JP2000227695A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像装置交換に伴い生ずる不適正画像である
横筋の発生を阻止する装置を提供すること。 【解決手段】 回転型現像手段６と、上記回転型現像手
段により形成されるトナー像を担持する画像担持体１
と、上記画像担持体上に固体潤滑剤を塗布する固体潤滑
剤塗布手段７と、上記画像担持体上に形成されたトナー
像を転写する中間転写手段１０と、被記録体に上記中間
転写手段に形成されたトナー像を転写する転写手段１４
とよりなる画像形成装置において、上記回転型現像手段
を構成する各色の現像ローラー２６の外周に付着したト
ナー層を、現像条件を最適化するための動作の最終段階
において強制的に消費させる強制消費手段３０を具備し
た画像形成装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転型現像装置を
用いた画像形成装置に関し、特に、回転型現像装置に含
まれる現像ローラー上に発生するトナー溜りを強制消費
した後で画像を形成する、プリンター、ファクシミリ装
置、複写機あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の回転型現像装置を用いた
画像形成装置においては、画像担持体表面に形成された
トナー像を中間転写体上に効率よく転写させるため、固
形潤滑剤を塗布し画像担持体表面の摩擦係数を下げ、ト
ナーの離型性を向上させるのが常である。固形潤滑剤と
して用いられる物質はステアリン酸亜鉛を主成分とする
サブミクロンの粒子である。ところで、通常の画像形成
動作中は、潤滑剤の画像担持体上への塗布は、摩擦係数
が規定範囲内に収まるように制御されており、かつ現像
ローラには常時トナー層が形成されていることから、潤
滑剤が直接現像ローラに塗布されるような事態は発生す
ることはない。しかしながら、現像ユニットの交換等に
より、新規に現像ユニットが装填されるような際には、
未だ現像ローラー上にはトナー層が形成されていないた
め、ホームポジションから現像ローラを現像位置に移動
すると、現像ローラと潤滑剤が塗布された画像担持体が
直接接触することとなり、現像ローラーの地肌に直接潤
滑剤のみが塗布されてしまう場合がある。斯かる場合
に、その後、直接固形潤滑剤が塗布された現像ローラの
部位にトナー層が形成されると、現像ローラのトナー層
に局部的な高凝集のトナー溜りが発生する。このトナー
溜りができる理由は、既述の通り潤滑剤がサブミクロン
の粒径であるため、潤滑剤がトナー粒子の間に入り込ん
でしまい、結果として高密度の固化部分が形成されるた
めである。斯かるトナー溜りはその高凝集ゆえに、現像
ローラーと薄層化ブレードとの間隙を砕けることなくす
り抜け、画像形成装置の現像条件を最適化するための、
所謂セットアップモード終了直後に出力される画像の先
頭部分に強く現像されてしまい、横筋の画像が発生する
現象となって現われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のかかる
画像形成装置においては、この横筋の現象が画像品質上
大きな問題として取り上げられていた。そこで本発明の
課題は、このような問題点を解決するものである。即
ち、画像形成装置の現像条件を最適化するためのセット
アップモードの終了直前において、特定パターンを画像
担持体上に作成することにより、本来の画像形成前に、
上記現像ローラー上のトナー溜りを、各色の現像ローラ
ーより強制的に除去する画像形成装置を提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の本発明は、回転型現像手段と、上記回転
型現像手段により形成されるトナー像を担持する画像担
持体と、上記画像担持体上に固体潤滑剤を塗布する固体
潤滑剤塗布手段と、上記画像担持体上に形成されたトナ
ー像を転写する中間転写手段と、被記録体に上記中間転
写手段に形成されたトナー像を転写する転写手段とより
なる画像形成装置において、上記回転型現像手段を構成
する各色の現像ローラーの外周に付着したトナー層を、
現像条件を最適化するための動作の最終段階において強
制的に消費させる強制消費手段を具備することを最も主
要な特徴とする。請求項２の本発明は、請求項１記載の
画像形成装置において、強制消費手段は、画像担持体上
に特定パターンの静電潜像を作成する静電潜像作成手段
と、上記静電潜像を現像する現像手段とより構成される
ことを主要な特徴とする。請求項３の本発明は、請求項
２記載の画像形成装置において、特定パターンとはハー
フトーンパターンであることを主要な特徴とする。請求
項４の本発明は、画像担持体上に固体潤滑剤を塗布した
後、静電潜像を作成し、各色毎のトナー像を作成し、上
記トナー像を中間転写体に転写し、ついで中間転写体上
のトナー像を被記録体に転写する画像形成方法におい
て、現像条件を最適化するための動作の最終段階におい
て各色の現像ローラーの外周に付着したトナー層を、強
制的に消費させるようにしたことを最も主要な特徴とす
る。請求項５の本発明は、請求項４の画像形成方法にお
いて、現像条件を最適化するための動作の最終段階にお
いて各色の現像ローラーの外周に付着したトナー層を、
強制的に消費させるようにする回数は少なくとも１回で
あることを主要な特徴とする。

【０００５】

【作用】上記のように構成された画像形成装置は、請求
項１においては、回転型現像手段と、上記回転型現像手
段により形成されるトナー像を担持する画像担持体と、
上記画像担持体上に固体潤滑剤を塗布する固体潤滑剤塗
布手段と、上記画像担持体上に形成されたトナー像を転
写する中間転写手段と、被記録体に上記中間転写手段に
形成されたトナー像を転写する転写手段とよりなる画像
形成装置において、上記回転型現像手段を構成する各色
の現像ローラーの外周に付着したトナー層を、現像条件
を最適化するための動作の最終段階において強制的に消
費させる強制消費手段を具備するようにして、画像形成
に悪影響を及ぼすトナー溜りの解消ができる画像形成装
置を提供することが出来るようにする。請求項２におい
ては、請求項１記載の画像形成装置において、強制消費
手段は、画像担持体上に特定パターンの静電潜像を作成
する静電潜像作成手段と、上記静電潜像を現像する現像
手段とより構成するようにして、上記トナー溜りを効果
的に排除することができる画像形成装置を提供すること
が出来るようにする。請求項３においては、請求項２記
載の画像形成装置において、特定パターンとはハーフト
ーンパターンであるようにして、上記トナー溜りをより
効果的に排除することができる画像形成装置を提供する
ことが出来るようにする。請求項４においては、画像担
持体上に固体潤滑剤を塗布した後、静電潜像を作成し、
各色毎のトナー像を作成し、上記トナー像を中間転写体
に転写し、ついで中間転写体上のトナー像を被記録体に
転写する画像形成方法において、現像条件を最適化する
ための動作の最終段階において各色の現像ローラーの外
周に付着したトナー層を、強制的に消費させるようにし
て、上記トナー溜りを効果的に排除することができる画
像形成方法を提供することが出来るようにする。請求項
５においては、請求項４の画像形成方法において、現像
条件を最適化するための動作の最終段階において各色の
現像ローラーの外周に付着したトナー層を、強制的に消
費させるようにする回数は少なくとも１回であるように
して、上記トナー溜りをより効果的に排除することがで
きる画像形成方法を提供することが出来るようにする。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。まず、本発明が適用される
画像形成装置の概要について説明する。図１は本発明を
適用する画像形成装置の一例の全体構成図であり、１は
ベルト状画像担持体たる可撓性の感光体ベルトであり、
該感光体ベルト1 は、回動ローラ２、３間に架設され、
回動ローラ２の回転駆動により矢印Ａ方向（時計方向）
に搬送される。４は、上記感光体ベルト１表面を均一に
帯電する帯電手段たる帯電チャージャ、５は、静電像露
光手段たるレーザー書き込み系ユニットである。また、
６は、後述するイエロー、マゼンタ、シアン、黒の現像
剤（トナー）を有する４つの現像器を一体的に形成した
回転型現像装置である。７は固形潤滑剤８をかきとり、
感光体ベルト１に塗布するためのブラシ状ローラであ
り、９はクリーニングブレードである。更に、１０は、
中間転写体たる中間転写ベルトであり、該中間転写ベル
ト１０は回動ローラ１１、１２の間に架設され、回動ロ
ーラ１１の回転駆動により矢印Ｂ方向（反時計方向）に
搬送される。前記感光体ベルト１と、中間転写ベルト１
０とは、感光体ベルト１の回動ローラ３の部分で接触し
ている。接触部の中間転写ベルト１０側には、導電性を
有するバイアスローラ１３が中間転写ベルト１０の裏面
に所定の条件で接触している。又、１５は中間転写ベル
ト１０のクリーニング装置である。

【０００７】つぎに、本発明が適用されるカラー画像形
成装置の画像形成動作について説明する。図１に於い
て、画像担持体である感光体ベルト1 には、まず固形潤
滑剤８がブラシ状ローラー７により感光体全面に塗布さ
れる。ついでクリーニングブレード９により、前回使用
した現像剤が除去される。帯電チャージャ４により感光
体ベルト１が一様に帯電された後、レーザ書き込み系ユ
ニット5 により、画像情報に基づき走査露光されて表面
に静電潜像が形成される。ここで、露光する画像情報は
所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ、
及び黒の色情報に分解した単色の画像情報であり、この
情報により図示しない半導体レーザーで発生されたレー
ザービーム５Ｌは、図示を省略した光学装置により走
査、及び光路調整される。ここで形成された静電潜像
は、後述する回転型現像装置6 により各々所定のイエロ
ー、シアン、マゼンタ、及び黒トナーで各々単色現像さ
れ、感光体ベルト1上に各々の色画像が順次形成され
る。図中矢印Ａ方向に回転する感光体ベルト１上に形成
された各単色画像は、感光体ベルト１と同期して図中矢
印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト１０上に、イエロ
ー、シアン、マゼンタ、及び黒の単色毎に、バイアスロ
ーラ１３に印加された所定の転写バイアスにより順次重
ね転写される。中間転写ベルト１０上に重ね合わされた
イエロー、シアン、マゼンタ、及び黒の画像は、給紙台
１６から給紙ローラ１８、搬送ローラ対１９ａ、１９
ｂ、レジストローラ対２０ａ、２０ｂを経て転写部へ搬
送された転写紙１７上に転写ローラ１４により一括転写
される。転写終了後、転写紙１７は定着装置２１により
定着されて、フルカラー画像が完成し、排紙ローラ対２
２ａ、２２ｂを経て排紙スタック部２３にプリント画像
を排出する。

【０００８】次に、本発明の適用されるカラー現像装置
と感光体ベルトとの関係を、更に詳細に図２，図３に基
づいて説明する。図２は、図１で説明した回転型現像装
置6 に組み込まれているイエロー用の現像器２４のみを
感光体ベルト１とともに示した説明図であり、イエロー
用の現像器２４が現像位置にある状態を示している。現
像器２４には、現像剤搬送用ローラ２５、現像ローラ２
６および現像剤を現像ローラ上に薄層化して補給するブ
レード２７が設けられており、現像剤は現像剤搬送用ロ
ーラ２５およびブレード２７を経由して現像ローラ２６
へと搬送される。現像ローラ２６は、ケーシングに設け
られた開口部２８からその一部が外部に露出するように
配置され、色情報に同期して、図示を省略した駆動機構
により図中矢印Ｄ方向に回転し、対応する静電潜像を現
像する。既述の通り、本発明にいう現像装置は非磁性一
成分現像剤を用いた回転型現像装置であり、各現像ユニ
ットには、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒トナー
が収納され、回転中心Ｏを中心に選択的に現像位置に回
動して、上述のように順次感光体ベルト1 上に形成され
た静電潜像を現像するものである。

【０００９】ここで、本発明が適用される事例を説明す
る。上記回転型現像装置６が交換される際には、図２に
示した現像ローラ２６は感光体ベルト１から離間したホ
ームポジションに位置している。現像装置６は紙面に対
して垂直方向に引き抜かれ、その後新たな回転型現像装
置６に交換される。交換が完了した回転型現像装置６
は、次の現像に備えてホームポジションから現像位置に
回動するが、その際、現像ローラ２６の表面には未だト
ナー層が形成されておらず、現像ローラの地肌が露呈し
た状態で感光体ベルト１に当接することになる。つま
り、現像ローラ２６に回転駆動力が与えられてトナー層
が形成される前に現像ローラ２６の地肌と感光体ベルト
１の表面とが接触することは避けられず、この際に感光
体ベルト１に既に塗布されている固形潤滑剤８が現像ロ
ーラ２６に直接付着することになる。この模式図を図３
に示す。図３（ａ）は現像ローラ２６の地肌と感光体ベ
ルト１が当接し、感光体ベルト１上に塗布された固形潤
滑剤８が現像ローラ２６の地肌に直接塗布される様子を
拡大して観察したものである。図３（ｂ）からも明らか
なように、現像ローラ２６の地肌に固形潤滑剤８が直接
付着した部位に現像剤が搬送されてくると、固形潤滑剤
８は既述の通りサブミクロンの大きさであるため、トナ
ー層形成時にはトナーの粒子２９間の空間に入り込み、
凝集度の高いトナー溜りを形成する。このトナー溜りは
その凝集度の高さに起因して固化しているため、ブレー
ド２７と現像ローラ２６の当接部を破壊されることなく
通過してしまい、セットアップモード終了直後に出力さ
れる画像の先頭部分に横筋として現像されてしまう。そ
こで、本発明においては、現像ローラ２６上に形成され
たトナー溜りをセットアップモード終了直前に強制的に
消費してしまい、セットアップモード終了後には現像ロ
ーラ２６上にはトナー溜りが存在しないようにするもの
である。なお、図５は本発明の装置を構成する制御系の
ブロック図であり、予め設定されたプログラムに従って
各種処理を実行するＣＰＵと、制御用プログラム、書き
込み用データ等を格納したＲＯＭと、処理結果やデータ
を記憶するＲＡＭと、入・出力回路（Ｉ／Ｏ）と、操作
パネルと、ＲＯＭに格納された書き込み用データを読み
出してレザ書込み径ユニット５を制御する書き込み制御
部３１と等を有する。

【００１０】画像形成装置の現像条件を最適化するため
のセットアップモードのフローチャートを図４に示す。
まずステップＳ１でベルト感光体上に格子パターンを形
成する。この格子パターン形成行程は、立ち上げ時に通
常行われる動作であり、潤滑剤８除去のための動作とは
直接関係ない。この格子パターンに対応して形成される
トナー画像はベルト感光体が一回転する際にクリーニン
グブレード９により除去される。ついでステップＳ２で
現像ローラ２６を所要回数、例えば５回空回しするため
に現像部を作動させる。これは現像ローラ２６の周面に
対するトナーの充填を十分に行うためである。ついで、
ステップＳ３でプロセスコントロールを行う。このプロ
セスコントロールとは、画像を安定させる為に数百枚コ
ピーが行われる度に実施される動作であり、各色毎の現
像バイアスの設定や階調パラメータの決定等を行う。つ
いでステップＳ４で現像ローラ上のトナーを平準化する
ために現像ローラを更に１回空回しする。ついで、ステ
ップＳ５で、図５のブロック図に示したＲＯＭ３０に格
納されたハーフトーンパターンのデータを呼び出し、該
データを書き込み制御部３１に転送し、レーザー書き込
み系ユニット５を駆動することでベルト感光体１上にハ
ーフトーンパターンを形成する。このハーフトーンパタ
ーンは２ドット×２ドットのイエロー、マゼンタ、シア
ン、及び黒の４色ベルトパターンが望ましく、少なくと
も現像ローラ周面全体をカバーし得るように所要の範囲
に亙って形成される。このハーフトーンパターンを現像
することにより問題であったトナー溜りは強制的に消費
される。つまり、現像ローラ上からハーフトーンパター
ンの静電潜像上に全てのトナーを転移させることによ
り、潤滑剤を含むトナーが除去される。このステップＳ
５を２回繰り返し、完全にトナー溜りを消費した後、ス
テップ６で現像部を２回空回しし、トナーのバランス調
整を行いセットアップモードは完了する。感光体上に転
移したトナーは感光体が一回転する度にクリーニング除
去されることは勿論である。静電潜像のパターンとして
はどのようなものであってもよいが、ハーフトーンパタ
ーンがより有効であろう。この一連の動作により、現像
ローラ上に存在したトナー溜りは完全に消費され、以降
現像ローラに直接固形潤滑剤が塗布される場合は存在し
ないので、問題となる横筋の画像の発生は回避されるこ
とになる。

【００１１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、請求項１の発明によれば、回転型現像手段
と、上記回転型現像手段により形成されるトナー像を担
持する画像担持体と、上記画像担持体上に固体潤滑剤を
塗布する固体潤滑剤塗布手段と、上記画像担持体上に形
成されたトナー像を転写する中間転写手段と、被記録体
に上記中間転写手段に形成されたトナー像を転写する転
写手段とよりなる画像形成装置において、上記回転型現
像手段を構成する各色の現像ローラーの外周に付着した
トナー層を、現像条件を最適化するための動作の最終段
階において強制的に消費させる強制消費手段を具備する
ようにしたので、画像形成に悪影響を及ぼすトナー溜り
の解消ができる画像形成装置を提供することが出来るよ
うになった。つまり、例えば現像手段を交換した後のセ
ットアップモード時に、現像ローラの周面全体をカバー
し得る面積を有した静電潜像を感光体上に形成し、数回
空回りすることによりトナーを全面に付着した現像ロー
ラを用いて該静電潜像を現像する。このことにより、現
像ローラ周面に付着した潤滑剤を含むトナーを感光体上
に転移させて強制除去することができる。請求項２の発
明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、強
制消費手段は、画像担持体上に特定パターンの静電潜像
を作成する静電潜像作成手段と、上記静電潜像を現像す
る現像手段とより構成されることとしたので、上記トナ
ー溜りを効果的に排除することができる画像形成装置を
提供することが出来るようになった。つまり、格別な除
去手段を用いることなく、既存の構成要素を利用して所
定の動作をさせることにより、現像ローラ上から潤滑剤
を容易に除去することが可能となった。

【００１２】請求項３の発明によれば、請求項２記載の
画像形成装置において、特定パターンとはハーフトーン
パターンであるようにしたので、上記トナー溜りを効果
的に排除することができる画像形成装置を提供すること
が出来るようになった。請求項４の発明によれば、画像
担持体上に固体潤滑剤を塗布した後、静電潜像を作成
し、各色毎のトナー像を作成し、上記トナー像を中間転
写体に転写し、ついで中間転写体上のトナー像を被記録
体に転写する画像形成方法において、現像条件を最適化
するための動作の最終段階において各色の現像ローラー
の外周に付着したトナー層を、強制的に消費させるよう
にしたので、上記トナー溜りを効果的に排除することが
できる画像形成方法を提供することが出来るようになっ
た。請求項５の発明によれば、請求項５の画像形成方法
において、現像条件を最適化するための動作の最終段階
において各色の現像ローラーの外周に付着したトナー層
を、強制的に消費させるようにする回数は少なくとも１
回であるようにしたので、上記トナー溜りを更に効果的
に排除することができる画像形成装置を提供することが
出来るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される画像形成装置を説明する説
明図である。

【図２】本発明が適用される画像形成装置の現像部を説
明する説明図である。

【図３】本発明が適用される画像形成装置の現像部と感
光体ベルトとの関係を説明する模式図である。

【図４】本発明のセットアップモードのフローチャート
図である。

【図５】本発明のブロック図である。

【符号の説明】

１ 感光体ベルト、２ 回動ローラ、３ 回動ローラ、
４ 帯電手段、５ 静電像露光手段、 ５Ｌ レーザー
ビーム、６ 回転型現像手段、７ ブラシ状ローラ、８
固形潤滑剤、９ クリーニングブレード、１０ 中間
転写体、１１ 回動ローラ、１２ 回動ローラ、１３
バイアスローラ、１４ 転写ローラ、１５中間転写体ク
リーニング手段、１６ 給紙台、１７ 転写紙、１８
給紙ローラ、１９ａ、１９ｂ 搬送ローラ対、２０ａ、
２０ｂ レジストローラ対、２１定着装置、２２ａ、２
２ｂ 排紙ローラ対、２３ 排紙スタック部、２４ イ
エロー用現像器、２５ 現像剤搬送ローラ、２６ 現像
ローラ、２７ ブレード、２８ 開口部、２９ トナー
粒子、３０ ＲＯＭ、３１ 書き込み制御部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転型現像手段と、上記回転型現像手段
   により形成されるトナー像を担持する画像担持体と、上
   記画像担持体上に固体潤滑剤を塗布する固体潤滑剤塗布
   手段と、上記画像担持体上に形成されたトナー像を転写
   する中間転写手段と、被記録体に上記中間転写手段に形
   成されたトナー像を転写する転写手段とよりなる画像形
   成装置において、上記回転型現像手段を構成する各色の
   現像ローラーの外周に付着したトナー層を、現像条件を
   最適化するための動作の最終段階において強制的に消費
   させる強制消費手段を具備したことを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像形成装置において、
   強制消費手段は、画像担持体上に特定パターンの静電潜
   像を作成する静電潜像作成手段と、上記静電潜像を現像
   する現像手段とより構成されることを特徴とする画像形
   成装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の画像形成装置において、
   特定パターンとはハーフトーンパターンであることを特
   徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 画像担持体上に固体潤滑剤を塗布した
   後、静電潜像を作成し、各色毎のトナー像を作成し、上
   記トナー像を中間転写体に転写し、ついで中間転写体上
   のトナー像を被記録体に転写する画像形成方法におい
   て、現像条件を最適化するための動作の最終段階におい
   て各色の現像ローラーの外周に付着したトナー層を、強
   制的に消費させるようにしたことを特徴とする画像形成
   方法。
5. 【請求項５】 請求項４の画像形成方法において、現像
   条件を最適化するための動作の最終段階において各色の
   現像ローラーの外周に付着したトナー層を、強制的に消
   費させるようにする回数は少なくとも１回であることを
   特徴とする画像形成方法。