(57)【要約】【課題】像担持体上の放電生成物を除去するための像担持体リフレッシュモード時のトナー使用量の無駄をなくし異常画像の発生を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御手段５０のＲＯＭには、温度、湿度、放置時間等の条件と、これに対応する「感光体リフレッシュモードに必要で且つ適正なトナー付着量」との関係が予め実験等により求められてデータテーブルとして格納されている。制御手段５０は、感光体リフレッシュモードを実行する前に、中間転写ベルト上に形成されたトナーパターンのトナー付着量を検知し、データテーブルから抽出した狙いの値とを比較し、差分を調整して最適なトナー付着量を感光体ドラムに付着させる。その後、感光体リフレッシュモードを実行する。【選択図】図２
2015060101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体に画像情報に基づいて静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備え、前記トナー像を最終的に記録媒体に転写して定着する画像形成装置において、
非作像時に、前記像担持体にトナーを付着させて前記クリーニング手段により前記像担持体の表面をクリーニングする像担持体リフレッシュモードを有し、
前記像担持体リフレッシュモード時に前記像担持体に付着させるトナー付着量を、前記像担持体のリフレッシュに必要で且つ適正な狙いの値に一定化する制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記像担持体上のトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段を有し、
前記像担持体リフレッシュモードを実行する前に、前記像担持体にトナーパターンを形成して該トナーパターンのトナー付着量を前記トナー付着量検知手段で検知し、該検知結果に基づいて前記狙いの値にすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写した後記録媒体に転写する構成を備え、
前記中間転写体上のトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段を有し、
前記像担持体リフレッシュモードを実行する前に、前記像担持体にトナーパターンを形成して前記中間転写体上の前記トナーパターンのトナー付着量を前記トナー付着量検知手段で検知し、該検知結果に基づいて前記狙いの値にすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記トナー付着量検知手段が、通常の画像形成における画像濃度調整に用いられるトナー付着量検知手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
前記狙いの値を現像バイアスの調整によって得ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記像担持体の電荷を除去する除電手段を有し、現像バイアスの値に応じて前記除電手段をオン・オフすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５に記載の画像形成装置において、
現像バイアスの値に応じて前記帯電手段による帯電バイアスを調整することを特徴とする画像形成装置。
【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、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置では、感光体ドラムの表面を帯電装置により一様に帯電した後、画像情報に基づいて露光装置により感光体ドラム上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置によりトナー像として可視像化する。
トナー像は直接に、あるいは中間転写体を介して間接に転写材に転写され、その後転写材は定着装置に通されてトナー像を定着される。
トナー像を転写した後の感光体ドラムの表面はクリーニング装置により残留トナー等を除去される。
【０００３】
帯電装置により帯電バイアスが印加されると、オゾンや窒素化合物（ＮＯｘ）が発生する。
これらの放電生成物は、画像形成時は、感光体ドラム周りの温度を安定させるための気流によって装置外に排出される。
しかしながら、画像形成終了後には気流は止まるため、放電生成物は感光体ドラム周りに留まったままとなり、感光体ドラムの表面に付着するようになる。
放電生成物が感光体ドラムの表面に付着すると感光体ドラムの帯電特性が大きく変わり、ハーフトーンの画像を形成するとその部分が白く抜ける異常画像が発生する。
この現象は、特に高温・高湿の環境で長時間放置した後に発生する。
【０００４】
このような異常画像の発生を抑制するために、従来より、画像形成を行う前に感光体ドラムの表面に付着した放電生成物を除去する感光体リフレッシュモードを実行することが行われている。
感光体リフレッシュモードは、装置が高温・高湿の環境で長時間放置された場合等に実行されるようになっている。
感光体リフレッシュモードでは、感光体ドラムの表面にトナーを付着させ、トナーと一緒に放電生成物をクリーニング装置で除去する方がトナーを付着させない場合に比べて除去能力が高いことが知られている。
これはトナーが放電生成物を掻き取るように作用するからであると思われる。
【０００５】
上記異常画像を防ぐ他の対策として、特許文献１には、クリーナレス方式において、感光体ドラムの表面にトナー担持領域を形成し、非作像時に感光体ドラムと帯電装置との間にトナーを介在させて放電生成物が感光体ドラムの表面に付着することを抑制する構成が開示されている。
特許文献２には、ヒータを設けて装置内雰囲気温度を制御し、高湿下の画像ボケや画像流れを抑制する構成が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
感光体リフレッシュモードで使用されるトナーは、放電生成物の除去促進の目的で使用されるため、実際の画像形成には寄与しない不寄与トナーである。
このため、使用する量は感光体ドラムのリフレッシュに必要で且つ適正な量でなければならず、必要以上に使用量が多いと無駄にトナーを消費させ、不経済となり、ひいてはランニングコストの上昇の一因ともなり得る。
特許文献１では、放電時間との関係から画像ボケを抑制できるトナー層の厚み（トナー付着量）が決定されており、感光体リフレッシュモードで使用されるトナーの適正量に適用できるような内容ではない。
特許文献２に記載の発明のように、ヒータを設ける方式では、ヒータを設けることによるコストアップを避けられないとともに、高温・高湿時にヒータ制御する複雑さを避けられない。
【０００７】
本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、放電生成物を除去するための像担持体リフレッシュモード時のトナー使用量の無駄をなくし異常画像の発生を抑制できる画像形成装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体に画像情報に基づいて静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段と、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを備え、前記トナー像を最終的に記録媒体に転写して定着する画像形成装置において、非作像時に、前記像担持体にトナーを付着させて前記クリーニング手段により前記像担持体の表面をクリーニングする像担持体リフレッシュモードを有し、前記像担持体リフレッシュモード時に前記像担持体に付着させるトナー付着量を、前記像担持体のリフレッシュに必要で且つ適正な狙いの値に一定化する制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、像担持体リフレッシュモード時の像担持体へのトナー付着量を常に適正な量とすることができ、異常画像の発生を抑制できるとともに、無駄なトナー消費による不経済性を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラー複写機の要部概要図である。
【図２】制御ブロック図である。
【図３】現像バイアスを高くした場合に感光体ドラムの表面電位も上がってしまう問題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図を参照して説明する。
まず、図１に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置としてのカラー複写機の構成の概要を説明する。
このカラー複写機は、中間転写体としての中間転写ベルト１００の水平移動面に沿って４つの画像形成部が並んだいわゆるタンデム構成を有している。
【００１２】
中間転写ベルト１００の移動方向における最上流の画像形成部について説明する。
感光体ドラム１５ａの周りには、その回転方向に沿って順に、帯電手段としての帯電器１０ａ、潜像形成手段としての露光器１１ａ、現像手段としての現像器１２ａ、１次転写手段としての１次転写ローラ１６ａ、除電手段としての除電器１３ａ、クリーニング手段としてのドラムクリーナー１４ａが配置されている。
１次転写ローラ１６ａは、中間転写ベルト１００を挟んで感光体ドラム１５ａに対向して配置され、中間転写ベルト１００に押圧されている。
ドラムクリーナー１４ａは、例えばクリーニングブレードが感光体ドラム１５ａの回転方向に対向するように感光体ドラム１５ａの表面に当接する構成を有している。
【００１３】
各画像形成部は同様の構成を有しており、他の画像形成部では符号にアルファベットのｂ、ｃ、ｄを付して区別している。
各画像形成部の現像器には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色のトナーが適宜の順で収容されている。
【００１４】
中間転写ベルト１００は、主として支持ローラ３０、３１によって回転可能に支持され、感光体ドラム１５ａ〜１５ｄと接触している。
中間転写ベルト１００は、支持ローラ３０を駆動ローラとして回転駆動され、矢印の方向（時計周り方向）に無端移動する。
【００１５】
次にカラー複写機の画像形成動作を説明する。なお、画像形成部を区別するアルファベットは省略する。
感光体ドラム１５は帯電器１０により、所定の帯電電位に帯電させられる。
その後、図示しないスキャナ又はＰＣ（パーソナルコンピュータ）からの画像情報（画像データ）に基づいて、露光器１１からレーザービームが照射され、帯電している感光体ドラム１５上に静電潜像が形成される。
静電潜像は、現像器１２によりトナー像として可視像化される。
感光体ドラム１５上に形成されたトナー像は中間転写ベルト１００上に転写される。
【００１６】
この場合、１次転写ローラ１６に定電流又は定電圧により制御された電流又は電圧による転写バイアスを印加することによって、トナー像が中間転写ベルト１００上に転写される。
中間転写ベルト１００上にトナー像が転写された後、感光体ドラム１５は余電荷を除電器１３によって取り除かれ、ドラムクリーナー１４によって表面に残っているトナーを除去されて、帯電工程に戻るプロセスが繰り返される。
各感光体ドラム１５上のトナー像は、中間転写ベルト１００上に重ね合わせて転写される。
【００１７】
中間転写ベルト１００上に重ね合わせて転写されたトナー像は、中間転写ベルト１００を支持するローラの１つである２次転写対向ローラ１０３と、２次転写手段としての２次転写ローラ１０２とで形成される２次転写部に進入する。
このタイミングに合わせてレジストローラ２２、２３によって搬送された記録媒体としての転写材（以下、「用紙」ともいう）１０４に最終的に転写される。
２次転写部では、２次転写ローラ１０２に電流が印加され、その転写電流が２次転写対向ローラ１０３に流れこむことにより、中間転写ベルト１００上のトナーが転写材１０４に転写される。
トナー像を保持した転写材１０４は加熱ローラ２１と加圧ローラ２０とを備えた定着手段としての定着器に通され、トナーが転写材に定着される。
定着を終えた転写材１０４は、図示しない排紙トレイに排出される。
【００１８】
高温・高湿下の環境で画像形成装置を使用せずに長時間放置すると、帯電器１０から発生したオゾンや窒素化合物等の放電生成物が感光体ドラム１５の表面に付着する。
放電生成物が付着すると感光体ドラム１５の帯電特性が悪くなる。すなわち、放電生成物が付着した状態で画像形成を行うために帯電器１０で帯電すると、帯電ムラが生じる。
このため、ハーフトーン画像等をプリントアウトしたときに、用紙の横方向に白く抜ける異常画像が発生する。
この異常画像を防ぐために、高温・高湿下の環境で長時間放置を行った場合は、一定量のトナーを感光体ドラムに付着させることによって、トナーと一緒に感光体表面に付着したオゾンや窒素化合物等の放電生成物をドラムクリーナー１４で除去する。
この動作を像担持体リフレッシュモード（以下、「感光体リフレッシュモード」という）と称する。
【００１９】
感光体リフレッシュモードは、図２に示す制御手段５０によって実行される。制御手段５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を備えたマイクロコンピュータである。
画像形成装置本体には、装置の使用環境の温度を検知する温度センサ５２、湿度を検知する湿度センサ５４が設けられており、これらの検知情報は制御手段５０に送られる。
通常の画像形成時には、所定のタイミングで画像濃度調整（プロセスコントロール）が実行される。
【００２０】
プロセスコントロール時にはトナーパターンが作成され、中間転写ベルト１００上に転写された該トナーパターンを、トナー付着量を検知するトナー付着量検知手段としてのトナーセンサ５６で検知する。
トナーセンサ５６は反射型の光学センサである。
図１では明示しないが、トナーセンサ５６は支持ローラ３０の近傍において中間転写ベルト１００の表面に対向するように配置される。
トナーセンサ５６の検知結果に基づいて画像濃度の調整が行われる。
【００２１】
制御手段５０のＲＯＭには、温度、湿度、放置時間等の条件と、これに対応する「感光体リフレッシュモードに必要で且つ適正なトナー付着量」との関係が予め実験等により求められて参照テーブルとして格納されている。
「感光体リフレッシュモードに必要で且つ適正なトナー付着量」は、感光体リフレッシュモード時に使用するトナー付着量の狙いの値である。
高温・高湿下の環境で長時間放置された場合、感光体ドラムの帯電特性が劣化しているため、通常の画像形成と同じように露光してトナーを付着させることはできない。
【００２２】
制御手段５０は、感光体リフレッシュモードを実行する前に、帯電特性が劣化している感光体ドラム上にリフレッシュモード用のトナーパターンを形成する制御を行う。
中間転写ベルト１００上に転写されたリフレッシュモード用のトナーパターンのトナー付着量をトナーセンサ５６により検知する。
トナーセンサ５６により検知されたトナー付着量と、上記参照テーブルから抽出した現環境条件に対応したトナー付着量（狙いの値）とを比較し、差分を調整して最適なトナー付着量を決定して感光体ドラムに付着させる。
トナー付着量の調整は、現像バイアス源５８を制御することによる現像バイアスの調整によってなされる。
【００２３】
適正なトナー付着量とするための調整量が多い場合には、図３に示すように、現像バイアスを高く設定する。
しかしながら、その結果、感光体ドラムの表面の電位も上がって、現像器と感光体ドラムとの間の電位差がつかず、狙いのトナー付着量が得られない場合がある。
このような場合には、制御手段５０は、感光体ドラムの表面電位を落とすように、現像バイアスの値に応じて、除電器１３をＯＮにする。
すなわち、感光体ドラムの表面の電位を常に０に落とした状態にする。その結果、常に狙いの電位差を現像器と感光体ドラムの表面との間につくることができるので、狙いのトナー付着量を感光体に付着させることができる。
このように、制御手段５０は現像バイアスの値に応じて除電器１３をオン・オフする制御を行う。
【００２４】
感光体リフレッシュモード時には、狙いのトナー付着量を感光体に付着させた状態で、感光体ドラム１５を回転させながらドラムクリーナー１４で放電生成物をトナーと一緒に除去する。
このときの感光体ドラム１５上のトナーは中間転写ベルト１００には転写されない。
感光体リフレッシュモードは後述する所定のタイミングで実行される。
これにより、無駄にトナーを消費させることなく、異常画像を防ぐことができる。
【００２５】
適正なトナー付着量とするための調整量が少ない場合には、現像バイアスを低く設定する。
しかしながら、現像バイアスの出力できる値の下限値を下回った場合、現像器と感光体ドラムとの間の電位差が狙いの値にならず、トナー付着量が多くなってしまう。
このような場合には、制御手段５０は、帯電器のバイアスを印加することによって、予め感光体ドラムの表面の電位を上げるように制御する。
すなわち、現像バイアスの値に応じて帯電バイアスを調整する。
【００２６】
このようにすることによって、現像バイアスの値を高くしても、感光体ドラムの表面との電位差を小さくすることができる。
その結果、常に狙いの電位差を現像器と感光体ドラムの表面との間に作ることができる（一定化）。
これにより、狙いのトナー付着量を感光体ドラムに付着させることができ、無駄にトナーを消費させることなく、異常画像を防ぐことができる。
【００２７】
制御手段５０は、図示しないタイマで画像形成動作が終了した後の放置時間を監視し、予め定められた条件（放置時間、温度、湿度）となったとき、すなわち非作像時の所定のタイミングで感光体リフレッシュモードを実行する。
本実施形態では、トナー付着量検知手段として、一般的に画像形成装置が有しているプロセスコントロール時に用いられるトナーセンサ５６を兼用する構成としたが、別途設けてもよい。
【００２８】
また、本実施形態では中間転写ベルト１００上でリフレッシュモード用のトナーパターンをトナーセンサ５６で検知する構成としたが、感光体ドラム上のリフレッシュモード用のトナーパターンを感光体ドラム上で直接検知する構成としてもよい。
この場合には、トナーセンサ５６は現像器１２ａの下流側において感光体ドラム１５に対向して配置される。
実際に制御を行いたいトナー付着量は感光体ドラム上のトナー付着量であるため、直接検知の構成の方が精度も高くなる。
また、上記実施形態では直接転写方式の画像形成装置を例示したが、各感光体ドラム上のトナー像を搬送される記録媒体に重ねて転写する直接転写方式の画像形成装置においても同様に実施することができる。
また、上記実施形態では４色タイプのタンデム構成を例示したが、３色以下の多色構成やモノクロ機においても同様に実施することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  帯電手段としての帯電器
１１  潜像形成手段としての露光器
１２  現像手段としての現像器
１３  除電手段としての除電器
１４  クリーニング手段としてのドラムクリーナー
１５  像担持体としての感光体ドラム
５６  トナー付着量検知手段としてのトナーセンサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２００２−３１９９８号公報
【特許文献２】特開２００１−７５４６１号公報
【図１】
2015060101.tif 000003
【図２】
2015060101.tif 000004
【図３】
2015060101.tif 000005