(57)【要約】【課題】  画質の低下が抑制された画像形成装置を提供する。【解決手段】  静電潜像を保持する像保持体；内部に、トナーとキャリアとが混合された現像剤を収容し、前記静電潜像を前記現像剤中のトナーで現像してトナー像を形成する、前記現像剤の収容量が所定量を超えた場合に該現像剤を排出口から排出する現像器；前記現像器内に収容された現像剤のトナー濃度を測る第１計測部；第１計測部による計測結果に応じてトナーを、キャリアも混ぜて前記現像器に補給することで該現像器内でのトナー濃度を維持する補給部；前記トナー像の濃度を測る第２計測部；および前記第１計測部による計測結果と前記第２計測部による計測結果とが所定の相互関係からずれた場合に前記排出口からの排出を促進する排出促進部；を備えた【選択図】        図４
2009230077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を保持する像保持体；
内部に、トナーとキャリアとが混合された現像剤を収容し、前記静電潜像を前記現像剤中のトナーで現像してトナー像を形成する、前記現像剤の収容量が所定量を超えた場合に該現像剤を排出口から排出する現像器；
前記現像器内に収容された現像剤のトナー濃度を測る第１計測部；
第１計測部による計測結果に応じてトナーを、キャリアも混ぜて前記現像器に補給することで該現像器内でのトナー濃度を維持する補給部；
前記トナー像の濃度を測る第２計測部；および
前記第１計測部による計測結果と前記第２計測部による計測結果とが所定の相互関係からずれた場合に前記排出口からの排出を促進する排出促進部；
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記キャリアが、磁性を有する磁性キャリアであって、
前記第１計測部が、前記現像剤の透磁率を測ることで該現像剤中のトナー濃度を間接的に測るものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記キャリアが、磁性粉が樹脂中に分散された芯材及び該芯材を被覆する樹脂被覆層を含んで構成される樹脂分散型キャリアであることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記排出促進部は、前記第１計測部による計測結果と前記第２計測部による計測結果とが前記相互関係を満たす場合には前記排出口を閉鎖しておき、前記第１計測部による計測結果と前記第２計測部による計測結果とが該相互関係からずれた場合に該排出口を開口するものであることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記排出促進部は、前記第１計測部による計測結果と前記第２計測部による計測結果とが前記相互関係からずれた度合いが大きいほど前記排出口からの排出をより大きく促進するものであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項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、トナーを含む現像剤を収容する現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、像保持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤中のトナーで現像することによりトナー像を得て、この得られたトナー像を記録媒体上に転写および定着することにより、この記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００３】
この様な画像形成装置には、上述の現像剤を収容し、収容した現像剤中のトナーで静電潜像を現像する現像器を備えたものがあり、この現像器では、現像剤を収容する現像剤収容室内でこの現像剤が撹拌されることにより、トナーは磁性キャリアとの摩擦によって所定の極性に帯電し、磁性キャリアはトナーとは逆極性に帯電する。このため、現像剤中では、トナーは磁性キャリアに静電的に付着する。また、現像器には、磁性キャリアを磁力で保持する回転自在の現像ロールが像保持体に隣接して備えられており、現像ロールの回転により、磁性キャリアに付着したトナーは像保持体に面した現像領域に運ばれ、さらに、像保持体表面に形成された静電潜像に付着することで静電潜像の現像が行われる。
【０００４】
この様な現像器を備えた画像形成装置には、現像剤収容室内に収容される現像剤中のトナー濃度の検出のための透磁率センサを備えるものがあり、そのような画像形成装置では、透磁率の上昇、すなわち現像剤中の磁性キャリアの濃度の上昇をトナー濃度の低下と判定し、現像剤収容室に対してトナーを補給するものがある。
【０００５】
この様な画像形成装置では、現像剤収容室内のトナーが現像動作により消費される一方、磁性キャリアは消費されずに現像剤収容室内に残る。したがって、現像剤収容室内でトナーと共に撹拌される磁性キャリアは、トナー成分のキャリアへの移行によるキャリア汚染が生じたり、またキャリアそのものが現像器内でストレスを受け、被覆樹脂層の磨耗及び剥がれが発生し次第に劣化する。磁性キャリアが劣化すると、トナーの帯電量を適正値にまで上昇させるのに時間がかかるため、トナーの帯電不良に起因するかぶりなどによって画質の低下が引き起こされる。
【０００６】
そこで、現像剤収容室に収容された現像剤が現像剤収容室外に排出されるように現像剤収容室に排出口を設けると共に、トナーを補給する際には磁性キャリアも一緒に補給し、これら補給と排出を繰り返させることで現像剤収容室内の磁性キャリアを逐次入れ替えて、トナーの帯電を適切に行う所謂トリクル方式と呼ばれる方式をとる画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらにトリクル方式の現像剤回収排出機構の異常検知に対応できる手段として透磁率センサーを用いる提案がなされている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
ところで、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を撹拌することでこれらトナーおよび磁性キャリアを帯電させる現像器では、低湿環境下においてトナーの帯電量が極端に高くなる場合があり、この場合には、磁性キャリアへのトナーへの付着力が強くなるため現像剤が嵩高くなる。現像剤が嵩高くなると、現像剤排出口から過剰に現像剤が排出されてしまう。現像剤が過剰に排出され現像剤量が極端に減少した場合には現像剤の嵩が減ってしまい、トナーが現像剤との混合攪拌が上手く行われずトナー濃度が実際には正常でもトナー濃度の低下を表す信号を出力する。その結果、透磁率センサを通じて現像剤収容室内のトナー濃度を判定する画像形成装置では、嵩が極端に減ってしまったことによる、その透磁率の上昇をトナー濃度の低下として捉え、現像剤の補給が現像剤収容室内に対して行われる。
【特許文献１】特開平９−２０４１０５号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、嵩が極端に減ってしまうと現像剤の撹拌が困難になるため、現像剤の補給がなされても暫くは現像剤収容室内の既存の現像剤との混合には時間がかかる。トリクル方式をとる画像形成装置では、この様な場合、劣化した磁性キャリアを含む既存の現像剤よりも新たに補給した現像剤の方が現像剤排出用の排出口から排出されてしまう上にこの現像剤の排出により現像装置の内圧が上昇せず、既存の現像剤と新たに補給された現像剤との撹拌が進まないために、やはりトナーの帯電量は適正値とならず、かぶりによる画質の低下が引き起こされる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、画質の低下が抑制された画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
静電潜像を保持する像保持体；
内部に、トナーとキャリアとが混合された現像剤を収容し、上記静電潜像を上記現像剤中のトナーで現像してトナー像を形成する、上記現像剤の収容量が所定量を超えた場合にこの現像剤を排出口から排出する現像器；
上記現像器内に収容された現像剤のトナー濃度を測る第１計測部；
第１計測部による計測結果に応じてトナーを、キャリアも混ぜて上記現像器に補給することでこの現像器内でのトナー濃度を維持する補給部；
上記トナー像の濃度を測る第２計測部；および
上記第１計測部による計測結果と上記第２計測部による計測結果とが所定の相互関係からずれた場合に上記排出口からの排出を促進する排出促進部；
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の画像形成装置では、排出促進部が備えられており、必要な場合には現像剤の排出口からの排出を促進することができることから、現像剤の収容量が所定量を超えた場合に排出口から排出される現像剤の量を従来よりも少なくして現像機内の内圧が高まるようにできる。また、本発明の画像形成装置では、トナー濃度のみを計測する第１の計測部だけでは検出できないキャリアの性能劣化を第１の計測部と第２の計測部との相互関係を確認することで把握することができる。
【００１２】
これにより、本発明の画像形成装置では、現像器に収容された現像剤の極端な嵩の減少による、トナー濃度が低下したとの第１計測部による誤計測によって補給部から補給されるトナー等は現像器内に留まりやすくなる。このため、現像器内の内圧が高まり、既存の現像剤との撹拌が促進される。また、本発明の画像形成装置では、第１の計測部と第２の計測部との相互関係が所定の相互関係からずれたことをもってキャリアの性能劣化を把握した場合には、キャリアの入れ替えを促進するために現像剤を排出口から積極的に排出する。したがって、本発明の画像形成装置によれば、現像器の現像剤の極端な嵩の減少に起因するかぶりや、キャリアの性能が劣化したことに起因するかぶりの発生を抑えて画質の低下を抑制することができる。
【００１３】
ここで、上記キャリアが、磁性を有する磁性キャリアであって、
上記第１計測部が、上記現像剤の透磁率を測ることでこの現像剤中のトナー濃度を間接的に測るものであることが好ましい。
【００１４】
第１の計測部が、このようなタイプのものであると、キャリアの性能劣化時に第２との相互関係が崩れやすく、キャリアの性能劣化の把握に適している。
【００１５】
さらに、上記キャリアが、磁性粉が樹脂中に分散された芯材及び該芯材を被覆する樹脂被覆層を含んで構成される樹脂分散型キャリアであることも好ましい態様である。
【００１６】
樹脂分散型キャリアは、形状に歪みが少なく流動性に優れるためにトナーに対する帯電性能が高く、高速な画像形成装置に適するという利点があるものの、焼結法により生成された磁性キャリアと比べて透磁率の検出精度が低下するが、透磁率を計測する第１計測部の他にトナー像の像濃度を計測する第２計測部を備え、第１計測部による計測値と第２計測部による計測値との相互関係を監視して現像器からの現像剤の排出を制御する本発明の画像形成装置によれば、樹脂分散型キャリアを用いた場合でも、かぶりによる画質の低下を抑制しつつ、その利点を活かすことができる。
【００１７】
ここで、上記排出促進部は、上記第１計測部による計測結果と上記第２計測部による計測結果とが上記相互関係を満たす場合には上記排出口を閉鎖しておき、上記第１計測部による計測結果と上記第２計測部による計測結果とがこの相互関係からずれた場合にこの排出口を開口するものであることも好ましい態様である。
【００１８】
第１計測部による計測結果と第２計測部による計測結果とが相互関係を満たす場合には、キャリアの性能には問題ないことから、このように排出口を閉鎖しておくことで、良好な性能を有しているキャリアが排出されてしまうのを防止できる。
【００１９】
また、上記排出促進部は、上記第１計測部による計測結果と上記第２計測部による計測結果とが上記相互関係からずれた度合いが大きいほど上記排出口からの排出をより大きく促進するものであることが好ましい。
【００２０】
この様にすることによりで、性能が劣化したキャリアの排出をより促進することができ、かぶりの発生を一層抑えることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の画像形成装置によれば、画質の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、画像形成装置の概略構成図である。
【００２４】
図１に示す画像形成装置１は、矢印Ａ方向に回転する、表面に像を保持する像保持体１０と、この像保持体１０の表面に電荷を付与する帯電器１１と、外部から送信されてきた画像データに基づいた露光光を生成する露光器１２と、像保持体１０に対向して回転する現像ロール２３１を保持すると共にトナーを収容する現像装置１３と、記録用紙を収容する用紙カセット１６と、用紙カセット１６から記録用紙を引き出して矢印Ｂ方向に搬送する用紙搬送装置１７と、像保持体１０の表面に保持されているトナー像を搬送されてきた記録用紙上に転写する転写ロール１４と、記録用紙上のトナー像を加熱することでその記録用紙上にトナー像を定着させる定着器１５と、像保持体上に形成したトナーパッチの像濃度を検出する光学センサ１８とを有している。
【００２５】
図１に示す画像形成装置１では、矢印Ａ方向に回転する像保持体１０の表面に帯電器１１が所定の電荷を付与し、所定の電荷が付与された像保持体１０の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいた露光光を露光器１２が照射することで像保持体１０の表面に静電潜像を形成し、回転する現像ロール２３１の表面に現像剤を保持させて現像剤中のトナーを静電的に静電潜像に付着させることで静電潜像を現像し、この現像により得られたトナー像を、用紙カセット１６から用紙搬送装置１７によって引き出されて搬送されてきた記録用紙上に転写ロール１４により転写させ、定着器１５に記録用紙上のトナー像を加熱および加圧させることでその記録用紙上にこのトナー像を定着させて記録用紙上に画像形成が行われる。
【００２６】
光学センサ１８は、制御部２０に繋がれており、記録用紙上に形成されたトナーパッチの濃度に応じた信号を制御部２０に送信する。制御部２０は、光学センサ１８からの信号に基づいてトナーパッチの濃度を計測する。また、制御部２０は、画像形成装置１の各部の動作を制御している。尚、この画像形成装置１は、モノクロ画像専用機である。
【００２７】
図２は、現像器の拡大断面図である。
【００２８】
図２に示す現像装置１３は、現像部２３、現像剤供給部３３、排出制御部４３、回収箱５３、および透磁率センサ６３を備えている。
【００２９】
現像部２３は、現像ロール２３１、撹拌部材２３２、および、重合法で生成された磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を収容する筐体２３３を有している。筐体２３３は、これら現像ロール２３１と撹拌部材２３２とを回転自在に保持しており、筐体２３３には、筐体２３３の内部を２つの領域に仕切る仕切板２３０が設けられている。
【００３０】
現像ロール２３１は、矢印Ｃ方向に回転する中空円筒形状の現像スリーブ２３１１と、この現像スリーブ２３１１の内部に、この現像スリーブ２３１１とは独立に固定されたマグネットロール２３１２とを有している。尚、現像ロール２３１には、像保持体１０の表面に形成される静電潜像との間に電位差が生じるように所定の電圧が印加されている。
【００３１】
回転する現像スリーブ２３１１は、内部のマグネットロール２３１２に現像剤が引きつけられることでその表面に現像剤の供給を受け、像保持体１０との間に形成された現像領域に、供給された現像剤を搬送する。現像ロール２３１により現像領域に搬送された現像剤中のトナーは、像保持体１０に形成された静電潜像と現像ロール２３１との間に設けられた電位差により、磁性キャリアから離れて像保持体１０の表面に形成された静電潜像に付着する。これにより像保持体１０の表面にはトナー像が形成される。
【００３２】
現像剤供給部３３は、トナーと少量の磁性キャリアとが混入された現像剤を収容する収容ケース３３１、および、収容ケース３３１に収容されている現像剤の筐体内への供給を制御する供給制御ローラ３３２を有している。収容ケース３３１は、筐体２３３に着脱が自在なものであって、端部には供給制御ローラ３３２が備えられている。また、収容ケース３３１は、筐体２３３の上面の孔２３３ａに供給制御ローラ３３２を含む端部が嵌め込まれて筐体２３３に装着される。供給制御ローラ３３２は、制御部２０によって回転が制御されており、筐体２３３の上面に装着された収容ケース３３１の供給制御ローラ３３２に対し、制御部２０が回転を指示すると、収容ケース３３１に収容されている現像剤は孔２３３ａを通じて筐体内に送りこまれる。
【００３３】
排出制御部４３は、筐体２３３の側壁に設けられた開口２３３ｂを開放あるいは閉鎖する扉４３１と、この扉４３１を開閉する機構とからなるが、詳細な説明は後に譲る。
【００３４】
回収ボックス５３は、扉４３１の開放に伴い筐体２３３内から溢れ出てきた現像剤を回収する。
【００３５】
透磁率センサ６３は、筐体２３３に収容されている現像剤中の透磁率に応じた信号を制御部２０に送信する。制御部２０では、透磁率センサ６３からの信号に基づいて、筐体に収容されている現像剤中のトナー濃度を推定し、得られたトナー濃度が基準範囲を下回っているほど現像剤を多く筐体内に補給させる。
【００３６】
図３は、図２に示す現像装置の上面からの透視図である。
【００３７】
図３に示される２本の撹拌部材２３２は、螺旋状のものであって、これらが互いに逆向きに回転することで、筐体内の現像剤は、螺旋の中心軸に沿って図３中に示す矢印の向きに移動しながら撹拌される。この様に現像剤が撹拌されることで、トナーは、磁性キャリアとの摩擦により所定の帯電量を有することとなる。尚、低湿下では、トナーの帯電量が高くなるため、磁性キャリアへのトナーの付着力が急速に上昇して現像剤の嵩が極端に減少する場合がある。
【００３８】
また、図３には、筐体２３３の側壁に設けられた開口２３３ｂが扉４３１によって閉鎖されている様子が示されている。
【００３９】
扉４３１には、ピニオンラック４３２が固定されており、ステッピングモータ４３４の回転軸４３４１には、このピニオンラック４３２と噛み合うピニオンギア４３３が取り付けられている。また、ステッピングモータ４３４の回転は、制御部２０によって制御されている。
【００４０】
図３（ｂ）には、扉４３１を正面から見た場合が示されており、ここには、ピニオンラック４３２が、扉４３１の下部側に固定され、ステッピングモータ４３４が扉４３１の下方に配置されている様子が示されている。制御部２０からステッピングモータ４３４に対して回転方向および回転量が指示されると、扉４３１は、図３における左右方向に移動し、その回転量により開口２３３ｂの開放度が決定される。
【００４１】
ここで、一般的な画像形成装置のなかには、現像剤収容室に収容される現像剤が現像剤収容室外に排出されるように現像剤収容室に開口を設けると共に、トナーを補給する際には磁性キャリアも一緒に補給し、これら補給と排出を繰り返させることで現像剤収容室内の磁性キャリアを逐次入れ替えて、トナーの帯電を適切に行う所謂トリクル方式と呼ばれる方式を採用するものがある。このトリクル方式を採用する画像形成装置が、現像装置に収容される現像剤中のトナー濃度を透磁率センサに基づいて制御している場合、前述したように低湿環境下において現像剤の嵩が極端に減少すると、実際にはトナー濃度は基準範囲内であるにもかかわらず現像装置への現像剤の補給が指示される。これは、画像形成装置が、現像剤の嵩の減少による透磁率の上昇を、現像剤中のトナー濃度の低下と捉えるためである。
【００４２】
ところが、現像剤の嵩が一旦減ってしまうと、補給した現像剤との混合には時間がかかるため、現像装置内に既にある現像剤よりも補給したばかりの現像剤の方が開口から排出される上に現像装置の内圧が上昇せず、既存の現像剤と新たに補給した現像剤との撹拌が進まないことで撹拌が不足がちとなり、トナーの帯電量が低いことに起因するかぶりが引き起こされる。
【００４３】
そこで、本実施形態の画像形成装置１では、光学センサ１８を利用して計測したパッチ濃度が基準範囲よりも低下し、透磁率センサ６３を利用して推定したトナー濃度も基準範囲よりも低下していると制御部２０が判定すると、制御部２０は、推定したトナー濃度に応じて供給制御ローラ３３２を回転させて収容ケース３３１に収容されている現像剤を筐体内に送り込むと共に扉４３１を閉鎖させる。扉４３１を閉鎖するのは、トナー濃度が低下していることから現像剤の嵩の極端な減少が生じている可能性があり、筐体内に補給される現像剤を開口２３３ｂから排出されないようにして筐体内の内圧を上げると共に既存の現像剤との混合を促し、嵩を早期に回復させるためである。これにより嵩が回復すると、トナー濃度は回復し、現像剤の補給は停止される。また、推定したトナー濃度が基準範囲内であるものの、パッチ濃度が基準範囲より低下していると制御部２０が判定すると、制御部２０は、パッチ濃度が低いほど扉４３１の開放度を上げる。パッチ濃度が低いほど扉４３１の開放度を上げるのは、トナー濃度が基準範囲内であることで現像剤の嵩は標準的であることから、パッチ濃度が低いのは磁性キャリアの性能劣化によるものと考えられ、劣化した磁性キャリアの入れ替えを促進する必要があるためである。
【００４４】
図４は、扉の開放度の制御に関するフローチャートを示す図である。
【００４５】
図４に示すステップＳ１では、光学センサ１８を利用してトナーパッチのパッチ濃度を計測する。その後、ステップＳ２では、そのパッチ濃度が、基準範囲を下回っているか否かを判定する。ステップＳ２において、そのパッチ濃度が基準範囲を下回っていると判定すると、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、筐体内に収容されている現像剤の透磁率からトナー濃度を推定する。尚、ここでは、透磁率が高いほど、筐体内に収容されている現像剤中のトナー濃度は低いと推定する。
【００４６】
その後、ステップＳ４では、ステップＳ３で推定したトナー濃度が、基準範囲を下回っているか否かを判定し、ステップＳ４において、トナー濃度が基準範囲内であると判定、すなわち筐体内の現像剤の嵩は標準的であると判定すると、ステップＳ５に進み、パッチ濃度が基準範囲を下回っている原因が磁性キャリアの劣化であるとして、パッチ濃度が低いほど扉４３１の開放度を大きくさせ、ステップＳ１に戻る。
【００４７】
また、ステップＳ４において、トナー濃度が基準範囲を下回っていると判定すると、筐体内の現像剤の嵩が極端に少なくなっている可能があるため、ステップＳ６に進み、扉４３１を閉鎖させ、その後、ステップＳ１に戻る。
【００４８】
一方、ステップＳ２において、そのパッチ濃度が基準範囲内であると判定すると、ステップＳ６に進み、現段階では磁性キャリアの入れ替えは必要ないことから扉４３１を閉鎖させ、その後、ステップＳ１に戻る。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１では、パッチ濃度が基準範囲を下回り、かつトナー濃度が基準範囲を下回っている場合、および、パッチ濃度が基準範囲内である場合には、開口２３３ｂを閉鎖する。これにより、例え筐体内の現像剤の極端な嵩の減少によるトナー濃度の低下により現像剤が補給された場合であっても、筐体内の内圧が高まり既存の現像剤との撹拌が促進される。また、トナー濃度が基準範囲内であるにもかかわらずパッチ濃度が基準範囲から低下している場合には、磁性キャリアの性能が劣化したと考えられることから、磁性キャリアの入れ替えを促進するために、パッチ濃度が低いほど扉４３１の開放度を上げる。したがって、本実施形態の画像形成装置１によれば、現像剤の極端な嵩の減少による撹拌不良に起因するかぶりや、キャリアの性能が劣化したことに起因するかぶりを抑えて画質の低下を抑制することができる。
【００５０】
また、本実施形態の画像形成装置１では、トナー濃度の誤推定の元となる現像剤の極端な嵩の低下を早期に回復させる工夫がなされていることから、筐体内の現像剤中のトナー濃度を透磁率センサ６３に基づいて推定していても、かぶりによる画質の低下を抑制することができる。
【００５１】
また、トナー濃度を推定するための、透磁率を計測する透磁率センサ６３に加え、パッチ濃度を計測する光学センサ１８を備え、透磁率センサ６３による計測値と光学センサ１８による計測値との相互関係に基づいて開口２３３ｂからの現像剤の排出を扉４３１の開放度で制御する本実施形態の画像形成装置１によれば、焼結法により生成された磁性キャリアと比べて透磁率の検出精度が低い重合法により生成された重合キャリアを用いた場合でも、かぶりによる画質の低下を抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態の画像形成装置１では、推定したトナー濃度が基準範囲内であって、パッチ濃度が基準範囲よりも低下している場合には、パッチ濃度の基準範囲からの低下の度合いが大きいほど磁性キャリアの性能の劣化が進んでいると考えられることから、パッチ濃度の低下の度合いが大きいほど扉４３１のか開放度を大きくしている。したがって、本実施形態の画像形成装置１によれば、磁性キャリアの性能の劣化度合いに応じた磁性キャリアの入れ替えが可能となり、かぶりの発生を一層抑えることができる。
【００５３】
以下、本発明に関して行った実験について説明する。
【００５４】
実験は、富士ゼロックス（株）製の複写機を改造して、図３に示す現像器と光学センサとを組み込むと共に図４に示す制御フローによる制御ができるようにした改造機を用いて、比較例については、この改造機を、図４に示す制御フローは使用せずに扉を全開にして使用した。
【００５５】
実施例１では、まず、改造機の現像器の筐体内に、トナーと、焼成法により製造した磁性キャリアであるフェライトとを含む現像剤２３０重量部（トナーの重量パーセントが８％となるように調製）を収容し、高温高湿下（３０℃／８２％）で所定時間撹拌して透磁率センサにより基準となる基準値を得、さらに、この基準値に基づいてトナー濃度の基準範囲を決定する。次に、記録用紙上のトナーパッチの像濃度が予め決定されている所定濃度となるように、トナーパッチ作成用の画像データを決定する。その後、低温低湿下（１０℃／１５％）で透磁率センサを利用した、筐体内のトナー濃度の監視の下、トナー濃度が基準範囲内を維持するように現像剤を補給しながら、トナーパッチと、このトナーパッチとは別の像を１枚の記録用紙上に同時に形成するプリント動作を連続して３０ｋＰＶ実施した際の‘トナーかぶり’および‘トナー排出’について評価した。
【００５６】
実施例２では、磁性粉が樹脂中に分散された芯材及び該芯材を被覆する樹脂被覆層を含んで構成される樹脂分散型キャリアを使用した以外は実施例１と同じとした。
【００５７】
比較例は、この改造機について、図４に示す制御フローは使用せずに、現像器の筐体の側壁に設けられた開口を開放した以外は実施例１と同じとした。
【００５８】
評価は、‘トナーかぶり’については、‘○’はかぶり無し、‘△’はややかぶりが見られる、‘×’はかぶりが頻発、とした。‘トナー排出’については、‘○’は劣化した現像剤がほとんど、‘△’はやや新しい現像剤が見られる、‘×’は新しい現像剤が多い、とした。
【００５９】
判定については、‘○’は問題なし、‘△’は許容範囲内、‘×’は問題ありとした。
【００６０】
図５は、実験結果を示す図である。
【００６１】
図５には、実施例１、実施例２、および比較例それぞれについての、使用した現像剤中に含まれているキャリアの‘種類’に加え、‘トナーかぶり’および‘トナー排出’の評価と、‘判定’の結果とが示されている。
【００６２】
実施例１は、キャリアとして焼結法により製造されるフェライトを使用した場合であり、低温低湿環境下での撹拌により、現像剤の嵩が当初は極端に減るために、トナー濃度が基準範囲を下回り、これにより新たな現像剤の補給が行われる。新たな補給された現像剤は、筐体の側面の開口は閉鎖されているために開口からの排出が防止されて既存の現像剤との撹拌が促進される。このため、‘トナー排出’および‘トナーかぶり’の評価は‘△’となり、‘判定’も‘△’であった。
【００６３】
実施例２は、キャリアとして、磁性粉が樹脂中に分散された芯材及び該芯材を被覆する樹脂被覆層を含んで構成される樹脂分散型キャリアを使用した場合であり、この樹脂分散型キャリアの感度はフェライトに比べ劣るため、トナー濃度が基準範囲から外れる際や、基準範囲から一旦外れたトナー濃度が基準範囲内に戻る際には、フェライトを磁性キャリアとして使用している場合のトナー濃度の変化との間にタイムラグが生じる。しかしながら、トナー濃度が基準範囲から低下するまでにフェライトの場合と比べて時間を要する点については、新たな現像剤の補給が多少遅れるものの‘かぶり’という点では問題ない。一方、基準範囲から一旦外れたトナー濃度が基準範囲内に戻るまでに時間を要する点については、新たな現像剤の補給が長引くこととなるが、トナー濃度が基準範囲を下回っていれば扉は閉鎖されており撹拌不足は抑えられるため、‘かぶり’という点では問題ない。これにより、‘トナー排出’および‘トナーかぶり’の評価は‘○’となり、‘判定’も‘○’と、磁性キャリアとしてフェライトを使用する場合に比べ向上した。
【００６４】
比較例では、トナー濃度が低下して現像剤が補給されても、既存の現像剤と新たな現像剤との撹拌が進まず、‘トナー排出’および‘トナーかぶり’の評価は‘×’となり、‘判定’ついても‘×’であった。
【００６５】
これら実施例および比較例からは、現像器内の透磁率を計測する透磁率センサに加え、パッチ濃度を計測する光学センサを備え、透磁率センサによる計測値と光学センサによる計測値との相互関係に基づいて開口からの現像剤の排出を扉の開放度で制御することで、かぶりの発生を抑えると共に劣化した現像剤の排出を促すことができる点が確認できた。また、焼結法により生成された磁性キャリアと比べて透磁率の検出精度が低い磁性粉が樹脂中に分散された芯材及び該芯材を被覆する樹脂被覆層を含んで構成される樹脂分散型キャリアを用いた場合でも、かぶりによる画質の低下を抑制できることについては焼結法により生成された磁性キャリアと遜色無いことが確認できた。
【００６６】
尚、以上に説明した実施形態では、記録用紙上に転写され定着されたトナーパッチの像濃度を光学センサ１８により検出する例を挙げて説明したが、この光学センサ１８が、像保持体上に形成されたトナーパッチの像濃度を検出するものであってもよい。また、以上に説明した実施形態では、筐体２３３の側壁に設けられた開口２３３ｂからの現像剤の排出を扉４３１の開閉により制御する例を挙げたが、開口２３３ｂの開閉を制御するのではなく、例えば、開口２３３ｂを通じて現像剤を吸い出す吸出力を制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】現像器の拡大断面図である。
【図３】図２に示す現像装置の上面からの透視図である。
【図４】扉の開放制御に関するフローチャートを示す図である。
【図５】実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  画像形成装置
１０  像保持体
１３  現像装置
１８  光学センサ
２０  制御部
２３  現像部
２３１  現像ロール
２３２  撹拌部材
２３３  筐体
２３３ａ  孔
２３３ｂ  開口
３３  現像剤供給部
３３１  収容ケース
３３２  供給制御ローラ
４３  排出制御部
４３１  扉
４３２  ピニオンラック
４３３  ピニオンギア
４３４  ステッピングモータ
５３  回収箱
６３  透磁率センサ
【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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