(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成すべき画像情報の印字率を取得する印字率取得部と、
プロセス速度が互いに異なる複数のモードのうちで設定されているモードに応じたプロセス速度で画像形成すべき用紙を用紙搬送路上で搬送する搬送手段と、
表面で画像情報に基づく潜像を担持する像担持体と、
内部に収容する現像剤を攪拌する攪拌手段を有し、攪拌された現像剤を前記像担持体の表面に供給する現像装置と、
前記プロセス速度毎に最適な前記攪拌手段の攪拌速度、及び画像形成処理に使用されるトナー量である必要トナー量と前記攪拌速度との関係を予め記憶し、前記搬送手段によって搬送される所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、前記印字率取得手段によって取得された印字率と連続して画像形成する用紙の枚数とから必要トナー量を算出し、算出した必要トナー量と設定されているモードに応じたプロセス速度とに基づいて前記攪拌速度を変更する制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記搬送手段及び前記攪拌手段は、互いに異なる駆動源を有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】
本体装置内部の温度、湿度を含む環境条件を検出する環境検出手段を備え、
前記制御部は、前記所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、前記環境条件検出手段によって検出された環境条件による現像剤の帯電特性の変化に応じて前記攪拌速度をさらに変更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４】
画像形成すべき画像情報から印字率を取得する印字率取得部と、
プロセス速度が互いに異なる複数のモードのうちで設定されているモードに応じたプロセス速度で画像形成すべき用紙を用紙搬送路上で搬送する搬送手段と、
内部に収容する現像剤を攪拌する攪拌手段を有し、攪拌された現像剤を前記像担持体の表面に供給する現像装置と、
表面で画像情報に基づく潜像を担持する像担持体と、
前記搬送手段によって搬送される所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、前記印字率取得手段によって取得された印字率と連続して画像形成する用紙の枚数とから必要トナー量を算出し、算出した必要トナー量と設定されているモードに応じたプロセス速度に対して予め定められたトナーの限界補給量との関係に基づいて必要トナー量がトナーの限界補給量を超えないようにプロセス速度を変更する制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、複数枚の用紙に連続して画像形成する際、前記プロセス速度と前記攪拌手段の現像剤の攪拌速度とを個別に制御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】
前記搬送手段及び前記攪拌手段は、互いに異なる駆動源を有することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
本体装置内部の温度、湿度を含む環境条件を検出する環境検出手段を備え、
前記制御部は、前記所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、前記環境条件検出手段によって検出された環境条件による現像剤の帯電特性の変化に応じて前記プロセス速度をさらに変更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８】
前記制御部は、前記所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する画像形成要求毎に前記変更する制御を行うことを特徴とする請求項１又は４に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像装置は、少なくとも１つのモノクロ画像用の現像装置を含み、
前記制御部は、前記所定枚数以上の用紙に連続してモノクロ画像形成する際にのみ、前記変更する制御を行うことを特徴とする請求項１又は４に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体の表面に画像情報に基づいて形成された潜像に、現像装置に収容された現像剤を供給して現像剤像を形成し、前記現像剤像を用紙に転写して画像形成を行う画像形成方法であって、
画像形成すべき画像情報の印字率を印字率取得手段で取得させる工程と、
前記印字率と連続して画像形成する用紙の枚数とから必要トナー量を算出する工程と、
搬送手段によって搬送される所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、現像装置内での攪拌手段による現像剤の攪拌速度の値を、必要トナー量とプロセス速度が互いに異なる複数のモードのうちで設定されているモードに応じたプロセス速度とに基づいて変更する演算を演算部で行う工程と、
前記演算部によって変更された前記攪拌速度の値で動作するように前記攪拌手段を駆動源で駆動する工程と、を含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
像担持体の表面に画像情報に基づいて形成された潜像に、現像装置に収容された現像剤を供給して現像剤像を形成し、前記現像剤を用紙に転写して画像形成を行う画像形成方法であって、
画像形成すべき画像情報の印字率を印字率取得手段で取得させる工程と、
前記印字率と連続して画像形成する用紙の枚数とから必要トナー量を算出する工程と、
搬送手段によって搬送される所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、必要トナー量とプロセス速度が互いに異なる複数のモードのうちで設定されているモードに応じたプロセス速度に対して予め定められたトナーの限界補給量との関係に基づいて必要トナー量がトナーの限界補給量を超えないようにプロセス速度を変更する演算を演算部で行う工程と、を含む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、現像装置から現像剤を供給して画像情報に基づいて形成された静電潜像を現像する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、像担持体の表面に形成された静電潜像に現像装置から現像剤を供給することで現像を行う。静電潜像を現像する現像方式には、トナーのみからなる一成分現像剤を用いた一成分現像方式とキャリア及びトナーからなる二成分現像剤を用いた二成分現像方式とが一般的である。
【０００３】
二成分現像方式は、特に高速印刷可能なプリンタや複写機等に用いられる。二成分現像方式の画像形成装置では、まず現像装置内においてキャリアとトナーとを攪拌・混合してトナーを帯電させ、帯電によりトナーをキャリアの粒子の周りに付着させる。この状態で、磁石を内蔵した現像スリーブの外周面にキャリアを磁気吸着させる。これにより、現像スリーブの外周面上にキャリア及びトナーからなる磁気ブラシが形成される。
【０００４】
その後、現像スリーブを回転させて、現像バイアスを印加した磁気ブラシを静電潜像が形成されている感光体ドラムの表面の接近位置または接触位置にまで搬送する。これにより、磁気ブラシ中のトナーが静電潜像に静電吸着し、現像剤像（トナー像）が現像される。
【０００５】
ここで、高印字率の画像が連続して用紙に画像形成される場合には、トナーの消費量が多くなるので現像装置へのトナー補給が必要になる。また、補給直後のトナーは帯電していないので感光体ドラムへの供給の前に攪拌動作が必要になる。そのため、画像形成装置は、画像形成動作を中断してトナーを現像装置に補給、攪拌するための動作を行っていた。
【０００６】
ところが、トナーを補給、攪拌してすぐに画像形成動作を再開しても、補給直後ではトナーとキャリアとの攪拌混合も不完全となるため、帯電不足トナーが多くなって画質が悪化してしまう問題があった。そのため、画像形成動作の中断前に画像形成された用紙と、中断後に画像形成された用紙との画質が異なってしまっていた。
【０００７】
特に、近年の画像形成装置は画像形成速度の高速化が図られているので、上述の問題が顕著に現れる。また、さらに画像形成速度の高速化を図る上では、画質を維持しつつ画像形成動作を中断せずに動作する（コンティニュアスラン）タイプの画像形成装置が望まれる。
【０００８】
また、近年の画像形成装置には、現像装置へのトナー補給の開始後、現像装置内のトナー濃度センサにより検出されたトナー濃度が所定濃度に達するまで、単位時間当たりのトナー補給量を定常補給量よりも減少させる構成のものがある（例えば、特許文献１参照。）。これにより、トナー補給の開始後にキャリアに対するトナー量が急激に多くなってトナー濃度ムラが生じるのを防止している。
【特許文献１】特開平７−１２１０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の特許文献１の構成では、トナー補給の開始後、トナー濃度が所定濃度に達するまで定常補給量よりも減らしてトナー補給を行っているので、高速印字率の連続した画像形成の場合には、画像形成動作を中断しなければトナーの補給が間に合わない。また、トナーの補給量を定常補給量より減らしているので、中断時間がさらに長くなり、画像形成の高速化を図ることができない。
【００１０】
この発明の目的は、高印字率で連続して画像形成する際であっても、画質を維持しつつ画像形成動作を中断せずに高速で画像形成できる画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。
【００１２】
（１）画像形成装置は、印字率取得部と、搬送手段と、像担持体と、現像装置と、制御部とを備えている。印字率取得部は、画像形成すべき画像情報の印字率を取得する。搬送手段は、プロセス速度が互いに異なる複数のモードのうちで設定されているモードに応じたプロセス速度で画像形成すべき用紙を用紙搬送路上で搬送する。像担持体は、表面で画像情報に基づく潜像を担持する。現像装置は、内部に収容する現像剤を攪拌する攪拌手段を有し、攪拌された現像剤を像担持体の表面に供給する。制御部は、プロセス速度毎に最適な攪拌手段の攪拌速度、及び画像形成処理に使用されるトナー量である必要トナー量と攪拌速度との関係を予め記憶し、搬送手段によって搬送される所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、印字率取得手段によって取得された印字率と連続して画像形成する用紙の枚数とから必要トナー量を算出し、算出した必要トナー量と設定されているモードに応じたプロセス速度とに基づいて攪拌速度を変更する制御を行う。
【００１３】
この構成においては、連続して画像形成される際、画像形成すべき画像情報の印字率が高いほど、攪拌手段の現像剤の攪拌速度が速くなる。そのため、現像装置内に収容されている現像剤が素早く現像に必要な帯電量に達する。
【００１４】
したがって、現像剤の消費量が多い高印字率の画像が連続して画像形成される場合であっても、現像剤の攪拌速度が速くなるので、現像装置に補給された現像剤がすぐに現像に必要な帯電量に達し、現像剤の帯電のために画像形成動作が中断することがない。
【００１５】
（２）上記（１）の構成においては、搬送手段及び攪拌手段は、互いに異なる駆動源を有しいている。
【００１６】
この構成においては、用紙搬送路上で用紙を搬送する搬送手段の駆動源と現像装置に収容されている現像剤を攪拌する攪拌手段の駆動源とが別々に備えられている。搬送手段及び攪拌手段は単一の駆動源で駆動されることが多いため、攪拌速度のみを変更するのに構成が複雑になるが、別々に駆動源が設けられているので、単純な構成で搬送速度とは連動せずに攪拌速度が変更される。
【００１７】
（３）上記（１）の構成においては、画像形成装置は、さらに環境検出手段を備えている。環境検出手段は、本体装置内部の温度、湿度を含む環境条件を検出する。また、制御部は、所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、環境条件検出手段によって検出された環境条件による現像剤の帯電特性の変化に応じて攪拌速度をさらに変更する。
【００１８】
この構成においては、印字率による攪拌速度の変更に加えて、環境条件による現像剤の帯電特性の変化に応じて攪拌速度がさらに変更される。現像剤は、高温、高湿になるほど帯電し難くなり、低温、低湿になるほど帯電し易くなる性質を有する。
【００１９】
したがって、例えば本体装置内部の温度、湿度が高温、高湿になるほど攪拌速度をさらに上げることで、現像剤が十分に帯電する。また、本体装置内部の温度、湿度が低温、低湿になるほど攪拌速度をさらに下げることで、現像剤の過剰な帯電が防止される。これにより、画質が環境条件の変化に影響されない。
【００２０】
（４）画像形成装置は、印字率取得部と、搬送手段と、現像装置と、像担持体と、制御部とを備えている。印字率取得部は、画像形成すべき画像情報から印字率を取得する。搬送手段は、プロセス速度が互いに異なる複数のモードのうちで設定されているモードに応じたプロセス速度で画像形成すべき用紙を用紙搬送路上で搬送する。現像装置は、内部に収容する現像剤を攪拌する攪拌手段を有し、攪拌された現像剤を像担持体の表面に供給する。像担持体は、表面で画像情報に基づく潜像を担持する。制御部は、搬送手段によって搬送される所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、印字率取得手段によって取得された印字率と連続して画像形成する用紙の枚数とから必要トナー量を算出し、算出した必要トナー量と設定されているモードに応じたプロセス速度に対して予め定められたトナーの限界補給量との関係に基づいて必要トナー量がトナーの限界補給量を超えないようにプロセス速度を変更する制御を行う。
【００２１】
この構成においては、連続して画像形成される際、画像形成すべき画像情報の印字率が高いほど、単位時間当たりの画像形成の処理枚数が少なくなる。画像形成の処理枚数が少なければ、これに合わせて連続搬送される用紙と用紙との間隔が大きなり、また搬送速度が遅くなる等の本体装置の制御も変更される。そのため、画像情報の印字率が高いほど、現像装置から像担持体の表面への現像剤の単位時間当たりの供給量も減少する。
【００２２】
これにより、現像剤が現像装置に補給されて像担持体の表面に供給されるまでの時間が延びるので、現像剤の攪拌時間も延びる。したがって、現像剤の消費量が多い高印字率の画像が連続して画像形成される場合であっても、現像剤の攪拌時間が確保されるので、現像装置に補給された現像剤が現像に必要な帯電量に達し、現像剤の帯電のために画像形成動作が中断することがない。
【００２３】
（５）上記（４）の構成においては、制御部は、複数枚の用紙に連続して画像形成する際、画像形成の処理枚数と攪拌手段の現像剤の攪拌速度とを個別に制御する。
【００２４】
この構成においては、複数枚の用紙に連続して画像形成する際、画像形成の処理枚数と攪拌速度とが個別に制御される。具体的には、変更によって画像形成の処理枚数が少なくなっても攪拌速度は遅くせずに維持させた状態にする、又は、変更によって画像形成の処理枚数が少なくなっても攪拌速度は速くする等の変更が行われる。したがって、画像形成の処理枚数を少なくし過ぎなくても、現像装置に補給された現像剤が現像に必要な帯電量に帯電する。
【００２５】
（５）上記（４）の構成においては、制御部は、複数枚の用紙に連続して画像形成する際、プロセス速度と攪拌手段の現像剤の攪拌速度とを個別に制御する。
【００２６】
この構成においては、用紙搬送路上で用紙を搬送する搬送手段の駆動源と現像装置に収容されている現像剤を攪拌する攪拌手段の駆動源とが別々に備えられている。搬送手段及び攪拌手段は単一の駆動源で駆動されることが多いため、高印字率の画像形成が連続して行われる際に画像形成の処理枚数が低下すると、搬送手段による搬送速度を低下させる制御に伴って攪拌手動の攪拌速度も低下してしまうが、別々に駆動源が設けられているので、単純な構成で画像形成の処理枚数と攪拌速度とが個別に制御される。
【００２７】
（７）上記（４）の構成においては、画像形成装置は、さらに環境検出手段を備えている。環境検出手段は、本体装置内部の温度、湿度を含む環境条件を検出する。また、制御部は、所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、環境条件検出手段によって検出された環境条件による現像剤の帯電特性の変化に応じてプロセス速度をさらに変更する。
【００２８】
この構成においては、印字率による画像形成の処理枚数の変更に加えて、環境条件による現像剤の帯電特性の変化に応じて画像形成の処理枚数がさらに変更される。現像剤は、高温、高湿になるほど帯電し難くなり、低温、低湿になるほど帯電し易くなる性質を有する。
【００２９】
したがって、例えば本体装置内部の温度、湿度が高温、高湿になるほど画像形成の処理枚数を少なくすることで、現像剤が十分に帯電する。また、本体装置内部の温度、湿度が低温、低湿になるほど画像形成の処理枚数を多くすることで、現像剤の過剰な帯電が防止される。これにより、画質が環境条件の変化に影響されない。
【００３０】
（８）上記（１）又は（４）の構成においては、制御部は、所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する画像形成要求毎に変更する制御を行う。
【００３１】
この構成においては、攪拌速度の変更及び画像形成の処理枚数の変更が、複数枚の用紙に連続して画像形成する画像形成要求毎に行われる。したがって、連続して用紙に画像形成している途中で変更されることがないので、画質が途中で変化することがない。
【００３２】
（９）上記（１）又は（４）の構成においては、現像装置は、少なくとも１つのモノクロ画像用の現像装置を含んでいる。制御部は、所定枚数以上の用紙に連続してモノクロ画像形成する際にのみ、変更する制御を行う。
【００３３】
この構成においては、カラー画像形成時には、攪拌速度の変更及び画像形成の処理枚数を変更する制御が行われず、モノクロ画像形成時に複数枚の用紙に連続して画像形成する際にのみ上記変更する制御が行われる。カラー画像形成は、一般的にモノクロ画像形成よりも単位時間当たりの画像形成の処理枚数が遅いので、十分に現像装置の攪拌時間が確保されているからである。
【００３４】
したがって、モノクロ画像形成時にのみ上記変更する制御が行われるので、構成や制御が複雑になることが防止される。
【００３５】
（１０）像担持体の表面に画像情報に基づいて形成された潜像に、現像装置に収容された現像剤を供給して現像剤像を形成し、前記現像剤像を用紙に転写して画像形成を行う画像形成方法は、画像形成すべき画像情報の印字率を印字率取得手段で取得させる工程と、印字率と連続して画像形成する用紙の枚数とから必要トナー量を算出する工程と、搬送手段によって搬送される所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、現像装置内での攪拌手段による現像剤の攪拌速度の値を、必要トナー量とプロセス速度が互いに異なる複数のモードのうちで設定されているモードに応じたプロセス速度とに基づいて変更する演算を演算部で行う工程と、演算部によって変更された攪拌速度の値で動作するように攪拌手段を駆動源で駆動する工程と、を含んでいる。
【００３６】
この構成においては、連続して画像形成される際、画像形成すべき画像情報の印字率が高いほど、攪拌手段の現像剤の攪拌速度が早くなる。そのため、現像装置内に収容されている現像剤が素早く現像に必要な帯電量に達する。
【００３７】
したがって、現像剤の消費量が多い高印字率の画像が連続して画像形成される場合であっても、現像剤の攪拌速度が速くなるので、現像装置に補給された現像剤がすぐに現像に必要な帯電量に達し、現像剤の帯電のために画像形成動作が中断することがない。
【００３８】
（１１）像像担持体の表面に画像情報に基づいて形成された潜像に、現像装置に収容された現像剤を供給して現像剤像を形成し、前記現像剤像を用紙に転写して画像形成を行う画像形成方法は、画像形成すべき画像情報の印字率を印字率取得手段で取得させる工程と、印字率と連続して画像形成する用紙の枚数とから必要トナー量を算出する工程と、搬送手段によって搬送される所定枚数以上の用紙に連続して画像形成する際、必要トナー量とプロセス速度が互いに異なる複数のモードのうちで設定されているモードに応じたプロセス速度に対して予め定められたトナーの限界補給量との関係に基づいて必要トナー量がトナーの限界補給量を超えないようにプロセス速度を変更する演算を演算部で行う工程と、を含んでいる。
【００３９】
この構成においては、連続して画像形成される際、画像形成すべき画像情報の印字率が高いほど、単位時間当たりの画像形成の処理枚数が少なくなる。画像形成の処理枚数が少なければ、これに合わせて連続搬送される用紙と用紙との間隔を大きくする、また搬送速度を遅くする等の本体装置の制御も変更される。そのため、画像情報の印字率が高いほど、現像装置から像担持体の表面への現像剤の単位時間当たりの供給量も減少する。
【００４０】
これにより、現像剤が現像装置に補給されて像担持体の表面に供給されるまでの時間が延びるので、現像剤の攪拌時間も延びる。したがって、現像剤の消費量が多い高印字率の画像が連続して画像形成される場合であっても、現像剤の攪拌時間が確保されるので、現像装置に補給された現像剤が現像に必要な帯電量に達し、現像剤の帯電のために画像形成動作が中断することがない。
【発明の効果】
【００４１】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００４２】
（１）連続して画像形成される際、画像形成すべき画像情報の印字率が高いほど、攪拌手段の現像剤の攪拌速度を早くすることによって、現像剤の消費量が多い高印字率の画像が連続して画像形成される場合であっても、現像装置に補給された現像剤をすぐに現像に必要な帯電量に帯電させることができ、画質を維持しつつ連続して高速に画像形成することができる。
【００４３】
（２）用紙を搬送する搬送手段の駆動源と現像装置に収容されている現像剤を攪拌する攪拌手段の駆動源とを個別に設けることによって、単純な構成で攪拌速度のみを変更することができる。
【００４４】
（３）印字率に加えて環境条件による現像剤の帯電特性の変化をも考慮して攪拌速度を変更することによって、環境条件の変化に関わらず画質を適切に維持することができる。
【００４５】
（４）連続して画像形成される際、画像形成すべき画像情報の印字率が高いほど、単位時間当たりの画像形成の処理枚数を少なくすることによって、現像剤の消費量が多い高印字率の画像が連続して画像形成される場合であっても、現像装置に収容された現像剤の攪拌時間を確保できるので、現像装置に補給された現像剤を現像に必要な帯電量に帯電させることができ、画質を維持しつつ連続して高速に画像形成することができる。
【００４６】
（５）複数枚の用紙に連続して画像形成する際、画像形成の処理枚数と攪拌速度とを個別に制御することによって、画像形成の処理枚数を少なくし過ぎなくても、現像装置に補給された現像剤が現像に必要な帯電量に帯電させることができるので、画像形成の処枚数の低下を抑制することができる。
【００４７】
（６）用紙を搬送する搬送手段の駆動源と現像装置に収容されている現像剤を攪拌する攪拌手段の駆動源とを個別に設けることによって、単純な構成で画像形成の処理枚数と攪拌速度とを個別に制御することができる。
【００４８】
（７）画像形成の処理枚数を印字率に加えて環境条件による現像剤の帯電特性の変化をも考慮して変更することによって、環境条件の変化に関わらず画質を適切に維持することができる。
【００４９】
（８）変更する制御を画像形成要求毎に行うことによって、連続して用紙に画像形成している途中で画質が途中で変化することを防止できる。
【００５０】
（９）モノクロ画像形成時にのみ上記変更する制御を行うことによって、構成や制御が複雑になることを防止でき、またコストアップを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１００の概略の構成を示す断面図である。
【００５２】
画像形成装置１００は、電子写真方式の画像形成プロセスによって用紙に画像を形成する。画像形成装置１００は、底部に給紙カセット１０１，１０２，１０３，１０４を備え、上部に排紙トレイ１０５を備えている。給紙カセット１０１，１０２，１０３と排紙トレイ１０５との間に用紙搬送路Ｆ１が設けられている。用紙搬送路Ｆ１の近傍に感光体ドラム（本発明の像担持体に相当する。）１０６が配置されている。感光体ドラム１０６の周囲に、帯電装置１０７、光走査ユニット１０８、現像ユニット１０９、転写装置１１０、クリーニングユニット１１１等が配設されている。
【００５３】
用紙搬送路Ｆ１における感光体ドラム１０６の上流側には、感光体ドラム１０６と転写装置１１０との間の転写部に、感光体ドラム１０６の回転に同期して用紙を供給するレジストローラ１１２が配置されている。用紙搬送路Ｆ１における感光体ドラム１０６の下流側には、定着装置１１３が配置されている。帯電装置１０７は、感光体ドラム１０６の外周面を所定の電位に帯電させる。光走査ユニット１０８は、外部から入力された画像情報に基づいて感光体ドラム１０６の外周面（表面）に静電潜像を形成する。
【００５４】
現像装置１０９は、内部にキャリアとトナーとからなる二成分現像剤を収容し、感光体ドラム１０６の外周面にトナーを供給して静電潜像を可視化し、トナー像を形成する。また、現像装置１０９は、内部に攪拌羽根１０９Ａ及び現像スリーブ１０９Ｂを備えている。攪拌羽根１０９Ａは、キャリアとトナーとを攪拌・混合してトナーを帯電させ、トナーをキャリアの粒子の周りに付着させる。
【００５５】
現像スリーブ１０９Ｂは、内部に磁石を有するローラ形状であり、トナーが付着しているキャリアを外周面に磁気吸着する。また、現像スリーブ１０９Ｂは、回転して感光体ドラム１０６に接近する供給位置にキャリアを搬送する。これにより、キャリアに付着しているトナーは、静電潜像に静電吸着し、トナー像を形成する。
【００５６】
また、現像装置１０９は、内部に図示しないトナー濃度センサを有している。トナー濃度センサは、現像装置１０９内部の二成分現像剤中のトナー濃度を検知する。現像装置１０９は、トナー濃度が所定値にまで低下した際、トナー補給部１１６から新たにトナーが補給される。
【００５７】
感光体ドラム１０６の外周面に形成されたトナー像は、転写装置１１０によって用紙に転写され、さらに定着装置１１３によって用紙に定着される。トナー像を定着した用紙は、排紙トレイ１０５に排出される。トナー像が用紙に転写された後に感光体ドラム１０６の外周面に残留するトナーは、クリーニングユニット１１１によって回収される。
【００５８】
また、画像形成装置１００は、用紙の両面に画像を形成する際に、片面に画像を形成した用紙の表裏を反転させて転写部に搬送するための反転搬送路Ｆ２を備えている。さらに、画像形成装置１００は、給紙カセット１０４をレジストローラ１１２の上流側で用紙搬送路Ｆ１に合流させる用紙搬送路Ｆ３を備えている。用紙搬送路Ｆ３は、略水平に設けられている。用紙搬送路Ｆ３は、画像形成装置１００の側面に設けられ不定型サイズの用紙を供給する手差しトレイ１１４、および、オプション装着される図示しない大容量給紙装置から供給される用紙を受け入れる用紙受入部１１５に通じており、手差しトレイ１１４又は用紙受入部１１５から供給された用紙を転写部へ搬送する。
【００５９】
しかも、画像形成装置１００は、給紙カセット１０２，１０３をレジストローラ１１２の上流側で用紙搬送路Ｆ１に合流させる用紙搬送路Ｆ４を備えている。
【００６０】
これらの用紙搬送路Ｆ１〜Ｆ４上には、搬送ローラ１２１〜１３４が備えられている。この発明の搬送手段である搬送ローラ１２１〜１３４は、回転自在であり、用紙搬送路Ｆ１〜Ｆ４上の用紙を搬送する。これらの搬送ローラ１２１〜１３４は、同一の駆動モータ（図示せず）によって駆動されている。
【００６１】
画像形成装置１００は、制御部５０を備えている。制御部５０は、画像形成装置１００の全体の動作を制御する。制御部５０は、画像形成の処理枚数を一例として３段階に分けて制御している。画像形成の処理枚数は、単位時間当たりに画像形成される用紙の枚数である。制御部５０は、最も処理枚数の多い高速プリントモード、画質を重視した中速の中速プリントモード、主に厚紙等の普通紙以外に用いる低速プリントモードの設定に応じて画像形成の処理枚数を設定する。なお、これらのモードは、操作部（図示せず）によって設定の入力が受け付けられる。
【００６２】
画像形成の処理枚数は、画像形成のプロセス速度（感光体ドラム１０６の周速）等によって決まる。高速プリントモードでは３５５ｍｍ／ｓ、中速プリントモードでは１７３ｍｍ／ｓ、低速プリントモードでは１２４ｍｍ／ｓのプロセス速度で画像形成が行われる。
【００６３】
制御部５０は、設定されているモードに対応するプロセス速度となるように感光体ドラム１０６を駆動し、またプロセス速度に合わせて搬送ローラ１２１〜１３３、攪拌羽根１０９Ａ等の駆動を制御する。なお、本実施形態では、搬送ローラ１２１〜１３３、攪拌羽根１０９Ａの駆動には単一の駆動源（図示せず）を用いている。
【００６４】
図２は、画像形成要求を受け付けた際のプロセス速度の変更を行う手順を示すフローチャートである。制御部５０は、上述のように各モードで画像形成の処理枚数の設定を行うが、所定枚数（本実施形態では１００枚）以上の複数枚の用紙に連続して画像形成を行う際、画像情報の印字率に反比例してプロセス速度を変更することで、画像形成の処理枚数を変更する。
【００６５】
外部から画像形成要求を受け付けると、制御部５０は、まずモードの現在の設定を制御部５０内に設けられている記憶部５１から読み出し（Ｓ１）、画像形成する用紙の枚数が所定枚数以上であるか否かを判断する（Ｓ２）。Ｓ２の処理で所定枚数未満であると判断した場合は、制御部５０は設定されているモードに対応するプロセス速度を記憶部５１から読み出して設定し（Ｓ３）、処理を終了する。その後、制御部５０は、プロセス速度に応じて画像形成を行う。
【００６６】
一方、Ｓ２の処理で所定枚数以上であると判断した場合、制御部５０は、周知の技術を用いて画像形成要求とともに受信した画像情報から印字率を演算する（Ｓ４）。この時、画像形成すべき画像情報が複数ある場合は、画像情報毎に印字率を演算する。したがって、制御部５０は、本発明の印字率取得手段にも相当する。
【００６７】
次に、制御部５０は、印字率から１枚の用紙に必要なトナー量（必要トナー量）を取得し、画像形成する枚数分の用紙の必要トナー量の合計を計数する（Ｓ５）。例えば、用紙サイズ及び印字率に応じた必要トナー量を記憶部５１から読み出し、画像情報が単一の場合は、必要トナー量に画像形成枚数を積算する。また、画像情報が複数の場合は、各画像情報の印字率に応じた必要トナー量に各画像情報の画像形成枚数を積算した値を和算する。
【００６８】
次に、必要トナー量の合計から基準用紙サイズの単位枚数当たりの必要トナー量の合計を取得する（Ｓ６）。本実施形態では、画像形成要求された用紙サイズ及び必要トナー量の合計から、基準用紙サイズをＡ４サイズとした１００枚当たりの必要トナー量に換算する。
【００６９】
その後、Ｓ６の処理で換算した必要トナー量及び現在のモード設定から最適なプロセス速度の設定を行い（Ｓ７）、処理を終了する。具体的には、換算した必要トナー量が各モードでのプロセス速度の限界補給量以下か否かを、現在設定されているモードからプロセス速度の速い順に判断し、限界補給量以下となるプロセス速度を設定値とする。その後、制御部５０は、プロセス速度に応じて画像形成を行う。したがって、プロセス速度の変更は画像形成要求毎に行う。また、制御部５０は、本発明の演算部にも相当する。
【００７０】
限界補給量は、各プロセス速度で画像形成した際のＡ４サイズの用紙１００枚を画像形成する際に現像装置１０９の供給可能なトナー量を示す。本実施形態のプロセス速度３５５ｍｍ／ｓ，１７３ｍｍ／ｓ，１２４ｍｍ／ｓでの限界補給量は２７ｇ，３７ｇ，４２ｇである。
【００７１】
例えば、現在設定されているモードが高速プリントモード、換算した必要トナー量が２４ｇの場合は、高速プリントモードでの限界補給量以下であるので高速印刷モードでのプロセス速度３５５ｍｍ／ｓを設定値とする。
【００７２】
一方、現在設定されているモードが高速プリントモード、変換後の必要トナー量が３９ｇであった場合は、現在設定されている高速プリントモードの限界補給量よりも大きい。そのため、順に中速プリントモードの限界補給量、低速プリントモードの限界補給量以下であるか否かを判断する。そうすると、変換後の必要トナー量３９ｇは、低速プリントモードの限界補給量以下となるので、高速プリントモードが設定されているが、プロセス速度は低速プリントモードのプロセス速度１２４ｍｍ／ｓを設定する。
【００７３】
つまり、図３に示すように、所定枚数以上の用紙を連続して画像形成する場合、設定されているモードのプロセス速度に関わらず、印字率に反比例してプロセス速度（画像形成の処理枚数）を変更する。したがって、印字率が高いほど、プロセス速度を低下させて単位時間当たりの画像形成の処理枚数を少なくする。プロセス速度が遅ければ、これに合わせて連続搬送される用紙と用紙との間隔が大きなり、搬送速度が遅くなる等の本体装置の各部の制御も変更される。そのため、画像情報の印字率が高いほど、現像装置１０９から感光体ドラム１０６の表面へのトナーの単位時間当たりの供給量も減少する。
【００７４】
これにより、トナーが現像装置１０９に補給されて感光体ドラム１０６の表面に供給されるまでの時間が延びるので、トナーとキャリアの攪拌時間も延びる。したがって、トナーの消費量が多い高印字率の画像が連続して画像形成される場合であっても、トナーとキャリアとの攪拌時間が確保されるので、現像装置１０９に補給されたトナーが現像に必要な帯電量に達し、トナーの帯電のために画像形成動作を中断することなく、画質を維持しつつ連続して高速に画像形成することができる。
【００７５】
なお、所定枚数は、二枚以上であればよいが、画像情報の印字率及び画像形成の処理枚数との関係から、画質が低下するような枚数を設定するのが望ましい。
【００７６】
本実施形態では、搬送ローラ１２１〜１３３と攪拌羽根１０９Ａとは、同一の駆動源であるので搬送ローラ１２１〜１３３の回転速度（搬送速度）が低下すると、同様に攪拌羽根１０９Ａの回転速度（攪拌速度）も低下するが、トナーは最初の攪拌で大きく帯電量が増加してその後に徐々に増加していく特性であるので低下した分だけトナーの帯電量は低下することはない。また、連続して搬送される用紙と用紙との間隔も大きくなるので、同一の駆動源であっても現像に必要な帯電量に十分に帯電させることができる。
【００７７】
また、搬送ローラ１２１〜１３３と攪拌羽根１０９Ａとは別々の駆動源としてもよい。別々の駆動源であれば、単純な構成で搬送速度とは連動せずに攪拌速度を維持することができる。したがって、プロセス速度と攪拌速度とを個別に制御することができる。
【００７８】
具体的には、印字率に基づく変更によって画像形成の処理枚数が遅くなっても攪拌速度は維持させた状態にする、又は、変更によって画像形成の処理枚数が遅くなっても攪拌速度は速くする等の変更を行うことができる。これにより、画像形成の処理枚数を少なくし過ぎなくても、現像装置１０９に補給されたトナーが現像に必要な帯電量に帯電させることができるので、画像形成の処枚数の低下を抑制することができる。
【００７９】
なお、搬送ローラ１２１〜１３３と攪拌羽根１０９Ａとを同一の駆動源とし、攪拌羽根１０９Ａに駆動源の駆動力を伝えるギヤのギヤ比を変更する変更手段を設け、個別にプロセス速度と攪拌速度と制御する構成にしてもよい。
【００８０】
本実施形態では、モノクロ画像用の画像形成装置を用いて説明したが、カラー画像及びモノクロ画像を形成可能な画像形成装置であっても本発明を適用可能である。カラー画像形成及びモノクロ画像形成の両方で本発明を適用してもよく、またモノクロ画像を形成する時のみ本発明を適用してもよい。一般的に、単位時間当たりのカラー画像形成の処理枚数の方がモノクロ画像形成の処理枚数のよりも遅いからである。モノクロ画像形成時のみ本発明を適用することで、構成や制御が複雑になることを防止でき、またコストアップを抑制できる。
【００８１】
また、本実施形態では、二成分現像剤を用いた画像形成装置について説明したが、一成分現像剤を用いた画像形成装置にも本発明を適用可能である。
【００８２】
（第２実施形態）
本実施形態では、所定枚数以上の複数枚の用紙に連続して画像形成を行う際、画像情報印字率に比例して現像装置１０９に収容されているトナー及びキャリアの攪拌速度のみを変更する。また、搬送ローラ１２１〜１３３と攪拌羽根１０９Ａとが別々の駆動源（図示せず）に接続されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００８３】
図４は、画像形成要求を受け付けた際の攪拌速度の変更を行う手順を示すフローチャートである。
【００８４】
外部から画像形成要求を受け付けると、制御部５００は、図２に示すＳ１，２と同様に、モードの現在の設定を制御部５００内に設けられている記憶部５１０から読み出し（Ｓ１１）、画像形成する用紙の枚数が所定枚数以上であるか否かを判断する（Ｓ１２）。Ｓ１２の処理で所定枚数未満であると判断した場合は、制御部５００は設定されているモードに対応する攪拌速度を記憶部５１０から読み出して設定し（Ｓ１３）、処理を終了する。その後、制御部５００は、設定された攪拌速度となるように攪拌羽根１０９Ａの駆動源を駆動して画像形成を行う。
【００８５】
一方、Ｓ１２の処理で所定枚数以上であると判断した場合、制御部５０は、図２に示すＳ４の処理と同様に画像形成要求とともに受信した画像情報から印字率を演算する（Ｓ１４）。次に、制御部５０は、図２に示すＳ５，６の処理と同様の処理を行って必要トナー量の合計を、基準用紙サイズ（Ａ４サイズ）の単位枚数（１００枚）当たりの必要トナー量に換算する（Ｓ１５，１６）。
【００８６】
その後、Ｓ１６の処理で換算した必要トナー量及び現在のモード設定から最適な攪拌速度の設定を行い（Ｓ１７）、処理を終了する。例えば、記憶部５１０に記憶してある攪拌速度と必要トナー量との関係から、Ｓ１６の処理で換算した必要トナー量に対応する攪拌速度を設定する。本実施形態では、印字率（必要トナー量）が高いほど、攪拌速度が速くなるように関係付けられている。
【００８７】
その後、制御部５００は、設定された攪拌速度となるように攪拌羽根１０９Ａの駆動源を駆動して画像形成を行う。なお、攪拌速度の変更は画像形成要求毎に行う。また、プロセス速度は、設定されたモードに対応する値が設定される。
【００８８】
これにより、所定枚数以上の用紙を連続して画像形成する際、印字率が高いほど攪拌羽根１０９Ａによる攪拌速度を速くできる。したがって、トナーの消費量が多い高印字率の画像が連続して画像形成される場合であっても、トナーとキャリアとの攪拌速度が速くなるので、現像装置１０９に補給されたトナーを素早く現像に必要な帯電量に帯電させることができ、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８９】
なお、所定枚数は、二枚枚以上であればよいが、画像情報の印字率及び画像形成の処理枚数との関係から、画質が低下するような枚数を設定するのが望ましい。
【００９０】
本実施形態では、搬送ローラ１２１〜１３４と攪拌羽根１０９Ａとを別々の駆動源で駆動しているが、搬送速度と攪拌速度とを別々に制御できれば単一の駆動源としてもよい。例えば、攪拌羽根１０９Ａに駆動源の駆動力を伝えるギヤのギヤ比を、攪拌速度に応じて変更する変更手段を設けた構成にすればよい。
【００９１】
また、本実施形態ではモノクロ画像用の画像形成装置を用いて説明したが、第１実施形態と同様にカラー画像及びモノクロ画像を形成可能な画像形成装置であっても本発明を適用可能である。
【００９２】
さらに、本実施形態では、第１実施形態と同様に一成分現像剤を用いた画像形成装置にも本発明を適用可能である。
【００９３】
（第３実施形態）
本実施形態では、図５に示すように、環境条件に含まれる本体装置内部の温度、湿度を検出する温度検出センサ８０、湿度検出センサ９０を備え、この環境条件によるトナーの帯電特性の変化及び画像情報の印字率から単位時間当たりの画像形成の処理枚数の設定値を変更する。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００９４】
図５は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１００の概略の構成を示す断面図である。温度検出センサ８０は、本体装置の内部の温度を検出した結果を制御部６００に出力する。湿度検出センサ９０は、本体装置の内部の湿度を検出した結果を制御部６００に出力する。したがって、温度検出センサ８０及び湿度検出センサ９０は、本発明の環境検出手段に相当する。
【００９５】
図６は、この発明の実施形態に係る画像形成要求を受け付けた際のプロセス速度の変更を行う手順を示すフローチャートである。
【００９６】
Ｓ２１〜２６の処理は、図２に示すＳ１〜Ｓ６の処理と同様であるので説明を省略する。Ｓ２６の処理で必要トナー量の合計をＡ４サイズの用紙１００枚当たりの必要トナー量に変換した後、環境比率を取得する（Ｓ２７）。環境比率とは、トナーの環境条件下における帯電性能に対応させた帯電比率であり、トナーの帯電特性に基づいて設定される。トナーは、温度及び湿度の環境条件の変化によって帯電特性が変化するため、環境条件の変化により必要トナー量も見かけ上変化する。本体装置内部が高温、高湿になるほどトナーは帯電し難くなり、本体装置内部が低温、低湿になるほどトナーは帯電し易くなる性質を有している。
【００９７】
したがって、温度、湿度が基準値となる常温、常湿（２５℃、６０％）の環境比率を１とすると、高温、高湿になるほど環境比率は増大する。一方、低温、低湿になるほど環境比率は減少する。
【００９８】
環境比率は、実験により算出した最適な値を予め記憶部等に記憶しておくのがよい。本実施形態では、環境比率を図７に示すように常温、常湿（Ｎ：２５℃，Ｎ：６０％）の１に対し、高温、高湿（Ｈ：５０℃，Ｈ：８０％）が１．２４、低温、低湿（Ｌ：１０℃，Ｌ：３０％）が０．９２として記憶部６１０に記憶している。
【００９９】
制御部５０は、Ｓ２７の処理において温度検出センサ８０及び湿度検出センサ９０から出力された温度、湿度に対応する環境比率を記憶部６１０から読み出し、設定する。なお、該当しない場合は常温、常湿の環境比率を設定する。
【０１００】
その後、制御部６１０は、換算された必要トナー量と設定された環境比率とを積算する（Ｓ２８）。次に、制御部６１０は、図２に示すＳ７の処理と同様に、積算した値及び現在のモード設定から最適なプロセス速度の設定を行い（Ｓ２９）、処理を終了する。その後、制御部６１０は、プロセス速度に応じて画像形成を行う。
【０１０１】
これにより、本体装置内部が高温、高湿の場合は、常温、常湿に対してプロセス速度が遅くなる。一方、本体装置内部が低温、低湿の場合は、常温、常室に対してプロセス速度が速くなる。
【０１０２】
これによって、第１実施形態と同様の効果を奏することができ、且つ、環境条件の変化に関わらず画質を適切に維持することができる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、印字率及び環境条件によるトナーの帯電特性の変化に応じてプロセス速度を変更しているが、第２実施形態のように印字率に応じて攪拌速度を変更する際に環境条件によるトナーの帯電特性の変化を考慮しても同様の効果を奏することができる。
【０１０４】
例えば、図７に示すＳ２８の処理によって換算された必要トナー量と設定された環境比率とを積算した値及び現在のモード設定から最適な攪拌速度の設定を行う。本体装置内部が高温、高湿の場合は、常温、常湿に対して攪拌速度を速くする。一方、本体装置内部が低温、低湿の場合は、常温、常室に対して攪拌速度を遅くする。
【０１０５】
なお、本実施形態ではモノクロ画像用の画像形成装置を用いて説明したが、第１実施形態と同様にカラー画像及びモノクロ画像を形成可能な画像形成装置であっても本発明を適用可能である。
【０１０６】
また、本実施形態では、第１実施形態と同様に一成分現像剤を用いた画像形成装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す断面図である。
【図２】画像形成要求を受け付けた際のプロセス速度の変更を行う手順を示すフローチャートである。
【図３】印字率とプロセス速度との関係を示す説明図である。
【図４】画像形成要求を受け付けた際のプロセス速度の変更を行う手順を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す断面図である。
【図６】画像形成要求を受け付けた際のプロセス速度の変更を行う手順を示すフローチャートである。
【図７】印字率とプロセス速度との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０８】
５０，５００，６００−制御部
５１，５１０，６１０−記憶部
１００−画像形成装置
１０６−感光体ドラム
１０９−現像装置
１０９Ａ−攪拌羽根
１２１〜１３３−搬送ローラ
【図１】
0004399434.tif 000002
【図２】
0004399434.tif 000003
【図３】
0004399434.tif 000004
【図４】
0004399434.tif 000005
【図５】
0004399434.tif 000006
【図６】
0004399434.tif 000007
【図７】
0004399434.tif 000008