JP2008261970A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連続印刷モードと、記録動作休止モードとの切り替えを行う画像形成装置において、記録動作休止モードに移行したときの画像品質を安定化することを目的とする。
【解決手段】プリンタ１００の制御部３３は、連続印刷モードと、記録媒体１枚分の記録動作終了毎に予め設定された時間記録動作を休止させる記録動作休止モードとの切り替えを行い、形成される画像の印字率が所定値以上である場合又は画像中に含まれる集中画像の大きさが所定の大きさ以上である場合に、記録動作休止モードへの切り替えを行うとともに現像ローラと像担持体又は磁気ローラとの現像バイアス差を連続印刷モード時より大きくする。
【選択図】図３

Description

本発明は、装置内部の現像剤を軸方向に撹拌搬送して現像ローラに供給する横撹拌方式
の現像装置を備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及びその制御方法に関するものである。

コピー機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に
粉末のトナーが使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像をトナーに
よって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一
般的である。

図６は、現像装置２１を用いた従来のプリンタ１００である。このプリンタ１００は、感光体ドラム４１、帯電部４２、画像書込部としてのレーザスキャンユニット（ＬＳＵ）４３、現像装置２１、トナーコンテナ４４、転写部４５、クリーニング部４６、シート収容部５１、搬送部５２、定着部５３、及び排紙部５４から構成されている。

感光体ドラム４１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部４
２により、表面を帯電させるようになっている。そして、ＬＳＵ４３からのレーザビームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等が好ましい。

帯電部としての帯電チャージャ４２は、例えばコロナ放電することで感光体ドラム４１の表面を帯電させるものである。例えば帯電部４２は、細いワイヤ等を有しており、これを電極として高電圧を印加されることで放電するようになっている。ＬＳＵ４３は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム４１に照射し、感光体ドラム４１表面に静電潜像を形成させるものである。なお、画像データは不図示のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から送信されたものである。

現像装置２１は、感光体ドラム４１の静電潜像にトナーを付着させて、トナー像を形成
させるものである。なお、図６に示す現像装置２１は、タッチダウン現像方式を採用する
現像装置であり、トナー成分とキャリアとから構成される２成分現像剤が収納されている
。また、現像装置２１の詳細については後述する。

トナーコンテナ４４は、現像装置２１内部のトナーが不足すると、現像装置２１にトナーを供給するとともに、予備のトナーを貯留しておくものである。転写部４５は、感光体ドラム４１表面に形成されたトナー像を乱さずに搬送部５２を搬送されてくるシート上に移行させるものである。

クリーニング部４６は、トナー像がシートに転写された後に、感光体ドラム４１の表面に残った残留トナーを除去するものであり、例えば、感光体ドラム４１の長手方向に線接触するブレード材や摺擦ローラ等から構成される。シート収容部５１は、トナー像が印刷されるシート（用紙やＯＨＰ等）を収容するとともに、シート収容部５１から排紙部５４までのシートの通路である搬送部５２にシートを送り出すものである。

定着部５３は、シートに転写されたトナー像を安定な永久像とするものであり、例えば
熱や圧力等のエネルギーを付与することにより、粉体状態のトナー像を溶融させるもので
ある。排紙部５４は、定着部５３を経たシート、すなわち永久像が印刷されたシートを収
容するものである。

このように構成されたプリンタでは、予め入力された画像データに基づいて、ＬＳＵ４３が感光体ドラム４１上にレーザビームを発することで、その画像データに基づく静電潜像が感光体ドラム４１表面に形成される。その後、現像装置２１により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成されるとともに、転写部４５によりシート上にそのトナー像が転写される。次に、定着部５３により、トナー像の転写されたシートに熱等が加えられ、永久像とされるようになっている。

図７は、現像装置２１の側面断面図である。図７に示すように、現像装置２１は、ケー
シング５、第１攪拌スクリュー（現像剤搬送部）７、第２攪拌スクリュー（現像剤搬送部）８、現像ローラ１１、磁気ローラ１４、規制ブレード１２、及び現像剤中のトナー量を検知するＴセンサ１３を含む構成である。

ケーシング５は、現像剤を貯留するものであり、内部はケーシング５内に設けられた仕
切り板９によって分けられ、第１貯留室１５と第２貯留室１６とが形成されている。そし
て、この第１貯留室１５には第１攪拌スクリュー７、第２貯留室１６には第２攪拌スクリュー８がそれぞれ配設されている。なお、図示しないカバーによって、ケーシング５に収容された現像剤が外部に漏れないように封止されている。

第１攪拌スクリュー７は、第１貯留室１５に貯留されている現像剤を攪拌させながら軸
方向の図７紙面奥側に搬送して第２貯留室１６に導くものであり、第２攪拌スクリュー８
は、第２貯留室１６に搬送されてきた現像剤を攪拌させながら軸方向の図７紙面手前側に
搬送して現像ローラ１１に供給するものである。ケーシング５の軸方向両端部においては
仕切り板９は存在せず、第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８間での現像剤の受
け渡しによって循環搬送が可能となっている。なお、第１攪拌スクリュー７及び第２攪拌スクリュー８は、それぞれ支軸と支軸の周囲に設けられた螺旋羽とを有し、互いに平行な状態でケーシング５に回転可能に支持されている。

現像ローラ１１は、感光体ドラム４１（図７参照）の回転に応じて回転することで、感
光体ドラム４１の感光層にトナーを供給するものであり、ここでは、ゴムローラ等が使用
される。

磁気ローラ１４は、内面に永久磁石から成る磁界発生部材（図示せず）が固定されたマ
グネットローラである。この磁界発生部材の磁力により磁気ローラ１４の表面に現像剤を
担持させ、現像ローラ１１にトナーを供給して現像ローラ１１表面にトナー薄層を形成する。現像ローラ１１は、磁気ローラ１４、第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８と平行な状態で、ケーシング５に回転可能に支持されている。磁気ローラ１４、第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８、及び現像ローラ１１は、図示しない駆動手段により回転駆動される。

規制ブレード１２は、現像ローラ１１に供給するトナー量を規制するものであり、例え
ばＳＵＳ４３０等の磁性体のＳＵＳが用いられる。そして、規制ブレード１２の先端に対向して設けられた磁界発生部材により磁気ローラ１４と規制ブレード１２との間に磁界を発生させ、規制ブレード１２と磁気ローラ１４との間隔だけでなく、磁界の強さによって現像ローラ１１へのトナー付着量を厳密に規制している。これにより、数十ミクロンのトナー薄層の形成が可能となる。

Ｔセンサ１３は、ケーシング５内に貯留される現像剤中のトナー濃度を検知するもので
あり、例えば磁気センサが用いられる。磁気センサは、現像剤中の磁性体であるキャリア
に起因する透磁率の変化を電圧に変換して検出することで測定が可能という特徴を有する
透磁率センサが用いられる。Ｔセンサ１３は、第２貯留室１６の底面に、後述する検知面
１３ａが第２貯留室１６側、即ち内側に向くように設けられている。

このＴセンサ１３の検知面１３ａは、第２貯留室１６に充分にトナーが貯留されている
場合、そのトナーが現像剤中に占める割合が増加し、その結果検知面１３ａの近傍で流動
する単位体積あたりの現像剤中のキャリアの占める割合が低下し、この結果透磁率が変化
することで、トナーが充分に貯留されているものと検知する。一方、充分なトナー量が第
２留室１６に貯留されていない場合、検知面１３ａの近傍を流動する単位体積あたりの現
像剤中のキャリアの占める割合が前記とは逆に上昇し、このとき、Ｔセンサ１３は、トナ
ー量が充分に足りていないと検知するようになっている。

このようなプリンタにおいては、例えば連続して画像形成処理を行う場合、トナーコンテナ４４からのトナー供給量がトナー消費量に追いつかず、現像された画像濃度が薄くなることがある。そこで、現像装置２１内のトナー濃度を制御して良好なトナー像の品質を維持する方法が提案されており、例えば特許文献１には、トナーの消費量が予め設定された量以上の時に多消費モードに移行し、記録媒体１枚分の記録動作が終了する毎に所定時間記録動作を休止させてトナー濃度の回復を行うトナー濃度制御装置が開示されている。

また、特許文献２には、画像の印字率に応じてトナーコンテナ内のトナー搬送スクリュ
ーの回転数を変化させることにより、現像装置内のトナー濃度を印字率によらず一定に維
持可能な画像形成装置が開示されている。

ここで、図７に示したような、第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８によりト
ナーを横方向に攪拌しながら循環させる横攪拌方式の現像装置を備えたプリンタ１００の場合、画像全体の印字率は低い場合であっても、印字される画像中にベタ画像等のようにドットが集中した部分（以下、集中画像という）が存在すると、部分的にトナー消費量が多くなるため、画像全体としてはトナー供給量が十分であっても、集中画像の部分においてトナー搬送量が現像ローラ１１上でのトナー消費量に追いつかなくなり、画像品質が低下することがある。

しかしながら、特許文献１の方法は、現像装置内に補給されるトナーが不足しないよう
にすることが主目的であるため、印字率が低く且つ集中画像を含むような場合は多消費モ
ードに移行せず、集中画像での画像濃度の低下やざらつき等が発生し、画質が低下するこ
ととなる。また、特許文献２の方法においても、画像の印字率情報に基づいてトナー供給
速度を変化させているため、横攪拌方式の現像装置を用いる場合は同様の問題が発生して
しまう。
特許第２９１４５１５号 特開２０００−２１４６７２号公報

本発明は、連続印刷モードと、記録動作休止モードとの切り替えを行う画像形成装置において、記録動作休止モードに移行したときの画像品質を安定化することを目的とする。

発明１に係る画像形成装置は、画像形成部と、制御手段とを備えている。画像形成部は、像担持体と、像担持体に対向して配置された現像ローラ、現像ローラにトナーを供給するための磁気ローラ、及び現像剤を現像ローラの軸方向と略平行な方向に撹拌搬送して磁気ローラに供給する現像剤搬送部を有し、現像ローラにより像担持体上にトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置とを含み、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に記録する。制御手段は、画像形成部の記録動作と、現像ローラ及び磁気ローラにそれぞれ印加される現像バイアスとを制御する手段であって、連続印刷モードと、記録媒体１枚分の記録動作終了毎に予め設定された時間記録動作を休止させる記録動作休止モードとの切り替えを行い、形成される画像の印字率が所定値以上である場合又は画像中に含まれる集中画像の大きさが所定の大きさ以上である場合に、記録動作休止モードへの切り替えを行うとともに現像ローラと像担持体又は磁気ローラとの現像バイアス差を連続印刷モード時より大きくする。

この画像形成装置では、印字率が高くトナー消費量の多い場合のみでなく、印字率が低く且つ所定の大きさの集中画像を含むような画像を連続印刷する場合にも自動的に記録動作休止モードに移行するため、印字される画像が文字画像及びベタ画像のいずれの場合においても、現像装置へのトナー補給量或いは現像装置内のトナー搬送量をトナー消費量に追従させることができ、画像濃度の低下やざらつき等の発生を効果的に防止できる。

また、発明１の画像形成装置では、連続印刷モードから記録動作休止モードへの切り替えがあった場合に、例えば記録媒体収容部から記録媒体が既に給紙されて画像形成部に向けて搬送されている可能性がある。このような場合、既に給紙されたこれらの記録媒体は、給紙間隔が連続印刷モードと同様に短いので、現像装置から十分な量のトナーが供給されない可能性がある。

しかし、発明１の画像形成装置では、連続印刷モードから記録動作休止モードに切り替えられると同時に現像ローラと像担持体又は磁気ローラとの間の現像バイアス差が大きくなるよう制御されるので、現像装置から像担持体に供給されるトナー量を瞬時に増やすことができ、記録動作給紙モードに移行したときに既に給紙された記録媒体に対しても十分な量のトナーを供給することができる。したがって、画質の低下を抑えることができる。

発明２に係る画像形成装置は、発明１に係る画像形成装置において、制御手段は、画像中に含まれる集中画像の大きさが所定の大きさ以上である場合として、像担持体の回転方向における集中画像の長さが現像ローラの周長以上である場合、又は像担持体の軸方向における集中画像の長さが現像剤搬送部による記録媒体１枚当たりのトナー搬送距離以上である場合に、記録動作休止モードへの切り替えを行う。

発明２の画像形成装置によれば、現像装置から像担持体へのトナー供給量をトナー消費量に確実に追従させることができる。

発明３に係る画像形成装置は、発明１又は２に係る画像形成装置において、現像装置に補給されるトナーが収容されるトナー収納容器をさらに備えている。また、発明３の画像形成装置において、制御手段は、トナー収納容器からの現像装置へのトナー補給動作をさらに制御可能であり、印字率が所定値以上である場合はトナー補給動作を継続しつつ記録動作休止モードへの切り替えを行い、印字率が所定値より小さく且つ集中画像の大きさが所定の大きさ以上である場合は、トナー補給動作を休止しつつ記録動作休止モードへの切り替えを行う。

発明３の画像形成装置によれば、画像全体でのトナー消費量に応じたトナー補給が可能となる。

発明４に係る画像形成装置の制御方法は、画像形成部と制御手段とを備えた画像形成装置において行われる制御方法であって、第１乃至第３ステップを含む。画像形成部は、像担持体と、像担持体に対向して配置された現像ローラ、現像ローラにトナーを供給するための磁気ローラ、及び現像剤を現像ローラの軸方向と略平行な方向に撹拌搬送して磁気ローラに供給する現像剤搬送部を有し、現像ローラにより像担持体上にトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置とを含み、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に記録する。制御手段は、画像形成部の記録動作と、像担持体、現像ローラ及び磁気ローラにそれぞれ印加される現像バイアスとを制御する制御手段であって、連続印刷モードと、記録媒体１枚分の記録動作終了毎に予め設定された時間記録動作を休止させる記録動作休止モードとの切り替えを行う。

第１ステップでは、形成される画像の印字率が所定値以上であるか否かを判断する。第２ステップでは、画像中に含まれる集中画像の大きさが所定の大きさ以上であるか否かを判断する。第３ステップでは、形成される画像の印字率が所定値以上である場合又は画像中に含まれる集中画像の大きさが所定の大きさ以上である場合に、記録動作休止モードへの切り替えを行うとともに現像ローラと像担持体又は磁気ローラとの現像バイアス差を連続印刷モード時より大きくする。

本発明によれば、印字率が高くトナー消費量の多い場合のみでなく、印字率が低く且つ所定の大きさの集中画像を含むような画像を連続印刷する場合にも自動的に記録動作休止モードに移行するため、印字される画像が文字画像及びベタ画像のいずれの場合においても、現像装置へのトナー補給量或いは現像装置内のトナー搬送量をトナー消費量に追従させることができ、画像濃度の低下やざらつき等の発生を効果的に防止できる。

また、本発明によれば、連続印刷モードから記録動作休止モードへの切り替えがあった場合に、例えば記録媒体収容部から記録媒体が既に給紙されて画像形成部に向けて搬送されている可能性がある。このような場合、既に給紙されたこれらの記録媒体は、給紙間隔が連続印刷モードと同様に短いので、現像装置から十分な量のトナーが供給されない可能性ある。

しかし、本発明では、連続印刷モードから記録動作休止モードに切り替えられると同時に現像ローラと像担持体又は磁気ローラとの間の現像バイアス差が大きくなるよう制御されるので、現像装置から像担持体に供給されるトナー量を瞬時に増やすことができ、記録動作給紙モードに移行したときに既に給紙された記録媒体に対しても十分な量のトナーを供給することができる。したがって、画質の低下を抑えることができる。

以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像形成装置
の構成を示すブロック図である。従来例の図６と共通する部分には同一の符号を付して説
明を省略する。プリンタ１００は、画像読取部３０、ＡＤ変換部３１、画像形成部３２、制御部３３、記憶部３４、操作パネル３５、シート収容部５１、定着部５３及び装置各部を駆動するモータ３６〜３９を備えている。

画像読取部３０は、複写時に原稿を照明するスキャナランプや、原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される。画像読取部３０で読み取られた画像信号は、ＡＤ変換部３１においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部３４内の画像メモリ６０に送出される。

画像形成部３２は、感光体ドラム(像担持体)４１、帯電部４２、ＬＳＵ４３、現像装置２１、トナーコンテナ（トナー収容容器）４４、転写部４５を含み、ＡＤ変換部３１において変換されたデジタル信号に基づいて感光体ドラム４１上に静電潜像を形成し、現像装置２１によりトナー像に現像した後に転写部４５でシート上にトナー像を転写する。

記憶部３４は、画像メモリ６０、ＲＡＭ６１、及びＲ０Ｍ６２を備えており、画像メモ
リ６０は、画像読取部３０で読み取られＡＤ変換部３１においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部３３に送出する。ＲＡＭ６１及びＲ０Ｍ６２は、制御部３３の処理プログラムや処理内容等を記憶する。また、ＲＡＭ６１には連続印刷モードと記録動作休止モードとの切り替え制御に用いられる基準印字率及び集中画像の基準面積情報も記憶される。

操作パネル３５は、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示
する表示部（いずれも図示せず）とから構成されており、ユーザが印刷条件等の設定を行
う他、プリンタ１００がファクシミリ機能を有する場合は記憶部３４にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。

メインモータ３６は、制御部３３からの制御信号に応じて感光体ドラム４１、転写部４
５、定着部５３を駆動する。トナー攪拌モータ３７は、制御部３３からの制御信号に応じ
て現像装置２１内の攪拌スクリュー７、８（図７参照）を駆動する。トナー補給モータ３
８は、制御部３３からの制御信号に応じてトナーコンテナ４４内の補給スクリューを駆動
する。給紙モータ３９は、制御部３３からの制御信号に応じてシート収容部５１内の給紙
ローラを駆動する。なお、トナー攪拌モータ３７、トナー補給モータ３８、及び給紙モー
タ３９に代えて、メインモータ３６からギヤ及びクラッチを用いて駆動力を伝達するよう
にしても良い。

制御部３３は、設定されたプログラムに従って画像読取部３０、画像形成部３２、シー
ト収容部５１、定着部５３やそれらを駆動するモータ３６〜３９を全般的に制御するとと
もに、画像読取部３０で読み取られた画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理
して画像データに変換する。ＬＳＵ４３は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム４１上に潜像を形成する。

さらに、制御部３３は、ＡＤ変換部３１においてデジタル変換された画像信号の印字情報に基づいて、連続印刷モードと記録動作休止モードとの切り替えを行う機能、記録動作休止モードにおいて、シート１枚分毎に所定時間記録動作を休止させる機能を有している。記録動作休止モードでは、給紙間隔が、本実施形態では１秒に設定されているが、特願２００６−３５３０６号明細書に記載されるように、印字率に応じて給紙間隔が拡大されても良い。

記録動作休止モードでは、メインモータ３６の駆動を所定時間停止するか、或いはメインモータ３６の駆動は停止させずに、ＬＳＵ４３による潜像の書き込み及び現像装置２１による現像を停止して画像形成動作を休止させ、現像装置２１内のトナー不足を短時間で回復させる。

本発明においては、画像形成を連続して行う際に、形成される画像の印字率情報のみで
なく、画像中の集中画像の面積情報も加味して連続印刷モードと記録動作休止モードとの
切り替えを行うことを特徴としている。これにより、印字率が低く且つ所定の大きさの集
中画像を含むような画像を連続印刷する場合には自動的に記録動作休止モードに移行する
ため、集中画像での画像濃度の低下やざらつき等の発生を効果的に防止することができる
。なお、記録動作休止モードへの移行は、具体的に、印字率に基づく場合は例えば４５％以上であること、集中画像の大きさに基づく場合は例えば縦及び横方向が４０ｍｍ角以上の大きさであることを条件として行うことができる。

次に、集中画像の縦方向及び横方向の闘値を算出する方法について説明する。図２は、
本発明の画像形成装置に用いられる現像装置の概略平面図である。従来例の図７と共通す
る部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本発明においては、トナー量又はトナー濃度を検知するＴセンサ１３を、第１攪拌スクリ
ュー７に対面する第１貯留室１５の側面に設けている。

集中画像が現像ローラ１１の１回転分で形成される長さ以上連続する場合は、現像ロー
ラ１１上へのトナー供給量がトナー消費量に追いつかないと、２回転目で画像濃度の低下
や画像のざらつきが発生し易くなる。そこで、集中画像の縦方向の闘値として、現像ロー
ラ１１の１回転分で形成される画像長さを用いることが好ましい。この縦方向の闘値は、
現像ローラ１１の直径及び感光体ドラム４１（図６参照）に対する現像ローラ１１の周速
比（以下、Ｓ／Ｄ比という）に基づいて決定される。

例えば現像ローラ１１の直径がφ（ｍｍ）、Ｓ／Ｄ比がｘである場合、現像ローラ１１
の円周は円周率をπとしてφ・π（ｍｍ）で表される。また、現像ローラ１１の外周面が
１ｍｍ移動する間に感光体ドラム４１の外周面は１／ｘｍｍ移動するため、現像ローラ１
１の１回転分で感光体ドラム４１上に形成される画像長さをＷｌとすると、Ｗｌ＝φ・π
／ｘ（ｍｍ）となる。

一方、集中画像の横方向の長さが、シート１枚当たりのトナー搬送距離以上連続する場
合は、現像ローラ１１上へのトナー供給量がトナー消費量に追いつかないと、トナー移動
距離を超える部分で画像濃度の低下や画像のざらつきが発生し易くなる。そこで、集中画
像の横方向の闘値として、シート１枚当たりのトナー搬送距離を用いることが好ましい。
この横方向の闘値は、現像装置２１内のトナー搬送速度に基づいて決定される。

例えば図２に示したトナー補給位置ｓからＴセンサ１３までの距離をｄ（ｍｍ）とし、
トナー補給からＴセンサ１３のセンサ電圧が上昇するまでの時間をｔ（ｓｅｃ）とすると
、トナー搬送速度５１は、ｄ及びｔを用いてｓ１＝ｄ／ｔ（ｍｍ／ｓｅｃ）と表される。
また、毎分ｙ枚の印刷を行う画像形成装置の場合、画像印字速度ｓ２はｙ／６０（枚／ｓ
ｅｃ）であるから、シート１枚当たりのトナー搬送距離をＷ２とすると、Ｗ２＝ｓ１／ｓ
２＝６０ｄ／ｔ・ｙ（ｍｍ／枚）となる。即ち、シート１枚当たりのトナー搬送距離Ｗ２
は、画像印字速度ｓ２に反比例する。

ここで、画像印字速度ｓ２は、使用される用紙の搬送方向のサイズにより変化する。例
えばＡ４縦サイズ（２９７ｍｍ）で毎分ｙ枚の印刷を行う装置を用いてＢ５縦サイズ（２
５７ｍｍ）の印刷を行う場合、毎分ｙ＋α枚の印刷が可能であるとすると、このときの画
像印字速度ｓ２は、（ｙ＋α）／６０（枚／ｓｅｃ）となる。これにより、シート１枚当たりのトナー搬送距離Ｗ２は、ｓ１／ｓ２＝６０ｄ／ｔ・（ｙ＋α）（ｍｍ／枚）となり、Ａ４縦サイズを印刷する場合のｙ／ｙ＋αとなる。従って、使用される用紙の搬送方向のサイズが小さくなるほど集中画像の横方向の闘値を小さく設定する必要がある。

また、制御部３３は、連続印刷が選択され場合に、印刷速度を優先させる印刷速度優先
モードと、画質を優先させる画質優先モードとを選択可能であり、ここでは、印刷速度優
先モードがデフォルト設定されている。

さらに、制御部３３は、現像ローラ１１及び磁気ローラ１４にそれぞれ印加される現像バイアスを制御する。各現像バイアスは、公知の方法により印加される。また、現像ローラ１１と磁気ローラ１４のバイアス差は、本実施形態では、連続印刷モードでは、３００Ｖに設定されているが、記録動作給紙モードでは、３５０Ｖに設定される。また、このように変更されたバイアス差は、本実施形態では、記録動作休止モードの間中適用される。

次に、本発明の画像形成装置を用いて連続印刷を行う場合の画像形成動作について説明する。

図３は、本発明の画像形成装置の画像形成モード設定動作を示すフローチャートである。図１を参照しながら、図３のステップに従い連続印刷モードと記録動作休止モードとの切り替え手順について説明する。先ず、ユーザにより画像形成が開始されると、画像読取部３０により原稿画像の読み取りを行い画像信号に変換する（ステップＳ１）。この画像信号はＡＤ変換部３１においてデジタル信号に変換された後（ステップＳ２）、画像メモリ６０に出力される。

次に、ユーザにより連続印刷が設定されているか否かが判断され（ステップＳ３）、連
続印刷が設定されている場合は、画像メモリ６０内のデジタル信号が制御部３３に読み出
され、制御部３３はデジタル信号に基づいて印字率Ｐ及び集中画像の面積情報Ｑを算出す
る（ステップＳ４）。

次に、算出された印字率Ｐが予め設定された基準印字率Ｐｘ以上であるか否かが判断さ
れる（ステップＳ５）。印字率Ｐが基準印字率Ｐｘ以上である場合は画像全体でのトナー
消費量が多くなるため、シート１枚分の記録動作毎に所定時間画像形成を停止する記録動
作休止モードが設定され、これと同時に現像ローラ１１と磁気ローラ１４との現像バイアス差が３５０Ｖに設定される（ステップＳ６）。

ステップＳ５において印字率Ｐが基準印字率Ｐｘよりも小さい場合は、ステップＳ４で
算出された集中画像の面積情報Ｑが予め設定された基準面積情報Ｑｘ以上であるか否かが
判断される（ステップＳ７）。具体的には、集中画像の縦方向及び横方向の長さのうち少なくとも一方が、前述した方法により決定される縦方向及び横方向の闘値以上であるか否かを判断する。

面積情報Ｑが基準面積情報Ｑｘ以上である場合は、画像中に所定以上の大きさの集中画
像が存在し、部分的にトナー消費量が多くなるため、印字率Ｐが基準印字率Ｐｘ以上であ
る場合と同様に記録動作休止モードが設定され、これと同時に現像ローラ１１と磁気ローラ１４との現像バイアス差が３５０Ｖに設定される（ステップＳ６）。

一方、ステップＳ７において面積情報Ｑが基準面積情報Ｑｘよりも小さい場合は、画像
形成動作を連続して行う連続印刷モードが設定される（ステップＳ８）。その後、それぞれのモードで画像形成が開始され、画像形成モード設定動作が終了する。

なお、ステップＳ３で連続印刷が設定されていない場合は記録動作休止モード或いは連
続印刷モードを設定する必要がないため、印字率Ｐ及び集中画像の面積情報Ｑの算出は行
わず、印字データに基づいて通常の画像形成が行われる。

図４は、画像形成モード設定動作の他の例を示すフローチャートである。原稿画像の読
み取りから印字率Ｐ及び集中画像の面積情報Ｑを算出するまで（ステップＳ１〜Ｓ４）は
図３と同様であるため説明を省略する。この例においては、ステップＳ５で印字率Ｐが基
準印字率Ｐｘ以上である場合と、ステッブＳ７で集中画像の面積情報Ｑが基準面積情報Ｑ
ｘ以上である場合とで、記録動作休止モード設定時における動作が異なるように制御を分
けている。

印字率が大きい場合は画像全体としてのトナー消費量は多くなるが、印字率が小さく、
且つ集中画像が存在する場合は画像全体でのトナー消費量は通常と変わらない。そのため
図４のように、ステップＳ５において印字率Ｐが基準印字率Ｐｘ以上であると判断され、
印字率Ｐの大きさに応じた時間経過後に記録動作休止モードが設定された場合（ステップＳ６１）にはトナー補給を継続しつつ記録動作の休止及びステップＳ６と同様の現像バイアス差の変更を行い（ステップＳ６２）、ステップＳ７において集中画像の面積情報Ｑが基準面積情報Ｑｘ以上であると判断され、印字率Ｐの大きさに応じた時間経過後に記録動作休止モードが設定された場合（ステップＳ６３）にはトナー補給及び記録動作の両方を休止しかつ及びステップＳ６と同様の現像バイアス差の変更を行う（ステップＳ６４）制御とすることがより好ましい。

その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の
変更が可能である。例えば、記録媒体の大きさやシート１枚当たりのトナー消費量に応じ
て記録動作を休止する時間を変更可能としても良く、記録動作の休止に代えて、画像形成
開始時間を所定時間遅らせるようにしても良い。

また、ここでは画像読取部３０で読み取られ、ＡＤ変換部３１でデジタル変換された書
き込み用の画像信号に基づいて印字率Ｐ及び集中画像の面積情報Ｑを算出し、モード設定
を行うこととしたが、印字率Ｐ及び集中画像の面積情報Ｑを算出するために原稿をプレス
キャンする構成としても良い。また、画像読取部を持たないプリンタの場合は、ＰＣ等の
外部入力手段から送信された画像データに基づいて印字率Ｐ及び集中画像の面積情報Ｑを
算出することができる。

さらに、上記実施形態では、記録動作休止モードに移行した場合に、現像ローラと磁気ローラとのバイアス差を変更することにより、トナー供給量を調節したが、これに代えて又はこれと併せて現像ローラと感光体ドラムとのバイアス差を変更することによりトナー供給量を調節しても良い。

また、上記実施形態において、記録動作休止モードで変更されたバイアス差は、記録動作休止モードの間中適用されていたが、記録動作休止モードに移行した時点で既に給紙されているシートに対してのみ行いこれらのシートに続いて給紙されるシートに対しては連続印刷モードと同様の変更前のバイアス差が設定されても良い。

さらに、特願２００６−３５３０６号明細書に記載されるように、記録動作休止モードへの移行が、予め設定された時間経過後に行われても良い。なお、この場合において、現像バイアス差の変更は、形成される画像の印字率が所定値以上である場合又は画像中に含まれる集中画像の大きさが所定の大きさ以上である場合に直ちに行うのが好ましい。

また、画像形成装置は、モノクロプリンタ、タンデム型カラープリンタ等のプリンタ、複写機のほか、プリンタ機能、複写機能、ファクシミリ機能等を併せ持つ装置であっても良い。

本発明の画像形成装置を用いて連続印刷を行った場合の画像不良の抑制効果について測定した。本実施例では画像形成速度が２５０ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ１１の直径が２０
ｍｍ、回転速度が３７５ｍｍ／ｓｅｃ、磁気ローラの直径が２５ｍｍ、Ｓ／Ｄ比が１．５
、現像ローラに対する磁気ローラ速度比が１．５，現像装置２１内のトナー横撹拌循環速度（横搬送速度）が５０ｍｍ／枚である画像形成装置を試験機として用い、１枚目から３０枚目についての印字率が５％で３１枚目以降の印字率が４５％以上である場合における、記録動作休止モードに移行すると同時に現像バイアス差を変更する場合（本発明）、連続印刷モードと記録動作休止モードの切り替えを行わない場合（比較例１）及び連続印刷モードと記録動作休止モードの切り替えを行うが現像バイアス差の変更は行わない場合（比較例２）について、それぞれ画像濃度を測定した。本発明において、記録動作休止モード移行時に変更したバイアス差は、移行時に既に給紙されている３１〜３４枚目の４枚の用紙の印刷時のみでなく、３５枚目以降の用紙の印刷時にも続けて適用した。なお、画像濃度は、印刷された画像の濃度をマクベス（株）製の反射濃度計（ＲＤ９１８）を用いて測定し、その読み取り値を記録した。記録値を図５の表に示す。

図５から明らかなように、比較例１及び２では、３２枚目以降に印刷された用紙の画像濃度が低下しているのに対し、本発明では、記録動作休止モードに移行してから印刷された用紙についても画像濃度が低下することなく、連続印刷モード時の画像濃度が維持されていることが分かる。

は、本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 は、本発明の画像形成装置に用いられる現像装置の概略平面図である。 は、本発明の画像形成装置における記録動作休止モード設定手順を示すフローチャートである。 は、記録動作休止モード設定手順の他の例を示すフローチャートである。 は、本発明の画像形成装置を用いて連続印刷を行った場合と比較例との画像濃度の比較実験結果示す表である。 は、従来の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 は、従来の現像装置の概略図である。

符号の説明

５ ケーシング
７ 第１攪拌スクリュー（現像剤搬送部）
８ 第２攪拌スクリュー（現像剤搬送部）
１１ 現像ローラ
１２ 規制ブレード
１３ Ｔセンサ
１３ａ 検知面
１４ 磁気ローラ
２１ 現像装置
３０ 画像読取部
３１ ＡＤ変換部
３２ 画像形成部
３３ 制御部（制御手段）
４１ 感光体ドラム（像担持体）
４４ トナーコンテナ（トナー収容容器）
１００ 画像形成装置
ｓ トナー補給位置

Claims (4)

1. 像担持体と、前記像担持体に対向して配置された現像ローラ、前記現像ローラにトナーを供給するための磁気ローラ、及び現像剤を前記現像ローラの軸方向と略平行な方向に撹拌搬送して前記磁気ローラに供給する現像剤搬送部を有し、前記現像ローラにより前記像担持体上にトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置とを含み、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に記録する画像形成部と、
   前記画像形成部の記録動作と、前記現像ローラ及び前記磁気ローラにそれぞれ印加される現像バイアスとを制御する制御手段であって、連続印刷モードと、記録媒体１枚分の記録動作終了毎に予め設定された時間記録動作を休止させる記録動作休止モードとの切り替えを行い、形成される画像の印字率が所定値以上である場合又は画像中に含まれる集中画像の大きさが所定の大きさ以上である場合に、前記記録動作休止モードへの切り替えを行うとともに前記現像ローラと前記像担持体又は前記磁気ローラとの現像バイアス差を連続印刷モード時より大きくする制御手段と、
   を備えた画像形成装置。
2. 前記制御手段は、画像中に含まれる集中画像の大きさが所定の大きさ以上である場合として、前記像担持体の回転方向における前記集中画像の長さが前記現像ローラの周長以上である場合、又は前記像担持体の軸方向における前記集中画像の長さが前記現像剤搬送部による記録媒体１枚当たりのトナー搬送距離以上である場合に、前記記録動作休止モードへの切り替えを行う、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像装置に補給されるトナーが収容されるトナー収納容器をさらに備え、
   前記制御手段は、前記トナー収納容器からの前記現像装置へのトナー補給動作をさらに制御可能であり、印字率が所定値以上である場合はトナー補給動作を継続しつつ記録動作休止モードへの切り替えを行い、印字率が所定値より小さく且つ集中画像の大きさが所定の大きさ以上である場合は、トナー補給動作を休止しつつ記録動作休止モードへの切り替えを行う、
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 像担持体と、前記像担持体に対向して配置された現像ローラ、前記現像ローラにトナーを供給するための磁気ローラ、及び現像剤を前記現像ローラの軸方向と略平行な方向に撹拌搬送して前記磁気ローラに供給する現像剤搬送部を有し、前記現像ローラにより前記像担持体上にトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置とを含み、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に記録する画像形成部と、
   前記画像形成部の記録動作と、前記像担持体、前記現像ローラ及び前記磁気ローラにそれぞれ印加される現像バイアスとを制御する制御手段であって、連続印刷モードと、記録媒体１枚分の記録動作終了毎に予め設定された時間記録動作を休止させる記録動作休止モードとの切り替えを行う制御手段と、
   を備えた画像形成装置において行われる制御方法であって、
   形成される画像の印字率が所定値以上であるか否かを判断する第１ステップと、
   画像中に含まれる集中画像の大きさが所定の大きさ以上であるか否かを判断する第２ステップと、
   形成される画像の印字率が所定値以上である場合又は画像中に含まれる集中画像の大きさが所定の大きさ以上である場合に、前記記録動作休止モードへの切り替えを行うとともに前記現像ローラと前記像担持体又は前記磁気ローラとの現像バイアス差を連続印刷モード時より大きくする第３ステップと、
   を含む、画像形成装置の制御方法。

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