(57)【要約】【課題】少なくとも１つ以上の像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を異なる色の現像剤で現像して画像を形成し、少なくとも一色については着色濃度域が異なるトナーを用いる場合、像担持体が耐久によって傷がつくことで画像不良になり、像担持体を交換しなければ良好な画像が得られなくなることに対して、画像不良にならないようにする画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体の使用履歴を帯電時間の積算値等から記憶する装置を設け、像担持体の使用履歴に応じて、着色濃度が濃いトナーに対して薄いトナーの使用比率を増加させるように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を異なる色の現像剤で現像して画像を形成し、少なくとも１色については着色濃度域が異なるトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、
像担持体の使用履歴を記憶する装置を設けており、像担持体の使用履歴に応じて各々のトナーの組み合わせ量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体の使用履歴が多い場合、少なくとも１色についての着色濃度域の異なるトナーのうち、濃度域が狭く低濃度の単色トナーの使用比率を濃色トナーに対して増加させるように制御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】
前記像担持体の使用履歴が使用開始からの帯電時間の積算値であることを特徴とする請求項１又は２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、クリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、デジタル出力端末のプリンター機能に加えて、複写機、Ｆａｘといったアナログ型の出力端末機能をも兼ね備えた複合機が市場で広く受け入れられるようになってきている。このようなデジタル化社会における、ネットワーク対応の複合型出力端末として、電子写真プロセスを用いた画像形成装置が広範に利用されてきている。この複合機は、多種の画像情報を出力できるため、延べ出力枚数も飛躍的に多くなり、それに伴う大きな問題の１つとして、装置本体のＤｕｔｙＣｙｃｌｅが挙げられている。装置本体のＤｕｔｙＣｙｃｌｅとは、サービスマンによるメンテナンスをしなくとも、本体が正常に稼動し続ける限界枚数のことであり、換言すると、このＤｕｔｙＣｙｃｌｅを目安に、部品交換等の定期的なメンテナンスを行う必要がある。
【０００３】
このＤｕｔｙＣｙｃｌを決定する最大の律速要因の１つに、像担持体の寿命が挙げられる。一方、エコロジーの観点からは、廃棄物を可能な限り少なくする、即ち、消耗品を減らすこと、消耗品の寿命を延ばすこと、更には、消耗品の信頼性を上げることが、装置メーカーに課せられた大きな課題となってきている。
【０００４】
従来のアナログ装置からデジタル化を進める上では、デジタル型の装置本体のコストは、従来のアナログ装置と等価若しくはそれ以下にすることもその要件となる。更に、以前は、複写機並びにプリンター共に白黒機が主流であったが、近年、オフィスにおいて、複写される原稿、プリンター出力される文書ともに、フルカラー化が急速に進行している。従って、単に、アナログ等価デジタル機というだけでなく、装置本体コストとランニングコストの両面で白黒等価のフルカラープリンターが望まれている。即ち、複合的な機能を持つデジタル・フルカラープリンターにおいても、ＴＣＯ（ユーザーから見た全体の必要費用）を画期的に下げることが可能な技術開発が望まれている。
【０００５】
電子写真プロセス技術を用いた画像形成装置において、白黒プリンターとほぼ等価なエンジン（画像形成機構）でフルカラー機プリンターを構成するための手法の１つとして、中間転写体を用い、１つの感光体で中間転写体上に一旦多色の画像を重ねた後、最終的に、この中間転写体上に形成したフルカラー画像を、プリンター用紙等の記録媒体上転写する技法が開発され、実用化も進められている。その際、中間転写体をベルト走行体とすることで、プリンター本体内部における多色のトナーによる現像装置等、中間転写体を取り巻く構成部材のレイアウトの自由度が増し、同時に、装置全体を小型化することも可能となる。
【０００６】
又、近年の画像形成装置において、高画質化を実現するために、同じ色で着色濃度域の異なる色の画像形成工程を同時に持つ構成が提案されている。一般的にフルカラー画像は、イエロー、マゼンタ、シアンの３色に加えてブラックの４色でフルカラー画像を形成するのが一般的な構成である。それに対して、例えば、マゼンタの画像形成工程を着色濃度域が大きいトナーと小さいトナーをそれそれ別々に画像形成する工程を持つものである（例えば、特許文献１）。
【０００７】
このように構成することで、着色濃度域の大きい濃いトナーのみでは画像濃度を多段階に表現する階調性を多く設定できなかった。それに対して、薄い色や明るい色は着色濃度域の小さいトナーを用い、濃い色や暗い色は着色濃度域の大きいトナーを用いることで、階調再現性をより細かくすることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−３５０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、感光体の寿命は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色で画像形成するフルカラー画像形成装置においては、感光体に傷が入る等した場合、最も画像に表れ易い色に対して決まる。例えば、マゼンタやシアンのように局所的な濃度差が目立ち易い色では、目立ちにくいイエローに対して感光体の寿命は短くなってしまう。従って、感光体の寿命は、画像不良として認識される最短の条件で決まってしまう。
【００１０】
本発明は前記の課題を解決するもので、本発明の目的は、寿命を超えた感光体を使用しても画像不良となることを防ぎ、画像形成動作を停止しなくても良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、少なくとも１つ以上の像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を異なる色の現像剤で現像して画像を形成し、少なくとも１色については着色濃度域が異なるトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、像担持体の使用履歴を帯電時間の積算値等から記憶する装置を設けており、像担持体の使用履歴に応じて、着色濃度が濃いトナーに対して薄いトナーの使用比率を増加させるように制御することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るクリーニング手段を具える画像形成装置においては、少なくとも１つ以上の像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を異なる色の現像剤で現像して画像を形成し、少なくとも１色については着色濃度域が異なるトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、像担持体の使用履歴を記憶する装置を設けて、像担持体の使用履歴に応じて、各々のトナーの組み合わせ量を制御することで、画像不良のために画像形成動作が不可能になってしまうことを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を具体的に説明する。
【００１４】
（画像形成装置）
図１に示す画像形成装置は、電子写真方式のプリンター・複写機であって、図示しないコンピュータ等から送られた画像信号に従って記録媒体上にフルカラー画像を形成するものである。画像形成装置の感光体１は、帯電手段によって一様に帯電され、この帯電された感光体１表面に、画像信号に従ってレーザー発振器から光線（露光光）を照射する。感光体１表面上の光線が照射された部分には、静電潜像が形成され、現像装置によって現像剤であるトナーにより現像されて、可視像化され、トナー像となる。中間転写体５は、一次転写ローラーによって感光体１に押し当てられており、感光体１上に可視像化されたトナー像は、一次転写ローラーに転写電圧を印加することで、中間転写体５表面に一旦転写される。
【００１５】
フルカラー画像を形成するために、現像ロータリー４が回転して、別色のトナー用の現像装置に置き換え、現像する色を変更した後に、感光体１上に、第１色目と同様の工程により、可視像化した第２色目のトナー像を作製し、中間転写体５上に重ねて転写する。同様の操作を、残りの色に関しても行い、全色分の画像を重ねて中間転写体５上に転写する。その後、カセットより記録媒体であるシートを二次転写ローラー部位に給紙し、全色分のトナー像を一括転写する。シート上に転写された全色分のトナー像は、定着手段によって、熱と圧力を加えられて定着される。
【００１６】
一方、一次転写後、感光体１上に残留するトナーは、感光体クリーニング装置により、二次転写後、中間転写体５上に残留するトナーは、中間転写体クリーニング装置によって、それぞれ除去され、再び画像形成に供される。
【００１７】
本実施の形態に係る画像形成装置には、感光体１として、チタニルフタロシアニン顔料を用いた電荷発生層とビスフェノールＺ型ポリカーボネートをバインダーとする電荷輸送層として塗布したＯＰＣ感光体を用いている。尚、ＯＰＣ感光体に代えて、Ａ−Ｓｉ感光体、或は、Ｓｅ感光体を利用しても、同様なフルカラー画像形成装置を構成することも可能である。
【００１８】
本実施の形態に係るフルカラー画像形成装置では、全色のトナーは、何れもコアにエステル系ワックスを内包し、樹脂層にスチレン−ブチルアクリレート、表層にスチレンポリエステルの構成から成る懸濁重合法によって作製された球形の重合トナー粒子と、別途重合法により作製した樹脂磁性キャリアとの混合物を、二成分系現像剤として使用した。
【００１９】
（現像装置）
現像器の数は高画質化のために５個以上であれば良く、本実施の形態では６個の現像器４１〜４６を用いる構成について説明する。
【００２０】
現像器には、４１にはマゼンタトナー、４２にはシアントナー、４３には薄いマゼンタトナー、４４にはイエロートナー、４５にはブラックトナー、４６には薄いシアントナーが装填されている。
【００２１】
ここで、濃色及び淡色現像剤は、分光特性が等しい顔料の量を変えて作製される。従って、薄いマゼンタトナーは、含有する顔料の分光特性はマゼンタと等しいが含有量が少なく、薄いシアントナーは、含有する顔料の分光特性はシアンと等しいが含有量が少ない。
【００２２】
ここで、マゼンタとシアンに対して濃い色と薄い色を用いたのは、人の肌のような淡い画像の再現性を飛躍的に向上させるのが狙いである（粒状性の低減を達成することが狙いである）。
【００２３】
具体的には、一様に帯電された感光体に対して、露光を行うことで静電潜像を形成したときの感光体表面電位に対して、現像装置のトナー担持体の電位との差（以下、現像コントラスト電位）に応じてトナーが現像される。現像コントラスト電位に対する濃度の対応を図２に濃いマゼンタと薄いマゼンタに対して図示する。
【００２４】
図２に示したように、着色濃度域の多い濃いマゼンタトナーでは、低濃度から高濃度域まで広い濃度域を表現できるのに対して、着色濃度域の狭い薄いマゼンタトナーでは、表現できる濃度域は狭い。しかしながら、濃いマゼンタでは、現像コントラスト電位に対して僅かな変動に対して濃度の変化が大きいために、細かい階調性を再現することは困難であるのに対して、薄いマゼンタトナーでは低濃度域での着色性に対して高い階調再現性を持ち、上述のように人肌のような淡い画像の再現性を向上できる。
【００２５】
実際の画像形成においては、文字を多用する画像においては、高濃度域のみを使用するために上記の薄い色のトナーを使用するよりも濃い色のトナーのみを使用する方が細線等の再現性が向上する。従って、形成する画像によって濃い色と薄い色との組み合わせを可変にすることが望ましい。
【００２６】
（感光体使用履歴積算装置）
感光体は、上述のように、帯電工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程を経た後に繰り返し使用されるが、画像形成のために帯電している時間に対して、転写材を待つ間にただ空回転している時間とでは、感光体の劣化に寄与する割合は異なる。帯電工程によって劣化した感光体表面に対してクリーニング工程での摺擦で、感光体表面が削れたり傷が付いたりし易くなる。従って、画像形成した枚数で使用履歴を積算するよりも、帯電した時間としていない時間をそれぞれ積算し、各々の劣化割合に応じて係数を掛けて加算したものを用いるのがより正確である。帯電工程の有無による係数は、帯電手段の方法によって決められる。
【００２７】
感光体の使用履歴が進んだ場合、感光体表面に入った微小な傷が画像形成に支障を来す。感光体表面の微小な傷は、感光体表面に形成する静電潜像に対して傷部の電位を変化させてしまう。この傷部の電位変化分に応じて現像された場合、本来現像するべきでない部位に現像したり、その反対として現像するべき部位にトナーを現像しないことで、画像不良となる。
【００２８】
これに対して、薄いトナーでは前述のように現像コントラストに対する画像濃度の階調性が低いために、感光体の使用履歴に対する感光体表面の傷が画像に表れにくい。従って、感光体使用履歴に応じて、画像形成における濃いトナーと薄いトナーの使用比率を制御することで、画像不良が発生しない。
【００２９】
具体的に、図３と図４を用いて、濃いトナーと薄いトナーの組み合わせ方を説明する。この図は、画像形成する入力の信号に対して、濃いマゼンタと薄いマゼンタのそれぞれでどれだけの出力濃度を出して、その合計として得られる画像の出力濃度を表す図である。例えば、入力信号が０．５のときは濃いマゼンタで０．２、薄いマゼンタで０．５の濃度をそれぞれ現像することでその合計である０．７の出力画像を得る。
【００３０】
図３は通常の濃淡トナーを組み合わせて画像形成する時において、所望の出力濃度を得るための濃いマゼンタと薄いマゼンタの比率である。本来、薄い画像を出力するときは薄いマゼンタのみで画像形成し、濃い画像を出力するときは濃いマゼンタのみで画像形成することで、トナー消費量を有効に活用することができる。
【００３１】
これに対して、図４は感光体の使用履歴より感光体の傷により画像不良が現れることが予期される状態での濃いマゼンタと薄いマゼンタの比率である。図３と図４は入力信号に対して合計としての出力濃度は同じである。画像不良が表れ易いのは前述のように濃いトナーのみで出力画像を得ようとするときであるため、出力画像が濃いときも薄いマゼンタを多用することで、画像に傷が見えにくくなる。
【００３２】
本構成によれば、感光体の使用履歴が進んだときに画像不良が発生しても、感光体を交換しなくても一時的に良好な画像を得ることができ、感光体の寿命を延命化できるだけでなく、画像不良に伴う画像形成動作の停止を防止することが可能となる。
【００３３】
本提案は、単一の感光体に対して複数の現像器の構成としたが、図５に示したような複数の感光体を使用する画像形成装置であっても同様の効果が得られる。又、感光体使用比率によって変化する濃淡それぞれのトナーの組み合わせ方は、上記の通りでなくても薄いトナーを多用する構成であれば構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、クリーニング装置を備えた画像形成装置に対する利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置において、濃いトナーと薄いトナーのそれぞれの現像コントラスト電位に対する出力する画像濃度を示す図である。
【図３】通常の画像形成における、入力信号に対する薄いマゼンタと濃いマゼンタの比率を示す図である。
【図４】感光体の使用履歴が進んだ場合における、入力信号に対する薄いマゼンタと濃いマゼンタの比率を示す図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示すす図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    像担持体
４    現像ロータリー
５    中間転写ベルト（中間転写体）
４１〜４６    現像装置
【図１】
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【図２】
2005242130.tif 000004
【図３】
2005242130.tif 000005
【図４】
2005242130.tif 000006
【図５】
2005242130.tif 000007