(57)【要約】【課題】現像剤搬送性を向上し、安定した画質を保持する画像形成装置を提供すること。【解決手段】現像ローラと、該現像ローラに現像剤を搬送するガイド部材と、該ガイド部材への現像剤の供給ローラと、該供給ローラに現像剤を搬送する現像剤攪拌搬送手段と、前記現像ローラ上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置と、トナー補給装置と、を備えた画像形成装置において、現像トナー量検出のトナー通過量検知手段と、前記現像ローラの摺動距離積算手段とを有し、所定間隔Ａで検出された摺動距離に対するトナー通過量が所定値ｘより小さい場合に、感光体の非画像領域に前記現像装置からトナーを強制排出し、所定間隔Ａより長い所定間隔Ｂで検出された、前記現像ローラの摺動距離に対するトナー通過量が所定値ｙより小さい場合に、画像作成を中断し、現像装置から感光体に、トナーを強制排出する制御手段をもつことを特徴とする画像形成装置。【選択図】図２
2009139686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に形成された静電潜像を現像する、トナーとキャリアからなる現像剤を担持する複数の磁石を内包する現像ローラと、当該現像ローラ上に現像剤を搬送するガイド部材と、当該ガイド部材に現像剤を供給する供給ローラと、当該供給ローラに現像剤を搬送するとともに現像剤を攪拌する現像剤攪拌搬送手段と、前記現像ローラ上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置と、当該現像装置に新トナーを補給するトナー補給装置と、を備えた画像形成装置において、前記現像ローラから現像されるトナー量を検出するためのトナー通過量検知手段と、前記現像ローラの摺動距離を積算するための摺動距離積算手段とを有し、所定間隔Ａで検出された、現像ローラの摺動距離に対するトナー通過量が所定値ｘより小さい場合に、前記感光体の非画像領域に前記現像ローラからのトナーを強制排出し、前記所定間隔Ａより長い所定間隔Ｂで検出された、現像ローラの摺動距離に対するトナー通過量が所定値ｙより小さい場合に、通常の画像形成を一時中断し、前記現像ローラから前記感光体に、トナーを強制排出する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像装置内のトナーを強制排出する際に、トナー濃度を通常のトナー濃度より低い状態にした上で前記現像装置を所定時間撹拌駆動する制御手段を有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、前記現像装置の現像剤が所定のトナー濃度になるだけの新トナーを前記トナー補給装置から供給する制御を行うことを特徴とする請求項１または２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、電子写真方式の複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関し、特に、感光体上に形成された潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２成分現像剤を用いた電子写真画像プロセスでは、感光体上の静電潜像を現像ローラ上に搬送した現像剤トナーにより現像し可視像が形成される。
【０００３】
近年、高画質化を目的にトナー、キャリアが小粒径化されてきているが、小粒径のトナー及びキャリアを用いた現像剤は流動性が低下する傾向となるため、現像装置の中で長時間に亘り摩擦による負荷がかけられ劣化を引き起し、現像に寄与した現像剤を現像ローラから確実に剥がし、十分に攪拌、混合された現像剤を現像ローラに供給することが難しくなってきている。
【０００４】
これを解決するために現像ローラ上の現像に寄与した現像剤を回収する回収部と、現像ローラ上に十分に攪拌混合された現像剤を供給する供給部とに分離し、現像剤の回収と供給性能を向上させる構成の現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
上記の現像装置の構成に対して、さらに現像剤へのストレスをさらに低減するために、現像ローラのキャッチ極のない構成に変更して、現像ローラのキャッチ極機能を現像剤搬送ガイド板に持たせること（図２の符号４５参照）で、前記キャッチ極を廃止することができ、現像ローラの駆動トルクを低減し、現像ローラの規制部より上流側の現像剤ストレスを低減することができ、現像剤耐久性向上や画質安定性を大幅に改善することができた。
【０００６】
また、使用済みトナーを回収して再使用するトナーリサイクル方式の画像形成装置において、リサイクルトナーの繰り返し使用による現像剤のストレスで「画像荒れ」が生じやすくなる問題を解消する技術として、現像装置の稼働時間の積算値と現像装置に供給されるトナー量の積算値との比率を算出し、現像装置に供給されるトナー量（画像形成により現像装置から消費されるトナー量）に応じてトナーリサイクルを行うか否かを判断するとともに、低印字率または転写効率悪化の際にトナー排出用画像を形成し、トナーを機外に排出して「画像荒れ」を防止する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−３０１０６５号公報
【特許文献２】特開２００５−３０８８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の構成の現像装置を使用して、トナーの消費がほとんどない場合が連続した場合では、現像剤の流動性が大幅に低下する。上記機械構成の現像装置においては、図２の供給ローラ４５から現像ローラへの安定した現像剤の供給を現像剤搬送ガイドに持たせているため、現像剤供給ローラと現像ローラ間の現像剤搬送機能は現像剤の流動性に大きく影響されやすい。流動性が低下すると、場合によってはトナーが現像剤搬送ガイド上で全く搬送されない状態となり、現像ローラ上に適正な現像剤搬送ができなくなって、結果として濃度ムラが発生するといった問題が新たに生じるようになった。また、低カバレッジから高カバレッジ実写時にトナー飛散が著しくなる。
【０００８】
特に、平均カバレッジが低いときや、温湿度が高くなるときなどで、トナーがより劣化し易く、現像剤搬送性、画像濃度均一性に問題が生じる。
【０００９】
一般に、低印字率が連続して２万枚程度のプリント作成もありうるので、このような問題への対策も必要となる。
【００１０】
本発明は、図２に示すような、現像剤へのストレスを低減した現像装置を有する画像形成装置において、極端にトナー消費量が少なくなり、現像剤搬送不良が生じても現像剤を交換せず簡単に正常状態に復帰させ、安定した現像剤搬送性と画質濃度均一性を確保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】
【００１１】
上記目的は、下記の構成によって達成される。
【００１２】
感光体上に形成された静電潜像を現像する、トナーとキャリアからなる現像剤を担持する複数の磁石を内包する現像ローラと、当該現像ローラ上に現像剤を搬送するガイド部材と、当該ガイド部材に現像剤を供給する供給ローラと、当該供給ローラに現像剤を搬送するとともに現像剤を攪拌する現像剤攪拌搬送手段と、前記現像ローラ上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、を有する現像装置と、当該現像装置に新トナーを補給するトナー補給装置と、を備えた画像形成装置において、前記現像ローラから現像されるトナー量を検出するためのトナー通過量検知手段と、前記現像ローラの摺動距離を積算するための摺動距離積算手段とを有し、所定間隔Ａで検出された、現像ローラの摺動距離に対するトナー通過量が所定値ｘより小さい場合に、前記感光体の非画像領域に前記現像ローラからのトナーを強制排出し、前記所定間隔Ａより長い所定間隔Ｂで検出された、現像ローラの摺動距離に対するトナー通過量が所定値ｙより小さい場合に、通常の画像形成を一時中断し、前記現像ローラから前記感光体に、トナーを強制排出する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
一時的に現像剤の流動性が悪化する条件であっても、劣化トナーを強制排出して、通常時の現像剤トナー濃度とり低いトナー濃度の状態で現像装置を撹拌駆動し、それに見合う新トナーを補給することによって流動性を上げ、現像剤の搬送性が改善され、現像剤搬送不良の解消とトナー飛散が抑制され、画像濃度ムラ、画像汚れ等が回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態の画像形成装置について説明する。
【００１５】
図１は画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【００１６】
図１において、画像形成装置は、両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦおよび画像形成装置本体Ａからなっている。
【００１７】
両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦは、画像形成装置本体Ａの上部にあり開閉可能となっている。原稿給紙台ａの原稿は、給紙ローラｂ、分離ローラｃ、レジストローラｄ、さらに搬送ドラムｅに搬送され、原稿が搬送される。
【００１８】
次に、画像形成装置本体Ａは、画像読み取り装置１、制御手段である制御部２、画像書き込み装置３、画像形成手段４、カセット給紙手段５、搬送手段６、定着装置７、排紙手段８、再搬送手段９等で構成されている。
【００１９】
制御部２は、トナー補給制御、画像形成プロセス制御、定着温度制御、転写材搬送制御等を行う。
【００２０】
画像読み取り装置１の光学系は、光源と第１ミラーを備える露光ユニット１４、第２ミラーと第３ミラーから成るＶミラーユニット１５、レンズ１６、ＣＣＤイメージセンサ１７により構成されている。両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦによる原稿読み取りは、露光ユニット１４がスリット露光用ガラス１３の下方の初期位置に停止した位置において行われる。原稿台ガラス１１上の原稿の読み取りは、露光ユニット１４及びＶミラーユニット１５を移動させながら行われる。
【００２１】
画像読み取り装置１において読み取られた原稿画像の画像情報は画像処理手段を有する制御部２により画像処理が行われ、画像データとして信号化され、一旦制御部２内のメモリに格納される。画像書き込み手段３に含まれる図示しない半導体レーザから画像データ信号に対応した出力光が、感光体である感光体ドラム２１に照射され静電潜像を形成する。したがって、画像信号により、画像領域における印字率（カバレッジ）が算出することができる。
【００２２】
画像形成手段４においては、前記感光体ドラム２１面上に、帯電器２２により一様に電荷（本実施の形態ではトナーと同極性の負極性）が付加され、画像書き込み手段３からのレーザ光照射により静電潜像が形成され、現像装置２３により静電潜像が顕像化されてトナー像となる。前記現像装置２３にはトナー補給装置２４から搬送スクリュー２４１を介して必要に応じてトナーが供給される。
【００２３】
トナー補給装置２４には回転式の円筒型トナーボトル２４Ａが装着され、不図示のステッピングモータによる駆動手段によってボトルが回転し、ボトルの開口部より、トナーが現像装置２３への搬送スクリュー２４１へ導入される。導入されたトナーは現像装置２３の現像剤攪拌手段である第２現像剤攪拌部材４４（以下、第２攪拌部材という。）に搬送され、当該第２攪拌部材４４で均一な濃度になるよう攪拌、搬送される。なお、本発明に係わる現像装置についての詳細は後述する。
【００２４】
感光体ドラム２１上に顕像化した前記トナー像は、カセット給紙手段５から搬送された用紙Ｐとレジストローラ４９で同期が取られ、転写器２９Ａにより用紙Ｐ上に転写され、分離器２９Ｂにより用紙Ｐが剥離され、クリーニング装置２６により転写後の残留トナーが除去される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送手段６により搬送され、定着手段７により定着され、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。
【００２５】
なお、両面コピーの場合は、第１面に画像形成された用紙Ｐは、搬送路切り替え板８２により再搬送手段９に送り込まれ、反転して、再び画像形成手段４において第２面に画像形成後、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。反転排紙の場合は、搬送路切り替え板８２により通常の排紙通路から分岐した用紙Ｐは、反転排紙部８３においてスイッチバックして表裏反転された後、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。
【００２６】
以下、本発明に係わる現像装置について図２、図３に基づき説明する。
【００２７】
図２は実施形態に係る現像装置を示す断面図である。
【００２８】
図３は現像装置における現像剤の循環を示す上面模式図である。
【００２９】
図２、図３において、現像装置２３の筐体は下方の下部ケーシング４０と、上方の上部ケーシング５０とから成る二分割構成をなし、開閉可能である。
【００３０】
現像装置２３は小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。２成分現像剤として、フェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として顔料あるいはカーボンブラック等の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなる。キャリアは粒径１０〜５０μｍ、飽和磁化１０〜８０ｅｍｕ／ｇ、トナーは粒径４〜１０μｍ、トナーの帯電特性は負帯電特性であり平均電荷量としては−１０〜−７０μＣ／ｇである。２成分現像剤としてはこれらのキャリアとトナーとを、トナー濃度３〜１０質量％になるよう混合したものを用いている。
【００３１】
現像装置２３の下部ケーシング４０内には、現像ローラ４１、第１現像剤攪拌搬送部材（以下、第１攪拌部材という。）４３、第２攪拌搬送部材４４、現像剤供給ローラ（以下、供給ローラという。）４５、現像剤案内部材（以下、ガイド部材と称す）４６等が配置されている。供給ローラ４５、第１撹拌部材４３、第２撹拌部材４４は同一の駆動源である撹拌モータＭ４０により駆動される。両撹拌部材は２５０〜７００ｒｐｍの回転速度で回転する。
【００３２】
下部ケーシング４０は、第１攪拌部材４３を収容する現像剤供給室４０１と、第２攪拌部材４４を収容する現像剤攪拌室４０２とから成る。現像剤供給室４０１と現像剤攪拌室４０２とは、下部ケーシング４０の底部から直立した隔壁部４０３を挟んで両側に形成されている。また下部ケーシング４０の底面部であって、第２撹拌部材４４の真下で現像剤搬送方向下流側（図２の奥側）には、被測定物である現像剤（キャリア）の透磁率に基づく特性を利用したトナー濃度センサ４０６が配置されている。
【００３３】
透磁率検知方式によるトナー濃度センサ４０６は、例えば、電圧値として出力する。制御トナー濃度に対してトナー濃度が高いときには出力値は低くなり、低いときには出力値は高くなる。このように、透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサの出力値からトナー濃度を知ることができる。検知したトナー濃度に応じて、所定の制御トナー濃度になるようにトナー補給装置２４（図１参照）から新トナーが補給される。
【００３４】
現像ローラ４１は回転可能な現像スリーブ４１Ａと固定された磁界を発生するマグネットローラ４１Ｂとから構成されている。
【００３５】
現像スリーブ４１Ａと第１攪拌部材４３との対向近接点において、現像スリーブ４１Ａは下方から上方に回動し、第１攪拌部材４３は上方から下方に回動する。
【００３６】
上部ケーシング５０の内部の天井部には、現像剤規制部材５１を保持する上蓋部材５２が固定されている。ガイド部材４６の上面（搬送面４６ａ）と、上部ケーシング５０の内部の天井部に固定された上蓋部材５２との間には、広い空間部Ｗが形成され、大量の現像剤を収容する事ができる。
【００３７】
現像ローラ４１は、静電潜像を担持する感光体ドラム２１に対向して配置され、歯車を介して接続された駆動源としての回転速度を可変可能な現像駆動モータＭ４１により回転される。現像スリーブ４１Ａには、現像バイアスＥとして交流電源Ｅ１による交流電圧と、直流電源Ｅ２による直流電圧とが重畳される。実際の動作条件としては例えば、現像ローラ４１の回転速度としては外周面の線速度として２００〜１０００ｍｍ／ｓｅｃ、現像バイアスＥからの出力電圧として、交流電圧としては０．５〜２．０ｋＶｐ−ｐ、周波数２〜９ｋＨｚ、直流電圧としては−２００〜−７００Ｖを出力する。
【００３８】
マグネットローラ４１Ｂは、現像スリーブ４１Ａの内方に配置され、７極の磁極Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を有する。磁極Ｎ１は主磁極（現像極）、磁極Ｎ２は剥取磁極。現像剤規制部材５１はマグネットローラ４１Ｂの磁極Ｎ３の近傍に配置されている。
【００３９】
本実施形態においては、汲上磁極（キャッチ極）のない構成に変更して現像剤の汲上機能をガイド部材４６に担わせている。このように汲上磁極を設けないことで、現像ローラの回転トルクを低減することができる、つまり現像ローラ周辺の搬送、撹拌に伴う、現像剤へのストレスを低減させることができ、ひいては現像剤の耐久性向上及び画質の経時安定性の向上を図ることが可能となっている。しかし、汲上磁極を設けずにガイド部材４６上を現像剤の滑らせる構成としたために、現像剤の流動性が低下した際の影響は大きくなっている。流動性が低下した場合には現像剤の循環が滞ることによって現像ローラへの現像剤の供給が上手く行えなくなるために、現像ローラ上での現像剤搬送不良が生じやすくなる。
【００４０】
マグネットローラ４１Ｂの複数個の磁極のうち互いに隣接する２磁極Ｎ２、Ｎ３は、同極性に配置され反発磁界を形成している。現像剤剥ぎ取り用の剥取磁極Ｎ２は、現像スリーブ４１Ａ上の現像剤を剥ぎ取り飛散させる。ガイド部材４６は第１攪拌部材４３により供給された現像剤を搬送面４６ａ上を滑らせることにより搬送して現像スリーブ４１Ａ上に付着させる。
【００４１】
第１攪拌部材４３は、第２攪拌部材４４から搬送された現像剤を攪拌して搬送し、供給ローラ４５に均一に供給する。第１攪拌部材４３、第２攪拌部材４４は何れも螺旋状のスクリュー部材である。第２攪拌部材４４は第１攪拌部材４３に平行配置され、トナー補給装置２４から補給される新規トナーと現像スリーブ４１Ａから還流された現像剤とを混合、攪拌して第１攪拌部材４３の上流部に搬送する。
【００４２】
第１攪拌部材４３は回転軸方向に現像剤を搬送するとともに、回転軸のほぼ直角方向に現像剤を放出する。
【００４３】
現像装置２３は、７極の固定磁石を有するマグネットローラ４１Ｂを備えている。現像剤量規制部材５１は磁性体より成り、現像スリーブ４１Ａ上の現像剤の層厚を規制する。
【００４４】
供給ローラ４５は５極の固定磁石Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を有するマグネットローラを備え、第１攪拌部材４３から搬送される現像剤を保持して現像スリーブ４１Ａに供給する。
【００４５】
現像スリーブ４１Ａと第１攪拌部材４３との対向近接点の近傍に、現像スリーブ４１Ａから剥ぎ取られて図２に示す白抜き矢印方向に搬送される下方の現像剤と、現像スリーブ４１Ａに供給される上方の現像剤とを隔てるとともに、供給ローラ４５により搬送される現像剤を堆積して現像ローラ４１に案内するガイド部材４６を配置した。図２に示すようにガイド部材４６の搬送面４６ａは現像ローラに向かって下方に傾斜している。このようにすることにより搬送面４６ａに沿って作用する重力及び供給ローラ４５に押し出された現像剤搬送力により現像剤が搬送面４６ａに沿って同図の矢印方向に搬送される。
【００４６】
ガイド部材４６は、非磁性材料、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂、非磁性ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金、セラミクス等により形成される。
【００４７】
次に、現像剤の供給、及び循環について説明する。
【００４８】
現像装置４の上部には、現像ローラ４１、供給ローラ４５、ガイド部材４６、現像剤規制部材５１及び上蓋部材５２とにより囲まれた広い現像剤整流空間Ｗが形成されている。
【００４９】
ガイド部材４６の一方の端部と供給ローラ４５の外周面とが対向する部分には第１間隙Ｇ１が形成され、ガイド部材４６の他方の端部と現像ローラ４１の外周面とが対向する部分には第２間隙Ｇ２が形成されている。
【００５０】
第１攪拌部材４３の回転により掻き上げられた現像剤は、磁極を内蔵する供給ローラ４５の回転によって搬送され、ガイド部材４６の搬送面４６ａ上を移動して、回転する現像ローラ４１上によって搬送され、現像剤量規制部材５１により現像剤高さが規制されて、感光体ドラム２１に対向する現像領域Ｓに搬送される。
【００５１】
現像剤整流空間Ｗには大量の現像剤を収容する事が可能であるから、ベタ画像（高印字率画像あるいは高カバレッジ画像ともいう）を連続して大量に高速で現像処理する場合でも、現像ローラへの現像剤の供給不足による現像濃度不良が防止されて画像濃度の均一性が向上するから、安定して高画質の画像が得られる。
【００５２】
図２、図３に基づいて現像剤の循環搬送について説明する。
【００５３】
（１）  現像剤攪拌室４０２の上流側において、現像剤供給室４０１から還流される現像剤と、トナー補給装置２４から補給される新規トナーとが搬入され、第２攪拌部材４４により攪拌、混合され、矢印ｆ１で示す現像剤移動方向に搬送される。
【００５４】
（２）  混合された現像剤は、現像剤攪拌室４０２の下流側の第１開口部４０４を通過して、矢印ｆ２で示すように搬送され、現像剤供給室４０１の上流側に導入される。現像剤供給室４０１内において、現像剤は第１攪拌部材４３により矢印ｆ３で示す現像剤移動方向に搬送される。
【００５５】
（３）  第１攪拌部材４３は回転軸方向に現像剤を搬送しつつ、矢印ｆ４に示すように現像剤を供給ローラ４５に放出する。
【００５６】
（４）  供給ローラ４５上に担持された現像剤は、ガイド部材４６の傾斜面上に堆積される。
【００５７】
（５）  ガイド部材４６上に堆積された現像剤は、回転する現像スリーブ４１Ａに担持されて、現像剤量規制部材５１によって現像剤層厚が規制されて通過し、矢印ｆ５で示すように搬送される。
【００５８】
（６）  現像スリーブ４１Ａに担持された現像剤は、感光体ドラム２１と対向する現像剤領域Ｓにおいて現像処理される。現像処理後にトナー濃度が低下した現像剤は、剥取磁極Ｓ１により、現像ローラ４１から剥ぎ取られる。
【００５９】
（７）  剥ぎ取られた現像剤は、矢印ｆ６に示すように現像剤供給室４０１内に搬入される。
【００６０】
（８）  現像剤供給室４０１内に搬送された現像剤は、第１攪拌部材４３によって矢印ｆ７に示すように搬送され、第２開口部４０５を通過して、矢印ｆ８に示すように現像剤攪拌室４０２の上流側に導入される。
【００６１】
（９）  現像剤攪拌室４０２において、トナー濃度センサ４０６のトナー濃度検知信号によりトナー補給装置２４によるトナー補給が行われ、現像剤は矢印ｆ１に合流する。
【００６２】
現像剤は上述のような循環系で搬送されるが、一部の現像剤は現像剤供給室４０１と現像剤攪拌室４０２間を矢印ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ７、ｆ８で示すように循環する。
【００６３】
図４は、画像形成装置の制御ブロック図である。なお、同図では本実施形態の動作説明に必要な部分の周囲を中心に記載してあり、その他の画像形成システムとして既知の部分については省略してある。また以降の図においては説明の重複を避けるために、共通する部分は同一符号を付すことにより説明に代える。
【００６４】
制御部材Ａ２は制御部２の中に含まれ、ＣＰＵ、及びＲＡＭ、ＲＯＭを備えている。ＲＯＭでは画像形成装置Ａを制御するためのプログラムやデータを含む各種プログラムやデータを記憶している。ＲＡＭはＣＰＵによってワークエリアとして利用され、ＣＰＵが画像形成装置Ａの制御を実行する際に必要なプログラムやデータを記憶する。制御部２の機能としては、現像ローラの摺動距離積算手段である「駆動モータ駆動量積算カウンタＡ２１０」、トナー通過量検知手段である「トナー補給手段駆動量積算カウンタＡ２２０」及び「ドット積算カウンタＡ２３０」を有している（以下、単に積算カウンタＡ２１０、Ａ２２０、Ａ２３０ともいう。）。
【００６５】
「積算カウンタＡ２１０」では、現像駆動モータＭ４１の回転量（回転速度と時間の積）を逐次積算処理をしていく。これは現像剤に含まれるトナーの劣化度合いを判断する指標として、現像ローラの摺動距離（ローラの外周面移動量）が有効であり、現像ローラの摺動距離を求めるための現像ローラの摺動距離積算手段は現像駆動モータＭ４１の回転量を積算している。低カバレッジ（トナーが消費されない）の状態が続いた場合に、相対的には現像ローラの摺動距離が長い程トナーは劣化していく。
【００６６】
「積算カウンタＡ２２０」はトナー補給装置２４を駆動させる駆動源、例えばステッピングモータの駆動量（補給時間）を逐次積算処理し、「積算カウンタＡ２３０」は露光部３の露光ドット数を逐次積算処理する。これはトナー通過量であるトナー使用量（画像形成に係わる量）を判断するためである。トナー通過量を判断することにより現像装置４に含まれるトナーの更新情報を得ることができる。また、トナー通過量によってトナーの劣化量を判断することができる。相対的にトナー使用量（あるいはトナーの補給量）が少なくなると、現像装置４にトナーが留まっている時間（期間）は長くなるので、古いトナーの存在する確率は増大する。つまり劣化しているトナーの割合が多くなる。逆に、トナー使用量等が多い場合には、トナーは常に補給され更新されることになるので、同じ量だけ現像ローラを摺動させても現像剤に含まれるトナーの劣化度はそれほど悪化しないことになる。
【００６７】
本発明によると、劣化トナーが現像剤流動性に影響を与え始める所定間隔Ａに対応して摺動距離Ｌ１、トナー使用量（トナー通過量）Ｍ１を算出（積算処理により）する。この時、摺動距離Ｌ１に対するトナー通過量Ｍ１、すなわち、Ｌ１／Ｍ１はトナー通過率に相当する値であり、トナー劣化度の指標ともなり、当該劣化度Ｌ１／Ｍ１が所定値ｘより大きい場合にはトナーの（強制）排出を開始する。ここで、所定間隔Ａとは、前記摺動距離積算手段及びトナー通過量検知手段で検出する最小通紙間隔をいい、例えば、プリント枚数を１枚と規定すると、図７（ａ）に示すようなｋが所定間隔Ａ（１プリント）に相当し、各所定間隔Ａを経過する毎に、摺動距離Ｌ１及び使用トナー量Ｍ１が検知される。なお、図７では、プリント枚数で所定間隔Ａを規定したが、現像ローラの摺動距離または摺動時間で所定間隔Ａを規定することもできる。
【００６８】
当該強制排出には、図６に示す感光体ドラム２１上の非画像領域にトナー帯（ベタ画像）を形成し、画像領域に形成される通常のプリントと平行してトナー排出が行われるので、生産性に異常をきたすことはない。また、摺動距離Ｌ１は極力短く、１プリントから数プリント程度である。なお、「非画像領域」とは「画像領域」以外の領域をいい、「画像領域」とは画像データに基づいて用紙に画像形成する感光体上の領域のことである。
【００６９】
本実施の形態においては、非画像領域にトナーを現像させることにより、プリント生産を停止する必要がなく、画像形成の生産性を落とさずに、トナーを強制排出させることができる。
【００７０】
図６は、感光体ドラム上の非画像領域を示す図である。
【００７１】
しかしながら、通常のプリント生産を継続しながら、上記のようなベタ画像を所定間隔Ａで繰り返し形成し排出しても、長期間の平均トナー通過量が小さくなる場合は（例えば、間欠プリントが多く、１日のプリント量が少ない場合や現像ローラの空転の多い場合等）、現像剤の流動性が低下し、画像濃度が不均一になりやすくなる。
【００７２】
この対応策として、図７（ｂ）に示すような、所定間隔Ａより大幅に長いｎｋが所定間隔Ｂ（例えば、ｎｋが１万プリント以上）に相当し、所定間隔Ｂで積算された摺動距離Ｌ２がｋｎに達した時に、摺動距離Ｌ２及び積算されたトナー使用量Ｍ２が算出される。平均トナー通過率に対応し、トナー劣化の指標となる劣化度Ｌ２／Ｍ２が所定値ｙより大きくなった場合に、通常画像形成を一旦中断し、現像剤のトナー濃度を低下させるために感光体ドラム上（非画像領域＋画像領域）に強制排出するためのベタ画像を作成し、大量のトナー排出を行う。
【００７３】
次に、上記制御についてフロー図にて説明する。
【００７４】
図５は、実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。本制御フローは制御部Ａ２により実行される。
【００７５】
図５（ａ）において、ステップＳ１１では、摺動距離Ｌ１、Ｌ２の積算を開始する。これは積算カウンタＡ２１０のカウンタ値に現像ローラの現像駆動モータＭ４１に対するギア比を乗ずることにより算出することができる。
【００７６】
ステップＳ１２では、トナー使用量Ｍ１、Ｍ２を積算を開始する。これは以下の、いずれかの方法により求めても良い。（１）トナー濃度センサ４０６によりトナー濃度を所定値となるように制御している現像装置４に対するトナー補給量を、積算カウンタＡ２２０により求めることによりトナー使用量を求める。（２）ドット積算カウンタＡ２３０に対して単位ドット数あたりのトナー現像量ｇ／ｄｏｔを乗じることによりトナー使用量Ｍ求める。
【００７７】
ステップＳ１３では、摺動距離Ｌ１が所定間隔Ａを経過したか否かを判断する。所定間隔Ａを経過していない場合には（ステップＳ１３のＮｏ）、ステップＳ１１以降の積算を継続する。一方所定間隔Ａを経過した場合には（ステップＳ１３のＹｅｓ）、次のステップＳ１４で、「トナーの撹拌履歴情報」としてトナー劣化度の判断を行う。
【００７８】
トナー劣化度は、現像装置４の内部に存在しているトナーがどの程度、現像装置４の内部で撹拌により劣化したか、より詳しくは現像ローラ４１上での摺動による劣化を受けたかにより判断する。判断の指標としては、本実施形態においては区間（所定間隔Ａ）での摺動距離Ｌ１を区間（所定間隔Ａ）でのトナー使用量Ｍ１で除する、トナー劣化度Ｌ１／Ｍ１により行う。
【００７９】
なお本実施形態においては、ステップＳ１３で、劣化度の判断タイミングを所定の摺動距離Ｌ１が所定間隔Ａを経過する毎に行う（例えば、１日に１回等の期間か、所定のプリント数毎かで判断いても良い。）。
【００８０】
ステップＳ１４でトナー劣化度Ｌ１／Ｍ１が所定値ｘよりも大きい場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）には続くステップＳ１５でトナー排出１を実行する。一方、所定値ｘ以下と判断した場合（ステップＳ１４のＮｏ）には続くステップＳ１６で、区間の摺動距離Ｌ１及びトナー使用量Ｍ１を初期化する。ここで所定値の劣化度としては、例えばＡ４判プリントを連続で行った際のプリント画像のトナーカバレッジ（印字率あるいは画像黒化率ともいう）が１．０％相当以下に相当する劣化度を所定の劣化度としている。トナーカバレッジ１．０％相当を下回った場合には劣化度は高いと判断される。次に、ステップＳ１５のトナー排出１について、図５（ｂ）のフロー図にて説明する。
【００８１】
図５（ｂ）は、ステップＳ１５のサブルーチンを説明する図である。
【００８２】
ステップＳ１５１では、トナーの排出量を決定する。ステップＳ１５２では、現像装置４内のトナーを排出するためのベタ画像を感光体ドラム２１上に形成する。ベタ画像形成には、帯電した感光体ドラム２１の非画像領域（図６参照）に露光部３による露光を行うことにより潜像帯を作成し、潜像帯をベタ画像域として現像することにより行う。
【００８３】
前記ベタ画像を形成することにより現像装置４のトナーを排出する。すなわち、通常画像形成プロセスは続行しながら、非画像領域にベタ画像を形成し、トナー強制排出を行う。これにより画像形成ジョブを中断する必要がなく生産性が保たれる。トナー排出量としては、事前の画像形成時のトナー量を増やして５％カバレッジ、好ましくは１０％カバレッジに相当するトナー量となるようなトナー帯を形成し、そして排出したトナーは、クリーニング装置２６を経由して廃棄される。
【００８４】
以降は図５（ａ）の制御フローに戻る（Ｒｅｔｕｒｎ）。
【００８５】
ステップＳ１６で摺動距離Ｌ１とトナー使用量Ｍ１を初期化する。さらに、プリントが進み、所定間隔Ａより長い所定間隔Ｂ（例えば、１万プリント以上）では、ステップＳ１７で、積算されてきた摺動距離Ｌ２（１万プリントに対応する。）が所定間隔Ｂを経過した場合、ステップＳ１８で、「トナーの撹拌履歴情報」としてトナー劣化度の判断を行う。ステップＳ１７で、摺動距離Ｌ２が所定間隔Ｂを経過しない場合（Ｎｏ）は、Ｌ１、Ｌ２、Ｍ１、Ｍ２の積算を継続する。ステップＳ１８で劣化度Ｌ２／Ｍ２が所定値ｙより大きい場合（Ｙｅｓ）は、ここで、通常画像形成プロセスは一時停止となり、ステップＳ１９のトナー排出２に進み強制トナー排出が実行される。図５（ｃ）にステップＳ１９のサブルーチンを示す。
【００８６】
以下、ステップＳ１９のサブルーチンを図５（ｃ）のフロー図にて説明する。
【００８７】
ステップＳ１９１では、トナーの排出量を決定する。ステップＳ１９２では、現像装置４に滞留している劣化トナーを主体成分としたベタ画像を感光体ドラム２１上の全域（画像領域および非画像領域）に形成する。ベタ画像形成には、帯電した感光体ドラム２１の全域を露光部による露光を行うことにより潜像帯を作成し、潜像帯をベタ画像域として現像することにより行う。したがって、大量のトナー排出が行われ、トナー濃度が低下した状態で現像装置の撹拌動作を行うことで、現像剤の流動性を回復させる。次に、ステップＳ１９３で排出されたトナーに相当する量の新トナーがトナー補給装置２４から補給される。ステップＳ１９４で、現像装置２３にて新トナーが攪拌搬送され、所定のトナー濃度に達成し、新トナーの補給が停止され、図５（ａ）のフローに戻り、劣化度Ｌ２／Ｍ２（平均トナー通過率）が所定値ｙ以下の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２０で、摺動距離Ｌ２とトナー使用量Ｍ２を初期化する。
【００８８】
このように感光体ドラム２１上のベタ画像を形成するトナーの強制排出を実行させることによって、現像装置４の内の劣化したトナーを排出することができ、また、トナー濃度が通常のトナー濃度よりも低い状態で現像剤を撹拌することで現像剤の流動性を回復させることができ、ひいては、現像ローラ上の現像剤搬送不良を防止することが可能となる。
【００８９】
なお、トナー濃度が通常よりも低い状態にすることは強制排出の時間の制御、あるいはトナー濃度センサの出力をモニタしながら強制排出を実行することで、実施することが可能である。
【００９０】
以上、上記の方法によって所定間隔毎に実施するトナー通過量から判断して疲労したトナーを強制的に排出し、排出した分の新トナーを供給することで元のトナー濃度に戻し、現像剤の搬送性と画像濃度の均一性を維持することができる。
【００９１】
以下、下記のような回収する回収部と、現像ローラ上に十分に攪拌混合された現像剤を供給する供給部とに分離し、現像ローラのキャッチ極機能を現像剤搬送ガイド板に持たせた構成の現像装置（図２参照）を具備した画像形成装置を使用して従来の方法（比較例）と本実施の形態による方法（実施例）について、それぞれ、温湿度２５℃、５０％Ｒｈ、及び３０℃、８０％、プリント数２万５千枚の確認実験を行った。
【００９２】
構成
画像形成装置：      モノクロ画像複写機（図１参照）
感光体：      ドラム線速度１００〜５００ｍｍ／秒
帯電電位  −３００〜−１０００Ｖ
露光電位  −４０〜−２００Ｖ
現像器：      現像ローラ線速度  ２００〜１０００ｍｍ／秒
現像ローラ内蔵磁石：  現像極、搬送極、規制極、
剥離極、現像剤規制部材、トナー濃度センサ
第１、第２攪拌部材（スクリュー）：２５０〜７０
０ｒｐｍ
現像ローラ摺動積算手段：      駆動モータ駆動量積算カウンタ
現像バイアス：      ＤＣ  −２００〜−７００Ｖ
ＡＣ  ０．５〜２．０ｋＶｐ−ｐ、２〜７ｋＨｚ
現像剤：      樹脂コートキャリアコア、重合トナーの二成分現像
トナー補給装置：      ステッピングモータ回転による補給
トナー補給量積算手段：      ステッピングモータ回転数、補給時間に基づいて
トナー補給量を算出
露光手段：      画像信号を半導体レーザによる書き込み
画像比率算出手段：      画像信号に基づいてカバレッジを算出
「実験結果」
・比較例
従来の制御による実験結果を表１、表２に示す。
【００９３】
【表１】
2009139686.tif 000003
【００９４】
【表２】
2009139686.tif 000004
【００９５】
表１、２からも明らかなように、平均カバレッジが１％、３％のように低い場合は、大量のプリントが連続して作成されると現像剤の搬送性、画像濃度（ベタ画像）の均一性が低下する。また、温湿度が高くなるにしたがって、その傾向がより低プリント数で発生することがわかる。
【００９６】
・実施例
次に、本実施の形態である所定間隔Ａ、Ｂ毎で実施するにトナー排出処理制御による実験結果を表３、表４に示す（対策後の効果確認）。
【００９７】
【表３】
2009139686.tif 000005
【００９８】
【表４】
2009139686.tif 000006
【００９９】
表３、４からも明らかなように、平均カバレッジが１％、３％のように低い場合でも、大量プリントおよび高温湿度で現像剤の搬送性が維持され、その結果、ベタ画像の均一性が改善されることが確認できた。
【０１００】
なお、上記の表中で、○は合格、△は合格レベルに達しないが使用可能なレベル、×は不合格を示す。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】実施形態に係る現像装置の機械構成を示す図である。
【図３】現像装置における現像剤の循環を示す上面模式図である。
【図４】画像形成装置の制御ブロック図である。
【図５】実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。
【図６】感光体ドラム上の非画像領域を示す図である。
【図７】所定間隔Ａ、Ｂを説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０２】
２  制御部
２１  感光体ドラム
２３  現像装置
２４  トナー補給装置
４１  現像ローラ
４３  第１攪拌部材
４４  第２攪拌部材
４５  供給ローラ
４６  ガイド部材
５１  現像剤規制部材
【図１】
2009139686.tif 000007
【図２】
2009139686.tif 000008
【図３】
2009139686.tif 000009
【図４】
2009139686.tif 000010
【図５】
2009139686.tif 000011
【図６】
2009139686.tif 000012
【図７】
2009139686.tif 000013