(57)【要約】【課題】現像器内のトナーが必ずしも品質の十分でないものであっても、ユーザの利便性を損なうことなく使用することのできる画像形成装置および画像形成方法を提供する。【解決手段】装置に装着された現像器の中に、トナーの品質レベルが予め定められた基準品質を満たすことが確認できない品質未保証品が含まれているとき（ステップＳ１０５）、画像形成枚数が所定枚数に達する度に（ステップＳ１０３）、品質未保証品現像器を使用してベタパッチ画像を形成し、現像ローラ表面の古いトナーを排出する（ステップＳ１０６）。こうして現像ローラ上のトナーを定期的に更新することにより画像品質の劣化を抑える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体表面に形成された静電潜像に対し、表面にトナーを担持するトナー担持体からトナーを付与することにより前記静電潜像を顕像化しトナー像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段を制御する制御手段と
を備え、
前記トナー担持体は、内部にトナーを貯留するとともに装置本体に対し着脱自在に構成された現像器に装着されており、
前記制御手段は、装着された現像器内のトナーの品質レベルを判定し、その品質レベルが予め定められた基準を満たすものであることが確認できなかったときには、当該現像器に設けられた前記トナー担持体表面に担持されるトナーを更新するためのトナー更新処理を実行する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記トナー更新処理として、ベタ画像に対応する静電潜像を前記感光体表面に形成し、前記トナー担持体上のトナーにより該静電潜像を顕像化させる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー担持体は、表面にトナーを担持しながら所定の方向に周回移動する回転体であり、前記トナー担持体の回転方向における前記ベタ画像の長さは、前記トナー担持体の周長以上である請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成手段は、前記現像器を装着して軸中心に回転自在に構成された現像ロータリーを備え、
前記制御手段は、前記トナー更新処理として、前記現像ロータリーを回転させることにより前記現像器内のトナーを攪拌する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像器は、トナーを攪拌するためのオーガを設けないオーガレス構造を有している請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像器には、当該現像器に関する情報を記憶するための記憶部が設けられており、
前記制御手段は、前記記憶部から読み出した前記情報に基づいて当該現像器の品質レベルを判定する請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成手段は、複数の前記現像器を装着可能に構成されており、
前記制御手段は、複数の現像器のうちその品質レベルが前記基準を満たすと確認できないものについてのみ前記トナー更新処理を実行する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナーは一成分系非磁性トナーである請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
感光体表面に形成された静電潜像に対し、内部にトナーを貯留するとともに装置本体に対し着脱自在に構成された現像器に装着された、表面にトナーを担持するトナー担持体から、トナーを付与することにより前記静電潜像を顕像化しトナー像を形成する画像形成方法において、
現像器内のトナーの品質レベルを判定し、その品質レベルが予め定められた基準を満たすものであることが確認できなかったときには、当該現像器に設けられた前記トナー担持体表面に担持されるトナーを更新するためのトナー更新処理を実行する
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、装置本体に対し着脱自在に構成された現像器を使用して画像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
装置本体に対し着脱可能な現像器を用いて画像を形成する画像形成装置、特にユーザが容易に現像器の着脱を行うことができるように構成された装置では、必ずしもトナーの品質が十分でない現像器が装着されることがある。このような現像器としては、トナーの残量が少ない現像器やユーザによりトナーが再充填された現像器などがある。このような現像器を使用した場合、装置が所期の画像品質で画像を形成することができなかったり、予想できない装置のトラブルを引き起こすことがある。
【０００３】
このような問題に対応するため、例えば特許文献１に記載の画像形成装置では、純正品でないトナーカートリッジが装着されていることを検出した場合には、クリーニング頻度、キャリブレーション頻度または管理センターとの通信頻度を増加させることにより、印刷トラブルの発生を防止している。また、特許文献２に記載の画像形成装置では、純正品でないプロセスカートリッジが装着された場合、そのカートリッジを使用することのできる期間を限定したり、画像を１枚形成する度に作像条件の最適化を行うようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１５０５４号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者らが種々のトナーを用いて行った実験の結果によれば、このように品質の十分でないトナーにおける主たる問題点は、現像器内のトナーに占める不適合トナー粒子の比率が、より厳しく品質管理されたトナーの場合に比べて急激に増加してしまうことであることがわかった。ここでいう不適合トナーとは、粒径や帯電量が装置の仕様に合致しなかったり、特性が劣化してしまったなどの理由により現像に適さないトナーを指す。
【０００６】
このことは、必ずしも品質の十分でないトナーであっても、上記した不適合トナーの影響さえ排除することができればある程度の画像品質を得ることが可能であることを示している。しかしながら、上記した従来技術においては、キャリブレーションを頻繁に行ったり現像器の使用期間を限定するなど、いわば過剰な対応がなされており、画像形成のスループットが著しく低下してユーザにとっての利便性を大きく損ねることになっていた。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、現像器内のトナーが必ずしも品質の十分でないものであっても、ユーザの利便性を損なうことなく使用することのできる画像形成装置および画像形成方法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】
【０００８】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、感光体表面に形成された静電潜像に対し、表面にトナーを担持するトナー担持体からトナーを付与することにより前記静電潜像を顕像化しトナー像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段を制御する制御手段とを備え、前記トナー担持体は、内部にトナーを貯留するとともに装置本体に対し着脱自在に構成された現像器に装着されており、前記制御手段は、装着された現像器内のトナーの品質レベルを判定し、その品質レベルが予め定められた基準を満たすものであることが確認できなかったときには、当該現像器に設けられた前記トナー担持体表面に担持されるトナーを更新するためのトナー更新処理を実行することを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかる画像形成方法は、感光体表面に形成された静電潜像に対し、内部にトナーを貯留するとともに装置本体に対し着脱自在に構成された現像器に装着された、表面にトナーを担持するトナー担持体から、トナーを付与することにより前記静電潜像を顕像化しトナー像を形成する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、現像器内のトナーの品質レベルを判定し、その品質レベルが所定の基準を満たすものであることが確認できなかったときには、当該現像器に設けられた前記トナー担持体表面に担持されるトナーを更新するためのトナー更新処理を実行することを特徴としている。
【００１０】
前記したように、本願発明者らの知見によれば、現像器内の不適合トナーの比率が上昇することが画像品質の劣化に大きく関わっている。より詳しく説明すると、トナー担持体から感光体上の静電潜像にトナーを付与することで画像を形成する装置においては、特定の粒径や帯電量を有するトナーが優先的に現像に使用され、それ以外のトナーはあまり使用されず現像器内に残留する選択現像現象が起きる。本明細書では、選択現像により優先的に使用される特性を有するトナーを「適合トナー」、現像に向かず現像器内に残留するトナーを「不適合トナー」と称することとする。トナーの粒径や帯電量のばらつきが大きいトナーでは、より厳しく品質管理されたトナーに比べてこのような不適合トナーの比率が高く、しかも、使用に伴ってその比率はさらに上昇してしまう。この結果、トナー担持体の表面に十分な量の適合トナーが供給されなくなってしまい、形成される画像の品質がすぐに劣化してしまうこととなる。
【００１１】
そこで、この発明では、トナーの品質レベルが所定の基準を満たすものであることが確認できなかったときには、トナー更新処理によってトナー担持体表面のトナーを更新する。こうしてトナー担持体表面に新たにトナーを供給することにより、不適合トナーの影響を除去して画像品質の劣化を抑えることができる。このように、この発明によれば、現像器内のトナーが必ずしも品質の十分でないものであっても、ユーザの利便性を損なうことなく使用することが可能となる。
【００１２】
前記トナー更新処理としては、例えば、ベタ画像に対応する静電潜像を前記感光体表面に形成し、前記トナー担持体上のトナーにより該静電潜像を顕像化させるようにしてもよい。ベタ画像を現像することにより、トナー担持体表面のトナーのほとんどが感光体上に移動してしまうため、トナー担持体表面には新しいトナーが供給されることとなる。この場合には適合トナーが優先的に供給されるので、トナー更新処理を行わずに画像を形成する場合に比べて画像品質の低下を抑えることができる。
【００１３】
ここで、前記トナー担持体が表面にトナーを担持しながら所定の方向に周回移動する回転体である場合には、前記トナー担持体の回転方向における前記ベタ画像の長さは前記トナー担持体の周長以上であることが望ましい。こうすることで、トナー担持体表面の全周にわたってトナーを更新することができる。
【００１４】
また、前記画像形成手段が、前記現像器を装着して軸中心に回転自在に構成された現像ロータリーを備える装置においては、前記トナー更新処理として、前記現像ロータリーを回転させることにより前記現像器内のトナーを攪拌するようにしてもよい。現像器内においては、特にトナー担持体の周辺で不適合トナーの比率が高まりやすい。そこで、現像ロータリーを回転させて現像器内のトナーを大きく攪拌することで、トナー担持体の周辺における不適合トナーの集中を解消することができる。
【００１５】
特に、前記現像器がトナーを攪拌するためのオーガを設けないオーガレス構造を有している場合、このようにすることが有効である。オーガレス構造とすることで、現像器の小型化を図ったり、現像器内の容量を最大化することができるが、反面、現像ロータリーが静止した状態では現像器内でのトナー攪拌がなされず不適合トナーの集中が起きやすい。そこで、このような装置においてロータリー回転によるトナー更新処理を行うことにより、画像品質の劣化を抑えることができる。
【００１６】
現像器内のトナーの品質を判定するためには、例えば、前記現像器に当該現像器に関する情報を記憶するための記憶部を設けておき、前記制御手段は、前記記憶部から読み出した情報に基づいて当該現像器の品質レベルを判定することができる。記憶部に記憶させるべき情報としては、例えば製造時点において判定したトナーの品質ランク、トナーの製造時期や製造方法、その時点でのトナー残量、当該現像器の使用時間などを用いることができる。
【００１７】
また、前記画像形成手段が複数の前記現像器を装着可能に構成されている場合には、複数の現像器のうちその品質レベルが前記基準を満たしていない、あるいは満たしていることが確認できないものについてのみ前記トナー更新処理を実行するようにすることが望ましい。こうすることで、十分な品質を有するトナーを無駄に消費してしまうことが回避されるとともに、トナー更新処理に要する時間を最小限に抑えることができる。
【００１８】
この発明は、前記トナーが一成分系非磁性トナーである場合に特に有効である。というのは、一成分系非磁性トナーを使用する場合、上記した選択現像現象が特に強く現れるからである。したがって、一成分系非磁性トナーを使用する画像形成装置に対し本発明を適用することにより、画像品質の劣化を効果的に抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明にかかる画像形成装置のいくつかの実施形態について説明する。なお、これらの実施形態の間では、後述するように画像形成動作の態様が一部異なるものの、各実施形態における装置の構成は基本的に同一であるので、ここでは基本となる装置構成について最初に説明し、その後で、各実施形態の特徴部分について個別に説明することとする。
【００２０】
（装置構成）
図１はこの発明を好適に適用することのできる画像形成装置の一例を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２１】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ローラ２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ローラ２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ローラ２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。
【００２２】
そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００２３】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この装置では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色の非磁性一成分トナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されるステッピングモータである現像ユニット駆動モータ４７により回転駆動されている。また、装置本体には、現像ユニット４に対し離当接するロータリーロック４５が設けられている。必要に応じてこのロータリーロック４５が現像ユニット４の支持フレーム４０の外周部に当接することにより、現像ユニット４の回転を拘束し現像ユニット４を所定位置に停止位置決めするブレーキおよびロック機構として作用する。
【００２４】
そして、エンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋが選択的に感光体２２と対向する所定位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４が、所定のギャップを隔てて感光体２２に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２５】
図３は現像器の構造を示す断面図である。各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋはいずれも同一構造を有している。したがって、ここでは、現像器４Ｋの構成について図３を参照しながらさらに詳しく説明するが、その他の現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍについてもその構造および機能は同じである。この現像器４Ｋでは、その内部にトナーＴを収容するハウジング４１に供給ローラ４３および現像ローラ４４が軸着されており、当該現像器４Ｋが上記所定位置に位置決めされると、現像ローラ４４が感光体２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向位置決めされるとともに、これらのローラ４３、４４が本体側に設けられた回転駆動部（図示省略）と係合されて所定の方向に回転する。この現像ローラ４４は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属または合金により円筒状に形成されている。そして、２つのローラ４３、４４が接触しながら回転することでトナーが現像ローラ４４の表面に擦り付けられて所定厚みのトナー層が現像ローラ４４表面に形成される。
【００２６】
ハウジング４１の内部空間は隔壁４１ａによって第１室４１１および第２室４１２に仕切られている。供給ローラ４３および現像ローラ４４はともに第２室４１２に設けられており、これらのローラの回転に伴って第２室４１２内のトナーが流動し攪拌されながら現像ローラ４４の表面に供給される。一方、第１室４１１に貯留されているトナーは、供給ローラ４３および現像ローラ４４とは隔離されているので、これらの回転によっては流動しない。このトナーは、現像ユニット４が現像器を保持したまま回転することによって、第２室４１２に貯留されたトナーと混合され攪拌される。
【００２７】
このように、この現像器では、ハウジング内部を２室に仕切り、供給ローラ４３および現像ローラ４４の周囲をハウジング４１の側壁および隔壁４１ａで囲み比較的容積の小さい第２室４１２を設けることにより、トナー残量が少なくなった場合でも、トナーが効率よく現像ローラ４４の近傍に供給されるようにしている。また、第１室４１１から第２室４１２へのトナー供給およびトナー全体の攪拌を現像ユニット４の回転によって行うようにすることで、現像器内部にトナー攪拌のための攪拌部材（オーガ）を省いたオーガレス構造を実現している。
【００２８】
また、この現像器４Ｋでは、現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層の厚みを所定厚みに規制するための規制ブレード４６が配置されている。この規制ブレード４６は、ステンレスやリン青銅などの板状部材４６１と、板状部材４６１の先端部に取り付けられたゴムや樹脂部材などの弾性部材４６２とで構成されている。この板状部材４６１の後端部はハウジング４１に固着されており、図３の矢印に示す現像ローラ４４の回転方向において、板状部材４６１の先端部に取り付けられた弾性部材４６２が板状部材４６１の後端部よりも上流側に位置するように配設されている。そして、その弾性部材４６２が現像ローラ４４表面に弾性的に当接して現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層を最終的に所定の厚みに規制する。
【００２９】
このようにして現像ローラ４４の表面に形成されたトナー層は、現像ローラ４４の回転によって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体２との対向位置に搬送される。そして、エンジンコントローラ１０からの現像バイアスが現像ローラ４４に印加されると、現像ローラ４４上に担持されたトナーは、感光体２の表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着し、こうして感光体２上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。
【００３０】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から取り出され搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
【００３１】
二次転写領域ＴＲ2は、ローラ７３に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面と、該ベルト表面に対し離当接する二次転写ローラ８６とが当接するニップ部である。カセット８に積層貯留されたシートＳは、ピックアップローラ８８の回転によって１枚ずつ取り出されて搬送経路ＦＦに乗せられる。そして、フィードローラ８４、８５およびゲートローラ８１の回転によって搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送される。
【００３２】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には次の通りである。搬送経路ＦＦ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられるとともに、さらにその手前側にゲート前シート検出センサ８０１が設けられている。そして、搬送経路ＦＦ上を搬送されてきたシートＳが到達したことがゲート前シート検出センサ８０１により検出されるとシートＳの搬送はいったん停止され、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに同期させてゲートローラ８１の回転を再開することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。こうして二次転写領域ＴＲ2を通過するシートＳの表面に、中間転写ベルト７１上に形成されたトナー像が二次転写される。
【００３３】
こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９によりトナー像を定着され、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ3方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路ＦＦに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００３４】
また、シート搬送経路ＦＦおよび反転搬送経路ＦＲ上の各位置には、前記したゲート前シート検出センサ８０１の他にも、当該経路上においてシート通過の有無を検出するためのシート検出センサ８０２〜８０４が設けられており、これらのセンサの出力に基づいて、シート搬送タイミングが管理されるとともに、各位置でのジャム検出が行われる。
【００３５】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能のクリーナブレード７６１と、廃トナータンク７６２とを備えている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナブレード７６１がローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落として除去する。掻き落とされたトナーは廃トナータンク７６２に蓄えられる。廃トナータンク７６２には、当該タンクの満杯を検出するための廃トナーセンサ７６３が設けられている。
【００３６】
このクリーナブレード７６１は、二次転写領域ＴＲ2においてシートＳへの画像の転写が行われるときに、それと同じ周回において中間転写ベルト７１上に残留付着するトナーを除去するように、離当接制御される。したがって、例えば装置がモノクロ画像を連続的に形成する場合には、一次転写領域ＴＲ1において中間転写ベルト７１に転写された画像が直ちに二次転写領域ＴＲ2でシートＳに転写されるので、クリーナブレード７６１は当接状態に保持される。一方、カラー画像を形成する場合には、各色のトナー像が互いに重ね合わされる間、クリーナブレード７６１を中間転写ベルト７１から離間させておく必要がある。そして、各色のトナー像が互いに重ね合わされてフルカラー画像が完成し、シートＳに二次転写されるのと同一の周回において、残留トナーを除去すべくクリーナブレード７６１が中間転写ベルト７１に当接されることとなる。
【００３７】
また、ローラ７５の近傍には濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像器に与える現像バイアスや、光ビームＬの強度などの調整を行っている。この濃度センサ６０は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト７１上の所定面積の領域の画像濃度に対応した信号を出力するように構成されている。そして、ＣＰＵ１０１は、中間転写ベルト７１を周回移動させながらこの濃度センサ６０からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト７１上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。
【００３８】
また、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖsyncを得るためのセンサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖsyncに基づいて制御される。
【００３９】
また、全体として略円筒形をなす現像ユニット４の側面に当たる各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋの外周面には、それぞれメモリタグ４９Ｙ，４９Ｃ，４９Ｍおよび４９Ｋが貼付されている。例えば、イエロー現像器４Ｙに装着されたメモリタグ４９Ｙは、該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶するためのメモリ４９１Ｙと、該メモリと電気的に接続されたループアンテナ４９２Ｙとを備えている。また、他の現像器に設けられたメモリタグ４９Ｃ，４９Ｍおよび４９Ｋにもそれぞれメモリチップ４９１Ｃ，４９１Ｍおよび４９１Ｋと、ループアンテナ４９２Ｃ，４９２Ｍおよび４９２Ｋとが設けられている。
【００４０】
一方、装置本体側にも無線通信用アンテナ１０９が設けられている。この無線通信用アンテナ１０９は、ＣＰＵ１０１と接続されたトランシーバ１０５によって駆動されており、現像器側の無線通信用アンテナとの間で無線通信を行うことにより、ＣＰＵ１０１と現像器に設けられたメモリとの間でデータの送受を行って該現像器に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。
【００４１】
また、この装置では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００４２】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００４３】
図４は現像ユニット４の停止位置を示す模式図である。現像ユニット４は、現像ユニット駆動モータ４７およびロータリーロック４５によって、図４に示す３種類の位置に位置決めされ固定される。その３種類の位置とは：（ａ）ホームポジション；（ｂ）現像位置；（ｃ）着脱位置である。このうち、（ａ）ホームポジションは、この画像形成装置が画像形成動作を行わない待機状態にあるときに位置決めされる位置であり、図４（ａ）に示すように、各現像器４Ｙ等に設けられた現像ローラ４４がいずれも感光体２２から離間した状態にある位置である。
【００４４】
また、（ｂ）現像位置は、感光体２２上の静電潜像を選択トナー色で顕像化する際に位置決めされる位置である。図４（ｂ）に示すように、一の現像器に設けられた現像ローラ（同図の例ではブラック用現像器４Ｋに設けられた現像ローラ４４）が感光体２２と対向配置され、所定の現像バイアスを印加されることによって、静電潜像がトナーにより顕像化される。
【００４５】
さらに、（ｃ）着脱位置は、現像器の着脱操作を行うときのみ取りうる位置である。現像ユニット４がこの着脱位置に位置決めされると、図４（ｃ）に示すように、一の現像器が装置の外部筐体側面に設けられた開口部１２４に現れ、該開口部１２４を通して取り出すことができるようになる。図４（ｃ）は、ブラック用の現像器４Ｋが開口部１２４に現れた状態を示している。また、現像器を装着されていない支持フレーム４０に対しては、新たに現像器を装着することができるようになる。この着脱位置においては、いずれの現像器に設けられた現像ローラも感光体２２から離間した位置におかれる。このように、現像ユニット４が着脱位置に位置決めされたときに開口部１２４に現れた一の現像器のみを取り出し可能としている。すなわち、現像ユニット４が図４（ａ）に示すホームポジションや図４（ｂ）に示す現像位置に位置決めされた状態では、いずれの現像器も開口部１２４から取り出すことのできない位置にある。そのため、ユーザが不用意に現像器の着脱を行って装置を損傷することがない。なお、この画像形成装置では、４つの現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのそれぞれに対して上記した現像位置および着脱位置が設定されている。
【００４６】
現像ユニット４が現像位置に位置決めされているとき、図４（ｂ）に示すように、１つの現像器に設けられた無線通信用アンテナが、本体側無線通信用アンテナ１０９と対向する位置に位置決めされる。図４（ｂ）の例に即して説明すると、現像器４Ｋの現像ローラ４４が感光体２２と対向する位置にあるとき、当該現像器４Ｋからみて現像ユニット４の回転方向Ｄ3において下流側隣接位置にある現像器４Ｙに設けられた無線通信用アンテナ４９２Ｙが、本体側無線通信用アンテナ１０９と対向する位置に位置決めされる。すなわち、この状態で、本体側無線通信用アンテナ１０９と現像器４Ｙ側の無線通信用アンテナ４９２Ｙとの間で無線通信が行われて、現像器４Ｙに設けられたメモリ４９１Ｙに記憶された情報が読み出される。また、当該メモリ４９１Ｙに新たな情報が書き込まれる。
【００４７】
図５は現像器装着時の動作を示すフローチャートである。以下に説明する本発明の各実施形態においては、装置に新たな現像器が装着されると（ステップＳ００１）、ＣＰＵ１０１がその現像器に設けられたメモリチップに記憶された情報を読み出す（ステップＳ００２）。ここで読み出される情報は、当該現像器の製造ロットや製造時期に関する情報、当該現像器の使用状況に関する情報（稼動時間、着脱の回数および前回装置から取り出された時を表すタイムスタンプなど）およびトナー残量などに関する情報であるが、必ずしもこれらの全てを必要とするわけではなく、またこれら以外の情報を含んでもよい。
【００４８】
こうして読み出された情報に基づき、ＣＰＵ１０１は当該現像器に貯留されたトナーの品質レベルを判定する（ステップＳ００３、Ｓ００４）。具体的には、上記した各情報から、当該現像器が適正な管理の下に製造、使用されたものであり、しかも、その時点までの稼働時間が予め定められた寿命時間に達しておらずトナー残量が所定量以上あるものについては基準品質を満たすものと判定する一方、これ以外の現像器については基準品質を満たさないものと判定する。メモリチップに記憶されているはずの情報が正しく読み取れない、あるいはこれらの情報内容に疑義がある場合も、基準品質レベルを満たさないものとする。
【００４９】
基準品質を満たすことが確認された現像器については、当該現像器を品質保証品と見なす（ステップＳ００５）。このような現像器を使用する限り、所期の画像品質で画像を形成することが期待されるからである。言い換えれば、このような現像器を使用したときに所期の画像品質が得られるように、装置の動作条件が制御されている。一方、基準品質レベルを満たさない、あるいは満たすことが確認できない現像器については、当該現像器を品質未保証品と見なす（ステップＳ００６）。このような現像器を使用した場合、所期の画像品質が得られるか否かは不明だからである。こうして現像器の品質レベルが判定された後、現像器は以下に説明する画像形成動作に供される。
【００５０】
（第１実施形態）
図６は第１実施形態における画像形成動作を示すフローチャートである。この第１実施形態の画像形成動作においては、装着された現像器の中に品質未保証品が含まれるとき、画像形成枚数が所定数に達する度に当該現像器によりベタ画像を形成することで、現像ローラ上のトナーを更新する処理を行う。
【００５１】
この画像形成動作では、外部装置からまたはユーザ操作によって画像形成指令が与えられると（ステップＳ１０１）、その指令に応じて１枚分の画像を形成する（ステップＳ１０２）。次いで、図示しない枚数カウンタに示されるカウント値が所定枚数に達しているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。この枚数カウンタは、後述するように、装置に装着された現像器の中に品質未保証品が含まれている場合に実行されるベタパッチ画像の形成を終了してからの画像形成枚数をカウントするものである。
【００５２】
枚数カウンタのカウント値が所定枚数に達していなければ、画像形成指令において指定された、必要な枚数の画像が全て形成されたか否かを判断する（ステップＳ１０４）。形成が完了しておらず引き続き形成すべき画像がある場合には、ステップＳ１０２に戻ってさらに画像を形成する。
【００５３】
一方、ステップＳ１０３において枚数カウンタのカウント値が所定枚数、例えば５００枚に達していたときには、続いて装置に装着された現像器の中に品質未保証品と判定されたものがあるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、品質未保証品が含まれていないとき、つまり全ての現像器が品質保証品であるときには、特別な処理は必要ないので、ステップＳ１０４に進んで画像形成を継続する。これに対し、品質未保証品の現像器が含まれていた場合には、本発明の「トナー更新処理」として、その現像器を使用して次に説明するベタパッチ画像の形成を行う（ステップＳ１０６）。
【００５４】
図７はトナー更新処理のためのベタパッチ画像を示す図である。このベタパッチ画像Ｉspは、所定の表面電位に帯電させた感光体２２の表面２２ａに対し、露光ユニット６から連続的に露光ビームＬを照射しながら走査することによってベタ潜像を形成するとともに、そのベタ潜像を所定の現像バイアスを与えた品質未保証品の現像器により現像してなる画像である。感光体２２の移動方向Ｄ1におけるベタパッチ画像Ｉspの長さＬspについては、現像ローラ４４の周長以上とする。また、これと直交する方向における幅Ｗspについては、画像形成指令に基づき形成すべき画像の幅Ｗim以上とする。このようにする理由は次の通りである。
【００５５】
通常の画像形成動作において、感光体２２との対向位置を通過した現像ローラ４４の表面には現像に使用されなかったトナーが残留しており、現像器内では供給ローラ４３により古いトナーが掻き落とされるとともに新たなトナーが供給される。前記したように、この種の画像形成装置においては選択現像が起きるため、現像ローラ４４に担持されたトナーのうち、劣化したトナーや、粒径や帯電量の点で現像に適さないトナーは長く現像ローラ４４表面に残ることになり、次第に現像ローラ４４に固着してゆく。このようなトナーが多く残っていると、現像ローラ４４に新たなトナーが担持されにくくなり、その結果として形成される画像の品質が劣化する。品質未保証品の現像器では、より厳しく品質管理された品質保証品の現像器よりもこのような劣化が起きやすい。
【００５６】
ここで、品質未保証品の現像器で感光体表面２２ａのベタ潜像を現像することによって、その現像器に設けられた現像ローラ４４表面のトナーの大半が感光体表面２２ａに移動する。現像器内では、こうしてトナーの殆どが消費された現像ローラ４４の表面に対して供給ローラ４３により新たなトナーが供給される。こうすることで、現像ローラ４４に残っていた劣化したトナーや現像に適さないトナーが排出され新しいトナーが現像ローラ４４表面に供給されるので、画像品質の劣化を抑えることができる。
【００５７】
ベタパッチ画像Ｉspの長さＬspを現像ローラ４４の周長以上とすることで、現像ローラ４４に付着したトナーをその全周にわたって排出することができる。また、ベタパッチ画像Ｉspの幅Ｗspを画像幅Ｗim以上とすることで、形成すべき画像の内部については古いトナーが排出されて新たなトナーが使用されることになる。なお、現像したベタパッチ画像Ｉspについては、中間転写ベルト８１に転写することなくクリーニング部２５により感光体表面２２ａから除去する。
【００５８】
図６に戻って説明を続ける。上記のようにして１つの品質未保証品現像器についてベタパッチ画像の形成が終了すると、他にも品質未保証品現像器がある場合には上記処理を繰り返して全ての品質未保証品現像器についてトナー更新処理を実行する（ステップＳ１０７）。なお、画像形成指令に応じて形成すべき画像がモノクロ画像であるときには、ブラック以外の未保証品現像器についてはトナー更新処理を省くようにしてもよい。全ての品質未保証品現像器についてトナー更新処理が終了すると、枚数カウンタのカウント値をリセットした上で（ステップＳ１０８）、必要に応じて画像形成動作を続ける（ステップＳ１０４）。
【００５９】
したがって、この実施形態の画像形成動作では、装着された現像器の中に品質未保証品が含まれるとき、所定の画像形成枚数ごとに、品質未保証品の現像器を使用してトナー更新処理としてのベタパッチ画像の形成が実行される。こうすることで、品質未保証品の現像器における現像ローラ４４表面の古いトナーが定期的に除去されてその都度新しいトナーが供給された上で以後の画像が形成される。そのため、この実施形態では、必ずしも品質の保証されない現像器を使用した場合でも、画像品質の劣化を最小限に抑えることができる。また、トナー更新処理は現像ローラ周長程度のベタ画像を形成することによってなされるので比較的短時間で済み、スループットの低下を抑えることができる。また、品質未保証品と見なされた現像器についてのみトナー更新処理を行うので、品質保証品である他の現像器について無用なトナー消費を抑えることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
図８は第２実施形態における画像形成動作を示すフローチャートである。この第２実施形態の画像形成動作においては、モノクロ画像の形成に使用される現像器（具体的にはブラック現像器４Ｋ）が品質未保証品であったとき、モノクロ画像を形成する際には定期的に現像ユニット４を回転させ現像器内のトナーを攪拌することにより、画像の品質低下を抑制するようにしている。
【００６１】
この実施形態では、外部装置からまたはユーザ操作によって画像形成指令が与えられると（ステップＳ２０１）、まず形成すべき画像がモノクロ画像であるか否かを判断する（ステップＤ２０２）。形成すべき画像がモノクロ画像でない、つまりカラー画像であるときには、必要枚数のカラー画像を形成してそのまま画像形成動作を終了する（ステップＳ２０３）。
【００６２】
また、形成すべき画像がモノクロ画像であったときには、続いてモノクロ画像の形成に使用する現像器、つまりブラック現像器４Ｋが品質未保証品であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。ここで、ブラック現像器４Ｋが品質保証品であった場合には、必要枚数のモノクロ画像を形成して画像形成動作を終了する（ステップＳ２０５）。
【００６３】
これに対して、ブラック現像器４Ｋが品質未保証品であったときの動作は以下のようになる（ステップＳ２０６〜Ｓ２１０）。まず、画像形成指令に応じて形成すべきモノクロ画像の最初の１枚分を形成する（ステップＳ２０６）。そして、図示しない枚数カウンタのカウント値が所定枚数に達しているか否かを判断する（ステップＳ２０７）。この枚数カウンタによるカウント値は、先に現像ユニット４を回転させてから現時点までに形成したモノクロ画像の枚数を示している。カウント値が所定枚数に達していなければステップＳ２１０に進み、画像形成指令に応じた枚数の画像の形成が終了するまで画像形成を繰り返す。
【００６４】
一方、枚数カウンタのカウント値が所定枚数（例えば１００枚）に達したときには、続く画像の形成に先立って、「トナー更新処理」として現像ユニット４を１回転させ、これによりブラック現像器４Ｋ内のトナーを攪拌する（ステップＳ２０８）。カラー画像を形成するときには現像器を切り替えながら画像を形成するため、定期的に現像ユニット４の回転が行われている。これに対して、モノクロ画像を形成するときには、原理的には現像ユニット４の回転を必要としない。しかしながら、図３に示すようにこの現像器４Ｋはオーガレス構造であるため、現像器４Ｋを静止させた状態で多数枚の画像を形成すると、現像器内の第２室４１２の特に供給ローラ４３および現像ローラ４４の近傍において古いトナーおよび現像に適さないトナーが滞留しその比率が増大してくる。その結果、特に品質未保証品の現像器において画像品質が次第に低下してくることとなる。
【００６５】
そこで、この実施形態では、画像形成枚数が所定枚数に達する度に現像ユニット４を回転させて現像器４Ｋ内で第１室４１１の新しいトナーと第２室の４１２の古いトナーとを混合し攪拌する。これにより、第２室４１２において増大していた古いトナーの比率が低下するとともに、新しいトナーが現像ローラ４４の周囲に供給されてくる。そのため、現像ローラ４４表面のトナーが更新されて新しいトナーが多く担持されることになり、画像品質の劣化を回避することができる。また、モノクロ画像を形成している間は使用されない他の現像器についても、品質保証品であるか否かに関わらず、現像ユニット４の回転によりブラックと同様に内部のトナーが攪拌されているので、現像器内におけるトナーの偏りや凝集による画像品質の劣化を抑えることができる。
【００６６】
図８に戻って説明を続ける。こうして現像ユニット４を回転させると、枚数カウンタのカウント値をリセットし（ステップＳ２０９）、ステップＳ２１０に進んで必要な枚数の画像が形成されるまで上記動作を繰り返す。
【００６７】
以上のように、この実施形態の画像形成動作では、モノクロ画像を形成する場合であって、当該モノクロ画像の形成に使用するブラック現像器４Ｋが品質未保証品であったときには、画像形成枚数が所定枚数に達する度に現像ユニット４を回転させるようにしている。こうすることで、現像器内のトナーが攪拌されるので、供給ローラ４３および現像ローラ４４の近傍に滞留する古いトナーを除去し新しいトナーを現像ローラ４４に供給することができる。こうすることにより、画像品質の劣化を抑えることができる。
【００６８】
（その他）
以上のように、上記各実施形態においては、装置に装着された現像器についてトナーの品質を判定し、その結果に応じて、当該現像器が所期の画像品質を期待することのできる品質保証品であるか否かを判断している。そして、品質未保証品の現像器が装着されている場合には、所定枚数の画像を形成する度に現像ローラ上のトナーを更新するトナー更新処理を実行する。こうすることにより、現像ローラ上に新しいトナーが供給されて、画像の品質が低下するのを抑えることができる。
【００６９】
以上説明したように、上記各実施形態においては、現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋならびに感光体２２を備えるエンジン部ＥＧが、本発明の「画像形成手段」として機能しており、これを制御するＣＰＵ１０１が本発明の「制御手段」として機能している。また、ロータリー現像ユニット４が本発明の「現像ロータリー」として機能している。また、各現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｍおよび４Ｋに装着された現像ローラ４４が本発明の「トナー担持体」に相当しており、各現像器に設けられたメモリチップ４９１Ｙ，４９１Ｃ，４９１Ｍおよび４９１Ｋが本発明の「記憶部」に相当している。
【００７０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態では、所定の画像形成枚数に達する度にトナー更新処理を実行するようにしているが、他の情報、例えばトナー残量や現像器の稼働時間、より具体的には現像ローラの稼働時間をもってトナー更新処理の実行タイミングを定めるようにしてもよい。特に、現像ローラの稼働時間に関する情報は、トナーの劣化状況を端的に表す情報の１つであるため好ましい。
【００７１】
また、上記した第１実施形態においては、画像形成枚数が所定枚数に達する度に、トナー更新処理としてベタパッチ画像の形成のみを行っているが、ベタパッチ画像の形成により現像ローラ上のトナーを更新した後、引き続いて、パッチ画像の濃度検出結果に基づき画像濃度を制御する濃度制御処理を実行するようにしてもよい。こうすることで、より画像濃度を安定させて画像品質を良好に維持することが可能となる。この場合、トナー更新処理において形成したパッチ画像を濃度制御処理用のパッチ画像の一部として利用してもよく、また改めてパッチ画像を形成してもよい。また、濃度制御処理用のベタパッチ画像を他のパッチ画像よりも大きく、しかも他のパッチ画像よりも先に形成することにより、該ベタパッチ画像の形成をもってトナー更新処理としてもよい。
【００７２】
また、上記各実施形態では、品質未保証品の現像器が装着されていない場合にはトナー更新処理を行っていないが、トナー更新処理は画像品質の維持に効果があるので、品質保証品においても必要に応じてトナー更新処理が実行されるようにしてもよい。ただし、この場合においても、品質未保証品において画像品質の劣化が現れやすいことから、品質未保証品が含まれる場合においては、全ての現像器が品質保証品である場合よりも高い頻度でトナー更新処理を行うことが望ましい。
【００７３】
さらに、上記実施形態では、ＹＭＣＫ４色のトナーを使用したカラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、色の種類や色数の異なる画像形成装置に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】この発明を好適に適用することのできる画像形成装置の一例を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】現像器の構造を示す断面図。
【図４】現像ユニットの停止位置を示す模式図。
【図５】現像器装着時の動作を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態における画像形成動作を示すフローチャート。
【図７】トナー更新処理のためのベタパッチ画像を示す図。
【図８】第２実施形態における画像形成動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７５】
４…現像ユニット（現像ロータリー）、  ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…現像器、  ２２…感光体、４４…現像ローラ（トナー担持体）、  １０１…ＣＰＵ（制御手段）、  ４９１Ｙ，４９１Ｍ，４９１Ｃ，４９１Ｋ…メモリチップ（記憶部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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