(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも画像形成に関わる部材とトナーの特性に関する情報を記憶する記憶手段とを有するユニットを用いて記録媒体に画像形成を行う画像形成装置であって、
像担持体と、
前記像担持体にトナーを供給して前記像担持体上に形成された潜像を現像する現像手段と、
前記記憶手段に記憶されているトナーの特性に関する情報に基づいて、記録媒体に画像を形成することなく行うトナー消費動作を制御するための第１の閾値及び前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値を設定する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記記録媒体への画像形成が行われると画像形成を行った記録媒体の枚数を積算した積算枚数と、前記積算枚数分の画像形成を行うことにより消費された前記トナーの消費量を示す値を積算した積算値とを算出し、前記積算枚数と前記積算値を算出すると、前記積算枚数に応じた前記第１の閾値及び前記第２の閾値と前記積算値との比較を行い、前記積算値が前記第１の閾値を上回った場合は、前記トナー消費動作を行うことなく前記積算値及び前記積算枚数をリセットし、前記積算値が前記第２の閾値を下回った場合は、前記積算値及び前記積算枚数をリセットするとともに前記トナー消費動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナーの特性に関する情報には、前記トナーの特性に応じた画像の印字率が含まれ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】
前記画像形成に関わる部材とは、前記像担持体、または、前記像担持体を帯電するための帯電手段、または、前記現像手段を含む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】
前記積算値は、前記画像形成を行った際の印字率及び前記積算枚数の積算値であり、
前記制御手段は、前記第１の閾値及び前記第２の閾値を、前記積算枚数が増加するのに伴い値が増加するように、前記トナーの特性に応じた画像の印字率に基づく積算枚数の関数として設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、同一の積算枚数について前記第１の閾値と前記第２の閾値との差分が一定となるように、前記第１の閾値と前記第２の閾値とを設定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体と、
前記像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して現像する現像手段と、
前記トナーの特性に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されているトナーの特性に関する情報に基づいて、記録媒体に画像を形成することなく行うトナー消費動作を制御するための第１の閾値及び前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値を設定する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記記録媒体への画像形成が行われると画像形成を行った記録媒体の枚数を積算した積算枚数と、前記積算枚数分の画像形成を行うことにより消費された前記トナーの消費量を示す値を積算した積算値とを算出し、前記積算枚数と前記積算値を算出すると、前記積算枚数に応じた前記第１の閾値及び前記第２の閾値と前記積算値との比較を行い、前記積算値が前記第１の閾値を上回った場合は、前記トナー消費動作を行うことなく前記積算値及び前記積算枚数をリセットし、前記積算値が前記第２の閾値を下回った場合は、前記積算値及び前記積算枚数をリセットするとともに前記トナー消費動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記トナーの特性に関する情報には、前記トナーの特性に応じた画像の印字率が含まれることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記積算値は、前記画像形成を行った際の印字率及び前記積算枚数の積算値であり、
前記制御手段は、前記第１の閾値と前記第２の閾値とを、前記積算枚数が増加するに伴い値が増加するように、前記トナーの特性に応じた画像の印字率に基づく積算枚数の関数として設定することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、同一の積算枚数について前記第１の閾値と前記第２の閾値との差分が一定となるように、前記第１の閾値と前記第２の閾値を設定することを特徴とする請求項７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、例えば複写機やプリンタ等とされる電子写真式、或は静電記録式の画像形成装置に関し、特に現像装置に特徴を有する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の画像形成装置の一例を示す図である。図５にて、電子写真画像形成装置は、像担持体である感光ドラム１を回転自在に設け、その感光ドラム１を一次帯電器２で一様に帯電し、次に例えばレーザーのような発光素子３によって情報信号を露光して静電潜像を形成し、現像装置４で可視像化する。次にその可視像を転写帯電器９により、転写紙搬送シートにより搬送された転写紙１４に転写し、更に定着装置１１にて定着して永久画像を得る。また、感光ドラム１上の転写残りトナーはクリーニング装置８により除去する。
【０００３】
このような画像形成装置では、現像装置４内に現像剤としてトナーとキャリアとが内包されており、現像剤を攪拌するスクリュー４３，４４を攪拌させてトナーを帯電させている。このような二成分現像剤を用いた現像方式では、以下に述べるような現象が発生した。現像剤中のトナーは現像されることで消費され、トナーカートリッジ５から補給され、画像を出力することで、現像剤中のトナーは入れ替わっていくことになるが、消費するトナー量が少ない画像（低い印字率の画像）を連続して出力し続けた場合、トナーの入れ替わりはわずかずつしか行われず、結果として１つのトナーが現像装置中に存在する時間が長くなり、長期に渡ってブレード４２と現像スリーブ４１間で摺擦され、現像室４７及び撹拌室４８で撹拌されることになる。
【０００４】
このようにして長期的に摺擦、撹拌を繰り返された現像剤中のトナーは、形状が不規則になったり、粒径の分布に偏りを生じたり、また、現像剤に流動性を向上させる目的で添加さている酸化チタン粒子等の外添剤がトナー表面に埋め込まれたりしていく。その結果、現像剤の流動性が低下する等の劣化が生じ、所望の画質を保った画像が得られなくなることがある。
【０００５】
また、トナーの持つ電荷は数回摺擦されることで安定するが、更に摺擦が繰り返されることで徐々に電荷が付与されていき、所定の電荷量を大きく上回ってしまうことがある。このようにしてトナーの持つ電荷が上昇していくと、感光ドラム１上に形成された現像スリーブ４１に対する電位差の等しい潜像に対し、トナーが付着する量が初期の状態に比べて減少し、画像出力した際に濃度の低下、低濃度部分の粒状性の悪化といった、画質の劣化として現れる。
【０００６】
また、他の現像方式のひとつとして、乾式一成分現像方式が種々提案され実用化されている。たとえば、加圧（接触）現像法が挙げられる。この加圧現像法は磁性材料（キャリア）が不要であるため、装置の簡略化および小型化が可能であるとともに、非磁性トナーを使用することでカラー画像形成が可能であるなどの多くの利点を持っている。
【０００７】
図６に加圧（接触）現像を用いた現像器を示す。加圧（接触）現像法では、トナー担持体表面を静電潜像に押圧もしくは接触させて現像を行うため、トナー担持体として、弾性および導電性を有する現像ローラを用いることが必要となる。また、周知の現像電極効果やバイアス効果を得るために、現像ローラ表面もしくは表面近傍に導電層を設け、必要に応じてバイアス電圧を印加することができる。更に、トナーへの電荷付与は、トナー担持体とトナー層を形成するための現像ブレードとの、摩擦帯電によりなされる。
【０００８】
上述のような加圧（接触）現像法では、画像形成枚数増加に伴う画質の低下が起こる。画質低下は主にトナー劣化によるものであり、現像ローラと像担持体表面との摺擦、現像ローラと現像ブレードとの摺擦が主原因である。本現象は、現像ローラの付近にいるトナーがなかなか消費されず、摺擦を長い時間受けることで発生する。特に低印字画像を多く印刷された時に画質の低下が顕著となる。
【０００９】
これらの問題を解消するため、現像剤担持体の回転数あるいは印刷枚数などと印字率などの関係から、ある所定量のトナーを強制的に現像し消費する方法が提案されている（特許文献１参照。）。
【００１０】
簡単な方法としては、現像剤担持体の回転数で所定の値に達した時点で、決まった量を消費する方法がある。ただし、この方法では消費しているトナーが多い時にも一定量を消費するため、問題が発生しない条件でもトナー強制消費動作が行なわれてしまい、トナーを無駄に消費してしまう。そのため、ビデオカウントデータという画像一枚分のレーザー露光量を足し合わせた値を用いて、その値と現像剤担持体の回転数もしくは印刷枚数から計算し、ある一定の閾値（印字率）以下の場合にだけ、所定量を消費する方法が用いられている。
【００１１】
具体的な処理の流れは図３のように行なっている。画像出力枚数を設定した後（ステップＳ３０１）、画像形成がスタートすると（ステップＳ３０２）、ＣＰＵ３０に入力された画像データを読み込み（ステップＳ３０３）、ＣＰＵ３０により画像比率を計算する（ステップＳ３０４）。そして、画像が１枚出力されると（ステップＳ３０５、Ｓ３０６）、画像比率が所定の値（例えば５％）以下かどうかを判断し（ステップＳ３０７）、以下の場合には、所定量のトナー消費を行う（ステップＳ３０８）。所定の値相当（画像比率５％相当）のトナーを消費するように、レーザー照射量をＦＦＨとして感光ドラム４の軸方向全域に潜像を形成する。この所定量は一定量にしても良いし、出力画像の画像比率によってその都度変えても良い。変える場合には出力画像の画像比率と合わせて画像比率５％またはそれ以上相当のトナーが消費されるようにするのが好ましい。そして、このトナーの消費及び補給の終了後、出力画像枚数が指定枚数に達したかどうかをチェックし（Ｓ３０９）、達していなければ、画像データ読み込みからの上記処理を繰り返し（ステップＳ３０３〜）、指定枚数に達していれば、画像形成を終了する（ステップＳ３１０）。
【００１２】
このシーケンスは常に実行される必要はなく、ある所定の枚数または現像剤担持体の回転数に達したときに実行することで、トナー強制消費動作の回数を減らすことが可能となる。
【００１３】
以上のようなシーケンスを行うことにより、常に一定量のトナーが入れ替えられることになり、同じトナーを過度に摺擦することを防止することができる。その結果、トナーの過剰帯電や劣化が抑制される。
【特許文献１】特開２０００−２９３０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記のような従来の方式では、以下のような現象が生じた。トナーやキャリアの現像剤の製造ばらつき、もしくは規制ブレードや現像剤担持体の特性の違いなどでトナーの劣化具合や帯電状態は大きく変化することがあった。そのため、現像手段を画像形成装置本体から着脱可能なユニットとすると、ユニット毎に現像剤や各パーツの特性がばらつくことがある。そのため、一定の閾値や消費量でトナー強制消費動作を実行すると、必要以上にトナーを消費したり、消費が足りないために画像の劣化を引き起こすことがあった。
【００１５】
そこで本発明は、従来の画像形成装置を改良することを目的とし、更に現像手段が上記の着脱可能なユニットであっても、ユニット毎に現像剤や各パーツの特性がばらつきの影響を軽減して、トナー強制消費動作における必要以上のトナー消費や、消費不足による画像劣化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも画像形成に関わる部材とトナーの特性に関する情報を記憶する記憶手段とを有するユニットを用いて記録媒体に画像形成を行う画像形成装置であって、像担持体と、前記像担持体にトナーを供給して前記像担持体上に形成された潜像を現像する現像手段と、前記記憶手段に記憶されているトナーの特性に関する情報に基づいて、記録媒体に画像を形成することなく行うトナー消費動作を制御するための第１の閾値及び前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値を設定する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記記録媒体への画像形成が行われると画像形成を行った記録媒体の枚数を積算した積算枚数と、前記積算枚数分の画像形成を行うことにより消費された前記トナーの消費量を示す値を積算した積算値とを算出し、前記積算枚数と前記積算値を算出すると、前記積算枚数に応じた前記第１の閾値及び前記第２の閾値と前記積算値との比較を行い、前記積算値が前記第１の閾値を上回った場合は、前記トナー消費動作を行うことなく前記積算値及び前記積算枚数をリセットし、前記積算値が前記第２の閾値を下回った場合は、前記積算値及び前記積算枚数をリセットするとともに前記トナー消費動作を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によればユニット毎に現像剤や各パーツの特性がばらつきの影響を軽減して、トナー強制消費動作における必要以上のトナー消費や、消費不足による画像劣化を防止して、長期的にかつ安定的に高品質の画像出力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。以下に説明する実施形態は、例示的に本発明を説明するものであって、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。また、各図面において、機能が同一又は類似の構成要素については同一の参照番号を割り当てている。
【００１９】
［第１の実施形態］
まず、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態を図１乃至図２を参照して詳しく説明する。図１は、本実施形態に対応する画像構成装置としてのカラーレーザープリンタの構成の一例を示す図であり、図２は、本実施形態に対応する画像形成装置における１ステーション分の画像形成部の構成を説明する図である。
【００２０】
図１に示す画像形成装置としてのカラーレーザープリンタは、転写方式電子写真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式、最大通紙サイズがＡ３サイズのカラーレーザープリンタであり、複数個のプロセスカートリッジ１０（以下Ｐ−ＣＲＧ）とトナーカートリッジ５をユニットとして有し、一旦第２の画像担持体である中間転写ベルト９に連続的に多重転写し、フルカラープリント画像を得る４連ドラム方式（インライン）プリンタである。本実施形態では、カラーレーザープリンタを例として説明するが、本発明がモノクロレーザープリンタへ適用可能であることは言うまでもない。
【００２１】
無端状の中間転写ベルト９が、駆動ローラ９ｅ、テンションローラ９ｆ及び２次転写対向ローラ１２ａに懸架され、図中矢印の方向に回転している。プロセスカートリッジ１０は、上記中間転写ベルト９に直列にイエロー（１０ｙ）、マゼンタ（１０ｍ）、シアン（１０ｃ）、ブラック（１０ｂｋ）の順に４本配置されている。
【００２２】
トナーカートリッジ５は、プロセスカートリッジ１０上に配置されている。トナーカートリッジ５とプロセスカートリッジ１０には連結部に開口部が設けられ、その開口部からプロセスカートリッジ１０内のトナーが減った場合に必要量がトナー補給される。この補給量は、光学的あるいは電磁気的な手段による現像剤濃度検知部４５からの信号を元にＣＰＵ（図２におけるＣＰＵ３０）が決定する。
【００２３】
画像形成装置は、潜像担持体としての感光ドラム１、該感光ドラム１を帯電する帯電装置２、感光ドラム１上に潜像を形成する露光装置３、感光ドラム１上の静電潜像をトナーで可視化するための現像装置４、該現像装置４にトナーカートリッジ５、感光ドラム１上の可視化されたトナー像を転写材９上に転写する転写装置９ｇ、転写材９上に転写されたトナー像を定着するための定着装置１２、感光ドラム１上に残った転写残トナーを除去するためのクリーニング装置１１を備えている。
【００２４】
次に、画像形成のプロセスについて説明する。まず、コンピュータ等の出力装置３３から画像情報処理装置３２を介して送られてくる画像情報信号は、本画像形成装置のＣＰＵ３０で受信される。ＣＰＵ３０は、画像形成装置の動作を制御すると共に、露光装置３においてレーザー発光素子を制御して静電潜像形成のためのレーザーの発光させる。感光ドラム１は図１、２において左回りに回転していて、各プロセスカートリッジにおいて順に、感光ドラム１を帯電装置２にて規定電位に帯電した後、画像情報に応じた露光処理を露光装置３が行って感光ドラム１上に静電潜像を形成する。
【００２５】
そして、感光ドラム１上に形成された静電潜像は現像装置４によってトナー像として可視化され、可視化されたトナー像は所定タイミングにて中間転写ベルト９上に多重転写される。中間転写ベルト９上の多重トナー像は、２次転写部で紙などの転写材１４に一括転写され、転写材１４は定着装置１２に搬送され、定着装置１２によってトナー像の定着を受けた後に排出される。一方、転写後に感光ドラム１上に残留する転写残トナーは、クリーニング装置８によってクリーニングされる。クリーニング装置８は、クリーニング部材であるクリーニングブレード７を備え、転写残トナーを感光ドラム１から掻き取り、廃トナー容器に収納する。
【００２６】
本実施形態においては、感光ドラム１、帯電装置２、現像装置４及びクリーニング装置８をプロセスカートリッジ１０としてユニット化し、このプロセスカートリッジ１０を画像形成装置２００本体に対して着脱可能としている。
【００２７】
プロセスカートリッジ１０には、情報記憶媒体４００が設けられていて、後述するトナー強制消費に関する情報、プロセス条件に関する情報などが記憶されている。この情報記憶媒体４００の例としては、例えば、コネクタ（不図示）や接点（不図示）などを介して接触して通信を行う接触型不揮発性メモリ、コネクタや接点などを介さずにアンテナなどの通信部材を用いて電磁波によって通信を行う非接触型不揮発性メモリ、電源を有する揮発性メモリなど、任意の形態を用いることができる。また、ＣＰＵ３０は、情報記憶媒体４００、５００と情報通信を行うための情報読み書き手段３１を介して情報の読み出し、書き込みを行う。読み出した情報に基づいて後述するトナー強制消費の制御を行う。
【００２８】
図１５は画像形成装置本体とプロセスカートリッジ１０又はトナーカートリッジ５に設けられた不揮発性のメモリとしての情報記憶媒体（４００、５００）との関係を示すブロック図である。例えば、情報記憶媒体４００では情報を記憶する領域が設けられており、情報記憶媒体４００の記憶領域に記憶されている情報は画像形成本体に設けられた情報読み書き手段３１によって読み出され、本体ＣＰＵ３０に読み込まれる。
【００２９】
次に、現像装置４について図２を参照して詳しく説明すると、感光ドラム１と対向して配置された現像装置４は、現像容器４６、現像剤搬送手段としての現像スリーブ４１、現像剤の穂高規制部材としてのブレード４２を有している。現像装置４の内部は、垂直方向に延在する隔壁によって現像室４７（第１室）と撹拌室４８（第２室）とに区画され、隔壁の上方部は開放されている。現像室４７及び撹拌室４８には、非磁性トナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤が収容されており、現像室４７で余分となった現像剤は撹拌室４８側に回収される。
【００３０】
また、現像室４７及び撹拌室４８には、それぞれ第１及び第２撹拌スクリュー４３，４４が配置されている。現像装置４の現像室４７は、感光ドラム１に対面した現像域に相当する位置が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ４１が回転可能に配置されている。現像スリーブ４１は非磁性材料で構成され、現像動作時には図示矢印方向に回転し、その内部には磁界発生手段である磁石（マグネットローラ）が固定されている。現像スリーブ４１はブレード４２によって層厚規制された２成分現像剤の層を担持搬送し、感光ドラム１と対向する現像域で現像剤を感光ドラム１に供給して潜像を現像する。現像効率を向上させるために、現像スリーブ４１には電源から、例えば直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアス電圧が印加される。
【００３１】
このような現像装置４のマグネットローラは、５極構成からなり、現像室撹拌スクリューで撹拌された現像された現像剤は、汲み上げのための搬送用磁極（汲み上げ極）Ｎ２の磁力で拘束され、現像スリーブ４１の回転により現像剤溜り部５へ搬送される。現像剤量は、安定した現像剤を拘束するために、ある一定以上の磁束密度を有する搬送用磁極（カット極）Ｓ２で十分に拘束し、そして磁気ブラシを形成しつつ搬送される。次いで、ブレード４２、即ち、穂高規制部材で磁気ブラシを穂切りして現像剤量を適正にし、搬送用磁極Ｎ１で搬送される。
【００３２】
現像剤はポリエステル樹脂に顔料を分散した非磁性トナーと、フェライトをシリコーン樹脂でコーティングした磁性キャリアから成り、現像室と撹拌室での撹拌と、摺擦によってトナーにマイナスの電荷が付与される。現像によって消費された分のトナーはトナーカートリッジから供給されるが、補給されたばかりのトナーも前記のような撹拌と摺擦によって適正な電荷が付与さる。
【００３３】
即ち、現像剤中のトナーは、補給され、撹拌・摺擦によって電荷を付与され、現像されるという過程の中で順次入れ替わるが、この入れ替わりが少ないと、トナーは過剰に帯電してしまう。また、長時間の攪拌、摺擦によりトナーの劣化も進行する。このように過剰な帯電または劣化したトナーは現像時に濃度が薄くなったり、転写不良で均一転写ができないなどの画像劣化を引き起こす。
【００３４】
そこで、本実施形態では、トナーを強制的に消費させることにより、トナーを強制的に入れ替え、トナーの過剰な帯電を防止し、画質の低化を防いでいる。なお、このトナーを強制的に消費させる制御は、記録紙に画像を記録させる通常の画像形成を行うタイミングではない、後回転、前回転、紙間などの非画像形成時に実行される制御である。
【００３５】
トナーの強制消費処理は以下の様に行われる。画像形成時と同様に感光ドラム１上を帯電装置２で帯電し、露光装置３で感光ドラム１の長手全域を所定の時間露光する。その露光部に対して現像装置４で画像形成時と同様にトナーを現像することで現像容器４６からのトナーの強制消費を行なわせる。
【００３６】
このとき転写装置９ｇには電圧を印加していないため、感光ドラム１上に強制消費されたトナーは、ほぼ転写されることなく転写位置を通過し、クリーニング装置８にて除去される。また、転写ベルト９に転移するトナーも多少は存在するがそのようなトナーは転写ベルトのクリーナ１１に回収される。
【００３７】
本実施形態では、露光は感光ドラム１の長手全域において、レーザー照射量はＦＦＨで高濃度現像することで、トナー消費量を多くし短時間で強制消費動作を終わらせることが可能としている。ただし、レーザーの照射量は必ずしもＦＦＨである必要はなく、時間に余裕がある場合は、ある程度効率良くトナーを現像させるような量であれば良い。
【００３８】
このように劣化したトナーを消費することで、新たにフレッシュなトナーが消費された量だけトナー補給槽たるトナーカートリッジ５から現像装置４内に補給される。従って、現像容器４６内のトナーの入れ替えが行われ、トナーの流動性及び帯電量が適切なものとなる。
【００３９】
次に、トナー強制消費処理の態様に応じた、画像レベルと印刷枚数の関係について、図８から図１０を参照して説明する。
【００４０】
まず、図８は、０.５％の印字率で、トナー強制消費処理を行わずに所定枚数の印刷を継続して行った場合の印刷枚数と画像レベルの関係を示すグラフである。図８のグラフでは、横軸がプリント枚数、縦軸が画像レベルを表しており、画像レベルは下に行くほど低下していることを示している。この検証では、３種類のキャリア１から３までを利用して、印刷枚数に対する画像レベルの変化を観察した。
【００４１】
図８では、キャリア１は８００枚まで許容範囲を維持できるが、キャリア３はその半分の４００枚程度までしか許容範囲を維持できていない。これは、キャリア特性のばらつきによって、トナーを帯電させやすいもの、逆に帯電させにくいものがあり、そのため印字率と画質低下の関係に違いが現われたものと考えられる。また、上記許容範囲とは印刷物として許容される画像レベルの範囲を意味する。
【００４２】
そこで、トナー強制消費を同一タイミングで同じ量だけ実行すると、その結果は図９に示す通りになる。ここで、印字率の閾値は２.０％、タイミングは２５０枚ごとであり、画質低下を引き起こしにくいキャリア（キャリア１）に合わせたものである。図９では、トナー強制消費処理の実行により一旦は画像レベルが回復するものの、その後、印刷−トナー強制消費処理を繰り返して実行すると画像レベルは許容範囲から外れてしまうキャリアが存在する（キャリア２、３）。
【００４３】
これに対して、画質の低下を引き起こしやすいキャリア（キャリア３）に印字率の閾値を合わせると、印字率の閾値は３.０％となる。この場合、画質低下を引き起こしにくいキャリア（キャリア１）については、トナー強制消費処理の頻度が増加するために、必要以上にトナーが消費されてしまう。従って、画質の低下を避けつつも消費量を不必要に増大させないためには、キャリア毎の特性のバラツキに対応して、各キャリア毎に印字率の閾値を変える必要がある。
【００４４】
このように各キャリア毎（つまりプロセスカートリッジ毎）に閾置を適用するためには、本体側に閾置を持たせておくのでは対応が困難であり、各キャリアに適切な印字率の閾値をプロセスカートリッジの情報記憶媒体に格納し、トナー強制消費モードを実施する際にはその情報を用いて行なうことが好ましい。
【００４５】
キャリアごとにカートリッジの情報記憶媒体に印字率の閾値を格納して、その値をもとに強制トナー消費を行なった場合の画像レベルの推移を図１０に示す。ここにおいて、印字率の閾値はそれぞれキャリア１は２.０％、キャリア２は２.５％、キャリア３は３.０％であり、２５０枚ごとにトナー強制消費処理を行なっている。どのキャリアについても、画像レベルが許容範囲を超えることなく良好な範囲を推移している。
【００４６】
次に、図４を参照して上記図１０の結果に対応する本実施形態におけるトナー強制消費処理について説明する。まず、ステップＳ４０１においてプリント信号が入力されると、ステップＳ４０２において、各ステーションのプロセスカートリッジ１０の情報記憶媒体４００に記憶されている該カートリッジ１０に適した最低印字率の値（印字率の閾値）が本体側に読み込まれる。
【００４７】
ステップＳ４０３において実際に画像形成がスタートすると、ステップＳ４０４において画像データが読み込まれビデオカウントが算出される。ビデオカウントはすでに今までのプリントで本体ＲＯＭ３４に積算されている値に積算される。また、プリント枚数も同様に本体ＲＯＭ３４に格納されている積算枚数に加えられ、その積算枚数がＮｐ枚であるかを判断する。Ｎｐ枚に到達していなければ(ステップＳ４０６で「ＮＯ」)、Ｎｐ枚に到達するまで同様のシーケンスでプリント動作を行なう。
【００４８】
上記プリント枚数Ｎｐは、例えば、１００枚や２５０枚が相当するが、これに限らずプロセスカートリッジのキャリアの特性に応じて設定してもよい。
【００４９】
プリント枚数がＮｐ枚になった時点で(Ｓ４０６において「ＹＥＳ」)、ステップＳ４０７においてビデオカウントデータとプリント枚数から計算を行い各カートリッジの平均の印字率（プリント１枚あたりの印字率）を算出する。その値がカートリッジから読み込んだ印字率の閾値を超えていないカートリッジがあれば(ステップＳ４０７において「ＹＥＳ」)、ステップＳ４０８において、そのカートリッジについて平均印字率が印字率の閾値になるように差分をトナー消費する。一方、平均印字率が所定の値を超えているカートリッジについては(ステップＳ４０７において「ＮＯ」)、トナー強制消費動作は行なわれずそのまま画像形成が継続される。
【００５０】
ただし、トナー強制消費動作を行なったカートリッジもそうでないカートリッジも、ステップＳ４０９において、本体ＲＯＭ３４のプリント枚数はＮｐ枚でリセットされ、このとき累積ビデオカウント値もリセットされる。その後再び、Ｎｐ枚まで積算し計算によりトナー強制消費動作を行なうかの判断をする。このシーケンスを繰り返すことで、キャリアの特性に応じて常に適正量のトナーが入れ替えられることになり、同じトナーを過度に摺擦することを防止することができる。その結果、トナーの過剰帯電や劣化が抑制され、画像品質の低下を防止できる。
【００５１】
以上のように、本実施形態に対応する本発明では、プロセスカートリッジに情報記憶媒体が設けられていて、その情報記憶媒体にそのキャリアに適切な印字率閾値を記憶させ、その値を用いてトナー強制消費シーケンスを実行することで、常にそのプロセスカートリッジにあった印字率を保ち、トナーはキャリアから過剰に帯電されることなく、また劣化することなく、安定した画像形成を行なうことが可能となる。
【００５２】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、プロセスカートリッジの情報記憶媒体４００に印字率の閾値をトナー強制消費に関する情報として記憶していたが、本実施形態では、印刷枚数を記憶することを特徴とする。また本実施形態では、印字率の閾値を画像形成装置本体のＲＯＭ３４に記憶しておいてもよい。なお、画像形成装置本体は第１の実施形態の構成と同じである。
【００５３】
これにより本実施形態に対応する画像形成装置では、図６のキャリア１のように長期にわたって品質が保てるキャリアに関しては、閾値を変更せずにトナー強制消費動作を実施するタイミングを遅らせることができ、キャリア３のように画質の低下を引き起こしやすいキャリアに関しては、早いタイミングでトナー強制消費動作を行なうことができる。
【００５４】
トナー強制消費動作を行なうタイミングはキャリアごとに適切な値に設定することができ、例えば、キャリア１は２５０枚、キャリア２は１７０枚、キャリア３は１２５枚としてプロセスカートリッジ１０の情報記憶媒体４００に格納することができる。また、印字率の閾値は、例えば２.０％として固定でよく、その値は本体ＲＯＭ３４に格納されるのが好ましい。これにより、図１１に示すように、画像レベルは高い画像レベルでの許容範囲内で推移する。
【００５５】
このように、本実施形態では、キャリアごとに必要最低限の時間間隔でトナー強制消費処理を実行することで、必要以上にトナー強制消費動作が入ることで印刷スピードが落ちるといった問題を解消し、プリントスピードの遅延を必要以上に起こすことなく、画像品質を安定して保つことが可能となる。
【００５６】
［第３の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態では、トナー強制消費に関する情報をプロセスカートリッジ１０の情報記憶媒体４００に記憶していたが、本実施形態では、トナーカートリッジ５の情報記憶媒体５００に格納することを特徴としている。以下においては格納される情報を印字率の閾値として説明するが、印刷枚数を格納しても良いのは言うまでもない。また、本実施形態における画像形成装置の構成は、第１の実施形態の画像形成装置と同じ構成である。
【００５７】
さらに、情報記憶媒体５００の構成は、第１の実施形態で説明した情報記憶媒体と同様であり情報記憶媒体５００の所定の記憶領域にトナー強制消費に関する情報を記憶している。
【００５８】
以下、本実施形態に対応する本願発明の構成について以下にさらに詳しく説明する。図１２に示すようにトナー１、トナー２、トナー３と３種類のトナーは画質の低下度合いに差があり、このようなトナーに対して同じ印字率の閾値（ここでは２.０％）、同じタイミング(２００枚毎)で、トナー強制消費シーケンスを実行すると、トナーの消費が足りずに画像レベルの低下を招くという問題が生ずる。また、レベルの良いトナーに関しては必要以上にトナーを消費している可能性がある。
【００５９】
そのため、本実施形態ではトナー毎に適切な印字率の閾値を設ける。ここでは、印字率の閾値をトナー１は１.５％、トナー２は２.０％、トナー３は２.５％として、トナーカートリッジに設けられた情報記憶媒体５００に格納する。そうすることで、図１３に示すように無駄にトナーを消費することなく画像レベルの低下を防ぐことが可能となる。
【００６０】
なお、本実施形態におけるトナー強制消費処理の流れは、第１の実施形態（図４）と同様であるため説明は省略する。
【００６１】
ここでは印字率の閾値をトナーカートリッジの情報記憶媒体５００に格納したが、図１４に示すようにトナーごとに適切なトナー強制消費動作タイミング（印刷枚数）を格納することでも、同様の効果が得られる。それぞれのトナーが収納されているトナーカートリッジ５の情報記憶媒体５００に格納された印刷枚数は、例えばトナー１が２００枚、トナー２は１２０枚、トナー３は１００枚と設定することができる。
【００６２】
このように、トナーに応じて適切な強制消費の量に関する情報または強制消費を実行するタイミングをトナーカートリッジ５の情報記憶媒体５００に格納することで、キャリアよりもトナーの方がトナー劣化または過帯電による画像劣化に影響する場合にも対応が可能となる。
【００６３】
以上のように、トナーの製造条件のばらつきによる特性の違いに応じて、適宜トナーカートリッジの情報記憶媒体に格納する情報を変更することで、画像形成装置本体側に固定の情報を格納していたときのようにトナーを無駄に消費することなく、またユーザーに余計なストレスを与えることなく良質な画像形成を行なうことが可能となる。
【００６４】
上記本実施形態では、平均印字率を算出するためのビデオカウントデータとプリント枚数を本体ＲＯＭ３４に格納している場合を説明したが、これらの情報についてもカートリッジの情報記憶媒体に格納しておくことで、カートリッジが違う本体で使用された際にも問題を生じることなくさらに安定した画像形成を行うことが可能となる。
【００６５】
例えば、本体ＲＯＭ３４に格納している場合には、使用していたカートリッジが交換され違うカートリッジが使用されると、交換以前に使用していたカートリッジの累積印字率とプリント枚数から処理が開始され、無駄にトナーを消費してしまう可能性がある。
【００６６】
また、カートリッジ交換で本体ＲＯＭ３４に格納された情報をリセットしてゼロからスタートしたとしても、新たに使用されるカートリッジの以前の使用状況がわからないため、画質の劣化を招く可能性がある。
【００６７】
従って、累積印字率、プリント枚数もカートリッジの情報記憶媒体に格納しておくことが望ましい。
【００６８】
また、以上に説明した第１乃至第３の実施形態では、トナー強制消費動作を行なうか否かの基準を印刷枚数としていた（図４のステップＳ４０６）が、これに限らずスリーブの回転数、スクリューの回転数、又はドラムの回転数など、印刷枚数と関連する値を代わりの基準としても良い。
【００６９】
また、本各実施形態では、トナー強制消費に関する情報をトナーカートリッジ５の情報記憶媒体に格納する方法と、プロセスカートリッジ１０の情報記憶媒体に格納する方法とを別の実施形態として記載したが、両者を併用することも可能である。この場合は、画像劣化が起きないように印字率や動作の間隔はトナー劣化、トナーの過帯電に有利な方を選ぶようにするのが望ましい。また、両方の情報から適正な量とタイミングを算出することも可能である。
【００７０】
上記各実施形態中は、所定の枚数でトナー強制消費動作を実行するか判断しているが、所定の枚数以内であれば画像形成後にトナー強制消費処理を実行することで、実際のプリント処理への影響を無くして、プリントスピードを遅らせることなくトナーの劣化や過剰帯電を防止することが可能となる。
【００７１】
以上のように、上記実施形態に対応する本発明によれば、現像カートリッジなどの着脱可能なユニットに記憶手段を設け、そこにトナー強制消費動作に関する情報をもたせることで、現像剤の製造ばらつきなどによる特性の違いに応じて適切な現像剤の強制消費動作に関する情報を入れることが可能となる。
【００７２】
また、現像剤のみならず、現像手段に用いられる部材の特性の違いに応じて適宜適切なトナー強制消費動作の情報をカートリッジの記憶手段に格納することも可能となる。そのため、必要以上にトナーを消費したり、消費が足りないことで画像の劣化が起こることなく安定して長期にわたって画像形成が可能となる。
【００７３】
なお、本実施形態は、現像剤としてトナーとキャリアとからなるニ成分現像剤を用いた系、及び、トナーからなる一成分現像剤を用いら系に適用可能である。
【００７４】
［第４の実施形態］
図７は本発明に係る画像形成装置の一実施形態の概略断面を示す。本実施形態の画像形成装置Ａは、画像情報に応じて電子写真方式にて記録媒体１４、例えば記録用紙、ＯＨＰシートなどに画像を形成するレーザービームプリンタとされる。又、本実施形態の画像形成装置Ａは、詳しくは後述するように、プロセスカートリッジＢが着脱可能とされている。
【００７５】
画像形成装置Ａは、パーソナルコンピュータなどのホスト３３に接続されて用いられる。コントローラ部３２において、ホスト３３からのプリント要求信号並びに画像データを処理し、露光装置３を制御することで、像担持体１上に静電潜像を形成する。
【００７６】
感光ドラム１は、感光ドラム１に加圧当接されたローラ状の帯電部材、即ち、ＤＣ接触帯電ローラ（帯電ローラ）２によって一様に帯電される。帯電ローラ２には電源２０から帯電バイアスとして所定の値に固定された直流電圧が印加され、感光ドラム１の表面を負に一様に帯電させる。帯電ローラ２は感光体ドラム１の回転により、図中矢印Ｒ４方向に従動回転する。帯電ローラ２は、感光ドラム１の長手方向（記録媒体１４の搬送方向に直交する方向）略全域に亙って当接されている。
【００７７】
一様に帯電された感光ドラム１は、露光装置３からのレーザー光Ｌにより露光され、その表面に静電潜像が形成される。露光装置３は、レーザー光源、ポリゴンミラー、レンズ系などを有し、コントローラ部の制御により、感光ドラム１上を走査露光することができる。
【００７８】
その後、この静電潜像は、現像装置４によって現像剤が供給されて、トナー像として可視化される。つまり、現像装置４は、一成分現像剤として負帯電性の非磁性トナー（トナー）２２を収容する現像容器４６を有する。本実施形態では、トナー２２には、小粒径化及び低融点化を達成し、且つ、転写効率を向上させるために、重量平均粒径約７μｍの略球形トナーを用いた。
【００７９】
そして、感光ドラム１と対向する現像容器４６の一部は、感光ドラム１の長手方向略全域に亙り開口しており、この開口部にローラ状の現像剤担持体（現像手段）である現像ローラ４１が配置されている。現像ローラ４１は、現像装置４の図中左上方に位置する感光ドラム１に所定の侵入量となるように押圧、接触され、回転駆動される。又、その表面は、トナー２２との摺擦確率を高め、且つ、トナー２２の搬送を良好に行うために、適度な凹凸を有している。
【００８０】
現像ローラ４１の図中右下方には、現像ローラ４１への現像剤を供給し、又未現像トナーを現像ローラ４１から剥ぎ取る手段として、弾性ローラ２４が当接されている。弾性ローラ２４は、回転可能に現像容器４６に支持されている。又、弾性ローラ２４は、現像ローラ４１へのトナー供給及び未現像トナーの剥ぎ取り性の点からゴムスポンジローラとし、現像ローラ４１と同一方向に回転駆動する。
【００８１】
又、現像装置４は、現像ローラ４１に担持させるトナー量を規制する現像剤層厚規制部材として、現像ブレード４２を備えている。現像ブレード４２は、弾性を有するリン青銅製の金属薄板で構成され、自由端側の先端近傍を現像ローラ４１の外周面に面接触にて当接するように設けられている。弾性ローラ２４との摺擦により現像ローラ４１上に担持されたトナーは、現像ブレード４２との当接部を通過する際に摩擦帯電により電荷付与され、且つ、薄層に規制される。
【００８２】
このような構成の現像装置４において、現像ローラ４１には、現像バイアスとして所定の値に固定された直流電圧が印加される。これによって、本実施形態では、一様に帯電された感光ドラム１の表面の、負電荷が減衰した露光部を反転現像により現像する。
【００８３】
一方、記録媒体１４は記録媒体収容部から供給ローラなどにより分離給送され、レジストローラで一旦停止する。レジストローラは、記録媒体の記録位置と感光ドラム１へのトナー像の形成タイミングとの同期をとり、転写手段である転写ローラ９ｇと感光ドラム１との対向部（転写部）へと、記録媒体１４を送り出す。
【００８４】
こうして、可視化された感光ドラム１上のトナー像は、転写ローラ９ｇの作用によって記録媒体１４に転写される。トナー像を転写された記録媒体１４は、定着装置１２に搬送される。ここで、記録媒体１４上の未定着のトナー像は、熱、圧力よって記録媒体１４に永久定着される。その後、記録媒体１４は排出ローラなどにより機外に排紙される。
【００８５】
又、転写されずに感光ドラム１上に残留した転写残トナーは、クリーニング手段（クリーナ）８によって清掃する。クリーナ８は、クリーニング部材であるクリーニングブレード７により転写残トナーを感光ドラム１から掻き取り、廃トナー容器に収納する。クリーニングされた感光ドラム１は画像形成に供される。
【００８６】
本実施形態では、画像形成装置Ａは、電子写真感光体を備えた像担持体と、この像担持体に作用するプロセス手段とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを装置本体に対して着脱可能とするプロセスカートリッジ方式を採用している。このプロセスカートリッジは、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーナ８が一体的にカートリッジ化されることで、プロセスカートリッジＢとして形成され、画像形成装置Ａ本体に着脱可能とされている。また、プロセスカートリッジＢは、画像形成装置Ａが備える装着手段を介して、取り外し可能に装置本体に装着される。
【００８７】
本実施形態によれば、プロセスカートリッジＢには情報記憶媒体４００が設けられている。情報記憶媒体４００の例としては、例えば、コネクタ（不図示）や接点（不図示）などを介して接触して通信を行う接触型不揮発性メモリ、非接型触不揮発性メモリ、電源を有する揮発性メモリなど、任意の形態を用いることができる。本実施形態では、情報記憶媒体として非接型触不揮発性メモリがプロセスカートリッジＢに搭載されている。
【００８８】
非接型触不揮発性メモリは、メモリ側の情報伝達手段であるアンテナ（図示せず）を有し、アンテナを用いた無線通信で画像形成装置本体が備えた制御手段（ＣＰＵ）３０と通信することで、情報の読み出し及び書き込みが可能である。本実施形態では、ＣＰＵ３０は装置本体側の情報通信部として情報読み書き手段３１が設けられており、メモリ４００の情報の読み書き手段の機能を備えている。
【００８９】
なお、メモリ２６は第１の実施形態で説明した情報記憶媒体と同様であり、メモリ２６（記憶媒体）の所定の記憶領域にトナー強制消費に関する情報を記憶している。
【００９０】
このような構成の現像手段を用いたプロセスカートリッジＢで低印字画像を大量に印刷すると現像ローラ４１、弾性ローラ２４付近のトナーがなかなか入れ替わらないためトナーの劣化が進み、転写ムラ、濃度低下などの画像劣化を招く。トナー劣化は、主に現像ローラ４１と現像ブレード４２との摺擦により起こる。よって、トナー強制消費動作により摺擦を受け劣化したトナーを強制的に消費し、まだ摺擦を受けていないフレッシュなトナーに入れ替わらせて、画質の低下を防止する。
【００９１】
本実施形態ではトナー強制消費動作を以下のように実施した。Ａ４サイズの画像形成に必要な現像ローラ４１の回転数をＴとし、例えば、通紙枚数１００枚に相当する現像ローラ４１の回転数１００Ｔ毎に、1次帯電バイアスを−６５０Ｖとすることにより感光ドラム１の表面電位が露光電位となるよう設定し、非画像形成時（後回転、前回転、紙間など）にベタ黒画像１ページに相当する劣化トナーを感光ドラム１上に現像することにより、劣化したトナーを強制的に消費し、画像形成枚数増加に伴う画質の低下を低減した。
【００９２】
しかし、トナー劣化のレベルについては使用されているトナーの特性によってばらつきが生じる。現像ローラ回転数１００Ｔは標準的なトナーＢに対して設定されたものであり、トナー劣化に強いトナーＡであれば、ローラ回転数が１００Ｔ毎では当然画質に問題はなく、１５０Ｔまで画像上問題が生じなかった。しかし、トナー劣化に弱いトナーＣの場合、ベタ黒画像１ページ相当のトナーを１００Ｔごとに消費するのでは不十分で、１００Ｔ毎に通常の１.５倍のトナー強制消費量が必要であった。または、７０Ｔ毎に通常量のトナー消費を行なう必要があった。
【００９３】
このようにトナー劣化レベルがトナーロットなどによって違うため、画像形成装置ＡのＲＯＭ３４に、予め決められた消費量と現像ローラ回転数の閾値が格納されている場合には、無駄にトナーを消費したり、必要以上にトナー強制消費動作が入ることで印刷スピードが落ちるなどの問題が発生する。また、逆にそれらを満たすために、消費量を少なくしたりや実行間隔を長くすると、劣化しやすいトナーやキーパーツの組み合わせで、トナー消費量が足りずに画像劣化が起こることがある。
【００９４】
そこで、本実施形態ではトナー毎にカートリッジの情報記憶媒体にトナー強制消費動作を行なう現像ローラ回転数を格納する。トナーＡは１５０Ｔ、トナーＢは１００Ｔ、トナーＣは７０Ｔとした。それぞれのプロセスカートリッジに適したトナー強制消費を実行するタイミングに関する情報（トナー強制消費を行なう現像ローラ回転数）を格納しておくことで、安定して良質な画像の提供を行なうことができるようになる。これは、上記のようなトナー毎のトナー劣化レベルのばらつきにその都度対応することが可能となるためである。
【００９５】
このようにプロセスカートリッジＢの情報記憶媒体４００に、トナー強制消費に関する情報を格納し利用することで、上記のようなトナーのばらつきだけでなく現像ローラ４１、規制ブレード４２などの部材のばらつきにも対応が可能となる。
【００９６】
本実施形態ではトナー強制消費動作を連続プリントジョブ中に行っているが、現像ローラ回転数の閾値内であれば、動作を連続プリント終了後に行うことにより、連続プリントのスピードを落とさずに本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００９７】
また、本実施形態では、画像形成時以外（非画像形成時）の感光ドラム１上への現像時に１次帯電バイアスにより感光ドラム１の表面電位を露光電位とすることにより、1次帯電の放電による感光ドラム１表面の劣化が無く現像が可能となるが、本発明は、この態様に限定されるものではなく、本発明の原理は、感光ドラム１を露光することにより画像形成時以外に現像を行う場合にも適用でき、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
本実施形態では接触現像を採用しているが、本発明は接触現像に限るものではなく、トナーが現像プロセスにおいて摺擦されるような画像形成装置、例えばトナー供給ローラ、弾性規制ブレード等を用いた非接触ジャンピング現像法等において有効である。
【００９９】
［第５の実施形態］
第１の実施形態から第４の実施形態までは、所定枚数で印字率の閾値を下回ったときにトナー強制消費動作を実行していたが、本実施形態では、現像装置の使用量としての印刷枚数に対して画質良好であるための最低の消費トナー量と実際に消費しているトナー量との差分を確認し、その差分が所定値△Ｘに達したときにトナー強制消費を実施することを特徴としている。消費トナー量は、直接トナーの量を確認しているわけではなく、印字率の情報などから計算している。
【０１００】
本実施形態の画像形成装置の構成は第１の実施形態で説明した図１、図２と同様であり、また、画像形成装置本体とプロセスカートリッジに設けられた不揮発性のメモリとしての情報記憶媒体との関係を示すブロック図１５の構成も同様であるため説明は省略する。
【０１０１】
ここでは、印刷枚数に対して画質良好であるための最低の消費トナー量は、画像良好であるための最低の印字率（印字率の閾値）に印刷枚数を掛け合わせた値としている。なお、画像形成装置本体は、第１の実施形態の構成と同じである。また、本実施形態では所定値△Ｘと印字率の閾値がプロセスカートリッジの情報記憶媒体に記憶されている。（トナー強制消費動作を制御するための情報として所定値△Ｘ、印字率の閾値が記憶されている。）
本実施形態の方法によってトナー強制消費動作を行なうことで、どのような印字率であっても印字率の閾値以下であれば必ず所定枚数毎にトナー強制消費動作を行うで不足分を消費するのではなく、印字率に応じて良好な画像を保つぎりぎりまで待ってからトナー強制消費動作を入れることが可能となる。つまり低印字率画像がしばらく続いたとしても、画像劣化が現われるギリギリまで待つことができるため、その後、高印字率画像が印刷されたときなどにはわざわざトナー強制消費動作を入れることなく画質劣化を回復することができる。よって、第１の実施形態で説明したような所定枚数毎に頻繁に制御が入ることによるユーザーのストレスを軽減するとともに、トナーの浪費の抑制にもつながる。
【０１０２】
以下に図１６用いて本実施形態のトナー強制消費の方法について述べる。図１６は印刷枚数と印字率の積算値の関係を表している。
【０１０３】
本実施形態で用いたトナー、キャリアと現像器の構成では、画像の劣化を引き起こすことの無い印字率の閾値は２.５％であった。図中の直線Ａが印字率２.５％でプリントを行なったときに印字率の積算値である。直線Ａは、式１のように印字率の積算値をＲとして印刷枚数Ｐと印字率（２.５％）の掛け算で表される。
【０１０４】
Ｒ＝２.５・Ｐ  ・・・  式１。
【０１０５】
直線Ｂは直線Ａに対して所定の値△Ｘを差し引いたときの印字率の積算値である。よって以下の式２で表される。
【０１０６】
Ｒ＝２.５・Ｐ−△Ｘ  ・・・  式２。
【０１０７】
本実施形態では０.５％印字で画像不良が発生せずに印刷できる枚数が２００枚であったことから、このときにトナー強制消費が実行されるように△Ｘを設定した。ここでは、△Ｘ＝４００％である。実際に印刷したときの印字率の積算値が直線Ｂを下回ったときに、トナー強制消費が実行される。トナー強制消費が実行されると印刷枚数、印字率の積算値はリセットされる。また、直線Ａを上回ったときには、印刷枚数、印字率の積算値のリセットのみが行なわれる。
【０１０８】
実際に印刷したときの印字率の積算値を、図中破線１、２で示している。破線1は、最初の１００枚は印字率０％、その後印字率５.０％のときの印刷枚数と印字率の積算値の関係を示している。このときは、印刷枚数２００枚で直線Ａを上回ったため、その時点でリセットがかかる。破線２は、様々な印字率の画像を出力したときの印刷枚数と印字率の積算値の関係を表している。最終的に３５０枚のところで印字率の積算値が直線Ｂを下回ったため、トナー強制消費シーケンスが実行され、それまでの印刷枚数と印字率の積算値はリセットされる。
【０１０９】
このように例え印字率が０％であっても、その後高印字画像が印刷されたときにはあえてトナー強制消費動作を実施することなく現像器の状態を良好に保つことができる。このとき、印字率０％で１００枚印刷した時点では、まだ画像上何の問題も発生していない。また、高印字、低印字が繰り返し印刷されるようなときであれば、画像が良好であるぎりぎりの状態まで待つことができるため、トナー強制消費動作を実施するタイミングを遅延させ、トナー強制動作を実施する回数を減らすことができる。ここでも、画像上の問題は発生することはなかった。ただし、３５０枚の時点でトナー強制消費を実行せずにそのまま低印字を印刷すると、３５０枚を過ぎて数枚後に濃度の低下が起こり画像不良を引き起こした。
【０１１０】
上記のように本実施形態においては、印刷枚数に対して画質良好であるための最低の消費トナー量と実際に消費しているトナー量との差分を確認し、その差分が所定値に達したときにトナー強制消費を実施することで、必要以上にトナー強制消費動作を実行して、それによる印刷スピードの低下、トナーの浪費を抑制するとともに安定して良好な画像形成を行なえるようになる。
【０１１１】
本実施形態では、プロセスカートリッジの記憶手段に印字率の閾値と差分△Ｘを記憶した。そのため、トナーまたはキャリアの特性に応じて印字率の閾値と差分△Ｘを変更することができるため、各々のトナーまたはキャリアに対応したトナー強制消費が行なえる。よって、無駄にトナーを浪費したり、頻繁に制御が入ることによる印刷時間の遅延を抑制することが可能となる。
【０１１２】
また、ここでは記憶しておく情報量を極力少なくするため、印字率の閾値と印刷枚数の掛け算で画像が良好であるぎりぎりのトナー消費量（印字率の積算値）を計算したが、印刷枚数に対して画像が良好であるぎりぎりのトナー消費量が一意に求まるテーブルとして用意しておき、その値からトナー強制消費動作を制御することも可能である。
【０１１３】
また、本実施形態においては現像装置の使用量として印刷枚数を用いる場合について説明したが、印字枚数に限らず現像剤担持体の回転数、または現像剤担持体の駆動時間を用いても良い。
【０１１４】
なお、本実施形態の制御は図２のＣＰＵ３０内に記憶されているプログラム（不図示）によって実行されるものである。
【０１１５】
当然、トナー、キャリアなどの特性の違いがあまり無く安定しているときには、プロセスカートリッジの記憶手段に印字率の閾値と差分△Ｘを記憶するのではなく、画像形成装置本体の記憶手段に記憶しておくことも可能である。
【０１１６】
なお、本実施形態は、現像剤としてトナーとキャリアとからなるニ成分現像剤を用いた系、及び、トナーからなる一成分現像剤を用いら系に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施形態に対応するレーザープリンタの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に対応する画像形成部の構成の一例を示す図である。
【図３】従来の画像形成装置におけるトナー強制消費処理のフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に対応する画像形成装置におけるトナー強制消費処理の一例に対応するフローチャートである。
【図５】従来の画像形成装置の構成の一例を示す図である。
【図６】従来の画像形成装置における現像器の構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に対応する画像形成装置Ａの構成の一例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態における、トナー強制消費処理を行わずに所定枚数の印刷を継続して行った場合の印刷枚数と画像レベルの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第１の実施形態における、トナー強制消費を同一タイミングで同じ量だけ実行した場合の印刷枚数と画像レベルの関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１の実施形態における、トナー強制消費を各キャリア毎に印字率閾置を設定して行った場合の印刷枚数と画像レベルの関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２の実施形態における、トナー強制消費を各キャリア毎に消費間隔を設定して行った場合の印刷枚数と画像レベルの関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の第３の実施形態における、トナー強制消費処理を行わずに所定枚数の印刷を継続して行った場合の印刷枚数と画像レベルの関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の第３の実施形態における、トナー強制消費を同一タイミングで同じ量だけ実行した場合の印刷枚数と画像レベルの関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の第１の実施形態における、トナー強制消費を各トナー毎に消費間隔を設定して行った場合の印刷枚数と画像レベルの関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の実施形態に対応する、画像形成装置とカートリッジに設けられた情報記憶媒体との関係を説明するためのブロック図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態における、印刷枚数と印字率の積算値の関係を示した図である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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