(57)【要約】【課題】トナ−消費を効率的に行い、かつ初期状態と変わらない粒度分布を保って画像品質を維持できる画像形成装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵに枚数カウント信号に基づき印字処理枚数が所定枚数到達したことを検知する（ステップ１）と、平均印字率が５％に到達しているか否かを判定する（ステップ２）。平均印字率が５％以内の場合は、トナー槽４ａからの補給量を多くし（ステップ３）、平均印字率が５％以上の場合は、トナー槽４ｃからの補給量を多くする（ステップ４）。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体と対向してトナーを現像領域に搬送するトナー担持体を配設した現像装置と、複数の粒径を持つトナーを粒径毎に分別して収納したトナー補給装置と、該トナー補給装置から前記現像装置内にトナーを粒径毎に適宜補給するように制御する制御手段とを備え、印字処理時に前記現像装置にて静電潜像担持体上に形成されたトナー像を用紙に転写する画像形成装置において、
前記制御手段は、所定枚数毎に転写される用紙に対するトナー像の平均印字密度を計算し、該平均印字密度に応じてトナーの補給する粒径を選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記平均印字密度に応じたトナーの補給を印字処理前、印字処理中の用紙間、あるいは印字処理後の静電潜像担持体の予備回転中に行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー補給完了後、前記平均印字率に応じて前記トナー担持体上のリフレッシュ工程を行うことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ＦＡＸ、あるいは複写機等の画像形成装置に関し、特に、複数の粒径を持つトナーを粒径毎に分別して収納したトナー補給装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置、例えば、磁性飛翔１成分現像方式の画像形成装置としては、図７に示すように、感光体ドラム１１の周りに帯電器１２、露光ユニット１３、現像装置１４、転写ローラ１５、およびクリーニング装置１６等が配置されている。
【０００３】
現像装置１４には、現像容器１４ａを備え、現像容器１４ａには１成分の磁性トナーが収納されている。現像容器１４ａ内には撹拌手段（不図示）が配設され、現像容器１４ａの感光体ドラム１開口側に複数の磁極を有する固定マグネットローラ１４ｂを内包する非磁性の回転現像スリーブ１４ｃが配置されている。現像容器１４ａには磁性ブレード１４ｄが取り付けられ、この磁性ブレード１４ｄは回転現像スリーブ１４ｃに垂下して均一なトナー層が形成されることになる。また、トナーには、回転現像スリーブ１４ｃとの摩擦によって帯電電荷が付与される。
【０００４】
このような構成により、帯電器１２により感光体ドラム１１を均一に帯電させ、露光ユニット１３により画像データに基づく静電潜像の形成を行い、感光体ドラム１１と回転現像スリーブ１４ｃとの間には交番電界を作用させて、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像上にトナー像を現像させる。その後、用紙を感光体ドラム１１と転写ローラ１５間に搬送してトナー像を転写させる。一方、用紙への転写後、感光体ドラム１１上に残った残留トナーはクリーニング装置１６により除去される。
【０００５】
また、現像容器１４ａにトナーセンサ２１を備え、トナーセンサ２１が現像容器１４ａ内のトナーが所定量以下となることを検知すると、装置内のＣＰＵ（不図示）が補給ローラ２５を回転するように制御してトナーコンテナ２４内のトナーを現像容器１４ａに補給する。
【０００６】
さらに、図７に示すような画像形成装置には、例えば、特願平１１−３７５１６０号に開示されているように、画像データを装置内のＣＰＵ（不図示）によりドット数として計測し、画像上（印字処理される用紙上）の印字密度ａｎの測定を行い、測定された１枚面毎の印字密度ａ１、ａ２、ａ３、・・・、ａｎの平均印字密度を計算している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の画像形成装置では、印字を重ねていくと、トナー粒径分布が変化（選択現像）してしまい、初期画像が保てなくなるという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、静電潜像担持体と対向してトナーを現像領域に搬送するトナー担持体を配設した現像装置と、複数の粒径を持つトナーを粒径毎に分別して収納したトナー補給装置と、該トナー補給装置から前記現像装置内にトナーを粒径毎に適宜補給するように制御する制御手段とを備え、印字処理時に前記現像装置にて静電潜像担持体上に形成されたトナー像を用紙に転写する画像形成装置において、前記制御手段は、所定枚数毎に転写される用紙に対するトナー像の平均印字密度を計算し、印字処理前、印字処理中の用紙間、あるいは印字処理後の静電潜像担持体の予備回転中に、前記平均印字密度に応じてトナーの補給する粒径を選択する画像形成装置としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について説明する。
本発明の画像形成装置の構成は、図７に示すような従来の画像形成装置と同様であり、同様の構成は同じ符号を用いて説明するが、図１に示すように、トナーコンテナ４（図７のトナーコンテナ２４に対応）が粒径小の分布となるトナー槽４ａ、通常使用する粒径の分布となるトナー槽４ｂ、粒径大の分布となるトナー槽４ｃとに分別され、それぞれのトナー槽４ａ〜４ｃから適宜トナーを補給可能としている。
【００１０】
図２に示すように、装置本体内の制御手段であるＣＰＵ１は、画像データをドット数として計測し、画像上（印字処理される用紙上）の印字密度ａｎの測定を行う。さらに、ＣＰＵ１には、印字枚数を示す枚数カウント信号が与えられる。これにより、所定枚数であるｎ枚到達時に、測定した１枚面毎の印字密度ａ１、ａ２、ａ３、・・・、ａｎの平均印字密度を計算し、その結果に応じて補給ローラ５用のモータ２を駆動させることを特徴としている。本発明の補給ローラ５（図７の補給ローラ２５に対応）は、各トナー槽４ａ〜４ｃに対応した３つのローラを有し、いずれかを回転させることでトナー槽４ａ〜４ｃのいずれかからトナーを補給できる。
【００１１】
ここで、図３は、印字率毎の印字枚数によるトナー粒径分布の変動を示す評価結果を示す表、図４は、印字率０％での累積粒径の印字枚数での変化を示すグラフ、図５は、印字率３０％での累積粒径の印字枚数での変化を示すグラフである。なお、図３の３ｋは３万枚を示す。
【００１２】
この図３乃至図５から判るように、印字率が低い状態で印字を重ねると、累積粒径が大きい方向へ変化していくことになる。また反対に、印字率が高い状態で印字を重ねると、累積粒径が小さく方向で変化していることになる。例えば、図４から累積粒径の７０％分布部分では、粒径がやや大きいほうへシフトしている。また、図４から累積粒径の７０％部分はさらに大きいほうへシフトするが、累積粒径の小さい分布の方が図３よりもかなり大きくシフトしているため、全体で粒径は小さくなっている。
【００１３】
この特性を利用し、本発明では、ＣＰＵ１にて所定枚数毎の平均印字率を算出し、その平均印字率が低い場合は、粒径がやや大きい方向へシフトするために、粒径の小さい分布を含むトナー槽４ａからトナーを補給するように制御し、平均印字率が高い場合は、粒径が小さい方向へ　シフトするために、粒径の大きい分布を含むトナー槽４ｃからトナーを補給するように制御することを特徴とする。このような制御により、初期印字品質を保つことが可能となり、無駄にトナーを消費することなく実現することができるようになる。
【００１４】
以下、図６のフローチャートを用い、具体的な動作について説明する。なお、所定枚数としては、少ないと処理が増え、多いと初期状態とならない状態が長く続くことを考えて適時設定すればよく、例えば１００枚とすれよい。また、判定として用いる平均印字率の境界も適宜設定すればよいが、本フローチャートでは、一般的にプリンタで消費量の目安と使用されている印字率５％とした。
【００１５】
まず、ＣＰＵ１に枚数カウント信号に基づき印字処理枚数が所定枚数到達したことを検知する（ステップ１）と、平均印字率が５％に到達しているか否かを判定する（ステップ２）。平均印字率が５％以内の場合は、トナー槽４ａからの補給量を多くし（ステップ３）、平均印字率が５％以上の場合は、トナー槽４ｃからの補給量を多くする（ステップ４）。ここまでは、印字処理前、印字処理中の用紙間、あるいは印字処理後の静電潜像担持体の予備回転中に行うことが好ましく、補給ローラ５の回転駆動によるトナー補給完了後、例えば特願平１１−３７５１６０号公報に開示されているように、平均印字率に応じて回転現像スリーブ１４ｃ表面のトナーを感光体ドラム１上に現像してリフレッシュ工程を行って画像の劣化を防ぐ（すなわち、回転現像スリーブ１４ｃ表面に長期間付着しているトナーを強制的に感光体１１に現像する）ように制御し（ステップ５）、その後通常の画像データに基づく印字処理を行う（ステップ６）。このように、ステップ３およびステップ４を印字処理前、印字処理中の用紙間、あるいは印字処理後の静電潜像担持体の予備回転中に行うことにより、リフレッシュ工程を行う場合の処理をスムーズに進めることができるようになる。
【００１６】
なお、ステップ３やステップ４時のトナー補給は、トナー槽４ａやトナー槽４ｃからの補給のみでなく、トナー槽４ｂからの補給も行うが、トナー槽４ａやトナー槽４ｃからの補給量が多くなるように制御し、粒径のトータル的な混合比を可変するようにすればよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、所定枚数毎に転写される用紙に対するトナー像の平均印字密度を計算し、計算した平均印字密度に応じてトナーの補給する粒径を選択することにより、トナ−消費を効率的に行い、かつ初期状態と変わらない粒度分布を保って画像品質を維持できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置内のトナーコンテナを示す図である。
【図２】本発明の画像形成装置内のＣＰＵに接続される構成を示す図である。
【図３】印字率毎の印字枚数によるトナー粒径分布の変動を示す評価結果を示す表である。
【図４】印字率０％での累積粒径の印字枚数での変化を示すグラフである。
【図５】印字率３０％での累積粒径の印字枚数での変化を示すグラフである。
【図６】本発明の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】従来の画像形成装置を示す図である。
【符号の説明】
１：ＣＰＵ
２：モータ
５，２５：補給ローラ
１１：感光体ドラム
１２：帯電器
１３：露光ユニット
１４：現像装置
１４ａ：現像容器
１４ｂ：固定マグネットローラ
１４ｃ：回転現像スリーブ
１４ｄ：磁性ブレード
１５：転写ローラ
１６：リーニング装置
【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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