(57)【要約】【課題】現像剤のキャリア劣化度合に対応した、現像剤の落下状態を精度よく検知することを目的とする。【解決手段】排出口ｈ１から排出された現像剤を内部空間ｉｓに貯留し、下端の落下孔ｈ２に向けて内部空間が漏斗状に狭まる貯留部２００と、  落下孔ｈ２を遮蔽可能な排出弁２１０と、  落下孔ｈ２から落下する現像剤の量を検知する落下量検知手段２５０と、  現像剤を落下孔ｈ２から落下させ、落下した現像剤に対する落下量検知手段２５０の検知により、現像剤の落下状態を測定する。【選択図】図４
2012145745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤槽と、前記現像剤槽内の現像剤により像担持体の静電潜像を現像する現像ローラと、トナーとキャリアが補給される補給口と、前記現像剤槽の現像剤の一部を排出する排出口と、を有し、
前記排出口から排出された現像剤を内部空間に貯留し、下端の落下孔に向けて前記内部空間が漏斗状に狭まる貯留部と、
前記落下孔を遮蔽可能な排出弁と、
前記落下孔から落下する現像剤の量を検知する落下量検知手段と、
前記排出弁を稼働させて前記内部空間の現像剤を前記落下孔から落下させ、落下した現像剤に対する前記落下量検知手段の検知により、現像剤の落下状態を測定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記落下量検知手段は、現像剤の質量を測定する秤であり、
前記落下状態は、単位質量あたりの落下時間であ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】
前記落下量検知手段は、落下孔の下方を検知領域とする発光部と受光部とを有する光学式センサであり、
前記検知領域を通過する現像剤により受光部で受光した光量が低下した時間により落下時間を、低下した光量の積分値により落下した現像剤の量を検知し、
落下時間と現像剤の量から算出した単位質量あたりの落下時間を前記落下状態として用い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４】
前記落下量検知手段は、現像剤の質量を測定する秤、及び落下孔の下方を検知領域とする発光部と受光部とを有する光学式センサであり、
前記秤により落下質量を検知し、前記光学式センサの検知により落下時間を検知し、
落下質量と落下時間から算出した単位質量あたりの落下時間を前記落下状態として用い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５】
前記補給口にキャリア若しくは現像剤を供給する補給部と、
前記落下状態により前記補給部から供給するキャリア若しくは現像剤の供給量を制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記落下状態により、前記現像剤槽の内部の現像剤を撹拌する撹拌スクリューの回転数若しくは、現像条件を変更することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記貯留部に貯留された現像剤の量を検知する貯留量検知手段を備え、
前記落下状態の測定は、前記貯留部に所定量以上の現像剤が貯留された際に行うことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２成分現像剤を用いた電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式等の静電潜像現像方法による画像形成においては、静電潜像にトナーと呼ばれる着色粒子を付着させて静電潜像を現像し、トナー像を感光体上に形成する方法が用いられている。
【０００３】
この現像に際してはキャリアをトナーからなる２成分現像剤を用い、キャリアとトナーとを現像剤槽内で相互に摩擦帯電させて、トナーに適当量の電荷を付与している。キャリアは、磁性体粒子表面に樹脂によるコート層を設けたキャリアと、樹脂中に磁性体粒子を混合分散させたキャリアとがあり、いずれも実用化されている。
【０００４】
２成分現像剤を用いた方式においては、現像剤槽内の現像剤のうち一方のトナーは現像動作を繰り返すことによって消費されて減少するので、消費されたトナーを補充するように構成される。一方、キャリアは現像動作により減少することなく、反復使用される。
【０００５】
しかし、反復使用により繰り返し撹拌されるとキャリアが劣化する。例えばキャリア表面の樹脂コート層が剥がれ、抵抗値が、未使用、あるいは初期の状態に比べて低下する。抵抗値が低下したキャリアは、現像電界下で電荷注入により帯電極性が反転し易く、感光体に移行しやすくなるので、感光体における画像書き込み部の最大出力の出力光で照射された部分（トナー付着量の多い部分であり、以下ベタ露光部と記す）にキャリアが付着するなどの不具合を誘発する。
【０００６】
この問題を解決するものとして、現像によって消費されるトナーの補充をする過程で、トナーと一緒に新しいキャリアを現像剤槽内に少しずつ補給するとともに、トナーとキャリアの供給により攪拌槽から溢れた現像剤を排出することにより、現像剤槽内の劣化したキャリアを排出し、現像剤槽内の現像剤の、劣化したキャリアの比率の増大を抑制する、いわゆるトリクル方式の現像器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
キャリアの劣化に応じて適量を補給することが好ましい。過剰に補給するような構成とした場合には、それだけ十分な補給用のキャリアや廃棄用の廃棄ボックスを用意しなくてはならず適切ではない。またキャリアの補給量が適量に対して不足している場合には、現像剤の流動性悪化により画質が不安定になる。そのため、キャリアの劣化を適正に検出することが望まれる。
【０００８】
特許文献２に開示された現像装置では、スパイラルのスクリューにより搬送される現像剤の流動性を、前後のスクリュー羽根の間に検出用の光を透過するように発光部と受光部を配置して、透過光のＯＮ時間とＯＦＦ時間の比較により現像剤の流動性を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公平２−２１５９１号公報
【特許文献２】特開２０１０−３３０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２に記載の現像装置では、スクリューで搬送される現像剤を光学センサで測定しているため、現像装置内の現像剤量の増減により測定結果に影響を与え、精度を確保できない虞がある。
【００１１】
本発明はこのような問題に鑑み、現像剤のキャリア劣化度合に対応した、現像剤の落下状態を精度よく検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１３】
１．トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤槽と、前記現像剤槽内の現像剤により像担持体の静電潜像を現像する現像ローラと、トナーとキャリアが補給される補給口と、前記現像剤槽の現像剤の一部を排出する排出口と、を有し、
前記排出口から排出された現像剤を内部空間に貯留し、下端の落下孔に向けて前記内部空間が漏斗状に狭まる貯留部と、
前記落下孔を遮蔽可能な排出弁と、
前記落下孔から落下する現像剤の量を検知する落下量検知手段と、
前記排出弁を稼働させて前記内部空間の現像剤を前記落下孔から落下させ、落下した現像剤に対する前記落下量検知手段の検知により、現像剤の落下状態を測定することを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
２．前記落下量検知手段は、現像剤の質量を測定する秤であり、
前記落下状態は、単位質量あたりの落下時間であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１５】
３．前記落下量検知手段は、落下孔の下方を検知領域とする発光部と受光部とを有する光学式センサであり、
前記検知領域を通過する現像剤により受光部で受光した光量が低下した時間により落下時間を、低下した光量の積分値により落下した現像剤の量を検知し、
落下時間と現像剤の量から算出した単位質量あたりの落下時間を前記落下状態として用いることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１６】
４．前記落下量検知手段は、現像剤の質量を測定する秤、及び落下孔の下方を検知領域とする発光部と受光部とを有する光学式センサであり、
前記秤により落下質量を検知し、前記光学式センサの検知により落下時間を検知し、
落下質量と落下時間から算出した単位質量あたりの落下時間を前記落下状態として用いることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１７】
５．前記補給口にキャリア若しくは現像剤を供給する補給部と、
前記落下状態により前記補給部から供給するキャリア若しくは現像剤の供給量を制御する制御手段と、を有することを特徴とする前記１から４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【００１８】
６．前記落下状態により、前記現像剤槽の内部の現像剤を撹拌する撹拌スクリューの回転数若しくは、現像条件を変更することを特徴とする前記１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【００１９】
７．前記貯留部に貯留された現像剤の量を検知する貯留量検知手段を備え、
前記落下状態の測定は、前記貯留部に所定量以上の現像剤が貯留された際に行うことを特徴とする前記１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
本願発明によれば、漏斗状の内部空間を備える貯留部から現像剤を落下させ、落下した現像剤を落下量検知手段により測定することにより、現像剤のキャリア劣化度合に対応した現像剤の落下状態を精度よく検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置を説明する図である。
【図２】現像装置５００の構成、及び、現像動作を説明する模式図である。
【図３】現像剤装置５００内の現像剤の流れを示す上面模式図である。
【図４】落下状態測定手段２０を説明する模式図である。
【図５】第２の実施形態に係る落下状態測定手段２０を説明する模式図である。
【図６】タイムチャートである。
【図７】第３の実施形態に係る落下状態測定手段２０
【図８】本実施形態に係る画像形成装置１０が実行する第１の制御フロー図である。
【図９】本実施形態に係る画像形成装置１０が実行する第２の制御フロー図である。
【図１０】流動度の推移を示す図である。
【図１１】流動度とかぶりとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置を説明する図である。
【００２４】
画像形成装置１０は電子写真方式により記録紙に画像、あるいは文字をプリントして排出する画像形成装置である。
【００２５】
画像形成装置１０は、原稿読み取り部１００、画像書き込み部３００、画像形成部４００、転写部４５０、現像装置５００、定着部６００、給紙搬送部７００、操作表示部８００、及び、制御部９００を備えている。
【００２６】
操作表示部８００からは、画像形成装置１０を動作させるための条件、たとえば、画像形成を行う記録紙の枚数、サイズ等を、ジョブ情報として入力することができる。また、操作表示部８００にはスタートボタンが配され、スタートボタンをＯＮすることにより、入力されたジョブ情報に基づいて画像形成装置１０の画像形成を開始させることができる。
【００２７】
制御部９００は、操作表示部８００から入力されたジョブ情報を踏まえて、画像形成装置１０の画像形成動作等を制御する。
【００２８】
画像形成装置１０の上部には、自動原稿送り装置ＤＦが搭載されている。自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは矢印方向に搬送され、原稿読み取り部１００の光学系により原稿の画像が読みとられ、画像情報が取得される。
【００２９】
取得された画像情報は、画像処理部にて必要な画像処理がなされ、画像書き込み部３００に送付される。
【００３０】
画像書き込み部３００は、半導体レーザにて画像情報に基づく出力光を画像形成部４００の画像形成部４００の感光体ドラム４１０に照射する。
【００３１】
画像形成部４００は感光体ドラム４１０、イレーサランプ４２０、帯電器４３０、クリーナ４６０、を有する。
【００３２】
非図示の駆動手段により図示矢印方向に回転される感光体ドラム４１０は、イレーサランプ４２０に照射されて除電がなされた後、帯電器４３０により電荷を付与され、画像書き込み部３００により画像情報に基づく出力光を照射される。画像書き込み部３００による出力光の照射により、感光体ドラム４１０の周面に画像情報に基づく静電潜像が形成される。
【００３３】
像担持体として機能する感光体ドラム４１０に形成された静電潜像は現像装置５００により現像され、トナー像となる。現像装置５００の構成、動作は後述する。
【００３４】
感光体ドラム４１０上のトナー像は、転写部４５０にて、給紙搬送部７００により搬送された記録紙Ｓに転写され、定着部６００を経て転写されたトナー像が定着された記録紙Ｓは画像形成装置１０の外部に排出される。
【００３５】
クリーナ４６０は、クリーニングブレード４６１を回転する感光体ドラム４１０の周面に当接させて感光体ドラム４１０の周面を摺擦し、周面に残留しているトナーを削り取り、除去する。
【００３６】
記録紙Ｓへのトナー像の転写後、感光体ドラム４１０は、外周面に残留しているトナーをクリーナ４６０により除去された後、イレーサランプ４２０による除電、帯電器４３０による電荷の付与がなされ、新たな静電潜像の形成に供される。
【００３７】
図２は、現像装置５００の構成、及び、現像動作を説明する模式図である。
【００３８】
図示される５１０は筐体であり、トナーとキャリアが混合された現像剤（２成分現像剤）を貯留する現像剤槽として機能する現像剤収容室５１３を構成する。
【００３９】
筐体５１０には、現像剤ローラとして機能する現像スリーブ５５１、現像スリーブ５５１に内包され固定の磁極（Ｎ１、Ｓ１等）を有する磁界発生手段であるマグネットロール５５２が配置されている。またマグネットロール５５２の磁力により磁性のキャリアを含む現像剤は現像スリーブ５５１に付着し、搬送される現像剤の層厚を所定量に規制する層厚規制部材５５５、現像剤収容室５１３内の現像剤を攪拌する一対の撹拌スクリュー５６１、５６２が配置される。
【００４０】
筐体５１０の図示上方に示される５２０は補給用のトナーを貯留するトナーホッパ、５３０は補給用のキャリアを貯留するキャリアホッパである。トナーホッパ５２０及びキャリアホッパ５３０から現像剤収容室５１３内の現像剤の状況に応じてそれぞれに貯留されているトナーあるいはキャリアが非図示の供給経路を介して現像剤収容室５１３に供給される。なお、キャリアホッパの内部に、トナーと現像剤を所定のトナー濃度で予め混合させた現像剤を貯留させ、現像剤を補給するようにしてもよい。
【００４１】
また、５９１は現像剤収容室５１３内の現像剤中に含まれるキャリアの透磁率を測定する磁気センサであり、トナー濃度（質量比）を検知するトナー濃度センサとして機能する。５９２は現像剤収容室５１３内の所定高さにおける現像剤の有無を検出するための現像剤上面検知センサである。
【００４２】
撹拌スクリュー５６１及び５６２は、互いに相反する方向に等速で回転し、現像剤収容室５１３内の現像剤を撹拌し、トナーとキャリアと混合するとともに、摩擦帯電させる。本実施形態の画像形成装置１０に現像剤として使用されるトナーは負帯電特性を有し、キャリアは、正帯電特性を有するように、トナーを構成する樹脂粒子、及びキャリアの表面をコートする樹脂の材質が選定されており、攪拌により摩擦されることにより、トナーはマイナスに、キャリアはプラスに帯電される。そして、マイナスに帯電したトナーは、プラスに帯電したキャリアの周囲に付着する。
【００４３】
現像スリーブ５５１は、例えばステンレス材を用いた非磁性の円筒状の部材であり、感光体ドラム４１０の周面に対し、所定の間隙（本実施の形態においては０．３ｍｍ）を保って、非図示の回転駆動手段により感光体ドラム４１０の回転（図２の時計方向回転）に対し、互いに対向する位置において逆方向に回転（図２の時計方向回転）するように構成される。
【００４４】
感光体ドラム４１０の表面は帯電器４３０によりマイナス極性に均一に帯電されたのち、画像書き込み部３００により画像情報に基づく出力光ＬＢを照射（書き込み）されると、照射された部位の帯電量が変化し、画像情報に基づく静電潜像が形成される。
【００４５】
現像スリーブ５５１には、バイアス電源５５９によりＤＣ成分にＡＣ成分を重畳させた現像バイアス電圧が印加されている。本実施の形態における現像バイアス電圧はＤＣ成分が−３００〜−５００Ｖ、ＡＣ成分が５００〜２０００Ｖ、周波数２〜９Ｈｚである。感光体ドラム４１０の回転により、静電潜像形成部分が現像スリーブ５５１と対向する位置（現像領域）に到達すると、現像領域に現像スリーブ５５１により搬送されてきた現像剤のうちのトナー（マイナス帯電されている）がキャリアから離れて感光体ドラム４１０の露光部に移行する。このとき、キャリアは、マグネットロール５５２の磁力により現像スリーブ５５１に吸引されており、感光体ドラム４１０には移行しない。
【００４６】
感光体ドラム４１０へ移行するトナーの量は、感光体ドラム４１０の表面電位、すなわち、感光体ドラム４１０に形成されている静電潜像に対応し、静電潜像が可視画像であるトナー像となる。
【００４７】
現像スリーブ５５１の周面の、感光体ドラム４１０に移行せず残存しているトナー及びキャリアは現像スリーブ５５１の回転により、感光体ドラム４１０と対向する現像領域を通過すると、マグネットロール５５２の磁極の作用により現像スリーブ５５１より離脱し現像剤槽である現像剤収容室５１３に戻る。そして、撹拌スクリュー５６１、５６２により、現像剤収容室５１３内に収容されている現像剤と攪拌、混合され、新たな現像に供される。
【００４８】
このように、キャリアは現像により消費されず反復使用されるが、トナーは現像により消費されるので、画像形成動作を重ねることにより現像剤収容室５１３内のトナーの量は減少する。トナーの量が減少したことは、トナー濃度センサ５９１により現像剤中のトナー濃度の低下として検知される。
【００４９】
現像剤収容室５１３の上部の天板には補給口５１１が開口している。補給口５１１は、トナー貯蔵手段であるトナーホッパ５２０及び、キャリア貯蔵手段であるキャリアホッパ５３０と非図示の供給経路を介して連通している。トナー補給はシャッター５２２を動作させてトナー吐出口５２１を開放し、トナーホッパ５２０に貯留されているトナーを非図示のトナー供給経路を経由して現像剤収容室５１３に供給することにより行う。キャリアの補給も同様にシャッター５３２を動作させてキャリア吐出口５３１を開放し、キャリアホッパ５３０に貯留されているキャリアを非図示の供給経路を経由して現像剤収容室５１３に供給する。これらの現像剤収容室５１３内への補給は、補給口５１１を介して行われる。
【００５０】
トナーの補給は消費にともない低下するトナー濃度の検知値（トナー濃度センサ５９１）に応じて所定のトナー濃度を維持するように行う。キャリアの補給は、現像剤上面検知センサ５９２によって、現像剤収容室５１３に収容されている現像剤の上面（液面）が所定の高さより低下したことを検知されたときになされる。現像剤の上面の低下は、現像剤収容室５１３に収容されている現像剤の一部を排出することにより生じる。現像剤の排出方法については後述する。現像剤の排出量は、現像剤の使用状況あるいは後述する現像剤の搬送状態の検知結果による判断される現像剤の劣化状態により制御される。
【００５１】
画像形成動作（現像）にてキャリアは消費されず、キャリアは反復使用される。反復使用されるキャリアは、繰り返し攪拌されることにより表面の樹脂コートが剥がれ、低抵抗化する。
【００５２】
低抵抗化したキャリアは、感光体ドラム４１０に移行しやすくなるため、静電潜像のベタ露光部に移行してしまう不具合が発生しやすくなる。
【００５３】
図３は、現像剤装置５００内の現像剤の流れを示す上面模式図である。駆動モータＭ１の駆動により撹拌スクリュー５６１、５６２は回転し、これにより、現像剤収容室５１３内の現像剤は撹拌されつつ、図３に示す矢印の方向（反時計回り）に循環搬送される。現像剤収容室５１３の周囲及び、２つの撹拌スクリュウの間には隔壁が設けられている。中央の隔壁の両端部付近には、現像剤を受け渡すために隔壁を部分的に切り欠いた切り欠き部ｒａ、ｒｂが設けられている。現像剤は切り欠き部ｒａ、ｒｂを通過して現像剤収容室５１３の内部を循環する。
【００５４】
トナーホッパ５２０あるいはキャリアホッパ５３０から補給されたトナー若しくはキャリアは、現像剤収容室５１３の撹拌スクリュー５６２の上方に開口している補給口５１１（図３では破線で示す）から補給される。
【００５５】
同図において現像剤収容室５１３の右下側には、余剰の現像剤を排出するための現像剤の排出経路５８０が設けられている。
【００５６】
撹拌スクリュウ５６２は、中央の羽根部ｓｃｐ１と、右側端部の羽根部ｓｃｐ１の２種類の羽根から構成されており、羽根部ｓｃｐ１に比べて羽根部ｓｃｐ２はピッチが短く、スパイラルが逆向きに形成されている。撹拌スクリュー５６２の回転により、羽根部ｓｃｐ１によって右側に搬送された現像剤は、羽根部ｓｃｐ２で反対方向に押し戻される。またこの際、羽根部ｓｃｐ２の搬送性能が低くなるようにピッチを異ならせているので、羽根部ｓｃｐ２付近では現像剤はより多く滞留することになるので、現像剤の上面は高くなる。
【００５７】
現像剤収容室５１３と搬出経路との間には、切り欠き部ｒｃが設けられており、その上面は周囲の壁面よりも少し低くなっている。現像剤収容室５１３内の現像剤の一部は、切り欠き部ｒｃを通過して排出経路５８０へ排出される。
【００５８】
［第１の実施形態］
図４は、第１の実施形態に係る落下状態測定手段２０を説明する模式図である。図３のＡ−Ａ断面図に相当する。排出経路５８０の下方には落下状態測定手段２０が設けられている。落下状態測定手段２０は貯留部２００、廃棄ボックス２５１、秤２５０から構成される。搬送スクリュー５６３により搬送された現像剤は、排出口ｈ１から貯留部２００に落下して内部空間ｉｓに貯留される。
【００５９】
貯留部２００は、中央部２０１と下端部２０２からなり、両者は水平面断面が円形で中心軸は一致しており鉛直方向に延びている。中央部２０１は下方に向けて半径が小さくなっており、下端部２０２は中空円柱の形状をしている。貯留部２００全体としては漏斗状の形状となっている。下端部２０２は落下孔ｈ２を形成し、落下孔ｈ２は、排出弁２１０により遮蔽されている。排出弁２１０は開閉機構Ｍ２により稼働し、排出弁２１０を退避させることにより落下孔ｈ２から貯留部２００内の現像剤ｄを重力による自由落下により排出させることができる。落下孔ｈ２の直径（水平方向断面）はφ２〜４ｍｍが好ましく、中央部２０１の側面（内面側）の水平面に対する傾斜角度は３５度から６０度の範囲が好ましい。
【００６０】
現像剤収容室５１３内の現像剤の量は、現像剤上面検知センサ５９２により一定の量となるように制御している。このことから貯留部２００内に貯留される現像剤量は、キャリアホッパ５３０から補給されたキャリア補給量から見積もることができる。なお、貯留部２００に現像剤上面検知センサ２０９（図７参照）を設け、貯留部２００内の現像剤量を上面高さから検出するようにしてもよい。
【００６１】
図４に示す第１の実施形態に係る落下状態測定手段２０では、秤２５０により排出弁２１０を開いていた間に落下した現像剤の質量（以下、「落下質量」という）を測定する。秤２５０の検知の時間経過のプロフィールにより落下が終了した時刻を知ることができ、落下開始の時刻は排出弁２１０を稼働させ落下孔ｈ２を開いた時である。これらの時刻から落下時間（落下に要した時間のこと）を算出することができる。落下質量ｇと落下時間ｓｅｃから単位質量あたりの落下時間ｓｅｃ／ｇ（以下、「流動度」という）を算出する。
【００６２】
［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態に係る落下状態測定手段２０を説明する模式図である。図４に対応する図であり、図５及び後述の図７においては貯留部２００及び開閉機構Ｍ２、排出弁２１０、廃棄ボックス２５１の構成は図４と同一である。
【００６３】
第２の実施形態に係る落下状態測定手段２０では、第１の実施形態における秤２５０に代えて光学式センサ２６０により落下する現像剤の落下質量と落下時間の測定を行うものである。光学式センサ２６０はレーザ発光素子あるいはＬＥＤ発光素子を備える発光部ＬＤと、発光部ＬＤから発光された光量を測定する受光部ＰＤとを備えている。検知領域は、落下孔ｈ２の真下に成るように光学式センサ２６０は配置されており、落下する現像剤は全て検知領域を通過するように、検知領域の幅は落下孔ｈ２の直径よりも広く設定している。
【００６４】
図６は、タイムチャートであり、排出弁２１０を開閉させる開閉機構Ｍ２と光学式センサ２６０の出力との関係を示している。光学式センサ２６０は出力が高い程、受光部ＰＤに入力する光量が強いことを示している。第２の実施形態において、落下時間は光学式センサ２６０の出力が閾値Ｖｓよりも低下した時間を落下時間（同図の符号Ｔｘの期間）と用いている。また落下がないときの出力を基準としてこれよりも出力が低下した出力とその時間の積である積分値（Ｖ・ｓｅｃ）を算出し、これに所定の係数を乗じることにより落下質量ｇの見積もりを行う。得られた落下質量ｇと落下時間ｓｅｃから単位質量あたりの落下時間ｓｅｃ／ｇ（以下、「流動度」という）を算出する。
【００６５】
［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態に係る落下状態測定手段２０を説明する模式図である。図４、図５に対応する図であり、第３の実施形態に係る落下状態測定手段２０では、第１、第２の実施形態の秤２５０、光学式センサ２６０の両方を備えたものである。また貯留部２００の内部には、現像剤上面検知センサ２０９が設けられており、これにより貯留部２００内の現像剤量を上面高さから検出することが可能である。
【００６６】
第３の実施形態においては、落下質量ｇの測定は秤２５０により行い、落下時間の測定は光学式センサ２６０により行う（図６の符号Ｔｗを参照）。得られた落下質量ｇと落下時間ｓｅｃから単位質量あたりの落下時間ｓｅｃ／ｇ（以下、「流動度」という）を算出する。第３の実施形態においては、第１の実施形態に比較して、落下時間の正確に測定することができ、第２の実施形態に比較して正確に落下質量を測定することができるので、結果として精度良く、流動度を測定することが可能となる。なお、第３の実施形態においては落下質量の測定を、落下時間に対応する期間（図６の時間ｔ１からｔ２に相応）の秤２５０の検知値の変化（時間ｔ１と時間ｔ２の時点での検知値の差分）により行うようにしても良い。
【００６７】
［第１の制御フロー］
図８は、本実施形態に係る画像形成装置１０が実行する第１の制御フロー図である。落下状態測定手段２０は、前述の第１から第３の実施形態の何れを用いても良い。
【００６８】
ステップＳ１では、現像剤の耐久制御を実施する時期となったか否かを判断する。耐久制御を実施する時期としては、例えば所定のプリント枚数として１００００枚毎に実施する例がある。その他に、感光体ドラム４１０の走行距離、現像スリーブ５５１の駆動距離が所定値を上回った際、あるいは貯留部２００に貯留された現像剤量が所定値を超えた際に行うようにしても良い。直前に落下状態を測定してから今回の測定を行うまでに貯留部２００に貯留された現像剤を用いて落下状態の測定を行う。落下状態の測定に用いる現像剤の量としては概ね５０ｇ程度が好ましい。
【００６９】
制御部９００は、耐久制御を実施する時期に達したと判断した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）には、ステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、落下状態を測定する。落下状態を測定することにより単位質量あたりの落下時間（流動度）を測定することができる。
【００７０】
ステップＳ３では、ステップＳ２で得られた流動度から、表１の制御テーブルを用いてキャリア補給量を決定し、決定したキャリア補給量のキャリアをキャリアホッパ５３０により補給する。表１は流動度、制御トナー濃度（T.C.）から決定される１０００プリント毎に補給するキャリア補給量（ｇ／ｋｐ）の関係を示す制御テーブルの例である。制御トナー濃度は、雰囲気環境（温湿度）や現像剤の使用時間により変更している。
【００７１】
【表１】
2012145745.tif 000003
【００７２】
［第２の制御フロー］
図９は、本実施形態に係る画像形成装置１０が実行する第２の制御フロー図である。落下状態測定手段２０は、前述の第１から第３の実施形態の何れを用いても良い。
【００７３】
ステップＳ１、Ｓ２は図８の制御フロー図と同一である。ステップＳ３１では、ステップＳ２で得られた流動度から、表２の制御テーブルを用いてバイアス電源５５９による現像バイアスの出力を決定する。表２は、流動度、制御トナー濃度（T.C.）から決定される現像バイアスＡＣ成分の周波数（ｋＨｚ）との関係を示す制御テーブルの例である。
【００７４】
【表２】
2012145745.tif 000004
【００７５】
図９のステップＳ３２では、ステップＳ２で得られた流動度から、表３の制御テーブルを用いて駆動モータＭ１による撹拌スクリュー５６１、５６２の回転数を変更する。表２は流動度と撹拌スクリューの増加回転数との関係を示す制御テーブルの例である。基準の撹拌スクリュー回転数は４２４ｒｐｍでありこれに対して表３の数値を加える。
【００７６】
【表３】
2012145745.tif 000005
【００７７】
本実施形態によれば、漏斗状の内部空間を備える貯留部から現像剤を落下させ、落下状態を測定することにより、精度良く、現像剤の劣化状態を知ることが可能となる。また落下状態の測定結果を、キャリア補給量、現像バイアス、撹拌スクリューの回転数等の制御に反映させることにより現像剤の劣化度合に対応して適切な安定化制御を行うことができる。
【実施例】
【００７８】
次に実施例について説明する。実施例１から３の条件及び、表懸結果は以下のとおりである。
【００７９】
（全体の条件）
１．実施例１〜３は、何れも図５に示す落下状態測定手段２０により流動度の測定を１００ｋｐ毎に実施した。流動度の測定をした現像剤量に応じて、同量の現像剤を補給した。
２．実施例１は図８の第１の制御フロー、表１に基づいてキャリア補給量の制御を行った。実施例２は図９に示す第２の制御フロー、表２に基づいて現像バイアスの制御を行った。なお撹拌スクリューについては固定回転数であり制御はしていない。実施例３は、現像剤の流動度の測定を行ったが、現像条件、キャリア補給量への制御に対してフィードバックを行っていない。
３．実施例２、実施例３の１ｋｐ毎のキャリア補給量ｇ／ｋｐは表４のとおりである。
【００８０】
【表４】
2012145745.tif 000006
【００８１】
（実施例１、実施例２、実施例３の共通条件）
２．本体条件
感光体ドラム直径  ６０ｍｍ
現像スリーブ外径    φ２５ｍｍ
現像スリーブ表面速度    ７２０ｍｍ／ｓ
現像スリーブ−感光体ドラム間の隙間  ０．３０ｍｍ
現像スリーブ上の現像剤搬送量  ２２０ｇ／ｍ２
撹拌スクリュー（５６１、５６２）回転数  ４２４ｒｐｍ
トナー粒径  ６．５μｍ
キャリア粒径  ３３μｍ
トナー濃度制御値  ７mass％
現像剤収容室５１３内の現像剤量  ６００ｇ
現像バイアス（初期）  ＤＣ成分−４５０Ｖ、ＡＣ成分１．０ＫＶ、ＡＣ成分周波数５．０ｋＨｚ
２．テスト条件
実施例１〜３に対して、Ａ４版サイズの用紙を連続でプリントした。１０ｋｐ毎にカバレッジを５％、１０％、２０％、３５％、５０％の順で変更し、これを繰り返した。
３．結果
（１）流動度
流動度のプリント枚数に対する推移を図１０に示す。キャリア補給量の制御を実施している実施例１では流動度の上昇はほとんどなく、未使用（０ｋｐ）の現像剤の流動性を維持していることがわかる。一方で実施例２、３では流動度は上昇（流動性が悪化）していることがわかる。
（２）画質
図１０に表示した流動度（ｓｅｃ／ｇ）の数値データとともに画質の推移の結果を表５に示す。実施例１、実施例２では画質の悪化は見られない。実施例１ではキャリア補給が適正になされているために現像剤の劣化の進行が遅くなったためであり、実施例２では現流動度の上昇がみられ現像剤の劣化は進行しているが、現像バイアスの制御により画質のレベルは維持できていることがわかる。実施例３では、流動度の上昇にともない画質のレベルも悪化していることが分かる。
【００８２】
【表５】
2012145745.tif 000007
【００８３】
（表５の評価基準）
評価用紙としては王子製紙（株）製「ＰＯＤグロスコート（１００ｇ／ｍ２）」のＡ３サイズを用いた。
粒状性評価は、Web Safe Colorのソフトトーンのカラーコード、#cc6666、#cc9966、#cccc66、#99cc66、#66cc66、#66cc99、#66cccc、#6699cc、及びダルトーンのカラーコード、#996666、#999966、#669966、#669999、#666699、#996699のパッチ画像をプリンタモードで出力し、それぞれの粒状性を総合的に判定した。以下の基準で目視評価した。
○：５人による目視評価で、０人が粒状性による荒れ有りと判断した。
△：５人による目視評価で、２人以上が粒状性による荒れ有りと判断した。
×；５人による目視評価で、４人以上が粒状性による荒れ有りと判断した。
【００８４】
［流動度と現像剤のかぶり評価との対応］
図１０、表５の流動度の測定値とその現像剤でプリントした画像のかぶり性能の評価結果を図１１に示す。かぶり性能は、用紙上のトナー面積率で評価した。トナー面積率は光学顕微鏡により用紙表面の白地部に転写されたトナー面積率（％）で評価している。かぶりトナーのトナー面積率１．０％がＮＧとＯＫの境界線ｓｈであり、これよりも少ない場合には画質は問題ないと判断した。このときの流動度は１．９ｓｅｃ／ｇであった。図１１のグラフに示すように本実施形態により測定した流動度は、かぶりトナーのトナー面積率との相関関係は高く、現像剤の劣化度合を図る指標である流動度を精度よく測定できていることがわかる。
【符号の説明】
【００８５】
１０  画像形成装置
１００  原稿読み取り部
４００  画像形成部
４１０  感光体ドラム
５００  現像装置
５１０  筐体
５１１  補給口
５１３  現像剤収容室
５２０  トナーホッパ
５３０  キャリアホッパ
５５１  現像スリーブ
５５２  マグネットロール
５５９  バイアス電源
５５５  層厚規制部材
５６１、５６２  撹拌スクリュー
５８０  排出経路
５９１  トナー濃度センサ
５９２  現像剤上面検知センサ
５６３  搬送スクリュー
５９３  検知センサ
ｒａ、ｒｂ、ｒｃ  切り欠き部
ｈ１  排出口
２０  落下状態測定手段
２００  貯留部
２０１  中央部
２０２  下端部
ｈ２  落下孔
２１０  排出弁
Ｍ１  駆動モータ
Ｍ２  開閉機構
９００  制御部
【図１】
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【図２】
2012145745.tif 000009
【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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