(57)【要約】【課題】現像剤の長期使用によりキャリアを被覆している樹脂層が剥離し、キャリアの体積抵抗率が低下することで発生する像担持体へのキャリア付着を防止することにより良質な画像を形成することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤担持体１２の表面に保持された二成分現像剤１１の体積抵抗率を検出する抵抗検出部１４と、予め設定された体積抵抗率を記憶する抵抗記憶部１６と、抵抗検出部１４により検出された二成分現像剤１１の体積抵抗率、および、抵抗記憶部１６に記憶されている上記設定された体積抵抗率を比較する抵抗比較部１５と、二成分現像剤１１の体積抵抗率が上記設定された体積抵抗率を下回った場合には、二成分現像剤またはキャリアを交換するための処理を実行する制御部１７とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に磁界発生手段が配置され、回転可能な非磁性かつ導電性のスリーブを備え、表面にキャリアおよびトナーを含む現像剤を保持する現像剤担持体と、上記現像剤担持体上に保持される上記現像剤の像担持体への供給量を規制する現像剤規制部材とを含む現像ユニットを有し、上記現像ユニットから上記像担持体へ供給される上記現像剤により、上記像担持体表面に形成された静電潜像を顕像化する画像形成装置において、
上記現像剤担持体の表面に保持された上記現像剤の体積抵抗率を検出する抵抗検出手段と、
予め設定された体積抵抗率を記憶する抵抗記憶部と、
上記抵抗検出手段により検出された上記現像剤の体積抵抗率、および、上記抵抗記憶部に記憶されている上記設定された体積抵抗率を比較する抵抗比較手段と、
上記現像剤の体積抵抗率が上記設定された体積抵抗率を下回った場合には、上記現像剤または上記キャリアを交換するための処理を実行する制御手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記抵抗検出手段は、上記現像剤担持体と対向電極との間において上記現像剤中を流れる電流値Ｉを計測する電流計測手段を備え、
上記現像剤担持体の電位Ｖｄと上記対向電極の電位Ｖｏとの電位差Ｖ＝｜Ｖｄ−Ｖｏ｜、および、上記現像剤中を流れる電流値Ｉから、抵抗値ＲをＲ＝Ｖ／Ｉの式により算出すると共に、
上記現像剤担持体の表面に保持された上記現像剤と上記対向電極との接触面積をＳ〔ｃｍ２〕、上記現像剤担持体と上記対向電極とのギャップをｄ［ｃｍ］としたときに、体積抵抗率ρ［Ω・ｃｍ］をρ＝Ｒ・Ｓ／ｄの式により算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記対向電極は、導電性の上記現像剤規制部材であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記対向電極は、回転可能な導電性金属スリーブであって、
上記導電性金属スリーブには、該導電性金属スリーブの表面に付着する上記キャリアまたは上記トナーを掻き落とすクリーニングブレードが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記導電性金属スリーブは、上記現像剤担持体の回転方向に対して、上記現像剤規制部材よりも下流側、かつ上記現像剤担持体と上記像担持体との対向部よりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記現像剤担持体の電位Ｖｄおよび上記対向電極の電位Ｖｏは、上記トナーの帯電極性が正の場合にはＶｏ＞Ｖｄの関係を、上記トナーの帯電極性が負の場合にはＶｏ＜Ｖｄの関係をそれぞれ満たすことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
上記現像ユニットは、上記現像剤の重量に対するトナー重量の比で表されるトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段をさらに含み、
上記抵抗検出手段は、上記トナー濃度検出手段により検出されたトナー濃度が予め設定されたトナー濃度を満たしている場合に、上記現像剤の体積抵抗率を検出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
上記像担持体と上記現像剤担持体上に保持される上記現像剤との接触領域において、上記像担持体を導電性スリーブとし、上記現像剤担持体と上記導電性スリーブとの間に４００［Ｖ］の電位差を与えたときに計測される体積抵抗率をρ０、上記抵抗検出手段により検出される上記現像剤の体積抵抗率をρ１、比例定数をａとしたときに成り立つρ０とρ１との関係式ρ１＝ａρ０において、ρ０＝５．８×１０１０［Ω・ｃｍ］としたときに求められるρ１を、上記設定された体積抵抗率とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
上記制御手段は、上記現像ユニットの交換が必要である旨の信号を出力する、または、警告ランプの点灯命令を出力することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
制御手段からの制御信号に基づいて、ネットワークを介して、自装置のメンテナンスをサポートするサービスセンターに信号を送信する信号送信手段をさらに備え、
上記信号送信手段は、上記現像ユニットの交換を促す信号を上記サービスセンターに送信することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
制御手段からの制御信号に基づいて、現像剤を交換するための処理を実行する現像剤交換手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
上記現像剤を上記現像ユニットから回収する回収ユニットと、未使用の現像剤を収容すると共に上記現像ユニットに該未使用の現像剤を供給する供給ユニットとをさらに備え、
上記現像剤交換手段は、所定量の現像剤を上記現像ユニットから上記回収ユニットに回収させた後、該回収された現像剤と同一量の現像剤を上記供給ユニットから上記現像ユニットに供給させることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
上記供給ユニットは、現像剤の交換の際に回収および供給される上記所定量の現像剤の整数倍の量の現像剤を収容し、
上記回収ユニットは、少なくとも上記供給ユニットに収容されている現像剤を収容できる容量を有することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
上記現像剤交換手段は、現像剤の交換作業の回数を計測する回数計測手段と、予め設定された交換可能回数を記憶した回数記憶部と、上記回数計測手段により計測された交換作業回数および上記回数記憶部に記憶された交換可能回数を比較する回数比較手段とを備えると共に、
上記交換作業回数が上記交換可能回数に達したときに、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットの交換が必要である旨の信号を出力する、または、警告ランプの点命令を出力することを特徴とする請求項１２または１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
上記現像剤交換手段は、現像剤の交換作業の回数を計測する回数計測手段と、予め設定された交換可能回数を記憶した回数記憶部と、上記回数計測手段により計測された交換作業回数および上記回数記憶部に記憶された交換可能回数を比較する回数比較手段と、ネットワークを介して、自装置のメンテナンスをサポートするサービスセンターに信号を送信する信号送信手段とを備え、
上記信号送信手段は、上記交換作業回数が上記交換可能回数に達したときに、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットの交換が必要である旨の信号を上記サービスセンターに送信することを特徴とする請求項１２または１３に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
上記現像剤交換手段は、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットが交換されたことを検知するユニット交換検知手段をさらに備え、
上記ユニット交換検知手段は、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットの交換を検知したとき、上記交換作業回数をリセットする信号を上記回数計測手段に送信することを特徴とする請求項１４または１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
内部に磁界発生手段が配置され、回転可能な非磁性かつ導電性のスリーブを備えた現像剤担持体の表面に、キャリアおよびトナーを含む現像剤を保持させ、現像剤規制部材により当該上記現像剤の像担持体への供給量を規制して、当該現像剤により像担持体表面に形成された静電潜像を顕像化する画像形成方法において、
上記現像剤担持体の表面に保持された上記現像剤の体積抵抗率を検出する抵抗検出ステップと、
予め設定された体積抵抗率を記憶する抵抗記憶部と、
上記抵抗検出ステップにより検出された上記現像剤の体積抵抗率と、上記抵抗記憶部に記憶されている上記設定された体積抵抗率とを比較する抵抗比較ステップと、
上記現像剤の体積抵抗率が上記設定された体積抵抗率を下回った場合には、上記現像剤または上記キャリアを交換するための処理を実行する制御ステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１８】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の画像形成装置を動作させる画像形成プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための画像形成プログラム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の画像形成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤担持体上に保持された二成分現像剤のトナーにより現像および可視像化する電子写真技術を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザープリンタや複写機などの電子写真技術を利用した画像出力機器に関して、像担持体上に形成された静電潜像を現像し可視像を形成するための現像剤として、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤と、トナー単体から成る一成分現像剤とが用いられてきた。これらのうち、二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式は、他の現像方式と比較して画質の面で優れており、カラー化も可能で、比較的安価であるため、これまでに幅広く利用されてきた。
【０００３】
従来の磁気ブラシ現像方式を用いた画像形成装置には、円筒形状の金属スリーブと、その内部に備えられた磁界発生手段である永久磁石がＮ極とＳ極と交互に配設されたマグネットローラとで構成される現像剤担持体が備えられている。この現像剤担持体の金属スリーブ表面に二成分現像剤を担持させ、マグネットローラを固定したまま金属スリーブのみを回転させることで、静電潜像の形成された像担持体と対向する現像領域へ二成分現像剤を搬送することができる。そして、現像剤担持体と像担持体との間に印加された現像電界により、帯電したトナーのみを像担持体に静電付着させ、可視像を形成することができる。
【０００４】
ところが、従来の磁気ブラシ現像方式を用いた画像形成装置においては、現像電界により、像担持体に対してトナーのみでなく、キャリアまでもが付着する、所謂キャリア付着が生じる。そして、このキャリア付着が画像欠陥を引き起こすことが大きな問題となっている。具体的には、画像領域に対しては白抜けによる画像欠陥を引き起こす。また、非画像領域に対しては、現像剤担持体上でキャリアに付着していたトナーも合わせて付着するため、画像カブリを引き起こす。特に近年では高画質化の要求に応えるために、トナーの小粒径化が進んでおり、合わせてキャリアも小粒径化される傾向にある。このキャリアの小粒径化に伴って、現像剤担持体へのキャリアの磁気拘束力が小さくなるため、キャリア付着に対する対策が益々必要性を増してきている。
【０００５】
このキャリア付着は、キャリアの磁気特性、マグネットローラの磁束密度、キャリア粒径、現像剤の電気抵抗など、様々な制御因子に支配されるものであり、キャリア付着の軽減に対しては、比較的設計自由度の高いものである。しかしながら、キャリアは、半導電性粒子（コア）の表面に絶縁樹脂層を被覆したものであり、外的ストレスにより経時的に樹脂層が剥離することで抵抗が低下する。その結果、外部電界に起因するキャリアへの電荷の流入や、所謂誘導帯電現象が生じ易くなり、キャリア付着を誘発する恐れがある。このように、キャリアの樹脂被覆層の経時的変化によりキャリア付着が増加する恐れがあるため、初期設定のみならず、経時変化に対する対策も必要となっている。
【０００６】
ここで、図１６（ａ），（ｂ）を用いて上記誘導帯電現象について説明する。図１６（ａ）に示すように、キャリア（磁性キャリア）１６０およびトナー１６１から成る二成分現像剤１１は、現像領域において、図示しないマグネットローラを内部に有する現像剤担持体１２の金属製スリーブ表面にて磁気ブラシを形成して像担持体２１と接している。そして、この磁気ブラシが像担持体２１と接触し、像担持体２１上に形成された静電潜像に対して現像剤担持体１２からトナー１６１が搬送される領域を現像ニップ部と呼ぶ。
【０００７】
ここで、図１６（ａ）に示すように、金属製スリーブに印加する直流バイアス電圧を−４００Ｖとし、像担持体２１の金属基体を接地した場合、画像部においては、像担持体２１表面の帯電電荷はキャンセルされているため表面電位は０Ｖとなる。そのため、現像ニップ部にて形成される電界により、磁気ブラシ先端部のキャリア１６０には、負の誘導電荷が現像スリーブ側から注入される。この誘導電荷により、磁気ブラシ先端部のキャリア１６０には、像担持体２１へと移行する方向にクーロン力が働き、このクーロン力が現像剤担持体１２に対する磁気拘束力に打ち勝った場合には、像担持体２１へのキャリア付着を引き起こし、白抜け画像を発生させる。
【０００８】
一方、非画像部においては、図１６（ｂ）に示すように、像担持体２１表面の負の帯電電荷は残存しており、表面電位を−６００Ｖとすると、現像ニップ部にて形成される電界により、磁気ブラシ先端部のキャリア１６０には、正の誘導電荷が金属製スリーブ側から注入される。この誘導電荷により、画像部と同様に、磁気ブラシ先端部のキャリア１６０には像担持体２１へと移行する方向にクーロン力が働き、このクーロン力が現像剤担持体１２に対する磁気拘束力に打ち勝った場合には、像担持体２１へのキャリア付着を引き起こし、トナー１６１も引き連れて行くことから画像カブリを発生させる。
【０００９】
以上、説明したような経時的なキャリア抵抗の低下に伴うキャリア付着の増加による画像形成の劣化という問題は、長期に亘る出力画像の画質維持を阻害するものであり、従来、この問題を解決するための様々な試みがなされてきた。
【００１０】
例えば、特許文献１には、現像剤中を流れる電流値に基づいてキャリア付着の有無や付着量を測定し、その測定値に応じて像担持体と現像装置とのバイアス電圧を調整する画像形成装置が開示されている。一般的に、現像剤の体積抵抗率が小さいとキャリア付着が発生し、さらに現像時のバイアス電圧を大きくするとキャリア付着が増加する。この点、上記画像形成装置によれば、バイアス電圧を減少させることによって、現像剤の体積抵抗率の低下によるキャリア付着の増加を相殺することができるため、キャリア付着を抑制することができる。
【００１１】
また、特許文献２には、現像バイアスの交流デューティー比を変更することによりキャリア付着の増加を抑制する画像形成装置が開示されている。具体的には、上記画像形成装置は、直流電源と交流電源とを直列に接続した電源を備え、該電源から現像剤に流れる電流値を測定し、測定した電流値に基づいて現像剤の体積抵抗値を算出する。そして、算出した体積抵抗値と予め確定されている体積抵抗値とトナー混合比との関係からトナー混合比を予測し、予測したトナー混合比が予め設定された許容下限値を満たしていない場合には、現像バイアスの交流デューティー比を下げる。これにより、キャリアと像担持体の潜像領域との電位差が低下するため、キャリアに現像電界から電荷が注入され難くなり、キャリアの像担持体への付着を抑制することできる。
【００１２】
また、特許文献３では、現像剤中を流れる電流値に基づいて現像剤の劣化度を測定し、測定した劣化度が予め設定された基準値を超えたときに、現像剤の入れ替えを行う等、現像剤の寿命を延長させる処理を実行する画像形成装置が開示されている。上記画像形成装置によれば、現像剤の寿命が延長するため、良好な画像形成が可能となる。また、キャリアへのトナースペント等に起因してキャリアの帯電能力が低下することにより、トナーが十分に帯電されず画像濃度が低下する問題や、トナー飛散により機内汚染が発生する問題を解決することができる。
【特許文献１】特開平４−３４５７３号公報（１９９２年２月５日公開）
【特許文献２】特開２０００−９８７３０号公報（２０００年４月７日公開）
【特許文献３】特開平４−８０７７７号公報（１９９２年３月１３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、キャリア付着は、上記特許文献１にも記載されているように、現像剤担持体と像担持体との電位差が大きいほど顕著になることが知られている。そのため、画像形成装置に適用するバイアス領域においては、規定量以下のキャリア付着に抑えるための、現像剤の体積抵抗率の設定が必要となる。
【００１４】
ここで、二成分現像剤において、現像バイアス電圧とキャリア付着の個数との相関関係について説明する。図１７は、体積抵抗率の異なる２種類のキャリアを用いた二成分現像剤に、現像バイアス電圧を印加したときの、Ａ４用紙１枚当りに付着するキャリアの個数を測定した実験結果を示すグラフである。
【００１５】
同図１７において、コーティングキャリアとは、コアキャリアに樹脂コーティングを施したものであり、コアキャリアよりも体積抵抗率が大きい。したがって、現像剤としてもコーティングキャリアを用いた方が体積抵抗率が大きくなる。また、現像バイアスとは、像担持体の表面電位をＶｏｐｃ、現像剤担持体の現像スリーブに印加された電圧をＶｄｅｖとした場合に、Ｖｏｐｃ−Ｖｄｅｖで表される値である。なお、本実験例においては、負帯電性のトナーを用いているため、正バイアス領域は画像領域（黒ベタ画像領域）を示し、負バイアス領域は非画像領域（背景領域）を示している。
【００１６】
同図１７に示す実験結果より、画像領域および非画像領域共にキャリア付着が見受けられることから、上述の通り、キャリアは正負両極性に誘導帯電していることが分かった。また、上述の通り、現像バイアスの増加に伴ってキャリアの付着個数が増加することが分かった。これは、現像バイアスの増加により現像剤中を流れる電流量が増加することで、誘電電荷量が増加するためである。また、コアキャリアを用いた現像剤よりもコーティングキャリアを用いた現像剤の方が、キャリア付着が軽減されていることから、キャリア付着の防止には現像剤の体積抵抗率を大きくすることが有効であると同時に、経時劣化による現像剤の体積抵抗率の低下に伴うキャリア付着の増加を抑制するためには、現像剤の体積抵抗率、すなわち現像剤に流れ込む電流量を管理して、経時変化に応じた対策を講じる必要があることが分かった。
【００１７】
以上の現象を踏まえると、特許文献１の技術では、現像バイアス電圧を小さくすることでキャリア付着を軽減できるが、現像剤担持体と像担持体上の画像部との電位差が小さくなるため、画像部に対するトナーの付着量が減少し、出力画像の濃度が低下するという問題が生じる。
【００１８】
また、特許文献２の技術では、現像剤の抵抗値の低下を検知して現像バイアス電圧の交流デューティー比を変更することによりキャリア付着を軽減しているが、現像条件を変更することで、画像濃度の変動や画像ムラの発生、解像度の低下等、画質劣化に繋がる可能性がある。
【００１９】
また、特許文献３の技術では、現像剤中を流れる電流値の低下を検知して現像剤の劣化度を判断している。すなわち、現像剤の抵抗値の上昇に基づいて劣化度を判断しており、現像剤の抵抗値の低下を検知するものではない。そのため、現像剤の抵抗値の低下によるキャリア付着の発生を低減することはできない。
【００２０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像剤の長期使用による劣化に伴いキャリアの体積抵抗率が低下することで発生する像担持体へのキャリア付着を防止することにより良質な画像を形成することができる画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラムおよびその記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、内部に磁界発生手段が配置され、回転可能な非磁性かつ導電性のスリーブを備え、表面にキャリアおよびトナーを含む現像剤を保持する現像剤担持体と、上記現像剤担持体上に保持される上記現像剤の像担持体への供給量を規制する現像剤規制部材とを含む現像ユニットを有し、上記現像ユニットから上記像担持体へ供給される上記現像剤により、上記像担持体表面に形成された静電潜像を顕像化する画像形成装置において、上記現像剤担持体の表面に保持された上記現像剤の体積抵抗率を検出する抵抗検出手段と、予め設定された体積抵抗率を記憶する抵抗記憶部と、上記抵抗検出手段により検出された上記現像剤の体積抵抗率、および、上記抵抗記憶部に記憶されている上記設定された体積抵抗率を比較する抵抗比較手段と、上記現像剤の体積抵抗率が上記設定された体積抵抗率を下回った場合には、上記現像剤または上記キャリアを交換するための処理を実行する制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の画像形成方法は、上記課題を解決するために、内部に磁界発生手段が配置され、回転可能な非磁性かつ導電性のスリーブを備えた現像剤担持体の表面に、キャリアおよびトナーを含む現像剤を保持させ、現像剤規制部材により当該上記現像剤の像担持体への供給量を規制して、当該現像剤により像担持体表面に形成された静電潜像を顕像化する画像形成方法において、上記現像剤担持体の表面に保持された上記現像剤の体積抵抗率を検出する抵抗検出ステップと、予め設定された体積抵抗率を記憶する抵抗記憶部と、上記抵抗検出ステップにより検出された上記現像剤の体積抵抗率と、上記抵抗記憶部に記憶されている上記設定された体積抵抗率とを比較する抵抗比較ステップと、上記現像剤の体積抵抗率が上記背呈された体積抵抗率を下回った場合には、上記現像剤または上記キャリアを交換するための処理を実行する制御ステップとを含むことを特徴としている。
【００２３】
上記構成によると、抵抗検出手段が上記現像剤担持体の表面に保持された上記現像剤の体積抵抗率を検出し、抵抗比較手段が該体積抵抗率と抵抗記憶部に予め設定された体積抵抗率とを比較する。そして、上記現像剤の体積抵抗率が上記設定された体積抵抗率を下回った場合には、上記現像剤または上記キャリアを交換するための処理が実行される。
【００２４】
ここで、現像剤は、画像形成において原則的にトナーのみを消費し、キャリアは長期に亘って現像ユニット内に留まることとなる。そのため、特にキャリアは、現像ユニット内において、現像剤規制部材や像担持体との摩擦、キャリア同士の衝突や摺擦等による機械的ストレスを繰り返し受け、経時的に劣化し体積抵抗率が低下する。そして、体積抵抗率が低下することにより、像担持体と現像剤担持体とが対向する現像領域においてキャリアの誘導帯電現象が起こり、像担持体へのキャリア付着が発生し、画像抜けや画像カブリを発生させる。
【００２５】
これに対して、上記の構成では、現像剤の体積抵抗率が予め設定された体積抵抗率を下回った場合には、体積抵抗率の低下を現像剤の劣化として認識し、現像剤またはキャリアを交換するための処理が実行される。これにより、現像ユニット内の現像剤の体積抵抗率を一定以上に維持することができる。そのため、現像剤の長期使用に伴う体積抵抗率の低下に起因する誘導帯電現象を抑制することができるため、像担持体へのキャリア付着を低減させることができる。そして、キャリア付着を低減させることができるため、画像抜けや画像カブリの無い良質な画像を形成することができる。
【００２６】
なお、現像剤またはキャリアを交換するための処理とは、例えば、上記現像剤またはキャリアの交換命令をユーザに報知する処理や、新たな現像剤またはキャリアを供給する処理等が挙げられる。
【００２７】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記抵抗検出手段は、上記現像剤担持体と対向電極との間において上記現像剤中を流れる電流値Ｉを計測する電流計測手段を備え、上記現像剤担持体の電位Ｖｄと上記対向電極の電位Ｖｏとの電位差Ｖ＝｜Ｖｄ−Ｖｏ｜、および、上記現像剤中を流れる電流値Ｉから、抵抗値ＲをＲ＝Ｖ／Ｉの式により算出すると共に、上記現像剤担持体の表面に保持された上記現像剤と上記対向電極との接触面積をＳ〔ｃｍ２〕、上記現像剤担持体と上記対向電極とのギャップをｄ［ｃｍ］としたときに、体積抵抗率ρ［Ω・ｃｍ］をρ＝Ｒ・Ｓ／ｄの式により算出することが好ましい。
【００２８】
これにより、現像剤の体積抵抗率を検出することができる。
【００２９】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記対向電極は、導電性の上記現像剤規制部材であることが好ましい。
【００３０】
上記構成によると、上記現像剤規制部材が上記対向電極として機能するため、新たな電極部材が不要となる。このように、簡易的な構成により現像剤の体積抵抗率を計測できるため、画像形成装置のコストの低減を図ることができる。
【００３１】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記対向電極は、回転可能な導電性金属スリーブであって、上記導電性金属スリーブには、該導電性金属スリーブの表面に付着する上記キャリアまたは上記トナーを掻き落とすクリーニングブレードが設けられていることが好ましい。
【００３２】
上記構成によると、上記導電性金属スリーブが上記対向電極として機能する。そして、上記導電性金属スリーブには、該導電性金属スリーブの表面に付着する上記キャリアまたは上記トナーを掻き落とすクリーニングブレードが設けられているため、上記現像剤担持体上に担持された現像剤と接触する上記導電性金属スリーブの接触面を常にクリーンな状態で維持することができる。そのため、現像剤の体積抵抗率の測定において、安定的かつ信頼性の高い測定が可能となる。
【００３３】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記導電性金属スリーブは、上記現像剤担持体の回転方向に対して、上記現像剤規制部材よりも下流側、かつ上記現像剤担持体と上記像担持体との対向部よりも上流側に配置されていることが好ましい。
【００３４】
上記構成によると、上記導電性金属スリーブは、上記現像剤担持体の回転方向に対して、上記現像剤規制部材よりも下流側に配置されるため、上記導電性金属スリーブに導かれる現像剤は、上記現像剤規制部材により一定量に規制される。そのため、体積抵抗率の安定した測定が可能となる。
【００３５】
また、上記導電性金属スリーブは、上記現像剤担持体と上記像担持体との対向部よりも上流側に配置される。ここで、上記導電性金属スリーブを、上記現像剤担持体と上記像担持体との対向部よりも下流側に配置した場合には、上記導電性金属スリーブに導かれる現像剤の量は、トナーが現像処理で消費されているため、現像処理の前後において変動する。そのため、現像剤の体積抵抗率が変化し、現像剤の正確な体積抵抗率を算出することができない。したがって、上記導電性金属スリーブを、上記現像剤担持体と上記像担持体との対向部よりも上流側に配置することにより、現像剤の正確な体積抵抗率の算正が可能となる。
【００３６】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記現像剤担持体の電位Ｖｄおよび上記対向電極の電位Ｖｏは、上記トナーの帯電極性が正の場合にはＶｏ＞Ｖｄの関係を、上記トナーの帯電極性が負の場合にはＶｏ＜Ｖｄの関係をそれぞれ満たすことが好ましい。
【００３７】
上記構成によると、上記現像剤担持体から上記対向電極へのトナー移行が発生しないため、像担持体に対して安定したトナー供給を行うことができ、良質な画像を形成することができる。
【００３８】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記現像ユニットは、上記現像剤の重量に対するトナー重量の比で表されるトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段をさらに含み、上記抵抗検出手段は、上記トナー濃度検出手段により検出されたトナー濃度が予め設定されたトナー濃度を満たしている場合に、上記現像剤の体積抵抗率を検出することが好ましい。
【００３９】
上記構成によると、上記抵抗検出手段は、上記トナー濃度検出手段により検出されたトナー濃度が予め設定されたトナー濃度を満たしている場合に、上記現像剤の体積抵抗率を検出する。
【００４０】
現像剤の動的抵抗値は、トナー濃度によって変動する。そのため、予め設定されたトナー濃度を満たしていない状態で現像剤の体積抵抗率を測定した場合には、本来測定されるべき体積抵抗率よりも小さい値を検出することになる。そして、検出した体積抵抗率が予め設定された体積抵抗率を下回った場合には、上記現像剤または上記キャリアを交換するための処理が実行されることになる。このように、トナー濃度の低下によって、見かけ上の体積抵抗率が低下し、現像剤またはキャリアの交換処理が実行されるという、誤作動を引き起こすことになる。
【００４１】
これに対して、上記の構成とすることにより、見かけ上の体積抵抗率に基づき現像剤またはキャリアの交換処理が実行されることを防ぐことができる。
【００４２】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記像担持体と上記現像剤担持体上に保持される上記現像剤との接触領域において、上記像担持体を導電性スリーブとし、上記現像剤担持体と上記導電性スリーブとの間に４００［Ｖ］の電位差を与えたときに計測される体積抵抗率をρ０、上記抵抗検出手段により検出される上記現像剤の体積抵抗率をρ１、比例定数をａとしたときに成り立つρ０とρ１との関係式ρ１＝ａρ０において、ρ０＝５．８×１０１０［Ω・ｃｍ］としたときに求められるρ１を、上記設定された体積抵抗率とすることが好ましい。
【００４３】
これにより、像担持体へのキャリア付着を低減することができるため、画像抜けや画像カブリの無い良質な画像を形成することができる。
【００４４】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記制御手段は、上記現像ユニットの交換が必要である旨の信号を出力する、または、警告ランプの点灯命令を出力することが好ましい。
【００４５】
上記構成によると、上記現像ユニットの交換が必要である旨の信号が出力される、または、警告ランプの点灯命令が出力される。これにより、ユーザーは、現像剤が劣化し、現像ユニットの交換が必要であることを即座に認識できるため、迅速な現像ユニット交換が可能となり、良質な画質の形成を維持することができる。また、サービスマンによるメンテナンスを必要としないため、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００４６】
なお、上記現像ユニットの交換が必要である旨の信号を出力する具体的な構成としては、例えば、上記画像形成装置または外部機器に備えられた表示部に対して、現像ユニットの交換を促すメッセージを表示させる信号を出力する構成が挙げられる。
【００４７】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、制御手段からの制御信号に基づいて、ネットワークを介して、自装置のメンテナンスをサポートするサービスセンターに信号を送信する信号送信手段をさらに備え、上記信号送信手段は、上記現像ユニットの交換を促す信号を上記サービスセンターに送信することが好ましい。
【００４８】
上記構成によると、上記現像ユニットの交換を促す信号が上記サービスセンターに送信される。これにより、現像ユニットの交換が必要であることをサービスセンターが即座に認識できるため、サービスマンによる迅速な交換作業を実現できる。
【００４９】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、制御手段からの制御信号に基づいて、現像剤を交換するための処理を実行する現像剤交換手段をさらに備えていることが好ましい。
【００５０】
上記構成によると、現像剤交換手段により現像剤が交換される。これにより、上記現像剤の体積抵抗率が上記設定された体積抵抗率を下回った場合には、画像形成装置で自動的に現像剤の交換作業が行われるため、ユーザーあるいはサービスマンによる交換作業の回数を低減することができる。また、現像ユニットを交換せず、現像剤のみを交換できるため、メンテナンス費用を低減することができる。
【００５１】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記現像剤を上記現像ユニットから回収する回収ユニットと、未使用の現像剤を収容すると共に上記現像ユニットに該未使用の現像剤を供給する供給ユニットとをさらに備え、上記現像剤交換手段は、所定量の現像剤を上記現像ユニットから上記回収ユニットに回収させた後、該回収された現像剤と同一量の現像剤を上記供給ユニットから上記現像ユニットに供給させることが好ましい。
【００５２】
上記構成によると、上記回収ユニットが所定量の現像剤を上記現像ユニットから回収した後、上記供給ユニットが該回収された現像剤と同一量の現像剤を上記現像ユニットに供給する。これにより、回収した現像剤と同一量の未使用の現像剤を供給するため、常に現像ユニットに収容された現像剤の量は略一定となり、現像ユニット内部における攪拌ストレスが一定となる。そのため、トナーの帯電量を安定させることができる共に、現像剤担持体表面において均一な磁気ブラシを形成できるため、良質で安定した画像の形成を維持することができる。
【００５３】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記供給ユニットは、現像剤の交換の際に回収および供給される上記所定量の現像剤の整数倍の量の現像剤を収容し、上記回収ユニットは、少なくとも上記供給ユニットに収容されている現像剤を収容できる容量を有することが好ましい。
【００５４】
これにより、所定の交換回数を終了した際に、供給ユニット内部の未使用の現像剤の残量が略０となるため、無駄な現像剤の消費を抑え、コストの低減を図ることができる。また、回収ユニットは現像剤の回収に必要な最低限の容量を確保できればよいため、必要以上に大型化する必要が無く、ユニットの材料費の低減と画像形成装置の小型化を図ることができる。さらに、回収ユニットは供給ユニットに収容する現像剤量と同量の現像剤を収容できるため、ユニットの交換タイミングが同時となり、作業回数を低減することができる。
【００５５】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記現像剤交換手段は、現像剤の交換作業の回数を計測する回数計測手段と、予め設定された交換可能回数を記憶した回数記憶部と、上記回数計測手段により計測された交換作業回数および上記回数記憶部に記憶された交換可能回数を比較する回数比較手段とを備えると共に、上記交換作業回数が上記交換可能回数に達したときに、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットの交換が必要である旨の信号を出力する、または、警告ランプの点命令を出力することが好ましい。
【００５６】
上記構成によると、上記交換作業回数が上記交換可能回数に達したときに、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットの交換が必要である旨の信号が出力される、または、警告ランプの点命令が出力される。これにより、供給ユニットおよび回収ユニットの交換タイミングを簡易的な構成で認識することができ、ユーザーの迅速な交換作業をサポートできる。また、交換可能回数に対して、最後の現像剤の交換の直後に回収ユニットおよび供給ユニットの交換を促すため、次回の現像剤の交換時までに、回収ユニットおよび供給ユニットを手配する期間を十分に取れる。
【００５７】
なお、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットの交換が必要である旨の信号を出力する具体的な構成としては、例えば、上記画像形成装置または外部機器に備えられた表示部に対して、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットの交換を促すメッセージを表示させる信号を出力する構成が挙げられる。
【００５８】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記現像剤交換手段は、現像剤の交換作業の回数を計測する回数計測手段と、予め設定された交換可能回数を記憶した回数記憶部と、上記回数計測手段により計測された交換作業回数および上記回数記憶部に記憶された交換可能回数を比較する回数比較手段と、ネットワークを介して、自装置のメンテナンスをサポートするサービスセンターに信号を送信する信号送信手段とを備え、上記信号送信手段は、上記交換作業回数が上記交換可能回数に達したときに、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットの交換が必要である旨の信号を上記サービスセンターに送信することが好ましい。
【００５９】
上記構成によると、上記交換作業回数が上記交換可能回数に達したときに、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットの交換が必要である旨の信号が上記サービスセンターに送信されるこれにより、供給ユニットおよび回収ユニットの交換が必要であることをサービスセンターが即座に認識できるため、サービスマンによる迅速な交換作業を実現することができる。
【００６０】
また、本発明の画像形成装置は、上記記載の画像形成装置において、上記現像剤交換手段は、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットが交換されたことを検知するユニット交換検知手段をさらに備え、上記ユニット交換検知手段は、上記回収ユニットおよび上記供給ユニットの交換を検知したとき、上記交換作業回数をリセットする信号を上記回数計測手段に送信することが好ましい。
【００６１】
上記構成によると、上記ユニット交換検知手段が上記回収ユニットおよび上記供給ユニットの交換を検知したときに、上記回数計測手段の交換作業回数がリセットされる。これにより、回数計測手段に記憶された交換作業回数が自動的にリセットされるため、交換後のマニュアル作業による人為的リセットと比較してより確実にリセット処理を行うことができ、リセットミスを防ぎ、常に正常な状態を保つことができる。
【００６２】
なお、上記画像形成装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記画像形成装置をコンピュータにて実現させる各装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００６３】
本発明の画像形成装置は、以上のように、上記現像剤の体積抵抗率が上記設定された体積抵抗率を下回った場合には、上記現像剤または上記キャリアを交換するための処理を実行する構成である。
【００６４】
また、本発明の画像形成方法、以上のように、上記現像剤の体積抵抗率が上記設定されたの体積抵抗率を下回った場合には、上記現像剤または上記キャリアを交換するための処理を実行する方法である。
【００６５】
これにより、現像剤の長期使用に伴う体積抵抗率の低下に起因する誘導帯電現象を抑制することができるため、像担持体へのキャリア付着を低減させることができる。そして、キャリア付着を低減させることができるため、画像抜けや画像カブリの無い良質な画像を形成することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
本発明の実施の形態について、図１〜図１５に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６７】
図２は、本実施形態の画像形成装置１の主要な構成の概要を示す模式図である。図２に示すように、画像形成装置１では、現像ユニット１０の内部に予め投入された磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分現像剤（現像剤）１１が攪拌スクリュー２０により攪拌・帯電される。そして、二成分現像剤１１は、内部に磁界発生手段であるマグネットローラを配設した現像剤担持体１２に搬送されることにより、現像剤担持体１２表面に磁気拘束力により保持される。現像剤担持体１２表面に保持された二成分現像剤１１は、現像剤規制部材１３により一定層厚に規制され、現像剤担持体１２と像担持体２１との対向部において磁気ブラシを形成し（図１６）、図示しない帯電手段および露光手段により像担持体２１の表面に形成された静電潜像にトナーのみを付着させることにより可視像を形成する。なお、画像形成装置１にはトナー濃度検出部（トナー濃度検出手段）２２が備えられ、現像ユニット１０内部の二成分現像剤１１におけるトナー濃度が略一定に保たれている。具体的には、トナー濃度検出部２２は、現像剤の重量に対するトナー重量の比で表されるトナー濃度を検出する。そして、検出されたトナー濃度が予め設定された規定のトナー濃度を下回った場合には、規定のトナー濃度に達するまでトナーホッパー２３から、新たなトナーが補給される。これにより、可視像形成においてトナーが消費されても、現像ユニット１０内部の二成分現像剤１１におけるトナー濃度は略一定に保つことができる。
【００６８】
ここで、本実施形態では、現像剤担持体１２に印加するバイアス電圧を−４００Ｖとし、可視像形成時の像担持体２１と現像剤担持体１２との電位差Ｖｏｐｃ−Ｖｄｅｖを、−１００Ｖ〜４００Ｖとしている。
【００６９】
また、画像形成装置１において、現像剤担持体１２の内部に配設されたマグネットローラは計５極で構成され、そのうち現像剤担持体１２と像担持体２１とが対向する現像領域に位置する磁極の法線方向の磁束密度は１１０［ｍＴ］であるとする。これらの数値は単なる例であり、これらに限定されることはない。また、現像剤担持体１２と現像剤規制部材１３とのギャップ、および現像領域における現像剤担持体１２と像担持体２１とのギャップは、本実験例では、０．４５［ｍｍ］に設定されている。もちろん、これも単なる例示でありこの数値に限定されることはない。
【００７０】
さらに、画像形成装置１において、二成分現像剤１１には、表面にシリコーン樹脂をコーティングした体積平均粒径φ５０μｍの磁性キャリアと、粉砕法により精製した体積平均粒径φ６．５μｍの非磁性トナーとを用いた。磁性キャリアの密度は４．７［ｇ／ｃｍ３］、非磁性トナーの密度は１．０［ｇ／ｃｍ３］であり、二成分現像剤１１のトナー濃度は、５ｗｔ％で一定とした。
【００７１】
二成分現像剤１１は、原則的に非磁性トナーのみを消費するため、磁性キャリアは長期に亘って現像ユニット１０内に留まることとなる。これにより、現像ユニット１０内での攪拌スクリュー２０や現像剤規制部材１３、像担持体２１との摩擦やキャリア同士の衝突、摺擦等による機械的ストレスを繰り返し受け、経時的にコア表面に被覆された樹脂層に削れや剥れが発生し、キャリアの体積抵抗率が低下する。
【００７２】
ここで、上記キャリアの体積抵抗率の低下を実証するために行った実験結果について説明する。図３は、キャリアのみを現像ユニット１０内に投入し、像担持体２１を導電性のアルミスリーブとしたときに、現像剤担持体１２と像担持体２１との間に４００Ｖの電圧を印加して流れる電流から求めたキャリアの動的抵抗値の経過時間依存を示したグラフである。
【００７３】
なお、現像剤担持体１２の周速は４５０ｍｍ／ｓｅｃ、像担持体２１の周速は２２５ｍｍ／ｓｅｃに設定しており、像担持体２１に対する現像剤担持体１２の周速比を２に設定している。本条件で現像剤担持体１２および像担持体２１を空転させ、動的抵抗値を任意の経過時間にてサンプリングした結果、図３に示すとおり、キャリアの動的抵抗値は時間の経過に伴って、減少傾向を示すことがわかった。
【００７４】
ここで、空転前と１８０分空転後のキャリアをそれぞれ電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）にて観察したところ、コーティング樹脂に覆われた空転前のキャリアに対して、１８０分空転後のキャリアはコーティング樹脂では剥れが顕著であることがわかった。また、キャリアにトナーとを混合させた二成分現像剤を用いて同様の実験を行った結果、キャリアのみの場合の実験と同様、１８０分空転後でキャリアの動的抵抗値の減少およびキャリア表面のコーティング樹脂の剥れを確認した。
【００７５】
このように、現像ユニット１０内部での二成分現像剤１１の長期攪拌により、キャリア表面を被覆したコーティング樹脂が剥離し、キャリアの体積抵抗率が減少することがわかった。そして、キャリアの体積抵抗率の低下は、キャリアの誘導帯電現象を引き起こすことになり、これにより、像担持体２１へのキャリア付着が発生し、画像部に対して白抜けを発生させ、画質不良を引き起こす。
【００７６】
以上のことから、良質な画像を形成するためには、二成分現像剤１１の体積抵抗率が、キャリア付着の発生限界値に基づき予め定められた規定の体積抵抗率を満たしている必要があることがわかる。そして、そのためには、二成分現像剤１１の体積抵抗率の低下を管理して、一定以上の値を維持することが必要となる。
【００７７】
そこで、本実施形態における画像形成装置１は、二成分現像剤１１の体積抵抗率の低下を管理することによって、像担持体２１へのキャリア付着を防止して、良好な画像形成を実現するものである。以下に、画像形成装置１の具体的な構成について説明する。
【００７８】
画像形成装置１は、図１に示すように、二成分現像剤１１と現像剤担持体１２と対向電極（現像剤規制部材）１３と抵抗検出部（抵抗検出手段）１４と抵抗比較部（抵抗比較手段）１５と抵抗記憶部１６と制御部（制御手段）１７とを備えている。なお、対向電極１３は、現像剤担持体１２上に保持される二成分現像剤１１の像担持体２１への供給量を規制する現像剤規制部材としての機能も有している。
【００７９】
上記画像形成装置１における処理フローについて図１を用いて説明する。まず、抵抗検出部１４により、現像剤担持体１２と対向電極１３との間に与えられる電位差から、現像剤担持体１２と対向電極１３との間に介在する二成分現像剤１１を流れる電流の電流値が計測され、該電流値から二成分現像剤１１の体積抵抗率が算出される。なお、抵抗検出部１４による二成分現像剤１１の体積抵抗率の算出方法については後述する。次に、抵抗比較部１５において、上記体積抵抗率と抵抗記憶部１６に予め記憶された規定の体積抵抗率とが比較される。そして、抵抗検出部１４により算出された体積抵抗率が上記規定の体積抵抗率を下回った場合には、制御部１７が、二成分現像剤１１またはキャリアを交換するための処理を実行する。なお、制御部１７が実行する具体的な処理内容については後述する。
【００８０】
ここで、抵抗検出部１４における体積抵抗率ρの算出方法について具体的に説明する。
【００８１】
まず、現像剤担持体１２の電位Ｖｄと対向電極１３の電位Ｖｏとの電位差Ｖ＝｜Ｖｄ−Ｖｏ｜を与え、現像剤担持体１２と対向電極１３との間に介在する二成分現像剤１１を流れる電流の電流値Ｉを、抵抗検出部１４に予め備えられた電流計測部（電流計測手段）１８により計測する。次に、上記電位差Ｖと電流計測部１８により計測された電流値Ｉとから、抵抗値ＲをＲ＝Ｖ／Ｉの式により算出する。そして、図４に示すように、現像剤担持体１２上に担持された二成分現像剤１１と対向電極１３との接触面積ＳをＳ［ｃｍ２］＝ａ［ｃｍ］×ｂ［ｃｍ］より求め、現像剤担持体１２と対向電極とのギャップをｄ［ｃｍ］とした場合に、体積抵抗率ρ［Ω・ｃｍ］＝Ｒ・Ｓ／ｄの計算式より算出される。
【００８２】
ここで、本実施形態では、対向電極１３は、導電性の現像剤規制部材としているが、これに限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、回転可能な導電性金属スリーブ５０であってもよい。なお、導電性金属スリーブ５０には、現像剤担持体１２との対向部において、機械的摺擦等により微量のキャリアやトナーが付着し、体積抵抗率が正確に測定できなくなる可能性がある。そのため、導電性金属スリーブ５０には、キャリアおよびトナーを掻き落とすクリーニングブレード５１が設けられていることが好ましい。これにより、対向電極表面を常にクリーンな状態に保つことができるため、現像剤の体積抵抗率の測定において、安定的かつ信頼性の高い測定が可能となる。
【００８３】
また、導電性金属スリーブ５０は、現像剤担持体１２の回転方向に対して、現像剤担持体１２表面に保持された二成分現像剤１１の量がより安定している現像剤規制部材１３の下流側に配置されていることが好ましい。これにより、安定した体積抵抗率の測定が可能となる。
【００８４】
さらに、導電性金属スリーブ５０は、現像剤担持体１２と像担持体２１との対向部よりも上流側に配置されていることが好ましい。なぜなら、導電性金属スリーブ５０を現像剤担持体１２と像担持体２１との対向部よりも下流側に設置すると、任意量のトナーが消費され、トナー重量混合比が変動するため、キャリアのコーティング状態が同等でも異なる体積抵抗率となるためである。
【００８５】
また、体積抵抗率の測定時における、現像剤担持体１２の電位Ｖｄと対向電極である導電性金属スリーブ５０の電位Ｖｏとは、トナーの帯電極性が正の場合にはＶｏ＞Ｖｄの関係を、トナーの帯電極性が負の場合にはＶｏ＜Ｖｄの関係をそれぞれ満たすことが好ましい。これにより、現像剤担持体１２から導電性金属スリーブ５０へのトナー移行が発生せず、像担持体２１に対して安定したトナー供給を行うことができる。
【００８６】
ここで、抵抗検出部１４は、トナー濃度検出部２２により検出されたトナー濃度が予め設定された規定のトナー濃度を満たしている場合に、二成分現像剤１１の体積抵抗率を検出することが好ましい。具体的には、トナー濃度検出部２２は、トナー濃度を検知するトナー濃度センサと、トナー濃度センサから出力される信号に基づいて現像剤の重量に対するトナー重量の比で表されるトナー濃度を算出するトナー濃度算出部と、規定のトナー濃度を記憶するトナー濃度記憶部と、上記トナー濃度算出部により算出されたトナー濃度および上記規定のトナー濃度を比較するトナー濃度比較部とを備えている。そして、上記トナー濃度が上記規定のトナー濃度を満たしている場合に、抵抗検出部１４が二成分現像剤１１の体積抵抗率を検出する。なお、上記トナー濃度算出部および上記トナー濃度比較部の処理は、抵抗検出部１４において実行される構成としてもよい。
【００８７】
ここで、図６は、トナー濃度と動的抵抗値との相関の一例を示すグラフである。なお、図６に示す動的抵抗値は、像担持体２１を導電性のアルミスリーブとし、現像剤担持体１２と像担持体２１との間に４００Ｖの電圧を印加したときに二成分現像剤１１を流れる電流値から求めた二成分現像剤１１の動的抵抗値を示している。
【００８８】
図６より、トナー濃度の変動に対して動的抵抗値が大きく変化することがわかる。よって、トナー濃度が規定値に達していない場合、つまり規定値である５ｗｔ％を下回っている場合に抵抗検出部１４が二成分現像剤１１の体積抵抗率を測定することで、本来測定されるべき体積抵抗率よりも小さい値を検出してしまう。その結果、二成分現像剤１１の劣化と判断されてしまう。そして、この場合、制御部１７は、二成分現像剤１１またはキャリアを交換するための処理を実行することになる。つまり、誤作動を引き起こすことが考えられる。したがって、抵抗検出部１４は、トナー濃度が規定値に達している場合にのみ作動する必要がある。
【００８９】
次に、抵抗記憶部１６に予め記憶する規定の体積抵抗率の決定方法について説明する。上記規定の体積抵抗率は、以下の実験に基づいて決定される。
【００９０】
図７は、体積抵抗率の異なる４種類のキャリアを用いた現像剤における、現像バイアスに対するＡ４用紙１枚あたりの像担持体２１へのキャリア付着個数をプロットしたグラフである。なお、トナー濃度はいずれも５ｗｔ％で一定としている。ここで、実験に用いた４種類のうち１種類は、コート層を有さない体積平均粒径５０［μｍ］、飽和磁化６５［ｅｍｕ／ｇ］のＭｇを含有したフェライトキャリアコアであり、残りの３種類はこれと同一のコアに対し、それぞれコート１、コート２、コート３の樹脂コーティングを施したものである。それぞれのキャリアにおける体積抵抗率の大小関係は、コア＜コート１＜コート２＜コート３となっており、コート１〜３の材質は、いずれもシリコーン系樹脂である。コート層の厚みは、コート１は０．５μｍ、コート２およびコート３は１μｍである。そして、コーティングには浸漬法を用いている。もちろんこれ以外の方法でコーティングされていてもよい。
【００９１】
ここで、コート樹脂として同一のものを用いているにも関わらず、コート１〜コート３で体積抵抗率に差異が生じている理由について説明すると、コート１はコート２、コート３よりもコート層が薄いために体積抵抗率が小さくなっており、コート２よりもコート３の方が体積抵抗率が高くなっているのは、コート３の方がコート層がより均一になっているためであると考えられる。
【００９２】
図７に示す実験結果より、体積抵抗率の高いキャリアを用いることによりキャリア付着は抑えられ、特にコート２およびコート３のキャリアを用いることにより、キャリア付着は急激に低減されていることがわかる。
【００９３】
ここで、前述したように、像担持体２１へのキャリア付着は、像担持体２１と現像剤担持体１２との電位差Ｖｏｐｃ−Ｖｄｅｖの増加に伴い顕著になることから、本実施形態における画像形成装置１での最大電位差４００Ｖでのキャリア付着特性について着目する。
【００９４】
図８は、各キャリア１〜３を用いた場合に、現像剤担持体１２に４００Ｖの電圧を印加したときのＡ４用紙１枚あたりのキャリア付着個数を、体積抵抗率を横軸に取ってプロットしたグラフである。なお、コアキャリアに関しては、４００Ｖ印加時において過電流が生じ、体積抵抗率を測定できなかったため、プロットしていない。なお、ここでの体積抵抗率とは、現像剤担持体１２上に保持される二成分現像剤１１と像担持体２１との接触領域において、像担持体２１を導電性スリーブとし、現像剤担持体１２と導電性スリーブとのギャップを０．４５［ｍｍ］として、現像剤担持体１２と導電性スリーブとの間に４００［Ｖ］の電位差を与えた時に計測される体積抵抗率である。また、体積抵抗率の算出に必要となる接触面積Ｓ［ｃｍ２］は、１５［ｃｍ２］であった。
【００９５】
図８からも明確なように、コート２あるいはコート３のキャリアを用いることにより、キャリア付着を低減できることから、二成分現像剤１１の体積抵抗率を５．８×１０１０［Ω・ｃｍ］以上とすることが、キャリア付着の低減に有効であることがわかる。さらに、コート３キャリアの測定結果から、二成分現像剤１１の体積抵抗率を６．４×１０１０［Ω・ｃｍ］以上とすることがより好ましい。
【００９６】
なお、上記実験例は、現像剤担持体１２の周速を４５０ｍｍ／ｓｅｃ、像担持体２１の周速を２２５ｍｍ／ｓｅｃ、像担持体２１の周速に対する現像剤担持体１２の周速比を２とした場合の結果であるが、周速比を一定とし、像担持体２１の周速を１５０ｍｍ／ｓｅｃ、３６０ｍｍ／ｓｅｃとした場合でも、定性的に同等の結果が得られた。
【００９７】
ここで、上記実験に基づく体積抵抗率は、像担持体２１を導電性スリーブとしたときに現像剤担持体１２と導電性スリーブとの間で計測される体積抵抗率ρ０であるため、抵抗記憶部１６に予め記憶する規定の体積抵抗率ρ１としては、ρ０を基準値として求める必要がある。上述したように、体積抵抗率ρは、二成分現像剤１１の対向電極との接触面積をＳ、現像剤担持体１２と対向電極とのギャップをｄとしたときに、ρ［Ω・ｃｍ］＝Ｒ・Ｓ／ｄの一次方程式により求められるため、ρ０とρ１とは比例関係で表される。そこで、比例定数をａとしたときに成り立つρ０とρ１の関係式ρ１＝ａρ０において、上記実験結果より求めたρ０＝５．８×１０１０［Ω・ｃｍ］を代入したときに求められるρ１を、上記規定の体積抵抗率と定義することができる。
【００９８】
また、図９は、体積抵抗率測定時の対向電極として、現像剤規制部材１３および導電性スリーブを用いた場合の、現像剤担持体１２と対向電極との電位差と、測定される二成分現像剤１１の体積抵抗率との相関の一例を示すグラフである。
【００９９】
図９から、現像剤担持体１２との対向位置によって体積抵抗率は異なり、対向電極として現像剤規制部材１３を用いた場合の方が、体積抵抗率が小さくなっていることがわかる。これは、対向電極の位置によって現像剤担持体１２表面の磁束分布に差異が生じ、二成分現像剤１１の磁気穂の密度が異なるためである。このことからも、上述したように、体積抵抗率ρ０を基準値として、抵抗記憶部１６に予め記憶する規定の体積抵抗率ρ１を定める必要がある。
【０１００】
そこで、図９に示すように、電位差４００Ｖでの体積抵抗率はそれぞれ、現像剤規制部材１３を用いた場合で３．２×１０８［Ω・ｃｍ］、導電性金属スリーブを用いた場合で４．８×１０１０［Ω・ｃｍ］である。したがって、画像形成装置１において体積抵抗率の測定に用いる対向電極を現像剤規制部材１３とした場合、上記規定の体積抵抗率ρ１は３．２×１０８［Ω・ｃｍ］、基準の体積抵抗率ρ０は４．８×１０１０［Ω・ｃｍ］となり、比例定数はａ＝ρ１／ρ０より、ａ＝６．７×１０−３となる。つまり、本実験例における二成分現像剤１１を用い、対向電極を現像剤規制部材１３とした場合に抵抗記憶部１６に予め記憶する規定の体積抵抗率ρ１は、ρ１＝６．７×１０−３×ρ０により算出される値である。
【０１０１】
（制御部１７の処理内容）
次に、抵抗検出部１４により算出された体積抵抗率が抵抗記憶部１６に記憶されている規定の体積抵抗率を下回った場合に、制御部１７により実行される処理について以下に具体的に説明する。
【０１０２】
図１０は、画像形成装置１の主要な構成の概要を示す模式図において、制御部１７における第１の方法による処理フローを説明する図である。第１の方法としては、画像形成装置１の表示部１００に、現像ユニット１０の交換を促すメッセージを表示、あるいは警告ランプの点灯を行う構成である。
【０１０３】
具体的には、まず、抵抗検出部１４により、現像剤担持体１２と対向電極１３との間に与えられる電位差から、現像剤担持体１２と対向電極１３との間に介在する二成分現像剤１１を流れる電流の電流値が計測され、該電流値から二成分現像剤１１の体積抵抗率が算出される。
【０１０４】
次に、抵抗比較部１５において、抵抗検出部１４により算出された二成分現像剤１１の体積抵抗率が、抵抗記憶部１６に記憶されている規定の体積抵抗率を下回った場合には、制御部１７より表示部１００に対して現像ユニット１０の交換を促すメッセージを表示、あるいは警告ランプを点灯させるよう命令を付与し、表示部１００において、上記メッセージあるいは警告ランプの点灯を行う。これにより、二成分現像剤の劣化を認識することができるため、良質な画像形成を維持することができる。
【０１０５】
なお、抵抗比較部１５において、抵抗検出部１４により算出された二成分現像剤１１の体積抵抗率が、抵抗記憶部１６に記憶されている規定の体積抵抗率を下回っていない場合には、抵抗検出部１４の体積抵抗率の算出処理に戻る。
【０１０６】
なお以下の制御部１７の説明では、抵抗検出部１４および抵抗比較部１５の処理内容については上記第１の方法と同一であるためその説明は省略する。
【０１０７】
図１１は、画像形成装置１の主要な構成の概要を示す模式図において、制御部１７における第２の方法による処理フローを説明する図である。
【０１０８】
第２の方法では、画像形成装置１が、画像形成装置１のメンテナンスをサポートするサービスセンター１１１に信号を送信する信号送信部（信号送信手段）１１０を備えている。抵抗比較部１５において、抵抗検出部１４により算出された二成分現像剤１１の体積抵抗率が、抵抗記憶部１６に記憶されている規定の体積抵抗率を下回った場合には、制御部１７は、信号送信部１１０に対してサービスセンター１１１へ現像ユニット１０の交換を促す警告信号を送信するよう命令を付与する。そして、信号送信部１１０はネットワークを利用して、サービスセンター１１１に当該警告信号を送信して現像ユニット１０の交換を自動的に依頼する。
【０１０９】
図１２は、画像形成装置１の主要な構成の概要を示す模式図において、制御部１７における第３の方法による交換フローを説明する図である。
【０１１０】
第３の方法では、画像形成装置１が、二成分現像剤１１を現像ユニット１０から回収する回収ユニット１２１と、未使用の二成分現像剤を収容して現像ユニット１０に未使用の二成分現像剤を供給する供給ユニット１２２と、現像剤交換部（現像剤交換手段）１２０とをさらに備えている。抵抗比較部１５において、抵抗検出部１４により算出された二成分現像剤１１の体積抵抗率が、抵抗記憶部１６に記憶されている規定の体積抵抗率を下回った場合には、制御部１７は、現像剤交換部１２０に対して、現像剤の交換の命令を付与する。そして、現像剤の交換の命令を受けた現像剤交換部１２０は、まず所定量の二成分現像剤１１を現像ユニット１０から回収ユニット１２１に回収し、次に回収された二成分現像剤１１と同一量の未使用の現像剤を供給ユニット１２２から現像ユニット１０に供給する。
【０１１１】
なお、供給ユニット１２２には、現像剤の交換の際に回収、供給される現像剤の所定量の整数倍の現像剤が収容されていることが好ましい。なぜなら、所定の交換回数を終了した際に、供給ユニット１２２の内部に収容された未使用の現像剤の残量が略０とすることができるため、無駄な現像剤の消費を抑え、コストの低減を図ることができるためである。
【０１１２】
また、回収ユニット１２１は、少なくとも供給ユニット１２２に収容されている現像剤を収容できる容量を有していることが好ましい。なぜなら、回収ユニット１２１は劣化した現像剤の回収に必要な最低限の容量を確保できればよく、必要以上に大きくする必要はないためである。これにより、ユニットの材料費削減と画像形成装置１の小型化を図ることができる。さらに、供給ユニット１２２と交換タイミングが同時となるため、作業回数を低減することができる。
【０１１３】
ここで、現像剤交換部１２０は、図１３に示すように、交換作業回数をカウントして記憶するカウント部（回数計測手段）１３０と、予め設定された交換可能回数を記憶した回数記憶部１３１と、カウント部１３０においてカウントされた交換作業回数と回数記憶部１３１に記憶された交換可能回数とを比較する回数比較部（回数比較手段）１３２とを備えることが好ましい。そして、制御部１７は、交換作業回数が交換可能回数に達したときに、回収ユニット１２１と供給ユニット１２２の交換が必要である旨のメッセージを画像形成装置１の表示部１００に表示させることが好ましい。
【０１１４】
これにより、回収ユニット１２１および供給ユニット１２２の交換タイミングを簡易的な構成で認識させることができ、ユーザの迅速な交換作業をサポートすることができる。また、交換可能回数に対して、最後の現像剤交換の直後に回収ユニット１２１および供給ユニット１２２の交換を要求するため、次回の現像剤交換までに、回収ユニット１２１および供給ユニット１２２を手配する期間を十分に確保することができる。
【０１１５】
また、画像形成装置１は、図１４に示すように、ネットワークを利用して、画像形成装置１のメンテナンスをサポートするサービスセンター１１１に信号を送信する信号送信部１１０を備え、現像剤交換部１２０は、交換作業回数をカウントするカウント部１３０と、交換可能回数を記憶した回数記憶部１３１と、カウント部１３０においてカウントされた交換作業回数と回数記憶部１３１に記憶された交換可能回数とを比較する回数比較部１３２とを備え、交換作業回数が交換可能回数に達したときに、回収ユニット１２１と供給ユニット１２２の交換が必要である旨のメッセージを信号送信部１１０によりサービスセンター１１１に送信することがより好ましい。これにより、回収ユニット１２１および供給ユニット１２２の交換が必要であることをサービスセンター１１１が即座に認知して、サービスマンによる迅速な交換作業を実現できる。
【０１１６】
さらに、現像剤交換部１２０は、図１５に示すように、回収ユニット１２１および供給ユニット１２２の交換を検知するユニット交換検知部（ユニット交換検知手段）１５０を備え、ユニット交換検知部１５０において回収ユニット１２１および供給ユニット１２２の交換を検知した際に、カウント部１３０に交換作業回数のリセット信号を送信し、回数記憶部１３１に記憶された交換作業回数をリセットすることが好ましい。これにより、交換作業回数が自動的にリセットされるため、交換後のマニュアル作業による人為的リセットと比較してより確実にリセット処理を行うことができ、リセットミスを防ぎ、常に正常な状態を保つことができる。
【０１１７】
なお、本実施形態では、画像形成装置１が表示部１００を備え、該表示部１００に現像ユニット１０や回収ユニット１２１および供給ユニット１２２の交換を促すメッセージを表示させる、あるいは、現像ユニット１０の交換を促す警告ランプの点灯を表示させる構成であるが、これに限定されるものではなく、例えば上記表示部１００が外部機器に備えられていてもよく、または、外部の表示装置を用いてもよい。
【０１１８】
ここで、本実施形態にかかる画像形成装置は、内部に磁界発生手段が配置され、回転可能な非磁性かつ導電性のスリーブを備え、表面にキャリアとトナーとを含む現像剤を保持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に保持される前記現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを含む現像ユニットを有し、像担持体に対して前記現像ユニットから前記現像剤の前記トナーのみを供給し、可視像を形成する画像形成装置において、前記現像ユニット内部に収容された前記現像剤の体積抵抗値を検出する抵抗検出部と、予め定められた規定の体積抵抗値を記憶し、前記抵抗検出部において検出された前記現像剤の体積抵抗値との比較によって前記現像剤の交換の要否を判定する交換判定部とを備えており、前記交換判定部において、前記抵抗検出部で検出された前記現像剤の体積抵抗値が前記規定の体積抵抗値を下回ったと判定された場合に所定の現像ユニット交換フロー、あるいは現像剤交換フローを実行する制御部を備える構成であってもよい。
【０１１９】
また、前記抵抗検出部は、前記現像剤担持体と対向電極との間で前記現像剤を介して流れる電流Ｉを計測する電流計測手段を有し、前記現像剤担持体の電位Ｖｄと前記対向電極の電位Ｖｏとの電位差Ｖ＝｜Ｖｄ−Ｖｏ｜と前記電流Ｉとから、Ｒ＝Ｖ／Ｉにより抵抗値Ｒを算出し、さらに前記現像剤担持体上に保持された前記現像剤と前記対向電極との接触面積をＳ、前記現像剤担持体と前記対向電極とのギャップをｄとした場合に、ρ＝Ｒ・Ｓ／ｄにより体積抵抗値ρを導出する構成であってもよい。
【０１２０】
また、前記対向電極は、導電性の前記現像剤規制部材であってもよい。
【０１２１】
また、前記対向電極は、回転可能な導電性金属スリーブであり、前記導電性金属スリーブの表面に付着した前記キャリアあるいはトナーを掻き落とすクリーニングブレードを設けていてもよい。
【０１２２】
また、前記導電性金属スリーブは、前記現像剤担持体の回転方向に対して、前記現像剤規制部材よりも下流側、かつ前記現像剤担持体と前記像担持体との対向部よりも上流側に配置されていてもよい。
【０１２３】
また、前記現像剤担持体の電位Ｖｄと前記対向電極の電位Ｖｏとは、前記トナーの帯電極性が正の場合にはＶｏ＞Ｖｄの関係を、前記トナーの帯電極性が負の場合にはＶｏ＜Ｖｄの関係をそれぞれ満たす構成であってもよい。
【０１２４】
また、前記現像ユニットは、前記現像剤の重量に対するトナー重量比で表されるトナー濃度を一定に保つために用いられるトナー濃度センサをさらに含んでおり、前記抵抗検出部は、前記トナー濃度センサからの出力信号を受信し、前記出力信号から導出されるトナー濃度が規定値に達している場合にのみ作動する構成であってもよい。
【０１２５】
また、前記現像剤担持体上に保持される前記現像剤と前記像担持体との接触領域において、前記像担持体を導電性スリーブとし、前記現像剤担持体と前記導電性スリーブとの間に４００［Ｖ］の電位差を与えた時に計測される体積抵抗値をρ０、前記抵抗検出手段により検出される前記現像剤の体積抵抗値をρ１、比例定数をａとしたときに成り立つρ０とρ１の関係式ρ１＝ａρ０において、ρ０＝５．８×１０１０［Ω・ｃｍ］としたときに求められるρ１を、前記規定の体積抵抗値とする構成であってもよい。
【０１２６】
また、前記現像ユニット交換フローにおいて、前記画像形成装置の表示部に、現像ユニットの交換を促すメッセージの表示、あるいは警告ランプの表示を行う構成であってもよい。
【０１２７】
また、前記画像形成装置は、さらにネットワークを利用して、装置のメンテナンスをサポートするサービスセンターに信号を送信する信号送信機能を備えており、前記現像ユニット交換フローにおいて、現像ユニットの交換を促す警告信号を前記信号送信機能によりサービスセンターに送信する構成であってもよい。
【０１２８】
また、前記画像形成装置は、さらに現像剤交換手段を備え、前記現像剤交換フローにおいて、前記現像剤交換手段により前記現像剤を交換する構成であってもよい。
【０１２９】
また、前記画像形成装置は、さらに前記現像剤を前記現像ユニットから回収する回収ユニットと、未使用の現像剤を収容し、前記現像ユニットに前記未使用の現像剤を供給する供給ユニットとを備え、前記現像剤交換手段は、前記現像剤交換フローにおいて、まず所定量の前記現像剤を前記現像ユニットから前記回収ユニットに回収し、次に回収された前記現像剤と同量の前記現像剤を前記供給ユニットから前記現像ユニットに供給する構成であってもよい。
【０１３０】
また、前記供給ユニットには、前記現像剤の交換の際に回収、供給される前記現像剤の前記所定量の整数倍の前記現像剤が収容されており、かつ前記回収ユニットは、少なくとも前記供給ユニットに収容されている前記現像剤を収容できる容量を有していてもよい。
【０１３１】
また、前記現像剤交換手段は、交換作業回数をカウントし、記憶するカウント部と、交換可能回数を記憶した記憶部と、前記カウント部においてカウントし、記憶された前記交換作業回数と、前記記憶部に記憶された前記交換可能回数とを比較する比較部とを備え、前記交換作業回数が前記交換可能回数に達した時に、前記回収ユニットと前記供給ユニットの交換が必要であることを、前記画像形成装置の表示部に表示する構成であってもよい。
【０１３２】
また、前記画像形成装置は、ネットワークを利用して、装置のメンテナンスをサポートするサービスセンターに信号を送信する信号送信機能を備えており、前記現像剤交換手段は、交換作業回数をカウントするカウント部と、交換可能回数を記憶した記憶部と、前記カウント部においてカウントし、記憶された前記交換作業回数と前記記憶部に記憶された前記交換可能回数とを比較する比較部とを備え、前記交換作業回数が前記交換可能回数に達した時に、前記回収ユニットと前記供給ユニットの交換が必要であることを、前記信号送信機能によりサービスセンターに送信する構成であってもよい。
【０１３３】
また、前記現像剤交換手段は、前記回収ユニットおよび前記供給ユニットの交換を検知するユニット交換検知部を備え、前記ユニット交換検知部において前記回収ユニットおよび前記供給ユニットの交換を検知した際に、前記カウント部に記憶された前記交換作業回数をリセットする構成であってもよい。
【０１３４】
最後に、上記実施形態にかかる画像形成装置の各ブロック、特に、抵抗検出部１４、抵抗比較部１５、電流計測部１８、トナー濃度検出部２２、信号送信部１１０、現像剤交換部１２０、カウント部１３０、回数比較部１３２、ユニット交換検知部１５０およびそれらに含まれる各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１３５】
すなわち、上記実施形態にかかる画像形成装置は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである画像形成装置の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読取り可能に記録した記録媒体を、上記画像形成装置に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１３６】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１３７】
また、画像形成装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１３８】
本発明は上述した実施形態や各実験例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明の画像形成装置は、キャリアを含む二成分現像剤を用いた電子写真式画像形成システムを適用した、例えば、レーザープリンタや複写機、複合機などに広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明に係る画像形成装置における、二成分現像剤の劣化を判別し、劣化時に二成分現像剤の交換を促す構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の主要な構成の概要を示す模式図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置に用いられる磁性キャリアの体積抵抗率の減少傾向の一例を示すグラフである。
【図４】磁性キャリアの体積抵抗率を導出する過程を説明する際の補足図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の二成分現像剤の抵抗を測定するための対向電極を回転可能な導電性金属スリーブとしたときの構成の概要を示す模式図である。
【図６】二成分現像剤のトナー濃度と動的抵抗との相関の一例を示すグラフである。
【図７】同一コアに対して異なるコーティングを施した磁性キャリアを用いた二成分現像剤について、像担持体表面におけるＡ４用紙一枚当りのキャリア付着個数の現像バイアス依存性をそれぞれ測定した結果を示すグラフである。
【図８】同一コアに対して異なるコーティングを施した磁性キャリアを用いた二成分現像剤について、現像バイアスを４００Ｖとした場合の二成分現像剤の体積抵抗率とキャリア付着個数との相関を示した図である。
【図９】体積抵抗率測定時の対向電極として異なる部材を用いた場合の、電極間電位差と体積抵抗率との相関の一例を示した図である。
【図１０】本発明に係る画像形成装置において、二成分現像剤の劣化を判別し、劣化時に現像ユニットの交換を促すメッセージあるいは警告ランプを表示させる装置の構成を示す概略構成図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置において、二成分現像剤の劣化を判別し、劣化時に現像ユニットの交換を促す信号をサービスセンターに送信する装置の構成を示す概略構成図である。
【図１２】本発明に係る画像形成装置において、二成分現像剤の劣化を判別し、劣化時に現像剤の交換を行う現像剤交換手段を有した装置の構成を示す概略構成図である。
【図１３】本発明に係る画像形成装置において、現像剤交換手段を所定回数実効した後に、回収ユニットおよび供給ユニットの交換を促すメッセージあるいは警告ランプを表示させる装置の構成を示す構成図である。
【図１４】本発明に係る画像形成装置において、現像剤交換手段を所定回数実効した後に、回収ユニットおよび供給ユニットの交換を促す信号をサービスセンターに送信する装置の構成を示す概略構成図である。
【図１５】本発明に係る画像形成装置において、回収ユニットおよび供給ユニットの交換が行われた後に、現像剤の交換作業回数をリセットする機能を有した装置の構成を示す概略構成図である。
【図１６】従来の二成分現像剤を使用した画像形成装置において、現像剤担持体と像担持体との間に作用する電界によって生じる誘導帯電現象を説明する図である。
【図１７】体積抵抗率の異なる２種類の磁性キャリアを含む二成分現像剤を使用した画像形成装置を用いた場合の、像担持体表面におけるＡ４用紙一枚当りのキャリア付着個数の現像バイアス依存性を示す図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１    画像形成装置
１０    現像ユニット
１１    二成分現像剤（現像剤）
１２    現像剤担持体
１３    現像剤規制部材（対向電極）
１４    抵抗検出部（抵抗検出手段）
１５    抵抗比較部（抵抗比較手段）
１６    抵抗記憶部
１７    制御部（制御手段）
１８    電流計測部（電流計測手段）
２１    像担持体
２２    トナー濃度検出部（トナー濃度検出手段）
５０    導電性金属スリーブ（対向電極）
５１    クリーニングブレード
１００    表示部
１１０    信号送信部（信号送信手段）
１１１    サービスセンター
１２０    現像剤交換部（現像剤交換手段）
１２１    回収ユニット
１２２    供給ユニット
１３０    カウント部（回数計測手段）
１３１    回数記憶部
１３２    回数比較部（回数比較手段）
１５０    ユニット交換検知部（ユニット交換検知手段）
１６０    キャリア
１６１    トナー
【図１】
2007292802.tif 000003
【図２】
2007292802.tif 000004
【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】
2007292802.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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