JP2017167479A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、トナーの飛散量を減らして画像品質の低下を軽減する。【解決手段】 現像バイアス電源２２により現像スリーブ５に対して飛散し易い粗粉トナーを選択的に消費する直流電圧を印加することにより現像スリーブ５から感光ドラム１０１へトナーを吐き出すトナー吐き出しモードを実行するエンジンコントローラ２１と、トナー吐き出しモードを実行した際の吐き出しトナー量を検知するトナー量検知手段（エンジンコントローラ２１）と、を有し、トナー量検知手段（エンジンコントローラ２１）は、駆動トルク検知部２９により検知された感光ドラム１０１の駆動トルクＬに応じて吐き出しトナー量を検知し、制御手段（エンジンコントローラ２１）は、検知した吐き出しトナー量が現像スリーブ５から感光ドラム１０１に吐き出されるまでトナー吐き出しモードを実行することを特徴とする。【選択図】 図６

Description

本発明は、電子写真複写機やレーザービームプリンタ等の像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では現像に関与しなかったトナーが現像装置の現像開口から飛散して画像形成装置本体内を汚染する。例えば、飛散トナーが像担持体に付着したり記録材に付着したりして画像品質を低下する。また、飛散トナーが現像剤容器の開口周辺を汚してメンテナンス時に作業者に付着する。

特に高温高湿環境下、または現像剤中に含まれるトナー量が通常状態よりも多くなってしまった場合に、現像装置からトナーが飛散してしまう。これは、上記の高温高湿環境下、または現像剤中のトナー量が多い場合に、トナーの帯電量が低下することにより磁性キャリアに対する付着力が低下する等の要因によって引き起こされる。

従来、このような問題に対してトナーが飛散し易い場所にシート等の部材を設けてトナーが現像装置から飛び出すのを防いでいる。また、現像されなかったトナーが現像装置内に再び取り込まれる際に現像装置外に出るよりも現像装置内に戻り易くする等の対策をしていた。

例えば、特許文献１では、飛散したトナーを捕集する飛散防止バイアス印加電極等を現像スリーブと現像容器に挟まれた開口部等に配置し、これに電圧を印加することで、画像形成部や機外に対するトナー飛散を防止している。

しかし、上記の特許文献１のような対策では現像装置内に飛散防止用の部材や基盤等を設置するため従来求められている省スペース化、低コスト化と相反しているという課題がある。

特許文献２では一成分磁性トナーを用いる画像形成装置において非画像形成時に現像剤担持体に印加する直流電圧を通常画像形成時から変更して、極性が反転した現像剤を吐き出すことによってかぶりやトナー飛散等を抑制している。

特開平１１−１７４８４８号公報 特開２００９−１８６５６８号公報

特許文献２では反転トナーの吐き出しにより飛散防止に効果があるが、反転トナー以外の飛散し易いトナーに対しては有効ではない。例えば、粒径の大きいトナーほど現像剤担持体の回転による遠心力が大きく作用し飛散し易い。

トナーを消費した現像装置内の現像剤に補給されるトナーの粒径には分布がある。画像形成で使用するトナーは画像のドット再現性を良くしたり、微粉トナーが磁性キャリアに付着して帯電性能が低減することを防いだりするために粒径の小さいトナーで画像形成することが望まれる。そのために画像形成時に現像剤担持体に交流電圧を印加して補給されるトナーの粒径分布に対して微粉側の粒径分布のトナーを用いて画像形成を行なう場合がある。このとき、画像形成に使用されない粗粉トナーは現像装置内に溜まっていき飛散量が増加してしまう。

補給回数が多いほど現像装置内の粗粉トナーの比率は増加しトナー飛散はより顕著になる。

また、印刷枚数が多くなると磁性キャリアへのトナー付着が進行して帯電性能が低減するため、初期で飛散し難い粒径のトナーでも耐久後には飛散し易くなる。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、トナーの飛散量を減らして画像品質の低下を軽減する画像形成装置を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体の駆動トルクを検知するトルク検知手段と、前記像担持体に対向し現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、前記バイアス電圧印加手段により前記現像剤担持体に対して飛散し易い粗粉トナーを選択的に消費する直流電圧を印加することにより前記現像剤担持体から前記像担持体にトナーを吐き出すトナー吐き出しモードを実行する制御手段と、前記トナー吐き出しモードを実行した際の吐き出しトナー量を検知するトナー量検知手段と、を有し、前記トナー量検知手段は、前記トルク検知手段により検知された前記像担持体の駆動トルクに応じて前記吐き出しトナー量を検知し、前記制御手段は、前記トナー量検知手段により検知した吐き出しトナー量が前記現像剤担持体から前記像担持体に吐き出されるまで前記トナー吐き出しモードを実行することを特徴とする。

本発明によればトナーの飛散量を減らして画像品質の低下を軽減することができる。

本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。 現像装置と、該現像装置にトナーを補給する補給装置の構成を示す断面説明図である。 現像装置と、該現像装置にトナーを補給する補給装置の構成を示す平面説明図である。 第１実施形態の画像形成装置における補給制御系の構成を示すブロック図である。 感光ドラムの駆動トルクを検知する検知手段の構成を示すブロック図である。 第１実施形態において、現像直流バイアス電圧によりトナーを吐き出す動作を説明するフローチャートである。 第１実施形態において、トナー吐き出し動作を実行する。そのときの現像ローラに印加する直流電圧のみからなる現像バイアス電圧を示す。更に、感光ドラムに印加する帯電バイアス電圧を示す。更に、感光ドラムの駆動と、感光ドラムの駆動トルクのモニタリングタイミングとを示した図である。 感光ドラムを回転駆動する際の駆動トルクと、感光ドラムを回転駆動するモータに流れる電流との関係を示す図である。 現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧として直流電圧に交流電圧を重畳した場合と、直流電圧のみの場合の像担持体の表面上に現像されたトナーの粒度分布を示す図である。 記録材に印刷する画像のビデオカウント値と、トナー消費量との関係を示す図である。 インダクタンス方式における目標のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）とインダクタンス検知センサにより検出されたトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）との差分（ΔＴ／Ｄ比）と、必要トナー補給量との換算テーブルの一例を示す図である。 第１実施形態において、現像直流バイアス電圧によりトナーを吐き出す吐き出し量の推移を示す図である。 第１実施形態において、現像直流バイアス電圧によりトナーを吐き出す際の感光ドラムの駆動トルクの推移を示す図である。 第２実施形態のトナー吐き出し動作を説明するフローチャートである。 本発明に係る画像形成装置の第２実施形態における総印刷枚数と、トナー吐き出し動作を実行する積算補給量の閾値を示す図である。

図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。

先ず、図１〜図１３を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。

＜画像形成装置＞
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。図１に示すように、本実施形態の画像形成装置２３は、それぞれ静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋを備えている四つの画像形成ステーション２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋを有している。

尚、説明の都合上、画像形成ステーション２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋを代表して単に画像形成ステーション２４を用いて説明する。他の画像形成プロセス手段についても同様である。

各画像形成ステーション２４の下方には、中間転写装置１２０が配置されている。感光ドラム１０１の外径直径は、全て３０ｍｍである。中間転写装置１２０は、中間転写体としての中間転写ベルト１２１が、ローラ１２２，１２３，１２４により張架されて、図１の矢印ａ方向に回転走行するように構成されている。

本実施形態では、非接触帯電方式の一例としてコロナ帯電方式の一次帯電手段となる一次帯電装置１０２によって感光ドラム１０１の表面を一様に帯電する。そして、一様に帯電された感光ドラム１０１の表面に図示しない像露光手段となるレーザスキャナから画像情報に応じて出射されるレーザ光１０３を照射して露光する。これにより感光ドラム１０１の表面上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。

感光ドラム１０１の表面上に形成された静電潜像を現像手段となる現像装置１０４内で帯電されたトナーを供給することにより現像することで、それぞれイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫのトナー像が形成される。

各画像形成ステーション２４で形成されたトナー像は、一次転写手段としての一次転写ローラ１０５による転写バイアスによって、ポリイミド系樹脂からなる中間転写ベルト１２１の外周面上に順次転写されて重ね合わせられる。

中間転写ベルト１２１の外周面上に形成された四色のトナー像は、中間転写ベルト１２１を張架するローラ１２４と対向して配置された二次転写手段としての二次転写ローラ１２５によって記録材Ｐに転写される。

記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト１２１の外周面上に残った残留トナーは、クリーニング手段となるクリーナ１１４ｂによって除去される。トナー像が転写された記録材Ｐは、定着ローラ１３１と、加圧ローラ１３２とを備えた定着手段となる定着装置１３０によって加熱及び加圧されて熱定着されて永久画像を得る。

また、一次転写ローラ１０５により中間転写ベルト１２１の外周面上に一次転写された後に感光ドラム１０１の表面上に残った残留トナーは、クリーニング手段となるクリーナ１０９により除去されて次の画像形成に備える。

＜感光ドラムの駆動構成＞
次に、感光ドラム１０１の駆動構成について説明する。感光ドラム１０１の駆動手段として、本実施形態では、図５に示すモータ２５を用いて構成される。感光ドラム１０１の回転軸と、モータ２５の回転軸とを同一にし、モータ２５により感光ドラム１０１のみを回転駆動する。

ただし、一次帯電装置１０２の代わりに接触帯電方式である帯電ローラを用いた場合には、該帯電ローラは、感光ドラム１０１の表面に接触しており、感光ドラム１０１の回転により該帯電ローラも従動回転する。

現像装置１０４の駆動は、他の回転駆動手段を用いる。同様に、中間転写ベルト１２１の駆動も感光ドラム１０１を駆動するモータ２５とは別の回転駆動手段を用いる。

クリーナ１０９に設けられたクリーニングブレード１０９ａが感光ドラム１０１の表面に摺擦することにより感光ドラム１０１の駆動トルクＬに対する負荷が発生する。この負荷は、例えば、感光ドラム１０１の表面に接触した帯電ローラを回転駆動する負荷よりも著しく大きい。このため感光ドラム１０１の駆動トルクＬに対する負荷は、クリーナ１０９に設けられたクリーニングブレード１０９ａの摺擦によるものである。

＜感光ドラムのトルク検知手段＞
次に、図５を用いて感光ドラム１０１の駆動トルクＬを検知するトルク検知手段となる駆動トルク検知部２９の構成について説明する。感光ドラム１０１の駆動トルクＬに対する負荷を検知する方法は、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色の感光ドラム１０１について同じ処理を行なう。

ここでは、ブラックＫの感光ドラム１０１を代表して説明する。図８は、感光ドラム１０１を回転駆動する際の駆動トルクＬと、感光ドラム１０１を回転駆動するモータ２５に流れる電流との関係を示す図である。図５は、感光ドラム１０１の駆動トルクＬを検知する検知手段となる駆動トルク検知部２９の構成を示すブロック図である。

図５に示すように、駆動トルク検知部２９は、感光ドラム１０１に回転駆動力を伝達するするモータ２５を有する。更に、該モータ２５に流れる電流を検知する電流検知部２６を有する。更に、該電流検知部２６により検知したモータ２５に流れる電流に基づいて感光ドラム１０１の駆動トルクＬに換算する電流／トルク換算部２７を有する。更に、該電流／トルク換算部２７により換算した感光ドラム１０１の駆動トルクＬを経時的に記憶するトルク記憶手段となるトルク記憶部２８とを有して構成される。駆動トルク検知部２９には、電源３０から電力が供給される。

＜現像装置＞
図２は、現像装置１０４と、該現像装置１０４にトナーを補給する補給装置１の構成を示す断面説明図である。図３は、現像装置１０４と、該現像装置１０４にトナーを補給する補給装置１の構成を示す平面説明図である。

本実施形態では、現像装置１０４と補給装置１とは、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色の画像形成ステーション２４においてトナー色が異なる以外は同じ構成を有する。図２に示す現像装置１０４及び補給装置１は、図１に示す感光ドラム１０１の軸線方向に直交する断面図である。図３に示す現像装置１０４は、図１の上方から見た平面図である。図３に示す補給装置１は、図１に示す感光ドラム１０１の軸線方向に対して直交する方向から見た断面図である。

図２及び図３に示すように、現像装置１０４は、現像剤として非磁性トナー粒子と、磁性キャリア粒子とを主成分として備える二成分現像剤が収容された現像剤容器３を有する。現像剤容器３内には、現像剤撹拌部材として第一の撹拌搬送スクリュー４ａと、第二の撹拌搬送スクリュー４ｂが設けられている。

図２に示すように、現像剤容器３の感光ドラム１０１と対向する部分は一部に開口３ｄが設けられており、この開口３ｄから一部露出するように感光ドラム１０１に対向し現像剤を担持する現像剤担持体となる現像スリーブ５が回転可能に配置されている。現像スリーブ５の内部には磁界発生手段としてのマグネットロールが固定配置されている。

マグネットロールは、周方向に複数の磁極を有し、現像剤容器３内の現像剤を磁気力によって引きつけて現像スリーブ５の表面上に現像剤を担持させる。感光ドラム１０１に対向する現像部３１では、現像剤の穂立ち(磁気ブラシ)を形成する。

図３に示すように、現像スリーブ５と、第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂとは、相互に平行に配設されている。また、現像スリーブ５及び第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂは、感光ドラム１０１の軸線方向と平行に配設されている。

本実施形態の現像スリーブ５の外径直径は２０ｍｍであり、第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂの回転軸４ａ１，４ｂ１の外径直径はそれぞれ８ｍｍである。また、第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂの螺旋状羽根からなるスクリュー部４ａ２，４ｂ２の外径直径はそれぞれ１６ｍｍである。

現像剤容器３の内部は、隔壁３ｃによって第一室となる撹拌室３ａと、第二室となる現像室３ｂとに分割されている。撹拌室３ａと現像室３ｂとは、現像剤容器３の長手方向両端部（図３の左端部及び右端部）にそれぞれ設けられた開口からなる連通部３ｃ１，３ｃ２により連通している。

第一の撹拌搬送スクリュー４ａは、撹拌室３ａ内に回転可能に設けられている。また、第二の撹拌搬送スクリュー４ｂは、現像室３ｂ内に回転可能に設けられている。第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂは、図３に示す駆動源となるモータ１３の回転駆動力が伝達されて同方向に回転駆動される。

第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂの回転により撹拌室３ａ内の現像剤は、第一の撹拌搬送スクリュー４ａによって撹拌されながら図３の左方に移動して連通部３ｃ１を介して現像室３ｂ内へと移動する。

また、現像室３ｂ内の現像剤は、第二の撹拌搬送スクリュー４ｂによって撹拌されながら図３の右方に移動して連通部３ｃ２を介して撹拌室３ａ内に移動する。

これにより現像剤は、第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂによって撹拌されながら現像剤容器３内を図３の反時計回り方向に循環して搬送される。

現像剤容器３内に収容された現像剤中のトナーは、第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂによる撹拌搬送によって電荷が付与される。

＜トナー補給装置＞
画像形成動作により現像剤容器３内のトナーが消費されると、補給装置１から現像剤容器３内にトナーが補給される。本実施形態では、補給装置１から現像剤容器３内へのトナーの補給は、撹拌室３ａ内における現像剤の搬送方向上流端部側（図３の右側）の上部に設けられた補給口２から行なわれる。

また、撹拌室３ａ内には、現像剤のトナー濃度（トナーと磁性キャリアとの混合比）を検知するためのトナー濃度検知手段としてインダクタンス検知センサ６が設けられている。

現像スリーブ５は、図２の矢印ｂ方向に回転し、規制ブレード７によって該現像スリーブ５の表面に現像剤が層状に塗布される。現像スリーブ５の図２の矢印ｂ方向の回転により該現像スリーブ５の回転方向上流側の汲み上げ部５ａから出てきた現像剤を感光ドラム１０１の表面に対向する現像部３１に搬送する。

現像部３１において、現像スリーブ５の表面上の現像剤は、該現像スリーブ５の内部に設けられたマグネットロールの磁気力により穂立ちして、感光ドラム１０１の表面に接触または近接する磁気ブラシを形成する。

こうして現像スリーブ５の回転により現像部３１に搬送された現像剤（二成分現像剤）のトナーが感光ドラム１０１の表面上に形成された静電潜像に供給される。これにより感光ドラム１０１の表面上に形成された静電潜像（画像部）にトナーが選択的に付着し、静電潜像はトナー像として現像される。

現像スリーブ５の回転により現像部３１を通過した後も現像に寄与されなかったトナーは、現像スリーブ５の回転方向下流側の取り込み部５ｂから現像剤容器３の現像室３ｂ内に戻り、再び現像剤容器３内を循環する。

図２に示す汲み上げ部５ａと、取り込み部５ｂにおいて、現像装置１０４内外の圧力差や現像スリーブ５の回転による遠心力によって現像剤が飛散してしまう。

感光ドラム１０１の表面上に形成された静電潜像が現像スリーブ５が対向する現像部３１に達する。そのとき図２に示すバイアス電圧印加手段となる現像バイアス電源２２により交流電圧と、直流電圧とが重畳された現像バイアス電圧Ｖｄ（バイアス電圧）が現像スリーブ５に印加される。

このとき現像スリーブ５は図２の矢印ｂ方向に回転し、現像バイアス電源２２により現像スリーブ５に印加された現像バイアス電圧Ｖｄによって現像剤中のトナーが感光ドラム１０１の表面上に形成された静電潜像に応じて感光ドラム１０１の表面上に転移する。

このような現像動作によって二成分現像剤中のトナーだけが消費される。そして、画像形成動作によるトナーの消費に伴って現像剤容器３内の現像剤のトナー濃度が徐々に減少する。そのため補給装置１から現像剤容器３内にトナーを補給する必要がある。

図３に示すように、補給装置１は、現像装置１０４の現像剤容器３内（現像剤容器内）に補給すべきトナーを収容する補給容器となるトナー容器８を有する。図３に示すトナー容器８の下部には、トナー搬送路１１が設けられている。

トナー搬送路１１の図３の左端には、トナー排出口９が設けられている。トナー排出口９は、現像剤容器３に設けられた補給口２に連結されている。

また、トナー搬送路１１内には、トナー容器８からトナー搬送路１１内に落下したトナーをトナー排出口９に向けて搬送するトナー補給手段としての補給スクリュー１０が設けられている。補給スクリュー１０は、回転軸１０ａの外周面に螺旋状羽根からなるスクリュー部１０ｂが設けられている。

補給スクリュー１０は、駆動源となるモータ１４によって回転駆動される。補給スクリュー１０の回転によりトナー容器８内（補給容器内）に収容されているトナーを現像剤容器３内（現像剤容器内）に補給する。

補給スクリュー１０を回転駆動するモータ１４は、現像装置１０４が要求しているトナー量に応じて、制御手段となるＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）１２により回転数や回転時間が適宜設定される。

現像装置１０４が要求しているトナー量に応じて設定された回転数や回転時間に到達すると、モータ１４の回転が停止する。これにより現像装置１０４が要求しただけのトナー量をトナー容器８からトナー搬送路１１を介して搬送し、現像剤容器３内に補給する。

このとき、補給スクリュー１０のトナー搬送能力に応じてモータ１４の一回転当たり、または、モータ１４の回転単位時間当たりのトナーの搬送量が予め定数化されている。現像装置１０４が要求しているトナー量に応じてＣＰＵ１２によりモータ１４の回転数や回転時間を算出する制御が可能になっている。

ここで、補給スクリュー１０の回転によるトナーの搬送量は、該補給スクリュー１０の回転数に比例する。これにより補給スクリュー１０の回転時間によりトナーの搬送量を設定するためには該補給スクリュー１０の駆動手段であるモータ１４が該補給スクリュー１０を常に一定の速度で回転可能であることが前提となる。

また、補給スクリュー１０の回転数をカウントする計測手段を設けていれば、補給スクリュー１０の回転速度は一定であっても良いし、一定でなくても補給スクリュー１０の回転数に基づいてトナーの搬送量を設定することが可能である。

補給スクリュー１０の回転によりトナー容器８から現像剤容器３内に補給されるトナー量は、数（ｍｇ）単位ではなく、ある程度またとまった量（例えば、数十（ｍｇ）〜数百（ｍｇ））を単位として補給動作させる方が安定する。

また、補給スクリュー１０を用いてトナー容器８から補給トナーを搬送するため該補給スクリュー１０の螺旋状羽根からなるスクリュー部１０ｂの位相により該スクリュー部１０ｂの回転角度に対するトナー補給量Ｔｒが異なる。

そこで、本実施形態では、補給スクリュー１０の螺旋状羽根からなるスクリュー部１０ｂの位相位置によるトナー補給量Ｔｒのばらつきを低減するために、補給スクリュー１０の一回転をトナー補給量Ｔｒの基本単位として補給する制御とした。

補給スクリュー１０の一回転のトナー補給量Ｔｒを補給量中心値Ｔｂとする。本実施形態では、補給スクリュー１０の回転速度は１２０ｒｐｍ（rotation per minute）である。そして、補給量中心値Ｔｂが約０．１（ｇ）となるように補給スクリュー１０の螺旋状羽根からなるスクリュー部１０ｂの形状及び配置に設定した。

図１に示すように、感光ドラム１０１の表面は、中間転写ベルト１２１の外周面に接し、中間転写ベルト１２１の外周面は、記録材Ｐに接しているため感光ドラム１０１と中間転写ベルト１２１とは記録材Ｐの搬送動作と共に一体的に回転する。

一方、現像剤容器３内の現像剤撹拌手段としての第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂは、現像剤の劣化を最小限にするため画像形成動作中の必要な時間だけしか回転させないのが一般的である。

現像剤容器３内の第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂが停止した状態で、トナー容器８から現像剤容器３内へトナーを補給する動作を行なう。すると、補給されたトナーが補給口２付近で停滞する。これによりトナーの詰まりや現像剤容器３内の現像剤の非磁性トナーと磁性キャリアとの混合比が不均一となる原因となる。現像剤容器３内の現像剤の非磁性トナーと磁性キャリアとの混合比は、磁性キャリア及び非磁性トナーの合計重量Ｄに対する非磁性トナー重量Ｔの割合（以下、「Ｔ／Ｄ比」という）である。

このため現像剤容器３内の第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂが回転している状態でトナー容器８から現像剤容器３内にトナーを補給する動作を行なう。

従って、現像剤容器３内の第一、第二の撹拌搬送スクリュー４ａ，４ｂが回転しているときがトナー補給が可能なタイミングとなる。

本実施形態の現像剤容器３内には、２００（ｇ）の現像剤が入っている。そして、画像形成で使用したトナー量をトナー容器８から現像剤容器３内に補給することにより現像剤容器３内の現像剤量は、略２００（ｇ）に保たれている。

＜現像剤＞
本実施形態の現像装置１０４の現像剤容器３内に収容されている非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤について説明する。

＜トナー＞
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。

トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は４μｍ以上、且つ１０μｍ以下が好ましい。より好ましくは８μｍ以下であることが好ましい。本実施形態におけるトナーの体積平均粒径は６μｍである。また、８μｍ以上の粒径のトナーが全体の１０％存在する。更に、９μｍ以上の粒径のトナーが全体の３％存在する。

＜磁性キャリア＞
また、磁性キャリアは、例えば、表面酸化、或いは、未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれらの合金、或いは、酸化物フェライト等が好適に使用可能である。これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。

磁性キャリアは、重量平均粒径が２０μｍ〜６０μｍ、好ましくは、３０μｍ〜５０μｍであり、電気抵抗率が１×１０^７Ωｃｍ以上、好ましくは、１×１０^８Ωｃｍ以上である。本実施形態では、電気抵抗率が１×１０^８Ωｃｍの磁性キャリアを用いた。

本実施形態で用いられるトナーについて、体積平均粒径は、以下に示す測定装置及び測定方法を用いて測定した。測定装置としては、シスメックス社製のＳＤ−２０００シースフロー電気抵抗式粒度分布測定装置を使用した。

測定方法は、以下に示す通りである。即ち、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液の電解水溶液１００ｍｌ〜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ホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５（ｍｇ）〜５０（ｍｇ）加える。

測定試料を懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で約１分間〜３分間の分散処理を行ない、１００μｍのアパーチャーを用いて上記測定装置により重量平均粒径が２μｍ〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布により体積平均粒径を得る。

また、本実施形態で用いられる磁性キャリアの電気抵抗率は、測定電極面積が４ｃｍ^２、電極間間隔が０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いて測定した。

片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間に印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から磁性キャリアの電気抵抗率を得る方法によって測定した。

＜画像形成時のバイアス電圧とトナーの粒度分布＞
次に、本実施形態の画像形成装置２３における画像形成時の感光ドラム１０１に印加される帯電バイアス電圧を説明する。更に、現像スリーブ５に印加される現像バイアス電圧Ｖｄを説明する。更に、感光ドラム１０１の表面に形成された静電潜像に供給されて現像されるトナーの粒径について説明する。

本実施形態では、画像形成時には、図２に示す現像バイアス電源２２から現像装置１０４の現像スリーブ５に印加される現像バイアス電圧Ｖｄは以下の通りである。−５５０Ｖの直流電圧に周波数が１３００Ｈｚ、ピークツゥピーク電圧が１６００Ｖ、デューティ（Ｄｕｔｙ）比が５０％の交流電圧を重畳している。尚、デューティ（Ｄｕｔｙ）比とは、周期的なパルス波を出したときの周期とパルス幅との比をいう。

現像スリーブ５に印加する現像バイアス電圧Ｖｄとして、直流電圧に交流電圧を重畳することにより補給トナーの粒径分布よりも微粉よりの粒度分布でトナーを現像させることができる。これにより画像のドット再現性の良化、微粉トナーの磁性キャリア付着による帯電性能の低減を抑制できる。

図示しない帯電バイアス電源により一次帯電装置１０２に帯電バイアス電圧が印加されて感光ドラム１０１の表面電位Ｖｓは、−７００Ｖに一様に帯電される。また、かぶり取りバイアス電圧Ｖｂは−１５０Ｖに設定されている。

尚、かぶりとは、本来印刷されてはならない記録材Ｐの白地部にトナーが転写されてしまい白地部が汚れる現象である。

−７００Ｖに一様に帯電された感光ドラム１０１の表面に図示しないレーザスキャナから出射される画像情報に応じたレーザ光１０３を照射して静電潜像が形成される。

一次帯電装置１０２により帯電された感光ドラム１０１の表面電位Ｖｓと、図示しないレーザスキャナから出射されたレーザ光１０３により露光された露光部電位との電位差である潜像コントラストＶｃが０Ｖ〜＋３００Ｖの範囲に調整される。

そして、図２に示す現像バイアス電源２２により現像スリーブ５に現像バイアス電圧Ｖｄが印加されて該現像スリーブ５の表面上に担持された現像剤のうちのトナーが感光ドラム１０１の表面上の静電潜像に供給されてトナー像として現像される。

＜トナー吐き出しモード＞
本実施形態では、図２に示す制御手段となるエンジンコントローラ２１は、非画像形成時に現像バイアス電源２２により現像スリーブ５に対して飛散し易い粗粉トナーを選択的に消費する直流電圧のみを印加する。これにより該現像スリーブ５の表面から感光ドラム１０１の表面にトナーを吐き出すトナー吐き出しモードを実行する。

図９は、画像形成時に現像バイアス電源２２により現像スリーブ５に現像バイアス電圧Ｖｄとして直流電圧に交流電圧を重畳して印加した場合を考慮する。更に、非画像形成時に実行するトナー吐き出しモード時に現像バイアス電源２２により現像スリーブ５に現像バイアス電圧Ｖｄとして直流電圧のみを印加した場合を考慮する。両者の場合の感光ドラム１０１の表面上に現像されたトナーの粒度分布をそれぞれ曲線ｅ，ｄで示す。図９の横軸は測定されたトナーの粒径を示し、縦軸は特定の粒径のトナーが測定された頻度を示す。

感光ドラム１０１の表面上のトナーの粒径は、株式会社ホソカワミクロン社製のＥ−ｓｐａｒｔアナライザーを用いて測定した値である。Ｅ―ｓｐａｒｔアナライザーは、電場と音響場を同時に形成させた検知部（測定部）に試料粒子を導入し、レーザードップラー法で粒子の移動速度を測定して、粒径と帯電量とを測定する装置である。

図９に示すように、感光ドラム１０１の表面上に現像されるトナーの粒径は以下の通りである。図９の曲線ｄで示す現像バイアス電圧Ｖｄに交流電圧を重畳しない（直流電圧のみ）ほうが図９の曲線ｅで示す現像バイアス電圧Ｖｄに直流電圧と交流電圧とを重畳した場合よりも大きい。

感光ドラム１０１の表面上に現像されるトナーの体積平均粒径は、図９に示す曲線ｅで５．７９μｍである。曲線ｄで６．５０μｍである。尚、感光ドラム１０１の表面上に現像されるトナーの体積平均粒径の値は、現像装置１０４の構成に依存するため上記の値に限定されるものではない。

＜トナー補給制御＞
次に、本実施形態におけるトナー補給制御について説明する。本実施形態では、ビデオカウント方式とインダクタンス方式を併用した補給制御を行なう。

図１０は、記録材Ｐに印刷する画像のビデオカウント値と、トナー消費量Ｔｖとの関係を示す。図１０に示すように、記録材Ｐに印刷する画像のビデオカウント値の増加に比例してトナー消費量Ｔｖが増大することが分かる。

ビデオカウント方式では、画像比率から算出されるトナー消費量Ｔｖと、実際に消費されるトナー消費量Ｔｖとの間に差分が生じると、現像剤容器３内のトナー濃度が増減する。

図１１は、インダクタンス方式における目標のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）と、図３に示すインダクタンス検知センサ６により検出されたトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）との差分（ΔＴ／Ｄ比）と、必要なトナー補給量Ｔｒとの換算テーブルの一例を示す図である。

図１１の座標原点「０」が目標のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）を示し、図１１の横軸は、目標のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）と、図３に示すインダクタンス検知センサ６により検出されたトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）との差分（ΔＴ／Ｄ比）を示す。

目標のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）と、図３に示すインダクタンス検知センサ６により検出されたトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）との差をΔＴ／Ｄ比とする。そして、トナー補給量Ｔｒへの換算率となるトナー濃度フィードバック率（ＦＢ率）をαとする。すると、インダクタンス方式におけるトナー補給量Ｔｒは、以下の数１式で表わされる。

［数１］
Ｔｒ＝α×（ΔＴ／Ｄ比）

図３に示すインダクタンス検知センサ６により検出されたトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）が目標のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）よりも低い場合は、トナー不足とみなして必要なトナー補給量Ｔｒを補給する。

一方、図３に示すインダクタンス検知センサ６により検出されたトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）が目標のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）よりも高い場合は、トナー過剰とみなして過剰トナー量Ｔｅをトナー補給量Ｔｒから減ずる。

トナー補給量Ｔｒは、トナーの補給量と消費量とに差分が生じた場合、或いは、所定の補給量が補給できなかった場合において、不足したトナー補給量Ｔｒｌを次回の補給に持ち越す。

本実施形態におけるトナー補給量Ｔｒは、トナー消費量Ｔｖと、前回持ち越したトナー補給量Ｔｒｌとの和（Ｔｒ＝Ｔｖ＋Ｔｒｌ）をトナー補給量Ｔｒの基本単位で除算した商を補給単位として補給動作を実施する。トナー補給量Ｔｒの基本単位は、補給スクリュー１０の一回転あたりのトナー補給量Ｔｒｓであり、本実施形態では０．１（ｇ）に設定される。

図４は、本実施形態の画像形成装置２３における補給制御系の構成を示すブロック図である。外部入力端末や原稿読取装置３２で読み取られた画像信号に基づいて画像比率算出部１８により各色の画像比率を算出する。

画像比率算出部１８により算出された各色の画像比率に応じて、トナー消費量算出部１９により各色のトナー消費量Ｔｖを算出する。

記憶手段となるＲＡＭ（Randon Access Memory；ランダムアクセスメモリ）１７に記憶されている前回のトナー補給量Ｔｒが足りず持ち越されたトナー補給量Ｔｒｌを考慮する。更に、画像比率算出部１８により算出された各色の画像比率に応じてトナー消費量算出部１９により算出されたトナー消費量Ｔｖを考慮する。そして、持ち越されたトナー補給量Ｔｒｌと、トナー消費量算出部１９により算出されたトナー消費量Ｔｖとの和を考慮する。

そして、前記トナー補給量Ｔｒｌとトナー消費量Ｔｖとの和が、記憶手段となるＲＯＭ（Read Only Memory；リードオンリメモリ）１６に記憶された補給スクリュー１０の一回転あたりのトナー補給量Ｔｒｓに達した場合は以下の通りである。トナー補給量算出部１５において必要なトナー補給量Ｔｒを補給するための補給信号をＣＰＵ１２に入力する。尚、本実施形態では、補給スクリュー１０の一回転あたりのトナー補給量Ｔｒｓは、０．１（ｇ）を１単位とする。

ＣＰＵ１２は、補給信号と、ＲＡＭ１７に記憶されている前回の画像形成終了時のモータ１４の駆動ギア列の状態から、補給する画像形成ステーション２４の順序を決定し、モータ１４を駆動することによってトナーの補給動作を行なう。

ＲＡＭ１７は、前回補給終了時のモータ１４の駆動ギア列の状態と、前回のトナー消費量Ｔｖとトナー補給量Ｔｒとの差分と、積算補給量Ａとを記憶する。

本実施形態では、画像形成を行なうごとにビデオカウント方式とインダクタンス方式とを併用してトナー補給動作を実行して、現像剤容器３内のトナー濃度を一定に保ったまま画像形成を行なう。

本実施形態では、非画像形成時に直流電圧のみからなる現像バイアス電圧Ｖｄを現像スリーブ５に印加して感光ドラム１０１の表面上に飛散し易い粗粉トナーを選択的に吐き出す。

トナーの消費、補給による入れ替えが多いほど現像剤容器３内の現像剤中のトナーの粒度分布は、補給トナーと比べて粗粉になる。このためトナー吐き出し動作の時間及びタイミングは、トナー補給量Ｔｒに応じて制御する。

即ち、制御手段となるエンジンコントローラ２１は、トナー吐き出しモードを実行する際に、補給スクリュー１０（トナー補給手段）により現像剤容器３内に補給したトナー補給量Ｔｒ（トナー量）に応じて粗粉トナーの消費量を制御する。

図９の曲線ｅで示すように、通常の画像形成時において直流電圧に交流電圧を重畳させた現像バイアス電圧Ｖｄでは、粒径が９μｍ以上のトナーは殆んど現像されない。

補給トナーには、粒径が９μｍ以上のトナーが３％程度存在する。このため非画像形成時に図９の曲線ｄで示す直流電圧のみからなる現像バイアス電圧Ｖｄを現像スリーブ５に印加して現像剤容器３内に補給されたトナー量の３％程度を感光ドラム１０１の表面上に吐き出す。

本実施形態では、Ａ４サイズの記録材Ｐに１００％の画像デューティ（Ｄｕｔｙ；印字率）の画像を印刷すると、０．３（ｇ）のトナーを消費する。補給されたトナー量の約０．０７％を直流電圧のみからなる現像バイアス電圧Ｖｄによって吐き出すとトナーの飛散量低減に高い効果がある。

トナー吐き出しモードの積算補給量Ａの閾値Ａｓは可変である。積算補給量Ａは、使用頻度の高い画像デューティ及びある一定時間の出力枚数が低減しない値に設定することが望ましい。

例えば、中速度のカラー画像形成装置であれば、平均の連続出力枚数は、３枚〜５枚であり、画像デューティは５％である。このため積算補給量Ａを２２．５（ｇ）とすると、トナー吐き出しモードを実行する頻度としては、約１５００枚に１回の頻度となり、連続出力に対して影響のない枚数でのトナー吐き出しとなる。

尚、トナー吐き出し量は、この値に限らずトナー補給量Ｔｒの０．０１％から１０％の範囲であれば良く、トナー吐き出し量が大きいほど飛散低減に効果的であるがトナー消費量Ｔｖが増加してしまう。このためトナー吐き出し量は、トナー補給量Ｔｒの０．０１％から１％がより好ましい。

同様にトナー吐き出しモードの閾値となる積算補給量Ａは、この値に限らず１０（ｇ）から１０００（ｇ）の範囲であれば良く、より好ましくは１０（ｇ）から１００（ｇ）である。

次に図６を用いて本実施形態における直流電圧のみからなる現像バイアス電圧Ｖｄによるトナー吐き出しモードの実行動作について説明する。

先ず、ステップＳ１０１において、通常の画像形成時には、現像バイアス電源２２から現像スリーブ５に印加する現像バイアス電圧Ｖｄは、図９の曲線ｅで示すように、直流電圧に交流電圧を重畳させて行なう。

次に、ステップＳ１０２において画像形成動作が終了した後、制御手段であってＣＰＵからなるエンジンコントローラ２１は以下の通り制御する。ステップＳ１０３において、ＲＡＭ１７に記憶された積算補給量Ａを確認して、積算補給量Ａが予め設定した閾値Ａｓ以上だった場合は、ステップＳ１０４に進んでトナー吐き出しモードを実行する。

次に、ステップＳ１０５において、図５に示す駆動トルク検知部２９により感光ドラム１０１の駆動トルクＬの測定を開始し、トルク記憶部２８に記憶して格納する。

本実施形態では、ステップＳ１０６において、トナー吐き出しモード時に現像バイアス電源２２から現像スリーブ５に印加する現像バイアス電圧Ｖｄは、図９の曲線ｄで示すように、直流電圧のみによりトナー吐き出しモードを実行する。

この際、トナー吐き出し開始（直流電圧のみの現像バイアス電圧Ｖｄ印加）のタイミングから感光ドラム１０１の駆動トルクＬの推移をモニタリングする。

この際、ステップＳ１０７において、前記ステップＳ１０４のトナー吐き出しモード開始タイミングからｎ（ｓｅｃ）毎の感光ドラム１０１の駆動トルクＬｎを考慮する。更に、前記ｎ（ｓｅｃ）時の感光ドラム１０１の駆動トルクＬｎからｍ（ｓｅｃ）経過したタイミングでの感光ドラム１０１の駆動トルクＬ（ｎ＋ｍ）を考慮する。そして、前記駆動トルクＬｎと駆動トルクＬ（ｎ＋ｍ）とが以下の数２式の関係を満たすか否かを判断する。

［数２］
Ｌｎ＜Ｌ（ｎ＋ｍ）

前記ステップＳ１０７において、前記数２式を満たす関係になるまで前記ステップＳ１０６、ステップＳ１０７を繰り返す。前記ステップＳ１０７において、前記数２式を満たす関係になった時点で、ステップＳ１０８に進んでトナー吐き出しモードを終了する。

次に、ステップＳ１０９において、ＲＡＭ１７に記憶された積算補給量Ａから予め設定した積算補給量Ａの閾値Ａｓを差し引いた数値を新たな積算補給量ＡとしてＲＡＭ１７に記憶して終了する（ステップＳ１１０）。

一方、前記ステップＳ１０３において、ＲＡＭ１７に記憶された積算補給量Ａが予め設定した積算補給量Ａの閾値Ａｓよりも小さい場合は、トナー吐き出しモードを実行することなく終了する（ステップＳ１１０）。

即ち、本実施形態では、エンジンコントローラ２１（制御手段）は、補給スクリュー１０（トナー補給手段）により現像剤容器３内（現像剤容器内）に補給したトナー量の増加に伴い、トナー吐き出しモードの実行頻度を増加させる。

図７は、本実施形態の画像形成装置２３において、トナー吐き出し動作を実行するときに現像スリーブ５に印加する直流電圧のみからなる現像バイアス電圧Ｖｄを示す。更に、感光ドラム１０１に印加する帯電バイアス電圧を示す。更に、感光ドラム１０１の駆動と、感光ドラム１０１の駆動トルクＬのモニタリングタイミングとを示した図である。

現像バイアス電圧Ｖｄとして直流電圧のみを現像スリーブ５に印加してトナーを吐き出すモードでは以下の通りである。図１２のプロット点ｆで示すように、トナーを吐き出している時間の経過と共に、単位時間当たりに吐き出すトナー量（粗粉）も少なくなることが確認されている。

尚、図１２のプロット点ｈは、トナー吐き出し後に感光ドラム１０１の表面上に付着したトナーをマイラーテープによってテーピングして剥ぎ取る。それを記録材Ｐ上に貼ったものの反射濃度を測定し、得られた反射濃度からマイラーテープをそのまま記録材Ｐ上に貼ったときの反射濃度を差し引いた数値をトナー濃度として示したものである。

この結果により例えば、図１３に示すように、トナー吐き出し開始タイミングを「０」としたときの感光ドラム１０１の駆動トルクＬの推移を確認する。すると、０秒から数秒間（図１３では２０秒間）は、トナーが感光ドラム１０１の表面に対向するクリーナ１０９に設けられたクリーニングブレード１０９ａに供給される。このため感光ドラム１０１の駆動トルクＬは、急激に低下する。つまり感光ドラム１０１の駆動負荷は増大する。

図１２に示すように、現像バイアス電源２２から直流電圧のみからなる現像バイアス電圧Ｖｄを現像スリーブ５に印加し、時間の経過と共に、現像スリーブ５の表面から感光ドラム１０１の表面に吐き出されるトナー量は徐々に低減する。

これにより図１３に示すように、感光ドラム１０１の駆動トルクＬは、再びトナー吐き出し開始の値まで復帰する。

本実施形態では、感光ドラム１０１の駆動トルクＬの変動を駆動トルク検知部２９により検知する。そして、駆動トルク検知部２９により検知された感光ドラム１０１の駆動トルクＬに応じて制御手段となるエンジンコントローラ２１により吐き出しトナー量を検知することができる。エンジンコントローラ２１は、トナー吐き出しモードを実行した際の吐き出しトナー量を検知するトナー量検知手段を兼ねる。

エンジンコントローラ２１（制御手段；トナー量検知手段）は、検知した吐き出しトナー量が現像スリーブ５（現像剤担持体）から感光ドラム１０１（像担持体）に吐き出されるまでトナー吐き出しモードを実行する。その後、エンジンコントローラ２１は、現像バイアス電源２２及びモータ１３，２５を制御してトナー吐き出しモードを終了する。

このようにトナー吐き出しモードを実行することにより現像剤容器３内に収容された現像剤のトナー粒度分布を均一に保ち、飛散トナーを低減することができる。

これにより画像形成装置２３本体内のトナー汚染による画像品質低下を防止できる。また、現像剤容器３の開口３ｄ周辺をトナーにより汚してメンテナンス時に作業者に付着する問題を解決できる。また、不必要なトナー吐き出しを低減し、トナー消費量Ｔｖも低減できる

本実施形態では、現像装置１０４にトナーの飛散防止用の部品を別途設ける必要が無いため無駄なスペースが不要で画像形成装置２３本体の小型化ができる。また、コストの低減が出来る。

また、飛散し易い粒径の大きいトナーを効率良く吐き出すことにより現像装置１０４からのトナーの飛散量を減らして画像品質の低下を軽減することができる。

本実施形態では、画像形成時に交流電圧と直流電圧を重畳した現像バイアス電圧Ｖｄを現像スリーブ５に印加して感光ドラム１０１の表面上に形成した静電潜像をトナー像として現像する画像形成装置２３において以下の通りである。非画像形成時に直流電圧のみからなる現像バイアス電圧Ｖｄを現像スリーブ５に印加して現像剤容器３内の飛散し易い粗粉トナーを選択的に感光ドラム１０１の表面上に吐き出すモードを実行する。これにより現像剤容器３の開口３ｄからの飛散トナーを減少させることができる。

また、このトナー吐き出しモード時に駆動トルク検知部２９により感光ドラム１０１の駆動トルクＬの変動を検出し、該感光ドラム１０１の駆動トルクＬに応じて前記トナー吐き出しモードを最適化する。これにより不要な飛散し易いトナーをより効率良く吐き出すことができる。

次に、図１５及び図１４を用いて本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは、符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。

図１４は、本実施形態のトナー吐き出し動作を説明するフローチャートである。図１５は、本実施形態における総印刷枚数と、トナー吐き出し動作を実行する積算補給量の閾値を示す図である。

前記第１実施形態では、現像剤容器３内へのトナー補給量Ｔｒに応じて直流電圧のみからなる現像バイアス電圧Ｖｄを現像スリーブ５に印加する。これにより現像剤容器３内の飛散し易い粗粉トナーを選択的に感光ドラム１０１の表面上に吐き出すモードを実行する。これにより現像剤容器３内のトナー粒度分布を均一にしてトナーの飛散量を低減した。

しかしながら、磁性キャリアの劣化によるトナー帯電量の低下を考えると、磁性キャリアとトナーとの静電的付着力が弱くなりトナーが飛散し易くなる。

そこで、本実施形態では、画像形成装置２３による記録材Ｐの印刷枚数に応じて、前記第１実施形態と同様なトナー吐き出しモードを実行する頻度を増やして耐久によるトナーの飛散増加を抑制する。

本実施形態では、図２に示すように、制御手段となるエンジンコントローラ２１に画像形成装置２３で印刷した記録材Ｐの印刷枚数を計数する計数手段となるカウンタ３４が接続されている。

そして、エンジンコントローラ２１は、トナー吐き出しモードを実行する際に、現像スリーブ５の表面から感光ドラム１０１の表面に吐き出すトナー量をカウンタ３４により計数された印刷枚数に応じて制御する。

尚、本実施形態の画像形成装置２３の構成も前記第１実施形態と同様であるため重複する説明は省略する。

本実施形態では、図１５に示した総印刷枚数と、前述のトナー吐き出し動作を実行する積算補給量Ａの閾値Ａｓに則して図１４に示すようにトナー吐き出し動作を行なう。

本実施形態では、図２に示して前述したエンジンコントローラ２１に接続された記憶手段となるＲＯＭ３３には図１５に示されたテーブルデータが記憶されている。図１５に示されたテーブルデータは、画像形成装置２３により印刷された記録材Ｐの総印刷枚数と、トナー吐き出し動作を実施する積算補給量Ａの閾値Ａｓとが関連付けられている。

図１４のステップＳ２０１において、画像形成装置２３における画像形成時は、現像バイアス電源２２により直流電圧に交流電圧を重畳させた現像バイアス電圧Ｖｄを現像スリーブ５に印加する。これにより感光ドラム１０１の表面上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像として現像する。

次に、ステップＳ２０２において、画像形成動作が終了した後、ステップＳ２０３において、エンジンコントローラ２１は、計数手段となるカウンタ３４によりカウントされた記録材Ｐの総印刷枚数に基づいて図１５に示した積算補給量Ａの閾値Ａｓを決定する。

本実施形態では、図１５に示すように、エンジンコントローラ２１（制御手段）は以下の制御を行う。エンジンコントローラ２１は、カウンタ３４（計数手段）により計数された印刷枚数の増加に伴い、トナー吐き出しモードを実行する際の予め設定した積算補給量Ａの閾値Ａｓを下げることでトナー吐き出しモードの実行頻度を増加させる。

次に、ステップＳ２０４において、エンジンコントローラ２１は、制御手段となる制御部２０に設けられたＲＡＭ１７に記憶された積算補給量Ａを確認する。そして、該積算補給量Ａが前記ステップＳ２０３において決定した積算補給量Ａの閾値Ａｓ以上だった場合はステップＳ２０５に進む。

前記ステップＳ２０５において、エンジンコントローラ２１は、現像バイアス電源２２により直流電圧のみからなる現像バイアス電圧Ｖｄを現像スリーブ５に印加してトナー吐き出しモードを開始する。

次に、ステップＳ２０６において、駆動トルク検知部２９により感光ドラム１０１の駆動トルクＬの測定を開始し、測定した駆動トルクＬを随時、トルク記憶部２８に記憶して格納する。

次に、ステップＳ２０７において、エンジンコントローラ２１は、現像バイアス電源２２により直流電圧のみからなる現像バイアス電圧Ｖｄを現像スリーブ５に印加してトナー吐き出し動作を実行する。

次に、ステップＳ２０８において、エンジンコントローラ２１は、トナー吐き出し動作を開始したタイミングから駆動トルク検知部２９により随時検知される感光ドラム１０１の駆動トルクＬの変化をモニタリングする。

そして、トナー吐き出しモードを開始したタイミングからｎ（ｓｅｃ）毎の感光ドラム１０１の駆動トルクＬｎを考慮する。更に、前記ｎ（ｓｅｃ）時の感光ドラム１０１の駆動トルクＬｎからｍ（ｓｅｃ）経過したタイミングの感光ドラム１０１の駆動トルクＬ（ｎ＋ｍ）を考慮する。そして、前記駆動トルクＬｎと駆動トルクＬ（ｎ＋ｍ）とが以下の数３式の関係を満たすか否かを判断する。

［数３］
Ｌｎ＜Ｌ（ｎ＋ｍ）

前記ステップＳ２０８において、前記数３式を満たすまで前記ステップＳ２０７〜Ｓ２０８を繰り返し、前記数３式を満たす関係になった時点で、ステップＳ２０９に進んでトナー吐き出しモードを終了する。

次に、ステップＳ２１０において、図４に示すＲＡＭ１７に記憶された積算補給量Ａから予め設定された閾値Ａｓを差し引いた数値を新たな積算補給量Ａとして図４に示すＲＡＭ１７に記憶させた後、ステップＳ２１１に進んで処理を終了する。

前記ステップＳ２０４において、積算補給量Ａが閾値Ａｓよりも小さい場合は、前記ステップＳ２１１に進んで処理を終了する。

本実施形態では、記録材Ｐの総印刷枚数が増えて現像剤容器３内のトナーの帯電量が低下して飛散し易くなった場合でも以下の通りである。飛散トナーを低減して画像形成装置２３本体内のトナー汚染による画像品質低下を防止することができる。更に、飛散トナーが現像剤容器３の開口３ｄ周辺を汚してメンテナンス時に作業者に付着する問題を解決できる。

また、不必要なトナー吐き出しを低減してトナー消費量Ｔｖも低減できる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

Ｌ…感光ドラム１０１の駆動トルク
５…現像スリーブ（現像剤担持体）
２１…エンジンコントローラ（制御手段；トナー量検知手段）
２２…現像バイアス電源（バイアス電圧印加手段）
２９…駆動トルク検知部（トルク検知手段）
１０１，１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋ…感光ドラム（像担持体）

Claims (4)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体の駆動トルクを検知するトルク検知手段と、
   前記像担持体に対向し現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、
   前記バイアス電圧印加手段により前記現像剤担持体に対して飛散し易い粗粉トナーを選択的に消費する直流電圧を印加することにより前記現像剤担持体から前記像担持体にトナーを吐き出すトナー吐き出しモードを実行する制御手段と、
   前記トナー吐き出しモードを実行した際の吐き出しトナー量を検知するトナー量検知手段と、
   を有し、
   前記トナー量検知手段は、前記トルク検知手段により検知された前記像担持体の駆動トルクに応じて前記吐き出しトナー量を検知し、
   前記制御手段は、前記トナー量検知手段により検知した吐き出しトナー量が前記現像剤担持体から前記像担持体に吐き出されるまで前記トナー吐き出しモードを実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像剤担持体に供給する現像剤を収容する現像剤容器と、
   前記現像剤容器内に補給すべきトナーを収容する補給容器と、
   前記補給容器内に収容されているトナーを前記現像剤容器内に補給するトナー補給手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記トナー吐き出しモードを実行する際に、前記トナー補給手段により前記現像剤容器内に補給したトナー量の増加に伴い、前記トナー吐き出しモードの実行頻度を増加させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 印刷枚数を計数する計数手段を有し、
   前記制御手段は、前記トナー吐き出しモードを実行する際に、前記現像剤担持体から前記像担持体への吐き出しトナー量を前記計数手段により計数された印刷枚数の増加に伴い、前記トナー吐き出しモードの実行頻度を増加させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images