(57)【要約】【課題】プロセス速度を高速から低速に切り換えた直後の濃度ムラの発生を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、現像装置と、定着装置と、トナー収容容器と、駆動手段と、制御部と、を備える。制御部は、トナー収容容器から現像装置へのトナー補給、および駆動手段による装置各部の駆動速度を制御し、所定のプロセス速度で印字処理を行う第１モードと、第１モードよりも遅いプロセス速度で印字処理を行う第２モードとを含む複数の印字モードを選択可能であり、第１モードでの印字処理を所定時間実行した後に第２モードに切り替えられたときはトナー収容容器から現像装置へのトナー補給動作を一定期間禁止する。【選択図】図５
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【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、
該像担持体に対向配置される現像剤担持体を有し、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
該現像装置により現像され、記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着装置と、
該現像装置に補給するための未使用トナーが収容されるトナー収容容器と、
前記現像装置を含む装置各部を駆動する駆動手段と、
前記トナー収容容器から前記現像装置へのトナー補給、および前記駆動手段による装置各部の駆動速度を制御する制御部と、
を備えた画像形成装置において、
前記制御部は、所定の速度で印字処理を行う第１モードと、該第１モードよりも遅い速度で印字処理を行う第２モードとを含む複数の印字モードを選択可能であり、前記第１モードでの印字処理を所定時間実行した後に前記第２モードに切り替えられたときは前記トナー収容容器から前記現像装置へのトナー補給動作を一定期間禁止することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１モードでの累積印字枚数が所定枚数に到達したとき前記トナー補給動作を禁止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】
前記制御部は、前記累積印字枚数をカウント中に画像形成装置の主電源がＯＦＦされ、再びＯＮ状態となったとき、最後の印字動作の実行から所定時間が経過したとき、または前記定着装置の定着温度が所定温度以下となったとき前記累積印字枚数のカウントをリセットすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１モードおよび前記第２モードの速度差に応じて前記トナー補給動作を禁止する前記累積印字枚数の閾値を変更することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記トナー補給動作が禁止された後、前記第１モードおよび前記第２モードでの累積印字率が所定値を超えたとき、最後の印字動作の実行から所定時間が経過したとき、または前記定着装置の定着温度が所定温度以下となったとき前記トナー補給動作の禁止を解除することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１モードおよび前記第２モードの速度差に応じて前記トナー補給動作の禁止を解除する前記累積印字率の閾値、最後の印字動作の実行からの経過時間の閾値、前記定着装置の定着温度の閾値の少なくとも１つを変更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】
前記制御部は、前記トナー補給動作が禁止された後、画像形成装置の主電源がＯＦＦされ、再びＯＮ状態となったとき前記トナー補給動作の禁止を解除することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像装置内のトナー量を検知するトナー量検知センサーを備え、
前記制御部は、前記トナー量検知センサーにより前記現像装置内のトナー量がトナー補給レベルであると検知されたとき、前記トナー収容容器から前記現像装置へのトナー補給を実行するとともに、
前記トナー補給動作が禁止された後、前記トナー量検知センサーにより前記現像装置内のトナー量が前記トナー補給レベルよりも低いトナーＬｏｗレベルであると検知されたとき前記トナー補給動作の禁止を解除することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像装置は、トナーのみから成る一成分現像剤を用いる一成分現像方式であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像装置は、磁性トナーのみから成る磁性一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式であることを特徴とする請求項９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、現像装置とトナー収容容器とを備えた複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、トナー収容容器から現像装置へのトナーの補給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。
【０００３】
上記のような画像形成装置においては、解像度を向上させるため、記録媒体の厚みが厚い場合に十分な定着性を確保して画質を改善するため、解像度を上げるため、或いは静音化のために、少なくとも像担持体と、現像装置と、定着装置と、記録媒体搬送装置とを駆動する駆動手段の駆動速度（プロセス速度）を低速に切り換え可能とする方法が知られている。
【０００４】
しかし、上述した方法では、現像装置内で現像剤を循環搬送する二成分現像方式の場合、現像剤の搬送速度が急激に低下し、現像装置内で現像剤の偏りが生じてしまう。その結果、現像剤の帯電レベルが安定するまでの間、現像装置内のトナー濃度にばらつきが生じ、その状態で画像を出力すると濃度ムラが発生してしまうという不具合があった。そこで、例えば特許文献１には、二成分現像方式の画像形成装置において、プロセス速度の切り換え時に、現像装置内のトナー濃度を速度に対応した濃度に制御することにより安定した画質を得られるようにする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２３０２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、磁性トナーのみからなる磁性一成分現像剤を用いた現像方式においては、高速印字が続くと現像装置の規制ブレード近傍に滞留しているトナーの帯電量が高くなる。現像装置が高速で駆動しているときは、規制ブレード付近をトナーが高速で通過するため、補給トナーも帯電され易くなり濃度ムラは発生し難い。また、現像装置の駆動速度を高速から低速に切り換えて一定時間が経過すると、規制ブレード付近の帯電量の高いトナーが消費されるか、或いは現像装置内のトナーとの入れ換わりが起こり、トナー補給が行われても濃度ムラは発生し難い。
【０００７】
一方、現像装置の駆動速度を高速から低速に切り換えた直後は、帯電量の高いトナーが滞留している規制ブレード近傍に帯電量の低い補給トナーが多量に供給されると、規制ブレード周辺のトナーの帯電量分布にばらつきが生じる。その結果、ハーフトーン画像に濃度ムラが発生する場合がある。一成分現像方式においては、二成分現像方式のようなトナー濃度という概念がないため、特許文献１の方法で画質を安定させることはできなかった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、複数のプロセス速度を有する画像形成装置において、プロセス速度を高速から低速に切り換えた直後の濃度ムラの発生を抑制できる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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体と、現像装置と、定着装置と、トナー収容容器と、駆動手段と、制御部と、を備えた画像形成装置である。像担持体は、静電潜像が形成される。現像装置は、像担持体に対向配置される現像剤担持体を有し、像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する。定着装置は、現像装置により現像され、記録媒体上に転写されたトナー像を定着する。トナー収容容器は、現像装置に補給するための未使用トナーが収容される。駆動手段は、現像装置を含む装置各部を駆動する。制御部は、トナー収容容器から現像装置へのトナー補給、および駆動手段による装置各部の駆動速度を制御する。制御部は、所定の速度で印字処理を行う第１モードと、第１モードよりも遅い速度で印字処理を行う第２モードとを含む複数の印字モードを選択可能であり、第１モードでの印字処理を所定時間実行した後に第２モードに切り替えられたときはトナー収容容器から現像装置へのトナー補給動作を一定期間禁止する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の構成によれば、第１モードでの印字を所定時間実行することにより現像装置内の規制ブレード周辺に帯電量の高いトナーが発生するが、第２モードに切り替えられてから一定期間は新たなトナーが補給されず、帯電量の高いトナーが消費されるか、或いは現像装置内を循環搬送されるトナーと入れ替わった後にトナー収容容器から新たなトナーが補給される。従って、現像装置内のトナーの帯電量分布にばらつきが生じず、第２モードに切り替えられた直後におけるハーフトーン画像の濃度ムラの発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置４を備えた画像形成装置１００の概略断面図
【図２】本実施形態の画像形成装置１００に搭載される現像装置４の平面図および正面図
【図３】現像装置４の側面断面図
【図４】本実施形態の画像形成装置１００の制御経路を示すブロック図
【図５】本実施形態の画像形成装置１００における現像装置４へのトナー補給制御手順の一例を示すフローチャート
【図６】図５における全速モードでの印字枚数ＮＺのカウント処理を示すフローチャート
【図７】全速モードを所定枚数継続した後、半速モードで印字を行う場合の現像装置４へのトナー補給の可否を示すタイミングチャート
【図８】全速モードを所定枚数継続した後、全速モードと半速モードでの印字を混合して実行する場合の現像装置４へのトナー補給の可否を示すタイミングチャート
【図９】全速モードを所定枚数継続した後、半速モードで印字を行い、再び全速モードに切り換えた場合の現像装置４へのトナー補給の可否を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る現像装置４を備えた画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンター）１００では、印字動作を行う場合、装置本体内の画像形成部９において、不図示のパーソナルコンピューター（ＰＣ）から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。この現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から行われる。そして、画像形成装置１００では、感光体ドラム１を図１において時計回り方向に回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。
【００１３】
画像形成部９には、感光体ドラム１の回転方向（時計回り方向）に沿って、帯電装置２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラー６、クリーニング装置７、および除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミ製のドラム素管の表面に感光層が積層されたものであり、帯電装置２により表面を均一に帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット３からのレーザービームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等が好ましい。
【００１４】
帯電装置２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。例えば帯電装置２は、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラーに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザービーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００１５】
現像装置４は、感光体ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させるものである。なお、本実施形態では磁性トナーから成る磁性一成分現像剤（以下、トナーともいう）が現像装置４に収容されている。また、現像装置４の詳細については後述する。クリーニング装置７は、感光体ドラム１の長手方向（図１の紙面と垂直な方向）に線接触するクリーニングローラーやクリーニングブレード等を備えており、トナー像が用紙に移行（転写）された後に、感光体ドラム１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。
【００１６】
上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム１に向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１およびレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで画像形成部９に搬送される。転写ローラー６は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに、用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に移行（転写）する。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、クリーニング装置７により感光体ドラム１表面の残留トナーが除去され、除電装置により残留電荷がキャンセルされる。
【００１７】
そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着装置８に搬送されて加熱および加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着装置８を通過した用紙は、排出ローラー対１４を通過して用紙排出部１５に排出される。
【００１８】
図２（ａ）、（ｂ）は、画像形成装置１００に搭載される現像装置４の平面図および正面図であり、図３は、現像装置４の側面断面図である。なお、図２（ａ）では便宜上、上面カバーを取り外して内部が見える状態を表現している。図２および図３に示すように、ハウジング２０内はハウジング２０と一体形成された仕切壁２０ａによって、第１貯留室２１と第２貯留室２２とに区画されている。そして、この第１貯留室２１には第１攪拌スクリュー２３が、第２貯留室２２には第２攪拌スクリュー２４が配設されている。
【００１９】
第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４は、それぞれ支軸（回転軸）の周囲に螺旋羽を設けた構成になっており、互いに平行な状態でハウジング２０に回転可能に軸支されている。なお、図２（ａ）に示すように、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４の軸方向であるハウジング２０の長手方向の両端部においては仕切壁２０ａが存在せず、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４間でのトナーの受け渡しが可能となっている。これにより、第１攪拌スクリュー２３は、第１貯留室２１内のトナーを攪拌しながら矢印Ｐ方向へと搬送して第２貯留室２２に搬送し、第２攪拌スクリュー２４は、第２貯留室２２に搬送されてきたトナーを攪拌しながら矢印Ｑ方向へと搬送して現像ローラー２５に供給する。
【００２０】
現像ローラー２５は、感光体ドラム１（図１参照）の回転に応じて回転することで、感光体ドラム１の感光層にトナーを供給する。現像ローラー２５の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成る固定マグネット体２７が固定されている。この固定マグネット体２７の磁力により現像ローラー２５の表面にトナーを付着（担持）させて磁気ブラシを形成する。現像ローラー２５は、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４と平行な状態で、ハウジング２０に回転可能に軸支されている。第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４、および現像ローラー２５は、モーター（図示せず）により回転駆動される。
【００２１】
規制ブレード２９は、その長手方向（図２の左右方向）が最大現像幅よりも大きく形成されており、現像ローラー２５と所定の間隔を隔てて配置されることにより、感光体ドラム１に供給するトナー量を規制する規制部３０を形成する。規制ブレード２９の材質としては、磁性体のＳＵＳ（ステンレス）等が用いられる。
【００２２】
第２攪拌スクリュー２４に対向する第２貯留室２２の底面には、ハウジング２０内に貯留されるトナー量を検知するトナー量検知センサー３１（図４参照）が配置されている。トナー量検知センサー３１としては、現像装置４内におけるトナー（磁性一成分現像剤）の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。本実施形態においては、トナー量検知センサー３１によりトナーの透磁率を検出し、その検出結果に相当する電圧値を後述する制御部９０（図４参照）に出力するよう構成されており、制御部９０によってトナー量検知センサー３１の出力値からトナー残量が決定されるようになっている。
【００２３】
センサー出力値はトナー残量に応じて変化し、磁性を帯びたトナー残量が多いほど出力値が高くなり、トナー残量が少ないほど出力値が低くなる。制御部９０は、決定されたトナー残量が所定の閾値を下回った場合にトナー補給が必要な状態（トナー補給レベル）であると判断してトナー供給モーター２７（図４参照）に制御信号を送信し、トナーコンテナ５のトナー供給スクリュー（図示せず）を所定時間駆動させて現像装置４内に所定量のトナーを供給する。トナー量検知センサー３１としては、検知面に加えられた圧力を電気信号として取り出す圧電センサーや、トナー量が所定のレベルを下回ったとき遮光板が光検知部を遮光することでトナー量を検知する光学センサー等を用いることもできる。
【００２４】
現像ローラー２５の回転軸にはＤＳコロ３３ａ、３３ｂが回転可能に外挿されている。ＤＳコロ３３ａ、３３ｂは、感光体ドラム１の外周面の両端部に当接することにより現像ローラー２５と感光体ドラム１との距離を厳密に規制している。ＤＳコロ３３ａ、３３ｂにはベアリングが内蔵されており、感光体ドラム１に従動して回転することでドラム表面の摩耗を防止できるようになっている。また、現像ローラー２５の両端部にはハウジング２０と現像ローラー２５との隙間からのトナーの漏出を防止するための磁気シール部材３５ａ、３５ｂが配設されている。
【００２５】
次に、画像形成装置１００の制御経路について説明する。図４は、本実施形態の画像形成装置１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
【００２６】
画像入力部４０は、画像形成装置１００にパーソナルコンピューター等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部４０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。
【００２７】
バイアス制御回路４１は、帯電バイアス電源４２、現像バイアス電源４３、および転写バイアス電源４４と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させるものであり、これらの各電源はバイアス制御回路４１からの制御信号によって、帯電装置２、現像ローラー２５、転写ローラー６に所定のバイアスを印加する。
【００２８】
メインモーター４５はギヤ列を介して感光体ドラム１、現像装置４、転写ローラー６、定着装置８、および装置各部の搬送ローラー等に連結されており、制御部９０からの制御信号に基づいて装置各部を駆動させる。また、本発明においては、記録媒体の厚みや種類に応じて現像装置４および定着装置８を含む装置各部の駆動速度を二段階に切り換え可能となっている。
【００２９】
操作部５０には、液晶表示部５１、ＬＥＤ５２が設けられており、液晶表示部５１およびＬＥＤ５２は、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印字枚数を表示したりするようになっている。画像形成装置１００の各種設定はパーソナルコンピューターのプリンタードライバーから行われる。
【００３０】
インターロック回路８０は、駆動電源８１から装置各部への電力の供給および遮断を行うためのモジュールである。外装カバー１７（図１参照）が開放された状態で装置各部が駆動を継続していると、ジャム処理やメンテナンス作業を行う作業者の怪我につながる危険性があるため、外装カバー１７の開閉操作と連動してインターロック回路８０が作動し、外装カバー１７が開放状態であるときは駆動電源８１を遮断して駆動系を停止するようになっている。これにより、作業者はジャム処理やメンテナンス作業を安全に行うことができる。外装カバー１７の開閉状態の検知は開閉検知センサー８２により行われる。
【００３１】
その他、操作部５０には、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。
【００３２】
制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き自在の記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部５０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６、制御に必要な数値の演算処理を行う演算部９７を少なくとも備えている。また、制御部９０は、装置本体内部の任意の場所に配置可能である。
【００３３】
また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部９、定着装置８、トナー補給モーター２７、画像入力部４０、バイアス制御回路４１、メインモーター４５、操作部５０等が挙げられる。
【００３４】
ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ＲＡＭ９３（或いはＲＯＭ９２）には、トナー濃度センサー３１の出力値やメインモーター４５の駆動速度等のデータも格納されている。カウンター９５は、印字枚数を積算してカウントする。
【００３５】
演算部９７は、例えばトナー量検知センサー３１の出力値から現像装置４内のトナー量を算出して現像装置４へのトナー補給量（トナー補給モーター２７の駆動時間）を決定する。決定されたトナー補給量はＣＰＵ９１に送信され、ＣＰＵ９１はトナー補給モーター２７に制御信号を送信して所定時間（或いは所定回転数）だけ駆動させる。また、ＣＰＵ９１はトナー補給後のトナー量検知センサー３１の出力値に基づいてトナーコンテナ５の交換の要否を判定する。即ち、トナー補給モーター２７の駆動後にトナー量検知センサー３１の出力値が上昇しない場合はトナーコンテナ５が空であると判断してトナーコンテナ５の交換を促す通知を行う。
【００３６】
本発明の画像形成装置１００では、上述したように、搬送される記録媒体の厚みや種類に応じて装置の駆動速度（プロセス速度）が二段階に切り換えられる。即ち、記録媒体が普通紙である場合は通常の駆動速度（以下、全速モードという）で画像形成処理が行われ、記録媒体が厚紙である場合は通常の１／２の速度（以下、半速モードという）で画像形成処理が行われる。これにより、厚紙を用いる場合に十分な定着時間を確保して画質を向上させることができる。
【００３７】
一方、上述したようにメインモーター４５を用いて定着部１３と共に現像装置４の駆動を行う場合、全速モード（第１モード）から半速モード（第２モード）に切り換えられると第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４の回転速度も低下するため、現像装置４内のトナー搬送速度が急激に変化する。従って、全速モードで所定枚数の印字を行い、半速モードに切り換えた直後にトナー補給を行った場合、全速モードで帯電量が高くなったトナーが存在する規制ブレード２９周辺に帯電量の低い補給トナーが供給されるため、規制ブレード２９周辺のトナーの帯電量分布にばらつきが生じる。この帯電量分布のばらつきは半速モードが所定時間継続すると解消されるが、全速モードから半速モードへの切り換え直後にハーフトーン画像の濃度ムラが発生するおそれがある。
【００３８】
そこで、本発明においては、全速モードから半速モードへ切り換えられた場合、切り換え時から所定期間トナー補給動作を禁止することとした。但し、全速モードと半速モードとの切り換えを頻繁に繰り返した場合、半速モードに切り換えられる毎にトナー補給を禁止すると、トナー補給がトナー消費に追いつかないことが考えられる。そこで、全速モードでの累積印字枚数（以下、全速印字枚数という）ＮＺをカウントし、全速印字枚数ＮＺが所定枚数以上であり、且つ半速モードに切り換えられたことをトナー補給禁止の開始条件としている。
【００３９】
図５は、本発明の画像形成装置１００における現像装置４へのトナー補給制御手順の一例を示すフローチャート、図６は、図５における全速モードでの印字枚数ＮＺのカウント処理を示すフローチャートである。図１〜図４を参照しながら、図５、図６のステップに沿って全速モードと半速モードの切り換え時におけるトナー補給手順について説明する。
【００４０】
パーソナルコンピューター等から制御部９０に印字命令が入力されると（ステップＳ１）、ＣＰＵ９１からメインモーター４５に制御信号を送信し、感光体ドラム１、現像装置４、クリーニング装置７、転写ローラー６、定着装置８等を駆動して全速モード（例えば２４０ｍｍ／ｓｅｃ）または半速モード（例えば１２０ｍｍ／ｓｅｃ）で印字動作を開始する（ステップＳ１）。
【００４１】
そして、カウンター９５において全速印字枚数ＮＺをカウントする（ステップＳ２）。全速印字枚数ＮＺのカウント処理は、図６に示すように印字１枚追加毎に（ステップＳ２１）全速モードでの印字であるか否かを判断し（ステップＳ２２）、全速モードである場合はＮＺに１を加算する処理を行う（ステップＳ２３）。
【００４２】
次に、制御部９０は、全速印字枚数ＮＺのリセット条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ２３）。全速印字枚数ＮＺのリセット条件は、ステップＳ２３に記載されているように、画像形成装置１００の主電源がＯＦＦされ、再びＯＮ状態となったとき、または定着装置８の定着温度が所定温度（ここでは５０℃）以下となったとき、または印字動作の停止後、所定時間（ここでは６０分）経過したときのいずれかである。
【００４３】
画像形成装置１００の主電源がＯＦＦされてから再びＯＮされるまでの時間は、通常数時間〜１日程度であり、全速モードでの印字によってチャージアップしたトナーの帯電量が低下するのに十分な時間である。また、印字動作の停止後、６０分経過した場合は、電源がＯＦＦされてから再びＯＮ状態とされる場合と同様にトナーの帯電量が低下するのに十分な時間が経過している。定着温度は、省電力（スリープ）モードにより定着装置８への電力供給が遮断されて徐々に低下するため、定着温度を計測することでタイマー機能を代用することができる。定着温度が５０℃以下となった場合は、トナーの帯電量が低下するのに十分な時間が経過している。従って、これらの場合は全速印字枚数ＮＺのカウントをリセットする。
【００４４】
なお、省電力（スリープ）モードからの復帰時や外装カバー１７の開閉によるインターロック回路８０の作動では全速印字枚数ＮＺはリセットされない。省電力（スリープ）モードからの復帰や外装カバー１７の開閉は頻繁に行われ、トナーの帯電量が低下するのに十分な時間が経過していない場合があるためである。
【００４５】
全速印字枚数ＮＺのリセット条件を満たしている場合は（ステップＳ２３でＹＥＳ）、制御部９０は全速印字枚数ＮＺをリセット（＝０）する（ステップＳ２４）とともに、ステップＳ２１に戻り全速印字枚数ＮＺのカウント処理を繰り返す（ステップＳ２１〜Ｓ２４）。全速印字枚数ＮＺのリセット条件を満たしていない場合は（ステップＳ２３でＮＯ）、そのままステップＳ２１に戻り全速印字枚数ＮＺのカウント処理を繰り返す（ステップＳ２１〜Ｓ２４）。
【００４６】
図５に戻り、制御部９０は全速印字枚数ＮＺが所定枚数Ａ（ここでは５００枚）に到達したか否かを判断する（ステップＳ３）。ＮＺ≧Ａとなった場合は（ステップＳ３でＹＥＳ）、次に全速モードから半速モード（ここでは１２０ｍｍ／ｓｅｃ）に切り換えられたか否かを判断する（ステップＳ４）。半速モード切り換えられた場合は（ステップＳ４でＹＥＳ）、全速印字枚数ＮＺをリセット（＝０）する（ステップＳ５）とともに、トナーコンテナ５からのトナー補給を禁止する（ステップＳ６）。そして、演算部９７においてトナー補給禁止以降の全速モードおよび半速モードの累積印字率Ｐ（Ｚ＋Ｈ）を算出する（ステップＳ７）。累積印字率Ｐ（Ｚ＋Ｈ）は、画像形成装置１００の電源がＯＦＦされ、再びＯＮ状態となったときリセットされる。なお、累積印字率Ｐ（Ｚ＋Ｈ）は省電力（スリープ）モードからの復帰時や外装カバー１７の開閉によるインターロック回路８０の作動ではリセットされず、半速モードから再び全速モードに切り換わっただけでもリセットされない。
【００４７】
次に、制御部９０は、トナー補給禁止の解除条件を満たしているか否かを判断する（ステップＳ８）。トナー補給禁止の解除条件は、ステップＳ８に記載されているように、累積印字率Ｐ（Ｚ＋Ｈ）が所定値Ｐ１を超えたとき、または画像形成装置１００の主電源がＯＦＦされ、再びＯＮ状態となったとき、またはトナー量検知センサー３１により現像装置４内のトナー量がトナー補給レベルよりもさらに少なく印字に支障をきたすおそれのある状態（トナーＬｏｗレベル）であると検知されたとき、または印字動作の停止後、所定時間（ここでは６０分）経過したとき、定着装置８によりトナー像が定着される温度（定着温度）が所定温度（ここでは５０℃）以下となったときのいずれかである。所定値Ｐ１は、ここでは８００％相当であり、印字率４％の画像では２００枚、印字率５０％のハーフトーン画像では１６枚、ベタ画像では８枚に相当する。
【００４８】
ステップＳ８でトナー補給禁止の解除条件を満たしている場合は（ステップＳ８でＹＥＳ）、トナー補給禁止を解除して（ステップＳ９）累積印字率Ｐ（Ｚ＋Ｈ）をリセット（＝０）する（ステップＳ１０）。その後、トナー量検知センサー３１の出力値に応じたトナー補給を行う。以降、ステップＳ２に戻り同様の手順を繰り返す（ステップＳ２〜Ｓ１０）。
【００４９】
なお、図５の制御では、全速印字枚数ＮＺが所定枚数Ａに到達したか否かをトナー補給禁止の開始条件としているが、全速印字枚数ＮＺに代えて全速モードにおける現像装置４の累積駆動時間を計測し、累積駆動時間が所定時間に到達したか否かをトナー補給禁止の開始条件としてもよい。
【００５０】
図７〜図９は、全速モードと半速モードとを切り換えて印字を行う場合の現像装置４へのトナー補給の可否を示すタイミングチャートである。図７〜図９を用いて、図５で示したトナー補給制御をさらに具体的に説明する。なお、図７〜図９中の○印は「トナー補給可」、×印は「トナー補給禁止」を示している。
【００５１】
図７は、全速モードを所定枚数継続した後、全速モードと半速モードでの印字を一定枚数毎に繰り返して実行する場合を示している。トナー搬送速度が低下した直後にトナー補給を許可すると、現像装置４内の帯電量の高くなったトナーに帯電量の低いトナーが一度に補給されてしまい、半速モードではトナーの混合も十分に行われないため、トナーの帯電量にばらつきが発生してハーフトーン画像の濃度ムラが発生してしまう。
【００５２】
そこで、図７に示すように、全速印字枚数ＮＺが所定枚数Ａ以上となった後、時間Ｔ１において全速モードから半速モードに切り換えられた場合、Ｔ１以降のトナー補給を禁止する。これにより、全速モードで所定枚数印字した後に半速モードに切り換えられた場合のハーフトーン画像の濃度ムラを抑制することができる。なお、全速印字枚数ＮＺをトナー補給禁止の発生条件としたのは、トナーの帯電量を高めるのは全速モードでの印字であって、半速モードで印字を行ってもトナーの帯電量は高くならないためである。
【００５３】
そして、Ｔ１以降の全速モードと半速モードでの累積印字率Ｐ（Ｚ＋Ｈ）を算出し、Ｐ（Ｚ＋Ｈ）が所定値Ｐ１を超えた時間Ｔ２においてトナー補給禁止を解除し、トナー量検知センサー３１の出力値に応じたトナー補給を行う。また、Ｔ２以降の全速モードでの印字枚数ＮＺのカウントを開始し、ＮＺがＡ以上となった時間Ｔ３でトナー補給を禁止する。Ｔ３以降の全速モードと半速モードでの累積印字率Ｐ（Ｚ＋Ｈ）を算出し、Ｐ（Ｚ＋Ｈ）が所定値Ｐ１を超えたときトナー補給禁止を解除する。
【００５４】
このようにすれば、現像装置４内の規制ブレード２９周辺の帯電量の高いトナーが消費されるか、或いはハウジング２０内を循環搬送されるトナーと入れ替わった後にトナーコンテナ５から新たなトナーが補給されるため、現像装置４内のトナーの帯電量分布にばらつきが生じず、ハーフトーン画像の濃度ムラの発生を効果的に抑制することができる。
【００５５】
図８は、全速モードを所定枚数継続した後、全速モードと半速モードでの印字を交互に繰り返して実行する場合の現像装置４へのトナー補給の可否を示すタイミングチャートであり、図９は、全速モードを所定枚数継続した後、一旦半速モードで印字を行い、再び全速モードに切り換えた場合の現像装置４へのトナー補給の可否を示すタイミングチャートである。
【００５６】
トナー補給禁止を解除する条件として、半速モードでの印字率に加えて全速モードでの印字率も累積した累積印字率Ｐ（Ｚ＋Ｈ）を用いるのは、半速モードでの印字率のみ累積すると、図８や図９のようにトナー補給の禁止後に全速モードで多く印字された場合に、累積印字率Ｐ（Ｈ）が所定値Ｐ１を超えるまでの時間（Ｔ２−Ｔ１）が長くなり、現像装置４内のトナー量が不足してしまう状態が発生するからである。
【００５７】
また、図７〜図９では累積印字率Ｐ（Ｚ＋Ｈ）が所定値Ｐ１を超えたときトナー補給禁止を解除する例について説明しているが、本実施形態では図５に示したように、画像形成装置１００の主電源がＯＦＦされ、再びＯＮ状態となったとき、またはトナー量検知センサー３１によりトナーＬｏｗ状態が検知されたとき、または印字動作の停止後、所定時間（６０分）経過したとき、定着装置８によりトナー像が定着される温度（定着温度）が所定温度（５０℃）以下となったときにもトナー補給禁止が解除されるようにしている。
【００５８】
画像形成装置１００の主電源がＯＦＦされてから再びＯＮされるまでの時間は、通常数時間〜１日程度であり、トナーの帯電量が低下するのに十分な時間である。同様に、印字動作の停止後６０分経過した場合、定着温度が５０℃以下となった場合も、トナーの帯電量が低下するのに十分な時間が経過している。従って、トナー補給禁止を解除しても問題はない。
【００５９】
また、トナー量検知センサー３１によりトナーＬｏｗレベルが検知された場合は、印字に支障をきたすおそれのあるレベルまで現像装置４内のトナー量が減少している。そのため、トナー補給によるハーフトーン画像の濃度ムラの発生リスクよりも、トナーを補給しないことによる印字不良の発生リスクを回避するためにトナー補給禁止を解除する。
【００６０】
なお、省電力（スリープ）モードからの復帰時や外装カバー１７の開閉によるインターロック回路８０の作動ではトナー補給禁止は解除されない。省電力（スリープ）モードからの復帰や外装カバー１７の開閉は頻繁に行われ、トナーの帯電量が低下するのに十分な時間が経過していない場合があるためである。
【００６１】
また、図５の制御では、プロセス速度を全速モードと半速モード（１／２速）の２段階に切り換える場合の制御について説明したが、中間速モード（３／４速）を加えた３段階の減速制御や、４段階以上の減速制御であっても良い。３段階の減速制御の場合、例えば全速モード（第１モード）で所定枚数の印字を行った後、中間速モード（第２モード）へ切り換えた場合や、中間速モード（第１モード）で所定枚数の印字を行った後、半速モード（第２モード）へ切り換えた場合にもトナー補給動作を一定期間禁止するようにしてもよい。
【００６２】
ここで、全速モードと中間速モードとのプロセス速度の差は全速モードと半速モードとのプロセス速度の差に比べて小さいため、ハーフトーン画像の濃度ムラの発生リスクは小さくなる。また、半速モードや中間速モードでのトナー補給禁止時間を長くするほどトナーの帯電量のばらつきは小さくなるが、その分だけ現像装置４内のトナー量も減少し、画像濃度の低下も発生し易くなる。従って、濃度ムラの発生と画像濃度の低下とを考慮して適切なトナー補給禁止条件、またはトナー補給禁止の解除条件を設定すればよい。
【００６３】
例えば、全速モードから中間速モードへの切り換えにおいては、全速モードから半速モードへの切り換え時よりもトナー補給動作を禁止するトリガーとなる全速印字枚数ＮＺの閾値を高く設定することができる。また、トナー補給禁止を解除するトリガーとなる全速モードでの累積印字率Ｐ（Ｚ＋Ｈ）の閾値を低く、印字停止からの経過時間の閾値を短く、或いは定着温度の閾値を高く設定することができる。
【００６４】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本発明は、図２に示したような磁性一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式の現像装置４へのトナー補給制御において特に有効であるが、これに限定されるものではなく、非磁性一成分現像剤を用いる非磁性一成分現像方式の現像装置や、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像方式の現像装置へのトナー補給にも適用可能であり、同様の効果が期待できる。
【００６５】
また、上記実施形態ではメインモーター４５を用いて感光体ドラム１、転写ローラー６、定着装置８、および装置各部の搬送ローラー等と共に現像装置４の駆動を行う構成としたが、現像装置４を独立して駆動するための専用モーターを設けても良い。
【００６６】
また、本発明は図１に示したモノクロプリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、タンデム式のカラープリンター、カラー複写機、ファクシミリ等、磁性一成分現像方式を用いた種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、複数のプロセス速度を有する画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、プロセス速度を高速から低速に切り換えた直後の濃度ムラの発生を抑制できる画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１              感光体ドラム（像担持体）
４              現像装置
５              トナーコンテナ（トナー収容容器）
８              定着装置
９              画像形成部
２０            ハウジング（筐体）
２３            第１攪拌スクリュー
２４            第２攪拌スクリュー
２５            現像ローラー（現像剤担持体）
２９            規制ブレード
３１            トナー量検知センサー
４５            メインモーター（駆動手段）
９０            制御部
１００          画像形成装置
【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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