JP4070400B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、現像剤の動きによって現像剤中にトナーを取り込むことにより、トナー濃度検知手段を必要とすることなくトナー濃度を自己制御できる現像装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置において、現像剤担持体に担持した現像剤の動きによってトナー収容部のトナー補給口からこの現像剤にトナーを取り込み、トナー濃度を自己制御することができる現像装置が知られている（特開平９−１９７８３３号公報参照）。このようなトナー濃度自己制御システムを有する現像装置では、現像剤担持体に担持した現像剤に対し、そのトナー濃度に応じた適量のトナーを自らの動きによってトナー補給口から取り込むことができるので、トナー濃度センサが必要なくなると共にトナー補給装置を簡素化できる。更に、従来の二成分現像方式に比較して磁性キャリアが少なくて済み、装置のトルクを大幅に減少できる。これらのことから、トナーと磁性キャリアの混合比を検知調整する手段を簡素化したり、パドル・スクリューなどの撹拌部材を省略したりでき、装置の小型化、低コスト化を図ることができるというメリットがある。
【０００３】
図１２は、上記トナー濃度自己制御システムを有する現像装置の一例である。この現像装置では、磁界発生手段としての固定磁石群を内包する現像担持体としての現像スリーブ１４と、現像剤の量を規制するための規制部材としてのドクタ１６と、該ドクタ１６の回転方向上流側で、該ドクタ１６により阻止された現像剤を収容する現像剤収容ケース１７と、トナー１３ａを収容するトナー収容部としてのトナーホッパ１９などを備えている。現像剤収容ケース１７内には、現像スリーブ１４上の現像剤と現像剤収容ケース１７内の現像剤との入れ替え及び混合を促進するための現像剤剥離部材としてのリバースローラ２５が設けられている。また、トナーホッパ１９は、ドクタ１６よりも現像スリーブ１４現像剤搬送方向の上流側で該現像スリーブ１４に臨むトナー補給口１９ａを有している。また、トナーホッパ１９内には、トナーをトナー補給口に向けて供給するトナー送り出し部材としてのトナーアジテータ２０が設けられている。さらに、トナーホッパ１９からトナーが補給され現像剤収容ケース１７に向かって進行しようとする現像剤の量を規制するトナー補給側の規制部材としてのプレドクタ１７ａも設けられている。
【０００４】
この現像装置においては、現像に伴って現像剤中のトナーが消費されるが、この消費量よりもトナー補給口１９ａからのトナー取り込み量が上回ると、トナー補給口１９ａからトナーを取り込んだ現像剤は自らの嵩の増加によってプレドクタ１７ａによる規制量が増加する。この結果、プレドクタ１７ａから現像スリーブ１４下方の筐体部迄に現像剤溜まりが形成され、現像スリーブ１４上の現像剤へのトナー取り込み量が少なくなる。プレドクタ１７ａによる規制量がさらに増加し、トナー補給口近傍まで現像剤が滞留するようになると、現像剤へトナーの取り込みが停止し、トナー濃度が安定する安定トナー濃度に達する。現像により、トナーが消費され現像剤のトナー濃度が低下すると、現像剤の嵩が小さくなり、トナー補給口１９ａから現像剤へのトナー取り込み量が徐々に増加し、現像剤のトナー濃度が上昇してくるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成の現像装置において、現像剤収容ケース１７へ所定の割合でトナーとキャリアとが混合された現像剤が投入された直後は、現像剤は現像剤収容ケース１７内にのみ留まっており、その後初めて装置を駆動する初期駆動時に現像スリーブ１４の回転によって現像スリーブ１４上に担持されていく。現像スリーブ１４が回転することで現像剤収容ケース１７内の現像剤に接触対向する位置を現像スリーブ１４表面が次々と移動し、現像剤収容ケース内を現像スリーブ１４表面全域が通過し終えたときに現像スリーブ１４表面全域に現像剤が分散された状態となるのである。このため、現像剤投入直後の現像スリーブ１４駆動時には上記現像剤溜まりが形成されていないためにトナーの取り込みが多くなり、この状態で現像を開始すると画像中のトナー濃度が異常に上昇し、形成した画像に地汚れやトナー飛散などの異常画像が発生してしまうという不具合があった。また、トナーアジテータ２０が設けられている装置では、現像剤が分散されていない現像スリーブ１４にトナーが直接送り込まれてしまい、上記の異常画像がより顕著となってしまう。
【０００６】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤投入後初めて行う画像形成(以下、初期画像形成という）で画像に生じる地汚れやトナー飛散などの異常画像を防止することができる画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像しトナー像化する現像手段とを有し、該現像手段として、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤を磁界発生手段の発する磁力によって担持して所定方向に無端移動する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて前記像担持体と対向する現像位置に向けて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材によって現像位置への進行が阻止された現像剤が滞留する現像剤収容部を形成する現像剤収容ケースと、内部にトナーを収容し、該現像剤収容部よりも上記所定方向の上流側で該現像剤担持体に臨むトナー補給口を有するトナー収容部と、上記現像位置を通過して上記現像剤収容部に戻る上記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制し、上記現像剤収容部への進行が阻止された現像剤を上記トナー補給口に滞留させるプレ現像剤規制部材とを備え、該現像剤担持体に担持した現像剤の動きによって該トナー補給口から該現像剤にトナーを取り込む現像装置を用いる画像形成装置において、上記現像剤収容ケースへの現像剤投入後初めて画像形成を行う前であって、上記無端移動によって上記現像剤収容部の現像剤が分散されて現像位置を通過してきた上記現像剤担持体上の現像剤に上記トナー補給口からのトナーの取り込みが開始されてトナー濃度が高まり、上記プレ現像剤規制部材で上記トナー補給口に滞留させれた現像剤溜りが上記トナー補給口を覆った後に、トナー消費のために上記像担持体にトナー消費用画像パターン形成を行なうことを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、現像装置への現像剤投入後初めて画像形成を行うとは次のようなタイミングが考えられる。例えば、現像剤規制部材で掻き落とされた現像剤を収容する現像剤収容部を有する構成において、新たな現像ユニットを使用するとき、輸送による現像剤漏出を防ぐために現像剤をプリセットケースに収容し現像剤収容部上部に載置しておく構成の現像装置の場合、プリセットケースと現像剤収容部との間の遮断部材を取り去って現像剤を現像剤収容部内に投入した後であって、かつ現像剤担持体表面に供給した現像剤によって像担持体上に形成した潜像を現像する前が考えられる。
【０００９】
請求項１の画像形成装置においては、初期画像形成に先立って、現像剤投入後初めて画像形成を行う前であって、上記無端移動によって上記現像剤収容部の現像剤が分散されて現像位置を通過してきた上記現像剤担持体上の現像剤に上記トナー補給口からのトナーの取り込みが開始された後に、像担持体上にトナー消費用画像パターンを形成し、転写紙への転写を行うことなく感光体クリーニング装置でトナーを除去したりトナー消費用画像パターンを転写紙に転写したりすることによってトナーを強制的に消費する。これによって、トナー濃度が異常に上昇した現像剤で初期画像形成を行うことを防止し、初期画像形成による画像に生じるトナー濃度の異常上昇を防止する。
【００１０】
請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー消費のための上記像担持体へのトナー消費用画像パターン形成を、上記現像装置の初期駆動開始後一定時間経過後に行うようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、上記初期駆動開始後とは、現像剤担持体上に現像剤を担持させるなど、現像を行うことが可能な状態まで現像装置を立ち上げるために行うものであり、現像剤担持体の回転駆動を含む種々の駆動がある。
【００１２】
請求項２の画像形成装置においては、現像装置の初期駆動によって現像剤担持体上にトナーが十分に供給された後トナー消費用パターン形成を行うようにし、現像剤担持体上に十分なトナーが供給される前にトナー消費用パターン形成によってトナーを過剰に消費させることがないようにする。現像剤担持体上のトナーが不足したままトナー消費用パターン形成を行うとトナー消費量に対してトナーの供給が追いつかず、その後の初期画像形成による画像に画像濃度の過低下や、キャリアが感光体に直接付着しハーフトーン画像などにおいてキャリア付着部及びその周囲にトナーが付着せず白抜けとなるなどの異常画像や、転写材表面に直接キャリアが付着するキャリア付着などの不具合が生じる恐れがあるが、本発明においてはこれら異常画像やキャリア付着などの発生も防止する。
【００１３】
請求項３の画像形成装置は、請求項２の画像形成装置において、上記トナー収容部内のトナーを攪拌しつつ上記トナー補給口から現像剤に向けて送り出すトナー送り出し部材を設け、該トナー送り出し部材によるトナーの送り出しが開始された後に、上記トナー消費のための像担持体へのトナー消費用画像パターン形成を開始することを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、上記トナー送り出し部材によるトナーの送り出しが開始されるとは、例えば、トナー送り出し部材がマイラーなどの攪拌羽根を有するアジテータの場合、アジテータが回転してマイラー先端がトナー補給口に到達したときをいい、トナーの送り出しはトナー補給口を通過している間中行われる。
【００１５】
請求項３の画像形成装置においては、トナー送り出し部材によってトナー収容部内のトナーがトナー補給口に向けて確実に送り出され、現像剤担持体に十分なトナーが担持された状態でトナー消費用パターン形成を行う。
【００１６】
請求項４の画像形成装置は、請求項１，２又は３の画像形成装置において、上記トナー送り出し部材が、回転軸と、該回転軸に設けられ該回転軸の回転によりトナーをトナー補給口から現像剤に向けて送り出す送り部材とを有するものであって、該トナー送り出し部材の回転速度を上記現像剤担持体の回転速度より遅くすることを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、トナー送り出し部材の回転速度が現像剤担持体の回転速度以上であると、現像剤担持体が１回転する前にトナー送り出し部材が１回転以上することになり、送り部材が回転軸のどの位置にあっても必ずトナー補給口からトナーが供給されてしまう。そして、トナー濃度の異常上昇がより生じ易くなってしまう。
【００１８】
請求項４の画像形成装置においては、トナー送り出し部材が１回転する前に現像剤担持体が１回転し終えるようにし、現像剤担持体表面全域でトナーが分散された状態を得ることができるようにする。これによって、トナー送り出し部材の回転速度が現像剤担持体の回転速度以上の場合に必ず生じていたトナー補給口からのトナーの供給が必ずしも生じるとは限らないようにする。
【００１９】
請求項５の画像形成装置は、請求項1，２,３又は４の画像形成装置において、上記像担持体表面の転写残トナーを除去する像担持体クリーニング部材を有し、該像担持体上に形成したトナー消費用画像パターンを転写材に転写することなく該像担持体クリーニング部材によって除去するものであって、該トナー消費用画像パターンを、該像担持体上に画像部が間欠的に複数形成されてなる複数画像により構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項５の画像形成装置においては、間欠的な複数の画像部からトナー消費用画像パターンを構成し、このトナー消費用画像パターンを像担持体クリーニング部材で除去してトナーを消費させる。像担持体クリーニング部材は、面積の大きな１つの画像を除去し続けるより、面積の小さな画像を複数回に分けて除去する方が画像が途切れたところでクリーニング効果が復帰するためより確実に除去することができる。
【００２１】
請求項６の画像形成装置は、請求項５の画像形成装置において、上記複数画像における各々の画像部のうち後から形成される後形成画像部の1画像部中におけるトナー付着量に比して、該後形成画像部より前に形成された前形成画像部の1画像部中におけるトナー付着量を少なくすることを特徴とするものである。
【００２２】
投入直後の現像剤は帯電量が低いため、トナー消費用画像パターンを構成するトナーの帯電量も低く、像担持体上のトナーが像担持体周辺に近接して設けられている近接部材に飛散し易いという不具合がある。
【００２３】
請求項６の画像形成装置においては、複数画像のうち速い段階で形成する前形成画像部のトナー付着量を、現像剤の帯電量が上昇してから形成する後形成画像部のトナー付着量より少なくし、帯電不足に起因するトナー飛散を防止する。
【００２７】
また、請求項７の画像形成装置は、請求項１，２，３，４，５又は６の画像形成装置において、上記像担持体表面に接触対向し、転写バイアスによって該像担持体上のトナー像を被転写体に転写するための転写ニップ部を形成する接触転写部材を有するものであって、上記トナー消費用画像パターンが該像担持体と該接触転写部材との転写ニップ部を通過するときは、該転写バイアスをＯＦＦすることを特徴とすものである。
【００２８】
請求項７の画像形成装置においては、トナー消費用画像パターンを像担持体表面上に担持させた状態で転写ニップ部を通過させる場合において、転写バイアスをＯＦＦし画像パターンを形成するトナーが転写バイアスによって接触転写部材側に転移付着することを防止する。
【００２９】
また、請求項８の画像形成装置は、請求項１，２，３，４，５，６又は７の画像形成装置において、上記像担持体表面に接触対向し、転写バイアスによって該像担持体上のトナー像を被転写体に転写するための転写ニップ部を形成する接触転写部材を有するものであって、上記接触転写部材をクリーニングする接触転写部材クリーニング手段を設けたことを特徴とするものである。
【００３０】
請求項８の画像形成装置においては、トナー消費用画像パターンが転写ニップ部を通過した後に接触転写部材クリーニング手段によって接触転写部材に付着したトナーなどを除去する。
【００３１】
また、請求項９の画像形成装置は、請求項８の画像形成装置において、上記トナー消費用画像パターンが全て上記転写ニップ部を通過した後に、上記接触転写部材クリーニング手段によるクリーニングを実行することを特徴とするものである。
【００３２】
請求項９の画像形成装置においては、トナー消費用画像パターンが全て転写ニップ部を通過した後に接触転写部材のクリーニングを行い、トナー消費用画像パターン通過によって付着したトナーなどを確実に除去する。
【００３３】
また、請求項１０の画像形成装置は、請求項８又は９の画像形成装置において、上記接触転写部材クリーニング手段を、上記接触転写部材に付着したトナーを再び上記像担持体表面に戻すトナー戻し手段により構成したことを特徴とするものである。
【００３４】
請求項１０の画像形成装置においては、接触転写部材に付着したトナーをトナー戻し手段によって像担持体表面に戻し、接触転写部材をより確実にクリーンな状態にする。
【００３５】
また、請求項１１の画像形成装置は、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０の画像形成装置において、上記像担持体表面の移動方向における、上記像担持体へのトナー消費用画像パターン形成位置の下流でかつ該像担持体からのトナー消費用画像パターン除去位置の上流側に、通常の画像を該像担持体表面から被転写体へ転写するために設けられた転写部材以外に該像担持体表面に接触する接触部材が存在し、該接触部材接触位置を除いた該像担持体表面に該トナー消費用画像パターンにおける画像部を形成することを特徴とするものである。
【００３６】
請求項１１の画像形成装置においては、接触転写部材以外にも像担持体表面に接触する接触部材（例えば、転写紙の分離爪など）が存在する場合、その接触部材の像担持体表面接触位置を除いてトナー消費用画像パターンの画像部を形成する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、プリンタという）に適用した実施形態１〜３により説明する。
〔実施形態１〕
先ず、実施形態１に係るプリンタ全体の構成及び動作について説明する。図１はプリンタ全体の概略構成図である。図２は、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジ１１の構成を示す概略構成図である。図１において、潜像担持体としての感光体１の周面は、所定の周速度で（本実施形態においては、線速が１２０ｍｍ／ｓｅｃ）回転駆動されながら、帯電装置２によって正又は負の所定電位に一様に帯電せしめられた後、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光装置３によって画像情報に基づいた走査露光処理がなされて静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置４によって現像されてトナー像となる。感光体１上に形成されたトナー像は、給紙カセット５からレジストローラ６、搬送ガイド板７上を通過して感光体１と接触転写部材としての転写ローラ８との間に感光体１の回転と同期して給送された被転写体としての転写材上に、転写ローラ８によって転写される。このようにして、トナー像が転写された転写材は、感光体１の周面から分離されて像定着装置９に送り出され、ここでトナー像が定着せしめられた後、複写物（コピー）として装置外に排出される。なお、像転写後の感光体１上の表面は、クリーニング装置１０の感光体１回転方向に対してカウンタ方向から当接しているクリーニングブレード１０ａによって転写残トナー１３ａが除去されて回収され、その表面が清浄面化されて図示しない除電装置により除電され、次の画像形成に使用される。
【００３８】
そして、図１及び図２に示すように、上述した感光体１、帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置１０の各構成要素は、一体に構成されたプロセスカートリッジ１１としてプリンタ本体に着脱可能に支持されている。
【００３９】
次に、現像装置４について説明する。図３（ａ）は、初期状態における現像装置４の概略構成を示す断面図である。図３（ｂ）は、実使用状態における現像装置４の概略構成を示す断面図である。この現像装置４は、感光体１の側方に配設され、感光体１に向けて開口部が形成された現像容器としてのケーシング１２、該開口部から一部が露出させ、トナー１３ａ及び磁性キャリアとを含む二成分現像剤（以下「現像剤」という。）１３を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ１４、現像スリーブ１４の内部に固定配置された磁界発生手段としての固定磁石群からなるマグネットローラ１５等を備えている。
【００４０】
また、現像スリーブ１４の上方には、現像スリーブ１４上に担持されて搬送されている現像剤１３の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタ１６と、感光体１との対向部である現像位置への進行をドクタ１６で阻止された現像剤１３が収容される現像剤収容ケース１７とが備えられている。この現像剤収容ケース１７は、現像スリーブ１４との間に、感光体１との対向部である現像位置への進行をドクタ１６で阻止された現像剤１３が滞留する現像剤収容部１８を形成している。また、上記現像剤収容ケース１７の現像スリーブ１４に対向する先端部は、現像剤収容部１８内に向かって進行しようとする現像剤１３の量を規制するプレドクタ１７ａとなっている。プレドクタ１７ａは、現像スリーブ１４上の現像剤１３の層厚が増加した場合に該現像剤１３の増加分を規制すべく、現像スリーブ１４との間隔が設定されている。なお、この現像剤収容部１８に磁界の磁力が及ぶように、マグネットローラ１５には上記現像位置に対向して形成される主極とプレドクタ１７ａに対向する位置との間に同極の磁極が２つあるように磁極が形成されている。また、このマグネットローラ１５には一般的な現像装置４と同様に、現像スリーブ１４上に現像剤１３を担持し続けながら搬送できるように搬送磁極が形成されている。
【００４１】
また、上記ケーシング１２の一部は、トナー１３ａを収容するトナー収容部としてのトナーホッパ１９を形成している。このトナーホッパ１９は、現像スリーブ１４上の現像剤搬送方向における現像剤収容ケース１７の上流側に隣接し、現像スリーブ１４表面と対向する位置にトナー補給口１９ａを有している。このトナー補給口１９ａは、プレドクタ１７ａと、ケーシング１２の底部の一部に形成された突出部１２ａとの間の空間に形成されている。この突出部１２ａは、トナーホッパ１９側から現像スリーブ１４側に向けて下向きに傾斜するよう所定の長さをもって形成されている。また、このトナーホッパ１９の内部には、トナー１３ａをトナー補給口１９ａに向けて撹拌しながら送り出すトナー送り出し部材としてのトナーアジテータ２０が配設されている。トナー１３ａは、回転軸２０ａと、回転軸２０ａに設けられ回転軸２０ａの図中時計方向への回転によってトナー１３ａをトナー補給口１９ａから現像剤側に向けて攪拌しながら送り出す送り部材としての羽根部２０ｂとからなっている。
【００４２】
そして、上記現像剤収容ケース１７及びトナーホッパ１９の上方には、初期状態にて現像剤１３とトナー１３ａとをそれぞれ密閉した状態で収容する投入用現像剤収容部２１と、投入用トナー収容部２２とが備えられている。この投入用現像剤収容部２１は、現像剤収容ケース１７に投入する現像剤１３を収容し、投入用トナー収容部２２は、トナーホッパ１９に投入するトナー１３ａを収容する。現像剤１３としては、体積平均粒径７．５μｍの磁性トナー１３ａと、平均粒径５０μｍのマグネタイトからなる磁性キャリアとからなる二成分現像剤１３を用いた。図３（ａ）に示すように、初期状態には、現像剤１３が投入用現像剤収容部２１内に、トナー１３ａが投入用トナー収容部２２内にそれぞれ収容され、シール部材２３によって密閉され、搬送時の振動や傾きにより現像剤１３やトナー１３ａがケーシング１２の開口部から漏れ出すのを防いでいる。そして、図３（ｂ）に示すように、実使用時にはシール部材２３を引き抜くことにより、現像剤１３が投入用現像剤収容部２１から現像剤収容ケース１７内に、トナー１３ａが投入用トナー収容部２２からトナーホッパ１９内にそれぞれ落下して投入されるようになっている。なお、投入用現像剤収容部２１に収容される現像剤１３は、所定のトナー濃度になるようにあらかじめトナー１３ａが含まれている。
【００４３】
また、上記現像装置４には、現像剤滞留部内の現像剤１３の循環動作を効果的に行うため、上記現像剤滞留部内には、図示しない可変駆動手段によって現像スリーブ１４と同一回転方向に回転駆動する円筒状の剥離部材としてのリバースローラ２５が現像スリーブ１４と一定の隙間を保った状態で配設されている。そして、現像スリーブ１４とリバースローラ２５との対向部では、その表面が互いに逆向きとなるように移動している。このリバースローラ２５は、径が７ｍｍの磁性ローラで、その現像時回転速度は、線速２６０ｍｍ／ｓｅｃに相当する。また、現像スリーブ１４の径は１６ｍｍであり、線速は３００ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
なお、このリバースローラ２５は、円筒状であっても円柱状であってもよい。このリバースローラ２５には、例えば、鉄芯にニッケルメッキを施した磁性部材等を用いることができる。
【００４４】
上記構成の現像装置４において、現像スリーブ１４上の現像剤１３は、現像スリーブ１４の図中反時計方向（図中矢印Ａ方向）の回転に伴って搬送され、ドクタ１６により規制されて薄層化される。薄層化された現像剤１３は、矢印Ｂ方向に回転している感光体１と対向する現像位置に搬送される。この現像位置で、感光体１上に形成されている静電潜像にトナー１３ａが供給され、該静電潜像の可視像化が行われる。現像位置を通過した現像スリーブ１４上の現像剤１３は、現像スリーブ１４の回転に伴ってさらに搬送され、トナー補給口１９ａを介してアジテータ２０で送り出され現像剤収容部１８と接するように滞留しているトナー１３ａと現像剤収容部１８の現像剤１３との接触部で、新しいトナー１３ａを取り込んだ後、現像剤収容部１８に戻る。そして、新しいトナー１３ａを含んだ現像剤１３は、ドクタ１６による規制部で内圧が増加する。この内圧の増加した現像剤１３中で磁性キャリアによるトナー１３ａの帯電が行われる。このように、現像剤収容部１８における現像剤１３の内圧により、現像スリーブ１４上の現像剤１３中のトナー１３ａを帯電することができるので、パドルやスクリュウなどの現像剤１３を帯電或いは攪拌するための複雑な攪拌搬送機構が不要となる。更に、リバースローラ２５によって現像スリーブ１４上の現像剤１３と現像剤収容部内の現像剤１３との入れ替え及び混合が促進される。
【００４５】
一方、上記現像位置に供給されずにドクタ１６で進行が阻止された現像剤１３の一部は、現像剤収容部１８内で現像剤１３自身の内圧及び重力によってトナーホッパ１９のトナー補給口１９ａに向かって移動する。トナー補給口１９ａ付近まで移動してきた現像剤１３は、現像スリーブ１４の回転に伴ってドクタ１６側に循環するように搬送される。
【００４６】
また、上記構成の現像装置４においては、現像剤１３に補給されたトナー１３ａが多くなってトナー濃度が高まるとそれに伴って現像剤１３の嵩が増加するため、現像剤１３がトナー補給口１９ａの部分に滞留し、トナー補給口１９ａの開口を覆ってしまう。このため、現像スリーブ１４上の現像剤１３へのトナー取り込み量が少なくなる。このトナー取り込み量の減少により、現像剤１３のトナー濃度が常に一定濃度以下に保たれる。逆に、現像剤１３のトナー濃度が低くなると現像剤１３の嵩が減少するため、現像剤１３がトナー補給口１９ａを塞がなくなるので、現像スリーブ１４上の現像剤１３へ所定量のトナー１３ａが取り込まれ、現像剤１３のトナー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。このようにトナー濃度をほぼ一定範囲内にコントロールできるので、トナー濃度センサ、現像剤の現像能力を知るために感光体１上に形成した基準トナー像の画像濃度を検知する光学的画像濃度センサ、トナー補給部材等を用いた複雑なトナー濃度制御機構が不要となる。
【００４７】
図４は、上記構成のプリンタの主要部制御ブロック図である。このプリンタにおいては、ＣＰＵ５０からの制御信号が各装置の駆動制御部５１及び高圧制御部５３に送られ、各駆動装置５２への電源供給やバイアスのＯＮ／ＯＦＦを制御したり、画像形成ユニット５４における印加バイアス値を制御したりするように構成されている。
【００４８】
次に、上記構成のプリンタを用いて本発明に対応する実施例を説明する。
＜実施例１＞
実施例1においては、現像剤１３が投入用現像剤収容部２１から現像剤収容ケース１７内に、トナー１３ａが投入用トナー収容部２２からトナーホッパ内にそれぞれ落下して投入された状態(以下、初期状態という）になってから初めての画像形成を行う前に、トナー消費用画像パターン形成を行い、強制的にトナー１３ａを消費するようにしている。
トナー消費用画像パターンの形成を行った時の具体的な装置構成は以下のとおりである。
現像部における感光体１と現像スリーブ１４との間の現像ギャップ（Ｇｐ）は０．４ｍｍ、ドクタ１６と現像スリーブ１４との間のドクタ１６ギャップ（Ｇｄ）も０．４ｍｍ、上記プレドクタ１７ａと現像スリーブ１４との間のプレドクタギャップ（Ｇｐｄ）は１．０ｍｍとした。また、このリバースローラ２５と現像スリーブ１４との間の剥離部におけるギャップは、０．３ｍｍに設定した。
【００４９】
トナー消費用画像パターンの形成は、上記現像装置４をネガポジ現像を行う構成にし、感光体１は帯電させずに現像バイアスのみを印加することによって形成することができる。また、感光体１を帯電した後、露光によってトナー消費用画像パターン（以下、消費パターンＴという）となる潜像(以下、消費パターン潜像Ｓという）を形成し、この消費パターン潜像Ｓを現像するようにしても良い。どちらの方法によっても、現像スリーブ１４及び現像剤滞留部内のトナー１３ａを強制的に消費させることができる。
【００５０】
図５は、実施例１に係るトナー消費用画像パターン形成のタイミングを示したタイミングチャートである。本実施例１では、図５のように、現像装置４の駆動、現像バイアス印加、現像ローラ回転駆動のタイミングをＣＰＵ５０によって制御している。先ず、現像装置４が初期状態となった後、現像装置４の駆動を開始（駆動ＯＮ）し、これと同期して現像スリーブ１４の回転を開始（現像スリーブ１４ＯＮ）することによって現像装置４の初期駆動を始める。そして、これより一定時間経過後に、現像バイアスの印加を開始（現像バイアスＯＮ）する。
【００５１】
現像装置４の初期駆動開始後一定時間経過すると、現像ローラが回転することで現像剤滞留部内の現像剤１３に接触対向する位置を現像ローラ表面が次々と移動して、現像ローラ表面に現像剤１３が分散されていく。また、現像剤中へのトナー１３ａの取り込みも開始されてトナー濃度が上昇していく。そして、トナー濃度が高くなった状態になってから、消費パターンＴを感光体１上に形成してトナー１３ａの強制消費を行う。
【００５２】
自己トナー濃度制御機構を有する現像装置４においては、現像剤投入直後の初期駆動開始時に、現像スリーブ１４表面に直接トナー１３ａが送り込まれたり、プレドクタ１７ａ付近の現像剤１３の嵩が不十分なためにトナー補給量の規制量が不足してトナー濃度が異常上昇したりして、形成する画像に不具合が生じてしまう。本実施例においては、初期状態にある現像装置４を用いる場合に、通常の画像形成の前に消費パターン形成を行って強制的なトナー消費を行い、トナー濃度の異常上昇を防止することができるようにしている。
【００５３】
また、消費パターンＴの形成を、初期駆動開始後一定時間が経過した後に行っているので、現像スリーブ１４上に現像剤１３が分散される前にトナー消費を行うことによって、トナー濃度を低下させ過ぎることもない。
【００５４】
＜実施例２＞
次に、実施形態１のプリンタを用いた他の実施例２について説明する。
図６は、実施例２に係るトナー消費用画像パターン形成のタイミングチャートである。実施例１と異なる点は、トナーアジテータ２０が少なくとも１回転以上した後に消費パターン形成を開始するようにしていることである。
本実施例において、アジテータ２０の回転数は、２０ｒｐｍである。このとき、アジテータ２０の回転が開始（アジテータ２０ＯＮ）された後現像バイアス印加を開始（現像バイアスＯＮ）するまでの時間ｔ１を３秒以上に設定し、アジテータ２０が１回転以上するようにしている。
【００５５】
以上のように現像バイアス印加の開始タイミングを制御することによって、アジテータ２０が確実に１回転以上した後に消費パターンＴの形成を行うことができる。これによって、アジテータ２０によるトナー１３ａの送り込みが確実に実行された後にトナー１３ａの消費を行うことが可能となり、現像スリーブ１４に十分なトナー１３ａが担持された状態でトナー消費を行うことができる。従って、トナー１３ａの過消費に起因する画像濃度の過低下、白抜け等の異常画像や、感光体１及び転写材へのキャリア付着等が生じる恐れもない。
【００５６】
尚、上記実施例１及び２においては、現像スリーブ１４の回転数を３３０ｒｐｍとし、トナーアジテータ２０の回転数２０ｒｐｍより速く回転するようにしている。これによって、トナーアジテータ２０が１回転する前に現像スリーブ１４が１回転以上するようにそれぞれの回転数を設定している。これによって、トナーアジテータ２０が１回転する前に現像スリーブ１４全域に現像剤１３を分散させることができ、現像スリーブ１４表面に直接トナー１３ａが供給されにくくすることができる。
【００５７】
〔実施形態２〕
実施形態２について以下に説明する。このプリンタの基本構成は実施形態1と同様であるので説明を省略し、実施形態１と異なる点及び特に規定が必要となる点について説明する。
このプリンタの通常画像形成時における各電位は、帯電装置２による感光体１帯電電位−９００Ｖ、像露光装置３により照射されるレーザー光で形成される潜像の露光部電位−１５０Ｖ、現像バイアス−７００Ｖとなっている。また、現像部における感光体１と現像スリーブ１４との間の現像ギャップ（Ｇｐ）を０．３５ｍｍ、ドクタ１６と現像スリーブ１４との間のドクタ１６ギャップ（Ｇｄ）を０．３４ｍｍ、上記プレドクタ１７ａと現像スリーブ１４との間のプレドクタギャップ（Ｇｐｄ）を１．０ｍｍとした。また、リバースローラ２５と現像スリーブ１４との間の剥離部におけるギャップは、０．４ｍｍに設定した。
【００５８】
以下に、実施形態２のプリンタを用いた実施例３及び４を説明する。
＜実施例３＞
実施例３においては、消費パターンＴを、間欠的な複数の画像部ｔ１によって構成している。
図７は、実施例３にかかる消費パターン形成のタイミングチャートである。消費パターン形成時における各電位は、通常の画像形成時における各電位とな異なり、感光体１帯電電位−５００Ｖ、露光部電位−１００Ｖ、現像バイアス−４００Ｖに設定している。始めに、メインモータがＯＮされ、アジテータ２０、現像スリーブ１４、感光体１等の駆動が開始されると共に感光体１に消費パターン形成用の帯電が行われる。所定の時間経過後、感光体１上に２秒ＯＮ、２秒ＯＦＦを１セットとした消費パターン潜像Ｓを１５セット形成する。また、現像バイアスがＯＮされ、消費パターン潜像Ｓの現像が行われる。これによって、感光体１上にトナー消費用の消費パターンＴが、間欠的な１５個の画像部ｔ１が等間隔に現れるパターンとして形成される。
この消費パターンＴは、クリーニングブレード１０ａによって各画像部ｔ１が順次除去されクリーニング装置１０内に回収される。
【００５９】
本実施例３のように、消費パターンＴの画像が複数の画像に分割されているので、１つの大きな消費パターンＴをクリーニングブレード１０ａで除去する場合に生じるクリーニングブレード１０ａへのトナー１３ａの過剰な堆積を防止でき、１つひとつの画像が途切れるごとにクリーニング効果を復帰させることができる。これにより、クリーニングブレード１０ａに堆積するトナー１３ａによって形成される隙間を通過するトナー１３ａが発生することを防止でき、より確実に消費パターンＴを形成するトナー１３ａを除去することができる。
【００６０】
ところで、現像剤１３が投入された後の初期駆動時には、現像剤中のトナー１３ａは十分に帯電されておらず、攪拌と共に帯電量が上昇する。
図８は、本実施形態と同様の自己トナー濃度制御機構を有する構成において、現像スリーブ１４の回転による現像剤攪拌時間に対するトナー帯電量の変化を示した図である。この図のように、初期駆動時にはトナー１３ａの帯電量が不足状態となっており、この状態で現像を行うと感光体１上に付着したトナー１３ａが感光体１の回転と共に剥離してトナー飛散が生じてしまう。これは、トナー消費用の画像を形成する場合においても同様である。
トナー飛散が生じると、転写ニップ上流側に設けられている搬送ガイド板７などが飛散トナー１３ａで汚染され、通常の画像形成時において搬送ガイド板でガイドされる転写紙を汚染してしまう。現像スリーブ１４が一定時間駆動された後（図８においては２０秒程度経過後）は、帯電量も十分となっており、感光体１上に多くのトナー１３ａを担持させてもトナー飛散は問題ない程度となる。
【００６１】
以上の点から、消費パターンＴを形成するときにトナー飛散が生じないようにする実施例について説明する。
【００６２】
＜実施例４＞
実施例４は実施例３と同様、消費パターンＴを間欠的な複数の画像部ｔ１によって構成するものである。しかしながら、本実施例においては、消費パターンＴを１５セット形成するうちの始めから１〜５セットまで（以下、消費パターンＴの前半という）は、１画像中におけるトナー消費量を６セット目以降（以下、消費パターンＴの後半という）に比して少なくしている。
【００６３】
図９は、実施例４にかかる消費パターン形成のタイミングチャートである。この図において、消費パターン形成のタイミングは実施例３と同じであるが、消費パターンＴの前半と後半とで、感光体１帯電電位及び現像バイアスを切り換えている。
具体的には、消費パターンＴの前半は、感光体１帯電電位−３００Ｖ、現像バイアス−２００Ｖに、後半は、感光体１帯電電位−５００Ｖ、現像バイアス−４００Ｖにしている。また、露光部電位はどちらも−１００Ｖとしている。
【００６４】
上記のように感光体１帯電電位及び現像バイアスを切り換えると、消費パターン形成開始後２０秒までの画像部即ち前形成画像部における感光体１へのトナー付着量が少なく、２０秒を超えたときからは、即ち後形成画像部は感光体１へのトナー付着量が多くなる。従って、トナー１３ａの帯電量が十分上昇するまではトナー飛散の原因となる感光体１への付着トナーを少なくすることができ、トナー１３ａの帯電不足に起因するトナー飛散を防止することができる。
【００６５】
尚、実施例４において、感光体１へのトナー付着量を、消費パターンＴの全てにおいて少なくし、トナー飛散を防止することも考えられる。この場合、トナー濃度を所望の濃度まで低下させるためには消費パターンＴのセット数を増やす必要があり、消費パターン形成の時間的ロスが大きくなってしまい、実用的ではない。
【００６６】
ところで、このプリンタは、現像装置４の構成は同じでトナーホッパの容量のみが異なる品種が存在する。例えば、トナー容量が８００ｇでプリント可能枚数が２００００枚のもの(以下、Ａ型という）、トナー容量が１８０ｇでプリント可能枚数が３０００枚のもの(以下、Ｂ型という）とがある。これらの現像装置４においても、初期駆動時におけるトナー濃度の異常上昇が発生するが、トナー容量によって、上昇の程度が異なることが分かっている。
本実施形態のプリンタにおいては、Ａ型で上昇率が高く、Ｂ型で低い。このため、Ａ型の装置で適度なトナー消費量が得られた消費パターンＴをそのままＢ型の装置に適用すると、Ｂ型の装置ではトナー濃度の過低下が生じてしまう。
【００６７】
そこで、Ａ型とＢ型の装置で消費パターンＴの形成条件を以下のように変えることもできる。
（Ａ型）
・感光体１帯電電位：−５００Ｖ
・露光部電位：−１００Ｖ
・現像バイアス−４００Ｖ
・消費パターン：２秒ＯＮ／２秒ＯＦＦの１セットを１５セット実行
（Ｂ型）
・感光体１帯電電位：−５００Ｖ
・露光部電位：−１００Ｖ
・現像バイアス−４００Ｖ
・消費パターン：２秒ＯＮ／２秒ＯＦＦの１セットを５セット実行
上記のように消費パターンＴの形成条件を設定すると、Ｂ型における消費パターンＴで消費されるトナー量をＡ型に比して少なくすることができ、通常の画像形成時でのトナー濃度を常に安定して良好に維持することができる。
【００６８】
ここで、上記の例ではＡ型とＢ型の消費バターンの形成条件は、消費パターンＴを構成する画像のセット数を変えることによって行ったが、この方法以外に、例えば現像バイアスや露光部電位などを変えることによって１セットごとのトナー消費量を変える方法も考えられる。具体的には、Ｂ型の現像バイアスを−４００Ｖから−２００Ｖに変更したり、露光部電位を−１００Ｖから−３００Ｖに変更したりすればよい。
【００６９】
〔実施形態３〕
実施形態３について以下に説明する。このプリンタの基本構成も実施形態1と同様であるので説明を省略し、実施形態１と異なる点についてのみ説明する。
このプリンタの現像ギャップ（Ｇｐ）を０．４ｍｍ、ドクタ１６ギャップ（Ｇｄ）を０．３５ｍｍ、プレドクタギャップ（Ｇｐｄ）を１．０ｍｍとした。また、リバースローラ２５と現像スリーブ１４との間の剥離部におけるギャップは、０．４ｍｍに設定した。
【００７０】
以下に実施形態３のプリンタを用いて行う実施例５について説明する。
＜実施例５＞
この実施例においては、ネガポジ現像反転現像を行っている。よって、感光体１の帯電は常時ＯＮ状態としており、感光体１帯電電位−１２５０Ｖ、現像バイアス−２５０Ｖとしている。
図１０は、実施例５にかかる装置駆動のタイミングチャートである。
メインモータがＯＮされ（Ｓ１）、アジテータ２０、現像スリーブ１４、感光体１等の駆動が開始されると共に感光体１に消費パターン形成用の帯電が行われる。このとき、転写ローラ８の転写バイアス印加をＯＦＦにしておく。
感光体１表面の帯電領域の先頭が現像位置に到達するまでにかかる時間（１８９ｍｓｅｃ）をおいて、現像バイアスをＯＮし、更にメインモータＯＮ後１秒経過後にポリゴンミラーによる露光をＯＮする（Ｓ２）。１.５秒経過後から感光体１上に２秒ＯＮ、２秒ＯＦＦを１セットとした消費パターン潜像Ｓを５セット形成する。形成された消費パターン潜像Ｓは、現像位置で順次現像されて感光体１上にトナー１３ａが転移され、転写領域を通過した後クリーニングされる。消費パターン潜像Ｓの最後の画像部ｔ１に相当する部分の形成が終了してから（Ｓ３）、この画像部ｔ１後端が転写領域を通過し終えるまでにかかる時間（３１８ｍｓｅｃ）は、消費パターン通過待ち時間として転写バイアスはＯＦＦ状態を維持しつづける。上記Ｓ３から１秒経過した後、感光体１の回転を継続した状態で転写バイアスを−極性で出力開始し（Ｓ４）、転写ローラ８に付着した−（マイナス）帯電トナー１３ａを感光体１に転移させ、クリーニング装置１０で回収させる。−極性出力を６秒間行った後、バイアス０ＦＦ状態に戻し、今度は転写バイアスを＋極性で出力開始する（Ｓ５）。転写ローラ０.９周分に相当する時間（３７１ｍｓｅｃ）経過した後、バイアスをＯＦＦする。＋極性の転写バイアス印加位置を通過した感光体ドラム表面領域の後端が帯電領域を通過し終えたとき（Ｓ６）、帯電バイアスをＯＦＦし更に現像領域を通過し終えたとき（Ｓ７）、現像バイアスをＯＦＦする。
この、帯電バイアスのＯＦＦは、装置駆動停止１２００ｍｓｅｃ前に行い、帯電バイアスのＯＦＦは、帯電バイアスのＯＦＦから１７９ｍｓｅｃ後に行っている。
尚、この実施例においては、転写ローラ８に対して転写バイアスを＋極性で出力している間、及び、帯電バイアスをＯＦＦしてから現像バイアスをＯＦＦするまでの間は、画像形成要求がきてもその割り込みを受け付けない割り込み禁止とする。
【００７１】
上記のようにプリンタの動作制御を行うと、消費パターンＴが転写領域を通過するときに、転写バイアスがＯＦＦされているので、画像パターン中に含まれている＋又は−に帯電したどちらのトナー１３ａも転写ローラ８側に静電的に付着することを防止できる。
また、転写バイアスをＯＦＦしていても、感光体１と転写ローラ８との機械的な圧接によってトナー１３ａが転写ローラ８にわずかながら転移してしまう。本実施例では、トナー戻し手段として転写ローラ８に付着したトナー１３ａなどを＋極性と−極性の転写バイアスを順次印加することで感光体１側に戻し、転写ローラ８をクリーンにすることができる。
【００７２】
尚、本実施例においては、消費パターンＴが転写ニップ部を完全に通過し終えた後に、＋極性と−極性の転写バイアスによって転写ローラ８のクリーニングを順次行っている。これによって、消費パターン通過によって転写ローラ８に付着したトナー１３ａなどを確実に除去することができる。
【００７３】
更に、以上の実施形態1乃至３において、感光体１表面から転写紙を分離させ易くするために、感光体１表面に分離爪を当接させてたものが一般的に知られている。この分離爪のように、消費パターン形成位置の下流でかつ消費パターン除去位置としてのクリーニング部の上流側に感光体１表面に接触部材があると、消費パターンＴを担持した状態の感光体表面が通過した場合に、分離爪にトナー１３ａが転移して、感光体１表面や転写紙等を汚してしまう恐れがある。このような不具合を防止するために、分離爪の感光体１表面接触位置を除いて消費パターンＴの画像部ｔ１を形成するようにしても良い。
【００７４】
図１１は、消費パターンＴの画像部ｔ１の形成例を示した図である。感光体１表面の軸方向の２箇所に分離爪が当接している。この分離爪の当接位置Ｎは、感光体１の回転によって、周方向に２本の帯状に存在することとなる。そこで、消費パターンＴの画像部ｔ１を、当接位置となる２本の帯状の領域を除いて形成し、２本の帯状の領域は非画像部ｔ２にする。
【００７５】
このように、分離爪の接触位置には画像部ｔ１を形成しないようにすれば、感光体１表面や転写紙等を汚すことを防止できる。
【００７６】
尚、以上の実施形態１乃至３では、上記トナー送り出し部材として、羽根を２枚有するアジテータ２０を用いたものを説明したが、これに限らず、トナー１３ａをトナー補給口１９ａから現像剤１３に向けて送り出す部材であればどのような部材を用いてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１の画像形成装置によれば、初期画像形成時に画像に生じるトナー濃度の異常上昇を防止できるので、地汚れやトナー飛散などの異常画像を防止することができるという優れた効果がある。
また、トナー収容部上部にも新たなトナーが収容されている投入用トナー投入部を設け、現像剤の現像装置への投入と同期してトナー投入部とトナー収容部との間のシール部材を取り去ってトナーをトナー収容部に投入するように構成されたものにおいても、現像剤投入後でかつトナー収容部へのトナー投入後にトナー消費用パターン形成を行えば、同様の効果を得ることができるという優れた効果もある。
【００７８】
請求項２の画像形成装置によれば、初期画像形成時に画像に生じるトナー濃度の異常上昇を防止するためにトナー消費用パターン形成を行う画像形成装置において、画像濃度の過低下や白抜け等の異常画像や、キャリア付着等の不具合も防止できるという優れた効果がある。
【００７９】
特に、請求項３の画像形成装置によれば、現像剤担持体に十分なトナーが担持された状態でトナー消費用パターン形成を行うので、画像濃度の過低下や白抜け等の異常画像、キャリア付着等の不具合もより確実に防止することができるという優れた効果がある。
【００８０】
請求項４の画像形成装置によれば、トナー送り出し部材によるトナーの供給が必ずしも生じるとは限らない状態にできるので、回転軸への送り部材の配置などによって現像剤担持体表面に直接トナーが付着することを防止できるようになり、異常画像の防止がより確実に可能となるという優れた効果がある。
【００８１】
請求項５の画像形成装置によれば、トナー消費用画像パターンをより確実に除去できるので、初期画像形成によるトナー濃度の異常上昇を防止するのに加えて像担持体のクリーニング不良に起因する異常画像も防止することができるという優れた効果がある。
【００８２】
請求項６の画像形成装置によれば、帯電不足に起因するトナー飛散を防止できるので、トナー飛散といった周辺部材への汚れを併発することなく、初期画像形成時に生じる地汚れやトナー飛散などの異常画像を防止することができるという優れた効果がある。
【００８４】
請求項７の画像形成装置によれば、トナー消費用画像パターンを形成するトナーの転写バイアスによる接触転写部材への付着を防止できるので、接触転写部材の汚れを低減することができるという優れた効果がある。
【００８５】
請求項８の画像形成装置によれば、接触転写部材に付着したトナーなどを除去できるので、接触転写部材をクリーンな状態にすることができると共に、実際に転写紙などの転写材を転写ニップを通過させて画像の転写を行う場合には、転写材裏面に汚れが付着することも防止することができるという優れた効果がある。
【００８６】
請求項９の画像形成装置によれば、トナー消費用画像パターン通過によって付着したトナーなどを確実に除去するので、接触転写部材をより確実にクリーンな状態にすることができるという優れた効果がある。
【００８７】
請求項１０の画像形成装置によれば、トナー戻し手段によって接触転写部材をより確実にクリーンな状態にすることができるという優れた効果がある。
また、像担持体表面に戻したトナーをトナー消費用画像パターンと共に処理すれば、戻したトナーの処理に特別な装置や部材等を設ける必要もない。
【００８８】
請求項１１の画像形成装置によれば、接触部材の像担持体表面接触位置にはトナー消費用画像パターンの画像部を形成していないので、接触部材に画像部のトナーなどが転移して汚れることを防止できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るプリンタ全体の概略構成。
【図２】プリンタ本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジの概略構成図。
【図３】（ａ）は、初期状態における現像装置の概略構成を示す断面図。
（ｂ）は、実使用状態における現像装置の概略構成を示す断面図。
【図４】実施形態１にかかるプリンタの主要部制御ブロック図。
【図５】実施例１にかかるトナー消費用画像パターン形成のタイミングチャート。
【図６】実施例２にかかるトナー消費用画像パターン形成のタイミングチャート。
【図７】実施例３にかかる消費パターン形成のタイミングチャート。
【図８】現像剤の攪拌時間に対するトナー帯電量の変化を示した図。
【図９】実施例４にかかる消費パターン形成のタイミングチャート。
【図１０】実施例５にかかる装置駆動のタイミングチャート。
【図１１】消費パターンの画像部の形成例を示した図。
【図１２】トナー濃度自己制御システムを有する従来の現像装置の説明図。
【符号の説明】
１ 感光体
２ 帯電装置
３ 像帯電装置
４ 現像装置
８ 転写ローラ
９ 像定着装置
１０ クリーニング装置
１１ プロセスカートリッジ
１２ ケーシング
１２ａ 突出部
１３ 現像剤
１３ａ トナー
１４ 現像スリーブ
１５ マグネットローラ
１６ ドクタ
１７ 現像剤収容ケース
１７ａ プレドクタ
１８ 現像剤収容部
１９ トナーホッパ
１９ａ トナー補給口
２０ トナーアジテータ
２０ａ 回転軸
２０ｂ 羽根部
２１ 投入用現像剤収容部
２２ 投入用トナー収容部
２３ シール部材
２５ リバースローラ
５０ ＣＰＵ
５１ 駆動制御部
５２ 駆動装置
５３ 高圧制御部
５４ 画像形成ユニット
Ｎ 分離爪の当接位置
Ｔ 消費パターン
ｔ１ 画像部
ｔ２ 画像部
Ｓ 消費パターン潜像
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、現像剤の動きによって現像剤中にトナーを取り込むことにより、トナー濃度検知手段を必要とすることなくトナー濃度を自己制御できる現像装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置において、現像剤担持体に担持した現像剤の動きによってトナー収容部のトナー補給口からこの現像剤にトナーを取り込み、トナー濃度を自己制御することができる現像装置が知られている（特開平９−１９７８３３号公報参照）。このようなトナー濃度自己制御システムを有する現像装置では、現像剤担持体に担持した現像剤に対し、そのトナー濃度に応じた適量のトナーを自らの動きによってトナー補給口から取り込むことができるので、トナー濃度センサが必要なくなると共にトナー補給装置を簡素化できる。更に、従来の二成分現像方式に比較して磁性キャリアが少なくて済み、装置のトルクを大幅に減少できる。これらのことから、トナーと磁性キャリアの混合比を検知調整する手段を簡素化したり、パドル・スクリューなどの撹拌部材を省略したりでき、装置の小型化、低コスト化を図ることができるというメリットがある。
【０００３】
図１２は、上記トナー濃度自己制御システムを有する現像装置の一例である。この現像装置では、磁界発生手段としての固定磁石群を内包する現像担持体としての現像スリーブ１４と、現像剤の量を規制するための規制部材としてのドクタ１６と、該ドクタ１６の回転方向上流側で、該ドクタ１６により阻止された現像剤を収容する現像剤収容ケース１７と、トナー１３ａを収容するトナー収容部としてのトナーホッパ１９などを備えている。現像剤収容ケース１７内には、現像スリーブ１４上の現像剤と現像剤収容ケース１７内の現像剤との入れ替え及び混合を促進するための現像剤剥離部材としてのリバースローラ２５が設けられている。また、トナーホッパ１９は、ドクタ１６よりも現像スリーブ１４現像剤搬送方向の上流側で該現像スリーブ１４に臨むトナー補給口１９ａを有している。また、トナーホッパ１９内には、トナーをトナー補給口に向けて供給するトナー送り出し部材としてのトナーアジテータ２０が設けられている。さらに、トナーホッパ１９からトナーが補給され現像剤収容ケース１７に向かって進行しようとする現像剤の量を規制するトナー補給側の規制部材としてのプレドクタ１７ａも設けられている。
【０００４】
この現像装置においては、現像に伴って現像剤中のトナーが消費されるが、この消費量よりもトナー補給口１９ａからのトナー取り込み量が上回ると、トナー補給口１９ａからトナーを取り込んだ現像剤は自らの嵩の増加によってプレドクタ１７ａによる規制量が増加する。この結果、プレドクタ１７ａから現像スリーブ１４下方の筐体部迄に現像剤溜まりが形成され、現像スリーブ１４上の現像剤へのトナー取り込み量が少なくなる。プレドクタ１７ａによる規制量がさらに増加し、トナー補給口近傍まで現像剤が滞留するようになると、現像剤へトナーの取り込みが停止し、トナー濃度が安定する安定トナー濃度に達する。現像により、トナーが消費され現像剤のトナー濃度が低下すると、現像剤の嵩が小さくなり、トナー補給口１９ａから現像剤へのトナー取り込み量が徐々に増加し、現像剤のトナー濃度が上昇してくるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成の現像装置において、現像剤収容ケース１７へ所定の割合でトナーとキャリアとが混合された現像剤が投入された直後は、現像剤は現像剤収容ケース１７内にのみ留まっており、その後初めて装置を駆動する初期駆動時に現像スリーブ１４の回転によって現像スリーブ１４上に担持されていく。現像スリーブ１４が回転することで現像剤収容ケース１７内の現像剤に接触対向する位置を現像スリーブ１４表面が次々と移動し、現像剤収容ケース内を現像スリーブ１４表面全域が通過し終えたときに現像スリーブ１４表面全域に現像剤が分散された状態となるのである。このため、現像剤投入直後の現像スリーブ１４駆動時には上記現像剤溜まりが形成されていないためにトナーの取り込みが多くなり、この状態で現像を開始すると画像中のトナー濃度が異常に上昇し、形成した画像に地汚れやトナー飛散などの異常画像が発生してしまうという不具合があった。また、トナーアジテータ２０が設けられている装置では、現像剤が分散されていない現像スリーブ１４にトナーが直接送り込まれてしまい、上記の異常画像がより顕著となってしまう。
【０００６】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤投入後初めて行う画像形成(以下、初期画像形成という）で画像に生じる地汚れやトナー飛散などの異常画像を防止することができる画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像しトナー像化する現像手段とを有し、該現像手段として、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤を磁界発生手段の発する磁力によって担持して所定方向に無端移動する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて前記像担持体と対向する現像位置に向けて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材によって現像位置への進行が阻止された現像剤が滞留する現像剤収容部を形成する現像剤収容ケースと、内部にトナーを収容し、該現像剤収容部よりも上記所定方向の上流側で該現像剤担持体に臨むトナー補給口を有するトナー収容部と、上記現像位置を通過して上記現像剤収容部に戻る上記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制し、上記現像剤収容部への進行が阻止された現像剤を上記トナー補給口に滞留させるプレ現像剤規制部材とを備え、該現像剤担持体に担持した現像剤の動きによって該トナー補給口から該現像剤にトナーを取り込む現像装置を用いる画像形成装置において、上記現像剤収容ケースへの現像剤投入後初めて画像形成を行う前であって、上記無端移動によって上記現像剤収容部の現像剤が分散されて現像位置を通過してきた上記現像剤担持体上の現像剤に上記トナー補給口からのトナーの取り込みが開始されてトナー濃度が高まり、上記プレ現像剤規制部材で上記トナー補給口に滞留させれた現像剤溜りが上記トナー補給口を覆った後に、トナー消費のために上記像担持体にトナー消費用画像パターン形成を行なうことを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、現像装置への現像剤投入後初めて画像形成を行うとは次のようなタイミングが考えられる。例えば、現像剤規制部材で掻き落とされた現像剤を収容する現像剤収容部を有する構成において、新たな現像ユニットを使用するとき、輸送による現像剤漏出を防ぐために現像剤をプリセットケースに収容し現像剤収容部上部に載置しておく構成の現像装置の場合、プリセットケースと現像剤収容部との間の遮断部材を取り去って現像剤を現像剤収容部内に投入した後であって、かつ現像剤担持体表面に供給した現像剤によって像担持体上に形成した潜像を現像する前が考えられる。
【０００９】
請求項１の画像形成装置においては、初期画像形成に先立って、現像剤投入後初めて画像形成を行う前であって、上記無端移動によって上記現像剤収容部の現像剤が分散されて現像位置を通過してきた上記現像剤担持体上の現像剤に上記トナー補給口からのトナーの取り込みが開始された後に、像担持体上にトナー消費用画像パターンを形成し、転写紙への転写を行うことなく感光体クリーニング装置でトナーを除去したりトナー消費用画像パターンを転写紙に転写したりすることによってトナーを強制的に消費する。これによって、トナー濃度が異常に上昇した現像剤で初期画像形成を行うことを防止し、初期画像形成による画像に生じるトナー濃度の異常上昇を防止する。
【００１０】
請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー消費のための上記像担持体へのトナー消費用画像パターン形成を、上記現像装置の初期駆動開始後一定時間経過後に行うようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、上記初期駆動開始後とは、現像剤担持体上に現像剤を担持させるなど、現像を行うことが可能な状態まで現像装置を立ち上げるために行うものであり、現像剤担持体の回転駆動を含む種々の駆動がある。
【００１２】
請求項２の画像形成装置においては、現像装置の初期駆動によって現像剤担持体上にトナーが十分に供給された後トナー消費用パターン形成を行うようにし、現像剤担持体上に十分なトナーが供給される前にトナー消費用パターン形成によってトナーを過剰に消費させることがないようにする。現像剤担持体上のトナーが不足したままトナー消費用パターン形成を行うとトナー消費量に対してトナーの供給が追いつかず、その後の初期画像形成による画像に画像濃度の過低下や、キャリアが感光体に直接付着しハーフトーン画像などにおいてキャリア付着部及びその周囲にトナーが付着せず白抜けとなるなどの異常画像や、転写材表面に直接キャリアが付着するキャリア付着などの不具合が生じる恐れがあるが、本発明においてはこれら異常画像やキャリア付着などの発生も防止する。
【００１３】
請求項３の画像形成装置は、請求項２の画像形成装置において、上記トナー収容部内のトナーを攪拌しつつ上記トナー補給口から現像剤に向けて送り出すトナー送り出し部材を設け、該トナー送り出し部材によるトナーの送り出しが開始された後に、上記トナー消費のための像担持体へのトナー消費用画像パターン形成を開始することを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、上記トナー送り出し部材によるトナーの送り出しが開始されるとは、例えば、トナー送り出し部材がマイラーなどの攪拌羽根を有するアジテータの場合、アジテータが回転してマイラー先端がトナー補給口に到達したときをいい、トナーの送り出しはトナー補給口を通過している間中行われる。
【００１５】
請求項３の画像形成装置においては、トナー送り出し部材によってトナー収容部内のトナーがトナー補給口に向けて確実に送り出され、現像剤担持体に十分なトナーが担持された状態でトナー消費用パターン形成を行う。
【００１６】
請求項４の画像形成装置は、請求項１，２又は３の画像形成装置において、上記トナー送り出し部材が、回転軸と、該回転軸に設けられ該回転軸の回転によりトナーをトナー補給口から現像剤に向けて送り出す送り部材とを有するものであって、該トナー送り出し部材の回転速度を上記現像剤担持体の回転速度より遅くすることを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、トナー送り出し部材の回転速度が現像剤担持体の回転速度以上であると、現像剤担持体が１回転する前にトナー送り出し部材が１回転以上することになり、送り部材が回転軸のどの位置にあっても必ずトナー補給口からトナーが供給されてしまう。そして、トナー濃度の異常上昇がより生じ易くなってしまう。
【００１８】
請求項４の画像形成装置においては、トナー送り出し部材が１回転する前に現像剤担持体が１回転し終えるようにし、現像剤担持体表面全域でトナーが分散された状態を得ることができるようにする。これによって、トナー送り出し部材の回転速度が現像剤担持体の回転速度以上の場合に必ず生じていたトナー補給口からのトナーの供給が必ずしも生じるとは限らないようにする。
【００１９】
請求項５の画像形成装置は、請求項1，２,３又は４の画像形成装置において、上記像担持体表面の転写残トナーを除去する像担持体クリーニング部材を有し、該像担持体上に形成したトナー消費用画像パターンを転写材に転写することなく該像担持体クリーニング部材によって除去するものであって、該トナー消費用画像パターンを、該像担持体上に画像部が間欠的に複数形成されてなる複数画像により構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項５の画像形成装置においては、間欠的な複数の画像部からトナー消費用画像パターンを構成し、このトナー消費用画像パターンを像担持体クリーニング部材で除去してトナーを消費させる。像担持体クリーニング部材は、面積の大きな１つの画像を除去し続けるより、面積の小さな画像を複数回に分けて除去する方が画像が途切れたところでクリーニング効果が復帰するためより確実に除去することができる。
【００２１】
請求項６の画像形成装置は、請求項５の画像形成装置において、上記複数画像における各々の画像部のうち後から形成される後形成画像部の1画像部中におけるトナー付着量に比して、該後形成画像部より前に形成された前形成画像部の1画像部中におけるトナー付着量を少なくすることを特徴とするものである。
【００２２】
投入直後の現像剤は帯電量が低いため、トナー消費用画像パターンを構成するトナーの帯電量も低く、像担持体上のトナーが像担持体周辺に近接して設けられている近接部材に飛散し易いという不具合がある。
【００２３】
請求項６の画像形成装置においては、複数画像のうち速い段階で形成する前形成画像部のトナー付着量を、現像剤の帯電量が上昇してから形成する後形成画像部のトナー付着量より少なくし、帯電不足に起因するトナー飛散を防止する。
【００２７】
また、請求項７の画像形成装置は、請求項１，２，３，４，５又は６の画像形成装置において、上記像担持体表面に接触対向し、転写バイアスによって該像担持体上のトナー像を被転写体に転写するための転写ニップ部を形成する接触転写部材を有するものであって、上記トナー消費用画像パターンが該像担持体と該接触転写部材との転写ニップ部を通過するときは、該転写バイアスをＯＦＦすることを特徴とすものである。
【００２８】
請求項７の画像形成装置においては、トナー消費用画像パターンを像担持体表面上に担持させた状態で転写ニップ部を通過させる場合において、転写バイアスをＯＦＦし画像パターンを形成するトナーが転写バイアスによって接触転写部材側に転移付着することを防止する。
【００２９】
また、請求項８の画像形成装置は、請求項１，２，３，４，５，６又は７の画像形成装置において、上記像担持体表面に接触対向し、転写バイアスによって該像担持体上のトナー像を被転写体に転写するための転写ニップ部を形成する接触転写部材を有するものであって、上記接触転写部材をクリーニングする接触転写部材クリーニング手段を設けたことを特徴とするものである。
【００３０】
請求項８の画像形成装置においては、トナー消費用画像パターンが転写ニップ部を通過した後に接触転写部材クリーニング手段によって接触転写部材に付着したトナーなどを除去する。
【００３１】
また、請求項９の画像形成装置は、請求項８の画像形成装置において、上記トナー消費用画像パターンが全て上記転写ニップ部を通過した後に、上記接触転写部材クリーニング手段によるクリーニングを実行することを特徴とするものである。
【００３２】
請求項９の画像形成装置においては、トナー消費用画像パターンが全て転写ニップ部を通過した後に接触転写部材のクリーニングを行い、トナー消費用画像パターン通過によって付着したトナーなどを確実に除去する。
【００３３】
また、請求項１０の画像形成装置は、請求項８又は９の画像形成装置において、上記接触転写部材クリーニング手段を、上記接触転写部材に付着したトナーを再び上記像担持体表面に戻すトナー戻し手段により構成したことを特徴とするものである。
【００３４】
請求項１０の画像形成装置においては、接触転写部材に付着したトナーをトナー戻し手段によって像担持体表面に戻し、接触転写部材をより確実にクリーンな状態にする。
【００３５】
また、請求項１１の画像形成装置は、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０の画像形成装置において、上記像担持体表面の移動方向における、上記像担持体へのトナー消費用画像パターン形成位置の下流でかつ該像担持体からのトナー消費用画像パターン除去位置の上流側に、通常の画像を該像担持体表面から被転写体へ転写するために設けられた転写部材以外に該像担持体表面に接触する接触部材が存在し、該接触部材接触位置を除いた該像担持体表面に該トナー消費用画像パターンにおける画像部を形成することを特徴とするものである。
【００３６】
請求項１１の画像形成装置においては、接触転写部材以外にも像担持体表面に接触する接触部材（例えば、転写紙の分離爪など）が存在する場合、その接触部材の像担持体表面接触位置を除いてトナー消費用画像パターンの画像部を形成する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、プリンタという）に適用した実施形態１〜３により説明する。
〔実施形態１〕
先ず、実施形態１に係るプリンタ全体の構成及び動作について説明する。図１はプリンタ全体の概略構成図である。図２は、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジ１１の構成を示す概略構成図である。図１において、潜像担持体としての感光体１の周面は、所定の周速度で（本実施形態においては、線速が１２０ｍｍ／ｓｅｃ）回転駆動されながら、帯電装置２によって正又は負の所定電位に一様に帯電せしめられた後、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光装置３によって画像情報に基づいた走査露光処理がなされて静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置４によって現像されてトナー像となる。感光体１上に形成されたトナー像は、給紙カセット５からレジストローラ６、搬送ガイド板７上を通過して感光体１と接触転写部材としての転写ローラ８との間に感光体１の回転と同期して給送された被転写体としての転写材上に、転写ローラ８によって転写される。このようにして、トナー像が転写された転写材は、感光体１の周面から分離されて像定着装置９に送り出され、ここでトナー像が定着せしめられた後、複写物（コピー）として装置外に排出される。なお、像転写後の感光体１上の表面は、クリーニング装置１０の感光体１回転方向に対してカウンタ方向から当接しているクリーニングブレード１０ａによって転写残トナー１３ａが除去されて回収され、その表面が清浄面化されて図示しない除電装置により除電され、次の画像形成に使用される。
【００３８】
そして、図１及び図２に示すように、上述した感光体１、帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置１０の各構成要素は、一体に構成されたプロセスカートリッジ１１としてプリンタ本体に着脱可能に支持されている。
【００３９】
次に、現像装置４について説明する。図３（ａ）は、初期状態における現像装置４の概略構成を示す断面図である。図３（ｂ）は、実使用状態における現像装置４の概略構成を示す断面図である。この現像装置４は、感光体１の側方に配設され、感光体１に向けて開口部が形成された現像容器としてのケーシング１２、該開口部から一部が露出させ、トナー１３ａ及び磁性キャリアとを含む二成分現像剤（以下「現像剤」という。）１３を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ１４、現像スリーブ１４の内部に固定配置された磁界発生手段としての固定磁石群からなるマグネットローラ１５等を備えている。
【００４０】
また、現像スリーブ１４の上方には、現像スリーブ１４上に担持されて搬送されている現像剤１３の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタ１６と、感光体１との対向部である現像位置への進行をドクタ１６で阻止された現像剤１３が収容される現像剤収容ケース１７とが備えられている。この現像剤収容ケース１７は、現像スリーブ１４との間に、感光体１との対向部である現像位置への進行をドクタ１６で阻止された現像剤１３が滞留する現像剤収容部１８を形成している。また、上記現像剤収容ケース１７の現像スリーブ１４に対向する先端部は、現像剤収容部１８内に向かって進行しようとする現像剤１３の量を規制するプレドクタ１７ａとなっている。プレドクタ１７ａは、現像スリーブ１４上の現像剤１３の層厚が増加した場合に該現像剤１３の増加分を規制すべく、現像スリーブ１４との間隔が設定されている。なお、この現像剤収容部１８に磁界の磁力が及ぶように、マグネットローラ１５には上記現像位置に対向して形成される主極とプレドクタ１７ａに対向する位置との間に同極の磁極が２つあるように磁極が形成されている。また、このマグネットローラ１５には一般的な現像装置４と同様に、現像スリーブ１４上に現像剤１３を担持し続けながら搬送できるように搬送磁極が形成されている。
【００４１】
また、上記ケーシング１２の一部は、トナー１３ａを収容するトナー収容部としてのトナーホッパ１９を形成している。このトナーホッパ１９は、現像スリーブ１４上の現像剤搬送方向における現像剤収容ケース１７の上流側に隣接し、現像スリーブ１４表面と対向する位置にトナー補給口１９ａを有している。このトナー補給口１９ａは、プレドクタ１７ａと、ケーシング１２の底部の一部に形成された突出部１２ａとの間の空間に形成されている。この突出部１２ａは、トナーホッパ１９側から現像スリーブ１４側に向けて下向きに傾斜するよう所定の長さをもって形成されている。また、このトナーホッパ１９の内部には、トナー１３ａをトナー補給口１９ａに向けて撹拌しながら送り出すトナー送り出し部材としてのトナーアジテータ２０が配設されている。トナー１３ａは、回転軸２０ａと、回転軸２０ａに設けられ回転軸２０ａの図中時計方向への回転によってトナー１３ａをトナー補給口１９ａから現像剤側に向けて攪拌しながら送り出す送り部材としての羽根部２０ｂとからなっている。
【００４２】
そして、上記現像剤収容ケース１７及びトナーホッパ１９の上方には、初期状態にて現像剤１３とトナー１３ａとをそれぞれ密閉した状態で収容する投入用現像剤収容部２１と、投入用トナー収容部２２とが備えられている。この投入用現像剤収容部２１は、現像剤収容ケース１７に投入する現像剤１３を収容し、投入用トナー収容部２２は、トナーホッパ１９に投入するトナー１３ａを収容する。現像剤１３としては、体積平均粒径７．５μｍの磁性トナー１３ａと、平均粒径５０μｍのマグネタイトからなる磁性キャリアとからなる二成分現像剤１３を用いた。図３（ａ）に示すように、初期状態には、現像剤１３が投入用現像剤収容部２１内に、トナー１３ａが投入用トナー収容部２２内にそれぞれ収容され、シール部材２３によって密閉され、搬送時の振動や傾きにより現像剤１３やトナー１３ａがケーシング１２の開口部から漏れ出すのを防いでいる。そして、図３（ｂ）に示すように、実使用時にはシール部材２３を引き抜くことにより、現像剤１３が投入用現像剤収容部２１から現像剤収容ケース１７内に、トナー１３ａが投入用トナー収容部２２からトナーホッパ１９内にそれぞれ落下して投入されるようになっている。なお、投入用現像剤収容部２１に収容される現像剤１３は、所定のトナー濃度になるようにあらかじめトナー１３ａが含まれている。
【００４３】
また、上記現像装置４には、現像剤滞留部内の現像剤１３の循環動作を効果的に行うため、上記現像剤滞留部内には、図示しない可変駆動手段によって現像スリーブ１４と同一回転方向に回転駆動する円筒状の剥離部材としてのリバースローラ２５が現像スリーブ１４と一定の隙間を保った状態で配設されている。そして、現像スリーブ１４とリバースローラ２５との対向部では、その表面が互いに逆向きとなるように移動している。このリバースローラ２５は、径が７ｍｍの磁性ローラで、その現像時回転速度は、線速２６０ｍｍ／ｓｅｃに相当する。また、現像スリーブ１４の径は１６ｍｍであり、線速は３００ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
なお、このリバースローラ２５は、円筒状であっても円柱状であってもよい。このリバースローラ２５には、例えば、鉄芯にニッケルメッキを施した磁性部材等を用いることができる。
【００４４】
上記構成の現像装置４において、現像スリーブ１４上の現像剤１３は、現像スリーブ１４の図中反時計方向（図中矢印Ａ方向）の回転に伴って搬送され、ドクタ１６により規制されて薄層化される。薄層化された現像剤１３は、矢印Ｂ方向に回転している感光体１と対向する現像位置に搬送される。この現像位置で、感光体１上に形成されている静電潜像にトナー１３ａが供給され、該静電潜像の可視像化が行われる。現像位置を通過した現像スリーブ１４上の現像剤１３は、現像スリーブ１４の回転に伴ってさらに搬送され、トナー補給口１９ａを介してアジテータ２０で送り出され現像剤収容部１８と接するように滞留しているトナー１３ａと現像剤収容部１８の現像剤１３との接触部で、新しいトナー１３ａを取り込んだ後、現像剤収容部１８に戻る。そして、新しいトナー１３ａを含んだ現像剤１３は、ドクタ１６による規制部で内圧が増加する。この内圧の増加した現像剤１３中で磁性キャリアによるトナー１３ａの帯電が行われる。このように、現像剤収容部１８における現像剤１３の内圧により、現像スリーブ１４上の現像剤１３中のトナー１３ａを帯電することができるので、パドルやスクリュウなどの現像剤１３を帯電或いは攪拌するための複雑な攪拌搬送機構が不要となる。更に、リバースローラ２５によって現像スリーブ１４上の現像剤１３と現像剤収容部内の現像剤１３との入れ替え及び混合が促進される。
【００４５】
一方、上記現像位置に供給されずにドクタ１６で進行が阻止された現像剤１３の一部は、現像剤収容部１８内で現像剤１３自身の内圧及び重力によってトナーホッパ１９のトナー補給口１９ａに向かって移動する。トナー補給口１９ａ付近まで移動してきた現像剤１３は、現像スリーブ１４の回転に伴ってドクタ１６側に循環するように搬送される。
【００４６】
また、上記構成の現像装置４においては、現像剤１３に補給されたトナー１３ａが多くなってトナー濃度が高まるとそれに伴って現像剤１３の嵩が増加するため、現像剤１３がトナー補給口１９ａの部分に滞留し、トナー補給口１９ａの開口を覆ってしまう。このため、現像スリーブ１４上の現像剤１３へのトナー取り込み量が少なくなる。このトナー取り込み量の減少により、現像剤１３のトナー濃度が常に一定濃度以下に保たれる。逆に、現像剤１３のトナー濃度が低くなると現像剤１３の嵩が減少するため、現像剤１３がトナー補給口１９ａを塞がなくなるので、現像スリーブ１４上の現像剤１３へ所定量のトナー１３ａが取り込まれ、現像剤１３のトナー濃度が常に一定濃度以上に保たれる。このようにトナー濃度をほぼ一定範囲内にコントロールできるので、トナー濃度センサ、現像剤の現像能力を知るために感光体１上に形成した基準トナー像の画像濃度を検知する光学的画像濃度センサ、トナー補給部材等を用いた複雑なトナー濃度制御機構が不要となる。
【００４７】
図４は、上記構成のプリンタの主要部制御ブロック図である。このプリンタにおいては、ＣＰＵ５０からの制御信号が各装置の駆動制御部５１及び高圧制御部５３に送られ、各駆動装置５２への電源供給やバイアスのＯＮ／ＯＦＦを制御したり、画像形成ユニット５４における印加バイアス値を制御したりするように構成されている。
【００４８】
次に、上記構成のプリンタを用いて本発明に対応する実施例を説明する。
＜実施例１＞
実施例1においては、現像剤１３が投入用現像剤収容部２１から現像剤収容ケース１７内に、トナー１３ａが投入用トナー収容部２２からトナーホッパ内にそれぞれ落下して投入された状態(以下、初期状態という）になってから初めての画像形成を行う前に、トナー消費用画像パターン形成を行い、強制的にトナー１３ａを消費するようにしている。
トナー消費用画像パターンの形成を行った時の具体的な装置構成は以下のとおりである。
現像部における感光体１と現像スリーブ１４との間の現像ギャップ（Ｇｐ）は０．４ｍｍ、ドクタ１６と現像スリーブ１４との間のドクタ１６ギャップ（Ｇｄ）も０．４ｍｍ、上記プレドクタ１７ａと現像スリーブ１４との間のプレドクタギャップ（Ｇｐｄ）は１．０ｍｍとした。また、このリバースローラ２５と現像スリーブ１４との間の剥離部におけるギャップは、０．３ｍｍに設定した。
【００４９】
トナー消費用画像パターンの形成は、上記現像装置４をネガポジ現像を行う構成にし、感光体１は帯電させずに現像バイアスのみを印加することによって形成することができる。また、感光体１を帯電した後、露光によってトナー消費用画像パターン（以下、消費パターンＴという）となる潜像(以下、消費パターン潜像Ｓという）を形成し、この消費パターン潜像Ｓを現像するようにしても良い。どちらの方法によっても、現像スリーブ１４及び現像剤滞留部内のトナー１３ａを強制的に消費させることができる。
【００５０】
図５は、実施例１に係るトナー消費用画像パターン形成のタイミングを示したタイミングチャートである。本実施例１では、図５のように、現像装置４の駆動、現像バイアス印加、現像ローラ回転駆動のタイミングをＣＰＵ５０によって制御している。先ず、現像装置４が初期状態となった後、現像装置４の駆動を開始（駆動ＯＮ）し、これと同期して現像スリーブ１４の回転を開始（現像スリーブ１４ＯＮ）することによって現像装置４の初期駆動を始める。そして、これより一定時間経過後に、現像バイアスの印加を開始（現像バイアスＯＮ）する。
【００５１】
現像装置４の初期駆動開始後一定時間経過すると、現像ローラが回転することで現像剤滞留部内の現像剤１３に接触対向する位置を現像ローラ表面が次々と移動して、現像ローラ表面に現像剤１３が分散されていく。また、現像剤中へのトナー１３ａの取り込みも開始されてトナー濃度が上昇していく。そして、トナー濃度が高くなった状態になってから、消費パターンＴを感光体１上に形成してトナー１３ａの強制消費を行う。
【００５２】
自己トナー濃度制御機構を有する現像装置４においては、現像剤投入直後の初期駆動開始時に、現像スリーブ１４表面に直接トナー１３ａが送り込まれたり、プレドクタ１７ａ付近の現像剤１３の嵩が不十分なためにトナー補給量の規制量が不足してトナー濃度が異常上昇したりして、形成する画像に不具合が生じてしまう。本実施例においては、初期状態にある現像装置４を用いる場合に、通常の画像形成の前に消費パターン形成を行って強制的なトナー消費を行い、トナー濃度の異常上昇を防止することができるようにしている。
【００５３】
また、消費パターンＴの形成を、初期駆動開始後一定時間が経過した後に行っているので、現像スリーブ１４上に現像剤１３が分散される前にトナー消費を行うことによって、トナー濃度を低下させ過ぎることもない。
【００５４】
＜実施例２＞
次に、実施形態１のプリンタを用いた他の実施例２について説明する。
図６は、実施例２に係るトナー消費用画像パターン形成のタイミングチャートである。実施例１と異なる点は、トナーアジテータ２０が少なくとも１回転以上した後に消費パターン形成を開始するようにしていることである。
本実施例において、アジテータ２０の回転数は、２０ｒｐｍである。このとき、アジテータ２０の回転が開始（アジテータ２０ＯＮ）された後現像バイアス印加を開始（現像バイアスＯＮ）するまでの時間ｔ１を３秒以上に設定し、アジテータ２０が１回転以上するようにしている。
【００５５】
以上のように現像バイアス印加の開始タイミングを制御することによって、アジテータ２０が確実に１回転以上した後に消費パターンＴの形成を行うことができる。これによって、アジテータ２０によるトナー１３ａの送り込みが確実に実行された後にトナー１３ａの消費を行うことが可能となり、現像スリーブ１４に十分なトナー１３ａが担持された状態でトナー消費を行うことができる。従って、トナー１３ａの過消費に起因する画像濃度の過低下、白抜け等の異常画像や、感光体１及び転写材へのキャリア付着等が生じる恐れもない。
【００５６】
尚、上記実施例１及び２においては、現像スリーブ１４の回転数を３３０ｒｐｍとし、トナーアジテータ２０の回転数２０ｒｐｍより速く回転するようにしている。これによって、トナーアジテータ２０が１回転する前に現像スリーブ１４が１回転以上するようにそれぞれの回転数を設定している。これによって、トナーアジテータ２０が１回転する前に現像スリーブ１４全域に現像剤１３を分散させることができ、現像スリーブ１４表面に直接トナー１３ａが供給されにくくすることができる。
【００５７】
〔実施形態２〕
実施形態２について以下に説明する。このプリンタの基本構成は実施形態1と同様であるので説明を省略し、実施形態１と異なる点及び特に規定が必要となる点について説明する。
このプリンタの通常画像形成時における各電位は、帯電装置２による感光体１帯電電位−９００Ｖ、像露光装置３により照射されるレーザー光で形成される潜像の露光部電位−１５０Ｖ、現像バイアス−７００Ｖとなっている。また、現像部における感光体１と現像スリーブ１４との間の現像ギャップ（Ｇｐ）を０．３５ｍｍ、ドクタ１６と現像スリーブ１４との間のドクタ１６ギャップ（Ｇｄ）を０．３４ｍｍ、上記プレドクタ１７ａと現像スリーブ１４との間のプレドクタギャップ（Ｇｐｄ）を１．０ｍｍとした。また、リバースローラ２５と現像スリーブ１４との間の剥離部におけるギャップは、０．４ｍｍに設定した。
【００５８】
以下に、実施形態２のプリンタを用いた実施例３及び４を説明する。
＜実施例３＞
実施例３においては、消費パターンＴを、間欠的な複数の画像部ｔ１によって構成している。
図７は、実施例３にかかる消費パターン形成のタイミングチャートである。消費パターン形成時における各電位は、通常の画像形成時における各電位とな異なり、感光体１帯電電位−５００Ｖ、露光部電位−１００Ｖ、現像バイアス−４００Ｖに設定している。始めに、メインモータがＯＮされ、アジテータ２０、現像スリーブ１４、感光体１等の駆動が開始されると共に感光体１に消費パターン形成用の帯電が行われる。所定の時間経過後、感光体１上に２秒ＯＮ、２秒ＯＦＦを１セットとした消費パターン潜像Ｓを１５セット形成する。また、現像バイアスがＯＮされ、消費パターン潜像Ｓの現像が行われる。これによって、感光体１上にトナー消費用の消費パターンＴが、間欠的な１５個の画像部ｔ１が等間隔に現れるパターンとして形成される。
この消費パターンＴは、クリーニングブレード１０ａによって各画像部ｔ１が順次除去されクリーニング装置１０内に回収される。
【００５９】
本実施例３のように、消費パターンＴの画像が複数の画像に分割されているので、１つの大きな消費パターンＴをクリーニングブレード１０ａで除去する場合に生じるクリーニングブレード１０ａへのトナー１３ａの過剰な堆積を防止でき、１つひとつの画像が途切れるごとにクリーニング効果を復帰させることができる。これにより、クリーニングブレード１０ａに堆積するトナー１３ａによって形成される隙間を通過するトナー１３ａが発生することを防止でき、より確実に消費パターンＴを形成するトナー１３ａを除去することができる。
【００６０】
ところで、現像剤１３が投入された後の初期駆動時には、現像剤中のトナー１３ａは十分に帯電されておらず、攪拌と共に帯電量が上昇する。
図８は、本実施形態と同様の自己トナー濃度制御機構を有する構成において、現像スリーブ１４の回転による現像剤攪拌時間に対するトナー帯電量の変化を示した図である。この図のように、初期駆動時にはトナー１３ａの帯電量が不足状態となっており、この状態で現像を行うと感光体１上に付着したトナー１３ａが感光体１の回転と共に剥離してトナー飛散が生じてしまう。これは、トナー消費用の画像を形成する場合においても同様である。
トナー飛散が生じると、転写ニップ上流側に設けられている搬送ガイド板７などが飛散トナー１３ａで汚染され、通常の画像形成時において搬送ガイド板でガイドされる転写紙を汚染してしまう。現像スリーブ１４が一定時間駆動された後（図８においては２０秒程度経過後）は、帯電量も十分となっており、感光体１上に多くのトナー１３ａを担持させてもトナー飛散は問題ない程度となる。
【００６１】
以上の点から、消費パターンＴを形成するときにトナー飛散が生じないようにする実施例について説明する。
【００６２】
＜実施例４＞
実施例４は実施例３と同様、消費パターンＴを間欠的な複数の画像部ｔ１によって構成するものである。しかしながら、本実施例においては、消費パターンＴを１５セット形成するうちの始めから１〜５セットまで（以下、消費パターンＴの前半という）は、１画像中におけるトナー消費量を６セット目以降（以下、消費パターンＴの後半という）に比して少なくしている。
【００６３】
図９は、実施例４にかかる消費パターン形成のタイミングチャートである。この図において、消費パターン形成のタイミングは実施例３と同じであるが、消費パターンＴの前半と後半とで、感光体１帯電電位及び現像バイアスを切り換えている。
具体的には、消費パターンＴの前半は、感光体１帯電電位−３００Ｖ、現像バイアス−２００Ｖに、後半は、感光体１帯電電位−５００Ｖ、現像バイアス−４００Ｖにしている。また、露光部電位はどちらも−１００Ｖとしている。
【００６４】
上記のように感光体１帯電電位及び現像バイアスを切り換えると、消費パターン形成開始後２０秒までの画像部即ち前形成画像部における感光体１へのトナー付着量が少なく、２０秒を超えたときからは、即ち後形成画像部は感光体１へのトナー付着量が多くなる。従って、トナー１３ａの帯電量が十分上昇するまではトナー飛散の原因となる感光体１への付着トナーを少なくすることができ、トナー１３ａの帯電不足に起因するトナー飛散を防止することができる。
【００６５】
尚、実施例４において、感光体１へのトナー付着量を、消費パターンＴの全てにおいて少なくし、トナー飛散を防止することも考えられる。この場合、トナー濃度を所望の濃度まで低下させるためには消費パターンＴのセット数を増やす必要があり、消費パターン形成の時間的ロスが大きくなってしまい、実用的ではない。
【００６６】
ところで、このプリンタは、現像装置４の構成は同じでトナーホッパの容量のみが異なる品種が存在する。例えば、トナー容量が８００ｇでプリント可能枚数が２００００枚のもの(以下、Ａ型という）、トナー容量が１８０ｇでプリント可能枚数が３０００枚のもの(以下、Ｂ型という）とがある。これらの現像装置４においても、初期駆動時におけるトナー濃度の異常上昇が発生するが、トナー容量によって、上昇の程度が異なることが分かっている。
本実施形態のプリンタにおいては、Ａ型で上昇率が高く、Ｂ型で低い。このため、Ａ型の装置で適度なトナー消費量が得られた消費パターンＴをそのままＢ型の装置に適用すると、Ｂ型の装置ではトナー濃度の過低下が生じてしまう。
【００６７】
そこで、Ａ型とＢ型の装置で消費パターンＴの形成条件を以下のように変えることもできる。
（Ａ型）
・感光体１帯電電位：−５００Ｖ
・露光部電位：−１００Ｖ
・現像バイアス−４００Ｖ
・消費パターン：２秒ＯＮ／２秒ＯＦＦの１セットを１５セット実行
（Ｂ型）
・感光体１帯電電位：−５００Ｖ
・露光部電位：−１００Ｖ
・現像バイアス−４００Ｖ
・消費パターン：２秒ＯＮ／２秒ＯＦＦの１セットを５セット実行
上記のように消費パターンＴの形成条件を設定すると、Ｂ型における消費パターンＴで消費されるトナー量をＡ型に比して少なくすることができ、通常の画像形成時でのトナー濃度を常に安定して良好に維持することができる。
【００６８】
ここで、上記の例ではＡ型とＢ型の消費バターンの形成条件は、消費パターンＴを構成する画像のセット数を変えることによって行ったが、この方法以外に、例えば現像バイアスや露光部電位などを変えることによって１セットごとのトナー消費量を変える方法も考えられる。具体的には、Ｂ型の現像バイアスを−４００Ｖから−２００Ｖに変更したり、露光部電位を−１００Ｖから−３００Ｖに変更したりすればよい。
【００６９】
〔実施形態３〕
実施形態３について以下に説明する。このプリンタの基本構成も実施形態1と同様であるので説明を省略し、実施形態１と異なる点についてのみ説明する。
このプリンタの現像ギャップ（Ｇｐ）を０．４ｍｍ、ドクタ１６ギャップ（Ｇｄ）を０．３５ｍｍ、プレドクタギャップ（Ｇｐｄ）を１．０ｍｍとした。また、リバースローラ２５と現像スリーブ１４との間の剥離部におけるギャップは、０．４ｍｍに設定した。
【００７０】
以下に実施形態３のプリンタを用いて行う実施例５について説明する。
＜実施例５＞
この実施例においては、ネガポジ現像反転現像を行っている。よって、感光体１の帯電は常時ＯＮ状態としており、感光体１帯電電位−１２５０Ｖ、現像バイアス−２５０Ｖとしている。
図１０は、実施例５にかかる装置駆動のタイミングチャートである。
メインモータがＯＮされ（Ｓ１）、アジテータ２０、現像スリーブ１４、感光体１等の駆動が開始されると共に感光体１に消費パターン形成用の帯電が行われる。このとき、転写ローラ８の転写バイアス印加をＯＦＦにしておく。
感光体１表面の帯電領域の先頭が現像位置に到達するまでにかかる時間（１８９ｍｓｅｃ）をおいて、現像バイアスをＯＮし、更にメインモータＯＮ後１秒経過後にポリゴンミラーによる露光をＯＮする（Ｓ２）。１.５秒経過後から感光体１上に２秒ＯＮ、２秒ＯＦＦを１セットとした消費パターン潜像Ｓを５セット形成する。形成された消費パターン潜像Ｓは、現像位置で順次現像されて感光体１上にトナー１３ａが転移され、転写領域を通過した後クリーニングされる。消費パターン潜像Ｓの最後の画像部ｔ１に相当する部分の形成が終了してから（Ｓ３）、この画像部ｔ１後端が転写領域を通過し終えるまでにかかる時間（３１８ｍｓｅｃ）は、消費パターン通過待ち時間として転写バイアスはＯＦＦ状態を維持しつづける。上記Ｓ３から１秒経過した後、感光体１の回転を継続した状態で転写バイアスを−極性で出力開始し（Ｓ４）、転写ローラ８に付着した−（マイナス）帯電トナー１３ａを感光体１に転移させ、クリーニング装置１０で回収させる。−極性出力を６秒間行った後、バイアス０ＦＦ状態に戻し、今度は転写バイアスを＋極性で出力開始する（Ｓ５）。転写ローラ０.９周分に相当する時間（３７１ｍｓｅｃ）経過した後、バイアスをＯＦＦする。＋極性の転写バイアス印加位置を通過した感光体ドラム表面領域の後端が帯電領域を通過し終えたとき（Ｓ６）、帯電バイアスをＯＦＦし更に現像領域を通過し終えたとき（Ｓ７）、現像バイアスをＯＦＦする。
この、帯電バイアスのＯＦＦは、装置駆動停止１２００ｍｓｅｃ前に行い、帯電バイアスのＯＦＦは、帯電バイアスのＯＦＦから１７９ｍｓｅｃ後に行っている。
尚、この実施例においては、転写ローラ８に対して転写バイアスを＋極性で出力している間、及び、帯電バイアスをＯＦＦしてから現像バイアスをＯＦＦするまでの間は、画像形成要求がきてもその割り込みを受け付けない割り込み禁止とする。
【００７１】
上記のようにプリンタの動作制御を行うと、消費パターンＴが転写領域を通過するときに、転写バイアスがＯＦＦされているので、画像パターン中に含まれている＋又は−に帯電したどちらのトナー１３ａも転写ローラ８側に静電的に付着することを防止できる。
また、転写バイアスをＯＦＦしていても、感光体１と転写ローラ８との機械的な圧接によってトナー１３ａが転写ローラ８にわずかながら転移してしまう。本実施例では、トナー戻し手段として転写ローラ８に付着したトナー１３ａなどを＋極性と−極性の転写バイアスを順次印加することで感光体１側に戻し、転写ローラ８をクリーンにすることができる。
【００７２】
尚、本実施例においては、消費パターンＴが転写ニップ部を完全に通過し終えた後に、＋極性と−極性の転写バイアスによって転写ローラ８のクリーニングを順次行っている。これによって、消費パターン通過によって転写ローラ８に付着したトナー１３ａなどを確実に除去することができる。
【００７３】
更に、以上の実施形態1乃至３において、感光体１表面から転写紙を分離させ易くするために、感光体１表面に分離爪を当接させてたものが一般的に知られている。この分離爪のように、消費パターン形成位置の下流でかつ消費パターン除去位置としてのクリーニング部の上流側に感光体１表面に接触部材があると、消費パターンＴを担持した状態の感光体表面が通過した場合に、分離爪にトナー１３ａが転移して、感光体１表面や転写紙等を汚してしまう恐れがある。このような不具合を防止するために、分離爪の感光体１表面接触位置を除いて消費パターンＴの画像部ｔ１を形成するようにしても良い。
【００７４】
図１１は、消費パターンＴの画像部ｔ１の形成例を示した図である。感光体１表面の軸方向の２箇所に分離爪が当接している。この分離爪の当接位置Ｎは、感光体１の回転によって、周方向に２本の帯状に存在することとなる。そこで、消費パターンＴの画像部ｔ１を、当接位置となる２本の帯状の領域を除いて形成し、２本の帯状の領域は非画像部ｔ２にする。
【００７５】
このように、分離爪の接触位置には画像部ｔ１を形成しないようにすれば、感光体１表面や転写紙等を汚すことを防止できる。
【００７６】
尚、以上の実施形態１乃至３では、上記トナー送り出し部材として、羽根を２枚有するアジテータ２０を用いたものを説明したが、これに限らず、トナー１３ａをトナー補給口１９ａから現像剤１３に向けて送り出す部材であればどのような部材を用いてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１の画像形成装置によれば、初期画像形成時に画像に生じるトナー濃度の異常上昇を防止できるので、地汚れやトナー飛散などの異常画像を防止することができるという優れた効果がある。
また、トナー収容部上部にも新たなトナーが収容されている投入用トナー投入部を設け、現像剤の現像装置への投入と同期してトナー投入部とトナー収容部との間のシール部材を取り去ってトナーをトナー収容部に投入するように構成されたものにおいても、現像剤投入後でかつトナー収容部へのトナー投入後にトナー消費用パターン形成を行えば、同様の効果を得ることができるという優れた効果もある。
【００７８】
請求項２の画像形成装置によれば、初期画像形成時に画像に生じるトナー濃度の異常上昇を防止するためにトナー消費用パターン形成を行う画像形成装置において、画像濃度の過低下や白抜け等の異常画像や、キャリア付着等の不具合も防止できるという優れた効果がある。
【００７９】
特に、請求項３の画像形成装置によれば、現像剤担持体に十分なトナーが担持された状態でトナー消費用パターン形成を行うので、画像濃度の過低下や白抜け等の異常画像、キャリア付着等の不具合もより確実に防止することができるという優れた効果がある。
【００８０】
請求項４の画像形成装置によれば、トナー送り出し部材によるトナーの供給が必ずしも生じるとは限らない状態にできるので、回転軸への送り部材の配置などによって現像剤担持体表面に直接トナーが付着することを防止できるようになり、異常画像の防止がより確実に可能となるという優れた効果がある。
【００８１】
請求項５の画像形成装置によれば、トナー消費用画像パターンをより確実に除去できるので、初期画像形成によるトナー濃度の異常上昇を防止するのに加えて像担持体のクリーニング不良に起因する異常画像も防止することができるという優れた効果がある。
【００８２】
請求項６の画像形成装置によれば、帯電不足に起因するトナー飛散を防止できるので、トナー飛散といった周辺部材への汚れを併発することなく、初期画像形成時に生じる地汚れやトナー飛散などの異常画像を防止することができるという優れた効果がある。
【００８４】
請求項７の画像形成装置によれば、トナー消費用画像パターンを形成するトナーの転写バイアスによる接触転写部材への付着を防止できるので、接触転写部材の汚れを低減することができるという優れた効果がある。
【００８５】
請求項８の画像形成装置によれば、接触転写部材に付着したトナーなどを除去できるので、接触転写部材をクリーンな状態にすることができると共に、実際に転写紙などの転写材を転写ニップを通過させて画像の転写を行う場合には、転写材裏面に汚れが付着することも防止することができるという優れた効果がある。
【００８６】
請求項９の画像形成装置によれば、トナー消費用画像パターン通過によって付着したトナーなどを確実に除去するので、接触転写部材をより確実にクリーンな状態にすることができるという優れた効果がある。
【００８７】
請求項１０の画像形成装置によれば、トナー戻し手段によって接触転写部材をより確実にクリーンな状態にすることができるという優れた効果がある。
また、像担持体表面に戻したトナーをトナー消費用画像パターンと共に処理すれば、戻したトナーの処理に特別な装置や部材等を設ける必要もない。
【００８８】
請求項１１の画像形成装置によれば、接触部材の像担持体表面接触位置にはトナー消費用画像パターンの画像部を形成していないので、接触部材に画像部のトナーなどが転移して汚れることを防止できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るプリンタ全体の概略構成。
【図２】プリンタ本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジの概略構成図。
【図３】（ａ）は、初期状態における現像装置の概略構成を示す断面図。
（ｂ）は、実使用状態における現像装置の概略構成を示す断面図。
【図４】実施形態１にかかるプリンタの主要部制御ブロック図。
【図５】実施例１にかかるトナー消費用画像パターン形成のタイミングチャート。
【図６】実施例２にかかるトナー消費用画像パターン形成のタイミングチャート。
【図７】実施例３にかかる消費パターン形成のタイミングチャート。
【図８】現像剤の攪拌時間に対するトナー帯電量の変化を示した図。
【図９】実施例４にかかる消費パターン形成のタイミングチャート。
【図１０】実施例５にかかる装置駆動のタイミングチャート。
【図１１】消費パターンの画像部の形成例を示した図。
【図１２】トナー濃度自己制御システムを有する従来の現像装置の説明図。
【符号の説明】
１ 感光体
２ 帯電装置
３ 像帯電装置
４ 現像装置
８ 転写ローラ
９ 像定着装置
１０ クリーニング装置
１１ プロセスカートリッジ
１２ ケーシング
１２ａ 突出部
１３ 現像剤
１３ａ トナー
１４ 現像スリーブ
１５ マグネットローラ
１６ ドクタ
１７ 現像剤収容ケース
１７ａ プレドクタ
１８ 現像剤収容部
１９ トナーホッパ
１９ａ トナー補給口
２０ トナーアジテータ
２０ａ 回転軸
２０ｂ 羽根部
２１ 投入用現像剤収容部
２２ 投入用トナー収容部
２３ シール部材
２５ リバースローラ
５０ ＣＰＵ
５１ 駆動制御部
５２ 駆動装置
５３ 高圧制御部
５４ 画像形成ユニット
Ｎ 分離爪の当接位置
Ｔ 消費パターン
ｔ１ 画像部
ｔ２ 画像部
Ｓ 消費パターン潜像
Claims (11)
- 像担持体と、該像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の潜像を現像しトナー像化する現像手段とを有し、
該現像手段として、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤を磁界発生手段の発する磁力によって担持して所定方向に無端移動する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて前記像担持体と対向する現像位置に向けて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材によって現像位置への進行が阻止された現像剤が滞留する現像剤収容部を形成する現像剤収容ケースと、内部にトナーを収容し、該現像剤収容部よりも上記所定方向の上流側で該現像剤担持体に臨むトナー補給口を有するトナー収容部と、上記現像位置を通過して上記現像剤収容部に戻る上記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制し、上記現像剤収容部への進行が阻止された現像剤を上記トナー補給口に滞留させるプレ現像剤規制部材とを備え、該現像剤担持体に担持した現像剤の動きによって該トナー補給口から該現像剤にトナーを取り込む現像装置を用いる画像形成装置において、
上記現像剤収容ケースへの現像剤投入後初めて画像形成を行う前であって、上記無端移動によって上記現像剤収容部の現像剤が分散されて現像位置を通過してきた上記現像剤担持体上の現像剤に上記トナー補給口からのトナーの取り込みが開始されてトナー濃度が高まり、上記プレ現像剤規制部材で上記トナー補給口に滞留させれた現像剤溜りが上記トナー補給口を覆った後に、トナー消費のために上記像担持体にトナー消費用画像パターン形成を行なうことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１の画像形成装置において、
上記トナー消費のための上記像担持体へのトナー消費用画像パターン形成を、上記現像装置の初期駆動開始後一定時間経過後に行うようにしたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項２の画像形成装置において、
上記トナー収容部内のトナーを攪拌しつつ上記トナー補給口から現像剤に向けて送り出すトナー送り出し部材を設け、該トナー送り出し部材によるトナーの送り出しが開始された後に、上記トナー消費のための像担持体へのトナー消費用画像パターン形成を開始することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１，２又は３の画像形成装置において、
上記トナー送り出し部材が、回転軸と、該回転軸に設けられ該回転軸の回転によりトナーをトナー補給口から現像剤に向けて送り出す送り部材とを有するものであって、
該トナー送り出し部材の回転速度を上記現像剤担持体の回転速度より遅くすることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1，２,３又は４の画像形成装置において、
上記像担持体表面の転写残トナーを除去する像担持体クリーニング部材を有し、該像担持体上に形成したトナー消費用画像パターンを転写材に転写することなく該像担持体クリーニング部材によって除去するものであって、
該トナー消費用画像パターンを、該像担持体上に画像部が間欠的に複数形成されてなる複数画像により構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項５の画像形成装置において、
上記複数画像における各々の画像部のうち後から形成される後形成画像部の1画像部中におけるトナー付着量に比して、該後形成画像部より前に形成された前形成画像部の1画像部中におけるトナー付着量を少なくすることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１，２，３，４，５又は６の画像形成装置において、
上記像担持体表面に接触対向し、転写バイアスによって該像担持体上のトナー像を被転写体に転写するための転写ニップ部を形成する接触転写部材を有するものであって、
上記トナー消費用画像パターンが該像担持体と該接触転写部材との転写ニップ部を通過するときは、該転写バイアスをＯＦＦすることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１，２，３，４，５，６又は７の画像形成装置において、
上記像担持体表面に接触対向し、転写バイアスによって該像担持体上のトナー像を被転写体に転写するための転写ニップ部を形成する接触転写部材を有するものであって、
上記接触転写部材をクリーニングする接触転写部材クリーニング手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項８の画像形成装置において、
上記トナー消費用画像パターンが全て上記転写ニップ部を通過した後に、上記接触転写部材クリーニング手段によるクリーニングを実行することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項８又は９の画像形成装置において、
上記接触転写部材クリーニング手段を、上記接触転写部材に付着したトナーを再び上記像担持体表面に戻すトナー戻し手段により構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０の画像形成装置において、
上記像担持体表面の移動方向における、上記像担持体へのトナー消費用画像パターン形成位置の下流でかつ該像担持体からのトナー消費用画像パターン除去位置の上流側に、通常の画像を該像担持体表面から被転写体へ転写するために設けられた転写部材以外に該像担持体表面に接触する接触部材が存在し、該接触部材接触位置を除いた該像担持体表面に該トナー消費用画像パターンにおける画像部を形成することを特徴とする画像形成装置。
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