JPH04190268A - 画像形成装置の現像剤劣化検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、電子写真方式により像形成体上にトナー像を
形成し、該トナー像を転写材上に転写して画像を得る画
像形成装置の現像手段に収容されている現像剤の劣化を
検出する画像形成装置の現像剤劣化検出方法に関する。

【発明の背景】

電子写真方式による画像形成は、像形成体上に原稿像あ
るいは画像データに応じた潜像形成と現像を行い、像形
成体上にトナー像を形成し、その後転写材上に該トナー
像を転写することにより画像を得るというものである。 像形成体上に形成された潜像を顕像化する現像手段には
、トナーのみから成るｌ成分現像剤、あるいは、トナー
とキャリアから成る２成分現像剤が収容されており、そ
れぞれ顕像化する場合トナーのみが現像手段から像形成
体へ移動して、像形成体上にトナー像を形成する。 一般に、ｌ成分現像剤および２成分現像剤いずれにおい
ても、現像手段内に収容されている現像剤を十分に摩擦
帯電させるために、該現像剤の撹拌を行っている。そし
て、ｌ成分現像剤においては現像剤であるトナーの量を
センサで検出して、現像手段内には常に一定のトナーが
収容されているように制御されている。また、２成分現
像剤においては、トナー濃度測定手段であるトナー濃度
センサにより、トナーとキャリアの比率であるトナー濃
度を測定している。このトナー濃度センサにより現像手
段内のトナー濃度が低ければ現像手段内に新しく供給用
トナーを補給する。このようにして、常に現像手段内の
トナー濃度が一定になるように制御している。 このように、ｌ成分現像剤においてはトナー量、２成分
現像剤においてはトナー濃度を制御しているのは、これ
らトナー量あるいはトナー濃度が変動すると現像性能が
変化し、良好な画像形成ができないためである。

【発明の目的】

しかしながら、１成分現像剤におけるトナー量または２
成分現像剤におけるトナー濃度を常に一定にしているた
めに、現像手段内に収容されているトナーの消費量が少
ない（顕像化領域が少ない画像形成）場合、現像手段内
に滞留するトナーが多く、そのため、撹拌時間が長くな
り現像剤の負荷が大きくなる、すなわち、帯電量の増加
や流動性の低下などに見られるように現像剤の劣化を招
くことになる。 このような現像剤の劣化に対して、従来の画像形成装置
においては、全く考慮などされていながっ！こ。 そのために、現像剤の劣化が生じることにより、流動性
の低下に伴い現像手段から像形成体への移動が不安定と
なり、トナー像濃度の低下、トナー像の濃度の過多、画
像のかぶり、文字の太り、特に、カラー画像の場合色再
現性の極端な低下が生じ、現像性能が低下もしくは不安
定になり、画像品質の低下という欠点を有することとな
る。 本発明の目的は、従来のＩＪｌ、像剤補給手段を利用し
て補給量を消費量として演算して現像剤の劣化を簡単に
しかも正確に検出することができる画像形成装置の現像
剤劣化検出方法を提案することにある。また、現像性能
の低下、画像品質の低下、色再現性の低下など未然に防
止でき、常に安定した現像剤を供給できるように、画像
形成装置の現像剤劣化検出方法を提案することを目的と
したものである。

【問題点を解決するための手段】

上記目的は、像形成体上に静電潜像を形成し、該静電潜
像を現像手段により顕像化して画像を形成する間に、該
現像手段内に収容されている現像剤の濃度を測定し、そ
の出力値に基づいて現像剤ている基準値とを比較して該
現像手段内の現像剤の劣化を検出する画像形成装置の現
像剤劣化検出方法によって達成できる。

【９！施例】 次に、本発明を添付図面に示す一実施例に基づいて説明
する。 叢２＠は、本発明の一実施例が組み込まれたカラー複写
機であるカラー画像形成装置の主要断面図である。この
カラー複写機は、大別すると画像読み取り系Ａ、レーザ
書き込み系Ｂ１画像形成系Ｃおよび給紙系りから構成さ
れており、次ぎのプロセスによりカラー画像が形成され
る。 まず、画像読み取り系Ａ　Ｊ：　８いて、原稿台１１に
収められた原稿は水平方向にスライドするキャリッジ１
２に取り付けられたハロゲンランプ１２１によって照射
される。可動ミラーユニット１３には、ミラー　１３１
，１３２が取り付けられていて、同じく水平方向にスラ
イドして、前記キャリッジ１２に取り付けられているミ
ラー１２２との組み合わせで原稿の光像を画像読み取り
部１４へと導出する。 前記キャリッジ１２と前記可動ミラーユニット１３はス
テッピングモータに接続されるワイヤ（いずれも図示せ
ず）を介して駆動され、それぞれ■および１／２Ｖの速
度にて同方向にスライドされるものである。 前記画像読み取り部Ｉ４は、レンズ１４１とその背後に
カラーＣＣＤ　１４２から構成されており、前記ミラー
１２１．１３１．１３２により伝達された原稿の光像は
前記レンズ１４１により集束され、カラー〇〇ＤＩ４２
の受光面にそれぞれ結像される。 前記カラー〇　〇　Ｄ　１４２によって原稿を青画像デ
ータ（Ｂ）、録画像データ（Ｇ）、赤画像データ（Ｒ）
のカラー画像データに色分解し、画像処理手段（図示せ
ず）によりイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（
Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の現像手段に収容されているト
ナー色に応じ色補正された色信号が出力され、露光手段
であるレーザ書き込み系Ｂに入力される。 レーザ書き込み系Ｂにおいては、半導体レーザ（図示せ
ず）で発生されたレーザビームは、駆動モータ１５によ
り回転されるポリゴンミラー１６により回転走査され、
ｆ＃レンズ１７、ンリンドリカルレンズ１８を経て、ミ
ラー１９により光路を曲げられて、予め帯電手段である
帯電器２１によって所定の電荷に一様帯電させられた像
形成体である感光体ドラム２０の周面上に投射され輝線
を形成する。 一方、副走査方向に関して感光体ドラム２０の特定位置
に設けられたインデックスを７オトセンサ（いずれも図
示せず）で検出して、この検出信号を基準にして画像信
号による半導体レーザの変調が開始され主走査方向が決
定される。走査が開始されると主走査方向に関して、レ
ーザビームがインデックスセンサ（図示せず）によって
検出され、変調されたレーザビームが感光体ドラム２０
の局面上を走査する。従って、レーザビームによる主走
査と感光体ドラム２０の回転による副走査により感光体
ドラム２０の周面上に第１の色に対応する潜像が形成さ
れる。この潜像は、本実施例では複数の現像手段の内、
例えばイエロー（Ｙ）トナーを収容した現像器２２Ｙに
より現像されて、感光体ドラム２０表面上にＹトナー像
が形成される。得られたトナー像は、感光体ドラム２０
上に保持されたまま、感光体ドラム２０の周面上より離
間しているクリーニング手段２３の下を通過し、引き続
きｗＣ２の色のコピーサイクルに入る。 すなわち、Ｙトナー像が形成されｔ；感光体ドラム２０
は、帯電器２１によって再び帯電され、次いで画像読み
取り系Ａから出力された第２の色信号がレーザ書き込み
系Ｂに入力され、上述した第１の色信号の場合と同様に
して感光体ドラム２０の表面への書き込みが行われ、潜
像が形成される。潜像は、第２の色として例えばマゼン
タ（Ｍ）トナーを収容した現像器２２Ｍによって現像さ
れる。このＭトナー像は、すでに形成されているＹトナ
ー像の存在下に形成される。 同様にして、第３の色の画像信号により形成された潜像
をシアン（Ｃ）トナーを収容する現像器２２Ｃで現像し
Ｃトナー像形成され、さらに第４の色の画像信号により
形成された潜像をブラック（Ｂｋ））ナーを収容する現
像器２２Ｂｋで現像し加工体ドラム２０の表面上にＢｋ
１−ナー像を重ね合わせて、カラートナー像が感光体ド
ラム２０の表面上に形成される。 これら各現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２ｃ、２２８にの現
像スリーブ２２１には直流あるいはさらに交流のバイア
スが印加され、基体が設置された感光体ドラム２０には
非接触で反転現像（ジャンピング現像）が行われるよう
になっている。なお、現像に関係しない現像器は、現像
スリーブの回転を止め、バイアスをカットするなどして
、感光体ドラム２０に形成されたトナー像の損傷を防ぎ
、および、不要なトナーを潜像に供給しないようにする
。 上述の如く感光体ドラム２０の表面上に形成されたカラ
ートナー像は転写手段として設けられた転写器２４にお
いて、給紙系りの給紙ベルト２５により供給されタイミ
ングローラ２６により前記カラートナー像とタイミング
を合わせた転写材に転写される。転写器２４は、トナー
と逆極性の高圧電源を印加して転写を行う。 かくして、カラートナー像を転写された転写材は、分離
極２７により感光体ドラム表面から分離されて、搬送ベ
ルト２８を介して定着装置２９に搬入されてカラートナ
ー像の定着が行われた後、排紙される。 一方、転写材へカラートナー像の転写、分離を終えた感
光体ドラム２０は、さらに時計方向に回転して、クリー
ニング手段２３のブレード２３１を圧接状態として残留
したトナーの除去、清掃が行われる。クリーニング終了
後は、再びブレード２３１が感光体ドラム２０から離間
して、新たなコピープロセスに入る。 次に、現像手段の構成、機能について、第３図の現像器
２２の断面図を参照に説明する。なお、本実施例では、
現像器２２Ｙ　、　２２Ｍ　、　２２Ｃ、２２８にはい
ずれも同−の構成機能の現像器が用いられているので、
ここでは例として現像器２２として説明する。 現像器２２の内部には、現像スリーブ２２１１撹拌スク
リユー２２２，２２３、マグネットローラ２２４、薄層
形成部材２２５、スクレーバ２２６等が設けられている
。 現像スリーブ２２１と感光体ドラム２０との間隙は、現
像スリーブ２２１と同軸上に設けられた突当コロ（図示
せず）により常に一定の間隙（０，３〜ｌ　ｍｍ。 好ましくは０．５ａｕｏ程度）が保たれている。 撹拌スクリュー２２２．２２３は、互いに相反する方向
に回転する撹拌部材であって、図示しないトナー補給手
段によって補給口２２７より補給されるトナーを磁性キ
ャリアと十分に撹拌混合させる部材である。すなわち、
トナーとキャリアとから成る２成分現像剤は、撹拌スク
リュー２２２，２２３により十分撹拌混合されることに
より、摩擦帯電がなされ均質な現像剤とされた後、現像
スリーブ２２１に供給される。 現像スリーブ２２１は固定されたマグネットローラ２２
４を内包し、周囲には薄層形成部材２２５およびスクレ
ーバ２２６が配設されている。マグネットローラ２２４
は、Ｎ極およびＳ極を交互に等間隔に配設した等磁力の
８極の固定磁石から構成されるものであるが、スクレー
バ２２６に接する部分において反発磁界を形成し、現像
剤の剥離を容易にするためにｌ極欠落させて７極として
いる。なお、本実施例では８極の磁石から構成されるマ
グネットローラ２２４を用いたが、一般に、現像器での
現像剤の磁気ブラシの穂立を低くおさえる一方、適切な
磁力を確保するために、好ましくは３００〜９００Ｇａ
ｕｓｅで８〜１６極のマグネットローラを用いる。 薄層形成部材２２５は、剛性かつ磁性を有し、現像スリ
ーブ２２１に対し現像剤が介在しない状態で所定の荷重
をもって圧接される。 撹拌スクリュー２２２，２２３より供給された現像剤は
、現像スリーブ２２１の周面上に付着して、薄層形成部
材２２５により３００μｍ前後の薄層状態に成形される
。この現像剤は、現像スリーブ２２１とともに搬送され
、現像領域において感光体ドラム２０の周面上の潜像を
前述した現像間隔を隔てて非接触で反転現像し、トナー
像を形成する。 この非接触現像時には、図示しない電源から直流成分に
加え交流成分を含む現像バイアスが前記現像スリーブ２
２１に印加され、その結実現像スリーブ２２１上に現像
剤中のトナーのみが選択的に前記潜像の面に移行して付
着する。 トナー成分を消費した現像剤のキャリア比率が高くなっ
て、現像スリーブ２２１によって搬送されてスクレーバ
２２６により剥離回収され、再びトナー比率の高い現像
剤を混合される。 また、現像器２２には、トナーとキャリアとの比率であ
るトナー濃度（ｖｔ％）を測定するための、トナー濃度
測定手段Ｓｌが撹拌スクリュー２２３の下方に設けられ
ている。このトナー濃度測定手段であるトナー濃度セン
サＳ１は、透磁率検出センサ、容量検出センサ、反射濃
度計など既存のトナー濃度センサを用いることができる
。 次に、トナーの補給および濃度の制御について、第３図
乃至第４図に基づいて説明する。 第３図は、トナー濃度センサｓ１の出力電圧とトナー濃
度の関係を示した図である。このように、トナー濃度と
トナー濃度センサＳｌの出力電圧には相関関係があるの
で、本実施例ではこのトナー濃度センサＳｌの出力電圧
に基づいてトナー濃度を制御する。すなわち、トナー濃
度センサＳｌの出力に応じてトナーの補給量を調整すれ
ば、トナー濃度の調整を容易に行うことができる。なお
、同図における直線領域をトナー濃度の調整に利用する
と、より容易に精度良く調整することができる。 ｔＩｇ４図は、トナー濃度の調整を示すブロック図であ
る。トナー制御手段５０は、レベル分は部５０１゜メモ
リ部５０２等から成り、トナー濃度センサＳ１から入力
された出力電圧の値に基づいて数段階にレベル分けし、
そのレベルに応じてトナーの補給量を制御する。 まず、トナー制御手段５０のレベル分は部５０１は、ト
ナー濃度センサＳｌから入力された出力電圧をいくつか
のトナーレベルｉ　（ｉ＝０．１．２．３・・・）に分
ける。このレベル分は部５０１における出力電圧のレベ
ル分けは、第３図における近似直線領域を利用しており
、このレベル分けを細かくすればするほど精密なトナー
濃度の管理・制御ができる。 一方、トナー制御手段５０のメモリ部５０２には、第１
表に示す前記トナーレベルｉとトナー補給手段５１の駆
動時間ｔ　、　（ｉ＝ｏ、１，２．３・・・）との関係
は予め記憶されており、トナー制御手段５０のレベル分
は部５０１によりレベル分けされたトナーレベルｉに基
づいて、トナー制御手段５０はトナー補給駆動手段５１
を制御する駆動信号を前記駆動時間ｔ１だけ出力する。 なお、メモリ部５０２に記憶されている関係はトナー補
給手段５１の駆動時間とトナー補給量との関係のみなら
ず、トナー濃度とトナー濃度センサＳｌの出力電圧との
関係、撹拌スクリュー　２２２，２２３による現像剤の
循環時間等を考慮して決定された関係である。 従って、トナー濃度センサＳｌの出力電圧が低い（トナ
ー濃度が高い）と、トナー制御手段５０はトナー補給駆
動手段５１に駆動信号を出力する時間を短くし、逆に、
出力電圧が高い（トナー濃度が低い）と、駆動信号を出
力する時間を長くする。 ここで、トナー補給駆動手段５１の駆動の単位時間当た
りのトナー補給量は一定値になるように予め設計されれ
ているので、駆動時間を制御することによりトナーの補
給量が制御でき、さらにトナー濃度をも制御できること
となる。 トナー補給駆動手段５１により駆動されるトナー補給手
段は、例えばトナーホッパーに収容されている供給用ト
ナーをトナー搬送スクリュー（いずれも図示せず）によ
って現像器の補給口２２７から現像器内に補給するもの
である。このトナー搬送スクリューは、パルスモータに
よって駆動され、その補給量は予め設計されているため
に、パルスモータの駆動時間を制御することによりトナ
ー濃度維持のために必要なトナー量を正確に補給するこ
とができる。なお、トナー補給手段は、上述の構成に限
られるものではないことはいうまでもない。 第１表は、トナー濃度センサ５１によって得られた出力
電圧に基づく、トナー濃度、レベル分け、トナー補給駆
動手段５１の駆動時間、供給用トナーの補給量それぞれ
の関係の一例を示した表である。 同表においては、トナー濃度が７％の時に２Ｖの出力電
圧であり、出力電圧とトナー濃度との関係式（第３図）
における直線領域では約−〇、３５Ｖ　／％の傾きにな
るようにセツティングされた電圧制御調整機能付きトナ
ーセンサ（ＴＤＫ製）を用いて、該トナー濃度センサＳ
１の出力電圧をレベル分は部５０１において７つのトナ
ーレベル（レベル０〜レベル６）に分け、トナー補給手
段の補給能力を１００ｍｇ／ｓｅｃに設計された場合を
示している。 この関係は上述した考慮以外に、現像剤の特性、現像器
自身の能力等をも考慮した関係である。 第１表 第５図は、トナー濃度センサの検出タイミングとトナー
補給タイミングとを示すタイミングチャートである。同
図において、ハイレベルで各手段が駆動されていること
を示している。 感光体ドラム２０上に形成された静電潜像に同期して現
像スリーブ２２１が駆動される時に、トナー濃度センサ
Ｓ１によりトナー濃度を測定する。また、この駆動の１
秒前にミ撹拌スクリュー２２２，２２３は駆動されてお
り、前記トナー濃度の測定時には十分撹拌された状態で
ある。そして、前記トナー濃度を測定して得られたトナ
ー濃度センサＳｌの出力電圧を上記第１表の関係に基づ
いてトナー補給駆動手段５１を駆動する。第５図におい
て、トナー１１＆センサＳｌによって測定されたトナー
濃度のレベルは前からレベル６、レベル１ルベル２の場
合を示し、それぞれのレベルの応じた時間（第１表参照
）だけ駆動信号が出力されている。 本実施例では、第５図に示すように、現像開始時点と、
その後２秒毎にトナー濃度を測定し、１画面において３
回の測定でもってトナー濃度の測定を終了している場合
を示しているが、これに限られるものでないことは言う
までもない。 以上のように、トナー濃度センサＳ１により検出された
トナー濃度に基づいて供給用トナーの補給量を制御して
いるので、現像器内もトナー濃度は常に一定とすること
ができる。さらに、このトナー濃度の制御は、１画面の
画像形成中に複数回濃度測定行う、あるいは、前記レベ
ル分けことにより、より精度の高いトナー濃度の調整を
行うことができるため、常に安定した画像形成をするこ
とができる。 次に現像剤の劣化の検出について第４図および第６図に
基づいて説明する。 上述のように現像剤のトナー濃度の調整することにより
、供給用トナーが補給され、常に一定のトナー濃度に成
るように制御されている。換言すると、供給されたトナ
ー量は、消費したトナー量であると推定することができ
る。 そこで現像剤の劣化を検出する場合、まず前記トナー濃
度センサｓ１により測定された出力電圧をトナー制御手
段５０のレベル分は部５０１によりレベル分けされたト
ナーレベル１と測定の度数とのヒストグラム（第６図参
照）をトナー劣化検出手段５２の演算部５２１において
作成する。そして、所定の画像形成（濃度測定回数）終
了後に、前記演算部５２１は、作成された前述のヒスト
グラムに基づいて、前記トナーレベルｌとその度数およ
び測定回数より、 の演算式にて、トナー消費量を推定する。すなわち、上
式は、トナーレベル（補給量）に応じて重み付けをして
トナー補給回数を積算して、所定数画像形成後のトナー
総消費量（補給）を算出して、そのトナー総消費量（補
給）を測定回数で割ることにより、単位測定回数当たり
のトナー消費量（補給量）を消費値として算出するもの
である。換言すれば、演算部５２１は、トナー濃度測定
１凹当たりのトナー消費量（補給量）の平均を演算する
ものである。 なお、本実施例では、トナーレベルと度数とを掛は合わ
せたが、トナー濃度センサｓ１の出力値と度数を掛は合
わせてもよいことはいうまでもない。すなわち、レベル
分は部５３１を介さずに、得られたトナー濃度センサＳ
ｌの出力値より平均出力値を消費値（トナー濃度センサ
Ｓｌとトナー補給の関係が予め分かつているので、出力
値ズ補給量である）として演算してもよいことは言うま
でもない。 トナー劣化検出手段５２の判断部５２２は、この演算部
５２１にて演算された消費値が予め設定されている基準
値と比較されてトナーの低消費量であるかどうかを判断
する。すなわち、前記消費値が小さければ小さいほど現
像器２２内のトナーの消費が少なく、該トナーが現像器
２２内にて滞留しており、該トナーの撹拌時間が長くな
り、トナーの劣化をきたすこととなるのである。逆に、
前記消費値が大きければトナーの消費量が多く、現像器
２２内に滞留しないのでトナー劣化の問題は生じない。 なお、前記基準値は現像剤の特性や現像器の性能、特性
等積々の要因を考慮して設定される値である。 上述した現像剤の劣化の検出について第６図のヒストグ
ラムを用いて具体的に説明する。 第６図は、前記トナー濃度調整時の例と同じく１画面中
に３回トナー濃度を測定し５画面を連続してＡ−４サイ
ズの転写材にコピーしたときの演翼部５２１にて得られ
たヒストグラムである。５画面形成終了後に作成された
同図のヒストグラムかう、トナーレベル０の度数は３、
レベルＩの度数は７、レベル２の度数は４、レベル３の
度数はｌ、レベル４の度数は０、レベル５の度数は０ル
ベル６の度数はＯである。よって、演算部５２１で演算
される消費値は上式より ＝１．２ となる。この演算部５２１にて演算された消費値１．２
は、トナー劣化検出手段５２の判断部５２２人力され、
そして基準値１．４と比較される。すなわち、消費値が
１．２であり基準値が１．４より消費値の方が小さい値
なので、この場合判断部５２２においてトナーは低消費
量であると判断される。従って、現像器内のトナーが劣
化しているとして、トナー劣化検出手段５２は後述する
トナー劣化防止手段５３に劣化信号を出力して、トナー
劣化を防止する。 上述の基準値１．４は、実験により得られたものであり
、それによると、原稿の黒化率（原稿全体に占める黒線
画部の割合：但し、これはブラックに限られるものでは
なく、各色成分に分解色についても色成分毎の線画部の
割合である）が約２％のコピーを繰り返すと、現像性、
画像濃度の低下など現像剤劣化の影響が現れはじめたの
で、先にも述べたように、現像剤の特性、現像器の特性
等各種要因も考慮して決定されるものである。しかし、
本実施例で示した前記数値に限られるものではないこと
はいうまでもない。また、この基準値は、画像形成す′
る画面サイズ（転写材のサイズ）によって変化させるこ
とが望ましい。例えば、Ａ−３は、Ａ−４の２倍の大き
さであるので、前記基準値も２＠の２．８にするなど、
その画面サイズの面積比でもって変化させるとよい。 また本実施例では、単位測定回数当たりのトナー消費量
（補給量）を算出するようにしたが、これに限られるも
のではなく、例えば１コピー当たりの消費量でもよく、
また、現像器の駆動時間当たりの消費量でもよいことは
いうまでもない。さらに、本実施例では５コピー後の平
均を算出したがこれにも限られるものではなく、ｌコピ
ー、１０コピー、１００コピー等任意のコピー回数でも
よく、さらには、連続コピーする場合にオペレータが設
定したのコピー数の最後の画像形成時までの平均を演算
すればよく、また、コピー回数ではなく、所定の時間後
の平均消費量を演算してもよい。 次に、トナー劣化防止手段５３についで説明する。 トナー劣化防止手段５３は、前記トナー劣化検出手段５
２により現像器２２内のトナーが低消費量であると判断
された場合に駆動される。具体的な手段として、感光体
ドラム２０の非画像部に帯状の潜像形成とトナー像形成
を行い、このトナー像は転写材上に転写されずに搬送さ
れ、クリーニング手段３１によって感光体ドラム２０上
より除去されることにより、現像器２２内に滞留してい
た劣化トナーを使用（廃棄）するようにするものである
。 第７図は、トナー劣化防止手段５３のタイミングチャー
トを模式的に示したものである。ただし、同図は、１つ
の現像器２２に着目し、該現像器２２に対応する帯電、
露光、現像、および各色現像終了後の転写、クリーニン
グのタイミングを示しており、−点鎖線は画像部先端、
２点鎖線は画像部後端、・印は前記トナー濃度センサＳ
ｌによるトナー濃度の測定タイミングを示している。 感光体ドラム２０上を帯電器２１によって一様に帯電し
、レーザ書き込み系Ｂによって第１の色信号により像露
光を行うことにより画像潜像形成が行われた後、前述し
たようにトナーが劣化していると例えば画像部後端部よ
り２０ｍｍ前後隔てた非画像部の一部がレーザ書き込み
系Ｂにより帯状露光されて、帯状潜像を形成する。 一方、現像器２２により画像潜像を順次反転現像する。 その時に、トナー濃度を測定し、その結果を前述したよ
うにトナー濃度調整を行う。また、トナー劣化検出手段
５２によりトナーが劣化していると判断された場合は、
前述の帯状潜像を形成する。逆に、トナーが劣化してい
ないと判断されると、上記帯状潜像は形成しない。そし
て帯状潜像は、現像器２２により画像潜像の顕像化に引
き統いて現像されて（所謂、ペタ画像に）顕像化される
。 上述のように顕像化された画像部のトナー像は転写器２
４により別途搬送されてきた転写材上に転写される。帯
状トナー像に関しては、転写器２４の印加を止めて、転
写しないようにし、感光体ドラム２０上に保持させた状
態のままクリーニング手段２３へと搬送する。 クリーニング手段２３では、画像部の残留トナーおよび
帯状トナーを除去すべく、それまで感光体ドラム２０か
ら離間していＩ；クリーニングブレード２３１が感光体
ドラム２０に当接し、清掃を行う。 実験において、前記帯状潜像の形成は、約４０ｍｇのト
ナーが前記帯状トナーとして付着するように形成するこ
とにより、現像器２２内に滞留している劣化したトナー
を十分除去できることを確認したが、この数値に限られ
るものではないことはいうまでもない。 なお、トナー劣化防止手段５３として、上述したトナー
劣化の検出に基づいて非画像部に帯状トナー像を形成し
劣化したトナーを現像器２２内から除去する本実施例で
示したトナー防止手段のように劣化するトナーを強制的
に使用あるいは廃棄することが望ましいが、現像器２２
の撹拌スクリュー２２２．２２３の駆動時間を短く、あ
るいは、撹拌速度を遅めるよう制御することにより、で
きるだけトナーが劣化しないようにするトナー防止手段
でもよい。 以上、トナー濃度の調整、トナー劣化の検出およびトナ
ー劣化の防止は、第１図の各現像器２２Ｙ。 ２２Ｍ　、　２２Ｃ、２２Ｂｋいずれについても同じ構
成・機能を有するので、例として１つの現像器２２につ
いて説明したが、これら各現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２
Ｃ，２２８にごとに、それぞれ独立して各色トナー濃度
の調整、各色トナー劣化の検出および各色トナー劣化の
防止に関して制御されるものである。 第８図は、第１図のカラー複写機における原稿画像を複
写して画像を得るタイミングチャートを示している。同
図中において、−点鎖線は画像部先端部を、二点鎖線は
画像部後端部を、・印はトナー濃度センサによるトナー
濃度検出を／％イレベルでは各手段が駆動されているこ
とを示している。 また、同図においては、原稿台１１に載置された原稿を
１枚だけ複写し、トナー濃度の検出は１画像に対し３回
、トナー劣化の検出および劣化防止は１画像毎に行う場
合である。 まず、原稿台１１上に原稿を載置し、操作パネルのコピ
ーボタン（いずれも図示せず）を押圧すると、感光体ド
ラム２０が回転し、帯電器２１により感光体ドラム２０
上が一様に帯電される。他方では、これから帯電される
感光体ドラム２０表面上をクリーニング手段２３により
クリーニングされる。 前述したように、感光体ドラム２０の特定位置に設けら
れたインデックスを検出し、画像読み取り系Ａを駆動し
該原稿の画像をカラー〇　ＣＤ　１４２で読み取り、第
１の色に対応するイエローの画像信号をレーザ書き込み
系Ｂによって一様に帯電された感光体ドラム２０上に露
光され、潜像形成を行う。 潜像形成がなされた画像先端部から順次現像器２２Ｙに
より感光体ドラム２０上にトナー像が形成される。この
時、同図中の・印の位置で現像器２２Ｙ内に設けられて
いるトナー濃度センサＳＩＹによりトナー濃度が検出さ
れ、その検出値に応じて現像器２２Ｙ内に供給用イエロ
ートナーが補給される。 この濃度検出を３回行い、前述したようにトナー劣化判
断手段５２により重み付けがなされ平均トナー消費量が
演算され、判断部５２２において予め設定されている基
準値と比較されトナー劣化を判断する。第８図において
はイエロートナーの補給量（消費量）が少ない場合を示
しているため、上述の潜像形成の画像後端部から離間し
た位置に帯状露光（ベタ画像露光）を行う。この帯状露
光部は現像２２Ｙによって現像され帯状トナー像が感光
体ドラム２０上に形成される。イエロートナー像と帯状
トナー像は、感光体ドラム２０上に保持されたまま搬送
され、感光体ドラム２０から離間しているクリーニング
手段２３の下を通過し、マゼンタトナー像の画像形成に
入る。 マゼンタトナー像の画像形成は、上述のイエロートナー
像形成と同様に、帯電、露光、現像を行い、イエロート
ナー像の存在下にイエロートナー像と同期してマゼンタ
トナー像が形成される。この現像の際、マゼンタトナー
に関しての濃度測定、供給用マゼンタトナーの補給、ト
ナー劣化の検出を行い、必要ならばトナー劣化防止手段
５３を駆動する。なお、同図において、マゼンタのトナ
ー消費量は基準値以上であるため、レーザ書き込み系Ｂ
による帯状露光を行わない場合を示している。 感光体ドラム２０上にマゼンタトナー像が形成されると
次の画像形成に入る。 マゼンタトナー像形成に引ｓａｙ、シアントナー像の形
成、ブラックトナー像の形成が上述のイエロートナー像
、マゼンタトナー像の形成と同様に行われる。なお、ト
ナー劣化判断手段５２によってシアントナーの消費量が
基準値より少なかったので、シアントナー像の画像後端
部から離間した位置に帯状露光を行い、帯状トナー像を
形成し、トナー劣化を防止するようになされている。ブ
ラックトナーに関しては、消費量が基準値以上であるの
で帯状トナー像の形成は行わない。 従って、感光体ドラム２０上には、イエロー、マゼンタ
、シアン、ブラックの各トナー画像が重ね合わせられ、
カラートナー像が形成されている。 このカラートナー画像は、別途感光体ドラム２０と同期
して搬送されてきた転写材上に転写器２４によって転写
される。一方、カラートナー像から離間した位置にはト
ナーが劣化していると判断されたイエローとシアンの帯
状トナー像が形成されているが、この帯状トナー像に対
して帯電器２４は作動しないようなされている。よって
、転写終了時の感光体ドラム２０上にはカラートナー像
の転写後の残留トナーと帯状トナー像であり、これらは
クリーニング手段２３で以て除去され、新たな画像形成
に入る。 なお、本実施例のようにトナー劣化防止手段５３を駆動
させるタイミング、すなわち非画像部に帯状の潜像とト
ナー像を形成するタイミングは、画像信号に基づいた画
像形成Ｉ後に各色トナーごと行ったが、これに限られる
ものではなく、例えばｒｊｆｊ像信号に基づいたＹ、Ｍ
、Ｃのトナー像形成後のＢＫ潜像形成後に帯状潜像を形
成してトナー像を形成するようにして、トナー劣化を防
止してもよい。この場合、各色トナーに対応する潜像形
成は、各色トナーごとに潜像形成位置を変え、該位［ｒ
＝　同期Ｌ　テ各現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ，２２
ＢＫを駆動すればよい。 また、本実施例ではトナーとキャリアから構成される２
成分現像剤を使用した場合について述べたが、トナーの
みから成るｌ成分現像剤を用いることもできることはい
うまでもない。 【発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は現像手段に補給される供
給用現像剤の補給量を現像剤の消費量とし、該消費量に
よって現像手段内の現像剤の劣化を検出する画像形成装
置の現像剤劣化検出方法を提案するものであります。 その結果、本発明の画像形成装置の現像剤劣化検出方法
は、従来の現像剤補給手段を利用して補給量を消費量と
して演算して現像剤の劣化を判断するので、現像剤の劣
化を筒単にしかも正確に検出することができるという効
果を奏する。また、現像性能の低下、画像品質の低下、
色再現性の低下など未然に防止でき、常に安定した現像
剤を供給できるように、現像剤の劣化を検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例が組み込まれたカラー複写
機であるカラー画像形成装置の主要断面図である。第２
図は、前記装置の現像手段の断面図。第３図は、トナー
濃度センサの出力電圧とトナー濃度の関係を示した図。 第４図は、トナー濃度の調整とトナー劣化の検出を示す
ブロック図。 第５図は、トナー濃度センサの検出タイミングきトナー
補給のタイミングを示すタイミングチャート。第６図は
、トナー劣化検出に伴い作成されるヒストグラム。第７
図は、トナー劣化防止手段の駆動を模式的に示すタイミ
ングチャート。第８図は、本発明を適用したカラー複写
機による画像形成を示すタイミングチャート。 ２０・・・感光体ドラム　２１・・・帯電器２２Ｙ、２
２Ｍ、２２Ｃ，２２８ｋ・・・現像器２３・・・クリー
ニング手段 ２４・・・転写器　　　　５０・・・トナー制御手段５
１・・・トナー補給駆動手段 ５２・・・トナー劣化検出手段 ５３・・・トナー劣化防止手段 ２２１・・・現像スリーブ ２２２．２２３・・・撹拌スクリュー Ａ・・・画像読み取り系　Ｂ・・・レーザ書き込み系Ｃ
・・・画像形成系　　　Ｄ・・・給紙系Ｓｌ・・・トナ
ー濃度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　像形成体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手
   段により顕像化して画像を形成する間に、該現像手段内
   に収容されている現像剤の濃度を測定し、その出力値に
   基づいて現像剤を補給するとともに、該出力値から該現
   像手段において消費された現像剤の消費量を演算し、該
   消費量と予め設定されている基準値とを比較して該現像
   手段内の現像剤の劣化を検出する画像形成装置の現像剤
   劣化検出方法。