(57)【要約】【課題】現像槽内のトナーの残量によらず、現像ローラに供給されるトナー量が適正かどうかを正確に判断可能とする。【解決手段】帯電トナーが供給ローラ２４から現像ローラ２５へ移動すると、電子が供給ローラ２４から現像ローラ２５へ移動し、起電力が生じて現像ローラ２５から供給ローラ２４へ電流が流れ、見かけ上トナーの抵抗値は低下する。トナーが移動しない場合は、トナーの電荷による電流がないため、トナーが移動するときに比べて見かけ上抵抗が高くなったように振舞い、電流値は小さくなる。そこで、画質が良好に維持できるトナーの供給量の下限値となるときの電流値を現像異常検出の閾値として記憶手段に予め記憶しておき、電流検出手段２９で検出された電流値が閾値を下回った場合には、現像異常であると判断する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々導電体表面を有する現像ローラと、前記供給ローラから前記現像ローラへトナーを供給する供給ローラとが接触する現像装置において、
前記供給ローラから前記現像ローラへトナー供給中に、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流を検出する電流検出部と、
該電流検出部で検出した電流値に基づき、前記現像ローラによる現像の異常を検知する異常検知部を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、前記異常検知部は、前記電流検出部で検出した電流値が所定の閾値以下になった場合に現像異常と判断することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１の現像装置において、前記異常検知部は、前記電流検出部で検出した電流値の変化量が所定の閾値以上になった場合に現像異常と判断することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１の現像装置において、前記異常検知部は、前記電流値の変化量の変化量が所定の閾値以上になった場合、現像異常と判断することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの現像装置において、前記現像ローラの体積抵抗値が１０４〜１０８Ωｃｍであることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの現像装置において、前記供給ローラの表面抵抗が１０５〜１０８Ωｃｍであることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかの現像装置において、トナー残量検知部を備え、前記異常検知部は、現像異常と判断した場合、前記トナー残量検知部が検出したトナー残量と所定値とを対比し、該対比結果に応じて、異なる内容を報知可能であることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの現像装置において、現像を行うための現像器の駆動時間である走行距離を検知する走行距離検知部を備え、
異常検知部は、現像異常と判断した場合、前記走行距離と所定値を対比し、その対比結果に応じて、異なる内容を報知することを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかの現像装置において、トナー残量検知部と、現像器の駆動時間である走行距離を検知する走行距離検知部を備え、
前記異常検知部は、現像異常と判断した場合、前記トナー残量検知部が検知したトナー残量、前記走行距離検知部が検知した走行距離に基づき、前記現像器の劣化度合およびトナー補給の要否を判断して、異なる内容を報知することを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかの現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、前記異常検知部は、副走査方向の長さが前記現像ローラが一回転したときに形成される長さ以上でかつ主走査方向の長さが予め定めた閾値以上の長さを有する画像を現像する場合に、電流値に基づき現像異常を判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１の画像形成装置において、紙転写時以外に、副走査方向の長さが現像ローラ１周分以上に相当する画像を強制的に現像するトナーリフレッシュモードを有し、前記異常検知部は、リフレッシュモード中に、電流値に基づき現像異常を判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
各々導電体表面を有する現像ローラと供給ローラが接触する現像装置の現像異常判定方法において、
前記供給ローラから前記現像ローラへトナー供給中に、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流を検出するステップと、
該第１のステップで検出した電流に基づき、現像異常を検知するステップを含むことを特徴とする現像異常判定方法。
【請求項１４】
請求項１３の現像異常判定方法において、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流値が閾値以下になった場合に現像異常と判断することを特徴とする現像異常判定方法。
【請求項１５】
請求項１３の現像異常判定方法において、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流値の変化量が閾値以上になった場合に現像異常と判断することを特徴とする現像異常判定方法。
【請求項１６】
請求項１３の現像異常判定方法において、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流値の変化量の変化量が所定の閾値以上になった場合に現像異常と判断することを特徴とする現像異常判定方法。
【請求項１７】
請求項１３から１６のいずれかの現像異常判定方法において、トナー残量を検知するステップを含み、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流に基づき現像異常と判断した場合、トナー残量と所定値を対比し、その対比結果に応じて異なる内容を報知することを特徴とする現像異常判定方法。
【請求項１８】
請求項１３から１７のいずれかの現像異常判定方法において、現像を行うための現像器の駆動時間である走行距離を検知するステップを含み、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流に基づき現像異常と判断した場合、前記走行距離と所定値を対比し、その対比結果に応じて、異なる内容を報知することを特徴とする現像異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタやこれら複合機などの画像形成装置に採用される現像装置、これを用いた画像形成装置、およびこれら現像装置、これを用いた画像形成装置、そしてこれらにおける現像異常判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一成分トナー式現像装置を用いた画像形成装置においては、経時で現像ロ−ラ上にトナーがフィルミングしやすく、トナーフィルミングが発生すると、トナーの帯電特性が不安定になり、地肌汚れや濃度低下などの異常画像が発生するという問題がある。現像ローラの表面にトナーフィルミングが形成される現象は、現像ローラの表面をフィルム状のトナー層が覆うことにより、現像ローラ表面によってトナーを帯電させることを困難化させて、トナーの帯電特性を不安定化させる現象である。なお、このような問題は二成分トナー式現像装置を用いた画像形成装置についても同様に生じ得る問題である。
【０００３】
また、現像装置を構成する現像器内のトナー搬送、攪拌部材による攪拌作用によって、流動性を向上させる目的で現像剤中に添加されている外添剤がトナーに埋没したり、はがれたりして、トナー自体の帯電特性も劣化する。
【０００４】
このように、現像ローラのフィルミングやトナーの劣化により、トナーの帯電特性が不安定になったり、トナーの流動性が悪くなったりすると、現像槽にトナーが補給されなくなったり、たとえ現像槽に十分な量のトナーがあったとしても、供給ローラから現像ローラへトナーが適切に供給されなくなり、濃度ムラや画像欠損を生じることがある。
【０００５】
トナーの残量を検出する現像剤残量検出装置としては、光学方式、音および振動方式、電流量測定方式、静電容量検出方式、フロート方式、駆動負荷検出方式などの残量検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、現像剤を搬送する現像剤搬送部材の現像剤残量に応じた負荷抵抗の変化を、現像剤搬送部材の回転に同期して出力されるエンコーダのパルス波の間隔変化により測定して、現像剤容器内の現像剤量を検出するものである。ただし、現像槽内のトナー残量は予測するものであり、現像ローラに適正量のトナーが供給されているかどうかの判断はできない。
【０００６】
また現像ローラ上のトナー量を検出する方法として、特許文献２に開示されているものがある。この方法は、摩擦帯電されて現像ローラに付着しているトナー量を現像ローラシャフトに流れる電流量により検出し、この検出結果と予め設定した現像剤不足と判断する基準値とを比較して現像剤容器内の現像剤量を検出しているが、現像ローラは、トナーを帯電させトナー層を形成するための規制部材や、トナーを現像ローラから引き剥がすための除電部材、感光体など多数の部品と接触しており、電流の流れが複雑で、各機能部材の劣化状況によって電流が不安定になりやすい。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−８４８５０号公報
【特許文献２】特開平７−１３４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、かかる点にかんがみ、現像槽内のトナーの残量によらず、現像ローラに供給されるトナー量が適正かどうかを正確に判断できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る現像装置は、各々導電体表面を有する現像ローラと、前記供給ローラから前記現像ローラへトナーを供給する供給ローラとが接触する現像装置において、前記供給ローラから前記現像ローラへトナー供給中に、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流を検出する電流検出部と、該電流検出部で検出した電流値に基づき、前記現像ローラによる現像の異常を検知する異常検知部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
同請求項２に係るものは、請求項１記載の現像装置において、前記異常検知部は、前記電流検出部で検出した電流値が所定の閾値以下になった場合に現像異常と判断することを特徴とする。
【００１１】
同請求項３に係るものは、請求項１記載の現像装置において、前記異常検知部は、前記電流検出部で検出した電流値の変化量が所定の閾値以上になった場合に現像異常と判断することを特徴とする。
【００１２】
同請求項４に係るものは、請求項１記載の現像装置において、前記異常検知部は、前記電流値の変化量の変化量が所定の閾値以上になった場合、現像異常と判断することを特徴とする。
【００１３】
同請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかの現像装置において、前記現像ローラの体積抵抗値が１０４〜１０８Ωｃｍであることを特徴とする。
【００１４】
同請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかの現像装置において、前記供給ローラの表面抵抗が１０５〜１０８Ωｃｍであることを特徴とする。
【００１５】
同請求項７に係るものは、請求項１から６のいずれかの現像装置において、トナー残量検知部を備え、前記異常検知部は、現像異常と判断した場合、前記トナー残量検知部が検出したトナー残量と所定値とを対比し、該対比結果に応じて、異なる内容を報知可能であることを特徴とする。
【００１６】
同請求項８に係るものは、請求項１から７のいずれかの現像装置において、現像を行うための現像器の駆動時間である走行距離を検知する走行距離検知部を備え、異常検知部は、現像異常と判断した場合、前記走行距離と所定値を対比し、その対比結果に応じて、異なる内容を報知することを特徴とする。
【００１７】
同請求項９に係るものは、請求項１から７のいずれかの現像装置において、トナー残量検知部と、現像器の駆動時間である走行距離を検知する走行距離検知部を備え、前記異常検知部は、現像異常と判断した場合、前記トナー残量検知部が検知したトナー残量、前記走行距離検知部が検知した走行距離に基づき、前記現像器の劣化度合およびトナー補給の要否を判断して、異なる内容を報知することを特徴とする。
【００１８】
同請求項１０に係る画像形成装置は、請求項１から９のいずれかの現像装置を備えたことを特徴とする。
【００１９】
同請求項１１に係るものは、請求項１０記載の画像形成装置において、前記異常検知部は、副走査方向の長さが前記現像ローラが一回転したときに形成される長さ以上でかつ主走査方向の長さが予め定めた閾値以上の長さを有する画像を現像する場合に、電流値に基づき現像異常を判断することを特徴とする。
【００２０】
同請求項１２に係るものは、請求項１１記載の画像形成装置において、紙転写時以外に、副走査方向の長さが現像ローラ１周分以上に相当する画像を強制的に現像するトナーリフレッシュモードを有し、前記異常検知部は、リフレッシュモード中に、電流値に基づき現像異常を判断することを特徴とする。
【００２１】
同請求項１３に係る現像異常判定方法は、各々導電体表面を有する現像ローラと供給ローラが接触する現像装置の現像異常判定方法において、前記供給ローラから前記現像ローラへトナー供給中に、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流を検出するステップと、該第１のステップで検出した電流に基づき、現像異常を検知するステップを含むことを特徴とする。
【００２２】
同請求項１４に係るものは、請求項１３の現像異常判定方法において、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流値が閾値以下になった場合に現像異常と判断することを特徴とする。
【００２３】
同請求項１５に係るものは、請求項１３の現像異常判定方法において、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流値の変化量が閾値以上になった場合に現像異常と判断することを特徴とする。
【００２４】
同請求項１６に係るものは、請求項１３の現像異常判定方法において、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流値の変化量の変化量が所定の閾値以上になった場合に現像異常と判断することを特徴とする。
【００２５】
同請求項１７に係るものは、請求項１３から１６のいずれかの現像異常判定方法において、トナー残量を検知するステップを含み、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流に基づき現像異常と判断した場合、トナー残量と所定値を対比し、その対比結果に応じて異なる内容を報知することを特徴とする。
【００２６】
同請求項１８に係るものは、請求項１３から１７のいずれかの現像異常判定方法において、現像を行うための現像器の駆動時間である走行距離を検知するステップを含み、前記現像ローラから前記供給ローラに流れ込む電流に基づき現像異常と判断した場合、前記走行距離と所定値を対比し、その対比結果に応じて、異なる内容を報知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、トナー供給量の増減から現像異常を判別し、画像不良の発生を回避し得る対策を実施し得るようにすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は本発明の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置要部の断面図である。各プロセスカートリッジユニット１は、感光体ドラム２、帯電ローラ３、現像手段４、およびクリーニング手段５を一体に結合した構成になっている。各プロセスカートリッジユニット１は各々のストッパーを解除することにより交換できる構成にもなっている。
【００３０】
感光体ドラム２は、図中の矢印方向に例えば周速１５０ｍｍ／秒で回転している。帯電ローラ３は、感光体ドラム２の表面に圧接されており、感光体ドラム２の回転により従動回転している。帯電ローラ３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体ドラム２の表面を−５００Ｖに帯電している。露光手段６は感光体ドラム２に対して画像情報を露光し、静電潜像を形成する。この露光手段６にはレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやＬＥＤなどが用いられる。現像手段４は一成分接触現像であり、感光体ドラム２上の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像手段４には図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが供給される。感光体クリーニング手段５は感光体ドラム２表面の転写残トナーのクリーニングを行う。
【００３１】
各プロセスカートリッジユニット１は、図示の例では中間転写ベルト７の移動方向に並列に４個配設され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順で可視像を形成する。
【００３２】
一次転写ローラ８には一次転写バイアスが印加され、感光体ドラム２表面のトナー像は中間転写ベルト７表面に転写される。中間転写ベルト７は、図示しない駆動モータによって図中の矢印方向に回転駆動されるようになっており、各色の可視像が表面に順次重ね転写されることでフルカラー画像を形成する。
【００３３】
形成されたフルカラー画像は、二次転写ローラ９に所定の電圧を印加することにより転写材である用紙１０に転写され、図示しない定着装置にて定着され出力される。二次転写ローラ９で転写できず中間転写ベルト７上に残留したトナーは転写ベルトクリーニング手段１１に回収される。
【００３４】
図２は本発明に係る現像装置の一実施例の概略断面図であり、トナー収容部２１、現像槽２２からなるトナーユニットを含む。トナー収容部２１にはアジテータ２３が配置され、トナー収容部から現像槽へトナーを供給する。トナーはたとえば１０１０Ωｃｍの非磁性の負帯電トナーが用いられる。現像槽２２へ送られたトナーは供給ローラ２４を介して供給ローラ２４に接触して対向する現像ローラ２５へ移動し、規制ブレード２６によって現像ローラ２５表面にトナー薄層が形成される。現像ローラ２５表面に薄層化されたトナーの一部は、現像ローラ２５に対向して配置された感光体ドラム２上に形成された潜像に現像される。現像されずに現像ローラ２５上に残留したトナーは、除電シート２７によって除電され、再び現像槽２２へと回収される。
【００３５】
現像ローラ２５と供給ローラ２４の芯金には、電源２８から電圧が印加される。供給ローラ２４から供給ローラ２４の芯金へ流れ込む電流は、電源と供給ローラ２４の芯金の間に接続された電流検知手段２９によって検知される。
【００３６】
図３は現像ローラ２５〜供給ローラ２４〜電流検知手段２９という電流の流れを示す等価回路を示す。図中の符号Ｒｄ、Ｒｔ、Ｒｓはそれぞれ現像ローラ、トナー、供給ローラの抵抗を表す。現像ローラ２５と供給ローラ２４の間には電圧が印加されており、現像ローラ２５と供給ローラ２４の間に形成された電界の作用により、帯電されたトナーが供給ローラ２４から現像ローラ２５へと移動する。トナーを効率よく移動させるためには、現像ローラ２５と供給ローラ２４に比べてトナーにかかる電圧が高くなるように、すなわち、トナーの抵抗に比べて現像ローラ２５、供給ローラ２４の体積抵抗が十分低くなるよう設定する必要がある。本実施例では、例えばトナー母体の抵抗を１０１０Ωｃｍとするため、現像ローラ２５、供給ローラ２４の抵抗を１０５〜１０８Ωｃｍとして設定する。このように設定することにより、供給ローラ２４の芯金を通して電流検知手段２９に流れ込む電流の大きさに対しては、トナーの抵抗の影響度が最も支配的となる。
【００３７】
負帯電したトナーが供給ローラ２４から現像ローラ２５へ移動すると、電子が供給ローラ２４から現像ローラ２５へ移動するため、起電力が生じて現像ローラ２５から供給ローラ２４へ電流が流れ、見かけ上トナーの抵抗値は低下する。トナーが移動しない場合は、トナーの電荷による電流がないため、トナーが移動するときに比べて見かけ上抵抗が高くなったように振舞い、電流値は小さくなる。したがって、現像器の駆動時間とともにトナーが劣化し、トナーの帯電特性や流動性が低下して供給ローラ２４から現像ローラ２５へ移動するトナー量が少なくなると、図４に示すように、電流検出手段２９で検出される電流値は次第に小さくなっていく。画質が良好に維持できるトナーの供給量の下限値となるときの電流値を、現像異常検出の閾値として、図示しない記憶手段に予め記憶しておき、電流検出手段２９で検出された電流値が閾値を下回った場合には、現像異常であると判断する。
【００３８】
現像異常を判断する方法は、電流検出手段２９で検出する電流値の変化量が予め記憶していた記憶値を上回った場合としてもよい。正常な印刷動作中は、現像ローラ２５から供給ローラ２４へ流れる電流値は緩やかに変化する。急激に変化する場合は、現像槽２２にトナーがなくなっている、トナーは有るが供給ローラ２４から現像ローラ２５へ移動するトナーの量が低下しているという状態が想定される。また、電流値の変化量の変化量が閾値を上回った場合に異常と判断してもよい。現像装置の使用環境の違いや個体差による電流の絶対値の違いの影響を受けず、より正確に現像異常を検出できる。
【実施例２】
【００３９】
図５は本発明の実施例２を示す。電流検知手段２９とは別に、現像装置の走行距離を検出する走行距離検出手段５１、トナーユニット内のトナー残量を検出するトナー残量検出手段５２を持ち、電流検出手段２９と走行距離検出手段５１とトナー残量検出手段５２の検出結果を比較して異常判定を行う異常判定手段５３を備えている。
【００４０】
図６は電流検出手段２９が異常を検出した場合に異常判定手段５３で処理される判定手順を示すフローチャートである。
ステップ（以下、単にＳと記載する）１において、まずトナー残量検出結果を参照し、トナー残量が閾値を下回っていれば（Ｓ１でＮＯ）、トナーが残量なし（エンプティ）であると判断し、その旨を報知する（Ｓ２）。現像装置から着脱可能なトナー補給機構がある場合（Ｓ１でＹＥＳ）には、トナーの補給を求めることができる。現像装置の外部からトナーを補給する機構がないプロセスカートリッジの場合には、プロセスカートリッジごとの交換となる。
【００４１】
トナー残量が閾値以上残っている場合には、走行距離検出結果と比較する（Ｓ３）。走行距離が短い場合（Ｓ３でＮＯ）には、トナーの劣化はそれほど進行しておらず、供給ローラ２４の周辺にトナーがあるのであれば、現像ローラ２５への供給不良が発生する確率は低い。したがって、現像槽２２内にトナーがなくなっている（トナー収容部から現像槽へのトナー補給不良）と判断し、トナー収容部から現像槽２２内へトナーを補給する（Ｓ４）。プロセスカートリッジの場合には、ユーザーにプロセスカートリッジを振るなどの指示を出し、現像槽２２にトナーを移動させる。
【００４２】
トナー残量が閾値以上でも走行距離が閾値以上の場合（Ｓ３でＹＥＳ）には、トナーの劣化により、供給ローラから現像ローラへの供給不良が発生しているものと判断する（Ｓ５）。この場合はトナーを補給しても画質は改善されないため、現像器の交換を報知する。
【実施例３】
【００４３】
上述した実施例１または実施例２の構成の現像装置で、電流検知手段が電流を検知するタイミングについて説明する。
図示しない画像形成装置に備えられたコントローラーによって、ユーザーが印字する画像のサイズをモニタリングする。ユーザーが印字する画像内に特定の大きさ以上のベタ（またはある閾値以上の濃度の）画像が検出された場合に電流検出対象の画像であると判断し、検出対象画像が現像される瞬間の電流値を検出する。検出対象画像の大きさは、副走査方向の長さが、現像ローラが１回転する間に形成される長さ以上であることが望ましい。たとえば白紙印刷中には、感光体上にトナーが吐き出されないため、現像ローラにトナーが担持されたままの状態となり、新たにトナーが補給されにくく、トナー補給時の電流値を正しく検出することはできない。したがって、現像ローラへのトナー供給量を電流値として検出するためには、ある程度以上の大きさを持った画像を現像しているときの電流を検出しなければならない。現像ローラ１回転以上の長さの画像を現像しているときであれば、現像後、表面がむき出しになった状態の現像ローラにトナーが移動する瞬間の電流が検出できる。また、現像する面積が小さければトナーの移動による電流値も小さくなるので、正確に検出できる電流を確保するために、主走査方向にもある程度の大きさを確保することが望ましい。
【００４４】
主走査方向の長さが画像領域全体にわたるのであれば、現像ローラ上の長手方向すべてのトナー移動量が検出できるため、最適である。ただし、検出される電流値が電流検出手段の検出範囲であれば、主走査方向の長さは必ずしも画像領域全体にわたる必要はない。検出された電流値は、検出対象画像の面積で除して単位面積あたりの値に換算し、その電流値に基づき現像異常を判断する。ユーザーが要求した画像を印字中に現像異常の判定ができるため、異常判断のためだけの時間を設ける必要がない。
【００４５】
また、トナーリフレッシュのためのトナー吐き出し時にも電流検出を行ってもよい。画像形成装置の多くは、画質を良好に保つために、劣化したトナーを強制的に消費するトナーリフレッシュモードを有する。一般に、トナーの劣化が進行しやすい条件で現像器が駆動されているときにリフレッシュモードが実施される。電流検知のタイミングをリフレッシュモードと同期させることで、トナー劣化が進行しているときに電流検知を実施でき、電流検出時のトナー消費および時間の節約になり、効率よく現像異常を検知することができる。
【００４６】
すなわち、現像装置内で様々な機械的ストレスを受けることで、トナーの帯電特性や流動性が経時的に劣化する。この機械的ストレスとしては、規制ブレードや現像剤供給ローラとの摩擦、あるいは、現像装置内でのトナーの搬送や攪拌などが挙げられる。このようにしてトナーの帯電特性が劣化すると、現像ローラ上に残留するトナーが逆極性に帯電して感光体の非潜像部に付着し、地肌汚れという現象が発生したり、潜像に十分なトナーが付着せず画像濃度が低下するという不具合を生じる。このような劣化トナーによる画質低下を防止するため、現像ローラから供給ローラへ流れ込む電流を検出し、検出した電流に基づき、供給ローラから現像ローラへ供給されるトナー量の変化を推定する。トナー供給量の増減から現像異常を判別し、画像不良を回避する対策を実施することができる。
【００４７】
またトナー劣化による画像不良のうち、特にトナー供給量の低下による濃度ムラ、画像欠損は防止する必要がある。供給ローラの周辺に十分なトナーがある場合にも、トナーの劣化によって現像ローラへトナーが供給されなくなる場合があるが、この場合の供給不良は光学センサやメカ機構による残量検知手段では検出することができない。本発明によれば、供給ローラから現像ローラへ移動するトナー量が低下すると、トナーが持つ電荷の移動に伴って供給ローラへ流れ込む電流の値が小さくなるため、トナー量の低下が検出できる。電流値の変化量が閾値以上になった場合に現像異常と判断することも同様である。
【００４８】
また正常な印刷動作中は、現像ローラから供給ローラへ流れる電流値は緩やかに変化する。急激に変化する場合は、現像槽にトナーがなくなっている、トナーはあるが供給ローラから現像ローラへ移動するトナーの量が低下しているという状態が想定され、そのまま印刷動作を継続すると画像不良や画像欠損を生じる可能性がある。電流値の変化量が急激に変化したことを検出することで現像異常と判断することで、画像不良を未然に防ぐことができる。
【００４９】
なお現像ローラ体積抵抗値を１０４〜１０８Ωｃｍとし、現像ローラと供給ローラ間のトナーの抵抗変化が精度よく検知できるように現像ローラの体積抵抗を設定すれば、現像異常の検知精度を向上させることができる。供給ローラの表面抵抗を１０５〜１０８Ωｃｍとし、現像ローラと供給ローラ間のトナーの抵抗変化が精度よく検知できるように供給ローラの体積抵抗を設定すれば、現像異常の検知精度をさらに向上させ得る。
【００５０】
また現像ローラと供給ローラの間に流れる電流値が異常であると判断されたとき、供給ローラ周辺に十分な量のトナーがない場合と、供給ローラ周辺に十分にトナーはあるものの、劣化が著しいために現像ローラへトナーが供給されない場合、すなわち供給不良が考えられる。これは、トナー残量と電流値を対比することにより、異常が検知された理由を区別することができ、適切な警告を報知することができる。
【００５１】
また現像ローラと供給ローラの間に流れる電流値が異常であると判断されたとき、供給ローラ周辺に十分な量のトナーがない場合と、供給ローラ周辺に十分にトナーはあるものの、劣化が著しいために現像ローラへトナーが供給されない場合が考えられる。現像器の駆動時間に相当する走行距離が長いほど、トナーは多くのストレスを受け、より劣化が進む。走行距離が短い場合には、トナーの劣化がそれほど進行しておらず、供給不良になる可能性は小さい。従って、走行距離が短く電流値が異常と判断された場合には、トナーエンプティと判断されるため、トナーの補給を促すメッセージを報知する。走行距離が長い場合には、トナーの劣化が進行し、帯電特性の低下や流動性の悪化によって、供給不良が起こりやすくなる。従って、走行距離が長く電流値が異常と検知された場合には、現像器の交換を促す内容を報知することによって、画像欠損を未然に防ぐことができる。現像異常と判断した場合、トナー残量、走行距離に基づき、現像器の劣化度合およびトナー補給の要否を判断して、異なる内容を報知するようにしても良い。
【００５２】
そして上述のような現像装置を備えた画像形成装置にあっては、異常検知部は、副走査方向の長さが現像ローラが一回転したときに形成される長さ以上で、主走査方向の長さが予め定めた閾値以上の長さを有する画像を現像する場合に、電流値に基づき異常を判断する。すなわち通常印刷時に電流検知を行うことで、印刷動作を妨げることなく現像異常を監視することができる。現像異常を検出するのに必要な電流値を得るために、正常な状態で流れる電流値がある程度の大きさになるような面積の画像が印刷された時にのみ電流検知を実施する。また、現像ローラ１回転分以上の電流値を検知しておけば、現像後のトナーが載っていない状態の現像ローラに再びトナーが供給されるときの電流を検知することができる。
【００５３】
画像形成装置には、画質を良好に保つために、劣化したトナーを強制的に消費するトナーリフレッシュモードを有するものが多数あるが、一般にはトナーの劣化が進行しやすい条件で現像器が駆動されているときにリフレッシュモードが実施される。電流検知のタイミングをリフレッシュモードと同期させることで、現像異常が起こりにくい状態では電流検知を省いてトナー劣化が進行しているときにのみ電流検知を実施でき、電流検出時のトナー消費および時間の節約になり、効率よく現像異常を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置を備える画像形成装置要部の断面図
【図２】本発明に係る現像装置の一実施例の概略断面図
【図３】現像ローラ〜供給ローラ〜電流検知手段という電流の流れを示す等価回路図
【図４】現像ローラへ移動するトナー量が少なくなると電流検出手段で検出される電流値が次第に小さくなっていく様子を示す図
【図５】本発明の実施例２を示す断面図
【図６】電流検出手段が異常を検出した場合に異常判定手段で処理される判定手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５５】
１：プロセスカートリッジユニット
２：感光体ドラム
３：帯電ローラ
４：現像手段
５：クリーニング手段
６：露光手段
７：中間転写ベルト
８：一次転写ローラ
９：二次転写ローラ
１０：用紙
１１：転写ベルトクリーニング手段
２１：トナー収容部
２２：現像槽
２３：アジテータ
２４：供給ローラ
２５：現像ローラ
２６：規制ブレード
２７：除電シート
２８：電源
２９：電流検知手段
５１：走行距離検出手段
５２：トナー残量検出手段
５３：異常判定手段
Ｒｄ、Ｒｔ、Ｒｓ：現像ローラ、トナー、供給ローラの抵抗
【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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