(57)【要約】 【課題】現像器内トナーの温度上昇を抑制して現像器内部位等へのトナー固着、トナー劣化といった問題の発生を抑制し、それだけ良好な画像を形成できるようにする。【解決手段】現像器４についてトナー強制消費モードを実行する強制消費モード制御部（制御部Ｃｏｎｔの一部）と、該モード実行対象の現像器４内トナー温度を把握するトナー温度把握手段（制御部の一部又は温度検出器ＴＳ２）とを含んでおり、強制消費モード制御部は、現像器４内トナー温度に応じて予め定められた最低要求消費量のトナー消費を達成するようにトナー強制消費モードを実行する画像形成装置Ａ。【選択図】図１
2009168902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体、該感光体表面を帯電させる帯電器、該帯電器により帯電した感光体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する露光装置及び該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器を含み、該トナー像を被転写体へ転写でき、該現像器は少なくとも一つ含んでいる画像形成装置であり、
少なくとも一つの現像器について、該現像器に対応する感光体に該感光体に対応する露光装置によりトナー強制消費用静電潜像を形成し、該トナー強制消費用静電潜像を該現像器で現像してトナー強制消費を行うトナー強制消費モードを実行するための強制消費モード制御部と、
該トナー強制消費モード実行対象の現像器内トナー温度を把握するトナー温度把握手段とを含んでおり、
該強制消費モード制御部は、該トナー温度把握手段にて把握される該現像器内トナー温度に応じて予め定められた最低要求消費量のトナー消費を達成するようにトナー強制消費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】
前記トナー温度把握手段にて把握される現像器内トナー温度に応じて予め定められたトナー最低要求消費量は、該現像器内トナー温度が高くなるほど多くなるように設定されている請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー温度把握手段は、画像形成装置内温度と、予め定めた記録媒体枚数分のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間との組み合わせに基づいて現像器内トナー温度を把握する請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー温度把握手段は、画像形成装置内温度、予め定めた記録媒体枚数分のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間及び該予め定めた枚数分のトナー画像形成における平均印字率の組み合わせに基づいて現像器内トナー温度を把握する請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー温度把握手段は、現像器内温度の測定器である請求項１又は２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、複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置では、感光体の表面を帯電器で帯電させ、該帯電域に露光装置から画像露光を施して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像器で現像してトナー像を形成し、該トナー像を被転写体に転写できるものが一般的である。
【０００３】
ここで、「被転写体」とは、モノクロ画像形成装置では、記録紙等の記録媒体が一般的であり、カラー画像形成装置のように、感光体上のトナー像を１次転写する中間転写体を採用している場合は、該中間転写体及び該中間転写体からトナー像が２次転写される記録媒体のいずれもが被転写体であると言える。
【０００４】
このような画像形成装置における現像器は、現像剤を担持して感光体上の静電潜像を現像する現像領域へ搬送する現像剤担持体を備えているのが一般的であり、さらに、現像領域へ搬送される途中で現像剤担持体上の現像剤の厚さ等を規制する現像剤規制部材等を備えている。
【０００５】
このような現像器では、現像領域へ供給されたトナーのうち現像に消費されなかったトナーは現像器内へ戻ってきて、現像器構造に応じた動きを示し、再び現像領域へ向け搬送されていくことになるが、現像領域で消費されずに現像器内へ戻ってくるトナーは、ストレスを繰り返し受け、トナーに添加されている流動化剤等（シリカ等）の外添剤がトナーから剥落したり、トナーに埋め込まれるなどして、現像性の低い劣化トナー、すなわち、正規帯電に対し逆極性に帯電したトナーや正規帯電ではあるが帯電量の低い弱帯電トナーといった劣化トナーになっていく。
【０００６】
特に低カバレッジの画像、換言すれば低印字率の画像（画像形成可能領域に占めるトナーが付着した領域の割合が低い画像）を何枚も形成し続けると、画像形成枚数の割りにはトナー消費量は少なく済むので、現像装置内で同じトナーが現像装置駆動に伴い繰り返しストレスを受け、それによりトナー劣化が顕著になる。現像装置内トナーが劣化してくると、その後に形成されるトナー像の品質が低下してくる。
【０００７】
そこで、例えば特開２００１−７５４３８号公報には、現像剤の消費量と印字枚数により印字枚数平均現像剤消費量を求め、この値が所定値以下の場合には、現像剤担持体（現像スリーブ）に担持されたトナーを感光体上へ強制消費させることが記載されている。
【０００８】
一方、今日、画像形成装置については、さらなる高速化、長寿命化、コンパクト化が求められている。
また、環境問題対応として、トナー像を記録紙等の記録媒体に低エネルギーで定着させることができるように、低温定着可能のトナーの開発、そのためのトナーの低融点化に伴うプロセス技術の開発が活発に行われている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−７５４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
画像形成装置の高速化、コンパクト化の要請に応えようとすると、高速化、コンパクト化に伴い、現像器内温度が上昇し易くなり、現像器を含む画像形成装置の使用環境や使用状況によっては、現像器内部位へ軟化或いは溶融したトナーが固着したり、外添剤のトナーへの埋没が促進されて早期にトナーが劣化したりする。環境問題対応のために低融点トナーを採用するときには、これらの問題がより深刻なものになる。
【００１１】
そこで本発明は、感光体、該感光体表面を帯電させる帯電器、該帯電器により帯電した感光体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する露光装置及び該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器を含み、該トナー像を被転写体へ転写でき、該現像器は少なくとも一つ含んでいる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像器について、該現像器内トナーの温度上昇を抑制でき、それにより現像器内トナー温度上昇に伴うトナー固着による現像器の動作不良、早期のトナー劣化といった問題の発生を抑制でき、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供ことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は前記課題を解決するため次の画像形成装置を提供する。すなわち、
感光体、該感光体表面を帯電させる帯電器、該帯電器により帯電した感光体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する露光装置及び該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器を含み、該トナー像を被転写体へ転写でき、該現像器は少なくとも一つ含んでいる画像形成装置であり、
少なくとも一つの現像器について、該現像器に対応する感光体に該感光体に対応する露光装置によりトナー強制消費用静電潜像を形成し、該トナー強制消費用静電潜像を該現像器で現像してトナー強制消費を行うトナー強制消費モードを実行するための強制消費モード制御部と、
該トナー強制消費モード実行対象の現像器内トナー温度を把握するトナー温度把握手段とを含んでおり、
該強制消費モード制御部は、該トナー温度把握手段にて把握される該現像器内トナー温度に応じて予め定められた最低要求消費量のトナー消費を達成するようにトナー強制消費モードを実行する画像形成装置である。
【００１３】
ここで、「トナー温度把握手段にて把握される該現像器内トナー温度に応じて予め定められた最低要求消費量のトナー消費」における「最低要求消費量」とは、現像器内トナー温度上昇に伴うトナーの軟化、溶融による現像器内部位へのトナー固着に起因する現像器の動作不良、トナーへの外添剤の埋没等による早期のトナー劣化といった問題の発生を抑制すべく現像器内トナーの温度上昇を抑制することを考慮に入れて、少なくともその量を消費すること、すなわち少なくともその量を現像器外へ放出することが要求される最少量のトナー消費量であり、予め実験等により求めておき、強制消費モード制御部に設定しておくことができる。
【００１４】
本発明に係る画像形成装置によると、少なくとも一つの現像器について、トナー強制消費モードを実行することができ、強制消費モード制御部は、トナー温度把握手段にて把握される該現像器内トナー温度に応じて予め定められた最低要求消費量のトナー消費を達成するようにトナー強制消費モードを実行する。
【００１５】
これにより、該現像器内トナーの温度上昇を抑制でき、それにより現像器内トナー温度上昇に伴うトナーの軟化や溶融によるトナー固着に起因する現像器の動作不良、外添剤のトナーへの埋没等による早期のトナー劣化といった問題の発生を抑制でき、それだけ良好な画像を形成できる。
【００１６】
また、画像形成装置の高速化、コンパクト化の要請に応えるための現像器の高速化、コンパクト化の要請に応えることが可能になってくる。さらに、環境問題に対応するための低融点トナーの使用も可能になってくる。
【００１７】
現像器内トナー温度が高くなるほど、現像器内でのトナーの固着等の問題が発生しやすくなるから、前記トナー温度把握手段にて把握される現像器内トナー温度に応じて予め定められるトナー最低要求消費量は、該現像器内トナー温度が高くなるほど多くなるように設定することができる。
【００１８】
ここで現像器内トナー温度についてみると、画像形成装置内温度は当然現像器内トナー温度を左右する。
また、予め定めた枚数分（さらに詳言すれば、予め定めた記録媒体枚数分）のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間は、これが長くなってくると、それだけ長い時間をかけて画像形成したことになり、現像器内からの放熱量もそれだけ多くなり、従って現像器内トナー温度の上昇がそれだけ抑制されることになる。一方、該合計時間が短いと、放熱のための時間が短くなることになり、それだけ現像器内トナーの温度は上昇しやすくなる。
また、平均印字率はトナーの消費量に関係しており、平均印字率が高いと、トナー消費量が多く、それだけ現像器内トナー温度上昇は抑制される。平均印字率が低いと、トナー消費量が少なく、トナーが現像器内で繰り返しストレスを受けて温度上昇しやすくなる。      
【００１９】
そこで、前記トナー温度把握手段としては、例えば、
（ａ）画像形成装置内温度と、予め定めた記録媒体枚数分のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間との組み合わせに基づいて現像器内トナー温度を把握するものや、
（ｂ）画像形成装置内温度、予め定めた記録媒体枚数分のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間及び該予め定めた枚数分のトナー画像形成における平均印字率の組み合わせに基づいて現像器内トナー温度を把握するもの
を挙げることができる。
【００２０】
また、前記トナー温度把握手段は、現像器内温度の測定器（例えば現像器内に設置した熱電対温度計）であってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によると、感光体、該感光体表面を帯電させる帯電器、該帯電器により帯電した感光体表面の帯電域に画像露光を施して静電潜像を形成する露光装置及び該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器を含み、該トナー像を被転写体へ転写でき、該現像器は少なくとも一つ含んでいる画像形成装置であって、少なくとも一つの現像器について、該現像器内トナーの温度上昇を抑制でき、それにより現像器内トナー温度上昇に伴うトナーの軟化や溶融による現像器内部位等へのトナーの固着に起因する現像器の動作不良、外添剤のトナーへの埋没等による早期のトナー劣化といった問題の発生を抑制でき、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の１例を示している。図１に示す画像形成装置は、タンデム型のフルカラープリンタである。このプリンタＡは、駆動ローラ８１とこれに対向するローラ８２に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト８を有している。転写ベルト８は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ８１により図中反時計方向（図中矢印方向）αに回される。
【００２３】
駆動ローラ８１には転写ベルト８上の２次転写残トナー等を清掃するクリーニング装置８３が臨んでいるとともに２次転写ローラ９が臨んでいる。クリーニング装置８３に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。
【００２４】
２次転写ローラ９の表層部は弾性材料で形成されており、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ８１に支持された中間転写ベルト８の部分に押圧され、中間転写ベルト８との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト８の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｓの移動に従動して回転することができる。２次転写ローラ９には、図示省略の電源から２次転写バイアスを印加することができる。
【００２５】
中間転写ベルト８及び２次転写ローラ９の上方には定着装置ＦＸが配置されており、下方にはタイミングローラ対ＴＲが配置されており、さらにその下方に、記録紙等の記録媒体Ｓを収容した記録媒体収容カセット１０が配置されている。
【００２６】
定着装置ＦＸはハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着加熱ローラとこれに圧接される加圧ローラとを含むものである。
記録媒体収容カセット１０に収容された記録媒体Ｓは、媒体供給ローラ１０１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対ＴＲへ供給することができる。
【００２７】
中間転写ベルト８を巻き掛けたローラ８１、８２の間には、転写ベルト８に沿って、ローラ８２から８１に向けて、イエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。
【００２８】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電器２、露光装置３、現像器４、１次転写ローラ５、クリーニング装置６及び除電器７がこの順序で配置されている。
【００２９】
１次転写ローラ５は転写ベルト８を間にして感光体１に対向しており、ベルトの走行に従動回転する。１次転写ローラ５には、感光体１上に形成されるトナー像をベルト８へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の電源から印加できる。
露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体１にドット（点）露光で画像露光を施せるものである。
【００３０】
各画像形成部における感光体１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。
各画像形成部における帯電器２は、それには限定されないが、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで図示省略の電源から帯電用の電圧が印加される。
【００３１】
各画像形成部における現像器４は、図２にも示すものであり、それには限定されないが本例では、非磁性トナー（ここでは負帯電性の非磁性トナー）を主体とする現像剤（所謂一成分現像剤）用いて、感光体１上に形成される静電潜像を、図示省略の電源から現像バイアスが印加される現像ローラ４１で反転現像することができる。現像器４については後ほどさらに説明する。
【００３２】
図４は図１のプリンタの制御回路の概略を示すブロック図である。このプリンタにおける各部はプリンタ全体の動作を制御する制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに所定のタイミングで動作する。
【００３３】
このプリンタによると、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト８に１次転写する。
【００３４】
すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電器２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像器４の現像バイアスが印加された現像ローラ４１にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写ローラ５にて転写ベルト８上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ５には図示省略の電源から１次転写バイアスが印加される。
【００３５】
同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト８に転写される。
【００３６】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト８上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト８上に形成された多重トナー像は転写ベルト８の回動により２次転写ローラ９へ向け移動する。
【００３７】
一方、記録媒体Ｓが記録媒体収容カセット１０から媒体供給ローラ１０１にて引き出され、タイミングローラ対ＴＲへ供給され、待機している。
【００３８】
このようにタイミングローラ対ＴＲのところで待機する記録媒体Ｓは、中間転写ベルト８にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト８と２次転写ローラ９とのニップ部に供給され、図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ９にて該多重トナー像が記録媒体Ｓ上に２次転写される。その後記録媒体Ｓは定着装置ＦＸに通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着される。記録媒体Ｓはひき続き、排出ローラ対ＤＲにて排出トレイｄＴに排出される。
【００３９】
トナー像のベルト８への１次転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置６で清掃され、２次転写によりベルト８上に残留する２次転写残トナー等はクリーニング装置８３で清掃される。これら清掃除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。感光体１に残留する電荷は除電器７により消去される。
【００４０】
以上説明したようにして画像形成されるのであるが、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれにおける現像器４は図２、図３に示すように構成されており、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、トナー強制消費モードにおいてトナーを感光体１上に放出するトナー強制消費を行うことができる。また、トナー補給装置４０からトナー補給を受けることができる。      
【００４１】
図２は現像器４の断面構造の概略を示しており、図３は現像器４を背後からみたときの（感光体１とは反対側からみたときの）内部構造の概略を示している（但し、現像ローラ４１及び供給ローラ４２はその位置を鎖線で示している。）。
【００４２】
各現像器４は、上室４Ｕと下室４Ｌとを備えており、これら上下の室の間には隔壁４Ｗが形成されている。
下室４Ｌには感光体１に臨む現像ローラ４１及び現像ローラ４１へトナーを供給するトナー供給ローラ４２が設けられている。感光体１と現像ローラ４１は僅かな現像ギャップＤｇをおいて対向している。トナー供給ローラ４２は少なくとも表層部が発泡弾性材料からなるローラである。現像ローラ４１とトナー供給ローラ４２は図示省略の現像ローラ駆動モータにより共に図２中反時計方向に回される。現像ローラ４１は、図示省略の現像バイアス電源から現像バイアス（ここでは直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス）が印加される状態で感光体上潜像の現像に供される。
【００４３】
現像ローラ４１に対しては、供給ローラ４２のほか、トナー規制ブレード４３及び除電部材４５が接触している。トナー規制ブレード４３は供給ローラ４２にて現像ローラ４１上へ供給され、現像領域へ向け搬送されるトナーの層厚を所定のものに規制するとともに該トナーを摩擦帯電させるもので、現像バイアスと同じタイミングで図示省略の電源から規制バイアス（ここでは直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス）が印加される。
【００４４】
トナー供給ローラ４２にもトナー供給のための供給バイアスが図示省略の電源から印加される。さらに、除電部材４５も図示省略の電源から除電バイアスが印加され、現像領域で消費されずに現像器内へ戻ってくるトナーから除電する。
これら電源は制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに所定のタイミングで所定バイアスを印加する。
供給ローラ４２は現像器内へ戻ってくるトナを現像ローラ４１から剥がし落とすことも行う。
。
【００４５】
現像器上室４Ｕには上側トナー搬送スクリュー４６が、下室４Ｌの上部には下側トナー搬送スクリュー４７が設けられている。図３に示すように、上下室間の隔壁４Ｗには、その一端部の近傍部位にトナー流通開口Ｐ１が、他端部にトナー流通開口Ｐ２が形成されている。
【００４６】
スクリュー４６、４７は図示省略の駆動モータ（前記の現像ローラ駆動モータでもよい）に回転駆動され、それにより、現像器４内にトナーが循環するようになっている。さらに言えば、下室４Ｌ内のトナーは現像に供されものがある一方、下側トナー搬送スクリュー４７により一方の隔壁開口Ｐ１の下方領域から隔壁開口Ｐ２の方へ搬送されて該開口から上室４Ｕへ供給され、上側トナー搬送スクリュー４６にて開口Ｐ２から開口Ｐ１の方へ搬送され、開口Ｐ１から下室４Ｌへ移動するように循環するものもある。
【００４７】
上側トナー搬送スクリュー４６は前記隔壁開口Ｐ１よりさらに外側へ（図中左側へ）延びており、その部分はトナーを、前記開口Ｐ２とは反対側から開口Ｐ１へ向け搬送するスクリュー羽根を備えている。この部分に対しトナー補給装置４０（図１では図示省略）からトナーを補給できるようになっている。
【００４８】
トナー補給装置４０は制御部Ｃｏｎｔの指示のもとにトナーを補給する。制御部Ｃｏｎｔは、現像装置内トナー量検出装置４８により検出されるトナー量から導かれる不足トナー量を補給装置４０に補給させる。
【００４９】
トナー量検出装置４８は、本例では、発光素子及び受光素子を含むもので、発光素子は制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに点灯され、受光素子は発光素子から図示省略の導光部材を介して到来する光量に応じた電圧を出力する。すなわち、受光素子の出力電圧がトナー量検出装置４８の検出出力であり、これは現像器内トナー量情報として制御部Ｃｏｎｔへ入力される。
【００５０】
トナー補給装置４０から補給されるトナーは、上室４Ｕ内を隔壁開口Ｐ１の方へ送られ、同じく上室４Ｕ内を隔壁開口Ｐ２から隔壁開口Ｐ１の方へ循環搬送されてくるトナーと混じり合いながら開口Ｐ１から下室４Ｌへ落とされ、現像器内の既存のトナーと循環攪拌されつつ現像に供されていく。
【００５１】
プリンタＡにはプリンタＡ内温度を検出する温度検出器（換言すれば温度測定器）ＴＳ１が配置されているとともに（図１参照）、各現像器４の下室４Ｌの上部の壁に現像器内温度（それは実質上現像器内トナー温度と同じ）を検出する温度検出器（換言すれば温度測定器）ＴＳ２が設けられている（図２参照）。検出器ＴＳ２は、それとは限定されないが、ここでは熱電対温度検出器である。温度検出器ＴＳ１、ＴＳ２で検出される温度情報は制御部Ｃｏｎｔに入力される。
【００５２】
プリンタＡでは、制御部Ｃｏｎｔの制御のもとに、非画像形成時に所定のタイミングで現像器４内のトナーを該現像器に対応する感光体１に放出するためのトナー強制消費モードが実行される。
ここで、「非画像形成時」とは、記録媒体Ｓへ転写出力するための画像を画像形成部Ｙ〜Ｋのうち少なくとも一つを用いて形成する「通常の画像形成時」以外の時であり、トナー強制消費モード設定のタイミングとしては、通常のプリント（画像形成）ジョブ終了時等を例示できる。
プリンタＡでは、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれにおける現像器４についてトナー強制消費モードが実施される。
【００５３】
制御部Ｃｏｎｔは、各画像形成部のトナー強制消費モードでは、トナーを強制消費すべき状態のときは、現像器４内のトナー放出のためのトナー強制消費用静電潜像を露光装置３に指示して感光体１に形成させ、このトナー強制消費用静電潜像を現像器４で現像することで感光体１上に現像器４内トナーを放出し、トナー強制消費を行う。感光体１上に放出されたトナーは、１次転写ローラ５により中間転写ベルト８に転写され、ベルト８のクリーニング装置８３にてベルト８から除去清掃される。なお、このときは、２次転写ローラ９は図示省略の駆動部によりベルト８から後退させられる。
【００５４】
かくして、トナー強制消費により現像器内の劣化トナーを放出することができるとともに、ここでは現像器内トナーの昇温を抑制することができる。
現像器内トナー昇温抑制の点についてさらに説明する。
【００５５】
プリンタＡでは、現像器４内のトナー温度を把握し、把握される現像器内トナー温度に応じて予め定められた最低要求消費量のトナー消費を達成するようにトナー強制消費モードを実行する。
【００５６】
現像器４内トナー温度の把握は、本例では、
(1) 温度検出器ＴＳ１で検出される画像形成装置内温度（ここではプリンタＡ内温度）及び
(2) 予め定めた記録媒体枚数分（ここでは、記録媒体種はＡ４サイズ記録紙）のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間（制御部Ｃｏｎｔにおいてカウント）
の様々の組み合わせによって行うようにしてあり、その組み合わせは予め実験等により求めてあり、制御部Ｃｏｎｔに記憶させてある。
【００５７】
「温度に応じて予め定められた最低要求消費量」は、少なくともその量のトナーを現像器外へ放出することで、すなわち、その量のトナーを消費することで、現像器内トナー温度の上昇やトナーの早期劣化といった問題の発生を抑制できる量であり、併せて劣化トナーを放出できる量でもあり、これも予め実験等により求めてあり、前記(1) 及び(2) の組み合わせに対応させて制御部Ｃｏｎｔに設定してある。
【００５８】
「現像器４内トナーの温度」及び「該温度に応じて予め定められた最低要求消費量」に関して制御部Ｃｏｎｔに記憶させた表１〜表３を以下に示す。
【００５９】
表１〜表３では、前記の「(1) 温度検出器ＴＳ１で検出される画像形成装置内温度（ここではプリンタＡ内温度）」は「画像形成装置（プリタＡ）内温度Ｔ」として示してある。
前記の「(2) 予め定めた記録媒体枚数分（ここでは、予め定めたＡ４サイズ記録紙枚数分）のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間」は、「通常画像形成２００枚の印字に要した時間ｔ（分）」で示してある。                    また、表１〜表３における「Ｐ」は、予め定めた枚数分のトナー画像形成における平均印字率であり、ここでは、通常画像形成２００枚印字あたりの平均印字率Ｐ（％）である。
【００６０】
なお、ここで「印字率」とは、１枚分画像形成領域における許容最大ドット印字数に対する実際のドット印字数の割合であり、これはドット露光を行う画像露光装置３を制御する制御部Ｃｏｎｔにおいて算出される。
【００６１】
そして、(1) 温度検出器ＴＳ１で検出されるプリンタＡ内温度及び(2) 予め定めた枚数分のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間の様々の組み合わせによって示される温度に応じて予め定められた最低要求消費量は、表１〜表３では、最低印字率（％）として示してある。
ここでは最低印字率（％）は、
最低印字率（％）＝
〔通常画像形成２００枚印字あたりの平均印字率Ｐ（％）＋強制消費のための印字率（％）〕として表している。
【００６２】
そして、制御部Ｃｏｎｔは、通常の画像形成２００枚分印字ごとに、プリンタＡ内温度Ｔと、直前の通常画像形成２００枚あたりに要した時間ｔとの組み合わせに応じて、表１〜表３のうちいずれかの表から、その組み合わせに対応する最低印字率（％）（換言すれば最低要求消費量）を抽出し、最低印字率（％）＞平均印字率Ｐ（％）であれば、〔最低印字率（％）−平均印字率Ｐ（％）〕＝Ｑ（％）を算出し、２００枚×Ｑ（％）の枚数分のベタ現像を行ってトナーを強制消費する。ここでベタ現像とは、記録媒体の画像形成領域に全面的にトナーを付着させることに相当する感光体上の静電潜像の現像である。
【００６３】
例えば、プリンタＡ内温度Ｔ＝２５℃、直前の通常画像形成２００枚あたりに要した時間ｔ＝８分、該通常画像形成２００枚の平均印字率Ｐ＝２％とすると、最低印字率は表１中の７％であるから、（７％−２％）×２００枚＝１０枚分のベタ現像を行ってトナーを強制消費する。
【００６４】
なお、最低印字率は、より厳密には、最低印字率＝（２００・Ｐ枚＋強制消費枚数）／（２００枚＋強制消費枚数）とすべきであるが、分母の強制消費枚数を考慮すると制御が複雑になるので、ここでは、最低印字率＝（２００・Ｐ枚＋強制消費枚数）／（２００枚）としている。
【００６５】
例えば、プリンタＡ内温度Ｔ＝２５℃、直前の通常画像形成２００枚あたりに要した時間ｔ＝８分、該通常画像形成２００枚の平均印字率Ｐ＝１０％とすると、最低印字率は表１から７％であり、最低印字率（％）＜平均印字率Ｐ（％）であるからトナー強制消費は行わない。
【００６６】
表１〜表３に示されていない、プリンタＡ内温度が２０℃以下のときは、最低印字率を３％とし、印字率３％に満たない分だけ強制消費する。
【００６７】
【表１】
2009168902.tif 000003
【００６８】
【表２】
2009168902.tif 000004
【００６９】
【表３】
2009168902.tif 000005
【００７０】
かくして、プリンタＡにおいては、各現像器４について、トナー強制消費モードを実行することができ、制御部Ｃｏｎｔは、前記(1) 及び(2) の組み合わせで示される現像器４内トナー温度に応じて定められた最低要求消費量のトナー消費を達成するようにトナー強制消費モードを実行する。
なお、このようなトナー強制消費モード制御は、後述する実験例においては「制御１」と称する。
【００７１】
これにより、該現像器内トナーの温度上昇を抑制でき、それにより現像器内トナー温度上昇に伴うトナー固着による現像器の動作不良、早期のトナー劣化といった問題の発生を抑制でき、それだけ良好な画像を形成できる。
また、プリンタＡの高速化、コンパクト化の要請に応えるための現像器４の高速化、コンパクト化の要請に応えることが可能になり、さらに、環境問題に対応するための低融点トナーの使用も可能になってくる。
【００７２】
以上説明したトナー強制消費モード（制御１）と異なり、制御部Ｃｏｎｔは、次の「制御２」や「制御３」のように、現像器４内に設けた温度検出器ＴＳ２で検出される現像器内温度（それは実質上現像器内トナーの温度と言える）に応じてトナー強制消費モードを実行するようにしてもよい。
【００７３】
＜制御２＞
予め実験等により、温度検出器ＴＳ２で検出される現像器内温度（実質上現像器内トナー温度）に応じた、現像器内トナー温度を抑制できるトナー最低要求消費量を求めておき、これを制御部Ｃｏｎｔに記憶させておき、温度検出器ＴＳ２で検出される現像器内温度に応じた該最低要求量のトナー強制消費を達成するようにトナー強制消費モードを実行するのである。
【００７４】
制御部Ｃｏｎｔに設定可能の、本例での温度検出器ＴＳ２で検出される現像器内温度とそれに対応するトナー最低要求消費量とを示す表を以下に示す。以下の表４では、予め定めた枚数として１００枚分印字ごとに検出器ＴＳ２で検出される温度をみて、その温度に応じて次の１００枚分印字にあたっての最低印字率（トナー最低要求消費量）を決定している。
【００７５】
【表４】
2009168902.tif 000006
【００７６】
例えば、検出温度が４０℃であれば、次の１００枚分印字における最低印字率は１１％である。このとき、該次の１００枚分印字における平均印字率が２％であったとすると、１１％に満たない分を該１００枚印字後に強制消費する。すなわち、（１１％−２％）×１００枚＝９枚分のベタ現像によりトナーを強制消費する。
また、例えば、検出温度４０℃で、次の１００枚分印字における平均印字率が１２％であったとすると、そのときは強制消費は行わない。
【００７７】
＜制御３＞
温度検出器ＴＳ２で検出される現像器内温度（実質上現像器内トナー温度）が予め定めた温度（本例では３０℃）を超えると、一律に最低印字率８％となる強制消費を行う、というトナー強制消費モード制御である。
【００７８】
次にコニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社製のタンデム型フルカラープリンタmagicolor5570 のシアン色トナーの現像器を含む部分を抽出し、現像器内に温度検出器ＴＳ２を設置した実験機を準備し、その実験機を用いて行った実験（後掲の表５に示す実験例１〜１０）及び比較実験（表５に示す比較例１〜４）について説明する。
図５は該実験機を模式的に実験機ＥＭとして示しており、理解を容易にするため図１に示す部品、部分等に相当する部品、部分等には図１と同じ参照符号を付してある。
【００７９】
実験及び比較実験においては、実験機を図５に模式的に示すようにボックスＢＸ内に納めて外気との接触を断つ状態とした。温度検出器ＴＳ１で検出されるべきプリンタＰ内の温度に相当する温度については、ボックスＢＸごと温度制御可能の室内へ配置してボックスＢＸ内の温度を制御し、その温度をもって温度検出器ＴＳ１で検出されるプリンタＰ内の温度Ｔとすることにした。
温度検出器ＴＳ２で検出される温度は、それをもって現像器内温度とした。
【００８０】
感光体１の周速度は、magicolor5570 の１８５ｍｍ／秒から３００ｍｍ／秒まで調整できるようにし、実験、比較実験では１８５ｍｍ／秒、３００ｍｍ／秒の２水準のいずれかとした。
実験及び比較実験では、画像形成の０枚、５００枚、１０００枚及び２０００枚の各枚数分目ごとに現像器内温度を測定した。
２０００枚駆動時の現像器内温度が規定温度以下（ここでは４５℃未満、品質良のとき）に関しては、画像形成中のトナー消費量の測定も行った。トナー消費量の測定は、トナー補給装置を付けたままの現像器全体の重量の変動を測定することで行った。
【００８１】
実験及び比較実験では、感光体駆動条件、換言すれば画像形成のための実験機駆動条件は、連続駆動と間欠駆動の２水準とした。間欠駆動では、画像形成１枚分終了ごとに実験機を１０秒停止させた。
【００８２】
実験機の駆動を開始する前のボックスＢＸ内の温度（後掲の表５での「駆動前外気温度（℃）」として、２５℃、３０℃、３５℃を採用し、その温度へは、既述のとおり実験機をボックスＢＸごと温度制御可能の室内へ配置することで到達させた。
【００８３】
通常のトナー画像形成は、３％と６％の２水準の印字率のうちいずれかの印字率による画像形成とし、トナー強制消費を行う場合は、実験例では１００枚分駆動ごとに前記の制御１、制御２又は制御３のいずれかによるトナー強制消費モードを実行し、比較実験例では制御１、２及び３のいずれも行わなかった。
【００８４】
以上の条件下での実験例１〜１０及び比較実験例１〜４のそれぞれにおける画像形成２０００枚分終了時の現像器内温度を検出器ＴＳ２で測定し、その測定値が４５℃未満であれば、現像器内トナーの昇温が抑制されているので良好「○」と評価し、測定値が４５℃以上であれば、現像器内トナーの昇温抑制は不十分であり、不良「×」と評価した。
【００８５】
また、トナー消費量については、画像形成１０００枚分あたりに換算したトナー強制消費量ｗが
０ｇ≦ｗ＜５ｇのときは、消費量が少なく好ましい状態「○」、
５ｇ≦ｗ＜１０ｇのときは、消費量はやや多いが、実用上許容できる状態「△」、    １０ｇ≦ｗのときは、消費量が多く、許容し難い状態「×」と評価した。
表５に実験例、比較実験例の各条件及び評価結果等をまとめて示す。
【００８６】
【表５】
2009168902.tif 000007
【００８７】
表５において、実験例１〜１０と比較例１〜４とを比較すれば、現像器内温度が上昇する条件においては、トナー最低要求消費量を増やすことで、現像器内温度、ひいては現像器内トナー温度の上昇を抑制できることが分かる。
また、現像器内温度、ひいては現像器内トナー温度によってトナー最低要求消費量を制御することで、現像器内温度上昇を抑え、無駄な強制消費量を低減することができることが分かる。
【００８８】
以上説明した例では、現像器４内トナー温度の把握を、(1) 温度検出器ＴＳ１で検出される画像形成装置内温度（ここではプリンタＡ内温度）及び(2) 予め定めた記録媒体枚数分（ここでは、記録媒体種はＡ４サイズ記録紙）のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間の組み合わせに基づいて行ったが、次のようにして把握してもよい。すなわち、
(1) 温度検出器ＴＳ１で検出される画像形成装置内温度（ここではプリンタＡ内温度）、
(2) 予め定めた記録媒体枚数分（ここでは、記録媒体種はＡ４サイズ記録紙）のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間（制御部Ｃｏｎｔにおいてカウント）及び
(3) 該予め定めた記録媒体枚数分のトナー画像形成における平均印字率
の様々の組み合わせによって行うのである。このような組み合わせは予め実験等により求めておき、制御部Ｃｏｎｔに記憶させておけばよい。
【００８９】
この場合、現像器４内トナー温度の把握にあたり予め定めた記録媒体枚数分のトナー画像形成における平均印字率を考慮するので、「温度に応じて予め定めた最低要求消費量」を満足させるトナー強制消費量を、該(1) 〜(3) の組み合わせに対応させて制御部Ｃｏｎｔに設定しておけばよい。また、この場合の「温度に応じた最低要求消費量」は、現像器内温度上昇を抑え、無駄な強制消費を低減するうえで、実用上問題のない範囲で、ある程度の幅をもって定められてもよい。
【００９０】
「現像器４内トナーの温度」及び「該温度に応じた最低要求消費量を満足させるトナー強制消費量」に関して制御部Ｃｏｎｔに記憶させる表の例である表６〜表８を以下に示す。
【００９１】
表６〜表８では、前記の「(1) 温度検出器ＴＳ１で検出される画像形成装置内温度（ここではプリンタＡ内温度）」は「画像形成装置（プリタＡ）内温度Ｔ」として示してある。
前記の「(2) 予め定めた記録媒体枚数分（ここでは、予め定めたＡ４サイズ記録紙枚数分）のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間」は、「通常画像形成２００枚の印字に要した時間ｔ（分）」で示してある。                    前記の「(3) 該予め定めた枚数分のトナー画像形成における平均印字率」は「通常画像形成２００枚印字あたりの平均印字率Ｐ（％）」として示してある。
【００９２】
そして、(1) 温度検出器ＴＳ１で検出されるプリンタＡ内温度、(2) 予め定めた枚数分のトナー画像形成において各枚分のトナー画像形成に要した時間の合計時間及び(3) 該予め定めた枚数分のトナー画像形成における平均印字率の様々の組み合わせによって示される温度に応じた要求消費量を満足させるトナー強制消費量は、表６〜表８では、強制消費の印字率（％）〕として表している。
【００９３】
そして、制御部Ｃｏｎｔは、通常の画像形成２００枚分印字ごとに、プリンタＡ内温度Ｔと、直前の通常画像形成２００枚あたりに要した時間ｔと、該通常画像形成２００枚の平均印字率Ｐの組み合わせに応じて、表６〜表８のうちいずれかの表から、その組み合わせに対応するトナー強制消費率（％）を抽出し、そのトナー強制消費率（％）を達成するように２００枚×「トナー強制消費率（％）」の枚数分のベタ現像を行ってトナーを強制消費する。
【００９４】
例えば、プリンタＡ内温度Ｔ＝２５℃、直前の通常画像形成２００枚あたりに要した時間ｔ＝８分、該通常画像形成２００枚の平均印字率Ｐ＝２％とすると、要求されるトナー強制消費率は表６から４％であるから、４％×２００枚＝８枚分のベタ現像を行ってトナーを強制消費する。
【００９５】
例えば、プリンタＡ内温度Ｔ＝２５℃、直前の通常画像形成２００枚あたりに要した時間ｔ＝８分、該通常画像形成２００枚の平均印字率Ｐ＝１０％とすると、表６からトナー強制消費率は０％であるから、トナー強制消費は行わない。
【００９６】
表６〜表８に示されていない、プリンタＡ内温度が２０℃以下のときは、最低印字率を３％とし、印字率３％に満たない分だけ強制消費する。
【００９７】
【表６】
2009168902.tif 000008
【００９８】
【表７】
2009168902.tif 000009
【００９９】
【表８】
2009168902.tif 000010
【０１００】
以上説明したプリンタはタンデム型のフルカラープリンタであったが、本発明はモノクロ画像形成装置にも適用でき、また、他のタイプの多色画像形成装置（例えば、いわゆる４サイクル型フルカラープリンタ）等にも適用できる。
また本発明は、プリンタだけでなく、複写機、ファクシミリ機等の画像形成装置や、複写機、ファクシミリ機、プリンタ等のうち２以上を組み合わせた複合機にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、現像器内温度上昇による現像器内トナーの固着や早期の劣化を抑制できる現像器や、そのような現像器を備えることで、それだけ良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置における現像器の断面構造の概略を示す図である。
【図３】図２の現像器を背後からみたときの内部構造の概略を示す図である。
【図４】図１の画像形成装置の制御回路の概略を示すブロック図である。
【図５】実験機を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
Ｙ  イエロー画像形成部
Ｍ  マゼンタ画像形成部
Ｃ  シアン画像形成部
Ｋ  ブラック画像形成部
１  感光体
２  帯電器
３  画像露光装置
４  現像器
４１  現像ローラ
４２  トナー供給ローラ
４３、４４  トナー規制ブレード
４５  除電部材
４Ｕ  上室
４Ｌ  下室
４Ｗ  隔壁
Ｐ１、Ｐ２  隔壁開口
４６  上側トナー搬送スクリュー
４７  下側トナー搬送スクリュー
４０  トナー補給装置
４８  現像装置内トナー量検出装置
５  １次転写ローラ
６  クリーニング装置
８  中間転写ベルト
８１  駆動ローラ
８２  対向ローラ
８３  クリーニング装置
９  ２次転写ローラ
１０  記録媒体供給カセット
１０１  記録媒体供給ローラ
ＴＲ  タイミングローラ対
ＦＸ  定着装置
ＤＲ  記録媒体排出ローラ対
ＤＴ  記録媒体排出トレイ
Ｓ  記録媒体
Ｃｏｎｔ  制御部
ＴＳ１、ＴＳ２  温度検出器
【図１】
2009168902.tif 000011
【図２】
2009168902.tif 000012
【図３】
2009168902.tif 000013
【図４】
2009168902.tif 000014
【図５】
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