(57)【要約】【課題】リフレッシュ動作時における像担持体への放電生成物の付着、およびかぶりの発生の両方を抑制可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、画像形成部と、帯電電圧電源と、現像電圧電源と、制御部と、を備える。画像形成部は、像担持体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、除電装置と、研磨部材と、を含む。制御部は、画像形成部、帯電電圧電源および現像電圧電源を制御する。画像形成装置は、非画像形成時に現像装置によって像担持体上にトナーを供給するトナー供給工程と、トナー供給工程によって像担持体上に供給されたトナーを研磨部材に搬送して像担持体を研磨する研磨工程と、を含むリフレッシュモードを実行可能である。制御部は、トナー供給工程の実行後に、像担持体の表面電位を画像形成時よりも低い電位に帯電させた状態で研磨工程を実行する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に感光層が形成された像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、
前記像担持体に対向配置され、トナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記像担持体に形成された前記静電潜像に研磨剤を含む前記トナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、
前記像担持体の表面電荷を除去する除電装置と、
前記像担持体に所定の圧力で圧接されるとともに前記像担持体を研磨する研磨部材と、
を含む画像形成部と、
前記帯電装置に帯電電圧を印加する帯電電圧電源と、
前記現像剤担持体に現像電圧を印加する現像電圧電源と、
前記画像形成部、前記帯電電圧電源および前記現像電圧電源を制御する制御部と、
を備え、
非画像形成時に前記現像装置によって前記像担持体上にトナーを供給するトナー供給工程と、前記トナー供給工程によって前記像担持体上に供給された前記トナーを前記研磨部材に搬送して前記像担持体を研磨する研磨工程と、を含むリフレッシュモードを実行可能な画像形成装置において、
前記制御部は、前記トナー供給工程の実行後に、前記像担持体の表面電位を画像形成時よりも低い電位に帯電させた状態で前記研磨工程を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記除電装置をオフにした状態で前記帯電装置に前記帯電電圧を印加して前記研磨工程を実行す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】
前記帯電電圧電源は、画像形成時に交流電圧に直流電圧を重畳した前記帯電電圧を前記帯電装置に印加可能であり、
前記制御部は、前記帯電装置に直流電圧のみからなる前記帯電電圧を印加して前記研磨工程を実行することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記現像剤担持体に前記現像電圧を印加せずに前記現像装置を駆動させて前記研磨工程を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記研磨工程の終了時に前記現像装置の駆動を停止させた後に前記帯電電圧の印加を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体は、前記感光層として有機感光層が形成され、前記有機感光層の表面に前記有機感光層よりも硬度の高いオーバーコート層が積層された有機感光体であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体は、前記感光層としてアモルファスシリコン感光層が形成されたアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像装置は、前記現像剤担持体に前記トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持する接触二成分現像方式であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか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、像担持体を備えた複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、像担持体の表面を研磨するリフレッシュ動作に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、高湿環境における起動時等に、感光体表面に付着した放電生成物が水分を吸着することにより、感光体表面の抵抗が低下する。その結果、感光体ドラム表面に形成された静電潜像のエッジ部で電荷の横流れが起こり、形成された静電潜像が維持できずに所望のトナー像が形成されなくなる、いわゆる画像流れが発生するという問題点があった。特に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体ドラムや、有機感光層の表面に硬度が高いオーバーコート層を積層した有機感光体（ＯＰＣ）ドラムを用いた画像形成装置では、印字動作中に感光体ドラム表面の放電生成物を削り取ることが難しいため、像流れが発生しやすい。
【０００３】
そこで、簡易な構成で感光体ドラム表面の抵抗低下を抑えて画像流れを低減する方法が提案されており、例えば特許文献１には、研磨剤を混入させた現像剤（研磨トナー）と研磨部材（摺擦ローラーおよびクリーニングブレード）の相互作用で感光体ドラムを研磨するリフレッシュモードを所定のタイミングで実行することにより、感光体ドラムの表面に吸着したイオン生成物や水分等を表面の酸化膜ごと除去する方法が用いられている。
【０００４】
磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を現像ローラーに担持し、二成分現像剤で形成された磁気ブラシを感光体ドラムに接触させて現像する二成分現像方式では、感光体ドラムの表面電位が現像ローラーに印加される直流電圧よりも低くなると、現像ローラーから感光体ドラムにトナーが移動する、いわゆる「かぶり」が発生する問題がある。そのため、リフレッシュモードの実行時に感光体ドラムを所定の表面電位に帯電させておく必要がある。しかし、感光体ドラムの表面を帯電させるために帯電電圧を印加する必要があり、新たな放電生成物を感光体ドラムの表面に付着させてしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献２には、リフレッシュモードの実行時に現像ローラーにトナーと逆極性の電圧（現像逆電圧）を印加する方法が開示されている。これにより、トナーと帯電性が逆極性である外添剤（研磨剤）を感光体ドラムに優先的に移行されることができる。また、感光体ドラムの表面を帯電させることなく現像電圧との電位差を設けることができ、放電生成物の付着を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３０１４号公報
【特許文献２】特開２０１０−３１９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２のようにトナーと逆極性の電圧を印加しようとすると、現像電圧の印加に用いる高圧基板のコストが高くなるという問題点があった。また、リフレッシュモードの実行中の非トナー供給時に現像装置の駆動を停止させることで、かぶりの発生を抑制できるが、現像装置の駆動を停止させるとリフレッシュモードの実行後の印字開始時にトナーの帯電が立ち上がらず、かぶり画像が発生するという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、リフレッシュ動作時における像担持体への放電生成物の付着、およびかぶりの発生の両方を抑制可能な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】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、画像形成部と、帯電電圧電源と、現像電圧電源と、制御部と、を備えた画像形成装置である。画像形成部は、表面に感光層が形成された像担持体と、像担持体を帯電させる帯電装置と、帯電装置により帯電された像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、像担持体に対向配置され、トナーを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、像担持体に形成された静電潜像に研磨剤を含むトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、像担持体の表面電荷を除去する除電装置と、像担持体に所定の圧力で圧接されるとともに像担持体を研磨する研磨部材と、を含む。帯電電圧電源は、帯電装置に帯電電圧を印加する。現像電圧電源は、現像剤担持体に現像電圧を印加する。制御部は、画像形成部、帯電電圧電源および現像電圧電源を制御する。画像形成装置は、非画像形成時に現像装置によって像担持体上にトナーを供給するトナー供給工程と、トナー供給工程によって像担持体上に供給されたトナーを研磨部材に搬送して像担持体を研磨する研磨工程と、を含むリフレッシュモードを実行可能である。制御部は、トナー供給工程の実行後に、像担持体の表面電位を画像形成時よりも低い電位に帯電させた状態で研磨工程を実行する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の構成によれば、リフレッシュモードの研磨工程において像担持体を画像形成時よりも低い表面電位に帯電させることにより、像担持体と帯電装置との間での放電を大幅に抑制することができる。その結果、像担持体への新たな放電生成物の付着を抑制し、且つ、接触二成分現像式のような接触現像方式におけるかぶりの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構成を示す側面断面図
【図２】図１における画像形成部Ｐａ周辺の部分拡大図
【図３】画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図
【図４】画像形成装置１００の制御経路の一例を示すブロック図
【図５】本実施形態の画像形成装置１００におけるリフレッシュモードの第１の制御例を示すフローチャート
【図６】第１の制御例における現像駆動、現像電圧、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位、帯電電圧のオン、オフを示すタイミングチャート
【図７】リフレッシュモードを開始する温湿度条件を示すグラフ
【図８】本実施形態の画像形成装置１００におけるリフレッシュモードの第２の制御例を示すフローチャート
【図９】第２の制御例における現像駆動、現像電圧、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位、帯電電圧のオン、オフを示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造を示す断面図であり、図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図である。なお、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。画像形成装置１００（ここではカラープリンター）本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの画像を順次形成する。
【００１３】
これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄがそれぞれ配設されている。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、例えばアルミニウム製のドラム素管の外周面に有機感光層（ＯＰＣ）が積層され、さらに有機感光層の表面に有機感光層よりも硬度が高いオーバーコート層が積層された有機感光体であり、メインモーター４０（図４参照）によって回転駆動される。なお、有機感光体ドラムに代えて、ドラム素管の外周面にアモルファスシリコン感光層が形成されたアモルファスシリコン感光体ドラムを用いることもできる。
【００１４】
また、ベルト駆動モーター４１（図４参照）により図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト（中間転写体）８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、中間転写ベルト８の回転方向に対し二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。
【００１５】
トナー像が二次転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。
【００１６】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。図２に示すように、回転可能に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄと、除電装置２０と、が配設され、中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラー６ａが配置されている。
【００１７】
帯電装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触して感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面を帯電させる帯電ローラー２１と、帯電ローラー２１をクリーニングする帯電クリーニングローラー２２を有している。
【００１８】
現像装置３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向する現像ローラー３１を備える。現像装置３ａ〜３ｄ内にはキャリアおよびトナーからなる二成分現像剤が収容されており、攪拌搬送スクリュー２６ａおよび供給搬送スクリュー２６ｂによって現像ローラー３１に二成分現像剤が供給され、現像ローラー３１上に磁気ブラシが形成される。現像ローラー３１には、現像電圧電源５３（図４参照）から直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧が印加される。
【００１９】
クリーニング装置７ａ〜７ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面の残留トナーを除去するクリーニングブレード３２と、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面の残留トナーを除去するとともに感光体ドラム１ａ表面を摺擦して研磨する摺擦ローラー３３と、クリーニングブレード３２および摺擦ローラー３３によって感光体ドラム１ａから除去された残留トナーをクリーニング装置７ａ〜７ｄの外部に排出する搬送スパイラル３５と、を含む。
【００２０】
クリーニングブレード３２は、例えばＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴムで形成され、感光体ドラム１ａ〜１ｄとの当接点において接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。クリーニングブレード３２の感光体ドラム１ａ〜１ｄ側への圧接力は、例えば２０Ｎ／ｍ程度に設定されている。クリーニングブレード３２の材質及び硬度、寸法、感光体ドラム１ａ〜１ｄへの食い込み量及び圧接力等は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの仕様に応じて適宜設定される。
【００２１】
摺擦ローラー３３は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに所定の圧力で圧接されており、図示しない駆動装置により感光体ドラム１ａ〜１ｄとの当接面において同一方向に回転駆動される。摺擦ローラー３３は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対し所定の線速差（例えば感光体ドラムの線速の１．２倍）をもって回転される。摺擦ローラー３３としては、例えば金属シャフトの周囲にローラー体としてＥＰＤＭゴム製でアスカＣ硬度５５°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。ローラー体の材質としてはＥＰＤＭゴムに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。
【００２２】
摺擦ローラー３３は感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面の残留トナーを清掃する機能の他、感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に研磨剤を含むトナーを介在させてドラム表面を研磨する機能も有している。
【００２３】
クリーニングブレード３２および摺擦ローラー３３によって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面から除去された残留トナーは下方に移動し、搬送スパイラル３５の回転に伴ってクリーニング装置７ａ〜７ｄの外部に排出される。本発明の画像形成装置１００において用いられるトナーとしては、トナー母粒子の表面に研磨剤としてシリカ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等が静電的に付着しているものや、研磨剤がトナー母粒子の表面に埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものが用いられる。
【００２４】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を所定の表面電位（例えば４５０Ｖ）に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２５】
そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。また、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面の残留電荷が除電装置２０によって除去される。
【００２６】
中間転写ベルト８が時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が転写紙Ｐ上に二次転写される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。
【００２７】
定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面に画像が形成された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００２８】
図３は、画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図である。また、以下の説明では図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａを例示するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００２９】
図３に示すように、現像装置３ａは、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤という）が収納される現像容器２３を備えており、現像容器２３は仕切壁２３ａによって攪拌搬送室２４、供給搬送室２５に区画されている。攪拌搬送室２４および供給搬送室２５には、トナーコンテナ４ａ（図１参照）から供給されるトナーを磁性キャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー２６ａおよび供給搬送スクリュー２６ｂがそれぞれ回転可能に配設されている。
【００３０】
そして、攪拌搬送スクリュー２６ａおよび供給搬送スクリュー２６ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向（図３の紙面と垂直な方向）に搬送され、仕切壁２３ａの両端部に形成された不図示の現像剤通過路を介して攪拌搬送室２３、供給搬送室２４間を循環する。即ち、攪拌搬送室２４、供給搬送室２５、現像剤通過路によって現像容器２３内に現像剤の循環経路が形成されている。
【００３１】
現像容器２３は図３の左斜め上方に延在しており、現像容器２３内において供給搬送スクリュー２６ｂの左斜め上方には現像ローラー３１が配置されている。そして、現像ローラー３１の外周面の一部が現像容器２３の開口部２３ｂから露出し、感光体ドラム１ａに対向している。現像ローラー３１は、図３において時計回り方向に回転する。
【００３２】
現像ローラー３１は、図３において時計回り方向に回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された複数の磁極を有するマグネット（図示せず）とで構成されている。なお、ここでは表面がローレット加工された現像スリーブを用いているが、表面に多数の凹形状（ディンプル）を形成したものや、表面がブラスト加工された現像スリーブ、更には、ローレット加工や凹形状の形成に加えてブラスト加工を施したものや、メッキ処理を施したものを用いることもできる。
【００３３】
また、現像容器２３には規制ブレード２７が現像ローラー３１の長手方向（図３の紙面と垂直な方向）に沿って取り付けられている。規制ブレード２７の先端部と現像ローラー３１の表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００３４】
現像ローラー３１には、現像電圧電源５３（図４参照）により直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）ともいう）および交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）ともいう）からなる現像電圧が印加される。
【００３５】
図４は、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。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
【００３６】
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、読み書き可能な記憶部である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、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部６０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。また、制御部９０は、画像形成装置１００の本体内部の任意の場所に配置可能である。
【００３７】
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ような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。カウンター９５は、印字枚数を積算してカウントする。
【００３８】
また、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、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、露光装置５、一次転写ローラー６ａ〜６ｄ、二次転写ローラー９、メインモーター４０、ベルト駆動モーター４１、電圧制御回路５１、操作部６０等が挙げられる。
【００３９】
画像入力部４３は、画像形成装置１００にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部４３より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。
【００４０】
機内温湿度センサー５０は、画像形成装置１００の内部、具体的には感光体ドラム１ａ〜１ｄ近傍の温度および湿度を常に検出しており、検出された温湿度は制御部９０に送信される。
【００４１】
電圧制御回路５１は、帯電電圧電源５２、現像電圧電源５３、転写電圧電源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。これらの各電源は、電圧制御回路５１からの制御信号によって、帯電電圧電源５２は帯電装置２ａ〜２ｄ内の帯電ローラー２１に、現像電圧電源５３は現像装置３ａ〜３ｄ内の現像ローラー３１に、転写電圧電源５４は一次転写ローラー６ａ〜６ｄおよび二次転写ローラー９に、それぞれ所定の電圧を印加する。
【００４２】
帯電電圧電源５２は、交流定電圧電源および直流定電圧電源（いずれも図示せず）を備える。交流定電圧電源は、昇圧トランス（図示せず）を用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を出力する。直流定電圧電源は、昇圧トランスを用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を整流した直流電圧を出力する。現像電圧電源５３の構成は帯電電圧電源５２と同様である。
【００４３】
操作部６０には、液晶表示部６１、各種の状態を示すＬＥＤ６２が設けられており、ユーザーは操作部６０のストップ／クリアボタンを操作して画像形成を中止し、リセットボタンを操作して画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする。液晶表示部６１は、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。画像形成装置１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。
【００４４】
本発明の画像形成装置１００は、非画像形成時に、現像装置３ａ〜３ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナーを供給する工程（トナー供給工程）と、トナー供給工程により感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に供給されたトナーを摺擦ローラー３３に搬送して感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を研磨する工程（研磨工程）とを各１回以上含むリフレッシュモードを実行可能である。
【００４５】
前述したように、リフレッシュモードの実行時に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位が現像ローラー３１に印加される直流電圧Ｖｓｌｖ（ＤＣ）よりも低くなると、かぶりが発生する。一方、かぶりを抑制するために感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を帯電させると、新たな放電生成物が感光体ドラムの表面に付着するおそれがある。
【００４６】
そこで、本発明の画像形成装置１００では、トナー供給工程の実行後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位を画像形成時よりも低い電位に帯電させた状態で研磨工程を実行する。
【００４７】
図５は、本実施形態の画像形成装置１００におけるリフレッシュモードの第１の制御例を示すフローチャートである。図６は、第１の制御例における現像駆動、現像電圧、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位、帯電電圧のオン、オフを示すタイミングチャートである。必要に応じて図１〜図４、図６および後述する図７を参照しながら、図５のステップに沿ってリフレッシュモードの第１の制御例について詳細に説明する。
【００４８】
先ず、機内温湿度センサー５０により感光体ドラム１ａ〜１ｄ近傍の温湿度を測定する（ステップＳ１）。測定された温湿度は制御部９０に送信される。次に、制御部９０は送信された温湿度がリフレッシュモードの設定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００４９】
図７は、リフレッシュモードを開始する温湿度条件を示すグラフである。画像流れは温湿度が一定値以上のときに発生するため、機内温湿度センサー５０により測定された温湿度が図７の点線で示すリフレッシュモード開始曲線の上側にあるときリフレッシュモードを開始する。温湿度がリフレッシュモードの設定範囲内でない場合は（ステップＳ２でＮｏ）、リフレッシュモードを実行せずに処理を終了する。温湿度がリフレッシュモードの設定範囲内である場合は（ステップＳ２でＹｅｓ）、リフレッシュモードを開始する（ステップＳ３）。
【００５０】
具体的には、感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび現像装置３ａ〜３ｄを駆動させる（ステップＳ４）とともに、帯電ローラー２１に帯電電圧を印加せず感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させない（０Ｖ）状態で、現像ローラー３１に現像電圧Ｖｓｌｖ（ＤＣ）（例えば１５０Ｖ）を印加することにより（ステップＳ５）、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナーを供給する（図６のｔ１〜ｔ２、トナー供給工程）。
【００５１】
次に、所定時間（ここでは０．３ｓｅｃ）経過後に、現像電圧Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の印加を停止し、除電装置２０をオフにした状態で帯電ローラー２１に帯電電圧を印加する（ステップＳ６）。ここでは、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する。これにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄは画像形成時の表面電位（４５０Ｖ）よりも低い表面電位Ｖ０（例えば１００Ｖ）に帯電される。この状態で感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび現像装置３ａ〜３ｄの駆動を継続して摺擦ローラー３３により感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を研磨する（図６のｔ２〜ｔ４、研磨工程）。
【００５２】
その後、制御部９０はリフレッシュモードの開始から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ７）。ここでは、リフレッシュモードの実行時間はトナー供給工程（ｔ１〜ｔ２）０．３ｓｅｃ、研磨工程（ｔ２〜ｔ４）６０ｓｅｃの計６０．３ｓｅｃに設定されている。制御部９０は、リフレッシュモードの実行時間（ｔ１〜ｔ４）が経過する前に所定時間（図６のｔ１〜ｔ３）が経過したか否かを判定する。
【００５３】
所定時間が経過していない場合は（ステップＳ７でＮｏ）研磨工程を継続する。所定時間が経過している場合は（ステップＳ７でＹｅｓ）、先ず現像装置３ａ〜３ｄの駆動を停止する（ステップＳ８）。次に、帯電電圧の印加を停止し、除電装置２０をオンにして（ステップＳ９）感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面の残留電荷を除去する。そして、リフレッシュモードの実行時間が経過した時点で除電装置２０をオフにして感光体ドラム１ａ〜１ｄの駆動を停止し（ステップＳ１０）、リフレッシュモードを終了する。なお、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面の残留電荷を完全に除去するために、除電装置２０は帯電電圧の印加を停止した後も感光体ドラム１ａ〜１ｄが１周する分だけ駆動を継続する。
【００５４】
図５に示した第１の制御例によれば、リフレッシュモードのトナー供給工程後に実行される研磨工程において、除電装置２０をオフにした状態で帯電ローラー２１に帯電電圧を印加することで、感光体ドラム１ａ〜１ｄを画像形成時よりも低い表面電位に帯電させる。これにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄの１周目は帯電ローラー２１との間で放電が発生するが、２周目以降は直前の周回での帯電による表面電荷が感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残存しているため、放電を大幅に抑制することができる。その結果、感光体ドラム１ａ〜１ｄへの放電生成物の付着量を低減し、且つ、接触二成分現像式のような接触現像方式でのかぶりの発生を抑制することができる。
【００５５】
また、感光体ドラム１ａ〜１ｄを所定の表面電位に帯電させた状態で、現像電圧を印加せずに（０Ｖ）現像装置３ａ〜３ｄを駆動させて研磨工程を実行することによって、リフレッシュモード中のかぶりが発生せず、且つ、現像剤の攪拌は継続するためリフレッシュモードの実行後に現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー帯電量が速やかに安定する。従って、リフレッシュモードの実行後にかぶり画像を防止するための予備駆動（エージング）が不要になり、画像形成装置１００を速やかに印字可能状態に立ち上げることができる。
【００５６】
なお、図５の制御例では、帯電電圧電源５２から帯電ローラー２１に交流電圧に直流電圧を重畳した帯電電圧を印加しているが、リフレッシュモードの実行時に帯電ローラー２１に直流電圧のみからなる帯電電圧を印加することで、感光体ドラム１ａ〜１ｄと帯電ローラー２１との間の放電をさらに抑制することができる。
【００５７】
また、帯電電圧の印加を停止した後に現像装置３ａ〜３ｄの駆動が継続していると、現像ローラー３１の回転に伴い現像ローラー３１に担持されたトナーが感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に付着してしまう。そこで、本実施形態のように現像装置３ａ〜３ｄの駆動を停止した後に帯電電圧の印加を停止することが好ましい。このようにすれば、現像ローラー３１が停止したとき感光体ドラム１ａ〜１ｄとの対向部分（現像領域）に存在するトナーのみが感光体ドラム１ａ〜１ｄに移動する。従って、研磨工程の終了時における感光体ドラム１ａ〜１ｄへのトナーの付着量を低減することができる。
【００５８】
図８は、本実施形態の画像形成装置１００におけるリフレッシュモードの第２の制御例を示すフローチャートである。図９は、第２の制御例における現像駆動、現像電圧、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位、帯電電圧のオン、オフを示すタイミングチャートである。必要に応じて図１〜図４、図７、図９を参照しながら、図８のステップに沿ってリフレッシュモードの第２の制御例について詳細に説明する。
【００５９】
先ず、機内温湿度センサー５０により感光体ドラム１ａ〜１ｄ近傍の温湿度を測定する（ステップＳ１）。測定された温湿度は制御部９０に送信される。次に、制御部９０は送信された温湿度がリフレッシュモードの設定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２）。判定方法は図５に示した第１の制御例と同様に図７を用いて行う。
【００６０】
温湿度がリフレッシュモードの設定範囲内でない場合は（ステップＳ２でＮｏ）、リフレッシュモードを実行せずに処理を終了する。温湿度がリフレッシュモードの設定範囲内である場合は（ステップＳ２でＹｅｓ）、リフレッシュモードを開始する（ステップＳ３）。
【００６１】
具体的には、感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび現像装置３ａ〜３ｄを駆動させる（ステップＳ４）とともに、帯電ローラー２１に帯電電圧を印加せず感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させない（０Ｖ）状態で、現像ローラー３１に現像電圧Ｖｓｌｖ（ＤＣ）（例えば１５０Ｖ）を印加することにより（ステップＳ５）、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナーを供給する（図９のｔ１〜ｔ２、トナー供給工程）。
【００６２】
次に、所定時間（ここでは０．３ｓｅｃ）経過後に、現像電圧Ｖｓｌｖ（ＤＣ）の印加を停止し、除電装置２０をオンにした状態で帯電ローラー２１に帯電電圧を印加する（ステップＳ６）。ここでは、直流電圧のみからなる帯電電圧を印加する。これにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄは画像形成時よりも低い表面電位（例えば１００Ｖ）に帯電される。この状態で感光体ドラム１ａ〜１ｄおよび現像装置３ａ〜３ｄの駆動を継続して摺擦ローラー３３により感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を研磨する（図９のｔ２〜ｔ３、研磨工程）。
【００６３】
その後、制御部９０はリフレッシュモードの開始から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ７）。第１の制御例と同様に、リフレッシュモードの実行時間はトナー供給工程（ｔ１〜ｔ２）０．３ｓｅｃ、研磨工程（ｔ２〜ｔ４）６０ｓｅｃの計６０．３ｓｅｃに設定されている。制御部９０は、リフレッシュモードの実行時間（ｔ１〜ｔ４）が経過する前に所定時間（図９のｔ１〜ｔ３）が経過したか否かを判定する。
【００６４】
所定時間が経過していない場合は（ステップＳ７でＮｏ）研磨工程を継続する。所定時間が経過している場合は（ステップＳ７でＹｅｓ）、先ず現像装置３ａ〜３ｄの駆動を停止する（ステップＳ８）。次に、帯電電圧の印加を停止する（ステップＳ９）。そして、リフレッシュモードの実行時間が経過した時点で除電装置２０をオフにして感光体ドラム１ａ〜１ｄの駆動を停止し（ステップＳ１０）、リフレッシュモードを終了する。なお、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面の残留電荷を完全に除去するために、除電装置２０は帯電電圧の印加を停止した後も感光体ドラム１ａ〜１ｄが１周する分だけ駆動を継続する。
【００６５】
図８に示した第２の制御例によれば、リフレッシュモードのトナー供給工程後に実行される研磨工程において、帯電ローラー２１に画像形成時よりも低い直流成分のみからなる帯電電圧を印加することで、感光体ドラム１ａ〜１ｄを画像形成時よりも低い表面電位に帯電させる。これにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄと帯電ローラー２１との間の放電を抑制することができ、感光体ドラム１ａ〜１ｄへの放電生成物の付着量を低減し、且つ、二成分現像のような接触現像方式でのかぶりの発生を抑制することができる。
【００６６】
また、感光体ドラム１ａ〜１ｄを所定の表面電位に帯電させた状態で、現像電圧を印加せずに（０Ｖ）現像装置３ａ〜３ｄを駆動させて研磨工程を実行することによって、リフレッシュモード中のかぶりが発生せず、且つ、現像剤の攪拌は継続するためリフレッシュモードの実行後に現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー帯電量が速やかに安定する。従って、リフレッシュモードの実行後にかぶり画像を防止するための予備駆動（エージング）が不要になり、画像形成装置１００を速やかに印字可能状態に立ち上げることができる。
【００６７】
なお、図８の制御例では、除電装置２０をオンにした状態で帯電ローラー２１に帯電電圧を印加しているが、第１の制御例と同様に、除電装置２０をオフにした状態で帯電ローラー２１に帯電電圧を印加することもできる。その場合、感光体ドラム１ａ〜１ｄの２周目以降は直前の周回での帯電による表面電荷が感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残存しているため、感光体ドラム１ａ〜１ｄと帯電ローラー２１との間の放電をさらに抑制することができる。
【００６８】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では二成分現像剤を担持する現像ローラー３１を備えた二成分現像式の現像装置３ａ〜３ｄを備えた画像形成装置１００について説明したが、現像装置は二成分現像式に限定されるものではない。例えば、トナーのみからなる一成分現像剤を用いる一成分現像式の現像装置を備えた画像形成装置１００においても本発明を同様に適用可能である。
【００６９】
また上記実施形態では、画像形成装置１００として図１に示したようなカラープリンターを例に挙げて説明したが、カラープリンターに限らず、モノクロおよびカラー複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、非画像形成時に現像装置から像担持体側へトナーを供給して像担持体表面を研磨するリフレッシュモードを実行可能な画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、リフレッシュモードの実行時における像担持体への放電生成物の付着、およびかぶりの発生の両方を抑制可能な画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１ａ〜１ｄ      感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ      帯電装置
３ａ〜３ｄ      現像装置
４ａ〜４ｄ      トナーコンテナ
５              露光装置
２０            除電装置
２１            帯電ローラー
３１            現像ローラー（現像剤担持体）
３３            摺擦ローラー（研磨部材）
５０            機内温室度センサー（温湿度検知装置）
５１            電圧制御回路
５２            帯電電圧電源
５３            現像電圧電源
９０            制御部
１００          画像形成装置
【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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