(57)【要約】【課題】  適切な現像交流バイアスを現像手段に供給することで、再転写を防止すること。【解決手段】  表面に静電潜像が形成される像担持体１と、形成された静電潜像をトナーで現像する現像器４および現像スリーブ５と、像担持体１から転写材へトナー像を転写する転写帯電器９と、転写材にトナー像の転写が行なわれた後の像担持体１に付着しているトナー量を算出するトナー付着量算出手段２３と、トナー付着量算出手段２３の算出結果に応じて現像条件を変更する高圧ユニット制御部２４と、を有することを特徴とする。【選択図】  図３
2006337651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、
前記像担持体から転写材へトナー像を転写する転写帯電手段と、
前記転写帯電手段により転写材にトナー像の転写が行なわれた後の前記像担持体に付着しているトナー量を算出するトナー付着量算出手段と、
前記トナー付着量算出手段の算出結果に応じて前記現像手段の現像条件を変更する変更手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
交流電圧に直流電圧を重畳した高圧出力を前記現像手段に供給するための現像高圧電源を有し、前記変更手段は、前記現像手段に印加される現像交流バイアス電圧の周波数を変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
交流電圧に直流電圧を重畳した高圧出力を前記現像手段に供給するための現像高圧電源を有し、前記変更手段は、前記現像手段に印加される現像交流バイアス電圧の振幅を変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
交流電圧に直流電圧を重畳した高圧出力を前記現像手段に供給するための現像高圧電源を有し、前記変更手段は、前記現像手段に印加される現像交流バイアス電圧の周波数及び振幅を変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成装置内又は周囲の環境を検知する環境検知手段と、
前記現像手段の累積使用量を算出する累積使用量算出手段を有し、
前記トナー付着量算出手段は、前記環境検知手段の検知結果と前記累積使用量算出手段の算出結果に応じて、前記像担持体に付着しているトナー量を算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
転写材にトナー像の転写が行なわれた後における前記像担持体上のトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段を有し、
前記トナー付着量算出手段は、前記トナー付着量検知手段の検知結果に応じて、前記像担持体に付着しているトナー量を算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置。
【請求項７】
像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像工程と、
前記像担持体から転写材へトナー像を転写する転写工程と、
転写材にトナー像の転写が行なわれた後の前記像担持体に付着しているトナー量を算出するトナー量算出工程と、
前記トナー付着量算出工程の算出結果に応じて前記現像工程における現像条件を変更する変更工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の画像形成装置においては、一次帯電器で一様に帯電した像担持体表面に画像情報に対応した画像露光を照射し静電潜像を形成し、この静電潜像を現像器でトナー像に現像し、この像担持体表面のトナー像に転写材を密着させて転写材に電荷を付与してトナー像を転写材に転写し、分離帯電器で転写手段を付与した電荷の一部を除去して転写材を像担持体から分離し、定着手段で転写材上のトナー像を定着し、画像を出力している。
【０００３】
こうした画像形成装置において、画像品位に影響を与える現象として再転写と呼ばれるものがある。再転写は転写材を像担持体から分離する際、トナー像を像担持体に奪い取られる現象であり、上述の現像工程において現像器に印加される交流高圧バイアスの周波数や振幅が大きく影響を与えている。更に再転写現象は、画像形成装置の使用環境にも大きく影響を受けるため、従来は画像形成装置の使用環境に応じて現像器に印加される交流高圧バイアスの周波数の変更等を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１４３１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術においては、以下に説明するような問題を抱えていた。
【０００５】
再転写に影響を与える要素として、画像形成装置の使用環境の他に現像器の使用量（耐久枚数）がある。現像器内に充填されているトナーは理想的には粒径が均一であることが理想的であるが、実際には粒径にばらつきを持っている。
【０００６】
現像器よりトナー像担持体に搬送されるトナーの粒径は現像器の初期使用時は小さい傾向があり、この場合現像器に印加する交流高圧バイアスの周波数を低くするか振幅を大きくすることで再転写の発生を低減させることが期待できる。そして、現像器の使用量が増えるにつれて、現像器よりトナー像担持体に搬送されるトナーの粒径は大きくなっていくため、それに伴い交流高圧バイアスの周波数を高くしていくか振幅を小さくしていく必要がある。
【０００７】
従来の画像形成装置においては、現像器の累積使用量を算出し、現像器に印加される交流バイアス出力の振幅や周波数を変更する仕組みを取っていなかった。従ってサービスマンが定期的にユーザーを訪問し、実際に画像を見ながら現像交流バイアス出力の振幅や周波数を調整していたが、こうした作業に伴い装置のダウンタイムが発生していた。
【０００８】
このような問題を解決するため、本発明は、適切な現像交流バイアスを現像手段に供給することで、再転写を防止することが可能となる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、本発明に係る画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体から転写材へトナー像を転写する転写帯電手段と、前記転写帯電手段により転写材にトナー像の転写が行なわれた後の前記像担持体に付着しているトナー量を算出するトナー付着量算出手段と、前記トナー付着量算出手段の算出結果に応じて前記現像手段の現像条件を変更する変更手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る画像形成装置の制御方法は、像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像工程と、前記像担持体から転写材へトナー像を転写する転写工程と、転写材にトナー像の転写が行なわれた後の前記像担持体に付着しているトナー量を算出するトナー量算出工程と、前記トナー付着量算出工程の算出結果に応じて前記現像工程における現像条件を変更する変更工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、適切な現像交流バイアスを現像手段に供給することで、再転写を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施例１）
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施例１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式のプリンタであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【００１３】
同図に示す画像形成装置は、画像形成装置本体内側に、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００１４】
コロナ帯電器で構成された一次帯電器２で感光ドラム２の表面を一様に帯電し、レーザースキャナー等の画像露光装置（図示せず）で画像情報に対応した画像露光３を照射し、感光ドラム１の表面に画像情報に対応した静電潜像を形成する。本実施例の画像露光３は、画像の暗部（黒部）に光を照射するタイプの画像露光であるとする。
【００１５】
感光ドラム１の表面に形成した静電潜像は現像器４でトナー像に現像される。現像器４内には少なくともトナーを含む現像剤が充填されており、このトナーは攪拌部材（図示せず）や感光ドラム１の表面に搬送する現像スリーブ５に対して印加された交流電圧＋直流電圧の高圧バイアスにより、所定の極性に摩擦帯電している。
【００１６】
タイミングローラー６と転写ガイド７は転写材搬送手段である。図示しない給紙装置で給紙されて来る転写材８はタイミングローラー６で感光ドラム１表面のトナー像に同期をとられた上で、転写ガイド７によって感光ドラム１の表面に密着搬送される。転写材８が感光ドラム１の表面に密着した後、コロナ帯電器で構成された転写帯電器９で転写材８の背面にトナーの持つ極性の逆極性の電荷を付与し、静電的な力で感光ドラム１の表面のトナー像を転写材８に転写する。
【００１７】
転写プロセス後の転写材８は背面に付与された電荷のために、感光ドラム１の表面に静電的に吸着している。そこで、分離帯電器１０によって、転写プロセスで付与された電荷の一部を除去し、転写材８と感光ドラム１の間の吸着力を減じ、転写材８の弾性的な力を利用して転写材８を感光ドラム１から分離する。
【００１８】
分離帯電器１０は転写帯電器９が発する電荷の極性の逆極性の電荷を発するコロナ帯電器か、これに交流電流を重畳したものである。このように、転写プロセス後における転写材の背面の電荷を除電することで像担持体と転写材の間の静電吸着力を弱め、転写材の弾性力で転写材を分離する方式を静電分離方式と呼ぶ。
【００１９】
こうして、トナー像を保持した状態で感光ドラム１から分離された転写材８は搬送装置１１によって、定着装置１２に運ばれる。転写材８上のトナー像は定着装置１２によって転写材８に定着される。定着装置１２は、樹脂を主成分とするトナーを熱によって転写材に融着させる熱定着装置が一般に用いられる。
【００２０】
そして、トナー像が定着された転写材は、排出ローラから排出される。また、両面や多重で画像が転写される場合には、機内の中間トレー等に収容された後、再度給紙され、転写帯電器へと導かれ、転写材にトナー像が転写され、分離帯電器１０で分離されたのち定着装置１２で定着され機外に排出される。
【００２１】
一方、トナー像を転写材８に転写した後の感光ドラム１は、表面に残った転写残トナーをクリーニング装置１３によって清掃除去され、さらに、静電潜像を前露光１４によって除去され次の画像形成サイクルに入る。
【００２２】
次に、本発明に係る実施例１の特徴的な部分を説明するために、高圧ユニット１５について図２を用いて説明する。
【００２３】
高圧ユニット１５は、１次帯電高圧回路１６、転写帯電高圧回路１７、分離帯電高圧回路１８、ポスト帯電高圧回路１９、現像高圧回路２０とからなる。現像バイアスは、矩形波やそのデューティ比を変えた波形やサイン波、スロープバイアスと呼ばれる交流電圧が用いられ、これにある程度の直流電圧を重畳したものが用いられる。その周波数は、その機械や用いられるトナーの特性によって１０００Ｈｚから数千Ｈｚの範囲で選択されているが、本実施機においては、画像形成装置の制御を司る制御手段からの制御信号により周波数が２０００Ｈｚ〜３０００Ｈｚの範囲で現像交流電圧波形を２５６段階（８ビット）で切り替えられるように構成されている。
【００２４】
スロープバイアス波形とは、三角波のピーク部分を平坦にして台形状にした波形である。
【００２５】
次に、本発明の実施例１における現像交流バイアスの周波数を決定する制御について図３を用いて説明する。
【００２６】
図３は実施例１の画像形成装置における制御系ブロック図である。環境検知手段２２により検知された画像形成装置の使用環境の信号は画像形成装置の制御を司る画像形成装置制御手段２１へ送られる。本実施例において、環境検知手段２２によって検知される環境信号は湿度信号である。
【００２７】
また、画像形成装置制御手段２１内には、コピー枚数カウンタや現像器の積算駆動時間等を元に算出された現像器の累積使用量データを記憶するための現像器使用量記憶手段２５が設けられている。環境検知手段２２により検知された湿度信号及び現像器使用量記憶手段２５に記憶された現像器の累積使用量データは画像形成装置制御手段２１内に設けられたトナー付着量算出手段２３に送られる。
【００２８】
トナー付着量算出手段２３は湿度信号及び現像器の累積使用量データに基づいて予め用意された算出用テーブルに基づいてトナー付着量を算出し、算出されたトナー付着量信号は高圧ユニット制御部２４に送られる。高圧ユニット制御部２４においては、トナー付着量算出手段から送られてきたトナー付着量信号を元に、現像器に供給する現像交流高圧バイアスの周波数を決定し、制御信号を高圧ユニット１５に送る。
【００２９】
このように本実施例では、画像形成装置の使用環境に加え、現像器の累積使用量を元に現像器に印加する交流高圧バイアスの周波数を決めることが可能となり、現像器の耐久枚数が進んでからサービスマンが手動調整することなく、再転写現象の対策を行なうことが可能となる。尚、本実施例では、現像器に印加する交流高圧バイアスの周波数を変更する構成について説明したが、現像器に印加する交流バイアスの振幅を変更する構成を採用することも可能である。
【００３０】
（実施例２）
図４に、本発明の実施例２に係る画像形成装置を示す。
【００３１】
実施例２において実施例１と異なる部分は、転写工程が終了する位置かつ感光ドラム１の近辺に転写工程終了後に感光帯ドラム上に付着しているトナー量を検知する手段を設けている点である。
【００３２】
尚、図４において、図１と同じ機能の部分には図１と同一の符号を付している。
【００３３】
同図に示す画像形成装置は、電子写真方式のプリンタであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【００３４】
同図に示す画像形成装置は、画像形成装置本体内側に、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００３５】
コロナ帯電器で構成された一次帯電器２で感光ドラム２の表面を一様に帯電し、レーザースキャナー等の画像露光装置（図示せず）で画像情報に対応した画像露光３を照射し、感光ドラム１の表面に画像情報に対応した静電潜像を形成する。本実施例の画像露光３は画像の暗部（黒部）に光を照射するタイプの画像露光であるとする。
【００３６】
感光ドラム１の表面に形成した静電潜像は現像器４でトナー像に現像される。現像器４内には少なくともトナーを含む現像剤が充填されており、このトナーは攪拌部材（図示せず）や感光ドラム１の表面に搬送する現像スリーブ５に対して印加された交流電圧＋直流電圧の高圧バイアスにより、所定の極性に摩擦帯電している。
【００３７】
タイミングローラー６と転写ガイド７は転写材搬送手段である。図示しない給紙装置で給紙されて来る転写材８はタイミングローラー６で感光ドラム１表面のトナー像に同期をとられた上で、転写ガイド７によって感光ドラム１の表面に密着搬送される。転写材８が感光ドラム１の表面に密着した後、コロナ帯電器で構成された転写帯電器９で転写材８の背面にトナーの持つ極性の逆極性の電荷を付与し、静電的な力で感光ドラム１の表面のトナー像を転写材８に転写する。
【００３８】
転写プロセス後の転写材８は背面に付与された電荷のために、感光ドラム１の表面に静電的に吸着している。そこで、分離帯電器１０によって、転写プロセスで付与された電荷の一部を除去し、転写材８と感光ドラム１の間の吸着力を減じ、転写材８の弾性的な力を利用して転写材８を感光ドラム１から分離する。分離帯電器１０は転写帯電器９が発する電荷の極性の逆極性の電荷を発するコロナ帯電器か、これに交流電流を重畳したものである。
【００３９】
このように、転写プロセス後における転写材の背面の電荷を除電することで像担持体と転写材の間の静電吸着力を弱め、転写材の弾性力で転写材を分離する方式を静電分離方式と呼ぶ。そして、転写帯電器９の近傍にはトナーが感光ドラムより転写材に転写される転写工程が終了した後に感光ドラム表面に付着しているトナー量を検知するトナー量検知手段２７が設けられ、トナー量の検知が行なわれる。
【００４０】
こうして、トナー像を保持した状態で感光ドラム１から分離された転写材８は搬送装置１１によって、定着装置１２に運ばれる。転写材８上のトナー像は定着装置１２によって転写材８に定着される。定着装置１２は、樹脂を主成分とするトナーを熱によって転写材に融着させる熱定着装置が一般に用いられる。
【００４１】
そして、トナー像が定着された転写材は、排出ローラから排出される。また、両面や多重で画像が転写される場合には、機内の中間トレー等に収容された後、再度給紙され、転写帯電器へと導かれ、転写材にトナー像が転写され、分離帯電器１０で分離されたのち定着装置１２で定着され機外に排出される。
【００４２】
一方、トナー像を転写材８に転写した後の感光ドラム１は、表面に残った転写残トナーをクリーニング装置１３によって清掃除去され、さらに、静電潜像を前露光１４によって除去され次の画像形成サイクルに入る。
【００４３】
次に、本発明の実施例２における現像交流バイアスの周波数を決定する制御について図５を用いて説明する。
【００４４】
図５は実施例２の画像形成装置における制御系ブロック図である。トナー付着量検知手段２７により検知された転写工程終了後に感光ドラム表面に付着したトナー量の信号は画像形成装置の制御を司る画像形成装置制御手段２６へ送られる。そして、トナー付着量信号は画像形成装置制御手段内に設けられた高圧ユニット制御部２８に送られる。高圧ユニット制御部２８においては、トナー付着量検知手段から送られてきたトナー付着量信号を元に、現像器に供給する現像交流高圧バイアスの周波数を決定し、制御信号を高圧ユニット１５に送る。
【００４５】
このように本実施例では、転写工程終了後に感光ドラム表面に付着したトナー量を直接求め、このようにして求めたトナー量信号を元に現像器に印加する交流高圧バイアスの周波数を決めることが可能となり、現像器の耐久枚数が進んでからサービスマンが手動調整することなく、再転写現象の対策を行なうことが可能となる。
【００４６】
尚、本実施例では、現像器に印加する交流高圧バイアスの周波数を変更する構成について説明したが、現像器に印加する交流バイアスの振幅を変更する構成を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置における高圧ユニットのブロック図である。
【図３】実施例１の画像形成装置における制御系ブロック図である。
【図４】実施例２の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図５】実施例２の画像形成装置における制御系ブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  像担持体（感光体，感光ドラム）
２  １次帯電器
３  画像露光
４  現像器
５  現像スリーブ
６  タイミングローラー
７  転写ガイド
８  転写材
９  転写帯電器
１１  搬送装置
１２  定着装置
１３  クリーニング装置
１４  前露光
１５  高圧ユニット
１６  １次帯電高圧回路
１７  転写帯電高圧回路
１８  分離帯電高圧回路
１９  ポスト帯電高圧回路
２０  現像高圧回路
２１  像形成装置制御手段
２２  環境検知手段
２３  トナー付着量算出手段
２４  高圧ユニット制御部
２６  像形成装置制御手段
２７  トナー付着量検知手段
２８  高圧ユニット制御部
２９  ポスト帯電器
【図１】
2006337651.tif 000003
【図２】
2006337651.tif 000004
【図３】
2006337651.tif 000005
【図４】
2006337651.tif 000006
【図５】
2006337651.tif 000007