(57)【要約】【課題】非画像部の感光体上に付着させるトナーの量を適正化して無駄なコストを最小にして画像劣化を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって可視画像化すると共に、そのトナー像を転写材に転写して前記像担持体を繰り返し使用して複数回の画像形成を行なう画像形成装置であって、作像動作開始から終了までの一連の画像形成動作による画像形成回数が少ないほど前記像担持体の非画像部上に付着させる前記トナーの量を多くする構成となっている。【選択図】図４
2007328197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって可視画像化すると共に、そのトナー像を転写材に転写して前記像担持体を繰り返し使用して複数回の画像形成を行なう画像形成装置であって、作像動作開始から終了までの一連の画像形成動作による画像形成回数が少ないほど前記像担持体の非画像部上に付着させる前記トナーの量を多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記作像動作開始から終了までの一連の画像形成動作による画像形成回数が少ないほど、作像終了時に、前記像担持体上の前記非画像部に前記トナーを付着させるための消費画像パターンの面積を大きく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】
前記作像動作開始から終了までの一連の画像形成動作による画像形成回数が少ないほど、作像終了時に、前記像担持体上の前記非画像部に前記トナーを付着させるための消費画像パターンを長くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、像担持体に静電潜像を形成し、これをトナーによって可視画像化すると共に、そのトナー像を転写材（転写紙）に転写して像担持体を繰り返し使用する形式の画像形成装置に関し、特に、非画像部の感光体上に付着させるトナーの量を適正化して無駄なコストを最小にして画像劣化を防止することができる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、像担持体に静電潜像を形成し、これをトナーによって可視画像化すると共に、そのトナー像を転写材（転写紙）に転写して像担持体を繰り返し使用する形式の画像形成装置は周知である。このような画像形成装置は、例えば電子写真複写機、プリンタあるいはファクシミリ等として構成される。
ところで、この種の画像形成装置においては、非画像部の感光体上に付着させるトナーによる様々な問題があった。
【０００３】
なお、先行技術としては、特許文献１として、潜像の形成可能な像担持体と、該像担持体に形成された潜像を現像剤にて現像剤像として可視化するための現像剤担持体と、前記像担持体上の前記現像剤像を転写材に転写する際の媒体となる転写媒体と、該転写媒体の移動量を検知するための移動量検知手段とを有し、前記移動量検知手段による検知結果に基づいて前記現像剤担持体の移動が開始される画像形成装置において、現像剤の消費量を検知するための消費量検知手段を有し、この消費量検知手段が検知した現像剤消費量と前記移動量検知手段が検知した前記転写媒体の移動量に基づいて現像剤消費量の平均値を求め、この平均値が所定値以下の場合に、前記像担持体上の非画像形成領域に前記現像剤担持体に担持された現像剤を付着させる技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２として、像担持体上の残留トナーをモータ駆動のクリーニングブラシによってクリーニングする手段を有する画像形成装置の前記駆動モータの起動電流値を検知し、この起動電流値が基準値（フィルミングしない場合とフィルミングした場合の起動電流値の中間値）と比較して大きい場合にはトナー入力を行わず、小さい場合には、フィルミングが発生しかけていると判断してクリーニング手段へのトナー入力量を増やす制御を行い、トナー入力をジョブ終了時に行う技術が開示されている。
【０００５】
特許文献３として、表面に現像剤像が形成される像担持体と、像担持体に当接し、その表面を清掃する板状クリーニング部材と、を有する画像形成装置において、更に、画像形成を行った回数である印字枚数を検知する印字枚数検知手段と、消費した現像剤量を検知する現像剤消費量検知手段と、を有し、検知された印字枚数と現像剤消費量に応じて、画像形成時以外のタイミングにて像担持体上に制御用現像剤像を形成し、制御用現像剤像を板状クリーニング部材まで到達させる技術が開示されている。
【０００６】
特許文献４として、定着装置のカバーの壁に対峙する画像形成部（中間転写ベルト）を格納するハウジングの壁を傾斜させるとともに、壁間にできる空間を上方に向けて開放する構造にし、定着装置で発生した水蒸気の含まれた高温の空気が定着装置内や画像形成部間に滞らず、対流により排気することにより、画像形成部へ熱を伝わりにくくするとともに、水蒸気の記録媒体への付着を少なくする技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２６３０２７公報
【特許文献２】特開２００４−０８６１０７公報
【特許文献３】特開２００４−１２５９００公報
【特許文献４】特開２００２−３７２８１８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来例にあるように、トナーの劣化による画質の劣化を防止するためや、感光体をクリーニングするブレードのメクレを防止するためや、感光体のフィルミングを防止するために、非画像部の感光体上にトナー消費画像パターンを形成してトナーを付着させることが広く行われている。
しかしながら、非画像部の感光体上に付着させたトナーは、画像にはならず、ほとんどの場合は廃トナーとして破棄されるので、ユーザーに無駄なコストを生じさせ、エコロジーにも良くない問題点があった。そこで、非画像部の感光体上に付着させるトナー量を最小に押さえる必要があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、非画像部の感光体上に付着させるトナーの量を適正化して無駄なコストを最小にして画像劣化を防止することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって可視画像化すると共に、そのトナー像を転写材に転写して前記像担持体を繰り返し使用して複数回の画像形成を行なう画像形成装置であって、作像動作開始から終了までの一連の画像形成動作による画像形成回数が少ないほど前記像担持体の非画像部上に付着させる前記トナーの量を多くすることを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、前記作像動作開始から終了までの一連の画像形成動作による画像形成回数が少ないほど、作像終了時に、前記像担持体上の前記非画像部に前記トナーを付着させるための消費画像パターンの面積を大きくすることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、前記作像動作開始から終了までの一連の画像形成動作による画像形成回数が少ないほど、作像終了時に、前記像担持体上の前記非画像部に前記トナーを付着させるための消費画像パターンを長くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡単な検知手段によることで、装置を複雑化させることなく製造コストもかからず、非画像部の感光体上に付着させるトナーの量を適正化できるので、画像劣化を防止すると共に、ユーザーに生じさせる無駄なコストを最小にでき、エコロジーへの負荷も低減できる。
さらに、本発明によれば、非画像部の感光体上に付着させるトナー量を決定するための検出手段が、作像動作開始から終了までの一連の作像動作での作像枚数だけであり、この作像枚数は装置寿命のためやサービス価格決定のためのカウンタ表示のためにほとんどの装置で既に持っている手段であるので、特別な検出手段を必要としないので、装置を複雑化させることなく製造コストもかからない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による画像形成装置である電子写真方式のカラープリンタの要部に関する一実施形態の概略図である。
図１に示すように、本実施例のカラープリンタの構成は、最大通紙サイズをＡ３サイズとするカラープリンタであり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色の現像剤（トナー）を用いて、順に第一像担持体である感光体上に現像剤像（トナー像）を現像し、第二像担持体である中間転写体上で重ね合わせて転写材に再度転写する中間転写方式の構成である。転写材に転写しきれず、中間転写体上に残ったトナーは、クリーニング装置９で除去され、次のプリントプロセスに備える。
【００１１】
まず、感光体上にトナー像を形成する現像工程について説明すると、感光体としてはドラム状である感光ドラム１が用いられ、感光ドラム１は矢印Ｒ１方向に回転し、帯電器２により一様帯電され、露光装置であるＬＤドライバ３から、露光位置Ａにて、ポリゴンミラー１８及び反射ミラー４を介してレーザービームによる画像露光Ｌが与えられ、静電潜像が形成される。
【００１２】
感光ドラム１上に形成された静電潜像は現像装置５によって現像される。現像装置５は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが収容された、イエロー現像器５Ｙ、マゼンタ現像器５Ｍ、シアン現像器５Ｃ、ブラック現像器５Ｂｋを搭載した回転現像装置であり、現像装置５は、形成するトナー像の色に対応させた現像器を感光ドラム１に対向させて、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像であるそれぞれの色の現像剤像（トナー像）を形成する。
尚、このような画像形成装置において、レーザービームが走査される方向つまり中間転写ベルト６の移動方向と交差する方向を主走査方向、感光ドラム１や中間転写ベルト６が移動する方向を副走査方向と称す。
【００１３】
次に、感光体から中間転写体への一次転写工程、及び中間転写体から転写材への二次転写工程について説明する。
感光ドラム１上に形成されたそれぞれの色のトナー像は、一次転写ニップ部Ｂにおいて、中間転写体である中間転写ベルト６が、感光ドラム１の回転方向Ｒ１と順方向であるＲ２方向に４周回転する間に、電源１２より一次転写バイアスが印加される一次転写ローラ７によって、その表面上に順次一次転写され、中間転写ベルト６上には４色が重畳されたフルカラートナー画像が形成される。
【００１４】
ここでは、第二像担持体である中間転写体として、ベルト状の中間転写ベルト６が用いられ、中間転写ベルト６は、駆動ローラ６ａ、二次転写対向ローラ６ｂ、テンションローラ６ｃによって張架されており、駆動ローラ６ａの回転駆動によって矢印Ｒ２方向に回転する樹脂ベルトである。
こうして形成された中間転写ベルト６上のフルカラートナー像は、二次転写ニップ部Ｃにおいて、給送される転写材Ｐに、一括して転写される。
【００１５】
二次転写ニップＣは、転写手段である二次転写ローラ８と中間転写ベルト６との間のニップ部である。二次転写ローラ８は、画像転写時のみ転写材Ｐの背面側から中間転写ベルト８に当接し、二次転写対向ローラ６ｂを対向電極とし、二次転写ローラ８に高圧電源１３から正極性バイアスを印加する。トナーの二次転写効率は、本実施例に示す画像形成装置では約９０％である。
図２は、中間転写ベルト６から転写材Ｐへトナーが二次転写される二次転写ニップＣと、中間転写ベルト６の移動方向で二次転写ニップＣの下流部分の概略構成図である。中間転写ベルト６から転写材Ｐ上には９０％のトナー２１が転写され、残りの１０％のトナー２２は中間転写ベルト６上に残留する。転写材Ｐ上に転写されたトナー画像２１は、不図示の定着装置によって転写材Ｐ上に固着される。
【００１６】
次に、二次転写ニップの中間転写体移動方向下流に位置する、中間転写体上に二次転写後に残留したトナーを除去するクリーニング装置について説明すると、中間転写ベルト６上に残留したトナー２２は、クリーニング装置９で除去され、次のサイクルに備える。
なお、このような画像形成装置においては、トナーの劣化による画質の劣化を防止するためや、感光ドラム１をクリーニングするブレードのメクレを防止するためや、感光ドラム１のフィルミングを防止するために、非画像部の感光ドラム１上にトナー消費画像パターンを形成してトナーを付着させるようにしている。
【００１７】
次に、本願発明の特徴である、１回作像当たりの枚数により作像エンド時に、感光ドラム１上の非画像部に形成するトナー消費画像パターンの形成時間（トナー消費画像パターンの副走査長）を変えるようにして、無駄なコストを最小にして画像劣化を防止する方法について説明する。
このような画像形成装置において、感光ドラム１や中間転写ベルト６のクリーニングを経た場所に画像を形成するには、作像開始により感光ドラム１や中間転写ベルト６が動き始めたときに感光ドラム１や中間転写ベルト６が各々のクリーニングユニットより前にある位置が最初に感光ドラム１に至るまで待たねばならず、この間各色現像装置５はトナーを消費も補給もしない空回転をする。
また、作像終了する場合も、画像の形成された感光ドラム１や中間転写ベルト６の画像があった場所をクリーニングして終わるには、転写が終わった場所が各々のクリーニングユニットに至るまで待って停止しなければならず、この間各色現像装置５はトナーを消費も補給もしない空回転をする。
【００１８】
図１に示すような画像形成装置では感光ドラム１の周長より中間転写ベルト６の周長の方が長く、作像のスタートエンドに要する時間は、中間転写ベルト６の周長が長くなるほど長くなる。
多数枚を連続作像している場合も、１枚だけ作像している場合も、作像スタートとエンドに要する時間は同じなので、スタートエンドに要する時間割る作像枚数が、作像１枚当たりのスタートエンドに要する時間となるので、多数枚作像の場合は、スタートエンドに要する現像装置の空攪拌時間は無視できるほど小さいが、１枚だけ作像する場合だとスタートエンドに要する時間がそのまま足される。図１に示すような画像形成装置では、１枚作像に要する時間よりも、スタートエンドに要する時間の方が長くなる。
【００１９】
１回だけのスタートエンド時間だけ現像装置５が空回転してもトナーの劣化は僅かで画像画劣化することはないが、１枚から数枚だけの作像動作が続くと、作像によるトナーの消費と補給によるトナーの入れ替わりが追い付かず、スタートエンド時間による現像器の空回転でのトナーの劣化が積み重なり、文字中抜け（虫食い）やボソツキといった異常画像が発生する。
画像形成装置のスタートエンドに要する時間によるが、５枚ないし１０枚以上作像する場合は、作像によるトナーの消費と補給によるトナーの入れ替わりが勝り、トナー劣化による画像劣化はほとんどなくなる。
このような状況を鑑みて、本願発明では、１回作像当たりの枚数により作像エンド時に、感光ドラム１上の非画像部に形成するトナー消費画像パターンの形成時間（トナー消費画像パターンの副走査長）を変えるようにして、無駄なコストを最小にして画像劣化を防止するようにしている。
【００２０】
すなわち、この実施形態では、図３に示すように、作像枚数が１枚の場合に消費画像パターン副走査長は１２ｍｍ、作像枚数が２枚の場合には消費画像パターン副走査長は１枚の１２ｍｍの１／２の６ｍｍ、３枚の場合は１／３の４ｍｍ、４枚の場合は１／４の３ｍｍ、５〜１０枚では１／５〜１／１０の平均所で２ｍｍ、１０枚以上では１／１０の１ｍｍとした。１０枚以上ではいくら枚数が増えても１ｍｍとしたのは、特開２００４−１２５９００に記載されているようなクリーニングブレード捲れの効果を狙ったためで、トナー劣化による異常画像の防止目的からは、一定枚数以上は０ｍｍとしても良い。図３は、１回作像当たりの枚数による非画像部に形成するトナー消費画像パターンの形成時間を設定したテーブルを示す図である。
【００２１】
すなわち、作像動作開始から終了までの一連の作像動作（画像形成動作）による作像枚数（画像形成回数）が少ないほど、感光ドラム１（像担持体）上の非画像部に付着させるトナーの量を多くするようにしている。
また、言い換えるならば、作像動作開始から終了までの一連の画像形成動作による画像形成回数が少ないほど、作像終了時に、非画像部の感光ドラム１（像担持体）上にトナーを付着させるための消費画像パターンの面積を大きくするようにしている。
【００２２】
図４のフローチャートを参照して、この場合の動作について説明する。
図４は、作像エンド時に非画像部に形成するトナー消費画像パターンの長さを決定する動作フローチャートである。
なお、ここで、トナー消費画像パターンはＬＤ主走査方向にほぼ最大画像巾、このパターンのトナーは全てクリーニング装置へ回収されるので、クリーニング装置に過負荷とならないよう５０％パターンとしている。
図４のステップ１０１において、作像開始信号を受けると装置の作像開始のサブシーケンスにより駆動を開始し、ステップ１０３、１０５において、作像できるタイミングになると作像信号を受け入れてサブシーケンスの作像動作を行う。このときに、作像信号１枚毎に、制御系に設けられたカウンタ２０（図１参照）を１つカウントアップする。これで作像枚数が分かる。なお、予め作像枚数が分かっている装置制御の場合はカウンタは不用で、作像枚数をそのまま持って来れば良い。
【００２３】
次に、作像終了信号を受けると、ステップ１０７において、作像を終了し、ステップ１０９において、図３に示した消費画像パターン長テーブルの作像枚数のテーブルを参照し、ステップ１１１において、消費画像パターンの副走査長（時間）を決定して、ステップ１１３において、この長さ分パターンを出力してから装置の停止のサブシーケンスにより装置の駆動を停止する。
また、消費画像パターンの副走査長（時間）を決定する別の実施形態として、作像１枚の場合のトナー消費画像パターンの長さをＬｍｍ（この装置では１２ｍｍ）、作像枚数をＮ枚として、作像Ｎ枚の場合のトナー消費画像パターンの長さをＬ／Ｎｍｍとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による画像形成装置である電子写真方式のカラープリンタの要部に関する一実施形態の概略図である。
【図２】図１に示した中間転写ベルトから転写材へトナーが二次転写される二次転写ニップと、中間転写ベルトの移動方向で二次転写ニップの下流部分の概略構成図である。
【図３】１回作像当たりの枚数による非画像部に形成するトナー消費画像パターンの形成時間を設定したテーブルを示す図である。
【図４】作像エンド時に非画像部に形成するトナー消費画像パターンの長さを決定する動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００２５】
１…感光ドラム、２…帯電器、３…ＬＤドライバ、４…反射ミラー、５…現像装置、５Ｂｋ…ブラック現像器、５Ｃ…シアン現像器、５Ｍ…マゼンタ現像器、５Ｙ…イエロー現像器、６…中間転写ベルト、６ａ…駆動ローラ、６ｂ…二次転写対向ローラ、６ｃ…テンションローラ、７…一次転写ローラ、８…中間転写ベルト、９…クリーニング装置、１２…電源、１３…高圧電源、１８…ポリゴンミラー、２０…カウンタ、２１…トナー、２１…トナー画像、２２…トナー
【図１】
2007328197.tif 000003
【図２】
2007328197.tif 000004
【図３】
2007328197.tif 000005
【図４】
2007328197.tif 000006