JP2000347490A - 現像装置及びこの現像装置を備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、画像形成装置を使用しない状態が
長期間継続した直後における画像品位低下を抑制し、現
像剤担持体の空回転時間を短縮すると共に、画像形成装
置内部のトナー飛散を抑制することができる画像形成装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 現像装置４の駆動中断予定時間を予め設
定し、現像装置４の駆動中断時に現像装置４内のトナー
量が上記第一所定量より少ない第二所定量となるよう、
トナーカートリッジ９によるトナー補給量を制御する制
御手段１２３を備え、制御手段１２３は、上記駆動中断
予定時間前の所定時間内に亘り、トナーカートリッジ９
による現像装置４へのトナー補給量を減少させるように
設定されていることにより達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体トナーを採用
する電子写真方式の複写機、プリンター、ファクシミリ
等の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置における画像形成動
作について、近年急速に普及しつつある電子写真方式の
ディジタル複写機を例にとって概説する。

【０００３】かかるディジタル複写機にあっては、先
ず、一般にＣＣＤ素子等によって構成される画像入力部
が原稿からの反射光による画像情報を光電変換によって
電気信号に変換する。

【０００４】上記画像入力部で電気信号に変換された画
像情報は、画像処理回路に入力され、画像処理回路によ
って、８ｂｉｔのディジタル信号にＡ／Ｄ変換された
後、シェーディング補正及びＬｏｇ変換を施されて、上
記画像情報の濃淡情報が８ｂｉｔ、即ち０〜２５５の階
調に変化される。

【０００５】更に、画像処理回路によって処理された画
像情報は、変調回路によって、その画像情報のデータ値
の大きさに比例したパルス幅、強度等の信号に変調され
る。

【０００６】上記変調回路によって変調された信号に基
づき駆動される半導体レーザが、画像情報のデータ値の
大きさに応じた光を空間的に出力し走査する。

【０００７】上記半導体レーザからの出力光によって潜
像担持体表面を露光することにより、読み込まれた原稿
の画像情報に応じた電荷分布からなる潜像が潜像担持体
表面に形成されることとなる。

【０００８】上記電荷分布からなる潜像は、現像装置に
よって、該潜像を担持する潜像担持体に現像剤たるトナ
ーが付与されることにより、トナー像として顕像化され
る。

【０００９】上記トナー像は、転写手段により記録媒体
たる転写材に転写された後、該転写材が分離手段によっ
て潜像担持体より分離される。

【００１０】トナー像を担持した転写材は、定着装置へ
と搬送され、定着装置によって熱及び圧力を付与される
ことにより、上記トナー像が上記転写材に定着され、最
終プリントとして排出される。

【００１１】上記現像装置は、現像剤たるトナーを収容
する主現像剤容器たるトナー容器と、潜像担持体と所定
間隙（距離Ｇ１）をもって対向して配設される現像剤担
持体と、副現像剤容器たるトナーカートリッジとを有し
ている。

【００１２】上記現像装置は、潜像を担持する潜像担持
体に現像剤を付与して該潜像をトナー像として顕像化す
ることにより、現像装置内のトナーが消費され、消費さ
れたトナー量に応じてトナーカートリッジからトナー容
器内にトナーが補給されることとなる。

【００１３】上記現像剤担持体は、複数の磁極を有する
永久磁石が内部に固定配置されており、磁性を有するト
ナーを該永久磁石の磁力によって吸引して現像剤担持体
上に担持するようになっている。

【００１４】現像剤担持体上に担持されたトナーは、現
像剤担持体の回転に伴いＡ方向に搬送されると共に、ト
ナー量規制部材により薄層に形成され、現像剤担持体が
潜像担持体と対向する現像部にて、電源によって潜像担
持体及び現像剤担持体の間に電圧が周期的に変化する現
像バイアスが印加されて、潜像担持体上の潜像の現像に
供される。

【００１５】さて、近年、出力画像の質の向上を求める
要望は高まる一方であり、これに応える有力な方法の一
つとして、トナー粒系の微細化が進んでおり、体積平均
粒径が１０μｍ未満のトナーは既に一般化し、更には、
体積平均粒径が５μｍ程度のトナーまでが実用化されて
いる。

【００１６】但し、現時点で総合的に使いやすいトナー
の体積平均粒径の範囲は、６μｍ〜９μｍであり、トナ
ー粒径の微細化の弊害として、トナーの帯電過剰による
「ブロッチ」なる現象がある。

【００１７】かかる現象は、現像剤担持体上で均一な薄
層であるべきトナー層が、帯電過剰により不均一な層と
なり、欠陥画像を生じさせるものである。

【００１８】かかる現象の対策の一つとして、非磁性金
属性の現像剤担持体表面を、導電性粒子を含有した樹脂
で被覆することにより、現像剤担持体上のトナーが有す
る過剰な電荷を逃す手法が、出願人等によって開発され
ている。

【００１９】かかる手法により、ブロッチ現象の発生が
抑えられるのみならず、現像剤担持体の基層たる非磁性
金属として、従来の高価なステンレス鋼に代えて安価な
アルミ合金が使用可能となりコストダウンを図ることが
でき、又、現像剤担持体の真円度不足による画像ムラが
抑制することができる。

【００２０】しかしながら、画像形成装置を使用しない
状態が長時間継続した場合、つまり現像剤担持体の駆動
中断状態が所定時間以上継続した場合、トナー容器内の
トナーの帯電が不足し、その後、画像形成を行うと出力
画像の画像濃度が低い、かぶりが多い等の現象が発生す
る虞があり、特に、かかる現象は、高湿環境で顕著であ
る。

【００２１】かかる現象の対策の一つとして、毎朝の画
像形成装置の起動時や画像形成動作以外の期間におい
て、現像剤担持体を回転させ、現像剤担持体にバイアス
を印加することで、トナーの帯電を促進し、又、現像装
置内の帯電が不十分なトナーを潜像担持体に転移せしめ
ることにより、画像形成装置を使用しない状態が長期間
継続した直後の画像品位向上を図らんとしている。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
画像形成装置にあっては、上述の如き現像剤担持体の回
転工程（以下、現像空回転という）は、数分を要する場
合が多く、更に、かかる空回転の後でも画像品位が不十
分なことが少なくない。

【００２３】又、現像空回転期間においては、現像剤担
持体上のトナーの帯電が不十分な状態、即ち、トナーと
現像剤担持体との間の鏡映力が不十分な状態であるた
め、トナーは現像剤担持体の遠心力に打ち勝てずに、画
像形成装置内部に飛散する虞がある。

【００２４】そこで、本発明は、画像形成装置を使用し
ない状態が長期間継続した直後における画像品位低下を
抑制し、現像剤担持体の空回転時間を短縮すると共に、
画像形成装置内部のトナー飛散を抑制することができる
画像形成装置を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】主たる本出願にかかる発
明は、潜像を担持する潜像担持体に現像剤を付与するこ
とにより該潜像を可視化する現像装置であって、現像剤
を収容する主現像剤容器と、潜像担持体に対向して配設
され上記現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤を収
容し主現像剤容器内の現像剤量が第一所定量となるよう
主現像剤容器内に現像剤を補給可能な副現像剤容器と備
える現像装置において、現像剤担持体の駆動中断予定時
間を予め設定し、現像剤担持体の駆動中断時に主現像剤
容器内の現像剤量が上記第一所定量より少ない第二所定
量となるよう、副現像剤容器による現像剤補給量を制御
する制御手段を備え、制御手段は、上記駆動中断予定時
間前の所定時間内に亘り、副現像剤容器による主現像剤
容器への現像剤補給量を減少させるように設定されてい
ることを特徴とする現像装置である。

【００２６】又、他の主たる本出願にかかる発明は、一
連の画像形成プロセスによって形成された画像を記録媒
体に記録する画像形成装置であって、上記現像装置を備
えることを特徴とする画像形成装置である。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に関し
て、添付図面に基づき説明する。

【００２８】（第一の実施形態）先ず、本発明の第一の
実施形態にかかる画像形成装置について図１に基づき説
明する。 図１は、本実施形態にかかる画像形成装置の
好適な一例たるデジタル複写機の概略構成を示す模式的
断面図である。

【００２９】かかるディジタル複写機にあっては、先
ず、一般にＣＣＤ素子等によって構成される画像入力部
（図示せず）が原稿からの反射光による画像情報を光電
変換によって電気信号に変換する。

【００３０】上記画像入力部で電気信号に変換された画
像情報は、画像処理回路（図示せず）に入力され、画像
処理回路によって、８ｂｉｔのディジタル信号にＡ／Ｄ
変換された後、シェーディング補正及びＬｏｇ変換を施
されて、上記画像情報の濃淡情報が８ｂｉｔ、即ち０〜
２５５の階調に変化される。

【００３１】更に、画像処理回路によって処理された画
像情報は、変調回路（図示せず）によって、その画像情
報のデータ値の大きさに比例したパルス幅、強度等の信
号に変調される。

【００３２】上記変調回路によって変調された信号に基
づき駆動される半導体レーザ２が、画像情報のデータ値
の大きさに応じた光を空間的に出力し走査する。

【００３３】半導体レーザ２からの出力光によって、潜
像担持体１表面を露光することにより、読み込まれた原
稿の画像情報に応じた電荷分布からなる潜像が潜像担持
体１表面に形成されることとなる。

【００３４】上記電荷分布からなる潜像は、現像装置４
によって、該潜像を担持する潜像担持体１に現像剤たる
トナーが付与されることにより、トナー像として顕像化
される。

【００３５】上記トナー像は、転写手段５により記録媒
体たる転写材Ｍに転写された後、該転写材Ｍが分離手段
によって潜像担持体１より分離される。

【００３６】トナー像を担持した転写材Ｍは、定着装置
７へと搬送され、定着装置７によって熱及び圧力を付与
されることにより、上記トナー像が上記転写材Ｍに定着
され、最終プリントとして排出される。

【００３７】潜像担持体１は、アルミ合金の基材上に非
結晶珪素を主体とする感光層が形成された直径８０ｍｍ
の中空円筒であり、モータ１２７によって図２に示すＢ
方向に周速度２６５ｍｍ／ｓにて回転駆動されるように
なっている。

【００３８】現像装置４は、図１及び図２に示すよう
に、現像剤たるトナーを収容する樹脂製の主現像剤容器
たるトナー容器４１と、潜像担持体１と間隙Ｇ１（＝２
６０μｍ）をもって対向して配設される非磁性金属製の
現像剤担持体たるスリーブ４２と、副現像剤容器たるト
ナーカートリッジ９と、樹脂製のトナー撹拌搬送部材４
４ｂと、非磁性金属製のトナー撹拌搬送部材４４ａ，４
４ｃと、非磁性金属製のトナー量規制部材４５とを有し
ている。

【００３９】トナー容器４１は、３つのトナー撹拌領域
４１ａ，４１ｂ，４１ｃを有する最大奥行３１０ｍｍ、
最大高４５ｍｍ、最大幅約８０ｍｍのトナー収容空間が
形成されている。

【００４０】トナー容器４１内におけるトナー搬送方向
の最上流（以下、単に最上流という）のトナー撹拌領域
４１ａには、撹拌半径１８ｍｍの非磁性金属製のトナー
撹拌搬送部材４４ａが配設されている。

【００４１】又、トナー撹拌領域４１ａとその上記トナ
ー搬送方向直下流のトナー撹拌領域４１ｂとの境界領域
には、トナー容器４１内の上方から下方へ延びる仕切り
壁４９ｂが形成されており、上記境界領域の最狭部にお
けるトナー容器４１内の高さｈは約１６ｍｍとなってい
る。

【００４２】仕切り壁４９ｂを形成することにより、ト
ナー容器４１内で撹拌され適度に電荷を保持する旧トナ
ーが最上流のトナー撹拌領域４１ａへ逆流することを防
止でき、以て、トナー容器４２内のトナー水準変化を精
度良く検知することが可能となる。

【００４３】スリーブ４２は、６つの磁極Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３を有する永久磁石４３が内部に
固定配置されており、磁性を有するトナーを永久磁石４
３の磁力によって吸引してスリーブ４２上に担持するよ
うになっている。

【００４４】スリーブ４２は、図２に示すように、現像
クラッチ（図示せず）を介してモータ１２８により周速
度３９０ｍｍ／ｓにてＡ方向に回転駆動されるようにな
っており、スリーブ４２上に担持されたトナーは、スリ
ーブ４２の回転に伴いＡ方向に搬送されるようになって
いる。

【００４５】スリーブ４２上に担持されたトナーは、ス
リーブ４２の回転に伴いＡ方向に搬送されると共に、厚
さ０．８ｍｍの板状に形成されスリーブ４２と間隙Ｇ２
（＝２３０μｍ）をもって配設されるトナー量規制部材
４５により薄層に形成される。

【００４６】その後、スリーブ４２上に担持されたトナ
ーは、トナー担持体４２が潜像担持体１と対向する現像
部にて、電源４８によって潜像担持体１及びトナー担持
体４２の間に、図３に示すような振幅１５００Ｖ、周波
数２７００Ｈｚの矩形交流電圧に１５０Ｖ〜３００Ｖの
直流電圧を重畳した現像バイアスが印加されて、潜像担
持体１上の潜像の現像に供される。

【００４７】トナーカートリッジ９は、図４に示すよう
に、約２０００ｇのトナーが収容され該トナーの排出の
ためのトナー排出口９１が端部に形成される円筒状のカ
ートリッジであり、トナーカートリッジ交換の際の便宜
を考慮して画像形成装置内前方上部に横向きに装着され
ている。

【００４８】又、トナーカートリッジ９は、その端部で
画像形成装置側に設けられた歯車１０３ａ，１０３ｂと
噛合する歯車９３ａ，９３ｂと、トナー排出口９１部で
画像形成装置側に設けられた凹部１０４に係合し歯車１
０３ａ，１０３ｂの回転によりトナー排出口９１を開閉
するシャッタ９２とを有している。

【００４９】更に、トナーカートリッジ９は、トナーカ
ートリッジ９内のトナー撹拌搬送のため、画像形成装置
側に設けられたモータ１２９の駆動により回転駆動され
る撹拌棒９５及びスクリュー９４を有している。

【００５０】撹拌棒９５は、トナーカートリッジ９内で
のトナーの凝集を防止する機能を有し、スクリュー９４
は、トナーカートリッジ９内のトナーをトナー排出口９
１に向けて搬送する機能を有する。

【００５１】撹拌棒９５及びスクリュー９４は、トナー
カートリッジ９に対するトナー補給命令が発せされてい
る間、モータ１２９によるＴＲ１（秒）間の回転とＴＲ
２（秒）間の停止とを１サイクルとした基本動作を反復
するようになっている。

【００５２】本実施形態にかかる画像形成装置は、周辺
雰囲気の湿度を検知するためのセンサ（図示せず）を有
し、該センサからの信号に基づき基本動作を二段階で変
更するようになっており、本実施形態においては、周辺
雰囲気の絶対水分量が１２ｇ／ｋｇ未満のときはＴＲ１
＝２、ＴＲ２＝１とし、周辺雰囲気の絶対水分量が１２
ｇ／ｋｇ以上のときはＴＲ１＝４、ＴＲ２＝２とするよ
うになっている。

【００５３】上述したような撹拌棒９５及びスクリュー
９４の駆動切り換えにより、周辺雰囲気の湿度に影響を
受けることなく、トナーカートリッジ９内のトナーをト
ナー容器４１内に落下させることができる。

【００５４】スクリュー９４の回転により、トナー排出
口９１より排出されたトナーは、トナー容器４１内のト
ナー搬送領域４１ａ上方に設けられたトナー搬送部４１
ｄの一端部上に落下し、トナー搬送部４１ｄに沿って回
転自在に設けられたトナー供給部材としての搬送スクリ
ュー４６によりトナー容器４１の長手方向の全域に均一
にトナー補給される。

【００５５】搬送スクリュー４６は、画像形成装置に設
けられたモータ１２８により、歯車（図示せず）を経由
して上述のスリーブ４２等とともに回転駆動され、スリ
ーブ４２の回転に同期した回転（以下、常時回転とい
う）を行うようになっている。

【００５６】又、搬送スクリュー４６は、図７に示すよ
うに、樹脂製の外径が１０ｍｍであり、非磁性金属製の
真棒４６ａの外径が６ｍｍであり、スクリューピッチが
２０ｍｍであり、３００ｒｐｍで回転するようになって
いる。

【００５７】本実施形態では、搬送スクリュー４６は、
現像装置４に備えられた回転部材等の不要な回転を抑制
しトナーの劣化を低減するための現像クラッチがオンの
状態の際にスリーブ４２とともに回転し、上記現像クラ
ッチがオフの状態の際にスリーブ４２とともに停止する
ようになっている。

【００５８】尚、トナー補給時のみ搬送スクリュー４６
を回転させるようにすることも可能だが、この場合、ス
リーブ４２等の駆動とは別のモータを設けるか、該駆動
をクラッチを介して搬送スクリュー４６に伝達しなけれ
ばならないため、構造が複雑でコストが高くなる。

【００５９】トナー容器４１内のトナー量検知のための
トナーセンサ４７ａ，４７ｂは、ジルコン酸チタン酸鉛
等製の圧電素子であり、検知面は直径９ｍｍの円形を呈
し、図２に示すように、現像装置４の図中手前側側面で
あって、撹拌搬送部材４４ｂ，４４ｃの回転半径内の図
中右上方に取り付けられている。

【００６０】これは、現像装置４のスリーブ４２等の駆
動歯車等が現像装置４の図中奥側に配設され、スペース
的に余裕がないためである。

【００６１】トナーセンサ４７ａ，４７ｂは、単位検知
時間（２５０ｍｓ）における検知面のトナーによる被覆
率が、所定値以上になると「トナー有り」としてＨレベ
ルの信号を出力し、所定値以下になると「トナー無し」
としてＬレベルの信号を出力するが、トナーセンサ４７
ａ、トナーセンサ４７ｂは、その目的を異にする。

【００６２】即ち、トナーセンサ４７ａは、トナー無し
を検知すると、トナーカートリッジ９からトナー容器４
１にトナーを補給させ、図１１に示すように、更にユー
ザー等に対してトナーカートリッジ交換を要する旨の警
告を発するのに対し、トナーセンサ４７ｂは、トナー無
しを検知すると、コピーボタンを押してもコピーを行わ
なかったり、接続しているコンピューター等からプリン
ト命令が発せられても、図１２に示すようにそれを拒否
するようにするのである。

【００６３】又、本実施形態においては、トナーセンサ
の検知面にトナーが付着してしまうと、誤検知が生ずる
ため、撹拌搬送部材４４ｂ、４４ｃに取着した図８に示
すような清掃部材４９を回転させながら、定期的にセン
サ面に付着したトナーを掻き落している。

【００６４】トナー容器４１内のトナー残量が約３２０
〜３４０ｇである場合には、トナーカートリッジ交換を
行った方が良いことは勿論であるが、本実施形態では、
所定の期間、即ちトナー残量が約１４０〜２００ｇにな
るまでは、画像形成を許可するようになっている。

【００６５】しかし、トナー容器４１内のトナー残量が
約１４０〜２００ｇになった場合に、トナーの補総が行
われずに画像形成動作が継続して行われたとすると、画
像の白抜けが発生する可能性があるため、図１２に示す
ように、画像形成命令を拒否するようになっている。

【００６６】そこで、本実施形態においては、Ｈレベル
の信号が出力されている時間の所定時間内における比率
がトナーセンサ４７ａにおいて４０％となった場合に
は、トナーカートリッジ９からトナー容器４１へトナー
を補給し、上記比率が０％とどなった時にトナーカート
リッジ交換を促し、更にトナーセンサ４７ｂにおいて上
記比率が０％となったときに画像形成動作を禁止するこ
ととした。

【００６７】したがって、最大３４０−１４０＝２００
（ｇ）、最小３２０−２００＝１２０（ｇ）のトナーに
より、トナー補給指示を発せられてから、画像形成動作
が拒否される時点まで、即ち、画像形成装置からトナー
カートリッジ９０が離脱した状態で、２０００枚（＝Ｎ
ｐ１）以上の連続画像形成動作が可能である（画像比率
６％の標準的画像濃度の文書を横送りでＪＩＳ規格Ａ４
サイズの標準転写材の片面に印刷した場合、以下同
じ）。

【００６８】上記トナー補給指示は、画像形成装置の前
側上部に配設されたスピーカー１２４ａ，１２４ｂから
「トナーカートリッジを交換して下さい」旨のメッセー
ジを繰り返し発することにより行われ、同時に、図１１
若しくは図１２に示すように、液晶パネル１２１にも上
記メッセージが表示される。

【００６９】トナーカートリッジ９から供給されたトナ
ーは、搬送スクリュー４６の回転によって、トナー搬送
部４１ｄの長手方向（図６に示す矢印Ｃ方向）に搬送さ
れ、トナー供給量制御壁（以下、スクリュー壁という）
４９ａを逐次乗り越えてトナー搬送領域４１ａ内に落下
する。

【００７０】トナー搬送領域４１ａ内に落下した新しい
トナーは、撹拌搬送部材４４ａ，４４ｂ，４４ｃによっ
て旧トナーと撹拌混合され、トナー容器４１の開口部に
配設されたスリーブ４２へと供給される。

【００７１】上述したスクリュー壁４９ａは、トナーカ
ートリッジ９から供給されたトナーがトナー容器４１の
長手方向において略均一に供給されるように制御するた
めのものである。

【００７２】図６は、図１の矢印Ｇ方向からスクリュー
壁４９ａを投影した図であり、スクリュー壁４９ａは、
トナーが供給される手前側から奥側にかけて高さが低く
なる形状なしている。 そのため、トナーカートリッジ
９から供給されたトナーは上記手前側から若干量ずっ順
次落下して、落下残りが奥側へ搬送スクリュー４６によ
って搬送される。

【００７３】このように、スクリュー４９ａの高さを奥
に行くに従って低くすることにより、トナー容器４１の
長手方向全域に亘るトナー搬送領域４１ａへの略均一供
給を行っている。

【００７４】スクリュー壁４９ａは、全長３０８ｍｍ
で、図６に示される形状をなし、手前側端部の上端は搬
送スクリュー４６中心軸より１．０ｍｍ高く、奥側端部
の上端は搬送スクリュー４６中心軸より３．０ｍｍ低
く、又、搬送スクリュー４６外径との間隙Ｄｓｗは１．
５ｍｍである。

【００７５】本実施形態においては、トナーカートリッ
ジ９からトナー搬送部４１ｄへのトナー供給量は約３０
ｇ／ｍｉｎである。

【００７６】これは、図１３及び図１５に示すように、
トナー容器内のトナー量が少ないほど、画像形成装置の
長期停止後の画像品位低下が抑制され、速やかな画像品
位回復が可能だからである。

【００７７】次に、トナー容器４１内のトナー量減少動
作について説明する。

【００７８】本実施形態にあっては、図１４に示すよう
に、画像形成装置の長期停止期間が開始するＴｂｐ（時
間）前すなわち、その日の使用終了予定時刻のＴｂｐ
（時間）前になると、トナーカートリッジからのトナー
搬送頻度を減少させる。

【００７９】即ち、通常時は、前述の如く、Ｈレベルの
出力信号が出力されている時間の比率が４０％となった
場合にトナーカートリッジからトナー補給を行うが、使
用終了予定時刻のＴｂｐ（時間）前になると、上記比率
を３０％に低下させるのである．通常時におけるトナー
容器４１のトナー残量ｗｔは３８０〜４００ｇである
が、これにより、その日の使用終了時におけるトナー容
器４１のトナー残量は、Ｔｂｐを２時間とした場合２８
０〜３００ｇ、Ｔｂｐを１時間とした場合３３０〜３５
０ｇとなる。

【００８０】但し、その日の使用開始時刻が、その日の
使用終了予定時刻のＴｂｐ（時間）内であった場合は
あ、その日の使用開始時刻から、トナーカートリッジ９
からのトナー搬送頻度は変化させないこととなる。

【００８１】図１７乃至図２４は、使用パターンカード
による使用パターン変更の際の液晶パネル１２１の表示
を示す。

【００８２】ここで、使用パターンカードとは、ＰＣカ
ード（ＪＥＩＤＡ（日本電子工業振興協会）のＰＣカー
ド委員会と米国ＰＣＭＣＩＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏ
ｍｐｕｔｅｒ Ｍｅｍｏｒｙ Ｃａｒｄ Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）が共同で進
めている規格に従った（パーソナルコンピュータ等上で
利用するカード状の周辺機器）である。

【００８３】使用パターンカードには、最大約１０００
個の使用パターンを記憶することができるようになって
おり、図１６に示すような表示がされている場合におい
て、使用パターンカードによる使用パターン入力を選ぶ
と、先ず、図１７に示すようなメッセージが表示され
る。

【００８４】この表示に促され、使用パターンカードを
図９に示す画像形成装置の操作部１２の挿入口１２２に
挿入すると、図１８に示すような登録済みの使用パター
ンの一覧が表示される。

【００８５】所望の使用パターンを選択すると、図１９
に示すように、当該使用パターンが表示され、図２０に
示すように、使用パターンカードを読み込むかどうかの
確認が求められるので、確認すると、使用パターンカー
ド内の使用パターンが読み込まれる。本実施形態にかか
る画像形成装置は、画像形成装置の動作の制御の基本情
報として使用される計時手段１２５と、画像形成装置の
製造日から約１０年間の暦情報等が記憶されているメモ
リ１２６とを有している。

【００８６】本実施形態において、画像形成装置の工場
集荷時およびサービスマンによるリセット時に、メモリ
１２６に記憶されている情報（以下、基本使用パターン
という）は次次ぎの如く設定されている。

【００８７】＜基本使用パターン＞ ａ．一週間のうち、画像形成装置が使用されるのは、月
曜日から金曜日である。 ｂ．一日のうち、画像形成装置が使用されるのは、８時
から１８時である。 ｃ．祝祭日、及び１２月３０日から１月１日には画像形
成装置は使用されない。

【００８８】もちろん、基本使用パターンは、ユーザー
の好み及び使用環境等に合わせて変更可能である。

【００８９】即ち、ユーザーの企業の休業日、臨時営業
日等、国別の祝祭日等を手動入力可能であり、又は、ユ
ーザーの好み及び使用環境等に合わせた使用パターンを
予め記憶させたメモリカードにより行うことも可能であ
る。

【００９０】本実施形態にかかる画像形成装置において
は、かかる使用パターンに基づいた主電源の自動オンオ
フ等が可能であるが、それだけでなく、かかる画像形成
装置は、使用パターンを、画像形成装置の長期停止前の
トナー容器４１内のトナー量減少のために用いる。

【００９１】図２１乃至図２４は、手動操作による使用
パターン変更の手順を示す。

【００９２】図１６に示す表示において、手動操作によ
る使用パターン入力を選び、メッセージに従い、図２１
に示すようにユーザー企業の休業日や、図２３に示すよ
うに臨時開業入使用開始時刻、使用終了時刻等を入力
し、入力が完了したら、図２４に示すように使用パター
ン名を付して保存する。

【００９３】尚、画像形成装置に接続されたパーソナル
コンピュータ等の端末装置上でも、同様の操作が可能だ
が、その説明は割愛する。

【００９４】次に、画像形成装置を使用しない状態が長
時間継続した直後の動作について説明する。 使用パタ
ーンにおいて指定された使用開始時刻の１５分前になる
と、図１６に示すように自動的に起動し、潜像担持体１
の回転及びスリーブ４２の回転等が開始される。

【００９５】更に、画像形成装置を使用しない状態が１
週間以上継続した場合であって、所定の画像比率以上の
画像、即ち、暗部面積比率ηＤＫが、８０％以上の「濃
い」画像の出力命令があった場合、その出力動作開始を
約３０分又は１０００枚後のどちらか早い時点まで延期
する。

【００９６】かかる場合には、出力命令を受けてすぐに
出力したとしても、トナー帯電が不十分なため画像品位
が不十分であるから、トナー帯電が十分になるまで、画
像出力（画像形成）開始を延期し、トナー帯電が十分に
なった時点で、画像出力を行うのである。

【００９７】もちろん、画像品位が不十分でもすぐにプ
リントを必要とするユーザーは、即時出力指示を発する
ことで、かかる画像出力の延期を行わないようにするこ
とができる。

【００９８】又、ηＤＫを高めに設定することにより、
画像出力の延期がなされる頻度を低減することもでき
る。

【００９９】尚、ηＤＫの算出は次ぎのように行う。

【０１００】例えば、Ａ４サイズのベタ画像の複写を行
うとき、画像入力部が原稿を４００ｄｐｉ［ｄｏｔ／ｉ
ｎｃｈ］で読み込むとすると、原稿は約４５００×３０
００画素で読み込まれることになる。

【０１０１】又、ベタの画像データは２５５（ベタ黒）
であるから、ビデオカウント数Ｎｖｃは画素数×２５５
≒３．４４×１０９となり、このときηＤＫ＝１とな
る。

【０１０２】プリンタモードの場合は、ηＤＫは出力す
べき画像の情報に基づいて決定され、端末装置から画像
形成装置へ転送される。

【０１０３】表１に、本実施形態にかかる画像形成装置
の性能を示す。

【０１０４】

【表１】 尚、表１における記載のデータは、常温常湿環境（２０
℃、５０％ＲＨ）でのものである。

【０１０５】又、一日の画像出力頁数は２５００頁、一
日の画像形成装置主電源オン時間は７時４５分から１８
時１５分までの１０時間であり、土曜日及び日曜日は稼
動しないものと仮定した。

【０１０６】更に、画像反射濃度は、直径５ｍｍで反射
濃度１．１の円形原稿を複写した同一プリント上の５点
の反射濃度を、Ｍａｃｂｅｔｈ社の反射濃度計ＲＤ９１
４型を用いて測定した平均値である。

【０１０７】又、かぶりは、東京電色社製の反射計ＴＣ
−６ＤＳで測定したトナー補給前のべた白画像の反射率
からトナー補給後のべた白画像の反射率を減じたもので
ある。

【０１０８】更に、コストは、「従来技術による比較例
１」を１とする相対値である。

【０１０９】（第二の実施形態）次に、本発明の第二の
実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同様
の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【０１１０】本実施形態は、使用パターンを画像形成装
置自らが学習し、初期設定をユーザーの使用パターンに
応じて最適化する点が第一の実施形態と大きく異なる。
尚、その他の点については第一の実施形態と同様である
ので、説明を割愛する。

【０１１１】図１０及び図２９に基づき本実施形態にか
かる画像形成装置の動作を説明する。

【０１１２】かかる画像形成装置にあっては、先ず、主
電源が投入されると画像形成装置は使用可能状態となる
（Ｓ１０１）。

【０１１３】この時点では、通常用給電部１１１とスリ
ープ用給電部１１２はともに動作しており、制御手段１
２３は、通電状態である。尚、この状態が通常使用状態
である（Ｓ１０２）。 画像形成装置は、出力命令を受
信すると、出力処理をし（Ｓ１０３）、この処理と並列
して制御手段１２３は画像形成時刻の学習結果から計算
するスリープ時刻となったかどうかを監視する（Ｓ１０
４）。

【０１１４】ここで、スリープ時刻となると制御手段１
２３は主電源投入／スリープ切換信号線１１３を通して
通常用給電部１１１停止する（Ｓ１０５）。尚、この状
態がスリープ状態であり、制御手段１２３のみが動作し
ている。

【０１１５】次に、制御手段１２３は画像形成時刻学習
結果から計算する主電源投入時刻となったかどうかを監
視する（Ｓ１０６）。

【０１１６】次に、図３０に基づき、画像形成時刻の学
習方法及びスリープ時刻並びに主電源投入時刻の計算方
法について説明する。

【０１１７】尚、図１４に示す学習時に使用する各変数
の名称と内容は次のとおりである。 ＮＰＲＮＴ 前日の０時より次の日の０時までの総出力頁数 ＮＰＲＡＶ 前日までの１時間あたりの平均出力枚数 ＨＳＴＲＴ 前日に最初の出力を行った時刻 ＨＳＯＰＴ 最初の出力を行った時刻の学習結果 ＨＥＮＤ 前日に最後の出力を行った時刻 ＨＥＯＰＴ 最後の出力を行った時刻の学習結果 ＨＮＯＷ 現在時刻 ＨＯＮ 主電源投入時刻 ＨＯＦＦ 主電源切断時刻 ＨＯＰＴＭ トナー搬送頻度変更時刻の学習結果 ＰＵＰ 画像形成装置使用初日のデータを無効とするためのフラグ （初日は０とし、２日日以降は１とする） ユーザ等が画像形成装置導入後最初に主電源を投入する
と（Ｓ１００）、制御手段１２３は、トナー搬送頻度変
更時刻の学習及びスリープ時刻並びに主電瀬投入時刻の
計算に必要な変数を初期化する（Ｓ１０７）。

【０１１８】即ち、ＮＰＲＮＴ（前日のプリント頁数）
を０、ＮＰＲＡＶ（一時間あたりの出力頁数の平均値）
を２５０とし、画像形成装置使用初日を示すためにＰＵ
Ｐを０とする。ＨＯＰＴＭ（トナー搬送頻度変更時刻の
学習結果）として１６時を、ＨＳＴＲＴ（最初の出力を
行った時刻）ＨＥＮＤ（最後の出力を行った時刻）とし
てそれぞれ８時、１８時を、ＨＯＮ（主電源投入時刻）
として７．７５（７時４５分）、ＨＯＦＦ（主電源切断
時刻）として１８．２５（１８時１５分）をセットす
る。

【０１１９】その後、制御手段１２３は、ＨＮＯＷ（現
在時刻）が０時になったときに画像形成時刻の学習等の
処理を行なう。

【０１２０】先ず、現在が主電源投入の初日であるかど
うかをチェックする（Ｓ１０９）。

【０１２１】そうである場合はＰＵＰのフラグを０にし
て（Ｓ１１０）、ＮＰＲＮＴ（プリント頁数）のクリア
（Ｓ１１１）だけを行い、そうでない場合には、ＮＰＲ
ＮＴのチェックを行なう（Ｓ１１２）。

【０１２２】ＰＲＮＴが０の場合は、そのまま何もしな
いで終了し（Ｓｌ１３）、ＮＰＲＮＴが１以上の場合に
は学習及び再計算を行う（Ｓ１１４）。

【０１２３】ＨＯＰＴＭの学習は、 （式１） ＨＯＰＴＭ＝（ＨＯＰＴＭ＋ＨＥＯＰＴ）／２−１ に従う。

【０１２４】即ち、ＨＯＰＴＭにて示される学習結果と
最後の出力時刻の学習結果の平均をとり、１時間減じた
ものを新しい学習結果としてＨＯＰＴＭに格納する。

【０１２５】従って、前日のＨＯＰＴＭが１６時で、前
日のＨＥＯＰＴが１８時であれば、ＨＯＰＴＭは変化し
ないことになる。

【０１２６】ＨＥＯＰＴの学習は、 （式２） ＨＥＯＰＴ＝（ＨＥＯＰＴ＋ＨＥＮＤ）／２ に従う。

【０１２７】即ち、ＨＥＯＰＴにて示される前日の学習
結果と当日の最後の出力時刻の平均をとったものを新し
い学習結果としてＨＥＯＰＴに格納する。

【０１２８】但し、０時において、画像形成装置の主電
源が投入されている場合は、ＨＥＮＤ＝２４時とする。

【０１２９】この後、ＮＰＲＮＴ（プリント頁数）を０
にセットする（Ｓ１１１）。

【０１３０】制御手段１２３は、出力開始命令を受信し
たかどうかを監視する（Ｓ１１５）。

【０１３１】その日の最初の出力命令を受信したら、出
力時刻ＨＳＴＲＴの記憶を行う（Ｓｌ１６）。

【０１３２】先ず、ＮＰＲＮＴ（出力頁数）を１だけ進
め（Ｓｌ１７）、ＮＰＲＮＴが１の場合には、ＨＳＴＲ
Ｔ（１枚目プリント時刻）にＨＮＯＷ（現在時刻）を入
力するとともにＨＥＮＤ（最終プリント時刻）にＨＮＯ
Ｗを入力する（Ｓｌ１８）。ＮＰＲＮＴが２枚以上の場
合には、ＨＥＮＤにＨＮＯＷを入力する（Ｓ１２０）。

【０１３３】以上のような構成を有する本実施形態にか
かる画像形成装置によれば、ユーザ等は、設定の煩わし
さから開放され、安定した出力画像を得ることができ、
表１に示すように、本実施形態によっても、すべての点
で優れた画像形成装置が実現される。

【０１３４】（第三の実施形態）次に、本発明の第三の
実施形態について説明する。尚、第一の実施形態及び第
二の実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付
し、その説明を省略する。

【０１３５】本実施形態においては、ＨＯＰＴＭ（トナ
ー搬送頻度変更時刻の学習結果）の学習方法が第二の実
施形態と異なる。

【０１３６】即ち、ＨＯＰＴＭの学習は （式３） ＨＯＰＴＭ＝ＨＥＯＰＴ−２×２５０／ＮＰＲＡＶ に従う。

【０１３７】ここで、「２」とは、上述したＴｂｒの標
準値「２時間」を示し、「２５０」とは、時間あたりの
出力頁数の標準値である。

【０１３８】更に、 （式４） ＮＰＲＡＶ＝ＮＰＯＰＴ／（ＨＥＯＰ＋ＨＳＯＰＴ） で与えられる。

【０１３９】つまり、前日までの一時間あたりの出力貫
数の平均値ＮＰＲＡＶが小さければ、トナー搬送頻度変
更を早めに行い、大きければ遅くするわけである。

【０１４０】又、ＮＰＲＡＶが２５０（枚／分）であれ
ば、ＨＯＰＴＭは変化しないことになる。

【０１４１】尚、 （式５） ＨＳＯＰＴ＝（ＨＳＯＰＴ＋ＨＳＴＲＴ）／２ で与えられる。

【０１４２】次に、本発明の有効性判断の材料とすべ
く、従来技術による比較例を示す。

【０１４３】＜従来技術による比較例＞本比較例にかか
る画像形成装置について説明する。尚、第一の実施形態
と同様の構成に関しては、説明を省略する。

【０１４４】本比較例にかかる画像形成装置は、現像剤
担持体たるスリーブの停止状態が長期間継続する前の期
間において、主現像剤容器たるトナー容器内に存在する
現像剤たるトナーの量を減少させることがない点のみが
第一の実施形態と異なる。

【０１４５】スリーブの停止状態が長期間継続した後に
おいて、本比較例にかかる画像形成装置の出力画像の画
像反射濃度は、第一の実施形態に係るものに比較して、
図２７に示すごとく安定に時間がかかり、かぶりについ
ても、同様に劣る結果となる。

【０１４６】以上本発明の実施形態をいくつか掲げた
が、これらに限定されるものではなく、例えば、二以上
の現像剤担持体を有する現像装置や、トナー規制手段と
して現像剤担持体に接触する方式の現像装置、現像剤担
持体及び該現像剤担持体に内包される磁界発生手段が共
に回転する現像装置、潜像担持体に接触する現像装置を
有する画像形成装置等でもよい。

【０１４７】換言すれば、本発明の属する技術分野にお
ける通常の知識を有する者にとって、或いは、本発明の
趣旨に鑑みれば些細な置換、転用、付加等と認められる
すべての変更は、本発明の思想の範疇内に包含されるこ
とは勿論である。

【０１４８】

【発明の効果】以上説明したように、本出願にかかる発
明によれば、画像形成装置を使用しない状態が長期間継
続した直後における画像品位低下を抑制し、現像剤担持
体の空回転時間を短縮すると共に、画像形成装置内部の
トナー飛散を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
の正面断面図である。

【図２】図１に示す画像形成装置に備えられた現像装置
の断面図である。

【図３】図２に示す現像装置に備えられた現像剤担持体
及び潜像担持体の間に印加される現像バイアスの波形を
説明するための図である。

【図４】図１に示す画像形成装置に備えられた副現像剤
容器の断面図である。

【図５】図４に示す副現像剤容器の斜視図である。

【図６】図２の現像装置に備えれたトナー落下規制部材
の図である。

【図７】図２の現像装置に備えれたトナー搬送スクリュ
ーの図である。

【図８】図７のトナー搬送スクリューの断面図である。

【図９】図１の画像形成装置の立面図である。

【図１０】図１の画像形成装置の動作制御を説明するた
めのブロック図である。

【図１１】副現像剤容器の交換を要する際の操作部の液
晶パネルの表示を示す図である。

【図１２】画像形成命令拒否の際の操作部の液晶パネル
の表示を示す図である。

【図１３】画像出力頁数に対する画像反射濃度推移を示
す図である。

【図１４】本発明の第一の実施形態における画像形成動
作開始から終了までのトナー残量推移を示す図である。

【図１５】画像出力頁数に対するかぶり推移を示す図で
ある。

【図１６】操作部の液晶パネルの表示を示す図である。

【図１７】操作部の液晶パネルの表示を示す図である。

【図１８】操作部の液晶パネルの表示を示す図である。

【図１９】操作部の液晶パネルの表示を示す図である。

【図２０】操作部の液晶パネルの表示を示す図である。

【図２１】操作部の液晶パネルの表示を示す図である。

【図２２】操作部の液晶パネルの表示を示す図である。

【図２３】操作部の液晶パネルの表示を示す図である。

【図２４】操作部の液晶パネルの表示を示す図である。

【図２５】画像出力頁数に対する画像反射濃度推移を示
す図である。

【図２６】画像出力頁数に対するかぶり推移を示す図で
ある。

【図２７】画像出力頁数に対するトナー残量推移を示す
図である。

【図２８】画像出力頁数に対するかぶり推移を示す図で
ある。

【図２９】本発明の第二の実施形態にかかる画像形成装
置の通常使用状態及びスリープ状態における動作を説明
するための図である。

【図３０】本発明の第二の実施形態にかかる画像形成装
置の画像形成時刻の学習方法と、スリープ時刻並びに主
電源投入時刻の計算方法とを説明するための図である。

【符号の説明】

ｔ トナー（現像剤） １ 潜像担持体 ４ 現像装置 ９ トナーカートリッジ（副現像剤容器） ４１ トナー容器（主現像剤容器） １２３ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA14 DA44 DD02 DE10 EA06 EC06 EC10 ED10 EE02 EE03 EE04 EE08 EJ18 EK03 GA23 GA30 GA47 GB05 GB19 2H077 AA03 AA09 AA12 AA35 AB02 AB04 AB12 AB14 AD06 AD13 AD18 AD36 BA02 BA03 BA07 DA15 DA18 DA75 DB03 DB10 DB14 DB21 DB22

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像を担持する潜像担持体に現像剤を付
   与することにより該潜像を可視化する現像装置であっ
   て、現像剤を収容する主現像剤容器と、潜像担持体に対
   向して配設され上記現像剤を担持する現像剤担持体と、
   現像剤を収容し主現像剤容器内の現像剤量が第一所定量
   となるよう主現像剤容器内に現像剤を補給可能な副現像
   剤容器と備える現像装置において、現像剤担持体の駆動
   中断予定時間を予め設定し、現像剤担持体の駆動中断時
   に主現像剤容器内の現像剤量が上記第一所定量より少な
   い第二所定量となるよう、副現像剤容器による現像剤補
   給量を制御する制御手段を備え、制御手段は、上記駆動
   中断予定時間前の所定時間内に亘り、副現像剤容器によ
   る主現像剤容器への現像剤補給量を減少させるように設
   定されていることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 現像剤担持体の駆動中断予定時間前の所
   定時間内に亘る副現像剤容器による現像剤補給量の減少
   は、副現像剤容器による現像剤補給速度を低下させるこ
   とにより行われることとする請求項１に記載の現像装
   置。
3. 【請求項３】 現像剤担持体の駆動を所定時間以上継続
   して中断させた後に、所定値以上の画像比率の画像を出
   力する場合は、所定時間経過するまで該画像の出力を待
   機した後出力することとする請求項１又は請求項２に記
   載の現像装置。
4. 【請求項４】 現像剤担持体の駆動中断予定時間は、現
   像装置の過去の使用状況に基づき設定されることとする
   請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の現像装
   置。
5. 【請求項５】 現像剤担持体の駆動中断予定時間は、予
   め設定された現像装置の稼動計画情報に基づき設定され
   ることとする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記
   載の現像装置。
6. 【請求項６】 現像剤担持体の駆動中断予定時間前の所
   定時間内に亘る副現像剤容器による現像剤補給量の減少
   は、副現像剤容器による現像剤補給頻度を低下させるこ
   とにより行われることとする請求項１乃至請求項５のい
   ずれか一項に記載の現像装置。
7. 【請求項７】 一連の画像形成プロセスによって形成さ
   れた画像を記録媒体に記録する画像形成装置であって、
   請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の現像装置
   を備えることを特徴とする画像形成装置。