JP2007286479A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度画像を連続して形成しても、濃度ムラを生じ難く、トナーカブリも少なくできる画像形成装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、制御装置５０に制御されて画像形成を行う。制御装置５０は、画像メモリ５３に格納された画像情報またはレーザ露光装置１３の露光時間等からトナー消費が多い高密度画像の連続画像形成を判断し、高密度画像が連続すると判断した際には所定頁数毎に画像形成を中断して空運転を所定時間実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いて記録用紙等の記録媒体に画像を形成する画像形成装置およびその制御方法に関する。

電子写真方式を利用する複写機やプリンタ等の画像形成装置は、たとえば感光体ドラム上に形成された静電潜像を、現像装置によって現像剤（トナー）で現像してトナー像とし、この感光体ドラム上に形成されたトナー像を、記録媒体上に転写・定着するように構成されている。トナー像を記録媒体上に転写した後に感光体ドラムに残存したトナーは、クリーニング装置によって除去され、回収される。

このような画像形成装置に用いられる現像装置としては、磁性トナーを使用する一成分現像方式と、トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤を使用する二成分現像方式とがある。近時、特にカラー画像形成装置においては、磁性体粒子を含まないカラートナーを使用する二成分現像方式が主流となっている。
そのような二成分現像方式の現像装置として、現像ロールを備えるハウジング内に、現像ロールと平行にたとえば互いに逆回転する２本のスパイラルオーガを備え、スパイラルオーガの回転によって現像剤を攪拌しつつハウジング内を循環移動させ、トナーをキャリアとの摩擦で帯電させて現像ロールに供給するように構成されたものがある（特許文献１参照）。
二成分現像方式では、現像作用に伴ってトナーのみが消費され、現像剤中のトナー含有率が変化する。このため、現像剤の搬送移動方向の最も上流側に、消費に伴って新たなトナーが供給され、トナー含有率を一定に保つように構成される。なお、ここで言うトナー含有率は、（トナー重量／現像剤の総重量）×１００（％）で規定されるものである。

ところで、画像形成装置において、クリーニング装置によって回収されたトナー（回収トナー）を現像装置に戻して再利用する構成（トナーリサイクル）が知られている（特許文献２参照）。
特許文献２における電子写真装置は、クリーニング装置に残トナー用排出口を設ける一方、現像装置の残トナー用排出口よりも低い位置に残トナー回収口を設け、クリーニング装置の残トナー排出口と現像装置の残トナー回収口との間を搬送経路（搬送路）で結んで構成される。そして、クリーニング装置が除去した残トナーを、搬送経路内を自然落下させて現像装置に戻すようになっている。

特開２００５−２６６２８０号公報 特開２００１−２２１８１号公報

上記のごとく、現像剤を現像ロールと平行（すなわち感光体ドラムと平行）に搬送しつつ供給する構成の現像装置では、現像剤の移動方向上流側からトナーが消費されるため、下流側に行くほど現像剤のトナー含有率が低下するという特性がある。
このため、特に、高密度の画像を多数連続して形成すると、下流側でのトナー含有率の低下が顕著になって、形成画像上に濃度ムラ（濃度差）が生ずるという問題があった。
図１１に、高密度画像を連続形成した際に、現像剤の移動方向上流側と下流側に対応する画像上の濃度差を調べたグラフを示す。図中、横軸は画像形成頁数、縦軸は現像剤の移動方向上流側と下流側に対応する記録用紙の両側部における画像濃度の差を示す。記録用紙のサイズはＡ３、形成画像の密度は１００％である。この図から、濃度差は、Ａ３サイズの記録用紙で約５０枚程度まで画像形成頁数に応じて拡大し、その後、大きな濃度差で安定することが解る。なお、図中濃度の指標は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製４０４Ａ濃度検査装置の指標に基づくものである。

また、前述のトナーリサイクルを行う構成では、クリーニング装置から戻されるトナー（リサイクルトナー）には帯電性が劣化しているものがあり、そのようなトナーは帯電させるのに長い攪拌時間を要する。このため、トナーリサイクルを行う画像形成装置では、前述の高密度画像連続形成時における上下流の濃度差がより出やすい。
さらに、リサイクルトナーには逆極性に帯電するものもあり、このようなトナーは感光体の静電潜像以外の部位に付着してトナーカブリを生じさせるという問題もある。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、高密度画像を連続して形成しても、濃度ムラを生じ難く、トナーカブリも少なくできる画像形成装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本願発明に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、像担持体に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤によって現像する現像装置と、を備え、トナー消費の多い所定条件の連続する画像形成を実行する際には、連続する画像形成を中断して空運転を所定時間実行することを特徴とする。
また、本願の他の発明に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、像担持体に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤によって現像する現像装置と、を備え、トナー消費の多い所定条件の連続する画像形成の際には、連続する画像形成の間隔を通常の画像形成の際より広く設定し、画像形成間隔中は空運転を行うことを特徴とする。

ここで、上記所定条件は、画像密度と連続頁数とによって予め定められた値であることを特徴とすることができる。また、その値を格納する記憶手段と、記憶手段に格納された値を用いて画像形成前または画像形成途中にトナー消費の多い画像形成であることを判断する判断手段と、を更に備えたことを特徴とすることができる。
さらに、像担持体上のトナーを除去して回収するクリーニング装置と、クリーニング装置が回収した回収トナーを現像装置に搬送して再利用に供するトナー再利用機構と、を更に備え、回収トナーを再利用する際には、トナー消費の多い所定条件を、回収トナーを再利用しない際に比較して所定量低く設定することを特徴とすることができる。
また、トナー消費の多い所定条件の画像形成の際には、現像剤のトナー含有率を所定量高く設定することを特徴とすることができる。
また、トナー消費の多い所定条件の連続する画像形成の際には連続する画像形成の間隔を通常の画像形成の際より広く設定するものにおいて、所定条件は画像密度と連続頁数とによって定められ、画像密度に応じて画像形成間隔を変化させることを特徴とすることができ、画像密度が所定以上で画像形成間隔を一定の値に拡大することを特徴とすることができる。

本願発明に係る画像形成装置の制御方法は、像担持体に形成された画像の静電潜像を、トナーを含む現像剤によって現像する画像形成装置の制御方法であって、画像形成前または画像形成中に画像密度と連続頁数との情報を取得するステップと、画像密度と連続頁数とを予め定められた基準値と比較してトナー消費の多い連続画像形成を判断するステップと、トナー消費の多い連続画像形成と判断された場合に通常画像形成とは異なる高密度連続制御を行うステップと、を含むことを特徴とする。
本願の他の発明の画像形成装置の制御方法は、像担持体に形成された画像の静電潜像を、トナーを含む現像剤によって現像する画像形成装置の制御方法であって、画像形成前または画像形成中に画像密度と連続頁数との情報を取得するステップと、画像密度と連続頁数の積を、予め定められた基準値と比較してトナー消費の多い連続画像形成を判断するステップと、トナー消費の多い連続画像形成と判断された場合に通常画像形成とは異なる高密度連続制御を行うステップと、を含むことを特徴とする。
ここで、上記制御方法における高密度連続制御は、所定頁数毎に連続する画像形成を中断して空運転を所定時間実行することを特徴とすることができる。
また、高密度連続制御は、連続する画像形成の間隔を通常の画像形成の際より広く設定し、画像形成の間隔中は空運転を行うことを特徴とすることができる。

以上のように構成された本発明の画像形成装置およびその制御方法によれば、高密度画像を連続して形成しても、濃度ムラの発生を抑制することができる。また、トナーカブリを抑制することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本実施の形態を適用した画像形成装置１のブロック構成図である。

画像形成装置１は、表面に感光体層を有する像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像を記録用紙Ｐに転写させる二次転写部３０と、トナー像を記録用紙Ｐ上に定着させる定着装置４０とを備えている。
また、画像形成装置１の全ての機構制御と画像処理とを行う制御装置５０を備えている。
なお、本発明は、中間転写ベルトを備える構成に限るものではなく、感光体ドラムから記録用紙に直接トナー像を転写する構成であっても良い。さらに、感光体ドラムを備える画像形成部が中間転写ベルトに臨んで複数配設され、それら画像形成部で異なる色（イエロー，マゼンタ，シアン，黒）のトナーで画像形成を行って全体としてカラーの画像を形成するいわゆるタンデム式のカラー画像形成装置等に適用しても良いものである。

感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を一様に帯電させる帯電ロール１２と、帯電した感光体ドラム１１をレーザ光で走査して静電潜像を形成するレーザ露光装置１３と、静電潜像にトナーを付着させてトナー像化する現像装置６０と、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する転写ロール１４と、転写後に感光体ドラム１１上に残留したトナーを除去するクリーニング装置７０と、が配設されている。
レーザ露光装置１３は、制御装置５０に制御され、画像情報に基づいてレーザダイオードからのレーザビームを出射して、感光体ドラム１１の周面の感光体をその回転軸方向に露光走査（主走査）して画像情報に応じた静電潜像を形成する。

現像装置６０は、トナーとキャリアとを混合した現像剤を用いる二成分現像方式の現像装置である。現像剤を収容するハウジング６１に現像ロール６２を備えており、現像ロール６２を感光体ドラム１１に対向させて設けられている。ハウジング６１の内部には、二本のスクリューオーガ６３が現像ロール６２と平行に設けられており、このスクリューオーガ６３によってハウジング６１内の現像剤が、現像ロール６２に沿って攪拌されつつ搬送されて、ハウジング６１内を循環するようになっている。また、ハウジング６１には、トナー濃度センサ６４が設けられている。

トナー濃度センサ６４は、ハウジング６１の内部の現像剤の透磁率を検知し、その検知情報を現像剤のトナー含有率の適正維持制御のための情報として制御装置５０に出力する。なお、現像剤のトナー含有率の適正維持制御は、このようなトナー濃度センサ６４による検知情報に基づくものに限るものではない。たとえば、トナー濃度検知用の画像を中間転写ベルト２０上に形成し、その画像濃度をセンサで読み取って行うものであっても良い。

また、現像装置６０は、トナー補給装置８０およびトナー再利用機構としての回収トナー搬送機構９０と接続されており、トナー補給装置８０から新しいトナーが、回収トナー搬送機構９０からリサイクルトナーがそれぞれ供給されるようになっている。これらトナー補給装置８０からの新トナーの供給と、回収トナー搬送機構９０からのリサイクルトナーの供給は、制御装置５０によって制御されるようになっている。この制御装置５０によるトナー供給制御に関しては後に詳述する。

一次転写ロール１４は、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１１と対峙しており、ここが一次転写部となっている。一次転写ロール１４には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっており、感光体ドラム１１上のトナー像を静電吸引して、中間転写ベルト２０に一次転写する。

中間転写ベルト２０は、複数の張架ロールによって所定の経路で周回可能に張架されている。
中間転写ベルト２０の所定位置に臨んで、二次転写ロール３１が配設されており、この二次転写ロール３１と中間転写ベルト２０を挟んでその経路の外側に二次転写バックアップロール３２が配設されて、ここが二次転写部３０となっている。バックアップロール３２には二次転写バイアスが印加されると共に、二次転写ロール３１は接地されており、中間転写ベルト２０が担持したトナー像を、図示しない搬送機構によって搬送供給される記録用紙Ｐ上に二次転写する。

クリーニング装置７０は、ハウジング７１内にクリーニングブレード７２を備えており、そのクリーニングブレード７２を感光体ドラム１１に圧接させて設けられている。そして、一次転写部で中間転写ベルト２０にトナー像を転写した後も感光体ドラム１１上に残存するトナーを、クリーニングブレード７２によって掻き落としてハウジング７１内に回収する。ハウジング７１は回収トナー搬送機構９０と接続されており、ハウジング７１内に溜まった回収トナーは、回収トナー搬送機構９０に移送されるようになっている。

回収トナー搬送機構９０は、クリーニング装置７０から移送されたトナーを収容する回収トナー収容容器９１と、この回収トナー収容容器９１と現像装置６０および図示しない廃トナーボックスとを接続するトナー搬送路（再利用搬送路９２，破棄搬送路９３）とを備えている。これにより、クリーニング装置７０が感光体ドラム１１から除去した回収トナーを、回収トナー収容容器９１に一旦収容し、現像装置６０または廃トナーボックスに搬送する。
回収トナー収容容器９１と現像装置６０とを接続する再利用搬送路９２は、回収トナー収容容器９１の底部に接続されており、途中に開閉制御弁９２Ｖが介設されている。一方、回収トナー収容容器９１と現像装置６０および廃トナーボックスとを接続する廃棄搬送路９３は、回収トナー収容容器９１の底面から所定高さの側部に接続されている。また、それぞれのトナー搬送路（再利用搬送路９２，破棄搬送路９３）には、回収トナーを搬送するスクリュウオーガ等の搬送手段が設けられている。

このような構成の回収トナー搬送機構９０では、クリーニング装置７０から移送された回収トナーは、回収トナー収容容器９１に一旦収容され、所定量以上になると、その余剰の回収トナーが廃棄搬送路９３を介して廃トナーボックスに搬送され、回収トナー収容容器９１内には常時一定量の回収トナーが収容された状態が維持される。これにより、開閉制御弁９２Ｖを開くことによって常時回収トナーを再利用搬送路９２を介して現像装置６０に供給することができるようになっている。各トナー搬送路（再利用搬送路９２，破棄搬送路９３）の搬送手段の駆動と、開閉制御弁９２Ｖの開閉操作は、制御装置５０によって制御される。すなわち、制御装置５０によって、トナーリサイクルの実施・不実施の切り替えが制御されるようになっているものである。
定着装置４０は、加熱される定着ロール４１に加圧ロール４２が圧接配置されて構成され、トナー像が転写された記録用紙Ｐを定着ロール４１と加圧ロール４２の間に挟んで加熱・加圧して、記録用紙Ｐ上にトナー像を定着させる。

制御装置５０は、機構制御部５１と、画像制御部５２と、画像メモリ５３を備えている。
機構制御部５１は、図示しないが制御情報を格納する記憶手段としてのメモリを備えており、このメモリに格納された制御情報に基づいて、前述の現像装置６０におけるトナー含有率制御や、トナーリサイクルの制御（回収トナー搬送機構９０の制御）等を含む、画像形成のプロセスに関する各機構の制御を行う。
トナー含有率制御は、トナー濃度センサ６４によって検知された現像剤の透磁率から求められるトナー含有率に基づいて、定められたトナー含有率を維持するようにトナー補給装置８０から新しいトナーを補給させる。
また、トナーリサイクル制御は、図示しない操作パネルを介した使用者の選択操作に基づいて、回収トナー搬送機構９０から現像装置６０に至る再利用搬送路９２に介設された開閉制御弁９２Ｖを開閉操作すると共に、再利用搬送路９２内の搬送手段の駆動を入・切させて行う。

画像制御部５２は、画像読取装置ＳＣやコンピュータＰＣ等から入力された画像情報を、画像形成データに変換してレーザ露光装置１３に出力する。図示構成では、画像読取装置ＳＣによって読み取られたコピー画像情報はそのまま入力されて一枚毎の画像形成を行い、コンピュータＰＣ等からのプリント画像情報は一旦画像メモリ５３に格納した後、画像形成データに変換して連続して画像形成を行うようになっている。また、画像メモリ５３に格納された画像情報からその画像密度と頁数の情報を読み取って、制御情報とする機能を有している。

そして、画像形成装置１は、制御装置５０によって制御されて、下記のごとく画像形成を行う。
すなわち、感光体ドラム１１を回転させて表面の感光体を帯電ロール１２によって一様に帯電させ、その感光体を画像制御部５２が形成した画像形成データに基づいてレーザ露光装置１３を駆動させて露光して、静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置６０で現像してトナー像とし、このトナー像を一次転写部で記録用紙Ｐに転写する。ついで、記録用紙Ｐ上に転写されたトナー像を定着装置４０によって定着し、排出する。記録用紙Ｐにトナー像を転写した後も感光体ドラム１１上に残留するトナーは、クリーニング装置７０によって除去する。また、図示しない操作パネルを介した使用者の選択操作に基づいて、トナーリサイクルを実施する。

ここで、制御装置５０は、画像形成時において、画像密度と連続頁数に応じて異なる制御（以下、画像密度連続対応制御と称する）を行う。
画像密度連続対応制御は、画像情報等に基づいて高密度の画像形成が連続するか否かを判断し、高密度の画像形成が連続する場合には、現像装置６０の内部における現像剤のトナー含有率の差に起因する形成画像上の濃度ムラを防ぐ高密度連続制御を行う。高密度が連続しないと判断した場合には通常制御を行う。
高密度画像が連続するという判断の仕方は、画像情報の入力状況に応じて異なる。
すなわち、画像情報の入力形態には、たとえば、パーソナルコンピュータＰＣから複数頁の画像出力情報が一括して入力される際のように、制御装置５０が予め頁数情報を取得できる場合と、画像読取装置ＳＣがフィーダによって送られる原稿を読み取って、その都度画像形成を行ういわゆるコピーを取る際のように制御装置５０が予め頁数情報を取得できない場合とがある。
このため、予め頁数情報を取得できる場合には、スケジュールを定めて高密度連続制御を行うことができるが、予め頁数情報を取得できない場合にはその都度判断を行って必要に応じて高密度連続制御を行うことになる。

以下、この画像密度連続対応制御について詳細に説明する。
［実施の形態１］
図２に、予め頁数情報を取得できる場合の、画像密度連続対応制御の一例のフローチャートを示す。なお、各構成機構の符号については図１参照のこと。
まず、画像メモリ５３に格納された画像情報から、画像制御部５２を介して画像密度と頁数の情報を読み込む（Ｓ１０１）。そして、高密度画像が連続するか否かを判断する（Ｓ１０２）。すなわち、平均画像密度が所定以上であり、且つ、連続頁数が所定頁数以上であるか否かを判断する。ここで高密度画像が連続すると判断された場合には、画像形成を開始して（Ｓ１０３）、所定頁数毎に所定時間の空運転を行い（Ｓ１０４）、以後、これを繰り返す。一方、高密度画像が連続しないと判断された場合には、通常制御で画像形成を行う（Ｓ１０５）。
Ｓ１０２における高密度画像の連続判断の基準は、たとえば、平均画像密度：８０％、連続頁数：３０枚とする。この判断基準の値は、予め定めて制御装置５０の記憶装置に格納しておく。なお、連続頁数は記録用紙Ｐのサイズによって異なることは言うまでもない。また、Ｓ１０４における空運転は、たとえば、３０枚毎に画像形成１０頁分の空運転を行うものである。この制御フローにおいては、所定頁数毎に所定時間の空運転を行うステップ（Ｓ１０４）が高密度連続制御である。

図３は、予め頁数情報を取得できない場合の、画像密度連続対応制御の一例のフローチャートである。
この制御では、通常制御で画像形成を開始して（Ｓ２０１）、その後、逐一画像密度情報と頁数情報を取得し（Ｓ２０２）、画像形成が連続する場合には、画像形成開始からの連続する画像密度の平均を演算する（Ｓ２０３）。そして、高密度画像が連続しているか否かを判断する（Ｓ２０４）。ここで高密度画像が連続していると判断された場合には、所定時間の空運転を行う（Ｓ２０５）。それ以外の場合には、通常制御での画像形成を継続して行い（Ｓ２０１）、以後、これを繰り返すものである。
Ｓ２０２において取得する画像密度情報は、たとえば、画像形成時におけるレーザ露光装置のレーザダイオードの点灯時間から得ることができる。また、Ｓ２０４における高密度画像が連続しているか否かの判断基準は、たとえば、平均画像密度：８０％、連続頁数：３０枚とする。Ｓ２０５における空運転は、たとえば、画像形成１０頁分とする。この制御フローにおいては、高密度画像が連続していると判断された場合に所定時間の空運転を行うステップ（Ｓ２０５）が高密度連続制御である。

ここで、上記実施の形態における高密度連続制御における空運転は、画像形成プロセスの各種機構を、レーザ露光装置１３を除いて画像形成時と同様に機能させて行う。つまり、帯電ロール１２が感光体ドラム１１を帯電させ、現像装置６０は現像剤の攪拌搬送と現像ロール６２への供給を行い、トナー濃度制御も行う。
これにより、高密度の画像形成を連続して行ったことで現像装置６０の現像剤のトナー含有率が低下している場合には、トナー補給装置８０からの新しいトナーが補給されてトナー含有率は規定値に調整される。また、現像装置６０内において、現像剤の攪拌が行われてトナーの帯電が促進されると共に、感光体ドラム１１の軸方向におけるトナー含有率の差も解消される。これにより、感光体ドラム１１の軸方向における画像の濃度ムラの発生を抑制できる。さらに、現像装置６０内の現像剤中に劣化等によって逆極性に帯電したトナーがあれば、感光体ドラム１１に付着して現像装置６０内から排除されることとなり、以後の形成画像時におけるトナーカブリを抑制できる。

図４に、実際に高密度画像を連続形成して途中で空運転を実施し、現像剤の移動方向上流側と下流側に対応する画像上の濃度差を調べた試験結果のグラフを示す。図中、横軸は画像形成頁数、縦軸は現像剤の移動方向上流側の端部と下流側の端部に対応する記録用紙の両側部における画像濃度の差を示す。縦軸の指標は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製４０４Ａ濃度検査装置の指標に基づくものである。
試験は、記録用紙のサイズ：Ａ３、形成画像の密度：１００％で連続して画像形成を行い、連続頁数４０枚になった時点で画像形成１０枚相当分の空運転を行ったものである。
その結果、濃度差は図１１に示す従来例に比較して小さくなり、濃度ムラ抑制効果が確認できた。

なお、上記画像密度連続対応制御において、高密度画像が連続すると判断する基準は、平均画像密度と連続頁数のそれぞれを独立した判断要素とするものに限るものではなく、平均画像密度に連続頁数を乗じて得られた積を判断基準としても良い。
たとえば、前述のように平均画像密度：８０％、連続頁数：３０枚で高密度画像が連続すると判断する条件では、平均画像密度×連続頁数＝８０×３０＝２４００を基準値とする。この場合、画像密度が９０％の画像が連続する場合、２４００÷９０≒２７で２７枚となる。従って、平均画像密度が９０％で２７頁連続すると、高密度画像が連続すると判断するものである。画像密度が６０％の画像が連続する場合では、４０枚で高密度画像が連続すると判断する。
このような制御によれば、単一の基準値とした制御に比較して、画像密度に応じたきめ細かい制御が可能となると共に、より密度の高い画像形成が連続する際にはより早く対応することができる。

また、本実施の形態における画像形成装置１は、前述のごとくクリーニング装置７０が感光体ドラム１１から除去した回収トナーを現像装置６０に戻して再利用に供する回収トナー搬送機構９０を備えており、トナーリサイクルが行えるようになっている。ここで、一度現像作用に供された回収トナーには、帯電性能が低下しているものがある。そのようなトナーは帯電に時間を要し、高密度画像を連続して画像形成すると感光体ドラム１１の軸方向における画像の濃度ムラが出易くなる。このため、トナーリサイクルを行う場合には、高密度連続制御を行う基準値を所定量低下させ、より早い段階から高密度連続制御を行う。
すなわち、トナーリサイクルを行わない場合の判断基準値（通常時基準値）と、これより低いトナーリサイクルを行う場合の判断基準値（トナーリサイクル基準値）を定めておき、高密度連続の判断の際に、トナーリサイクルの有無を確認し、それぞれの判断基準値によって高密度画像の連続を判断するものである。

トナーリサイクル基準値は、たとえば、トナーリサイクルを行わない通常時の基準値の２／３程度に設定する。
このような制御により、劣化して帯電性能が低下しているトナーが供給されるトナーリサイクルが行われる際には、より早い段階から高密度連続制御を行うことができ、感光体ドラム１１の軸方向における画像濃度差を抑制できる。また、通常時より多くなる逆極性に帯電したトナーを現像装置６０内から排除して、以後の形成画像時におけるトナーカブリを抑制できる。
なお、トナーリサイクルの際に、回収トナーの現像装置６０への供給量を可変制御可能な構成の場合には、その供給量に応じてトナーリサイクル基準値を変化させるようにしても良いものである。

［実施の形態２］
つぎに、上記実施の形態１とは高密度連続制御が異なる画像密度連続対応制御について説明する。この高密度連続制御は画像形成の頁間間隔を通常より広げてその間空運転を行うものである。
図５は予め頁数情報を取得できる場合の画像密度連続対応制御の一例のフローチャート、図６は予め頁数情報を取得できない場合の画像密度連続対応制御のフローチャートである。なお、この実施の形態では、高密度画像が連続するという判断ステップは前述の実施の形態１と同様であり、高密度連続制御の内容のみが異なる。
図５に示す予め頁数情報を取得できる場合の画像密度連続対応制御では、画像メモリ５３に格納された画像情報から画像制御部５２を介して画像密度と頁数の情報を読み込んで（Ｓ３０１）、高密度画像が連続するか否かを判断する（Ｓ３０２）。ここで高密度画像が連続すると判断された場合には、画像形成間隔を広く設定して（Ｓ３０３）、画像形成を行う（Ｓ３０３）。一方、高密度画像が連続しないと判断された場合には、通常制御（通常画像形成間隔）で画像形成を行う（Ｓ３０５）。この制御フローでは、画像形成間隔を広くするステップ（Ｓ３０３）が高密度連続制御である。

図６に示す予め頁数情報を取得できない場合の画像密度連続対応制御では、通常制御で画像形成を開始して（Ｓ４０１）、その後、逐一画像密度情報を取得し（Ｓ４０２）、画像形成が連続する場合には、画像形成開始からの連続する画像形成密度の平均を演算する（Ｓ４０３）。そして、高密度画像が連続しているか否かを判断する（Ｓ４０４）。ここで高密度画像が連続していると判断された場合には、画像形成間隔を広く設定して（Ｓ４０５）、画像形成を行う。それ以外の場合には、通常制御での画像形成を継続して行い（Ｓ４０１）、以後、これを繰り返すものである。この制御フローでは、高密度画像が連続していると判断された場合に画像形成間隔を広くするステップ（Ｓ４０５）が高密度連続制御である。

上記図５および図６のいずれの制御においても、画像形成の間隔時には、画像形成プロセスの各種機構はレーザ露光装置１３を除いて画像形成時と同様に機能するように制御する。
これにより、個々の画像形成の間に、現像装置６０へのトナーの補充、現像装置６０内における現像剤の攪拌によるトナーの帯電促進とその軸方向のトナー含有率の均一化、劣化トナーの排除を行える。その結果、感光体ドラム１１の軸方向における画像の濃度ムラの発生を抑制できると共に、以後の形成画像のトナーカブリを抑制できる。
画像形成の間隔は、たとえば、通常画像形成の際の１．５倍とする。
また、平均画像密度と連続頁数とに応じて、画像形成の間隔を可変制御しても良い。
図７に、そのような制御マップの一例を示す。
このような制御マップを用い、平均画像密度と連続頁数とで記録用紙間の間隔を可変制御することで、よりきめ細かく対応して必要に応じた合理的な画像形成が可能となる。

図８に、実際に高密度画像を通常より広い画像形成間隔で連続形成し、現像剤の移動方向上流側と下流側に対応する画像上の濃度差を調べた試験結果のグラフを示す。
図中、横軸は画像形成頁数、縦軸は現像剤の移動方向上流側と下流側に対応する記録用紙の両側部における画像濃度の差を示す。
試験は、記録用紙のサイズ：Ａ３、形成画像の密度：１００％で連続して画像形成を行い、連続頁数４０枚になった時点で画像形成間隔を二倍に広げたものである。
その結果、濃度差は図１３に示す従来例に比較して小さく、且つ安定しており、濃度ムラ抑制効果が確認できた。
なお、本実施の形態２においても、前述の実施の形態１において説明した、平均画像密度に連続頁数を乗じた積を高密度連続の判断基準値とする制御構成や、トナーリサイクルの有無によって判断基準を変化させる制御構成を適用しても良いものである。

さらに、上記実施の形態２において、高密度画像が連続している場合、現像装置６０内の現像剤のトナー含有率を高く設定する制御を加えても良い。
つまり、高密度画像が連続していると判断された場合、制御装置５０によって行われる現像装置６０内の現像剤のトナー含有量の制御目標値を高く設定するものである。たとえば、通常制御時におけるトナー含有率の目標値が９％である場合、高密度連続制御時には１１％に設定する。

図９に、トナー含有率と画像濃度の関係のグラフを示す。
このグラフから解るように、トナー含有率が高くなるとその変化に対する画像濃度の変化率が小さくなる。つまり、トナー含有率を高くすると画像の濃度差が圧縮される。このため、高密度の画像形成時において、トナー含有率を高く設定することにより、感光体ドラム１１の軸方向に画像濃度ムラが生ずる状況であってもその濃度差を小さくし、目立たなくすることができる。
図１０に、実施の形態２において図８に結果を示す試験と同様の試験を、トナー含有率を高くして行った結果を示す。試験条件は、記録用紙のサイズはＡ３、形成画像の密度は１００％、トナー含有率は図８の試験が９％であるのに対して１１％に増加させたものである。
その結果、濃度差は図８に示す結果に比較して小さくなり、より大きな濃度ムラ抑制効果を得られることが確認できた。

以上述べたように、上記実施の形態によれば、高密度の画像形成を連続して行った場合でも、現像装置６０内の現像剤の、感光体ドラム１１の軸方向におけるトナー含有率の差を小さくすることができると共にトナーの帯電を促進することができ、感光体ドラム１１の軸方向における画像の濃度ムラの発生を抑制できる。また、現像装置６０内の現像剤中の逆極性に帯電したトナーを排除してトナーカブリを抑制できる。さらに、現像装置６０内の現像剤のトナー含有率を平均化できるため、一部のトナー含有率が高すぎることで生ずるトナー帯電不良による機内汚れトラブルや、一部のトナー含有率が低すぎることで生ずるキャリアの感光体への付着による白抜け等の発生も抑えることができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば、高密度連続判断の基準値等は、適宜変更可能なものである。また、適用する画像形成装置も、実施の形態に記載の構成に限定されるものではない。

本実施の形態を適用した画像形成装置のブロック構成図である。 予め頁数情報を取得できる場合の画像密度連続対応制御の一例のフローチャートである。 予め頁数情報を取得できない場合の画像密度連続対応制御の一例のフローチャートである。 連続画像形成途中に空運転を実施して上下流の濃度差を計測した試験結果のグラフである。 予め頁数情報を取得できる場合の画像密度連続対応制御の一例のフローチャートである。 予め頁数情報を取得できない場合の画像密度連続対応制御の一例のフローチャートである。 平均画像密度および連続頁数に基づく記録用紙間間隔の可変制御の制御マップの一例である。 画像形成間隔を広げて高密度画像を連続形成して上下流の濃度差を計測した試験結果のグラフである。 トナー含有率と画像濃度の関係を示すグラフである。 トナー含有率を高くして画像形成を行って上下流の濃度差を計測した試験結果を示すグラフである。 連続画像形成を行って上下流の濃度差を計測した従来例としての試験結果を示すグラフである。

符号の説明

１…画像形成装置、１１…感光体ドラム（像担持体）、５０…制御装置、６０…現像装置、７０…クリーニング装置、９０…回収トナー搬送機構（トナー再利用機構）

Claims (12)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成された前記静電潜像をトナーを含む現像剤によって現像する現像装置と、を備え、
   トナー消費の多い所定条件の連続する画像形成を実行する際には、連続する画像形成を中断して空運転を所定時間実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成された前記静電潜像をトナーを含む現像剤によって現像する現像装置と、を備え、
   トナー消費の多い所定条件の連続する画像形成の際には、連続する画像形成の間隔を通常の画像形成の際より広く設定し、当該画像形成間隔中は空運転を行うことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記所定条件は、画像密度と連続頁数とによって予め定められた値である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。
4. 前記値を格納する記憶手段と、
   前記記憶手段に格納された値を用いて画像形成前または画像形成途中にトナー消費の多い画像形成であることを判断する判断手段と、
   を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体上のトナーを除去して回収するクリーニング装置と、
   前記クリーニング装置が回収した回収トナーを前記現像装置に搬送して再利用に供するトナー再利用機構と、を更に備え、
   前記回収トナーを再利用する際には、前記トナー消費の多い所定条件を、当該回収トナーを再利用しない際に比較して所定量低く設定する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。
6. トナー消費の多い所定条件の画像形成の際には、前記現像剤のトナー含有率を所定量高く設定することを特徴とする請求項１，２または５に記載の画像形成装置。
7. 前記所定条件は画像密度と連続頁数とによって定められ、当該画像密度に応じて前記画像形成間隔を変化させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
8. 前記所定条件は画像密度と連続頁数とによって定められ、当該画像密度が所定以上で前記画像形成間隔を一定の値に拡大することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
9. 像担持体に形成された画像の静電潜像を、トナーを含む現像剤によって現像する画像形成装置の制御方法であって、
   画像形成前または画像形成中に画像密度と連続頁数との情報を取得するステップと、
   前記画像密度と前記連続頁数とを予め定められた基準値と比較してトナー消費の多い連続画像形成を判断するステップと、
   前記トナー消費の多い連続画像形成と判断された場合に通常画像形成とは異なる高密度連続制御を行うステップと、
   を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
10. 像担持体に形成された画像の静電潜像を、トナーを含む現像剤によって現像する画像形成装置の制御方法であって、
    画像形成前または画像形成中に画像密度と連続頁数との情報を取得するステップと、
    前記画像密度と前記連続頁数の積を、予め定められた基準値と比較してトナー消費の多い連続画像形成を判断するステップと、
    前記トナー消費の多い連続画像形成と判断された場合に通常画像形成とは異なる高密度連続制御を行うステップと、
    を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
11. 前記高密度連続制御は、所定頁数毎に連続する画像形成を中断して空運転を所定時間実行することを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置の制御方法。
12. 前記高密度連続制御は、連続する画像形成の間隔を通常の画像形成の際より広く設定し、当該画像形成の間隔中は空運転を行うことを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置の制御方法。

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