(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体上を一様に帯電させる帯電装置と、
一様に帯電された前記像担持体上に静電潜像を形成させる露光装置と、
前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像装置と、
前記像担持体上のトナー像を転写部材に転写する転写装置と、
転写後に前記像担持体に残留したトナー像を前記像担持体から除去し、所定の容器に搬送排出するクリーニング装置と、を有する画像形成装置において、
前記現像装置の現像剤の状態を推定もしくは検知し、当該情報に基づいて所定のトナー量を前記像担持体上に形成させてトナー消費を実行し、現像剤の帯電量を安定化させる画質調整手段を有し、
前記画質調整手段は、前記像担持体の線速をＶｐとし、前記クリーニング装置におけるトナーを排出搬送させる回転部材の線速をＶｃとした場合、
通常の作像時より前記像担持体の線速Ｖｐを下げることにより、トナー消費の実行時のＶｃ/Ｖｐを、通常の作像時のＶｃ/Ｖｐより大きくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
温度条件および／または湿度条件を検知する温湿度検出手段をさらに有し、
前記画質調整手段は、前記温湿度検出手段により検知されたトナー消費の実行時における前記温度条件および／または湿度条件に応じて、
通常の作像時よりも前記像担持体の線速Ｖｐを下げることによりＶｃ/Ｖｐを大きくすることを特徴とする請求項１に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、複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、像担持体上に形成された静電潜像を、２成分現像剤を用いた現像装置で現像して可視化する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンター等に応用されている電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光体を帯電した後、原稿画像の露光あるいは画像信号に応じた光書き込みにより静電潜像を形成し、感光体上に形成された静電潜像を、２成分現像剤を用いた現像装置で現像して可視化した後、感光体上の可視像（トナー像）を転写手段で転写用紙等の転写材に転写し、定着装置で定着して画像を得ている。
【０００３】
２成分現像剤（以下、現像剤と呼ぶ）は、トナーとキャリアが摩擦帯電して現像剤を構成しているが、一般に、環境条件や放置時間等に影響されて帯電量に変化が生じる。すなわち、同じ初期剤を用いたとしても、その設置環境、使用環境等によって、現像剤の帯電量が変化し、変化したままの状態で現像すると、画像濃度上昇および過多、その逆の低下および不足といった濃度変化や、場合によっては地肌部汚れ、画像抜け、キャリア付着等の異常画像を生じることがある。
【０００４】
このような問題に対し、現像装置を所定時間駆動することによって現像剤を撹拌することにより現像装置内の現像剤を適正なレベルに調整する技術が知られている。例えば、特許文献１には、低画像密度の画像形成を連続して行う場合における現像装置中の現像剤が長時間滞留し画像への吸着性が悪くなり画像劣化を起こす現象を防止するために、強制的に現像を行うようにした画像形成装置が開示されている。また、特許文献２には、現像剤投入後にトナー消費用画像パターン形成を行い、強制的にトナー消費させることにより、画像に生じる地汚れやトナー飛散などの異常画像を防止する画像形成装置が開示されている。
【０００５】
ここで、現像剤の帯電量の変化は、通常、環境変化や長期間の放置により、低下する方向の変化がほとんどである。帯電量が低下した現像剤は、現像装置の攪拌によって幾分か元の適正な状態へ復帰することはあるが、多くはその攪拌動作中にトナー飛散を発生させるという問題がある。また、長時間攪拌することにより、トナー表面性やトナー表面に付着させている添加剤の状態が変化して現像剤が劣化してしまうという問題がある。
【０００６】
また、現像特性を推定、検知して現像装置の駆動と併せてトナー消費、補給を行ったりすることにより、現像装置内の現像剤を適正なレベルに調整する技術が知られている。例えば、特許文献３には、地汚れが発生しやすくなる条件を事前に検知し、トナー濃度を下げることにより、地汚れを防ぐ画像形成装置が開示されている。また、特許文献４には、現像特性に関する状態量を検知して、現像装置の現像剤の撹拌、トナー補給およびトナー消費を実行し、所望の現像特性にする画像形成装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上記のようなトナー消費動作（トナー消費の実行）は、ある時点での現像剤の状態を推定、検知して、その結果に基づいて、消費すべきトナー消費量を算出し、現像量がその消費量になるように任意の感光体電位、現像電位、潜像電位（トナー消費パターン）を形成させて、感光体上に画像を形成し、それをクリーニング装置で回収することにより実施される。
【０００８】
このようなトナー消費動作では、通常の画像形成動作とは異なり、転写手段へトナー像を転写させた後にクリーニング装置が回収している残留トナーと比べ、非常に多い量のトナーを回収することになる。
【０００９】
ここで、トナー消費量が多くなると、クリーニング装置での回収能力を超えてしまうという問題が生じる。すなわち、クリーニング装置内から外部へのトナー排出が間に合わなくなり、クリーニング装置内にトナーが充満し、クリーニング装置からの回収トナー（廃トナー）の漏れ、およびクリーニング機能の低下を引き起こすこととなる。
【００１０】
また、近年の高画質化に対応して採用されている球形トナーのクリーニング性を向上させるために、感光体上に滑剤を塗布する滑剤塗布機構をクリーニング装置内やクリーニング装置の感光体の回転方向における下流側に設置する構成も知られているが、上記クリーニング装置内のトナー充満は、滑剤塗布機構にも侵入し、滑剤塗布効率を下げてしまうという問題がある。滑剤塗布機能の低下は、クリーニング能力の低下、すなわち、クリーニング不良を引き起こすこととなりうる。
【００１１】
上記特許文献１に記載の技術には、クリーニングブレードへの入力量を規制することが示されているが、ブレードでクリーニングした後の廃トナーの搬送については何ら開示されておらず、上記課題を解決することはできない。なお、特許文献１には、クリーニング部の容量オーバーに対し、廃トナー排出手段の稼働時間をトナー消費している時間より２倍近く長くすることが開示されているが、クリーニング部の容量オーバーはトナー消費動作でトナーがクリーニング部に入力されているときに生じるものであるので、入力が終わった後に排出動作をする構成では、上記問題を解決することはできない。
【００１２】
また、上記特許文献２には、トナー消費用画像パターンを間欠的に複数形成させてクリーニングブレードへの負荷を軽減する手段が開示されているが、クリーニングブレードでクリーニングした後の回収トナーの搬送については、何ら開示されていない。また、特許文献３および特許文献４でも、上記のトナー消費の実行時のクリーニングの課題については開示されていない。
【００１３】
そこで本発明は、トナー消費の実行時におけるクリーニング装置におけるトナー排出搬送能力を向上させ、クリーニング不良およびクリーニングトナー詰まりを防ぐことができる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】
【００１４】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の画像形成装置は、像担持体と、像担持体上を一様に帯電させる帯電装置と、一様に帯電された像担持体上に静電潜像を形成させる露光装置と、像担持体上に形成された静電潜像をトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像装置と、像担持体上のトナー像を転写部材に転写する転写装置と、転写後に像担持体に残留したトナー像を像担持体から除去し、所定の容器に搬送排出するクリーニング装置と、を有する画像形成装置において、現像装置の現像剤の状態を推定もしくは検知し、当該情報に基づいて所定のトナー量を像担持体上に形成させてトナー消費を実行し、現像剤の帯電量を安定化させる画質調整手段を有し、画質調整手段は、像担持体の線速をＶｐとし、クリーニング装置におけるトナーを排出搬送させる回転部材の線速をＶｃとした場合、通常の作像時より像担持体の線速Ｖｐを下げることにより、トナー消費の実行時のＶｃ/Ｖｐを、通常の作像時のＶｃ/Ｖｐより大きくするものである。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、温度条件および／または湿度条件を検知する温湿度検出手段をさらに有し、画質調整手段は、温湿度検出手段により検知されたトナー消費の実行時における温度条件および／または湿度条件に応じて、通常の作像時よりも像担持体の線速Ｖｐを下げることによりＶｃ/Ｖｐを大きくするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トナー消費の実行時におけるクリーニング装置におけるトナー排出搬送能力を向上させ、クリーニング不良およびクリーニングトナー詰まりを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】画像形成装置の作像部の構成を示す断面図である。
【図３】光学センサによるパターン部と白部電位部の検出結果の一例を示すグラフである。
【図４】画質調整手段が実行する画質調整処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】画質調整手段が実行する画質調整処理の他の例を示すフローチャートである。
【図６】画質調整手段が実行する画質調整処理の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る構成を図１から図６に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。本発明に係る画像形成装置（２００）は、像担持体（感光体２０５）と、像担持体上を一様に帯電させる帯電装置（２０２）と、一様に帯電された像担持体上に静電潜像を形成させる露光装置（２０１）と、像担持体上に形成された潜像をトナーとキャリアとを含む二成分現像剤により現像する現像装置（２０３）と、像担持体上のトナー像を転写部材に転写する転写装置（１次転写装置２０４）と、転写後に像担持体に残留したトナー像を像担持体から除去し、所定の容器に搬送排出するクリーニング装置（２０６）と、を有する画像形成装置において、現像装置の現像剤の状態を推定もしくは検知してその情報に基づき必要に応じて所定のトナー量を像担持体上に形成させてトナー消費を実行させて現像剤の帯電量を安定化させる画質調整手段を有し、画質調整手段は、像担持体の線速をＶｐとし、クリーニング装置におけるトナーを排出搬送させる回転部材（クリーニングスクリュー２０９）の線速をＶｃとした場合、トナー消費の実行時のＶｃ/Ｖｐを、通常の作像時のＶｃ/Ｖｐより大きくするものである。
【００２０】
（画像形成装置の構成）
本発明に係る画像形成装置の一実施形態である画像形成装置の構成を図１に示す。カラー複写機２００は、装置本体中央部に位置する画像形成部２００Ａと、画像形成部２００Ａの下方に位置する給紙部２００Ｂと、画像形成部２００Ａの上方に位置する図示しない画像読取部を有している。
【００２１】
画像形成部２００Ａには、水平方向に延びる転写面を有する転写ベルト２１０が配置されており、該転写ベルト２１０の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ））による像を担持可能な像担持体としての感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋが転写ベルト２１０の転写面に沿って並置されている。
【００２２】
各感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋはそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する露光装置２０１、帯電装置２０２Ｙ，２０２Ｍ，２０２Ｃ，２０２Ｋ、現像装置２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋ、１次転写装置２０４Ｙ，２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｋ及びクリーニング装置２０６Ｙ，２０６Ｍ，２０６Ｃ，２０６Ｋが配置されている。また、各現像装置２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋには、それぞれのカラートナーが収容されている。
【００２３】
以下、帯電装置２０２Ｙ，２０２Ｍ，２０２Ｃ，２０２Ｋ、現像装置２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋ、感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋ、およびクリーニング装置２０６Ｙ，２０６Ｍ，２０６Ｃ，２０６Ｋを、それぞれ作像部１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋと呼ぶ。図２は、画像形成装置のある１色（ここではイエロー）の作像部１００Ｙの概略構成図を示している。各作像部の構成は同様であるので、以下の説明では、作像部１００Ｙを例とする。
【００２４】
転写ベルト２１０は、駆動ローラと従動ローラに掛け回されて感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。また、従動ローラの１つである従動ローラ２１１に対向する位置に転写ローラ２１２が設けられている。また、転写ローラ２１２から定着装置１００までのシートＰの搬送経路は横パスとなっている。
【００２５】
給紙部２００Ｂは、記録媒体としてのシートＰを積載収容する給紙トレイ２１４と、該給紙トレイ２１４内のシートＰを最上のものから順に１枚ずつ分離して、転写ローラ２１２の位置まで搬送する搬送機構を有している。
【００２６】
画像形成装置２００における画像形成に当たっては、感光体２０５Ｙの表面が帯電装置２０２Ｙにより一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体２０５Ｙ上に静電潜像が形成される。
【００２７】
該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置２０３Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置２０４Ｙにより転写ベルト２１０上に１次転写される。他の感光体２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が転写ベルト２１０上に静電気力で順に転写されて重ね合わせられる。
【００２８】
次に、感光体２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋから転写ベルト２１０上に１次転写されたトナー像Ｔは、従動ローラ２１１、転写ローラ２１２により搬送されてきたシートＰに転写される。トナー像Ｔが転写されたシートＰは、さらに定着装置２１３まで搬送され、定着ニップ部にて定着が行なわれる。また、定着ニップ部Ｎから排出されたシートＰは排出経路に沿ってスタッカ２１５へ送り出される。
【００２９】
[クリーニング装置]
クリーニング装置２０６Ｙは、除電装置２０７Ｙ、クリーニングブレード（以下、ブレードともいう）２０８Ｙおよびクリーニングスクリュー（以下、廃トナー搬送スクリューともいう）２０９Ｙを有している。
【００３０】
転写ベルト２１０への転写後の作像部１００Ｙの感光体２０５Ｙは、除電装置２０７Ｙより表面電位を除電され、残留トナーはクリーニングブレード２０８Ｙにより除去され、クリーニングスクリュー２０９Ｙでクリーニング装置外の廃トナータンク（図示せず）へ搬送排出される。また、クリーニング後の感光体２０５Ｙは、再び帯電装置２０２Ｙで帯電される、という一連の画像形成動作を繰り返すものである。
【００３１】
より詳しくは、クリーニングブレード２０８Ｙは、ブレードホルダに保持固定されて、感光体２０５Ｙの回転方向に対向するカウンター方向で所定の圧力をかけられて感光体２０５Ｙにそのエッジが圧接されている。また、感光体表面から転写されずに残った残留トナーは除電装置２０７Ｙにより一様に帯電がキャンセルされるようエネルギーが与えられている。また、残留トナーは先の除電と掻き乱しで付着力を弱められた状態でブレード２０８Ｙによって掻き落とされる。
【００３２】
感光体２０５Ｙへのブレード２０８Ｙの当接形態はカウンター方式で、クリーニングブレード２０８Ｙはポリウレタン製ブレードゴムで亜鉛処理鋼鈑のブレードホルダにホットメルト接着材により接着している。また、ブレード２０８Ｙによって掻き落とされた廃トナーはクリーニング装置２０６Ｙの底面に設置されたクリーニングスクリュー２０９Ｙによってクリーニング装置２０６Ｙから排出される。また、各クリーニング装置２０６Ｙ，２０６Ｍ，２０６Ｃ，２０６Ｋから排出された廃トナーは、１つの廃トナー搬送経路に纏められて搬送され、廃トナータンクに搬送される。
【００３３】
クリーニング装置は、「トナー排出搬送能力＞トナー入力量」となるように構成されている。ここで、「トナー入力量」とは、通常時にクリーニング部に入力される転写残トナー量と、装置の異常動作（例えば、転写紙詰まり）等で印刷中に停止してしまった際のリカバリー時に入力されるトナー量としている（感光体上の現像位置から転写位置までの間に残った未転写トナー）。したがって、トナー消費動作時のようなより多量な入力に対しては「トナー排出搬送能力＜トナー入力量」の状態となり、廃トナーあふれ・落ち、飛散、クリーニング不良等の不具合を引き起こす原因となる。
【００３４】
[現像装置]
それぞれの現像装置２０３Ｙは、現像ローラ２１６Ｙ、第１搬送スクリュー（現像攪拌搬送スクリュー）２１７Ｙ、第２搬送スクリュー（現像攪拌搬送スクリュー）２１８Ｙを有している。
【００３５】
具体的には、感光体２０５Ｙに対向する現像ローラ２１６Ｙ、現像ローラ２１６Ｙに対向する第１搬送スクリュー２１７Ｙ、仕切部材２１９Ｙを介して第１搬送スクリュー２１７Ｙに対向する第２搬送スクリュー２１８Ｙ、現像ローラ２１６Ｙに対向するドクターブレード２２０Ｙ等で構成される。
【００３６】
現像装置２０３Ｙには、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤が収容されている。現像装置２０３Ｙの現像剤は、２本の搬送スクリュー２１７Ｙ，２１８Ｙの回転によって、現像剤供給装置２２１Ｙから補給口を介して補給されたトナーとともに撹拌混合されながら現像装置内を循環する。摩擦帯電してキャリアに付着したトナーは、キャリアとともに現像ローラ２１６Ｙ上に担持され、ドクターブレード２２０Ｙの位置で現像剤量は適量に規制調整された後に、感光体ドラム２１５Ｙとの対向位置である現像領域に搬送される。現像領域において、現像剤中のトナーが、感光体ドラム表面に形成された静電潜像に付着する。
【００３７】
より詳しくは、レーザ露光照射で形成された静電潜像電位と、現像ローラ２１６Ｙに印加された現像バイアス電位との電位差（現像ポテンシャルという）によって形成される電界によってトナーが静電潜像に移動してトナー顕像となる。
【００３８】
また、現像剤供給装置２２１Ｙの現像剤は、現像装置２０３Ｙ内のトナーの消費（トナー濃度の変動）にともない、現像剤供給装置２２１Ｙから現像装置２０３Ｙへ適宜補給される。
【００３９】
現像装置２０３Ｙ内のトナーの消費は、現像装置２０３Ｙに設置されたトナー濃度検知手段としての透磁センサ２２２Ｙ（図示せず）で直接的に検知され、感光体ドラム２０５Ｙに対向するトナー濃度検知手段としての反射型フォトセンサ（以下、光学センサ）２２３Ｙによって間接的に検知される。より詳しくは、トナー濃度検知手段によって現像装置内に収容された現像剤のトナー濃度（現像剤中のトナーの割合）が検知されると、その検知結果に基づいてトナー濃度が所定の範囲内になるように、トナー供給手段としての搬送スクリュー２１７Ｙ，２１８Ｙを所定時間だけ稼動して、現像装置２０３Ｙ内にトナーを供給する。
【００４０】
[トナー]
次に、トナーについて説明する。本実施形態では、６００ｄｐｉ（dot per inch）以上の微少ドットを再現するためトナーの体積平均粒径は、３〜８μｍであることが好ましい。また、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は、１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。なお、（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００に近いほど、粒径分布がシャープであることを示すものである。また、トナー粒子の粒度分布は、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（コールター社製）の測定装置（コールターカウンター法）を用いて測定できる。このように小粒径で粒径分布の狭いトナーを用いると、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００４１】
なお、近年では、定着装置２１３の定着方式の内、加熱・加圧による熱圧定着方式がもっとも一般的である。この熱圧定着方式に使用されるトナーについては、エコロージーへの配慮から低エネルギー設計を進めるため、低温定着性でありかつ定着強度が強いことが要求されている。このため、低融点ワックスのような定着助剤をトナー中に含有させる手段が広く用いられている。しかしながら、この手段により低融点ワックスを多く含有させて低融点化させるほど、トナーの耐熱および耐圧保存性が低下しトナー粒子間の凝集によるブロッキングを起し、機械機能および画像品質への影響をもたらす。また、高画質化のためにトナーの小粒径化および円形化もトナー凝集に対して不利条件となる。このような保存性の問題に対し、トナー粒子のブロッキングを防止するため、トナー粒子表面に流動性向上のために疎水性シリカや酸化チタンといった無機微粒子を付着させることが知られている。しかしながら、疎水性シリカは、トナー添加増量は帯電特性に影響を与えるという問題があり、酸化チタンの添加増量は地汚れに繋がるといった問題があるため、近年では、従来装置以上に装置内温度抑制やトナーへの低ハザード化に対して考慮することが必要となっている。
【００４２】
[画質調整手段]
現像装置２０３Ｙは、上述のように、感光体２０５Ｙ上の現像されるトナー量を検知する濃度検知手段としての光学センサ２２３Ｙを、感光体２０５Ｙの回転方向における現像領域下流側で感光体２０５Ｙに対向する位置に設け、感光体２０５Ｙ上のトナー付着状況を検知している。この検出信号が、画像形成装置の制御部に送信され、当該検出信号に基づいて、トナー補給条件、帯電電位、現像バイアス電位、潜像電位（露光量で調整）等の作像バイアス条件等を制御する。
【００４３】
ここで、画像形成装置の起動直後のマシンエージング動作時では、現像剤は、トナー濃度及び帯電性が不均一な状態になっているため、現像攪拌搬送スクリュー２１７Ｙ，２１８Ｙの回転による現像剤の撹拌が開始される。
【００４４】
帯電装置２０２Ｙおよび露光装置２０１Ｙを用いて、現像剤撹拌手段を駆動させることと並行して、検知感度の十分あるトナーが付着する電位部としてのベタパターンと画像の無い白部電位をそれぞれ形成し、感光体２０５Ｙ上に顕像化した後、このパターン部と白電位部のトナー付着量を光学センサ２２３Ｙで読み取っている反射光で検知計測する。
【００４５】
この時の光学センサ２２３Ｙのベタパターンの検出値に基づいて、転写紙上で所望の最大画像濃度となるベタ部のトナー付着量が所定量（例えば、感光体上で０．００５ｍｇ／ｍｍ２）になるように、上述のように作像バイアス条件等を制御し、所望の画像濃度を維持する。
【００４６】
また、光学センサ２２３Ｙによる白部電位部の検出値より地肌部の汚れ具合を検知して、現像装置２０３Ｙ内の現像剤の帯電異常を検出している。この地肌部の汚れが所定の閾値を越えた場合、装置および画像品質に異常を与えると判断し、現像剤の攪拌もしくはトナー消費を実行して適正な帯電状態に調整することで地汚れを無くしている。
【００４７】
また、ベタパターンと白部電位部を交互に形成させて光学センサ２２３Ｙで読み取っている。現像装置２０３Ｙ内の現像剤の帯電量が不均一な状態では、付着量状態にもばらつきが生じるため、複数の検出値を読んでその値が所定の範囲に収まるまで現像装置内を攪拌させるか、もしくは所定の時間での検出値の平均値を用いるかした値で現像剤の状態を測る。
【００４８】
図３（Ａ）は、光学センサ２２３Ｙによるパターン部と白部電位部の検出結果の一例を示すグラフであり、横軸に撹拌時間（稼働時間（ｓｅｃ））、縦軸に光学センサの検出値（ドラム付着量（ｍｇ/ｃｍ２））を示している。なお、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）中の点線部分の拡大図を示している。
【００４９】
図３に示すように、現像剤の帯電量が全体に低下していると、所定の現像ポテンシャルでのベタパターンの付着量が目標値より多く（現像能力が所望の制御値より高い）なる。また、同時に白部電位部のトナー付着量が所望の値より多くなると、上述のとおりトナー飛散による機内汚染が発生することが推測され、また、画像の地肌部汚れになることも推測できる。
【００５０】
そこで、画像形成装置の画質調整手段（制御部の一部として構成される）は、所定の量のトナー像を形成させて現像装置内の現像剤のトナー濃度下げる「トナー消費動作」を実施するものである。すなわち、トナー消費動作とは、初期剤投入時の放置低下トナーの除去のためのトナー消費時の動作である。また、画質調整手段は、トナー消費動作後に、再度ベタパターンと白部電位部のトナー付着状態を検知し、白部電位部の地汚れがなくなるまで、トナー消費動作を繰り返し実行し、その後、ベタパターンが所定の濃度になるように現像ポテンシャルの調整を行うものである。
【００５１】
本実施形態では、測定用の電位部上のトナー濃度を検知するのに、光学センサ２２３Ｙで直接、感光体２０５Ｙ上でのトナー濃度を検出しているが、これに替えて測定用の電位部上のトナーを、１次転写装置２０４Ｙの搬送ベルト２１０などに転写した後に、その転写ベルト２１０上を光学センサ２２３Ｙで検出して制御するようにしてもよい。なお、感光体上、転写ベルト上のいずれの検知方法においても、それぞれの検出値を地汚れ、転写紙上の画像濃度との関係性に応じた光学センサ出力レベルを設定しておけばよい。
【００５２】
[画質調整手段の制御例（１）]
クリーニング装置２０６Ｙにおける「トナー排出搬送能力」は、クリーニングスクリュー２０９Ｙの線速Ｖｃによって決まり、また、「トナー入力量」は感光体線速Ｖｐによって決まる。そこで、画質調整手段は、トナー消費動作時において、上述のように「トナー排出搬送能力＞トナー入力量」の条件を満たすためには、クリーニングスクリュー２０９Ｙの線速（以下、スクリュー線速）Ｖｃ（≒トナー排出搬送能力）と感光体線速Ｖｐ（＝入力量）との比（以下、Ｖｃ/Ｖｐ線速比）を、通常時よりも高くするものである。これにより、クリーニング装置における廃トナー搬送能力を向上させることができる。
【００５３】
このＶｃ/Ｖｐ線速比を高くする手段としては、
（Ａ）：（通常時よりも）スクリュー線速Ｖｃを上げる
（Ｂ）：（通常時よりも）感光体線速Ｖｐを下げる
の２通りが考えられる。本制御例では、（Ａ）を行うことによりＶｃ/Ｖｐ線速比を高くする例を説明する。
【００５４】
なお、スクリュー線速Ｖｃを上げることは、スクリューの高速回転化によりクリーニング装置を振動させて画像の乱れを発生させるおそれがあり、耐久性も低下する。この振動や耐久性低下を防ぐためにはスクリュー剛性を上げる必要となるが、そのためには装置部品のコストアップや部品（装置）の大型化等の装置設計上の制約が生じることとなる。しかしながら、本実施形態では、通常印刷時には規定のスクリュー線速とし、トナー消費動作時のみスクリュー線速を上げるものであるので、上記振動および耐久性の問題は生じない。
【００５５】
以上説明した画質調整手段が実行する画質調整処理の一例を図４のフローチャートに示す。装置の電源がオンとなると（Ｓ１０１）、前回の電源オフからの経過時間を判断する（Ｓ１０２）。所定の時間以上経過している場合は（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、画質調整処理が開始される（Ｓ１０３）。先ず、光学センサキャリブレーションを実行し（Ｓ１０４）、階調パターンの作成／検知を実行し、現像γの算出、作像電位設定を行う（Ｓ１０５）。次に、白部作成／検知を実行し（Ｓ１０６）、トナー消費／剤攪拌要否判定を行う（Ｓ１０７）。
【００５６】
トナー消費／剤攪拌要否判定（Ｓ１０７）は、「終了」、「トナー消費実施」、「現像剤攪拌実施」のいずれかを判断するものである（図３参照）。「終了」の場合は、画質調整処理は終了する（Ｓ１１５）。
【００５７】
一方、「トナー消費実施」の場合は、スクリュー線速Ｖｃを上げて（Ｓ１０８）、トナー消費動作を実行する（Ｓ１０９）。合わせて、感光体線速Ｖｐを下げるようにしてもよい。その後、変更した線速を元に戻す（Ｓ１１０）。また、トナー消費動作を所定回数実行したかどうかを判断し（Ｓ１１１）、所定回数以上実行した場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）は、画像形成装置の表示手段に「現像剤交換要求」等のメッセージを表示させて（Ｓ１１４）、現像剤交換の交換を促した後、画質調整処理は終了する（Ｓ１１５）。所定回数実行していない場合は（Ｓ１１１：Ｎｏ）は、Ｓ１０４へ戻るものである。
【００５８】
他方、「現像剤攪拌実施」の場合は、現像剤攪拌を実行し（Ｓ１１２）トナー消費動作を所定回数実行したかどうかを判断し（Ｓ１１３）、所定回数以上実行した場合（Ｓ１１３：Ｙｅｓ）は、画質調整処理は終了する（Ｓ１１５）。所定回数実行していない場合は（Ｓ１１３：Ｎｏ）は、Ｓ１０４へ戻るものである。
【００５９】
[画質調整手段の制御例（２）]
ここで、クリーニングスクリュー２０９Ｙを高速で廻すとスクリューのスパイラル径の外側方向へ廃トナーを弾き出す作用が増え、またその力が長くかかるとスクリューの周りと搬送経路のケーシングとの間で廃トナーの凝集が起こり、スクリューの周りにトナーがブリッジする原因となる（トナーブリッジ、廃トナーブリッジ）。
【００６０】
特に、クリーニングブレードやブラシ等でハザードを受けて表面性が変化していたり、紙粉やクリーニング助剤なども含まれると廃トナーはさらに凝集しやすくブリッジになりやすくなることが知られている。また、近年画像の高精度再現性が求められていることから、トナーが小粒径化しているが、これもトナー流動性が低下してブリッジしやすくなる要因となる。
【００６１】
すなわち、通常、スクリューの回転条件はスクリューのスパイラル面でスクリュー軸に沿って搬送排出方向へ正しく搬送させる条件に設計されているが、排出効率を上げるがために搬送スクリューの回転を上げることはスクリュー周りに廃トナーの部ブリッジを起こして、トナー排出不良で、クリーニング部からのトナー漏れ、クリーニング不良、廃トナー詰まりが発生しやすくなる恐れがある。
【００６２】
そこで、画質調整手段は、上記Ｖｃ/Ｖｐ線速比を高くする手段として（Ｂ）の感光体線速Ｖｐを下げることがより好ましい。このようにすることで、さらにトナーブリッジを発生させることなく、トナー消費時におけるクリーニング装置におけるトナー排出搬送能力を向上させることができる。
【００６３】
以上説明した画質調整手段が実行する画質調整処理の一例を図５のフローチャートに示す。図４と同様の処理についての説明は省略するが、Ｓ２０８において、感光体線速Ｖｐを下げる処理を行い、Ｓ２１０で感光体線速Ｖｐを元に戻す処理を行っている。
【００６４】
[画質調整手段の制御例（３）]
また、廃トナーの凝集しやすさは温湿度環境に大きく依存し、トナーブリッジは、高温および高湿環境下で発生しやすくなる。近年、熱圧定着方式に使用されるトナーにおいては、低エネルギー化を目的として低温定着性であることが要求されている。このため低融点ワックスのような定着助剤をトナー中に含有させることが広く行われている。
【００６５】
しかしながら、低融点ワックスを多く含むと、トナーの保存性が低下しトナー粒子がブロッキングを起し、画像品質の低下をもたらす。画像形成装置の設置環境や動作条件によっては高温高湿な条件になって廃トナーブリッジが発生しやすくなるリスクがある。
【００６６】
このように、耐熱保存性に余裕の低いトナーにおいては、高温で凝集に対する余裕度が低くなっている。また、吸湿するとどのトナーも凝集に対する余裕度が低くなることは周知である。そのため使用される装置の設置環境に制約を与えたり、装置内の温湿度を下げる機構を設けたりしてトナーの凝集の回避を図った技術が開示されているが、設置環境の制約はユーザへの負担となることと、装置の省エネルギー化設計への対応による温湿度調整手段の最小化や電源が切られている状態では装置温湿度は制御できないことを考慮すると、高温、高湿環境下になってしまった場合の凝集の回避手段を予め用意することが好ましい。
【００６７】
そこで、画像形成装置は、温度条件および湿度条件を検出する温湿度検出センサ（温湿度検出手段）をさらに有し、画質調整手段は、トナー消費実行時における温湿度条件に応じて、（Ａ）のスクリュー線速Ｖｃを上げるか、（Ｂ）の感光体線速を下げることによりＶｃ/Ｖｐを大きくすることが好ましい。すなわち、高温もしくは高湿環境下以外ではクリーニング装置でのトナー間凝集に余裕のある高耐久トナーもしくは低ハザード画像形成装置においても、トナー消費をするときの装置内環境が所定の温度以上、もしくは湿度以上と判断される場合においては、トナー消費時に感光体線速を下げて、クリーニングスクリュー線速との線速比を変えるようにするものである。
【００６８】
以上説明した画質調整手段が実行する画質調整処理の一例を図６のフローチャートに示す。図４と同様の処理についての説明は省略するが、Ｓ３０８−１〜Ｓ３０８−３において、温湿度検出手段の検知結果（即ち、温度条件および湿度条件）を判断し（Ｓ３０８−１）、高温または高湿条件の場合（Ｓ３０８−１：Ｙｅｓ）は、（Ｂ）の感光体線速を下げ（Ｓ３０８−２）、そうでない場合（Ｓ３０８−１：Ｎｏ）は、（Ａ）のスクリュー線速Ｖｃを上げる（Ｓ３０８−３）ことで、Ｖｃ/Ｖｐ線速比を高くしている。
【００６９】
このように環境条件に基づいて（Ａ）、（Ｂ）の方法を選択的に実行することにより、トナーブリッジを回避し、かつ、最大限短時間でトナー消費動作を行うことが可能となる。
【００７０】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【実施例】
【００７１】
＜実施例１＞
上述したトナー消費動作において、現像装置内の現像剤の総量は４００ｇであり、通常、狙いのトナー濃度は７ｗｔ％をひとつの目標値として制御している。しかしながら、環境、経時の現像剤帯電量変動より、トナー濃度は４〜８ｗｔ％の範囲で制御されている。トナー消費動作によって極端にトナー濃度が下がりすぎることを回避するために、現像剤総量から推定してトナー濃度が約０．５ｗｔ％減る量のトナー消費動作を１セットとして、消費動作→上記光学センサによる地汚れ検知→消費判定（消費終了または消費動作実施）のサイクルを回した。
【００７２】
通常印刷時の線速条件は以下の通りである。
・感光体線速＝３５０ｍｍ／ｓｅｃ
・画像間隔（転写紙搬送間隔）余白＝４０ｍｍ、Ａ４横（２１０ｍｍ）送りで８４ｃｐｍの出力パフォーマンス
・現像ローラ線速＝５６０ｍｍ／ｓｅｃ
・クリーニングスクリュー回転数＝６０ｒｐｍ（但し、スクリュー外径＝１０ｍｍ、外径線速＝１０ｍｍ／ｓｅｃ）
なお、厚紙、ＯＨＰ紙印刷時においては、上記速度条件に対して半速設定を持つ。
・感光体線速＝１７５ｍｍ／ｓｅｃ
・現像ローラ線速＝２８０ｍｍ／ｓｅｃ
・クリーニングスクリュー回転数＝３０ｒｐｍ（但し、スクリュー外径＝１０ｍｍ、外径線速＝５ｍｍ／ｓｅｃ）
【００７３】
これに対し、トナー消費モードは、１回の消費動作で現像剤４００ｇ中のトナー濃度を約０．５ｗｔ％減らすことを目的とし、感光体付着量＝０．００５ｍｇ／ｍｍ２となる現像ポテンシャル（現像バイアス電位−潜像電位）の設定で、
・感光体線速＝３５０ｍｍ／ｓｅｃ
・現像ローラ線速＝５６０ｍｍ／ｓｅｃ
・クリーニングスクリュー回転数＝９０ｒｐｍ（但し、スクリュー外径＝１０ｍｍ、外径線速＝１５ｍｍ／ｓｅｃ）
以上の条件で、Ａ４横通紙相当のベタ画像を６ページ分作像した（画像間隔余白は、４０ｍｍ）。
【００７４】
また、中間転写ベルトへの転写バイアスをゼロに設定し、画像をクリーニング装置へ送る。６ページ分作成したら、上述のように、再度光学センサによる地肌部とベタ部の付着量検知を実施して、再度地汚れの状態からトナー消費再実施の要否を判断した。
【００７５】
ここで、感光体線速＝Ｖｐ、クリーニングスクリュー線速＝Ｖｃとすると、通常印刷時のＶｃ／Ｖｐ＝１０／３５０に対し、トナー消費時はＶｃ／Ｖｐ＝１５／３５０となる。このように、クリーニングスクリュー回転数を上げることで、スクリュー：感光体線速比（Ｖｃ／Ｖｐ）を上げて動作させることで、通常印刷時にクリーニング部に入力されるより多いトナーがクリーンング部に入力されても溜まり無く排出させることができた。なお、感光体付着量＝０．００５ｍｇ／ｍｍ２とは転写紙上で最大画像濃度となる付着量であり、画質調整手段によりその時の現像剤のトナー濃度および帯電量状態に合わせて調整すれば良い。
【００７６】
＜実施例２＞
実施例１と同じ線速条件において、トナー消費モードは１回の消費動作で現像剤４００ｇ中のトナー濃度を約０．５ｗｔ％減らす目的とし、感光体付着量＝０．００５ｍｇ／ｍｍ２となる現像ポテンシャルの設定で、
・感光体線速＝１７５ｍｍ／ｓｅｃ
・現像ローラ線速＝２８０ｍｍ／ｓｅｃ（よって、感光体線速：現像ローラ線速の比は固定）
・クリーニングスクリュー回転数＝６０ｒｐｍ（但し、スクリュー外径＝１０ｍｍ、外径線速＝１０ｍｍ／ｓｅｃ）
とした。
【００７７】
ここで、感光体線速＝Ｖｐ、クリーニングスクリュー線速＝Ｖｃとすると、通常印刷時のＶｃ／Ｖｐ＝１０／３５０に対し、トナー消費時はＶｃ／Ｖｐ＝１０／１７５となる。このように、感光体線速を厚紙、ＯＨＰ印刷時と同じく半速に下げて（スクリュー：感光体線速比を上げて）動作させることで、通常印刷時にクリーニング部に入力されるより多いトナーがクリーンング部に入力されても溜まり無く、また、流動性が悪化して凝集しやすくなった廃トナーに対してもクリーニング部におけるトナーブリッジを防いで排出させることができた。
【００７８】
＜実施例３＞
トナー消費モード実施時の機内温度が３５℃以上、または機械湿度が８０％ＲＨを超えた場合に、感光体付着量＝０．００５ｍｇ／ｍｍ２となる現像ポテンシャルの設定で、
・感光体線速＝１７５ｍｍ／ｓｅｃ
・現像ローラ線速＝２８０ｍｍ／ｓｅｃ
・クリーニングスクリュー回転数＝６０ｒｐｍ（但し、スクリュー外径＝１０ｍｍ、外径線速＝１０ｍｍ／ｓｅｃ）
とした。また、その他の上記環境条件を満たさない場合は、感光体付着量＝０．００５ｍｇ／ｍｍ２となる現像ポテンシャルの設定で、
・感光体線速＝３５０ｍｍ／ｓｅｃ
・現像ローラ線速＝５６０ｍｍ／ｓｅｃ
・クリーニングスクリュー回転数＝９０ｒｐｍ（但し、スクリュー外径＝１０ｍｍ、外径線速＝１５ｍｍ／ｓｅｃ）
として、環境状態に応じてトナー消費を実施した。その結果、トナーブリッジを回避し、かつ、最大限短時間でトナー消費動作を行うことができた。
【符号の説明】
【００７９】
２００  画像形成装置
２００Ａ  画像形成部
２００Ｂ  給紙部
２０１  露光装置
２０２Ｙ，２０２Ｃ，２０２Ｍ，２０２Ｋ  帯電装置
２０３Ｙ，２０２Ｃ，２０２Ｍ，２０２Ｋ  現像装置
２０４Ｙ，２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｋ  １次転写装置
２０５Ｙ，２０５Ｃ，２０５Ｍ，２０５Ｋ  感光体
２０６Ｙ，２０６Ｍ，２０６Ｃ，２０６Ｋ  クリーニング装置
２０７Ｙ  除電装置
２０８Ｙ  クリーニングブレード
２０９Ｙ  クリーニングスクリュー
２１０  転写ベルト
２１１  従動ローラ
２１２  転写ローラ
２１３  定着装置
２１４  給紙トレイ
２１５  スタッカ
２１６Ｙ  現像ローラ
２１７Ｙ  第１搬送スクリュー
２１８Ｙ  第２搬送スクリュー
２１９Ｙ  仕切部材
２２０Ｙ  ドクターブレード
２２１Ｙ  現像剤供給装置
２２２Ｙ  透磁センサ
２２３Ｙ  光学センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８０】
【特許文献１】特許第３９２２３０１号公報
【特許文献２】特許第４０７０４００号公報
【特許文献３】特開２００９−１８６５０５号公報
【特許文献４】特開２００４−１１８２２４号公報
【図１】
0005605074.tif 000002
【図２】
0005605074.tif 000003
【図３】
0005605074.tif 000004
【図４】
0005605074.tif 000005
【図５】
0005605074.tif 000006
【図６】
0005605074.tif 000007