JP5083018B2

JP5083018B2 - 現像装置及び画像形成装置

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Publication number: JP5083018B2
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Inventors: 茂久中山; 郁雄一野; 邦夫戸田
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Publication date: 2012-11-28
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Description

本発明は、トナーの劣化の程度を正確に知ることができる、現像装置及び画像形成装置に、関する。

カートリッジ式の現像装置は、長時間の使用によってトナーが劣化するので、適宜、新たなトナーと交換する必要がある。そのために、トナーの劣化の程度を知る必要がある。従来では、例えば、感光体上に形成された画像の状態に基づいて、トナーの劣化の程度を判断していた。
特開平１０−３３９８８８号公報

しかしながら、上記従来方法では、画像に現れた不良が、感光体の劣化に因るものか、トナーの劣化に因るものか、判断できない、という不具合があった。

本発明は、トナーの劣化の程度を正確に知ることができる、現像装置及び画像形成装置を、提供することを目的とする。

本発明の現像装置は、少なくとも着色粒子及び外添剤を含有したトナーを、潜像担持体に供給して潜像を現像する、現像装置において、トナーが、５０〜１０００ｎｍの数平均一次粒子径を有する外添剤を、少なくとも含有しており、トナーを担持し、潜像担持体上に形成された潜像を担持したトナーで現像する、トナー担持体と、トナーを攪拌しながら一時貯留する、貯留空間部と、貯留空間部のトナーをトナー担持体に供給する、供給部材と、を少なくとも備えており、貯留空間部のトナーの色調の変化を検出する、検出手段を、更に備えていることを特徴としている。

上記検出手段は、貯留空間部のトナーに光を照射する照射手段と、照射された光がトナーを透過して生じる透過光、又は、照射された光がトナーで反射されて生じる反射光、に基づいて、トナーの明度を検知する、明度検知手段と、検知された明度と所定の基準値との色差を求め、その色差が所定範囲内に属するか否かを判定し、判定結果を示す、判定手段と、を備えているのが、好ましい。

上記の照射手段及び明度検知手段は、共に、装置内部に設けられていてもよい。

上記の照射手段及び明度検知手段の内の少なくとも一方は、装置外部に設けられていてもよい。

本発明の画像形成装置は、上記の現像装置を、１台以上備えていることを特徴としている。

［トナーについて］
本発明で用いるトナーは、少なくとも着色粒子及び外添剤を含有しており、特に、５０〜１０００ｎｍの数平均一次粒子径を有する外添剤を、少なくとも含有している。着色粒子は、少なくとも樹脂及び着色剤を含有している。外添剤は、着色粒子の表面に付着している。なお、トナーの流動性を向上させるという観点から、更に、４〜３０ｎｍの数平均一次粒子径を有する外添剤を含有するのが、好ましい。また、離型性を向上させる観点から、ワックスを含有するのが、好ましい。

本発明は、トナーの色調の変化に基づいてトナーの劣化の程度を正確に知ることができる装置であるので、本発明においては、特に、一成分現像剤、更には非磁性一成分現像剤、を使用するのが、好ましい。また、本発明では、二成分現像剤を使用してもよい。

本発明において二成分現像剤を使用する場合は、タンデム式の画像形成装置を用いて、高速で、フルカラー画像を形成することができる。

また、二成分現像剤で用いられる磁性粒子であるキャリアとしては、例えば、次の材料を使用できる。鉄、フェライト、マグネタイト等の金属；それらの金属と、アルミニウム、鉛等の金属との、合金等。これらの中では、フェライトが最も好ましい。キャリアの体積平均粒子径としては、１５〜１００μｍが好ましく、２５〜８０μｍがより好ましい。

以下、本発明で用いるトナーの各成分について説明する。

（１）着色粒子
着色粒子は、特に限定されるものではなく、従来公知の製造方法、例えば、粉砕法や重合法によって製造できる。粉砕法は、混練工程、粉砕工程、及び分級工程を経る方法である。重合法は、重合性単量体を重合させると同時に形状や大きさを制御しながら、粒子形成を行う方法であり、例えば、乳化重合法、懸濁重合法、ポリエステル伸長法等がある。
着色粒子は、少なくとも樹脂及び着色剤を含有している。

（1-1）着色剤
着色剤は、特に限定されるものではないが、具体的には、次のものを使用できる。

（1-1-1）ブラックトナー用のブラック着色剤
カーボンブラック、チタンブラック等。
カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等を使用できる。

（1-1-2）イエロートナー用のイエロー着色剤
染料としての、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、同４４、同７７、同７９、同８１、同８２、同９３、同９８、同１０３、同１０４、同１１２、同１６２等。また、顔料としての、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、同１７、同７４、同９３、同９４、同１３８、同１５５、同１８０、同１８５等。また、これらの混合物。

（1-1-3）マゼンタトナー用のマゼンタ着色剤
染料としての、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１、同４９、同５２、同５８、同６３、同１１１、同１２２等。また、顔料としての、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、同４８：１、同５３：１、同５７：１、同１２２、同１３９、同１４４、同１４９、同１６６、同１７７、同１７８、同２２２等。また、これらの混合物。

（1-1-4）シアントナー用のシアン着色剤
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３等。

トナー中における着色剤の、分散状態での数平均一次粒子径は、種類に応じて多様であるが、概ね１０〜２００ｎｍ程度が好ましい。

着色剤の添加量は、トナーにおいて１〜１０質量％、好ましくは２〜８質量％である。１質量％未満の場合は、トナーの着色力が不足する可能性がある。１０質量％を超える場合は、着色剤の遊離が発生し、帯電性に影響を与える恐れがある。

（1-2）樹脂
樹脂は、特に限定されるものではないが、代表的には、重合性単量体を重合して形成される重合体である。重合体は、重合性単量体を１種のみ用いて又は複数種用いて、形成される。重合性単量体の代表例は、ビニル系単量体である。以下に、ビニル系単量体の具体例を示す。

（1-2-1）スチレン又はスチレン誘導体
スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、３，４−ジクロロスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン等。

（1-2-2）メタクリル酸エステル誘導体
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等。

（1-2-3）アクリル酸エステル誘導体
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等。

（1-2-4）オレフィン類
エチレン、プロピレン、イソブチレン等。

（1-2-5）ビニルエステル類
プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等。

（1-2-6）ビニルエーテル類
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等。

（1-2-7）ビニルケトン類
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等。

（1-2-8）Ｎ−ビニル化合物類
Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等。

（1-2-9）その他
ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸又はメタクリル酸誘導体等。

（1-2-10）イオン性解離基を有するもの
本発明の着色剤は弱アルカリ性を有しているので、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の、イオン性解離基を、側鎖に有するビニル系単量体を、樹脂として使用すると、樹脂中における着色剤の分散性を向上させることができる。以下に、具体例を示す。

（1-2-10-1）カルボキシル基を有するもの
アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル等。
（1-2-10-2）スルフォン酸基を有するもの
スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルフォン酸等。
（1-2-10-3）リン酸基を有するもの
アシドホスホオキシエチルメタクリレート等。

（1-2-11）多官能性ビニル系単量体
この単量体を使用すると、架橋構造の樹脂を製造できる。以下に、具体例を示す。
ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等。

（２）外添剤
（2-1）数平均一次粒子径が５０〜１０００ｎｍの外添剤
例えば、次の材料の微粒子を使用できる。
酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、シリカ等の金属酸化物；チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム等のチタン酸化合物；シリコーン樹脂；メチルメタクリレート、スチレン、スチレンアクリル共重合体等の、ビニル系樹脂；ウレタン等。

色調の変化を評価する観点からは、特に、チタン酸化合物が好ましい。

添加量としては、０．１〜２質量％が好ましい。添加量が過少である場合には、トナーの色調の変化を計測しにくくなる。添加量が過多の場合には、大粒径の外添剤が、着色粒子から多く遊離し、その結果、感光体を傷つけたり、トナー担持体を傷つけたりする恐れがある。

（2-2）数平均一次粒径が４〜３０ｎｍの外添剤
この外添剤を添加すると、トナーの流動性や帯電性が改良され、また、クリーニング性が向上する。

例えば、次の無機物の微粒子を使用できる。
シリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム等。また、必要に応じて、これらの無機物を疎水化処理したものも使用できる。

（2-2-1）シリカ
日本アエロジル社製の市販品である、Ｒ−８０５、Ｒ−９７６、Ｒ−９７４、Ｒ−９７２、Ｒ−８１２、Ｒ−８０９等。ヘキスト社製の市販品である、ＨＶＫ−２１５０、Ｈ−２００。キャボット社製の市販品である、ＴＳ−７２０、ＴＳ−５３０、ＴＳ−６１０、Ｈ−５、ＭＳ−５等。

（2-2-2）チタニア
日本アエロジル社製の市販品である、Ｔ−８０５、Ｔ−６０４等。テイカ社製の市販品である、ＭＴ−１００Ｓ、ＭＴ−１００Ｂ、ＭＴ−５００ＢＳ、ＭＴ−６００、ＭＴ−６００ＳＳ、ＪＡ−１等。富士チタン社製の市販品である、ＴＡ−３００ＳＩ、ＴＡ−５００、ＴＡＦ−１３０、ＴＡＦ−５１０、ＴＡＦ−５１０Ｔ等。出光興産社製の市販品である、ＩＴ−Ｓ、ＩＴ−ＯＡ、ＩＴ−ＯＢ、ＩＴ−ＯＣ等。

（2-2-3）アルミナ
日本アエロジル社製の市販品である、ＲＦＹ−Ｃ、Ｃ−６０４等。石原産業社製の市販品である、ＴＴＯ−５５等。

添加量としては、０．１〜１０．０質量％が好ましい。また、添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、Ｖ型混合機等の、種々の公知の混合機を使用して添加する方法を、使用できる。

（３）ワックス
例えば、次のワックスを使用できる。

（3-1）ポリオレフィン系ワックス
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等。

（3-2）長鎖炭化水素系ワックス
パラフィンワックス、サゾールワックス等。

（3-3）ジアルキルケトン系ワックス
ジステアリルケトン等。

（3-4）エステル系ワックス
カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、１，１８−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等。

（3-5）アミド系ワックス
エチレンジアミンジベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミド等。

ワックスの含有量は、１〜３０質量％が好ましく、更には５〜２０質量％がより好ましい。

本発明の現像装置によれば、判定手段における「所定の基準値」及び「所定範囲」を適切に設定することにより、トナーの過度の劣化の直前の状態を「属する」旨の判定結果として示すことができる。よって、本発明の現像装置によれば、トナーの過度の劣化を事前に知ることができ、それ故、トナーの交換時を正確に知ることができる。

本発明の画像形成装置によれば、判定手段における「所定の基準値」及び「所定範囲」を適切に設定することにより、トナーの過度の劣化の直前の状態を「属する」旨の判定結果として示すことができる。よって、本発明の画像形成装置によれば、トナーの過度の劣化を事前に知ることができ、それ故、トナーの交換時を正確に知ることができる。特に、本発明の画像形成装置がタンデム式である場合には、判定手段における「所定の基準値」及び「所定範囲」を適切に設定することにより、現像装置毎に、トナーの過度の劣化を事前に知ることができる。よって、本発明の画像形成装置によれば、現像装置毎に、トナーの交換時を正確に知ることができる。

まず、本発明の現像装置について説明する。

［現像装置］
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の現像装置の縦断面図であり、図２は、同じく横断面図である。本実施形態の現像装置１０Ａは、カートリッジ式であり、ハウジング１００内に、上スクリュー１と、下スクリュー２と、供給ローラ（供給部材）３と、現像ローラ（トナー担持体）４と、貯留空間部５と、を有している。

この現像装置１０Ａにおいて、上スクリュー１の上方のトナーホッパー（図示せず）からハウジング１００内に補給されたトナーは、上スクリュー１及び下スクリュー２によって貯留空間部５において攪拌されながら一時貯留された後、供給ローラ３によって、現像ローラ４に供給され、現像ローラ４の表面に担持される。なお、トナーは、現像ローラ４の表面において、規制ブレード６によって一定の厚さに規制される。そして、現像ローラ４の表面に担持されたトナーは、感光体（潜像担持体）７に付着される。これにより、感光体７の潜像が、現像装置１０Ａによって現像される。

そして、本実施形態の現像装置１０Ａは、貯留空間部５のトナーの色調の変化を検出する、検出手段を、更に備えている。この検出手段は、具体的には、貯留空間部５のトナーに光を照射する照射手段８１と、照射された光がトナーを透過して生じる透過光に基づいて、トナーの明度を検知する、明度検知手段８２Ａと、検知された明度と所定の基準値との色差を求め、その色差が所定範囲内に属するか否かを判定し、判定結果を示す、判定手段（図示せず）と、を備えている。照射手段８１及び明度検知手段８２Ａは、ハウジング１００内に設けられている。判定手段は、ハウジング１００外に設けられている。判定手段としては、例えば、求めた色差が所定範囲内に「属する」場合に点灯する、ランプやディスプレイ等を、採用できる。

ところで、本実施形態で用いるトナーは、少なくとも着色粒子及び外添剤を含有しており、特に、５０〜１０００ｎｍの数平均一次粒子径を有する外添剤を、少なくとも含有している。なお、トナーの流動性を向上させるという観点から、更に、４〜３０ｎｍの数平均一次粒子径を有する外添剤を含有するのが、好ましい。着色粒子は、少なくとも樹脂及び着色剤を含有している。外添剤は、着色粒子の表面に付着している。このようなトナーを現像装置１０Ａにおいて長時間使用すると、トナーにおいて次のような変化が生じる。すなわち、トナーは、攪拌されながら移動する間にストレスを受ける。そのために、着色粒子表面の外添剤の一部が、脱落したり、着色粒子に埋没したりする。これにより、着色粒子表面に存在する外添剤が少なくなり、その結果、トナーの流動性や帯電性が低下して、現像性が低下する。すなわち、着色粒子表面に存在する外添剤が少なくなると、トナーは劣化したことになる。

一方、５０〜１０００ｎｍの数平均一次粒子径を有する外添剤は、ある程度の光を反射する性質を有している。したがって、着色粒子表面に存在する外添剤が少なくなると、すなわち、トナーが劣化すると、トナー表面における光の反射が鈍化していく。

ところで、上記構成の現像装置１０Ａにおいては、更に、照射手段８１、明度検知手段８２Ａ、及び判定手段が、作動する。すなわち、照射手段８１は、貯留空間部５のトナーに光を照射する。明度検知手段８２Ａは、照射された光がトナーを透過して生じる透過光に基づいて、トナーの明度を検知する。判定手段は、検知された明度と所定の基準値との色差を求め、その色差が所定範囲内に属するか否かを判定し、判定結果を示す。

上述したように、トナーが劣化すると、トナー表面における光の反射が鈍化していくので、明度検知手段８２Ａによって検知されるトナーの明度は小さくなり、その結果、その明度と所定の基準値との色差が大きくなり、その色差が所定範囲内に属する可能性が高くなる。すなわち、トナーが劣化すると、判定手段は、「属する」旨の判定結果を示すこととなる。したがって、上記構成の現像装置１０Ａによれば、トナーの劣化を判定手段による判定結果として示すことができ、それ故、トナーの劣化を正確に判定することができる。

したがって、上記構成の現像装置１０Ａによれば、判定手段における「所定の基準値」及び「所定範囲」を適切に設定することにより、トナーの過度の劣化の直前の状態を「属する」旨の判定結果として示すことができる。よって、本実施形態の現像装置１０Ａによれば、トナーの過度の劣化を事前に知ることができ、それ故、トナーの交換時を正確に知ることができる。

（第２実施形態）
図３は、本実施形態の現像装置１０Ｂの縦断面図である。図３において、図１及び図２と同一符号は、同じもの又は相当するものを示している。

本実施形態の現像装置１０Ｂでは、検出手段が、照射された光がトナーで反射されて生じる反射光に基づいて、トナーの明度を検知する、明度検知手段８２Ｂを、備えている。明度検知手段８２Ｂも、ハウジング１００内に設けられている。本実施形態の現像装置１０Ｂのその他の構成及び現像装置１０Ｂで用いるトナーは、第１実施形態と同じである。

本実施形態の現像装置１０Ｂにおいても、照射手段８１、明度検知手段８２Ｂ、及び判定手段が、作動する。すなわち、照射手段８１は、貯留空間部５のトナーに光を照射する。明度検知手段８２Ｂは、照射された光がトナーで反射されて生じる反射光に基づいて、トナーの明度を検知する。判定手段は、検知された明度と所定の基準値との色差を求め、その色差が所定範囲内に属するか否かを判定し、判定結果を示す。

そして、上述したように、トナーが劣化すると、トナー表面における光の反射が鈍化していくので、明度検知手段８２Ｂによって検知されるトナーの明度は小さくなり、その結果、その明度と所定の基準値との色差が大きくなり、その色差が所定範囲内に属する可能性が高くなる。すなわち、トナーが劣化すると、判定手段は、「属する」旨の判定結果を示すこととなる。したがって、本実施形態の現像装置１０Ｂによっても、トナーの劣化を判定手段による判定結果として示すことができ、それ故、トナーの劣化を正確に判定することができる。

したがって、本実施形態の現像装置１０Ｂによっても、判定手段における「所定の基準値」及び「所定範囲」を適切に設定することにより、トナーの過度の劣化を事前に知ることができ、それ故、トナーの交換時を正確に知ることができる。

（第３実施形態）
図４は、本実施形態の現像装置１０Ｃの縦断面図である。図４において、図１〜図３と同一符号は、同じもの又は相当するものを示している。

本実施形態の現像装置１０Ｃでは、検出手段の照射手段８１及び明度検知手段８２Ｂが、ハウジング１００外に設けられている。本実施形態の現像装置１０Ｃのその他の構成及び現像装置１０Ｃで用いるトナーは、第２実施形態と同じである。

本実施形態の現像装置１０Ｃの作動は、第２実施形態と同じである。

したがって、本実施形態の現像装置１０Ｃによっても、判定手段における「所定の基準値」及び「所定範囲」を適切に設定することにより、トナーの過度の劣化を事前に知ることができ、それ故、トナーの交換時又は新トナーの補給時を正確に知ることができる。

また、本実施形態の現像装置１０Ｃによれば、照射手段８１及び明度検知手段８２Ｂをハウジング１００外に設けるので、ハウジング１００の内部構成が複雑になるのを防止でき、したがって、第２実施形態の現像装置１０Ｂに比して、製造作業を簡素化でき、製造コストを低減できる。

（第４実施形態）
本実施形態は、第１実施形態の変形例である。この現像装置では、照射手段８１及び明度検知手段８２Ａの内のいずれか一方のみが、ハウジング１００外に、設けられている。

（第５実施形態）
本実施形態は、第２実施形態又は第３実施形態の変形例である。この現像装置では、照射手段８１及び明度検知手段８２Ｂの内のいずれか一方のみが、ハウジング１００外に、設けられている。

次に、本発明の画像形成装置について説明する。

［画像形成装置］
（第１実施形態）
本実施形態の画像形成装置は、上述した第１実施形態の現像装置１０Ａを通紙経路に沿って４台有するタンデム型である。感光体７も、現像装置１０Ａに対向して、４台設けられている。また、転写手段、定着手段等も、設けられている。

４台の現像装置１０Ａにおいて用いるトナーは、上述した第１実施形態の現像装置１０Ａで用いるトナーと成分構成は同じであるが、着色粒子中の着色剤が現像装置１０Ａ毎に異なっている。具体的には、黒着色剤を含むブラックトナー、イエロー着色剤を含むイエロートナー、マゼンタ着色剤を含むマゼンタトナー、及びシアン着色剤を含むシアントナーが、用いられている。

本実施形態の画像形成装置によれば、４台の現像装置１０Ａが作動することによって、フルカラーの画像が得られる。

そして、本実施形態の画像形成装置においては、更に、現像装置１０Ａ毎に、照射手段８１、明度検知手段８２Ａ、及び判定手段が、作動する。すなわち、照射手段８１は、貯留空間部５のトナーに光を照射する。明度検知手段８２Ａは、照射された光がトナーを透過して生じる透過光に基づいて、トナーの明度を検知する。判定手段は、検知された明度と所定の基準値との色差を求め、その色差が所定範囲内に属するか否かを判定し、判定結果を示す。

そして、上述したように、トナーが劣化すると、トナー表面における光の反射が鈍化していくので、明度検知手段８２Ａによって検知されるトナーの明度は小さくなり、その結果、その明度と所定の基準値との色差が大きくなり、その色差が所定範囲内に属する可能性が高くなる。したがって、本実施形態の画像形成装置によれば、現像装置１０Ａ毎に、トナーの劣化を判定手段による判定結果として示すことができ、それ故、トナーの劣化を正確に判定することができる。

したがって、本実施形態の画像形成装置によれば、判定手段における「所定の基準値」及び「所定範囲」を適切に設定することにより、現像装置１０Ａ毎に、トナーの過度の劣化を事前に知ることができる。よって、上記構成の画像形成装置によれば、現像装置１０Ａ毎に、トナーの交換時を正確に知ることができる。

（第２実施形態）
本実施形態の画像形成装置は、上述した第２実施形態の現像装置１０Ｂを通紙経路に沿って４台有するタンデム型である。その他の構成は、第１実施形態の画像形成装置と同じである。

４台の現像装置１０Ｂで用いるトナーは、第１実施形態の画像形成装置と同じである。

本実施形態の画像形成装置によれば、４台の現像装置１０Ｂが作動することによって、フルカラーの画像が得られる。

そして、本実施形態の画像形成装置においても、更に、現像装置１０Ｂ毎に、照射手段８１、明度検知手段８２Ｂ、及び判定手段が、作動する。すなわち、照射手段８１は、貯留空間部５のトナーに光を照射する。明度検知手段８２Ｂは、照射された光がトナーで反射されて生じる反射光に基づいて、トナーの明度を検知する。判定手段は、検知された明度と所定の基準値との色差を求め、その色差が所定範囲内に属するか否かを判定し、判定結果を示す。

そして、上述したように、トナーが劣化すると、トナー表面における光の反射が鈍化していくので、明度検知手段８２Ｂによって検知されるトナーの明度は小さくなり、その結果、その明度と所定の基準値との色差が大きくなり、その色差が所定範囲内に属する可能性が高くなる。したがって、本実施形態の画像形成装置によれば、現像装置１０Ｂ毎に、トナーの劣化を判定手段による判定結果として示すことができ、それ故、トナーの劣化を正確に判定することができる。

したがって、本実施形態の画像形成装置によれば、判定手段における「所定の基準値」及び「所定範囲」を適切に設定することにより、現像装置１０Ｂ毎に、トナーの過度の劣化を事前に知ることができる。よって、上記構成の画像形成装置によれば、現像装置１０Ｂ毎に、トナーの交換時を正確に知ることができる。

（第３実施形態）
本実施形態の画像形成装置は、上述した第３実施形態の現像装置１０Ｃを通紙経路に沿って４台有するタンデム型である。その他の構成は、第１実施形態の画像形成装置と同じである。

４台の現像装置１０Ｃで用いるトナーは、第１実施形態の画像形成装置と同じである。

本実施形態の画像形成装置によれば、４台の現像装置１０Ｃが作動することによって、フルカラーの画像が得られる。

そして、本実施形態の画像形成装置においても、更に、現像装置１０Ｃ毎に、照射手段８１、明度検知手段８２Ｂ、及び判定手段が、作動する。すなわち、照射手段８１は、貯留空間部５のトナーに光を照射する。明度検知手段８２Ｂは、照射された光がトナーで反射されて生じる反射光に基づいて、トナーの明度を検知する。判定手段は、検知された明度と所定の基準値との色差を求め、その色差が所定範囲内に属するか否かを判定し、判定結果を示す。

そして、上述したように、トナーが劣化すると、トナー表面における光の反射が鈍化していくので、明度検知手段８２Ｂによって検知されるトナーの明度は小さくなり、その結果、その明度と所定の基準値との色差が大きくなり、その色差が所定範囲内に属する可能性が高くなる。したがって、本実施形態の画像形成装置によれば、現像装置１０Ｃ毎に、トナーの劣化を判定手段による判定結果として示すことができ、それ故、トナーの劣化を正確に判定することができる。

したがって、本実施形態の画像形成装置によれば、判定手段における「所定の基準値」及び「所定範囲」を適切に設定することにより、現像装置１０Ｃ毎に、トナーの過度の劣化を事前に知ることができる。よって、上記構成の画像形成装置によれば、現像装置１０Ｃ毎に、トナーの交換時を正確に知ることができる。

（第４実施形態）
本実施形態の画像形成装置は、上述した第４実施形態の現像装置を通紙経路に沿って４台有するタンデム型である。その他の構成は、第１実施形態の画像形成装置と同じである。

本実施形態の画像形成装置によっても、第１実施形態と同様に、判定手段における「所定の基準値」及び「所定範囲」を適切に設定することにより、現像装置毎に、トナーの過度の劣化を事前に知ることができる。よって、本実施形態の画像形成装置によれば、現像装置毎に、トナーの交換時を正確に知ることができる。

（第５実施形態）
本実施形態の画像形成装置は、上述した第５実施形態の現像装置を通紙経路に沿って４台有するタンデム型である。その他の構成は、第１実施形態の画像形成装置と同じである。

（別の実施形態）
本発明の画像形成装置において、設けられる現像装置の数は、第１〜第５実施形態のような４台に限るものではなく、１台、２台、３台、又は５台以上であってもよい。

以下、本発明の実施例について説明する。

［実施例１］
下記の画像形成装置により、下記のトナーを用いて、下記の条件下で、フルカラー画像を形成し、下記の評価手法で評価した。

（１）画像形成装置
第１実施形態の画像形成装置である。

（２）トナー
（2-1）イエロートナー（トナーＹ１）
［１］下記のトナー組成物を、ヘンシェルミキサ（三井三池鉱業社製）に投入し、周速２５ｍ／秒に設定された撹拌羽によって、５分間混合処理した。
・トナー組成物
・ポリエステル樹脂１００質量部
（ビスフェノールＡ−エチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合物：重量平均分子量２００００）
・着色剤（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４）５質量部
・離型剤（ペンタエリスリトールテトラステアレート）６質量部
・荷電制御剤（カリックスアレン）１質量部
［２］上記混合物を、二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機（ターボ工業社製）で粉砕処理し、更に、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理した。これにより、体積基準メディアン径が５．５μｍの着色粒子を得た。
［３］次に、上記着色粒子に下記の外添剤を添加して、ヘンシェルミキサ（三井三池鉱業社製）にて外添処理を行い、「トナーＹ１」を作製した。
・外添剤
・ヘキサメチルシラザン処理シリカ（数平均一次粒径１２ｎｍ）０．６質量部
・チタン酸ストロンチウム（数平均一次粒径３５０ｎｍ）０．８質量部
なお、上記外添処理は、撹拌羽根の周速３５ｍ／秒、処理温度３５℃、処理時間１５分の条件の下で、行った。

（2-2）マゼンタトナー（トナーＭ１）
「Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４」の代わりに「Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２」を用い、その他は「トナーＹ１」と同様にして、「トナーＭ１」を得た。

（2-3）シアントナー（トナーＣ１）
「Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４」の代わりに「Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３」を用い、その他は「トナーＹ１」と同様にして、「トナーＣ１」を得た。

（2-4）ブラックトナー（トナーＢｋ１）
「Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４」の代わりに「カーボンブラック」を用い、その他は「トナーＹ１」と同様にして、「トナーＢｋ１」を得た。

（３）条件
・各トナーによる画素がそれぞれ５％となるようなフルカラー画像を設定した。
・１枚間欠モードで、印刷を実行した。
・トナー量は、４０００枚分の印刷を実行できる量とした。具体的には、５％画素率における各トナーの消費量が２５ｍｇ／１枚であるので、各トナー量を１２０ｇとした。なお、各トナーにおいては、２０ｇが余分であるが、これは、現像装置の貯留空間部に残留する量を見越したものである。
・印刷作動の終了は、トナーの所定の劣化、すなわち、トナーの過度の劣化の直前の状態が、判定結果として示された時とした。

（４）評価手法
（4-1）温度２０℃、湿度５０％ＲＨの環境下において、イエロー単色、マゼンタ単色、シアン単色、レッド、ブルー、及びグリーンの、それぞれのベタ画像（２ｃｍ×２ｃｍ）を形成し、その色域をａ＊―ｂ＊座標に表し、その色域面積を、測定して、１枚目の画像の色域面積と比較した。
（4-2）１枚目の白紙印刷と印刷作動の終了時の白紙印刷とにおいて、紙の反射濃度を「０」とした相対反射濃度を測定して、カブリを評価した。
評価結果を表１に示す。

［実施例２］
下記の画像形成装置により、下記のトナーを用いて、下記の条件下で、フルカラー画像を形成し、下記の評価を行った。

（１）画像形成装置
第２実施形態の画像形成装置である。

（２）トナー
実施例１と同じである。

（３）条件
実施例１と同じである。

（４）評価手法
実施例１と同じである。
評価結果を表１に示す。

［実施例３］
下記の画像形成装置により、下記のトナーを用いて、下記の条件下で、フルカラー画像を形成し、下記の評価を行った。

（１）画像形成装置
第３実施形態の画像形成装置である。

（２）トナー
実施例１と同じである。

（３）条件
実施例１と同じである。

［比較例］
下記の画像形成装置により、下記のトナーを用いて、下記の条件下で、フルカラー画像を形成し、下記の評価を行った。

（１）画像形成装置
各現像装置が検出手段を有しておらず、その他は第１実施形態の画像形成装置と同じである。

（２）トナー
実施例１と同じである。

（３）条件
・印刷作動の終了は、枚数カウンターが４０００枚を示した時とした。
・その他は、実施例１と同じである。

［効果］
実施例１〜３の本発明の画像形成装置によれば、トナーの過度の劣化の直前の状態を検出して、印刷作動を終了しているので、トナーの過度な劣化を未然に防止できるとともに、トナーの交換時を正確に知ることができる。したがって、本発明によれば、トナーが過度に劣化しているにも拘わらず印刷を継続して不良な画像を形成してしまうこと、を防止でき、よって、安定した画像を形成することができる。

本発明の現像装置又は画像形成装置は、トナーの劣化の程度を正確に知ることができるので、産業上の利用価値が大である。

第１実施形態の現像装置の縦断面図である。図１の現像装置の横断面図である。第２実施形態の現像装置の縦断面図である。第３実施形態の現像装置の縦断面図である。

符号の説明

３供給ローラ（供給部材）４現像ローラ（トナー担持体）５貯留空間部７感光体（潜像担持体）８１照射手段８２Ａ、８２Ｂ明度検知手段１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ現像装置

Claims

少なくとも着色粒子及び外添剤を含有したトナーを、潜像担持体に供給して潜像を現像する、現像装置において、
トナーが、５０〜１０００ｎｍの数平均一次粒子径を有する外添剤を、少なくとも含有しており、
トナーを担持し、潜像担持体上に形成された潜像を担持したトナーで現像する、トナー担持体と、
トナーを攪拌しながら一時貯留する、貯留空間部と、
貯留空間部のトナーをトナー担持体に供給する、供給部材と、
を少なくとも備えており、
貯留空間部のトナーの色調の変化を検出する、検出手段を、更に備えていることを特徴とする、現像装置。
検出手段が、
貯留空間部のトナーに光を照射する照射手段と、
照射された光がトナーを透過して生じる透過光、又は、照射された光がトナーで反射されて生じる反射光、に基づいて、トナーの明度を検知する、明度検知手段と、
検知された明度と所定の基準値との色差を求め、その色差が所定範囲内に属するか否かを判定し、判定結果を示す、判定手段と、
を備えている、請求項１記載の現像装置。
照射手段及び明度検知手段が、共に、装置内部に設けられている、請求項２記載の現像装置。
照射手段及び明度検知手段の内の少なくとも一方が、装置外部に設けられている、請求項２記載の現像装置。
請求項１〜４のいずれか一つの現像装置を、１台以上備えていることを特徴とする、画像形成装置。