JP2010020242A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの劣化後凝集度と作像順（トナーの転写ニップ通過回数）の組み合わせでトナーの強制消費量を最適化することにより無駄なトナー消費を抑え、現像剤の経時劣化による画像劣化を防止し、かつ長期間安定した画像品質を確保する画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】静電潜像を形成している像担持体４０に複数色のトナーを供給してトナー像を形成する複数の現像手段６１と、前記像担持体４０上に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段１０とを有する画像形成装置において、前記被転写体の非画像領域に前記現像手段６１からトナーを強制消費する強制消費動作手段１０７と、強制消費するトナー量と同量のトナーを前記現像手段６１へ補給するトナー補給装置１０８と、を有し、前記強制消費するトナー消費量を、前記トナーの劣化後凝集度と作像順との組み合わせごとに異ならせることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、一成分、又は二成分現像剤を用いる現像手段を有する電子写真式の画像形成装置に関するものである。

画像形成装置に用いられるトナーは、画像の品質と凝集度との間には相関が見られ、凝集度の良い（低い）トナーほど画像品質が良いとされている。一般に凝集度の測定はトナーの完成品あるいは製品に何も手を加えないで測定される。
ところが、実際の画像形成装置使用時には初期の画像は良くても使用するに従い画像が劣化する。この画像劣化は、画像形成装置稼動時に現像装置内部でトナーが攪拌されることによって、トナーの凝集度が進行することにより生じている。
凝集度が低くて初期の画像は良くても、画像形成装置を使用するに従って画像が著しく劣化して、画像品質の許容限度を下回り、問題となる場合がある。従って、良好な画像品質を得るための判断に必要なのは初期の凝集度だけではないことになる。
一方で、画像の長期出力（多数の通紙枚数）により現像装置内に劣化したトナーが滞留してしまう。劣化したトナーは攪拌による物理的ストレスを受けているため凝集度が高くなり、この劣化したトナーを使用することで画像の滑らかさが失われ、ざらついた欠陥画像となってしまう。
これを避けるために強制的にトナーを消費させ、劣化が少なく凝集度の低いフレッシュなトナーを補給することにより欠陥画像を回避できることが知られている。
しかし、トナーの強制消費量を一律に制御した場合に、トナーによってはそれほど劣化しておらず、画像品質的にも問題無い状態においても強制的にトナーを消費していることになる。また、トナーカートリッジの交換などでトナーのロットが変わった場合に同じ量を強制消費させていても劣化後凝集度が前のロットと異なるために、強制消費量が少なくて異常画像となってしまう場合も考えられる。

トナーの初期の凝集度を考慮して画像形成を行う、幾つかの技術が提案されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
特許文献１には、凝集度の小さい順にカラートナー層を形成する画像形成装置が開示されている。特許文献２には、現像装置内のトナー状態が画質欠陥に陥る状態であるか否かに基づいてトナー吐き出しモードの実行価値を選定可能とするトナー吐き出し選定手段を要する画像形成装置が開示されている。
特許文献３には、中間調画像の濃度を計測し現像特性を知ることで、トナーの劣化状態を判断し、トナー劣化状態に応じた必要量のトナーを強制的に消費する技術が開示されている。
前掲の特許文献のいずれにおいても、長期にわたり安定した画像品質を得るための十分なコントロールが困難であった。また、未だ十分に良好な画像を得るために必要な特性を維持しているにもかかわらず、強制的にトナーを消費し新たなトナーを補充することになるため、必要以上のトナーが消費されることがあった。
特許第３７４３４５５号 特開２００６−４７６５１公報 特開２００７−８６６６０公報

本発明者は、画像品質に大きな影響を与えるトナーの凝集度に注目するとともに、該トナーの凝集度はトナーによって、その初期凝集度と強制的にストレスを付与した後の劣化後凝集度とでは異なることを見出した。
さらに、カラー画像を形成する場合、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンというカラー画像の作像順（転写ニップの通過回数）の転写工程において、同一転写媒体上で何度も転写ニップを通過するトナー種類が、その劣化後凝集度が低いものほど最終画像の品質に大きな影響を与えない事も見出した。
特許文献１の開示には凝集度の定義として強制的にストレスを付与した後の凝集度には触れていないばかりか、強制的にストレスを付与した後のトナー凝集度に基づく画質制御方法の記述は無い。
また、特許文献２には新鮮なトナーの吐き出しモードの実行判定基準として、所定のサンプル画像を出力して目視確認する方法、過去の画像出力情報を基に判断する方法等幾つか記載されているのみであり、強制的にストレスを付与した後のトナー凝集度に基づく制御方法の記述は無い。また、カラー作像順と合わせてトナー吐き出し量を設定するという記述も無い。同様に特許文献３には、トナーの劣化状態を考慮しているがカラー作像順との組み合わせによるトナー強制消費動作についての記述は無い。
本発明はこのような新たな知見に基づき、トナーの必要以上の強制消費を抑制し、最適化することにより無駄なトナー消費を抑え、現像剤の経時劣化による画像劣化を防止し、かつ長期間安定した画像品質を確保する画像形成装置を提供することを目的とする。特に、カラー画像を長期にわたり安定して得られる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、静電潜像を形成している像担持体にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記トナー劣化後凝集度の値の大きさと現像積算回数との相関関係と対比して、前記強制消費量が決定され、前記被転写体の非画像領域に、パターンを作成することで、トナーを前記現像手段から強制消費する強制消費制御手段と、強制消費するトナー量と同量のトナーを前記現像手段へ補給するトナー補給装置と、を有することを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、静電潜像を形成している像担持体に異なる色のトナーを供給してカラートナー像を形成する複数の現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記異なる色の各トナー劣化後凝集度の値の大きさと現像積算回数との相関関係と対比して、前記強制消費量が決定され、前記被転写体の非画像領域に画像に寄与しないパターンを作成することで、トナーを前記現像手段から強制消費する強制消費制御手段と、強制消費するトナー量と同量のトナーを前記現像手段へ補給するトナー補給装置と、を有することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、少なくとも低画像面積出力時にのみ、トナーを消費する前記強制消費動作手段を動作させる請求項１又は２記載の画像形成装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記転写手段を用いて前記強制消費されたトナー像を転写する時、前記転写手段に、画像形成時に流す転写電流よりも小さい電流を流す請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置を特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記画像形成装置は平均円形度が０．９３〜０．９９のトナーを用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置を特徴とする。
請求項６に記載の発明は、前記現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、かつ体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置を特徴とする。
請求項７に記載の発明は、前記現像手段で用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、かつ形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、無駄なトナー消費を抑え、かつ長期間安定した画像品質を保つことができる。

本発明は前述される通りの新たな知見によるもので、本発明の詳細を以下に説明する。
先ず、トナーの凝集度は、初期凝集度と、強制的にストレスを付与した劣化後凝集度（後述する方法によって測定される値）とでは異なり、また、トナー品種によりその劣化後凝集度のレベルには差異がある。
例えば、後述する図６に示す、トナーＢとトナーＤの初期凝集度と劣化後凝集度の比較に関連して説明するように、劣化後凝集度では値が逆転していることが分かる。つまり、初期的凝集度のみで長期間安定した画像を提供することができないことが分かった。
また、劣化後凝集度の大きいトナーほど、カラー画像形成でのニップ通過時の物理的ストレスを受け易いため画像の欠陥が目立ち易い。転写ニップ通過回数に関しては、例えば、後述する図６に関連して示すように、劣化後凝集度の低いトナーほど転写ニップ通過による画像の劣化度合いが少ないことが判明した。
このことから、一つは、電子写真複写機の現像装置に供される現像剤トナーの品種に応じて、予め、そのトナー劣化後凝集度の値の大きさと現像積算回数との相関関係と対比して、画像品質維持のための適切なトナー強制消費のタイミングを決定し、トナー消費量の適切な制御を実施することができる。

もう一つは、前述の通りトナー品種に応じてトナー劣化後凝集度の値、推移が異なる点をカラー複写工程で検討すれば、例えば、異なる４色のカラートナーのトナー劣化後凝集度の値の大きさと画像劣化発現の回避を予測して決められた強制消費量との相関関係と対比したテーブルを参照して、各カラートナーのトナー強制消費の異なる量を決定すれば、カラー画像の品質を長期にわたり維持ができる。
劣化後凝集度が低いものほど一枚のコピーを得る際のカラー転写工程（転写ニップの通過回数）の影響を受けず最終画像品質への影響が少ないことから、当該カラートナーのトナー強制消費量を他のカラートナーの劣化後凝集度との関係からも考慮する必要がある。
かかる制御を行うことにより無駄なトナー消費を抑えることが可能であり、逆に消費量が少なすぎて異常画像となるのを防ぐことも可能となり、長期間画像品質を良好に保つことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明を実施し得る画像形成装置としての複写機を示す概略構成図である。以下、本発明をタンデム型のカラー画像形成装置としてのカラー複写機に適用した実施の形態について説明する。
まず、実施の形態にかかる画像形成装置としてのカラー複写機Ａの概略構成について説明する。このカラー複写機Ａは、複写装置本体（以下、プリンタ部という）１、給紙テーブル（以下、給紙部という）２、プリンタ部１上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部という）３、スキャナ部３上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）（以下、原稿搬送部という）４からなっている。
プリンタ部１は、その中央に像担持体である中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト１０を備えている。中間転写ベルト１０は、第１支持ローラ１４、第２支持ローラ１５及びバックアップローラ１６に掛け回され、図中時計回りに表面移動可能となっている。
そして、中間転写ベルト１０に対向するように、表面にブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのうちの１色のトナー像をそれぞれ担持する潜像担持体としての４つの感光体ドラム１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃを備えている。４つの感光体ドラム１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの表面にトナー像を形成するための現像ユニット６１Ｋ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃを備えている。

さらに、１次転写後の感光体ドラム１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ表面に残留しているトナーを除去する感光体クリーニング装置６３Ｋ、６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃも備えている。
４つの感光体ドラム４０Ｋ、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、現像ユニット６１Ｋ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、そして、感光体クリーニング装置６３Ｋ（図面の記載が煩雑になるので、６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃは示していない）からなる４つの画像形成ユニット（作像ステーション）１８Ｋ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃを横に並べて配置してタンデム画像形成ユニット２０を構成する。
また、バックアップローラ１６と中間転写ベルト１０を挟んで対向するように、トナー像を記録媒体としての転写紙上に転写した後の中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置１７を備えている。また、プリンタ部１００は、タンデム画像形成ユニット２０の上方に露光装置２１を備えている。
さらに、中間転写ベルト１０の内側で、中間転写ベルト１０を挟んで各感光体ドラム１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃと対向する位置には、１次転写ローラ６２Ｋ、６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃを備えている。１次転写ローラ６２Ｋ、６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃは中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃに押し当てて設けられ、１次転写部を形成している。

一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成ユニット２０と反対の側には、２次転写体としての２次転写ベルト２４が、支持ローラ２３に架け渡されて設けられている。そして、二次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０を介してバックアップローラ１６に押し当てられ、２次転写ベルト２４と中間転写ベルト１０との間で２次転写装置２２の２次転写ニップ部を形成するように配置されている。
２次転写ベルト２４は、図示してない駆動モータによって中間転写ベルト１０と同線速で駆動され、中間転写ベルト１０上の画像を転写紙に転写する。このように、潜像担持体である感光体ドラム１１（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ６２（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）、中間転写ベルト１０、及び２次転写ベルト２４等から構成される転写装置によって転写紙上に転写される。
また、２次転写ベルト２４は用紙搬送ベルトの機能を有し、図１中さらに左に配置された定着装置２５までシート状の転写紙を搬送する。転写紙上の転写画像を定着する定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。画像定着後の転写紙は排紙ローラ５６を通って排紙トレイ５７上に排紙されてそこにスタックされる。
２次転写ベルト２４及び定着装置２５の下には、上述したタンデム画像形成ユニット２０と平行に、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転させる転写紙反転装置２８を備えている。これによって、転写紙の片面に画像定着後に、切り換え爪５５で転写紙の進路を転写紙反転装置側に切り換え、そこで反転させて再び２次転写ニップ部に転写紙を搬送し、トナー像を転写させた後、排紙トレイ５７上に排紙させることができる。

スキャナ部３は、コンタクトガラス３２上に載置された原稿の画像情報を読み取りセンサ３６で読み取り、読み取った画像情報を図示してない制御部に送る。この制御部は、スキャナ部３から受け取った上記画像情報に基づき、プリンタ部１の露光装置２１内に配設された図示してないレーザやＬＥＤ等を制御して感光体ドラム１１（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）に向けてレーザ書き込み光Ｌを照射させる。この照射により、感光体ドラム１１（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）の表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。
給紙部２は、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４、これらの給紙カセット４４から転写紙を繰り出す給紙ローラ４２、繰り出した転写紙を分離して給紙路４６に送り出す分離ローラ４５、プリンタ部１の給紙路４８に転写紙を搬送する搬送ローラ４７等を備えている。
本実施形態の複写機Ａでは、給紙部２以外に、手差し給紙も可能となっており、手差しのための手差しトレイ５１、手差しトレイ５１上の転写紙を手差し給紙路５３に向けて一枚ずつ分離する分離ローラ５２もプリンタ部１側面に備えている。
レジストローラ４９は、それぞれ給紙カセット４４又は手差しトレイ５１に載置されている転写紙を１枚だけ排出させ、中間転写体としての中間転写ベルト１０と２次転写装置２２を構成する２次転写ベルト２４との間に位置する２次転写ニップ部に送る。

次に、上記構成のカラー電子写真装置であるカラー複写機Ａによる画像形成について説明する。本実施の形態のカラー複写機Ａにおいて、カラー画像のコピーを採る時、原稿搬送部４の原稿台３０上に原稿をセットするか、又は原稿搬送部４を開いてスキャナ部３のコンタクトガラス３２上に原稿をセットして原稿搬送部４を閉じることで原稿を押さえる。
そして、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿搬送部４に原稿をセットした時は原稿をコンタクトガラス３２上へと搬送して後、他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットした時は直ちに、スキャナ部３を駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４を走行する。
続いて、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向ける。この反射光は、さらに第２走行体３４のミラーで反射され、結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入射され、これにより、原稿内容が読み取られる。
そして、スキャナ部３から画像情報を受け取ると、上述のようなレーザ書き込みや、後述する現像プロセスを実施させて感光体ドラム１１（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）上にトナー像を形成させるとともに、画像情報に応じたサイズの転写紙を給紙させるべく、４つの給紙ローラのうちの１つを作動させる。

また、これに伴って、図示してない駆動モータで第１支持ローラ１４、第２支持ローラ１５又はバックアップローラ１６のうちの１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成ユニット１８（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）で感光体ドラム１１（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）が回転され、各感光体ドラム１１（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成される。そして、中間転写ベルト１０の搬送とともに、それらの単色画像が中間転写ベルト１０の表面上に順次転写され、中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
一方、給紙部２では給紙ローラ４２の１つが選択的に回転され、ペーパーバンク４３に多段に設けられた給紙カセット４４の１つから転写紙が繰り出される。繰り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて給紙路４６に導入され、搬送ローラ４７で搬送されるとともに、複写機本体であるプリンタ部１内の給紙路４８に導かれ、レジストローラ４９に突き当てられて止められる。

また、手差しトレイ５１を用いる場合には、給紙ローラ５０が回転され、手差しトレイ５１上の転写紙が繰り出されるとともに、繰り出された転写紙は分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
なお、手差しトレイ５１上の転写紙を用いる場合は、給紙ローラ５０が回転され、手差しトレイ５１上の転写紙が繰り出されるとともに、繰り出された転写紙は、分離ローラ５２で１枚ずつ分離された後、手差し給紙路５３に導入され、同様にしてレジストローラ４９に突き当てられて止められる。
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９が回転され、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４との当接部である２次転写ニップ部に転写紙が送り込まれる。そして、２次転写ニップ部に形成されている転写用電界や当接圧力などの影響によってカラー画像が２次転写され、転写紙上にカラー画像が記録される。
２次転写ニップ部でカラー画像の転写を受けた後の転写紙は、用紙搬送ベルトを兼ねる２次転写ベルト２４によって搬送され定着装置２５へと送り込まれ、定着装置２５で加圧ローラ２７と定着ベルト２６とによる加圧力と熱の付与によりカラー画像を定着される。
その後、排出ローラ５６で排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。また、両面に画像形成される転写紙は、カラー画像を定着された後、切り換え爪５５で切り換えて転写紙反転装置２８に搬送され、そこで反転されて再び２次転写ニップ部へと導かれ、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出される。

一方、２次転写ニップ部で転写紙にカラー画像を転写した後の中間転写ベルト１０の表面は、残留する残留トナーがベルトクリーニング装置１７によって除去され、タンデム画像形成ユニット２０による再度の画像形成に備える。
また、２次転写ベルト２４には中間転写ベルト１０に接しているため、転写紙等の記録体が載らない部分や紙間では、中間転写ベルト１０上の地肌汚れのトナー、及びプロセスパターンが転写し、２次転写ベルト２４を汚してしまう。
２次転写ベルト２４の表面上に汚れがあると、転写紙に２次転写を行う際にその汚れが転写紙の裏側に付着する裏汚れの原因となるため、二次転写ベルト２４にはその表面上の汚れを除去する２次転写ローラクリーニング手段としてのクリーニングブレードを当接させることもできる。
クリーニングブレードによって、２次転写ベルト２４上のトナーなどの汚れを常時除去することで転写紙の裏面が汚れることを防止している。また転写紙の添加剤である炭酸カルシウム等が付着してフィルミングを引き起こすのを防止するために、２次転写ベルト２４の表面には、ステアリン酸亜鉛を固形化させた固形潤滑剤を直接２次転写ベルト２４の表面に接触させて塗布させる構成にすることもできる。

図２はトナーの形状係数ＳＦ−１を説明する図である。図３はトナーの形状係数ＳＦ−２を説明する図である。次に、本件に関わる詳細部分、とくにトナー特性について説明する。
本発明に用いるトナーの劣化凝集度について説明する。まず、劣化後凝集度とは、トナーに所定の時間、強制的にストレスを与えた後の凝集度のことを示している。ストレスの付与方法は、図示はしないが、トナー１０ｇとキャリア２０ｇとを５０ｍｌのスクリューバイアル中に入れ、ロッキングミルを用いて振動数４００ｒｐｍにて６０分間振盪させた後、前記トナーと前記キャリアとを２０μｍの目開きの篩いを用いて分離することにより行われる。

次に、凝集度の測定方法は以下の通りに行う。測定装置（図示せず）は、ホソカワミクロン社製のパウダーテスターを使用し、振動台の上に、次の手順で附属部品をセットする。
（イ）バイブロシュート
（ロ）パッキン
（ハ）スペースリング
（ニ）フルイ（３種類）上＞中＞下
（ホ）オサエバー
次に、ノブナットで固定し、振動台を作動させる。測定条件は次のとおりである。
篩い目開き：（上）７５μｍ、（中）４５μｍ、（下）２２μｍ
振巾目盛：１ｍｍ
試料採取量：２ｇ
振動時間：１５秒
上記手順に基づく測定の後、次の計算から凝集度を求める。
上段の篩いに残った粉体の重量％×１ （ａ）
中段の篩いに残った粉体の重量％×０．６ （ｂ）
下段の篩いに残った粉体の重量％×０．２ （ｃ）
上記３つの計算値の合計をもって、劣化後凝集度（％）とする。すなわち、劣化後凝集度は、劣化後凝集度（％）＝（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）となる。

円形度について言えば、本発明の画像形成装置に好適に使用されるトナーは円形度が０．９０〜０．９９が望ましい。本発明では、下記式（１）より得られた値を円形度と定義する。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
トナーの平均円形度は、０．９０〜０．９９であることがドット再現性に優れ、転写性も良好なことから高画質を得られる。平均円形度が０．９０未満でトナーが球形から離れた形状である場合は、十分な転写性又はチリのない高品位の画像が得られにくい。トナーの円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。
具体的には、図示してないがフロ−式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００；シスメックス社製）を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌを入れ、分散剤として界面活性剤０．１〜０．５ｍｌを加え、さらに、測定試料０．１〜９．５ｇ程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３、０００〜１０、０００個／μｌにしてトナーの形状及び分布を測定する。

上述したように、画像形成装置には平均円形度が０．９３〜０．９９のトナーを用いる。この平均円形度の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体ドラムとの接触面積が小さいために転写性に優れる。
粒径について言えば、本発明の画像形成装置に好適に使用されるトナーは、６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。
（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。

コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えば、アイストーン（ＩＳＯＴＯＮ）−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。
試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径を求めることができる。
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。

上述したように、現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあり、（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープとなる。
また、小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になる。従って、小粒径かつ粒径分布をシャープにすることにより地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができる。
形状係数について、ＳＦ−１はトナーの形状（真球か不定形か）を表す指数であり、１００に近づくほど真球になる。また、ＳＦ−２はトナー表面の凹凸性を示す指数であり、ＳＦ−１と同様に１００に近づくほど真球になる。
トナーの形状が１００に近づくほど（真球になるほど）形状効果によりトナー粒子と、該トナー粒子と接触するもの（トナー同士、像担持体）との間では点接触することになり、接触物との間の吸着力が弱まり、転写電界の影響を受け易くなる。
一方で、トナーが真球に近くなるにつれ、機械的なクリーニングに対して不利に働く。そのため、転写性とクリーニング性との両立の観点から、トナーは或る程度の異形化が必要となる。従って、形状係数は１００〜１８０の間が適切となる。

本発明の画像形成装置に好適に使用されるトナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２も１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。上述した図２及び図３には、それぞれ、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表している。
形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合、トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合、トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、図示してない走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを同様に図示してない画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入し、該トナーの粒子１００個について解析して計算した。

トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり、従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
上述したように、現像手段で用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２も１００〜１８０の範囲にある。形状係数を１００〜１８０と設定することでトナーの形状効果によりトナー粒子と、該トナー粒子と接触するもの（トナー同士、又は像担持体）との間では点接触することになり、接触物との間の吸着力が弱まり、転写電界の影響を受け易くなりそして高い転写率を得ることができる。一方で、トナーの形状を真球よりも僅かに異形化することによりクリーニング性を向上させることが可能となる。
前述したトナーは、詳述はしないが粉砕法によって製造されることにより同様に詳述はしないが重合法によって製造されるトナーよりも製造コストを抑えることができる。また、重合法によって製造されるトナーは、粉砕法だけによって製造されたトナーよりも円形度が高くなり、転写性の向上が望める。また、表面の凹凸の軽減によって感光体との非静電付着力が低減されることにより、より良好に逆転写を抑えることができる。

図４は本発明を形成するトナー強制消費制御部を示すブロック図である。図４を参照して、本発明の特徴部分であるトナー強制消費制御方法について詳細に説明する。
図４のトナー強制消費制御装置は各現像ユニットの作像順、転写ニップ通過回数、各現像ユニットに補給されるトナーの劣化後凝集度を記録する、作像順、転写ニップ通過回数及び劣化後凝集度を記録する記録メモリ１００、画像の画素数をカウントする画像面積率検出手段１０２、強制消費制御部１０１、トナー補給制御部１０３、強制消費制御部１０１に含まれるトナー強制消費量変換テーブル格納部１０６、強制消費制御部１０１によって制御される強制消費動作手段１０７、及びトナー補給制御部１０３によって制御されるトナー補給装置１０８から構成される。
例えば、４つの現像ユニットからなる４連タンデム中間転写方式のカラー画像形成装置について考える。４つの現像ユニットがそれぞれ作像の早い順に（中間転写体回転方向の上流側に）Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ色と設置されている場合、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋが作像順１、２、３、４と割り当てられる。
これらの作像順に関しては設計段階で決定されるものであり、予め作像順を記録メモリ１００に記録し、固定しておくことが可能である。また、転写紙の転写ニップ通過枚数確認も指定枚数ごとに記録しておくことができる。次に、各色のトナーの劣化後凝集度を指定する。

トナーの劣化後凝集度に関しては、トナーロットごとに製造段階にて測定しておき、その値を、トナーを内包した袋、又は容器に記載しておき、画像形成装置のタッチパネルなどから直接入力し、記録メモリ１００に記録することができる。
或いはトナーを内包した容器にＩＣチップを装着し、ＩＣチップに各トナーの劣化後凝集度を記録しておき、トナー補給装置１０８にトナー容器がセットされた際に自動でＩＣチップのデータを読み取り、記録メモリ１００に記録しても良い。
この結果、記録メモリ１００には決定された作像順、転写ニップ通紙枚数及びそれぞれのトナーの劣化後凝集度が記録される。次に、画像面積率、及びトナー強制消費量の算出方法について説明する。まず、入力画像の画像面積を算出するために画像面積率検出手段１０２を設ける。
一例として、入力画像の画素情報が集約された画像信号を受け取る露光装置２１（図１）に、画素数をカウントする画素カウンタを設けることで、入力画像の画素数から入力画像面積を算出することが可能となる。また、転写紙のサイズを検出することにより転写紙に対する入力画像の面積率の算出が可能となる。
例えば、Ａ４サイズの転写紙は２１０ｍｍ×２９０ｍｍ＝６０，９００ｍｍ²であり、入力画像面積が３，０４５ｍｍ²であった場合、入力画像面積率は５％となる。ただし、画像面積率の算出方法はこれらの方法に限らない。
例えば、画像形成領域の最大幅Ｗ、及び転写紙の長さＬで形成される面積Ｓ＝Ｗ×Ｌにおける印字可能な最大ドット数をＮ０、レーザビームの発光回数をＮ１とすると画像面積率はＮ１／Ｎ０で算出される。

次にトナー強制消費量の設定であるがこれは作像順と、作像順に対応するトナーの劣化後凝集度から予め定めた前記劣化後凝集度と画像劣化の発現が無いように決定された強制消費量との対比から、強制消費手段の作動開始時期が決定されるテーブルを強制消費制御部１０１に記録しておき、テーブルに定められた規定量のトナーを強制消費する。最後に、トナー強制消費量が算出されたと同時にトナー補給制御部１０３には同量のトナーを補給するようにデータが通信され、トナー補給がトナー補給装置１０８によって実行される。
ここで、トナー強制消費量の設定は、作像順に対応するトナーの劣化後凝集度から予め定めたテーブルだけでなく、転写紙の転写ニップの指定の通紙枚数に対応するトナーの劣化後凝集度から予め定めたテーブルを用いることもできる。
図５は像担持体上に形成するトナー強制消費パターンのイメージを示す図である。図５に示すように、画像１０４と画像１０４との間の非画像領域においてベタパターンや網点パターンなどのトナー強制消費パターン１０５を形成してトナーを強制的に消費している。
図６は凝集度と劣化後凝集度の比較を表として示す図である。図７は劣化後凝集度と画像劣化度合いとの関係を表として示す図である。図８は作像順と画像劣化度合いとの関係を表として示す図である。図９は劣化後凝集度と、作像順と、トナー強制消費量との関係を表として示す図である。図１０は劣化後凝集度の分類を分類表として示す図である。

以下、図１に示した画像形成装置Ａを用いた実施の形態について説明する。まず、４種類のトナーを用いて、初期凝集度と、これらのトナーを６０分振盪させ、ストレスを付与した後での劣化後凝集度を測定した。その結果を図６に示している。
図６のトナーＡとトナーＣの比較から初期凝集度がほぼ同じものであっても、６０分間強制的にストレスを付与した後の劣化後凝集度は大きく異なることが分かった。また、トナーＢとトナーＤの比較から、初期凝集度とストレス付与後の劣化後凝集度の大小関係が逆転しており、初期凝集度の大小関係がそのままストレスを付与した後でも維持されるとは限らないということが分かった。
次に、上記４種のトナーをシアンステーションに入れ、３０００枚の通紙評価を行い、ベタ画像の劣化度合い（ザラツキ感）を評価した。評価結果を示す図７において、○が許容範囲、×は許容できない場合を表す。図７から劣化後凝集度が高いものほど画像の劣化度合いが早いことが分かる。
次に、トナーＡをイエロー、マゼンタ、シアンのステーション（転写ニップ通過回数は順に３回、２回、１回となる）にそれぞれ搭載し、３０００枚通紙を行い、各ステーションで作像されたベタ画像の劣化度合いを評価した。同様にトナーＣ、及びトナーＤをイエロー、マゼンタ、シアンのステーションにそれぞれ搭載し画像の劣化度合いを評価した。
評価結果を示す図８から転写ニップ通過回数が多いほどベタ画像が劣化することが分かる。また劣化後凝集度の高いトナーほど転写ニップ通過での画像劣化が悪く、トナーＣ、Ｄではイエローステーション（ニップ通過回数３回）で作像した画像は許容範囲を下回る結果となった。一方、劣化後凝集度の低いトナーほど劣化が少ないということが分かった。

次に、劣化後凝集度と作像順、及びトナー強制消費量との組み合わせによる画像の劣化度合いを比較し、画像品質が低下しないための必要最小限のトナー強制消費量を調べた。その評価結果を図９に示している。
図９のトナー強制消費量の決定方法について説明する。まず、劣化後凝集度を４つの水準に分けた。水準の分け方は図１０に示している。図１０において、条件１：劣化後凝集度２０未満、条件２：劣化後凝集度２０％以上４０％未満、条件３：劣化後凝集度４０％以上６０％未満、そして条件４：劣化後凝集度６０％以上とした。
そして各条件を満たすトナーをＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋそれぞれのステーションに投入し、３０００枚の通紙を行い、各ステーションで出力された画像の劣化度合いを評価した。ここで、通紙画像の画像面積率は全てＡ４サイズに対し３％の画像とした。
また、トナーの強制消費量は１、２、４、６、８％とそれぞれ条件を変えて通紙した。ここでのトナー強制消費量とはＡ４サイズの面積に対し１、２、４、６、８％相当の画像面積率分のトナー強制消費を行ったということである。

図１０に示した各条件での結果をそれぞれ述べる。最初に、条件１（劣化後凝集度２０％未満のトナー）で通紙を行った結果、強制消費量を２％とすれば全てのステーションにおいて画像は許容範囲内となる。一方、強制消費量１％では、作像順１、２（ニップ通過回数４回と３回）では許容範囲を下回ってしまう。これにより劣化後凝集度２０％以下のトナーが、作像順１、及び２（ニップ通過回数４回と３回）のステーションに搭載された場合には最低でも強制消費量を２％以上としなければならない。逆に、作像順３、及び４（ニップ通過回数２回と１回）のステーションに搭載された場合には強制消費量は１％で十分ということが分かった。
次に、条件２（劣化後凝集度２０％以上４０％未満のトナー）で通紙を行った結果、劣化後凝集度２０％以上４０％未満のトナーが作像順１のステーションに搭載された場合、強制消費量を最低４％以上とする必要があり、作像順２、３、４に搭載された場合には２％以上の強制消費で十分ということが分かった。
条件３（劣化後凝集度４０％以上６０％未満のトナー）で通紙を行った結果、劣化後凝集度４０％以上６０％未満のトナーが作像順１のステーションに搭載された場合、強制消費量を最低６％以上とする必要があり、作像順２、３、に搭載された場合には４％以上、作像順４に搭載された場合には２％以上の強制消費で十分ということが分かった。
条件４（劣化後凝集度６０％以上のトナー）で通紙を行った結果、劣化後凝集度６０％以上のトナーが作像順１のステーションに搭載された場合、強制消費量を最低８％以上とする必要があり、作像順２、３、に搭載された場合には６％以上、作像順４に搭載された場合には４％以上の強制消費で十分ということが分かった。
以上の結果から、劣化後凝集度と作像順の組み合わせによる必要最低限のトナー強制消費量の組み合わせの表（テーブル）が得られた。この表を基にトナーの強制消費量を設定することにより無駄なトナー強制消費を行わず、かつ長期間安定した画像を提供することが可能となる。ただし、強制消費量はこれに限られるものではなく、それぞれの作像システム、モジュール構成によって異なるものであり適宜設定可能である。

図１１はトナー強制消費制御を説明するフローチャートである。次に、図９に示された表を基に、トナー強制消費制御を稼動させた状態で３０００枚の画像通紙を行った後の画像劣化度合いを調べた。
作像スタート信号を受信した後、最初に記録メモリを読み込み、トナーの劣化後凝集度と作像順又は指定通紙枚数を判断する（Ｓ１）。次に、図９に示すように、劣化後凝集度と作像順又は指定通紙枚数（図示せず）ごとにトナー強制消費量を予め決められている表を参照し、必要とするトナー強制消費量を決定（算出）する（Ｓ２）。
この算出結果によりトナー補給制御装置へ必要なトナー補給量を伝達する。次いで算出した必要となるトナー強制消費量の強制消費を実行し（Ｓ３）、それと同時に伝達された補給量でのトナー補給を実行する（Ｓ４）。
結果として、劣化後凝集度と作像順を考慮せず、一律にトナー強制消費を行った場合と比較して、３０００枚通紙後の画像の劣化度合いは改善され、かつ無駄なトナーの消費量を抑えることができた。

図１２は入力画像面積率の判断処理を実行する場合のトナー強制消費制御を説明するフローチャートである。図１２に示すように低画像面積率の場合にのみトナー強制消費制御が実行されるように設定し、３０００枚の画像通紙を行った後の画像劣化度合いを調べた。
まず、原稿の入力画像面積率を検知する（Ｓ１１）。次に、入力画像面積率を閾値αと比較する（Ｓ１２）。ここで閾値αとは低画像面積と判断する数値であり、任意に設定可能である。本例ではＡ４換算で３％を閾値と設定し、３％以下を低画像とした。
ステップ（Ｓ１２）で入力画像面積率が閾値α以上の場合はトナー強制消費を行わない。一方、入力画像面積率が閾値α未満の場合にはトナー強制消費を行う。トナー強制消費を実行すると判断された場合、最初に記録メモリを読み込み、トナーの劣化後凝集度と作像順を判断する（Ｓ１３）。

次に図９に示すように、劣化後凝集度と作像順ごとにトナー強制消費量を予め決められている表を参照し、必要とするトナー強制消費量を決定（算出）する（Ｓ１４）。この算出結果によりトナー補給制御装置へ必要なトナー補給量を伝達する。
次いで算出した必要となるトナー強制消費量の強制消費を実行し（Ｓ１５）、それと同時に伝達された補給量でのトナー補給を実行する（Ｓ１６）。結果として、常にトナー強制消費を行う場合と、小画像面積率の場合にのみトナー強制消費を行う場合とでは画像劣化度合いに大きな差は無かった。
しかし、トナーの消費量を比較した場合、当然ながら小画像面積率の場合にのみトナー強制消費を行った方が無駄な消費は少なく、より効率的にトナーを消費しかつ画像の品質低下を防止していることが分かった。
このように、少なくとも劣化トナーが滞留し易い低画像面積出力時にのみ強制消費モードを動作させることにより、強制消費による過度のトナー消費を抑えることができる。

次に、図示はしないが、トナー強制消費のある状態において、消費されたトナーを転写する時の転写バイアスを画像形成時と同じ転写バイアス設定とした場合、画像形成時の半分の転写バイアスに設定した場合、転写バイアスを印加しない場合の３条件でクリーニング部材の耐久性を比較した。
具体的には、図１１の場合のように画像面積率の閾値比較は行わず、常に同量のトナーを強制消費するよう条件設定したままで１万枚の画像通紙を行い、各クリーニング部材、例えば、感光体ドラムのクリーニングブレード、中間転写ベルトのクリーニングブレードの摩耗量を測定した。
その結果、転写バイアスを印加しない場合には中間転写ベルトへのトナー入力は少なく、ほぼ全てのトナーが感光体ドラムクリーニング部に送られ感光体ドラムクリーニングブレードのみブレードの摩耗が激しく１３μｍほど摩耗していたのに対しベルトクリーニングブレードの摩耗は２μｍ程度と殆ど摩耗していなかった。
逆に転写バイアスを画像形成時と同じにした場合にはベルトクリーニングブレードの摩耗が１１μｍ程度、感光体ドラムクリーニングブレードの摩耗量が３μｍ程度となった。一方、転写バイアスを画像形成時の半分と設定した場合には感光体ドラムクリーニングベルトの摩耗量は５μｍ、ベルトクリーニングブレードの摩耗量は４μｍとほぼ同程度の摩耗量となった。
この結果から、転写バイアスを印加しない場合には感光体ドラムクリーニング部材のみ寿命が短くなり、逆に転写バイアスを画像形成時と同じに設定した場合にはベルトクリーニング部材の寿命が短くなり、結果として異常画像が発生してしまう。また、クリーニング部材を頻繁に交換する必要があり、従ってメンテナンス性が悪くなる。

一方、転写バイアスを画像形成時の半分とすることで感光体ドラムクリーニング部材、及びベルトクリーニング部材の劣化レベル、程度がほぼ同じとなり、システム全体としてバランスが得られ、部材寿命による交換を同時に行うことが可能となり、メンテナンス性を向上させることができる。
このように、強制消費されたトナー像を、前記転写手段を用いて転写する時、画像形成時に流す転写電流よりも小さい電流を流すことによりトナークリーニングの負荷を分散することができ、システムとしての耐久性を向上させることが可能となる。
本発明は、図１のタンデム型の画像形成装置において、被転写体の非画像転写領域外に現像手段からトナーを強制的に吐き出して不都合な劣化後凝集度を有するトナーを消費し、その際、強制消費するトナー消費量を、トナーの劣化後凝集度と作像順との組み合わせごとに異ならせ、強制消費するトナー量と同量のトナーをトナー補給装置から現像手段へ補給することができる。
本発明は、また、単色の画像形成装置においても、初期凝集度と異なる強制的にストレスを付与したトナー劣化後凝集度が、画像形成後、指定された不都合な条件になった場合に、この不都合な劣化後凝集度を有するトナーを強制的に被転写体の非画像転写領域外に現像手段から消費し、その際、強制消費するトナー消費量を、トナーの劣化後凝集度とトナー像の被転写体への転写回数との組み合わせごとに異ならせ、強制消費するトナー量と同量のトナーをトナー補給装置から現像手段へ補給することができる。

前述したように、カラー画像の各色の中間転写ベルトを通過する作像順（転写ニップの通過回数）によりトナーの劣化度合いが異なり、劣化後凝集度が低いものほど転写ニップ通過回数による劣化度合いが少ない。
作像順で黒色トナーが最後に転写ニップを通過する場合には、各色の作像順に関係なく、黒色以外のイエロー、シアン、マゼンタの単色でもトナー像の被転写体への転写回数が増えれば、現像手段での攪拌によりトナーへのストレスも増える。従って、強制的にストレスを付与して劣化後凝集度が大きくなったトナーを予め指定された時期に強制的に消費して、この消費したトナー量を新たに補給する。
さらに、強制的にトナーを消費する場合のそのトナーの消費量は、劣化後凝集度とトナー像の被転写体への転写回数に応じて異ならせるので、個別に制御することができ、この制御により無駄なトナー消費を抑えることが可能であり、逆に、消費量が少なすぎて異常画像となるのを防ぐことも可能となり、長期間画像品質を良好に保つことができる。
上述の実施の態様は、カラー画像の形成を例としたものであるが、黒色トナーのように単色コピーの画像形成の場合も、該トナーの劣化後凝集度の値に応じた強制消費量を設定することで、無駄なトナー消費を抑えることが可能であり、逆に、消費量が少なすぎて異常画像となるのを防ぐことも可能となり、長期間画像品質を良好に保つことができる。

本発明を実施し得る画像形成装置としての複写機を示す概略構成図である。 トナーの形状係数ＳＦ−１を説明する図である。 トナーの形状係数ＳＦ−２を説明する図である。 本発明を形成するトナー強制消費制御部を示すブロック図である。 像担持体上に形成するトナー強制消費パターンのイメージを示す図である。 凝集度と劣化後凝集度の比較を表として示す図である。 劣化後凝集度と画像劣化度合いとの関係を表として示す図である。 作像順と画像劣化度合いとの関係を表として示す図である。 劣化後凝集度と、作像順と、トナー強制消費量との関係を表として示す図である。 劣化後凝集度の分類を分類表として示す図である。 トナー強制消費制御を説明するフローチャートである。 入力画像面積率の判断処理を実行する場合のトナー強制消費制御を説明するフローチャートである。

符号の説明

Ａ 画像形成装置、１ プリンタ部、２ 給紙部、３ スキャナ部、４ 原稿搬送部、１０ 転写手段（中間転写ベルト）、１８ 画像形成ユニット（作像ステーション）、２０ タンデム画像形成ユニット、４０ 像担持体（感光体ドラム）、６１ 現像手段（現像ユニット）、１００ 記録メモリ（作像順、トナー劣化後凝集度）、１０１ 強制消費制御部、１０２ 画像面積率検出手段、１０３ トナー補給制御装置、１０６ トナー強制消費量変換テーブル格納部、１０７ 強制消費動作手段、１０８ トナー補給装置

Claims (7)

1. 静電潜像を形成している像担持体にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
   前記トナー劣化後凝集度の値の大きさと現像積算回数との相関関係と対比して、前記強制消費量が決定され、前記被転写体の非画像領域に、パターンを作成することで、トナーを前記現像手段から強制消費する強制消費制御手段と、
   強制消費するトナー量と同量のトナーを前記現像手段へ補給するトナー補給装置と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 静電潜像を形成している像担持体に異なる色のトナーを供給してカラートナー像を形成する複数の現像手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
   前記異なる色の各トナー劣化後凝集度の値の大きさと現像積算回数との相関関係と対比して、前記強制消費量が決定され、前記被転写体の非画像領域にパターンを作成することで、トナーを前記現像手段から強制消費する強制消費制御手段と、
   強制消費するトナー量と同量のトナーを前記現像手段へ補給するトナー補給装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 少なくとも低画像面積出力時にのみトナーを消費する前記強制消費動作手段を動作させることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記転写手段を用いて前記強制消費されたトナー像を転写する時、前記転写手段に、画像形成時に流す転写電流よりも小さい電流を流すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 平均円形度が０．９３〜０．９９のトナーを用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、かつ体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記現像手段で用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、かつ形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の画像形成装置。

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