JP2003207958A

JP2003207958A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003207958A
Application number: JP2002008693A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Matsuzaki; 茂松崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】現像器寿命の正確な予想。【解決手段】潜像担持体上に基準トナー像を形成する
基準トナー像形成手段を前記画像形成装置に備え、前記
基準トナー像を通常の画像形成をする際と同じ転写条件
によって転写媒体に転写した際に前記潜像担持体側に残
留した基準トナー像の転写残トナー量、または、前記基
準トナー像を通常の画像形成をする際と逆の転写条件に
よって転写媒体に転写した転写後基準トナー像のトナー
量、を第１の基準トナー量とし、前記第１の基準トナー
量を検知する基準トナー量検出手段を備えたことを特徴
とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機やプリンタな
どの、電子写真方式を用いた画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図６に、従来の電子写真方式の画像形成
装置の一例を示す。

【０００３】画像の形成は次のようにして行われる。

【０００４】１次帯電器１２１によって帯電された感光
ドラム１２８表面をレーザー１２２によって露光するこ
とで、感光ドラム１２８上に静電潜像が形成される。こ
の潜像を、現像器１０１によって現像しトナー像を得
る。このトナー像は、転写帯電器１２３によって転写紙
１２７の表面に静電的に転写される。トナー像を転写し
た転写紙１２７は定着器１２５に搬送され、定着器１２
５による加熱をうけ、トナー像は転写紙１２７に定着
し、永久画像を得る。また転写後に感光ドラム１２８上
に残った残トナーはクリーナー１２６により除去され
る。

【０００５】現像器１０１について詳しく説明すると、
現像器１０１は、ポリエステル、スチレンアクリルなど
の樹脂に着色料、荷電制御剤などを分散した数μｍ〜１
０数μｍ程度の粉体であるトナーを収容し、所定の帯電
量に帯電させて現像スリーブ１０３表面に保持させ、感
光ドラム１２８へ供給する役割を持つ。

【０００６】トナーへの帯電は以下のように行われる。

【０００７】まず図７（ａ）にあるような現像器１０１
では、現像スリーブ１０３に対し規制部材１０４が接触
しており、この接触部をトナーが通過する際に現像スリ
ーブ１０３および規制部材１０４との摩擦帯電によって
トナーへの帯電が行われる。この方式は現像器１０１内
に主としてトナーのみの１成分を収容することから１成
分現像方式と呼ばれる。また図７（ｂ）にあるような現
像器１０３では、現像容器１０２内にトナ−とキャリア
からなる２成分現像剤を収容し、循環攪拌することでト
ナーをキャリアと摺擦し、摩擦帯電する。この方式は２
成分現像方式と呼ばれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】現像器１０１は長期の
使用により、少なからずトナーへの帯電付与性が劣化し
ていく。これは主として現像器１０１が１成分現像方式
である場合には、現像スリーブ１０３と規制部材１０４
の接触部、現像器１０１が２成分現像方式である場合に
は、キャリアの表面が磨耗したり、トナー樹脂やトナー
の外添剤などにより汚染したりすることによる。その結
果、現像スリーブ１０３から感光ドラム１２８に供給さ
れるトナーの帯電傾向が変化していく。図８は、現像ス
リーブ１０３上のトナーの帯電量分布を示したもので、
横軸にトナー粒子１つに対する帯電量／重量の値（単位
はｍＣ／ｋｇ、以下この量をトナーのＱ／Ｍと呼ぶ）を
とり、縦軸にその頻度を示したものである。初期（図８
（ａ））は平均値を中心に比較的シャープな分布である
が、現像器１０１の長期の使用によってＱ／Ｍの平均値
が下がっていったり（図８（ｂ））、分布の形状が広が
っていったりする（図８（ｃ））。このように、Ｑ／Ｍ
分布が変化していくと、現像スリーブ１０３上のトナー
中に、平均値よりも低いＱ／Ｍをもつトナーが増加した
り、Ｑ／Ｍが０に近いトナーが増加したり、所望の帯電
極性とは逆の極性を持つトナーの割合が増加したりす
る。そしてその結果、画像濃度の変動、また白地部のか
ぶりなどの画像不良、機内飛散等の弊害を引き起こすこ
とがあった。

【０００９】このため従来は、所定枚数の画像を出力し
た後に現像器１０１を交換したり、現像器１０１が２成
分現像方式である場合は所定枚数で２成分現像剤を交換
するなどの作業を行っている。

【００１０】しかし、現像器１０１や２成分現像剤の交
換時期はその使用環境などによって異なる場合が多い。
このため画像形成装置の品質を保証するためには通常の
使用条件を考慮した耐久試験などの実績により、平均的
に不具合を生じないような交換時期を設定しているが、
使用環境が苛酷な場合はその交換時期よりも早く不具合
が生じる可能性がある。また使用環境が穏やかな場合に
は、まだ使用可能な現像器１０１を交換するのであるか
らランニングコスト的に不利になる。

【００１１】そこで、本発明の目的の第１は、現像器な
いしは現像剤の耐久劣化による弊害を抑制することので
きる電子写真方式の画像形成装置を提供することであ
る。

【００１２】また本発明の目的の第２は、現像器ないし
は現像剤の交換時期を正確に判定することで、白地部の
かぶりなどの画像不良、機内飛散等の弊害を生じない、
必要最低限の現像器ないしは現像剤の交換を行って低ラ
ンニングコストを達成することのできる画像形成装置を
提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
る画像形成装置によって解決される。

【００１４】本発明の画像形成装置とは、静電潜像を担
持する回動自在な潜像担持体と、前記潜像担持体上の静
電潜像にトナーを現像してトナー像化するための、トナ
ーを収容して所定の極性に帯電させるトナー帯電手段を
備えた現像手段と、前記潜像担持体上のトナー像を静電
的に転写媒体へ転写する転写手段とを用いた作像プロセ
ス手段にて画像形成を行う画像形成装置において、潜像
担持体上に基準トナー像を形成する基準トナー像形成手
段を前記画像形成装置に備え、前記基準トナー像を通常
の画像形成をする際と同じ転写条件によって転写媒体に
転写した際に前記潜像担持体側に残留した基準トナー像
の転写残トナー量、または、前記基準トナー像を通常の
画像形成をする際と逆の転写条件によって転写媒体に転
写した転写後基準トナー像のトナー量、を第１の基準ト
ナー量とし、前記第１の基準トナー量を検知する基準ト
ナー量検出手段を備えた画像形成装置である。

【００１５】このような構成をとることにより、現像器
内のトナーの反転成分量を知ることが出来、現像剤の耐
久劣化による弊害を抑制することができる。また、現像
器ないしは現像剤の交換時期を正確に判定することで、
白地部のかぶりなどの画像不良、機内飛散等の弊害を生
じない、必要最低限の現像器ないしは現像剤の交換を行
って低ランニングコストを達成することが出来る。

【００１６】好ましくは、基準トナー量比較手段の比較
結果に基づいて、前記トナー像形成の際の画像形成条件
を変更する。

【００１７】前記画像形成条件とは、少なくとも前記静
電潜像および／または前記現像手段の電位設定条件を含
むことが好ましい。

【００１８】また、前記現像手段が、前記トナーを担持
して前記潜像担持体へと対向する現像領域に搬送するた
めの、前記現像手段に回動自在に設置された現像剤担持
体を備えている場合は、前記画像形成条件とは、少なく
とも前記現像剤担持体の回動速度を含むことが好まし
い。

【００１９】また、前記画像形成装置が、前記潜像担持
体と前記現像手段との間に交番電界を印加するための交
番電界印加手段を備えている場合は、前記画像形成条件
とは、交番電界印加手段の印加する交番電界の、波形、
周波数、振幅のうち少なくともいずれか一つを含むこと
が好ましい。

【００２０】また好ましくは、前記基準トナー量比較手
段の比較結果に基づいて、前記トナー帯電手段の劣化度
合いを検知するトナー帯電手段劣化検知手段を備える。

【００２１】また好ましくは、前記トナー帯電手段劣化
検知手段の検知結果に基づいて、前記トナー帯電手段の
交換時期を通報する。

【００２２】また前記トナー帯電手段が、前記トナーと
混合され２成分現像剤を成すキャリアであって、前記画
像形成装置は、前記現像手段に収容されるトナー、キャ
リア、２成分現像剤の少なくともいずれか一つを交換す
るための現像剤交換手段を備えている場合には、前記ト
ナー帯電手段劣化検知手段の検知結果に基づいて、前記
現像剤交換手段によるトナー、キャリア、２成分現像剤
の少なくともいずれか一つの交換を行うことが好まし
い。

【００２３】さらに好ましくは、前記基準トナー像のト
ナー量を第２の基準トナー量、前記基準トナー像を通常
の画像形成をする際と同じ転写条件によって転写媒体に
転写した転写後基準トナー像のトナー量、または、前記
基準トナー像を通常の画像形成をする際と逆の転写条件
によって転写媒体に転写した際に前記潜像担持体側に残
留した基準トナー像の転写残トナー量を第３の基準トナ
ー量とし、前記第２、第３の基準トナー量を検知した結
果の少なくともいずれか１つに基づいて、前記基準トナ
ー量検知手段の検知結果を補正する基準トナー量検知結
果補正手段を備えることで、基準トナー量検知結果がよ
り精度よく検知できる。

【００２４】以上の構成を、改めて以下（１）〜（１
０）に整理して示す。

【００２５】（１）静電潜像を担持する回動自在な潜像
担持体と、前記潜像担持体上の静電潜像にトナーを現像
してトナー像化するための、トナーを収容して所定の極
性に帯電させるトナー帯電手段を備えた現像手段と、前
記潜像担持体上のトナー像を静電的に転写媒体へ転写す
る転写手段とを用いた作像プロセス手段にて画像形成を
行う画像形成装置において、潜像担持体上に基準トナー
像を形成する基準トナー像形成手段を前記画像形成装置
に備え、前記基準トナー像を通常の画像形成をする際と
同じ転写条件によって転写媒体に転写した際に前記潜像
担持体側に残留した基準トナー像の転写残トナー量、ま
たは、前記基準トナー像を通常の画像形成をする際と逆
の転写条件によって転写媒体に転写した転写後基準トナ
ー像のトナー量、を第１の基準トナー量とし、前記第１
の基準トナー量を検知する基準トナー量検出手段を備え
たことを特徴とする画像形成装置。

【００２６】（２）前記基準トナー量検知手段の検知結
果に基づいて、前記トナー像形成の際の画像形成条件を
変更することを特徴とする上記（１）記載の画像形成装
置。

【００２７】（３）前記画像形成条件とは、少なくとも
前記静電潜像および／または前記現像手段の電位設定条
件を含むようにしたことを特徴とする上記（２）記載の
画像形成装置。

【００２８】（４）前記現像手段は、前記トナーを担持
して前記潜像担持体へと対向する現像領域に搬送するた
めの、前記現像手段に回動自在に設置された現像剤担持
体を備え、前記画像形成条件とは、少なくとも前記現像
剤担持体の回動速度を含むようにしたことを特徴とする
上記（２）または（３）記載の画像形成装置。

【００２９】（５）前記画像形成装置は、前記潜像担持
体と前記現像手段との間に交番電界を印加するための交
番電界印加手段を備え、前記画像形成条件とは、交番電
界印加手段の印加する交番電界の、波形、周波数、振幅
のうち少なくともいずれか一つを含むようにしたことを
特徴とする上記（２）ないし（４）のいずれか記載の画
像形成装置。

【００３０】（６）前記トナー帯電手段は、前記トナー
と混合され２成分現像剤を成すキャリアであって、前記
画像形成条件とは、少なくとも前記２成分現像剤中のト
ナーの重量百分率を含むようにしたことを特徴とする上
記（１）ないし（５）のいずれか記載の画像形成装置。

【００３１】（７）前記基準トナー量検知手段の検知結
果に基づいて、前記トナー帯電手段の劣化度合いを検知
するトナー帯電手段劣化検知手段を備えたことを特徴と
する上記（１）ないし（６）のいずれか記載の画像形成
装置。

【００３２】（８）前記トナー帯電手段劣化検知手段の
検知結果に基づいて、前記トナー帯電手段の交換時期を
通報することを特徴とする上記（７）に記載の画像形成
装置。

【００３３】（９）前記トナー帯電手段は、前記トナー
と混合され２成分現像剤を成すキャリアであって、前記
画像形成装置は、前記現像手段に収容されるトナー、キ
ャリア、２成分現像剤の少なくともいずれか一つを交換
するための現像剤交換手段を備え、前記トナー帯電手段
劣化検知手段の検知結果に基づいて、前記現像剤交換手
段によるトナー、キャリア、２成分現像剤の少なくとも
いずれか一つの交換を行うことを特徴とする上記（７）
または（８）に記載の画像形成装置。

【００３４】（１０）前記基準トナー像のトナー量を第
２の基準トナー量、前記基準トナー像を通常の画像形成
をする際と同じ転写条件によって転写媒体に転写した転
写後基準トナー像のトナー量、または、前記基準トナー
像を通常の画像形成をする際と逆の転写条件によって転
写媒体に転写した際に前記潜像担持体側に残留した基準
トナー像の転写残トナー量を第３の基準トナー量とし、
前記第２、第３の基準トナー量を検知した結果の少なく
ともいずれか１つに基づいて、前記基準トナー量検知手
段の検知結果を補正する基準トナー量検知結果補正手段
を備えた上記（１）ないし（９）いずれか記載の画像形
成装置。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、実
施例に基づいて図面を参照しながら説明する。

【００３６】

【実施例】（第１の実施例）以下において、本発明によ
る画像形成装置の第１の実施例を説明する。

【００３７】まず図１において、画像形成装置全体の動
作について説明する。１次帯電器２１によって帯電され
た感光ドラム２８表面をレーザー２２によって露光する
ことで、感光ドラム２８上に静電潜像が形成される。こ
の潜像を、現像器１によって現像しトナー像を得る。こ
のトナー像は、転写帯電器２３によって転写紙２７の表
面に静電的に転写される。トナー像を転写した転写紙２
７は定着器２５による加熱をうけ、トナー像は転写紙２
７に定着し、永久画像を得る。また転写後に感光ドラム
２８上に残った残トナーはクリーナー２６により除去さ
れる。

【００３８】次に現像器１について詳しく説明すると、
現像器１は、大きく分けてトナーを収容する現像容器２
と、収容されたトナーを担持搬送して感光ドラム２８表
面へと搬送する現像スリーブ３からなる。

【００３９】トナーはポリエステルを主体とした樹脂に
着色料、荷電制御剤などを分散し平均粒径数μｍ〜十数
μｍ程度の粉体としたものである。

【００４０】現像スリーブ３は非磁性金属素管からな
り、規制部材４が接触している。この接触部をトナーが
通過する際に、現像スリーブ３および規制部材４との摩
擦帯電によってトナーをマイナスに帯電する。

【００４１】帯電したトナーは静電気力によって現像ス
リーブ３表面に付着し、均一な層となって感光ドラム２
８との対向部（現像ニップ）へと搬送される。

【００４２】現像効率向上のため、現像スリーブ３には
直流成分電圧に交流成分電圧を重畳した現像バイアス
が、現像バイアス電源４０によって印加される。

【００４３】トナー像形成の際の諸条件としては、感光
ドラム２８の非露光部電位が−７００Ｖ、露光部電位が
−３００Ｖである。また現像器１に印加される現像バイ
アスのＤＣ値は−５００Ｖである。これらの電位の関係
を示したものが図２（ａ）である。露光部電位と現像バ
イアスＤＣ値の差によって感光ドラム２８上にトナーが
付着し、トナー像となる。また非露光部電位は現像バイ
アスＤＣ値から２００Ｖマイナス側にオフセットするこ
とで、白地部のかぶりを防止する。

【００４４】次に、本実施例の特徴的な部分について説
明する。

【００４５】本実施例の画像形成装置は、所定の帯電電
位、露光量によって感光ドラム２８上に基準潜像を形成
する。またこれを現像器１によって現像することで、基
準トナー像（トナーパッチ３０）を形成する。本実施例
の基準潜像の表面電位は−４００Ｖ、また現像器１に印
加される現像バイアスのＤＣ値は−５００Ｖとしてあ
る。これらの電位の関係を示したものが図２（ｂ）であ
る。また形成するトナーパッチ３０は、図１の紙面と垂
直方向に５０ｍｍ、感光ドラム２８の回転方向に５０ｍ
ｍの大きさである。

【００４６】トナーパッチ３０中のトナーのＱ／Ｍ分布
は、現像器１が新品に近い場合にはトナーへの帯電付与
が正しく行われるため、そのほとんどがマイナスの値を
もつ。しかし、現像器１が耐久寿命に近づいた場合、本
来あるべき状態であるマイナスの値をもつものと、反転
成分であるプラスの値をもつものが混在している。

【００４７】転写帯電器２３には定電流制御電源４３が
接続されていて、通常画像形成時には転写帯電器２３か
ら感光ドラム２８に向かって＋１０μＡの転写電流が流
れるように制御する。

【００４８】ここで、トナーパッチ３０が転写帯電器２
３を通過する際に画像形成時と同じく＋１０μＡの転写
電流が流れるように制御する。このとき、トナーパッチ
３０上のトナーのうち、マイナス帯電しているものの大
半は転写帯電器２３に移動し、その後不図示の転写帯電
器清掃部材によって転写帯電器２３から剥離される。図
３に示したように、感光ドラム２８側には、Ｑ／Ｍの絶
対値が高く鏡映力によって強く感光ドラム２８表面にひ
きつけられているトナー（Ｔ１）、転写電流によって再
帯電され極性をマイナスからプラスに転じたトナー（Ｔ
２）、およびトナーパッチ現像時にすでにトナーパッチ
３０中でプラスの極性を持っていたトナー（Ｔ３）が残
留する。現像器１が初期の状態では、感光ドラム２８上
に残留するパッチ残トナー３０′はほとんどＴ１および
Ｔ２である。しかし、現像器１がその寿命に近づいてく
ると、トナーパッチ３０中にＱ／Ｍがプラスのトナーが
増加してくる。すなわち感光ドラム２８上に残留してい
るパッチ残トナー３０′中にも、Ｔ１およびＴ２に加え
てＴ３が存在するようになる。Ｔ１、Ｔ２は現像器１の
耐久によってあまり変化しないため、パッチ残トナー３
０′の量を初期状態と比較することでＴ３の増加分を検
知できる。つまり、この増加分と、現像器１の耐久劣化
状態の相関をあらかじめ調べておくことで、現像器１の
耐久劣化状態を検知することができる。

【００４９】本実施例の画像形成装置には、転写帯電器
２３とクリーナー２６の間の位置に、感光ドラム２８に
対向してパッチセンサ３１が設置されている。パッチセ
ンサ３１には発光素子３２と受光素子３３が内蔵され、
発光素子３２から感光ドラム２８へ向かって照射され、
戻ってきた光量を受光素子３３で検知する。感光ドラム
２８上に付着したトナー量によって戻ってくる光量が変
化するため、パッチ残トナー３０′のトナー量を検知す
ることが出来る。本実施例の画像形成装置の場合、パッ
チ残トナー３０′の量とパッチセンサ３１の出力の関係
は図４に示すとおりである。

【００５０】本実施例の画像形成装置においては、実際
に耐久試験を行った際に、パッチセンサ３１の出力が
３．５Ｖよりも下がった場合、すなわちパッチ残トナー
３０′の量が０．２ｍｇ／ｃｍ²よりも増加した場合、
濃度の低下が許容レベルを下回る。これは現像スリーブ
３上のトナーのうち、マイナス帯電しているものの平均
Ｑ／Ｍが下がるため、現像バイアスの交流成分の現像促
進側電界による電気力が弱まり、感光ドラム２８へ到達
するトナー数が減少するからである。このため本実施例
の画像形成装置では、パッチセンサ３１の出力が３．５
Ｖよりも下がったとき、レーザー２２の露光量を上げる
ことで露光部電位を−２００Ｖから−１５０Ｖへ下げ、
現像バイアスＤＣ値との差を大きくすることで現像性を
高め、濃度の低下分を補う。これによって、現像器１の
耐久劣化による濃度低下を防止することができる。

【００５１】以上のようにして、本発明の目的が達成さ
れる。

【００５２】なお本実施例では濃度低下を補う方法とし
てレーザー２２の露光量を増加させたが、同じ効果を得
る方法としては１次帯電器２１による感光ドラム２８の
帯電電位をマイナス側に増やし、同じ露光量によって露
光部電位と非露光部電位の差が大きくなるようにしても
よい。この場合はもちろん、現像バイアスＤＣ分もマイ
ナス側に移動させ、露光部電位との差が大きくなるよう
にする。

【００５３】また同様に、現像スリーブ３の回転速度を
上昇させてトナーの供給量を増加させても、濃度の低下
を補うことが出来る。また現像バイアスの交流成分の振
幅を上げることでも、現像促進電界を大きくする効果に
よって濃度低下を補うことが出来る。さらに、さまざま
な条件によって傾向はちがうが、交流成分の周波数、あ
るいは波形自体を変更することで濃度低下を補うことも
可能である。

【００５４】（第２の実施例）以下において、本発明に
よる画像形成装置の第２の実施例を説明する。

【００５５】図５において、回転現像装置１０は、像担
持体である感光ドラム２８と対向して配置されており、
感光ドラム２８上に形成された静電潜像を現像し、トナ
ー像を形成する。

【００５６】回転現像装置１０には、それぞれイエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する
ための現像器１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが収容されてお
り、それぞれ回転式現像器１０の回転により、感光ドラ
ム２８に対向する。

【００５７】フルカラー画像の形成は次のようにして行
われる。

【００５８】帯電器２１によって帯電された感光ドラム
２８表面をレーザー２２によって露光することで、感光
ドラム２８上に静電潜像が形成される。この潜像を、ま
ず現像器１Ｋによって現像し、ブラックのトナー像を得
る。

【００５９】このトナー像は、中間転写ドラム２３に静
電的に転写される。また転写後に感光ドラム２８上に残
った残トナーはクリーナー２６により除去される。

【００６０】ここで感光ドラム２８を再び帯電し、レー
ザー２２によって露光する。この間に回転現像装置１０
が回転し、感光ドラム２８には現像器１Ｃが対向してい
るので、形成された潜像を現像器１Ｃで現像し、シアン
のトナー像を得る。このトナー像を、すでにブラックの
トナー像が転写されている中間転写ドラム２３上に重ね
て転写する。以下順次マゼンタ、イエローのトナー像を
現像、転写する。

【００６１】中間転写ドラム２３上に転写された４色分
のトナー像は、中間転写ドラム２３と転写搬送ベルト２
４との電位差によって転写紙２７上にまとめて転写され
る。その後転写紙２７は転写搬送ベルト２４によって定
着器２５に搬送され、定着器２５による加熱をうけ、ト
ナー像は転写紙２７に定着する。このようにして転写紙
２７上に４色分のトナー像が固定定着され、永久画像を
得る。

【００６２】各現像器１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは、非磁
性トナ−と磁性キャリアからなる２成分現像剤を収容
し、その開口部に回転自在に配置された現像剤担持搬送
手段としての各現像スリーブ３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃを
有している。

【００６３】トナーへの帯電付与はキャリアと共に各現
像器１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ内で混合攪拌することによ
って行われ、トナーをマイナスに帯電する。

【００６４】現像効率向上のため、各現像スリーブ３
Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃには直流成分電圧に交流成分電圧
を重畳した現像バイアスが、現像バイアス電源４０によ
って印加される。

【００６５】トナー像形成の際の諸条件、基準トナー像
の形成に関しては第１の実施例と同様である。

【００６６】中間転写ドラム２３には定電圧電源４３が
接続されていて、通常画像形成時には転写バイアスとし
て＋２００Ｖの電圧が印加される。この電位と、静電潜
像の露光部電位−２００Ｖとの電位差によって、マイナ
スであるトナーを中間転写ドラム側に転写する。

【００６７】ここで、トナーパッチ３０が転写帯電器２
３を通過する際に、中間転写ドラム２３に−９００Ｖの
電圧を印加する。このとき、トナーパッチ３０上のトナ
ーのうち、マイナス帯電しているもの、プラス帯電して
いたが転写バイアスの影響でマイナス帯電されたもの、
およびＱ／Ｍの絶対値が高く鏡映力によって強く感光ド
ラム２８表面にひきつけられているトナーは感光ドラム
２８に残留し、その後クリーナー２６によって感光ドラ
ム２８から剥離される。中間転写ドラム２３側には、逆
転写パッチトナー３０″として、トナーパッチ現像時に
すでにトナーパッチ３０中でプラスの極性を持っていた
トナーのうち、転写バイアスによるマイナス帯電をうけ
なかったもの（Ｔ４）が移動する。つまり、逆転写パッ
チトナー３０″の増加分と、現像器１の耐久劣化状態の
相関をあらかじめ調べておくことで、現像器１の耐久劣
化状態を検知することができる。

【００６８】本実施例の画像形成装置には、感光ドラム
２８と転写搬送ベルト２４の間の位置に、中間転写ドラ
ム２３側対向してパッチセンサ３１が設置されている。
逆転写パッチトナー３０″の量とパッチセンサ３１の出
力の関係は第１の実施例で図４に示したものと同様であ
る。

【００６９】本実施例の画像形成装置においては、実際
に耐久試験を行った際に、パッチセンサ３１の出力が
４．１Ｖよりも下がった場合、すなわち逆転写パッチト
ナー３０″の量が０．１ｍｇ／ｃｍ²を超えると、白地
かぶりが増加して許容範囲外となるので、２成分現像剤
が交換時期にきたことを画像形成装置本体の操作部に表
示し、ユーザーもしくはサービスマンによる現像剤の交
換、あるいは現像器１の交換を促す。ここで、現像剤の
自動交換機能を備えた画像形成装置であれば、その自動
交換機能を作動させて現像剤を交換する。現像剤の交換
とは、たとえば帯電付与性を劣化させているものがキャ
リアであれば現像剤ごと、あるいはキャリアのみを分離
して排出しその分を補給する方法や、またたとえば劣化
トナーの蓄積が帯電付与性を劣化させているのであれば
感光ドラム２８を介して劣化トナーを吐き出す方式など
が考えられる。

【００７０】以上の構成によって本発明の目的が達成さ
れる。

【００７１】（第３の実施例）本実施例の画像形成装置
は第１の実施例で説明したものとほぼ同様であるが、以
下の点が異なる。

【００７２】転写帯電器２３は感光ドラム２８に対して
非接触であるか、あるいは画像形成中のみ感光ドラム２
８に当接し、それ以外の場合には離間可能な機構を備え
ている。このような構成の場合、トナーパッチ３０をそ
のままパッチセンサ３１と対向する位置へ搬送すること
が出来、このトナー量を検知することが出来る。これに
よって、画像形成装置の周囲の温湿度やその他の部材の
劣化などによってトナーパッチ３０全体のトナー量が現
像器１の耐久によって変化しても、それを検知してパッ
チ残トナー３０′の量を補正することが出来、より正確
に現像器１の耐久劣化状態を検知することができる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、静電潜像を担持する回動自在な潜像担持体と、
前記潜像担持体上の静電潜像にトナーを現像してトナー
像化するための、トナーを収容して所定の極性に帯電さ
せるトナー帯電手段を備えた現像手段と、前記潜像担持
体上のトナー像を静電的に転写媒体へ転写する転写手段
とを用いた作像プロセス手段にて画像形成を行う画像形
成装置において、潜像担持体上に基準トナー像を形成す
る基準トナー像形成手段を前記画像形成装置に備え、前
記基準トナー像を通常の画像形成をする際と同じ転写条
件によって転写媒体に転写した際に前記潜像担持体側に
残留した基準トナー像の転写残トナー量、または、前記
基準トナー像を通常の画像形成をする際と逆の転写条件
によって転写媒体に転写した転写後基準トナー像のトナ
ー量、を第１の基準トナー量とし、前記第１の基準トナ
ー量を検知する基準トナー量検出手段を備えた画像形成
装置である。

【００７４】このような構成をとることにより、現像器
内のトナーの反転成分量を知ることが出来、現像剤の耐
久劣化による弊害を抑制することができる。また、現像
器ないしは現像剤の交換時期を正確に判定することで、
白地部のかぶりなどの画像不良、機内飛散等の弊害を生
じない、必要最低限の現像器ないしは現像剤の交換を行
って低ランニングコストを達成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による画像形成装置を説
明する図

【図２】本発明の第１実施例の静電潜像および現像バ
イアスの関係を説明する図

【図３】本発明の第１実施例のパッチ残トナー３０′
を説明する図

【図４】本発明の第１実施例のパッチセンサ３１の出
力特性を説明する図

【図５】本発明の第２実施例による画像形成装置を説
明する図

【図６】従来例による画像形成装置を説明する図

【図７】従来例による画像形成装置の現像器１０１を
説明する図

【図８】従来例のＱ／Ｍ分布を説明する図

【符号の説明】

１現像器１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ現像器２現像容器３現像スリーブ３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ現像スリーブ４規制部材１０回転式現像器（回転現像装置）２１１次帯電器（帯電器）２２レーザー２３転写帯電器または中間転写ドラム２４搬送ベルト２５定着器２６クリーナー２７転写紙２８感光ドラム３０トナーパッチ３０′ パッチ残トナー３０″ 逆転写パッチトナー３１パッチセンサ３２発光素子３３受光素子４０現像バイアス電源４３定電流制御電源または定電圧電源１０１現像器１０２現像容器１０３現像スリーブ１０４規制部材１２１１次帯電器１２２レーザー１２３転写帯電器１２５定着器１２６クリーナー１２７転写紙１２８感光ドラム

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/00 ５１２Ｇ０３Ｇ 21/00 ５１２Ｆターム(参考） 2H027 DA09 DA10 DE02 DE07 DE09 EA01 EA02 EA03 EA04 EA05 EA06 EB04 EC03 EC07 HB11 HB13 2H073 AA02 BA03 BA06 BA13 BA28 CA03 CA22 2H077 AD02 AD06 AD35 DA03 DA05 DA47 DA62 DA63 DB02 DB08 DB10 DB12 DB13 DB14 DB25 EA03 GA13 2H200 FA08 FA12 GA12 GA23 GA30 GA34 GA45 GA47 GA57 GB12 GB25 HA02 HA12 HA28 HB03 HB12 HB22 HB26 JA02 JA29 JB06 JB10 JC03 JC19 LA11 LA12 PA02 PB17 PB18 PB19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持する回動自在な潜像担持
体と、前記潜像担持体上の静電潜像にトナーを現像して
トナー像化するための、トナーを収容して所定の極性に
帯電させるトナー帯電手段を備えた現像手段と、前記潜
像担持体上のトナー像を静電的に転写媒体へ転写する転
写手段とを用いた作像プロセス手段にて画像形成を行う
画像形成装置において、潜像担持体上に基準トナー像を形成する基準トナー像形
成手段を前記画像形成装置に備え、前記基準トナー像を通常の画像形成をする際と同じ転写
条件によって転写媒体に転写した際に前記潜像担持体側
に残留した基準トナー像の転写残トナー量、または、前記基準トナー像を通常の画像形成をする際と逆の転写
条件によって転写媒体に転写した転写後基準トナー像の
トナー量、を第１の基準トナー量とし、前記第１の基準トナー量を
検知する基準トナー量検出手段を備えたことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記基準トナー量検知手段の検知結果に
基づいて、前記トナー像形成の際の画像形成条件を変更
す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】前記画像形成条件とは、少なくとも前記
静電潜像および／または前記現像手段の電位設定条件を
含むようにした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】前記現像手段は、前記トナーを担持して
前記潜像担持体へと対向する現像領域に搬送するため
の、前記現像手段に回動自在に設置された現像剤担持体
を備え、前記画像形成条件とは、少なくとも前記現像剤担持体の
回動速度を含むようにしたことを特徴とする請求項２ま
たは３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記画像形成装置は、前記潜像担持体と
前記現像手段との間に交番電界を印加するための交番電
界印加手段を備え、前記画像形成条件とは、交番電界印加手段の印加する交
番電界の、波形、周波数、振幅のうち少なくともいずれ
か一つを含むようにしたことを特徴とする請求項２ない
し４のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】前記トナー帯電手段は、前記トナーと混
合され２成分現像剤を成すキャリアであって、前記画像
形成条件とは、少なくとも前記２成分現像剤中のトナー
の重量百分率を含むようにしたことを特徴とする請求項
１ないし５のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項７】前記基準トナー量検知手段の検知結果に
基づいて、前記トナー帯電手段の劣化度合いを検知する
トナー帯電手段劣化検知手段を備えたことを特徴とする
請求項１ないし６のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項８】前記トナー帯電手段劣化検知手段の検知
結果に基づいて、前記トナー帯電手段の交換時期を通報
することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記トナー帯電手段は、前記トナーと混
合され２成分現像剤を成すキャリアであって、前記画像
形成装置は、前記現像手段に収容されるトナー、キャリ
ア、２成分現像剤の少なくともいずれか一つを交換する
ための現像剤交換手段を備え、前記トナー帯電手段劣化
検知手段の検知結果に基づいて、前記現像剤交換手段に
よるトナー、キャリア、２成分現像剤の少なくともいず
れか一つの交換を行うことを特徴とする請求項７または
８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記基準トナー像のトナー量を第２の
基準トナー量、前記基準トナー像を通常の画像形成をする際と同じ転写
条件によって転写媒体に転写した転写後基準トナー像の
トナー量、または、前記基準トナー像を通常の画像形成
をする際と逆の転写条件によって転写媒体に転写した際
に前記潜像担持体側に残留した基準トナー像の転写残ト
ナー量を第３の基準トナー量とし、前記第２、第３の基準トナー量を検知した結果の少なく
ともいずれか１つに基づいて、前記基準トナー量検知手
段の検知結果を補正する基準トナー量検知結果補正手段
を備えた請求項１ないし９いずれか記載の画像形成装
置。