JP2019191289A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像濃度の低下をより抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部９０は、非画像形成時に現像ローラー３５側から感光体ドラム１４側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能である。制御部９０は、トナー付着量から算出されるトナー現像性分布の履歴に応じてリフレッシュ工程実行時における現像ローラー３５からの吐出量を変更する補正モードを実行可能である。トナー現像性分布は、感光体ドラム１４及び現像ローラー３５を回転させながら現像ローラー３５へ印加する現像バイアスを一定の増加率で経時的に変化させて検知されるトナー付着量の増加率から算出される。【選択図】図４

Description

本発明は、現像装置を備える画像形成装置に関するものである。

従来の画像形成装置は特許文献１に開示されている。この画像形成装置は現像装置を備える。現像装置は感光体ドラム（像担持体）に静電潜像に応じたトナー像を形成する。現像装置は感光体ドラムに対向配置される現像ローラー（トナー担持体）を有する。トナーが付着した現像ローラーはトナーを感光体ドラムに飛翔させて感光体ドラム表面にトナー像を形成する。

また、画像形成を繰り返し行う場合や環境変化や劣化により、帯電量が小さいトナーや逆帯電のトナーが発生する問題に対して、感光体ドラムに複数のパッチパターンを形成し、パッチパターンの電位及びトナー付着量を測定する。パッチパターンの電位とトナー付着量との関係からトナー特性を判定し、画像形成時の各種電位を変更することにより、画像濃度を調整する。

特開平７−２５３６９４号公報

上記従来の画像形成装置によると、感光体ドラムに形成された複数のパッチパターンを構成するトナーのみからトナー特性を検知しているため、現像装置内にあるトナー全体のトナー特性を検知することができない。このため、画像濃度の低下に対して十分に対応できない問題があった。

上記目的を達成するために本発明は、画像濃度の低下をより抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の構成の画像形成装置は、現像装置と、検知部と、制御部とを備える。現像装置はトナー担持体を有し、前記像担持体表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する。前記トナー担持体は、像担持体に対向配置され磁性トナーを担持して前記像担持体に供給する。検知部は、前記トナー担持体から前記像担持体に付着するトナー付着量を検知する。制御部は、非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能である。前記制御部は、前記トナー付着量から算出されるトナー現像性分布の履歴に応じて前記リフレッシュ工程実行時における前記トナー担持体からの吐出量を変更する補正モードを実行可能である。前記トナー現像性分布は、前記像担持体及び前記トナー担持体を回転させながら前記トナー担持体へ印加する現像バイアスを一定の増加率で経時的に変化させて検知される前記トナー付着量の増加率から算出される。

本発明の第１の構成によれば、制御部は、非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能である。また、制御部は、検知部が検知するトナー付着量から算出されるトナー現像性分布の履歴に応じてリフレッシュ工程実行時におけるトナー担持体からの吐出量を変更する補正モードを実行可能である。トナー現像性分布は、像担持体及びトナー担持体を回転させながらトナー担持体へ印加する現像バイアスを一定の増加率で経時的に変化させて検知されるトナー付着量の増加率から算出される。帯電量が小さいトナーや、逆帯電のトナーが現像装置内のトナー全体で増加した場合に、所定の現像バイアスにおいてトナー付着量の増加率が大きく変化する。このため、トナー付着量の増加率を示すトナー現像性分布の履歴から現像装置内にあるトナー全体のトナー特性を判定することができる。従って、判定したトナー特性に応じてリフレッシュ工程実行時におけるトナー担持体からの吐出量を変更することにより画像濃度の低下をより抑制できる。

本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図 本発明の画像形成装置に用いられる現像装置の断面図 本発明の画像形成装置の制御経路を示すブロック図 本発明の画像形成装置にいて実行されるリフレッシュ工程の一例を示すフローチャート 本発明の現像装置の現像バイアスの増加率を示すグラフ 本発明の現像装置の現像バイアスへ付着するトナー付着量を示すグラフ 本発明の現像装置のトナー現像性分布を示すグラフ 本発明の画像形成装置における反射濃度の変化を示すグラフ

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の画像形成装置１００の全体構成を示す概略構成図であり、右側を画像形成装置１００の前方側として図示している。

画像形成装置１００の本体下部には、積載された用紙を収容する給紙カセット２が配置される。給紙カセット２の上方には用紙搬送路４が形成される。用紙搬送路４は本体前方から本体後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて本体上面に形成された排紙部３に至る。用紙搬送路４には、上流側から順に、ピックアップローラー５、フィードローラー６、中間搬送ローラー７、レジストローラー対８、画像形成部９、定着部１０及び排出ローラー対１１が配置される。

給紙カセット２には、用紙搬送方向後端部に回動支点１２ａが設けられる。回動支点１２ａは用紙積載板１２を給紙カセット２に対して回動自在に支持する。用紙積載板１２上に積載された用紙はピックアップローラー５に押圧される。給紙カセット２の前方側には、フィードローラー６に圧接するリタードローラー１３が配設される。ピックアップローラー５によって複数枚の用紙が同時に給装された場合には、フィードローラー６とリタードローラー１３とによって用紙が捌かれ、最上位の１枚のみが搬送される。

フィードローラー６とリタードローラー１３とによって捌かれた用紙は、中間搬送ローラー７によって搬送方向を装置後方へと変えられてレジストローラー対８へと搬送される。レジストローラー対８によってタイミングを調整された用紙は画像形成部９へと供給される。

画像形成部９は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成する。画像形成部９は感光体ドラム１４と、帯電装置１５と、現像装置１６と、クリーニング装置１７と、転写ローラー１８と、露光ユニット（ＬＳＵ）１９とから構成される。

感光体ドラム１４は図１において時計回りに回転可能に軸支された像担持体である。感光体ドラム１４の周囲には帯電装置１５、現像装置１６、クリーニング装置１７及び転写ローラー１８が配置される。転写ローラー１８は用紙搬送路４を挟んで感光体ドラム１４に対向して配置される。露光ユニット１９は感光体ドラム１４の上方に配置される。また、現像装置１６の上方には、現像装置１６へトナーを補給するトナーコンテナ２０が配置される。

帯電装置１５は、図示しない電源が接続された導電性ゴムローラー１５ａを備える。導電性ゴムローラー１５ａは感光体ドラム１４に当接するよう配置される。感光体ドラム１４が回転すると、導電性ゴムローラー１５ａが感光体ドラム１４の表面に接触して従動回転する。この時、導電性ゴムローラー１５ａに所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム１４の表面が一様に帯電する。

次いで、露光ユニット（ＬＳＵ）１９からのレーザビームにより入力された画像データに基づく静電潜像が感光体ドラム１４上に形成される。また、現像装置１６により静電潜像にトナーが付着されて感光体ドラム１４の表面にトナー像が形成される。そして、レジストローラー対８から感光体ドラム１４と転写ローラー１８とのニップ部（転写位置）に用紙が所定のタイミングで供給される。用紙上には転写ローラー１８によって感光体ドラム１４の表面のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙は、感光体ドラム１４から分離されて定着部１０に向けて搬送される。

定着部１０は、画像形成部９の用紙搬送方向の下流側に配置され、加熱ローラー２１及び加圧ローラー２２を備える。加圧ローラー２２は加熱ローラー２１に圧接される。画像形成部９においてトナー像が転写された用紙は、加熱ローラー２１及び加圧ローラー２２によって加熱及び加圧される。これにより、用紙に転写されたトナー像が定着する。

画像形成部９及び定着部１０において画像形成がなされた用紙は、排出ローラー対１１によって排紙部３に排出される。一方、転写後に感光体ドラム１４の表面に残留しているトナーはクリーニング装置１７により除去される。そして、感光体ドラム１４は帯電装置１５によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。

図２は、本発明の画像形成装置１００に搭載される現像装置１６の側面断面図である。現像装置１６は、筐体３１、第１スパイラル部材３２、第２スパイラル部材３３及び現像ローラー３５を備える。第１スパイラル部材３２、第２スパイラル部材３３、現像ローラー３５、規制ブレード３６は筐体３１内部に収納される。

筐体３１はケーシング３１ａとカバー３１ｂとで構成される。ケーシング３１ａは磁性トナーから成る一成分現像剤が収容される。カバー３１ｂはケーシング３１ａに収容されたトナーが外部に漏れないように封止する。なお、カバー３１ｂにはトナー補給口（図示せず）が設けられる。トナー量検知センサー（図示せず）の検出結果に応じてトナー補給口を介してトナーコンテナ２０（図１参照）からケーシング３１ａ内部にトナーが補給される。

ケーシング３１ａの内部は、長手方向（図の紙面方向）に延在する仕切板３７によって第１貯留室３８と第２貯留室３９とに区画される。第１貯留室３８には、第１スパイラル部材３２が配設され、第２貯留室３９には第２スパイラル部材３３が配設される。また、仕切板３７の一端とケーシング３１ａとの間には通路が形成され、通路を介して第１貯留室３８と第２貯留室３９の間をトナーが移動する。

第１スパイラル部材３２及び第２スパイラル部材３３が所定方向に回転することによって第１貯留室３８及び第２貯留室３９内のトナーが循環搬送される。

規制ブレード３６は、現像ローラー３５と所定の間隔を隔てて配置され、感光体ドラム１４に供給する現像剤量を規制する。

現像ローラー３５は、第１スパイラル部材３２及び第２スパイラル部材３３と略平行となるように第１貯留室３８内に回転可能に軸支される。現像ローラー３５の内部にはマグネット体４０が固定される。マグネット体４０は、Ｓ１極（搬送極）４０ａ、Ｓ２極（規制極）４０ｃと、Ｎ１極（主極）４０ｂ、Ｎ２極（汲上極）４０ｄから成る４つの磁極４０ａ〜４０ｄを有する。現像ローラー３５は回転するが、マグネット体４０は回転しない。

具体的には、Ｓ２極４０ｂと規制ブレード３６との間に規制ブレード３６側に引き合う磁界が発生する。この磁界により、規制ブレード３６と現像ローラー３５との間に磁気ブラシが形成され、磁気ブラシが規制部３０を通過することにより所望の高さに層規制される。一方、磁気ブラシの形成に用いられなかった現像剤は規制ブレード３６の上流側（右側）の側面に沿って滞留する。

現像ローラー３５が反時計回り方向に回転すると、磁気ブラシが感光体ドラム１４に対向する現像ニップ部Ｒに移動する。現像ニップ部Ｒでは、Ｎ１極４０ｂにより磁界が付与され、磁気ブラシは感光体ドラム１４の表面に接触するこのとき、感光体ドラム１４の表面電位と現像ローラー３５に印加される現像バイアスとの電位差及び磁界によって、現像ローラー３５に付着したトナーは感光体ドラム１４へと飛翔して付着する。これにより、感光体ドラム１４表面にトナー像が形成される。

さらに、現像ローラー３５が反時計回り方向に回転すると、Ｓ１極４０ａにより現像ローラー３５の外周面に沿う方向の磁界が付与される。このとき、磁気ブラシと共にトナー像の形成に使われなかった現像剤が現像ローラー３５上に回収される。さらに、Ｓ１極４０ａとＮ２極４０ｄの間の欠損部分において、磁気ブラシが現像ローラー３５から離脱してケーシング３１ａ内に落下する。そして第１スパイラル部材３２により攪拌、搬送された後、Ｎ２極４０ｄの磁界により再び現像ローラー３５上に磁気ブラシが形成される。

また、感光体ドラム１４と現像ローラー３５とは検知部７０に接続されている。検知部７０は後述する制御部９０に接続されおり、感光体ドラム１４と現像ローラー３５との間を流れる電流（以下、現像電流という）を検知する。検知された現像電流に基づいて現像ローラー３５から飛翔して感光体ドラム１４へ付着するトナーの付着量を検知することができる。

次に、本発明の画像形成装置１００の制御経路について説明する。図３は、本発明の画像形成装置１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き自在の記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。Ｉ／Ｆ（インターフェイス）９６は複数（ここでは２つ）備えられ、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信し、操作部６０からの入力信号を受信する。

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないデータ等が収められている。

ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。

また、ＲＯＭ９２（或いはＲＡＭ９３）には、後述するリフレッシュ工程及び判定モードの実行の要否を判断する印刷枚数及び感光体ドラム１４の回転速度等が格納されている。

カウンター９５は、印刷枚数を積算してカウントする。なお、カウンター９５を別途設けなくても、例えばＲＡＭ９３でその回数を記憶するようにしてもよい。

制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。

制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、給紙カセット２、定着部１０、現像装置１６、露光ユニット１９、トナーコンテナ２０、画像入力部５０、バイアス制御回路５１、操作部６０、検知部７０等が挙げられる。

画像入力部５０は、画像形成装置１００が図１に示すようなプリンターである場合、パーソナルコンピューター等から送信される画像データを受信する受信部である。画像形成装置１００が複写機である場合、画像入力部５０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である。画像入力部５０に入力された画像信号は、デジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。

バイアス制御回路５１は、帯電バイアス電源５２、現像バイアス電源５３、転写バイアス電源５４と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させるものであり、これらの各電源はバイアス制御回路５１からの制御信号によって、帯電装置１５、現像ローラー３５（図２参照）、転写ローラー１８に所定のバイアスを印加する。

また、現像バイアス電源５３が現像ローラー３５に印加する現像バイアスは後述する判定モードの実行時において直流バイアスであり、所定の印加速度により一定の増加率で経時的に変化させながら印加する。

操作部６０には、液晶表示部６１、各種の状態を示すＬＥＤ６２、テンキー６３が設けられる。ユーザーは操作部６０を操作して指示を入力することで、画像形成装置１００の各種の設定をし、画像形成等の各種機能を実行させる。

液晶表示部６１は、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示する。また、液晶表示部６１は、タッチパネルとして、両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定など各種設定を行える。テンキー６３は、印刷部数の設定や、画像形成装置１００がＦＡＸ機能も有する場合に相手方のＦＡＸ番号を入力等するためのものである。

その他、操作部６０には、画像形成を開始するようにユーザーが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。

本発明の画像形成装置は、記録媒体への非転写時、例えば、画像形成装置を電源オフ状態やスリープ（省電力）状態から通常のスタンバイ状態へ復帰する際に、現像装置１６内の現像ローラー３５上のトナーを感光体ドラム１４側に吐出するリフレッシュ工程を実行可能に構成されている。なお、リフレッシュ工程には通常モードと補正モードとが有り、補正モードは通常モードよりもリフレッシュ工程実行時の現像ローラー３５からのトナーの吐出量が多い。

リフレッシュ工程を実行することにより、現像ローラー３５上に存在する帯電量が小さいトナーや逆帯電のトナーが感光体ドラム１４側に強制的に吐出される。このため、現像ローラー３５上のトナー粒子の入れ替わりが促進される。従って、画像上の印字率（画像形成可能な面積（用紙面積）に対する印字される面積の割合をいう。以下同じ。）が低い画像を連続して印字した場合においても、劣化したトナーによる画像濃度低下やカブリの発生を抑制することができる。

図４は、本発明の画像形成装置において実行されるリフレッシュ工程の一例を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図３を参照しながら、図４のステップに従いリフレッシュ工程の実行手順について説明する。

ユーザーによって操作部６０が操作されると以下の動作が行われる。ステップＳ１では制御部９０が、ユーザーの操作が電源をＯＮにする操作か否かを判断する。電源をＯＮにする操作がされた場合はステップＳ３に移行する。また、電源をＯＮする操作がされなかった場合はステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では制御部９０が、ユーザーの操作がスリープ状態から通常のスタンバイ状態へ復帰する操作か否かを判断する。スリープ状態では消費電力を可能な限り落としてハードウエアの多くが動作していない。スタンバイ状態に復帰する操作が行われた場合はステップＳ３に移行する。また、スタンバイ状態へ復帰する操作でない場合はステップＳ１及びステップＳ２を繰り返してユーザーからの操作を待機する。

ステップＳ３では制御部９０が、判定モードに移行するか否かを判定する。具体的には前回判定モードを実行して所定の判定時間が経過したか否かを判定する。判定時間を経過していない場合はトナーの劣化は少ないと判定してステップＳ９に移行し、通常モードのリフレッシュ工程が立ち上がる。一方、判定時間を経過している場合はトナーの劣化が大きい可能性が高いと判定してステップＳ４に移行して判定モードを実行する。

なお、ステップＳ３では前回判定モードを実行してから時間経過によって判定モードに移行するか否かを判定しているが、前回判定モードを実行して所定の枚数を印刷しているか否かで判定モードに移行するか否かを判定してもよい。

ステップＳ４で判定モードが実行され、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では現像ローラー３５から飛翔して感光体ドラム１４へ付着するトナー付着量を検知し、ステップＳ６に移行する。ここで、トナー付着量は、検知部７０が検知する感光体ドラム１４と現像ローラー３５との間を流れる現像電流から検知される。具体的には、感光体ドラム１４及び現像ローラー３５を所定の回転速度で回転させるとともに現像ローラー３５へ直流バイアスで構成される現像バイアスを一定の増加率で経時的に増加させながら印加したときの現像電流を検知部７０が検知する。このとき、現像ローラー３５から感光体ドラム１４へ飛翔するトナーにより現像電流が変化するためトナー付着量を正確に検知することができる。

なお、ステップＳ５ではトナー付着量を感光体ドラム１４と現像ローラー３５との間を流れる現像電流を検知して測定したが、反射濃度センサーを用いて測定してもよい。反射濃度センサーは感光体ドラム１４上のトナー像の反射濃度を光学的に検知し、反射濃度から感光体ドラム１４のトナー付着量を正確に測定することができる。

図５は、ステップＳ５で現像ローラー３５へ印加する現像バイアスの増加率を示すグラフであり、図６はステップＳ５で感光体ドラム１４へ付着するトナー付着量を示すグラフである。図５の縦軸は現像バイアス（単位：Ｖ）を示し、横軸は印加時間（単位：Ｓ）を示す。図６の縦軸はトナー付着量（単位：μＣ）を示し、横軸は印加時間（単位：Ｓ）を示す。

図６中のＮ１は正常な状態のトナーのトナー付着量を示し、Ｎ２は劣化した状態のトナーのトナー付着量を示す。なお、図５中において、現像バイアス及び印加時間は一例であり、本発明を限定しない。具体的には、Ｎ１は印字前の状態を示し、Ｎ２は印字率１％の印字を１０００枚印刷した後の状態を示す。

ステップＳ６では制御部９０が、ステップＳ５で検出されたトナー付着量からトナー付着量の増加率を算出してトナー現像性分布を作成し、ステップＳ７に移行する。

図７は、ステップＳ６で算出されたトナー現像性分布を示すグラフであり、縦軸がトナー付着量の増加率を示す。横軸は現像バイアスの印加電圧（単位：Ｖ）を示す。なお、横軸の現像バイアスの印加電圧は図５で示した現像バイアスの印加電圧と印加時間の関係に対応する。また、図７中のＮ１は図６で示した正常な状態のトナー現像性分布を示し、Ｎ２は図６で示した劣化した状態のトナー現像性分布を示す。

トナー付着量の増加率はステップＳ５において検知したトナー付着量の単位印加電圧当たりの増加率である。即ち図６に示したグラフの傾きであり、トナー付着量を微分して算出される。

図７のトナー現像性分布の面積比により、現像ローラー３５から飛翔して感光体ドラム１４に付着したトナーの飛翔割合を算出することができる。例えば、トナー現像性分布Ｎ２の現像バイアスの開始電圧３００Ｖから終了電圧７００Ｖまでの全体面積でトナー現像性分布Ｎ２の現像バイアスの印加電圧５５０Ｖから印加電圧７００Ｖまでの面積を除することにより、印加電圧５５０Ｖから印加電圧７００Ｖまでの飛翔割合Ｗ２（％）を算出することができる。

図７の５５０Ｖ以上の印加電圧において、トナー付着量の増加率はトナー現像性分布Ｎ２の方がトナー現像性分布Ｎ１よりも高い。即ち、印加電圧が５５０Ｖ以上の範囲においてトナー現像性分布Ｎ２の飛翔割合Ｗ２（％）の方がトナー現像性分布Ｎ１の飛翔割合Ｗ１（％）よりも高い。これは、トナーの劣化により、帯電量が小さいトナーや、逆帯電量のトナーが現像装置１６内にあるトナー全体で増加し、高電圧側の現像バイアスにおいて飛翔するトナーが増加していることを示している。

また、トナー現像性分布Ｎ２の飛翔割合Ｗ２（％）からトナー現像性分布Ｎ１の飛翔割合Ｗ１（％）を減算することにより、飛翔割合の変化量ΔＷ（％）を算出することができる。飛翔割合の変化量ΔＷ（％）が大きくなると、トナー現像性分布Ｎ１に対してトナー現像性分布Ｎ２のトナーの劣化が進行していることがわかる。

また、トナー現像性分布Ｎ１の作成における現像バイアス印圧からトナー現像性分布Ｎ２の作成における現像バイアス印加までの経過時間Ｔ（分）で飛翔割合の変化量ΔＷ（％）を除することにより、単位時間当たりの変化量ΔＷ／Ｔ（％／分）を算出ことができる。単位時間当たりの変化量ΔＷ／Ｔ（％／分）を算出することにより、トナー現像性分布Ｎ１に対してトナー現像性分布Ｎ２のトナー劣化の経時的な進行度を容易に判定することができる。

ステップＳ７では制御部９０が、ステップＳ６で形成されたトナー現像性分布から得られる所定の閾値を超えるか否かを判定する。閾値を超える場合はＳ８に移行して補正モードのリフレッシュ工程が立ち上がる。また、閾値を超えない場合はＳ９に移行にして通常モードのリフレッシュ工程が立ち上がる。

閾値は、上述した単位時間当たりの変化量ΔＷ／Ｔ（％／分）に基づいて決定される。すなわち、現像バイアスの所定の印加電圧範囲に対して、トナー現像性分布から算出される飛翔割合の変化量ΔＷに基づいて補正モードが実行される。これにより、現像装置１６内にあるトナー全体の特性変化を判定することができる。さらに、飛翔割合の単位時間当たりの変化量ΔＷ／Ｔ（％／分）に基づいて決定することにより、現像装置１６内にあるトナー全体の経時的な特性変化を判定することができる。

例えば、閾値は、印加電圧が５５０Ｖ以上の範囲において単位時間当たりの変化量が０．２（％／分）以上と設定される。具体的には、図７のトナー現像性分布Ｎ２の印加電圧が５５０Ｖ以上の飛翔割合が２４（％）であり、トナー現像性分布Ｎ２の印加電圧が５５０Ｖ以上の飛翔割合が１６（％）の場合、飛翔割合の変化量は８（％）である。また、トナー現像性分布Ｎ１の作成における現像バイアス印圧からトナー現像性分布Ｎ２の作成における現像バイアス印加までの経過時間が４０（分）である。これにより、印加電圧が５５０Ｖ以上の範囲において単位時間当たりの変化量が０．２（％／分）と算出される。ここで、単位時間当たりの変化率が０．２（％／分）以上の場合、トナーの劣化速度が速く、帯電量が小さいトナーや逆帯電量のトナーの占める割合が現像装置１６内において上昇していると判定できる。

ステップＳ８では補正モードのリフレッシュ工程が立ち上がり、現像ローラー３５上のトナーを感光体ドラム１４側に吐出してリフレッシュ工程が終了する。

一方、ステップＳ９では通常モードのリフレッシュ工程が立ち上がり、現像ローラー３５上のトナーを感光体ドラム１４側に吐出してリフレッシュ工程が終了する。

このとき、補正モードにおけるトナーの吐出量は通常モードにおけるトナーの吐出量よりも多い。例えば、補正モードにおける吐出量を１０ｍｇ／枚とし、通常モードのおける吐出量を５ｍｇ／枚と設定することができる。

吐出量を１０ｍｇ／枚と設定した場合、前回のリフレッシュ工程終了時からカウントされた印刷枚数に１０ｍｇを乗じて吐出量を算出する。同様に、吐出量を５ｍｇ／枚と設定した場合、前回のリフレッシュ工程終了時からカウントされた印刷枚数に５ｍｇを乗じて吐出量を算出する。補正モードは通常モードよりもリフレッシュ工程実行時の現像ローラー３５からのトナーの吐出量が多く、現像装置１６内にあるトナーの入れ替わり量が多い。これにより、現像装置１６内のトナー全体の劣化を抑制して画像濃度の低下及びカブリの発生をより抑制することができる。

すなわち、トナー現像性分布Ｎ１とトナー現像性分布Ｎ２を比較して得られるトナー現像性分布の履歴に応じてリフレッシュ工程実行時におけるトナーの吐出量を変更する。これにより、現像装置１６内にあるトナー全体のトナー特性を検知して画像濃度の低下及びカブリの発生をより抑制することができる。

なお、本実施形態では、補正モードにおける吐出量を１０ｍｇ／枚と設定しているが本発明はこれに限定されない。例えば、算出されたトナーの単位時間当たりの飛翔割合の変化量に応じて吐出量を変更してもよい。これにより、リフレッシュ工程を効果的に実行することができるとともにリフレッシュ工程において無駄なトナーの消費量を低減することができる。

次に本発明の効果について、実施例及び比較例を用いて具体的に説明する。

実施例では画像形成装置１００を用いて画像形成を行う際、所定枚数印字後に補正モードのリフレッシュ工程を実行した。補正モードにおけるトナーの吐出量を１０ｍｇ／枚とした。

［比較例］
比較例では画像形成装置１００を用いて画像形成を行う際、所定枚数印字後に通常モードのリフレッシュ工程を実行した。通常モードにおけるトナーの吐出量を５ｍｇ／枚とした。

［画像濃度低下抑制の評価］
図８は画像濃度の変化を示すグラフであり、縦軸に反射濃度を示し、横軸に印刷枚数（枚）を示す。なお、図８中の実線で示す曲線Ｌ１は実施例の状態を示し、破線で示す曲線Ｌ２は比較例の状態を示している。

印字率１％の印字を１０００枚印刷した後に、実施例に係る補正モードのリフレッシュ工程と比較例に係る通常モードのリフレッシュ工程をそれぞれ実行した。その後、印字率１％の印字を印刷しながら反射濃度を測定した。反射濃度は反射濃度センサーを用いて感光体ドラム１４上のトナー像を光学的に検知する。その結果、補正モードに係るリフレッシュ工程を実行することにより通常モードに係るリフレッシュ工程を実行した場合と比較して反射濃度の低下がより抑制され、画像濃度の低下をより抑制できることが確認された。

なお、上記実施形態では、複合機に本発明を適用する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明では、磁性一成分現像式の現像装置を備えたモノクロプリンタについて説明したが、モノクロプリンタに限らず、モノクロ複写機、タンデム式或いはロータリー式のカラー複写機、カラープリンタ、或いはファクシミリやレーザプリンタ等、磁性一成分現像剤を用いる現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。

２ 給紙カセット
３ 排紙部
４ 用紙搬送路
５ ピックアップローラー
６ フィードローラー
７ 中間搬送ローラー
８ レジストローラー対
９ 画像形成部
１０ 定着部
１１ 排出ローラー対
１２ 用紙積載板
１２ａ 回動支点
１３ リタードローラー
１４ 感光体ドラム（像担持体）
１５ 帯電装置
１５ａ 導電性ゴムローラー
１６ 現像装置
１７ クリーニング装置
１８ 転写ローラー
１９ 露光ユニット
２０ トナーコンテナ
２１ 加熱ローラー
２２ 加圧ローラー
３１ 筐体
３１ａ ケーシング
３１ｂ カバー
３２ 第１スパイラル部材
３３ 第２スパイラル部材
３５ 現像ローラー（トナー担持体）
３６ 規制ブレード
３７ 仕切板
３８ 第１貯留室
３９ 第２貯留室
４０ マグネット体
４０ａ 主極
４１ 磁界発生部材
５０ 画像入力部
５１ バイアス制御回路
５２ 帯電バイアス電源
５３ 現像バイアス電源
５４ 転写バイアス電源
６０ 操作部
６１ 液晶表示部
６２ ＬＥＤ
６３ テンキー
７０ 検知部
９０ 制御部
９１ ＣＰＵ
９２ ＲＯＭ
９３ ＲＡＭ
９４ 一時記憶部
９５ カウンター
１００ 画像形成装置
Ｒ 現像ニップ部

Claims (5)

1. 像担持体に対向配置され磁性トナーを担持して前記像担持体に供給するトナー担持体を有し、前記像担持体表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置と、
   前記トナー担持体から前記像担持体に付着するトナー付着量を検知する検知部と、
   非画像形成時に前記トナー担持体側から前記像担持体側へトナーを吐出するリフレッシュ工程を実行可能な制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記トナー付着量から算出されるトナー現像性分布の履歴に応じて前記リフレッシュ工程実行時における前記トナー担持体からの吐出量を変更する補正モードを実行可能であり、
   前記トナー現像性分布は、前記像担持体及び前記トナー担持体を回転させながら前記トナー担持体へ印加する現像バイアスを一定の増加率で経時的に変化させて検知される前記トナー付着量の増加率から算出されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検知部は、前記像担持体と前記トナー担持体との間に流れる現像電流に基づいて前記トナー付着量を検知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. 前記検知部は、前記像担持体の表面に形成される前記トナー像の反射濃度に基づいて前記トナー付着量を検知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. 前記補正モードは、前記現像バイアスの所定の印加電圧範囲に対して、前記トナー現像性分布から算出される前記トナー担持体から飛翔して前記像担持体に付着したトナーの飛翔割合の変化量に基づいて実行されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記補正モードは、前記飛翔割合の単位時間当たりの変化量に基づいて実行されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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