JP2001194859A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーの消費が少ない場合でも不良画像の発
生を防止することのできる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 露光手段により像担持体１を露光して像
担持体上に形成された静電潜像を、複数の色のトナー
Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫをそれぞれ収納した複数の現像手段４
１，４２，４３，４４により現像する。また、カウンタ
によりトナー画像が転写されたシートＰの枚数をカウン
トすると共に、現像率計測手段により各現像手段４１，
４２，４３，４４の静電潜像に対する現像の割合をそれ
ぞれ計測する。そして、カウンタのカウント値及び現像
率計測手段の計測値に基づき、現像の割合が所定の割合
よりも低い現像手段が発生し、かつこの現像割合の低い
現像手段により現像されたトナー画像が転写されたシー
トＰが所定枚数連続した場合、露光手段を制御し、この
現像割合の低い現像手段による静電潜像に対する現像の
割合が高い静電潜像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた画像形成装置に関し、特に静電潜像をトナーにより
現像する現像手段の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真方式を用いた画像形成装
置においては、例えば第１の像坦持体と第２の像坦持体
とを備え、画像形成の際には、まず第１の像坦持体上に
可転写画像（トナー画像）を形成し、この可転写画像
（トナー画像）を、一旦第２の像坦持体である中間転写
体上に一次転写させた後、この中間転写体に第３の像坦
持体としてのシートである転写材を接触させ、この転写
材に可転写画像を２次転写させて画像（コピー・プリン
ト）を得る構成のものがある。

【０００３】ところで、このような画像形成装置におい
ては、第１の像坦持体上に形成される静電潜像を現像す
るための現像手段である現像器を備えており、この現像
器としては、現像部に現像剤であるトナーを担持搬送す
る現像剤担持部材である現像スリーブと、この現像スリ
ーブが現像部に担持搬送する一成分現像剤（トナー）の
層厚を薄層に規制する層厚規制手段とを備えているもの
がある。

【０００４】ここで、このような層厚規制手段として
は、現像スリーブにゴム又は金属製の弾性ブレードを当
接させると共に、この弾性ブレードと現像スリーブとの
当接部の間にトナーを通過させることにより、現像スリ
ーブ上にトナーの薄層を形成し、且つ当接部での摩擦に
よりトナーに潜像を現像する為の摩擦電荷（トリボ）を
付与させるものがある。

【０００５】そして、例えば、このような構成の現像器
を備えた画像形成装置の一例であるフルカラーのプリン
ターや複写機等は、ユーザーのニーズの多様化により、
一台で黒色を主体とするテキスト原稿からフルカラー印
刷まで、様々な利用環境下に置かれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなフルカラーのプリンターや複写機等の画像形成装置
において、黒色を主体とするテキスト原稿や、特定の色
のトナーのみを使用する原稿を続けて大量に印刷する場
合、利用頻度の低い、即ちトナーの消費の少ない色の現
像器が生じる。そして、このようなトナーの消費が少な
い現像器では、現像スリーブ上のトナーはいつまでも消
費されず、また毎回弾性ブレードを通過する際にトリボ
付与が行われているため、トナーがチャージアップして
しまい、不良画像を発生させてしまう。

【０００７】そこで本発明はこのような現状に鑑みてな
されたものであり、トナーの消費が少ない場合でも不良
画像の発生を防止することのできる画像形成装置を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、像担持体を露
光して像担持体上に静電潜像を形成した後、前記静電潜
像を複数の色のトナーにより現像してトナー画像を形成
し、この後、前記トナー画像をシートに転写するように
した画像形成装置において、前記複数の色のトナーをそ
れぞれ収納すると共に収納した前記トナーにより前記静
電潜像を順次現像する複数の現像手段を備え、前記複数
の現像手段の前記静電潜像に対するそれぞれの現像の割
合を計測すると共に、前記現像の割合が所定の割合より
も低い現像手段が発生し、かつ該現像割合の低い現像手
段により現像されたトナー画像が転写されたシートが所
定枚数連続した場合、前記現像割合の低い現像手段によ
る現像の割合の高い静電画像を形成するようにしたこと
を特徴とするものである。

【０００９】また本発明は、前記像担持体を露光する露
光手段と、前記トナー画像が転写されたシートの枚数を
カウントするカウンタと、前記複数の各現像手段の静電
潜像に対する現像の割合をそれぞれ計測する現像率計測
手段と、前記カウンタのカウント値及び現像率計測手段
の計測値に基づき、前記現像割合の低い現像手段が発生
し、かつ前記現像割合が低い現像手段により現像された
トナー画像が転写されたシートが所定枚数連続したと判
断した場合、前記現像割合の低い現像手段による現像の
割合が高い静電潜像を形成するよう前記露光手段を制御
する制御手段と、を備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１０】また本発明は、像担持体を露光して像担持
体上に静電潜像を形成した後、前記静電潜像を複数の色
のトナーにより現像してトナー画像を形成し、この後、
前記トナー画像をシートに転写するようにした画像形成
装置において、前記複数の色のトナーをそれぞれ収納す
ると共に収納した前記トナーにより前記静電潜像を順次
現像する複数の現像手段を備え、前記複数の現像手段の
前記静電潜像に対するそれぞれの現像の割合を計測する
と共に、所定枚数のシートにトナー画像が転写されたと
きの現像の割合の平均が所定の割合よりも低い現像手段
が発生した場合、前記現像割合の低い現像手段による現
像の割合の高い静電画像を形成するようにしたことを特
徴とするものである。

【００１１】また本発明は、前記像担持体を露光する露
光手段と、前記トナー画像が転写されたシートの枚数を
カウントするカウンタと、前記複数の各現像手段の静電
潜像に対する現像の割合をそれぞれ計測する現像率計測
手段と、前記カウンタのカウント値及び現像率計測手段
の計測値に基づき、所定枚数のシートにトナー画像が転
写されたときの前記現像の割合の平均が所定の割合より
も低い現像手段が発生したと判断した場合、前記現像割
合の低い現像手段による現像の割合が高い静電潜像を形
成するよう前記露光手段を制御する制御手段と、を備え
たことを特徴とするものである。

【００１２】また本発明は、前記現像率計測手段は前記
露光手段に入力される画像信号の数を計測して前記現像
手段の静電潜像に対する現像の割合をそれぞれ計測する
ことを特徴とするものである。

【００１３】また本発明は、前記現像の割合が高い静電
潜像における前記現像割合の低い現像手段による現像の
割合は５０％以上であることを特徴とするものである。

【００１４】本発明のように、露光手段により像担持体
を露光して像担持体上に形成された静電潜像を、複数の
色のトナーをそれぞれ収納した複数の現像手段により現
像する。また、カウンタによりトナー画像が転写された
シートの枚数をカウントすると共に、現像率計測手段に
より各現像手段の静電潜像に対する現像の割合をそれぞ
れ計測する。そして、制御手段は、カウンタのカウント
値及び現像率計測手段の計測値に基づき、現像の割合が
所定の割合よりも低い現像手段が発生し、かつこの現像
割合の低い現像手段により現像されたトナー画像が転写
されたシートが所定枚数連続した場合、露光手段を制御
し、この現像割合の低い現像手段による静電潜像に対す
る現像の割合が高い静電潜像を形成するようにする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置の画像
形成部の構成を示す図である。

【００１７】同図において、１は第１の像坦持体である
回転ドラム型の感光体ドラムであり、この感光体ドラム
１は、矢印の方向（反時計方向）に所定の周速度（プロ
セススピード）を持って回転駆動されると共に、この回
転過程において１次帯電ローラ２により表面を所定の極
性、電位に一様に帯電処理された後、不図示の露光手段
による画像露光３により目的のカラー画像の第１の色成
分像（例えばイエロー成分像）に対応した静電潜像が形
成されるようになっている。

【００１８】なお、感光体ドラム１を露光する露光手段
としては、カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、
画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調
されたレーザービームを出力するレーザースキャナによ
る走査露光系等がある。

【００１９】また、同図において、４１、４２、４３、
４４はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像器
であり、これら各現像器４１，４２，４３，４４は不図
示の回転駆動装置によって図中矢印の方向に一体的に回
転することにより、現像過程で感光体ドラム１と対向す
るように配設されている。

【００２０】ここで、これら各現像器４１，４２，４
３，４４は現像剤坦持体としてそれぞれ現像スリーブ４
ａを備えている。なお、この現像スリーブ４ａは感光体
ドラム１と対向したときに感光体ドラム１と順方向に回
転すると共に、その表面はトナーとの摺擦確率を高く
し、かつトナーの搬送を良好に行うための適度な凹凸を
有している。

【００２１】また、その上方位置には現像スリーブ４ａ
の外周面に面接触にて当接する現像ブレード４ｂが設け
られ、さらに現像スリーブ４ａの回転方向上流側には現
像スリーブ４ａと当接する弾性ローラ４ｃが回転可能に
設けられている。なお、同図において、４ｄは現像器４
１，４２，４３，４４内のトナーＹ，Ｎ，Ｃ，ＢＫを攪
拌する攪拌部材である。

【００２２】また、同図において、５は矢印の時計方向
に感光体ドラム１と同じ周速度をもって回転駆動されて
いる第２の像坦持体である中間転写体であり、６はこの
中間転写体５と当接している転写ローラである。そし
て、この中間転写体５と転写ローラ６との当接ニップ
に、所定のタイミングで不図示の給紙カセットからレジ
ストローラ１１、転写前ガイド１０を通過して転写材Ｐ
が給送されるようになっている。

【００２３】また、２８は２次転写バイアスを転写ロー
ラ６へ印加するバイアス電源であり、このバイアス電源
２８からの２次転写バイアスにより中間転写体５上に転
写された画像が転写材Ｐへ転写されるようになってい
る。なお、１３は感光体ドラム１表面の残トナーを除去
するクリーニング装置、１５は中間転写体５から転写さ
れたトナー画像を転写材Ｐに加熱定着させる定着器であ
る。

【００２４】次に、このように構成された画像形成装置
における画像形成動作について説明する。

【００２５】まず、感光体ドラム１の回転過程において
１次帯電ローラ２により感光体ドラム１の表面を所定の
極性、電位に一様に帯電処理し、この後、不図示の露光
手段による画像露光３により、感光体ドラム１上に目的
のカラー画像の第１の色成分像（例えばイエロー成分
像）に対応した静電潜像を形成する。

【００２６】次に、この第１の色成分像に対応した静電
潜像を第１現像器（イエロー現像器）４１によってイエ
ロートナーＹにより現像し、この後、この感光体ドラム
１上に形成坦持された第１色のイエロートナー画像を、
感光体ドラム１と中間転写体５とのニップ部を通過する
過程で、中間転写体５に印加される１次転写バイアス電
源２９によって形成される電界と圧力とにより、中間転
写体５の外周面に中間転写する。以後、この工程を１次
転写という。

【００２７】以下、同様の１次転写により、第２色のマ
ゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像、第４色
のブラックトナー画像を順次中間転写体５上に重畳転写
し、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像
を形成する。

【００２８】次に、転写材Ｐを中間転写体５と転写ロー
ラ６との当接ニップに所定のタイミングで給送して中間
転写体５に当接させると共に、転写ローラ６へ２次転写
バイアスを印加することにより、中間転写体５上に重畳
転写された合成カラートナー画像を転写材Ｐへ転写す
る。以後、この工程を２次転写という。

【００２９】そして、この２次転写の後、中間転写体５
から転写材Ｐを分離して定着器１５に導入し、この定着
器１５において転写されたトナー画像を転写材Ｐに加熱
定着する。これにより、転写材Ｐ上にカラー画像が形成
される。

【００３０】ところで、例えば黒色を主体とし赤色の文
字が少しあるというようなテキスト原稿の場合、本構成
の画像形成装置においては、シアン現像器４３は、現像
過程で感光体ドラム１と対向すると共に現像スリーブ４
ａ等が回転し、現像可能状態になるがシアントナーＣは
全く使用されない状況となる。

【００３１】ここで、このような状況が連続する場合、
現像スリーブ４ａ上のトナーＣはいつまでも消費され
ず、また毎回弾性ブレード４ｂを通過時に、トリボ付与
が行われているためトナーＣがチャージアップしてしま
う。そして、このようにトナーＣがチャージアップして
しまうと、シアン画像の現像時というときに、トナーＣ
が適正なトリボ状態に無いために不良画像が発生してし
まう。

【００３２】そこで、本実施の形態においては、それぞ
れの現像器４１，４２，４３，４４の現像率の一例であ
る印字率及び転写枚数である印字枚数を計測し、低印字
率の画像が規定枚数以上連続した場合には強制的に高印
字率の画像を印字するようにしている。なお、本発明に
おいて、この印字率は、印字されるメディアに対しての
印字の割合とする。

【００３３】図２は、このような制御を行うためカラー
画像形成装置に設けられたコントローラのブロック構成
図であり、同図において、１１０はコントローラ、１０
２は不図示の露光手段を駆動するための画像信号を出力
する画像出力部、１０４はトナー画像が転写されたシー
トの枚数をカウントするページカウンタ、１０１はコン
トローラ１１０内に設けられたドットカウンタであり、
このドットカウンタ１０１は画像出力部１０２から出力
される画像信号のドット数を計測するものである。

【００３４】また、１０３は制御手段であるＣＰＵであ
り、このＣＰＵ１０３は、現像率計測手段であるドット
カウンタ１０１により計測された印字ドット数を印字率
に換算した後、この印字率を記憶手段１００に各色毎
（各現像器毎）に区別して書き込むと共に、この印字率
と、それまで記憶手段１００に書き込まれた印字率の印
字履歴とを比較するものである。

【００３５】さらに、ＣＰＵ１０３は、この印字率とペ
ージカウンタ１０４のカウント値に基づき、印字率が予
め規定した所定の規定印字率Ｘ％以下の画像が連続して
Ｙ枚印字された場合、これに該当する現像器に対し印字
命令を出力し、強制的に予め設定されている高印字率の
テストパターンを印字させるようにしている。

【００３６】例えば規定印字率Ｘを５％、連続印字枚数
Ｙを２００枚とし、第１現像器（イエロー現像器）４１
において５％以下の印字率の画像が２００枚連続印字さ
れた場合、画像出力部１０２を介して予め設定されてい
る高印字率のテストパターンを感光体ドラム１上に形成
するよう露光手段を制御すると共に、第１現像器４１に
対し印字命令を出力し、強制的にテストパターン静電潜
像を現像させるようにしている。

【００３７】そして、このように現像器４１，４２，４
３，４４の印字率及び印字枚数を計測すると共に、低印
字率の画像が規定枚数連続した場合、強制的に高印字率
の画像を印字することにより、現像スリーブ４ａ上のト
ナーを消費させることができる。これにより、現像スリ
ーブ４ａ上に新鮮なトナーが供給されて適正なトリボを
得ることができ、不良画像の発生を防止することができ
る。

【００３８】なお、この高印字率のテストパターンは印
字率が５０％以上のものが望ましい。また、このテスト
パターンは既述した画像形成プロセスを得て転写材Ｐに
まで印字しても良いが、２次転写を行わずクリーニング
装置１３で回収してもかまわない。

【００３９】一方、記憶手段１００としては、信号情報
を書き換え可能に記憶、保持するものならば特に制限は
受けないが、例えばＲＡＭや、書き換え可能なＲＯＭ等
の電気的な記憶手段、磁気記録媒体や磁気バブルメモ
リ、光磁気メモリ等の磁気的記憶手段などが使用され
る。なお、本実施の形態においては、取扱い易さやコス
トの点から不揮発性の記憶手段であるＮＶ（Ｎｏｎ Ｖ
ｏｌａｔｉｌｅ）ＲＡＭを使用した。

【００４０】また、印字率を計測するドットカウンタと
しては、例えばレーザーの発光時間から印字率を換算す
るものや、各画像のドットを形成する個々の画像信号を
カウントし、印字率を換算するものなどあるが、各画像
の印字率が計測できるものなら制限は受けない。

【００４１】ところで、これまでの説明においては、印
字率及び印字枚数を計測し、低印字率の画像が規定枚数
連続した場合、強制的に高印字率の画像を印字するもの
について述べてきたが、本発明はこれに限らず、印字率
及び印字枚数を計測し、規定枚数の平均印字率が規定印
字率以下になった場合に強制的に高印字率の画像を印字
するようにしても良い。

【００４２】図３は、このような本発明の第２の実施の
形態に係るカラー画像形成装置のコントローラのブロッ
ク構成図である。なお、同図において、図２と同一符号
は同一又は相当部分を示している。

【００４３】同図において、１０５はＣＰＵであり、こ
のＣＰＵ１０５はドットカウンタ１０１により計測され
た画像出力部１０２より出力される画像信号のドット数
を印字率に換算すると共に、この印字率を記憶手段１０
０に各色毎（各現像器毎）に区別されて書き込むように
している。

【００４４】また、このＣＰＵ１０５は、記憶手段１０
０に書き込まれた印字率情報からそれぞれの現像器４
１，４２，４３，４４の印字率の平均Ａを、予め設定さ
れている規定枚数Ｚまで遡って計算し、予め設定してあ
る規定印字率と常に比較すると共に、印字率平均Ａが、
予め規定した規定印字率以下になった場合、その現像器
において、強制的に予め設定されている高印字率のテス
トパターンを印字するようにしている。

【００４５】そして、このように現像器４１，４２，４
３，４４の印字率及び印字枚数を計測し、規定枚数の平
均印字率が規定印字率より低い値になると、強制的に高
印字率の画像を印字することにより、現像スリーブ４ａ
上のトナーを消費させることができる。これにより、現
像スリーブ４ａ上に新鮮なトナーが供給されて適正なト
リボを得ることができ、不良画像の発生を防止すること
ができる。

【００４６】なお、この高印字率のテストパターンは印
字率が５０％以上のものが望ましい。また、このテスト
パターンは既述した画像形成プロセスを得て、転写材Ｐ
にまで印字しても良いが、２次転写を行わずクリーニン
グ装置１３で回収してもかまわない。

【００４７】

【発明の効果】以上に説明したように本発明のように、
現像の割合が所定の割合よりも低い現像手段が発生し、
かつこの現像割合の低い現像手段により現像されたトナ
ー画像が転写されたシートが所定枚数連続した場合、或
は規定枚数の現像割合の平均が所定の割合よりも低くな
った場合、この現像割合の低い現像手段による現像の割
合が高い静電潜像を形成するようにすることにより、現
像スリーブ上のトナーを消費させることができる。これ
により、新鮮なトナーを現像スリーブ上に供給すること
ができると共に適正なトリボを得ることができ、不良画
像の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子写真プロ
セスを利用したカラー画像形成装置の画像形成部の構成
を示す図。

【図２】上記カラー画像形成装置のコントローラのブロ
ック構成図。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る電子写真プロ
セスを利用したカラー画像形成装置のコントローラのブ
ロック構成図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ １次帯電ローラ ４１，４２，４３，４４ 現像器 ４ａ 現像スリーブ ４ｂ 現像ブレード ５ 中間転写体 ６ 転写ローラ １０１ ドットカウンタ １０２ 画像出力部 １０３ ＣＰＵ １０４ ページカウンタ １０５ ＣＰＵ １１０ コントローラ Ｐ 転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｋ 21/00 ５１０ Ｆターム(参考） 2H027 DA09 DA32 DA44 DA45 EB04 EC04 EC12 EC15 ED06 ED08 EE07 HB02 HB06 HB13 2H030 AA02 AD01 AD03 AD16 BB12 BB32 2H076 DA07 EA01 2H077 AD06 AD13 AD17 BA10 CA19 DA20 DA22 DA24 DA78 DB13 DB16 DB25 GA13

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体を露光して像担持体上に静電潜
   像を形成した後、前記静電潜像を複数の色のトナーによ
   り現像してトナー画像を形成し、この後、前記トナー画
   像をシートに転写するようにした画像形成装置におい
   て、 前記複数の色のトナーをそれぞれ収納すると共に収納し
   た前記トナーにより前記静電潜像を順次現像する複数の
   現像手段を備え、 前記複数の現像手段の前記静電潜像に対するそれぞれの
   現像の割合を計測すると共に、前記現像の割合が所定の
   割合よりも低い現像手段が発生し、かつ該現像割合の低
   い現像手段により現像されたトナー画像が転写されたシ
   ートが所定枚数連続した場合、前記現像割合の低い現像
   手段による現像の割合の高い静電画像を形成するように
   したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記像担持体を露光する露光手段と、 前記トナー画像が転写されたシートの枚数をカウントす
   るカウンタと、 前記複数の各現像手段の静電潜像に対する現像の割合を
   それぞれ計測する現像率計測手段と、 前記カウンタのカウント値及び現像率計測手段の計測値
   に基づき、前記現像割合の低い現像手段が発生し、かつ
   前記現像割合が低い現像手段により現像されたトナー画
   像が転写されたシートが所定枚数連続したと判断した場
   合、前記現像割合の低い現像手段による現像の割合が高
   い静電潜像を形成するよう前記露光手段を制御する制御
   手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 像担持体を露光して像担持体上に静電潜
   像を形成した後、前記静電潜像を複数の色のトナーによ
   り現像してトナー画像を形成し、この後、前記トナー画
   像をシートに転写するようにした画像形成装置におい
   て、 前記複数の色のトナーをそれぞれ収納すると共に収納し
   た前記トナーにより前記静電潜像を順次現像する複数の
   現像手段を備え、 前記複数の現像手段の前記静電潜像に対するそれぞれの
   現像の割合を計測すると共に、所定枚数のシートにトナ
   ー画像が転写されたときの現像の割合の平均が所定の割
   合よりも低い現像手段が発生した場合、前記現像割合の
   低い現像手段による現像の割合の高い静電画像を形成す
   るようにしたことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記像担持体を露光する露光手段と、 前記トナー画像が転写されたシートの枚数をカウントす
   るカウンタと、 前記複数の各現像手段の静電潜像に対する現像の割合を
   それぞれ計測する現像率計測手段と、 前記カウンタのカウント値及び現像率計測手段の計測値
   に基づき、所定枚数のシートにトナー画像が転写された
   ときの前記現像の割合の平均が所定の割合よりも低い現
   像手段が発生したと判断した場合、前記現像割合の低い
   現像手段による現像の割合が高い静電潜像を形成するよ
   う前記露光手段を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装
   置。
5. 【請求項５】 前記現像率計測手段は前記露光手段に入
   力される画像信号の数を計測して前記現像手段の静電潜
   像に対する現像の割合をそれぞれ計測するものであるこ
   とを特徴とする請求項２又は４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記現像の割合が高い静電潜像における
   前記現像割合の低い現像手段による現像の割合は５０％
   以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
   に記載の画像形成装置。