JPH0934243A

JPH0934243A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0934243A
Application number: JP20271095A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Matsuzaki; 茂松崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-18
Filing date: 1995-07-18
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、トナー消費量が少ない画像
を連続して出力し続けた場合でも、濃度低下等の画質の
劣化を引き起こさずに、長期に渡って安定して高画質の
画像を出力できる画像形成装置を提供することにある。【構成】画像出力枚数を設定し（Ｓ２０１）、画像形
成がスタートすると（Ｓ２０２）、入力された画像デー
タを読み込み（Ｓ２０３）、画像比率を計算する（Ｓ２
０４）。次に、画像が１枚出力され（Ｓ２０５、２０
６）、画像比率が所定値以下の場合には（Ｓ２０７）、
所定量のトナー消費を行うべく感光ドラム４の軸方向全
域に潜像を形成して現像し、相当量のトナーの補給を行
う（Ｓ２０８）。そして、出力画像枚数が指定枚数に達
していなければ（Ｓ２０９）、上記処理を繰り返し、指
定枚数に達していれば、画像形成を終了する（Ｓ２１
０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機やプ
リンタ等とされる電子写真式、或は静電記録式の画像形
成装置に関し、特に現像装置に特徴を有する。

【０００２】

【従来の技術】図５及び図６に従来の画像形成装置の一
例を示す。図５にて、電子写真画像形成装置は、像担持
体である感光ドラム１０４を回転自在に設け、その感光
ドラム１０４を一次帯電器１２１で一様に帯電し、次に
例えばレーザーのような発光素子１２２によって情報信
号を露光して静電潜像を形成し、現像装置１０９で可視
像化する。次にその可視像を転写帯電器１２３により、
転写紙搬送シート１２７により搬送された転写紙１２４
に転写し、更に定着装置１２５にて定着して永久画像を
得る。また、感光ドラム１０４上の転写残りトナーはク
リーニング装置１２６により除去する。

【０００３】次に、図６によって上記現像装置１０９に
ついて詳しく説明する。感光ドラム１０４と対向して配
置された現像装置１０９は、現像容器１０８、現像剤搬
送手段としての現像スリーブ１０３、現像剤溜り部１０
５を規制する現像剤返し部材１０１、及び現像剤の穂高
規制部材のとしてのブレード１０２を有している。現像
装置１０９の内部は、垂直方向に延在する隔壁１０６に
よって現像室（第１室）１１３と撹拌室（第２室）１１
４とに区画され、隔壁１０６の上方部は開放されてい
る。現像室１１３及び撹拌室１１４には、非磁性トナー
と磁性キャリアを含む２成分現像剤が収容されており、
現像室１１３で余分となった現像剤は撹拌室１１４側に
回収される。また、現像室１１３及び撹拌室１１４に
は、それぞれ第１及び第２撹拌スクリュー１１１、１１
２が配置されている。

【０００４】現像装置１０９の現像室１１３は、感光ド
ラム１０４に対面した現像域に相当する位置が開口して
おり、この開口部に一部露出するようにして現像スリー
ブ１０３が回転可能に配置されている。現像スリーブ１
０３は非磁性材料で構成され、現像動作時には図示矢印
方向に回転し、その内部には磁界発生手段である磁石
（マグネットローラ）１１０が固定されている。現像ス
リーブ１０３はブレード１０２によって層厚規制された
２成分現像剤の層を担持搬送し、感光ドラム１０４と対
向する現像域で現像剤を感光ドラム１０４に供給して潜
像を現像する。現像効率を向上させるために、現像スリ
ーブ１０３には電源１１５から、例えば直流電圧に交流
電圧が重畳された現像バイアス電圧が印加される。

【０００５】このような従来の現像装置のマグネットロ
ーラ１１０は、５極構成からなり、現像室撹拌スクリュ
ー１１１で撹拌された現像された現像剤は、汲み上げの
ための搬送用磁極（汲み上げ極）Ｎ２の磁力で拘束さ
れ、現像スリーブ１０３の回転により現像剤溜り部１０
５へ搬送される。現像剤量は、現像剤返し部材１０１で
規制され、安定した現像剤を拘束するために、ある一定
以上の磁束密度を有する搬送用磁極（カット極）Ｓ２で
十分に拘束し、そして磁気ブラシを形成しつつ搬送され
る。次いで、ブレード、即ち、穂高規制部材１０２で磁
気ブラシを穂切りして現像剤量を適正にし、搬送用磁極
Ｎ１で搬送される。更に、現像極Ｓ１で画像形成装置本
体側に設けられたバイアス電源１１５を介して現像スリ
ーブ１０３に直流及び／又は交互電界の重畳されたバイ
アス電圧が印加され、現像スリーブ１０３上のトナーが
感光ドラム１０４の静電潜像側に移動され、該静電潜像
はトナー像として顕像化される。

【０００６】また、カット極Ｓ２付近では、２成分から
なる現像剤を摺擦し、トナーに所定の電荷を付与してい
る。トナーは顔料が分散されたポリエステル、スチレン
アクリル等の粒子であり、フェライト等の磁性体をアク
リル、シリコーン樹脂等でコートしたキャリアとの摺擦
で電荷を与えられる。所定の電位に定められた潜像を一
定の濃度で安定して現像するためには、トナーの電荷が
安定していることが必要であり、そのためにはカット極
Ｓ２付近の現像剤溜り部１０５で現像剤が十分に拘束さ
れて摺擦されなければならない。また、この摺擦でトナ
ーに与えられる電荷は、主としてキャリアの電荷付与能
力と、現像剤の抵抗値とによって決まる。

【０００７】現像時には消費されたトナーは、トナー補
給槽（図示せず）から補給される。この補給量は、光学
的あるいは電磁気的な手段による現像剤濃度検知手段
（図示せず）からの信号を元にＣＰＵ（図示せず）が決
定する。

【０００８】現像装置１０９は、前記構成により、撹拌
スクリュー１１１、１１２によって現像スリーブ１０３
の表面に供給された現像剤を、マグネットローラ１１０
の磁力にて磁気ブラシの状態で保持し、これを現像スリ
ーブ１０３の回転に基づいて感光ドラム１０４との対向
部（現像域）に搬送すると共に、現像剤返し部材１０１
及びブレード１０２で、磁気ブラシを穂切りして現像域
に搬送される現像剤量を適正に維持する。

【０００９】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
記従来例では、以下に述べるような現象があった。つま
り、現像剤中のトナーは現像されることで消費され、ト
ナー補給槽から補給され、画像を出力することで、現像
剤中のトナーは入れ替わっていくことになるが、消費す
るトナー量が少ない画像を連続して出力し続けた場合、
トナーの入れ替わりはわずかずつしか行われず、結果と
して１つのトナーが現像装置１０９中に存在する時間が
長くなり、長期に渡って現像剤溜り部１０５で摺擦さ
れ、現像室１１３及び撹拌室１１４で撹拌されることに
なる。

【００１０】このようにして長期的に摺擦、撹拌を繰り
返された現像剤中のトナーは、形状が不規則になった
り、粒径の分布に偏りを生じたり、また、現像剤に流動
性を向上させる目的で添加さている酸化チタン粒子等の
外添剤がトナー表面に埋め込まれたりしていく。その結
果、現像剤の流動性が低下する等の劣化が生じ、所望の
画質を保った画像が得られなくなることがある。

【００１１】また、トナーの持つ電荷は通常現像剤溜り
部１０５で数回摺擦されることで安定するが、更に摺擦
が繰り返されることで徐々に電荷が付与されていき、所
定の電荷量を大きく上回ってしまうことがある。このよ
うにしてトナーの持つ電荷が上昇していくと、感光ドラ
ム１０４上に形成された現像スリーブ１０３に対する電
位差の等しい潜像に対し、トナーが付着する量が初期の
状態に比べて減少し、画像出力した際に濃度の低下、低
濃度部分の粒状性の悪化といった、画質の劣化として現
れる。

【００１２】従って、本発明の目的は、トナー消費量が
少ない画像を連続して出力し続けた場合でも、濃度低
下、低濃度部分の粒状性の悪化等といった画質の劣化を
引き起こさずに、長期に渡って安定して高画質の画像を
出力することができる画像形成装置を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、前記目的は、像担持体に画像情報信号に対応
した静電潜像を形成し、該静電潜像を２成分現像剤を用
いて現像して可視画像を形成し、該可視画像を転写材に
転写する画像形成装置において、前記画像情報信号の画
像の濃度情報に基づき画像比率の大小を判断する手段
と、前記２成分現像剤のトナーを画像として出力せずに
強制的に消費させる手段と、前記トナーを強制的に消費
する手段を前記画像比率の大小を判断する手段による画
像比率情報に基づいて制御する手段とを備えたことによ
り達成する。

【００１４】また、本出願に係る第２の発明によれば、
前記目的は、前記第１の発明において、トナーを強制的
に消費させる手段の動作と同時またその後に該手段の動
作によって消費されたトナーと同量のトナーを２成分現
像剤に補給する手段を備えたことにより達成される。

【００１５】更に、本出願に係る第３の発明によれば、
前記目的は、前記第１の発明または第２の発明におい
て、トナーを強制的に消費させる手段は、像担持体上の
静電潜像をトナー像として現像する手段と、該トナー像
を転写材に転写せずに除去する手段とを備えていること
により達成される。

【００１６】また、本出願に係る第４の発明によれば、
前記目的は、前記第３の発明において、トナー像を転写
材に転写せずに除去する手段は、画像形成時に像担持体
上に転写されずに残ったトナーを該像担持体上から取り
除く手段であることにより達成される。

【００１７】更に、本出願に係る第５の発明によれば、
前記目的は、前記第１の発明ないし第４の発明におい
て、トナーを強制的に消費させる手段を制御する手段
は、画像の濃度情報に基づき画像比率の大小を判断する
手段により、画像比率が所定値よりも低いと判断した際
に、トナーを強制的に消費させる手段を所定のタイミン
グで実行させるように設定されていることにより達成さ
れる。

【００１８】また、本出願に係る第６の発明によれば、
前記目的は、前記第５の発明において、所定のタイミン
グは、画像比率が所定値よりも低いと判断された画像が
出力されてから、次の画像が出力される間であることに
より達成される。

【００１９】更に、本出願に係る第７の発明によれば、
前記目的は、前記第５の発明において、所定のタイミン
グは、設定された複数枚の連続的な画像形成が行われる
場合に、画像比率が所定値よりも低いと判断された画像
が、所定の枚数出力された後と、設定された枚数の出力
が終了した後であることにより達成される。

【００２０】また、本出願に係る第８の発明によれば、
前記目的は、前記第１の発明ないし第７の発明のいずれ
かにおいて、出力された画像の平均の画像比率を算出す
る手段を備え、トナーを強制的に消費させる手段の制御
手段は、上記平均の画像比率を算出する手段による平均
画像比率に基づいてトナーの強制的な消費を実行するか
否かを決定するように設定されていることにより達成さ
れる。

【００２１】更に、本出願に係る第９の発明によれば、
前記目的は、前記第８の発明において、最後にトナーの
強制的な消費が行われてからの出力枚数を計数する手段
を備え、トナーを強制的に消費させる手段の制御手段
は、該出力枚数を計数する手段による総出力枚数が所定
値に達した場合には、平均の画像比率を算出する手段に
よる平均画像比率に基づいてトナーの強制的な消費を実
行するか否かを決定するように設定されていることによ
り達成される。

【００２２】

【作用】本出願に係る第１の発明によれば、画像情報信
号の画像の濃度情報に基づき画像比率の高低を判断し、
該画像比率が所定値よりも低く、現像剤の収容部におい
て多量の現像剤が長期に渡って摺擦・撹拌される場合に
は、２成分現像剤のトナーを画像として出力せずに強制
的に消費させるので、現像剤の流動性の低下、あるいは
帯電量の異常等を防いで画像を劣化させることがない。

【００２３】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上述のようにトナーを強制的に消費させる際には、消費
されたトナーと同量のトナーを２成分現像剤に補給する
ので、トナーの入れ替えが行われ、画像を劣化させるこ
とがない。

【００２４】更に、本出願に係る第３の発明によれば、
前記第１の発明または第２の発明において、像担持体上
の静電潜像をトナー像として現像し、該トナー像を転写
材に転写せずに除去することによりトナーを強制的に消
費させるので、不要な転写材を出力することなく、画像
劣化を防止する。

【００２５】また、本出願に係る第４の発明によれば、
前記第３の発明において、トナー像の除去は、画像形成
時に像担持体上に転写されずに残ったトナーを該像担持
体上から取り除く手段により行うので、従来の構成の装
置を有効に利用して画像劣化を防ぐ。

【００２６】更に、本出願に係る第５の発明によれば、
前記第１の発明ないし第４の発明において、画像の濃度
情報に基づき画像比率の大小を判断し、該画像比率が所
定値よりも低いと判断した際には、所定のタイミングで
トナーを強制的に消費させるので、トナーの強制的な消
費動作によって費やされる時間が適正化され、円滑な画
像形成が行われる。

【００２７】また、本出願に係る第６の発明によれば、
前記第５の発明において、所定のタイミングは、画像比
率が所定値よりも低いと判断された画像が出力されてか
ら、次の画像が出力される間であるので、画像形成の高
速化を妨げない。

【００２８】更に、本出願に係る第７の発明によれば、
前記第５の発明において、所定のタイミングは、設定さ
れた複数枚の連続的な画像形成が行われる場合に、画像
比率が所定値よりも低いと判断された画像が、所定の枚
数出力された後と、設定された枚数の出力が終了した後
であるので、画像形成の高速化を妨げることなく、適切
にトナーの入れ替えを実施する。

【００２９】また、本出願に係る第８の発明によれば、
前記第１の発明ないし第７の発明のいずれかにおいて、
出力された画像の平均の画像比率を算出し、その平均の
画像比率に基づいてトナーの強制的な消費を実行するか
否かを決定するので、様々な画像が形成される状況にお
いても、トナーの強制的な消費の実行タイミングを適正
化する。

【００３０】更に、本出願に係る第９の発明によれば、
前記第８の発明において、平均の画像比率の算出及びト
ナーの強制的な実行の判断を、最後にトナーの強制的な
消費が行われてからの総出力枚数が、所定値に達した場
合に行うので、より一層トナーの強制的な消費の実行タ
イミングを適正化する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００３２】（第１の実施形態）まず、本発明に係る画
像形成装置の第１の実施形態を図１ないし図３によって
詳しく説明する。

【００３３】図１は本実施形態による画像形成装置を表
す図である。画像スキャナ３１、或はコンピュータ等の
出力装置３３から画像情報処理装置３２を介して送られ
てくる画像情報信号は、本画像形成装置のＣＰＵ３０で
受信される。ＣＰＵ３０は、画像形成装置の動作を制御
すると共に、レーザー発光素子２２を制御して静電潜像
形成のためのレーザーの発光させる。なお、潜像形成に
は発光ダイオード素子等他の発光体を用いることもでき
る。また、画像形成装置自身の制御を他のＣＰＵで行っ
ても良い。感光ドラム４は図１において右回りに回転し
ている。一次帯電器２１で予め一様に帯電された感光ド
ラム４の表面に、レーザー発光素子２２から反射鏡２８
を介してレーザー光を照射することで静電潜像が形成さ
れる。

【００３４】更に説明すると、静電潜像は感光ドラム４
の軸方向及び回動方向にそれぞれ１インチ当たり４００
個のドット状に形成される。それぞれのドットはレーザ
ー光の照射量によって深さが決まり、潜像を深くほった
ドットにはより多くのトナーが付着する。即ち、レーザ
ー光の照射量が多いほど出力される画像濃度は高くな
る。

【００３５】更に説明すると、ＣＰＵ３０によるレーザ
ー光照射量は２５６段階あり、これを００ＨからＦＦＨ
までの１６進数２けたで表示する。００Ｈが画像上での
最も濃度が低い部分（白地）、ＦＦＨが最も濃度が高い
部分（ベタ）となる。この００ＨからＦＦＨまでの数値
を、出力画像１枚に存在する全ドット分足し合わせたも
のを、その出力画像のビデオカウントデータと呼ぶ。更
に、それぞれの画像のビデオカウントデータを、全面Ｆ
ＦＨドット（全面ベタ）である画像のビデオカウントデ
ータで割ったもの（１０進数のパーセント表示）を、そ
の画像の画像比率と呼ぶ。これらの数値計算は全てＣＰ
Ｕ３０内で処理されるが、別にＣＰＵを設けてそこで処
理することも可能である。

【００３６】現像装置９はトナーを所定の電荷に帯電さ
せ、電源１５によって印加される交流を重畳した現像バ
イアスによる電界によって感光ドラム４上の静電潜像を
現像する。そのトナー像は転写帯電器２３によって転写
紙搬送ベルト２７上の転写紙２４に転写され、定着器２
５で加熱されることによって転写紙２４上に定着され
る。また、感光ドラム４上に転写されずに残った転写残
トナーは、クリーニング装置２６によって除去される。

【００３７】次に、現像装置９について図２を用いて詳
しく説明すると、感光ドラム４と対向して配置された現
像装置９は、現像容器８、現像剤搬送手段としての現像
スリーブ３、現像剤溜り部５を規制する現像剤返し部材
１、及び現像剤の穂高規制部材としてのブレード２を有
している。現像装置９の内部は、垂直方向に延在する隔
壁６によって現像室（第１室）１３と撹拌室（第２室）
１４とに区画され、隔壁６の上方部は開放されている。
現像室１３及び撹拌室１４には、非磁性トナーと磁性キ
ャリアを含む２成分現像剤が収容されており、現像室１
３で余分となった現像剤は撹拌室１４側に回収される。

【００３８】また、現像室１３及び撹拌室１４には、そ
れぞれ第１及び第２撹拌スクリュー１１、１２が配置さ
れている。

【００３９】現像装置９の現像室３は、感光ドラム４に
対面した現像域に相当する位置が開口しており、この開
口部に一部露出するようにして現像スリーブ３が回転可
能に配置されている。現像スリーブ３は非磁性材料で構
成され、現像動作時には図示矢印方向に回転し、その内
部には磁界発生手段である磁石（マグネットローラ）１
０が固定されている。現像スリーブ３はブレード２によ
って層厚規制された２成分現像剤の層を担持搬送し、感
光ドラム４と対向する現像域で現像剤を感光ドラム４に
供給して潜像を現像する。現像効率を向上させるため
に、現像スリーブ３には電源１５から、例えば直流電圧
に交流電圧が重畳された現像バイアス電圧が印加され
る。

【００４０】このような現像装置のマグネットローラ１
０は、５極構成からなり、現像室撹拌スクリュー１１で
撹拌された現像された現像剤は、汲み上げのための搬送
用磁極（汲み上げ極）Ｎ２の磁力で拘束され、現像スリ
ーブ３の回転により現像剤溜り部５へ搬送される。現像
剤量は、現像剤返し部材１で規制され、安定した現像剤
を拘束するために、ある一定以上の磁束密度を有する搬
送用磁極（カット極）Ｓ２で十分に拘束し、そして磁気
ブラシを形成しつつ搬送される。次いで、ブレード、即
ち、穂高規制部材２で磁気ブラシを穂切りして現像剤量
を適正にし、搬送用磁極Ｎ１で搬送される。更に、現像
極Ｓ１で画像形成装置本体側に設けられたバイアス電源
１５を介して現像スリーブ３に直流及び／又は交互電界
の重畳されたバイアス電圧が印加され、現像スリーブ３
上のトナーが感光ドラム４の静電潜像側に移動され、該
静電潜像はトナー像として顕像化される。

【００４１】現像剤はポリエステル樹脂に含量を分散し
た非磁性トナーと、フェライトをシリコーン樹脂でコー
ティングした磁性キャリアから成り、現像室１３と撹拌
室１４での撹拌と、現像剤溜り部５での摺擦によってト
ナーにマイナスの電荷が付与される。現像によって消費
された分のトナーはトナー補給槽（図示せず）から供給
されるが、補給されたばかりのトナーも前記のような撹
拌と摺擦によって適正な電荷が付与さる。

【００４２】即ち、現像剤中のトナーは、補給され、撹
拌・摺擦によって電荷を付与され、現像されるという過
程の中で順次入れ替わるが、この入れ替わりが少ない
と、トナーは過剰に帯電してしまう。

【００４３】そこで、本実施形態では、トナーを強制的
に消費させることにより、トナーを強制的に入れ替え、
トナーの過剰な帯電を防止し、画質の劣化を防いだもの
である。

【００４４】トナーの強制消費の仕方は次のようにして
行われる。まず、転写帯電器２３と転写紙搬送ベルト２
７を感光ドラム４から十分離した状態で、画像形成中と
同じように一次帯電器２で回動している感光ドラム４を
帯電する。次に、レーザー発光素子２２が照射量ＦＦＨ
に相当するレーザー光を感光ドラム４の所定の範囲内に
照射する。そして、感光ドラム４上のレーザー光を照射
された部分が現像スリーブ３に対向する位置を通過して
いる間、電源１５から現像バイアスを印加し、現像スリ
ーブ３を回転することで感光ドラム４上にトナー像を形
成する。なお、このように現像したトナー像は転写せず
にクリーニング装置２６で全て除去する。また、トナー
を消費している間もしくはその後には、消費された量の
トナーがトナー補給槽（図示せず）から現像容器９内に
補給される。従って、現像容器９内のトナーの入れ替え
が行われ、トナーの流動性及び帯電量が適切なものとな
る。

【００４５】なお、レーザーの照射量は必ずしもＦＦＨ
である必要はなく、ある程度効率良くトナーを現像させ
るような量であれば良い。

【００４６】次に、図３によって本実施形態における実
際のトナー消費シーケンスを説明する。画像出力枚数を
設定した後（ステップＳ２０１）、画像形成がスタート
すると（ステップＳ２０２）、ＣＰＵ３０に入力された
画像データを読み込み（ステップＳ２０３）、ＣＰＵ３
０により画像比率を計算する（ステップＳ２０４）。そ
して、画像が１枚出力されると（ステップＳ２０５、２
０６）、画像比率が所定の値（本実施形態の場合５％）
以下かどうかを判断し（ステップＳ２０７）、以下の場
合には、所定量のトナー消費及び補給を行う（ステップ
Ｓ２０８）。本実施形態では画像比率５％相当のトナー
を消費するように、レーザー照射量をＦＦＨとして感光
ドラム４の軸方向全域に潜像を形成する。即ち、回転方
向の長さでトナー消費量を調整している。この所定量は
本実施形態のように一定量にしても良いし、出力画像の
画像比率によってその都度変えても良い。変える場合に
は出力画像の画像比率と合わせて画像比率５％またはそ
れ以上相当のトナーが消費されるようにするのが好まし
い。そして、このトナーの消費及び補給の終了後、出力
画像枚数が指定枚数に達したかどうかをチェックし（Ｓ
２０９）、達していなければ、画像データ読み込みから
の上記処理を繰り返し（ステップＳ２０３〜）、指定枚
数に達していれば、画像形成を終了する（ステップＳ２
１０）。

【００４７】以上のようなシーケンスを行うことによ
り、常に一定量のトナーが入れ替えられることになり、
同じトナーを過度に摺擦することを防止することができ
る。その結果、トナーの過剰帯電や劣化が抑制され、本
発明の目的が達成される。

【００４８】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。第１の実施形態において
は、１枚ずつ出力を行う画像形成モードだけでなく、同
一の画像を複数枚連続して出力する画像形成モードにお
いても、１枚の出力毎に画像比率を計算し、その画像比
率が５％以下ならば所定量のトナー消費及び補給を行っ
ていたが、本実施形態は、同一の画像を複数枚連続して
出力する画像形成モードの場合であって、その画像の画
像比率が５％以下である場合には、複数枚に１度まとめ
て所定量のトナー消費及び補給を行うようにしたもので
ある。

【００４９】本実施形態では、同一の画像を９９９枚ま
で連続して出力することが可能であり、この９９９枚ま
での範囲で連続して出力する枚数を指定するようになっ
ている。そして、この画像の画像比率が５％以下である
場合には、１００枚毎及び指定した枚数が終了した時に
所定量のトナー消費及び補給のシーケンスを行う。

【００５０】つまり、指定枚数が１００枚未満の場合、
例えば５０枚と指定した時は、５０枚目の終了後に所定
量のトナー消費及び補給のシーケンスを行い、また、指
定枚数が１００枚を超える場合、例えば３５０枚と指定
した時は、１００枚目、２００枚目、３００枚目、及び
３５０枚目が終了した時に、所定量のトナー消費及び補
給のシーケンスを行う。

【００５１】そして、このシーケンスにて消費させるト
ナーの「所定量」は次のように決められている。出力画
像の画像比率をｘ％とすると、

【００５２】100 枚毎に行われる場合：画像比率(5-x)
× 100％相当のトナー消費量画像出力終了後に行われる場合：画像比率(5-x) ×ｎ％
相当のトナー消費量但しｎは指定した出力枚数を１００で割った余りであ
る。

【００５３】例えば、画像比率３％の画像を３５０枚出
力した場合には、１００、２００、３００枚目に画像比
率２００％相当のトナーを消費して補給し、３５０枚目
に画像比率１００％相当のトナーを消費して補給する。

【００５４】また、画像出力後の消費トナー量を１００
枚毎に消費する量と同じにしても良し、出力画像の画像
比率に拘らず一定量のトナーを消費しても良い。

【００５５】（第３の実施形態）次に、図４によって本
発明の第３の実施形態について説明する。

【００５６】本実施形態では、ＣＰＵ３０内にメモリを
設け、過去１００枚分の出力画像の画像比率及び最後に
所定量のトナー消費及び補給を行ってからの出力枚数を
記憶できるようになっている。

【００５７】つまり、画像出力がスタートすると（ステ
ップＳ２１１）、その画像比率をＣＰＵ３０内のメモリ
に読み込み（ステップＳ２１２）、画像出力が終了する
と（ステップＳ２１３）、ＣＰＵ３０内のメモリから、
最後に所定量のトナー消費及び補給を行ってからの出力
枚数を示す変数Ｋを読み出し、この変数Ｋの値が１００
に達しているかどうかをチェックする。この変数Ｋは１
００以上は１００として表現するようになっているた
め、Ｋが１００であるときは、最後に所定量のトナー消
費及び補給を行ってから少なくとも１００枚の出力が行
われ、その間は所定のトナー消費及び補給が行われなか
ったことを示している。そこで、Ｋ＝１００ならば（ス
テップＳ２１４）、直前１００枚分の画像比率データを
ＣＰＵ３０から読み出し（ステップＳ２１５）、それら
の画像比率の平均値を計算する（ステップＳ２１６）。
そして、その平均値が５％以下と判断された場合には
（ステップＳ２１７）、第２の実施形態と同様にして所
定量のトナーを消費し、補給する（ステップＳ２１
８）。その後、Ｋの値を０に戻し（ステップＳ２１
９）、シーケンスを終了する。

【００５８】一方、、Ｋが９９以下であれば（ステップ
Ｓ２１４）、前回の所定量のトナー消費が行われてから
の出力枚数が１００枚に達してしないため、Ｋの値を１
増やした後（ステップＳ２２０）、そのまま画像出力を
終了する。

【００５９】本実施形態によれば、所定量のトナー消費
及び補給の実行時期を適正化し、スループットの低下等
を防ぐことができる。

【００６０】以上、本発明による三つの実施形態を説明
したが、トナー消費が必要とされる画像比率や、消費さ
せるトナーの所定量、消費及び補給動作を作動させる枚
数等は必ずしもこの通りではなくても良い。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、画像比率に応じてトナーを強制的に消
費させるので、消費トナー量の少ない画像を多量に出力
しても、トナーの入れ替わりが常にある程度保証し、同
じトナーを何度も摺擦して過剰に帯電させることなく、
長期的にかつ安定的に高品質の画像を出力し続けること
ができる。

【００６２】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上述のようにトナーを強制的に消費させる際には、消費
されたトナーと同量のトナーを２成分現像剤に補給する
ので、トナーの入れ替えが行われ、画像劣化を防止する
ことができる。

【００６３】更に、本出願に係る第３の発明によれば、
前記第１の発明または第２の発明において、像担持体上
の静電潜像をトナー像として現像し、該トナー像を転写
材に転写せずに除去することによりトナーを強制的に消
費させるので、不要な転写材を出力することなく、画像
劣化を防止することができる。

【００６４】また、本出願に係る第４の発明によれば、
前記第３の発明において、トナー像の除去は、画像形成
時に像担持体上に転写されずに残ったトナーを該像担持
体上から取り除く手段により行うので、従来の構成の装
置を有効に利用して画像劣化を防ぐことができる。

【００６５】更に、本出願に係る第５の発明によれば、
前記第１の発明ないし第４の発明において、画像の濃度
情報に基づき画像比率の大小を判断し、該画像比率が所
定値よりも低いと判断した際には、所定のタイミングで
トナーを強制的に消費させるので、トナーの強制的な消
費動作によって費やされる時間が適正化され、円滑な画
像形成を行うことができる。

【００６６】また、本出願に係る第６の発明によれば、
前記第５の発明において、所定のタイミングは、画像比
率が所定値よりも低いと判断された画像が出力されてか
ら、次の画像が出力される間であるので、画像形成の高
速化を妨げることなく、良好な画像形成を行うことがで
きる。

【００６７】更に、本出願に係る第７の発明によれば、
前記第５の発明において、所定のタイミングは、設定さ
れた複数枚の連続的な画像形成が行われる場合に、画像
比率が所定値よりも低いと判断された画像が、所定の枚
数出力された後と、設定された枚数の出力が終了した後
であるので、画像形成の高速化を妨げることなく、適切
にトナーの入れ替えを実施することができる。

【００６８】また、本出願に係る第８の発明によれば、
前記第１の発明ないし第７の発明のいずれかにおいて、
出力された画像の平均の画像比率を算出し、その平均の
画像比率に基づいてトナーの強制的な消費を実行するか
否かを決定するので、様々な画像が形成される状況にお
いても、トナーの強制的な消費の実行タイミングを適正
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における画像形成装置
を説明する図である。

【図２】図１の現像装置を詳しく説明する図である。

【図３】本発明の第１の実施形態による画像形成装置の
動作を説明する図である。

【図４】本発明の第３の実施形態による画像形成装置の
動作を説明する図である。

【図５】従来例を説明する図である。

【図６】図５の現像装置を詳しく説明する図である。

【符号の説明】

４感光ドラム（像担持体）３０ＣＰＵ（トナーを強制的に消費する手段を制御す
る手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に画像情報信号に対応した静電
潜像を形成し、該静電潜像を２成分現像剤を用いて現像
して可視画像を形成し、該可視画像を転写材に転写する
画像形成装置において、前記画像情報信号の画像の濃度
情報に基づき画像比率の大小を判断する手段と、前記２
成分現像剤のトナーを画像として出力せずに強制的に消
費させる手段と、前記トナーを強制的に消費する手段を
前記画像比率の大小を判断する手段による画像比率情報
に基づいて制御する手段とを備えたことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】トナーを強制的に消費させる手段の動作
と同時またその後に該手段の動作によって消費されたト
ナーと同量のトナーを２成分現像剤に補給する手段を備
えたこととする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】トナーを強制的に消費させる手段は、像
担持体上の静電潜像をトナー像として現像する手段と、
該トナー像を転写材に転写せずに除去する手段とを備え
ていることとする請求項１または請求項２に記載の画像
形成装置。
【請求項４】トナー像を転写材に転写せずに除去する
手段は、画像形成時に像担持体上に転写されずに残った
トナーを該像担持体上から取り除く手段であることとす
る請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】トナーを強制的に消費させる手段を制御
する手段は、画像の濃度情報に基づき画像比率の大小を
判断する手段により、画像比率が所定値よりも低いと判
断した際に、トナーを強制的に消費させる手段を所定の
タイミングで実行させるように設定されていることとし
た請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成
装置
【請求項６】所定のタイミングは、画像比率が所定値
よりも低いと判断された画像が出力されてから、次の画
像が出力される間であることとする請求項５に記載の画
像形成装置。
【請求項７】所定のタイミングは、設定された複数枚
の連続的な画像形成が行われる場合に、画像比率が所定
値よりも低いと判断された画像が、所定の枚数出力され
た後と、設定された枚数の出力が終了した後であること
とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】出力された画像の平均の画像比率を算出
する手段を備え、トナーを強制的に消費させる手段の制
御手段は、上記平均の画像比率を算出する手段による平
均画像比率に基づいてトナーの強制的な消費を実行する
か否かを決定するように設定されていることとする請求
項１ないし請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】最後にトナーの強制的な消費が行われて
からの出力枚数を計数する手段を備え、トナーを強制的
に消費させる手段の制御手段は、該出力枚数を計数する
手段による総出力枚数が所定値に達した場合には、平均
の画像比率を算出する手段による平均画像比率に基づい
てトナーの強制的な消費を実行するか否かを決定するよ
うに設定されていることとする請求項８に記載の画像形
成装置。