(57)【要約】【課題】  経時における出力画像の画像品質を高品位に維持しつつ、強制消費されるトナーを低減してトナーの利用効率を高めることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  現像担持体（現像ローラ３３Ｙｂ）と現像剤規制部材（ドクタブレード３３Ｙｅ）を有する現像装置（現像手段３３Ｙ）を備えた画像形成装置（カラープリンタ１）において、現像装置で現像する画像の画像面積率Ｃを予め現像前に算出する画像面積率算出手段Ａと、この画像面積率算出手段Ａの算出値に基づいて、現像装置の現像剤担持体と現像剤規制部材（ドクタブレード３３Ｙｅ，Ｂ１０，Ｂ２０）との間を通過する現像剤通過量を制御する現像剤通過量制御手段Ｂと、を設け、この現像剤通過量制御手段Ｂにより、画像面積率算出手段Ａによる算出値が所定値Ｃ０よりも小さい場合には、現像剤通過量が多くなるように制御する。【選択図】      図１２
2011180193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアからなる現像剤と、該現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置を備えた画像形成装置において、
前記現像装置で現像する画像の画像面積率を予め現像前に算出する画像面積率算出手段と、この画像面積率算出手段の算出値に基づいて、前記現像装置の前記現像剤担持体と現像剤規制部材との間を通過する現像剤通過量を制御する現像剤通過量制御手段と、を設け、
前記現像剤通過量制御手段は、前記画像面積率算出手段による算出値が所定値よりも小さい場合には、前記現像剤通過量が多くなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材との間のギャップが可変に構成され、
前記現像剤通過量制御手段は、前記ギャップを変えることで前記現像剤通過量を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】
前記現像剤規制部材には、磁束密度が可変の磁界発生手段が取り付けられ、
前記現像剤通過量制御手段は、前記磁界発生手段の磁束密度を変えることで前記現像剤通過量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体の幅方向に沿って複数設けられて、それぞれの磁束密度が可変に構成されており、
前記画像面積率算出手段は、前記磁界発生手段に対応する領域毎に画像面積率を算出し、
前記現像剤通過量制御手段は、前記領域毎に前記現像剤通過量を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像面積率算出手段は、現像するページ毎に画像面積率を算出し、
前記現像剤通過量制御手段は、ページ毎に前記現像剤通過量を制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像面積率算出手段は、ジョブ毎に画像面積率を算出し、
前記現像剤通過量制御手段は、ジョブ毎に前記現像剤通過量を制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像装置は、使用するトナー色毎に複数設けられ、
前記画像面積率算出手段は、トナー色毎に画像面積率を算出し、
前記現像剤通過量制御手段は、トナー色毎に個別に前記現像剤通過量を制御することを特徴とする請求項１ないし６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、複写機、ファクシミリ、プリンタ、これらの複合機等の電子写真プロセスを利用した画像形成装置に関し、より詳しくは、画像形成装置において、現像剤に与えるストレスを緩和する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像剤収容部内の現像剤（キャリア、トナー）を撹拌し、トナーを感光体に対向する現像領域に搬送して感光体上に形成された潜像を現像し、現像領域で現像に用いられなかったトナーを現像剤収容部内に戻し、現像剤収容部内に必要に応じてトナーを補給する画像形成装置が知られている。
【０００３】
また、このような画像形成装置において、低画像面積率（例えば、Ａ４用紙で画像密度５％未満の場合など）の画像を多く出力するなど、トナー消費の少ない状態で現像剤収容部内の現像剤を撹拌すると、地汚れ、画像のボソツキ、濃度変動、補給トナーの地肌汚れ等々、様々な不具合が生じることが知られている。
【０００４】
このような出力画像の品質低下が発生する原因としては、トナーが現像器内に長時間滞留することにより、現像剤の撹拌時や搬送時に機械的ストレスを受け続けてトナーが劣化することが考えられる。即ち、薄層化用のブレードや現像剤供給ローラとの摩擦が生じた際にトナー表面の添加剤（例えば、シリカ（ＳｉＯ２）や酸化チタン、アルミナや脂肪酸金属などの微粉末）がトナー中へ埋没することによる帯電異常や、圧縮や摩擦によるトナー平均粒径の変化による帯電特性変化等があると推定されている。
【０００５】
このようにトナーの帯電特性が劣化すると、現像器内に残留する劣化したトナーが逆極性に帯電する場合があり、その残留トナーが感光体ドラム上の静電潜像が形成されていない地肌部に付着し、上述のような地肌汚れ等の出力画像の品質低下を発生させるものと考えられる。これらの不具合はいずれも高画像面積出力時には発生しない問題であるため、対策の一つとして、所定のタイミングでトナーを強制的に消費させてしまう方法が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、現像装置駆動時間当たりの画像書き込み量が少ないときにトナーを強制消費させる方式が開示されている。即ち、静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置により現像する画像形成装置において、作像する画像の面積率を検知する画像面積率検知手段と、前記現像装置の現像駆動時間を検知する現像駆動時間検知手段とを備え、現像の単位駆動時間あたりの画像面積率に応じて現像剤を強制消費させる画像形成装置が提案されている。
【０００７】
また、特許文献２には、制御装置を備え、平均画像密度算出手段で算出された平均画像密度が予め設定された所定値以下であり、且つ、ＲＡＭに格納されている画像量積算値に対するトナー供給量積算手段により積算されたトナー供給量の積算値の比率が所定値以上である、という二つの条件を満たした場合に、トナー強制消費手段によるトナーの強制的な消費を実行する方式が開示されている。
【０００８】
特許文献１及び特許文献２に開示されている発明は、トナーの強制的な消費のタイミングを効率的に制御し、無駄なトナー消費を極力減らすという思想である。しかしながら、低画像面積率の現像が非常に多い場合にはトナーの強制消費を行わざるを得ず、トナーの利用効率という点では効果が少ないという問題があった。また、トナーの強制消費量は減らせても基本的には劣化トナーの生成量は変わらず、よって、特許文献１及び特許文献２記載の画像形成装置では、トナー利用効率の大幅な向上は見込めないという問題もある。
【０００９】
ところで、現像剤の劣化は、現像剤規制部材と現像剤担持体とのギャップ（ドクタギャップ）を通過する際に現像剤にストレスが繰り返し与えられることが主要因であると考えられる。つまり、画像面積率が低い画像を続けて出力すると現像剤担持体上のトナーがあまり消費されずに何度もドクタギャップを通過し、トナーの劣化が促進されてしまう。トナーは劣化が進むと外添剤が離脱したり埋没したりし、トナーの帯電能力が失われて、地肌汚れやトナー飛散を引き起こす。このように、汲み上げられた現像剤量に対し、現像剤規制部材による通過後の現像剤量が少ない場合、即ち、現像剤規制部材による規制量が多い場合、それだけトナーの劣化の度合いも大きくなることとなる。
【００１０】
従来の画像形成装置では、画像面積率の低い画像を出力した際には、劣化したトナーを強制的に現像装置外に排出すること（トナーリフレッシュ）で、劣化トナーの画像形成への使用を防止していた。しかし、トナーリフレッシュを行うことはトナーの利用効率が低下し、コストアップを招くという問題がある。そのうえ、廃棄物が増えるため環境負荷に対しても不利である。一方、予め現像剤へのストレスが少なくなるように、現像剤規制部材による規制量を少なく、即ち、通過する現像剤量を多く設定した場合には、現像剤規制部材による現像剤へのストレスは低下するが、トナーと現像剤の摩擦帯電性も低下し、トナーに十分な電荷が付与されないという問題が発生する。即ち、図１１に示すように、現像能力である電位差（現像ポテンシャル）に対する感光体上の面積あたりの付着量は、標準状態に対してストレスの小さい場合には傾きが小さくなり、所望のトナーの摩擦帯電性が得られずに現像能力が低下し、十分な画像濃度が得られないという問題が生じてしまう。
【００１１】
以上説明したように、現像剤には適度なストレスを与えて適正な現像能力を得る必要があるが、ストレスを与えすぎるとトナーが劣化してしまうため、劣化トナーを低減させるためには、現像剤に与えるストレスを画像に応じて制御し、トナーの高寿命化と画像品質向上を両立させる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、前記問題点を解決するべく、経時における出力画像の画像品質を高品位に維持しつつ、強制消費されるトナーを低減してトナーの利用効率を高めることができ、それによって、コストダウンと環境負荷の低減を行うことができる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】
【００１３】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、トナーとキャリアからなる現像剤と、該現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置を備えた画像形成装置において、前記現像装置で現像する画像の画像面積率を予め現像前に算出する画像面積率算出手段と、この画像面積率算出手段の算出値に基づいて、前記現像装置の前記現像剤担持体と現像剤規制部材との間を通過する現像剤通過量を制御する現像剤通過量制御手段と、を設け、前記現像剤通過量制御手段は、前記画像面積率算出手段による算出値が所定値よりも小さい場合には、前記現像剤通過量が多くなるように制御することを特徴とする。
【００１４】
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、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材との間のギャップが可変に構成され、前記現像剤通過量制御手段は、前記ギャップを変えることで前記現像剤通過量を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記現像剤規制部材には、磁束密度が可変の磁界発生手段が取り付けられ、前記現像剤通過量制御手段は、前記磁界発生手段の磁束密度を変えることで前記現像剤通過量を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体の幅方向に沿って複数設けられて、それぞれの磁束密度が可変に構成されており、前記画像面積率算出手段は、前記磁界発生手段に対応する領域毎に画像面積率を算出し、前記現像剤通過量制御手段は、前記領域毎に前記現像剤通過量を制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像面積率算出手段は、現像するページ毎に画像面積率を算出し、前記現像剤通過量制御手段は、ページ毎に前記現像剤通過量を制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像面積率算出手段は、ジョブ毎に画像面積率を算出し、前記現像剤通過量制御手段は、ジョブ毎に前記現像剤通過量を制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記現像装置は、使用するトナー色毎に複数設けられ、前記画像面積率算出手段は、トナー色毎に画像面積率を算出し、前記現像剤通過量制御手段は、トナー色毎に個別に前記現像剤通過量を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この発明は、前記のようであって、請求項１の発明によれば、トナーとキャリアからなる現像剤と、該現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置を備えた画像形成装置において、前記現像装置で現像する画像の画像面積率を予め現像前に算出する画像面積率算出手段と、この画像面積率算出手段の算出値に基づいて、前記現像装置の前記現像剤担持体と現像剤規制部材との間を通過する現像剤通過量を制御する現像剤通過量制御手段と、を設け、前記現像剤通過量制御手段は、前記画像面積率算出手段による算出値が所定値よりも小さい場合には、前記現像剤通過量が多くなるように制御するので、経時における出力画像の画像品質を高品位に維持しつつ、現像剤通過量制御手段により、現像剤へのストレスの主要因である現像剤規制部材と現像剤担持体との間のギャップ（ドクターギャップ）を通過する際のストレスを必要最小限とすることができ、強制消費されるトナーを低減して、それにより廃棄される劣化トナー量を低減できるため、トナーの利用効率を高めることができる。そのため、コストダウンと環境負荷の低減を行うことができる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材との間のギャップが可変に構成され、前記現像剤通過量制御手段は、前記ギャップを変えることで前記現像剤通過量を制御するので、ドクタギャップを変更することにより、現像剤のストレスを直接的に制御することが可能となる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記現像剤規制部材には、磁束密度が可変の磁界発生手段が取り付けられ、前記現像剤通過量制御手段は、前記磁界発生手段の磁束密度を変えることで前記現像剤通過量を制御するので、磁界発生手段の磁束密度を変更することにより、現像剤に与えるストレスを低減することが可能となる。
【００２３】
請求項４の発明によれば、請求項３に記載の画像形成装置において、前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体の幅方向に沿って複数設けられて、それぞれの磁束密度が可変に構成されており、前記画像面積率算出手段は、前記磁界発生手段に対応する領域毎に画像面積率を算出し、前記現像剤通過量制御手段は、前記領域毎に前記現像剤通過量を制御するので、各磁界発生手段と対応する領域毎に現像剤通過量の制御を行うことにより、非常に細かい範囲で現像剤に与えるストレスを最小限とすることができ、劣化トナーの生成を極限まで低減して、トナーの利用効率を高めることができる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像面積率算出手段は、現像するページ毎に画像面積率を算出し、前記現像剤通過量制御手段は、ページ毎に前記現像剤通過量を制御するので、ページ毎に現像剤通過量を制御することにより、細かく現像剤へのストレスを最小限とすることが可能となり、トナーの利用効率を高めることができる。また、制御頻度も減らすことができるため生産性向上とトナー利用効率向上とを両立することができる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像面積率算出手段は、ジョブ毎に画像面積率を算出し、前記現像剤通過量制御手段は、ジョブ毎に前記現像剤通過量を制御するので、ジョブ毎に現像剤通過量を制御することにより、ジョブ単位での作像には同一の現像条件にて作像がなされるため、各ジョブでの一定の画像品質を保障することができる。また、制御頻度も大幅に減らすことができるため生産性を向上させることができる。
【００２６】
請求項７の発明によれば、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記現像装置は、使用するトナー色毎に複数設けられ、前記画像面積率算出手段は、トナー色毎に画像面積率を算出し、前記現像剤通過量制御手段は、トナー色毎に個別に前記現像剤通過量を制御するので、カラー画像形成装置においてトナー色毎に画像面積率を算出して現像剤通過量の制御を行うことで、各色のトナーの劣化を最小限に抑えることができる。例えば、カラー画像形成装置においてある色のトナーが偏った使われ方をされた場合にも、使用量の少ない色のトナーに対してのみ現像剤通過量を増やして現像剤に掛かるストレスを緩和し、装置全体として劣化トナーを少なくして廃棄トナーを低減することが可能となり、トナーの利用効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置（カラープリンタ）の概略構成を正面からの透視図で示す構成説明図である。
【図２】実施の形態に係る作像ユニットの概略構成を示す鉛直断面図である。
【図３】形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した説明図である。
【図４】形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した説明図である。
【図５】実施の形態に係る画像面積率算出手段及び現像剤通過量制御手段と制御手段との関係を示すブロック図である。
【図６】実施例１に係る現像剤通過量制御手段の概略構成を示す模式図である。（ａ）が通過現像剤量を少なくする場合であり、（ｂ）が通過現像剤量を多くする場合である。
【図７】実施例２に係る現像剤通過量制御手段の概略構成を示す模式図である。
【図８】同上の電磁石の平面配置を示す概略平面図である。
【図９】同上の電磁石の概略構成を示す模式図である。
【図１０】実施の形態に係る画像形成装置における画像種類毎の感光体ドラム上の単位面積当たりのトナー付着量を表す棒グラフである。
【図１１】現像剤に掛かるストレスを小さくした場合の現像バイアスと単位面積あたりのトナー付着量の関係を表すグラフである。
【図１２】現像剤通過量の制御フロー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】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
［画像形成装置の全体構成］
先ず、図１を用いて、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図中の符号１は、本発明の一実施の形態として例示する色材三原色であるイエロー、マゼンダ、シアンと、無彩色であるブラックの４色のトナーからフルカラーの画像が形成可能なタンデム型中間転写方式のカラープリンタであり、このカラープリンタ１は、主に、画像形成装置全体の筐体である装置本体１０と、その装置本体１０の内部略中央に配置された露光装置２と、この露光装置２の上方に配置された画像形成部３と、この画像形成部３の上方に配置された転写部４と、転写部４の上方であって装置本体１０上部の一側面に寄った位置に配置された定着部５と、装置本体１０の最下部に配置された給紙部６と、装置本体１０の上面に形成された排紙部７と、給紙部６と排紙部７の間に設けられた用紙搬送路８などから構成された、下部の給紙部６から用紙を供給し、画像等をプリントして上面の排紙部７に排紙する縦搬送方式のプリンタである。
【００３０】
露光装置２は、レーザ光源（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源と図示しないポリゴンミラーやｆθレンズなどを備え、スキャナやパソコンなどから入力された画像情報を基に変調したレーザ光を照射しながら走査し、一様に帯電された後述の感光体ドラムの外周表面を選択的に露光させて、照射した部分の表面電位を低下させ、感光体ドラム上に静電潜像を形成する光書き込み装置としての機能を有する。
【００３１】
画像形成部３は、プロセスカートリッジとして装置本体１０に対して着脱可能に構成された４つの作像ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋが、後述の中間転写ベルト４１の外周表面の移動方向（図中の矢印方向）に沿って上流側からイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの順番に配列されたタンデム型の作像部である。なお、この作像ユニットについては、後で詳述する。
【００３２】
転写部４は、間接転写方式の転写装置である転写ユニット４０から主に構成され、この転写ユニット４０は、中間転写体としてポリイミドやポリアミドなどの耐熱性樹脂にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ電気抵抗値を調整した筒状フィルムを基体として、表面に離型層などが形成された多層構造の無端状ベルトである中間転写ベルト４１と、この中間転写ベルト４１を支持・張架する４つの支持ローラ４２，４３，４４，４５と、感光体ドラムＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋとそれぞれ中間転写ベルト４１を挟んで対向する４つの１次転写ローラ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋなどが備えられている。
【００３３】
また、支持ローラ４２は、図示しない駆動手段の駆動力が伝達可能な駆動ローラとなっており、図の矢印方向に中間転写ベルト４１を回転駆動させる機能を有している。なお、この駆動ローラ４２と中間転写ベルト４１を挟んで対向する位置には２次転写ローラ４６が配設され、支持ローラ４３近傍の中間転写ベルト４１の外側には、２次転写後も中間転写ベルト４１に付着・残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニングユニット４７が配設されている。
【００３４】
各１次転写ローラ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、空隙放電による画像劣化を考慮し、各感光体ドラムＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋと中間転写ベルト４１を挟んで中心間距離が最短距離で当接する正対位置から中間転写ベルト４１の搬送方向下流側（図中の矢印方向）に少しズレた位置に配設され、図示しないバイアス電源に接続された接触印加方式の転写バイアス（転写電圧）印加手段である。この１次転写ローラ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、中間転写ベルト４１の裏面（内周面）に接離可能に構成され、中間転写ベルト４１を介して感光体ドラムに圧接されて１次転写ニップを形成し、この１次転写ニップに１次転写バイアスを印加してクーロン力により感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルト４１へ１次転写する。
【００３５】
２次転写ローラ４６は、図示しない付勢手段により駆動ローラ４２の外周において付勢されて中間転写ベルト４１に圧接され、２次転写ニップを形成するよう構成されており、駆動ローラ４２が、図示しないバイアス電源に接続された接触方式の転写バイアス印加手段となっている。また、２次転写ローラ４６が転写バイアス印加手段となっていてもよく、その場合、転写するトナー像とは逆極性の転写バイアスを印加することになる。
【００３６】
定着部５は、転写部４で画像が転写されたシート材（コピー用紙、ＯＨＰ用の樹脂シート、厚紙、葉書などのシート状の物を指す、以下同じ）に熱と圧力を加えて定着させる定着装置５０が配設され、この定着装置５０は、無端フィルムからなる定着ベルト５１と、この定着ベルト５１を張架し、内部に図示しない発熱手段であるハロゲンヒータを有する加熱ローラ５２と、同じく定着ベルト５１を張架する定着ローラ５３と、この定着ローラ５３に図示しない付勢手段により付勢されて圧接・離間可能な加圧ローラ５４などから構成され、定着ローラ５３に加圧ローラ５４が圧接することで定着ニップが形成され、この定着ニップにおいて、搬送されてきたシート材に熱と圧力が加えられ、転写部４で転写されたトナー像がシート材に溶融浸透して定着されるようになっている。
【００３７】
給紙部６は、シート材として所定の大きさのコピー用紙を収容・ストックし、装置本体１０から引き出し可能な給紙カセット６０と、このストックされたコピー用紙に所定圧で弾接し、制御手段（図示せず）の制御信号に基づいてコピー用紙を後述の用紙搬送路８に送り出す給紙ローラ６１と、この給紙ローラ６１に弾接し、重送されたコピー用紙を１枚ずつに分離する分離部材である図示しないフリクションパッドなどから構成されている。
【００３８】
排紙部７は、装置本体１０の上面に形成された斜面からなる排紙トレイ７０と、この排紙トレイ７０に定着部５を通過したコピー用紙を装置本体１０から排紙する排紙ローラ対７１などから構成され、この排紙ローラ対７１から排出されたコピー用紙が排紙トレイ７０上に集積されるようになっている。
【００３９】
用紙搬送路８は、装置本体１０の最下部に配置された給紙部６から装置本体１０の上面に形成された排紙部７へ搬送する縦搬送方式（縦パス方式）の搬送路であり、通常の片面（表面）印刷用の通常搬送路８０と、両面印刷するために用紙の表裏を反転させる反転搬送路８１などから構成され、これらの通常搬送路８０及び反転搬送路８１には、コピー用紙を搬送する搬送ローラ対８２がコピー用紙の大きさに応じた所定間隔毎に設けられており、通常搬送路８０には、図示しない制御手段の指令に基づいて２次転写ニップへコピー用紙を搬送するタイミングを調整するレジストローラ対８３も設けられている。
【００４０】
なお、符号Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１は、前記４色のニュートナー（新規トナー）を個別に収容し、図示しないトナー搬送手段を通じて各作像ユニットの現像手段へ随時供給するトナーボトルである。
【００４１】
［作像ユニット］
次に、図２を用いてプリンタ１の作像ユニットについて説明する。
前述のように、カラープリンタ１は、中間転写ベルト４１の下面に沿って移動方向上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順番で４つの作像ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを備えている（図１参照）が、これらの作像ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、略同様な構成となっているので、最上流に配設されたイエロー用作像ユニット３Ｙを例に挙げて説明し、他色の画像形成ユニット３Ｍ，３Ｃ，３Ｋについては説明を省略する。
【００４２】
図２に示すように、作像ユニット３Ｙは、１次転写ニップを基準にすると、潜像担持体である感光体ドラムＹを中心に、その回転方向上流側から、感光体ドラムＹに潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段３０Ｙと、１次転写後も感光体ドラムＹ上に残留する転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段３１Ｙと、感光体ドラムＹの外周表面を一様に帯電させる帯電手段３２Ｙと、感光体ドラムＹが担持する静電潜像をイエロー色のトナーで可視像化する現像装置３３Ｙと、から主に構成され、プロセスカートリッジとして、装置本体１０から着脱可能となっている。
【００４３】
（感光体ドラム）
感光体ドラムＹは、図の矢印方向に回転可能な直径３０〜９０ｍｍ程度の金属円筒管を基体とし、その外周表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）が形成された、いわゆる有機感光体である。また、感光層の上には、ポリカーボネート系の樹脂で保護層が形成されており、感光層と保護層との間に中間層を設けても構わない。なお、本実施例では、金属円筒管として直径３０ｍｍのアルミニウム管が採用されている。
【００４４】
（潤滑剤塗布手段）
潤滑剤塗布手段３０Ｙは、収容ケース３０Ｙａと、この収容ケース３０Ｙａに収容され、直方体状に成形されたステアリン酸亜鉛からなる固形潤滑剤３０Ｙｂと、回転することにより、この固形潤滑剤３０Ｙｂを削り取って感光体ドラムＹに塗布するブラシローラ３０Ｙｃと、このブラシローラ３０Ｙｃに固形潤滑剤３０Ｙｂを押圧する加圧スプリング３０Ｙｄとから主に構成されている。
【００４５】
この固形潤滑剤３０Ｙｂとしては、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることが可能であり、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウムなどのステアリン酸基を持つものを用いることができる。また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、や、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウムを用いてもよい。他にも、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウム等の脂肪酸、脂肪酸の金属塩なども使用できる。さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木蝋、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックス等も使用できる。
【００４６】
また、ブラシローラ３０Ｙｃは、ブラシ繊維の太さが３〜８デニールが好ましく、ブラシ繊維の密度が２万〜１０万本／ｉｎｃｈ２であるこが好ましい。ブラシ繊維の太さが細すぎると、ブラシローラ３０Ｙｃが感光体ドラム表面に当接したときに毛倒れを起こし易くなり、逆にブラシ繊維が太すぎると繊維の密度を高くすることができなくなる。ブラシ繊維の密度が低いと感光体ドラム表面に当接するブラシ繊維の本数が少ないため、潤滑剤を均一に塗布することができず、逆にブラシ繊維の密度が高すぎると繊維と繊維の隙間が小さくなり、掻き取った潤滑剤の粉体の付着量が減るため、塗布量が不足してしまうことになるからである。
【００４７】
（クリーニング手段）
クリーニング手段３１Ｙは、感光体ドラムＹに当接し１次転写後も感光体ドラムＹの外周表面に付着する１次転写残トナーを掻き取ってクリーニングするクリーニングブレード３１Ｙａと、その支持部材３１Ｙｂと、この支持部材３１Ｙｂを加圧してクリーニングブレード３１Ｙａを所定圧で感光体ドラムＹに押圧する付勢手段としてのブレード加圧スプリング３１Ｙｃと、クリーニングブレード３１Ｙａで掻き取った転写残トナーを図示しない廃トナータンクへ搬送するトナー搬送スクリュー３１Ｙｄ、などから構成されている。
【００４８】
なお、潤滑剤塗布手段３０Ｙは、クリーニング手段３１Ｙ内にクリーニングブレード３１Ｙａと共に設けてもよい。そうすることで、ブラシローラ３０Ｙｃで感光体ドラムＹを摺擦することでブラシに付着するトナーを、固形潤滑剤３０Ｙｂ又はフリッカーで振り落とし、容易に回収することができる。
【００４９】
（帯電手段）
帯電手段３２Ｙは、感光体ドラムＹ表面との距離が５〜１００[μｍ]程度に近接配置（された帯電部材としての帯電ローラ３２Ｙａと、この帯電ローラ３２Ｙａの外周表面に近接配置され、帯電ローラ３２Ｙａに付着したトナーを除去するクリーニングローラ３２Ｙｂなどから構成され、感光体ドラムＹの外周表面を帯電ローラ３２Ｙａで所定の極性に一様に帯電させる機能を有している。なお、感光体ドラムＹ表面との距離は、３０〜６５[μｍ]であれば好ましく、本実施の形態では、５０［μｍ］に設定されている。
【００５０】
この帯電ローラ３２Ｙａは、直径１０ｍｍ程度の導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層が被覆され、図示しない電源に接続されており、直流成分であるＤＣ電圧に交流成分であるＡＣ電圧が重畳された交番電圧が印加可能となっている。本実施の形態は、この交番電圧は、ＤＣ電圧が−７００ｖ、ＡＣはピークツウピーク電圧が２ｋｖ、周波数が２ｋＨｚの矩形波のバイアスである。なお、帯電ローラ３２Ｙａの表面は、硬質であることが望ましい。何故なら、ゴムのように変形し易い部材だと感光体ドラムとの微小ギャップの均一な維持が困難となり、帯電ローラ３２Ｙａの中央部が感光体ドラムの表面に接触するおそれがあるからである。弾性層の具体的な材質としては、高分子型イオン導電剤が分散する熱可塑性樹脂組成物（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン及びその共重合体等）からなる抵抗調整層の表面を硬化剤により硬化皮膜処理されたものが挙げられる。この硬化皮膜処理は、例えば、イソシアネート含有化合物を含む処理溶液に抵抗調整層を浸漬させることにより行われるが、抵抗調整層の表面に改めて硬化処理皮膜層を形成してもよい。
【００５１】
（現像手段）
現像手段３３Ｙは、トナーと磁性キャリアからなる粉体状の２成分現像剤を収容する現像剤収容ケース３３Ｙａと、この現像剤収容ケース３３Ｙａに軸支された現像剤担持体としての現像ローラ３３Ｙｂと、２成分現像剤を撹拌しながら現像ローラ３３Ｙｂへ搬送する２本の撹拌スクリュー３３Ｙｃ，３３Ｙｄと、現像ローラ３３Ｙｂが担持する現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としてのドクタブレード３３Ｙｅなど、から構成された現像装置である。
【００５２】
この現像ローラ３３Ｙｂは、現像剤収容ケース３３Ｙａの開口部から部分的に露出して感光体ドラムＹと近接対向配置され、図示しない電源に接続され、現像バイアスが印加可能となっている。また、現像ローラ３３Ｙｂは、現像剤収容ケース３３Ｙａに固定され、磁界発生手段として複数の磁極が内蔵されたマグネットローラＭＹと、このマグネットローラＭＹに外嵌され、その周りを図の矢印方向に回転駆動する現像スリーブＳＹと、から構成され、現像剤を担持して感光体ドラムＹと近接対向する現像領域において現像バイアスを印加することにより、トナーを感光体ドラム上の静電潜像に転移させて現像する機能を有している。
【００５３】
撹拌スクリュー３３Ｙｃ，３３Ｙｄは、現像剤収容ケース３３Ｙａに軸支されたフレキシブルなスクリュー形状の部材であり、図の矢印方向にそれぞれ回転し、現像剤を撹拌しながら帯電させ、互いに逆方向に搬送することで現像剤を循環しながら、現像ローラ３３Ｙｂの軸方向（水平方向に）に沿って供給する部材である。
【００５４】
ドクタブレード３３Ｙｅは、現像ローラ３３Ｙｂの軸方向を長手方向とする断面Ｌ字状のブレード部材であり、現像剤収容ケース３３Ｙａの感光体と対向する外面に、その先端が現像ローラ３３Ｙｂの外周面と所定のギャップだけ離間するように固着されている。なお、このドクタブレードについては、後で詳述する。
【００５５】
（現像動作）
次に、図２を用いて現像装置の動作について説明する。
トナーとキャリアからなる現像剤が撹拌スクリュー３３Ｙｃ，３３Ｙｄで撹拌されて、それぞれ摩擦帯電する。そして、この帯電したトナーが現像ローラ３３Ｙｂに内蔵されたマグネットローラＭＹの磁力によりキャリアと共に現像ローラ３３Ｙｂの外周表面に担持される。そして、現像スリーブＳＹの回動に伴ってドクタブレード３３Ｙｅの先端で現像剤の層厚が規制され、更なる回転により感光体ドラムＹの外周表面と近接対向する現像領域に運ばれる。そこで、現像バイアスが印加されることにより、現像ローラ３３Ｙｂに担持されたイエロー色のトナーが、感光体ドラムＹの外周面に形成された静電潜像に静電的に移行することにより感光体ドラムＹ上の静電潜像が可視化されてイエロー色の単色トナー像となる。現像後に感光体ドラムＹの外周表面に残る現像剤は、現像ローラ３３Ｙｂの現像スリーブＳＹの更なる回転によりマグネットローラＭＹの無磁力領域へ搬送され、現像スリーブＳＹの表面から離脱して現像剤収容ケース３３Ｙａ内へ落下する。落下した現像剤は、再び現像ローラ３３Ｙｂに担持されて再度使用される。
【００５６】
（作像ユニットの動作）
次に、図２を用いて作像ユニットの動作について説明する。
先ず、帯電ローラ３２Ｙａにより感光体ドラムＹの外周表面を均一に所定の極性に帯電し、この帯電ローラ３２Ｙａの感光体ドラムＹの回転方向下流域において、画像情報に基いて露光装置２によりレーザ光が照射され、一様に帯電させた感光体ドラムＹの表面電位が照射された部分だけ減衰・低下することにより静電潜像が形成される。そして、前記のように現像装置３３Ｙで静電潜像が単色トナー像に現像される。この単色トナー像は、感光体ドラムＹの回転に伴って１次転写ニップに移動し、そこで、１次転写ローラ４Ｙから１次転写バイアスが印加されることにより、単色トナー像が感光体ドラムＹから中間転写ベルト４１へ転写される。その後、潤滑剤塗布手段３０Ｙで感光体ドラムＹの表面に潤滑剤が塗布され、１次転写後も感光体ドラムＹの外周表面に付着する１次転写残トナーが、クリーニング手段３１Ｙでクリーニングされ、再度の画像形成に備えられる。
【００５７】
（画像形成動作）
次に、カラープリンタ１の画像形成動作について図１を用いて説明する。
先ず、前述のイエロー色の作像ユニット３Ｙと同様の動作により、作像ユニット３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにおいてもそれぞれのトナー色の単色トナー像が形成されると共に、中間転写ベルト４１の回転のタイミングに合わせてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの順番で１次転写が行われ、中間転写ベルト４１上に単色トナー像が重畳されて行き、フルカラーのトナー像が形成される。
【００５８】
一方、給紙部６の給紙カセット６０から給紙ローラ６１によりシート材であるコピー用紙が用紙搬送路８の通常搬送路８０に送り出されて、搬送ローラ対８２によりレジストローラ対８３まで運ばれる。そこで、２次転写と用紙搬送のタイミングが調整されて、コピー用紙が２次転写ニップに送られる。そこで、２次転写ローラ４６により２次転写バイアスが印加され、静電引力により前述の中間転写ベルト４１上のフルカラーのトナー像がコピー用紙の上に転写される。次に、この未定着のトナー像を表面に担持するコピー用紙が定着部５の定着ニップに送られ、そこで熱と圧力が加えられて定着される。このように、コピー用紙に画像が定着された後、排紙ローラ対７１により排紙部７の排紙トレイ７０上に排紙されてスタックされる。また、中間転写ベルト４１の表面に２次転写後も付着する転写残トナーは、クリーニングユニット４７により除去され、再度の画像形成動作に備えられる。
【００５９】
（トナー）
次に、前述のカラープリンタ１に好適に使用されるトナーについて説明する。
好適なトナーとしては、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られる重合トナーが挙げられる。
また、粒径については、トナーの重量平均粒径が３〜８［μｍ］の範囲が好ましい。粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減し、現像における濃度変動を小さくすることができるからである。また、６００ｄｐｉ以上の微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることもできる。
【００６０】
一方、重量平均粒径（Ｄ４）が３［μｍ］未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生し易く、重量平均粒径（Ｄ４）が８［μｍ］を超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しくなる。
【００６１】
また、同時に重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、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。
【００６２】
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、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（いずれもコールター社製）が挙げられる。以下に測定方法について述べる。まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−II（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。
【００６３】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００６４】
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１５０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１５０の範囲にあることが好ましい。ここで、形状係数ＳＦ−１とは、図３に示すように、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）2／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（１）
トナーの形状係数ＳＦ−１は、トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。このＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形となる。
【００６５】
また、形状係数ＳＦ−２とは、図４に示すように、トナー形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）2／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）・・・式（２）
トナーの形状係数ＳＦ−２は、トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
【００６６】
これらの形状係数の測定は、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナー、或いはトナーと感光体ドラムとの接触状態が点接触となるため、トナー同士の吸着力は弱くなる。したがって、流動性が高くなり、トナーが感光体へ吸着される力も弱くなって、転写効率が高くなるため好ましい。反対に、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１５０を超えると、転写効率が低下すると共に、感光体ドラムや中間転写ベルトなどの像担持体に付着したトナーのクリーニング性も低下するため好ましくない。
【００６７】
（画像面積率算出手段）
次に、図５を用いて画像面積率算出手段について説明する。
図５に示すように、前述のカラープリンタ１は、トナー色毎に画像面積率算出手段Ａと後述の現像剤通過量制御手段Ｂを備えており、これらがカラープリンタ１全体の制御手段に双方通信可能に構成され、画像面積率算出手段Ａの算出値に基づいて、後述の現像剤通過量の制御フローに従い現像剤通過量制御手段Ｂが制御手段で制御される仕組みとなっている。
【００６８】
ところで、カラープリンタ１では、スキャナやパソコンなどから入力される画像情報は、トナー色毎の情報に変換された後、各画素の発光素子の発光時間や発光（露光）強度などの情報に変換され、前記露光装置２のレーザ発光装置のＬＤドライバーなどに入力されて制御され、各画素のＬＤ等で点灯発光される。このとき、本実施の形態に係る画像面積率算出手段Ａでは、発光させる画素数をカウントし、カウントした画素数を全画素数で割ることで予め画像を出力する前にその画像面積率を算出することができるようになっている。この全画素数は、１ページの全画素数と１ジョブの全画素数の２通りをとることができる。
【００６９】
この全画素数を出力する用紙一枚（１ページ）分の画像データの全画素数とすれば、出力（現像）するページ毎に非常に細かく短い制御スパンで現像剤通過量制御手段Ｂを操作することとなり、現像剤に与えるストレスを最小限とすることができ、出力する画像の画像品質を経時においても高品質とすることができる。
また、全画素数を１ジョブ分の全画素数とすれば、それよりは長い単位の制御スパンで現像剤通過量制御手段Ｂを操作することとなり、その分、画像面積率の算出時間や制御時間を節約することができ、各ジョブでの一定の画像品質を保てると共に、制御頻度も大幅に減らして生産性を向上させることができる。
【実施例１】
【００７０】
（現像剤通過量制御手段）
次に、図６を用いて実施例１に係る現像剤通過量制御手段について説明する。
実施例１に係る現像剤通過量制御手段Ｂ１は、前述のドクタブレード（３０Ｙｅ）の現像ローラ（３３Ｙｂ）との離間距離であるドクタギャップを物理的に増減する機構であり、図６に示すように、ドクタブレードＢ１０と、このドクタブレードＢ１０の基端部にその円周面が接するように軸支された偏芯カムＢ１１と、この偏芯カムＢ１１にドクタブレードＢ１０を引っ張って当接させる引張手段としてのコイルスプリングＢ１２などから構成され、偏芯カムＢ１１を回転させることでドクタギャップを変更し、ドクタギャップを通過する現像剤通過量を制御する仕組みとなっている。現像剤通過量を多くしたい場合は、（ａ）の状態から偏芯カムＢ１１を回転させて、（ｂ）の状態とし、ドクタギャップをｇ１からｇ２に変更する。
なお、偏心カムの構成や制御を変更し、ドクタギャップを多段階に変化させ、現像剤通過量を多段階に制御するようにしてもよいことは云うまでもない。
【実施例２】
【００７１】
次に、図７〜９を用いて実施例２に係る現像剤通過量制御手段について説明する。
実施例２に係る現像剤通過量制御手段Ｂ２は、前述のドクタブレード（３０Ｙｅ、図２等参照）に電磁石を取り付けて、この電磁石で現像ローラ（３３Ｙｂ）のマグネットローラ（ＭＹ）の内部磁極（図示形態ではＳ極）と反対極性（図示形態ではＮ極）の磁力を誘起して、マグネットローラ（ＭＹ）の磁極と電磁石との間に強い磁力線（磁界）を形成し、この磁力で磁性キャリアを含んだ現像剤を補足することにより、ドクタギャップを通過する通過現像剤量をギャップ以上に規制する機構である。この現像剤通過量制御手段Ｂ２は、図７に示すように、ドクタブレードＢ２０と、このドクタブレードＢ２０の現像ケース側となる面に装着された磁界発生手段である電磁石Ｂ２１とから構成され、この電磁石Ｂ２１は、図８に示すように、同構成の電磁石が現像ローラの幅方向（軸方向）（感光体ドラム上に静電潜像を書き込む際のレーザ光線の主走査方向）に沿って複数（図示形態では、８個）連設され、各電磁石Ｂ２１は、図９に示すように、直方体状の強磁性体と、この強磁性体に巻かれたコイルと、から構成されている。各コイルは、それぞれ直流電源にスイッチを介して接続され、各スイッチのＯＮ／ＯＦＦ制御することで各コイルへの通電をＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。ドクタギャップを通過する現像剤通過量を増やしたい場合は、このスイッチをＯＦＦにして電磁石Ｂ２１への通電を停止することにより、誘起していたＮ極の磁性を消失させ、マグネットローラ（ＭＹ）の磁極と電磁石Ｂ２１との間に形成していた磁力線を減少させる。
【００７２】
なお、現像剤通過量制御手段Ｂ２は、スイッチでＯＮ／ＯＦＦ制御するのではなく、電磁石と電源との間に可変抵抗などを設けて、電磁石Ｂ２１に流れる通電量を変化させることにより、電磁石Ｂ２１で発生させる磁力の強さを変化させ、マグネットローラ（ＭＹ）の磁極と電磁石Ｂ２１との間に形成される磁力線の量を変化させる構成であってもかまわない。即ち、現像剤通過量制御手段Ｂ２は、磁界発生手段としての電磁石Ｂ２１の磁束密度が可変であればよい。また、ドクタギャップが可変の実施例１のドクタブレードＢ１０に電磁石Ｂ２１を取り付けることも可能である。
【００７３】
次に、図１０及び図１１を用いて画像面積率とトナー付着量の関係について説明する。
図１０のグラフに示すように、ライン画像はベタ画像より感光体ドラム上の単位面積あたりのトナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２］が高くなる特性がある。この現象は、いわゆるエッジ効果と呼ばれる現象であり、現像領域における現像部と潜像部間の電気力線の局所的な回りこみにより、画像のエッジ部の付着量が高くなるという効果である。この付着量の比は、用いる現像条件及び潜像（感光体含む）条件に応じて異なるが、本実施の形態に係る画像形成装置の構成ではベタ画像に対するライン画像の付着量比は１．３倍であった。一方、実施例１及び２の現像剤通過量制御手段によって現像剤通過量を多くした場合は、図１１に示すように、現像剤に掛かるストレスが小さく、即ち、トナー帯電量が低いため現像能力が低くなる。但し、ライン画像のように画像面積率が低い場合の現像は、図１１で示した現像能力特性よりも図１０に示したエッジ効果によるトナー付着効果の方が支配的であり、現像能力が小さくとも画像品質に影響が出るほどの付着量不足は起こらない。画像面積率が低い場合とは、文字やライン画像などエッジ効果の寄与の大きいパターンが想定され、一方ベタ画像などの現像能力の寄与の大きいパターンが存在することは少ないと想定される。よって、画像面積率が低い場合には現像剤のストレスを下げても画像品質には影響が少ない。
【００７４】
（現像剤通過量の制御）
次に、図１２を用いて現像剤通過量の制御フローについて説明する。
先ず、前述のように、画像面積率算出手段により出力（現像）しようとする画像の画像面積率Ｃを算出する（Ｓｔｅｐ１）。このとき、画像の画像面積率Ｃはトナー色（作像ユニット）毎、且つ、出力するページ毎に算出する。次に、その画像面積率が所定面積率Ｃ０より小さいか否かを判断する（Ｓｔｅｐ２）。本実施例に係る制御フローでは、この面積率Ｃ０は５％に設定されており、算出した画像面積率Ｃが、所定面積率Ｃ０（５％）よりも小さい場合は、実施例１の現像剤通過量制御手段により、ドクタギャップを拡げてドクタギャップを通過する現像剤通過量を通常設定値よりも多い所定値（増加値）に設定し（Ｓｔｅｐ３）、また、算出した画像面積率Ｃが、所定面積率Ｃ０（５％）以上の場合は、ドクタギャップを通過する現像剤通過量を通常値に設定する（Ｓｔｅｐ４）。そして、その後、現像ローラが担持する単位面積あたりの現像剤の量以外は同じ条件で画像出力を１ページ分行う（Ｓｔｅｐ５）。このように現像剤通過量を制御することにより、画像品質を落とさない範囲において、ページ毎に現像剤へ掛かるストレスをできるだけ緩和することができ、劣化トナーの生成を抑制し、トナーの利用効率を高めることができる。
【００７５】
また、現像剤通過量の制御フローの別形態としては、実施例２に係る現像剤通過量制御手段を用いて、画像面積率算出手段で算出する画像面積率を、図８で示した８個の電磁石Ｂ２１に対応する主走査方向に８等分に分割された８つの領域毎に算出し、図１２の制御フローと同様の制御を行う形態が考えられる。即ち、Ｓｔｅｐ１では、各ページの主走査方向に８等分された電磁石と対応する領域毎に画像面積率を算出し、Ｓｔｅｐ２では、その算出した画像面積率を各領域に応じた所定面積率と比較して、Ｓｔｅｐ３又は４では、ドクタギャップを通過する現像剤通過量も実施例２に係る現像剤通過量制御手段の各電磁石を個別に制御し、それぞれの電磁石への通電をＯＦＦ又はＯＮすることで、それぞれ独立して現像剤通過量を増加したり、又は通常値としたりする制御を行い。Ｓｔｅｐ５で、主走査方向に分割された領域毎に担持する単位面積あたりの現像剤が異なった状態の現像ローラで画像出力を１ページ分行う制御フローを用いることが考えられる。このように制御することにより、前述のページ毎に現像剤通過量を制御するより細かい範囲で現像剤の通過量を制御して現像剤に与えるストレスを最小限まで少なくすることができ、劣化トナーの生成を極限まで低減して、トナーの利用効率を高めることができる。
【００７６】
更に、現像剤通過量の制御フローの別形態としては、前述の画像面積率算出手段の説明で述べたように、画像面積率の算出をユーザの印刷要求単位であるジョブ毎、且つ、トナー色毎に行い、現像剤通過量の制御もジョブ毎に行う、即ち、実施例１又は２の現像剤通過量制御手段で制御する現像剤通過量を１ジョブの間一定とすることが考えられる。つまり、例えば、１ジョブで３ページ分出力（印刷）する場合は、レーザ発光装置で静電潜像を書き込む際の３ページ分の発光させる画素数を積算し、３ページ分の全画素数で割ったものが画像面積率となり、現像剤通過量も３ページを出力し終わるまでは一定（通常値かそれより多い所定値かのいずれか）とする制御を行う。このように現像剤通過量を制御することにより、ジョブ単位での作像には同一の現像条件にて作像がなされるため、各ジョブでの一定の画像品質を保障することができる。また、制御頻度も大幅に減らすことができるため生産性を向上させることができる。
【００７７】
以上のように、本発明の実施の形態に係る画像形成装置として４連タンデム型の間接転写方式のカラープリンタを例に挙げて説明したが、必ずしもこのようなものに限られず、例えば、モノクロ用のプリンタでも本発明を適用することができる。つまり、現像剤規制部材を有する現像装置を備えた画像形成装置であれば本発明を適用することができる。
【００７８】
また、露光装置、画像形成部、転写部、定着部、給紙部、排紙部、用紙搬送路等は、あくまでも一例を示したものであって、他の既知の装置・手段などの構成を採用することができる。その場合でも画像面積率算出手段や現像剤通過量制御手段を設けて、前述のように、現像剤通過量を制御すれば、前記課題に対して前述の作用効果を奏することは明らかである。
なお、図面で示した各構成部材の形状や構造等も、あくまでも好ましい一例を示すものであり、特許請求の範囲内で適宜設計変更可能であることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００７９】
１                            カラープリンタ（画像形成装置）
３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ        作像ユニット
３３Ｙ                        現像手段（現像装置）
３３Ｙｂ                      現像ローラ（現像剤担持体）
３３Ｙｅ                      ドクタブレード（現像剤規制部材）
Ａ                            画像面積率算出手段
Ｂ，Ｂ１，Ｂ２                現像剤通過量制御手段
Ｂ１０，Ｂ２０                ドクタブレード（現像剤規制部材）
Ｂ２１                        電磁石（磁界発生手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８０】
【特許文献１】特開２００３−０７６０７９号公報
【特許文献２】特開２００８−１７０５６２号公報
【図１】
2011180193.tif 000003
【図２】
2011180193.tif 000004
【図３】
2011180193.tif 000005
【図４】
2011180193.tif 000006
【図５】
2011180193.tif 000007
【図６】
2011180193.tif 000008
【図７】
2011180193.tif 000009
【図８】
2011180193.tif 000010
【図９】
2011180193.tif 000011
【図１０】
2011180193.tif 000012
【図１１】
2011180193.tif 000013
【図１２】
2011180193.tif 000014