(57)【要約】【課題】低濃度画像を出力した場合でも消費されないでクリーニングされる現像剤量が増加した場合でクリーニング不良を起こすことなく異常画像の発生を防止してクリーニング性能に関して耐久性を持たせることが可能な構成を備えた現像装置を提供する。【解決手段】潜像担持体上に形成される静電潜像に対して現像ローラに担持されたトナーを供給することにより静電潜像の可視像処理を行う現像装置において、最大画像有効幅に対する上記静電潜像を形成する際に用いられる画素数の割合が所定の値以下である場合に、その平均値と該所定のトナー消費量との差分に相当するトナーを強制的に消費させる強制消費手段を備え、上記強制消費手段は、強制消費した分のトナーを次回作像時のトナー補給量に加算することを特徴とする。【選択図】図４
2007133122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体上に形成される静電潜像に対して現像ローラに担持されたトナーを供給することにより静電潜像の可視像処理を行う現像装置において、
最大画像有効幅に対する上記静電潜像を形成する際に用いられる画素数の割合が所定の値以下である場合に、該所定のトナー消費量との差分に相当するトナーを強制的に消費させる強制消費手段を備え、
上記強制消費手段は、強制消費した分のトナーを次回作像時のトナー補給量に加算することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
上記強制消費手段は、複数枚の複写出力を対象とした画素数の平均値が所定のトナー消費量以下である場合に、該所定のトナー消費量との差分に相当するトナーを強制的に消費させることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２記載の現像装置において、
上記強制消費手段は、強制消費の際に上記潜像担持体上の非画像部に網点状パターンの潜像を形成し、この潜像を可視像処理することでトナーを消費させることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載した現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、現像剤の回収機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体やこれに対する画像形成処理に用いられる装置のうちで帯電装置、現像装置およびまたはクリーニング装置を纏めて収納したプロセスカートリッジを用いて潜像担持体である感光体に形成された可視像がプロセスカートリッジに近接して配置されている転写装置を可視像が記録紙などの用紙に転写されて複写出力物を得る構成がある。
【０００３】
可視像処理に際しては、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤およびキャリアを含まない一成分系現像剤が用いられ、これら現像剤が潜像担持体方面の静電潜像からの静電気力によりトナーを吸着させる接触方式や現像バイアスにより形成される電界作用によりトナーを飛翔させて静電潜像に吸着させる非接触方式が用いられる（例えば、特許文献１）。
【０００４】
現像行程では、静電潜像との間に生じる静電関係によりトナーが有する帯電量と静電潜像の静電量とが均衡するとそれ以上のトナーが静電潜像に付着することなく未消費、いわゆる、未使用状態で現像装置内に回収される。
【０００５】
現像装置に回収されたトナーにおいては、次のような問題を生じることがある。トナーは、静電潜像に供給されるまでの間に現像装置内で攪拌混合あるいは現像装置内で潜像担持体に対向して配置されている現像ローラ表面とこの表面に近接して配置されているブレードとの間で摩擦が起こることにより帯電する。特に、一成分系現像剤を用いた現像方式では、トナー層を金属ローラなどで構成された現像ローラ表面で均一な薄層状としたうえで静電潜像にトナーを飛翔させる場合がある。この場合には、薄層化するためのブレードや現像ローラ表面で発生するトナー同士の摩擦、あるいは、搬送・攪拌過程において攪拌混合されることによりトナーの特性劣化、特に帯電特性が劣化してしまうことがある。
【０００６】
トナーの特性劣化、特に帯電特性の劣化は、現像剤に含まれる外添剤、つまり、流動性や摩擦帯電量調整さらにはクリーニング性向上のために用いられる添加剤が経時的な摩擦や攪拌によりトナー内に埋没してしまうことが原因として考えられる。外添剤としては、コロイダルシリカ（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表面に添加されて用いられる。
【０００７】
トナーは現像濃度の低下に伴い、濃度の適正化のために補給される場合があるが、新規トナーが現像装置内に導入された際に現像装置内に残留する未消費トナー（以下、便宜上、残留トナーという）と混合されると、両者間での摩擦により残留トナーが逆極性に帯電し、両者が結合することにより潜像担持体の地肌電位によって吸引されて地肌汚れを引き起こすことがある。また、トナーの飛翔を利用する非接触現像方式においては、経時的な摩擦や攪拌により残留トナーの帯電量が増加し、これによって現像ローラ表面に吸着したままになると飛翔性が損ねられてしまう。この結果、適正な画像濃度を得ることができなくなる虞がある。
【０００８】
従来、トナーの劣化による画像濃度の低下を防止するために、１回の画像形成毎にその印字率を算出し、印字率が所定の印字率よりも小さい場合、換言すれば、トナーの消費量が少なく残留トナーが多くなる場合には、次の画像形成実行前に印字率に応じたトナー消費量が得られる市松模様の画像を形成し、転写行程を実行しないでクリーニング装置により回収するようにしてトナーの強制的な消費を行う方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００９】
また、トナーの強制消費に関する例としては、画像形成比率や最後に所定量のトナー消費および補給を行ってからの出力枚数を判別し、その画像形成比率が所定比率以下の場合に強制消費モードを設定する構成がある（例えば、特許文献３）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２７０８７８号公報
【特許文献２】特許第３０２９６４８号
【特許文献３】特開平９−３４２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、この方法においては、次のような問題がある。    
トナーの強制的な消費に基づくトナー補給制御においては、強制消費された分に対してのみ補給対象となっており、画像形成のための消費分に対してのトナーの補給が考慮されていないかあるいは、非画像部において消費を行うのと平行してその分のトナー補給を行っていた。
【００１２】
しかし、画像形成部分に対する消費分のトナー補給を考慮しない場合には、現像剤の劣化を多少なりとも防げたとしても、補給が足りずに出力画像が薄くなり画像濃度制御が不安定となる。さらに、消費動作時にその分の補給動作を行うと非画像部の領域が狭い場合には充分な補給量を確保することができなくなる場合があり、これによって前述したような場合と同様に、出力画像濃度が不安定となるという問題が残る。
【００１３】
一方、従来のトナー補給に際しては、強制消費量の計算を行うが、その計算においては通紙１枚毎に所定のトナー消費量と比較してその都度、補給を行うようになっていた。しかし、この時、急に画像面積率がきわめて低い画像を出力するときには画像部を対象とした実際の消費量が減少し、代わりに消費されないでクリーニングされる量が多くなることでクリーニングへの負荷が増大してクリーニング装置でトナーを回収しきれずに、回収できなかったトナーが次の画像に表れてしまう異常画像が発生することがある。
【００１４】
さらに、近年の画像形成装置では、高画質化のために現像剤を小粒径化する傾向にある。小粒径化による微粉含有率の増加によって粒状度を高めることは高画質を得るために非常に重要な要因であるが、小粒径化されたトナーおよび小粒径キャリアを組み合わせたような場合には、キャリアに付着しているトナーの嵩密度も高くなり、これによりキャリアでのトナー担持量及び帯電量が増加することに加えて小粒径化によりトナーの凝集度も高まることが原因して流動性が悪化する。
【００１５】
この結果、キャリアとトナーとが接触した状態から離れにくくなり、キャリアスペントによる現像剤劣化を生じやすくなる。換言すれば、現像剤の小粒径化を対象とした場合には、現像剤の適正補給制御を行うことが難しくなる。
【００１６】
本発明の目的は、上記従来の現像装置および画像形成装置における問題に鑑み、特に、強制消費を利用した新規現像剤の補給制御に際して低濃度画像が連続した場合でも安定した現像剤の補給制御を可能にして画像濃度を安定されることが可能な構成を備えた現像装置および画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の別の目的は、低濃度画像を出力した場合でも消費されないでクリーニングされる現像剤量が増加した場合でクリーニング不良を起こすことなく異常画像の発生を防止してクリーニング性能に関して耐久性を持たせることが可能な構成を備えた現像装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１記載の発明は、低濃度画像を出力した場合でも消費されないでクリーニングされる現像剤量が増加した場合でクリーニング不良を起こすことなく異常画像の発生を防止してクリーニング性能に関して耐久性を持たせることが可能な構成を備えた特徴としている。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、上記強制消費手段は、複数枚の複写出力を対象とした画素数の平均値が所定のトナー消費量以下である場合に、該所定のトナー消費量との差分に相当するトナーを強制的に消費させることを特徴としている。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の現像装置において、上記強制消費手段は、強制消費の際に上記潜像担持体上の非画像部に網点状パターンの潜像を形成し、この潜像を可視像処理することでトナーを消費させることを特徴としている。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載した現像装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１記載の発明によれば、強制補給した分のトナーを次回作像時のトナー補給量に加算されて持ち越すことにより、画像部の可視像処理に用いられた成分が補給不足となる事態を防止して低画像面積出力においても画像濃度を安定させることが可能となる。
【００２３】
請求項２記載の発明によれば、通紙時の画像面積率の平均値を算出し、それに対し消費量を算出することにより一度に多くのトナーが強制消費対象となるのを防止して大量の消費トナーのクリーニングが行われた際に発生するクリーニング負荷の増加を防止してクリーニング不良による異常画像の発生を防止することが可能となる。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、消費パターンを網点状のパターンとすることにより一度にトナーがクリーニング部に集中することを抑制してクリーニング負荷の増加を防止することでクリーニング不良による異常画像の発生を防止して安定した画像を得ることが可能となる。
【００２５】
請求項４記載の発明によれば、潜像担持体上に残存するトナーを対象とした強制消費による補給量だけでなく、実際の画像部に対する消費トナーの量を考慮することで低濃度画像が形成された場合でも、この画像よりも濃度の高い画像が形成される場合よりも強制消費対象となるトナー量の増加を見越して次回の作像時に適正な補給量を設定することができ、これによって、クリーニング負荷増大による異常画像の発生を防止して安定した画像濃度を維持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】
【００２６】
以下、実施例により本発明の実施のための最適な形態を説明する。
【実施例】
【００２７】
図１には、本発明実施例による転写装置およびこれを組み込んだプロセスカートリッジを提供される画像形成装置が示されている。  
図１に示す画像形成装置１は、色分解に対応した色の画像を形成可能な潜像担持体としての感光体を複数並置したタンデム方式の構成を備え、各感光体上で形成されたトナー像を中間転写体に重畳転写したうえでその重畳画像を記録用紙などのシートに対して一括転写することで多色画像を形成可能なカラープリンタである。本発明では、画像形成装置として、カラープリンタに限らず、カラー複写機、ファクシミリ装置および印刷機なども含まれること勿論である。
【００２８】
図１において、カラープリンタ１は、画像形成部１Ａが縦方向の中央部に位置し、その下方には給紙部１Ｂが、さらに画像形成部１Ａの上方には原稿載置台１Ｃ１を備えた原稿走査部１Ｃがそれぞれ配置されている。  
画像形成部１Ａには、水平方向に展張面を有する中間転写ベルト２で構成された転写手段が配置されており、中間転写ベルト２の上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。
【００２９】
画像形成部１Ａには、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による画像を担持可能な感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍが中間転写体２の展張面に沿って並置されている。なお、以下の説明において、全ての感光体に共通する内容の場合には感光体を符号３により示す。  
各感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍは、それぞれ同じ方向（図１では、反時計方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周辺には、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４，書き込み装置５，現像装置６，転写バイアス印加手段の一つである１次転写装置７，およびクリーニング装置８が配置されている（便宜上、感光体３Ｂを対象として、各装置の符号にＢを付して示してある）。
【００３０】
中間転写ベルト２は、各感光体を備えた作像ユニットからの可視像を順次転写される１次転写部に相当しており、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて感光体との対峙位置において同方向に移動可能な構成を備え、展張面を構成するローラ２Ａ、２Ｂとは別のローラ２Ｃは、中間転写ベルト２を挟んで２次転写装置９に対峙している。なお、図１中、符号１０は、中間転写ベルト２のクリーニング装置を示している。
【００３１】
２次転写装置９は、帯電駆動ローラ９Ａおよび従動ローラ９Ｂに掛け回されて２次転写装置９が位置する２次転写位置において中間転写ベルト２と同方向に移動可能な転写ベルト９Ｃを備えており、転写ベルト９Ｃを帯電駆動ローラ９Ａにより帯電させることで記録シートを静電吸着しながら搬送する過程で中間転写ベルト２に重畳された多色画像を一括転写によってあるいは担持されている単一色の画像をそれぞれ記録シートに転写することができる。
【００３２】
２次転写位置には給紙部１Ｂから記録シートが給送されるようになっている。  
給紙部１Ｂは、複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１から繰り出される記録シートの搬送路に配置された複数の搬送ローラ１Ｂ２と、２次転写位置前方に位置するレジストローラ１Ｂ３とを備えている。本実施例では、給紙部１Ｂには、給紙トレイ１Ｂ１から繰り出される記録シートの搬送路に加えて給紙カセット１Ｂ１内に収容されていない種類の記録シートを２次転写位置に向け給送できる構成が備えられており、この構成は、画像形成部１Ａの壁面の一部を起倒可能に設けた手差しトレイ１Ａ１と繰り出しコロ１Ａ２とを備えている。  
給紙カセット１Ｂ１からレジストローラ１Ｂ３に向けた記録シートの搬送路途中には、手差しトレイ１Ａ１から繰り出された記録シートの搬送路が合流し、いずれの搬送路から給送される記録シートもレジストローラ１Ｂ３によってレジストタイミングが設定されるようになっている。
【００３３】
書き込み装置５（図１では、便宜上、符号５Ｂで示してある）は、原稿走査部１Ｃに有する原稿載置台１Ｃ１上の原稿を走査することにより得られる画像情報あるいは図示しないコンピュータから出力される画像情報により書き込み光が制御されて感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍに対して画像情報に応じた静電潜像を形成するようになっている。
【００３４】
原稿走査部１Ｃには、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を露光走査するスキャナ１Ｃ２が備えられており、さらに原稿載置台１Ｃ１の上面には、自動原稿給送装置１Ｃ３が配置されている。自動原稿給送装置１Ｃ３は、原稿載置台１Ｃ１上に繰り出される原稿を反転可能な構成を備え、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。
【００３５】
書き込み装置５により形成された感光体３（図１において符号３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍで示す部材）上の静電潜像は、現像装置６（図１では、便宜上、符号６Ｂで示してある）によって可視像処理され、中間転写ベルト２に１次転写される。中間転写ベルト２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置９により記録シートに対して一括して２次転写される。
【００３６】
２次転写された記録シートは、表面に担持している未定着画像を定着装置１１によって定着される。定着装置１１は、詳細を図示しないが加熱ローラにより加熱される定着ベルトと定着ベルトに対向当接する加圧ローラとを備えたベルト定着構造を備えており、定着ベルトと加圧ローラとの当接領域、つまりニップ領域を設けることにより別ローラ方式の定着構造に比べて記録シートへの加熱領域を広げることができるようになっている。  
定着装置１１を通過した記録シートは、定着装置１１の後方に配置されている搬送路切り換え爪１２によって搬送方向が切り換えられるようになっており、排紙トレイ１３に向けた搬送路と、反転搬送路ＲＰとに搬送方向が選択される。
【００３７】
以上のような構成を備えたカラープリンタ１では、原稿載置台１Ｃ１上に載置された原稿を露光走査することによりあるいはコンピュータからの画像情報により、一様帯電された感光体３に対して静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置６によって可視像処理された後、トナー像が中間転写ベルト２に１次転写される。
【００３８】
中間転写ベルト２に転写されたトナー像は、単一色画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出された記録シートに対して転写され、多色画像の場合には１次転写が繰り返されることで重畳された上で記録シートに対して一括して２次転写される。２次転写後の記録シートは定着装置１１により未定着画像を定着された後、排紙トレイ１３あるいは、反転されて再度レジストローラ１Ｂ３に向けて給送される。
【００３９】
図１において、中間転写ベルト２は、詳細を図示しないが、伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きいゴム材料に帆布等の伸びにくい材料で構成された基部からなるベース層と、このベース層の上面に設けられたフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジェン共重合ゴムなどが用いられる弾性体層とを備えている。弾性体層の表面にはフッ素系樹脂が被覆されて平滑性を向上させたコート層が設けられている。
【００４０】
中間転写ベルト２は、少なくとも一対のローラである支持ローラ２Ａ、２Ｂおよびバックアップ機能を有するローラ２Ｃにそれぞれ掛け回されて駆動ローラ２Ａの反時計方向の回転によって駆動されるようになっている。  
支持ローラ２Ａおよび２Ｂ間で展張される面、つまり曲率のない平面が各作像ユニットの感光体３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍに対向している。中間転写ベルト２を挟んで各感光体と対向する位置には、感光体上の可視像を静電転写するための転写ローラ２Ｄがそれぞれ配置されている。
【００４１】
本実施例では、強制的な現像剤の供給によるダミー画像の形成、換言すれば、転写されないでクリーニングに供される画像を形成することにより現像剤の強制消費を行わせて現像剤を入れ替えることで、残留トナーの帯電量の増加や粒径分布の偏在あるいは流動性の悪化を防止するようになっているが、この処理を行うにあたり、単にダミー画像において消費されたトナーを対象とする補給量の設定だけでなく、強制消費の際に低濃度画像形成が連続したような場合に残留トナーの量が増加する点に着目し、低濃度画像を対象とする消費量を参酌して補給量を制御するようになっている。以下、この制御のための構成について説明する。
【００４２】
図２は、上述したトナーの強制消費に用いられる強制消費手段の主要部をなす制御部（以下、制御部１３を強制消費手段に置き換えて説明する）の構成を示すブロック図である。  
同２において、制御部１３は、マイクロコンピュータにより主要部が構成され、図示しないＩ／Ｏインターフェースを介して入力側には、本実施例と関連する部材として、書き込みデータとしての画素量を検出する手段、この場合には書き込み手段の駆動部１４、通紙される記録シートサイズを入力可能な操作パネル１５が接続され、出力側には作像部での画像形成処理手段、つまり、帯電行程から転写行程を実行する各装置（便宜上、図２においては作像装置と表示してある）が接続されている。  
本実施例では、強制消費が行われる場合、転写行程を除いた画像形成処理が行われ、以下に説明するように、感光体上に形成された強制消費対象の画像をクリーニング行程において回収するようになっている。
【００４３】
強制消費手段をなす制御部１３は、感光体ドラム２に形成される画像に対応する画素量を登録しておき、その画素量が規定量に達していない場合、つまり、規定画素量以下の場合には、規定画素量と現段階で形成される画像に対応する画素量との差分に対応するトナーを強制消費させる機能を備えている。
【００４４】
図３は、上記制御部１３における強制消費モードの前提となる処理内容を説明するためのフローチャートを示している。  
図３において、画像形成装置１が始動されると、保存していたデータ類の初期化が実行され（ＳＴ１）、図示しない操作パネルにおいてプリント指令が実行されると（ＳＴ２）、カラー画像の画像量（Ｐｉ）が書込装置の駆動部１６から入力されて画素量カウンタＢに保存される（ＳＴ３）。  
ステップＳＴ３で保存される画像量（Ｐｉ）は、画素量Ｐｉで用紙長Ｌ（便宜上、符号ＳＴ３’で示すステップにおいて入力された状態を示す）を対象としたプリント時での値に相当している。
【００４５】
画素量（Ｐｉ）および用紙長（Ｌ）が入力されると、制御部１３では画素量（Ｐｉ）を用いて単位用紙長相当の画素量をＰとした場合に、形成対象となる画像の消費量（Ｐｃ）が算出され（ＳＴ４）、規定の画像量（Ｐ）に対して形成対象となる画像でのトナーの消費量（Ｐｃ）との間に差が生じた場合には（ＳＴ５）、差分が生じた画像の形成終了後に感光体ドラム２の非画像形成領域を対象として消費パターンが形成される（ＳＴ６）。  
この消費パターンは、転写装置３を除く、各装置を用いて形成される。これにより、規定の消費量に対して書き込まれる画像で消費されるトナーの量が少ない場合には、規定の消費量との差分が強制消費されることになり、現像装置での劣化トナーの発生を抑止される。トナーの強制消費が終了すると、カウンタに保存されていた画像量がカウンタＢからリセットされる（ＳＴ７）。
【００４６】
以上が本実施形態における制御部１３が前提とする強制消費モードであり、この前提となる強制消費モードでの強制消費量を実際のトナーの消費状況に対応して補正するようになっている。以下、これについて説明する。  
本実施例では、上述した画像に対応する画素量により得られる画像面積率に基づきトナーの強制消費モードの選択を行うようになっているが、画像面積率を求めるに際して単に画素量だけでなく、画像有効幅を条件に加えて画像面積率を得るようになっている。つまり、画像面積率を求める際に主走査方向での最大画像有効幅、副走査方向での記録シートの走査長さを用いることで画像面積率としている。そして、画像面積率の算出方法は次の通りである。  
（１）式
画像面積率（最大画像有効幅）「％」＝｛画像面積（ｃｍ２）／（転写紙副走査長さ（ｃｍ）×最大画像有効幅（ｃｍ）｝×１００
さらに、画像面積率を用いる場合には、ｎ枚あたりの平均値を用いるようになっており、これより、急な画像面積率の変化が生じた場合、特に画像面積率の低い画像に変化した場合でも平均値を用いることで急激な画像面積率の変化を生じさせないようにでき、一度に大量の強制消費が行われることが原因するクリーニング負荷の増加を防止している。算出方法は次の通りである。  
（２）式
画像面積率（累積平均）＝｛画像面積率（累積平均）×（ｎ−１）＋画像面積率（最大画像有効幅：最新のもの）｝／ｎ
制御部１３においては、規定の画像面積率（画素量）に対して、現段階で形成される画像から得られる画像面積率（画素量）を基準とした不足分が現像に寄与しなかったトナーであると見做し、現像に寄与せずに現像装置内に残留するトナーとしてこれを強制消費させる。これにより、残留トナーが攪拌・摩擦による劣化を来すのを避けるようになっている。つまり、制御部１３では、強制消費の要否判断を行う際の基準として、
画像面積率（累積平均）≧画像面積率（閾値）・・・（３）式
画像面積率（累積平均）＜画像面積率（閾値）・・・（４）式
の関係を用いている。
【００４７】
本実施例では、強制消費に際して上記（１）式に挙げた算出方法により、記録シートサイズが変わった場合などのように、画像面積率だけでは割り出せない実際の記録シートサイズを対象とした現実的なトナーの消費率を得ることができるようになっている。以下、これについて説明する。  
図４は、記録シートにおける画像有効幅を用いた場合の違いについて説明するための図である。  
図４（Ａ）は、Ａ４の記録シートをその長手方向に沿って搬送するＡ４横搬送（Ａ４Ｙ）の記録シートと、Ａ６の記録シートをその長手方向と直角な方向に沿って搬送するＡ６縦搬送（Ａ６Ｔ）の記録シートとを用いる場合を示しており、これえら記録シートを対象として、特許文献３に開示されているように、強制消費モードを設定する場合の画像面積率の閾値を５％として、画像面積率だけで強制消費モードに該当するかどうかを判別すると、図４（Ｂ）に示す結果が得られる。  
一方、本実施例における上記式（１）に基づき、画像面積率を最大画像有効幅を加えることで強制消費モードの判定結果を示したものが図４（Ｃ）である。  
これらの結果からいえることは、図４（Ｂ）に示した結果において、画像面積率が１０パーセントの場合で比較すると、強制消費モードの設定基準となる画像面積率の閾値である５％に対して判別結果が異なる。従って、特許文献３に開示されているような方式では、実際のトナー消費量が少なく残存トナーの量、換言すれば、現像装置内に残留するトナーが多くなるにも拘わらず、強制消費が行われないことになり、この結果として、残留トナーの攪拌・摩擦による劣化を招きやすくなることになる。
【００４８】
一方、強制消費が必要と判断された場合には、画像面積率に見合う消費パターンがダミー画像として形成される。この場合に用いられる消費パターンの算出方法は（５）式に示すように、規定量（閾値に対応する消費量）との差分を用いて行われる。
（５）式
（消費パターンの画像面積）＝｛画像面積率（閾値）−画像面積率（累積平均）｝／１００×（最大画像有効幅）×（直前の画像出力時の記録シート副走査長さ）
さらに、上記（５）式における直前の画像出力時の記録シートの副走査長さに関しては、（６）式に示すように、消費パターンの主走査長さを固定値として、副走査方向の長さを変えることにより求めるようになっている。
（６）式
（消費パターンの副走査長さ）＝（消費パターンの画像面積）／（消費パターン主走査長さ）×（パターン係数）
（６）式におけるパターン係数は、図５に示すような網点状パターン形状による係数であり、消費パターンの形状が常に黒のベタ画像出力である場合には、パターン係数＝１となるが、白黒の連続した模様の画像出力である場合にはその分消費パターンの副走査方向長さが長くなり、パターン係数＝（全面積）／１（その中の黒の数）＝２となる。
【００４９】
本実施例では、この消費パターンのパターン形状として図２に示した階段形状のパターンを使用したが、このパターンは、全ベタ以外ならほかのパターンでもよい。  このときパターン係数＝３６／２１となる。
【００５０】
また、本実施例において画像面積率の閾値は、図４において示したように、５％、消費パターンの主走査長さは２５ｃｍとしたが、この値は、各画像形成装置において、その特性値を任意に設定すればよい。
【００５１】
制御部１３においては、上述した各式に基づいて割り出された消費パターンからの消費量を次回作像時の補給量として加算する処理が行われる。
【００５２】
本実施例でも値いられる補給制御方式としては、入力画像から補給量を算出する画素補給制御とセンサでトナー濃度を検知し、トナー濃度の変動分から補給量を算出するセンサ補給制御の２つの制御方法を導入している。
【００５３】
この場合の総補給量（Ｈ（ｍｇ））は、画素補給制御量（Ｐ＿Ｐｘｌ（ｍｇ））と、センサ補給制御量（Ｐ＿Ｖｔ（ｍｇ））の和として（７）式のように算出される。  
Ｈ＝Ｐ＿Ｐｘ１  ＋  Ｐ＿Ｖｔ・・・（７）
上記（７）式における画素補給制御量項（Ｐ＿Ｐｘ１）の内容は、以下の（８）式のように表される。
Ｐ＿Ｐｘ１＝Ｍ  ×  Ｐｘ１  ×  α１・・・（８）
ただし、Ｍ：単位面積あたりのトナー付着目標値（ｍｇ／ｃｍ２）
Ｐｘ１：入力画像の画像面積（ｃｍ２）
α１  ：補給係数１
また、上記（８）式において画像部の入力画像の画像面積項に消費パターン分の画像面積を追加する。この算出方式は（９）式の通りである。  
Ｐ＿Ｐｘ１＝Ｍ  ×（Ｐｘ１＋Ｎｉｍｇ）×α１・・・（９）
ただし、Ｎｉｍｇ：（５）式で算出された消費パターンの画像面積（ｃｍ２）
このような算出方法から得られた消費パターン分の補給動作を次回の補給に加算する制御を行い、低濃度画像出力時、換言すれば、低画像面積出力時においても、低濃度画像の可視像処理に用いられた消費分も含めて次回作像時での補給量の適正化が可能となり、しかも、低画像面積率の場合に発生する不具合である、一度に大量の強制消費が行われることによるクリーニング不良を防止して画像濃度の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明実施例による現像装置が用いられる画像形成装置の概略構成を説明するための模式図である。
【図２】図２に示した画像形成装置に用いられる強制消費手段をなす制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】図３に示した制御部により実行される強制消費処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】図２に示した制御部において実施される画像面積率の割り出しによる強制消費モードの判別と、従来構成での画像面積率の割り出しによる強制消費の判別との違いを説明するための図である。
【図５】トナーの消費パターンに用いられる網状パターンの例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  画像形成装置
６Ｂ  現像装置
１３  制御部
１４  書き込み装置の駆動部
１５  操作パネル
【図１】
2007133122.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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