(57)【要約】【課題】  画像形成の再開に先だって行われる、像保持体上にトナーを供給し転写せずにトナーを除去する清掃工程において、停止時の像保持体表面の各領域の向きを考慮しない場合と比べトナーの使用量を抑えた清掃工程を実行する画像形成装置を提供する。【解決手段】  上記の清掃工程において、像保持体表面の各領域の、停止時の向きに応じて、停止時に帯電器１２に対面していた帯電作用領域１０１、停止時に現像器１４に対面していた現像作用領域１０２、および停止時に像保持体クリーナ１６に対面していた清掃作用領域１０３について重点的にトナーを供給する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転および停止を繰り返す像保持体と、
前記像保持体の回転方向に沿って順次に作用する、該像保持体を帯電する帯電手段、該像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナーで現像して該像保持体にトナー像を保持させる現像手段、該像保持体上のトナー像を被転写体上に転写する転写手段、および該像保持体を清掃する清掃手段と、
前記像保持体の回転停止後の再回転時に、該像保持体上にトナーを供給し転写せずに清掃する清掃工程を実行させる制御部とを備え、
前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の各領域に、停止時における該各領域の向きに応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、前記帯電手段が作用する向きを向いて停止していた帯電作用領域に、回転方向について該帯電作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給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。
【請求項３】
前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、前記現像手段が作用する向きを向いて停止していた現像作用領域に、回転方向について該現像作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像手段が、トナーとキャリアとを含む現像剤を保持し前記像保持体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像するものであって、
前記制御部が、前記清掃工程において、前記現像作用領域に、前記現像手段に保持された現像剤中のトナーの比率に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記清掃手段が、前記像保持体表面に当接して転写後に残留するトナーを掻き取る掻取部材を備え、
前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、停止時における前記掻取部材の当接箇所を基点とし回転方向上流側に向かって予め定められた距離までの間の清掃作用領域に、回転方向について該清掃作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部が、停止時の前記像保持体上に残存していた残存トナー量を推定する推定手段を有し、前記清掃工程において、前記清掃作用領域に、前記推定手段で推定した残存トナー量に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、第１の濃度のトナーを供給する第１の領域と、該第１の領域に隣接する、該第１の濃度よりも低い第２の濃度のトナーを供給する第２の領域との境界領域に、該第１の領域から該第２の領域に向かって該第１の濃度から該第２の濃度へと漸減した濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部が、前記像保持体表面の回転方向の、停止時の向きに応じた少なくとも１つの第１の着目領域について水分吸着パターンを取得する取得手段を有し、前記清掃工程において、前記第１の着目領域に、前記取得手段で取得した水分吸着パターンをなぞった濃度パターンのトナーを供給させることを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体の、停止時の向きに応じた少なくとも１つの第２の着目領域について、停止開始時から回転開始時までの停止時間に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体の、停止時の向きに応じた少なくとも１つの第３の着目領域について、環境温湿度に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転する像保持体と、その像保持体の回転方向に沿って順次に作用する、帯電手段、露光手段、露光により形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段、現像により形成されたトナー像を転写する転写手段、および像保持体を清掃する清掃手段とを備えた、いわゆる電子写真方式の画像形成装置が知られている。
【０００３】
この画像形成装置の場合、特に高温高湿環境において画像形成を休止した状態が続くと、像保持体表面に付着しているトナーが吸湿し、あるいは、像保持体表面に付着したＮＯｘが吸湿して、その後形成した画像上に、像保持体表面に付着した水分を原因とする、白抜けと呼ばれる画像欠陥が現れることがある。この画像欠陥の発生を防止するために、画像形成の再開に先だって、像保持体上にトナーを供給し転写手段を作用させずに清掃手段でトナーを除去する清掃工程を実行することが行われている。
【０００４】
ここで、特許文献１には、画像欠陥が発生しやすいある条件を満たしたときに、装置の電源ＯＮ時もしくは省電力モードからの復帰時に、所定時間、像保持体の予備回転動作を行った後に画像調整動作や画像形成を行うことが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、検知された湿度が予め定められた閾値以上である場合に、画像形成動作を休止していた休止時間に応じて実施の可否を判定し、像保持体の表面を画像形成時よりも少ない電流値で帯電するとともに、現像手段によって像保持体の表面にトナーを付着させ清掃手段によって清掃することで、像保持体の表面を回復することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０６９２０８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０３３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の清掃工程を実施すると、画像形成に使用されないまま廃棄されるトナーが発生する。
【０００８】
本発明は、停止時の像保持体表面の各領域の向きを考慮しない場合と比べトナーの使用量を抑えた清掃工程が導入された画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１は、
回転および停止を繰り返す像保持体と、
前記像保持体の回転方向に沿って順次に作用する、該像保持体を帯電する帯電手段、該像保持体を露光して静電潜像を形成する露光手段、該静電潜像をトナーで現像して該像保持体にトナー像を保持させる現像手段、該像保持体上のトナー像を被転写体上に転写する転写手段、および該像保持体を清掃する清掃手段と、
前記像保持体の回転停止後の再回転時に、該像保持体上にトナーを供給し転写せずに清掃する清掃工程を実行させる制御部とを備え、
前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の各領域に、停止時における該各領域の向きに応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
請求項２は、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、前記帯電手段が作用する向きを向いて停止していた帯電作用領域に、回転方向について該帯電作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給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である。
【００１１】
請求項３は、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、前記現像手段が作用する向きを向いて停止していた現像作用領域に、回転方向について該現像作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置である。
【００１２】
請求項４は、
前記現像手段が、トナーとキャリアとを含む現像剤を保持し前記像保持体上の静電潜像を該現像剤中のトナーで現像するものであって、
前記制御部が、前記清掃工程において、前記現像作用領域に、前記現像手段に保持された現像剤中のトナーの比率に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置である。
【００１３】
請求項５は、
前記清掃手段が、前記像保持体表面に当接して転写後に残留するトナーを掻き取る掻取部材を備え、
前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、停止時における前記掻取部材の当接箇所を基点とし回転方向上流側に向かって予め定められた距離までの間の清掃作用領域に、回転方向について該清掃作用領域の両側の領域よりも高い濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置である。
【００１４】
請求項６は、前記制御部が、停止時の前記像保持体上に残存していた残存トナー量を推定する推定手段を有し、前記清掃工程において、前記清掃作用領域に、前記推定手段で推定した残存トナー量に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置である。
【００１５】
請求項７は、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体表面の、第１の濃度のトナーを供給する第１の領域と、該第１の領域に隣接する、該第１の濃度よりも低い第２の濃度のトナーを供給する第２の領域との境界領域に、該第１の領域から該第２の領域に向かって該第１の濃度から該第２の濃度へと漸減した濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置である。
【００１６】
請求項８は、前記制御部が、前記像保持体表面の回転方向の、停止時の向きに応じた少なくとも１つの第１の着目領域について水分吸着パターンを取得する取得手段を有し、前記清掃工程において、前記第１の着目領域に、前記取得手段で取得した水分吸着パターンをなぞった濃度パターンのトナーを供給させることを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置である。
【００１７】
請求項９は、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体の、停止時の向きに応じた少なくとも１つの第２の着目領域について、停止開始時から回転開始時までの停止時間に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置である。
【００１８】
請求項１０は、前記制御部が、前記清掃工程において、前記像保持体の、停止時の向きに応じた少なくとも１つの第３の着目領域について、環境温湿度に応じた濃度のトナーを供給させることを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の画像形成装置によれば、停止時の像保持体表面の各領域の向きを考慮しない場合と比べ、清掃工程におけるトナーの使用量が抑えられる。
【００２０】
請求項２の画像形成装置によれば、トナーの使用量を抑えた清掃工程によって、帯電作用領域における、像保持体表面に付着したＮＯｘの吸湿による画像欠陥の発生が抑えられる。
【００２１】
請求項３の画像形成装置によれば、トナーの使用量を抑えた清掃工程によって、現像作用領域における、トナーの吸湿による画像欠陥の発生が抑えられる。
【００２２】
請求項４の画像形成装置によれば、清掃工程において、現像剤中のトナーの比率によらずに常に十分な量のトナーを供給する場合と比べ、清掃工程におけるトナーの使用量が抑えられる。
【００２３】
請求項５の画像形成装置によれば、トナーの使用量を抑えた清掃工程によって、清掃作用領域における、トナーの吸湿による画像欠陥の発生が抑えられる。
【００２４】
請求項６の画像形成装置によれば、清掃工程において、残存トナーの多寡によらず常に十分な量のトナーを供給する場合と比べ、清掃工程におけるトナーの使用量が抑えられる。
【００２５】
請求項７の画像形成装置によれば、供給トナーの濃度を第１の領域と第２の領域との間で急激に変化させる場合と比べ、清掃工程終了後に形成された画像上に僅かな欠陥が残っていてもその欠陥を目立たなくさせることができる。
【００２６】
請求項８の画像形成装置によれば、第１の着目領域に一律の濃度のトナーを供給する場合と比べ、供給トナー量を抑えることができ、また、清掃工程終了後に形成された画像上に僅かな欠陥が残っていてもその欠陥を目立たなくさせることができる。
【００２７】
請求項９の画像形成装置によれば、第２の着目領域に停止時間とは無関係に一律の濃度のトナーを供給する場合と比べ、供給トナー量を抑えることができる。
【００２８】
請求項１０の画像形成装置によれば、第３の着目領域に環境温湿度とは無関係に一律の濃度のトナーを供給する場合と比べ、供給トナー量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】暫くの間稼働を停止させた後の稼働再開後の、ハーフトーン画像の一例を示した図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に備えられている４つの画像形成部のうちの１つを示した図である。
【図４】清掃工程におけるトナー供給パターンを示した図である。
【図５】清掃工程において図４のパターンのトナー供給を行なったときの実験結果を示した図である。
【図６】清掃工程において図４のパターンのトナー供給を行なったときの実験結果を示した図である。
【図７】トナー供給量を算出する演算の説明図である。
【図８】重点クリーニング部へのトナー供給分布を示した図である。
【図９】スコロトロン帯電器の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００３１】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
【００３２】
図１に示す画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが並列的に配置されたタンデム型のカラープリンタであり、単色画像のプリントに対応しているとともに、４色のトナー像からなるフルカラー画像のプリントにも対応している。
【００３３】
画像形成装置１には、ＹＭＣＫ各色のトナーを収容するトナーカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが備えられている。
【００３４】
４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、使用されるトナーを除くと同じ構成を有しているため、以下では、４つを区別しない説明に際しては色を表した添え字（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を省略して表記する。
【００３５】
画像形成部１０は、像保持体１１、帯電器１２、露光器１３、現像器１４、一次転写器１５、および像保持体クリーナ１６を備えている。
【００３６】
像保持体１１は円筒形状を有し、パルスモータ１７により駆動され、表面に形成される像を保持して円筒の軸周りである矢印Ａ方向に回転する。帯電器１２、露光器１３、現像器１４、一次転写器１５、および像保持体クリーナ１６は、像保持体１１の周囲に順次配置されている。
【００３７】
帯電器１２は、像保持体１１の表面を帯電する。本実施形態における帯電器１２は、像保持体１１に非接触に配置されてコロナ放電を利用して帯電するスコロトロン帯電器である。ただし、帯電器１２として、像保持体１１の表面に接触して帯電する帯電ロールなども採用され得る。
【００３８】
露光器１３は、像保持体１１に、画像形成装置１の外部から供給される画像信号に基づいて変調されたレーザ光１３１（図３参照）を走査することによって、像保持体１１の表ｚ面に静電潜像を形成する。なお、露光器１３としては、レーザ光を走査する方式の他に、走査方向に沿って多数のＬＥＤが並んだＬＥＤアレイなども採用され得る。さらに、潜像形成器としては、走査方向に沿って並んだ多数の電極で直接に潜像を形成する方式なども採用され得る。
【００３９】
現像器１４は、トナーと磁性のキャリアとからなる二成分現像剤を用いて像保持体１１の表面の静電潜像を現像する。なお、現像剤としては、キャリアを含まずにトナーを主成分とするものも採用され得る。
【００４０】
現像器１４にはトナーカートリッジ１８からトナーが供給され、トナーは現像器１４内のキャリアと混合される。現像器１４は、キャリアとトナーとが混合された現像剤を撹拌することでトナーおよびキャリアを帯電し、その帯電した現像剤を現像ロール１４１（図３参照）で像保持体１０に対面した領域に運び、その現像剤中のトナーで像保持体１１の表面の静電潜像を現像する。
【００４１】
一次転写器１５は、中間転写ベルト３０を挟んで像保持体１１に対向したロールである。一次転写器１５は、表面に導電性の弾性層を有しており、電圧が印加されることで像保持体１１上のトナー像を中間転写ベルト３０に静電吸引させる。
【００４２】
像保持体クリーナ１６は、図３に示すようにクリーニングブラシ１６１とクリーニングブレード１６２を備えており、クリーニングブラシ１６１で、転写後に像保持体１１の表面に残存するトナーの、像保持体１０の表面との付着力を弱め、その後クリーニングブレード１６２でその残存トナーを掻き取ることにより、像保持体１０を清掃する。
【００４３】
中間転写ベルト３０は、ベルト支持ロール３１〜３５に架け回された無端のベルトであり、４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、および二次転写器５０を経由する矢印Ｂに示す方向に循環移動する。中間転写ベルト３０には、４つの像保持体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの各々から各色のトナー像が転写される。中間転写ベルト３０は、これら各色のトナー像を保持して移動する。
【００４４】
二次転写器５０は、ベルト支持ロール３１〜３５の１つであるバックアップロール３４との間に中間転写ベルト３０および用紙を挟んで回転するロールである。二次転写器５０は、表面に導電性の弾性層を有し、電圧が印加されることで中間転写ベルト３０上のトナー像を用紙に静電吸引させる。
【００４５】
ベルトクリーナ７０は、中間転写ベルト３０上のトナーや紙粉などを清掃する。
【００４６】
定着器６０は、トナーを用紙に定着する。定着器６０は、加熱ロール６１および加圧ロール６２を備えており、加熱ロール６１には加熱器が内蔵されている。加熱ロール６１および加圧ロール６２は、定着前のトナー像が形成された用紙を挟んで通過させることによりトナー像を加熱および加圧して用紙上に定着させる。
【００４７】
用紙搬送部８０は、用紙トレイＴに収容された用紙を取り出す取出ロール８１、取り出された用紙を捌く捌きロール８２、用紙を搬送する搬送ロール８３、用紙を二次転写器５０に搬送するレジストレーションロール８４、および、用紙を外部に排出する排出ロール８６を備えている。用紙搬送部８０は、二次転写器５０および定着器６０を経由する用紙搬送路Ｒに沿って用紙を搬送する。
【００４８】
また、この画像形成装置１には制御部４０が備えられている。この制御部４０は、ハードウェアとしては、ＣＰＵといった演算素子やＲＯＭやＲＡＭ等といった記憶素子を備えた情報処理装置の一種であり、画像形成装置１の各部に対する制御内容が記述された各種のプログラムが組み込まれて実行されることにより、この画像形成装置１の各部の制御を実行する。
【００４９】
また、この制御部４０は、本実施形態に特徴的な動作を実現する要素として、記憶部４１、時刻管理部４２、および演算部４３を備えている。これらについての詳細は後述する。
【００５０】
さらに、この画像形成装置１には、環境の温湿度を測定する環境センサ４９も備えられている。本実施形態の特徴の実現には、この環境センサ４９も用いられる。詳細は後述する。
【００５１】
図１に示す画像形成装置１の基本動作を説明する。イエローの画像形成部１０Ｙを取り上げて説明すると、このイエローの画像形成部１０Ｙでは、像保持体１１Ｙが矢印Ａ方向に回転駆動され、像保持体１１Ｙの表面に帯電器１２Ｙによって電荷が付与される。露光器１３Ｙは、外部から供給される画像信号のうちのイエローに対応する画像信号に基づく露光光を像保持体１１Ｙの表面に照射することで、像保持体１１Ｙの表面に静電潜像を形成する。現像器１４Ｙは、静電潜像を現像剤中のトナーで現像することで、トナー像を形成する。現像器１４Ｙには、トナーカートリッジ１８Ｙからイエローのトナーが随時供給されている。像保持体１１Ｙは、表面に形成されたイエローのトナー像を保持して回転する。像保持体１１Ｙの表面に形成されたトナー像は、一次転写器１５Ｙによって中間転写ベルト３０に転写される。転写後、像保持体１１Ｙに残留したトナーは、像保持体クリーナ１６Ｙによって回収・除去される。
【００５２】
イエロー以外の色に対応する画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、イエローの画像形成部１０Ｙと同様にしてそれぞれ画像形成部に対応する色のトナー像を形成し、中間転写ベルト３０に、イエローの画像形成部１０Ｙで転写されたトナー像に重ねて、それぞれの色のトナー像を転写していく。
【００５３】
用紙トレイＴからは、用紙Ｐが取出ロール８１によって取り出される。用紙Ｐは、搬送ロール８３およびレジストレーションロール８４によって用紙搬送路Ｒを、二次転写器５０に向かう矢印Ｃ方向に搬送される。レジストレーションロール８４は、中間転写ベルト３０上のトナー像と用紙Ｐが同じタイミングで二次転写器５０に到達するように用紙Ｐを二次転写器５０に送り込み、二次転写器５０は、中間転写ベルト３０上のトナー像を用紙Ｐに転写する。トナー像が転写された用紙Ｐは二次転写器５０から定着器６０に搬送され、用紙上に転写されたトナー像が定着される。このようにして、用紙上に画像が形成される。画像が形成された用紙は排出ロール８６によって画像形成装置１の外部に排出される。二次転写器５０による転写後の、中間転写ベルト３０に残存したトナーは、ベルトクリーナ７０によって中間転写ベルト３０上から除去される。
【００５４】
図１に示した画像形成装置１の場合、画像形成後、予め定められた時間に亘って次の画像形成指示がなかったときは、スタンバイモードに移行することにより稼働を停止する。そして、次の画像形成の指示があると、再び稼働を開始する。また、この画像形成装置１の電源がオフにされたときも停止し、再び電源がオンになると稼働を開始する。このようにこの画像形成装置１には、稼働を停止している時間がある。
【００５５】
図２は、暫くの間稼働を停止させた後の稼働再開後の、ハーフトーン画像の一例を示した図である。
【００５６】
この図２は、具体的には、画像形成装置１の稼働を停止させて、環境温度２８°Ｃ、環境湿度８５％の環境条件下に３時間放置し、その後に稼働を再開させて、画像全面について、画像データ上で濃度５０％のハーフトーン画像を形成したときの画像である。
【００５７】
この図２に示したハーフトーン画像には、像保持体１０の１回転分の周期で濃度の薄い横筋Lからなる画像欠陥が現れている。ここでは、この濃度の低い横筋を「白抜け」と称する。これは、稼働停止時に像保持体表面に付着していたトナーあるいは像保持体に付着した窒素酸化物（ＮＯｘ）が吸湿し、その吸湿による像保持体１０上の水分が静電潜像に影響した結果である。この種の画像欠陥は、稼働を停止した状態で高温多湿の環境下に長時間放置された場合に強くあらわれる。
【００５８】
この種の画像欠陥の発生を抑えるには、稼働停止後の再稼働時に、像保持体１０上にトナーを供給して転写を行なわずに、すなわち一時転写器１５を作用させずに、そのトナーを像保持体クリーナ１６で除去させる。すると、その供給したトナーが像保持体１０上の水分を吸着するため、その後形成された画像上への図２に示すような画像欠陥の発生が抑えられる。
【００５９】
従来は、この種の画像欠陥を抑えるにあたり、像保持体１０の表面全面に一様にトナーを供給する清掃工程を実行している。このような清掃工程を実行した場合であっても、この種の画像欠陥を抑えることができる。ただし、像保持体１０の表面全面に一様にトナーを供給すると、直接的には画像形成に使用されずに廃棄される多量のトナーが発生することとなり、この排気トナーの削減が課題となっている。
【００６０】
本実施形態は、稼働再開後に、像保持体１０の表面全面に一様にトナーを供給するのではなく、稼働停止時の像保持体表面の各領域の向きに応じて、画像欠陥が発生する向きで停止していた領域、すなわち水分を吸着する原因が存在する向きで停止していた領域に重点的にトナーを供給する。これにより、本実施形態の場合、上記の清掃工程で消費されるトナーの量が削減される。
【００６１】
図３は、図１に示した画像形成装置に備えられている４つの画像形成部のうちの１つを示した図である。
【００６２】
この実施形態の場合、停止していたときの像保持体１０の表面の、主に３つの領域で画像濃度が薄くなる、白抜けと呼ばれる画像欠陥が現れる。
【００６３】
その１つは、像保持体１０の表面の、回転時（稼働時）であればスコロトロン１１が作用する向きを向いて停止していた帯電作用領域１０１である。この帯電作用領域１０１には、直前に稼働していたときのコロナ放電で発生した窒素酸化物（ＮＯｘ）が像保持体１０上に降り注ぐ。このため、この帯電作用領域１０１は、その降り注いだ窒素酸化物（ＮＯｘ）を原因として水分が付着しやすい領域である。
【００６４】
また、もう１つは、像保持体１０の表面の、回転時（稼働時）において現像器１４が作用する向きを向いて停止していた現像作用領域１０２である。この現像作用領域１０２には、停止時であっても現像ロール１４１が近接していて、像保持体１０の表面にトナーが付着した状態にある。このトナーが吸湿するため、この現像作用領域１０２は、水分が付着しやすい領域となっている。
【００６５】
さらにもう１つは、像保持体１０の表面の、停止時においてクリーニングブレード１６２が当接している箇所を基点とし回転方向上流側に向かって予め定められた距離までの間の清掃作用領域１０３である。転写後の像保持体１０の、転写後の領域に存在する残存トナーは、クリーニングブレード１６２で掻き取られるが、この掻き取り前の領域にはクリーニングブレード１６２で堰き止められた残存トナーが存在する。また、この領域には、クリーニングブラシ１６１が当たっている。清掃作用領域１０３はこのような環境にあるため、トナーが残存しやすく、その残存トナーの吸湿により水分が付着しやすい領域となっている。
【００６６】
そこでここでは、稼働再開後に、停止時におけるこれら３つの領域に重点的にトナーを供給した清掃工程を実行する。停止時における特定の領域に重点的にトナーを供給するには、像保持体１０が、どの位相（どの回転角度）で停止していたかを知る必要がある。ここでは、図１に示す、像保持体１０を回転駆動するパルスモータ１７（図１参照）のＺ相で回転の原点を知り、さらにそこからのパルス数で、停止時の像保持体１０の位相（回転角度）を知ることができる。したがって回転再開後であっても、像保持体１０の各領域の回転位置を正確に知ることができる。なお、像保持体１０をパルスモータ以外のモータで駆動するときは、そのモータの回転軸にロータリエンコーダを取り付け、そのロータリエンコーダからの情報で像保持体１０の回転の位相（回転角度）を知る構成としてもよい。
【００６７】
図４は、清掃工程におけるトナー供給パターンを示した図である。
【００６８】
ここでは、上記と同じく、画像形成装置１の稼働を停止させて、環境温度２８°Ｃ、環境湿度８５％の環境条件下で３時間放置した後に稼働を再開させる。
【００６９】
図４（Ａ）は実施例を示している。この実施例の場合は、再開後の清掃工程において、像保持体１０の表面の、水分が付着しやすい、帯電作用領域１０１、現像作用領域１０２、および清掃作用領域１０３からなる３つの領域（図３参照）に、濃度９０％のトナーバンド１０１ａ，１０２ａ，１０３ａを形成する。この像保持体１０の表面の一周期の長さは２６４ｍｍであり、帯電作用領域１０１、現像作用領域１０２、および清掃作用領域１０３の幅は、それぞれ、５０ｍｍ、５ｍｍ、および１０ｍｍである。ここでは、これらの３つの領域を、「重点クリーニング部」と称する。それら３つの領域（重点クリーニング部）の各々の両側の領域（非重点クリーニング部）には濃度２０％のトナーを供給する。これを、像保持体１０の一周置きに１００周繰り返す。したがって、トナーバンドの形成は５０周期である。
【００７０】
また、比較例として、図４（Ｂ）〜（D）に示すように、重点クリーニング部と非重点クリーニング部とに分けることなく、像保持体１０の一周に亘る全域に一様濃度のトナーを供給し、これを、像保持体１０の一周置きに１００周繰り返す。図４（Ｂ）〜（D）の各比較例の場合、それぞれ一様濃度２０％、５０％、９０％の３種類について清掃工程を実行する。そして、それぞれの清掃工程の後に濃度５０％のハーフトーン画像を形成して、そのハーフトーン画像に白抜け（濃度の低い横筋）が発生するか否かを目視で評価した。
【００７１】
図５は、清掃工程において図４のパターンのトナー供給を行なったときの実験結果を示した図である。
【００７２】
図４（Ａ）の実施例の場合、トナーの消費量は５．８（相対値）、白抜け（濃度の低い横筋）の発生は観察されなかった。
【００７３】
濃度２０％のトナーを供給した図４（Ｂ）のパターンの場合、トナーの消費量は３．１と低いが、白抜け（濃度の低い横筋）の発生が観察された。
【００７４】
濃度５０％のトナーを供給した図４（C）のパターンの場合、トナーの消費量は７．８と、既に実施例よりも上回っているが、まだ、軽微な白抜け（濃度の低い横筋）の発生が観察された。
【００７５】
濃度９０％のトナーを供給した図４（D）のパターンの場合、実施例の場合と同様に白抜け（濃度の低い横筋）の発生は観察されなかったが、トナーの消費量は１４．１であり、実施例と比べ多量のトナーが消費された。
【００７６】
この実験結果に示す通り、清掃工程において、像保持体１０の表面の必要な領域に重点的にトナーを供給することで、トナーの消費量を減らしつつ、白抜け（濃度の低い横筋）の画像欠陥を有効に抑えることができる。
【００７７】
本実施形態についてさらに説明を続ける。
【００７８】
図６は、清掃工程を実行する条件を示した図である。
【００７９】
ここには、「１時間以内」、「１時間〜３時間」、「３時間以上」からなる時間の欄が横に並び、縦には、「低温低湿」、「常温常湿」、「高温高湿」からなる環境温湿度の欄が並んでいる。横軸の時間の欄は、画像形成装置１の稼働停止後、再開までの経過時間である。また、縦軸の環境温湿度の欄は、環境の温度および湿度の組合せからなる分類である。
【００８０】
この図６に示すテーブルは、図１に示す制御部４０を構成している記憶部４１に記憶されている。そして、画像形成装置１の稼働停止時に、時刻管理部４２からその時点の時刻を読み出して記憶部４１に書きこんでおく。そして、稼働再開時に、その再開時点の時刻を時刻管理部４２から読み出し、記憶部４１に記憶しておいた、稼働停止時点の時刻からの経過時間を演算部４３で算出する。また、環境センサ４９から、稼働再開時点の温湿度環境を知る。そして、それらの経過時間および温湿度環境と、記憶部４１内の、図６に示すテーブルとを照らし合わせる。あるいは、温湿度環境に関しては、稼働停止時に環境センサ４９から環境温湿度を知り、記憶部４１に書き込んでおいて、稼働停止時の環境温湿度と稼働再開時の環境温湿度との双方から、テーブルと照らし合わせる際の環境温湿度を算出してもよい。経過時間および温湿度環境とテーブルとを照らし合わせ、そのテーブルの、「○」の欄に該当していた場合に、上記の清掃工程を実行する。
【００８１】
なお、このテーブルは一例であって、そのテーブル中の「○」の欄であっても、例えば、「３時間以上」と「常温常湿」との組合せの欄に該当するときは、重点クリーニング部には、濃度２０％のトナーを供給するとともに非重点クリーニング部のトナーの供給量をゼロとする。また、「１時間〜３時間」と「高温高湿」との組合せの欄に該当するときは、重点クリーニング部へのトナー供給量を濃度５０％とするとともに非重点クリーニング部に供給するトナー量を濃度１０％とする。さらに、「３時間以上」と「高温高湿」との組合せの欄に該当するときは、重点クリーニング部へのトナー供給量を濃度９０％とするとともに非重点クリーニング部に供給するトナー量を濃度２０％とする。このように、条件に応じて、清掃工程における、重点クリーニング部および非重点クリーニング部に供給するトナー量を変更してもよい。この場合、清掃工程における重点クリーニング部および非重点クリーニング部への供給トナー量を変更せずに一定とした場合と比べ、清掃工程におけるトナー消費量をさらに下げることができる。
【００８２】
さらには、上記の３つの重点クリーニング部、すなわち、帯電作用領域１０１、現像作用領域１０２、および清掃作用領域１０３のうちの帯電作用領域１０１は、ＮＯｘが水分を吸着することを原因として白抜けが発生し、現像作用領域１０２および清掃作用領域１０３はトナーが水分を吸着することを原因として白抜けが発生するという、発生原因の相違があり、同じ環境温湿度下にあっても、水分の吸着の速度が異なる。そこで、帯電作用領域１０１と、現像作用領域１０２および清掃作用領域１０３とを別々に扱って、時間と環境温湿度との組合せからなる各欄における、それぞれのトナー供給量を決定してもよい。
【００８３】
また、図６では、経過時間および環境温湿度をそれぞれ３段階に分類したが、さらに多くの段階に分類してもよい。あるいは、分類はせずに、その都度、演算で求めてもよい。
【００８４】
図７は、トナー供給量を算出する演算の説明図である。
【００８５】
図７に示した実線は、重点クリーニング部における標準のトナー供給量を表わしている。
図１に示す制御部４０の記憶部４１には、この標準のトナー供給量（濃度）が記憶されている。
【００８６】
ここで、再稼働時における、上記の「経過時間」による重みをｗ１とし、「環境温湿度」による重みをｗ２とする。さらには、白抜けの発生原因の違い（ＮＯｘとトナー）による重みをｗ３とする。そして、再稼働時に、演算部４３において、
ｗ＝「標準のトナー供給量」×ｗ１×ｗ２×ｗ３
の重みづけ演算を行って、重点クリーニング部へのトナー供給量ｗを算出する。すなわち、その都度の重みづけ演算によって、図７に示す矢印Ａのように標準よりもトナー供給量を増やし、あるいは図７に示す矢印Ｂのように標準よりもトナー供給量を減らすこととする。非重点クリーニング部へのトナー供給量は、算出された重点クリーニング部へのトナー供給量に応じて、濃度０％、１０％、２０％の中から選択する。すなわち、本発明にいう「停止時における各領域の向きに応じた濃度」には、濃度０％も含まれる。このような演算により、その都度必要なトナー供給量を算出することとすると、清掃工程で消費されるトナー量をさらに削減することができる。
また、ここでは、白抜けの発生原因に着目し、トナーを発生原因とする現像作用領域１０２および清掃作用領域１０３を一緒に扱っているが、これらについても別々に扱ってもよい。現像器１４には、トナーとキャリアとを含む現像剤が収容されている。そして、キャリアに対するトナーの比率はたえず変化している。この比率は、現像器１４内のセンサで知ることができる。水分を吸着するのはトナーであってキャリアは無関係である。そこで、現像作用領域１０２ついては、現像器１４に保持された現像剤中のトナーの比率に応じた重みｗ４を導入して、現像作用領域１０２へのトナー供給量を算出してもよい。一方、清掃作用領域１０３は、停止時にそこに溜まっているトナーの量に応じて水分の吸着量が異なる。そこで、ここでは、以下のようにして、その清掃作用領域１０３に溜まっているトナーの量を推定する。すなわち、稼働停止時に、稼働停止前の直近に形成された数十枚の画像の密度（画像形成に使用したトナー量）の平均値を算出して記憶しておき、清掃工程における清掃作用領域１０３へのトナー供給量の算出に当たっては、その平均値に応じた重みｗ５を導入して、清掃作用領域１０３へのトナー供給量を算出してもよい。この平均値の算出は、本発明にいう推定手段の一例に相当する。
【００８７】
図８は、重点クリーニング部へのトナー供給分布を示した図である。
【００８８】
図８（Ａ）は、重点クリーニング部へ供給するトナーの、一様な供給分布を示している。すなわち、この図８（Ａ）の場合、重点クリーニング部の内部は一様な供給分布となっていて、それに隣接した非重点クリーニング部との間には、トナー供給量に関し切り立った崖が形成されている。この場合、清掃工程をできるだけ少ないトナーで実行すると、その後に形成した画像上の、重点クリーニング部と非重点クリーニング部との境界部分に僅かな横筋が現れるおそれが拭いきれない。
【００８９】
図８（Ｂ）は、重点クリーニング部と、それに隣接した非重点クリーニング部との間の境界領域に、重点クリーニング部から非重点クリーニング部に向かって、重点クリーニング部へのトナー供給量から非重点クリーニング部へのトナー供給量へと漸減した供給量（濃度）のトナーを供給することを表わしている。重点クリーニング部と非重点クリーニング部との間にこのようなトナー供給量のスロープを形成すると、重点クリーニング部と非重点クリーニング部との境界部分への横筋の出現が抑えられる。
【００９０】
図８（Ｃ）は、重点クリーニング部の内部におけるトナー供給量に分布を持たせた例を示している。例えば、帯電作用領域１０１は、停止時にスコロトロン帯電器と対面していた領域であり、スコロトロン帯電器の幾何学的な構造に起因して、例えば放電ワイヤの近くでは多くのＮＯｘが付着し、放電ワイヤから離れるにしたがって付着するＮＯｘの量が減少するなど、ＮＯｘの付着に分布を持つことになる。また、現像作用領域１０２では、その領域内で現像ロール１４１（図３参照）との間の距離が変化し、したがってトナーによる水分吸着の影響にも分布を持つことになる。
【００９１】
そこで、図８（Ｃ）では、重点クリーニング部ごとに、水分吸着の分布を実験により予め求めておき、その分布を、図７に実線で示した標準として記憶しておく。そして、上記の重み付け演算により、清掃工程におけるトナー供給量を、その重点クリーニング部の内部におけるトナー供給量の分布をもって算出する。これを採用すると、白抜けの画像欠陥の発生を抑えた上で、清掃工程におけるトナー消費量をさらに抑えることができる。
【００９２】
なお、ここでは、水分吸着の分布を実験により予め求めておくこととしたが、幾何学的な計算により求めてもよい。ここでは、帯電作用領域１０１に関しその一例を紹介しておく。
【００９３】
図９は、スコロトロン帯電器の模式図である。
【００９４】
このスコロトロン帯電器１２には、２本の放電ワイヤ１２１と、グリッド１２２が備えられている。ＮＯｘの産生は、放電ワイヤ１２１とグリッド１２２との間の距離により定まる。そこでここでは、先ず１本の放電ワイヤ１２１に着目し、その着目した放電ワイヤ１２１とグリッド１２２との最短距離をｄ１、その放電ワイヤ１２１とグリッド１２２上の各着目点ｘとの間の距離をｄ２とする。そして、各着目点ごとに、
ｗ（ｘ）＝ｄ１／ｄ２
を算出し、さらに２本の放電ワイヤ１２１の各々について算出して両者を加算し、最大値が１００％となるように規格化する。例えばこのような演算により、帯電作用領域１０１内のＮＯｘの分布、すなわち水分吸着量の分布を算出してもよい。
【００９５】
以上説明した本発明の実施形態および各種変形例によれば、停止時の像保持体表面の各領域の向きを考慮しない場合と比べ、清掃工程におけるトナーの使用量が抑えられる。
【符号の説明】
【００９６】
１      画像形成装置
１０    画像形成部
１１    像保持体
１２    帯電器（スコロトロン）
１２１  放電ワイヤ
１２２  グリッド
１３    露光器
１３１  レーザ光
１４    現像器
１４１  現像ローラ
１５    一次転写器
１６    像保持体クリーナ
１６１  クリーニングブラシ
１６２  クリーニングブレード
１７    パルスモータ
１８    トナーカートリッジ
４０    制御部
４１    記憶部
４２    時刻管理部
４３    演算部
４９    環境センサ
１０１  帯電作用領域
１０２  現像作用領域
１０３  清掃作用領域
１０１ａ、１０２ａ，１０３ａ  トナーバンド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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