JP2004102182A

JP2004102182A - 画像形成装置

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Publication number: JP2004102182A
Application number: JP2002267321A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Matsuzaki; 松崎　茂
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】帯電ローラの汚れに起因する基準トナー像のトナー付着量変化を防止して、濃度制御の精度を向上させる。
【解決手段】感光ドラム２８上に所定の画像形成条件で基準トナー像３３を形成し、これを光学センサ３１で検知する。検知結果に基づいて、制御手段３２により補給スクリュー５ａの回転時間を制御して、現像器１に対するトナーの補給量を制御する。基準トナー像の形成動作の前に、帯電ローラ２１に付着したトナーをクリーニングする帯電ローラクリーニング動作を行い、帯電ローラ２１による基準トナー像３３のトナー付着量の変動を防止し、トナー濃度制御の精度向上を達成する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６を参照して、従来の画像形成装置の概略を説明する。
【０００３】
帯電器１２１によって帯電された感光ドラム１２８表面を露光装置１２２によって露光することで感光ドラム１２８上に静電潜像を形成する。この静電潜像を現像器１０１によって現像することで感光ドラム１２８上にトナー像を形成する。このトナー像は、転写帯電器１２３によって記録材（例えば紙、透明フィルム）１２７に転写された後、定着器１２５によって加熱・加圧されて記録材１２７上に定着される。一方、感光ドラム１２８は、トナー像転写後に表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーナ１２６により除去され、次の画像形成に供される。
【０００４】
このような画像形成装置において、出力画像（記録材上に定着されるトナー像）の濃度を安定させる技術として、所定の画像形成条件で基準トナー像１３３を形成してそのトナー付着量を検知し、画像形成条件にフィードバックする方法が一般に行われている。
【０００５】
基準トナー像１３３の形成は、上述の通常の画像形成と同じ動作で行うこともできるし、この従来例のように、感光ドラム１２８と現像器１０１の電位設定を所定の値に変更し、露光装置１２２による露光のない部分（暗部）、又は画像データ上白地に相当する部分を用いて基準トナー像１３３を形成することも可能である。
【０００６】
形成された基準トナー像１３３は、感光ドラム１２８に対向して設置された光学センサ（濃度センサ）１３１によってトナー付着量を測定される。光学センサ１３１内には発光素子１３１ａと受光素子１３１ｂとが備えられていて、発光素子１３１ａからの光が基準トナー像１３３によって吸収、散乱された後、受光素子１３１ｂで検知され、電気信号に変換されて制御装置１３２によって処理される。フルカラー画像形成装置などで中間転写方式を用いている場合には、その中間転写体上に光学センサ１３１を設置して転写後の基準トナー像を検知することもできる。
【０００７】
基準トナー像形成時の潜像形成条件は固定されているため、そのトナー付着量を検知することは現像器１０１の現像能力を検知していることになる。すなわち、画像形成装置の使用条件によって変化する現像能力を検知し、それをフィードバックすることで出力画像濃度を安定させるのである。検知結果は、例えば画像形成時に帯電器１２１に印加される帯電バイアス値、露光装置１２２の露光量などの潜像形成条件や、現像器１０１に印加される現像バイアス値、現像方式が二成分方式であった場合にはトナー補給装置１０５による現像剤へのトナー補給量制御などに用いられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、帯電器１２１の汚れなどによる帯電不良が発生すると、その分、基準静電潜像の電位が変化するため、トナー付着量が変化する。光学センサ１３１による検知ではこの変化が静電潜像の電位変化によるものか、現像能力の変化によるものかの区別がつかないため、誤った制御をしてしまうおそれがある。
【０００９】
例えば光学センサ１３１の検知結果をトナー濃度にフィードバックしていた場合、トナーの補給不足となり、トナー濃度が減少してキャリヤ付着を起こしやすくなる。また帯電ローラ１２１の汚れは一様でないことが多いから、フィードバック先が帯電条件、露光条件、現像条件などいずれのパラメータであっても制御が不安定になる。
【００１０】
帯電器１２１の汚れは、上述の従来例の構成では例えば現像器１０１からのトナー飛散、クリーナ１２６のクリーニング不良によるトナーすり抜け、端部からのトナー飛散、などによって引き起こされる。
【００１１】
さらに付け加えると、例えば本出願人によって、特開平１０−２４７０３６号公報や特開平１１−１０９８０９号公報にて提案されているクリーナレス方式の画像形成装置においては、残留トナーが帯電手段に接触する構成のため、上述の帯電器１２１の汚れが発生しやすい。すなわち、クリーナレス方式の画像形成装置において、基準トナー像の検知をしようとした場合には、さらに帯電不良による制御不良が発生する可能性が高い。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、帯電手段の汚れに起因する基準トナー像のトナー付着量変化を防止して、濃度制御の精度を向上させるようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、感光体と、前記感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、前記感光体上のトナー像を他部材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、前記感光体上に形成された静電潜像を所定の条件で前記現像手段によって現像することによって形成された基準トナー像のトナー付着量を、前記感光体上又は前記他部材上で検知するトナー付着量検知手段を備え、前記基準トナーの形成動作を行う前に、前記帯電手段の清掃動作を行う、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記感光体表面の帯電時に、前記帯電手段に対して直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加電源を備え、前記清掃手段による前記帯電手段の清掃時には、前記帯電バイアス印加電源が前記帯電手段に印加する交流電圧成分の、振幅、周波数、波形のうちの少なくとも１つを、画像形成時とは異ならせる、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記帯電手段は、帯電部材として、前記感光体表面に対して接触又は近接して配置された帯電ローラを有する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記帯電手段は、帯電部材として磁性帯電粒子を磁性帯電粒子担持体により磁気拘束することで形成された磁気ブラシ帯電部材を有し、前記磁気ブラシ帯電部材を前記感光体表面に接触させて前記感光体表面を帯電する、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記現像手段が、前記感光体上のトナー像の転写後の前記感光体表面に残った残留トナーを除去するクリーニング手段を兼用し、前記帯電手段は、前記残留トナーが前記現像手段によって除去される前に再帯電する、ことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００１９】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【００２０】
同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）２８を備えている。感光ドラム２８の周囲にはその回転方向（矢印方向）に沿って、ほぼ順に、帯電ローラ（帯電手段）２１、露光装置（露光手段）２２、現像器（現像手段）１、光学センサ（トナー付着量検知手段）３１、転写ローラ（転写手段）２３、クリーナ（クリーニング手段）２６が配設されている。また、記録材（例えば、紙、透明フィルム）２７の搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿っての転写ローラ２３の下流側には、定着器（定着手段）２５が配設されている。
【００２１】
つづいて上述構成の画像形成装置の、通常の画像形成時の動作について説明する。
【００２２】
感光ドラム２８は、駆動手段（不図示）によって矢印Ａ方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。帯電ローラ２１には、帯電バイアス印加電源３４から、交流電圧と直流電圧とが重畳された帯電バイアスが印加される。交流成分（交流電圧）の波形は正弦波であり、周波数は１ｋＨｚである。また帯電バイアスの直流成分（直流電圧）の値Ｖ_{（Ｃ−ＤＣ）}は−５００Ｖであり、交流成分Ｖ_{（Ｃ−ＡＣ）}は１４００Ｖである。Ｖ_{（Ｃ−ＡＣ）}＝１４００Ｖの点は、帯電ローラ２１と感光ドラム２８とが接触するニップ部周辺において放電が起こりはじめる点（放電開始点）である。放電開始点よりもＶ_{（Ｃ−ＡＣ）}が低いと、感光ドラム２８の表面電位がＶ_{（Ｃ−ＤＣ）}に達せず、また放電不足による画像ムラが発生しやすい。逆に放電開始点よりもＶ_{（Ｃ−ＡＣ）}が高すぎると、感光ドラム２８表面の樹脂を劣化させ、感光ドラム２８の耐久寿命が短くなる。
【００２３】
上述のようにして、ほぼ一様に−５００Ｖに帯電された感光ドラム２８表面を、露光装置２２によって露光する。露光装置２２の発光量調整は画像情報に応じてデジタル値で設定され、１６進数で００レベルからＦＦレベルまでの２５６段階で制御される。このようにして、画像情報に応じた静電潜像を感光ドラム２８上に形成する。露光装置２２の発光量が００レベル（露光なし）のとき、感光ドラム２８の表面電位Ｖ_{（ｄｒ−００）}は−５００Ｖ、ＦＦレベルのときの感光ドラム２８の表面電位Ｖ_{（ｄｒ−ｆｆ）}は−１５０Ｖである。
【００２４】
次にこの静電潜像を現像器１によって現像する。現像器１は感光ドラム２８に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ３が回転可能に配置されている。現像スリーブ３内には磁界発生手段である固定のマグネット４が内包されている。また現像器１には、非磁性トナーと磁性キャリヤからなる二成分現像剤が収容されており、マグネット４の磁力によって現像スリーブ３表面に吸引され、現像スリーブ３の回転に伴って感光ドラム２８と対向する現像領域に供給される。
【００２５】
現像スリーブ３には、直流電圧と交流電圧が重畳された現像バイアスが現像バイアス印加電源（不図示）から印加される。直流成分の電圧Ｖ_{（ｄｖ−ＤＣ）}は−３５０Ｖである。交流成分の波形は矩形波であり、周波数２ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐが２ｋＶである。この現像バイアスによって現像スリーブ３と感光ドラム２８との間に交番電界を形成し、トナーをキャリヤから電気的に剥離してトナーミストを形成することで、現像効率が向上する。
【００２６】
本実施の形態のトナーはキャリヤとの摩擦帯電によりマイナスに帯電するため、露光装置２２の露光量が００レベルの部分では主として現像スリーブ３側に電気力を受ける。また露光装置２２の露光量がＦＦレベルの部分では主として感光ドラム２８側に電気力を受ける。このようにして、感光ドラム２８の露光装置２２によって露光された部分にトナーが付着することで、静電潜像がトナー像として現像される。
【００２７】
このトナー像は、転写ローラ（転写帯電器）２３によって記録材２７に転写された後、定着器２５の定着ローラ２５ａと加圧ローラ２５ｂとの間のニップ部において加熱・加圧されて記録材２７表面に定着される。一方、トナー像転写後の感光ドラム２８は、表面に残った残留トナーがクリーナ２６によって除去されて次の画像形成に供される。
【００２８】
画像形成が進む（画像形成枚数が増加する）にしたがって、トナーが消費されると、その分のトナーがトナー補給装置５から補給される。トナー補給装置５は、回転によってトナーを現像器１へと補給するための補給スクリュー５ａを備えている。トナー補給装置は、制御装置３２からの指示によって補給スクリュー５ａの回転時間Ｔ（ｓｅｃ）が決定され、これにより所定の量のトナーが現像器１内に補給される。
【００２９】
補給スクリュー５ａの回転時間Ｔ（ｓｅｃ）は次のようにして決定される。通常の画像形成が終了した後、感光ドラム２８上に基準静電潜像が形成される。基準静電潜像は、感光ドラム２８を帯電ローラ２１によって−５００Ｖに帯電した後、露光装置２２によって８０レベルの露光を施すことで形成される。基準静電潜像の表面電位Ｖ_{（ｄｒ−８０）}は−３２５Ｖである。これを画像形成時と同様に現像バイアス直流成分Ｖ_{（ｄｖ−ＤＣ）}を−３５０Ｖとして現像することで、基準静電潜像が現像され、基準トナー像３３が形成される。
【００３０】
感光ドラム２８の回転方向に沿っての現像器１の下流側には、感光ドラム２８に対向して濃度センサとしての光学センサ（トナー付着量検知手段）３１が配設されている。光学センサ３１内には発光素子３１ａ、受光素子３１ｂが備えられていて、発光素子３１ａから出力された波長９６０ｎｍの光が基準トナー像３３によって吸収、散乱された後の光量を受光素子３１ｂで検知され、検知信号Ｘ（Ｖ）を得る。制御装置３２は検知信号Ｘの初期値Ｘ_０、つまり画像形成装置が設置された際の初期値Ｘ_０を記憶しており、所定のタイミングで形成された基準トナー像３３の値ＸとＸ_０との差分ΔＸを計算する。
【００３１】
ここで、画像形成により現像器１内の現像剤のトナー濃度が減少すると、現像能力が落ちた分だけ基準トナー像３３のトナー付着量が減少し、基準トナー像３３による吸収、散乱が減少するため反射光量が増加し、検知信号Ｘは増加する。すなわちΔＸはプラスの数値となる。制御装置３２はΔＸ＞０のときＴ＝α×ΔＸ、ΔＸ≦０のときＴ＝０、の関係に従って補給スクリュー５ａの回転時間Ｔを決定する。これによって所定量のトナーが、トナー補給装置５から現像器１に補給され、現像能力が復帰すると、ΔＸが０となり、この時点でトナーの補給が終了する。
【００３２】
次に本発明の特徴的な部分について説明する。
【００３３】
帯電ローラ２１は、次のような原因で汚れる。すなわち、現像器１からのトナー飛散、クリーナ２６のクリーニング不良によるトナーすり抜け、クリーナ２６端部からのトナー飛散などによって帯電ローラ２１が汚れると、付着したトナーによって放電が阻害され、帯電能力が下がる。この状態で基準静電潜像を形成すると、帯電バイアスの直流成分の値Ｖ_{（Ｃ−ＤＣ）}が−５００Ｖであるのに対し、感光ドラム２８の表面電位Ｖ_{（ｄｒ−００）}は−５００Ｖまで達せず、帯電ローラ２１の汚れ具合にもよるが、ここでは例えば−４５０Ｖになったとする。これに伴い基準静電潜像の表面電位Ｖ_{（ｄｒ−８０）}も−３００Ｖとなり、現像バイアスが直流成分の電圧Ｖ_{（ｄｖ−ＤＣ）}−３５０Ｖとの差分が大きくなるため、基準トナー像３３のトナー付着量も増加する。このため制御装置３２はトナー濃度が高いと判断してしまい、トナー濃度が正規の状態から下がる。
【００３４】
このため本実施の形態では、基準トナー像３３の形成動作の前に、帯電ローラ２１に付着したトナーをクリーニングする帯電ローラクリーニング動作を行い、帯電ローラ２１による基準トナー像３３のトナー付着量の変動を防止し、トナー濃度制御の精度向上を達成している。この動作について図２を用いて説明する。
【００３５】
本実施の形態の画像形成装置は、通常、画像形成の出力枚数が積算で５０枚を超えると、一連の画像形成動作の後に帯電ローラクリーニング動作を行い、その後、続けて基準トナー像形成動作を行う。まず画像形成装置がＰ枚分の画像形成動作開始信号を受け取ると（ステップＳ１）、制御装置３２内のジョブカウンタ変数Ｍを０とした後（ステップＳ２）、通常の画像形成動作（ステップＳ３）を開始する。
【００３６】
このときステップＳ３の画像形成動作１回ごとに制御装置３２内のジョブカウンタ変数Ｍ、及びインクリメントカウンタ変数Ｎを１ずつ増加させ（ステップＳ４）、Ｍ＜Ｐであるかどうかを判断し（ステップＳ５）、Ｍ＜ＰであればステップＳ３に戻る。Ｍ＝Ｐとなったら所定枚数の画像形成が終了したことになるので、ここでＮ≧５０枚かどうかを判断し（ステップＳ６）、Ｎ≧５０枚でない場合は通常の画像形成終了動作を行う（ステップＳ７）。ステップＳ６でＮ≧５０枚と判断されると、画像形成装置は帯電ローラクリーニング動作（ステップＳ８）、つづいて基準トナー像形成動作及びトナー補給動作（ステップＳ９）を行い、Ｎを０にリセット（ステップＳ１０）した後、通常の画像形成終了動作を行う（ステップＳ７）。
【００３７】
本実施の形態における帯電ローラクリーニング動作は、具体的には帯電バイアスの交流成分Ｖ_{（Ｃ−ＡＣ）}を画像形成時の１４００Ｖよりも低くし、７００Ｖとすることで行われる。Ｖ_{（Ｃ−ＡＣ）}が７００Ｖであるということは、帯電ローラ２１と感光ドラム２８とが接触するニップ部周辺において放電が起こらず、感光ドラム２８の表面電位Ｖ_{（ｄｒ−００）}は−３８０Ｖ程度となる。一方、帯電ローラ２１には直流成分Ｖ_{（Ｃ−ＤＣ）}が−５００Ｖであるような帯電バイアスが印加されているため、感光ドラム２８表面との間に１２０Ｖの電位差が生じることになる。この電位差によって帯電ローラ２１表面に付着したトナーを電気的に感光ドラム２８へと移動させ、帯電ローラ２１をクリーニングすることができる。
【００３８】
本実施の形態ではこの帯電ローラクリーニング動作を、帯電ローラ２１が１周回転する時間行い、帯電ローラ２１表面を一様に清掃した後、帯電バイアスの交流成分Ｖ_{（Ｃ−ＡＣ）}を画像形成時と同じく１４００Ｖに戻し、上述したような基準トナー像形成動作を行う。このとき帯電ローラ２１表面はすでに清掃されているので感光ドラム２８の表面電位Ｖ_{（ｄｒ−００）}は−５００Ｖとなり、正常な状態での基準トナー像検知を行うことができる。
【００３９】
以上のようにして、本発明の目的である、帯電ローラ（帯電手段）２１の汚れによる基準トナー像のトナー付着量変化を防止し、トナー濃度制御の精度の向上が達成される。
【００４０】
＜実施の形態２＞
図３に、実施の形態２に係る画像形成装置を示す。
【００４１】
同図に示す画像形成装置は、４色フルカラーの画像形成装置であり、感光ドラム２８を４色分（４個）並列配置したいわゆるタンデム方式と呼ばれるものである。また、特開平１０−２４７０３６号公報に提案されているような、帯電ローラクリーナレス方式（後述）を採用している。
【００４２】
まず画像形成装置全体の動作について説明する。図３において、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫは、それぞれの感光ドラム２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｋ上に、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像を形成するためのものである。なお、以下の説明においては、例えば感光ドラム２８のように、各画像形成ステーションに共通の部材に関して画像形成ステーションを表記するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの記号を省いた場合は、各画像形成ステーションに共通する事項を示すものとする。
【００４３】
各画像形成ステーションにおいて、帯電ローラ２１（２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ）によって帯電された感光ドラム２８表面を露光装置２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）によって露光することで感光ドラム２８上に静電潜像を形成する。この静電潜像を現像器１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）によって現像することで感光ドラム２８上にトナー像を形成する。各画像形成ステーションで形成された各色のトナー像は、転写手段としての一次転写部材２３（２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ）による転写バイアスによって、他部材としての中間転写ベルト２４上に順次に一次転写され重ね合わせられる。中間転写ベルト２４は、駆動ローラ２４ａ、二次転写対向ローラ２４ｂ、従動ローラ２４ｄに掛け渡されていて、駆動ローラ２４ａの回転により矢印Ｂ方向に回転駆動されている。
【００４４】
中間転写ベルト２４上に形成された４色のトナー像は、二次転写ローラ（二次転写帯電器）２４ｃによって記録材２７に一括で二次転写された後、定着器２５の定着ローラ２５ａ、加圧ローラ２５ｂによって加熱・加圧されて記録材２７表面に定着される。
【００４５】
本実施の形態では、光学センサ３１が中間転写ベルト２４表面に対向する位置に設置されていて、基準トナー像を中間転写ベルト２４上に転写した後にトナー付着量を検知する構成である。タンデム方式の画像形成装置においては、各色の感光ドラム２８のそれぞれに光学センサ３１を配置するよりもコスト的に有利な構成である。
【００４６】
また本実施の形態の基準トナー像形成方法は以下のようである。通常の画像形成が終了した後、感光ドラム２８上に基準静電潜像が形成されるが、感光ドラム２８を帯電ローラ２１によって−５００Ｖに帯電した後、前述の実施の形態１のように露光装置２２による露光をせず、現像バイアスの直流成分Ｖ_{（ｄｖ−ＤＣ）}を−５２５Ｖとして現像することで、基準静電潜像が現像され、基準トナー像３３が形成される。この方式は感光ドラム２８の露光特性のパラメータを排除できるため、より正確に基準トナー像の検知制御を行うことができる。
【００４７】
次に帯電ローラクリーナレス方式について説明する。図４に示すように、本実施の形態では、トナー像の一次転写後に感光ドラム２８上に残った残留トナーを回収するクリーナ２６を備えていない。残留トナーは、感光ドラム２８の回転方向（矢印方向）に沿っての帯電ローラ２１の上流側でかつ一次転写部材２３の下流側に配置された補助帯電ブラシ２９ａ、及びこれの上流側の補助帯電ブラシ２９ｂ、さらに帯電ローラ２１で所定の帯電をうけ、適正な帯電量に調整されたのち現像スリーブ３によって感光ドラム２８上から回収される。
【００４８】
このように、残留トナーを帯電ローラ２１に接触させる構成となっているので、前述の実施の形態１のような構成よりも帯電ローラ２１がトナーで汚れる可能性も高い。
【００４９】
しかし、本発明のような構成をとることにより、帯電ローラクリーナレス方式を採用した本実施の形態の画像形成装置においても、本発明の目的である、帯電手段の汚れによる基準トナー像のトナー付着量変化を防止し、トナー濃度制御の精度の向上が達成される。
【００５０】
＜実施の形態３＞
図５に、実施の形態３に係る画像形成装置を示す。
【００５１】
本実施の形態３は、上述の実施の形態２の帯電ローラ２１に代えて、磁気ブラシ帯電部材２１Ａを使用している点が大きく異なる。また、実施の形態２で使用していた補助帯電ブラシ２９ｂを省略している。他の構成については、実施の形態２の画像形成装置とほぼ同様である。本実施の形態では、磁気ブラシ帯電部材を使用したクリーナレス方式を採用しているが、これに磁気ブラシ帯電部材及びクリーナレス方式については、特開平１１−１０９８０９号公報に記載されているので、その詳細については説明を省略する。
【００５２】
図５に示すように、本実施の形態では、感光ドラム２８の一次帯電手段として、非磁性金属素管内にマグネットを配置した帯電スリーブ２１ａ上に、体積抵抗が１０^４Ω・ｃｍ程度の磁性粒子を保持して磁力によって穂立ちさせて磁気ブラシ２１ｂを形成して全体として磁気ブラシ帯電部材２１Ａを構成している。この磁気ブラシ帯電部材２１Ａを感光ドラム２８表面に対向配置し、その磁気ブラシ２１ｂを感光ドラム２８表面に接触させている。
【００５３】
帯電スリーブ２１ａには、帯電バイアス印加電源（不図示）から、直流成分と交流成分とが重畳された帯電バイアスが印加される。交流成分の波形は矩形波であり、周波数は２ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐが６００Ｖである。磁気ブラシ帯電部材２１Ａは、駆動手段（不図示）によって、感光ドラム２８表面の移動方向（矢印方向）に対して磁気ブラシ２１ｂがカウンタ方向（矢印方向）に移動するように回転される。また感光ドラム２８表層の樹脂中には磁気ブラシ２１ｂによる注入電荷を受け取るために酸化スズなどの金属酸化物が分散されており、感光ドラム２８表面を速やかに帯電することが可能となっている。
【００５４】
また、一次転写後に感光ドラム２８上に残った残留トナーは、補助帯電ブラシ２９ａで所定の帯電を受け、さらに磁気ブラシ２１ｂの磁性粒子と混合されて摩擦帯電を受けることによって適正な帯電量に調整されて感光ドラム２８上に再び付着し、その後、現像スリーブ３によって感光ドラム２８上から除去される。
【００５５】
このように、残留トナーがいったん磁気ブラシ２１ｂに回収される構成となっているので、使用条件によっては磁性粒子にトナーが混入して帯電不良をおこし、基準トナー像検知制御に誤差が生じる場合があった。
【００５６】
しかし、ここで帯電バイアスの交流成分Ｖ_{（Ｃ−ＡＣ）}を４００Ｖに下げることで磁気ブラシ帯電部材２１Ａと感光ドラム２８表面との間に電位差をつくり、この電位差を用いて磁性粒子中のトナーを吐き出すことによって、帯電能を正規の状態に戻すことができる。このようなトナー吐き出し動作を基準トナー像形成の前に行うことによって、帯電磁気ブラシクリーナレス方式を採用した本実施の形態の画像形成装置においても、帯電手段の汚れによる基準トナー像のトナー付着量変化を防止し、トナー濃度制御の精度を向上させることができ、本発明の目的が達成される。
【００５７】
なお、上述において、具体的な数値やシーケンスを例として説明したが、必ずしもこのとおりである必要はもちろんなく、本発明の主旨に沿った形態であれば装置構成に応じて適宜数値、構成等を選択することができる。
【００５８】
例えば、基準トナー像検知制御のフィードバック先は、上述の実施の形態ではトナー濃度であったが、これを帯電バイアス、現像バイアスの設定値といった静電潜像形成条件、入力画像データに対する露光量を決定する補正テーブル、現像スリーブ３の回転速度や現像バイアス交流成分波形などの現像条件、さらには転写、定着条件など、さまざまなフィードバック先を選択することができる。そしてそのそれぞれに対し、本発明によるトナー濃度制御の精度向上の効果を得ることが可能である。
【００５９】
また、例えば、帯電ローラクリーニング動作の時間は必ずしも帯電ローラ２１や磁気ブラシ帯電部材２１Ａの１周分に限定されることはなく、必要に応じて１周以上のクリーニング動作を行えばよい。
【００６０】
また、帯電ローラクリーニング動作から基準トナー像形成動作の間に、例えば感光ドラム２８の表面電位を安定させるための予備帯電動作などを行ってもよい。ただしこの間に、現像スリーブ３の駆動など帯電ローラ２１の汚れの原因となるような動作を行うことは、本発明の主旨から好ましくない。
【００６１】
また帯電ローラクリーニング動作時の帯電バイアスの交流成分に関しても、上述の実施の形態で上げたようなピークトゥピーク電圧を変更する方法の他、周波数を下げたり波形を矩形波などに切り替えるなどして感光ドラム２８上の表面電位リップルを大きくし、発生したリップル部にトナーを付着させるような方法をとることも可能である。
【００６２】
また帯電ローラ２１が感光ドラム２８に対して非接触であってもよく、この場合も帯電能が安定する条件で画像を形成し、帯電ローラ２１のクリーニング動作時は帯電能が飽和しない条件で感光ドラム２８との間に電位差を作るようにすればよい。
【００６３】
また帯電手段としてコロナ放電方式の帯電器を使用した場合でも、放電ワイヤに清掃部材を設けそれを基準トナー像形成前に行うことで本発明の趣旨に沿った構成とすることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、感光体上に形成された静電潜像を所定の条件で現像手段によって現像することによって形成された基準トナー像のトナー付着量を、感光体上又は他部材上で検知するトナー付着量検知手段を備え、基準トナーの形成動作を行う前に、帯電手段の清掃動作を行うことにより、帯電手段の汚れに起因する基準トナー像のトナー付着量変化を防止して、濃度制御の精度を向上させることができ、さらに、精度が低いことによる、キャリヤ付着などの不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】実施の形態１の、帯電ローラクリーニング動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図４】実施の形態２における１つの画像形成ステーションの構成を示す縦断面図である。
【図５】実施の形態３における１つの画像形成ステーションの構成を示す縦断面図である。
【図６】従来の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ
現像手段（現像器）
２１，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ
帯電手段（帯電ローラ），
２１Ａ　　　磁気ブラシ帯電部材
２１ａ　　　磁性帯電粒子担持体（帯電スリーブ）
２１ｂ　　　磁気ブラシ
２２，２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ
露光手段（露光装置）
２４　　　　他部材（中間転写ベルト）
２７　　　　他部材（記録材）
２８，２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｋ
感光体
３１　　　　トナー付着量検知手段（光学センサ）
３２　　　　制御装置
３４　　　　帯電バイアス印加電源

Claims

感光体と、前記感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、前記感光体上のトナー像を他部材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
前記感光体上に形成された静電潜像を所定の条件で前記現像手段によって現像することによって形成された基準トナー像のトナー付着量を、前記感光体上又は前記他部材上で検知するトナー付着量検知手段を備え、
前記基準トナーの形成動作を行う前に、前記帯電手段の清掃動作を行う、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記感光体表面の帯電時に、前記帯電手段に対して直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加電源を備え、
前記清掃手段による前記帯電手段の清掃時には、前記帯電バイアス印加電源が前記帯電手段に印加する交流電圧成分の、振幅、周波数、波形のうちの少なくとも１つを、画像形成時とは異ならせる、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記帯電手段は、帯電部材として、前記感光体表面に対して接触又は近接して配置された帯電ローラを有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記帯電手段は、帯電部材として磁性帯電粒子を磁性帯電粒子担持体により磁気拘束することで形成された磁気ブラシ帯電部材を有し、前記磁気ブラシ帯電部材を前記感光体表面に接触させて前記感光体表面を帯電する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記現像手段が、前記感光体上のトナー像の転写後の前記感光体表面に残った残留トナーを除去するクリーニング手段を兼用し、
前記帯電手段は、前記残留トナーが前記現像手段によって除去される前に再帯電する、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。