JP2000292995A

JP2000292995A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000292995A
Application number: JP11100321A
Authority: JP
Inventors: Koji Shinkawa; 幸治新川; Masahito Asanuma; 雅人浅沼; Koichi Takenouchi; 幸一竹ノ内; Hiroo Naoi; 宏夫直井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2000-10-20
Anticipated expiration: 2019-04-07
Also published as: JP3553817B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トナー帯電量を最適化し、かつトナー利用効
率を向上する。【解決手段】原稿上の画像は読取られて画像情報とし
て出力される。感光体表面は一様に帯電された後、画像
情報に応じて露光され静電潜像が形成される。静電潜像
は現像装置でトナー像に現像される。トナー像は用紙に
転写される。転写後の用紙は感光体から剥離された後、
トナー像が定着されて排出される。転写後の感光体の表
面に残留するトナーは除去されて現像装置に搬送され、
残留する電荷は除電される。画像処理部６３で原稿上の
画像面積が検知され、制御部６２は基準面積との比較結
果に基づいてトナー強制付着を制御し、所定量のトナー
を感光体表面の非画像領域に付着し、特に画像形成期間
中に付着する。また感光体表面の全領域または非画像領
域に非画像形成期間中に付着する。さらに画像形成およ
び非画像形成期間中に付着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を採
用した複写機、プリンタおよびファクシミリ装置などの
画像形成装置に関し、特に像担持体上に残留するトナー
を回収して再使用する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、像担持体である感光体表面に
形成された静電潜像を粉体の現像剤中のトナーで現像す
る現像装置を備えた画像形成装置が広く実用化されてい
る。静電潜像の現像はトナーを感光体表面の静電潜像に
付着させて行われ、これによって静電潜像がトナー像に
顕像化される。現像処理の進行に伴って現像剤中のトナ
ーのみが消費されるが、通常、現像装置内に設置された
透磁率センサなどからの出力電圧値の変化によってトナ
ー量が検知され、消費されたトナー量分の新しいトナー
が補給される。このようにして画像濃度が一定に保たれ
る。

【０００３】一方、静電潜像の現像に際して、現像剤中
のトナーの一部は、感光体表面の領域であって、形成さ
れた静電潜像以外の領域に付着する。付着した該トナー
は、画像形成に寄与せずに残留する残留トナーとなる。
該残留トナーは、クリーニング装置によって感光体表面
から掻取られて除去される。除去されたトナーを廃棄す
るとトナーの浪費につながり画像形成のコスト上昇を招
く。そこで、トナーの浪費を軽減して、その有効利用を
図るために、除去されたトナーを再使用するための技術
が種々提案されている。

【０００４】図１５は、従来技術である画像形成装置１
を示す図である。画像形成装置１は、原稿上の画像を読
取って画像情報として出力する画像読取部２、画像情報
に基づいてトナー像を形成する画像形成部３、トナー像
を転写して保持する転写材である用紙を供給する給紙部
４、用紙上に転写されたトナー像を定着させる定着部
５、およびトナー像が定着された用紙が排紙される排紙
部６を備えている。

【０００５】図１６は、画像形成装置１の画像形成部３
を示す図である。画像形成部３は、有機光導電性感光層
を備えた像担持体である感光体７と、その周りに順番に
配置される帯電装置８、露光装置９、現像装置１０、転
写装置１１、剥離装置１２、クリーニングユニット１３
および除電装置１４と、クリーニングユニット１３で回
収されたトナーを現像装置１０に搬送するトナーリサイ
クル部１５とで構成される。

【０００６】まず帯電工程において、帯電装置８によっ
て感光体７の表面には一様に電荷が与えられる。次の露
光工程では、露光装置９によって感光体７の表面が画像
情報に対応した光で露光される。これによって電荷が減
衰し、感光体７の表面に画像情報に対応した静電潜像が
形成される。

【０００７】続いて現像工程では、現像装置１０によっ
て静電潜像がトナーを用いて現像される。現像装置１０
は、現像剤を収容する現像剤槽１６、該現像剤を撹拌す
る撹拌ローラ１７、該現像剤を現像領域に搬送する現像
剤担持体である現像ローラ１８および現像剤を現像剤槽
１６に補給するためのホッパー１９を備える。前記現像
領域とは現像剤槽１６の開口部と感光体７とが対向する
領域であり、該領域において感光体７と現像ローラ１８
とは接触または非接触に設けられる。現像領域に搬送さ
れたトナーは感光体７の表面の静電潜像に付着し、これ
によって静電潜像が現像され、トナー像に顕像化され
る。

【０００８】次の転写工程では、転写装置１１によっ
て、給紙部４から搬送路２０に沿って搬送されてきた用
紙にトナー像が転写される。転写装置１１は静電転写方
式やバイアス転写方式を採用した装置で実現される。た
とえば静電転写方式の転写装置の場合、直流のコロナ放
電を生じさせる転写装置が、用紙を介して感光体７に対
向するように配置される。そして、用紙裏面側から直流
コロナ放電を作用させることによって、感光体７の表面
に担持されたトナー像を用紙上に転写する。

【０００９】続いて剥離工程では、トナー像が転写され
た用紙が剥離装置１２によって感光体７から剥離され、
定着部５に搬送される。次の定着工程では、定着部５の
定着処理によってトナー像が用紙に定着される。トナー
像が定着された用紙は排紙部６に排出される。

【００１０】一方、前記転写工程を終えた感光体７の表
面に残留したトナーはクリーニング工程においてクリー
ニングユニット１３によって除去され、回収される。ク
リーニングユニット１３は、感光体７の表面に接触して
配置されるクリーニングブレード２１を有し、該クリー
ニングブレード２１によって感光体７の表面を擦ること
によって、残留トナーが掻き落とされる。

【００１１】クリーニングユニット１３によって回収さ
れたトナーは、トナーリサイクル部１５を介して現像装
置１０に搬送される。トナーリサイクル部１５は、クリ
ーニングユニット１３と現像装置１０とを結び、トナー
を搬送するスクリューコンベアなどのトナー搬送部材を
有し、トナー搬送部材を駆動することによってトナーを
現像装置１０に搬送する。トナーリサイクル部１５によ
って現像装置１０に搬送されたトナーは、感光体７の表
面に形成された静電潜像の現像に再び使用される。

【００１２】また、クリーニングユニット１３によって
残留トナーが除去された感光体７は、除電工程において
除電装置１４によって、その表面に残留する電荷が消去
される。そして、再び帯電工程に戻り、上述の一連の画
像形成動作が繰返される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画像面積の
比較的大きい原稿、すなわち原稿の全面積に対する画像
面積の割合である黒ベタ率の高い原稿をもとに連続して
画像形成動作を行うと、原稿の白紙部分に相当する用紙
の部分にトナーが付着して、いわゆる地肌汚れが生じ
る。一方、画像面積の比較的小さい原稿、すなわち黒ベ
タ率の低い原稿をもとに連続して画像形成動作を行う
と、画像濃度が薄くなる。これらの不具合は、前記現像
領域に搬送される現像剤の帯電量に起因して生じる。

【００１４】図１７は、画像形成の通紙枚数と現像剤の
帯電量Ｑ／ｍ（μＣ／ｇ）との関係を示すグラフであ
り、図１７（ａ）は画像面積が大きい原稿を用いて連続
して画像形成動作を行った場合を示し、図１７（ｂ）は
画像面積が小さい原稿を用いて連続して画像形成動作を
行った場合を示す。

【００１５】図１７（ａ）に示すように、画像面積が大
きい原稿をもとに連続して画像形成動作を行うと、通紙
枚数が増加するにつれて現像剤の帯電量Ｑ／ｍは徐々に
低下していく。これは、トナー消費量が通常より多くな
り、新しいトナーが多量に現像剤中に取込まれて現像剤
滞留部内で磁性粒子とトナーが充分に混合されなくな
り、その結果、現像剤が帯電不足となったためと考えら
れる。このような帯電不足の現像剤が現像領域に搬送さ
れることによって、原稿の白紙部分に相当する用紙の部
分にトナーが付着して地肌汚れが生じると考えらえる。

【００１６】また、図１７（ｂ）に示すように、画像面
積が小さい原稿をもとに連続して画像形成動作を行う
と、通紙枚数が増加するにつれて現像剤の帯電量Ｑ／ｍ
は徐々に上昇していく。これは、現像剤滞留部内のトナ
ー消費量が減少して現像剤滞留部内のトナーが消費され
ないまま現像剤中で過剰に混合され続け、その結果、磁
性粒子およびトナーが帯電され過ぎるためと考えられ
る。これによって、電荷相互の結びつきが強くなり、感
光体表面の電位の力による画像部分へのトナー吸着がな
されにくくなり、画像濃度が薄くなると考えられる。

【００１７】前記地肌汚れおよび画像濃度の低下を防止
するためには、現像領域に搬送される現像剤の帯電量Ｑ
／ｍを常に適正な値となるように制御することが望まれ
る。たとえば特開平９−３１１５４１号公報には、原稿
上の画像面積を検出し、その検出値に応じて現像工程以
外で現像ローラを駆動することによって、または前記検
出値に応じて感光体へトナーを付着させることによっ
て、現像装置内における現像剤の帯電量Ｑ／ｍの最適化
を図っている。

【００１８】ところが特開平９−３１１５４１号公報で
は、所定枚数の総画像面積率を検出し、総画像面積基準
率と比較して、現像剤の帯電量を最適化している。この
ため、複写枚数が前記所定枚数よりも少ない範囲で現像
剤の帯電量が変化する場合には、現像剤の帯電量の最適
化のタイミングが遅れ、現像剤の帯電量の変化に速やか
に追従することができない。その結果、リアルタイムで
高精度に現像剤の帯電量を制御することができない。ま
た該公報では、現像剤の帯電量の最適化のために感光体
表面に付着されたトナーは、現像に供されることなく廃
棄されており、トナーの利用効率が悪い。このように該
公報では、画像形成動作時、特に連続した画像形成動作
時において、現像剤の帯電量の最適化とトナーの利用効
率の向上とを両立することはできない。

【００１９】また一般に、高濃度大画像面積の原稿に基
づく連続した画像形成動作よりも、低濃度小画像面積の
原稿に基づく連続した画像形成動作の方が使用頻度が高
く、後者における現像剤の帯電量の最適化とトナー利用
効率の向上との両立が望まれる。

【００２０】本発明の目的は、原稿の画像面積に基づい
て所定量のトナーを像担持体に強制的に付着させ、該ト
ナーを回収し再使用することによって、現像手段内のト
ナーの帯電量を最適化するとともに、トナーの利用効率
の向上を図った画像形成装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、原稿上の画像
を読取って画像情報として出力する画像読取手段と、表
面に形成された静電潜像を保持する像担持体と、前記画
像情報に応じた静電潜像を像担持体表面に形成する露光
手段と、前記静電潜像をトナーによって現像してトナー
像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写材に転写
する転写手段と、転写後の像担持体表面に残留するトナ
ーを回収するクリーニング手段と、回収したトナーを前
記現像手段に搬送して再使用させるトナーリサイクル手
段とを備える画像形成装置において、前記原稿上の画像
の面積を検知する画像面積検知手段と、画像面積の検知
結果と予め定められる基準面積との比較結果に基づい
て、前記像担持体表面の非画像領域に所定量のトナーを
付着させるよう制御する制御手段と、を含むことを特徴
とする画像形成装置である。

【００２２】本発明に従えば、電子写真方式を採用した
画像形成装置であって、転写工程後の像担持体表面に残
留するトナーを回収して再利用する画像形成装置におい
て、原稿上の画像面積が検知される。検知された画像面
積は予め定められる基準面積と比較され、この比較結果
に基づいてトナーの像担持体への強制的な付着が制御さ
れる。すなわち所定量のトナー、具体的にはトナーの消
費量に相当する量のトナーを、像担持体表面の非画像領
域に、強制的に付着させて消費させる。これによって、
現像手段には常にトナーの出入りが生じて、各画像形成
動作におけるトナー使用量はほぼ一定となる。

【００２３】したがって、比較的使用頻度の高い原稿で
ある画像面積の小さい原稿を用いて連続して画像形成動
作を行う場合において、現像手段内でのトナーの滞留が
防止され、トナーの帯電量がほぼ一定となる。これによ
って、磁性粒子とトナーとの電荷による相互の結合強度
は上昇せず、像担持体表面の画像領域には所定量のトナ
ーが付着され、画像濃度の低下を防止することができ
る。また、トナーが強制的に付着されるのは像担持体表
面の非画像領域であるので、像担持体表面の画像領域の
劣化が防止でき、また本来の画像形成動作に影響するこ
となく画像濃度の低下が防止できて装置の利用効率を向
上することができる。さらに、強制的に付着したトナー
は回収され再使用されるので、トナーの利用効率を向上
することができる。

【００２４】また本発明は、原稿上の画像を読取って画
像情報として出力する画像読取手段と、表面に形成され
た静電潜像を保持する像担持体と、前記画像情報に応じ
た静電潜像を像担持体表面に形成する露光手段と、前記
静電潜像をトナーによって現像してトナー像を形成する
現像手段と、前記トナー像を転写材に転写する転写手段
と、転写後の像担持体表面に残留するトナーを回収する
クリーニング手段と、回収したトナーを前記現像手段に
搬送して再使用させるトナーリサイクル手段とを備える
画像形成装置において、前記原稿上の画像の面積を検知
する画像面積検知手段と、制御手段であって、画像面積
の検知結果と予め定められる基準面積との比較結果に基
づいて、画像形成期間中に前記像担持体表面の非画像領
域に所定量のトナーを付着させるよう制御する、または
非画像形成期間中に前記像担持体表面の全領域もしくは
非画像領域に所定量のトナーを付着させるよう制御する
制御手段と、を含むことを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００２５】本発明に従えば、所定量のトナーを像担持
体表面の非画像領域に、特に画像形成期間中に強制的に
付着させ、現像手段に常にトナーの出入りを生じさせ
て、各画像形成動作におけるトナー使用量をほぼ一定と
する。したがって、本来の画像形成動作に影響を及ぼす
ことなく、効率的に高品質な画像を形成することができ
る。

【００２６】また、所定量のトナーを像担持体表面の全
領域もしくは非画像領域に、特に非画像形成期間中に強
制的に付着させ、現像手段に常にトナーの出入りを生じ
させて、各画像形成動作におけるトナー使用量をほぼ一
定とする。この場合、非画像形成期間を利用するので、
像担持体表面の画像領域へもトナーを強制的に付着させ
ることが可能になる。したがって、多量のトナーを強制
的に付着させることが可能である。また、本来の画像形
成動作に影響を及ぼすことなく、効率的に高品質な画像
を形成することができる。

【００２７】また本発明は、原稿上の画像を読取って画
像情報として出力する画像読取手段と、表面に形成され
た静電潜像を保持する像担持体と、前記画像情報に応じ
た静電潜像を像担持体表面に形成する露光手段と、前記
静電潜像をトナーによって現像してトナー像を形成する
現像手段と、前記トナー像を転写材に転写する転写手段
と、転写後の像担持体表面に残留するトナーを回収する
クリーニング手段と、回収したトナーを前記現像手段に
搬送して再使用させるトナーリサイクル手段とを備える
画像形成装置において、前記原稿上の画像の面積を検知
する画像面積検知手段と、画像面積の検知結果と予め定
められる基準面積との比較結果に基づいて、画像形成期
間中に前記像担持体表面の非画像領域に所定量のトナー
を付着させるよう制御し、かつ非画像形成期間中に前記
像担持体表面の全領域または非画像領域に所定量のトナ
ーを付着させるよう制御する制御手段と、を含むことを
特徴とする画像形成装置である。

【００２８】本発明に従えば、画像形成期間中と非画像
形成期間中との両方でトナーを強制的に付着させ、現像
手段に常にトナーの出入りを生じさせ、各画像形成動作
におけるトナー使用量をほぼ一定とし、効率的に高品質
な画像を形成することができる。また、残留トナーの回
収時期が分散されるので、クリーニング手段への負担を
小さくすることができる。

【００２９】また本発明は、非画像形成期間中におい
て、前記制御手段は像担持体の前回転時および後回転時
のうちの少なくともいずれか一方の期間にトナー付着制
御を行うことを特徴とする。

【００３０】本発明に従えば、非画像形成期間中におけ
るトナーの強制的な付着は、像担持体の前回転時および
後回転時のうちの少なくともいずれか一方の期間を利用
して行われ、本来の画像形成動作に影響を及ぼすことな
く、効率的に高品質な画像を形成することができる。な
お、像担持体の前回転時および後回転時は、本来の画像
形成動作に直接的に寄与することなく、像担持体の帯電
安定化やクリーニングなどを目的として画像形成動作の
前後に補助的ないしは付随的に設けられる助走期間や空
転期間などの時期を指す。

【００３１】また本発明は、画像形成動作の連続実行時
において、前記制御手段は各動作の間においてトナー付
着制御を行うことを特徴とする。

【００３２】本発明に従えば、トナーの強制的な付着は
非画像形成期間中である各画像形成動作の間、たとえば
給紙の間を利用して行われ、本来の画像形成動作に影響
を及ぼすことなく、効率的に高品質な画像を形成するこ
とができる。

【００３３】また本発明は、前記制御手段は、複数の画
像面積の比較結果に基づいてトナー消費量を求め、求め
られたトナー消費量が所定量よりも少ないときに、像担
持体表面の非画像領域に、所定寸法の黒ベタ画像または
濃度の異なる黒ベタ画像の静電潜像が形成されるよう制
御することを特徴とする。

【００３４】本発明に従えば、上述したように、検知さ
れた画像面積と予め定められる基準面積との比較結果に
基づいてトナーの像担持体への付着が制御されるが、こ
のとき複数の画像面積の比較結果に基づいてトナー消費
量が求められ、該トナー消費量が所定量よりも少ないと
きに、トナーの像担持体への付着が制御される。すなわ
ち、所定量のトナーを像担持体表面の非画像領域に強制
的に付着させて消費させる。

【００３５】このとき、所定寸法の黒ベタ画像の静電潜
像にトナーが付着され、黒ベタ画像の幅を変化させてト
ナーの付着量を調整することが可能となる。具体的に
は、像担持体表面を露光して静電潜像を形成する際に、
レーザ光源数を増減することやレーザ光を遮光する部材
の幅を調整することなど、簡単な手法でトナー付着量を
容易に調整することができ、制御手段の制御動作は非常
に簡潔となる。

【００３６】またあるいは、濃度の異なる黒ベタ画像の
静電潜像にトナーが付着されて、濃度によって単位面積
当たりのトナー付着量が調整される。具体的には、像担
持体表面を露光して静電潜像を形成する際に、レーザ光
の光量や出力レベルを変化させることによって、トナー
付着量を容易に調整することができる。たとえば、光量
の増加に伴ってトナー付着量も増加し、光量の減少に伴
ってトナー付着量も減少する。

【００３７】また本発明は、前記制御手段は、複数の画
像面積の比較結果に基づいてトナー消費量を求め、求め
られたトナー消費量が所定量よりも少ないときに、像担
持体表面の全領域もしくは非画像領域に、所定寸法の黒
ベタ画像または濃度の異なる黒ベタ画像の静電潜像が形
成されるよう制御することを特徴とする。

【００３８】本発明に従えば、上述したように、検知さ
れた画像面積と予め定められる基準面積との比較結果に
基づいてトナーの像担持体への付着が制御されるが、こ
のとき複数の画像面積の比較結果に基づいてトナー消費
量が求められ、該トナー消費量が所定量よりも少ないと
きに、トナーの像担持体への付着が制御される。すなわ
ち、所定量のトナーを像担持体表面の全領域もしくは非
画像領域に強制的に付着させて消費させる。

【００３９】このとき、上述したのと同様に、所定寸法
の黒ベタ画像の静電潜像にトナーが付着され、黒ベタ画
像の幅を変化させてトナーの付着量を調整することが可
能となる。またあるいは、濃度の異なる黒ベタ画像の静
電潜像にトナーが付着されて、濃度によって単位面積当
たりのトナー付着量が調整される。

【００４０】また本発明は、前記制御手段は、前記所定
量とトナー消費量との差分値を算出して前記像担持体表
面に形成された黒ベタ画像の静電潜像へのトナーの付着
時期および付着量を決定することを特徴とする。

【００４１】本発明に従えば、トナーの強制的に付着さ
せる時期を分散して決定することによって、非画像領域
に短時間内に集中してトナーを強制的に付着させる場合
に生じる不都合、すなわち像担持体の両端部でのトナー
飛散や塵埃堆積の不都合を回避して、帯電手段や露光手
段の汚染などといった弊害の発生を防止することができ
る。

【００４２】また本発明は、検知された前記画像面積が
基準面積以下のときのみに、前記制御手段はトナー付着
制御を行うことを特徴とする。

【００４３】本発明に従えば、検知された原稿の画像面
積と基準面積との比較結果に基づいて、トナーを強制的
に付着させるか否かが決定され、具体的には上述のよう
に検知された画像面積が基準面積以下のときにトナーを
強制的に付着される。

【００４４】また本発明は、検知された前記画像面積が
原稿の全面積に対して約５％以下のときのみに、前記制
御手段はトナー付着制御を行うことを特徴とする。

【００４５】本発明に従えば、上述のようにすること
で、トナーを強制的に付着する際のトナー付着量を確実
に決定することが可能となる。

【００４６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある画像形成装置３１を示す図である。画像形成装置３
１は、原稿上の画像を読取って画像情報として出力する
画像読取部３２、画像情報に基づいてトナー像を形成す
る画像形成部３３、トナー像を転写して保持する転写材
である用紙を供給する給紙部３４、用紙上に転写された
トナー像を定着させる定着部３５、およびトナー像が定
着された用紙が排紙される排紙部３６を備えている。

【００４７】図２は、画像形成装置３１の画像形成部３
３を示す図である。画像形成部３３は、有機光導電性感
光層を備えた像担持体である感光体３７と、その周りに
順番に配置される帯電装置３８、露光装置３９、現像装
置４０、転写装置４１、剥離装置４２、クリーニングユ
ニット４３および除電装置４４と、クリーニングユニッ
ト４３で回収されたトナーを現像装置４０に搬送するト
ナーリサイクル部４５とで構成される。

【００４８】前記画像読取部３２はＣＣＤ（電荷結合素
子）５７を備え、該ＣＣＤ５７で原稿上の画像を読取
り、画像情報として出力し、ＣＰＵ（中央処理装置）５
８に与える。ＣＰＵ５８は、ＬＳＵ（レーザスキャニン
グユニット）５９に画像情報を与える。ＬＳＵ５９は、
露光装置３９の露光動作を制御して、与えられた画像情
報に応じて感光体３７の表面を露光させる。

【００４９】図３は、画像形成装置３１のブロック図で
ある。画像形成装置３１は、該装置の画像形成に関連す
る動作を制御する制御部６２を有する。具体的に制御部
６２は、画像読取部３２から出力された画像情報を処理
する画像処理部６３、トナーリサイクル部４５を駆動す
るトナーリサイクル部駆動部６４、トナーホッパー４
９，５０からトナーを供給するために補給ローラ５１，
５２を駆動するトナーホッパー駆動部６５、露光装置３
９を含む静電潜像形成部６６、現像装置４０を駆動する
現像装置駆動部６７、感光体３７を回転駆動する感光体
駆動部６８および原稿の紙サイズを検知する紙サイズ検
知部６９を制御する。

【００５０】制御部６２は、たとえば前記ＣＰＵ５８に
加えてＲＯＭ（リードオンリメモリ）６０やＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）６１などのメモリを含んで構成
されるが、画像形成装置３１の画像形成に関する動作を
制御可能な構成であればどのような構成であってもよ
く、上述の構成に限定されるものではない。

【００５１】次に画像形成動作について説明する。ここ
で、画像読取部３２は原稿上の画像をＣＣＤ５７で読取
り、制御部６２のＣＰＵ５８に画像情報として出力す
る。制御部６２は、画像処理部６３、紙サイズ検知部６
９および図示しない操作部から入力される情報、たとえ
ば画像形成の倍率および画像形成する用紙の枚数などの
情報に基づいて、露光装置３９を含む静電潜像形成部６
６の静電潜像の形成動作を制御する。

【００５２】一連の画像形成動作では、まず帯電工程に
おいて、帯電装置３８は感光体３７の表面に一様に電荷
を与え、感光体３７を帯電させる。次の露光工程では、
露光装置３９は制御部６２の制御によって駆動されるＬ
ＳＵ５９によって走査され、画像読取部３２から読取っ
た画像情報に応じて感光体３７の表面を露光する。これ
によって電荷が減衰し、感光体３７の表面に画像情報に
対応した静電潜像が形成される。その後、感光体３７は
回転駆動され、静電潜像が形成された位置が現像装置４
０に対向する位置まで移動する。

【００５３】続いて現像工程では、現像装置４０によっ
て静電潜像がトナーを用いて現像される。現像装置４０
は、現像剤を収容する現像剤槽４６、該現像剤を撹拌す
る撹拌ローラ４７、該現像剤を現像領域に搬送する現像
剤担持体である現像ローラ４８、現像剤を現像剤槽４６
に補給するためのホッパー４９，５０およびトナー補給
ローラ５１，５２を備える。ホッパー４９，５０は、未
使用のトナーを貯蔵する未使用トナーホッパ４９と、回
収したトナーを貯蔵する回収トナーホッパ５０とで構成
される。各ホッパー４９，５０にそれぞれトナー補給ロ
ーラ５１，５２が配置される。

【００５４】前記現像領域とは現像剤槽４６の開口部と
感光体３７とが対向する領域であり、該領域において感
光体３７と現像ローラ４８とは接触または非接触に設け
られる。現像領域に搬送されたトナーは感光体３７の表
面の静電潜像に付着し、これによって静電潜像が現像さ
れ、トナー像に顕像化される。その後、感光体３７は回
転駆動され、トナー像が形成された位置が用紙搬送路を
介して配置されている転写装置４１に対向する位置まで
移動する。

【００５５】次の転写工程では、転写装置４１は、給紙
部３４から搬送路を介して搬送されてきた用紙にトナー
像を転写する。転写装置４１は静電転写方式やバイアス
転写方式を採用した装置で実現される。たとえば静電転
写方式の転写装置の場合、直流のコロナ放電を生じさせ
る転写装置が、用紙を介して感光体３７に対向するよう
に配置される。そして、用紙裏面側から直流コロナ放電
を作用させることによって、感光体３７の表面に担持さ
れたトナー像が用紙上に転写される。転写工程では、感
光体３７の表面のトナー像は、転写装置４１によって用
紙上に接触転写され、この状態では用紙は感光体３７の
表面に接触したままである。

【００５６】続いて剥離工程では、トナー像が転写され
た用紙が剥離装置４２によって感光体３７から剥離さ
れ、用紙搬送路を介して定着部３５に搬送される。次の
定着工程では、定着部３５の定着処理によってトナー像
が用紙に定着される。定着処理では、加熱および加圧の
うちの少なくとも一方の処理によって、トナー像が用紙
に定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部３
６に排出される。

【００５７】一方、前記転写工程を終えた感光体３７は
回転駆動されて、トナー像があった位置がクリーニング
ユニット４３が配置されている位置へ移動する。感光体
３７の表面に残留したトナーはクリーニング工程におい
てクリーニングユニット４３によって除去され、回収さ
れる。クリーニングユニット４３は、感光体３７の表面
に接触して配置されるクリーニングブレード５３を有
し、該クリーニングブレード５３によって感光体３７の
表面を擦ることによって、残留トナーが掻き落とされ
る。

【００５８】クリーニングユニット４３によって回収さ
れたトナーは、トナーリサイクル部４５を介して現像装
置４０に搬送される。トナーリサイクル部４５はクリー
ニングユニット４３と現像装置４０とを結ぶトナー搬送
部材を有し、トナー搬送部材を駆動することによってト
ナーを現像装置４０に搬送する。具体的にトナー搬送部
材は、クリーニングユニット４３と、現像装置４０の撹
拌ローラ４７の上方のトナーホッパー５０とをつないで
いる。トナー搬送部材は、たとえばコンベアローラ５
４，５５にコンベア５６を張架したスクリューコンベア
で実現される。トナーリサイクル部４５によって現像装
置４０に搬送されたトナーは、感光体３７の表面に形成
された静電潜像の現像に再び使用される。

【００５９】また、クリーニングユニット４３によって
残留トナーが除去された感光体３７は、除電工程におい
て除電装置４４によって、その表面に残留する電荷が消
去される。そして再び帯電工程に戻り、上述の一連の画
像形成動作が繰返される。

【００６０】上述の一連の画像形成動作を連続して実施
する場合、画像面積の比較的小さい原稿、すなわち原稿
の全面積に対する画像面積の割合である黒ベタ率の低い
原稿を用いると、画像形成で消費および補給されるトナ
ー量が少なくなる。したがって、現像装置４０の内部で
トナーが滞留し、トナーが磁性粒子などと撹拌される時
間が長くなり、トナーに加えられるストレスが増大す
る。その結果、外添シリカのトナーへのめり込みやトナ
ーの球形化といったトナーの劣化を招く。トナーが劣化
すると、トナーの現像性および転写性、特に転写性が低
下し、用紙上に形成される画像の濃度が低下し、画質が
大きく低下する。

【００６１】画像面積が小さい原稿を連続して画像形成
する場合において、各画像形成動作毎に、感光体３７の
表面の所定領域、すなわち本来の画像形成に悪影響を及
ぼさない領域に、所定のタイミング、すなわち本来の画
像形成に悪影響を及ぼさないタイミングで、所定量のト
ナーを強制的に付着させる（以下、「トナー強制使用」
という）と、１回の画像形成動作で消費されるトナー量
が増加する。すなわち、１回の画像形成動作において所
定量のトナーを消費するように、トナーを強制的に使用
することによって、所定量のトナーが現像装置４０の外
へ排出され、また供給される。このため、現像装置４０
の内部でのトナーの滞留が低減し、現像装置４０の内部
のトナーは常に置換される。したがって、トナーに加え
られるストレスが抑制され、画像濃度の低下のない、高
品位な画像形成が可能となる。

【００６２】また、感光体３７に強制付着したトナー
は、クリーニングユニット４３によって感光体３７の表
面から除去されて回収され、その後、トナーリサイクル
部４５によって現像装置４０に搬送される。すなわち、
一旦、現像装置４０の外に排出されたトナーは、再び、
現像装置４０に戻る。したがって、トナーの利用率が向
上する。

【００６３】ここで、本発明にかかる画像形成装置３１
におけるトナーの強制使用方法としては、次の３つを挙
げることができる。（１）感光体３７の表面の非画像領域、すなわち画像が
形成されない領域に対して、画像形成動作中にトナーを
強制的に付着させる。（２）感光体３７の表面の全領域または非画像領域に対
して、非画像形成期間、すなわち画像形成動作がなされ
ない期間に、トナーを強制的に付着させる。（３）画像形成動作中に、感光体３７の表面の非画像領
域に対して、トナーを強制的に付着させるとともに、非
画像形成期間中に、感光体３７の表面の全領域または非
画像領域にトナーを強制的に付着させる。

【００６４】（１）の方法では、本来の画像形成動作に
は何ら悪影響を及ぼすことはなく、また感光体３７の表
面の画像領域の劣化を回避することができる。（２）の
方法では、画像形成動作がなされない期間にトナーを強
制使用するので、非画像領域に限定されることなく感光
体３７の表面の全領域にトナーを強制的に付着させるこ
とができる。このため、原稿の画像面積が小さく、所定
量のトナーを消費するために多量のトナーを強制的に付
着させなければならない場合に非常に有効である。
（３）の方法では、画像形成動作中および非画像形成期
間中の両方でトナーを強制使用するので、多量のトナー
を強制的に付着させる場合にさらに効果的である。しか
も、強制使用されたトナーの回収タイミングが分散する
ので、クリーニングユニット４３への負担を軽減するこ
とができる。また、感光体３７の表面へのトナー付着も
分散されるため、感光体３７の表面の劣化を抑制するこ
とができる。（１）〜（３）のうちのいずれの方法であ
っても、トナーの強制使用に際して新たな構成を設ける
必要はなく、トナーを回収して有効に再利用でき、画像
形成装置３１の利用効率を向上させることができる。

【００６５】なお、（２）および（３）の方法では、ト
ナーの強制使用を非画像形成期間に行うが、この非画像
形成期間としては、たとえば（ａ）画像形成動作の感光
体３７の前回転および後回転のうちの少なくともいずれ
か一方の時期、または（ｂ）連続した画像形成動作にお
ける次の用紙が給紙される間、すなわち個々の画像形成
動作の間を挙げることができる。

【００６６】また、感光体３７の表面にトナーを強制付
着させる場合の静電潜像としては、所定濃度の黒ベタ画
像または所定面積の黒ベタ画像の静電潜像を挙げること
ができる。所定濃度の黒ベタ画像の静電潜像の場合、露
光装置３９の露光の際に照射面積を変えることによって
黒ベタ画像の面積を変化させ、容易にトナー消費量を調
整することができる。一方、所定面積の黒ベタ画像の静
電潜像の場合、露光装置３９の露光の際に照射光量を変
えることによって、黒ベタの濃度を変化させ、容易にト
ナーを消費量を調整することができる。

【００６７】上述したトナー強制使用において、強制的
に消費されるトナー量、すなわち感光体３７の表面に付
着させるトナー量については、（ｉ）原稿の画像面積、
（ｉｉ）画像が形成される用紙サイズ、および（ｉｉ
ｉ）形成される画像の倍率などの条件によって決定され
る。このとき、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）については操
作部からのユーザの操作や紙サイズ検知部６９の検知結
果によって決定され、（ｉ）については画像処理部６３
の処理結果によって判定される。すなわち、画像処理部
６３は画像面積検知手段として機能する。

【００６８】画像処理部６３では、原稿の画像面積を検
知して制御部６２に出力するが、制御部６２ではこの検
知結果である画像面積と予め定められる基準面積とを比
較し、その比較結果に基づいて、具体的には（ｉ）の条
件と（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の各条件とに基づいて、
強制的に消費されるトナー量を決定する。

【００６９】制御部６２は、決定したトナー量に応じ
て、上記（１）〜（３）のうちのいずれかのトナー強制
使用方法を自動的に選択する。なお、ユーザによって上
記（１）〜（３）のうちのいずれかの方法を選択するよ
うにしても構わない。

【００７０】また、後述するように画像面積の比較に使
用される前記基準面積は、原稿の全面積に対する画像面
積の割合で、約５％に設定することが特に好ましい。こ
れによって、より適正なトナー量を決定することができ
る。

【００７１】図４は、画像形成装置３１の画像形成（複
写）動作を示すフローチャートである。ステップＳ１で
は、画像読取部３２において原稿の画像面積を検知す
る。画像面積の検知は、原稿から画像情報を読取ると同
時になされる。次に、ステップＳ２で用紙サイズを設定
し、ステップＳ３で用紙上に形成する画像の倍率（複写
倍率）を設定し、ステップＳ４で画像形成（複写）枚数
Ｍを指定すると、続くステップＳ５では、ステップＳ２
〜Ｓ４で決定された各条件を基にして、１枚の画像形成
当たりに使用する所要トナー量を計算する。次のステッ
プＳ６では、ステップＳ５で得られた所要トナー量に基
づいて、後述するトナーの消費量テーブルを検索し該当
するトナー消費量を選ぶ。

【００７２】次のステップＳ７では、選ばれたトナーの
消費量が所定量、たとえば０．０４ｇ以上であるか否か
を判定する。本実施形態では、用紙１枚当たりの消費量
０．０４ｇをトナー強制使用を実施するか否かの判定基
準としており、０．０４ｇ以上であればステップＳ８に
進み、画像形成（複写）動作を続行し、ステップＳ９で
実行した画像形成枚数ｎがステップＳ４で設定したＭに
達するまでステップＳ８の動作を繰返す。

【００７３】一方、ステップＳ７で選ばれたトナーの消
費量が０．０４ｇに満たない場合、トナー強制使用を実
行するためにステップＳ１０に移行する。ステップＳ１
０では、トナーの強制使用に必要なトナー付着量を計算
する。次のステップＳ１１では、画像形成枚数が１枚か
複数枚かを判定する。すなわち、Ｍ＝１（ＳＩＮＧＬ
Ｅ）であるか、Ｍ＞１（ＭＵＬＴＩ）であるかを判定す
る。ＳＩＮＧＬＥであればステップＳ１２に進み、後述
する第１のサブルーチンに進む。ＭＵＬＴＩであればス
テップＳ１３に進み、後述する第２のサブルーチンに進
む。これで一連の画像形成動作が終了する。

【００７４】図５は、画像形成装置３１の他の画像形成
動作を示すフローチャートである。本発明における画像
形成動作の制御は、上述した図４のフローチャートに基
づく制御だけでなく、図５のフローチャートに基づく制
御であっても構わない。図５のフローチャートの各ステ
ップＳ２１〜Ｓ３３は、図４のフローチャートの各ステ
ップＳ１〜Ｓ１３と対応しているが、ステップＳ２２お
よびＳ２３が、ステップＳ２およびＳ３とは逆になって
いることが異なる。

【００７５】図６は、第１のサブルーチンを示すフロー
チャートである。前記ステップＳ１１またはステップＳ
３１にてＳＩＮＧＬＥ、すなわち１枚のみの画像形成で
あると判定された場合に第１のサブルーチンに移行す
る。第１サブルーチンのステップＳ１０１では、トナー
の強制使用に必要なトナー付着量が０．０１ｇ以下であ
るか否かを判定する。０．０１ｇ以下であればステップ
Ｓ１０２に進み、付着させる時期と領域とを設定する。
そして次のステップＳ１０３では、画像形成動作と、感
光体３７の表面の非画像領域へのトナーの付着とを同時
に実行する。このようにして、トナー付着量Ｗｔが、Ｗ
ｔ≦０．０１ｇの場合の第１プロセスが終了する。

【００７６】これに対して前記ステップＳ１０１でトナ
ーの強制使用に必要なトナー付着量が０．０１ｇを超え
ている場合、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０
４では、トナー付着量が０．０２ｇ以下であるか否かを
判定する。０．０２ｇ以下であればステップＳ１０５に
進み、前記ステップＳ１０２と同様に付着時期と領域と
を設定する。そして次のステップＳ１０６では、感光体
３７の前回転時に、該感光体３７の非画像領域にトナー
を付着させる。次のステップＳ１０７では、画像形成動
作を実行する。次のステップＳ１０８では、感光体３７
の後回転時に、該感光体３７の非画像領域にトナーを付
着させる。このようにして、トナー付着量Ｗｔが、０．
０１ｇ＜Ｗｔ≦０．０２ｇの場合の第２プロセスが終了
する。

【００７７】このように、トナー強制使用に際して、必
要なトナー量が０．０１ｇを超え、かつ０．０２ｇ以下
であれば、第１プロセスのように画像形成動作と同時に
トナーを感光体３７の表面の非画像領域に付着させるこ
とができない。このため、第２プロセスでは画像形成動
作の前後の感光体３７の前回転時および後回転時に、２
回に分けてトナーを非画像領域に付着させる。

【００７８】さらに前記ステップＳ１０４でトナーの強
制使用に必要なトナー付着量が０．０２ｇを超えている
場合、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９で
は、トナー付着量が０．０３ｇ以下であるか否かを判定
する。０．０３ｇ以下であれば３回に分けてトナーを非
画像領域に付着させるために、ステップＳ１１０以降に
進む。ステップＳ１１０は前記ステップＳ１０２および
Ｓ１０５と、ステップＳ１１１は前記ステップＳ１０６
と、ステップＳ１１２は前記ステップＳ１０３と、ステ
ップＳ１１３は前記ステップＳ１０８とそれぞれ同じス
テップである。このようにして、トナー付着量Ｗｔが、
０．０２ｇ＜Ｗｔ≦０．０３ｇの場合の第３プロセス３
が終了する。

【００７９】また、前記ステップＳ１０９でトナーの強
制使用に必要なトナー付着量が０．０３を超えている場
合、ステップＳ１１４〜Ｓ１１７に進む。ステップＳ１
１４〜Ｓ１１７は、前記ステップＳ１０５〜Ｓ１０８と
同様である。このようにして、トナー付着量Ｗｔが、Ｗ
ｔ＞０．０３ｇの場合の第４プロセスが終了する。第１
〜第４の各プロセス終了後、ステップＳ１１８でリター
ン処理がなされ、図４または図５のフローチャートに戻
り、画像形成動作が終了する。

【００８０】図７は、第２のサブルーチンを示すフロー
チャートである。第２サブルーチンは、第１サブルーチ
ンとほぼ同様である。すなわち第１サブルーチンと同様
に、トナー付着量Ｗｔが、Ｗｔ≦０．０１ｇの第１プロ
セスであるステップＳ１２１〜Ｓ１２３、０．０１ｇ＜
Ｗｔ≦０．０２ｇの第２プロセスであるステップＳ１２
５〜Ｓ１２９、０．０２ｇ＜Ｗｔ≦０．０３ｇの第３プ
ロセスであるステップＳ１３１〜Ｓ１３５、およびＷｔ
＞０．０３ｇの第４プロセスであるステップＳ１３７〜
Ｓ１４０を含むが、各プロセスの最後にｎ＝Ｍであるか
否かを判定するステップＳ１２４，Ｓ１３０，Ｓ１３６
およびＳ１４１がそれぞれ追加されている。これは、第
２サブルーチンが、複数枚の画像形成を行う場合、すな
わち図４および図５におけるＭＵＬＴＩの場合に移行す
るフローチャートであるためである。

【００８１】設定された枚数の画像が形成されるまで、
第１プロセスではステップＳ１２３の動作を繰返し、第
２プロセスではステップＳ１２７〜Ｓ１２９の動作を繰
返し、第３プロセスではステップＳ１３３〜Ｓ１３５の
動作を繰返し、第４プロセスではステップＳ１３８〜Ｓ
１４０の動作を繰返す。第１〜第４の各プロセス終了
後、ステップＳ１４２でリターン処理がなされ、図４ま
たは図５のフローチャートに戻り、画像形成動作が終了
する。

【００８２】なお、本実施形態では、原稿の画像面積が
小さい場合の連続した画像形成動作について説明した。
この動作を原稿の画像面積が大きい場合の連続した画像
形成に適用すると、画像形成枚数の増加に伴って現像剤
の帯電量が徐々に低下し、１回の現像において大量のト
ナーが消費される現像装置４０の内部でのトナーの滞在
時間が標準時間よりも短くなり過ぎて、充分な撹拌およ
び帯電がなされなくなると予想される。しかし、実際の
使用状況において、画像面積が大きい原稿を用いる機会
（頻度）はまれである。したがって、上記画像処理部６
３で得られる原稿の画像面積が基準面積以下のときのみ
に上述したようなトナーの強制付着の制御を実行し、基
準面積を超えていれば通常の画像形成動作を実行するよ
うに、制御部６２が制御することが好ましい。これによ
って、合理的な画像形成動作を実現することができる。

【００８３】また、本発明にかかる画像形成装置３１で
は、制御部６２によってトナー強制使用をリアルタイム
に制御するので、トナーの帯電量を確実に最適化でき、
かつトナーへのストレスを確実に回避することができ
る。

【００８４】以下、本発明にかかる画像形成装置３１に
おけるトナーの強制使用を実施例に基づいてさらに詳し
く説明する。

【００８５】（実施例）図８は、画像形成枚数毎および
印字率毎の画像濃度を示す表である。図９は、画像形成
枚数と画像濃度との関係を印字率毎に示すグラフであ
る。Ａ４サイズの用紙に画像を形成する場合について、
画像形成枚数を０，１００，５００および１０００枚と
し、印字率、すなわち原稿の全面積に対する画像面積の
割合を１，３，５および１０％とした。印字率が５％お
よび１０％の場合では、用紙上に形成された画像の濃度
は一定であるが、印字率が１％および３％の場合では、
画像形成枚数が増加するに伴い、急激に画像濃度が低下
している。これは、感光体３７の表面上のトナー像を用
紙に転写する際の転写効率が低下しているためである。

【００８６】図１０は、画像形成枚数毎および印字率毎
の転写効率を示す表である。図１１は、画像形成枚数と
転写効率との関係を印字率毎に示すグラフである。印字
率が５％および１０％の場合では、転写効率は一定であ
るが、印字率が１％および３％の場合では、画像形成枚
数が増加するに伴い、急激に転写効率が低下している。

【００８７】このように、Ａ４サイズの用紙に画像を形
成する場合、約５％の印字率が画像濃度および転写効率
が低下しない境界となる。そこで、本発明にかかる画像
形成装置３１では、画像処理部６３において画像面積を
比較する際の基準面積をＡ４サイズ換算で５％に設定し
ている。

【００８８】すなわち、最も画像形成頻度が高いと予測
されるＡ４サイズの画像面積が５％の原稿を使用する
と、形成される画像１枚当たりで０．０４ｇのトナーが
消費される。さらに詳しくいうと、転写効率を考慮し
て、用紙上に転写されるトナーは、このうち８０％〜８
５％程度であり、残りは残留トナーとして感光体３７に
残留し、クリーニングユニット４３で回収される。

【００８９】図１２は原稿および用紙（転写紙）のサイ
ズにかかる各種画像形成倍率（線率）における各印字率
毎の印字面積（ｍｍ²）を示す表であり、図１３は各種
画像形成倍率における各印字率毎の使用トナー量（ｇ）
を示す表であり、図１４は各種画像形成倍率における各
印字率毎の強制付着トナー量（ｇ）を示す表である。ト
ナー強制使用の際に、強制的に付着されるトナー量は、
原稿および用紙のサイズによって異なる。すなわち、各
原稿および用紙のサイズに基づいて、用紙の全面積に対
する比で、１〜５％の各印字面積（画像面積）を算定す
ると、各画像形成条件での使用トナー量を、Ａ４サイズ
で印字面積が５％の原稿を等倍複写する場合を基準とし
て、算出することができる。したがって、このＡ４サイ
ズ５％印字相当のトナー量に対する過不足分が強制的に
付着されるトナー量として求められる。

【００９０】拡大複写の場合、たとえばＡ５サイズの原
稿から線率２００％の拡大複写を行う場合、Ａ３サイズ
の用紙が選択される。Ａ３サイズの用紙の総面積は１２
４７４０ｍｍ²であり、この総面積の１，２，３，４お
よび５％に相当する面積は直ちに算出される。Ａ４サイ
ズの印字率５％の原稿（印字面積３１１８．５ｍｍ²）
から等倍複写を行う場合のトナー使用量が０．０４ｇな
ので、算出された各面積のトナー使用量は、面積換算に
よって容易に求まる。この場合、印字面積が３％のと
き、トナー使用量が０．０４８ｇとなり、トナーの強制
的な付着は不要である。

【００９１】また、縮小複写の場合、Ａ３サイズ原稿か
ら線率５０％の縮小複写を行う場合、Ａ５サイズの用紙
が選択される。Ａ５サイズの用紙の総面積は３１０８０
ｍｍ²であり、この総面積の１，２，３，４および５％
に相当する面積は直ちに算出される。Ａ４サイズの印字
率５％の原稿（印字面積３１１８．５ｍｍ²）から等倍
複写の場合のトナー使用量が０．０４ｇなので、算出さ
れた各面積のトナー使用量は、面積換算によって容易に
求まる。この場合、印字面積が５％のときのトナー使用
量は０．０２ｇ程度であり、印字面積が１０％のときの
トナー使用量は０．０４ｇであるので、印字面積１０％
までは不足分のトナーを強制的に付着する必要がある。

【００９２】トナーを強制的に付着して画像形成する
か、または強制的に付着せずにそのまま画像形成するか
の判定は、このようなトナー使用量をテーブル化して記
憶しておき、原稿上の画像面積の検知に応じて、該テー
ブルからトナー使用量を検索することで可能となる。図
１２〜図１４の表では、代表的な拡大および縮小の倍率
のみを示しているが、倍率を自由に設定しても構わな
い。たとえば、テーブル化して記憶するデータの容量を
考慮するなどの制限がない場合、拡大および縮小の倍率
を１％刻みで設定してテーブル化し記憶しても構わな
い。

【００９３】また、テーブル化された表の範囲内にトナ
ー使用量が設定されていない場合には、内挿法で求める
ことができる。たとえば、Ａ４サイズの印字率が２．５
％の原稿から等倍複写を行った場合、使用トナー量は
０．０２ｇとなる。また、表の範囲外である場合には、
外挿法で求めることができる。たとえば、Ａ３サイズの
印字率が１０％の原稿から線率５０％の縮小複写を行っ
た場合、使用トナー量は０．０４ｇとなる。このよう
に、図１２〜図１４の表に示すようなデータに基づい
て、制御部６２が強制的に付着させるトナーの付着量を
プログラム化して制御することによって、トナーの強制
使用をより効率的にかつ確実に実行することができる。

【００９４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子写真
方式を採用した画像形成装置であって、転写後の像担持
体表面に残留するトナーを回収して再利用する画像形成
装置において、検知された原稿上の画像面積と予め定め
られる基準面積との比較結果に基づいてトナーの像担持
体への強制的な付着が制御される。所定量のトナーを像
担持体表面の非画像領域に強制付着するので、現像手段
内でのトナーの滞留が防止でき、帯電量がほぼ一定とな
り、画像濃度の低下が防止できる。また、トナーを非画
像領域に強制付着させるので、画像領域の劣化が防止で
き、本来の画像形成動作に影響することはなく、装置の
利用効率を向上できる。さらに、強制付着させたトナー
は回収されて再使用されるので、トナーの利用効率が向
上できる。

【００９５】また本発明によれば、特に画像形成期間中
に像担持体表面の非画像領域に、本来の画像形成に影響
を及ぼすことなく、トナーを強制付着することができ
る。また、特に非画像形成期間中に像担持体表面の全領
域もしくは非画像領域に多量のトナーを付着することが
できる。

【００９６】また本発明によれば、画像形成期間中と非
画像形成期間中とで多量のトナーを強制付着することが
でき、また残留トナーの回収時期が分散されてクリーニ
ング手段への負担が軽減する。

【００９７】また本発明によれば、非画像形成期間中に
おけるトナーの強制付着は、像担持体の前回転時および
後回転時のうちの少なくともいずれか一方の期間を利用
して行われ、本来の画像形成動作に影響を及ぼすことな
く、効率的に高品質な画像が形成できる。

【００９８】また本発明によれば、トナーの強制付着は
非画像形成期間中である各画像形成動作の間の給紙の間
を利用して行われ、本来の画像形成動作に影響を及ぼす
ことなく、効率的に高品質な画像が形成できる。

【００９９】また本発明によれば、トナーの強制付着の
制御において、所定寸法の黒ベタ画像が形成されるよう
に、トナーが像担持体表面の非画像領域に強制付着さ
れ、黒ベタ画像の幅を変化させてトナーの付着量を調整
することが可能となる。また、濃度の異なる黒ベタ画像
が形成されるように、トナーが像担持体表面の非画像領
域に強制付着されて、濃度によって単位面積当たりのト
ナー付着量が調整される。

【０１００】また本発明によれば、トナーの強制付着の
制御において、所定寸法の黒ベタ画像が形成されるよう
に、像担持体表面の全領域または非画像領域にトナーが
付着される。また、濃度の異なる黒ベタ画像が形成され
るように、像担持体表面の全領域または非画像領域にト
ナーが付着される。

【０１０１】また本発明によれば、所定量とトナー消費
量との差分値を算出して像担持体表面に形成された黒ベ
タの静電潜像へのトナーの付着時期および付着量を決定
するようにしたので、トナーの強制的に付着させる時期
を分散させることによって、像担持体の両端部でのトナ
ー飛散や塵埃堆積を防止し、帯電手段や露光手段の汚染
の発生を防止することができる。

【０１０２】また本発明によれば、検知された原稿の画
像面積と基準面積との比較結果に基づいてトナーの強制
付着制御の実行および非実行が決定される。具体的には
検知された画像面積が基準面積以下のときにトナーの強
制付着制御が実行される。

【０１０３】また本発明によれば、検知された画像面積
が原稿の全面積の約５％以下のときにトナーの強制付着
制御を実行することで、トナー強制付着制御時のトナー
付着量を確実に決定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である画像形成装置３１
を示す図である。

【図２】画像形成装置３１の画像形成部３３を示す図で
ある。

【図３】画像形成装置３１のブロック図である。

【図４】画像形成装置３１の画像形成動作を示すフロー
チャートである。

【図５】画像形成装置３１の他の画像形成動作を示すフ
ローチャートである。

【図６】第１のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図７】第２のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図８】画像形成枚数毎および印字率毎の画像濃度を示
す表である。

【図９】画像形成枚数と画像濃度との関係を印字率毎に
示すグラフである。

【図１０】画像形成枚数毎および印字率毎の転写効率を
示す表である。

【図１１】画像形成枚数と転写効率との関係を印字率毎
に示すグラフである。

【図１２】原稿および用紙のサイズにかかる各種画像形
成倍率における各印字率毎の印字面積を示す表である。

【図１３】各種画像形成倍率における各印字率毎の使用
トナー量を示す表である。

【図１４】各種画像形成倍率における各印字率毎の強制
付着トナー量を示す表である。

【図１５】従来技術である画像形成装置１を示す図であ
る。

【図１６】画像形成装置１の画像形成部３を示す図であ
る。

【図１７】画像形成の通紙枚数と現像剤の帯電量Ｑ／ｍ
（μＣ／ｇ）との関係を示すグラフであり、図１７
（ａ）は画像面積が大きい原稿を用いて連続して画像形
成動作を行った場合を示し、図１７（ｂ）は画像面積が
小さい原稿を用いて連続して画像形成動作を行った場合
を示す。

【符号の説明】３１画像形成装置３２画像読取部３３画像形成部３４給紙部３５定着部３６排紙部３７感光体３８帯電装置３９露光装置４０現像装置４１転写装置４２剥離装置４３クリーニングユニット４４除電装置４５トナーリサイクル部５７ＣＣＤ（電荷結合素子）５８ＣＰＵ（中央処理装置）５９ＬＳＵ（レーザスキャニングユニット）６２制御部６３画像処理部６４トナーリサイクル部駆動部６５トナーホッパー駆動部６６静電潜像形成部６７現像装置駆動部６８感光体駆動部６９紙サイズ検知部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹ノ内幸一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者直井宏夫大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H027 DB01 DD07 DE07 EA07 EC06 ED03 ED07 EF02 EF09 EF11 2H034 BF00 CB01 2H077 AA37 AC16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿上の画像を読取って画像情報として
出力する画像読取手段と、表面に形成された静電潜像を
保持する像担持体と、前記画像情報に応じた静電潜像を
像担持体表面に形成する露光手段と、前記静電潜像をト
ナーによって現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、転写後の
像担持体表面に残留するトナーを回収するクリーニング
手段と、回収したトナーを前記現像手段に搬送して再使
用させるトナーリサイクル手段とを備える画像形成装置
において、前記原稿上の画像の面積を検知する画像面積検知手段
と、画像面積の検知結果と予め定められる基準面積との比較
結果に基づいて、前記像担持体表面の非画像領域に所定
量のトナーを付着させるよう制御する制御手段と、を含
むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】原稿上の画像を読取って画像情報として
出力する画像読取手段と、表面に形成された静電潜像を
保持する像担持体と、前記画像情報に応じた静電潜像を
像担持体表面に形成する露光手段と、前記静電潜像をト
ナーによって現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、転写後の
像担持体表面に残留するトナーを回収するクリーニング
手段と、回収したトナーを前記現像手段に搬送して再使
用させるトナーリサイクル手段とを備える画像形成装置
において、前記原稿上の画像の面積を検知する画像面積検知手段
と、制御手段であって、画像面積の検知結果と予め定められ
る基準面積との比較結果に基づいて、画像形成期間中に
前記像担持体表面の非画像領域に所定量のトナーを付着
させるよう制御する、または非画像形成期間中に前記像
担持体表面の全領域もしくは非画像領域に所定量のトナ
ーを付着させるよう制御する制御手段と、を含むことを
特徴とする画像形成装置。
【請求項３】原稿上の画像を読取って画像情報として
出力する画像読取手段と、表面に形成された静電潜像を
保持する像担持体と、前記画像情報に応じた静電潜像を
像担持体表面に形成する露光手段と、前記静電潜像をト
ナーによって現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、転写後の
像担持体表面に残留するトナーを回収するクリーニング
手段と、回収したトナーを前記現像手段に搬送して再使
用させるトナーリサイクル手段とを備える画像形成装置
において、前記原稿上の画像の面積を検知する画像面積検知手段
と、画像面積の検知結果と予め定められる基準面積との比較
結果に基づいて、画像形成期間中に前記像担持体表面の
非画像領域に所定量のトナーを付着させるよう制御し、
かつ非画像形成期間中に前記像担持体表面の全領域また
は非画像領域に所定量のトナーを付着させるよう制御す
る制御手段と、を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】非画像形成期間中において、前記制御手
段は像担持体の前回転時および後回転時のうちの少なく
ともいずれか一方の期間にトナー付着制御を行うことを
特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
【請求項５】画像形成動作の連続実行時において、前
記制御手段は各動作の間においてトナー付着制御を行う
ことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに
記載の画像形成装置。
【請求項６】前記制御手段は、複数の画像面積の比較
結果に基づいてトナー消費量を求め、求められたトナー
消費量が所定量よりも少ないときに、像担持体表面の非
画像領域に、所定寸法の黒ベタ画像または濃度の異なる
黒ベタ画像の静電潜像が形成されるよう制御することを
特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】前記制御手段は、複数の画像面積の比較
結果に基づいてトナー消費量を求め、求められたトナー
消費量が所定量よりも少ないときに、像担持体表面の全
領域もしくは非画像領域に、所定寸法の黒ベタ画像また
は濃度の異なる黒ベタ画像の静電潜像が形成されるよう
制御することを特徴とする請求項２または３記載の画像
形成装置。
【請求項８】前記制御手段は、前記所定量とトナー消
費量との差分値を算出して前記像担持体表面に形成され
た黒ベタ画像の静電潜像へのトナーの付着時期および付
着量を決定することを特徴とする請求項６または７記載
の画像形成装置。
【請求項９】検知された前記画像面積が基準面積以下
のときのみに、前記制御手段はトナー付着制御を行うこ
とを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記
載の画像形成装置。
【請求項１０】検知された前記画像面積が原稿の全面
積に対して約５％以下のときのみに、前記制御手段はト
ナー付着制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のう
ちのいずれか１つに記載の画像形成装置。