JP4781064B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置及びこの画像形成装置に適用されるプロセスカートリッジに関する。

電子写真方式の画像形成装置、特に有彩色の画像を形成する画像形成装置においては、非磁性トナーと磁性キャリアを混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。二成分現像方式は現在提案されている他の現像方式と比較して、画質が安定し、装置の耐久性に優れるなどの長所を有している。
ところで、トナー粒子は画像形成時に現像剤から除々に消費されるものであるのに対し、キャリア粒子は消費されるものではなく、繰り返し現像装置内を循環する過程で疲労し、劣化する。このため、一般に、画像形成装置のサービス時期に合わせて現像剤の交換が行われる。現像剤の交換時期は作像回数や現像装置の回転時間などを目安として通常、一律に決定される。しかし、画像面積率の大きい画像が多く出力された場合、画像面積率の小さい画像が多く出力された場合等によって、現像剤中のキャリアの劣化レベルが異なってくるので、キャリアの劣化が早い場合は、交換時期まで劣化したキャリアをそのまま使用することになる。

また、近年カラー画像の使用頻度が増加したために、メンテナンス性の向上を目的としたカラー現像剤の交換を不要にするための方法として、少量のキャリアを含むトナーを補給するとともに、現像剤を排出することで、劣化した現像剤、特にキャリアを新しいものと徐々に入れ替えていくトリクル方式が採用されている。
このようなトリクル方式に関する従来技術として特許文献１には、トナーに一定比率でキャリアを混在させた現像剤を補給し、現像槽中の余剰現像剤を排出口から溢出させる方式が開示されている。
しかし、この技術においては、トナー補給と同時に一定比率量のキャリアが現像剤槽へ供給され、それに伴って余剰現像剤が溢出されるので、作像面積率が大きい時には現像剤槽中の現像剤の置換が早く、作像面積率が小さい時には現像剤の置換が遅くなるというように、キャリアの劣化レベルによらずに現像剤の置換が行われることになる。従って、例えば低画像面積率の画像が多く出力された場合、現像剤の置換がほとんどされなでキャリアが劣化し、劣化キャリアがそのまま使用され、キャリア付着、トナーの帯電不良による地汚れ、画質劣化などの不具合を生じるおそれがある。一方、高画像面積率の画像が多く出力された場合には、劣化前のキャリアまで排出されてしまうという不具合が生じることもある。

劣化前のキャリアが現像剤槽から排出されることを防ぐ方法としては、例えば特許文献２には、トナー補給手段とは別にキャリア補給手段から現像剤槽へキャリアを補給する手段を設け、現像ローラの回転時間に応じてキャリアを補給する方式が提案されている。しかしこの技術においては、回転時間と劣化レベルとの間に一定の関係があると見なして現像ローラの回転時間からキャリアの劣化レベルを予想して補給量を決めているために、上述した場合と同様、出力画像の画像面積率によって劣化レベルが異なるという不都合に基づく問題を解決することはできない。

このような、二成分現像方式の画像形成装置におけるトナー補給技術に関する従来技術として特許文献３には、現像時に像担持体に付着したキャリアを回収して画像品質の向上を図ることを目的として開発された装置であって、非磁性のトナーと磁性のキャリアからなる二成分現像剤を用いた現像装置を使用し、現像バイアス電圧を印加してその現像装置で前記トナーを付着することにより、像担持体上に形成した静電潜像を可視像化し、その可視像を転写して記録媒体に記録を行う電子写真記録装置において、現像時に前記像担持体に付着した前記キャリアを回収するキャリア回収手段と、そのキャリア回収手段によるキャリアの回収を検出する回収キャリア検出手段と、その回収キャリア検出手段の出力値に基づきキャリア付着があると判断したとき制御信号を出力する制御手段を備えた電子写真記録装置が開示されている。
また、特許文献４には、現像器内の現像剤にトナーやキャリアを補給するのと併行して既存の劣化した現像剤を効率良く回収して現像剤の界面を現像器の姿勢に関係なく一定に保つことを目的として開発された装置であって、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を収納し、キャリアの供給と回収を行う現像装置において、キャリアの回収が現像剤撹拌部の中央部近傍より回収手段により行う現像装置が開示されている。

特公平０２−２１５９１号公報 特開平０６−２７８０９号公報 特開平１０−３２６０４７号公報 特開２００１−２５５７４３号公報

しかしながら、上記従来技術においても、現像剤槽内のキャリア劣化を適正に把握することは困難で、例えば劣化の程度に合わせたキャリアの排出及び補給を適正に行うことができる技術の開発が望まれていた。
本発明者の知見によれば、現像剤が劣化する大きな理由としては、例えば長期の使用により、キャリア表面にトナーが固着する所謂トナースペントと、トナーから離脱した外添剤がキャリア表面に付着する所謂外添剤付着の二つが挙げられる。キャリアに比べてトナーの抵抗率は高いので、トナースペントが進行していくとキャリアの抵抗率は高くなる。キャリアはトナーと接触し摩擦帯電することで、トナーと逆極性に帯電するが、現像スリーブや空気中に放電することで徐々に減衰する。しかし、トナースペントが起こり、抵抗率が高くなると減衰しづらくなるため、初期キャリアに比べて感光体の地肌電位部へのキャリア付着が起こり易くなる。即ち、現像され易くなる。また、外添剤付着量が多いとスペーサー効果によって、キャリアはトナーや現像スリーブから離れやすくなり、感光体にキャリアが付着し易くなる。以上のことからキャリアの劣化レベルはキャリア付着量から見積もることができる。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであって、現像剤槽中のキャリアの劣化レベルを把握し、劣化レベルに応じた現像剤交換（トリクルでない場合）、又はキャリア補給（トリクルの場合）を行うことによって、キャリア劣化によるキャリア付着、トナーの帯電不良による地汚れ、画質劣化などの不具合を防止することができる画像形成装置及びこれに用いるプロセスカートリッジを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、像担持体を帯電させる帯電装置と、トナーとキャリアを含む二成分系現像剤を前記像担持体に供給して静電潜像を可視像処理する現像装置と、前記像担持体に対向配置された発光素子及び受光素子を備えた光学的センサと、を有する画像形成装置において、帯電バイアス及び現像バイアスを制御して前記像担持体上に前記現像剤中のキャリアを現像させ、前記光学的センサによって前記像担持体の地肌部及びキャリア付着部分の反射光量を検出してその比を求め、予め設定された基準値と比較して前記像担持体上のキャリア付着量を検知する検知手段を有し、前記検知手段は、帯電バイアス、現像バイアス及び／又は転写バイアスを調整しながら複数のバイアス条件でキャリア付着量を検知し、地肌ポテンシャルとキャリア付着量の関係から、キャリア劣化レベルを算出するものであることを特徴とする。
この場合において、前記像担持体上に現像させたキャリアをクリーニング手段で回収することが好ましい。
また、前記クリーニング手段は、磁気ブラシクリーニング方式とすることができる。

また、本発明に係る別の画像形成装置は、像担持体と、像担持体を帯電させる帯電装置と、トナーとキャリアを含む二成分系現像剤を前記像担持体に供給して静電潜像を可視像処理する現像装置と、前記像担持体上に形成された可視像を一次的に転写させる中間転写体と、前記中間転写体に対向配置された発光素子及び受光素子を備えた光学的センサと、を有する画像形成装置において、帯電バイアス及び現像バイアスを制御して前記像担持体上にキャリアを現像させた後、転写バイアスを制御して前記中間転写体上にキャリアを転写させ、前記光学的センサによって前記中間転写体の地肌部及びキャリア付着部分の反射光量を検出してその比を求め、予め設定された基準値と比較して前記中間転写体上のキャリア付着量を検知する検知手段を有し、前記検知手段は、帯電バイアス、現像バイアス及び／又は転写バイアスを調整しながら複数のバイアス条件でキャリア付着量を検知し、地肌ポテンシャルとキャリア付着量の関係から、キャリア劣化レベルを算出するものであることを特徴とする。
この場合において、前記中間転写体上に現像させたキャリアをクリーニング手段で回収することが好ましい。
また、前記クリーニング手段は、磁気ブラシクリーニング方式とすることができる。

更に、前記検知手段により検知されたキャリアの劣化レベルに応じて、現像剤槽からの現像剤の排出量、現像剤槽へのキャリア又は現像剤の補給量を決定し、排出又は補給する制御手段を有することが好ましい。
前記制御手段は、キャリア劣化レベル検知後に、キャリアの劣化レベルに応じた量の現像剤を排出し、その後、キャリア補給又は現像剤補給を行うものとすることができる。
また、前記制御手段は、前記現像剤排出動作及びキャリア又は現像剤補給動作後に所定の時間現像装置の攪拌動作を行うように制御するものであってもよい。
更に、前記制御手段は、前記現像剤排出動作及びキャリア又は現像剤補給動作を、所定印刷枚数ごとに行われる濃度調整プロセスコントロールの直前に行うものであってもよい。
更にまた、前記像担持体は、像担持体表面を清掃するクリーニング手段と一体化され、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジを形成していることが好ましい。

以下に、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図１において、この画像形成装置には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４つの画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋが設けられている。画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋの色順は、図１に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。
画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋは、それぞれ像担持体としての感光体ドラム、帯電装置、現像装置及びクリーニング装置を備えている。各画像形成ユニットは、感光体ドラムの回転軸が平行になるように且つ転写紙の移動方向に対して所定のピッチとなるように配列されている。
画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋの上方には、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラムの表面に、例えばレーザ光を走査しながら照射する光書込装置１０５が設けられている。一方、画像形成ユニットの下方には、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写装置としての転写ベルト１０８が配置されている。転写ベルト１０８の斜め上方にはベルト定着方式の定着装置１０７及び排紙トレイ１０６が設けられている。また、転写ベルト１０８の下方には、必要に応じて記録紙の両面に画像を形成するための反転装置１１０が設けられており、この反転装置１１０の下方には、転写紙が収納された給紙カセット１１１、１１２が配置されている。

このような構成の画像形成装置において、以下のように画像形成が行われる。即ち、各画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋにおいて、帯電装置によって感光体ドラム表面を一様に帯電した後、光書込装置１０５によって帯電面に画像情報に基づくレーザ光を照射して静電潜像を形成する。この静電潜像に対し、現像装置からトナーを供給してトナー像を形成する。各画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋで形成された複数の単色トナー像を、例えば給紙トレイ１１１から排出され、転写ベルト１０８によって各画像形成ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋの転写部に供給された記録紙上に転写、積層してカラー画像を形成する。画像が転写された記録紙を後流の定着装置１０７に搬送し、熱又は圧力によって定着させ、その後、排紙トレイ１０６上に排出する。

次に、本発明の特長部分について、詳細に説明する。図２は、図１の画像形成装置の画像形成ユニット部分の拡大図である。図２において、この画像形成ユニットは、像担持体１と、帯電装置２と、像担持体１に形成された静電潜像を顕像化するための現像剤を像担持体１へ供給する現像装置３と、現像装置３よりも下流で転写ローラ１０８ａよりも上流に配置された反射型の光学的センサ７とから主として構成されている。現像装置３は、現像ローラ４と、現像剤を攪拌、搬送するための搬送スクリュー５及び６を備えている。光学的センサ７は、発光素子と受光素子とを備え、濃度調整のためのトナー像検知に使用されるセンサであり、これをキャリア付着量の検知に用いる。
転写ローラ１０８ａより下流であって帯電装置２よりも上流にクリーニング装置１４が配置されている。クリーニング装置１４は、ファーブラシ１５とクリーニングブレード１６と有している。なお、クリーニング装置１４は、クリーニング手段が、マグネット又はマグネットを内包するスリーブ上にキャリアを直接磁気的に拘束させて磁気ブラシ部を形成し、これを停止又は回転させて像担持体１に接触させ、像担持体１上のキャリアをクリーニングする磁気ブラシ方式のものとすることもできる。これによって、キャリアと像担持体の摺擦が少なく、キャリア回収によって像担持体上に傷がつくことを防止し、傷に起因する異常画像などの不具合を回避することができる。

図３は、図１の画像形成装置における現像装置の断面図である。図３において、この現像装置は、トリクル現像方式の現像装置であり、現像剤排出口１１と、排出口１１から図示省略した廃材入れへ排出剤を搬送するための回転速度制御可能な搬送スクリュー１２と、排出口１１に設置された開閉シャッタ１３とを備えている。この現像装置３は、搬送スクリュー１２の回転時間などにより現像剤排出量を制御することが可能であり、また、同様に現像剤槽へ補給するキャリア又は現像剤量を制御することもできる。なお、排出口１１は、現像剤槽内の現像剤上面レベルよりも下に位置するように設けられている。また、本実施例装置は、現像装置の現像剤槽にトナーを補給するトナー補給手段、キャリアを補給するキャリア補給手段又はキャリアとトナーを補給する現像剤補給手段を有する。

このような構成の装置によって、像担持体へのキャリア付着量を以下のように求める。
キャリア付着量を求めるに際し、予め、像担持体１の表面のキャリア付着部分を光学的センサ７によって検知し、像担持体１における地肌部の反射光量とキャリア付着部分の反射光量の比を予め設定された基準値と比較することによって得られるセンサ出力値とキャリア付着量の関係を、例えば図４のように求めておき、これを関係式又はテーブルとして画像形成装置を制御する図示省略したキャリア付着量検知手段又は制御装置の記憶媒体に記憶させておく。
帯電装置２、現像ローラ４及び転写ローラ１０８ａには、図示省略した電源からそれぞれ制御可能なバイアスが印加され、連続的に画像形成が行われる。像担持体へのキャリア付着量を求める場合は、通常の画像形成操作を停止して行う。
像担持体表面へのキャリア付着の測定は、画像形成時の地肌ポテンシャル△Ｖ０（＝帯電電位−現像電位）よりも地肌ポテンシャルが大きくなるような所定の条件にバイアス調整し、現像ローラ４から像担持体１へキャリアを現像させる。このとき、光学的センサ７から得られる出力値と、上述したセンサ出力値とキャリア付着量の関係を示す図４に基づいて像担持体上のキャリア付着量を求める。より正確なキャリア付着量を得るために、光学的センサ７での出力検知を複数回行いそのセンサ出力の平均値からキャリア付着量を求めるようにしてもよい。

次に、求めた像担持体１へのキャリア付着量に基づいてキャリアの劣化レベルを推定し、劣化レベルに応じて現像装置の現像剤槽へのキャリア又は現像剤の補給を行う。
即ち、地肌ポテンシャル△Ｖ（＝帯電電位−現像電位）を横軸に、キャリア付着量を縦軸にプロットすると図５のようになる。キャリア劣化時は、図５の×−×が△−△に推移するため、例えばある区間（△Ｖａ−△Ｖｂ間）での総キャリア付着量Σを求めることにより、ある規定の地肌ポテンシャル（△Ｖａ−△Ｖｂ）における総キャリア付着量Σをキャリア劣化レベルとして定義することができる。なお、地肌ポテンシャルが大きいほどキャリア付着量が多くなるので、横軸を地肌ポテンシャル、縦軸をキャリア付着量とすることによって増加曲線となる。
次に、定義したキャリアの劣化レベルに応じて以下のようにして現像剤の排出及びキャリア又は現像剤の補給量を決定、制御する。
即ち、帯電バイアス及び現像バイアスを調整しながら複数のバイアス条件にてキャリア付着量を検知し、地肌ポテンシャル（地肌ポテンシャル＝帯電電位−現像電位）とキャリア付着量の関係から、キャリア劣化レベルの総キャリア付着量Σを算出し、算出結果を任意の劣化レベルの閾値aと比較し、Σ＜aのときは、現像剤の排出／キャリア又は現像剤の補給を行わず、Σ＞aのときは、ある規定量の現像剤の排出／キャリア又は現像剤の補給を行うようにする。
また、上述のように求めたキャリア劣化レベル（総キャリア付着量Σ）について、劣化レベル閾値を複数（ａ、ｂ、ｃ、・・・・）決定し、総キャリア付着量Σ＜ａのときは、現像剤の排出／キャリア又は現像剤の補給を行わず、ａ＜Σ＜ｂの時、現像剤の排出／キャリア又は現像剤の補給をそれぞれＸ１（ｇ）／Ｙ１（ｇ）行い、ｂ＜Σ＜ｃの時、現像剤の排出／キャリア又は現像剤の補給をそれぞれＸ２（ｇ）／Ｙ２（ｇ）行うようにしてもよい。なお、Ｘ１＜Ｘ２＜・・・・、Ｙ１＜Ｙ２＜・・・・は、それぞれａ＜ｂ＜ｃ＜・・・・と対応するものとする。

次に、本実施形態における制御方法を操作フローに従って説明する。図６は、トリクル現像方式の現像装置におけるキャリア又は現像剤補給方法を示すフロー図である。
図６において、例えば、画像形成工程を停止させた後、現像剤劣化レベルΣを算出し（ステップＳ１）、算出したΣが予め選定した閾値ａよりも大きいか否かを判定し、Σが閾値ａよりも小さいときは、通常の条件に従って濃度調整プロセスコントロールを実行する（ステップＳ７）。一方、Σが閾値ａよりも大きい場合は、現像装置の現像剤槽に設けられた現像剤排出口シャッタを開き（ステップＳ２）、所定量の現像剤を排出する（ステップＳ３）。所定量の現像剤を排出した後、現像剤排出口シャッタを閉じる（ステップＳ４）。次に、所定量のキャリア又は現像剤を現像剤槽に補給する（ステップＳ５）。キャリア又は現像剤を補給した後、現像装置を攪拌し（ステップＳ６）、濃度調整プロセスコントロールを実行する（ステップＳ７）。

本実施形態によれば、帯電バイアスと現像バイアスを調整することにより、像担持体（地肌部）の帯電電位と現像電位を調整し、像担持体上へキャリアを現像させ、像担持体に対抗した光学的センサによってキャリア付着量を検知することができるので、地肌ポテンシャル（帯電電位−現像電位）とキャリア付着量から、キャリア劣化レベルを推測することができる。
また本実施形態によれば、地肌ポテンシャル（=帯電電位-現像電位）をいくつかのステップで変更させながらキャリア付着量を測定することによって、地肌ポテンシャルとキャリア付着量の関係から、より正確にキャリア劣化レベルを推測することができる。
更に、本実施形態によれば、トリクル現像方式において、キャリアの劣化レベルを把握することによって、必要に応じた量の剤の排出及び供給を行うことができるので、キャリア劣化によるキャリア付着、トナーの帯電不良による地汚れ、画質劣化などの不具合を防ぐことができ、また適切な時期での交換、置換が可能となってコスト面でも有利となる。
更にまた、本実施形態によれば、現像剤槽の排出口１１に設けられた搬送スクリュー１２の回転数によって排出量を規定できるので、まず現像剤槽内の現像剤を排出し、排出口を閉じた後、新しいキャリア又は現像剤を補給することができ、新剤が排出されることを防止し、劣化剤のみを確実に排出することができる。
更にまた、本実施形態によれば、新キャリア及び新現像剤補給後に現像装置の攪拌時間を設けることにより、補給された新キャリア及び新現像剤と、現像剤槽内にある現像剤を十分に混合させることができ、新剤の帯電を立ち上げ効果が得られる。
更にまた、キャリア及び現像剤排出／補給動作前後では現像剤槽内のＴＣ、Ｑ／Ｍなど現像能力が変化してしまうため、同一の作像条件では濃度が変動するおそれがあるが、本実施形態によれば、排出／補給直後に濃度調整プロコンを行うことにより、現像能力に合わせた最適な調整が可能となって画像濃度変動を抑えることができる。
更に、本実施形態によれば、像担持体に現像させたキャリアをクリーニング手段１４によって回収することができるので、像担持体に付着したキャリアが現像装置へ戻ること及び帯電手段などに付着する不具合を防止することができる。
本実施形態において、像担持体１とクリーニング装置１４とを一体化して画像形成装置本体に着脱自在のプロセスカートリッジを形成することが好ましい。これによって、メンテナンス性、操作性等が向上する。

図７は、本発明の別の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部を示す要部断面図である。図７において、この装置は、像担持体１と、帯電装置２と、像担持体１に形成された潜像を顕像化するために現像剤を像担持体１に供給する現像装置３とを有する画像形成ユニットが所定間隔で複数配置されている。画像形成ユニット列の下方には、像担持体１に形成されたトナー像を一次転写し、その後、記録紙等に転写させる中間転写体８が配置されており、この中間転写体８の転写面に対向して光学的センサ９が設けられている。光学的センサ９は、濃度調整のためのトナー像検知に使用されるセンサで、これをキャリア付着量の検知に用いる。また、中間転写体８上のキャリアをクリーニングするためのクリーニング装置１８が設けられており、このクリーニング装置１８は、例えばファーブラシ１９とクリーニングブレード２０を備えている。クリーニング装置１８は、上述したクリーニング装置１４と同様、磁気ブラシ方式のクリーニング装置であってもよい。磁気ブラシクリーニング方式とすることにより、中間転写体上に付着したキャリアを磁気的に回収することができるので、キャリアと中間転写体の摺擦が少なく、キャリア回収によって中間転写体上に傷がつくのを防止することができる。

このような、中間転写体を有する画像形成装置においては、キャリアを像担持体ではなく、中間転写体に付着させてその劣化レベルを推定することができる。
即ち、帯電バイアス、現像バイアス及び転写バイアスを調整して現像剤中のキャリアを中間転写体８の転写面に付着させ、中間転写体８におけるキャリア付着部分を光学的センサ９によって検知して中間転写体８の地肌部の反射光量とキャリア付着部分の反射光量の比を求め、求めた値と、予め設定された基準値と比較することによって得られるセンサ出力値とキャリア付着量の関係を上述した図４に示したように求め、関係式又はテーブルとして画像形成装置を制御する制御装置の記憶媒体に記憶させておく。
そして、画像形成時の地肌ポテンシャル△Ｖ０（＝帯電電位−現像電位）よりも地肌ポテンシャルが大きな値となるような所定の条件にバイアス調整を行うと、現像ローラ４から像担持体１へキャリアが現像される。像担持体１の帯電電位に対して中間転写体８が負電位となるように対向ローラ１０にバイアスを印加し、像担持体１上のキャリアを中間転写体８へ転写する。中間転写体８に対向する光学的センサ９から得られる前記 “センサ出力値とキャリア付着量の関係式又はテーブル”（図４）から像担持体上のキャリア付着量を求める。この場合、より正確な値を得るために光学的センサ９での検知を複数開行い、そのセンサ出力の平均値からキャリア付着量を算出してもよい。
求めたキャリア付着量に基づくキャリアの劣化レベルの推定及び現像剤槽へのキャリア又は現像剤の補給は、上記実施形態と同様に行う。

本実施形態によれば、現像剤中のキャリア劣化レベルを把握し、それに応じた現像剤交換、適正量のキャリア補給を行うことによって、キャリア劣化に基づくキャリア付着、トナーの帯電不良による地汚れ、画質劣化などの不具合を防ぐことができ、また、コスト面でも有利になる。
また、本実施形態によれば、中間転写体８に現像させたキャリアをクリーニング手段１８によって回収することができるので、中間転写体８に付着したキャリアが機内に飛散、付着して不具合を生じさせる等の現象を防止することができる。
なお、本実施形態は、像担持体１に対抗した位置に光学的センサを設置するスペースがない場合に、とくに有効である。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 図１の要部を示す断面図である。 図１の現像剤槽を示す断面図である。 センサ出力とキャリア付着量との関係を示す図である。 キャリア付着量と地肌ポテンシャルとの関係を示す図である。 実施形態における操作フローを示す図である。 別の実施形態の要部断面図である。

符号の説明

１ 像担持体
２ 帯電手段
３ 現像装置
４ 現像ローラ
５ 第一搬送スクリュー
６ 第二搬送スクリュー
７ 光学的センサ
８ 中間転写体
９ 中間転写体の光学的センサ
１０ 中間転写体の対向ローラ
１１ 現像剤排出口
１２ 現像剤排出の搬送スクリュー
１３ 排出口シャッタ
１４ 像担持体上クリーニング装置（ブレード）
１５ 像担持体上クリーニング用ファーブラシ
１６ 像担持体上クリーニング用クリーニングブレード
１８ クリーニング装置
１９ クリーニング用ファーブラシ
２０ クリーニング用クリーニングブレード

Claims (11)

1. 像担持体と、
   像担持体を帯電させる帯電装置と、
   トナーとキャリアを含む二成分系現像剤を前記像担持体に供給して静電潜像を可視像処理する現像装置と、
   前記像担持体に対向配置された発光素子及び受光素子を備えた光学的センサと、
   を有する画像形成装置において、
   帯電バイアス及び現像バイアスを制御して前記像担持体上に前記現像剤中のキャリアを現像させ、
   前記光学的センサによって前記像担持体の地肌部及びキャリア付着部分の反射光量を検出してその比を求め、予め設定された基準値と比較して前記像担持体上のキャリア付着量を検知する検知手段を有し、
   前記検知手段は、帯電バイアス、現像バイアス及び／又は転写バイアスを調整しながら複数のバイアス条件でキャリア付着量を検知し、地肌ポテンシャルとキャリア付着量の関係から、キャリア劣化レベルを算出するものである
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体上に現像させたキャリアをクリーニング手段で回収する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニング手段は、磁気ブラシクリーニング方式である
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 像担持体と、
   像担持体を帯電させる帯電装置と、
   トナーとキャリアを含む二成分系現像剤を前記像担持体に供給して静電潜像を可視像処理する現像装置と、
   前記像担持体上に形成された可視像を一次的に転写させる中間転写体と、
   前記中間転写体に対向配置された発光素子及び受光素子を備えた光学的センサと、
   を有する画像形成装置において、
   帯電バイアス及び現像バイアスを制御して前記像担持体上にキャリアを現像させた後、転写バイアスを制御して前記中間転写体上にキャリアを転写させ、
   前記光学的センサによって前記中間転写体の地肌部及びキャリア付着部分の反射光量を検出してその比を求め、予め設定された基準値と比較して前記中間転写体上のキャリア付着量を検知する検知手段を有し、
   前記検知手段は、帯電バイアス、現像バイアス及び／又は転写バイアスを調整しながら複数のバイアス条件でキャリア付着量を検知し、地肌ポテンシャルとキャリア付着量の関係から、キャリア劣化レベルを算出するものである
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 前記中間転写体上に現像させたキャリアをクリーニング手段で回収する
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記クリーニング手段は、磁気ブラシクリーニング方式である
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記検知手段により検知されたキャリアの劣化レベルに応じて、現像剤槽からの現像剤の排出量、現像剤槽へのキャリア又は現像剤の補給量を決定し、排出又は補給する制御手段を有する
   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。
8. 前記制御手段は、キャリア劣化レベル検知後に、キャリアの劣化レベルに応じた量の現像剤を排出し、その後、キャリア補給又は現像剤補給を行うものである
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記現像剤排出動作及びキャリア又は現像剤補給動作後に所定の時間現像装置の攪拌動作を行うように制御するものである
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記現像剤排出動作及びキャリア又は現像剤補給動作を、所定印刷枚数ごとに行われる濃度調整プロセスコントロールの直前に行う
    ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記像担持体は、像担持体表面を清掃するクリーニング手段と一体化され、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジを形成している
    ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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