(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を用いて静電潜像を現像する第１の現像装置と、
現像剤を用いて静電潜像を現像する第２の現像装置と、
前記第１及び第２の現像装置を共通駆動させる共通駆動源と、
各現像装置の単位駆動時間当たりに消費される現像剤量に関する情報を取得する取得部と、
前記第１の現像装置が新品の現像装置であり、前記第２の現像装置が新品の現像装置でない場合に、前記第１の現像装置を駆動させる所定の初期化動作を実行するとともに、前記第２の現像装置からトナーを吐き出すトナー吐き出し動作を実行可能な実行部と、
前記第１の現像装置で初期化動作が実行される場合、該初期化動作が実行される直前の前記第２の現像装置に関する前記情報に基づき、前記初期化動作中における前記第２の現像装置の前記トナー吐き出し動作を制御する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記初期化動作中に前記第２の現像装置のトナーの入れ替え動作が完了するように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の現像装置のみの初期化動作が実行される直前の前記第２の現像装置の単位駆動時間当たりに消費される現像剤量が少ないほど、前記第１の現像装置のみの初期化動作中に実行される前記第２の現像装置のトナー入れ替え量が多くなるように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
画像形成装置本体内の温度を検知する温度センサーと、を備え、
前記制御部は、前記第１の現像装置のみの初期化動作が実行される直前の前記温度センサーの検知結果が高いほど、前記第１の現像装置のみの初期化動作中に実行される前記第２の現像装置のトナー入れ替え量が多くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか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、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いは、これら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置が具備する現像装置には、トナー粒子とキャリア粒子を主成分とした二成分現像剤が広く用いられている。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置には、画像の色味などの観点から、多くの現像装置が二成分現像装置を使用している。
【０００３】
周知のように、この二成分現像剤のトナー濃度、すなわちキャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合は、画像品質を安定化させる上できわめて重要な要素になっている。現像剤のトナー粒子は現像時に消費され、トナー濃度が変化する。このため、自動トナー補給制御装置（ＡＴＲ）を使用して、適時現像剤のトナー濃度を正確に検出し、その変化に応じてトナー補給を行い、トナー濃度を常に適正な範囲に制御し、画像品質を保持する必要がある。
【０００４】
このように現像により現像装置内のトナー濃度が変化するのを補正するために、すなわち、現像装置に補給するトナー量を制御するために、現像容器中のトナー濃度検知手段として、従来様々な方式のものが実用化されている。
【０００５】
例えば現像剤担持体（以下、「現像スリーブ」と記述）上に搬送された現像剤に光を当てたときの反射率がトナー濃度により異なることを利用してトナー濃度を検知する光学式のトナー濃度検知手段がある。また、現像剤の磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による見かけの透磁率を検知して電気信号に変換するインダクタンスヘッドからの検出信号によって現像装置内のトナー濃度を検知するインダクタンス検知方式のトナー濃度検知手段も使用されている。また、その他の方式として、所定のタイミングで像担持体上に基準トナー像を現像する。そして、この基準トナー像の濃度を像担持体、もしくは中間転写体に対向して配置された光学式の濃度検知手段で検知し、その検知結果に基づいて現像装置内の現像剤のトナー濃度を制御する方式も広く用いられている。
【０００６】
上記のようなトナー濃度検知手段、もしくは画像濃度検知手段を用いて制御を行う場合、新しい現像装置を画像形成装置本体に投入した直後に、所謂、初期化動作を実施する必要がある。初期化動作とは、現像剤が新品でトナー濃度が予め明らかになっている状態におけるトナー濃度検知手段、もしくは画像濃度検知手段の出力を記憶することにより、制御の目標となる出力電圧を決定する動作のことである。その後、初期化動作によって決められた目標となる出力電圧になるように現像装置へのトナー補給量が制御される。
（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−５６６３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した現像装置の初期化動作を実行する場合としては、画像形成装置本体を設置する時と、耐久寿命に達して新品に交換される場合と大きく分けて２つの場合がある。耐久寿命に達して新品に交換される場合、通常は寿命に達した現像装置のみを交換するため、交換した現像装置のみ初期化動作を実行することになる。初期化動作時は現像剤面高さを安定化させるための空回転動作を行ったり、上記したトナー濃度検知手段や画像濃度検知手段の制御目標電圧を決めるために現像動作を行う必要があるため、初期化動作中は現像装置をモータによって駆動する必要がある。
【０００９】
現像装置の駆動構成としては、１つモータによって１つの現像装置を駆動する構成、すなわち、４色の現像装置をそれぞれ別個の４つのモータで駆動する構成の他に、複数の現像装置を共通の１つのモータで駆動する構成も提案され、また実施されている。この場合、例えばイエロー、マゼンタ、シアンの現像装置を共通の１つのモータで駆動し、ブラックの現像装置はもう一つのモータで駆動するというような構成がとられる。このような構成にすることにより、４つのモータを２つに減らすことができるため、画像形成装置のコストを大きく下げることが可能となり、またモータが占有するスペースを減らすことができるため、画像形成装置のサイズダウンを図ることも可能となる。
【００１０】
しかしながら、複数の現像装置を共通の１つのモータで駆動する構成において、その中の特定の現像装置の初期化動作を実行する場合、以下のような問題が生じる。例えば上記した例のように、イエロー、マゼンタ、シアンの現像装置を共通の１つのモータで駆動する構成でイエロー現像装置のみを交換して初期化動作を実行する場合で説明する。
【００１１】
イエロー現像装置の初期化動作を実行する場合、上記したように現像装置をモータによって駆動する必要がある。その際、イエロー現像装置を駆動するモータはマゼンタ、シアンの各現像装置を駆動するモータと共通なため、初期化動作が必要ないにも関わらず、マゼンタとシアンの現像装置も同時に駆動されてしまうことになる。すると、マゼンタ、及びシアンの現像剤はイエロー現像装置の初期化動作中はずっと空回転状態になるため、トナー表面の外添剤が埋め込まれるなどして劣化し、現像性、及び転写性が大きく低下してしまう。このような場合、イエロー現像装置の初期化動作後に急にマゼンタとシアンの画像が濃度薄や、がさつきの悪化などの不具合が生じる恐れがある。
【００１２】
また、トナー劣化による画像の不具合を防止する手段としては、非画像形成時に所定量のトナーを現像装置から吐き出し、同時に略同量のトナーを補給することによってトナーを入れ換えるトナー吐き出し制御が従来から実施されている。従来の制御方法ではプリントした画像のビデオカウント量と現像装置の駆動時間をそれぞれ積算して、その積算値に基づいてトナー吐き出し制御の実行の可否を判断している。このため、イエローの初期化動作と同時に駆動しているマゼンタとシアンの現像装置の駆動時間を積算していくと、イエロー現像装置の初期化動作終了直後にマゼンタ、もしくはシアン現像装置のトナー吐き出し制御が行われる可能性がある。この場合、現像装置を新品に交換した直後にダウンタイムが発生して生産性を落としてしまうという課題もあった。そこで、本発明は以下のことを目的とするものである。即ち、複数の現像装置を共通モータで駆動する構成において、共通駆動される現像装置のうち一部の現像装置の初期化動作を実行する場合に、初期化動作が行われない現像装置の画質や生産性を低下させることを抑制可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するための別の構成としては、現像剤を用いて静電潜像を現像する第１の現像装置と、現像剤を用いて静電潜像を現像する第２の現像装置と、
前記第１及び第２の現像装置を共通駆動させる共通駆動源と、各現像装置の単位駆動時間当たりに消費される現像剤量に関する情報を取得する取得部と、前記第１の現像装置が新品の現像装置であり、前記第２の現像装置が新品の現像装置でない場合に、前記第１の現像装置を駆動させる所定の初期化動作を実行するとともに、前記第２の現像装置からトナーを吐き出すトナー吐き出し動作を実行可能な実行部と、前記第１の現像装置で初期化動作が実行される場合、該初期化動作が実行される直前の前記第２の現像装置に関する前記情報に基づき、前記初期化動作中における前記第２の現像装置の前記トナー吐き出し動作を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数の現像装置を共通モータで駆動する構成において、共通駆動される現像装置のうち一部の現像装置の初期化動作を実行する場合に、初期化動作が行われない現像装置の画質や生産性を低下させることを抑制可能な画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成説明図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の駆動構成の説明図である。
【図３】本発明に係る現像装置の概略構成説明図である。
【図４】トナー濃度とインダクタンス検知センサーによる出力値との関係を表す図である。
【図５】本発明の実施例１に係る制御のブロック図である。
【図６】本発明の実施例１に係るトナー補給制御の概要を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例１に係る初期化動作制御のフローチャートである。
【図８】本発明の実施例１に係る制御を行った場合と、行わなかった場合における初期化動作を行う現像装置以外の現像装置の画像濃度推移を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例２に係る制御のブロック図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る初期化動作制御のフローチャートである。
【図１１】画像比率１％の画像を連続してプリントしたときの画像濃度推移を、画像形成装置内の温度ごとに示したグラフである。
【図１２】本実施例の初期化動作制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施例１）
［画像形成装置］
図１は本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略構成図である。本画像形成装置は４つの画像形成部を有する電子写真方式のフルカラープリンタである。この画像形成装置は各画像形成部がそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色に対応して設けられている。各画像形成部にて形成された感光ドラム上のトナー像を、感光ドラムに対向して移動する中間転写ベルト上に一次転写され、更に転写媒体上に二次転写される構成となっている。
【００１９】
すなわち、図１に示すように、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各画像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋには、それぞれ像担持体としての感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが配設されており、矢印方向に回転される。
【００２０】
各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には一次帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、転写帯電器５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、クリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配置されている。また、感光ドラムの上方には露光装置であるレーザースキャナ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがそれぞれ配置されている。
【００２１】
次に上記した画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００２２】
画像形成動作が開始すると、まず感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが一次帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによって一様に帯電され、次いで露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄから発せられる画像信号に対応したレーザー光により露光して静電潜像が形成される。静電潜像は現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ内に収容されたトナーによって顕像化され、可視像となる。本実施例ではレーザー光により露光した明部電位にトナーを付着させる反転現像方式を用いている。
【００２３】
各色のトナー像は一次転写帯電器５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄによって中間転写体８上に順次重ね合わされ、二次転写部へと搬送される。トナー像が二次転写部へと搬送されるタイミングに合わせて給紙カセットに収容された紙などの転写媒体が給紙され、二次転写ローラ１０、１５によって転写媒体上に４色のトナー像が一括して転写される。
【００２４】
更に転写媒体は中間転写ベルト８から分離され、定着装置１３に搬送され、この定着装置によって加熱、加圧されることでフルカラーの永久画像が得られる。また、一次転写部で転写しきれずに感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に残留したトナーはクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄによって回収される。また二次転写部で転写しきれずに中間転写体８上に残留したトナーはクリーニング装置８ａによって回収されることで一連の動作が終了する。
【００２５】
［現像装置］
次に、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの駆動構成について図２を用いて説明する。
【００２６】
本実施例ではマゼンタ現像装置４ａ、シアン現像装置４ｂ、イエロー現像装置４ｃを共通の１つのモータＭ１（共通駆動源）で共通駆動し、ブラック現像装置４ｄをもう１つのモータＭ２で駆動する構成になっている。このような駆動構成にすることにより、フルカラーモード時はモータＭ１、モータＭ２を回転させることで４色の現像装置を駆動することができ、またモノクロモード時はモータＭ２のみを回転させることでブラック現像装置４ｄのみを駆動することができる。
【００２７】
次に、上記した現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄについて、図３を用いて更に詳細に説明する。なお、複数の現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの構成は全て同様であるので、ここではマゼンタの現像装置４ａのみについて説明する。
【００２８】
本実施例で使用している現像装置は二成分現像方式を用いており、図３に示すように、現像装置４ａの現像容器２０内は、隔壁２４によって現像室２５と攪拌室２６によって区画されている。現像容器２０の内部には磁性体であるキャリア粒子と非磁性体であるトナー粒子が混合された二成分現像剤ｔが収容されている。攪拌室２６には二成分現像剤のトナー濃度を検知するためのインダクタンス検知センサー３２が設置されている。このインダクタンス検知センサーの検知出力に応じて攪拌室２６の上方に配置されたトナー補給手段（不図示）により、攪拌室２６内にトナーが補給される。インダクタンス検知センサーによる具体的なトナー補給制御方法については後ほど詳しく説明する。
【００２９】
現像容器の感光ドラム２ａに対向する部位に形成した開口部には、固定されたマグネット２２を内包した回転自在な現像スリーブ２１が配置されている。また現像スリーブ２１近傍には、現像剤ｔを所定の層厚に規制するための規制ブレード２３が配置されている。
【００３０】
現像室２５には搬送部材としての攪拌スクリュー２７が、また攪拌室２６には搬送部材としての攪拌スクリュー２８がそれぞれ設置されている。攪拌スクリュー２７、攪拌スクリュー２８はともに回転駆動することでお互い長手方向の逆方向に現像剤を攪拌しつつ搬送する。こうすることで、現像剤ｔを現像容器２０内を循環させている。攪拌室２６の上方から補給されたトナーは攪拌スクリュー２８の回転動作により攪拌され、攪拌室２６内のキャリア粒子と摩擦帯電することで所定の帯電量が与えられる。帯電量が付与されたトナーはキャリア粒子とともに攪拌スクリュー２７へと受け渡され、更に現像スリーブ２１上へと受け渡される。
【００３１】
モータＭ１からの駆動力はまず現像スリーブ２１へと入力され、現像スリーブ２１からギアを介して攪拌スクリュー２７、２８へと駆動が伝達されることで、現像スリーブ２１、及び攪拌スクリュー２７、２８を同時に回転させることが可能となる。
【００３２】
現像スリーブ２１の回転動作により、感光ドラム２ａとの対向部（現像ニップ）へと搬送されたトナーは、現像スリーブ２１に印加された現像バイアスによって感光ドラム２ａ上へと飛翔する。本実施例では現像バイアスとしてＤＣ成分にＡＣ成分を重畳したものを使用している。ここでは現像コントラストを２５０Ｖ、白地部コントラスト（Ｖｂａｃｋ）を１６０Ｖに設定している。また、現像バイアスのＡＣ成分として、９ｋＨｚの矩形パルスと休止期間を組み合わせたブランク・パルス・バイアスを用いている。また、本実施例では感光ドラム２ａの周速度を１４０ｍｍ／ｓｅｃ．、現像スリーブ２１の回転速度を２１０ｍｍ／ｓｅｃ．、感光ドラムと現像スリーブの周速度比を２１０／１４０＝１．５に設定している。
【００３３】
［トナー補給制御］
次に本実施例で用いられているインダクタンス検知センサーによるトナー補給制御方法について、図５のブロック図と、図６のフローチャートを用いて以下で詳しく説明する。
【００３４】
二成分現像剤は磁性キャリアと非磁性トナーを主成分としていることから、現像剤ｔのトナー濃度（キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合）が変化すると磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による見かけの透磁率が変化する。制御部としてのＣＰＵ１００は、この見かけの透磁率に関する情報をインダクタンス検知センサー３２から取得する。（Ｓ１）図４に示すように、この検知出力（Ｖｓｉｇ）はトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）に応じてほぼ直線的に変化する。即ち、インダクタンス検知センサー３２の検知出力は現像装置４ａ内に存在する二成分現像剤のトナー濃度に対応する。
【００３５】
すなわち、トナー濃度が高くなると現像剤中に占める非磁性トナーの割合が高くなるため、現像剤の見かけの透磁率が低くなり、検知出力は小さくなる。これとは逆にトナー濃度が低くなると、現像剤の見かけの透磁率が高くなるため、検知出力は大きくなる。このようにしてインダクタンス検知センサーを用いて現像剤のトナー濃度を検知することが可能となる。
【００３６】
検知したＶｓｉｇは現像装置４ａに付属しているメモリタグ１０１（不図示）に予め記録される。次に、ＣＰＵ１００は、検知したＶｓｉｇと初期基準信号Ｖｒｅｆ（Ｓ２）と比較し、（Ｓ３）、両者の差分（Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ）の計算結果に基づいてトナー補給手段によるトナー補給時間を決定する（Ｓ４）。初期基準信号Ｖｒｅｆは現像剤の初期状態、すなわち初期のトナー濃度に対応した出力値であるため、Ｖｓｉｇはこの初期基準信号に近づくように制御がなされる。なお、初期基準信号Ｖｒｅｆは後述する現像装置の初期化動作によって決定される。
【００３７】
例えば、Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ＞０の場合は現像剤のトナー濃度が目標とするトナー濃度よりも低い状態であるため、その差分の大きさに応じて必要なトナー補給量を決定する。そのため、ＶｓｉｇとＶｒｅｆの差が大きいほど多くのトナーが補給されることになる。また、Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ≦０の場合はトナー濃度が目標よりも高いため、トナー補給を停止し、画像形成動作によるトナー消費によってトナー濃度を下げるようにする。以上のようにしてトナー補給制御が行われる。
【００３８】
［トナー補給制御のインダクタンス基準信号補正］
本実施例では、これに加えて基準トナー像による初期基準信号Ｖｒｅｆの補正を行っている。この補正の制御方法について、以下で詳細に説明する。
【００３９】
プリントされる画像の画像比率が低い場合、トナーの消費量が少なくなるため、トナー濃度が一定だとしても現像装置内でトナーがキャリアによって摩擦帯電される時間が長くなり、トナーの帯電量が高くなる傾向がある（チャージアップ）。これに対してプリントされる画像の画像比率が高い場合、トナーの入れ替わりが速くなることでトナーがキャリアによって摩擦帯電される時間が短くなり、トナーの帯電量が低くなる傾向がある（チャージダウン）。このようにトナーの帯電量が変化すると画像濃度が変化してしまうため、トナーの帯電量は一定であることが望ましい。
【００４０】
そこで、本実施例では基準トナー像による初期基準信号Ｖｒｅｆの補正を行うことでトナー濃度を調整し、トナーの帯電量を一定に保つように制御を行っている。
【００４１】
各色の基準トナー像は後回転時や紙間など、非画像形成領域に所定のタイミングで形成される。本実施例では、ＣＰＵ１００によって、プリント枚数が３００枚に達したかどうか判断する（Ｓ５）。プリント枚数が３００枚に達している場合は、ＣＰＵは、基準トナー像用の潜像を形成するように制御する。即ち、ＣＰＵは、後回転時に各色の感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に基準トナー像用の潜像を形成し、これを現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで現像することで基準トナー像を形成するように制御する（Ｓ６）。本実施例では基準トナー像の濃度は反射濃度で約０．７程度になるように設定されている。現像された基準トナー像は中間転写体８上に転写され、中間転写体８を駆動する駆動ローラ９の方向に搬送される。駆動ローラ９近傍には中間転写体８と対向するように光学式の画像濃度センサー８０が設置され、中間転写体８上の各色の基準トナー像の濃度をこのセンサーによって順次検知するようになっている。
【００４２】
ＣＰＵは、画像濃度センサー８０からのセンサー出力ＳｉｇＤを取得する。（Ｓ７）取得したセンサー出力ＳｉｇＤは現像装置に付属しているメモリタグ１０１（不図示）に予め記録される。次に、ＣＰＵ１００は、メモリタグ１０１に記憶されている基準濃度信号ＳｉｇＲを読み込む。（Ｓ８）そして、ＣＰＵ１００は、取得したセンサー出力ＳｉｇＤと基準濃度信号ＳｉｇＲを比較する。（Ｓ９）ＣＰＵ１００は、両者の差分（ＳｉｇＤ−ＳｉｇＲ）の計算結果に基づいてインダクタンス検知センサーの初期基準信号Ｖｒｅｆを補正する（Ｓ１０）。補正された初期基準信号Ｖｒｅｆ＿ａｄｊは再びメモリタグに記憶される。また、基準濃度信号ＳｉｇＲは現像剤の初期状態、すなわち初期の基準トナー像の濃度に対応した信号値であり、この値は後述する現像装置の初期化動作によって決定される。
【００４３】
例えば、ＳｉｇＤ−ＳｉｇＲ＞０の場合は基準トナー像の濃度が目標とする濃度よりも高い状態、すなわちトナーの帯電量が低い状態である。このため、ＣＰＵ１００は、その差分の大きさに応じてインダクタンス検知センサーの初期基準信号Ｖｒｅｆをトナー濃度を低くするように補正する。これによりトナー濃度を低くすることでトナーの帯電量は高くなるため、その結果として低くなった帯電量が補正され、トナーの帯電量が一定に保たれるようになる。
【００４４】
また、ＳｉｇＤ−ＳｉｇＲ≦０の場合は基準トナー像の濃度が目標とする濃度よりも低い状態、すなわちトナーの帯電量が高い状態である。このため、ＣＰＵ１００は、その差分の大きさに応じてインダクタンス検知センサーの初期基準信号Ｖｒｅｆをトナー濃度を高くするように補正する。その結果としてトナーの帯電量が一定に保たれるようになる。このような制御を行うことでトナーの帯電量をほぼ一定に維持することが可能となる。
【００４５】
［初期化動作に伴うトナー入れ替え制御］
次に、本発明の特徴部分である現像装置の初期化動作及び初期化動作に伴うトナー入れ替え制御について、図７及び図１２のフローチャートを用いて以下で説明する。
【００４６】
現像装置に付属したメモリタグ１０１には、現像装置が新品であるか否かの情報が記録されている。そこで、図７のフローチャートのように新品の現像装置が画像形成装置本体に投入され装着されると、ＣＰＵ１００は、メモリタグ１０１に記憶された新品情報を取得し、投入された現像装置が新品かどうか判断する。（Ｓ１２）
一度使用された現像装置のメモリタグには、使用済みの現像装置としてメモリタグ１０１に記憶され、次回本体に挿入された場合は、新品でないと判断できる構成となっている。
【００４７】
Ｓ１２において、投入された現像装置が新品であるとＣＰＵ１００が判断した場合、ＣＰＵ１００は、メモリタグ１０１に記憶された情報に基づいて、共通駆動されている現像装置の一部の現像装置が新品現像装置であるか判断する。本実施例においては、イエロー、マゼンタ、シアン現像装置のなかの一部の現像装置が新品現像装置であるかどうかを判断する。（Ｓ１３）Ｓ１３以降では、後述するように、新品と判断された現像装置に対して自動的に現像装置の初期化動作が実行されるようになっている。（Ｓ１４もしくはＳ１５）
また、Ｓ１２において、現像装置が新品でないとＣＰＵ１００が判断した場合、初期化動作は行われず、すぐにプリントＲｅａｄｙの状態となる。こうすることで、使用途中の現像装置を本体から抜き差ししただけの場合に誤って初期化動作を実行してしまうことを防ぐことができる。本実施例ではメモリタグを使って新品を判定して自動的に初期化動作を行う場合で説明しているが、この他、サービスマンやユーザーが操作部から手動で初期化動作を実行するような形態を取ることも可能である。
【００４８】
［初期化動作］
本実施例では、現像装置が新品である場合は初期化動作が行われるようになっている。初期化動作とは、現像剤が新品でトナー濃度が予め明らかになっている状態におけるトナー濃度検知手段、もしくは画像濃度検知手段の出力を記憶することにより、制御の目標となる出力電圧を決定する動作のことである。こうすることで、各現像装置のセンサの個体差ばらつきを抑えることができる。また、制御すべきトナー濃度目標値を正しく設定することができる。以下、図７のフローを用いて具体的に説明する。
【００４９】
Ｓ１３において、ＹＭＣ現像装置の全てが新品である、もしくはいずれも新品でない場合は、ＣＰＵ１００は新品の現像装置の初期化動作を開始し、新品以外の現像装置の駆動は停止するように制御する（Ｓ１４）。一方、Ｓ１３において、ＹＭＣ現像装置の一部が新品である場合は、ＣＰＵ１００は、新品である現像装置の初期化動作を開始する（Ｓ１５）。その後、ＣＰＵ１００は、所定時間経過したことを判断し（Ｓ１６）所定時間経過していると判断した場合は、ＹＭＣ現像装置のうち、新品でない現像装置に対して順次トナー入れ替え制御を実行するように制御する。（Ｓ１７）尚、トナー入れ替え制御は後述する。本実施例では、ダウンタイムをなくすためにトナー入れ替え制御が初期化動作中に終了するようにトナー入れ替え制御の開始タイミングが設定されている。ここでいうトナー入れ替え制御の終了とは、ドラム上にトナー入れ替え用の潜像を形成する動作が少なくとも完了していることとする。
【００５０】
次に、初期化動作について、図１２のフローチャートを用いて具体的に説明する。
【００５１】
初期化動作は、実行部としてのＣＰＵ１００によって実行可能に構成されている。まず、初期化動作の実行が開始されると、まずＣＰＵ１００は、最初に駆動モータを回転して現像装置の空回転が２分３０秒行うように制御する（Ｓ１０１）。これは現像剤の剤面高さを均一に均すとともに、トナーの帯電量を立ち上げるために行われる。
【００５２】
空回転に続いて次はＣＰＵ１００は、インダクタンス検知センサーの初期基準信号Ｖｒｅｆの設定を行う（Ｓ１０２）。初期基準信号Ｖｒｅｆの具体的な設定は以下のように行う。まず、ＣＰＵ１００によって、インダクタンス検知センサー３２の制御電圧を段階的に変化させながら出力を検知し、出力が約２．５Ｖとなるような制御電圧を設定し、その設定された制御電圧のときの出力値を初期基準信号Ｖｒｅｆとするように行われる。設定された初期基準信号Ｖｒｅｆはメモリタグ１０１へと送られ、記憶される。
【００５３】
更に続いて今度は画像濃度センサーの基準濃度信号ＳｉｇＲの設定が行われる（Ｓ１０３）。基準濃度信号ＳｉｇＲの設定は、形成した基準トナー像の濃度を濃度センサーによって検知し、これを基準濃度信号ＳｉｇＲとして設定することで行われる。設定された基準濃度信号ＳｉｇＲはメモリタグ１０１へと送られ、これも記憶される。（Ｓ１０４）
この時点で一連の初期化動作が終了し、プリントＲｅａｄｙの状態となる。尚、初期基準信号Ｖｒｅｆ及び基準濃度信号ＳｉｇＲを設定している間は、現像装置の駆動は継続されたままとなっている。
【００５４】
本実施例の初期化動作における現像装置の駆動時間は全体で２分５０秒であったが、この時間は現像装置によって適切な時間を選択して構わない。
【００５５】
以下、初期化動作について図７を参照しながら具体例を用いて説明する。現像装置に付属するメモリタグには新品情報の他に色情報も記憶されており、現像装置を画像形成装置本体に投入すると、色情報はＣＰＵに送られ、どの色の現像装置が投入されたかを判断する（ＳＳ１２，１３）。投入された新品の現像装置がブラック現像装置の場合は、初期化動作中はモータＭ２のみを回転させることによりブラック現像装置を単独で駆動することができるため、他の３色の現像装置はブラック現像装置の初期化動作中は停止したままにしておく。こうすることで、初期化動作を行う現像装置以外の現像装置を無駄に空回転しまうことがなくなる。（Ｓ１４）
一方で、投入された新品の現像装置が、例えばマゼンタ現像装置の場合、初期化動作中はモータＭ１のみを回転させることによりマゼンタ現像装置を駆動することができる。（Ｓ１５）この時、モータＭ１はシアン、イエロー現像装置とも共通の駆動モータであるため、マゼンタ現像装置の初期化動作中はシアン、イエロー現像装置も同時に駆動されることになる。
【００５６】
マゼンタ現像装置の初期化動作がスタートすると、所定のタイミングでモータＭ１が回転を開始し、マゼンタ、シアン、イエローの各現像装置の駆動が開始される。上記したように本実施例の場合、現像装置の初期化動作における現像装置の駆動時間は全体で２分５０秒であるため、シアンとイエローの現像装置もそれぞれ同じ時間だけ駆動されることになる。そうすると上述したようにトナーが劣化してしまうため、本実施例では以下のようなトナー入れ換え制御を行っている（Ｓ１７）。
【００５７】
［トナー入れ替え制御］
トナー入れ替え制御は、制御部としてのＣＰＵ１００によって制御される。
【００５８】
即ち、Ｓ１６において、ＣＰＵ１００は、モータＭ１の回転が開始されてから２分３０秒経過したかどうか判断する。ＣＰＵ１００は、モータＭ１の回転が開始されてから２分３０秒経過したら、感光ドラム２ｂ、２ｃ上にＡ３サイズの全ベタ画像の潜像を形成するように制御する。このときのトナー吐き出し量は、少なくとも初期化動作によって生じる現像剤の劣化分を解消できる量となっている。当然ながら吐き出し量は、Ａ３サイズの全ベタ画像に限定されるものではなく、初期化動作時間によって適宜設定すればよい。
【００５９】
これらをシアン現像装置、イエロー現像装置で現像することにより、現像装置から所定量のトナーが吐き出される。続いてＣＰＵ１００は、吐き出されたトナー量と略同量（約０．７２ｇ）のトナーがシアン、イエローのトナー補給手段から補給されるようにシアン、イエローのトナー補給手段を制御する。（Ｓ１７）こうすることで現像装置内のトナーをフレッシュなトナーに入れ換えることができる。なお、モータＭ１の回転が開始されてから２分３０秒経過後からトナーの入れ換えを開始するのは、トータルで２分５０秒の回転時間の後半の方がトナーがより劣化しているため、トナー入れ換えの効果が高いためである。
【００６０】
感光ドラム２ｂ、２ｃ上に現像されたトナー像は中間転写体８上にそれぞれが重ならないように転写され、クリーニング装置８ａで回収する。中間転写体８上でトナー像が重ならないようにするのは、クリーニング装置８ａに一度に多量のトナーが入ってしまうことを防ぐためである。
【００６１】
また、ここでは投入した新品の現像装置がマゼンタ現像装置の場合で説明したが、シアン、もしくはイエロー現像装置を投入した場合も同様に初期化動作を行っている現像装置以外の現像装置のトナー入れ換えが実行される。なお、上記の制御を行っているとき、モータＭ２は停止したままとし、ブラック現像装置の駆動は行わないようにするため、ブラック現像装置のトナー入れ換え制御は行う必要が無い。
【００６２】
また、マゼンタ現像装置も初期化動作によって同じく２分５０秒間現像装置が駆動されることによって、トナーが劣化することになる。しかしながら、元々が新品剤からのスタートであるため劣化度合いが軽微であることと、そもそも２分５０秒空回転後の状態を初期状態として初期化動作を行うため、マゼンタについてはトナーの入れ換えは行わなくても問題はない。
【００６３】
図８にマゼンタ現像装置の初期化動作を行ったときに、シアン現像装置をそのまま空回転させた場合と、本実施例のようにトナー入れ換え制御を行った場合の画像濃度推移を示す。現像装置をそのまま空回転させた場合は、マゼンタ現像装置の初期化動作の前後でシアンの濃度が大きく変化しているのに対して、トナー入れ換え制御を行った場合は濃度が維持できていることが分かる。トナー入れ換え制御を行わないと、劣化したトナーがそのまま現像装置内に残るため、現像性、転写性が低下した結果、画像濃度が低下したと考えられる。
【００６４】
ところで、画像比率の低い画像ばかりを連続してプリントした場合も、現像装置を空回転した状態に近しくなり、トナー劣化による現像性、転写性の低下が発生する。そのため、本実施例においても以下のような従来から行われているトナー入れ替え制御を行っている。即ち、低画像比率の画像ばかりプリントした場合は、その平均画像比率に応じて所定のトナーを入れ換える制御を実施している。具体的には、画像情報信号に対応したビデオカウント数の積算値と、現像スリーブ２１の回転時間の積算値から現像スリーブの単位駆動時間当たりに消費される現像剤量である平均画像比率を算出する。そして、この平均画像比率が目標とする画像比率に対して不足する場合は、不足分のトナーを入れ換えるように制御が行われる。
【００６５】
マゼンタ現像装置の初期化動作を行う場合に、シアン、及びイエロー現像装置に上記のような画像比率に応じたトナー入れ換え制御を実施することも考えられるが、その場合は次のような問題が生じる。
【００６６】
マゼンタ現像装置の初期化動作はシアン、及びイエロー現像装置は空回転状態となるため、その間、ビデオカウント数は積算されず、現像スリーブ２１の回転時間のみが積算されていく。すると、この空回転動作の途中で平均画像比率がトナー入れ換えを実行する閾値に達してしまうが、初期化動作前の使用状況によって閾値に達するタイミングが異なる。このため、場合によっては、マゼンタ現像装置の初期化動作終了直前にトナー入れ換え動作が実行されてしまう場合があり、初期化動作が終了してもトナー入れ替え動作の分、余計にダウンタイムとなってしまう。特に、トナー入れ替え制御を行う現像装置が複数ある場合は、更にダウンタイムが長くなることになる。
【００６７】
すなわち、従来のような平均画像比率に基づいたフィードバック方式の制御を単に適用すると、トナー入れ換え制御によるダウンタイムが発生し、生産性を低下させてしまうことになる。
【００６８】
そこで、本実施例のように、予め明らかになっている空回転時間に基づいたフィードフォワード方式の制御を適用し、初期化動作と並行してトナー入れ換え制御を実行することで無駄なダウンタイムを発生させることなく、トナーの入れ換えを行うことができる。
【００６９】
なお、本実施例では現像剤として二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置の場合で説明したが、一成分現像剤を用いて現像を行う現像装置でも同様に本実施例の制御を適用することが可能である。
【００７０】
また、本実施例では、イエロー、マゼンタ、シアンを共通駆動させる例を説明したが、共通駆動させる現像装置の数は複数あれば３つ以外でもよい。例えば、イエロー現像装置（第１の現像装置）とマゼンタ現像装置（第２の現像装置）を共通する駆動する構成であってもよい。
【００７１】
以上のような制御を行うことで、無駄なダウンタイムを発生させることなく初期化動作と並行してトナーの入れ換えを行うことにより、トナー劣化に起因する濃度低下や画像不良の発生を防止することが可能となる。更に、高品位な画像を安定して得ることのできる画像形成装置を提供することができた。
【００７２】
（実施例２）
本実施例に係る現像装置、及び画像形成装置の構成は実施例１と同様である。本実施例では初期化動作を開始する直前の平均画像比率に基づいてトナー入れ換え制御の実行の可否、もしくはトナー入れ替え制御時のトナー入れ換え量を補正することを特徴としている。更に、本実施例では、初期化動作が実行される直前の画像形成装置本体内の温度に基づいてトナー入れ替えの可否もしくはトナー入れ換え制御におけるトナー入れ換え量を補正することを特徴としている。
【００７３】
実施例１では、例えばマゼンタ現像装置の初期化動作を行う場合に、並行してシアン現像装置とイエロー現像装置のトナーを所定量消費して、入れ換える制御を行っている。しかしながら、現像剤の状態によっては入れ換えるトナー量が過剰な場合や、もしくは不十分な場合がある。例えば、マゼンタ現像装置の初期化動作が行われる直前の通常のプリント動作において、シアントナーの画像比率が高い画像が連続してプリントされていた場合、シアン現像装置内のトナーの入れ換え量が多いため、トナーの劣化度は低い状態となっている。このような場合においても、常に同量のトナーを入れ換えるように制御を行うと、トナーの劣化度からすると過剰なトナー量を入れ換えてしまうことになり、余分なトナーを消費してしまうことになる。一方でこれとは逆にシアントナーの画像比率が非常に低い画像が連続してプリントされていた場合は、トナーの劣化度が大きいため、トナー入れ換え制御におけるトナーの入れ換え量が不十分となってしまう場合もあった。
【００７４】
また、本発明者らの検討によると、平均画像比率が同じ場合でも画像形成装置内の温度によって現像装置内のトナーの劣化度に差が生じ、現像性、転写性に影響することが明らかとなった。図１１に現像コントラストを一定にして画像比率が１％の低画像比率の画像を連続してプリントしたときの画像濃度の変化の様子が、画像形成装置内の温度によってどのように変化するかを示している。このように、画像形成装置内の温度が高いほど画像濃度の低下が大きいことが分かる。これは、画像形成装置内の温度が高いと現像装置内のトナーの温度も高くなり、トナーの温度が高い状態で現像スリーブの回転によって機械的な圧力を受けたときに外添剤がより埋め込まれやすくなり、トナー劣化が促進されるためと考えられる。
【００７５】
そのため、マゼンタ現像装置の初期化動作が行われるときの画像形成装置内の温度によって、同時に空回転状態となるシアン現像装置、及びイエロー現像装置内のトナーの劣化度が変化する。このため、常に一定量のトナーを入れ換えるように制御を行うと、入れ換えるトナー量が過剰になる場合があった。そこで、本実施例では、現像装置の初期化動作と並行して行われるトナー入れ換え制御において、その時点までにプリントされた画像の平均画像比率とその時点における画像形成装置内の温度に応じて、入れ換えるトナー量を変化させるように制御を行っている。本実施例の制御の詳細を図９、図１０を用いて以下で説明する。
【００７６】
通常の画像形成時において、プリントされた画像の画像信号に応じたビデオカウント数は画像制御部１０２でカウントされ、ＣＰＵ１００でカウント数が積算されたのち、積算値がメモリタグ１０１に保存される。一方で駆動モータＭ１、及びＭ２の駆動時間もＣＰＵ１００で積算されてメモリタグ１０１へと保存される。メモリタグ１０１及び画像制御部１０２と、ＣＰＵ１００は、現像スリーブの単位駆動時間当たりに消費される現像剤量に関する情報を取得する取得部として機能している。ここでは例として、マゼンタ現像装置が新品へと交換された場合で説明する。交換されたマゼンタ現像装置がメモリタグ１０１に格納された新品情報によって新品と判断されると（Ｓ２１）、実施例１と同様に自動的にマゼンタ現像装置の初期化動作がスタートする。同時にシアン現像装置、及びイエロー現像装置それぞれのメモリタグ１０１からビデオカウントの積算値と駆動モータＭ１の駆動時間がＣＰＵ１００へと読み込まれ、その時点までの平均画像比率が算出される（Ｓ２５）。更に、画像形成装置本体に設置された温度センサー１０４によって初期化動作が実行される直前の温度がＣＰＵ１００へと読み込まれる（Ｓ２５）。これら平均画像比率と画像形成装置内の温度から下に示す表１に基づいて、ＣＰＵ１００が初期化動作中におけるトナー入れ替え制御の実行の可否、および入れ換えるトナー量を決定する（Ｓ２５）。
【００７７】
【表１】
0006025407.tif 000002
【００７８】
すなわち、平均画像比率が低いほど、また温度センサー１０４の検知結果である画像形成装置内の温度が高いほどトナーの劣化度が大きいと判断してトナーの入れ換え量を多くしてトナー劣化に伴う画像不良を防止する。一方、平均画像比率が高く、画像形成装置内の温度が低い場合はトナーの劣化度が小さいと判断してトナーの入れ換え量を抑制することで無駄なトナー消費を防止している。例えば、シアン現像装置の平均画像比率が１％、イエロー現像装置の平均画像比率が６５％、画像形成装置内の温度が４０℃の場合、を考える。この場合、シアン現像装置はＡ３ベタ画像の副走査方向長を１．１倍した画像を形成することでトナーを吐き出し、これと略同量（０．７９ｇ）のトナーを補給する。また、イエロー現像装置は表１から入れ換えるトナー量が０ｇとなっているため、トナーの入れ換えは行わない。このように表１に基づいて各色ごとに最適なトナー入れ換え量が決定される。このような制御を行うことで、トナーの劣化度に応じた適正なトナー量を入れ換えることが可能となる。このとき、当然ながらマゼンタの初期動作中にイエロー、シアン現像装置のトナー入れ替え制御が完了するように、表１の各条件におけるイエロー、シアン現像装置のトナー吐き出し量から吐き出し開始タイミングが予め設定されている。
【００７９】
尚、本実施例では、トナー入れ替え制御が初期化動作終了前に完了するようにトナー入れ替え開始タイミングが設定されているが、これに限定されない。例えば、トナー入れ替え制御の終了が初期化動作終了後となる場合であっても、フィードバック方式によるトナー入れ替え制御を行う場合と比較して、ダウンタイムが短くなるようにトナー吐き出し開始タイミングを早めに設定してもよい。具体的には、ＣＰＵにより初期化動作直前の平均印字率を取得し、初期化動作中に平均画像比率がトナー入れ替え動作を実行する閾値を超えてしまうかどうか判断する。そして、初期化動作中に平均画像比率がトナー入れ替え動作を実行する閾値を超えてしまうと判断される場合は、初期化動作中に閾値を超えるタイミングよりも所定時間早くトナー入れ替え動作を開始させる構成としてもよい。但し、なるべくダウンタイムを少なくするためには、初期化動作が終了する前にトナー入れ替え制御が終了するようにトナー入れ替え制御開始タイミングを設定することが好ましい。
【００８０】
以上説明したように、複数の現像装置を共通のモータで駆動する構成の画像形成装置において、特定の現像装置のみ初期化動作を実行する場合に、初期化動作を行う現像装置以外の現像装置内のトナーの劣化状態に応じて適切なトナー量を入れ換える。そして、本実施例のように初期化動作と並行してトナー入れ替え制御を行うことにより、無駄なトナー消費を抑え、常に高品位な画像を安定して得ることのできる画像形成装置を提供することができた。
【００８１】
尚、本実施例では、初期化動作時に並行して行われるトナー入れ替え動作のトナー入れ替え量を平均画像比率情報と温度情報に基づいて行った例で説明したが、少なくとも一方の情報に基づいて行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる。
【符号の説明】
【００８３】
１３  定着装置
２  感光ドラム
２１  現像スリーブ
２２  マグネット
２３  層厚規制ブレード
２７、２８  攪拌手段
３  一次帯電器
３２  インダクタンス検知センサー
４  現像装置
５  転写帯電器
６  感光ドラムクリーニング装置
７  露光装置
８  中間転写ベルト
８ａ  中間転写ベルトクリーニング装置
８０  画像濃度センサー
【図１】
0006025407.tif 000003
【図２】
0006025407.tif 000004
【図３】
0006025407.tif 000005
【図４】
0006025407.tif 000006
【図５】
0006025407.tif 000007
【図６】
0006025407.tif 000008
【図７】
0006025407.tif 000009
【図８】
0006025407.tif 000010
【図９】
0006025407.tif 000011
【図１０】
0006025407.tif 000012
【図１１】
0006025407.tif 000013
【図１２】
0006025407.tif 000014