(57)【要約】【課題】好適な現像剤交換を行ない、現像剤の寿命を最大限利用してランニングコストの低減を図りつつ、キャリア付着によるドラム傷やドラム傷によるトナーかぶり等の画像不良が生じない画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成時以外に、像担持体２８表面上電位と現像剤担持体３表面電位との電位差を所定の第１電位差にして且つ画像形成時とは異なる波形の第１現像バイアスにより第１濃度検知用現像像を形成し、それにおいて濃度検知手段１１によって第１検出値を検出し、又、第２電位差にして且つ画像形成時と同じ波形である第２現像バイアスにより第２濃度検知用現像像を形成し、それにおいて、濃度検知手段１１によって第２検出値を求め、第２検出値に基づいて現像装置１内に補給するトナー量を決定し、又、第１検出値が所定値以下の場合、現像装置１に収容する現像剤の交換を指示する表示を表示手段に表示する。【選択図】        図１
2004233832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器、及び前記像担持体に対向する回転可能な現像剤担持体を備えた、前記像担持体上の静電潜像を前記現像剤にて現像し、前記像担持体上に現像像を形成する現像装置と、
前記像担持体上に濃度検知用静電潜像を形成する濃度検知用静電潜像形成手段と、を有し、該濃度検知用静電潜像が前記現像装置により現像されて、前記像担持体表面に濃度検知用現像像を形成する画像形成装置において、
更に、前記濃度検知用現像像の画像濃度を検出する濃度検知手段と、画像形成装置の情報を表示する表示手段と、を有し、
画像形成時以外に、前記像担持体表面上電位と前記現像剤担持体表面電位との電位差を所定の第１電位差にして且つ画像形成時とは異なる波形の第１現像バイアスにより前記濃度検知用現像像を形成して第１濃度検知用現像像とし、該第１濃度検知用現像像において前記濃度検知手段によって第１検出値を検出し、
画像形成時以外に、前記像担持体表面上電位と前記現像剤担持体表面電位との電位差を所定の第２電位差にして且つ画像形成時と同じ波形である第２現像バイアスにより前記濃度検知用現像像を形成し第２濃度検知用現像像とし、該第２濃度検知用現像像において、前記濃度検知手段によって第２検出値を求め、
前記第２検出値に基づいて前記現像装置内に補給するトナー量を決定し、又、前記第１検出値が所定値以下の場合、前記現像装置に収容する前記現像剤の交換を指示する表示を前記表示手段に表示することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式或いは静電記録方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子写真方式を用いた画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行う画像形成装置において、非磁性トナーと磁性キャリアを混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。二成分現像方式は現在提案されている他の現像方式と比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えているが、一方、長期にわたる画像形成後のトナー帯電量の低下とそれに伴う画像濃度の増大が不可避であった。
【０００３】
そのため、従来より、トナー帯電量の低下による画像濃度の増大を防止するために以下のような対策がとられている。
【０００４】
即ち、通常画像以外に、像担持体として用いられている感光体上の非画像域（転写材の画像以外の部分に対応した領域）に、感光体表面上と現像装置に備えられている現像剤担持体である現像スリーブとの間に印加されている現像バイアスに所定電位差を設け、濃度検知用現像像つまりパッチ画像を形成する。この感光体や、感光体から転写される転写像の支持体である転写像支持体上において、このパッチ画像濃度を光学式センサ等の画像濃度検知手段で検出し、このパッチ画像濃度の検出値が常に一定になるように、つまり、感光体上の静電潜像へと搬送されるトナー量が一定となるように、補給用現像剤収容部より現像装置に補給するトナー量を決定するトナー補給制御方式（パッチ検方式）が提案及び実用化されている。
【０００５】
換言すると、上記のパッチ検方式では、長期にわたる画像形成中のトナー帯電量の低下を、現像容器内の二成分現像剤中のトナー濃度を適宜低下させることにより防止して、長期にわたる画像形成中における画像濃度を一定に保っているのである。
【０００６】
しかしながら、二成分現像方式において上記のようなパッチ検方式により画像濃度を一定に保つ場合、長期にわたる画像形成後には、二成分現像剤のトナー濃度が著しく低下し、感光体上に多数のキャリアが付着することがあった。
【０００７】
又、この感光体上に付着したキャリアは転写部やクリーニング部での圧力により、感光体表面上に傷を発生させることがあった。
【０００８】
更に、この感光体表面上の傷部は帯電しづらくなるので、この部分にトナーかぶりが発生し、画像品位が著しく低下することがあった。
【０００９】
そこで、従来より、この感光体上へのキャリア付着を避けるために、二成分現像剤の交換時期を画像形成枚数で規定し、画像形成枚数が所定枚数になると、二成分現像剤の交換作業又は現像装置を含むプロセスカートリッジの交換作業が行なわれてきた。
【００１０】
しかし、長期にわたる画像形成中のトナー帯電量の低下は、画像の画像濃度に大きく依存する。例えば、画像濃度が低い画像を形成していると、トナー帯電量の低下は小さくなり、画像濃度が高い画像を形成していると、トナー帯電量の低下は大きくなる。
【００１１】
つまり、従来の画像形成装置では画像形成枚数により二成分現像剤の交換時期を規定しているが、実際には、長期にわたる画像形成中の画像濃度によって、二成分現像剤の劣化程度は異なるので、画像形成枚数によって決定された交換間隔では、十分に使用可能な二成分現像剤を破棄することや、トナー濃度が著しく低下した二成分現像剤を使用して感光体上へ多数のキャリア付着を引き起こすことがあった。
【００１２】
上記トナー濃度の低下による感光体表面上へのキャリア付着を防止するため、画像形成時の最大濃度をトナー現像する際の感光体表面上の電位と、それに対向する現像装置に備えられた現像剤担持体に印加する電位と、の電位差（ベタ電位差；Ｖｆｆ）よりも大きな電位差で形成するパッチ画像の画像濃度がトナー帯電量に依らず、二成分現像剤のトナー濃度に依存する現象を利用して、この電位差により形成するパッチ画像濃度の検出値が所定値以下となる時に、画像形成装置の表示手段に二成分現像剤の交換を行なう旨を表示して、サービスマンもしくはユーザに知らせ、現像剤を交換してフレッシュな状態にすることにより、上記感光体上へのキャリア付着を防ぐ方法が提案されている。
【００１３】
又、上記手法では、二成分現像剤の寿命を最大限利用することが可能であるため、ランニングコストを低減することが可能である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにベタ電位差よりも大きな電位差で形成するパッチ画像のセンサ検出値によって、二成分現像剤のトナー濃度低下を検出する場合、パッチ画像の形成のためにトナーを過剰消費するので、結果的に、ランニングコストの高騰を招くことになっていた。
【００１５】
又、長期にわたる画像形成後にトナー濃度が低くなった二成分現像剤は現像剤としての抵抗値が小さい。そのため、ベタ電位差よりも大きな電位差でトナー現像を行なう場合、現像ニップにおける磁気ブラシ先端のキャリアから感光体に多くの電荷が注入され、キャリアが感光体表面上に付着しやすくなり、感光体表面上に多量のキャリアが付着し、上記のような感光体表面上の傷やトナーかぶりが発生することがあった。
【００１６】
従って、本発明の目的は、高い濃度の濃度検知用現像像を作成せずに、現像装置内に収容される二成分現像剤のトナー濃度低下を検出して、現像剤の交換が必要であることを表示し、好適な現像剤交換を行なうことによって、現像剤の寿命を最大限利用してランニングコストの低減を図りつつ、キャリア付着による像担持体の傷やそれによるトナーかぶり等の画像不良が生じない画像形成装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、下記の構成を特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１８】
（１）表面に静電潜像が形成される像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器、及び前記像担持体に対向する現像剤担持体を備えた、前記像担持体上の静電潜像を前記現像剤にて現像し、前記像担持体上に現像像を形成する現像装置と、
前記像担持体上に濃度検知用静電潜像を形成する濃度検知用静電潜像形成手段と、を有し、該濃度検知用静電潜像が前記現像装置により現像されて、前記像担持体表面に濃度検知用現像像を形成する画像形成装置において、
更に、前記濃度検知用現像像の画像濃度を検出する濃度検知手段と、画像形成装置の情報を表示する表示手段と、を有し、
画像形成時以外に、前記像担持体表面上電位と前記現像剤担持体表面電位との電位差を所定の第１電位差にして且つ画像形成時とは異なる波形の第１現像バイアスにより前記濃度検知用現像像を形成して第１濃度検知用現像像とし、該第１濃度検知用現像像において前記濃度検知手段によって第１検出値を検出し、
画像形成時以外に、前記像担持体表面上電位と前記現像剤担持体表面電位との電位差を所定の第２電位差にして且つ画像形成時と同じ波形である第２現像バイアスにより前記濃度検知用現像像を形成し第２濃度検知用現像像とし、該第２濃度検知用現像像において、前記濃度検知手段によって第２検出値を求め、
前記第２検出値に基づいて前記現像装置内に補給するトナー量を決定し、又、前記第１検出値が所定値以下の場合、前記現像装置に収容する前記現像剤の交換を指示する表示を前記表示手段に表示することを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
（２）前記現像容器が現像剤を補給する現像剤補給口を備え、少なくともトナーを含む現像剤が補給されることを特徴とする（１）の画像形成装置。
【００２０】
（３）表面に静電潜像が形成される像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器、及び前記像担持体に対向する回転可能な非磁性円筒にて構成される現像剤担持体を備えた、前記像担持体上の静電潜像を前記現像剤にて現像し、前記像担持体上に現像像を形成する現像装置と、が一体化されて画像形成装置に着脱自在のプロセスカートリッジを構成し、
前記像担持体上に濃度検知用静電潜像を形成する濃度検知用静電潜像形成手段を有し、該濃度検知用静電潜像が前記現像装置により現像されて、前記像担持体表面に濃度検知用現像像を形成する画像形成装置において、
更に、前記濃度検知用現像像の画像濃度を検出する濃度検知手段と、画像形成装置の情報を表示する表示手段と、を有し、
画像形成時以外に、前記像担持体表面上電位と前記現像剤担持体表面電位との電位差を所定の第１電位差にして且つ画像形成時とは異なる波形の第１現像バイアスにより前記濃度検知用現像像を形成して第１濃度検知用現像像とし、該第１濃度検知用現像像において前記濃度検知手段によって第１検出値を検出し、
画像形成時以外に、前記像担持体表面上電位と前記現像剤担持体表面電位との電位差を所定の電位差である第２電位差にして且つ画像形成時と同じ波形である第２現像バイアスにより前記濃度検知用現像像を形成し第２濃度検知用現像像とし、該第２濃度検知用現像像において、前記濃度検知手段によって第２検出値を求め、
前記第２検出値に基づいて前記現像装置内に補給するトナー量を決定し、又、前記第１検出値が所定値以下の場合、前記プロセスカートリッジの交換を指示する表示を前記表示手段に表示することを特徴とする画像形成装置。
【００２１】
（４）前記プロセスカートリッジは、更に、前記像担持体に作用する帯電手段及び／又はクリーニング手段を含むことを特徴とする（３）の画像形成装置。
【００２２】
（５）前記第１電位差は画像形成時の前記現像剤担持体表面電位と前記像担持体表面上電位との間の電位差よりも小さいことを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２３】
（６）前記画像形成時及び前記第２濃度検知用現像像形成時において前記現像剤担持体に印加する前記第２現像バイアスが直流成分に交流成分を重畳したバイアスであり、
前記第１濃度検知用現像像形成時に前記現像剤担持体に印加する前記第１現像バイアスが、前記画像形成時の前記第２現像バイアスよりも交流成分の振幅電圧が小さいことを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２４】
（７）前記画像形成時及び前記第２濃度検知用現像像形成時において前記現像剤担持体に印加する前記第２現像バイアスが直流成分に交流成分を重畳したバイアスであり、
前記第１濃度検知用現像像形成時に前記現像剤担持体に印加する前記第１現像バイアスが直流成分のみのバイアスであることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２５】
（８）駆動ローラ及び従動ローラである少なくとも２つの懸架ローラに懸架されたベルトを備え、該ベルト上に前記濃度検知用現像像が前記像担持体より転写され、前記濃度検知用現像像の画像濃度を検出する前記濃度検知手段を前記ベルト表面上の法線方向に配置することを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２６】
（９）前記濃度検知手段が前記濃度検知用現像像からの乱反射光量を検出することを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２８】
実施例１
図１は本実施例の画像形成装置を説明する図である。まず、画像形成装置全体の動作について説明する。
【００２９】
図１において、まず帯電手段である帯電器２１によって帯電された像担持体である感光ドラム２８表面を露光手段であるレーザー２２によって露光することで、感光ドラム２８上に静電潜像を形成し、この潜像を現像装置１によって現像することで感光ドラム２８上に現像像（トナー像）を形成する。このトナー像が転写帯電器２３による転写バイアスによって、転写ベルト２４に搬送される転写材である記録紙２７に転写され、その後、記録紙２７は転写ベルト２４から剥離され、定着器２５によって加圧／加熱され、永久画像を得る。又、転写後に感光ドラム２８上に残った残トナーはクリーナー２６により除去され、次の画像形成に備える。
【００３０】
次に、トナー濃度制御について説明する。感光ドラム２８に対向する所定の位置には、濃度検知手段（パッチ検センサ）１１が設けられており、又、画像形成装置本体には、現像剤のトナー濃度を最適にするトナー補給制御手段（不図示）が内蔵されている。
【００３１】
そして、感光ドラム２８上には濃度検知用の基準潜像である濃度検知用静電潜像が、装置本体制御部の濃度検知用静電潜像形成手段（不図示）が発生する所定の信号に基く光情報の照射により、感光ドラム２８上の非画像領域に形成されるようになっており、その濃度検知用静電潜像は現像装置１により可視化され、濃度検知用現像像、即ちトナー濃度制御用現像像即ちパッチ画像となる。
【００３２】
そして、感光ドラム２８上におけるパッチ検センサ１１は、現像装置１により感光ドラム２８の非画像領域に形成されたパッチ画像の感光ドラム２８上における画像形成状態、つまりパッチ画像を形成するトナー量である画像濃度を検知するようになっている。
【００３３】
そして、制御手段は、パッチ検センサ１１によるパッチ画像の画像濃度検知結果に基づいて、現像装置１へのトナー補給量を調整するようになっている。
【００３４】
本発明においては、パッチ画像として、第１パッチ画像及び第２パッチ画像の２種類を形成し、第２パッチ画像は、感光ドラム２８表面上電位と、現像装置１に備えられた感光ドラム２８と対向する現像剤担持体である現像スリーブ３に印加される電位と、の電位差が１５０Ｖであり、且つ、第２パッチ画像を現像する際に現像スリーブ３に印加する現像バイアスは画像形成中に印加されるものと同じ波形である第２現像バイアスを用いる。第１パッチ画像の形成の方法に関しては後述する。このセンサ１１による第２パッチ画像の検出値に基づき、図示しないトナー補給制御手段により、現像装置１へのトナー補給量を制御することで、適宜現像容器２内の現像剤のトナー濃度を変えて適正濃度の画像を得ている。
【００３５】
一方、パッチ検センサ１１として、パッチ画像に光を照射し、その乱反射光量を検出する乱反射光量検知方式のセンサを感光ドラム２８の近傍に設置している。つまり、このセンサ１１の検出値に基づき、図示しないトナー補給制御手段により、現像装置１へのトナー補給量を制御することで、適正濃度の画像を得ている。
【００３６】
もちろん、こうした画像濃度制御用のパッチ画像だけではなく、感光ドラム２８上にレジスト制御用のパッチ画像を形成して、そのパッチ画像の位置を検知することにより、感光ドラム２８への潜像の書き出し位置を制御することにより、色ズレ制御を行うこともできる。
【００３７】
次に図２によって、本実施例の現像装置について説明する。現像装置１を構成する現像容器２には、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容されており、初期状態の現像剤中のトナー濃度は７Ｗｔ％である。この値はトナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成等に応じて適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければいけないものではない。
【００３８】
現像装置１は感光ドラム２８に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像剤担持体である現像スリーブ３が回転可能に配置されている。磁界発生手段である固定のマグネット４を内包する現像スリーブ３は非磁性材料で構成され、現像動作時には図２の矢印方向に回転し、現像容器２内の二成分現像剤を層状に保持して現像領域に担持搬送し、感光ドラム２８と対向する現像領域に二成分現像剤を供給して、感光ドラム２８に上記の方法で形成された静電潜像を現像する。
【００３９】
尚、この画像形成時に現像スリーブ３に印加する現像バイアス（第２現像バイアス）は直流成分に交流成分を重畳したバイアスであり、交流成分の周波数は８ｋＨｚ、振幅電圧は１．５ｋＶである。
【００４０】
又、現像容器２には現像剤排出口１２及び現像剤補給口１３が設けられており、通常、それぞれの開口部はゴム材質のキャップにより閉じられており、二成分現像剤の交換時には、現像容器２内の二成分現像剤は現像剤排出口１２より排出し、新しい二成分現像剤の補給は現像剤カートリッジ５から現像剤補給口１３より行なう。
【００４１】
現像剤（トナー）カートリッジ５は、図３に示すように、略円筒形で画像形成装置本体から容易に脱着可能である。トナーカートリッジ５を画像形成装置に手前側から挿入し、手前側の把手５ｃを右側にひねることで回転し、補給口６が開口する。なおトナーカートリッジ５を画像形成装置から離脱する際には把手５ｃを左側にひねることで補給口６が閉じ、内包する粉体が外部に漏れることはない。
【００４２】
又、トナーカートリッジ５内には、補給トナーを搬送するための搬送部材７が内蔵されている。図３にトナーカートリッジ５の内部が一部示されているが、攪拌部材７はこれに示したように樹脂フィルムなどをらせん状にしたものを剛体の軸で回転駆動するようにしたもので、適宜回転することでトナーカートリッジ５内のトナーを搬送し、補給を補助する。トナーは、攪拌部材７の回転力と重力によって、現像剤カートリッジ５から現像剤補給口６を通過して、現像容器２に配設された補給スクリュー８へと搬送され、補給スクリュー８の回転に従い現像容器２内に補給される。
【００４３】
尚、上記のように、現像装置１に補給されるトナー量は、センサ１１で検知した第２パッチ画像濃度の検出値に基づき、不図示の制御手段によって補給スクリュー８を適宜回転させることにより補給される。
【００４４】
ここまで説明したように、本実施例の画像形成装置においては、トナー帯電量の低下による画像濃度の増大を防止するために、感光ドラム上の非画像域に、現像バイアスに所定電位差を設け、第１パッチ画像を形成し、パッチ検方式により適宜トナー濃度を調整することで、画像濃度を一定に維持する制御がなされている。
【００４５】
しかし、従来例にて説明したように、長期にわたる画像形成中の画像濃度によって、二成分現像剤の劣化程度が異なるため、トナー帯電量の低下は、画像の画像濃度に大きく依存する。
【００４６】
ここで、図４に本実施例の画像形成装置において、長期にわたる画像形成を行なう際の、二成分現像剤中のトナー濃度推移を示す。尚、図中（ａ）は長期にわたる画像形成中の平均画像濃度が５％の場合、（ｂ）は３０％の場合におけるトナー濃度推移を示す。
【００４７】
この図からわかるように、平均画像濃度が５％の（ａ）に比べて３０％と高い（ｂ）の方が少ない画像形成枚数でトナー濃度が低下する。これは、長期にわたる画像形成中の平均画像濃度が高いほど、キャリアが劣化して、トナーへの帯電付与能力が低下するのに伴い、トナー帯電量が低下するためである。又、図中の破線は二成分現像剤のトナー濃度が４％を示している。
【００４８】
そこで、図５に二成分現像剤のトナー濃度と感光ドラム２８表面上に付着するキャリア付着量との関係を示す。図５からわかるように本実例の画像形成装置においては、現像剤中のトナー濃度が４％よりも低下すると、感光ドラム２８表面上に付着するキャリア付着量が著しく上昇する。
【００４９】
そして、この時、転写部やクリーニング部での圧力により、感光ドラム２８表面上に多数の傷が発生する。又、この感光ドラム２８表面上の傷部では帯電しにくくなるため、現像時においてトナーかぶりが発生し、画像品位が著しく低下する。
【００５０】
つまり、本構成の画像形成装置における二成分現像剤の交換時期はキャリアのトナーへのトリボ付与能力が低下して、トナー濃度が４％以下になる時であると言える。
【００５１】
ところが、図４に示したように二成分現像剤を交換するべき時期が平均画像濃度により異なるため以下のような問題が生じる。例えば、二成分現像剤の交換時期を４万枚の画像形成後とする場合、平均画像濃度が３０％の時、３万枚の画像形成後、感光ドラム２８表面上に多量のキャリア付着が発生する。又、二成分現像剤の交換時期を３万枚の画像形成後とする場合、平均画像濃度が５％の時、未だ寿命に達していない二成分現像剤を破棄してしまうことになり、その結果、ランニングコストの高騰を招くことになる。
【００５２】
つまり、長期にわたる画像形成において現像装置に補給されるトナー量をパッチ検方式で決定する場合、所定現像バイアスによって形成されるパッチ画像に基づいて現像装置へのトナー補給量を決定して、現像装置に収容される二成分現像剤のトナー濃度を適宜変え、トナー帯電量を初期と変わらず維持することで、ハーフトーンからベタまでの画像濃度を初期と変わらず維持しているのである。しかし、このパッチ検方式によって、現像装置に収容されるトナー濃度に関しては検知することはできない。
【００５３】
しかし、画像形成時とは波形の異なる現像バイアスで、トナー帯電量が初期と変わらず同じであっても、トナー濃度に応じてハイライト部からベタ部における画像濃度が異なる現像バイアスが存在する。例えば、直流成分に交流成分を重畳する現像バイアスにおいては、交流成分の振幅電位が小さい場合、感光ドラム２８表面上の電位と現像スリーブ３に印加する電位との電位差が比較的小さな時でも、トナー濃度によって画像濃度が異なる。
【００５４】
更に、直流成分のみの直流バイアスにおいては、更に小さな電位差においてもトナー濃度により画像濃度が著しく異なる。
【００５５】
従って、画像形成時の第２現像バイアスよりも振幅電位が小さく且つ感光ドラム２８表面の電位と現像スリーブ３の表面電位との比較的小さな電位差（第１電位差）を有する第１現像バイアスにて第１パッチ画像を現像し、センサ１１が検出するこのパッチ画像濃度の検出値（第１検出値）から現像剤のトナー濃度低下を検出する方式により、パッチ画像形成時に消費されるトナー量を低減しつつ、小さな電位差でもトナー濃度を検出することができるので、現像剤の低抵抗化と大電位差による感光ドラム２８表面上へのキャリア付着を防止することができる。
【００５６】
そこで、本発明においては、画像形成時以外に、感光ドラム２８表面上電位と現像スリーブ３表面電位との電位差を比較的小さい所定の第１電位差にして且つ画像形成時とは異なる波形の第１現像バイアスにより第１パッチ画像を形成し、パッチ検センサ１１によって第１検出値を検出し、画像形成時以外に、感光ドラム２８表面上電位と現像スリーブ３表面電位との電位差を所定の第２電位差にして且つ画像形成時と同じ波形である第２現像バイアスにより第２パッチ画像を形成し、第２パッチ画像におけるパッチ検センサ１１による第２検出値に基づいて現像装置１内に補給するトナー量を決定し、又、第１検出値が所定値以下の場合、現像装置１に収容する現像剤の交換を指示する表示を表示手段に表示することとする。
【００５７】
尚、第１電位差は比較的小さく抑えることができ、現像剤の低抵抗化と大電位差による感光体表面上へのキャリア付着を防止することが可能である等の理由で、画像形成時よりも小さいことが好適である。
【００５８】
表示手段は、画像形成装置本体に設けられたディスプレイであってもよく、或いは、画像形成装置本体が有する通信手段により通信可能とされた表示手段である外部装置のパソコンのディスプレイとすることもできる。
【００５９】
以下に本発明の特徴的な部分である、画像形成時とは異なる現像バイアス（第１現像バイアス）により形成する、第１パッチ画像濃度のセンサ１１の検出値から、現像剤のトナー濃度低下を検知する手順について説明する。
【００６０】
図６は、第１現像バイアス及び第２現像バイアスで形成する画像濃度のセンサ１１の検出値において、初期（実線）及び長期にわたる画像形成後（３万枚後：点線、４万枚後：鎖線）における、現像スリーブ３の電位（Ｖｓｌ）と感光ドラム２８表面上の電位（Ｖｄ）との電位差（Ｖｄ−Ｖｓｌ）と、この電位差で形成する画像濃度の検出値と、の関係を示し、図６（ａ）は長期にわたる画像形成中の平均画像濃度が５％、図６（ｂ）は３０％の場合を示す。そして、黒丸印及び白丸印はそれぞれ第１パッチ画像及び第２パッチ画像のセンサ１１の検出値を示す。
【００６１】
尚、センサ１１の検出値とは、パッチ画像からの乱反射光を受光したセンサ１１で発生する電流を図示しないパッチ出力変換手段で変換した後の電圧値のことである。
【００６２】
又、本実施例の画像形成装置において、第２パッチ画像を形成するときに現像スリーブ３に印加する第２現像バイアスは画像形成時と同様に周波数８ｋＨ、振幅電圧が１．８ｋＶであり、第１パッチ画像を形成するときに現像スリーブ３に印加する第１現像バイアスは周波数８ｋＨｚ、振幅電圧が０．５ｋＶである。
【００６３】
尚、現像スリーブ３と感光ドラム２８表面と間の電位差は、第１パッチ、第２パッチ画像形成時、及び通常画像において最大画像濃度であるベタ画像形成時の電位差はそれぞれ１５０Ｖ、１００Ｖ、２００Ｖである。尚、第２パッチ画像における電位差は、現像容器２内の現像剤のトナー濃度が変動する際に最も濃度変動する、つまり、濃度に感度がある電位差に適宜設定すればよく、また、第１パッチ画像における電位差はトナー濃度が低下した際に濃度に感度がある電位差に適宜設定すればよい。
【００６４】
図６（ａ）からわかるように、平均画像濃度が５％の場合は、低濃度部からベタ部までのセンサ１１の検出値の変化が、第２現像バイアスの検出値においては初期も多数枚画像形成後も同じ勾配を見せている。つまり、本実施例の画像形成装置では、平均画像濃度が５％の場合は、長期にわたる画像形成中の第２パッチ画像の検出値が一定となるようにトナー濃度を制御するため、センサ１１の検出値において、低濃度部からベタ部までの画像濃度は、初期から多数枚画像形成後において変わらないといえる。
【００６５】
しかし、第１現像バイアスで形成する第１パッチ画像の検出値は、初期に比べ、長期にわたる画像形成後に低下する。これは、第１現像バイアスが第２現像バイアスに比べて交流成分の振幅電位が小さいため、交流電界による感光ドラム２８上へのトナー搬送力が弱くなり、特に、トナー濃度が低下する長期にわたる画像形成後には、感光ドラム２８表面上へのトナー供給量が不足し、十分な画像濃度を得ることができないためである。
【００６６】
そして、初期においては２．５Ｖであった第１パッチ画像の検出値が、４万枚の画像形成後には２．０Ｖとなり、この時、現像容器２内の現像剤のトナー濃度は４％である。
【００６７】
次に、図６（ｂ）の場合も同様に、第２現像バイアスにおいては、低濃度部からベタ部までは、初期も多数枚画像形成後の画像濃度は初期と同値である。しかし、第１現像バイアスで形成する第１パッチ画像においては、初期に比べ、長期にわたる画像形成後には検出値が低下しており、初期において２．５Ｖの検出値が３万枚の画像形成後には２．０Ｖとなり、この時、現像容器２内の現像剤のトナー濃度は４％である。
【００６８】
つまり、第１パッチ画像の検出値によって、長期にわたる画像形成中に形成した画像濃度に依らず、現像装置１に収容される現像剤のトナー濃度低下を検知することが可能であり、現像剤の交換時期を推測することが可能であり、本実施例においては、第１パッチ画像の検出値が２．０Ｖとなる時が現像剤の最適な交換時期である。
【００６９】
一方、第２現像バイアスで現像剤のトナー濃度低下を検出するためには、感光ドラム２８表面上の電位と現像スリーブ３の電位との電位差が４００Ｖ程度必要であり、この時、過剰なまでのトナーを消費したり、トナー濃度の低下に伴う現像剤の低抵抗値化により感光ドラム２８表面上へ多量のキャリア付着が発生することもある。
【００７０】
本実施例のように、交流成分の振幅電位が小さい第１現像バイアスにより小さな電位差で形成する第１パッチ画像の場合では、それほど、多くのトナーを消費することなく、且つ、トナー濃度の低下に伴う感光ドラム２８表面上への多量のキャリア付着が起こることなく、現像剤のトナー濃度低下を検出することが可能となる。
【００７１】
又、上記手法により現像装置１内の現像剤のトナー濃度が低下したこと（４％となったこと）を検知すると、図示しない表示手段に現像剤の交換作業を行なう旨をサービスマン、もしくは、ユーザに知らせ、現像装置１に収容される現像剤の交換作業を行なうことで、二成分現像剤は再びフレッシュな状態になる。そのため、上記感光ドラム２８表面上へのキャリア付着、及び、感光ドラム２８表面上での傷の発生を防止しするので、現像時においてトナーかぶりが発生し、画像品位が著しく低下することもない。
【００７２】
つまり、画像形成時以外に、感光ドラム２８表面上電位と現像スリーブ３電位との電位差を、所定の第１電位差にして且つ画像形成時とは異なる波形の現像バイアスにより第１パッチ画像を形成し、第１パッチ画像におけるパッチ検センサ１１による検出値である第１検出値が所定値以下となったときが現像剤の交換時期と見なす。本実施例では所定値が２．０Ｖであったが、画像形成装置の構成によって適宜調整する。第１検出値が所定値以下であったときに表示手段によって、外部にそれを表示することによって適切な現像剤交換メンテナンスが実行できる。
【００７３】
尚、本実施例で用いた画像形成装置の構成等はこれらに限ったものではなく、本発明が様々な現像剤及び画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。
【００７４】
以上説明したように、本発明の実施例１による画像形成装置によって、低濃度のパッチ画像により現像装置内に収容される現像剤のトナー濃度を検出して、現像剤の交換が必要であることを表示し、現像剤の交換を行なうことによって、現像剤の寿命を最大限利用してランニングコストの低減を図りつつ、キャリア付着によるドラム傷やドラム傷によるトナーかぶり等の画像不良が生じない画像形成装置を実現し提供することが可能となる。
【００７５】
実施例２
本実施例の画像形成装置は第１現像バイアスを直流成分のみのバイアス、つまり、直流現像バイアスとしており、その他の構成や現像剤などは実施例１での説明と同様である。
【００７６】
図７は、第１現像バイアス及び第２現像バイアスで形成する画像濃度のセンサ１１の検出値において、初期（実線）及び長期にわたる画像形成後（３万枚後：点線、４万枚後：鎖線）における、現像スリーブ３の電位（Ｖｓｌ）と感光ドラム２８表面上の電位（Ｖｄ）との電位差（Ｖｄ−Ｖｓｌ）とこの電位差で形成する画像濃度の検出値との関係を示す図である。図７（ａ）は長期にわたる画像形成中の平均画像濃度が５％、（ｂ）は３０％の場合を示す。そして、黒丸印及び白丸印はそれぞれ第１パッチ画像及び第２パッチ画像のセンサ１１の検出値を示す。
【００７７】
尚、第１パッチ及び第２パッチ画像形成時の電位差はともに１００Ｖ（第１電位差及び第２電位差）である。
【００７８】
図７（ａ）からわかるように、低濃度部からベタ部までのセンサ１１の検出値の変化が、第２現像バイアスの検出値においては初期も多数枚画像形成後も同じ勾配を見せている。本実施例の画像形成装置でも、画像濃度が５％のときでは、長期にわたる画像形成中の第２パッチ画像の検出値が一定となるようにトナー濃度を制御するため、センサ１１の検出値において、低濃度部からベタ部までの画像濃度は、初期から多数枚画像形成後において変わらないといえる。
【００７９】
しかし、第１現像バイアスで形成する第１パッチ画像の検出値は、初期に比べ、長期にわたる画像形成後に大幅に低下する。これは、第１現像バイアスが交流成分を有しないため、キャリアからトナーを引き離す力や感光ドラム２８上へのトナー搬送力が弱くなり、特に、トナー濃度が低下する長期にわたる画像形成後には感光ドラム２８表面上へのトナー供給量が不足するため、十分な画像濃度を得ることができないためである。又、初期においては２．０Ｖであった第１パッチ画像の検出値が、４万枚の画像形成後には１．５Ｖとなり、この時、現像剤のトナー濃度は４％である。
【００８０】
次に、図７（ｂ）の場合も同様に、第２現像バイアスにおいては、低濃度部からベタ部までは、初期も多数枚画像形成後も画像濃度は初期と同値である。しかし、第１現像バイアスで形成する第１パッチ画像においては、初期に比べ、長期にわたる画像形成後には検出値が低下しており、初期において２．０Ｖの検出値が３万枚の画像形成後には１．５Ｖとなり、この時、現像剤のトナー濃度は４％である。
【００８１】
つまり、長期にわたる画像形成中に形成した画像濃度に依らず、第１パッチ画像の検出値によって現像装置１に収容される現像剤のトナー濃度低下を検知することが可能であり、本実施例においては、第１パッチ画像の検出値が１．５Ｖとなる時が二成分現像剤の最適な交換時期である。
【００８２】
加えて、直流現像バイアスで現像剤のトナー濃度を検出する本実施例においては、先の実施例１に比べ、図６と図７を比較して明らかなように、初期から現像剤の交換時期までの第１パッチ画像を検出するセンサ１１の検出値が小さい、つまり、第１パッチ画像を形成するために消費するトナー量を低減しており、ランニングコストを低減している。
【００８３】
又、本実施例の第１パッチ画像を形成する際の、感光ドラム２８表面上の電位と現像スリーブ３の電位との電位差が１００Ｖと低いことから、トナー濃度の低下に伴う現像剤の低抵抗値化による感光ドラム２８表面上へ多量のキャリア付着が発生することもない。
【００８４】
又、上記手法により現像剤のトナー濃度が４％であることを検知すると、図示しない表示手段に現像剤の交換作業を行なう旨をサービスマン、もしくは、ユーザに知らせ、現像装置１に収容される現像剤の交換作業を行なうことで、現像剤は再びフレッシュな状態になる。そのため、上記感光ドラム２８表面上へのキャリア付着、及び、感光ドラム２８表面上での傷の発生を防止できるので、現像時においてトナーかぶりが発生し、画像品位が著しく低下することもない。
【００８５】
尚、本実施例で用いた画像形成装置の構成等はこれらに限ったものではなく、本発明が様々な現像剤及び画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。
【００８６】
以上説明したように、本発明の実施例２による画像形成装置によって、低濃度のパッチ画像により現像装置内に収容される現像剤のトナー濃度を検出して、現像剤の交換が必要であることを表示し、現像剤の交換を行なうことによって、二成分現像剤の寿命を最大限利用してランニングコストの低減を図りつつ、キャリア付着によるドラム傷やドラム傷によるトナーかぶり等の画像不良が生じない画像形成装置を実現し提供することが可能となる。
【００８７】
実施例３
図８は本実施例の画像形成装置を説明する図である。
【００８８】
本実施例では、回転現像方式を用いている。図８において、回転体１８はブラック用現像装置１Ｋ、イエロー用現像装置１Ｙ、マゼンタ用現像装置１Ｍ、シアン用現像装置１Ｃを有し、回転体１８の回転軸１８ａは図示しないモータにより自在に回転可能である。感光ドラム２８上にブラックのトナー像を形成する時は、感光ドラム２８と近接する現像位置Ｐ１でブラック用現像装置１Ｋにより現像を行い、同様にイエローのトナー像を形成する時は、回転体１８を９０°回転して、現像位置Ｐ１にイエロー用現像装置１Ｙを配置させ、現像を行なう。マゼンタ、シアンのトナー像形成も同様にして行なう。
【００８９】
次に、画像形成装置全体の動作について説明する。但し、以下における現像装置１とはブラック用現像装置１Ｋ、イエロー用現像装置１Ｙ、マゼンタ用現像装置１Ｍ及びシアン用現像装置１Ｃの総称である。
【００９０】
図８において、帯電手段である一次帯電器２１によって帯電された感光ドラム２８表面をレーザー２２によって露光することで感光ドラム２８上に静電潜像を形成し、この静電潜像を所望のトナーを収容する現像装置１によって、感光ドラム２８上にトナー像を形成し、このトナー像は第一転写帯電器２３ａによる第一転写バイアスによって、中間転写ベルト２４上に転写される。ここで中間転写ベルト２４は、駆動ローラ２４ａとここでは２本である従動ローラ２４ｂの懸架ローラに懸架されている。
【００９１】
フルカラーの画像形成を行なう場合、まず、ブラック用現像装置１Ｋにより感光ドラム２８上にブラックのトナー像を形成し、中間転写ベルト２４上にブラックのトナー像を一次転写する。次に、回転体１８を９０°を回転させて、イエロー用現像装置１Ｙを現像位置Ｐ１に配置し、感光ドラム２８上にイエローのトナー像を形成し、先程の中間転写ベルト２４上のブラックのトナー像上にイエローのトナー像を一次転写し、重ね合わせる。この動作をマゼンタ用現像装置１Ｍ、シアン用現像装置１Ｃにおいても順次行ない、中間転写ベルト２４上に所望のフルカラー画像を形成する。
【００９２】
その後、第二転写帯電器２３ｂによる第二転写バイアスによって、中間転写ベルト２４上のフルカラー画像を一括して転写紙搬送ベルト２９上の記録紙２７上に二次転写し、記録紙２７は転写紙搬送ベルト２９から剥離され、定着装置２５によって加圧／加熱され、永久画像を得る。
【００９３】
又、一次転写後に感光ドラム２８上に残った残トナーは第一クリーナー２６ａにより除去され、更に、二次転写後に中間転写ベルト２４上に残った残トナーは第二クリーナー２６ｂにより除去され、次の画像形成に備える。
【００９４】
一方、単色の画像形成を行なう場合は、所望のトナーを収容する現像装置１により感光ドラム２８上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２４上に一次転写された後、すぐに記録紙２７上に二次転写され、転写紙搬送ベルト２９から剥離された記録紙２７は、定着装置２５によって加圧／加熱され、永久画像となる。
【００９５】
又、乱反射光量検知方式のセンサ１１は中間転写ベルト２４表面上の法線方向、且つ、中間転写ベルト２４近傍に配置されており、感光ドラム２８上に形成され、第一転写帯電器２３ａにより中間転写ベルト２４上に転写されたパッチ画像の画像濃度の検出を行なう。
【００９６】
その他の構成や現像剤等は実施例１での説明と同様である。通常、有彩色画像形成を行なう本実施例のような画像形成装置の画像形成において、各色の画像濃度が同じであることはほとんど無い。従って、長期にわたる画像形成中における平均画像濃度に大きく依存する現像剤の最適な交換時期も当然異なる。
【００９７】
図９は、本実施例において長期にわたる画像形成中における画像濃度をセンサ１１で検出した検出値を示す。第１現像バイアス及び第２現像バイアスで形成する画像濃度のセンサ１１の検出値において、図９（ａ）はブラック、イエロー及びマゼンタ用現像装置１Ｋ、１Ｙ、１Ｍで形成した画像濃度の検出値で長期にわたる画像形成において形成した平均画像濃度は５％、図９（ｂ）はシアン用現像装置１Ｃで形成した画像濃度の検出値で長期にわたる画像形成において形成した平均画像濃度は３０％である。黒丸印及び白丸印はそれぞれ第１パッチ画像及び第２パッチ画像のセンサ１１の検出値を示す。
【００９８】
図９（ａ）からわかるように、低濃度部からベタ部までのセンサ１１の検出値の変化が、第２現像バイアスの検出値においては初期も多数枚画像形成後も同じ勾配を見せている。つまり、本実施例の画像形成装置では、平均画像濃度が５％の場合は、長期にわたる画像形成中の第２パッチ画像の検出値が一定となるようにトナー濃度を制御するため、センサ１１の検出値において、低濃度部からベタ部までの画像濃度は、初期から多数枚画像形成後において変わらないといえる。
【００９９】
しかし、第１現像バイアスで形成する第１パッチ画像の検出値は、初期に比べ、長期にわたる画像形成後に低下する。これは、第１現像バイアスが第２現像バイアスに比べて交流成分の振幅電位が小さいため、交流電界による感光ドラム２８上へのトナー搬送力が弱くなり、特に、トナー濃度が低下する長期にわたる画像形成後には、感光ドラム２８表面上へのトナー供給量が不足し、十分な画像濃度を得ることができないためである。よって、初期においては２．５Ｖであった第１パッチ画像の検出値が、４万枚の画像形成後には２．０Ｖとなり、この時、現像装置１内の現像剤のトナー濃度は４％である。
【０１００】
図９（ｂ）の場合も同様に、第２現像バイアスにおいては、低濃度部からベタ部までは、初期も多数枚画像形成後も画像濃度は初期と同値である。しかし、第１現像バイアスで形成する第１パッチ画像においては、初期に比べ、長期にわたる画像形成後には検出値が低下しており、初期において２．５Ｖの検出値が３万枚の画像形成後には２．０Ｖとなり、この時、現像容器２内のトナー濃度は４％である。
【０１０１】
つまり、長期にわたる画像形成中に形成した画像濃度に依らず、第１パッチ画像の検出値によって、現像装置１に収容される現像剤のトナー濃度を検知することが可能であり、本実施例においては、第１パッチ画像の検出値が２．０Ｖとなる時が現像剤の最適な交換時期である。
【０１０２】
加えて、実施例１と同様に、交流成分の振幅電位が小さく、感光ドラム２８表面上の電位と現像スリーブ３との電位差が１５０Ｖと比較的小さな電位差で形成される第１パッチ画像で現像剤のトナー濃度を検出する本実施例においては、第１パッチ画像を形成するために消費するトナー量は比較的少なく、ランニングコストを低減しており、現像剤のトナー濃度の低下に伴う現像剤の低抵抗値化による感光ドラム２８表面上へ多量のキャリア付着が発生することもない。
【０１０３】
一方、ある現像装置１に収容する現像剤のトナー濃度が低下したこと、本実施例では４％になったことを検知すると、図示しない表示手段に現像装置１の現像剤の交換作業を行なう旨をサービスマン、もしくは、ユーザに知らせ、該現像装置１に収容される現像剤の交換作業を行なうことで、現像剤は再びフレッシュな状態になる。そのため、上記感光ドラム２８表面上へのキャリア付着、及び、感光ドラム２８表面上での傷の発生を防止できるので、現像時においてトナーかぶりが発生し、画像品位が著しく低下することもない。
【０１０４】
尚、本実施例で用いた画像形成装置の構成等はこれらに限ったものではなく、本発明が様々な現像剤及び画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。
【０１０５】
以上説明したように、本発明の実施例３による画像形成装置によって、低濃度のパッチ画像により現像装置内に収容される現像剤のトナー濃度を検出して、現像剤の交換が必要であることを表示し、現像剤の交換を行なうことによって、現像剤の寿命を最大限利用してランニングコストの低減を図りつつ、キャリア付着によるドラム傷やドラム傷によるトナーかぶり等の画像不良が生じない画像形成装置を実現し提供することが可能となる。
【０１０６】
実施例４
図１０は本実施例のプロセスカートリッジを説明する図である。
【０１０７】
プロセスカートリッジ９は、感光ドラム２８、帯電手段である一次帯電器２１、クリーニング手段２６、現像装置１を備えており、画像形成装置と脱着自在に取り付けることができる。本実施例の画像形成装置のその他の構成は実施例１と同様である。
【０１０８】
一般に、プロセスカートリッジは感光ドラム２８や現像装置１に収容される現像剤が交換時期になった場合、プロセスカートリッジ９全体を画像形成装置本体から取り出し、新しいプロセスカートリッジを装着することにより、画像形成装置を復帰することができるので、メンテナンス性の向上を図ることが可能となる。
【０１０９】
又、この高メンテナンス性のため、機器交換の専門知識を有するサービスマンに頼ることなく、ユーザー自身が交換を行なうことができるので、レーバーコストの低減による、画像形成装置のランニングコストの低減も可能となる。
【０１１０】
本実施例の画像形成装置においても、実施例１〜３に説明した制御により、第１パッチ画像濃度をセンサ１１で検出することにより、長期にわたる画像形成中に形成した画像濃度に依らず、各現像装置１に収容される現像剤のトナー濃度を検出可能である。
【０１１１】
加えて、実施例３と同様に、交流成分の振幅電位が小さく、感光ドラム２８表面上の電位と現像スリーブ３との電位差が１５０Ｖと比較的小さな電位差で形成される第１パッチ画像で現像剤のトナー濃度を検出する本実施例においては、第１パッチ画像を形成するために消費するトナー量は比較的少なく、ランニングコストを低減しており、現像剤のトナー濃度の低下に伴う現像剤の低抵抗値化による感光ドラム２８表面上へ多量のキャリア付着が発生することもない。
【０１１２】
一方、ある現像装置１に収容される現像剤のトナー濃度が低下したこと、つまり４％以下であることを検知すると、図示しない表示手段に該現像装置１を含むプロセスカートリッジ９の交換作業を行なう旨をユーザに知らせ、該プロセスカートリッジ９の交換作業を行なうことで、現像剤は再びフレッシュな状態になる。
【０１１３】
そのため、上記感光ドラム２８表面上へのキャリア付着、及び、感光ドラム２８表面上での傷の発生を防止できるので、現像時においてトナーかぶりが発生し、画像品位が著しく低下することもない。
【０１１４】
ここで、本実施例において、プロセスカートリッジは、現像装置及び感光ドラム等の像担持体以外に、帯電手段、クリーニング手段を備えたものを用いたが、帯電手段かクリーニング手段のいずれかを備えたもの、或いは帯電手段とクリーニング手段を備えないものにおいても、本発明は適用できる。
【０１１５】
尚、本実施例で用いた画像形成装置の構成等はこれらに限ったものではなく、本発明が様々な現像剤及び画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。
【０１１６】
以上説明したように、本発明の実施例４による画像形成装置によって、低濃度のパッチ画像により現像装置内に収容される二成分現像剤のトナー濃度を検出して、現像剤の交換が必要であることを表示し、現像剤の交換を行なうことによって、現像剤の寿命を最大限利用してランニングコストの低減を図りつつ、キャリア付着によるドラム傷やドラム傷によるトナーかぶり等の画像不良が生じない画像形成装置を実現し提供することが可能となる。
【０１１７】
以上、４つの実施例によって本発明の画像形成装置を説明したが、上記にあげた構成に限られるものではなく、本発明の提案に従ってさまざまな構成をとることが可能である。
【０１１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、像担持体上に濃度検知用静電潜像を形成する濃度検知用静電潜像形成手段を有し、濃度検知用静電潜像が現像装置により現像されて、像担持体表面に濃度検知用現像像を形成する画像形成装置において、更に、濃度検知用現像像の画像濃度を検出する濃度検知手段と、画像形成装置の情報を表示する表示手段と、を有し、画像形成時以外に、像担持体表面上電位と現像剤担持体表面電位との電位差を所定の第１電位差にして且つ画像形成時とは異なる波形の第１現像バイアスにより濃度検知用現像像を形成して第１濃度検知用現像像とし、第１濃度検知用現像像において濃度検知手段によって第１検出値を検出し、又、像担持体表面上電位と現像剤担持体表面電位との電位差を所定の第２電位差にして且つ画像形成時と同じ波形である第２現像バイアスにより濃度検知用現像像を形成し第２濃度検知用現像像とし、第２濃度検知用現像像において、前記濃度検知手段によって第２検出値を求め、第２検出値に基づいて現像装置内に補給するトナー量を決定し、又、第１検出値が所定値以下の場合、現像装置に収容する現像剤の交換を指示する表示を表示手段に表示するので、現像剤交換が好適になされ、二成分現像剤の寿命を最大限利用してランニングコストの低減を図りつつ、キャリア付着による像担持体の傷やそれによるトナーかぶり等の画像不良が生じない画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置の一例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る現像剤カートリッジの一例を示す斜視図である。
【図４】画像濃度の３０％と５％のときの現像剤中のトナー濃度と画像形成枚数との関係を示すグラフである。
【図５】現像剤中のトナー濃度と像担持体上のキャリア付着量との関係を示すグラフである。
【図６】本発明に係る画像形成装置による初期と画像形成後の、濃度検出手段の検出値と、現像剤担持体表面と像担持体表面との間の電位差と、の関係を示すグラフである。
【図７】本発明に係る画像形成装置の他の例による初期と画像形成後の、濃度検出手段の検出値と、現像剤担持体表面と像担持体表面との間の電位差と、の関係を示すグラフである。
【図８】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の他の例による初期と画像形成後の、濃度検出手段の検出値と、現像剤担持体表面と像担持体表面との間の電位差と、の関係を示すグラフである。
【図１０】本発明に係るプロセスカートリッジの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１                    現像装置
２                    現像容器
３                    現像スリーブ（現像剤担持体）
５                    現像剤カートリッジ
９                    プロセスカートリッジ
１１                  パッチ検センサ（濃度検知手段）
２４                  ベルト
２８                  感光ドラム（像担持体）
【図１】
2004233832.tif 000003
【図２】
2004233832.tif 000004
【図３】
2004233832.tif 000005
【図４】
2004233832.tif 000006
【図５】
2004233832.tif 000007
【図６】
2004233832.tif 000008
【図７】
2004233832.tif 000009
【図８】
2004233832.tif 000010
【図９】
2004233832.tif 000011
【図１０】
2004233832.tif 000012