(57)【要約】【課題】  トナーを長手方向に搬送しトナー担持体に補給する機構を有するトナー補給方式の画像形成装置において、現像ローラ上のトナーコート層でトナーの粒径に長手方向の差ができ、画像濃度に長手方向の差ができる場合がある。【解決手段】  トナーを現像ローラ５１から感光ドラム１に転移する現像装置リフレッシュモードモードを有し、現像室内のスクリュー５４によるトナー搬送方向の下流側のトナーの転移量は上流側の転移量以上とする。【選択図】  図３
2013109147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像をトナーにより現像するトナー担持体と、前記トナー担持体に対向して配置され、補給口から補給されたトナーを前記トナー担持体の長手方向に搬送しながら前記トナー担持体にトナーを供給する搬送部材と、を備えた現像装置と、
非画像形成時に前記トナー担持体から前記像担持体へトナーを転移させるモードを実行する制御部と、
を有する画像形成装置であって、
前記制御部は、前記搬送部材の搬送方向において、第一の位置におけるトナーの転移量が前記第一の位置よりも上流側の第二の位置におけるトナーの転移量よりも多くなるように、前記モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像をトナーにより現像するトナー担持体と、前記トナー担持体に接触するように配置され、前記トナー担持体に対してトナーの供給および剥ぎ取りを行う供給剥ぎ取り部材と、前記供給剥ぎ取り部材に対向して配置され、補給口から補給されたトナーを前記供給剥ぎ取り部材の長手方向に搬送しながら前記供給剥ぎ取り部材にトナーを供給する搬送部材と、を備えた現像装置と、
非画像形成時に前記トナー担持体から前記像担持体へトナーを転移させるモードを実行する制御部と、
を有する画像形成装置であって、
前記制御部は、前記搬送部材の搬送方向において、第一の位置におけるトナーの転移量が前記第一の位置よりも上流側の第二の位置におけるトナーの転移量よりも多くなるように、前記モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記モードにおいて、前記像担持体表面と前記トナー担持体との電位差を前記第一の位置と前記第二の位置とで異なる電位差とすることで、前記第一の位置におけるトナーの転移量を前記第二の位置におけるトナーの転移量よりも多く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】
前記制御部は、前記モードにおいて、前記第一の位置の方が前記第二の位置よりも前記像担持体表面に対する露光範囲を広くすることで、前記第一の位置におけるトナーの転移量を前記第二の位置におけるトナーの転移量よりも多く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】
前記制御部は、画像形成枚数に関する情報に基づいて前記モードの実行タイミングを決定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】
前記制御部は、前記トナー担持体の駆動時間に関する情報に基づいて前記モードの実行タイミングを決定す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】
更に、画像形成装置の使用環境を検知する検知手段を有し、
前記制御部は、前記検知手段の検知結果に応じて、前記モードの実行頻度を変更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】
前記制御部は、前記現像装置の使用度合いに応じて前記モードの実行頻度を変更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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式または静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の画像形成装置にあっては、特許文献１に記載されるように、トナー（現像剤）補給方式の画像形成装置として、現像装置の上方に着脱可能なトナー補給容器を有するトナー補給装置を設けた構成が知られている。図２、及び図３は、斯かる補給方式の現像装置５とトナー循環構造の一例を示している。現像装置５は攪拌室５ａおよび現像室５ｂの２つの部屋で構成されている。攪拌室５ａと現像室５ｂは隔壁５５で仕切られ、隔壁５５の両端にトナーが往来できるよう入口と出口が開口５６、５７として設けられている。現像室５ｂには現像ローラ５１（トナー担持体）、トナー供給ローラ５２（トナー供給部材）およびトナー規制部材５８が収容されている。また、トナー供給ローラ上部にスクリュー５４（トナー搬送部材）が配置され、隔壁５５をはさんで対向側に攪拌室５ｂが配置されている。
【０００３】
図３のトナー循環は次のようである。即ち、画像の印字比率に関する情報と攪拌室５ａのトナー量検出結果を基にして、トナー補給動作が補給装置６によって行われ、補給されたトナーは開口を通過して攪拌室５ａに落とされる。攪拌室５ａに配置された攪拌部材５３はトナーを水平に均すことができるが、それ以上の搬送能力は有していない。攪拌室５ａでは補給装置６から補給されたトナーと開口５７から送られてきたトナーが混ざり合って、高く盛り上がることにより、それを攪拌部材が水平に均すことで徐々に攪拌室内に拡散する矢印の動きとなる。この動きを繰り返すことによって最終的にトナーは開口５６へと到達して、現像室５ｂ内に補給される。攪拌室５ａから補給された現像室５ｂ内のトナーはスクリュー５４によって長手方向の一方側から他方向へと搬送される。ここでスクリュー５４の長手方向を現像室５ｂ内におけるトナーの搬送方向と呼ぶ。トナー供給ローラ５２は、現像ローラ５１に補給し、その後、現像ローラ５１に当接するトナー規制部材５８を通過して、薄層化したトナーコート層が現像ローラ上に形成される。また、画像形成に使われなかったトナーは、スクリュー５４に搬送され開口５７を通過して攪拌室５ａに戻される。このような補給方式の現像装置では、トナーを重力方向に循環させているおり、現像装置全体の幅サイズを小型化できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０９９０４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のようなトナー補給方式の画像形成装置における課題として、トナー担持体に担持されるトナーの粒径がトナー担持体の長手方向下流側に向かうにつれて大きくなり、この粒径差に起因する画像濃度差が発生する場合があることが本発明者の検討により明らかとなった。
【０００６】
本発明は、このような課題を鑑みてなされたもので、その目的はトナー担持体の長手方向における画像濃度差を低減することが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本出願に係る第一の発明は、静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトナーにより現像するトナー担持体と、前記トナー担持体に対向して配置され、補給口から補給されたトナーを前記トナー担持体の長手方向に搬送しながら前記トナー担持体にトナーを供給する搬送部材と、を備えた現像装置と、非画像形成時に前記トナー担持体から前記像担持体へトナーを転移させるモードを実行する制御部と、を有する画像形成装置であって、前記制御部は、前記搬送部材の搬送方向において、第一の位置におけるトナーの転移量が前記第一の位置よりも上流側の第二の位置におけるトナーの転移量よりも多くなるように、前記モードを実行することを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
また、上記の目的を達成するために、本出願に係る第二の発明は、静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像をトナーにより現像するトナー担持体と、前記トナー担持体に接触するように配置され、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記トナー供給部材に対向して配置され、補給口から補給されたトナーを前記トナー供給部材の長手方向に搬送しながら前記トナー供給部材にトナーを供給する搬送部材と、を備えた現像装置と、非画像形成時に前記トナー担持体から前記像担持体へトナーを転移させるモードを実行する制御部と、を有する画像形成装置であって、前記制御部は、前記搬送部材の搬送方向において、第一の位置におけるトナーの転移量が第一の位置よりも上流側の第二の位置におけるトナーの転移量よりも多くなるように、前記モードを実行することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トナー担持体の長手方向における画像濃度差を低減することが可能な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】
【００１０】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の全体構成を示す縦断面図
【図２】実施例１に係る現像装置とトナー補給装置の断面図
【図３】実施例１に係る現像装置とトナー補給装置のトナー循環を示す図
【図４】実施例１に係る画像形成装置の概略ブロック図
【図５】実施例１に係る画像形成装置の現像ローラとトナー供給ローラ付近の断面図
【図６】実施例１に係る現像ローラとトナー供給ローラ付近のトナー粒径を示す図
【図７】実施例１に係る現像装置リフレッシュモードにおける吐出しトナー像
【図８】実施例１に係る現像装置リフレッシュモードにおける現像コントラスト
【図９】実施例１に係る画像形成装置の現像装置リフレッシュモードのフローチャート
【図１０】実施例１に係る画像形成装置の現像ローラコート層のトナー粒度測定結果
【図１１】実施例２に係る画像形成装置の概略ブロック図
【図１２】実施例２に係る画像形成装置の現像装置リフレッシュモードのフローチャート
【図１３】実施例３に係る画像形成装置の概略ブロック図
【図１４】実施例３に係る画像形成装置の現像装置リフレッシュモードのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面及び実施例を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。
【００１２】
［実施例１］
〈１〉画像形成装置の全体的構成
図１は本発明に係る画像形成装置の一例の概略構成図である。この画像形成装置１００は、インライン（タンデム）方式−中間転写方式のフルカラー電子写真画像形成装置（フルカラーレーザービームプリンタ）である。
【００１３】
画像形成装置本体１００Ａ内には、図面上右から左に順に水平方向に並設した第１〜第４の４つの画像形成部（画像形成ステーション：以下、ステーションとする）Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋが配設されている。これらの各ステーションは、何れも、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体１（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）を有する。以下、電子写真感光体を感光ドラムとする。各ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋは、それぞれ、感光ドラム１上に、イエロー（Ｙ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、シアン（Ｃ）のトナー像、ブラック（Ｂｋ）のトナー像を形成する。
【００１４】
各ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋにおける画像形成動作は次の通りである。回転する感光ドラム１の表面が帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施例では、感光ドラム１の帯電極性は負極性である。そして、その感光ドラム１の一様帯電面に対して、レーザー照射手段３から出力される、各色の画像情報に対応して変調されたレーザー光４による走査露光がなされる。これにより、感光ドラム面に画像情報（走査露光パターン）に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置５によってトナー像として可視化される。トナーは、トナー収容手段としてのトナー補給ユニット６（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）から各色に応じて現像装置５（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）へ適時補給される。そして、感光ドラム１に形成されたトナー像が、感光ドラム１と中間転写ベルト１０（以下、ベルトとする）との接触部である１次転写部Ｔ１において、感光ドラム１側から、循環移動駆動されているベルト１０側に１次転写される。また、ベルト１０側に転写されずに感光ドラム１の表面に残った１次転写残トナーはクリーニング装置８により除去される。以上のようなプロセスにより、未定着トナー像がベルト１０上に形成される。
【００１５】
一方、所定の制御タイミングで給紙ローラ１４が駆動される。これにより記録材カセット１３に積載収容された記録材（転写材）１２が１枚分離給紙され、シートパス１５ａを通ってレジストレーションローラ１６に送られる。ベルト１０の駆動ローラ１０ａには、ベルト１０を挟んで、２次転写手段（電極部材）である２次転写ローラ１７が当接されている。このベルト１０と２次転写ローラ１７のとの接触部が２次転写部Ｔ２である。
【００１６】
そして、レジストレーションローラ１６の位置で停止されている記録材１２は所定の制御タイミングで回転駆動されたローラ１６により給紙される。その記録材１２がシートパス１５ｂを通って２次転写部Ｔ２に導入されて挟持搬送されていく。その間、２次転写ローラ１７には２次転写バイアス印加電源（不図示）から、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の２次転写バイアスが印加される。これにより、ベルト１０上の未定着トナー像が転写電界で静電的に記録材１２上に一括して２次転写される。
【００１７】
２次転写部Ｔ２を出た記録材１２はベルト１０の面から分離されて、シートパス１５ｃを通って定着装置１８へ導入される。記録材１２上に担持された未定着トナー像は、定着装置１８が備えている定着部材１８ａによる加熱、及び、加圧部材（加圧ローラ）１８ｂによる加圧を受けて、記録材１２上に定着される。
【００１８】
定着装置１８を出た記録材１２はシートパス１５ｄを通って排紙ローラ１９により、排紙トレイ部２０に画像形成物として排紙される。
【００１９】
以上が本実施例の画像形成装置１００の画像の形成動作の概略であり、これらの工程を含む、ユーザーの所望の通常の画像を形成するモードを通常画像形成モードと称す。
【００２０】
〈２〉現像装置およびトナー補給装置の構成
本実施例の画像形成装置本体に装備された現像装置は従来例として図３に示されたものと同一であるため、重複部分の説明は省き、説明を行っていないトナー補給装置と現像装置の部材及び機構について図２、図３を用いて説明する。
【００２１】
図２において、現像装置５に備わるトナー容器は感光ドラムと対抗する側に開口部を有し、この開口部から一部露出するようにトナー担持体としての現像ローラ５１が図中矢印の方向に回転可能にトナー容器に支持されている。現像ローラ５１は、カーボンなどの導電剤を分散させた体積抵抗率が１０ｅ２Ωｃｍ〜１０ｅ１０Ωｃｍのシリコーン、ウレタンなどの低硬度のゴム材または発泡体、もしくはそれらを組み合わせて成形された外径２０ｍｍの半導電性の弾性体である。この現像ローラ５１は所定の当接圧をもって感光ドラムに当接している。
【００２２】
また、現像ローラ５１に対してトナーの供給および剥ぎ取りを行う供給剥ぎ取り部材としての供給ローラ５２は、弾性体などで成形された外径１６ｍｍの絶縁性スポンジローラであり、現像ローラ１に当接させる位置に配置される。
【００２３】
また、トナー容器には、現像ローラ５１に摺接してトナー層厚さを掻き均して規制するブレード５８が設けられている。このブレード５８はＳＵＳ（ステンレス）で板ばね形状に加工されたものであり、所定の当接圧をもって現像ローラ５１に当接している。
【００２４】
次にトナー補給装置であるトナーホッパー６の内部には、トナーホッパー６内のトナーを攪拌する攪拌部材６１と、トナーホッパー６から攪拌室５ａにトナーを補給するための補給ローラ６２が開口上に配置されている。現像装置５から補給指令の信号が出力されると、駆動時間当たり一定量のトナーを補給口５０を介して攪拌室５ａに補給し、トナー容器内のトナー量が常に一定量に保たれるよう作動する。本実施例にあっては、攪拌室５ａに光検知方式のトナー量センサを配置し、不足となる量のトナーを補給機構から補給する方式が採用されている。光検知方式のトナー量センサは一般に広く用いられているので、ここでは特に図示しない。
【００２５】
次に、図３に示す現像装置は、トナーを担持した現像ローラ５１と攪拌・押送機構を含む下側を現像室５ｂ、攪拌部材５３を有する上側を攪拌室５ａであり、仕切り壁によって上下２つの部屋に分けられている。攪拌室５ａと現像室５ｂは、両端部に設けられた開口５６、５７によってのみ繋がっている。現像室５ｂ内にはトナー搬送部材としてのスクリュー５４が現像ローラ５１およびトナー供給ローラ５２に対向して配置されており、現像室５ｂ内のトナーをスクリュー５４の長手方向（現像ローラ５１およびトナー供給ローラ５２の長手方向）に搬送して、入口の開口５６から落ちてきたトナーを現像室の長手中央方面に送り出しながら現像ローラ５１および供給ローラ５２に供給すると共に、現像室内のトナーを出口の開口５７まで搬送して、再び攪拌室５ａに送り出す役目を担う。
【００２６】
攪拌室５ａ内には、バネ形状を有する攪拌部材５３が配置され、回転によってバネが交互にトナーを掻き揚げて現像剤を攪拌する。これらのスクリュー５４と攪拌部材５３は不図示のギアによって現像ローラやスポンジローラと接続されており、画像形成時すなわち現像ローラが回転している間は共に回転運動を行い、画像形成終了にほぼ同期して回転が停止する構成となっている。
【００２７】
〈３〉現像ローラ上トナーの粒径
本実施例においては、重量平均粒径（Ｄ４）は約６．０μｍの負帯電性の一成分非磁性トナーを用いる。なお、本実施例中で単に粒径といった場合、重量平均粒径（Ｄ４）を示す。
【００２８】
重量平均粒径（Ｄ４）は、以下のようにして算出する。測定装置としては、「コールター・カウンターＭｕｌｔｉｓｉｚｅｒ」（登録商標、ベックマン・コールター社製）を用い、電解液はＩｓｏｔｏｎ  ＩＩ（ベックマン・コールター社製）を用いて測定する。測定方法としては、前記電界水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料（トナー）を懸濁した電解液は超音波分散機で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、トナーの体積、個数を測定して、重量平均粒径（Ｄ４）を算出する。
【００２９】
本実施例の画像形成装置において、現像ローラ上のトナーコート層に長手方向の粒径差ができ画像濃度差ができる機構について説明する。
【００３０】
図５は、現像装置５内の現像ローラ５１、トナー供給ローラ５２、トナー規制ブレード５８、および感光ドラム１付近の断面図である。図中の矢印は回転方向を表している。現像ローラ５１上に供給されたトナーはブレード５８によって層厚を規制され、かつ電荷を付与されて現像ローラ上にトナーの薄層が形成され、現像領域へと供給される。この際、大径トナーに比べて小径トナーが確率的に通過しやすく、小径のトナーから消費される傾向がある。そして、トナー規制ブレード５８により、電荷が付与される際、粒径の大きいトナーほど比表面積が小さいため、帯電量が小さくなり、一方で粒径の小さいトナーほど帯電量が大きくなる。現像ローラ５１と感光ドラム１のニップ部で現像が行われた後、現像に寄与することなく現像ローラ上に依然担持されたままのトナーは、供給ローラ５２による摺擦で現像ローラ５１上から剥ぎ取られる。その際に、帯電量の大きい小径トナーの方が現像ローラに対する付着力が大きく剥離されにくい。トナー供給ローラ５２による剥ぎ取りが行われなかったトナーは、再び規制ブレード５８を通過し現像に使用され、剥ぎ取られたトナーは現像室内に戻される。以上のように、本画像形成装置では、これら現像プロセスの中で、小径のトナーから選択的に消費される傾向がある。
【００３１】
加えて、本画像形成装置においては、現像室内でトナーをスクリューの長手方向に搬送するという特徴がある。上述のようにして小径のトナーが消費されたトナーは、現像室内を長手方向に搬送される。しかしながら、スクリューの搬送力は現像室全体のトナーを一様に一方向へ搬送できるものではないため、部分的なトナーの滞留ができる。そのため、現像ローラ５１とトナー供給ローラ５２のニップ付近Ａ（図５）に存在するトナーには、長手方向に粒径差ができる。図６は図５のローラニップ付近Ａ領域の長手方向の断面Ａを表し、その断面Ａにおけるトナーの粒径の分布状態を模式的に表した図である。横軸は図５のＸ方向（現像ローラ５１の長手方向）、縦軸はＹ方向（図５では現像ローラ５１とトナー供給ローラ５２のニップから上にはなれる方向）を表している。
【００３２】
図６のように、トナー搬送方向に対しての上流側では、開口５６より現像室へのトナー補給が行われるため、トナー粒径は適正である（（４）領域）。しかしながら、トナー搬送方向の下流に向うほど、小径のトナーが選択的に消費されるために、大径のトナーが取り残され、粒径は領域（３）→（２）→（１）の順に大きくなる。
【００３３】
このように、現像ローラ５１とトナー供給ローラ５２のニップ付近でトナーの粒径に長手方向の差ができると、次なる現像プロセスで、規制ブレード５８によって薄層化されるトナーには長手方向の粒径差ができる。そして、規制ブレード５８は、単位面積当たりの電荷量が一様となるようにトナーを規制し、コート層を形成する作用がある。前述したように帯電量が相対的に大きい小粒径のトナーは、コート層において単位面積当たりの体積（質量）が小さくなり、薄くなる傾向がある。逆に、帯電量の小さい大粒径のトナーは厚くなる傾向がある。そのため、形成されるトナーコート層は、現像室内のトナー搬送方向の上流側では、相対的に薄くなり、下流側は相対的に厚くなる傾向がある。これら現像ローラ５１上トナーコート層の長手方向のトナー量（単位面積当たりの体積（質量））の差が画像上で画像濃度差となるため画像品質に影響がでることがある。
【００３４】
〈４〉現像装置リフレッシュモード
本実施例の画像形成装置において特徴的な現像装置リフレッシュモードについて説明する。現像装置リフレッシュモードの目的は、現像ローラとトナー供給ローラのニップ付近に存在する大粒径化したトナーを消費し、長手方向の粒径差を解消することである。
【００３５】
本実施例の画像形成装置の概略ブロック図である図４を用いて、現像装置リフレッシュモードについて説明する。現像装置リフレッシュモードは、画像形成装置の動作全体を制御する制御部２５が主に行う。制御部はスキャナユニット３、現像装置５、転写装置７などに接続しており、不図示のホストコンピュータから入力された画像情報に基づいて、転写材１２に画像形成を行うための制御を行うものである。制御部２５には画像形成回数をカウントする枚数カウンタ２６が接続される。枚数カウンタ２６は通常画像形成モードで画像出力した転写材１２の通紙枚数をカウントするものである。制御部２５は、枚数カウンタ２６の値を読み込み、所定枚数に達すると現像装置５から感光ドラム１に対して現像装置リフレッシュモードを実施させる。そして現像装置リフレッシュモードを実施するたびに枚数カウンタ２６のカウント値をリセットして、通常画像形成モード実行枚数を再び積算する構成としている。なお、スキャナユニット３、現像装置５はＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ、全てのステーションを代表として表したものであり、以下の現像装置リフレッシュモードでは、全てのステーションについて、同じタイミングで同じ動作を実行するものとする。
【００３６】
現像装置リフレッシュモードの具体的な動作を説明すると、まず、制御部２５では通常画像形成モードを一時中断し、転写材１２の搬送を停止させ、つまり、非画像形成時の状態として、スキャナユニット３から主走査方向および副走査方向に所定幅の露光を実施し、ホストコンピュータ等から入力された画像情報とは異なる潜像を形成する。
【００３７】
尚、このような画像形成装置において、レーザービームが走査される方向つまり転写材搬送方向と交差する方向を主走査方向、感光ドラムや中間転写ベルトが移動する方向を副走査方向と称す。
【００３８】
次に、現像ローラ５１に現像バイアスが印加され現像ローラ５１上のトナーが、潜像が形成された感光ドラム１に転移され、感光ドラム１に転移したトナーは感光ドラム１の回転に伴ってクリーニング装置２に回収される。ここまでが、本実施例における現像装置リフレッシュモードである。
【００３９】
現像装置リフレッシュモードにおける潜像形成について図７を用いて説明する。本実施例の現像装置リフレッシュモードでは、現像ローラ５１上の長手方向で開口５６から遠い領域の吐出しを行うトナー量を多くすることによって、小径トナーが消費されたトナーを吐出す。一方で現像ローラ５１上の長手方向で開口５６に近い領域ほど吐出しを行うトナー量を少なくすることで、吐出しの必要が無い適切な粒径のトナー消費を抑えようにした。すなわち、制御部２５は、スクリュー５４の搬送方向において、第一の位置におけるトナーの転移量が第一の位置よりも上流側の第二の位置におけるトナーの転移量よりも多くなるように現像リフレッシュモードを実行する。
【００４０】
現像装置リフレッシュモードで吐出しを行うトナー像Ｔについて説明する。本実施例では図７のトナー像Ｔのように、吐出しを行うトナー形状をＬ１とＬ２を一辺とする三角形とすることで、現像ローラ長手方向の位置に応じた吐出しトナー量に傾斜付けを行った。潜像を形成する際の露光量はベタ黒画像を形成するレーザー光量に設定を行い、スキャナユニットの主走査方向の走査幅Ｌ１を現像可能幅の３１２ｍｍとした。また、スキャナユニットの副走査方向の露光幅Ｌ２は、現像ローラの２周分に相当とする１２５．６ｍｍに設定した。このように、スクリュー５４の搬送方向において、第一の位置における感光体表面（像担持体表面）に対する露光範囲を、第一の位置よりも上流側の第二の位置における感光体表面に対する露光範囲よりも広くする。
【００４１】
発明者らの検討によると、上記のようにトナーの吐出し量を設定することで、スクリュー５４の搬送方向下流位置における現像ローラとトナー供給ローラのニップ付近に存在する大粒径化したトナーを効率的に消費することができる。また、吐出しを行うトナー像Ｔは上記の形状に限られるものではなく、開口５６から遠い領域の吐出しを行うトナー量を開口５６に近い領域より多くした形で最適化したものであれば良い。
【００４２】
なお、トナー像Ｔは、図８に示す（１）のように潜像形成時に感光ドラムへの長手方向の露光量を調整することにより、現像ローラ上の長手方向で開口５６から遠くなるほど現像コントラストを大きくすることでトナー量に傾斜をつけても良い。すなわち、現像装置リフレッシュモードにおいて、感光ドラム表面（像担持体表面）と現像ローラ５１との電位差を、前述の第一、第二の位置において異なる電位差とすることで、第一の位置におけるトナーの転移量を第二の位置におけるトナーの転移量よりも多くしてもよい。また、（２）のように、開口５６に近い領域は、現像室へのトナー補給が行われ、トナー粒径が適正であるため、積極的に吐出しを行わない設定としてもよい。
【００４３】
次に図９に、本実施例における現像装置リフレッシュモードを実行するフローチャートを示し、以下説明する。
【００４４】
プリント動作開始（Ｓ０）すると通常画像形成モードを実行し（Ｓ１）、枚数カウンタの値Ｐに１を足し値Ｐを更新する（Ｓ２）。
【００４５】
続いて、制御部で、枚数カウンタの値Ｐが所定枚数Ｐｆｉｘ以上か否かを判断し（Ｓ３）、Ｐｆｉｘ未満である場合は次なるプリント要求の有無を判断し（Ｓ４）、要求がある場合は画像形成モードを実行する（Ｓ１）。プリント要求が無い場合はプリントを終了する（Ｓ５）。制御部で枚数カウンタの値Ｐが所定枚数Ｐｆｉｘ以上か否かを判断し（Ｓ３）、Ｐｆｉｘ以上の場合、前記した現像装置リフレッシュモードを実行し（Ｓ６）、枚数カウンタ２０の値ＰをリセットＰ＝０とする（Ｓ７）。
【００４６】
続いて、プリント要求の有無を判断し（Ｓ４）、要求がある場合は通常画像形成モードを実行する（Ｓ１）。
【００４７】
図１０は本実施例の画像形成装置を用いて、２３℃５０％の環境下でレターサイズの普通紙を、印字率１％の条件で画像形成を行い、１００枚ごとにベタ黒画像の取得と現像ローラ５１上のトナーコート層の粒径を測定した結果である。粒径の測定は現像ローラ５１上の長手方向で開口５６から近いトナー搬送方向上流と遠いトナー搬送方向下流の２箇所について行った。図１０の結果により、画像形成を重ねるにつれて、現像ローラ５１上のトナーコート層の長手方向の粒径差が大きくなることが分かる。本実施例の画像形成装置ではトナー粒径の差が０．２μｍ以上に大きくなると、画像上での長手方向の濃度差が許容できない差となった。そのため、２００枚ごとに上述の現像装置リフレッシュモードを行うことにした（図１０実線）。その結果、画像形成装置の寿命を通じて、現像ローラ５１上のトナーコート層の長手方向の粒径差を抑えることができ、画像濃度が均一な画像を得ることができた。
【００４８】
なお、本実施例では現像装置リフレッシュモードの実行タイミングを２００枚の画像形成ごとに設定した（画像形成枚数に関する情報に基づいて設定した）が、これに限らない。例えば、現像ローラ５１の駆動時間が所定時間経過するごとに設定しても良く、現像ローラ５１が所定回転数の回転を行うごとに設定しても良い（駆動時間に関する情報に基づいて設定しても良い）。また、任意のタイミングで実施可能としてもよく、例えばユーザーからの要求があった場合に実施してもよい。
【００４９】
［実施例２］
図１１は本実施例の画像形成装置の概略ブロック図である。本実施例においては、制御部２５には、画像形成装置の使用環境を検知する環境検知手段としての環境センサ２８が接続され、画像形成装置内部の温度と湿度を計測することで環境を検知している。なお、画像形成装置の全体構成および現像装置構成は実施例１と同様のため説明は省略する。
【００５０】
本実施例の画像形成装置においては、高温高湿下の環境で、通常環境（本実施例では２３℃５０％を想定）と比較して、現像ローラ上のトナーコート層の長手方向のトナー粒径差が表れやすいことが確認されている。これは、高温高湿下のような環境下では、トナーの凝集度が増し、流動性が低下する傾向があり、その結果、現像室内での長手方向のトナー搬送性が低下するため、トナーの滞留が起こりやすいためと予測される。そのため、環境の変化に対して現像装置リフレッシュモードの条件を最適化する必要がある。
【００５１】
本実施例では、現像装置リフレッシュモードの実行頻度を、環境センサ２８による環境検知結果によって変更し、環境に応じた最適化を行った。具体的には、現像装置リフレッシュモードを行わせるタイミングを、通常環境で２００枚の画像形成枚数ごとし、その画像形成枚数に対して、環境センサ２８による環境検知結果（絶対水分量）によって、環境補正係数αを乗ずることによって変えるようにした。表１に環境検知結果（絶対水分量）と補正係数αの関係を示す。本実施例では通常環境２３℃５０％（８．９ｇ／ｍ３）に対して、高湿環境ほど、現像装置リフレッシュモードの頻度が多くなるようにした。なお、低温低湿環境では、現像ローラ上のトナーコート層の長手方向のトナー粒径差に大差が見られなかったため、通常環境と同じ設定とした。現像装置リフレッシュモード時の吐出しトナー形状は実施例１と同様である。
【００５２】
【表１】
2013109147.tif 000003
【００５３】
図１２に本実施例における現像装置リフレッシュモードを実行するフローチャートを示す。
【００５４】
プリント動作開始（Ｓ０）すると通常画像形成モードを実行し（Ｓ１）、枚数カウンタ２０の値Ｐに１を足し値Ｐを更新する（Ｓ２）。
【００５５】
続いて、制御部２５は環境検知センサ２８で検知した装置内の温度、湿度から補正係数αを決定する（Ｓ３）。次に制御部２５で枚数カウンタ２０の値Ｐが所定枚数α×Ｐｆｉｘ以上か否かを判断し（Ｓ４）、枚数カウンタの値Ｐがα×Ｐｆｉｘ未満である場合は次なるプリント要求の有無を判断し（Ｓ５）、要求がある場合は画像形成モードを実行する（Ｓ１）。プリント要求が無い場合はプリントを終了する（Ｓ６）。
【００５６】
制御部２５で枚数カウンタ２０の値Ｐが所定枚数α×Ｐｆｉｘ以上か否かを判断し（Ｓ４）、α×Ｐｆｉｘ以上の場合、続いて、前記した現像装置リフレッシュモードを実行し（Ｓ７）、枚数カウンタ２０の値ＰをリセットＰ＝０とする（Ｓ８）。
【００５７】
その後、プリント要求の有無を判断し（Ｓ５）、要求がある場合は通常画像形成モードを実行する（Ｓ１）。以上が本実施例における現像装置リフレッシュモードである。
【００５８】
このように、現像装置リフレッシュモードを行うことで、高温高湿下においても、画像形成装置の寿命を通じて、現像ローラ５１上のトナーコート層の長手方向の粒径差を抑えることができ、画像濃度が均一な画像を得ることができた。
【００５９】
なお、実施例１と同様に現像装置リフレッシュモードは任意のタイミングで実施可能としてもよく、例えばユーザーからの要求があった場合に実施してもよい。
【００６０】
［実施例３］
図１３は本実施例の画像形成装置の概略ブロック図である。本実施例においては、制御部２５には、現像装置５に接続される残存寿命検知手段２９に接続される。残存寿命検知手段２９は、現像装置５の残存寿命（使用度合い）を検知するものである。本実施例で行う、現像装置５の残存寿命検知方法は現像装置５に含まれる現像ローラ（不図示）の累積駆動時間などから寿命を決定する広く実施されている方法であるため、説明を省略する。残存寿命は新品の状態を１００％とし、寿命到達の状態を０％と表す。残存寿命検知手段２９は制御部２５により書き込み及び読み出しが可能である。なお、画像形成装置の全体構成および現像装置構成は実施例１と同様のため説明は省略する。
【００６１】
本実施例の画像形成装置においては、プロセスカートリッジ（感光ドラム１、クリーニング装置２および現像装置５を含む画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジ）の繰り返し使用回数が増加すると、プロセスカートリッジが新品の場合に対して、現像ローラ上のトナーコート層の長手方向のトナー粒径差が表れやすいことが確認されている。
【００６２】
本実施例の画像形成装置は、トナー補給容器を有するトナー補給方式である。しかしながら、プロセスカートリッジを繰り返し使用すると、前述した現像装置５内のトナー循環があるため、トナー外添剤の滑落や、埋め込み、外力によるトナー変形といったトナー劣化が起こる。トナー劣化が進むと新品の状態と比較して、トナーの流動性が低下する傾向がある。その結果、現像室内での長手方向のトナー搬送性が低下するため、トナーの滞留が起こりやすく、長手方向のトナー粒径差が表れやすいと予測される。そのため、プロセスカートリッジの使用状態（本実施例では現像装置の残存寿命）に対して現像装置リフレッシュモードの条件を最適化する必要がある。
【００６３】
現像装置５の残存寿命は各色の現像装置５Ｂｋ〜５Ｙの使用状態によって異なるため、本実施例では、現像装置リフレッシュモードの実行頻度を、現像装置５Ｂｋ〜５Ｙについて各々の残存寿命によって変え、プロセスカートリッジの使用状態に応じた最適化を行った。即ち、現像装置５Ｂｋ〜５Ｙの各々の残存寿命をそれぞれ検知し、それぞれのステーションで検知結果に応じて以下の現像装置リフレッシュモードを行うこととした。
【００６４】
現像装置リフレッシュモードを行わせるタイミングについて、新品のプロセスカートリッジでは２００枚の画像形成枚数ごとし、その画像形成枚数を現像装置５の残存寿命に応じた補正係数βを乗ずることによって変えるようにした。表１に現像装置５の残存寿命と補正係数βの関係を示す。本実施例の画像形成装置においては、現像装置５の残存寿命が１００％から９０％までの現像ローラコート層上の長手方向のトナー粒径差の変化に対して、９０％から５０％までの変化が小さかったため、９０％以降は補正係数βを一定とした。なお、現像装置リフレッシュモード時の吐出しトナー形状は実施例１と同様である。
【００６５】
【表２】
2013109147.tif 000004
【００６６】
図１４に本実施例における現像装置リフレッシュモードを実行するフローチャートを示す。
プリント動作開始（Ｓ０）すると通常画像形成モードを実行し（Ｓ１）、枚数カウンタ２０の値Ｐに１を足し値Ｐを更新する（Ｓ２）。
【００６７】
続いて、制御部２５は現像装置５の残存寿命検知手段２９の値に１を足し、その値から補正係数βを決定する（Ｓ３）。次に制御部２５で枚数カウンタ２０の値Ｐが所定枚数β×Ｐｆｉｘ以上か否かを判断し（Ｓ４）、枚数カウンタの値Ｐがβ×Ｐｆｉｘ未満である場合は次なるプリント要求の有無を判断し（Ｓ５）、要求がある場合は画像形成モードを実行する（Ｓ１）。プリント要求が無い場合はプリントを終了する（Ｓ６）。
【００６８】
制御部２５で枚数カウンタ２０の値Ｐが所定枚数β×Ｐｆｉｘ以上か否かを判断し（Ｓ４）、β×Ｐｆｉｘ以上の場合、続いて、前記した現像装置リフレッシュモードを実行し（Ｓ７）、枚数カウンタ２０の値ＰをリセットＰ＝０とする（Ｓ８）。
【００６９】
その後、プリント要求の有無を判断し（Ｓ５）、要求がある場合は通常画像形成モードを実行する（Ｓ１）。以上が本実施例における現像装置リフレッシュモードである。
【００７０】
このように、現像装置リフレッシュモードを行うことで、プロセスカートリッジの使用状態によらず、画像形成装置の寿命を通じて、現像ローラ５１上のトナーコート層の長手方向の粒径差を抑えることができ、画像濃度が均一な画像を得ることができた。
【００７１】
なお、実施例１と同様に現像装置リフレッシュモードは任意のタイミングで実施可能としてもよく、例えばユーザーからの要求があった場合に実施してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１  感光ドラム
２  感光ドラムクリーニング装置
３  スキャナ
５  現像装置
６  トナー補給装置
７  一次転写ローラ
８  トナー回収容器１
１０  中間転写ベルト
１２  転写材
１３  給紙ユニット
１４  給紙ローラ
１６  レジストローラ
１７  ２次転写ローラ
１８  定着装置
１９  排紙ローラ
２０  排紙トレイ
２２  中間転写ベルトクリーニング装置
２３  トナー回収容器２
２５  制御部
２６  枚数カウンタ
２８  環境センサ
２９  現像寿命検知手段
５０  補給口
５１  現像ローラ
５２  トナー供給ローラ
５３  トナー攪拌部材
５４  トナー搬送部材
５８  トナー規制ブレード
６１  トナー攪拌部材
６２  トナー補給ローラ
【図１】
2013109147.tif 000005
【図２】
2013109147.tif 000006
【図３】
2013109147.tif 000007
【図４】
2013109147.tif 000008
【図５】
2013109147.tif 000009
【図６】
2013109147.tif 000010
【図７】
2013109147.tif 000011
【図８】
2013109147.tif 000012
【図９】
2013109147.tif 000013
【図１０】
2013109147.tif 000014
【図１１】
2013109147.tif 000015
【図１２】
2013109147.tif 000016
【図１３】
2013109147.tif 000017
【図１４】
2013109147.tif 000018