可能な技術を提案する。【解決手段】データ取得部５３により、時間計測部５２の出力データ（経過時間のデータ）や各現像器１４内の温度センサー１４８のデータ（現像器１４の内部温度のデータ）を取得してデータ蓄積部５４に記憶（蓄積）し、判定部５５により、現像器１４の内部温度の上昇度合いを示す温度上昇値を算出して基準値と比較し、算出した温度上昇値が基準値を上回った場合に、温度センサー１４８近傍でトナーが高濃度の状態となっており、トナーの固着の予兆があると判定し、出力部５６により、トナーの固着の予兆があると判定されたことを示す出力を行う。【選択図】図５
2015075629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容する少なくとも１つの収容室を有する現像器における前記収容室内の温度を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された温度の上昇度合いを示す値を算出して基準値と比較する比較手段と、
前記比較手段により前記温度の上昇度合いを示す値が前記基準値を上回ったと判定されたことに応じて、当該判定結果を示す出力を行う出力手段と、
を備えたことを特徴とするトナー状態判定装置。
【請求項２】
前記現像器は、並べて配置した２つの収容室を端部側で互いに連結させて形成した循環的なトナーの搬送路を有し、
前記測定手段は、前記２つの収容室の連結部の温度を測定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のトナー状態判定装置。
【請求項３】
前記搬送路では、磁性を有するキャリアと磁性を有しないトナーとを混合した現像剤を、螺旋状のブレードを周面に有する回転軸の回転により撹拌しつつ搬送し、
前記回転軸の軸受部は、磁気シールを用いて前記搬送路の連結部から遮蔽されており、
前記測定手段は、前記搬送路の連結部における前記磁気シールの近傍に設けられた、
ことを特徴とする請求項２に記載のトナー状態判定装置。
【請求項４】
コンピュータに、
トナーを収容する少なくとも１つの収容室を有する現像器における前記収容室内の温度を測定する測定手段による測定結果を取得する取得機能と、
前記取得機能により取得された温度の上昇度合いを示す値を算出して基準値と比較する比較機能と、
前記比較機能により前記温度の上昇度合いを示す値が前記基準値を上回ったと判定されたことに応じて、当該判定結果を示す出力を行う出力機能と、
を実現させるためのトナー状態判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー状態判定装置及びトナー状態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。
現像器内のトナーは局所的に高濃度化して軟化・溶融し始める場合があり、その後冷却されて固着物が発生すると出力画像に白筋等の画像不良を引き起こす懸念があるため、トナーの固着の防止や速やかな解消を図る必要がある。
【０００３】
ここで、現像器の内部におけるトナーの固着の検出に関し、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、感光体にトナーを転移させる現像手段と、この現像手段に備えるとともに該現像手段内のトナー温度を検出するトナー温度センサと、前記現像手段を冷却する冷却手段と、前記トナー温度センサが検出した検出値により前記冷却手段を動作させる制御部とを備えた画像形成装置の発明が開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献２には、ギア及びモーターにより撹拌部材を回転させる際、トナーが固着し始めると、負荷が増大し、モーターに供給される電流が増加するので、センサーを介して制御手段よりその増加を検知した場合には、モーターの回転数を低下させるように制御する一方、電流が減少したことを検知した場合には、モーターの回転数を増加させるように制御する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１０１６７２号公報
【特許文献２】特開平９−０４３９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、現像器内のトナーが溶融して固着が始まる予兆を速やかに検出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】
【０００７】
本発明（１）は、トナーを収容する少なくとも１つの収容室を有する現像器における前記収容室内の温度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された温度の上昇度合いを示す値を算出して基準値と比較する比較手段と、前記比較手段により前記温度の上昇度合いを示す値が前記基準値を上回ったと判定されたことに応じて、当該判定結果を示す出力を行う出力手段と、を備えたことを特徴とするトナー状態判定装置である。
【０００８】
本発明（２）は、本発明（１）において、前記現像器は、並べて配置した２つの収容室を端部側で互いに連結させて形成した循環的なトナーの搬送路を有し、前記測定手段は、前記２つの収容室の連結部の温度を測定する、ことを特徴とするトナー状態判定装置である。
【０００９】
本発明（３）は、本発明（２）において、前記搬送路は、磁性を有するキャリアと磁性を有しないトナーとを混合した現像剤を、螺旋状のブレードを周面に有する回転軸の回転により撹拌しつつ搬送し、前記回転軸の軸受部は、磁気シールを用いて前記搬送路の連結部から遮蔽されており、前記測定手段は、前記搬送路の連結部における前記磁気シールの近傍に設けられた、ことを特徴とするトナー状態判定装置である。
【００１０】
本発明（４）は、コンピュータに、トナーを収容する少なくとも１つの収容室を有する現像器における前記収容室内の温度を測定する測定手段による測定結果を取得する取得機能と、前記取得機能により取得された温度の上昇度合いを示す値を算出して基準値と比較する比較機能と、前記比較機能により前記温度の上昇度合いを示す値が前記基準値を上回ったと判定されたことに応じて、当該判定結果を示す出力を行う出力機能と、を実現させるためのトナー状態判定プログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明（１）、（４）によれば、現像器内のトナーが溶融して固着が始まる予兆を、本発明を適用しない場合に比べて速やかに検出することができる。
【００１２】
本発明（２）によれば、並行に配置した２つの収容室を端部側で互いに連結させて形成した循環的なトナーの搬送路を有する現像器におけるトナーの固着の予兆を、本発明を適用しない場合に比べて速やかに検出することができる。
【００１３】
本発明（３）によれば、現像器の収容室を磁気シールで封止する構造を有する現像器におけるトナーの固着の予兆を、本発明を適用しない場合に比べて速やかに検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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を上方から見た例を示す図である。
【図３】図２の現像器における撹拌搬送部材の軸受部の構造を拡大した例を示す図である。
【図４】トナーの固着物の発生に至る現像器の内部温度の変化の例を示す図である。
【図５】図１の画像形成装置に設けたトナー状態判定装置の機能ブロックの例を示す図である。
【図６】図５のトナー状態判定装置による処理フローの例を示す図である。
【図７】現像器の内部温度の上昇度合いを示す温度上昇値と基準値とを比較した例を示す図である。
【図８】現像器内のトナーが正常な状態と異常な状態とで内部温度の変化を比較した例を示す図である。
【図９】現像器内のトナーが正常な状態と異常な状態とで内部温度及び負荷トルクの変化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】
【００１５】
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、本発明に係るトナー状態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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
図２には、現像器１４を上方から見た例を示してある。
現像器１４は、トナーとキャリアを含む２成分の現像剤を収容する現像剤収容器１４０と、現像剤収容器１４０に収容された現像剤を感光体ドラム１１側の領域に供給する現像ロール１４１と、現像剤収容器１４０の内部で現像剤を撹拌しながら搬送する第１撹拌搬送部材１４２および第２撹拌搬送部材１４３と、を備えている。また、現像剤収容器１４０は、収容器本体１４４と、収容器本体１４４に対して画像形成装置の前方側（図中Ｆ側）に設けた現像剤給廃棄部１４５とを備えている。なお、図２では、現像器本体１４４の上部にあるカバーを取り外した状態を示してある。
【００２１】
現像剤収容器１４０は、内部が、現像ロール１４１に並行して延びた隔壁１４０１によって第１収容室１４０ａと第２収容室１４０ｂとに分けられている。第１収容室１４０ａは現像ロール１４１に隣り合っており、第２収容室１４０ｂは第１収容室１４０ａを挟んで現像ロール１４１の反対側に配置されている。第１収容室１４０ａには第１撹拌搬送部材１４２が配備され、第２収容室１４０ｂには第２撹拌搬送部材１４３が配備されている。現像剤給廃棄部１４５における第１収容室１４０ａの前方側（図中Ｆ側）の端には上向きに開口したトナー供給口１４０ｃが設けられており、トナー供給口１４０ｃより後方側（図中Ｂ側）には下向きに開口した現像剤排出口１４０ｄが設けられている。
【００２２】
２つの撹拌搬送部材１４２，１４３は、それぞれ、現像ロール１４１に並行して延びる回転軸１４２１，１４３１と、回転軸１４２１，１４３１の周囲に設けられた螺旋状のブレード１４２２，１４３２とを備えており、回転軸１４２１，１４３１の両端部分で軸受部１４６によって回転自在に支持されている。
図３には、撹拌搬送部材１４２，１４３の軸受部１４６の構造を拡大した例を示してある。本例の軸受部１４６は、現像剤収容器１４０側から順に、磁気シール１４６１、オイルシール１４６２、ボールベアリング１４６３を設けた構造となっている。すなわち、現像剤収容器１４０を磁気シール１４６１及びオイルシール１４６２により封止して、現像剤収容器１４０内のトナーがボールベアリング１４６３側へ漏れることを防止してある。
【００２３】
２つの撹拌搬送部材１４２，１４３の後方側（図中Ｂ側）の端は、モーター（図示せず）からの駆動力を伝達するギアＧに接続されており、現像ロール１４１および２つの撹拌搬送部材１４２，１４３はモーターの駆動を受けて回転する。第１撹拌搬送部材１４２は、回転軸１４２１の軸回り回転に伴って旋回する螺旋状のブレード１４２２により、収容器本体１４４内で現像剤を図中の矢印ｄ方向（後方から前方に向かう方向）に搬送する。また、第２撹拌搬送部材１４３は、回転軸１４３１の軸回り回転に伴って旋回する螺旋状のブレード１４３２により、収容器本体１４４内で現像剤を図中の矢印ｅ方向（前方から後方に向かう方向）に搬送する。
【００２４】
第１収容室１４０ａと第２収容室１４０ｂとを仕切る隔壁１４０１には連結窓１４０１ａ，１４０１ｂが設けられており、現像剤収容器１４０に収容されている現像剤は、収容器本体１４４内で、連結窓１４０１ａ，１４０１ｂを経由して第１収容室１４０ａと第２収容室１４０ｂとを循環する。
【００２５】
トナーカートリッジ（図示せず）から現像器１４に供給されてくるトナーは、トナー供給口１４０ｃから第１収容室１４０ａの前端部分に投下される。第１収容室１４０ａ内に投下されたトナーは、第２収容室１４０ｂに送り込まれ、連結窓１４０１ａを経由して第１収容室１４０ａから送り込まれてきた現像剤と混合される。第２収容室１４０ｂ内の現像剤は、第２撹拌搬送部材１４３の回転により矢印ｅ方向に搬送され、第２収容室１４０ｂの後端側から連結窓１４０１ｂを経由して第１収容室１４０ａに送り込まれる。第１収容室１４０ａ内の現像剤は、第１撹拌搬送部材１４２の回転により矢印ｄ方向に搬送され、この途中で一部が現像ロール１４１に供給される。
【００２６】
トナーとキャリアを含む現像剤は、第１撹拌搬送部材１４２および第２撹拌搬送部材１４３によって搬送の際に撹拌され、トナーとキャリアは反対極性に帯電する。このため、トナーはキャリアに静電的に付着する。これにより、現像剤収容器１４０の内部では、トナーとキャリアが渾然一体となっている。
現像剤収容器１４０内の現像剤は、現像ロール１４１によって感光体ドラム１１との間の領域に運ばれ、現像剤中のトナーが感光体ドラム１１に付着することでトナー像が形成される。なお、現像ロール１４１には、その表面から若干離隔させて、軸方向に延びる現像剤規制部材（図示せず）を設けてあり、現像剤を現像ロール１４１と現像剤規制部材の間を通して感光体ドラム１１側に送り込むことで、感光体ドラム１１側に供給する単位面積当たりのトナー量を均一化している。
【００２７】
現像剤中のキャリアは感光体ドラム１１に付着せず、第１収容室１４０ａに戻ってくる。現像によってトナーが消費されてキャリアの濃度が高まった現像剤は、連結窓１４０１ａを経由して第２収容室１４０ｂに送り込まれ、トナー供給口１４０ｃから供給されてきたトナーと合流することとなる。
また、現像剤が現像剤収容器１４０内で過剰になった場合には、過剰な現像剤が現像剤給廃棄部１４５側へ搬送され、現像剤排出口１４０ｄから排出されて回収容器（図示せず）に回収される。なお、トナーカートリッジから現像器１４に供給されてくるトナーには、現像剤排出口１４０ｄから排出される現像剤中のキャリアを補填する分のキャリアが添加されている。
【００２８】
ところで、近年の画像形成装置は、省エネ化に伴うトナーの軟化点（トナーが軟化し始める温度）の低下や、画像形成動作の高速化に伴う機内温度の上昇等の要因により、現像器１４内の温度の上昇によってトナーが溶融し、互いに付着して凝集しやすい状況にある。そして、トナーが凝集した状態で更に温度上昇が進行すると、局所的にトナーの固着が発生する。トナーの固着物は、崩壊すると現像器１４内を循環し、現像ロール１４１側に回り込むと、現像ロール１４１と現像剤規制部材の間に詰まりを発生させる。この詰まりにより、感光体ドラム１１側に供給する単位面積当たりのトナー量が不均一な状態となり、出力画像に白筋等の画像不良が発生する。
【００２９】
このため、現像器１４内のトナーが溶融して固着が発生した場合には、画像不良等の異常が現れる前に、保守担当者が速やかに現像器１４の交換や内部の清掃（固着物の除去）等の保守を施して、トナーの固着を解消することが期待される。また、より好ましくは、トナーの溶融が始まる前に画像形成を一時的に中断し、現像器１４内の温度を低下させてトナーの溶融を防ぐことで、トナーの固着を未然に防止することが期待される。
【００３０】
ここで、トナーの固着は、次のような原理によって発生する。現像器１４の構造上で現像剤が滞留しやすく高密度化しやすい空間に、局所的にもトナーが高濃度となっている現像剤が送り込まれると、トナーはキャリアに比べて温度上昇しやすいため、撹拌熱（現像剤の撹拌による摩擦熱）が蓄積して高温化する。そして、トナーの温度が軟化点を超えたところで溶融が始まり、現像器１４の停止に伴ってトナーが冷却されて固着する。
このことから、トナーの固着が発生しやすい部位の時間当たりの温度の上昇度合いを見ることにより、当該部位がトナーの固着に至る前兆の高トナー濃度状態（局所的な高トナー濃度状態）となったかを判別できることが分かる。
【００３１】
なお、高温化しやすい条件となった場合、固着にまで進行しなくともトナーの凝集性が高くなるが、トナーの凝集性が高くなるのは、撹拌熱が発生している段階（現像器１４の動作中）ではなく、その後の冷却期間（現像器１４の停止後）に高くなりやすい。また、現像剤の撹拌・搬送を行う撹拌搬送部材１４２，１４３を駆動するモーターの負荷トルクの増加の仕方はリニアではなく、冷却期間を経ながら段階的な増加を見せる。このため、温度上昇の変化を見ることで、負荷トルクに影響を及ぼす前の段階でトナーの固着が発生する予兆を検知できる。
【００３２】
図４には、トナーの固着物の発生に至る現像器１４の内部温度の変化を実験により測定した結果の例を示してある。同図のグラフにおいて、横軸は時間の経過を表し、縦軸は現像器１４の内部温度を表す。なお、温度の測定は、トナーが高濃度化しやすいと想定される部位で行った。
本実験では、タイミングＴ３までは現像器１４を動作（２つの撹拌搬送部材１４２，１４３による現像剤の撹拌搬送）させ続け、タイミングＴ３で現像器１４を停止させた。現像器１４の動作中（タイミングＴ３以前）は、タイミングＴ１までは温度の変化が少ないが、タイミングＴ１から急激に温度が上昇し始めた。そして、或る程度の温度に上昇したタイミングＴ２以降にトナーの溶融が始まった。その後、タイミングＴ３における現像器１４の停止に伴って温度の低下が始まると、溶融したトナーが凝固し始め、トナーが固着した。
このように、トナーが固着する予兆として、現像器１４内の温度が急激に上昇する現象が起こっており、現像器１４内の温度の上昇具合を見ることで、トナーが高濃度化して固着する予兆があることを検知できることが分かる。
【００３３】
そこで、本発明では、現像器１４の内部に温度を測定する温度センサー１４８を設けておき、現像器１４の内部温度の上昇度合いを示す温度上昇値を算出して基準値と比較し、温度上昇値が基準値を上回ったと判定されたことに応じて当該判定結果を示す出力を行うことで、トナーの固着に対する対策（画像形成の一時的な中断や、保守担当者による保守の指示など）を速やかに実施できるようにした。
【００３４】
ここで、図２の例では、温度センサー１４８を、第２収容室１４０ｂ内の現像剤を第１収容室１４０ａに送り込む連結窓１４０１ｂの近傍に設けてある。
この部位、つまり、第２収容室１４０ｂ内の後方側（図中Ｂ側）端部は、第２収容室１４０ｂ内の現像剤を後方側へ送り込む圧力を受ける上、第２撹拌搬送部材１４３の螺旋状のブレード１４２２が届きにくく現像剤の滞留が起きやすい。また、第２収容室１４０ｂ内の後方側端部は、その近傍の軸受部１４６に磁気シール１４６１を設けてあるので、磁性を有するキャリアと磁性を有しないトナーとが磁気シール１４６１の作用（磁力）により分離してトナーの凝集が起こりやすい。このため、第２収容室１４０ｂ内の後方側端部はトナーが高濃度化しやすく、トナーの固着が起こり易い。そこで、この近傍に温度センサー１４８を設けて温度変化を見ることで、トナーが高濃度化した状態になったことを検知し、固着の予兆として捉えるようにした。
【００３５】
なお、第２収容室１４０ｂ内の後方側端部は、トナーが高濃度化しやすい部位（トナーの固着が発生しやすい部位）の一例であり、トナーが高濃度化しやすい他の部位があれば、その部位にも温度センサー１４８を設ければよい。
また、本例では、トナーが高濃度化しやすいと想定される部位のなるべく近くに温度センサー１４８を設けることで、温度変化を捉える感度を高め、トナーが高濃度化した状態になったことを速やかに検知できるようにしているが、該当部位から実用上で有効な程度に離して温度センサー１４８を設けても構わない。
【００３６】
図５には、現像器１４内の温度の上昇度合いに基づいてトナーの状態を判定するトナー状態判定装置の機能ブロックの例を示してある。
本例のトナー状態判定装置は、駆動制御部５１と、時間計測部５２と、データ取得部５３と、データ蓄積部５４と、判定部５５と、出力部５６と、を備えており、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応する複数の現像器１４についてトナーの状態（トナーの固着の予兆）を判定する。なお、トナー状態判定装置は、各々の現像器１４に個別に設けても構わない。
【００３７】
駆動制御部５１は、各現像器１４内の現像ロール１４１や撹拌搬送部材１４２，１４３を回転させるモーターの駆動を制御する。
時間計測部５２は、駆動制御部５１の駆動の経過時間を計測する。
データ取得部５３は、時間計測部５２の出力データ（経過時間のデータ）や各現像器１４内の温度センサー１４８のデータ（現像器１４の内部温度のデータ）を取得する。
データ蓄積部５４は、データ取得部５３により取得されたデータを記憶（蓄積）する。
【００３８】
判定部５５は、データ取得部５３により取得されたデータ（蓄積部５４に蓄積されたデータ）に基づいて現像器１４の内部温度の上昇度合いを示す温度上昇値を算出して基準値と比較し、現像器１４内のトナーの状態（トナーの固着の予兆）を判定する。すなわち、算出した温度上昇値が基準値を上回った場合に、温度センサー１４８近傍でトナーが高濃度の状態となっており、トナーの固着の予兆があると判定する。本例では、温度上昇値として、単位時間あたりの内部温度の上昇率（温度上昇率）を算出するが、単位時間あたりの内部温度の変化（温度差）等の他の指標を用いてもよく、温度の上昇度合いを示す値であればよい。
出力部５６は、判定部５５によりトナーの固着の予兆がある（現像器１４に係る温度上昇値が基準値を上回った）と判定されたことに応じて、その結果を示す出力を行う。
【００３９】
本例のトナー状態判定装置の動作について、図６に例示する処理フローを参照して説明する。
トナー状態判定装置は、画像形成処理のジョブの開始に伴って、トナー状態判定処理を開始する（ステップＳ１１）。
画像形成処理のジョブが開始されると、データ取得部５３により、現像器１４の内部温度のデータ（温度センサー１４８の出力データ）及び経過時間のデータ（時間計測部５２の出力データ）を取得してデータ蓄積部５４に蓄積する処理（ステップＳ１２）を行いつつ、判定部５５により、単位ページ数（例えば、１００ページ）分の画像形成処理が実行されたかの判定（ステップＳ１３）、及び、ジョブが終了したかの判定（ステップＳ１４）を行う。
基準ページ数に達しないでジョブが終了したと判定された場合には、トナー状態判定処理を終了する。
【００４０】
一方、ジョブの終了前に単位ページ数に達したと判定された場合には、判定部５５は、その時点から単位ページ数分を遡った時点における現像器１４の内部温度及び経過時間のデータ（データ蓄積部５４から取得）と、現時点における現像器１４の内部温度及び経過時間のデータ（データ取得部５３又はデータ蓄積部５４から取得）とに基づいて、各々の時点の時間差及び温度差を算出し（ステップＳ１５）、単位時間（単位ページ数の画像形成処理に要する時間）当たりの現像器１４の内部温度の上昇度合いを示す温度上昇値として、温度上昇率（＝温度差／時間差）を算出する（ステップＳ１６）。
【００４１】
その後、判定部５５は、現像器１４について算出した温度上昇率を基準値と比較する（ステップＳ１７）。
現像器１４について算出した温度上昇率が基準値を上回っていると判定された場合は、その旨を示す情報（言い換えれば、現像器１４内のトナーが固着する予兆があることを示す情報）を出力部５６により出力する（ステップＳ１８）。
一方、現像器１４について算出した温度上昇率が基準値を上回っていないと判定された場合は、ステップＳ１２に戻り、現像器１４の内部温度のデータ及び経過時間のデータの取得を継続的に行いつつ温度上昇率を算出し直し、当該温度上昇率が基準値を上回ったかの判定をジョブが終了するまで繰り返す。
【００４２】
このような処理により、現像器１４内で局所的に高濃度化したトナーが溶融して固着が始まる予兆を速やかに検出することができ、トナーの固着に対する対策（画像形成の一時的な中断や、保守担当者による保守の指示など）を速やかに実施することが可能となる。
また、局所的な温度変化を捉えて固着の予兆を検出するので、外気温が低い環境や高い環境でも、これに左右されることなく固着の予兆を検出することができる。
【００４３】
本例では、単位ページ数に達した以降は、温度上昇率を算出し直して基準値と比較する処理を１ページ毎に繰り返すことで、トナーの固着の予兆を速やかに検知できるようにしているが、単位ページ数未満の複数ページ（例えば、１０ページ）毎に繰り返してもよく、単位ページ数毎に繰り返してもよい。
【００４４】
また、本例の出力部６３は、判定部５５による判定結果を示す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、適切な処置（現像器１４の交換や内部の清掃（固着物の除去）など）を取らせるようにしてもよい。また、例えば、判定部５５による判定結果を示す情報として、駆動制御部５１の動作の一時的な停止を指示する信号を出力し、トナーの溶融が始まる前に現像器１４の動作を一時的に停止させ、トナーの温度上昇を止めて溶融を防ぐことで、トナーの固着を未然に防止させるようにしてもよい。
【００４５】
図７には、現像器１４の内部温度の上昇度合いを示す温度上昇値と基準値とを比較した例を示してある。同図のグラフにおいて、横軸は時間の経過を表し、縦軸は現像器１４の内部温度を表す。ここでは、温度上昇値として、単位時間当たりの内部温度の変化（温度差）を用いた。
図７の例では、トナーの状態（トナーの固着の予兆）を判定する対象の現像器１４について得た温度変化データ６１と、基準として予め定めた温度変化データ６２とを比較すると、対象の現像器１４の温度変化データ６１における単位時間あたりの温度差６３の方が、基準の温度変化データ６２における単位時間あたりの温度差６４（基準値）より大きくなっており、この場合に、トナーが高濃度化している（トナーの固着の予兆がある）と判定される。一方、対象の現像器１４の温度変化データ６１における単位時間あたりの温度差６３の方が、基準の温度変化データ６２における単位時間あたりの温度差６４（基準値）より小さい場合には、トナーが高濃度化していない（トナーの固着の予兆がない）と判定される。
なお、基準の温度変化データ６２としては、事前にトナー濃度センサを用いて行った実験で得られた、システムとして許容される高トナー濃度での温度変化データを使用した。
【００４６】
図８には、現像器１４内のトナーが正常な状態（局所的な高濃度化がない状態）と異常な状態（局所的な高濃度化がある状態）とで内部温度の変化を比較した例を示してある。同図のグラフにおいて、横軸は時間の経過を表し、縦軸は現像器１４の内部温度を表す。ここでは、現像器１４の動作の開始後における内部温度の変化を測定した。
現像器１４内のトナーが正常な状態（局所的な高濃度化がない状態）では、図８（ａ）に示すように、現像器１４の開始後における内部温度７１の上昇は緩やかである。これに比べ、現像器１４内のトナーが異常な状態（局所的な高濃度化がある状態）では、同図（ｂ）に示すように、現像器１４の開始後における内部温度７１の上昇は急激になる。このように、現像器１４内のトナーが高濃度化しているか否かで内部温度の上昇度合いが顕著に異なる。
【００４７】
図９には、現像器１４内のトナーが正常な状態（局所的な高濃度化がない状態）と異常な状態（局所的な高濃度化がある状態）とで内部温度及び負荷トルクの変化を比較した例を示してある。同図のグラフにおいて、横軸は時間の経過を表し、縦軸は現像器１４の内部温度及び負荷トルク（負荷電流）を表す。ここでは、現像器１４の動作の開始後に一旦停止し、動作を再開した過程における内部温度及び負荷トルクの変化を測定した。また、負荷トルクを表す値として、撹拌搬送部材１４２，１４３を駆動するモーターの負荷電流を測定した。
現像器１４内のトナーが正常な状態（局所的な高濃度化がない状態）では、図９（ａ）に示すように、現像器１４の動作の開始後における内部温度８１の上昇は緩やかであり、現像器１４の動作時における負荷トルク８２も動作の停止前及び再開後でほとんど変化がなく、トナーの固着が発生していないことが分かる。これに比べ、現像器１４内のトナーが異常な状態（局所的な高濃度化がある状態）では、同図（ｂ）に示すように、現像器１４の動作の開始後における内部温度８３の上昇は急激であり、現像器１４の動作時における負荷トルク８２は動作の停止前に比べて再開後に大幅に増加しており、トナーの固着が発生していることが分かる。
【００４８】
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。
【００４９】
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、本発明に係るトナー状態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５３により実現し、本発明に係る比較機能（比較手段の機能）を判定部５５により実現し、本発明に係る出力機能（出力手段の機能）を出力部５６により実現している。
【００５０】
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。
【００５１】
また、上記の説明では、画像形成装置自身がトナー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トナー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、各々の画像形成装置から、現像器１４の内部温度のデータを受信して、画像形成装置毎にトナー状態の判定を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、画像形成装置に設けられた現像器内のトナーの状態を判定する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】
【００５３】
１４：現像器、  １４０：現像剤収容器、  １４０ａ，１４０ｂ：収容室、  １４０１ａ，１４０１ｂ：連結窓、  １４２，１４３：撹拌搬送部材、  １４６：軸受部、  １４６１：磁気シール、  １４６２：オイルシール、  １４６３：ボールベアリング、  １４８：温度センサー、
５１：駆動制御部、  ５２：時間計測部、  ５３：データ取得部、  ５４：データ蓄積部、  ５５：判定部、  ５６：出力部
【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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