(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像坦持体と、該像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、前記像坦持体上のトナー像の濃度を検知する濃度検知手段と、該濃度検知手段の検知結果に基づいて作像条件を制御する制御手段と、前記像担持体の画像流れを回復するためのクリーニング手段内に設けられた回復手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は前記像担持体表面に形成した前記像担持体の周長以上の帯状の検出パターンに対する前記濃度検知手段からの連続した検知信号レベルの大きな低下レベルの存在に基づいて前記像担持体への作像条件を制御するのに先立って、前記回復手段を動作させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像坦持体上のトナー像が転写される中間転写体を有し、前記濃度検知手段は前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知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】
前記回復手段が前記クリーニング手段内に設けられた弾性部材のローラであり、前記回復手段の動作が該弾性部材のローラ表面に研磨粒子を含むトナー保持して前記像担持体表面を摺擦することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像坦持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて可視化する電子写真方式や静電記録方式などの複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置では、ａ−Ｓｉ感光体ドラムに帯電器を用いて帯電を行うと、帯電器の放電によりオゾンが発生する。このオゾンにより空気中の成分が分解され、ＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成される。このイオン生成物は、水溶性であることより、感光体ドラムに付着し更に大気中の水分を取り込むことで、感光体ドラム表面の抵抗が低下する。これより、感光体ドラム表面に形成された静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、その結果、像流れ現象を生じる。この像流れ現象が発生したときに、特別な作業や装置を使用せず、使用者が簡便な作業で像流れ現象を除去するためには、感光体ドラムの表面抵抗を低下せしめている水分を効率的に除去する必要がある。
このため従来は、ヒーターを入れることにより、イオン生成物が取り込んだ水分に熱により離脱するエネルギーを与え、高湿環境における感光体ドラム表面の抵抗低下を抑えることが、すでに一般化されている。
【０００３】
また、研磨剤を混入させたトナーを用い、弾性ローラにより感光体ドラム表面を研磨する研磨システム、或いはその他の研磨システムにより、感光体ドラム上に付着したイオン生成物を研磨し、感光体ドラム表面の抵抗低下を発生させる成分そのものを除去することが知られている。
しかし、高湿環境下で画像流れが発生している感光体ドラム表面には、吸着した水分子とその水分子中で電離作用等により感光体表面の抵抗を低下させる付着成分が存在する。感光体ドラム表面の付着物を分析し調査すると、Ｎａ＋，ＮＨ4＋，ＮＯ3−，Ｃｌ−，ＳＯ4−,その他トナーやローラの成分、転写紙の成分等が認められる。
これらの成分は、環境下の水分を吸収し、感光体ドラム表面に水分子を取込むだけでなく、電離作用等により抵抗低下を発生させ、静電潜像が面方向に保持できなくなり、いわゆる像流れ現象を引起こす。一旦この現象が発生すると、数十枚の印字や放置では画像の改善は出来ない。
そこで、特開平１１−３０１４号公報に示すように、像流れ現象が生じた時に、この現象を早期に取除き画像性能を回復させるために、温度や湿度などの環境条件により、実際に像流れが発生しているかどうかに関わらず像流れ回復手段を実行している画像形成装置があった。具体的には、感光体ドラムに形成した静電潜像に現像手段により研磨粒子を含むトナーで現像し、転写後の感光体ドラム表面を回復手段である弾性部材でクリーニングすることにより研磨するモードを画像形成前に実行するようにした画像形成装置があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の回復手段を設け、更に感光体ドラム上のトナー像の検知結果に基づいて作像条件を制御する制御手段を設けた画像形成装置では、像流れが発生していない場合でも回復手段を実行してしまい、無駄にトナーや時間を消費してしまう場合が生じるという問題、あるいは逆に画像流れが十分回復していなくても、回復手段を終了してしまい、像流れが残ってしまったり、像流れが発生したまま作像条件制御をおこなうので適切な感光体ドラム上のトナー像の検知結果に基づいた作像条件の制御からずれた状態に制御されてしまうという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、像坦持体と、該像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、前記像坦持体上のトナー像の濃度を検知する濃度検知手段と、該濃度検知手段の検知結果に基づいて作像条件を制御する制御手段と、前記像担持体の画像流れを回復するためのクリーニング手段内に設けられた回復手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は前記像担持体表面に形成した前記像担持体の周長以上の帯状の検出パターンに対する前記濃度検知手段からの連続した検知信号レベルの大きな低下レベルの存在に基づいて前記像担持体への作像条件を制御するのに先立って、前記回復手段を動作させる画像形成装置としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１は、本発明のカラー画像形成装置の概略を説明する図である。１はカラー画像形成装置本体、２はＯＰＣまたはａ−Ｓｉ感光体ドラム、３は電源（不図示）から感光体ドラム２表面に所定の帯電電圧を印加可能な帯電チャージャ、３１は帯電チャージャ３で感光体ドラム２表面に所定の帯電電圧を印加する前に、感光体ドラム２の表面電位を下げるイレーサ、４は帯電された感光体ドラム２の表面に外部端末からの画像情報がレーザ光を照射して感光体ドラム２上に静電潜像を形成する露光手段である。
【０００７】
５は形成された静電潜像をカラートナーで現像する現像器であり、感光体ドラム２の回転方向上流側からイエローを現像する現像器５ａ、マゼンタを現像する現像器５ｂ、シアンを現像する現像器５ｃ、ブラックを現像する現像器５ｄを配列する。また、各現像器５ａ〜５ｄにはイエロートナーが収納されたトナー容器５０ａ、マゼンタトナーが収納されたトナー容器５０ｂ、シアントナーが収納されたトナー容器５０ｃ、さらにブラックトナーが収納されたトナー容器５０ｄがカラー画像形成装置1上に配置されている。
３２は中間転写ドラム６への未転写となった残留トナーを感光体ドラム２上から除去するクリーニング手段であるが、３２ａは本発明の回復手段となる弾性部材のローラであり、研磨粒子を含むトナーを保持して感光体ドラム表面を摺擦することで感光体ドラム１上に付着したイオン生成物を研磨し、感光体ドラム２表面の抵抗低下を発生させる成分そのものを除去することができる。
【０００８】
６は所定のバイアスを印加することで感光体ドラム２に現像させたトナーを一次的に転写させる作業を順次各トナーについて繰り返すことで色重ねを行う中間転写ドラム、６ａは用紙に色重ねしたトナーを転写する二次転写ローラ、６ｂは用紙への未転写トナーとなった残留トナーを中間転写ドラム６から除去する転写クリーニング装置である。なお、中間転写ドラム６上での色重ねに際して、二次転写ローラ６ａ、クリーニングローラ６ｂは各色が完全に重ねられるまで中間転写ドラム６から退避される退避機構（不図示）を設けている。
【０００９】
７は給紙装置であり、カラー画像形成装置１の下側に配置され、大容量の用紙が積載され最上部の用紙を給紙する給紙ローラによって搬送する給紙ユニット７ａと、カラー画像形成装置１によって片面に画像形成された用紙を反転する用紙反転装置７ｂとで構成され、更にカラー画像形成装置１にはＯＨＰ用紙等の特殊な少量の用紙に画像形成を行うために一枚ずつ用紙を搬送する手差しユニット７ｃが設けられている。給紙装置７から送り込まれた用紙は、レジストローラ６０に搬送され、先端揃え画像形成とタイミングを取った後に、二次転写ローラ６ａに送り込まれる。そして、転写された後に搬送ベルト８によって出口側に向かって用紙を搬送させる。９は定着手段であり、出口側近傍に配置し二次転写されたトナーを熱と圧力によって用紙に定着させる。
【００１０】
１０は排紙手段であり、定着手段９により熱定着された用紙に対して印字面を上にして排紙するフェイスアップトレイ１０ａと、印字面を下にして排紙するフェイスダウントレイ１０ｂと、両面印刷のためのパス１０ｃが配置されている。
【００１１】
図２は、中間転写ドラム６上のトナー濃度を反射式の光センサで検知する時の詳細を示すための図である。
まず、帯電チャージャ３によって帯電された感光体ドラム２上に帯状のテストパッチを露光手段（図１の露光手段４）で露光して静電潜像を形成し、現像器５のいずれかの現像器で静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。そして、中間転写ドラム６の転写体にトナー像を転写し（図２のトナー像6c)、反射式の光センサであるトナー濃度検知手段6dでその反射率を測定し、その出力値によって画像濃度が低いと判断した場合は濃度を上げるように作像条件を制御し、画像濃度が高いと判断した場合は濃度を下げるように作像条件を制御する。なお、この作像条件の制御としては、露光手段４の露光量、感光体ドラム２の表面電位、現像器５の現像バイアス等の制御がある。
【００１２】
ここで、感光体ドラム２としてａ−Ｓｉを使用すると、感光体ドラム２を帯電する際の放電でオゾンが発生し、それによって感光体ドラム２上にイオン生成物が付着し、これが高湿環境化で大気中の水分を取り込み像坦時体の表面抵抗を低下させ、いわゆる像流れが発生する。図３は、そのような像流れが発生した場合の画像を示す図であり、図４は、図３の像流れが発生した場合のトナー濃度検知手段６ｄの出力値を示す図である。
【００１３】
図４より明らかなように、画像の一部が感光体ドラム２の表面抵抗の低下で流れ、信号レベルが大きく低下する。ここで、次の条件により、トナー濃度検出手段6dによる像流れの検出を行うことが可能となる。なお、出力信号の最大値をＳmax、最小値をＳminとする。
1) Ｓminが閾値(a)を下回った状態      Ｓmin<a
すなわち、トナー濃度検知手段からの出力値が、閾値を下回った場合
2) ＳmaxとＳminの比が閾値(b)を上回った状態      （Ｓmax/Ｓmin）>b
すなわち、トナー濃度検知手段からの出力値の最大値と最小値の比が、閾値を上回った場合
3) ＳmaxとＳminの差が閾値(c)を上回った状態   (Ｓmax−Ｓmin)>c
すなわち、トナー濃度検知手段からの出力値の最大値と最小値の差が、閾値を上回った場合。
【００１４】
本発明では、電源投入時や、省電力待機（スリープ）からの復帰時などにトナー濃度検出手段６ｄが上述のいずれかの方法により像流れの検出を行った場合にのみ、ローラ32ａにより通常の印字モードとは別に感光体ドラム２に表面電位を印可せずに現像動作を行って多量のトナーを付着させるソリッド（ＳＯＬＩＤ）画像形成動作を行い、その研磨粒子を含有するトナーを保持して感光体ドラム２を摺擦研磨してリフレッシュするモードを設けたことを特徴とする。なお、カラー画像形成装置の場合は、各現像器５ａ〜５ｄ各々について作像条件の制御を行う必要があるため、現像器５ａ〜５ｄ毎の計4回同じ動作が繰り返され、各色毎に独立させて制御を行う必要がある。
【００１５】
なお、本実施例では、中間転写ドラム６にトナー濃度検出手段６ｄを設けたが、感光体ドラム２に直接トナー濃度検出手段を設けてもよい。本実施例のように、中間転写ドラム６にトナー濃度検出手段６ｄを設けることは、トナー濃度検知手段が濃度制御へのフィードバックの機能も兼ねているために、より下流の方が実画像の濃度に近くなって好ましい点、感光体ドラム２が複数ある場合には中間転写ドラム６のみに設ければよいので部品点数の削減となる点から好ましい。
【００１６】
また、トナー濃度検知のために、検出パターン６ｃは像流れが感光体ドラム２の周期で発生するため、感光体ドラム２の周長以上の長さの検出パターンを用いることが望ましい。そして、トナー濃度検知手段６ｄが上述の条件を満たさなくなり、像流れが発生しなくなった時点でリフレッシュモード（請求項でいう回復手段）を停止するようにすることが望ましい。
【００１７】
また、トナー濃度検知手段６ｄからの出力値によらず、画像回復手段の実行には回数制限を設けることもさらなる実施例として望ましい。これは、制御系エラーが生じるとトナーが無くなるまでリフレッシュモードを続けてしまうことになってしまうために、連続して行われる場合には、動作を途中で止めるように制御する必要があるためである。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、濃度検知手段からの検知結果に応じた作像条件の制御に先立って回復手段を動作させることにより、像流れが発生したら確実にかつ必要最小限の回復手段の動作をさせることができ、画像流れを完全に回復しかつトナーや電力を無駄に消費しない画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置を示す図である。
【図２】図１の中間転写ドラム近傍を示す図である。
【図３】像流れが発生した場合の画像を示す図である。
【図４】図３の画像状態時のトナー濃度検知手段の出力値を示す図である。
【符号の説明】
１：カラー画像形成装置本体
２：感光体ドラム
３：帯電チャージャ
４：露光手段
５，５ａ〜５ｄ：現像器
６：中間転写ドラム
６ａ：二次転写ローラ
６ｃ：トナー像
６ｄ：トナー濃度検知手段
３２ａ：ローラ（回復手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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