(57)【要約】【課題】粉体保持体上の帯電された状態の粉体の粉体搬送量が簡単な構成で精度よく求める。【解決手段】粉体保持体３と、この粉体保持体３と対向して設けられる導電性の電極部材４と、粉体保持体３から離れた位置に設けられ、電極部材４を一方の導電層とし且つ電極部材４の粉体保持体３側に絶縁層６を介して導電層７を形成することで電位が変化する電圧を印加したときに一時的に電荷が蓄積可能に構成される蓄電要素５と、粉体保持体３と電極部材４との間に粉体Ｄが介在された状態で予め決められた時間だけ予め決められた電位の電圧を印加する電圧印加手段８と、この電圧印加手段８による電圧の印加開始に伴って蓄電要素５に蓄積された電荷の時間変化に相当する電気的特性を検知する特性検知手段９と、検知された電気的特性に基づいて蓄積された電荷量の大きさに対応する電気特性値を割り出し、粉体保持体３上の粉体搬送量を算出する算出手段１０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電された粉体を保持して搬送する粉体保持体と、
この粉体保持体と対向して設けられる導電性の電極部材と、
前記粉体保持体から離れた位置に設けられ、前記電極部材を一方の導電層とし且つ当該電極部材の粉体保持体側に絶縁層を介して導電層を形成することで電位が変化する電圧を印加したときに一時的に電荷が蓄積可能に構成される蓄電要素と、
前記粉体保持体と前記電極部材との間に粉体が介在された状態で予め決められた時間だけ予め決められた電位の電圧を印加する電圧印加手段と、
この電圧印加手段にて前記電圧が印加されたときに電圧の印加開始に伴って前記蓄電要素に蓄積された電荷の時間変化に相当する電気的特性を検知する特性検知手段と、
この特性検知手段にて検知された電気的特性に基づいて蓄積された電荷量の大きさに対応する電気特性値を割り出し、この電気特性値の大きさに応じて前記粉体保持体上の粉体搬送量を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする粉体搬送量測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の粉体搬送量測定装置において、
前記特性検知手段は、前記蓄電要素に流れる電流を検知する電流検知手段であり、
前記算出手段は、この電流検知手段にて検知される電流の変化に基づいて、電流の時間的な積算量若しくは電流ピークに相当する電気特性値を割り出し、この電気特性値の大きさに応じて前記粉体保持体上の粉体搬送量を算出するようにしたことを特徴とする粉体搬送量測定装置。
【請求項３】
請求項１記載の粉体搬送量測定装置において、
前記特性検知手段は、前記蓄電要素の一対の導電層間に作用する電圧を検知する電圧検知手段であり、
前記算出手段は、この電圧検知手段にて検知される電圧の変化に基づいて、電圧の変化開始から予め決められた時間経過後の電圧に相当する電気特性値を割り出し、この電気特性値の大きさに応じて粉体保持体上の粉体搬送量を算出するようにしたことを特徴とする粉体搬送量測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の粉体搬送量測定装置を含み、
前記粉体保持体が粉体としての現像剤を保持して搬送する回転可能な現像剤保持体であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４記載の現像装置において、
前記算出手段は、前記現像剤保持体を回転させた後に停止させて前記現像剤保持体上の現像剤搬送量を算出するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の現像装置において、
前記電極部材より現像剤保持体の回転方向に沿う上流側部位にて前記現像剤保持体に対応して設けられ、当該現像剤保持体上の現像剤搬送量を規制する層規制手段を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項６記載の現像装置のうち現像剤がトナー及びキャリアを含む二成分現像剤である態様において、
前記層規制手段は、
前記現像剤保持体に対して離れて移動可能に配置され且つ当該現像剤保持体上の現像剤搬送量を変化可能に規制する層規制部材と、
前記現像剤保持体上の現像剤搬送量を可変するように前記層規制部材の移動状態を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項７記載の現像装置において、
前記層規制部材は、前記現像剤保持体との対向部位で現像剤保持体と同方向に回転し且つ回転速度が可変な回転部材であり、
前記制御手段は、前記現像剤保持体上の現像剤搬送量を増加させるときに前記層規制部材の回転速度を増加前の回転速度より速めるように制御するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項８記載の現像装置において、
現像された画像の現像剤濃度を判別する濃度判別手段と、
環境条件を判別する環境判別手段と、を更に備え、
前記制御手段は、
現像剤濃度及び環境条件と現像剤搬送量の予め決められた目標値とを対応付けて記述した対応表を有しており、前記濃度判別手段及び前記環境判別手段による判別結果から、現像剤搬送量が前記対応表の目標値になるように前記層規制部材の回転速度を制御することを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項６記載の現像装置において、
前記算出手段にて算出された現像剤搬送量が予め決められた許容範囲内にあるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段にて現像剤搬送量が予め決められた許容範囲内にないと判別された場合当該現像剤の交換を促すようにユーザーに告知する告知手段と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項６記載の現像装置のうち現像剤がトナー及びキャリアを含む二成分現像剤である態様において、
予め決められた初期の現像剤搬送量は、前記蓄電要素と前記現像剤保持体との対向部位で現像剤が前記蓄電要素のうち前記現像剤保持体側の導電層に接触する量に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項７記載の現像装置において、
予め決められた初期の現像剤搬送量は、前記蓄電要素と前記現像剤保持体との対向部位で現像剤が前記蓄電要素のうち前記現像剤保持体側の導電層に接触しない量に設定され、
この設定された現像剤搬送量で使用し、
前記現像剤保持体の現像剤搬送量が測定される場合には、現像剤が前記蓄電要素のうち前記現像剤保持体側の導電層に接触するように使用時の現像剤搬送量から一旦増量させ、現像剤搬送量が測定された後、前記使用時の現像剤搬送量に戻すようにすることを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の現像装置において、
現像剤搬送量を測定した後、前記蓄電要素と前記現像剤保持体との対向部位で現像剤が前記蓄電要素のうち前記現像剤保持体側の導電層に接触する量である状態で、現像剤中のトナーが現像剤保持体側に吸引される方向の電界を前記現像剤保持体に作用させて前記蓄電要素のうち前記現像剤保持体側の導電層に付着したトナーを現像剤保持体側に回収する回収手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
潜像を保持する像保持体と、
この像保持体に対向するように設けられる請求項４乃至１３のいずれかに記載の現像装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体搬送量測定装置及びこれを用いた現像装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、現像スリーブ上の層形成ローラによって規制された現像剤層に対し、現像スリーブに対向配置される電極との間に直流電圧を印加し、現像剤を流れる電流から層形成ローラの回転数を変化させて現像剤量を調整する方式が開示されている。
また、特許文献２には、現像スリーブ上の層形成ローラによって規制された現像剤層に対し、現像スリーブに対向配置される従動ローラの回転数によって現像剤搬送量を算出し、この算出結果に基づいて所望の現像剤搬送量になるように層形成ローラの回転数を変化させる方式が開示されている。
更に、特許文献３には、現像ロール上のトナー層厚を帯電シートとの間のトナーの静電容量から算出する方式が開示されている。
更にまた、特許文献４には、現像スリーブと電極部材との間の現像剤に対して現像バイアスが印加されたときの電流から現像バイアスのデューティ比を変化させる方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３００９８８号公報（発明を実施するための最良の形態、図２）
【特許文献２】特開２０００−４７４８８号公報（発明を実施するための最良の形態、図２）
【特許文献３】特開２００７−５７７１９号公報（実施の形態２、図７）
【特許文献４】特開平１０−２３２５３９号公報（発明の実施の形態、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、粉体保持体上の帯電された状態の粉体の粉体搬送量が簡単な構成で精度よく求められる粉体搬送量測定装置及びこれを用いた現像装置、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、帯電された粉体を保持して搬送する粉体保持体と、この粉体保持体と対向して設けられる導電性の電極部材と、前記粉体保持体から離れた位置に設けられ、前記電極部材を一方の導電層とし且つ当該電極部材の粉体保持体側に絶縁層を介して導電層を形成することで電位が変化する電圧を印加したときに一時的に電荷が蓄積可能に構成される蓄電要素と、前記粉体保持体と前記電極部材との間に粉体が介在された状態で予め決められた時間だけ予め決められた電位の電圧を印加する電圧印加手段と、この電圧印加手段にて前記電圧が印加されたときに電圧の印加開始に伴って前記蓄電要素に蓄積された電荷の時間変化に相当する電気的特性を検知する特性検知手段と、この特性検知手段にて検知された電気的特性に基づいて蓄積された電荷量の大きさに対応する電気特性値を割り出し、この電気特性値の大きさに応じて前記粉体保持体上の粉体搬送量を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする粉体搬送量測定装置である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る粉体搬送量測定装置において、前記特性検知手段は、前記蓄電要素に流れる電流を検知する電流検知手段であり、前記算出手段は、この電流検知手段にて検知される電流の変化に基づいて、電流の時間的な積算量若しくは電流ピークに相当する電気特性値を割り出し、この電気特性値の大きさに応じて前記粉体保持体上の粉体搬送量を算出するようにしたことを特徴とする粉体搬送量測定装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１に係る粉体搬送量測定装置において、前記特性検知手段は、前記蓄電要素の一対の導電層間に作用する電圧を検知する電圧検知手段であり、前記算出手段は、この電圧検知手段にて検知される電圧の変化に基づいて、電圧の変化開始から予め決められた時間経過後の電圧に相当する電気特性値を割り出し、この電気特性値の大きさに応じて粉体保持体上の粉体搬送量を算出するようにしたことを特徴とする粉体搬送量測定装置である。
【０００７】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに係る粉体搬送量測定装置を含み、前記粉体保持体が粉体としての現像剤を保持して搬送する回転可能な現像剤保持体であることを特徴とする現像装置である。
請求項５に係る発明は、請求項４に係る現像装置において、前記算出手段は、前記現像剤保持体を回転させた後に停止させて前記現像剤保持体上の現像剤搬送量を算出するものであることを特徴とする現像装置である。
請求項６に係る発明は、請求項４又は５に係る現像装置において、前記電極部材より現像剤保持体の回転方向に沿う上流側部位にて前記現像剤保持体に対応して設けられ、当該現像剤保持体上の現像剤搬送量を規制する層規制手段を備えることを特徴とする現像装置である。
請求項７に係る発明は、請求項６に係る現像装置のうち現像剤がトナー及びキャリアを含む二成分現像剤である態様において、前記層規制手段は、前記現像剤保持体に対して離れて移動可能に配置され且つ当該現像剤保持体上の現像剤搬送量を変化可能に規制する層規制部材と、前記現像剤保持体上の現像剤搬送量を可変するように前記層規制部材の移動状態を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする現像装置である。
請求項８に係る発明は、請求項７に係る現像装置において、前記層規制部材は、前記現像剤保持体との対向部位で現像剤保持体と同方向に回転し且つ回転速度が可変な回転部材であり、前記制御手段は、前記現像剤保持体上の現像剤搬送量を増加させるときに前記層規制部材の回転速度を増加前の回転速度より速めるように制御するものであることを特徴とする現像装置である。
請求項９に係る発明は、請求項８に係る現像装置において、現像された画像の現像剤濃度を判別する濃度判別手段と、環境条件を判別する環境判別手段と、を更に備え、前記制御手段は、現像剤濃度及び環境条件と現像剤搬送量の予め決められた目標値とを対応付けて記述した対応表を有しており、前記濃度判別手段及び前記環境判別手段による判別結果から、現像剤搬送量が前記対応表の目標値になるように前記層規制部材の回転速度を制御することを特徴とする現像装置である。
請求項１０に係る発明は、請求項６に係る現像装置において、前記算出手段にて算出された現像剤搬送量が予め決められた許容範囲内にあるか否かを判別する判別手段と、前記判別手段にて現像剤搬送量が予め決められた許容範囲内にないと判別された場合当該現像剤の交換を促すようにユーザーに告知する告知手段と、を備えることを特徴とする現像装置である。
【０００８】
請求項１１に係る発明は、請求項６に係る現像装置のうち現像剤がトナー及びキャリアを含む二成分現像剤である態様において、予め決められた初期の現像剤搬送量は、前記蓄電要素と前記現像剤保持体との対向部位で現像剤が前記蓄電要素のうち前記現像剤保持体側の導電層に接触する量に設定されていることを特徴とする現像装置である。
請求項１２に係る発明は、請求項７に係る現像装置において、予め決められた初期の現像剤搬送量は、前記蓄電要素と前記現像剤保持体との対向部位で現像剤が前記蓄電要素のうち前記現像剤保持体側の導電層に接触しない量に設定され、この設定された現像剤搬送量で使用し、前記現像剤保持体の現像剤搬送量が測定される場合には、現像剤が前記蓄電要素のうち前記現像剤保持体側の導電層に接触するように使用時の現像剤搬送量から一旦増量させ、現像剤搬送量が測定された後、前記使用時の現像剤搬送量に戻すようにすることを特徴とする現像装置である。
請求項１３に係る発明は、請求項１１又は１２に係る現像装置において、現像剤搬送量を測定した後、前記蓄電要素と前記現像剤保持体との対向部位で現像剤が前記蓄電要素のうち前記現像剤保持体側の導電層に接触する量である状態で、現像剤中のトナーが現像剤保持体側に吸引される方向の電界を前記現像剤保持体に作用させて前記蓄電要素のうち前記現像剤保持体側の導電層に付着したトナーを現像剤保持体側に回収する回収手段を有することを特徴とする現像装置である。
【０００９】
請求項１４に係る発明は、潜像を保持する像保持体と、この像保持体に対向するように設けられる請求項４乃至１３のいずれかに係る現像装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、帯電された状態の粉体を保持して搬送する粉体保持体上の粉体搬送量が簡単な構成で精度よく求められる。
請求項２に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、粉体搬送量を容易に測定することができる。
請求項３に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、粉体搬送量を容易に測定することができる。
請求項４に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、現像剤を保持して搬送する現像剤保持体上の現像剤搬送量が簡単な構成で精度よく求められる。
請求項５に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、現像剤保持体上の現像剤搬送量をより精度よく求めることができる。
請求項６に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、現像剤保持体上の安定した現像剤搬送量を求めることができる。
請求項７に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、現像剤保持体上の現像剤搬送量を変化させることができる。
請求項８に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、現像剤保持体上の現像剤搬送量を適正な値に容易に調整することができる。
請求項９に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、現像剤濃度や環境条件に合った現像剤搬送量に調整することができる。
請求項１０に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、現像剤の劣化状況が容易に判断され、ユーザーによる適正な交換が可能になる。
請求項１１に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、蓄電要素の汚れ防止を図りながら、安定した精度のよい現像剤搬送量を求めることができる。
請求項１２に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、蓄電要素の汚れ防止を図りながら、長期に亘って精度のよい現像剤搬送量を求めることができる。
請求項１３に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、蓄電要素が清浄化されると共に現像剤搬送量の測定が一層安定して行われるようになる。
請求項１４に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、現像剤を保持して搬送する現像剤保持体上の現像剤搬送量が簡単な構成で精度よく求められる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が適用された粉体搬送量測定装置を用いた現像装置の実施の形態モデルの概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態モデルでの現像剤搬送量が少ない場合の作用を示す説明図である。
【図３】実施の形態モデルにて、図２より現像剤搬送量が多い場合の作用を示す説明図である。
【図４】実施の形態モデルにて、図３より現像剤搬送量が多い場合の作用を示す説明図である。
【図５】実施の形態モデルにて、図４より現像剤搬送量が多い場合の作用を示す説明図である。
【図６】比較モデルでの現像剤搬送量が少ない場合の作用を示す説明図である。
【図７】比較モデルにて、図６より現像剤搬送量が多い場合の作用を示す説明図である。
【図８】比較モデルにて、図７より現像剤搬送量が多い場合の作用を示す説明図である。
【図９】実施の形態１の画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図１０】実施の形態１の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１１】実施の形態１の制御装置での制御フローを示すフローチャートである。
【図１２】対応表の一例を示す説明図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は現像剤搬送量を変化させた場合の電流波形の変化を示す説明図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は現像剤搬送量を変化させた場合の電圧波形の変化を示す説明図である。
【図１５】変形例として、現像剤が帯電要素に接触していない場合の制御フローを示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態２の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１７】実施の形態２の制御装置での制御フローを示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態３の現像装置の概要を示す説明図である。
【図１９】実施例の結果を示すグラフである。
【図２０】比較例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
◎実施の形態の概要
先ず、本発明が適用された粉体搬送量測定装置を用いた現像装置の実施の形態の概要について説明する。
図１は、本発明を具現化する実施の形態モデルに係る粉体搬送量測定装置が用いられた現像装置２の概要を示すものであって、潜像を保持する像保持体１に対向するように配置されている。
【００１３】
同図において、粉体搬送量測定装置は、帯電された粉体Ｄを保持して搬送する粉体保持体３と、この粉体保持体３と対向して設けられる導電性の電極部材４と、粉体保持体３から離れた位置に設けられ、電極部材４を一方の導電層とし且つ電極部材４の粉体保持体３側に絶縁層６を介して導電層７を形成することで電位が変化する電圧を印加したときに一時的に電荷が蓄積可能に構成される蓄電要素５と、粉体保持体３と電極部材４との間に粉体Ｄが介在された状態で予め決められた時間だけ予め決められた電位の電圧を印加する電圧印加手段８と、この電圧印加手段８にて前記電圧が印加されたときに電圧の印加開始に伴って蓄電要素５に蓄積された電荷の時間変化に相当する電気的特性を検知する特性検知手段９と、この特性検知手段９にて検知された電気的特性に基づいて蓄積された電荷量の大きさに対応する電気特性値を割り出し、この電気特性値の大きさに応じて粉体保持体３上の粉体搬送量を算出する算出手段１０と、を備えている。
【００１４】
ここで、粉体保持体３は、ロール状、ベルト状いずれであっても差し支えない。また、蓄電要素５は電荷の蓄積がなされるものであればよく、通常一つの絶縁層６を電極板（導電層）で挟む構成のものであるが、絶縁層６の層数は特に限定されず、複数層備えるものであってもよく、全体として蓄電要素５として機能するものであればよい。更に、電極部材４とは別に、蓄電要素５の電極部材４側の導電層を設けるようにしても差し支えない。更にまた、蓄電要素５の粉体保持体３側に面する導電層７側に他の導電部材を設けることは差し支えない。
【００１５】
そして、電極部材４としては、固定して配置される態様であってもよいし、例えば粉体Ｄの動きに合わせて回転するような態様であっても差し支えない。電極部材４が固定して配置される態様にあっては、蓄電要素５としては平板状や弧状等が選定され、一方、電極部材４が回転する態様にあっては、電極部材４はロール状又はベルト状いずれでもよく、この場合の蓄電要素５としては電極部材４と共にその周面に沿って層状に設けられればよい。尚、粉体搬送量をより安定して算出する観点からすれば、電極部材４は固定して配置される方が好ましい。
【００１６】
また、電圧印加手段８にて印加される電圧は、ゼロから予め決められた大きさの電圧にしてもよいし、他の電圧値から変化させるようにしてもよく、要は大きさ（電位）の異なる電圧に変化させることを意味する。また、電位の大きさを一定とはせずに、例えば環境条件等を加味して、選択する電位を決めるようにしてもよい。
更に、粉体保持体３上の粉体搬送量を測定する際、繰り返して測定を行い、その平均値を求めて、この平均値を粉体搬送量とするようにしてもよい。
【００１７】
そして、このような粉体搬送量測定装置の具体的な態様としては、次の二つの態様が挙げられる。第一の態様は、特性検知手段９は、蓄電要素５に流れる電流を検知する電流検知手段であり、算出手段１０は、この電流検知手段にて検知される電流の変化に基づいて、電流の時間的な積算量若しくは電流ピークに相当する電気特性値を割り出し、この電気特性値の大きさに応じて粉体保持体３上の粉体搬送量を算出するようにしたものが挙げられる。このとき、電流検知手段としては、流れる電流が検知できるものであればよく、例えば電流自体を電圧に変換して検知することも含まれる。
【００１８】
また、第二の態様としては、特性検知手段９は、蓄電要素５の一対の導電層（具体的には４，７）間に作用する電圧を検知する電圧検知手段であり、算出手段１０は、この電圧検知手段にて検知される電圧の変化に基づいて、電圧の変化開始から予め決められた時間経過後の電圧に相当する電気特性値を割り出し、この電気特性値の大きさに応じて粉体保持体３上の粉体搬送量を算出するようにしたものが挙げられる。
【００１９】
このような粉体搬送量測定装置を現像装置２にて現像剤を保持する現像剤保持体上の現像剤搬送量を測定する装置として用いるには、上述の粉体搬送量測定装置を含み、粉体保持体３を粉体Ｄとしての現像剤Ｄを保持して搬送する回転可能な現像剤保持体３とすればよい。ここで、使用される現像剤Ｄとしては、一成分系、二成分系を問わないが、現像剤保持体３上を現像剤Ｄがより均一な状態で搬送される観点からすれば、現像剤Ｄとしてはトナー及びキャリアが含まれる二成分現像剤が好適である。また、現像剤保持体３は、ロール状、ベルト状いずれであっても差し支えない。
【００２０】
次に、本実施の形態モデルでの粉体搬送量を測定する作用について説明するが、ここでは、粉体Ｄを現像剤Ｄとし、粉体保持体３を現像剤保持体３とした場合の現像剤搬送量と同様の作用のため、以下に現像剤Ｄを用いた場合の現像剤保持体３上の現像剤搬送量を測定する作用について説明する。
図２は、本実施の形態モデルで現像剤Ｄが蓄電要素５の導電層７と現像剤保持体３との間隙よりも少ない状態で、現像剤Ｄが導電層７に接触していない場合の各波形の変化を示したものである。また、電圧印加手段８による電圧印加によって時刻ｔにて０からＶへと電位が変化したときの各波形の変化を示している。ここで、検知電流ｉは電流計によって検知された電流であり、検知電圧Ｖ１は現像剤保持体３と蓄電要素５の導電層７との間の電位差であり、検知電圧Ｖ２は蓄電要素５の一対の導電層（具体的には４，７）間の電位差となっている。
【００２１】
同図において、蓄電要素５を設けたことで、現像剤Ｄが蓄電要素５（具体的には導電層７）に接触していない状況であっても、蓄電要素５を流れる電流が、初期に立ち上がりその後蓄電要素５による時定数の下でゆっくり減衰する検知電流ｉとして検出される。つまり、蓄電要素５には充電電流が流れ、検知電流ｉは図のように少し立ち上がり、その後放電によって減衰する。また、検知電圧Ｖ１は、時刻ｔで立ち上がった後、緩やかに減衰する。一方、検知電圧Ｖ２は緩やかに増加する傾向を示す。そして、Ｖ１とＶ２の和がＶとなる。このときの検知電圧Ｖ２は、どちらかというと、電流を積分したような波形となる。
【００２２】
また、図３は、現像剤Ｄが蓄電要素５の導電層７に少し接触している場合であり、検知電流ｉのピーク値は図２に比べ大きくなる。このとき、検知電圧Ｖ１，Ｖ２も検知電流ｉに合わせて変化する傾向を示し、図２に比べて、やや大きい減衰を示す。
【００２３】
更に、図４は、現像剤Ｄが蓄電要素５の導電層７の略全面に亘って接触している場合であり、現像剤Ｄが蓄電要素５の導電層７の一部にしか接触しない図３の場合に比べて、検知電流ｉのピーク値は大きくなる。そのため、検知電圧Ｖ１は図３に比べて、その減衰量が大きく、検知電圧Ｖ２は逆にその増加量が大きくなる傾向を示す。
【００２４】
そして、図５は、現像剤Ｄが蓄電要素５の導電層７の全面に亘って接触する点では図４と同様であるが、図４に比べて、その接触面積が広くなっている状態を示す。そのため、図５は、図４の場合に比べて、検知電流ｉのピーク値は大きくなる。一方、検知電圧Ｖ１は図４のものに比べて、その減衰量が大きく、検知電圧Ｖ２は逆にその増加量が大きくなる傾向を示す。
【００２５】
つまり、本実施の形態モデルでは、蓄電要素５を設けたことで、現像剤Ｄが蓄電要素５の導電層７に接触していない状態であっても電流計による電流が検出され、また、蓄電要素５による大きな時定数に伴う変化が観測されるようになるため、現像剤保持体３と蓄電要素５の導電層７との間に存在する現像剤Ｄの量に応じた電気的特性の変化として検出される。また、現像剤Ｄが蓄電要素５の導電層７に接触することで、より一層大きな変化として検出されるようになる。このことから、現像剤保持体３上の現像剤搬送量の測定が容易になされる。
【００２６】
このような本実施の形態モデルに対し、電極部材４に蓄電要素５を備えない比較の形態モデルでは、次のようになる。尚、図６〜８にて説明するが、わかり易くするために、符号は本実施の形態モデルと同様のものを用いた。
図６は、現像剤保持体３と電極部材４との間隙にて、現像剤Ｄが電極部材４に接触していない場合を示す。このとき、電圧印加手段８による印加電圧を時刻ｔにて０からＶへと変化させると、現像剤Ｄが電極部材４に接触していないため、電流計での検知電流ｉは殆ど観測されず、一方、現像剤保持体３と電極部材４との間の電位差である検知電圧Ｖ１はＶで一定となる。
【００２７】
図７は、現像剤Ｄが電極部材４に少し接触する場合であり、検知電流ｉは現像剤Ｄが高抵抗体（例えば体積抵抗率が１０９〜１０１２Ω・ｃｍ）であるため、時刻ｔで急峻に立ち上がった後急激に減衰し、その後、徐々に増加する傾向を示す。このような変化は次のように推定される。つまり、一旦立ち上がった波形は、蓄電要素５による容量成分がない分、急激に減衰する。また、電圧印加によって生じる電界により、現像剤Ｄの配列が変化したり、電流の流れる通路ができるとその分の抵抗が時間的に変化することに起因して、その後の増加傾向を来すものと推定される。また、このときの検知電圧Ｖ１はＶで一定となり、電圧波形から現像剤搬送量を測定することは不能である。
【００２８】
図８は、現像剤Ｄが電極部材４に接触する点では図７と同様であるが、図７の場合に比べ、電極部材４と接触する面積が広くなっている。つまり、現像剤保持体３と電極部材４との間の現像剤量が図７に比べ多い状態を示す。この場合の検知電流ｉは、図７に比べ、大きく立ち上がり、また、一旦減衰した後の検知電流ｉの増加傾向も図７に比べて大きくなる。
【００２９】
以上のような比較モデルの方式では、現像剤量によって検知電流ｉの波形が夫々大きく異なり、また、時刻ｔから一定時間経過後の時点での検知電流ｉから現像剤搬送量を求めようとしても、検知電流ｉそのものが、現像剤Ｄの特性、現像剤Ｄの動きやすさ、電流経路のでき方などの影響を受けた結果の値であることから、現像剤搬送量の特性を示す値としては、ばらつきの大きいものであり、精度のよい現像剤搬送量を求めることは困難になる。更に、現像剤搬送量が少ない場合には、測定自体がなされないという欠点もある。
したがって、本実施の形態モデルでの現像剤搬送量の測定の有効性が確認される。
【００３０】
このような現像装置２にあって、算出される現像剤搬送量の測定精度を向上させる観点からすれば、図１に示すように、算出手段１０は、現像剤保持体３を回転させた後に停止させて現像剤保持体３上の現像剤搬送量を算出することが好ましい。この場合、例えば現像時の現像剤保持体３の周速が速くても、現像剤搬送量を求める際に現像剤保持体３を停止させることで、蓄電要素５の導電層７と現像剤保持体３との間隙にある現像剤Ｄの位置ずれ等が抑えられ、一層精度のよい現像剤搬送量が測定される。
【００３１】
また、現像剤搬送量を安定した現像剤搬送量とするには、電極部材４より現像剤保持体３の回転方向に沿う上流側部位にて現像剤保持体３に対応して設けられ、現像剤保持体３上の現像剤搬送量を規制する層規制手段１１を備えることが好ましい。
このような層規制手段１１としては、現像剤保持体３に対向して配置される層規制部材１２を用いて現像剤保持体３上の現像剤搬送量を安定化させるようにしてもよいし、例えば事前に層規制された現像剤層を電界作用等で現像剤保持体３上に供給することで現像剤保持体３上の現像剤搬送量を安定化させるようにしてもよい。このように、現像剤保持体３上の現像剤層が電極部材４との対向部位より上流側で層規制されることで、現像剤保持体３上の現像剤搬送量を測定する際、現像剤Ｄの密度等がより一層均一化され、安定した現像剤搬送量が測定される。
【００３２】
更に、現像剤Ｄがトナー及びキャリアを含む二成分現像剤である態様において、現像剤保持体３上の現像剤搬送量を適正に保つ観点から、層規制手段１１は、現像剤保持体３に対して離れて移動可能に配置され且つ現像剤保持体３上の現像剤搬送量を変化可能に規制する層規制部材１２と、現像剤保持体３上の現像剤搬送量を可変するように層規制部材１２の移動状態を制御する制御手段と、を備えることが好ましい。このような層規制部材１２の代表的態様としては、例えばロール状やベルト状の回転速度が変化する回転部材の態様や、回転せずに、単に、現像剤保持体３との間隙寸法を変化させる部材の態様が挙げられる。
【００３３】
そして、現像剤搬送量をより細かく制御する観点から、層規制部材１２は、現像剤保持体３との対向部位で現像剤保持体３と同方向に回転し且つ回転速度が可変な回転部材であり、前記制御手段は、現像剤保持体３上の現像剤搬送量を増加させるときに層規制部材１２の回転速度を増加前の回転速度より速めるように制御することが好ましい。
【００３４】
また、層規制部材１２が回転部材である態様において、現像剤保持体３上の現像材搬送量をより適正にする観点から、現像された画像の現像剤濃度を判別する濃度判別手段と、環境条件を判別する環境判別手段と、を更に備え、前記制御手段は、現像剤濃度及び環境条件と現像剤搬送量の予め決められた目標値とを対応付けて記述した対応表を有しており、前記濃度判別手段及び前記環境判別手段による判別結果から、現像剤搬送量が前記対応表の目標値になるように層規制部材１２の回転速度を制御することが好ましい。
【００３５】
このような具体的方法としては、現像剤濃度及び環境条件と、許容される現像剤搬送量との関係を予め定めた対応表を記憶しておき、現像剤濃度及び環境条件の判別結果から、対応表に記述された適正な現像剤搬送量となるように層規制部材１２の回転速度を変化させるようにすればよい。ここで、目標値とは、一つの値としてもよいが、通常、許容範囲を意味するものであり、また、濃度判別手段にて判別される画像の現像剤濃度は、現像後の画像であれば、現像直後の画像であってもよいし、現像後しばらく経過した後の画像であってもよく、このような画像から濃度が測定され、判別されるものであればよい。
【００３６】
また、劣化した現像剤Ｄの使用を防ぐ観点から、算出手段１０にて算出された現像剤搬送量が予め決められた許容範囲内にあるか否かを判別する判別手段と、前記判別手段にて現像剤搬送量が予め決められた許容範囲内にないと判別された場合現像剤Ｄの交換を促すようにユーザーに告知する告知手段と、を備えることが好ましい。例えば二成分現像剤が使用される場合、一般に、現像剤Ｄの劣化が進行すると、現像剤搬送量が低下する方向に向かう。そのため、現像剤搬送量の許容範囲を事前に決めておき、この許容範囲を超える場合に現像剤Ｄが劣化状態にあるものと判別し、現像剤Ｄの交換を促すようにすればよい。そして、このような現像剤搬送量の許容範囲は、事前に実験等で確認して決定しておけばよい。また、告知手段としては、表示や音等の任意の方式が採用できる。
【００３７】
更に、現像剤Ｄの交換に際しては、現像剤濃度や環境条件を加味することも可能で、この場合、現像剤濃度及び環境条件と、現像剤搬送量の関係を求めた対応表を記憶しておき、測定された現像剤濃度、環境条件で許容されない現像剤搬送量であればユーザーに現像剤Ｄの交換を促すようにすればよい。そして、このような現像剤Ｄの交換は、現像剤Ｄとして二成分現像剤のみならず、一成分現像剤に対しても同様に行うようにすればよい。
【００３８】
そして、現像剤Ｄによる蓄電要素５の汚れを防ぎつつ現像剤搬送量の安定した測定を行う観点から、現像剤Ｄとしてトナー及びキャリアが含まれる二成分現像剤を用いる態様において、予め決められた初期の現像剤搬送量は、蓄電要素５と現像剤保持体３との対向部位で現像剤Ｄが蓄電要素５のうち現像剤保持体３側の導電層７に接触する量に設定されていることが好ましい。このように、通常使用される状態では蓄電要素５の導電層７に現像剤Ｄを接触させることで、蓄電要素５の導電層７の表面には現像剤Ｄが接触していることから、この部位への直接の汚れ付着が抑えられるようになる。また、導電層７の全面に亘って常に現像剤Ｄを接触させている必要はなく、一部に接触していればよく、このように現像剤Ｄを導電層７に接触させることで、現像剤搬送量を測定する際の電気的特性もより一層明瞭となる。ここで、予め決められた初期とは、例えば装置立ち上げ時を意味し、通常、この状態で使用されることをいう。
【００３９】
また、現像剤Ｄによる蓄電要素５の汚れをより防ぎつつ現像剤搬送量の安定した測定を行う観点から、予め決められた初期の現像剤搬送量は、蓄電要素５と現像剤保持体３との対向部位で現像剤Ｄが蓄電要素５のうち現像剤保持体３側の導電層７に接触しない量に設定され、この設定された現像剤搬送量で使用し、現像剤保持体３の現像剤搬送量が測定される場合には、現像剤Ｄが蓄電要素５のうち現像剤保持体３側の導電層７に接触するように使用時の現像剤搬送量から一旦増量させ、現像剤搬送量が測定された後、使用時の現像剤搬送量に戻すようにすることが好ましい。
【００４０】
このように使用時に蓄電要素５の導電層７の表面に現像剤Ｄが接触しないようにすることで、導電層７の表面に現像剤Ｄが擦れることもなく、また、汚れの付着も抑えられ、長期に亘って安定した現像剤搬送量の測定が可能になる。更に、現像剤搬送量の測定に際しては、現像剤Ｄを増量させて導電層７に現像剤Ｄを接触させることで、より一層安定した現像剤搬送量の測定がなされる。そして、このような現像剤Ｄの増量に際しては、層規制部材１２や現像剤保持体３の回転速度等を調整すればよい。
【００４１】
また、蓄電要素５の導電層７へ付着した汚れを除去する観点から、現像剤搬送量を測定した後、蓄電要素５と現像剤保持体３との対向部位で現像剤Ｄが蓄電要素５のうち現像剤保持体３側の導電層７に接触する量である状態で、現像剤Ｄ中のトナーが現像剤保持体３側に吸引される方向の電界を現像剤保持体３に作用させて蓄電要素５のうち現像剤保持体３側の導電層７に付着したトナーを現像剤保持体３側に回収する回収手段を有することが好ましい。
更に、このような現像装置２を画像形成装置に適用するには、潜像を保持する像保持体１と、この像保持体１に対向するように設けられる現像装置２とを備え、この現像装置２として上述の現像装置２を用いるようにすればよい。
【００４２】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
◎実施の形態１
図９は一例として本発明が適用された実施の形態１に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
同図において、本実施の形態の画像形成装置は、例えば電子写真方式を用いたものであり、装置本体２０の上部に、プラテンガラス上に置かれた原稿の画像を読み取るための原稿読取器を内蔵した原稿読取部２１を設け、更にこの原稿読取部２１の上部には、原稿を自動的に読み取り、読み取った原稿を決められた場所に収容するための自動原稿送り部２２を備えている。
【００４３】
装置本体２０内の下方には、記録材を供給する供給部７０を有し、装置本体２０内の中央には供給部７０から供給された記録材に画像を形成する画像形成部が設けられている。
画像形成部は、略直線方向に沿って、四色夫々のトナー像を形成する作像エンジン３０（３０ａ〜３０ｄ）を設け、これらの作像エンジン３０を複数の張架部材６１〜６６に掛け渡されて回転するベルト状の中間転写体６０に対向する位置に並べて配置している。そして、中間転写体６０上に各作像エンジン３０からのトナー像を転写させて多重化し、中間転写体６０上で多重化されたトナー像を記録材に一括転写するように構成されている。
【００４４】
夫々の作像エンジン３０（３０ａ〜３０ｄ）は、使用する現像剤の他は略同様に構成されているため、ここでは一つの作像エンジン３０について説明する。
作像エンジン３０は、図中Ｂ方向に回転し且つ潜像を形成して保持する像保持体としての感光体３１と、この感光体３１の周りに設けられ且つトナー像を形成するための各種装置とで構成されている。感光体３１の周りには、感光体３１を予め決められた電位に帯電する帯電装置３２、帯電装置３２で帯電された感光体３１に潜像を形成するように例えばレーザ光を用いて露光する露光装置３３、感光体３１上に形成された潜像に対して現像を行ってトナー像にする現像装置４０、現像されたトナー像を中間転写体６０上に転写する転写装置３５、転写後の感光体３１上を清掃する清掃装置３６等が予め決められた位置に配置されている。
【００４５】
中間転写体６０は、複数の張架部材６１〜６６に掛け渡され、例えば張架部材６１を駆動部材として回転するもので、例えば張架部材６３を中間転写体６０に張力を付与する部材とすることで、中間転写体６０は緊張した状態で循環回転するようになる。また、張架部材６５と中間転写体６０を挟んで対向する位置には、中間転写体６０上で多重化されたトナー像を記録材に一括転写するための一括転写装置６７が設けられ、この一括転写装置６７と張架部材６５との間に中間転写体６０上のトナー像が記録材に転移される方向のバイアスが印加されるようになっている。また、中間転写体６０の張架部材６１の近くには、この張架部材６１を対向する部材として中間転写体６０上の残留トナーを清掃する清掃装置６８が設けられている。
【００４６】
また、供給部７０には、供給部７０内の記録材を供給して搬送するためのピックアップ部材７１、捌き部材７２が設けられており、これらによって供給部７０より下流側にある記録材の搬送経路に向かって記録材が一枚ずつ搬送される。供給部７０から搬送された記録材は、位置決め部材７３にて位置決めされて、姿勢が規制された後、予め決められたタイミングで下流側の一括転写部位（張架部材６５と一括転写装置６７とが対向する部位）に向かって搬送される。
【００４７】
一括転写部位にてトナーが転写された記録材は、搬送ベルト７４を介して定着装置７５にて定着され、定着後の記録材は排出部材７６を介して排出収容部７７に収容される。
また、図中符号２３は、作像エンジン３０夫々の現像装置４０に対してトナーを補給するための補給装置である。
【００４８】
このような構成の画像形成装置における現像装置４０は、図１０に示すように構成されており、現像剤としてはトナーと磁性キャリアが含まれる二成分現像剤が用いられる。
同図において、現像装置４０は、感光体３１に対向して開口を有する現像容器４１が配置され、この開口に対応した現像容器４１内には、感光体３１に対向して配置され且つ現像剤を保持して搬送する現像剤保持体４２が配置されている。更に、現像容器４１内の現像剤保持体４２の後方には、現像剤を攪拌して混合しながら、現像剤を帯電し、帯電した現像剤を現像剤保持体４２に供給する一対の攪拌搬送部材４８，４９が設けられている。これらの攪拌搬送部材４８，４９は、現像剤保持体４２の回転軸方向に沿って延びる回転軸と、その回転軸の周りに螺旋状の羽根を有して回転するもので、互いに反対方向へ現像剤を搬送することで、現像容器４１内を現像剤が循環できるようになっている。
【００４９】
現像剤保持体４２は、表面に現像剤を保持した状態で回転する現像スリーブ４２ａと、この現像スリーブ４２ａの内部に固定的に設けられ、複数の磁極（図中四角形状で示す部材）が選択された位置に固定的に配置された磁石体４２ｂとで構成されている。
【００５０】
現像スリーブ４２ａには切替器８１が接続され、二つの電源８２，８３の間でいずれか一方の電源に現像スリーブ４２ａが接続されるようになっている。ここで、電源８２は、現像スリーブ４２ａ上の現像剤からトナーを感光体３１側に飛翔させるための現像バイアスを供給するためのものであり、電源８３は、予め決められた電位の直流電圧をＯＮ／ＯＦＦによって印加するためのもので、印加される電圧は階段状に急激に変化するものとなる。
【００５１】
また、現像装置４０には、現像スリーブ４２ａと感光体３１とが対向する部位より現像スリーブ４２ａの回転方向における上流側で、磁石体４２ｂの一つの磁極に対応する位置に、現像スリーブ４２ａから予め決められた間隔をもって配置された層規制部材４３が、回転可能な状態で設けられている。そのため、磁石体４２ｂ内の磁極によって穂立ちがなされた現像スリーブ４２ａ上の現像剤は、回転する層規制部材４３によって規制されることで、層規制部材４３を通過した現像スリーブ４２ａ上には規制された現像剤量が保持された状態で、下流側に搬送される。
【００５２】
更に、本実施の形態では、層規制部材４３より現像スリーブ４２ａの回転方向における下流側で、現像スリーブ４２ａと感光体３１とが対向する部位より上流側位置に、現像スリーブ４２ａから離れた状態で現像スリーブ４２ａに対向して配置される略円柱状に形成された蓄電要素９０が磁石体４２ｂの磁極とほぼ対向するように、固定された状態で設けられている。
【００５３】
蓄電要素９０は、略同心円状に設けられた三層構成のもので、現像スリーブ４２ａ側の導電層９１、この導電層９１とは異なる中心部分に導電性の電極部材としての中心導体９２、導電層９１と中心導体９２との間に設けられた絶縁層９３とで構成されている。また、本実施の形態では、導電層９１の表面の少なくとも一部には現像剤が接触するようになっており、導電層９１に対する現像剤の残渣（特に現像剤中のトナー）の堆積は抑えられる。
【００５４】
そして、この蓄電要素９０の中心導体９２側には、蓄電要素９０を流れる電流を検知する電流センサ９７が接続されている。また、感光体３１と現像スリーブ４２ａとが対向する部位より感光体３１の回転方向における下流側で感光体３１に対向する部位に、感光体３１上で現像されたトナー像のトナー濃度を検知する濃度センサ９８が設けられると共に、更に、現像装置４０の環境条件を検知する環境センサ９９が予め定めた位置に設けられている。
【００５５】
また、本実施の形態では、現像スリーブ４２ａ上の現像剤搬送量の測定や層規制部材４３の回転速度を制御するための制御装置１００が設けられており、この制御装置１００は、層規制部材４３、切替器８１、電流センサ９７、濃度センサ９８、環境センサ９９等と信号の伝達がなされるようになっている。
【００５６】
本実施の形態の制御装置１００は、現像装置４０自体の制御も行うが、ここでは、主として現像スリーブ４２ａ上の現像剤搬送量の測定制御について説明する。制御装置１００による制御フローは図１１に示すようになっており、この制御フローについて図１０を参照しながら説明する。
現像剤搬送量の測定を開始する場合、先ず、切替器８１を電源８２側にした状態で、感光体３１に予め決められた大きさの濃度パッチを作成する（ステップＳ１）。作成された濃度パッチのトナー濃度を濃度センサ９８にて測定すると共に環境条件を環境センサ９９によって測定する（ステップＳ２）。
【００５７】
その後、現像スリーブ４２ａ及び層規制部材４３の回転を停止した状態で切替器８１を電源８２側から電源８３側に切り替えた後、現像スリーブ４２ａと蓄電要素９０の中心導体９２との間にこの電源８３によってゼロから予め定めた電位の直流電圧に急峻に変化する電圧を印加し、電流センサ９７によって検出される電流波形のうち、電圧の印加開始から予め決められた期間までの積算電流値から、現像スリーブ４２ａと蓄電要素９０（具体的には導電層９１）との間の現像剤量を求め、求められた現像剤量から現像スリーブ４２ａ上の現像剤搬送量を算出する（ステップＳ３）。積算電流値は、測定電流値から減衰曲線をＡ・exp（−ｂｔ）（ただし、Ａ，ｂは定数）とおいて積分値を求めてもよい。
【００５８】
ここで、積算電流値から現像剤搬送量を算出するには、先ず、積算電流値と、現像スリーブ４２ａと蓄電要素９０との間隙にある現像剤量との関係を事前実験等で把握し、この現像剤量をそのまま現像剤搬送量として算出するようにしてもよいし、例えば単位面積当たりに換算した値を現像剤搬送量としてもよい。
【００５９】
次に、測定されたトナー濃度、環境条件及び算出された現像剤搬送量から、トナー濃度や環境条件に対して現像剤搬送量が目標範囲内にあるか否かの判別が、例えば事前に記憶されている対応表を参照しながらなされる（ステップＳ４）。このような対応表は、トナー濃度及び環境条件に適合する現像剤搬送量の目標範囲（目標値）を事前に実験等で把握しておき、例えば制御装置１００内に記憶しておけばよい。
【００６０】
そして、ステップＳ４で目標範囲内と判別されれば、層規制部材４３の回転速度の設定値はそのままに、現像剤搬送量の測定を終える。一方、ステップＳ４で現像剤搬送量が目標範囲外であると判別されると、層規制部材４３の回転速度の設定値を増減し（ステップＳ５）、ステップＳ３に戻る。このとき、現像スリーブ４２ａ及び層規制部材４３を再度回転させて、予め定めた時間後に現像剤搬送量の測定を行うことは言うまでもない。尚、回転速度の設定値の増減は、例えば現像剤搬送量が不足している場合には設定値を増加させ、現像剤搬送量が過剰である場合には設定値を減少させるようにすればよい。
【００６１】
そして、トナー濃度、環境条件に合った現像剤搬送量が確認されれば終了する。
また、現像剤搬送量の測定を繰り返しても算出される現像剤搬送量が目標範囲内にならない場合には、例えば事前に繰り返し回数の最大回数を定めておき、この回数だけ繰り返しても目標範囲内に至らない場合には例えば現像剤の劣化と判断し、ユーザーに現像剤の交換を促すようにしてもよい。
【００６２】
また、このような制御フローで、例えば対応表にトナー濃度及び環境条件と、これらの条件に適合した層規制部材４３の回転速度の設定値との対応が関連付けられていれば、トナー濃度及び環境条件から層規制部材４３の回転速度の設定値を新たな設定値に変更するようにしてもよい。この場合、例えば現在の設定値がトナー濃度及び環境条件に許容される場合であり、更に、現像剤搬送量が許容されない場合には、例えば現像剤が劣化しているものと判断し、ユーザーに現像剤の交換を促すようにしてもよい。
【００６３】
図１２は、対応表の一例を示したもので、例えば環境条件を三段階に分け、トナー濃度も三段階に分け、夫々に対応する許容される現像剤搬送量（図中Ｒ１〜Ｒ５で示す）を事前に決めたものとなっている。また、現像剤搬送量は、夫々の目標範囲を有しており、Ｒ１からＲ５に向かうに連れて現像剤搬送量が少なくなっている。
例えば高温高湿環境下では、現像剤は主としてその流動性が低下するため、勢い現像剤搬送量が減少する方向に向かうため、これらを加味した現像剤搬送量を決めておく方がよい。そして、例えば算出された現像剤搬送量がこの対応表の現像剤搬送量の範囲よりも低下した場合には、現像剤の劣化が生じたものと判断するようにしても差し支えない。
また、ここでは、目標範囲が互いにオーバーラップする値ではないものとしたが、一部オーバーラップするようになっていてもよい。
【００６４】
次に、このような現像剤搬送量の測定方法の有効性について説明する。
蓄電要素９０を流れる電流の短時間での電流波形の変化をみると、現像剤搬送量が多い場合と少ない場合とでは異なるものとなる。図１３（ａ）〜（ｃ）は現像剤搬送量を（ａ）から（ｃ）方向へ、順次多くした場合の電流波形の一例を示したものである。
【００６５】
電源８３によって現像スリーブ４２ａと蓄電要素９０の中心導体９２との間に急峻に変化する電圧を印加すると、蓄電要素９０の、特に絶縁層９３に対し急速に充電電流が流れる結果、電流波形は急激に立ち上がる。これは、現像剤の体積抵抗率がおよそ１０９〜１０１１Ω・ｃｍであるのに対し、絶縁層９３の体積抵抗率を現像剤より１桁以上大きいおよそ１０１３Ω・ｃｍ以上とすることで、蓄電要素９０に対して急速な充電電流が流れることになる。その後、充電量に応じた放電がなされ、放電電流による減衰曲線が得られる。この場合、現像剤搬送量が多くなると、現像剤と蓄電要素９０（具体的には導電層９１）との接触面積が増加するために、蓄電要素９０を流れる充電電流が増加する。したがって、電流波形での最大電流も増加するようになり、減衰曲線も緩やかになる。
【００６６】
このような電流波形で、例えばある時刻の電流値から現像剤搬送量を算出しようとすると、電流のピークの位置は例えば電源や測定系の立ち上がりも含まれるため、常に一定とは限られず、電圧の立ち上げ時から一定時間が経過した時点での電流値を基に現像剤搬送量を算出することは多くの誤差が含まれる虞がある。これに対し、本実施の形態では、一回の電圧変更によって生じる電流量、例えばｔ１までの間の電流波形の電流積分値を求め、これから現像剤搬送量を算出するようにしているため、検知のために現像剤層に与える電気的な影響時間（例えば本実施の形態のｔ１としては約１００ｍｓもあればよい）を最小限にでき、ばらつきの少ない現像剤搬送量の算出がなされる。尚、このような現像剤搬送量の算出には、例えば事前に現像剤搬送量と電流積分値との関係を求め、対応表としておけばよい。
【００６７】
更に、本実施の形態では、対応表の作成にあたっては、感光体３１上のトナー濃度や環境条件も同時に加味したものとなっている。それ故、層規制部材４３の回転速度を制御することで、より適正な現像剤搬送量が維持されるようになる。一方、現像剤自体の劣化が進行した場合には、現像剤を交換させるようにすればよい。
【００６８】
一般に、二成分現像剤を用いて現像を繰り返すと、現像剤中のキャリアの帯電性能の劣化の他、流動性の低下などが進行し、現像剤としての十分な帯電がなされ難くなると共に現像剤搬送量の低下や背景かぶりが生じ易くなる。また、環境条件では、例えば高温高湿条件の方が低温低湿条件に比べて現像剤の流動性が低下し、現像剤搬送量は減少し易くなる。また、現像濃度を一定に保つためにトナーの濃度制御を行っていくと、高温高湿条件では低いトナー濃度へ移行し、若干現像剤搬送量は増加する。例えば図１２に示すような対応表で想定している範囲よりも現像剤搬送量が低下した場合は、現像剤自体の劣化の虞があり、この場合、現像剤の交換を促す告知を行うことで、速やかな現像剤の交換がなされる。
【００６９】
以上の説明においては、電流波形の積算電流値から現像剤搬送量を算出する態様を示したが、次のようにしてもよい。つまり、図１３（ａ）〜（ｃ）にも示すように、電流波形のピーク値も現像剤搬送量によって変化する。そのため、電流波形のピーク検出を行い、そのときのピーク値を求めて、現像剤搬送量としてもよい。このときも、ピーク値と現像剤搬送量との対応表を事前に求めておけばよい。
【００７０】
更に、電流波形ではなく、蓄電要素９０に作用する電圧を下に現像剤搬送量を算出するようにしてもよい。
図１４（ａ）〜（ｃ）は蓄電要素９０に作用する電圧波形、つまり、蓄電要素９０の絶縁層９３に作用する電位差の変化を示したもので、（ａ）から（ｃ）に向かうに従い現像剤搬送量が増加したものとなっている。電源８３による電圧が印加されると、蓄電要素９０に作用する電位差（電圧）は瞬時に立ち上がり（図では負側）、その後若干増加する傾向を示す。この変化には、電源８３の立ち上がり、現像剤に流れる電流、測定系の影響が含まれるが、電圧波形は、電流波形を積分したような波形となるため、増加傾向となる部分は非常にゆっくりと変化するため、電圧波形の変化開始時期から予め決められた時間後（立ち上がった後にしばらく経過した時点で図中例えばｔ１で示す時点）の電圧の大きさに応じて現像剤搬送量を算出する場合、例えば現像剤の配列の変化や導電路の抵抗変化などがあっても、これらの影響が非常に小さく抑えられる。そして、このような電圧を検知する時間（ここではｔ１が相当する）としては、例えば図１３にも示したように、電流積分値や電流値のピークが確認できる時間を基準として決めることも可能である。
【００７１】
電圧波形自体は、現像剤の体積抵抗率がおよそ１０９〜１０１１Ω・ｃｍであるのに対し、絶縁層９３の体積抵抗率を現像剤より１桁以上大きいおよそ１０１３Ω・ｃｍ以上とすることで、現像スリーブ４２ａと蓄電要素９０の導電層９１との間の現像剤による抵抗成分より、絶縁層９３での抵抗成分の方が大きいため、電圧波形の立ち上がりは急峻となり、その後の変化は漸増する傾向を示す。そのため、電流波形の予め決めた時刻の電流値を下に現像剤搬送量を算出するようにしても、精度の高い現像剤搬送量の算出がなされる。
【００７２】
本実施の形態では、蓄電要素９０を固定して配置する態様を示したが、例えば現像剤の搬送力に合わせて従動回転するように構成しても差し支えない。また、蓄電要素９０の絶縁層９３の層数は一層に限られず、複数層備えるようにしてもよい。この場合、絶縁層９３の相互間は導電性または半導電性の部材で構成されていればよい。更に、現像剤搬送量を測定する場合、現像スリーブ４２ａを停止する態様を示したが、現像スリーブ４２ａの回転を行わせて現像剤搬送量を算出するようにしても差し支えない。そして、この場合、現像スリーブ４２ａを固定するものに比べて、得られる電気的特性の安定性が多少低下することが想定されるが、それも加味した制御を行うようにすればよい。
【００７３】
また、本実施の形態では、磁石体４２ｂの蓄電要素９０に対向する部位に磁極を設ける態様を示したが、必ずしも磁極を必要とせず、磁極を設けないようにしてもよい。更に、蓄電要素９０の導電層９１表面の汚れを清掃するため、例えば現像剤搬送量の測定を終えた時点で、例えば現像スリーブ４２ａ側に現像剤中のトナーを吸引する方向の電界を作用させるようにしても差し支えない。
【００７４】
更に、現像スリーブ４２ａ上の現像剤搬送量を層規制部材４３の回転速度を調整して行う場合、次のようにする方がより細かい現像剤搬送量の制御が可能になる。
例えば現像スリーブ４２ａの表面粗さが最大高さＲｚで５μｍ以下（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：’０１に準拠）の平滑性を備えたものを使用することで、現像スリーブ４２ａ上の現像剤の規制が層規制部材４３の回転によって容易になされるようになる。また、層規制部材４３の表面も同様の平滑性を備える方がよい。
【００７５】
また、上述した実施の形態では、現像剤が蓄電要素９０の導電層９１に接触する態様を示したが、導電層９１に対する現像剤の擦れを防ぎ、蓄電要素９０として長期に亘る安定した働きを確保するため、通常、現像剤を蓄電要素９０に接触させない方式としてもよい。
図１５は、変形例として、現像剤が、通常、蓄電要素９０の導電層９１に接触していない場合の制御フローを示すもので、図１０を参照しながら説明する。
【００７６】
先ず、切替器８１を電源８２側にした状態で、感光体３１に予め決められた大きさの濃度パッチを作成する（ステップＳ１１）。作成された濃度パッチのトナー濃度を濃度センサ９８にて測定すると共に環境条件を環境センサ９９によって測定する（ステップＳ１２）。
ここで、この変形例では、現像剤が、通常、蓄電要素９０の導電層９１に接触していないことから、現像剤搬送量を測定するために、層規制部材４３の回転速度を予め決められた比率で上昇させ、現像剤搬送量を増加させる（ステップＳ１３）。このとき、層規制部材４３の回転速度としては、現像剤が蓄電要素９０に接触する量になるように、事前に実験等で比率を求め、この求めた比率に応じて回転速度を増加させるようにすればよい。
【００７７】
その後、現像スリーブ４２ａ及び層規制部材４３の回転を停止した状態で切替器８１を電源８２側から電源８３側に切り替えた後、現像スリーブ４２ａと蓄電要素９０の中心導体９２との間にこの電源８３によってゼロから予め定めた電位の直流電圧に急峻に変化する電圧を印加し、電流センサ９７によって検出される電流波形のうち、電圧の印加開始から予め決められた期間までの積算電流値から、現像スリーブ４２ａと蓄電要素９０との間の現像剤量を求め、求められた現像剤量から現像スリーブ４２ａ上の現像剤搬送量を算出し、この算出結果から、増加させる前の現像剤搬送量を推定する（ステップＳ１４）。このときの推定は、事前の実験等で層規制部材４３の回転速度を上昇させた比率での現像剤の増量割合を求めておき、これから逆算するようにすればよい。
【００７８】
次に、測定されたトナー濃度、環境条件及び推定された現像剤搬送量から、トナー濃度や環境条件に対して推定された現像剤搬送量が目標範囲内にあるか否かの判別が、例えば事前に記憶されている対応表を参照しながらなされる（ステップＳ１５）。そして、目標範囲内にあると判別された場合には、層規制部材４３の回転速度を上昇させた比率の逆数となる比率で下降させ、これを層規制部材４３の回転速度として設定して（ステップＳ１６）終える。
また、ステップＳ１５で推定された現像剤搬送量が目標範囲内にない場合は、層規制部材４３の回転速度を増減させ、ステップＳ１４から再度行う。
【００７９】
このように、通常、現像剤を蓄電要素９０（具体的には導電層９１）に接触させずに、現像剤搬送量を測定する際に接触させるようにすると、蓄電要素９０に対する現像剤の摩耗が抑えられると共に、現像剤搬送量の測定時にも安定した測定がなされる。
また、このように、現像剤を蓄電要素９０に接触させずに長期間使用すると、蓄電要素９０の表面（導電層９１の表面）に現像剤中のトナーの付着が起きやすいため、例えば現像剤搬送量を測定した後に、現像剤が蓄電要素９０に接触している状態で、現像スリーブ４２ａ側にトナーを吸引して回収する方向の電界を作用させて、蓄電要素９０の表面を清掃するようにしてもよい。
【００８０】
◎実施の形態２
図１６は、実施の形態２の現像装置４０の概要を示す説明図である。本実施の形態の現像装置４０は、実施の形態１の現像装置４０（図１０参照）と略同様に構成されるが、層規制部材が異なるものとなっている。尚、同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。
【００８１】
同図において、本実施の形態の層規制部材４４は、その一端側が現像容器４１に固定され、他端側が現像スリーブ４２ａから予め決められた間隔を持って離れた状態で配置されている。また、この層規制部材４４に対向する位置に磁石体４２ｂ側の磁極が設けられている。そのため、磁石体４２ｂ内の磁極によって穂立ちがなされた現像スリーブ４２ａ上の現像剤は、層規制部材４４によって規制されることで、層規制部材４４を通過する現像剤量でほぼ一定となった現像剤が下流側に搬送される。
【００８２】
本実施の形態においても、切替器８１、電流センサ９７、濃度センサ９８、環境センサ９９等を有し、これらを制御する制御装置１００が設けられている。
本実施の形態の制御装置１００による現像剤搬送量の測定制御について、図１７に示す制御フローを参照しながら説明する。
【００８３】
現像剤搬送量の算出を開始する場合、先ず、切替器８１を電源８２側にした状態で、感光体３１に予め決められた大きさの濃度パッチを作成する（ステップＳ２１）。作成された濃度パッチのトナー濃度を濃度センサ９８にて測定すると共に環境条件を環境センサ９９によって測定する（ステップＳ２２）。
その後、現像スリーブ４２ａ及び層規制部材４３の回転を停止した状態で切替器８１を電源８２側から電源８３側に切り替えた後、この電源８３によって階段状電圧、つまり、ゼロから予め定めた電位の直流電圧に急峻に変化する電圧を現像スリーブ４２ａと蓄電要素９０との間に印加し、電流センサ９７によって検出される電流波形のうち、電圧の印加開始から予め決められた期間までの積算電流値から、現像スリーブ４２ａと蓄電要素９０との間の現像剤量を求め、求められた現像剤量から現像スリーブ４２ａ上の現像剤搬送量を算出する（ステップＳ２３）。
【００８４】
次に、測定されたトナー濃度、環境条件及び算出された現像剤搬送量から、トナー濃度や環境条件に対して現像剤搬送量が予め定めた許容範囲内にあるか否かの判別が、例えば事前に記憶されている対応表を参照しながらなされる（ステップＳ２４）。ここで、現像剤搬送量が許容範囲を超えていると判別された場合は、現像剤の劣化が進行している状況であるものと判断し、現像剤の交換を促すように告知して（ステップＳ２５）、終える。
【００８５】
本実施の形態では、層規制部材４４が実施の形態１のように回転するタイプでないことから、現像剤搬送量の増減を行うことはせず、現像剤の劣化に至るものと判断すればそれを告知するようにしている。そのため、現像剤の交換が必要な場合にはスムーズになされる。
【００８６】
また、本実施の形態では、層規制部材４４が固定するタイプのものを説明したが、例えば層規制部材４４を、現像スリーブ４２ａに対し、例えばその法線方向に沿って移動できるように構成することで、実施の形態１の回転する層規制部材４３（図１０参照）と同様に作用させることも可能である。この場合、例えば図１１のステップＳ４で現像剤搬送量が目標範囲内にないと判別された場合、層規制部材４４を移動させ、層規制部材４４と現像スリーブ４２ａとの間隙を変化させることで現像剤搬送量を増減すればよい。
【００８７】
本実施の形態では、積算電流値を用いて現像剤搬送量を算出する態様を示したが、電流波形のピーク値を用いるようにしてもよいし、電流波形ではなく、電圧波形を用いて現像剤搬送量を算出するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００８８】
◎実施の形態３
図１８は、実施の形態３の現像装置４０の概要を示す説明図である。本実施の形態の現像装置４０は、実施の形態１の現像装置４０（図１０参照）と異なり、層規制部材４４が実施の形態２と同様に固定して配置されるものであり、また、蓄電要素９０の形状は板状のものとなっている。尚、同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。
【００８９】
同図において、本実施の形態の蓄電要素９０は、現像スリーブ４２ａに面する側に導電層９４、反対側に導電性の電極部材９５、導電層９４と電極部材９５との間の絶縁層９６を有する平板状の部材である。また、本実施の形態の蓄電要素９０は実施の形態１の蓄電要素９０とは形状が異なるが、現像剤に対する作用は同様になされる。このとき、蓄電要素９０としては平板状の部材の他に例えば弧状の部材であっても差し支えない。
【００９０】
本実施の形態では、実施の形態２と同様の層規制部材４４を用い、蓄電要素９０が例えば三層構成の板状部材にて構成されている。このような構成の実施の形態での制御装置１００による制御フローは、実施の形態２と略同様（図１７参照）であるため、ここではその説明は省略する。
そして、このような態様にあっても、現像スリーブ４２ａ上の現像剤搬送量に対する安定した算出がなされる。更に、本実施の形態においても、電流波形から積算電流値若しくはピーク値を求め、現像剤搬送量を算出するようにしてもよいし、電圧波形から現像剤搬送量を算出するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００９１】
上述した実施の形態１〜３では、現像剤搬送量を測定する際、現像剤が蓄電要素９０（具体的には現像剤保持体側の導電層）に接触している状態で測定を行ったが、例えば現像剤が蓄電要素９０に接触していない状態で測定することも可能である。ただし、この場合、現像剤が蓄電要素９０に接触する態様に比べ、感度が低下することから、例えば、現像剤搬送量の測定レベルの一つ又は二つとして、現像剤が蓄電要素９０に接触していない状態を付加する方が好適である。
また、現像剤として二成分現像剤を用いる態様を示したが、一成分現像剤を用いて同様に現像剤搬送量を算出することも可能である。この場合、より現像剤に負荷を与えないようにするには、例えば蓄電要素としてフィルム状の部材を用いるか、蓄電要素に対しては現像剤を通常接触させないようにする方がよい。
【実施例】
【００９２】
◎実施例１
本実施例は、実施の形態３の構成と同様の構成の現像装置を用い、測定時に現像スリーブを停止した状態で現像スリーブ上の現像剤搬送量と、電流波形との関係を確認したものである。横軸に現像スリーブ上での単位面積当たりの現像剤搬送量をプロットし、縦軸に現像スリーブと電極部材との間に急峻に変化する電圧を印加したときの電流波形に基づいて、電源立ち上がり後から一定時間（例えば２００ｍｓ等の予め定めた時間）までの電流積分値（積算電流値に相当）を算出し、それをプロットした。
また、比較例として、電流波形での電流積分値ではなく、電源立ち上がり後から一定時間経過後の電流値をプロットしたものも確認した。
【００９３】
本実施例の結果は、図１９に示すように、現像剤搬送量と電流積分値とがほぼ一直線状に並ぶ良好な直線性を有する関係が確認された。
一方、比較例の結果は、図２０に示すように、現像剤搬送量と電流値との間に良好な直線性の関係は見受けられなかった。
つまり、本実施例のように、電圧を急峻に変化させたときの電流積分値を用いるようにすれば、この電流積分値から現像剤搬送量が容易に算出される一方、電流積分値ではなく一定時刻での電流値を用いると、現像剤の動き易さ等に起因するばらつきが生じ、電流値から現像剤搬送量を推定することは困難であることが確認された。
【００９４】
更に、本件発明者らは、電流波形のピーク値についても同様の確認を行ったところ、電流積分値と同様の作用が見受けられることを確認した。また、得られる電圧波形についても同様の確認を行ったところ、予め決められた時間後の電圧値を用いることで、電流積分値の場合と同様の作用が見受けられることを確認した。
【００９５】
◎実施例２
本実施例は、蓄電要素の絶縁層の厚さについて、好適な一例を求めたものである。
蓄電要素による検知感度を高くするには、蓄電要素の絶縁層が現像剤層と同等の誘電的厚みを有する場合である。一般的には、現像剤搬送量が３５０ｇ／ｍ２で、現像スリーブと蓄電要素との間隙が０．３５ｍｍ程度、絶縁層の比誘電率が２程度であれば、絶縁層の厚みとしては１５μｍ前後が好適となる。
また、検知感度が多少低下しても使用できる範囲としては、絶縁性を保ち、検知感度が最大値に対して１／１０以上のものとするには、絶縁層の（層厚／比誘電率）が１〜１００（μｍ）程度であれば、現像剤に対して使用可能な範囲となるものと推定される。
【符号の説明】
【００９６】
１…像保持体，２…現像装置，３…現像剤保持体（粉体保持体），４…電極部材，５…蓄電要素，６…絶縁層，７…導電層，８…電圧印加手段，９…特性検知手段，１０…算出手段，１１…層規制手段，１２…層規制部材，Ｄ…現像剤（粉体）
【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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