JP2012088354A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撹拌や回収による現像装置内のトナーの劣化による転写性の悪化や画像のがさつきの発生する防止する。
【解決手段】トナー質量に対して外添剤の質量の比率が異なる複数のトナー補給装置を備え、プリント１枚あたりのトナー消費量に従い外添剤の比率の異なるトナーの補給割合を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を有する複合機等の画像形成装置に関し、特に、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置を有する画像形成装置に関する。

従来知られている電子写真方式の複写機等の画像形成装置は、像担持体に帯電及び露光を行い、静電潜像を形成する。像担持体上に形成された潜像は現像装置によりトナー像となり、転写手段により用紙上に転写される。その後、定着装置により熱定着され、画像が形成される。

現像装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視化している。

現像領域で現像処理を終了してトナーが消費された現像剤は回収され、補給されるトナーと混合、攪拌され、再び現像に供される。このような構成の現像装置に用いられる現像剤は、安定したトナー画像を得るために、一定のトナー濃度と帯電量および外添剤を維持する必要がある。トナー濃度は現像で消費したトナーと補給トナー分布により決定される。帯電量はキャリアとトナーとの混合時の摩擦帯電により決定される。現像装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤の攪拌を充分に行い、トナー濃度分布を均一化するとともに、トナーに付与する帯電量を飽和させて、トナー画像の安定化を行っている。

プリント１枚あたりのトナー消費量が少ない場合、トナーの現像装置内での滞留時間が長くなるため、トナー表面の外添剤の離脱や埋没、撹拌による帯電量の増加などの画像品質に影響を与える問題が知られており、画質を維持するための多様な工夫がなされている。

画質低下を抑制するために、プリント１枚あたりのトナー消費量が少ない場合、画像領域外でトナーを消費して、トナーの現像装置内の滞留時間を短くする方法が知られているが、無駄にトナーを消費するために１枚プリントあたりのコストアップとなる弊害がある。

また、特許文献１では、外部外添剤を補給する外部外添剤補給手段を設け、トナー補給手段によるトナーの補給量が少ない場合に外部外添剤を多く補給して、カブリやトナー飛散の解消を図っている。

特許文献２では、トナー補給部にトナー収納部と外添剤収納部を設け、トナーの収納レベルが下がるに従い外添剤収納部から外添剤の補給量を多くして感光体のフィルミング防止を図っている。

特許文献３では、現像装置の稼動時間の経過にともない残留トナーが劣化し始めたとき、初期補給トナーの粒径に比べて粒径の異なるトナーを現像装置に補給することで画像の安定化を図っている。

特許文献４では、補給するトナー粒径が異なるトナーがセット可能であり、トナー粒径に応じて作像条件である露光エネルギーを調整して画像の安定化を図っている。

特許文献５では、現像能力の異なる２種類のトナーを備え、高画像面積率の画像を出力するときには現像装置内のトナーは現像能力が上昇するために、現像能力の低いトナーを多く補給し、低画像面積率の画像を出力するときには現像能力の高いトナーを多く補給して、現像濃度の変動を抑制する工夫がなされている。

特開２００３−２５５６８２号公報 特開２００７−３１０１９１号公報 特開２００７−１６３５９２号公報 特開２００８−２６２１８５号公報 特開２０１０−１９８９７号公報

上述した通り、現像装置内の現像剤の変質、特にプリント１枚あたりのトナー消費量が少ない場合に、現像剤担持体から像担持体に転移しなかったトナーを回収して再利用することからトナーの現像装置内の滞留時間が多くなり、トナー表面の外添剤の離脱や埋没によるトナーの劣化が進む問題は改善の余地を多く残している。

外添剤をトナー表面に付与することにより流動性や転写性向上に寄与するが、劣化した外添剤の離脱や埋没が生じたトナーによる現像剤では、その外添剤が正常に機能せずに流動性や転写性が悪化する。流動性が低下した場合には現像剤の穂の掻き取り効果に影響し、画像のがさつきが発生する。これは特に穂の像担持体へのあたりの強い、逆転現象で顕著になる。また転写性が悪化した場合でも同様に画像のがさつきが発生する。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、現像装置内のトナーの表面に付着する外添剤の役割を安定させ、高品質な画像を安定的に出力できる画像形成装置を提供することを目的とする。

前述の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．静電潜像を担持する像担持体と、
前記静電潜像をトナーとキャリアを含む現像剤により可視化してトナー像を形成する現像装置と、
前記現像装置にトナー質量に対して外添剤の質量の比率が異なるトナーを補給する複数のトナー補給装置と、
前記複数のトナー補給装置からのトナー補給量のそれぞれの割合を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、プリント１枚あたりのトナー消費量が少ない時には外添剤の比率が高いトナーの補給割合を多くし、プリント１枚あたりのトナー消費量が多い時には補給割合を少なく制御することを特徴とする画像形成装置。

２．前記制御手段は、前記プリント１枚あたりのトナー消費量を画像形成手段によるプリント画像の印字率を基に制御することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．前記制御手段は、前記プリント１枚あたりのトナー消費量を前記複数のトナー補給装置それぞれからのトナー補給量の総量を基に制御することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

４．前記複数のトナー補給装置は、それぞれ複数の種類の外添剤を含有し、その構成比が異なるトナーを補給することを特徴とする前記１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

５．前記複数の種類の外添剤は、外径が異なる外添剤であることを特徴とする前記４に記載の画像形成装置。

６．プリント１枚あたりのトナー消費量が少ない時に補給するトナーは、外径の大きい外添剤の割合が多いトナーの補給割合を多くし、プリント１枚あたりのトナー消費量が多い時に補給するトナーは、外径の小さい外添剤の割合が多いトナーの補給割合を多くすることを特徴とする前記５に記載の画像形成装置。

７．前記複数のトナー補給装置は、それぞれ複数の種類の外添剤を含有し、その種類が異なるトナーを補給することを特徴とする前記１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

８．前記複数のトナー補給装置は、特定の外添剤を含有するものとしないものがあることを特徴とする前記７に記載の画像形成装置。

９．プリント１枚あたりのトナー消費量が少ない時に補給するトナーは、前記特定の外添剤を含有するトナーの補給割合を多くし、プリント１枚あたりのトナー消費量が多い時に補給するトナーは、前記特定の外添剤を含有しないトナーの補給割合を多くすることを特徴とする前記８に記載の画像形成装置。

本発明は、トナー質量に対して外添剤の質量の比率が異なる複数のトナー補給装置を備え、プリント１枚あたりのトナー消費量が少ない時には外添剤の比率が高いトナーの補給割合を多くし、プリント１枚あたりのトナー消費量が多い時には補給割合を少なく制御することで、現像装置内のトナーの表面に付着する外添剤の役割を安定させ、高品質な画像を安定的に出力することが可能となる。

カラー複写機の全体構成図である。 現像装置の中央断面図である。 現像装置における現像剤の循環を示す模式図である。 トナー補給の割合制御のフローチャートである。

本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

以下、現像装置を複数組搭載した画像形成装置の一例であるカラー複写機の構成を説明する。

（画像形成装置の構成）
図１は、画像形成装置１００と画像読取装置２００とから構成されたカラー複写機の全体構成図である。

画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び定着装置２４とから成る。

イエロー色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ、クリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ、クリーニング手段８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ、クリーニング手段８Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ、クリーニング手段８Ｋを有する。

中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。

画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された用紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、用紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

一方、転写手段７Ａにより用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。

５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給するトナー補給装置である。

ここまでは本発明に係る中間転写体を利用したタンデム型カラー画像形成装置の説明であるが、本発明はモノクロの画像形成装置においても同様である。

（現像装置の構成）
図２は、現像装置の中央断面図であり、図３は現像装置における現像剤の循環を示す模式図である。以下、像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを代表して像担持体１と称し、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを代表して現像装置４と称し、トナー補給装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋをトナー補給装置５と称す。

現像装置４は、現像装置本体４０、現像スリーブ４１、マグネットロール４２、現像剤規制部材（穂切り板）４３、供給部材（パドルホイール）４４、搬送部材（搬送スクリュー）４５、攪拌部材（攪拌スクリュー）４６、剥ぎ取りローラ４７、剥ぎ取り板（スクレーパ）４８、回収部材（回収スクリュー）４９、トナー濃度センサＴＳ等から構成されている。

現像スリーブ４１は、静電潜像を担持する像担持体１に対向して配置され、回転可能に支持され、像担持体上にトナー像を可視化させている。現像スリーブ４１には、現像バイアスとして交流電圧と直流電圧とが重畳される。現像スリーブ４１は本願の現像剤担持体として機能する。

マグネットロール４２は、現像スリーブ４１の内方に配置され、複数の磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を有する。マグネットロール４２の複数個の磁極のうち互いに隣接する２磁極Ｓ２，Ｓ３は、同極性に配置され反発磁界を形成している。現像剤剥ぎ取り用の磁極Ｓ２は、現像スリーブ４１上の現像剤を剥ぎ取り飛散させる。現像剤受け入れ用の磁極Ｓ３は、供給部材４４により供給された現像剤を吸引し、現像スリーブ４１上に付着させる。

供給部材４４は、現像スリーブ４１に現像剤を供給する回転可能なパドルであり、搬送部材４５から搬送された現像剤を現像スリーブ４１の現像剤受け入れ用の磁極Ｓ３付近に均一に供給する。

搬送部材４５は、供給部材４４に平行配置され、攪拌部材４６から搬送された現像剤を攪拌して供給部材４４に搬送する。

攪拌部材４６は第１トナー補給装置５１または第２トナー補給装置５２から補給される新規トナーと搬送部材４５から還流された現像剤とを混合、攪拌して搬送部材４５の上流部に搬送する。

現像スリーブ４１の現像剤剥ぎ取り用の磁極Ｓ２の近傍には、剥ぎ取りローラ４７が配置されている。剥ぎ取りローラ４７は、回転可能な回転部材（スリーブ）４７Ａと、回転部材４７Ａの内方に収容され現像装置本体４０に固定された円柱状の磁石体４７Ｂとから成る。磁石体４７Ｂは、例えば、ｎ１，ｎ２，ｓ１，ｓ２，ｓ３の５磁極から成り、磁極ｎ１は現像スリーブ４１の現像剤剥ぎ取り用の磁極Ｓ２に対向し、隣接する２磁極ｓ２，ｓ３は、同極性の反発磁界を形成している。

磁極ｓ２の近傍には、剥ぎ取り板４８の先端部が近接、又は軽接触している。剥ぎ取り板４８と剥ぎ取りローラ４７とは剥ぎ取り手段を形成する。現像スリーブ４１の現像剤剥ぎ取り用の磁極Ｓ２により、現像スリーブ４１表面から放出された現像剤は、剥ぎ取りローラ４７内の磁極ｎ１により吸引され、回転する回転部材４７Ａにより担持、搬送され、磁極ｓ２近傍において剥ぎ取り板４８により剥ぎ取られて、現像剤回収部４０３内に落下する。

現像剤回収部４０３内に回転可能に配置された回収部材４９は、剥ぎ取りローラ４７と剥ぎ取り板４８とにより剥ぎ取られて落下する現像剤を受けて回収して、搬送部材４５の搬送方向下流側であって、現像スリーブ４１の現像領域外に搬送する。なお、現像スリーブ４１に現像剤が戻らない位置であれば、回収現像剤を搬送部材４５の搬送方向下流側であって、現像スリーブ４１の現像領域相当内に投入してもよい。或いは、回収部材４９により回収された現像剤を、現像剤攪拌部４０２の上流部に還流させてもよい。

搬送部材４５、攪拌部材４６、回収部材４９は、何れもスパイラルスクリュー状の部材であり、回転軸方向に現像剤を搬送させるとともに、回転軸のほぼ直角方向に現像剤を放出させる。

現像装置本体４０は、供給部材４４、搬送部材４５、攪拌部材４６を支持する下本体４０Ａと、回収部材４９を支持する中本体４０Ｂと、中本体４０Ｂの上方開口部を閉蓋する上蓋４０Ｃとから構成されている。

下本体４０Ａは、供給部材４４と搬送部材４５とを収容する現像剤供給部４０１と、攪拌部材４６を収容する現像剤攪拌部４０２とから成る。現像剤供給部４０１と現像剤攪拌部４０２とは、下本体４０Ａの底部から直立した第１隔壁４０４を挟んで両側に形成されている。

回収部材４９を回転可能に支持する中本体４０Ｂの底部に形成された第２隔壁４０５は、現像剤供給部４０１と現像剤回収部４０３とを仕切る。また、中本体４０Ｂの一部は、現像剤攪拌部４０２の上方開口部を閉蓋する。

現像剤回収部４０３の現像剤搬送下流側と、現像剤供給部４０１の現像剤搬送下流側とは、第２隔壁４０５の端部近傍に穿設された第１開口部４０６により連通している。

現像剤供給部４０１の現像剤搬送下流側と現像剤攪拌部４０２の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４の一方の端部近傍に穿設された第２開口部４０７により連通している。

現像剤攪拌部４０２の現像剤搬送下流側と現像剤供給部４０１の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４の他方の端部近傍に穿設された第３開口部４０８により連通している。

現像剤供給部４０１の現像剤搬送下流側の底部に設けたトナー濃度センサＴＳは、搬送される現像剤のトナー濃度を検知する。トナー濃度検知信号により、制御手段９は、第１トナー補給装置５１または第２トナー補給装置５２を駆動させて新規トナーを現像剤攪拌部４０２の現像剤搬送上流側付近に設けられた第１トナー補給用開口部４０９および第２トナー補給用開口部４１０に補給する。制御手段９は、現像処理後の画像濃度を光学的に検出して、画像濃度の検出結果に応じて第１トナー補給装置５１および第２トナー補給装置５２からのトナー補給制御を行う事も可能である。

剥ぎ取りローラ４７と剥ぎ取り板４８により剥ぎ取られた現像剤は、現像剤回収部４０３内に回収され、回収部材４９により回収現像剤が現像剤搬送下流側に搬送され、第２隔壁４０５に穿設された第１開口部４０６から現像剤供給部４０１内に還流される。

現像剤供給部４０１内の現像剤は、搬送部材４５により第１隔壁４０４の一方の端部に穿設された第２開口部４０７から現像剤攪拌部４０２内に搬送される。現像剤攪拌部４０２内に搬送された現像剤は、攪拌部材４６により、第１トナー補給用開口部４０９および第２トナー補給用開口部４１０より補給されたトナーと、現像剤とを混合攪拌しつつ搬送され、第１隔壁４０４の他方の端部に穿設された第３開口部４０８から排出され、現像剤供給部４０１内に還流される。現像剤供給部４０１内では、搬送部材４５により現像剤を軸方向に搬送しつつ放出して供給部材４４に供給する。供給部材４４は現像剤を軸方向に搬送しつつ放出して現像スリーブ４１に供給する。

現像剤回収部４０３と現像剤供給部４０１とを仕切る第２隔壁４０５の端部付近に設けられた第１開口部４０６、及び現像剤供給部４０１と現像剤攪拌部４０２とを仕切る第１隔壁４０４の両端部付近に設けられた第２開口部４０７、第３開口部４０８は、何れも現像スリーブ４１の非画像形成領域に配置されていることが好ましい。

供給部材４４と搬送部材４５の回転方向は、現像スリーブ４１の回転方向と同方向になるように構成することにより、現像スリーブ４１への現像剤供給の効率化が達成されるだけではなく、安定した現像剤供給が可能となり、良好な画像を得ることができる。

また、回収部材４９の回転方向を、現像スリーブ４１の回転方向と逆方向回転にする事により、現像剤回収部４０３内での現像剤の逆流を低減する事が可能である。さらに、供給部材４４の現像剤搬送力を、搬送部材４５の現像剤搬送力より小さくなるように設定する。これにより、供給部材４４の現像剤搬送方向下流側での現像剤パッキングの発生を防止することができ、現像剤の耐久性を損なわずに現像スリーブ４１に安定した現像剤供給を行う事が可能になる。

（トナー補給装置）
第１トナー補給装置５１はトナーを収納するトナー収納容器５１Ａと、収納されたトナーを攪拌して搬送する回転体を有する搬送部材５１Ｂとから成る。搬送部材５１Ｂは、例えば回転軸に螺旋部を形成したスパイラルスクリューであり、トナーを回転軸方向に搬送し、トナー補給用開口部４０９に送り込む。

第２トナー補給装置５２は、第１の補給装置と同様の構成をなし、収納されたトナーを攪拌し、トナー補給用開口部４１０に送り込む。

第１トナー補給装置５１と第２トナー補給装置５２の夫々には、外添剤が異なるトナーが収納されており、それぞれの補給装置からのトナー補給割合は、後述のプリント１枚あたりのトナー消費量を基に制御手段９により制御する。

（現像剤の循環搬送）
図３の模式図により、現像剤の循環を説明する。

１．現像剤攪拌部４０２の上流側において、現像剤供給部４０１、現像剤回収部４０３から還流された現像剤と、新規補給トナーとが搬入され、攪拌部材４６により攪拌、混合され、矢印Ｖ１で示す現像剤移動方向に搬送される。

２．混合された現像剤は、現像剤攪拌部４０２の下流側の第３開口部４０８を通過して現像剤供給部４０１の上流側に導入される。現像剤供給部４０１内において、現像剤は搬送部材４５により矢印Ｖ２で示す現像剤移動方向に搬送されつつ、矢印Ｖ３に示すように供給部材４４に搬送される。

３．供給部材４４はその回転軸方向の搬送機能はなく、矢印Ｖ４に示すように供給部材４４から搬送される現像剤を現像スリーブ４１に搬送する。

４．現像スリーブ４１上の現像剤は、像担持体１と対向する現像剤領域において現像処理される。現像処理後にトナー濃度が低下した現像剤は、剥ぎ取り手段の剥ぎ取りローラ４７により、現像スリーブ４１から矢印Ｖ５に示すように剥ぎ取られ、剥ぎ取りローラ４７上を移動する。

５．剥ぎ取りローラ４７上の回収現像剤は、剥ぎ取り板４８により剥ぎ取られて、矢印Ｖ６に示すように現像剤回収部４０３内に収容される。

６．現像剤回収部４０３内に収容された回収現像剤は、回転する回収部材４９により矢印Ｖ７に示すように搬送される。

７．回収された現像剤は、現像剤回収部４０３下流側の第１開口部４０６から排出され、現像剤供給部４０１の下流側の画像領域外に、矢印Ｖ８に示すように搬入される。

８．現像剤供給部４０１の第１開口部４０６に供給された現像剤は、矢印Ｖ９に示すように搬送され、トナー濃度センサＴＳによりトナー濃度が検出された後、第２開口部４０７を通過して、矢印Ｖ１０に示すように現像剤攪拌部４０２の上流側に導入される。

９．現像剤攪拌部４０２において、トナー濃度センサＴＳのトナー濃度検知信号により制御手段９は、第１トナー補給装置５１および第２トナー補給装置を作動させ、第１トナー補給用開口部４０９および第２トナー補給用開口部４１０からトナー補給を行い（矢印Ｖ１１およびＶ１２）、現像剤は矢印Ｖ１に合流し循環が一巡する。

（トナー補給の割合制御）
第１トナー補給装置５１と第２トナー補給装置５２には夫々、外添剤が異なるトナーが収納されている。

現像剤回収部４０３から還流された現像剤のトナー表面の外添剤は、新規に供給される補給トナーに比べ撹拌が繰り返されたことにより離脱や埋没しており、外添剤のもつ現像剤の流動性や転写性が低下している。特に、プリント１枚あたりのトナーの消費量が少ない時ほど還流する現像剤におけるトナー量（トナー濃度）は多くなり、現像剤攪拌部４０２に収容されたトナーは流動性や転写性が低下したトナーの比率が多くなる。

トナー濃度センサＴＳのトナー濃度検知信号により制御手段９は、プリント１枚あたりのトナーの消費量を基に、第１トナー補給装置５１と第２トナー補給装置５２夫々からの補給割合を制御して、外添剤が持つ機能の低下を防止する。

トナーの消費量は、像担持体１上の周方向の単位長さ当たりのプリント画像の印字率より決定する。

図４は、トナー補給の割合制御のフローチャートである。プリント数２００枚毎の平均印字率が２％未満の場合、第２トナー補給装置からトナー補給を行い、第１トナー補給装置からはトナー補給を行わない。平均印字率が２％以上から５％未満の場合、第２トナー補給装置と第１トナー補給装置からのトナー補給は５０％ずつとする。平均印字率が５％以上の場合、第１トナー補給装置からトナー補給を行い、第２トナー補給装置からはトナー補給を行わない。

また、トナーの消費量の判定は、プリント画像の印字率から算出することだけでなく、所定のプリント枚数ごとに、第１トナー補給装置の搬送部材５１Ｂと第２トナー補給装置の搬送部材５２Ｂ夫々の回転量やトナー補給時間からトナー補給量の総量から算出することでも良い。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

温度２５℃、湿度５０％の環境下で、印字面積率に応じて第１トナー補給装置と第２トナー補給装置の補給割合を変化させながらＡ４サイズの記録紙を使用して、夫々の設定条件にて２千枚ずつの確認テストを行った。

確認テストで使用した画像形成装置の仕様を表１に示す。

確認テストでは、特開２００３−２５５６８２号公報の段落００７６〜００８４に記載されているトナー補給量に応じて外添剤単体を現像剤撹拌部へ補充する比較確認機を用いた。プリントする印字率ごとのトナー補給量から換算される外添剤補給量（表２）にしたがい外添剤単体を補給して比較例の確認実験を進めた。

補給するトナーの外添剤量は通常使用の２質量％とした。

（実施例１）
トナー質量に対して外添剤の質量の異なる補給トナーを収納したトナー補給装置を２台備えて、プリント画像の印字率に応じて夫々のトナー補給装置からの補給割合を制御した。

第１トナー補給装置５１に通常外添剤量である２質量％のトナーを収納し、第２トナー補給装置５２に外添剤量を増量した６質量％のトナーを収納した。

第１トナー補給装置５１から補給するトナーをＴ１、第２トナー補給装置５２から補給するトナーをＴ２と表す。

プリント画像の印字率とトナーの補給割合は表３に示す。

Ｎｏｔｅ１：印字率が０％の場合には、画像領域外で印字率が０．５％分のトナーを消費する。

（実施例２）
複数の異なる外径の外添剤の構成比が異なる補給トナーを収納したトナー補給装置を２台備え、プリント画像の印字率に応じて夫々のトナー補給装置からの補給割合を制御した。

第１トナー補給装置５１に約５０ｎｍの大径外添剤０．７５質量％と約１５ｎｍの小径外添剤０．７５質量％のトナーを収納し、第２トナー補給装置５２に大径外添剤量を増量し小径外添剤を減量した約５０ｎｍの大径外添剤１．０質量％と約１５ｎｍの小径外添剤０．５質量％のトナーを収納した。

第１トナー補給装置５１から補給するトナーをＴ１、第２トナー補給装置５２から補給するトナーをＴ２と表す。

プリント画像の印字率とトナーの補給割合は表４に示す。

Ｎｏｔｅ１：印字率が０％の場合には、画像領域外で印字率が０．５％分のトナーを消費する。

（実施例３）
複数の種類の外添剤を含有し、特定の外添剤を含むトナー補給装置と特定の外添剤を含まないトナー補給装置を備え、プリント画像の印字率に応じて夫々のトナー補給装置からの補給割合を制御した。

第１トナー補給装置５１に約５０ｎｍの大径外添剤０．７５質量％と約１５ｎｍの小径外添剤０．７５質量％を含有したトナーを収納し、第２トナー補給装置５２に約５０ｎｍの大径外添剤０．７５質量％と約８０ｎｍの大径外添剤０．２質量％と約１５ｎｍの小径外添剤０．７５質量％を含有したトナーを収納した。

本実施例３では、約８０ｎｍの大径外添剤を特定の外添剤と位置づけ、約８０ｎｍの大径外添剤を含むトナーと含まないトナーとしたが、外添剤の外径の違いだけでなく材料の異なる外添剤を特定の外添剤として位置づけても良い。

第１トナー補給装置５１から補給するトナーをＴ１、第２トナー補給装置５２から補給するトナーをＴ２と表す。

プリント画像の印字率とトナーの補給割合は表５に示す。

Ｎｏｔｅ１：印字率が０％の場合には、画像領域外で印字率が０．５％分のトナーを消費する。

以下、実施例１から３の画質評価結果を示す。

表６および表７は、実施例１の確認結果である。表６は、夫々の印字率にて連続してＡ４用紙を２０００ページのプリント後に、印刷したページ内の粒状性（がさつき）の確認をした。粒状性の評価は、目視にて画像のがさつきがない場合は○、画像のがさつきはあるが許容できる場合は△、許容できないがさつきがある場合は×とする。表７は、同様に連続２０００ページのプリント後に、ベタ（印字率１００％）を５枚出力し、外添剤凝集物が核となって白く円形に発生するホタルと称される転写不良の箇所の合計数を表している。

表８は、実施例２の確認結果で、実施例１と同様に粒状性の確認を行った。

表９は、実施例３の確認結果で、実施例１と同様に粒状性の確認を行った。

現像装置内のトナー（現像装置内トナーと称す）は、撹拌や回収を繰り返すことで新たに補充される補給トナーの表面状態とは異なるが、現像装置内トナーと補給されたトナーが混合されると、補給トナーの外添剤が現像装置内トナーの表面に移行し、現像装置内のトナー表面の外添剤量が増加する。

電子顕微鏡で観察したところ、補充される補給トナーの外添剤の一部が現像装置内トナーの表面に移行していることが観察された。

これにより、外添剤が離脱や埋没したことが要因による、転写不良、粒状性の悪化が軽減する。

本発明では低印字率時に外添剤の多い補給トナーの比率を増やすことや外添剤の種別を変更することで印字率特有の転写不良や粒状性悪化の課題を解決することが可能である。

同様に、低印字率時に画像領域外で廃棄するトナー量を減らせという効果がある。

１ 像担持体
４ 現像装置
５ トナー補給装置
９ 制御手段
１０Ｃ 画像形成手段
１０Ｋ 画像形成手段
１０Ｍ 画像形成手段
１０Ｙ 画像形成手段
４０ 現像装置本体
４１ 現像スリーブ
４４ 供給部材
４５ 搬送部材
４６ 攪拌部材
４７ ローラ
４９ 回収部材
５１ 第１トナー補給装置
５２ 第２トナー補給装置
１００ 画像形成装置
４０１ 現像剤供給部
４０２ 現像剤攪拌部
４０３ 現像剤回収部
４０９ トナー補給用開口部
４１０ トナー補給用開口部
ＴＳ トナー濃度センサ

Claims (9)

1. 静電潜像を担持する像担持体と、
   前記静電潜像をトナーとキャリアを含む現像剤により可視化してトナー像を形成する現像装置と、
   前記現像装置にトナー質量に対して外添剤の質量の比率が異なるトナーを補給する複数のトナー補給装置と、
   前記複数のトナー補給装置からのトナー補給量のそれぞれの割合を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
   前記制御手段は、プリント１枚あたりのトナー消費量が少ない時には外添剤の比率が高いトナーの補給割合を多くし、プリント１枚あたりのトナー消費量が多い時には補給割合を少なく制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記プリント１枚あたりのトナー消費量を画像形成手段によるプリント画像の印字率を基に制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記プリント１枚あたりのトナー消費量を前記複数のトナー補給装置それぞれからのトナー補給量の総量を基に制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記複数のトナー補給装置は、それぞれ複数の種類の外添剤を含有し、その構成比が異なるトナーを補給することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記複数の種類の外添剤は、外径が異なる外添剤であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. プリント１枚あたりのトナー消費量が少ない時に補給するトナーは、外径の大きい外添剤の割合が多いトナーの補給割合を多くし、プリント１枚あたりのトナー消費量が多い時に補給するトナーは、外径の小さい外添剤の割合が多いトナーの補給割合を多くすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記複数のトナー補給装置は、それぞれ複数の種類の外添剤を含有し、その種類が異なるトナーを補給することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記複数のトナー補給装置は、特定の外添剤を含有するものとしないものがあることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. プリント１枚あたりのトナー消費量が少ない時に補給するトナーは、前記特定の外添剤を含有するトナーの補給割合を多くし、プリント１枚あたりのトナー消費量が多い時に補給するトナーは、前記特定の外添剤を含有しないトナーの補給割合を多くすることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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