(57)【要約】【課題】動作停止状態が長時間にわたり継続したときに現れる濃度ムラを抑制し、画質の良好なトナー像を安定して形成する。【解決手段】先の画像形成動作を終了してからの待機時間ｔｗが第１休止時間ｔ１に達する前に新たな画像信号が入力されたときには直ちに該画像信号に対応したトナー像を形成する（図６（ａ））。一方、待機時間ｔｗが時間ｔ１以上となったときには、放置バンディング現象を解消するため、動作停止時間ｔｓが時間ｔ１になる度毎に各現像ローラを１周以上回転させる周回動作を実行する（図６（ｂ））。さらに、待機時間ｔｗが第２休止時間ｔ２に達したときには、現像ローラの周回動作を行った後に濃度制御因子の最適化処理を実行する（図６（ｃ））。【選択図】　　　　図６
2004109980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その表面に静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、
その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転することで前記像担持体との対向位置に前記トナーを搬送するトナー担持体と、
前記トナー担持体に所定の現像バイアスを印加して前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることによって前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する像形成手段と
を備え、
トナー像の形成を終了してからの待機時間が所定の第１休止時間に達したときには、前記トナー担持体を少なくとも１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記周回動作を終了してからさらに前記第１休止時間が経過したときには、再び前記周回動作を実行する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記待機時間が前記第１休止時間より長い所定の第２休止時間に達したときには、前記周回動作を実行し、さらに、
パッチ画像として所定のトナー像を形成するとともにそのパッチ画像濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記静電潜像が形成されるのに先立って、前記像担持体の表面を所定の表面電位に帯電させる帯電手段をさらに備え、
前記帯電手段による前記像担持体の帯電動作を停止した時から前記待機時間を起算する請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
その表面に静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、
その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転することで前記像担持体との対向位置に前記トナーを搬送するトナー担持体と、
前記トナー担持体に所定の現像バイアスを印加して前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることによって前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する像形成手段と
を備え、
ユーザの画像形成要求に応じて、該画像形成要求に対応するトナー像を形成する画像形成装置において、
トナー像の形成を終了してからの動作停止時間が所定の第３休止時間以上を経過してから前記画像形成要求があったときには、該画像形成要求に応じてトナー像を形成するのに先立って、前記トナー担持体を１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記動作停止時間が前記第３休止時間より長い所定の第４休止時間以上を経過してから前記画像形成要求があったときには、該画像形成要求に応じてトナー像を形成するのに先立って、前記周回動作と、パッチ画像としてのトナー像を形成するとともにそのパッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化する最適化処理を実行する請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記静電潜像が形成されるのに先立って、前記像担持体の表面を所定の表面電位に帯電させる帯電手段をさらに備え、
前記帯電手段による前記像担持体の帯電動作を停止した時から前記動作停止時間を起算する請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記濃度制御因子は、前記現像バイアスを含んでいる請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体の表面を光ビームで露光することにより前記像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段をさらに備え、
前記濃度制御因子は、前記光ビームのエネルギー密度を含んでいる請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナー担持体の回転方向において前記対向位置よりも上流側の規制位置で前記トナー担持体表面と当接することで、前記トナー担持体表面に担持されるトナー量を規制する規制手段をさらに備え、
前記トナー担持体と前記像担持体とを前記対向位置で対向させた状態では、前記規制位置が前記トナー担持体の回転中心よりも下方に位置するように構成された請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記トナー担持体の回転方向において前記規制位置よりも上流側の剥離位置で前記トナー担持体表面と当接することで、前記トナー担持体表面に付着したトナーを剥離させる剥離手段をさらに備え、
前記トナー担持体と前記像担持体とを前記対向位置で対向させた状態では、前記剥離位置が前記規制位置よりも上方に位置するように構成された請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記トナー担持体の表面が導電性を有する請求項１ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
定着オフセットを防止する離型材としてのワックス成分を含有する前記トナーを用いて前記トナー像を形成する請求項１ないし１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
像担持体の表面に静電潜像を形成するとともに、その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転するトナー担持体に所定の現像バイアスを印加して、前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることで前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成方法において、
トナー像の形成を終了してからの待機時間が所定の第１休止時間に達したときには、前記トナー担持体を少なくとも１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１５】
前記周回動作を終了してからさらに前記第１休止時間が経過したときには、再び前記周回動作を実行する請求項１４に記載の画像形成方法。
【請求項１６】
前記待機時間が前記第１休止時間より長い所定の第２休止時間に達したときには、
前記周回動作を実行した後に、パッチ画像として所定のトナー像を形成するとともにそのパッチ画像濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化する請求項１４または１５に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、静電潜像が形成される像担持体と、トナーを担持するトナー担持体とを対向配置させた状態で前記トナー担持体に現像バイアスを印加して前記トナー担持体から前記像担持体にトナーを移動させて前記静電潜像を顕像化する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真技術を応用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置としては、像担持体とトナー担持体とが当接状態に保持された接触現像方式のものと、これらが離間した状態に保持された非接触現像方式のものとが知られている。このうち、接触現像方式の画像形成装置では、直流電圧もしくは直流電圧に交流電圧を重畳された現像バイアスがトナー担持体に印加されており、その表面に担持されたトナーが像担持体上の静電潜像に接触した際、その表面電位に応じて一部が像担持体側に移動することによってトナー像が形成される。
【０００３】
また、非接触現像方式の画像形成装置では、現像バイアスとしての交番電圧がトナー担持体に印加されることで像担持体との間のギャップに交番電界が形成され、この交番電界の作用によりトナーが飛翔することでトナー像が形成される。
【０００４】
この種の装置では、装置の個体差、経時変化や、温湿度など装置の周囲環境の変化に起因してトナー像の画像濃度が異なることがある。そこで、従来より、画像濃度の安定化を図るための種々の技術が提案されている。このような技術としては、例えば像担持体上にテスト用の小画像（パッチ画像）を形成し、そのパッチ画像の濃度に基づいて、画像の濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化する技術がある（例えば、特許文献１参照）。この技術は、濃度制御因子を種々に変更設定しながら像担持体上に所定のパッチ画像を形成するとともに、像担持体の近傍に設置した濃度センサによりその画像濃度を検出し、その濃度が予め設定された目標濃度と一致するように濃度制御因子を調節することで、所望の画像濃度を得ようとするものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−７５３１９号公報（図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この種の画像形成装置では、電源のオフ状態、あるいは電源がオンであっても画像形成を行わない動作停止状態が長時間にわたり継続した場合、その後に行う画像形成動作において形成した画像に周期的な濃度ムラが生じる場合があることが知られている。このような濃度ムラは画像形成動作を何度か繰り返すことで次第に解消されるが、動作停止状態にある時間が長くなるとその解消に要する時間も長くなり、また画像品質が看過できない程度にまで低下する場合もあるなど、画質向上の観点から改良の余地が大きく残されている。
【０００７】
特に、上記したパッチ画像を形成して濃度制御因子の調節を行っている画像形成装置では、このような長時間の動作停止状態の後にパッチ画像の形成を行うと上記した濃度ムラによってパッチ画像の濃度が変動することがある。そのため、その濃度に基づく濃度制御因子の調節が精度よく行えず、その結果、安定した画像を形成することが難しいという問題があった。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、動作停止状態が長時間にわたり継続したときに現れる濃度ムラを抑制し、画質の良好なトナー像を安定して形成することのできる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、その表面に静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転することで前記像担持体との対向位置に前記トナーを搬送するトナー担持体と、前記トナー担持体に所定の現像バイアスを印加して前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることによって前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する像形成手段とを備え、トナー像の形成を終了してからの待機時間が所定の第１休止時間に達したときには、前記トナー担持体を少なくとも１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴としている。
【００１０】
本願発明者は、動作停止状態が継続した後の画像形成動作において周期的な濃度ムラが現れる原因について、種々の実験の結果から次のような知見を得た。すなわち、このような濃度ムラは、トナー担持体の表面にトナーを付着させたまま長時間放置することによって次第にトナー担持体とトナーとの結合が強固となりトナーをトナー担持体から引き離すのにより大きな力が必要となること、および、停止した状態でのトナー担持体の表面状態は一様でなくその表面に接しているトナー密度が位置により異なるなど不均一な状態となっているため、上記したトナーとトナー担持体との結合の程度も不均一となっていることを主たる原因として発生していることがわかった。なお、本明細書では、このようにトナー担持体にトナーを担持させたまま長時間放置したことに起因して画像に周期的な濃度ムラを生じる現象を「放置バンディング現象」と称することとする。
【００１１】
そこで、この発明では、トナー像の形成を終了してからの待機時間が所定の第１休止時間に達したときにはトナー担持体の周回動作を実行するようにしている。そのため、この第１休止時間を超えて長時間にわたりトナー像の形成を行わない状態が継続したとしても、その待機時間が第１休止時間に達した時点でトナー担持体の周回動作が行われることとなる。したがって、動作停止状態が継続してトナーを担持したトナー担持体が長時間にわたって放置されることは未然に防止されており、その結果、この画像形成装置では、放置バンディング現象による濃度ムラがなく画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となっている。
【００１２】
また、このような画像形成装置では、第１休止時間が経過して上記したトナー担持体の周回動作を行うことでトナー担持体の表面状態の不均一性はいったん解消されるものの、そのままさらに長時間放置すれば再び不均一な状態に戻ってしまうこととなる。これを防止するため、トナー像の形成を長時間行わなくても、一定時間毎に少なくともトナー担持体の周回動作は実行されることが好ましい。すなわち、前記周回動作を終了してからさらに前記第１休止時間が経過したときには、再び前記周回動作を実行するように構成されることが好ましい。
【００１３】
このように、一定時間が経過したときにトナー担持体の周回動作を行うことによりトナー担持体の表面状態はほぼ均一に保たれ、放置バンディング現象の発生は抑制される。しかし、動作停止状態にある間に装置の周囲環境等が変化することもあるから、長時間の待機時間を挟んでその前後に形成された画像間において濃度差が生じる場合がある。
【００１４】
そこで、前記待機時間が前記第１休止時間より長い所定の第２休止時間に達したときには、前記周回動作を実行し、さらに、パッチ画像として所定のトナー像を形成するとともにそのパッチ画像濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化するようにしてもよい。このようにした場合には、第１休止時間が経過した時点でトナー担持体の周回動作が行われてトナー担持体の表面状態の均一性が保たれ、濃度ムラの発生が抑制されるとともに、第２休止時間が経過した時点で濃度制御因子の最適化処理が行われるので、先に形成された画像と、第２休止時間を経過した後に形成された画像との間の濃度差は小さく抑えられる。しかも、パッチ画像を形成する前に像担持体の周回動作を行うことで、パッチ画像濃度が放置バンディング現象の影響を受けることがなくなり、その検出結果に基づいて精度よく濃度制御因子の最適化を行うことができる。
【００１５】
また、この発明は、その表面に静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転することで前記像担持体との対向位置に前記トナーを搬送するトナー担持体と、前記トナー担持体に所定の現像バイアスを印加して前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることによって前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する像形成手段とを備え、ユーザの画像形成要求に応じて該画像形成要求に対応するトナー像を形成する画像形成装置において、上記目的を達成するため、トナー像の形成を終了してからの動作停止時間が所定の第３休止時間以上を経過してから前記画像形成要求があったときには、該画像形成要求に応じてトナー像を形成するのに先立って、前記トナー担持体を１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴としている。
【００１６】
このように構成された発明では、先のトナー像形成を終了してから所定時間が経過した後にトナー像形成を行う場合には、トナー像形成に先立ってトナー担持体の周回動作を行う。このように周回動作を行うことで、前述した発明と同様に、トナー担持体の表面状態の不均一性が解消され、こうしてトナー担持体の表面状態が均一な状態でトナー像形成を行うことで、濃度ムラがなく画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となる。
【００１７】
さらに、前記動作停止時間が前記第３休止時間より長い所定の第４休止時間以上を経過してから前記画像形成要求があったときには、該画像形成要求に応じてトナー像を形成するのに先立って、前記周回動作と、パッチ画像としてのトナー像を形成するとともにそのパッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化する最適化処理を実行するようにしてもよい。このようにした場合には、長時間放置された装置の周囲環境等の変化による画像濃度の変動を抑えることが可能となる。しかも、パッチ画像を形成する前に像担持体の周回動作を行うことで、パッチ画像濃度が放置バンディング現象の影響を受けることがなくなり、その検出結果に基づいて精度よく濃度制御因子の最適化を行うことができる。
【００１８】
なお、上記した各発明においては、前記濃度制御因子として、前記現像バイアスを用いることができる。また、前記像担持体の表面を光ビームで露光することにより前記像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段をさらに備える画像形成装置では、前記濃度制御因子として、前記光ビームのエネルギー密度を用いてもよい。
【００１９】
また、前記静電潜像が形成されるのに先立って、前記像担持体の表面を所定の表面電位に帯電させる帯電手段をさらに備える装置では、前記待機時間または前記動作停止時間を、例えば前記帯電手段による前記像担持体の帯電動作を停止した時から起算するようにしてもよい。
【００２０】
また、本願発明者の実験によれば、上記した画像の濃度ムラは、特に次のような構成を有する装置において生じやすい：
１．前記トナー担持体の回転方向において前記対向位置よりも上流側の規制位置で前記トナー担持体表面と当接することで、前記トナー担持体表面に担持されるトナー量を規制する規制手段をさらに備え、前記トナー担持体と前記像担持体とを前記対向位置で対向させた状態では、前記規制位置が前記トナー担持体の回転中心よりも下方に位置するように構成された画像形成装置；
２．前記トナー担持体の回転方向において前記規制位置よりも上流側の剥離位置で前記トナー担持体表面と当接することで、前記トナー担持体表面に付着したトナーを剥離させる剥離手段をさらに備え、前記トナー担持体と前記像担持体とを前記対向位置で対向させた状態では、前記剥離位置が前記規制位置よりも上方に位置するように構成された上記１の画像形成装置；
３．前記トナー担持体の表面が導電性を有する画像形成装置；および、
４．定着オフセットを防止する離型材としてのワックス成分を含有する前記トナーを用いて前記トナー像を形成する画像形成装置。
【００２１】
これらの画像形成装置では、トナー中の微粉成分（小粒径トナーやその他の粒径の小さな粒子）がトナー担持体の周囲に多く存在しており、トナー担持体表面に担持されるトナーの帯電性がこれらの微粉成分による影響を受けやすい。そして、この微粉成分の局在がトナー担持体表面のトナー層の不均一性をもたらし、その結果、画像の濃度ムラが生じる。
【００２２】
そのため、これらの構成のいずれかを有する画像形成装置においては、上記のように、パッチ画像形成前に行うトナー担持体の回転動作の効果が特に顕著である。
【００２３】
また、この発明にかかる画像形成方法は、像担持体の表面に静電潜像を形成するとともに、その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転するトナー担持体に所定の現像バイアスを印加して、前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることで前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成方法において、上記目的を達成するため、トナー像の形成を終了してからの待機時間が所定の第１休止時間に達したときには、前記トナー担持体を少なくとも１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴としている。
【００２４】
このように構成された画像形成方法では、上記した画像形成装置と同様に、動作停止状態が一定時間継続した場合にはトナー担持体の周回動作を行うようにしている。そのため、トナーを担持したままトナー担持体が長時間にわたって放置されることはなく、濃度ムラがなく画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となっている。
【００２５】
また、この画像形成方法においても、上記した画像形成装置と同様に、前記周回動作を終了してからさらに前記第１休止時間が経過したときには、再び前記周回動作を実行したり、前記待機時間が前記第１休止時間より長い所定の第２休止時間に達したときには、前記周回動作を実行した後に、パッチ画像として所定のトナー像を形成するとともにそのパッチ画像濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、この発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。この画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じて本発明の「像形成手段」として機能するエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧの各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２７】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２が図１の矢印方向Ｄ１に回転自在に設けられている。また、この感光体２の周りにその回転方向Ｄ１に沿って、帯電ユニット３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３は帯電制御部１０３から帯電バイアスが印加されており、感光体２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。このように、この実施形態では、帯電ユニット３が本発明の「帯電手段」として機能している。
【００２８】
そして、この帯電ユニット３によって帯電された感光体２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、本発明の「露光手段」として機能するものであり、露光制御部１０２から与えられる制御指令に応じて光ビームＬを感光体２上に露光して感光体２上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。例えば、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介してメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１に画像信号が与えられると、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１が露光制御部１０２に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力し、これに応じて露光ユニット６から光ビームＬが感光体２上に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体２上に形成される。また、必要に応じて後述するパッチ画像を形成する場合には、予め設定された所定パターンのパッチ画像信号に対応した制御信号がＣＰＵ１０１から露光制御部１０２に与えられ、該パターンに対応する静電潜像が感光体２上に形成される。このように、この実施形態では、感光体２が本発明の「像担持体」として機能する。
【００２９】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、図示を省略する回転駆動部、支持フレーム４０に対して着脱自在に構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、図２に示すように、現像器制御部１０４により制御されている。そして、この現像器制御部１０４からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されてこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２と対向する所定の現像位置に位置決めされるとともに、後述する現像バイアスを印加されて選択された色のトナーを感光体２の表面に付与する。これによって、感光体２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。なお、図１は、イエロー用の現像器４Ｙが現像位置に位置決めされた状態を示している。
【００３０】
これらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋはいずれも同一構造を有している。したがって、ここでは、現像器４Ｋの構成について図３を参照しながらさらに詳しく説明するが、その他の現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍについてもその構造および機能は同じである。図３は、この画像形成装置の現像器を示す断面図である。この現像器４Ｋでは、その内部にトナーＴを収容するハウジング４１に供給ローラ４３および現像ローラ４４が軸着されており、当該現像器４Ｋが上記した現像位置に位置決めされると、本発明の「トナー担持体」として機能する現像ローラ４４が感光体２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向位置決めされるとともに、これらのローラ４３、４４が本体側に設けられた回転駆動部（図示省略）と係合されて所定の方向に回転する。この現像ローラ４４は、鉄、銅、アルミニウム等の金属またはステンレス等の合金により円筒状に形成されており、後述する現像バイアスを印加されている。そして、２つのローラ４３、４４が接触しながら回転することでブラックトナーが現像ローラ４４の表面に擦り付けられて所定厚みのトナー層が現像ローラ４４表面に形成される。
【００３１】
また、この現像器４Ｋでは、現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層の厚みを所定厚みに規制するための規制ブレード４５が配置されている。この規制ブレード４５は、ステンレスやリン青銅などの板状部材４５１と、板状部材４５１の先端部に取り付けられたゴムや樹脂部材などの弾性部材４５２とで構成されている。この板状部材４５１の後端部はハウジング４１に固着されており、現像ローラ４４の回転方向Ｄ３において、板状部材４５１の先端部に取り付けられた弾性部材４５２が板状部材４５１の後端部よりも上流側に位置するように配設されている。そして、その弾性部材４５２が現像ローラ４４表面に弾性的に当接して現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層を最終的に所定の厚みに規制する。
【００３２】
さらに、現像ローラ４４上方のハウジング４１の端部には、ハウジング４１内のトナーが現像器外部へ漏れ出すのを防ぐためのシール部材４６が設けられている。このシール部材４６は、例えば樹脂または金属などの弾性材で薄板状に形成されており、その一方端部はハウジング４１に固着される一方、他方端部は現像ローラ４４表面に対し弾性的に当接されている。そのため、現像ローラ４４に担持されたまま現像ローラ４４上部まで移送されてきたトナーは、このシール部材４６との当接部を通過して再びハウジング４１内へ案内される。そして、図３に示す方向Ｄ４に回転する供給ローラ４３との摩擦により、現像に使われなかったトナーが現像ローラ４４表面から掻き落とされるとともに、現像器内の新しいトナーが現像ローラ４４表面に供給される。
【００３３】
以上のように、この実施形態では、規制ブレード４５が本発明の「規制手段」として機能する一方、供給ローラ４３が本発明の「剥離手段」として機能している。また、このように構成された現像器４Ｋが現像位置に配置された状態では、図３に示すように、規制ブレード４５が現像ローラ４４の下方に配置されることとなる。また、供給ローラ４３による現像ローラ４４からのトナーの剥離が行われる位置（剥離位置）は、現像ローラ４４の回転方向Ｄ３において現像ローラ４４と規制ブレード４５との当接位置（規制位置）よりも上流側で、しかも、この規制位置よりも上方に位置することとなる。
【００３４】
なお、現像ローラ４４表面のトナー層を構成する各トナー粒子は、供給ローラ４３、規制ブレード４５と摩擦されたことによって帯電しており、ここではトナーが負に帯電するものとして以下説明するが、装置各部の電位を適宜変更することで正に帯電するトナーも使用可能である。
【００３５】
このようにして現像ローラ４４の表面に形成されたトナー層は、現像ローラ４４の回転によって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体２との対向位置に搬送される。そして、現像器制御部１０４からの現像バイアスが現像ローラ４４に印加されると、現像ローラ４４上に担持されたトナーは、感光体２の表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着し、こうして感光体２上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。
【００３６】
現像ローラ４４に与える現像バイアスとしては、直流電圧、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いることができるが、特に感光体２と現像ローラ４４とを離間配置し、両者の間でトナーを飛翔させることでトナー現像を行う非接触現像方式の画像形成装置では、効率よくトナーを飛翔させるために直流電圧に対して正弦波、三角波、矩形波等の交流電圧を重畳した電圧波形とすることが好ましい。このような直流電圧の大きさおよび交流電圧の振幅、周波数、デューティ比等については任意であるが、以下、本明細書においては、現像バイアスが交流成分を有すると否とにかかわらず、その直流成分（平均値）を直流現像バイアスＶａｖｇと称することとする。
【００３７】
ここで、非接触現像方式の画像形成装置における好ましい上記現像バイアスとして次のような現像バイアスを用いることができる。例えば、現像バイアスの波形は直流電圧に矩形波交流電圧を重畳したものであり、その矩形波の周波数は３ｋＨｚ、振幅Ｖｐｐは１４００Ｖである。なお、これらの数値等は上記に限定されず、装置構成に応じて適宜変更されるべきものである。
【００３８】
図１に戻って、装置構成の説明を続ける。上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ１で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ２に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。さらに、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７８が設けられている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７８との間の二次転写領域ＴＲ２に搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に搬送される。
【００３９】
そして、引き続いてさらに画像を形成する必要がある場合には上記動作を繰り返して必要枚数の画像を形成して一連の画像形成動作を終了し、新たな画像信号が与えられるまで装置は待機状態となるが、この装置では、待機状態での電力消費を抑制するためエンジン部ＥＧの動作を停止状態に移行させる。すなわち、感光体２、現像ローラ４４および中間転写ベルト７１等の回転駆動を停止するとともに、現像ローラ４４への現像バイアスおよび帯電ユニット３への帯電バイアスの印加を停止することにより、エンジン部ＥＧは動作停止状態となる。
【００４０】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６、濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。これらのうち、クリーナ７６は図示を省略するクリーナ駆動部によってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。また、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて制御される。さらに、濃度センサ６０は中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、後述するように中間転写ベルト７１の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。
【００４１】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像信号を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１２７はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのメモリである。
【００４２】
このように構成された画像形成装置では、電源が投入されるとＣＰＵ１０１がメモリ１２７に記憶されたプログラムに基づいて所定の初期化動作を実行し、これにより画像形成が可能な状態となる。そして、ＣＰＵ１０１は引き続き図４に示すメイン処理を実行して、ユーザの画像形成要求に応じて外部装置より画像信号が入力されるのを待つとともに、画像信号が入力されたときにはその画像信号に対応したトナー像をシートＳ上に形成する。
【００４３】
図４はこの実施形態におけるメイン処理を示すフローチャートである。この実施形態のエンジンコントローラ１０では、ＣＰＵ１０１がメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１から画像信号が入力されたか否かを判断している（ステップＳ１）。画像信号が入力されたと判断したときには動作は下のフローに進み、先に述べた画像形成動作を実行してシート１枚分の画像を形成する（ステップＳ２）。そして、形成すべき次の画像があるかどうかを判断し（ステップＳ３）、次の画像があるときにはステップＳ２に戻り必要枚数分の画像形成動作を繰り返す。こうして画像形成動作が終了すると、後述するようにＣＰＵ１０１の内部に設けられた電子カウンタの値ｎをゼロにリセットするとともに（ステップＳ４）、装置を動作停止状態に移行させる（ステップＳ６）。
【００４４】
また、この実施形態では、エンジン部ＥＧが動作停止状態にある時間、すなわち動作停止時間ｔｓをＣＰＵ１０１の内部タイマにより計時しており、上記のようにエンジン部ＥＧが動作停止状態に移行すると内部タイマをいったんリセットし、改めて動作停止時間ｔｓの計時を開始する（ステップＳ６）。この例では、帯電制御部１０３から帯電ユニット３に与える帯電バイアスの印加を停止した時点から装置の動作停止時間ｔｓを計時開始するように構成しているが、これ以外のタイミングで動作停止時間ｔｓを計時するようにしてもよい。本発明の趣旨によれば、先の画像形成動作を終了してから新たな画像形成を行わずに一定の時間が経過したか否かを判断することができればよく、したがって、画像形成動作に特有の何らかの処理が終了した時点、もしくは装置を動作停止状態に移行させるために必要な何らかの処理が実行された時点のうちいずれかをもって計時を開始すればよい。
【００４５】
なお、本発明にいう「待機時間」とは、先の画像形成動作を終了し装置が動作停止状態に移行してからの時間を指すのに対し、ここでいう「動作停止時間」とは、その直前に画像形成動作を行ったか否かとは関係なく動作停止状態に移行してからの時間を指している。したがって、後述するように、現像ローラの周回動作を実行することで一時的に装置が動作停止状態を脱するような場合には、動作停止時間ｔｓはその時点で計時を終了し、再び動作停止状態に移行した時点から新たに計時されるのに対し、待機時間ｔｗは次の画像信号が入力されるまではそのまま継続して計時されるものであり、このように両者は異なる概念を有するものである。
【００４６】
さて、こうして一連の画像形成動作を終了して装置が動作停止状態に移行すると、再びステップＳ１に戻って新たな画像信号が入力されるのを待つ。
【００４７】
一方、ステップＳ１において画像信号の入力がないと判断したときには、ＣＰＵ１０１は右のフローに沿った処理を実行する。すなわち、まず、動作停止状態に移行してから内部タイマにより計時を続けている動作停止時間ｔｓが、予め定められた時間ｔ１に達したか否かを判断する（ステップＳ７）。ここで、動作停止時間ｔｓが時間ｔ１に達していない場合には、再びステップＳ１に戻り、画像信号が入力されるのを待つ。これに対し、動作停止時間ｔｓが時間ｔ１に達した場合には、電子カウンタの値ｎをインクリメントするとともに（ステップＳ８）、放置バンディング現象を解消するため現像ローラ４４の周回動作を実行する（ステップＳ９）。
【００４８】
図５は、この実施形態における現像ローラの周回動作を示すフローチャートである。この周回動作では、まずイエロー色の現像器４Ｙを現像位置に配置し（ステップＳ９１）、該現像器４Ｙの現像ローラ４４を本体側の回転駆動部に係合させて１周以上回転させる（ステップＳ９２）。その後、ロータリー現像ユニット４を回転させて現像器の切り換えを行い（ステップＳ９３）、他の現像器４Ｃ、４Ｍ、４Ｋについても同様に、現像ローラ４４をそれぞれ１周以上回転させる。こうして全トナー色について周回動作が終了すると（ステップＳ９４）、再びメイン処理に復帰する。
【００４９】
このように各現像ローラ４４を回転させる周回動作を実行する理由は以下の通りである。前述したように、トナー担持体の表面にトナーを付着させたまま長時間放置すると、トナー担持体の表面状態は一様でなく不均一となることがある。例えば、図３に示す本実施形態の現像器４Ｋでは、現像ローラ４４の回転が停止した状態において、その表面のうちの一部に供給ローラ４３または規制ブレード４５が当接した状態となっており、さらにその表面のうちハウジング４１の内側に位置する部分は大量のトナーに覆われた状態となっているのに対し、ハウジング４１の外部に露出する部分は薄いトナー層を担持したまま大気中に曝されているなど、現像ローラ４４の表面状態はその周方向において不均一となっている。この不均一性が画像の濃度ムラとなって現れるのが放置バンディング現象である。
【００５０】
以下、放置バンディング現象に関する本願発明者の知見について説明する。放置バンディング現象は、動作停止状態の後、最初に形成した画像に最も強く現れるが、画像形成枚数を繰り返すと次第に濃度ムラは目立たなくなり、数枚の画像形成でほぼ解消される。また、動作停止状態の継続時間が長い場合や、高温・高湿環境下では特に顕著な濃度ムラが現れる。
【００５１】
また、放置バンディング現象は、その表面が導電性を有する現像ローラを使用したときに顕著に現れる。すなわち、金属製の現像ローラ、または非導電性材料の表面に導電性層を設けてなる現像ローラを使用した装置では、放置バンディング現象に起因する濃度ムラが顕著である。
【００５２】
放置バンディング現象の発生メカニズムを解明するため、図３に示す構造を有する現像器を用いて、さらに実験および観察を行い、以下のような知見を得た。まず、画像の濃度ムラの発生状況を観察したところ、画像の濃淡と現像ローラ４４の表面位置との対応関係は次のようであった。すなわち、現像ローラ４４表面のうち、動作停止状態において現像器ハウジング４１の内部に位置していた表面領域（以下、「現像室部」という）に担持されたトナーにより現像された画像は高濃度となる一方、ハウジング４１の外部に露出していた表面領域（以下、「露出部」という）に担持されたトナーにより現像された画像は低濃度となった。
【００５３】
また、動作停止状態が続いた後の現像ローラ４４表面のトナー層の電位分布を表面電位計により測定したところ、トナー層の電位の絶対値は、現像室部に対応する部分で低く、露出部に対応する部分で高くなっていた。この電位差は現像ローラ４４を回転させると次第に小さくなってゆき、やがてほぼ均一となる。
【００５４】
さらに、現像ローラ４４表面でのトナー帯電量（単位：μＣ／ｇ）とトナー搬送量（単位：ｍｇ／ｃｍ２）を測定したところ、現像室部と露出部とでトナー搬送量はほぼ同じであったが、トナー帯電量は露出部側でより高くなっており、その大きさは現像室部側でのトナー帯電量の２倍程度となっていた。上記したトナー層電位の差は、このトナー帯電量の差に起因するものと考えることができる。
【００５５】
以上の結果より、放置バンディング現象は、動作停止状態から脱したときの現像ローラ４４上のトナーの帯電量が位置により、より具体的には現像室部と露出部とで異なっていることに起因して生じていると考えられる。この帯電量の差は現像ローラ４４の回転により次第に小さくなることから、動作停止状態から脱した直後では、トナーを摩擦帯電させる現像ローラ４４表面の状態が現像室部と露出部とで相違していると考えられる。
【００５６】
現像ローラ４４の表面を観察すると、粒径の小さなトナーやトナーから脱落した外添剤などの微粉が多く付着している。このような微粉成分の付着量や含有水分量等の違いは、現像ローラ４４とトナーとの間の摩擦帯電の状態に影響を及ぼす。そして、現像器の内部では、このような微粉成分を含むトナーが常に現像ローラ４４に接触した状態となっているうえに、現像ローラ４４に対する供給ローラ４３、規制ブレード４５およびシール部材４６などの当接によりトナーが圧接された状態となっている。このため、現像ローラ４４表面のうち、動作停止状態において現像器内部に位置する領域（現像室部）では微粉成分の固着が起きやすい。これに対して、現像器外部に露出している露出部ではトナーが薄層として静電的に付着しているにすぎないため、微粉成分の固着は比較的少ない。
【００５７】
このように、動作停止状態で長時間放置されると、微粉成分の固着の状態が現像ローラ４４表面上において不均一となり、そのためにトナー層の帯電量の差が生じることが、放置バンディング現象の主たる原因となっている。
【００５８】
また、放置バンディング現象の現れやすさは、装置の構成にも依存している。本実施形態における現像器４Ｋ等のように、現像ローラ４４上に所定厚さのトナー層を形成するための規制ブレード４５が現像ローラ４４の下方に設けられた現像器では、微粉成分による放置バンディング現象が特に起きやすい。というのは、このような微粉成分は現像器ハウジング内の下部に滞留しやすいため、規制ブレード４５と現像ローラ４４との当接位置（規制位置）付近に微粉成分が多く存在することとなるからである。
【００５９】
とりわけ、図３に示すように、現像ローラ４４の回転方向Ｄ３において規制位置の上流側で現像ローラ４４からのトナー剥離を行っており、しかも、そのトナー剥離が行われる剥離位置が規制位置より上方にある場合には、放置バンディング現象がより顕著に現れる。その理由は以下の通りである。すなわち、剥離位置周辺には、供給ローラ４３と現像ローラ４４との摩擦により新たに生じたり現像ローラ４４から掻き取られた微粉成分が滞留している。そして、これらの微粉成分が、供給ローラ４３および現像ローラ４４の回転や重力の作用により、供給ローラ４３と現像ローラ４４との当接位置や規制位置に向けて次々に送り込まれるため、現像ローラ４４の表面には微粉成分の固着が起きやすく、したがって、放置バンディング現象が生じやすくなるのである。
【００６０】
また、現像ローラ４４の表面が導電性を有する材料により形成されている場合には、鏡像力による微粉の固着作用が強い。そのため、このような現像ローラを有する装置においても、放置バンディング現象が現れやすい。
【００６１】
現像ローラの構造としては、ローラ全体が同一材料で円筒状に形成されているもの、および、別材料で形成された芯材とスリーブとが同軸状に組み合わされたものが一般的である。このうち上記に該当するものとしては、例えば：ｉ）ローラ全体または少なくともスリーブが金属または合金により形成されているもの；ｉｉ）ローラ全体または少なくともスリーブが導電性ゴムや導電性樹脂により形成されているもの；および、ｉｉｉ）絶縁性または導電性のローラ表面に導電性表面層を被覆したものを挙げることができる。ここでいう「導電性」とは、体積抵抗率が概ね（１×１０−２）Ω・ｍ以下であることを指しており、これに該当する材料としては、例えば金属、その酸化物あるいは窒化物またはグラファイト等がある。また、上記のうちｉｉｉ）の表面層としては、金属、合金、導電性樹脂等の導電物のほか、絶縁物に導電性物質を分散させたものを用いることができ、その被覆方法としては、メッキ、蒸着、圧着、溶射、スプレー塗布またはディッピング塗布等を用いることができる。
【００６２】
さらに、放置バンディング現象の起こりやすさは、使用するトナーの性質にも依存する。すなわち、定着オフセットを防止する離型材としてのワックス成分を含むトナーを使用した装置では、放置バンディング現象が起こりやすい。これは、トナー粒子から遊離したワックスの微粉や、その表面にワックス成分が露出したトナー粒子は、ファンデルワールス力による現像ローラ４４へのトナー付着が生じやすいからである。
【００６３】
このように現像ローラ４４表面が不均一な状態で長時間にわたり装置が動作停止状態におかれた場合、放置バンディング現象により、その後に形成する画像に周期的な濃度ムラが生じるおそれがある。特に、上記した構成の少なくともいずれかを有する画像形成装置においては、放置バンディング現象による濃度ムラが発生しやすいため、放置バンディング現象を解消するための措置を講じる必要がある。そこで、この実施形態では、各現像ローラ４４をそれぞれ１周以上回転させることによって、現像ローラ４４表面のトナー層を供給ローラ４３および規制ブレード４５によりいったん剥ぎ取って再形成するようにしており、こうしてより均一な状態のトナー層を画像形成に供することで放置バンディング現象による濃度ムラの発生を抑制している。
【００６４】
図４に戻って、メイン処理の動作について説明を続ける。ステップＳ８においてインクリメントされる電子カウンタは、周回動作を実行した回数をカウントするものであり、ステップＳ１０においてそのカウント値ｎが所定の値（この例では３）に達した、つまり周回動作を３回続けて実行したと判断したときには、その周回動作に引き続いて、画像濃度に影響を与える濃度制御因子の最適化処理を実行する（ステップＳ１１）。そして、この最適化処理を実行した後、もしくは先に述べた画像形成動作を実行した後にはこのカウント値ｎがリセットされてゼロとなる一方（ステップＳ４）、ステップＳ１０においてカウント値ｎが３以外の値であった場合には、周回動作の終了後、電子カウンタはリセットせずそのカウント値ｎを保持したまま装置は再び動作停止状態に戻る（ステップＳ５）。
【００６５】
なお、この種の画像形成装置では、例えば現像バイアス、帯電バイアスや露光ビームＬのエネルギーなどを変化させると画像濃度が変化することが従来より知られており、これらを濃度制御因子として用いることができる。この画像形成装置では、これら濃度制御因子を変更設定しながらパッチ画像としてのトナー像を中間転写ベルト７１の表面に形成するとともにそのパッチ画像濃度を濃度センサ６０により検出し、その検出結果に基づいて濃度制御因子の最適化を行っている。こうすることで、所望の画像濃度のトナー像を安定して得られるようにしているが、このようにパッチ画像濃度に基づき濃度制御因子を最適化する技術については従来より多くの手法が提案されており、本実施形態においてもこれら公知の技術をはじめとする種々の手法を適用することができるので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００６６】
このように、動作停止時間ｔｓを計時するとともに周回動作の実行回数ｎをカウントし、図４に示すメイン処理を実行しているため、この装置では、先の画像形成動作を終了してから次の画像信号が入力されるまでの時間経過によってその動作が異なることとなる。図６はこの実施形態のメイン処理における画像信号の入力タイミングによる動作の違いを示すタイミングチャートである。先の画像形成動作が終了し装置が動作停止状態に移行した後で、その待機時間ｔｗが所定の時間ｔ１に達するより先に次の新たな画像信号が入力されたときには、図６（ａ）に示すように、直ちに画像形成動作が実行されてこの画像信号に対応するトナー像が形成される。
【００６７】
また、先の画像形成動作を終了してから新たな画像信号が入力されないまま、待機時間ｔｗが時間ｔ１に達したときには、図６（ｂ）に示すように、いったん動作停止状態を脱して周回動作を行う。そして、その周回動作が終了すると再び装置が動作停止状態に移行するとともに、新たに動作停止時間ｔｓの計時が開始される。さらにその動作停止時間ｔｓが時間ｔ１に達すると周回動作が再度実行される一方、動作停止時間ｔｓが時間ｔ１に達する前に新たな画像信号の入力があれば直ちに画像形成動作が実行される。
【００６８】
このように、この実施形態では、画像信号が入力されないまま長時間が経過した場合でも一定の時間（ｔ１）が経過する毎に現像ローラ４４の周回動作が行われるが、こうして周回動作を繰り返す毎に電子カウンタのカウント値ｎはインクリメントされてゆく。そして、図６（ｃ）に示すように、画像形成動作を終了してからの待機時間ｔｗが時間ｔ２に達し、３回目の周回動作が実行された（すなわちｎ＝３）ときには、その周回動作に続いて濃度制御因子の最適化処理が実行されることとなる。
【００６９】
ここで、時間ｔ１を例えば４時間とすると、周回動作に要する時間は１回あたり数秒程度であるから、時間ｔ２は約１２時間である。前述したように温湿度など装置の周囲環境の変化により画像濃度は刻々と変化してゆくから、常に一定濃度の画像を安定して得るためにはできるだけ頻繁に濃度制御因子の最適化を行うことが好ましい。しかし、パッチ画像濃度に基づいて行う濃度制御因子の最適化処理をあまり頻繁に行うとすると、パッチ画像形成において消費されるトナー量も多くなってしまう。特に、現像器内に収容可能なトナー量が少ない小型の画像形成装置においてはトナー補給（もしくは現像器の交換）の頻度も増加して装置の利便性が低下するとともにランニングコストの上昇を招いてしまう。
【００７０】
そこで、この実施形態のように、周囲環境の変化が比較的少ないと考えられる時間間隔では現像ローラの周回動作のみを行うことで放置バンディング現象の発生を未然に防止する一方、より長い時間が経過して周囲環境の変化が大きくなっていると考えられる時間間隔で濃度制御因子の最適化処理を実行することで、画質および画像濃度の安定を図りつつ、トナーの消費量を最少限に抑えることが可能となる。さらに、濃度制御因子を最適化するのに先立って現像ローラの周回動作を実行することで放置バンディング現象による濃度ムラのないパッチ画像を形成することができるので、こうして形成したパッチ画像の濃度に基づき濃度制御因子の最適化を精度よく行うことができる。
【００７１】
このように、この実施形態では、現像ローラ４４の周回動作を行う時間間隔ｔ１が本発明の「第１休止時間」に、また画像形成動作の終了後、濃度制御因子の最適化処理を伴う現像ローラ４４の周回動作を行うまでの時間ｔ２が本発明の「第２休止時間」にそれぞれ相当するものである。
【００７２】
以上のように、この実施形態の画像形成装置では、先の画像形成動作が終了すると新たな画像信号の入力を待つ待機状態となるが、その待機中には常に完全に動作を停止しているわけではなく、一定の時間ｔ１が経過する毎に一時的に動作停止状態を脱し現像ローラ４４の周回動作を実行している。そのため、装置が長時間放置されることによる放置バンディング現象の発生が効果的に抑制されて、濃度ムラのない画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となっている。
【００７３】
そして、その待機時間ｔｗが上記時間ｔ１より長い時間ｔ２に達したときには、濃度制御因子の最適化処理を実行するようにしているので、長時間にわたり装置が放置されたときでも画像濃度の変化を小さく抑えることができるとともに、その最適化処理に先立って現像ローラの周回動作を行っているので、パッチ画像濃度が放置バンディング現象による影響を受けることがなく、濃度制御因子の最適化をより精度よく行うことができる。
【００７４】
したがって、この画像形成装置では、パッチ画像形成の頻度を少なくすることでトナーの消費量を抑えつつ、しかも、放置バンディング現象による濃度ムラや周囲環境の変化に伴う画像濃度の変化を効果的に抑制し、画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となっている。
【００７５】
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態について説明する。この実施形態の画像形成装置の構成は第１実施形態の装置構成（図１〜図３）と同一であり、また画像形成時の動作も第１実施形態における画像形成動作と同様であるが、メイン処理の内容が異なっており、これに伴って待機状態における振る舞いが第１の実施形態とは相違している。そこで、ここではこのメイン処理における動作について主に説明する。
【００７６】
第１実施形態の画像形成装置では画像信号が入力されなくても一定時間毎に現像ローラ４４の周回動作を実行することで放置バンディング現象を防止している（図６）。これに対し、この実施形態では、画像信号が入力されない間は動作停止状態を維持する一方、新たな画像信号入力があったときには、これに対応した画像形成動作を行うのに先立って、それまでの動作停止時間の大小に基づく必要な前処理、すなわち現像ローラ４４の周回動作や濃度制御因子の最適化処理を行うようにしている。
【００７７】
この実施形態におけるメイン処理について図７および図８を参照しつつさらに詳しく説明する。図７はこの発明にかかる画像形成装置の第２実施形態におけるメイン処理を示すフローチャートである。また、図８はこの実施形態のメイン処理における画像信号の入力タイミングによる動作の違いを示すタイミングチャートである。この実施形態のメイン処理では、第１実施形態の装置と同様にエンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１が画像信号の入力の有無を判断しているが（ステップＳ１０１）、この第２実施形態の装置では、画像信号の入力がなければ装置はそのまま動作停止状態を保つ。
【００７８】
そして、画像信号が入力されると、内部タイマで計時されている動作停止時間ｔｓと予め定められた時間ｔ３とを比較する（ステップＳ１０２）。このとき、動作停止時間ｔｓが時間ｔ３以上であれば現像ローラ４４の周回動作を行う（ステップＳ１０３）。この周回動作の内容は、第１実施形態における動作（図５）と同一である。一方、動作停止時間ｔｓが時間ｔ３に達していないときは、周回動作および以下のステップＳ１０４、Ｓ１０５はスキップされる。
【００７９】
次いで、さらに動作停止時間ｔｓと、予め定められて上記した時間ｔ３より大きい時間ｔ４とを比較する（ステップＳ１０４）。そして、動作停止時間ｔｓが時間ｔ４以上であれば、濃度制御因子の最適化処理を実行する（ステップＳ１０５）。この最適化処理に対しても、第１実施形態の装置と同様に公知の技術等を適用することが可能である。一方、動作停止時間ｔｓが時間ｔ４に達していないときには、この最適化処理はスキップされる。
【００８０】
こうして動作停止時間ｔｓの大小に応じて必要な前処理を行った後に、画像形成動作を実行し、必要枚数の画像を形成する（ステップＳ１０６〜Ｓ１０７）。そして、画像形成が終了すると装置を動作停止状態に移行させるとともに（ステップＳ１０８）、動作停止時間ｔｓを計時する内部タイマをリセットし新たに計時を開始して（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０１に戻る。
【００８１】
このようなメイン処理を実行することにより、この実施形態の装置では、先の画像形成動作を終了してから次の画像信号が入力されるまでの時間経過によってその動作は次のように区別される。まず、先の画像形成動作を終了してからの動作停止時間ｔｓが所定の時間ｔ３に達するより前に新たな画像信号が入力された場合には、図８（ａ）に示すように、直ちにその画像信号に応じた画像形成動作を実行する。これに対し、図８（ｂ）に示すように、動作停止時間ｔｓが時間ｔ３以上かつ時間ｔ４未満であるときに新たな画像信号が入力された場合には、現像ローラ４４の周回動作を実行した後に画像形成動作を実行する。このように、動作停止時間ｔｓが比較的長くなったときには画像形成に先立って現像ローラ４４の周回動作を行うことで放置バンディング現象は解消され、画質の良好なトナー像を形成することができる。このように、この実施形態では、時間ｔ３が本発明の「第３休止時間」に相当する。
【００８２】
さらに、図８（ｃ）に示すように、動作停止時間ｔｓが時間ｔ４を超えてから新たな画像信号が入力された場合には、現像ローラ４４の周回動作およびそれに引き続いて濃度制御因子の最適化処理を実行した後に、画像形成動作を実行することとなる。このように、動作停止時間ｔｓがさらに長くなった場合には画像形成に先立って濃度制御因子の最適化処理を実行することで、温湿度など装置の周囲環境の変化によらず画質の安定したトナー像を形成することが可能である。しかも、その最適化処理を行うのに先立って現像ローラ４４の周回動作を行っているから、パッチ画像濃度が放置バンディング現象の影響を受けることがなく、濃度制御因子の最適化処理を精度よく行うことができる。このように、この実施形態では、時間ｔ４が本発明の「第４休止時間」に相当する。
【００８３】
以上のように、この実施形態の画像形成装置では、新たな画像信号が入力されたとき、先の画像形成動作を終了してからの動作停止時間ｔｓの大小に応じてその動作を異ならせている。すなわち、動作停止時間ｔｓが時間ｔ３未満であるときには直ちに画像形成動作を実行する一方、動作停止時間ｔｓが時間ｔ３以上であるときには現像ローラ４４の周回動作を行っている。そのため、現像ローラ４４がトナーを担持したまま放置されることに起因する放置バンディング現象は画像形成を行う前に解消されており、濃度ムラのない画質の良好なトナー像を安定して形成することができる。
【００８４】
また、動作停止時間ｔｓがさらに長い時間ｔ４以上となっている場合には、現像ローラ４４の周回動作の後に濃度制御因子の最適化処理を行っているので、長時間の放置により装置の周囲環境が変化していたとしても、その影響による画像濃度の変動が抑制されて、安定してトナー像を形成することができる。
【００８５】
このように、上記した２つの実施形態は、そのメイン処理における動作は若干異なっているものの、その本質的な技術思想は共通している。すなわち、動作停止時間ｔｓの大小に応じ現像ローラ４４の周回動作を実行することで、トナー消費量を増やすことなく放置バンディング現象の解消を図るとともに、さらに必要に応じて濃度制御因子の最適化処理を実行することで画像濃度の安定を図っている。その結果、これらの画像形成装置では、いずれも画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となっている。したがって、画像形成装置に本発明を適用するに際しては上記したいずれの実施形態を採ってもよく、また現像ローラ４４の周回動作および濃度制御因子の最適化処理をどのような頻度で行うかについても装置に応じて適宜定めることができる。
【００８６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記した各実施形態では動作停止時間ｔｓをＣＰＵ１０１の内部タイマで計時しているが、これ以外の計時手段で計時するようにしてもよく、例えばエンジンコントローラ１０に別途タイマＩＣまたはカウンタ等を設け、これらにより動作停止時間ｔｓを計時するようにしてもよい。
【００８７】
また、例えば、上記した各実施形態では、帯電制御部１０３から感光体２に印加する帯電バイアスを停止した時点から動作停止時間ｔｓを計時するようにしているが、動作停止時間ｔｓを起算するタイミングはこれに限定されるものではなく、例えば現像器制御部１０４から現像ローラ４４への現像バイアス印加や感光体２の回転駆動、中間転写ベルト７１の回転駆動等を停止した時点から動作停止時間ｔｓを起算するようにしてもよい。
【００８８】
また、例えば、上記した各実施形態では、動作停止時間ｔｓが所定時間以上となったときには現像ローラ４４の周回動作を行う一方、動作停止時間ｔｓがさらに長くなったときにはこれに加えて濃度制御因子の最適化処理を実行するようにしているが、後者の場合でも現像ローラ４４の周回動作のみを行うようにしてもよい。さらに、メインコントローラ１１からの要求がある場合など、特に必要がある時に限り濃度制御因子の最適化処理を実行するようにしてもよい。
【００８９】
また、これ以外にも、例えば以下のような変形例としてもよい。図９は、メイン処理の変形例における動作を示す図である。この変形例では、動作停止時間ｔｓが所定の時間ｔ５に達する毎に現像ローラ４４の周回動作を実行する一方、先の画像形成動作を終了してからの待機時間ｔｗを計時しておく。動作停止時間ｔｓは周回動作の実行により計時停止およびリセットされるのに対し、この待機時間ｔｗは周回動作の実行によりリセットされない。そして、この待機時間ｔｗが所定の時間ｔ６（ただし、ｔ６＞ｔ５）に達する前に次の画像信号が入力された場合には（図９（ａ））、直ちにその画像信号に応じた画像形成動作を実行する。また、待機時間ｔｗが時間ｔ６以上となって新たな画像信号が入力されたときには（図９（ｂ））、まず濃度制御因子の最適化処理を実行し、その後で画像信号に対応した画像形成を行う。
【００９０】
この変形例においても、一定時間毎に現像ローラ４４の周回動作を行うことで放置バンディング現象による濃度ムラの発生を抑制することができ、また待機時間ｔｗが比較的長くなったときには画像形成を行うのに先立って濃度制御因子の最適化処理を実行することで、画像濃度の変動を抑制し、画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能である。
【００９１】
また、例えば、上記した第１実施形態では、現像ローラ４４の周回動作を３回連続して実行した場合には引き続いて濃度制御因子の最適化処理を実行するようにしており、したがって、本発明の「第１休止時間」に相当する時間ｔ１に対して「第２休止時間」に相当する時間ｔ２が約３倍となっているが、両者の関係が必ずしもこのような整数比となっていなくてもよい。
【００９２】
また、例えば、上記した実施形態では、濃度センサ６０を中間転写ベルト７１の表面に対向配置し、中間転写ベルト７１に担持されたパッチ画像の濃度を検出するように構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば濃度センサを感光体２の表面に向けて配置し、感光体２上に現像されたパッチ画像の濃度を検出するようにしてもよい。
【００９３】
また、例えば、上記した実施形態では、濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に向けて光を照射するとともにその表面から反射される光量を検出する反射型フォトセンサにより構成されているが、これ以外にも、例えば濃度センサの発光素子と受光素子とを中間転写ベルトを挟んで対向するように設置し、中間転写ベルトを透過する光量を検出するようにしてもよい。
【００９４】
また、上記した実施形態は、感光体２上で現像されたトナー像を一時的に担持する中間媒体としての中間転写ベルト７１を有する画像形成装置であるが、転写ドラムや転写ローラなど他の中間媒体を有する画像形成装置や、中間媒体を備え感光体２上に形成されたトナー像を最終的な転写材であるシートＳに直接転写するように構成された画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
【００９５】
また、上記した実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能に構成された画像形成装置であるが、使用するトナー色およびその色数はこれに限定されるものでなく任意であり、例えばブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【００９６】
さらに、上記実施形態では、装置外部からの画像信号に基づき画像形成動作を実行するプリンタに本発明を適用しているが、ユーザの画像形成要求、例えばコピーボタンの押動に応じて装置内部で画像信号を作成し、その画像信号に基づき画像形成動作を実行する複写機や、通信回線を介して与えられた画像信号に基づき画像形成動作を実行するファクシミリ装置に対しても本発明を適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】この画像形成装置の現像器を示す断面図である。
【図４】この実施形態におけるメイン処理を示すフローチャートである。
【図５】この実施形態における現像ローラの周回動作を示すフローチャートである。
【図６】この実施形態のメイン処理における画像信号の入力タイミングによる動作の違いを示すタイミングチャートである。
【図７】この発明にかかる画像形成装置の第２実施形態におけるメイン処理を示すフローチャートである。
【図８】この実施形態のメイン処理における画像信号の入力タイミングによる動作の違いを示すタイミングチャートである。
【図９】メイン処理の変形例における動作を示す図である。
【符号の説明】
２…感光体（像担持体）、　３…帯電ユニット（帯電手段）、　４…現像ユニット、　４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ…現像器、　６…露光ユニット（露光手段）、１０…エンジンコントローラ（像形成手段）、　１１…メインコントローラ、４４…現像ローラ（トナー担持体）、　７１…中間転写ベルト、　１０１…ＣＰＵ、　６０…濃度センサ、　ＥＧ…エンジン部、　ｔｓ…動作停止時間、　ｔｗ…待機時間
【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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