JP2017203800A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの劣化度を考慮して画像形成条件を設定することで高品質な画質を得ることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は画像形成部２０、現像装置３０、トナー補給装置８及び制御部９を備える。画像形成部２０はトナー像を感光体ドラム２１の表面に形成する。現像装置３０は感光体ドラム２１の表面にトナーを供給する。トナー補給装置８は現像装置３０にトナーを補給する。制御部９は所定の画像形成条件に基づいて画像形成部２０の動作を制御する。制御部９は、予め算出した現像装置３０内における現像装置３０に予めインストールされた初期トナー及びトナー補給装置８からトナーの消費に応じて補給される補給トナーの平均滞在期間に基づき導出した、現像装置３０の使用開始時からのトナーの劣化度を用いて現像装置３０の使用開始時からの経過に応じた画像形成条件を設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

複写機やプリンタなどといった電子写真方式の画像形成装置では像担持体である感光体ドラムの表面に形成した静電潜像を現像装置で現像することで用紙にトナー像を形成する装置が広く利用されている。そして、高品質な画質を得るために画像形成に係る様々な技術が提案され、それら従来技術の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載された従来の画像形成装置は感光体ドラム、帯電ローラー、現像装置及びクリーニング手段が一体として構成されたプロセスカートリッジを備える。この画像形成装置はプロセスカートリッジの使用量情報に基づいて感光体ドラムの露光条件を変更する。プロセスカートリッジの使用量情報としては、例えば感光体ドラム、帯電ローラー、現像スリーブ等の回転時間や、帯電ローラー、現像スリーブ等へのバイアス印加時間などが挙げられる。この構成によれば、耐久変動の少ない高画質画像を得ることができる。

特開２００２−７２５７３号公報

トナー補給タイプの現像装置を用いる画像形成装置では現像で消費されたトナー量だけ劣化していない新しいトナーが補給される。現像では画像形成に必要な量のトナーが消費されるので、時間が経つに従って消費されずに現像装置の内部に残る耐久トナーは劣化する。一方、消費されるトナー量が多くなるとトナー全体の劣化は少なくなる。すなわち、トナーの耐久期間とトナーの消費との複雑な関係により、トナーの劣化度が決まることになる。

特許文献１に記載された従来の画像形成装置はプロセスカートリッジの使用量情報に基づいて画像形成条件を変更しており、トナーの劣化度が考慮されていないという課題があった。すなわち、現像装置の内部のトナー自体の状態が考慮されていないので、高品質な画質を得ることができない虞があることが懸念された。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、トナーの劣化度を考慮して画像形成条件を設定することで高品質な画質を得ることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は画像形成部、現像装置、トナー補給装置及び制御部を備える。画像形成部は用紙に転写するためのトナー像を像担持体の表面に形成する。現像装置は画像形成部に設けられて像担持体の表面にトナーを供給する。トナー補給装置は現像装置にトナーを補給する。制御部は所定の画像形成条件に基づいて画像形成部の動作を制御する。制御部は、予め算出した現像装置内における現像装置に予めインストールされた初期トナー及びトナー補給装置からトナーの消費に応じて補給される補給トナーの平均滞在期間に基づき導出した、現像装置の使用開始時からのトナーの劣化度を用いて現像装置の使用開始時からの経過に応じた画像形成条件を設定する。

本発明の構成によれば、初期トナー及び補給トナーの現像装置内における平均滞在期間に基づいてトナーの劣化度が導出される。そして、トナーの劣化度を用いて現像装置の使用開始時からの経過に応じた好適な画像形成条件が設定されるので、高品質な画質を得ることが可能になる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の断面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像装置の内部のトナーの存在量を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像装置の内部のトナーの消費され易さを説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像装置の内部のトナーの消費され易さを加味したトナーの存在量を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の印字率を変更した場合の印刷枚数と規制ブレードに対するトナーの平均通過回数との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラムと現像ローラーとの回転速度比を変更した場合の印刷枚数と規制ブレードに対するトナーの平均通過回数との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に対する比較例の印刷枚数と画像濃度との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の実施例の印刷枚数と画像濃度との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、その概略構成を図１〜図３を用いて説明する。図１及び図２は画像形成装置の概略構成を示す断面図及びブロック図の一例である。図３は画像形成装置の画像形成部の構成を示す断面図である。画像形成装置１は、例えば外部のコンピュータから印刷ジョブに係る指令を受け付けて印刷を実行する所謂プリンタである。画像形成装置１はコンピュータから画像データ及びジョブ指令に係る信号を受信する。

画像形成装置１は、図１及び図２に示すように給紙部２、用紙搬送部３、露光部４、画像形成部２０、トナー補給装置８、転写部５、定着部６及び制御部９を含む。

給紙部２は複数枚の用紙Ｐを収容し、印刷時に用紙Ｐを１枚ずつ分離して送り出す。用紙搬送部３は給紙部２から送り出された用紙Ｐを転写部５及び定着部６へと搬送し、さらに定着後の用紙Ｐを装置の用紙排出部７に排出する。露光部４は画像データに基づき制御されたレーザー光Ｌを画像形成部２０に向かって照射する。

画像形成部２０は、図３に示すように所定の方向（図３における時計回り）に回転可能に支持された像担持体である感光体ドラム２１の周囲に、その回転方向に沿って帯電部２２、現像装置３０及びクリーニング部２３を備える。なお、現像装置３０とクリーニング部２３との間に転写部５が配置される。トナー補給装置８は現像装置３０の上方に配置されて、現像装置３０にトナーを補給する。

帯電部２２は例えばコロナ放電によって感光体ドラム２１の表面を所定電位に帯電させる。そして、露光部４から照射されたレーザー光Ｌによって感光体ドラム２１の表面に原稿画像の静電潜像が形成される。現像装置３０はこの静電潜像にトナーを供給して現像し、トナー像を形成する。

転写部５は感光体ドラム２１の表面のトナー像を用紙Ｐに転写する。転写後、感光体ドラム２１の表面に残留したトナー等の付着物はクリーニング部２３が除去する。定着部６はトナー像が転写された用紙Ｐを加熱、加圧してトナー像を用紙Ｐに定着させる。

制御部９は不図示のＣＰＵや画像処理部、その他の電子回路や電子部品を含む。制御部９は中央演算処理装置であるＣＰＵと画像処理部とを利用し、記憶部１０に記憶、入力されたプログラム、データに基づき画像形成装置１の各構成要素を制御して一連の画像形成動作、印刷動作を実現する。給紙部２、用紙搬送部３、露光部４、画像形成部２０、トナー補給装置８、転写部５及び定着部６各々は、制御部９から個別に指令を受け、それら構成要素が連動して用紙Ｐへの印刷を実行する。

続いて、画像形成部２０の現像装置３０周辺の詳細な構成について説明する。

現像装置３０は、図３に示すように現像容器３１、第１攪拌部材３２、第２攪拌部材３３、現像ローラー３４及び規制ブレード３５を含む。

現像容器３１は像担持体である感光体ドラム２１に供給するための現像剤として一成分現像剤或いは二成分現像剤を収容する容器である。なお、この説明において、現像剤を「トナー」と呼ぶことがある。現像容器３１は感光体ドラム２１の軸線方向に細長い形状を成し、その長手方向を水平にして配置される。

現像容器３１はその内部に隔壁３６によって仕切られた第１攪拌室３７と第２攪拌室３８とを備える。第２攪拌室３８は現像ローラー３４の配置領域に隣接して配置される。第１攪拌室３７は第２攪拌室３８を隔てて現像ローラー３４から離隔した領域に配置される。第１攪拌室３７は不図示のトナー補給口を備え、図１に示すトナー補給装置８からトナーが補給される。

第１攪拌部材３２は第１攪拌室３７に配置される。第１攪拌部材３２は軸線方向の両端部に設けられた支軸部３２ａの間に軸線方向に沿って延びるスクリュー３２ｂを設けた構成を成し、水平方向に延びる軸線回りに回転可能にして現像容器３１に支持される。第１攪拌部材３２は図３において時計回りに回転し、回転軸線方向に沿ってトナーを攪拌しながら搬送する。第１攪拌部材３２の回転により、外部から第１攪拌室３７に補給されたトナーは第２攪拌室３８に導かれる。

第２攪拌部材３３は第２攪拌室３８に配置される。第２攪拌部材３３は軸線方向の両端部に設けられた支軸部３３ａの間に軸線方向に沿って延びるスクリュー３３ｂを設けた構成を成し、水平方向に延びる軸線回りに回転可能にして現像容器３１に支持される。第２攪拌部材３３は図３において時計回りに回転し、回転軸線方向に沿ってトナーを攪拌しながら搬送する。第２攪拌部材３３の回転により、第１攪拌室３７から第２攪拌室３８に導かれたトナーは現像ローラー３４に供給される。

現像ローラー３４は第２攪拌室３８の感光体ドラム２１側の領域に配置される現像剤担持体である。現像容器３１は感光体ドラム２１と隣接する箇所に開口部３９を備える。現像ローラー３４はこの開口部３９に臨み、水平方向に延びる軸線回りに回転可能にして現像容器３１に支持される。現像ローラー３４は図３において反時計回りに回転する。現像ローラー３４は周面の一部が現像容器３１の内部に位置し、周面の他の一部が開口部３９から外部に露出して感光体ドラム２１と対向する。

現像ローラー３４は、例えばその内部に永久磁石から成る磁界発生部材（不図示）が固定されたマグネットローラーで構成される。この磁界発生部材の磁力によって、現像ローラー３４はその表面に感光体ドラム２１の表面に供給するトナーを担持し、トナー薄層を形成する。

現像ローラー３４、第１攪拌部材３２及び第２攪拌部材３３は互いに平行を成して現像容器３１に回転可能に支持される。現像ローラー３４、第１攪拌部材３２及び第２攪拌部材３３は不図示のモーターによって回転駆動される。

規制ブレード３５は開口部３９において現像ローラー３４に近接して、その先端が現像ローラー３４の表面に対向するように設けられる。規制ブレード３５は現像ローラー３４が感光体ドラム２１と対向する領域に対して現像ローラー３４の回転方向上流側に配置される。規制ブレード３５はその先端と現像ローラー３４の表面との間に所定の間隔を設けて配置される。規制ブレード３５は現像ローラー３４の表面に担持されるトナーの量を規制する規制部材である。

規制ブレード３５は、例えばＳＵＳ４３０等の磁性体のステンレスで構成される。そして、規制ブレード３５の先端に対向して設けられた現像ローラー３４の磁界発生部材によって現像ローラー３４と規制ブレード３５との間に磁界を発生させる。これにより、規制ブレード３５と現像ローラー３４との間隔だけでなく、磁界の強さによって現像ローラー３４へのトナー付着量が厳密に規制される。したがって、数十ミクロンのトナー薄層の形成が可能となる。

また、現像装置３０は第１攪拌部材３２の周辺に図２に示すトナーセンサー４０を備える。トナーセンサー４０は、例えば第１攪拌部材３２の軸線方向の一端側に対向する現像容器３１の壁面に固定される。トナーセンサー４０はその検知面が現像容器３１の内側を向くように設けられる。トナーセンサー４０は現像容器３１の内部のトナーの量を検出する。

トナーセンサー４０としては、例えば圧電センサが用いられる。圧電センサは検知面の圧力の変化を検出し、その圧力に対応した信号を出力する。すなわち、現像容器３１の内部のトナー量が変化すればトナーセンサー４０の検知面の圧力も変化し、それに対応してトナーセンサー４０の出力信号も変化する。制御部９はトナーセンサー４０から受信したセンサー出力信号に基づきトナー補給装置８に指令を送り、現像装置３０へのトナーの補給開始、補給停止を制御する。

なお、トナーセンサー４０は圧電センサに限定されるわけではなく、例えば光学センサや磁気センサを用いても良い。

上記構成の画像形成部２０に対して、制御部９は所定の画像形成条件に基づいて画像形成部２０の動作を制御する。画像形成条件は例えば現像条件を含み、記憶部１０等に予め記憶される。

そして、制御部９は現像装置３０の使用開始時からのトナーの劣化度を用いて現像装置３０の使用開始時からの経過に応じた画像形成条件を設定する。トナーの劣化度は予め算出した現像装置３０内における現像装置３０に予めインストールされた初期トナー及びトナー補給装置８からトナーの消費に応じて補給される補給トナーの平均滞在期間に基づき導出される。そして、予め導出された現像装置３０の使用開始時からのトナーの劣化度に対応する画像形成条件が例えば記憶部１０に記憶される。制御部９は印刷時に記憶部１０を参照し、現像装置３０の使用開始時からの経過に応じて所定の画像形成条件を取得し、その画像形成条件に基づいて画像形成部２０の動作を制御する。

続いて、トナーの劣化度について、図４〜図８を用いて詳細に説明する。図４は現像装置３０の内部のトナーの存在量を説明するための図である。図５は現像装置３０の内部のトナーの消費され易さを説明するための図である。図６は現像装置３０の内部のトナーの消費され易さを加味したトナーの存在量を説明するための図である。図７は印字率を変更した場合の印刷枚数とトナーの平均ブレード通過回数との関係を示すグラフである。図８は感光体ドラム２１と現像ローラー３４との回転速度比を変更した場合の印刷枚数とトナーの平均ブレード通過回数との関係を示すグラフである。

トナーの劣化は、主に現像ローラー３４の周辺、特に規制ブレード３５と現像ローラー３４との隙間の通過時に起こると考えられる。すなわち、トナーの劣化度は規制ブレード３５に対するトナーの通過回数（以下「トナーのブレード通過回数」と称することがある）と所定の係数との積として定義することができる。これにより、トナーの劣化度は現像ローラー３４の駆動時間、現像ローラー３４の回転速度、現像ローラー３４によるトナーの搬送量、現像ローラー３４の着磁幅、現像装置３０内のトナーの存在量を用いて、下記式（１）及び式（２）で表すことができる。

式（１） ｄ＝ｋ×ｎ
式（２） ｎ＝（ｔ×ｖ×ｍ×Ｌ）／Ｍ
（式中、ｄはトナーの劣化度を表し、ｋは所定の係数を表し、ｎはトナーのブレード通過回数を表す。また、ｔは現像ローラー３４の駆動時間を表し、ｖは現像ローラー３４の回転速度を表し、ｍは現像ローラー３４によるトナーの搬送量を表し、Ｌは現像ローラー３４の着磁幅を表し、Ｍは現像装置３０内のトナーの存在量を表す。）

そして、一定条件では、トナーの劣化度をトナーのブレード通過回数或いは現像装置３０内のトナーの滞在期間に置き換えて考えることが可能である。

次に、現像装置３０内におけるトナーの平均滞在期間を算出するにあたって、図４に基づいて現像装置３０の内部のトナーの存在量が算出される。図４は、縦軸が印刷の経過枚数であり、横軸がトナーの滞在期間（枚数）であり、トナーの存在量が２次元配列で示される。

ここで、現像装置３０の使用開始前に、現像装置３０に予めインストールされた初期トナーは、例えば２５０ｇであるとする。また、トナー補給装置８からトナーの消費に応じて現像装置３０に補給される補給トナーは、例えば印刷が１００枚経過する毎に２．６ｇであるとする。なお、印刷の経過枚数１００枚という区切りは、現像装置３０の使用開始時からの期間を予め複数に区分したトナーの所定滞在期間に相当する。これらの数値は適宜、任意に変更することができる。

図４において、印刷の経過枚数０枚の「２５０」は、現像装置３０に予めインストールされた初期トナー２５０ｇを意味する。印刷が１００枚経過すると、図４において１段下がり、初期トナーは２４７．４ｇになる。この２４７．４ｇの初期トナーの滞在期間は１００枚になる。

印刷の経過枚数１００枚の「２．６」は、印刷が１００枚経過したときにトナー補給装置８からトナーの消費に応じて現像装置３０に補給される補給トナー２．６ｇを意味する。この補給トナーが現像装置３０に補給されてから印刷が１００枚経過し、通算経過枚数が２００枚に達すると、図４において１段下がり、補給トナーは約２．５７０ｇになる。通算経過枚数１００枚のときに補給された約２．５７０ｇの補給トナーの滞在期間は１００枚になる。

なお、通算経過枚数が２００枚に達すると、初期トナーも図４においてさらに１段下がり、２４４．８３ｇになる。この２４４．８３ｇの初期トナーの滞在期間は２００枚になる。

印刷の経過枚数２００枚の「２．６」は、印刷が２００枚経過したときにトナー補給装置８からトナーの消費に応じて現像装置３０に補給される補給トナー２．６ｇを意味する。この補給トナーが現像装置３０に補給されてから印刷が１００枚経過し、通算経過枚数が３００枚に達すると、図４において１段下がり、補給トナーは約２．５６３ｇになる。通算経過枚数２００枚のときに補給された約２．５６３ｇの補給トナーの滞在期間は１００枚になる。

なお、通算経過枚数が３００枚に達すると、初期トナーも図４においてさらに１段下がり、約２４２．２９ｇになる。この約２４２．２９ｇの初期トナーの滞在期間は３００枚になる。

また、通算経過枚数が３００枚に達すると、通算経過枚数１００枚のときの補給トナーも図４においてさらに１段下がり、約２．５４０ｇになる。通算経過枚数１００枚のときに補給された約２．５４０ｇの補給トナーの滞在期間は２００枚になる。

印刷の経過枚数３００枚の「２．６」は、印刷が３００枚経過したときにトナー補給装置８からトナーの消費に応じて現像装置３０に補給される補給トナー２．６ｇを意味する。以下同様に、印刷の経過枚数１００枚毎に、区分された所定滞在期間（１００枚）各々における初期トナー及び補給トナーの現像装置３０内の存在量が算出される。

そして、所定滞在期間（１００枚）各々における初期トナー及び補給トナーの現像装置３０内の存在量には、図５に基づく所定滞在期間毎のトナーの消費され易さが加味される。図５は、縦軸がトナーの消費され易さであり、横軸がトナーの滞在期間（枚数）である。

ここで、現像装置３０に補給された新しいトナーの消費され易さを、例えば１．０とした。そして、印刷の経過とともにトナーの消費され易さが低下し、１．０よりも小さくなるとした。すなわち、図５によれば、例えば滞在期間０枚から１００枚までのトナーはその消費され易さが１．０から０．５まで線形的に低下する。続いて、滞在期間１００枚から２００枚までのトナーはその消費され易さが０．５から０．３まで線形的に低下する。滞在期間２００枚以降のトナーはその消費され易さが０．３で一定となる。これらは実験によって予め導出される。

なお、初期トナー及び補給トナーの現像装置３０内の存在量の算出へのトナーの消費され易さの加味は適用しなくても良いが、適用することが好ましい。初期トナー及び補給トナーの現像装置３０内の存在量の算出にトナーの消費され易さを加味すれば、トナーの存在量の算出精度が向上する。

図６には、所定滞在期間（１００枚）毎のトナーの消費され易さを加味した場合の、所定滞在期間各々における初期トナー及び補給トナーの現像装置３０内の存在量の計算式を示した。所定滞在期間毎のトナーの消費され易さを表す係数Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２、…を所定滞在期間毎に設定した。トナーの消費され易さを加味すると、例えば図６のＳ６５におけるトナーの存在量は図６に示した計算式で算出することができる。

このようにして、例えば１０万枚の印刷の耐久期間の場合、１０００×１０００個の２次元配列に関して所定滞在期間（１００枚）毎に初期トナー及び補給トナーの存在量を算出する。

そして、初期トナー及び補給トナーの平均滞在期間は、具体的に言えば、現像装置３０の使用開始時からの耐久期間に関し、所定滞在期間（１００枚）とその所定滞在期間におけるトナーの存在量との積の、所定滞在期間毎の総和を、耐久期間における現像装置３０内のトナーの存在量で除算することで算出される。

先に説明したように、トナーの劣化度は規制ブレード３５に対するトナーの通過回数（ブレード通過回数）或いは現像装置３０内のトナーの滞在期間に置き換えることができる。そして、トナーの平均ブレード通過回数は、トナーの平均滞在期間と、現像ローラー３４の駆動時間及び現像ローラー３４の回転速度と、を用いて算出することができる。したがって、トナーの平均ブレード通過回数が初期トナー及び補給トナーの平均滞在期間に相当すると考えることができる。

このようにして、例えば１０万枚の印刷の耐久期間に関して、初期トナー及び補給トナーの平均滞在期間を用いて算出したトナーの平均ブレード通過回数について、その計算結果を図７及び図８に示した。なお、計算条件としては、１分当りの印刷枚数が４０枚／分であり、感光体ドラム２１の回転速度が０．１８５ｍ／ｓであり、現像ローラー３４の回転速度が０．１８５ｍ／ｓであり、現像装置３０内のトナーの存在量が２５０ｇであり、現像ローラー３４によるトナーの搬送量が９ｇ／ｍ²であり、現像ローラー３４の着磁幅が０．３０７ｍである。

図７は、印字率を１％から１０％まで変更した場合の印刷枚数とトナーの平均ブレード通過回数との関係を示す。感光体ドラム２１と現像ローラー３４との回転速度比は１である。印字率が小さくなるほどトナーの入れ替わりが少ないので、トナーの平均ブレード通過回数が多くなることが分かる。

なおここで、「印字率」とは、トナー像が転写されて印刷が行われる用紙Ｐの表面の所定領域当りのトナーの占有率、或いは所定領域当りのトナーのドット数を意味する。すなわち、印字率に代えて「トナー消費量」としても良い。

図８は、感光体ドラム２１と現像ローラー３４との回転速度比を変更した場合の印刷枚数とトナーの平均ブレード通過回数との関係を示す。印字率は５％である。感光体ドラム２１と現像ローラー３４との回転速度比が大きくなるほどトナーの平均ブレード通過回数が多くなることが分かる。そして、感光体ドラム２１と現像ローラー３４との回転速度比の増加割合と同じ割合で平均ブレード通過回数も増加していることが分かる。

なお、算出したトナーの平均ブレード通過回数には補正を加えることが好ましい。トナーの平均ブレード通過回数の補正量は、現像装置３０の使用開始時からの期間の平均印字率と、感光体ドラム２１と現像ローラー３４との平均回転速度比と、を用いて算出する。この補正量を、図７或いは図８で算出した平均ブレード通過回数に乗ずることで補正後の好適なトナーの平均ブレード通過回数を得ることができる。

続いて、本実施形態に関して、実施例の画像形成装置及び比較例の画像形成装置によって得られる画質の評価について、図９及び図１０を用いて説明する。図９及び図１０は比較例及び実施例の印刷枚数と画像濃度との関係を示すグラフである。

比較例の画像形成条件を表１に示した。表１によれば、比較例では現像装置３０の使用開始時からの印刷枚数を用いて、現像装置３０の使用開始時からの経過に応じた画像形成条件を設定する。画像形成条件としては、印刷枚数に応じて現像バイアス、現像周波数、感光体ドラムの表面電位を変更する。画像形成条件の変更のタイミングは印刷枚数１０００枚毎である。

実施例の画像形成条件を表２に示した。表２によれば、実施例では現像装置３０の使用開始時からのトナーの劣化度を表すトナーの平均ブレード通過回数を用いて、現像装置３０の使用開始時からの経過に応じた画像形成条件を設定する。画像形成条件としては、トナーの平均ブレード通過回数に応じて現像バイアス、現像周波数、感光体ドラムの表面電位を変更する。画像形成条件の変更のタイミングは印刷枚数１０００枚毎である。

なお、変更する画像形成条件としてはその他、例えば現像Ｄｕｔｙ比、露光光量、転写バイアス、感光体ドラムと現像ローラーとの回転速度比などを用いても良い。

表１及び表２の画像形成条件を用いた場合の比較例及び実施例の実験結果を図９及び図１０に示した。図９及び図１０はともに、縦軸が画像濃度であり、横軸が印刷枚数である。画質の評価のために、印刷枚数の経過に伴う画像濃度の推移を比較することにした。印字率は、１％、５％、１０％の３条件に変更して評価した。

図９によれば、比較例の画像形成装置については、現像装置３０の使用開始直後から印字率毎に、画像濃度に大きな差異が発生することが確認できた。さらに、比較例の画像形成装置は、いずれの印字率の場合も印刷枚数が２０万枚程度経過するまで画像濃度の変動が大きく、画像濃度が不安定であることが確認できた。したがって、高品質な画像を得ることが期待できないと考えられる。

一方、図１０によれば、実施例の画像形成装置については、いずれの印字率の場合も画像濃度にほとんど差異が無く、ほぼ同じ数値であることが確認できた。さらに、実施例の画像形成装置は、いずれの印字率の場合も現像装置３０の使用開始時から印刷枚数が幾ら経過しても画像濃度が一定値に安定することが確認できた。したがって、高品質な画像を得ることができる。

上記の実施形態のように、画像形成装置１は、制御部９が予め算出した現像装置３０内における現像装置３０に予めインストールされた初期トナー及びトナー補給装置８からトナーの消費に応じて補給される補給トナーの平均滞在期間に基づき導出した、現像装置３０の使用開始時からのトナーの劣化度を用いて現像装置３０の使用開始時からの経過に応じた画像形成条件を設定する。

この構成によると、初期トナー及び補給トナーの現像装置３０内における平均滞在期間に基づいてトナーの劣化度が導出することができる。そして、トナーの劣化度を用いて現像装置３０の使用開始時からの経過に応じた好適な画像形成条件が設定されるので、高品質な画質を得ることが可能になる。

そして、トナーの平均滞在期間は、現像装置３０の使用開始時からの期間を複数の所定滞在期間（例えば印刷の経過枚数１００枚）に区分し、区分された所定滞在期間各々における初期トナー及び補給トナーの現像装置３０内の存在量に基づいて算出される。

この構成によると、現像装置３０の使用開始時からの初期トナー及び補給トナーの現像装置３０内の存在量の算出精度を向上させることができる。したがって、トナーの平均滞在期間の算出精度も向上させることが可能になる。

また、トナーの平均滞在期間は、所定滞在期間（１００枚）各々における初期トナー及び補給トナーの現像装置３０内の存在量に、所定滞在期間毎のトナーの消費され易さを加味して算出される。

この構成によると、消費され易いトナーは滞在期間を短く定義することができる。したがって、初期トナー及び補給トナーの現像装置３０内の存在量の算出精度を向上させることが可能になる。

また、トナーの劣化度は、トナーの平均滞在期間と、現像ローラー３４の駆動時間及び現像ローラー３４の回転速度と、を用いて算出した規制ブレード３５に対するトナーの平均通過回数（平均ブレード通過回数）に基づき導出される。

トナーの劣化は、主に現像ローラー３４の周辺、特に規制ブレード３５と現像ローラー３４との隙間の通過時に起こると考えられる。すなわち、トナーの劣化度は規制ブレード３５に対するトナーの通過回数（ブレード通過回数）と所定の係数との積として定義することができる。したがって、上記構成によると、適正にトナーの劣化度を推定することが可能になる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は画像形成装置において利用可能である。

１ 画像形成装置
８ トナー補給装置
９ 制御部
１０ 記憶部
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 現像装置
３１ 現像容器
３４ 現像ローラー（現像剤担持体）
３５ 規制ブレード（規制部材）
４０ トナーセンサー

Claims (4)

1. 用紙に転写するためのトナー像を像担持体の表面に形成する画像形成部と、
   前記画像形成部に設けられて前記像担持体の表面にトナーを供給する現像装置と、
   前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、
   所定の画像形成条件に基づいて前記画像形成部の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、予め算出した前記現像装置内における前記現像装置に予めインストールされた初期トナー及び前記トナー補給装置からトナーの消費に応じて補給される補給トナーの平均滞在期間に基づき導出した、前記現像装置の使用開始時からのトナーの劣化度を用いて前記現像装置の使用開始時からの経過に応じた前記画像形成条件を設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記平均滞在期間は、前記現像装置の使用開始時からの期間を複数の所定滞在期間に区分し、区分された前記所定滞在期間各々における前記初期トナー及び前記補給トナーの前記現像装置内の存在量に基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記平均滞在期間は、前記所定滞在期間各々における前記初期トナー及び前記補給トナーの前記現像装置内の存在量に、前記所定滞在期間毎のトナーの消費され易さを加味して算出されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像装置が、
   前記像担持体の表面に供給するトナーを担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の表面との間に所定の間隔を設けて配置されて前記現像剤担持体の表面に担持されるトナーの量を規制する規制部材と、
   を備え、
   トナーの前記劣化度は、トナーの前記平均滞在期間と、前記現像剤担持体の駆動時間及び前記現像剤担持体の回転速度と、を用いて算出した前記規制部材に対するトナーの平均通過回数に基づき導出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。

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