(57)【要約】      （修正有）【課題】トナーの劣化による画質低下を防止し、トナーの廃棄を実施したときのクリーニング負荷の増加をなくして、クリーニング不良を防止する。【解決手段】現像剤担持体３４３の下流に、トナーを回収するトナー回収部材３４６を設け、現像剤担持体３４３とトナー回収部材３４６との電位差又は該電位差をトナーが回収される電位差にする時間を制御する。これにより、現像装置３４内の劣化トナーがトナー回収部材３４６により回収され、現像装置３４内のトナーは、十分な現像性能を有するように維持される。【選択図】図２
2012022072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを含む現像剤を担持し、現像位置において現像を行う現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源と、
前記現像剤担持体の移動方向に関して、前記現像位置の下流において前記現像剤担持体に対向するように配置され、前記現像剤担持体上の現像剤からトナーを回収するトナー回収部材と、
前記トナー回収部材にバイアス電圧を印加するトナー回収電源と、
前記トナー回収部材と前記現像剤担持体との電位差を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記電位差を制御して、劣化トナーを前記トナー回収部材に回収させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
形成される画像の印字量情報を発生する印字量情報発生手段を有し、前記制御手段は、前記印字量情報発生手段からの前記印字量情報に基づいて、前記電位差を制御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】
前記制御手段は、前記印字量情報に基づいて、前記トナー回収部材にトナーを回収させることの可否を決定する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】
前記制御手段は、前記印字量情報に基づいて、前記電位差をトナーが前記トナー回収部材に回収される値に維持する時間を制御することを特徴とする請求項１〜３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、前記印字量情報に基づいて、前記電位差の大小を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
連続画像形成において、前記制御手段は、画像と画像との間に形成される画像間隔において、トナーを前記トナー回収部材に回収させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像バイアス電源は、前記トナー回収電源として兼用され、前記トナー回収部材をグランドに接続するか又は前記現像バイアス電源に接続するかを切り替えるスイッチを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー回収部材上のトナーを掻き取る掻き取り部材を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー回収部材に回収されたトナーを排出する排出口を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項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、電子写真プロセスの中でトナー像を形成する現像装置及び該現像装置を有するより画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスの中で静電潜像を現像する現像装置においては、微粒子粉体からなるトナーを用いた現像が行われる。
【０００３】
現像装置内には、所定量の現像剤が収容され、現像剤中のトナーが現像により逐次消費され、消費分のトナーが新たに補給されて一定の現像性能が維持される。
【０００４】
トナーは現像装置内において、搬送されるとともにキャリアとトナーとの混合や帯電のために攪拌されるが、搬送、攪拌において、トナーにはストレスが作用し、ストレスによりトナーが劣化する。このようなトナーの劣化は、例えば、トナー粒子の表面に付着している外添剤が剥離したり、トナー粒子内に埋没したりして起こるものであり、劣化によりトナーの帯電性能が低下して、濃度むらやかぶりの原因となる。
【０００５】
前述のように、新トナーを補給することによりトナーの劣化は抑制されるが、消費されるトナーの量が少ない場合には、トナーが現像器内に滞留する時間が長くなるために、トナーが長期間にわたりストレスを受けて劣化が進行する。
【０００６】
特許文献１、２では、このようなトナーの劣化による画質低下を避けるための発明が開示されている。
【０００７】
特許文献１には、感光体上にトナー消費用の静電潜像を形成し、形成した静電潜像を現像してトナー像を形成し、形成したトナー像をクリーニング装置で感光体から除去し、カートリッジに回収する発明が記載されている。
【０００８】
特許文献２には、現像装置内のトナーを強制的に消費させるトナー吐き出しモードの実行可否を選択可能とした発明が開示されている。特許文献２では、静電潜像の現像により現像装置中のトナーを強制的に吐き出させ、吐き出されたトナーを用紙に転写することにより、用紙上に回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−４５４８１号公報
【特許文献２】特開２００６−４７６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
現像装置から強制的に吐き出されたトナーをクリーニング装置により感光体から除去する特許文献１の方法では、クリーニング装置に持ち込まれるトナーの量が多い場合、クリーニング不良が発生するという問題がある。
【００１１】
また、特許文献２の方法では、トナー消費のために用紙が消費されるとともに、トナーの強制消費を実行する時期が限定され、例えば、画像形成とトナー消費とを平行して実行するというようなトナー消費の継続的な実行が不可能である。このために、現像装置内のトナーの性能を最適な状態に維持することが困難である。
【００１２】
本発明は、トナーの劣化を防止するとともに、トナー劣化防止のためにトナー廃棄を実行した場合にクリーニング装置にかかる負荷を増すことなく、十分なトナー性能を常に維持して、高画質の画像を形成することができる現像装置及び画像形成装置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】
【００１３】
前記目的は下記の発明により達成される。
【００１４】
１．トナーを含む現像剤を担持し、現像位置において現像を行う現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源と、
前記現像剤担持体の移動方向に関して、前記現像位置の下流において前記現像剤担持体に対向するように配置され、前記現像剤担持体上の現像剤からトナーを回収するトナー回収部材と、
前記トナー回収部材にバイアス電圧を印加するトナー回収電源と、
前記トナー回収部材と前記現像剤担持体との電位差を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記電位差を制御して、劣化トナーを前記トナー回収部材に回収させることを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
２．形成される画像の印字量情報を発生する印字量情報発生手段を有し、前記制御手段は、前記印字量情報発生手段からの前記印字量情報に基づいて、前記電位差を制御することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１６】
３．前記制御手段は、前記印字量情報に基づいて、前記トナー回収部材にトナーを回収させることの可否を決定することを特徴とする前記１又は２に記載の画像形成装置。
【００１７】
４．前記制御手段は、前記印字量情報に基づいて、前記電位差をトナーが前記トナー回収部材に回収される値に維持する時間を制御することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【００１８】
５．前記制御手段は、前記印字量情報に基づいて、前記電位差の大小を制御することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【００１９】
６．連続画像形成において、前記制御手段は、画像と画像との間に形成される画像間隔において、トナーを前記トナー回収部材に回収させることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【００２０】
７．前記現像バイアス電源は、前記トナー回収電源として兼用され、前記トナー回収部材をグランドに接続するか又は前記現像バイアス電源に接続するかを切り替えるスイッチを有することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【００２１】
８．前記トナー回収部材上のトナーを掻き取る掻き取り部材を有することを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【００２２】
９．前記トナー回収部材に回収されたトナーを排出する排出口を有することを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明においては、現像装置内の劣化トナーをトナー回収部材により回収している。これにより、低印字量の画像形成が連続した場合でも、高画質の画像が形成され、また、クリーニング不良が避けられる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の現像装置の構成を示す図である。
【図３】連続画像形成における画像と、画像間に形成される画像間隔と、トナー回収のためにトナー回収ローラ上に形成される帯との位置関係を示す模式図である。
【図４】現像ローラの電位と、トナー回収ローラの電位とを示す図である。
【図５】印字率と、トナー回収用の帯の幅との関係を示すグラフである。
【図６】印字率と、電圧変更時間と、トナー回収量との関係を示すグラフである。
【図７】トナー回収の制御を行う制御系のブロック図である。
【図８】トナー回収制御のフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の現像装置の構成を示す図である。
【図１０】印字率と、電圧変更時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔画像形成装置〕
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【００２６】
画像形成装置は、電子写真プロセスにより画像を形成する装置であり、画像形成装置の上部に、自動原稿送り装置ＤＦが搭載されている。また画像形成装置は、画像読取装置１、画像処理装置２、画像形成部３、記録紙収納部４、給紙部５、反転・排紙部６等を備えている。
【００２７】
自動原稿送り装置ＤＦは、原稿載置台（符号無し）上に載置された原稿を、１枚ずつ分離し、画像読取位置に搬送し、排紙台（符号無し）上に排紙する装置である。この自動原稿送り装置ＤＦは、原稿を画像読取位置に搬送した後、表裏を反転させ、再度、画像読取位置に搬送し、排紙台上に排紙できるようにも構成されており、原稿の片面のみ、或いは、原稿の両面を、画像読取装置１によって読み取らせることができる。
【００２８】
画像読取装置１は、原稿の画像を読み取り、画像形成部３において形成される画像の画像データを取得する装置であり、自動原稿送り装置ＤＦによって搬送される原稿の画像を読み取る。すなわち、自動原稿送り装置ＤＦによって搬送されている原稿を、光学系（符号なし）を介して、撮像手段であるＣＣＤ（イメージセンサ）１Ａによって、光電変換し、画像信号を得る。
【００２９】
画像処理装置２は、ＣＣＤイメージセンサ１Ａにより光電変換されたアナログ信号を、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行って画像データを生成するか又は外部機器から受信した画像形成指令から画像データを生成する。画像処理装置２による画像処理後、必要に応じて画像データを記憶する記憶手段（メモリ）に記憶する。
【００３０】
画像形成部３は、電子写真プロセスにより記録紙Ｒ上に画像を形成する。画像形成部３は、像担持体としてのドラム状の感光体３１と、帯電装置３２と、露光装置３３と、現像装置３４と、転写分離装置３５と、クリーニング装置３６と、定着装置３７とを有する。図示のように、帯電装置３２と、露光装置３３と、現像装置３４と、転写分離装置３５と、クリーニング装置３６とは感光体３１の周囲に配置される。
【００３１】
帯電装置３２と露光装置３３とは感光体３１上に静電潜像を形成する潜像形成部を構成する。帯電と露光とにより感光体３１上に形成された静電潜像は現像装置３４で現像され、感光体３１上にトナー像が形成される。現像装置３４はキャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容し、反転現像行う。
【００３２】
記録紙収納部４は、画像形成部３によって画像が形成される記録紙Ｒを収納する部分であり、トレイ４１と、大容量トレイ（ＬＣＴ）４２、４３と、手差しトレイ４４とを有する。
【００３３】
給紙部５は、記録紙収納部４から記録紙Ｒを１枚ずつ送り出し、画像形成部３へと給紙する部分である。給紙部５は、第１給紙手段５１〜５４と、第１給紙手段５１〜５４より送り出された記録紙Ｒを画像形成部３に搬送するレジストローラ５５とを有している。そして、第１給紙手段５１〜５４によって、録紙収納部４収納された記録紙Ｒは、１枚ずつ分離され、レジストローラ５５へと搬送され、レジストローラ５５で、一旦、記録紙Ｒの先端が停止し、画像形成部３において形成されるトナー像と同期をとって再給紙が開始され、画像形成部３の転写位置へと搬送される。そして、転写位置で、感光体３１上のトナー像が記録紙Ｒ上に画像が転写される。
【００３４】
反転・排紙部６は、定着処理された記録紙Ｒを排出する部分と、記録紙Ｒの表裏を反転させ再度画像形成部３（レジストローラ５５を介して）へと搬送する部分を備える。反転・排紙部６は、画像形成装置外に排紙するための排紙ローラ６１と、記録紙Ｒの表裏を反転する反転部６２と、定着装置３７を出た記録紙Ｒを排紙ローラ６１側或いは反転部６２側へ搬送するために経路を切り替える切換部６３と、反転部６２で反転された記録紙Ｒを、再度画像形成部３へと搬送するための搬送部６４とを有している。トナー像が定着された記録紙Ｒをそのまま排紙する場合は、図１の実線の位置にある切換部６３によって記録紙Ｒが排紙ローラ６１側へと案内され、画像形成装置から排出される。また、定着処理された記録紙Ｒの表裏を反転して排紙する場合は、図１の点線の位置にある切換部６３によって、記録紙Ｒが反転部６２側へと一旦案内され搬送された後、進行方向を逆転して排紙ローラ６１側へと搬送され、画像形成装置外に排出される。また、定着されたトナー像を担持する記録紙Ｒの面と反対面に画像を形成する場合は、図１の点線の位置にある切換部６３によって記録紙Ｒが反転部６２側へと案内され搬送される。記録紙Ｒはその後、進行方向を逆転し、搬送部６４によって、レジストローラ５５の搬送方向上流側へと搬送され、上述と同様に、画像形成部３によって、反対面に画像が形成される。
【００３５】
〔現像装置（実施の形態１）〕
＜現像装置の構成＞
図２は本発明の実施の形態１に係る現像装置３４の構成を示す図である。
【００３６】
現像装置３４を構成する各部はハウジング３４１内に収納されており、ハウジング３４１の左端部は感光体３１に対向して開口している。開口部には、現像剤担持体としての現像ローラ３４３が配置され、現像ローラ３４３の内部には複数の磁極を有する磁石ロール３４４が配置される。現像ローラ３４３は矢印Ｗ１のように反時計方向に回転し、磁石ロール３４４は固定である。３４５は現像剤の層厚を規制する規制部材であり、規制部材３４５により現像ローラ３４３上に均一な厚さの現像剤層が形成される。現像ローラ３４３の右方には、回転軸方向に平行な複数枚の搬送板を有し回転により現像ローラ３４３に現像剤を供給する搬送部材３４７が配置され、搬送部材３４７の右方には、スクリューからなる攪拌搬送部材３４８が配置され、攪拌搬送部材３４８の右方には、スクリューからなる攪拌搬送部材３４９が配置される。
【００３７】
規制部材３４５により現像ローラ３４３上には均一な厚さの現像剤層が形成され、現像ローラ３４３は感光体３１に対向する現像位置において現像剤層を支持し、現像剤層により形成された磁気ブラシにより感光体３１上の静電潜像が現像される。キャリアとトナーとを含む二成分現像剤は、攪拌搬送部材３４９から攪拌搬送部材３４８へ、更に攪拌搬送部材３４８から搬送部材３４７へと搬送される。搬送部材３４７から現像ローラ３４３上に現像剤が供給され、現像が行われた後に、現像剤は現像ローラ３４３の下方を通って搬送部材３４７に戻る。現像剤は搬送部材３４７から攪拌搬送部材３４８へ、更に、攪拌搬送部材３４８から攪拌搬送部材３４９へと搬送される。現像において消費された分のトナーは攪拌搬送部材３４９の上方に形成されたトナー補給口（図示せず）から補給される。即ち、透磁率センサ（図示せず）により現像剤中のトナー濃度が検知され、検知結果に基づいてトナー濃度を維持するように新たなトナーが補給される。前述の現像剤の循環の繰り返しにより連続した現像が行われる。
【００３８】
感光体３１は現像ローラ３４３に対向するが、現像ローラ３４３に対向して、トナー回収部材としてのトナー回収ローラ３４６が配置されている。トナー回収ローラ３４６は現像ローラ３４３の周面の移動方向に関して、現像ローラ３４３が感光体３１に対向する現像位置の下流部に配置される。トナー回収ローラ３４６は金属からなり、矢印Ｗ２のように時計方向に回転する。トナー回収ローラ３４６には、ブレードからなる掻き取り部材３４６Ａの先端が接触する。
【００３９】
Ｅ１は現像ローラ３４３に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源としての直流電源である。本実施の形態においては、感光体３１は帯電装置３２（図１参照）により負電位に帯電され、直流電源Ｅ１は感光体３１の帯電電位よりも若干低い（絶対値において低い）負電圧を印加する。
【００４０】
現像装置３４内のトナーは感光体３１の帯電極性と同極性である負に帯電しており、トナーは、露光により電位低下した感光体３１の部分に現像ローラ３４３から移動して付着する。即ち、反転現像が行われる。現像バイアス電源としては、直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧を印加するものでもよい。
【００４１】
Ｅ２はトナー回収部材３４６に電圧を印可するトナー回収電源としての直流電源である。
【００４２】
＜トナー回収＞
現像装置３４内においてトナーが長期間滞留すると、トナーが攪拌や搬送により受けるストレスのために劣化して画質低下の原因となる。即ち、現像剤が攪拌や搬送により長期間に亘るストレスを受けた場合、トナー粒子の表面にある外添剤が表面から剥離したり、トナー粒子内部に埋没したりしてトナーが劣化し、トナーの帯電特性や転写性能が低下し濃度むらやかぶりを発生させる。この現象を避けるために、現像装置３４は装置内の劣化トナーを回収し廃棄する機能を有する。劣化トナーを廃棄して新しいトナーに入れ替えることによりトナーの性能を維持することができる。
【００４３】
現像装置３４は図示しないが、現像剤中のトナー濃度を検知する透磁率センサ等のトナー濃度センサを具備している。そして、現像剤中のトナー濃度低下が検知されたときに、新トナーの補給が行われる。
【００４４】
現像装置３４からトナ−を廃棄して現像剤中のトナー濃度を低下させ、低下分を新トナーで置き換えることにより、トナーの更新が行われ、トナーの劣化が回避される。以下に、トナー廃棄を説明する。前述のように、実施の形態に係る現像装置３４は負帯電トナーを用いた反転現像を行う現像装置である。以下の説明においては、現像ローラ３４３の電位やトナー回収部材３４６の電位、電圧の「高低」を絶対値での「高低」や「大小」として説明する。
【００４５】
このようなトナー廃棄はトナー回収ローラ３４６にトナーを回収することにより行われる。即ち、トナー回収ローラ３４６は現像ローラ３４３上に形成されている現像剤の層からトナーを回収し、現像装置３４の外に排出する。トナー回収ローラ３４６にはトナー回収電源としての直流電源Ｅ２により、直流電源Ｅ１による電圧よりも低い電圧（０を含む）が印加されている。したがって、現像ローラ３４３上の現像剤に含まれるトナーは、高電位の現像ローラ３４３から低電位のトナー回収ローラ３４６に移動しトナー回収ローラ３４６に回収される。
【００４６】
トナー回収ローラ３４６は矢印Ｗ２のように時計方向に回転しており、トナー回収ローラ３４６上に回収された劣化トナーは掻き取り部材３４６Ａにより掻き取られ、ハウジング３４１に形成された排出口３４１Ａから矢印Ｗ３のように現像装置３４の外に排出され廃棄される。
【００４７】
図３は連続画像形成における画像と、画像間に形成される画像間隔と、トナー回収のために、トナー回収ローラ３４６上に形成されるトナーの帯との位置関係を示す。図３では、画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、画像間隔Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３と帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３とが同一平面に示されている。しかしながら、画像形成プロセスにおいては、画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と画像間隔Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３が感光体３１上に形成されるのに対して、帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は感光体３１上ではなく、トナー回収ローラ３４６上に形成される。従って、図３は画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の形成タイミングと、画像間隔Ｇ１、Ｇ２、Ｇの形成タイミングと、帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の形成タイミングとの関係を示した模式図である。
【００４８】
図示の例では図３に示されるように、連続画像形成における画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・が、画像間隔Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・を隔てて形成され、画像間隔Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３のそれぞれの領域内にトナー回収用の帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が形成される。しかしながら、帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・・が形成される場所には、基本的には制限がなく、画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・と重なる位置に帯（び）Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・・が形成されてもよい。帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・・は図４に示すように、帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に対応する時間ＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３において、直流電源Ｅ２の出力電圧を直流電源Ｅ１の出力電圧Ｖ１よりも低いＶ２とし、時間ＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３以外の時間において、直流電源Ｅ２の出力電圧を直流電源Ｅ１出力電圧Ｖ１と同一又はより高くすることにより形成される。直流電源Ｅ２の出力電圧を直流電源Ｅ１の出力電圧Ｖ１と同一又はより高くすることにより、時間ＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３以外の時間においては、トナー回収ローラ３４６の電位が、トナーが現像ローラ３４３の電位に等しいか又はより高くなる。これにより現像ローラ３４３からトナー回収ローラ３４６にトナーが移動せず回収されない条件が設定される。
【００４９】
現像装置３４内のトナーの劣化は現像ローラ３４３等を駆動している間に進行する。そして、現像装置３４内に長期間トナーが滞留ほど劣化の程度が進行する。しかして、トナーが現像装置３４内に滞留する期間は、現像装置３４内のトナーの消費割合に対応する。単位駆動時間（現像ローラ３４３等の駆動時間）に対するトナーの消費割合が高い場合は、現像装置３４内のトナーの更新が速く進行し、滞留時間が短いが、消費割合が低い場合は、現像装置３４内のトナーの更新が遅く進行し、滞留時間が長くなる。
【００５０】
トナーの消費割合は、連続画像形成における画像量、即ち、印字量に対応する。印字量（単位駆動時間に対する印字量）は、印字率に対応するとともに、画像のサイズに対応する。以下に説明するように印字量としては、所定枚数の画像について平均された平均印字量が用いられる。
【００５１】
以下においては、Ａ４サイズの記録紙を用いて連続画像形成が行われる場合について説明する。同一サイズの画像が形成される場合には、印字量に代えて、印字率が用いられる。
【００５２】
印字率が低い画像の形成が続いた場合に、トナーの廃棄を行うだけでなく、印字率に対応した量のトナーを廃棄することが望ましい。図５、６を参照して印字率に対応した量のトナー廃棄について説明する。
【００５３】
図５の線Ｌ１で示すように、印字率が４％より低い画像を形成する場合に、トナーの回収が行われる。図５の横軸は画像の印字率である。図５に示すように、印字率４％よりも低い画像を形成する場合に、トナー回収用の帯を形成し、印字率４％以上では、帯が形成されない。
【００５４】
印字率は画像が形成される部分と画像が形成されない空白部分とを含む画像領域の面積に対する画像が形成される部分の面積の比に１００を乗じた値であり、形成される画像の濃度を表す画像データと、画像サイズ情報とから計算される。
【００５５】
印字率が４％以上においては、トナー回収ローラ３４６上にトナー回収用の帯を形成せず、印字率が４％よりも低い場合に、トナー回収ローラ３４６上にトナー回収用の帯を形成し、トナー回収ローラ３４６上にトナーを回収することにより、現像装置３４からトナーが廃棄される。トナー回収ローラ３４６上に形成されるトナー回収用の帯の幅を変えることによりトナーの回収量が制御される。図５の線Ｌ１で示すように、印字率が低くなるときに、帯の幅を直線的に上昇させることにより、印字率の低い画像を形成する場合にも、画質の低下を起こすことなく、高画質の画像が形成される。
【００５６】
トナーの回収量は、また、現像ローラ３４３とトナー回収ローラ３４６との電位差を変えることによっても変化する。図６は一定の電位−５００Ｖにある現像ローラ３４３に対してトナー回収ローラ３４６の電位を変えた場合における、トナー回収用電源Ｅ２の出力電圧変更時間とトナー回収量との関係を示す。図６に示されるように、トナー回収ローラ３４６の電位の絶対値を小さくして、現像ローラ３４３の電位との差を大きくするほど、トナー廃棄量は多くなる。図６の例では、トナー回収ローラ３４６の電位を０Ｖとして電位差を５００Ｖとしたときにトナー廃棄量が最大となり、トナー回収ローラ３４６の電位を−５００Ｖとし、電位差を０Ｖとしたときに、トナー廃棄量がほぼ０であった。
【００５７】
このように、直流電源Ｅ２の出力電圧を０Ｖとしたときに、トナーの回収量が最大となり、直流電源Ｅ２の出力電圧を直流電源Ｅ１と等しくしたときに、トナーの回収量が０となる。
【００５８】
図６に示されるように、トナー回収量は、電源Ｅ２の出力をトナー廃棄用電圧に変更する時間である電圧変更時間の増加に比例して増加し、トナー回収ローラ３４６の電位の絶対値を小さくして０Ｖに近づけるほど多くなる。
【００５９】
図５、６に示されるトナー回収の制御は図７の制御系により行われる。図８はトナー回収制御のフローチャートである。
【００６０】
画像データを発生する画像処理装置２は露光装置３３（図１参照）による露光の露光量レベルを決める画像データを発生する。制御部ＣＳは、画像処理装置２からの画像データから印字率を計算する。このように、画像処理装置２は形成される画像のデータを発生する画像データ発生手段を構成し、制御部ＣＳは画像データから印字率を計算して、印字率情報（印字量情報）を発生する印字率情報発生手段（印字量情報発生手段）を構成する。制御部ＣＳは、また、制御手段を構成し、印字率情報に基づいて、直流電源Ｅ２を制御して、図３に示す帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・の形成の可否と、帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の幅（トナーを回収する電位にした継続時間）と、帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の濃度（単位時間あたりの回収量）とを制御する。即ち、制御部ＣＳは印字率が所定値（例えば４％）よりも低いときに、トナー回収を行うとともに、印字率に応じた帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の幅と、帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の濃度を決定する。帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の幅は、直流電源Ｅ２の出力電圧を直流電源Ｅ１の出力よりも低くする時間ＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３（電圧変更時間）により設定される。また、帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の濃度は、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との差により設定される。
【００６１】
なお、制御部ＣＳが操作部等において指定されるオペレータによる指示に基づいて、劣化トナー廃棄の可否の制御やトナーの廃棄量の制御を行うようにしてもよい。
【００６２】
図８はトナー回収を行いつつ画像を形成する画像形成工程のフローチャートである。図８に示されるように、連続する画像形成において、低印字率画像の形成が続いた場合、その都度、印字率に対応したトナーの回収が行われる。したがって、常に十分な性能を有するトナーを用いた画像形成が行われ、高画質の画像が安定して形成される。
【００６３】
ステップＳ１において、直流電源Ｅ１の出力電圧Ｖ１と直流電源Ｅ２の出力電圧Ｖ２とを等しく設定して、トナー回収ローラ３４６の電位を現像ローラ３４３の電位と同一にする。この設定により、現像ローラ３４３上のトナーが現像ローラ３４３からトナー回収ローラ３４６に移動しない状態が設定される。
【００６４】
ステップＳ２において、コピー動作が開始される。
【００６５】
ステップＳ３において、制御部ＣＳは過去の平均印字率を取得する。過去の平均印字率とは、直前のトナー回収制御のインターバルである数十枚〜数百枚の画像の平均印字率又は直前の３０〜９０ｓｅｃにおいて形成された画像の平均印字率である。
【００６６】
ステップＳ４において、印字率が所定値、例えば、４％以上か否かを判断する。４％以上の場合（Ｓ４のＹＥＳ）、ステップＳ５において、直流電源Ｅ２の出力電圧を直流電源Ｅ１の出力電圧Ｖ１に等しくし、トナー回収のための帯を形成せずトナーを回収しない条件が設定される。
【００６７】
ステップＳ４の判断において、４％以上でない場合（Ｓ４のＮＯ）、ステップＳ６において、直流電源Ｅ２の出力電圧を直流電源Ｅ１の出力電圧Ｖ１よりも低い値Ｖ２に設定する。直流電源Ｅ２の出力電圧をＶ２に設定するとともに、直流電源Ｅ２の出力電圧をＶ２としている時間（図４における時間ＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３・・・）を印字率に対応した値に設定する。
【００６８】
ステップＳ７の判断において、コピ−が終了したときは（ＹＥＳ）終了し、コピーが終了しないときは、ステップＳ３に戻ってコピー動作と、トナー回収制御とが継続される。
【００６９】
連続したトナー回収制御を行う場合、ステップＳ３における平均印字率取得は、前述のインターバルを画像１枚毎に移動させる移動平均を用いた計算により取得されるが、所定の複数枚毎に前述のインターバルを移動させることにより計算してもよい。
【００７０】
〔実施の形態２〕
図９は本発明の実施の形態２に係る現像装置を示す図である。図２における部品と同一の部品には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７１】
図９の実施の形態においては、現像バイアス電源としての、直流電源Ｅ１がトナー回収電源として兼用される。即ち、現像ローラ３４３とトナー回収ローラ３４６とに共通の直流電源Ｅ１により電圧が印加される。トナー回収ローラ３４６と、現像ローラ３４３との電位差をトナーが回収される電位差とするか又はトナーが回収されない電位差（電位差０）とするかは、スイッチ３５０により切り替えられる。スイッチ３５０でトナー回収ローラ３４６を直流電源Ｅ１に接続することにより、トナー回収ローラ３４６と現像ローラ３４３との電位差が０に設定され、スイッチ３５０をグランドに接続することにより、現像ローラ３４３からトナー回収ローラ３４６にトナーを回収する電位差が設定される。
【００７２】
図９の実施の形態においては、図３に示すように画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・の間に形成される画像間隔Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・・にトナー回収用の帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を形成することが条件となる。トナー回収用の帯Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はトナー回収ローラ３４６の電位をグランドに落とすことにより形成される。したがって、図６に示すようにトナーは最高の割合で回収され廃棄される。
【実施例】
【００７３】
コニカミノルタ  ＢＩＺＨＵＢ  ＰＲＯ  １２００（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）の改造機を使用した。
【００７４】
現像バイアス（直流電源Ｅ１）を−５００Ｖ、トナー回収用の帯を形成する際のトナー回収部材の電位をグランドとし、図１０の線Ｌ２で示すように印字率に応じた時間でトナー回収用の帯を形成した。
【００７５】
比較例として、トナー回収を行うことなく、プリントを行った。
【００７６】
表１はＡ４サイズの記録紙に３０００枚の画像を形成したときの画質の評価結果を示す。
【００７７】
【表１】
2012022072.tif 000003
【００７８】
比較例では、印字率４％の画像では良好な画像が形成されたが、印字率２．５％以下の画像では、画像濃度のむらやかぶりによる画像不良が発生した。これに対して実施例においては、全印字率に亘り、良好な画像が形成された。
【符号の説明】
【００７９】
２  画像処理装置
３１  感光体
３４  現像装置
３４３  現像ローラ
３４６  トナー回収ローラ
３４６Ａ  掻き取り部材
ＣＳ  制御部
Ｅ１、Ｅ２  直流電源
【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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