JP2004279490A

JP2004279490A - 画像形成装置

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Publication number: JP2004279490A
Application number: JP2003067402A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Miyasaka; 裕宮坂; Kimio Nishizawa; 公夫西沢; Nobuyasu Tamura; 暢康田村; Kazutoshi Kobayashi; 一敏小林; Eiji Nomura; 英司野村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】中間転写体を持つ画像形成装置で、現像剤中の異物や異形キャリア等による像担持体の損傷や画像の転写不良の発生を防止する。
【解決手段】新しい現像剤を現像手段に投入した後のプリントシーケンスに入る前の初期段階で、現像剤担持体に印加する直流バイアス値Ｖｄｃに対し、像担持体上の帯電電位ＶＨを通常シーケンス時より高い設定として所定時間駆動させる異物排出モードを設ける。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式によりカラー画像形成を行う画像形成装置に係わり、特に複数の像担持体上に各色のトナー像を形成し、これらトナー像を中間転写体上に重ね合わせて転写し、中間転写体上のトナー像を一括して転写紙上に転写を行うタンデム方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置について、安定して良好な画像形成が行われるプロセス条件を設定する多くの提案がなされている。
【０００３】
例えば特許文献１には、像担持体上に複数のパッチパターンを作成し、パッチパターンの電位及びトナー付着量を測定することによって、現像特性を算出し、画像形成時の各種電位を決定する技術が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、現像剤の現像特性を安定した状態として維持されるようにするために現像剤のエージング処理を行う技術が提案されている。
【０００５】
また、特許文献３には、環境変化の影響を受けにくく地カブリの発生しにくくするプロセス条件として、画像信号に基づく第１の光ビームと、画像信号を反転させて生成した第２の光ビームとを合成して像露光を行う構成とし、像担持体上の第１、第２の光ビームによる露光位置の電位を測定してバイアス条件を設定する技術が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２５３６９４号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平１０−８３１１５号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開平１１−１７９９６０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献をはじめとし、画像形成装置について、安定して良好な画像形成が行われるプロセス条件を設定する技術が多く開示されている。しかし、現像剤中に異物や異形キャリア等が混入している場合には、如何にプロセス条件を適切に選択してもこれ等異物が存在することによって生じる弊害を回避することはできない。
【００１０】
中間転写体を有した画像形成装置に於いては、像担持体上に形成されたトナー像を一旦中間転写体上に転写し、転写された中間転写体上のトナー像を転写紙上に転写することが行われるが、一般には像担持体と中間転写体とはどちらも堅い素材が使用されているので、現像装置内にあった異物や異形キャリアが現像時に像担持体に付着すると、転写時に像担持体と中間転写体の接触部を通過する際に像担持体や中間転写体を傷付けるという問題が発生する。またトナー内に粗粉や異物等が存在すると、像担持体上に現像がなされてベタ画像を形成した場合、中間転写体ベタ画像が転写される際に付着物として粗粉や異物やその周辺のトナーが転写されずにベタ画像の一部が白く抜けるといった現象が発生する。
【００１１】
本発明は次の二つの問題点を解決した画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
▲１▼現像装置内の異形キャリアや異物等の付着物が、像担持体や中間転写体に付着して転写時に像担持体や中間転写体に損傷を与える。
【００１３】
▲２▼付着物として、トナー粗粉、異物、キャリア等が付着してハーフトーン、ベタ画像中に白抜け状の転写不良の箇所が発生する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、本発明は以下のように構成している。
【００１５】
請求項１記載の発明は、「複数の像担持体を帯電させる複数の帯電手段と、
帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する複数の潜像形成手段と、
前記静電潜像にトナーを供給し顕像化する現像剤担持体を有する複数の現像手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を一旦転写する中間転写体と、
前記中間転写体上に転写されたトナー像を転写紙上に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、
新しい現像剤を前記現像手段に投入した後のプリントシーケンスに入る前の初期段階で、前記現像剤担持体に印加する直流バイアス値Ｖｄｃに対し、前記像担持体上の帯電電位ＶＨを通常シーケンス時より高い設定として所定時間駆動させる異物排出モードを有することを特徴とする画像形成装置。」である。
【００１６】
請求項２記載の発明は、「複数の像担持体を帯電させる複数の帯電手段と、
帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する複数の潜像形成手段と、
前記静電潜像にトナーを供給し顕像化する現像剤担持体を有する複数の現像手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を一旦転写する中間転写体と、
前記中間転写体上に転写されたトナー像を転写紙上に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、
新しい現像剤を前記現像手段に投入した後のプリントシーケンスに入る前の初期段階で、前記現像剤担持体の回転数Ｒｓを通常シーケンス時より高い設定として所定時間駆動させる異物排出モードを有することを特徴とする画像形成装置。」である。
【００１７】
この請求項１又は２記載の発明によれば、新しい現像剤を現像手段に投入した後のプリントシーケンスに入る前の初期段階で、新しい現像剤中の大径異物や大径又は異形キャリア等が除去されるので、通常のコピーシーケンス時に像担持体や中間転写体に損傷が発生しにくくなり、白抜け状の転写不良がなくなって均一なハーフトーンやベタ画像が得られるようになる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、「前記異物排出モードは前記像担持体を前記帯電手段によって帯電し、像露光を行うことなしに前記現像手段による現像を行い、前記中間転写体に対しては非接触状態として前記像担持体上に付着した付着物をクリーニング手段により回収を行うモードであ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。」である。
【００１９】
この請求項３記載の発明によれば、現像手段内に蓄積された異物や異形キャリア等は像担持体上に付着し中間転写体に接触することなく搬送されて、像担持体のクリーニング手段により回収がなされるので、その後のコピーシーケンス時に像担持体や中間転写体に損傷が生じることなく、中抜け状の転写不良が生じることがなくなる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、「複数の像担持体を帯電させる複数の帯電手段と、
帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する複数の潜像形成手段と、
前記潜像形成手段により形成されるドットの数を積算カウントするカウント手段と、
前記静電潜像にトナーを供給し顕像化する現像剤担持体を有する複数の現像手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を一旦転写する中間転写体と、
前記中間転写体上に転写されたトナー像を転写紙上に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、
所定プリント数の間に前記カウント手段によって積算カウントされたドット数が予め設定された所定数より小さい場合に、一旦プリント動作を停止させ、前記像担持体上に前記帯電手段によって通常の帯電を行ったうえ、前記潜像形成手段による露光及び前記現像手段による現像によってパッチトナー像を形成し、強制的にトナーを排出する異物排出モードを有することを特徴とする画像形成装置。」である。
【００２１】
この請求項４記載の発明によれば、多数枚プリント中に消費されるトナー量が少ない場合に、強制的にトナーが現像されるとともに、現像手段内に溜まった粗大粒子のトナーや異物が除去されるので、通常のコピーシーケンス時に像担持体や中間転写体に損傷が発生しにくくなり、白抜け状の転写不良がなくなって均一なハーフトーンやベタ画像が得られるようになる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、「前記異物排出モードは前記像担持体を前記中間転写体に対しては非接触状態として前記像担持体上に付着した付着物をクリーニング手段により回収を行うモードであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。」である。
【００２３】
この請求項５記載の発明によれば現像手段内に蓄積された大径トナーをはじめとし、大径異物や異形のキャリア等の付着物は像担持体上に付着し中間転写体に接触することなく搬送されて、像担持体のクリーニング手段により回収がなされるので、その後のコピーシーケンス時に像担持体や中間転写体に損傷を生じることなく、中抜け状の転写不良が生じることがなくなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（１）本発明が適用される画像形成装置について説明する。
【００２５】
本発明の一実施形態として示すカラー画像形成装置は、複数の像担持体である感光体上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）トナーから成るトナー像をそれぞれ形成し、複数の感光体上に形成されたトナー像を、中間転写体を介して転写材上に重ね合わせて形成されるタンデム型のカラー画像形成装置である。
【００２６】
図１の断面図に示すカラー画像形成装置は、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、中間転写ユニット３０と、給紙搬送手段及び定着装置２３とから成っている。
【００２７】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、ドラム形状をした像担持体である感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段３５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段３５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段３５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段３５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。図２は１組の画像形成部１０を取り出して示した断面図である。
【００２８】
各画像形成部１０を構成する感光体ドラム１は、有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散したものを接地された金属製のシリンダ状の基板上に塗布してあり、電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚２５μｍであって、ドラム径φ６０ｍｍで矢示方向に線速ｖｐとして２２０ｍｍ／ｓの周速で駆動回転される。
【００２９】
２は回転する感光体ドラム１の周囲を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電手段である。
【００３０】
３はレーザ走査方式をとった像露光手段で、半導体レーザ（ＬＤ）を用い、その出力パワーは３００μＷである。像露光手段３はレーザビームを出射して感光体ドラム１の一様に帯電した表面を走査露光し、静電潜像を形成する。
【００３１】
像露光手段３の下流側で現像装置４の上流には感光体表面の電位を測定する電位センサＳＰが設けられていて、感光体の非画像部の電位は電位センサＳＰの検出電位に基づいてフィードバック制御（本実施例では制御可能範囲は−５００Ｖ〜−９００Ｖ）がなされ、通常のコピーシーケンス時の感光体への帯電電位ＶＨは−６００Ｖとし、全露光電位は−１００〜０Ｖとなる。
【００３２】
現像装置４は、感光体ドラム１上の静電潜像をトナー像として現像する。接触或いは非接触による現像が、イメージ露光と反転現像との組み合わせで現像が行われる。２成分現像剤が用いられ、現像装置４内では撹拌搬送スクリュ４３Ａ、４３Ｂによって混合・撹拌されながら回転パドル４４へと排出され、水車状の回転パドル４４によって更に撹拌されて現像剤担持体４１へと供給される。現像剤担持体４１はマグネットロールの周囲にステンレス溶射表面加工を施したアルミ製のスリーブを被せた構成とし、現像剤担持体４１のローラ径４０ｍｍ、線速ｖｓは通常のコピーシーケンス時には４００ｍｍ／ｓｅｃで回転し、感光体ドラム１との線速比（ｖｓ／ｖｐ）は１．８としている。現像剤担持体４１には直流成分の現像バイアスＶｄｃに交流成分の現像バイアスが重畳されて印加され、反転現像が行われる。通常のコピーシーケンス時には直流成分の現像バイアスＶｄｃとして−５００Ｖの印加がなされて現像が行われる。
【００３３】
現像装置４内での２成分現像剤のトナー濃度はトナー濃度センサＳＴによって検出され、トナー補給を行うことによってトナー濃度３質量％〜１２質量％の間の所定の質量％に管理される。
【００３４】
本実施の形態において用いる２成分現像剤のトナーとしては、質量平均粒径が２〜７μｍの重合トナーが用いられる。重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定しカブリの発生が極めて少ない画像形成が可能となる。
【００３５】
重合トナーは次のような製造方法により製造される。
トナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状とがバインダー樹脂の原料モノマー又はプレポリマーの重合及びその後の化学的処理により形成されて得られる。より具体的には、懸濁重合又は乳化重合等の重合反応と必要によりその後に行われる粒子同士の融着工程を経て得られ、重合トナーでは、原料モノマー又はプレポリマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布及び形状の均一なトナーが得られる。
【００３６】
本実施の形態においては質量平均粒径が２〜７μｍで帯電量が１０〜５０μＣ／ｇの重合トナーが用いられる。
【００３７】
質量平均粒径は、質量基準の平均粒径であって、湿式分散機を備えた「コールターカウンターＴＡ−ＩＩ」又は「コールターマルチサイザー」（いずれもコールター社製）により測定した値である。
【００３８】
質量平均粒径が２μｍを下回ると、カブリの発生やトナー飛散が起こりやすくなる。上限７μｍは本実施の形態が目標とする高画質を形成することを可能する粒径の上限である。
【００３９】
トナーの小粒径化に伴ってキャリアとしては、質量平均粒径が２０〜６５μｍで磁化量が２０〜７０ｅｍｕ／ｇの磁性粒子からなるキャリアが好ましく用いられる。２０μｍよりも粒径の小さなキャリアではキャリア付着が生じやすくなる。また、６５μｍよりも粒径の大きなキャリアでは、均一な濃度の画像が形成されない場合が生じうる。
【００４０】
上記現像剤を用いて現像装置４によって現像された感光体ドラム１上のトナー像は、一次転写手段によって中間転写体３１上に転写が行われる。
【００４１】
３５は弾性層を有する回転体形状の接触帯電部材としての一次転写ローラであって、本実施例ではローラ径φ２０ｍｍ、抵抗１×１０^６Ωの発泡ゴムローラで、材質にはエピクロルヒドリンを使用し、硬度３０度（アスカーＣ）、感光体へ中間転写体３１を介して０．５Ｎをもって押圧し、感光体ドラム１と中間転写体３１との間で一次転写ニップ部（転写位置）Ｎ１を形成している。
【００４２】
中間転写体３１はシームレスの無端状の転写ベルトであって、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート等の材料から成る半導電樹脂製のベルトで、体積抵抗率が１×１０^４〜１×１０^１２Ω・ｃｍ本実施例では１×１０^８Ω・ｃｍのものが用いられ、テンション５Ｎをもって張架されている。
【００４３】
感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ニップ部Ｎ１において定電流制御が行われＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に重ね合わせて中間転写体３１上に一次転写が行われる。
【００４４】
トナー像の中間転写体３１への転写後の感光体ドラム１の表面はクリーニング装置６により転写残トナーの清掃が行われる。本実施例においてはクリーニング手段としてウレタンゴム製のブレードが用いられ、クリーニングブレードはカウンタタイプに感光体ドラム１周面に摺接して清掃を行っている。
【００４５】
中間転写体３１にはＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部１０が一次転写位置Ｎ１において接離可能に保持されている。また、中間転写体３１には駆動ローラ３２、バックアップローラ３３、テンションローラ３４が内接し、テンション５Ｎで張架して矢示方向に回転する。
【００４６】
二次転写ローラ４５は半導電ローラで、紙背面から中間転写体３１を挟み込むようにしたバックアップローラ３３によって狭持している。接地されたバックアップローラ３３の抵抗値は１×１０^５〜１×１０^７Ω、本実施例においては、１×１０^６Ωであり、二次転写ローラ４５の体積抵抗率は１×１０^５〜１×１０^７Ω・ｃｍ、本実施例においては１×１０^６Ω・ｃｍで、転写時には二次転写バイアスの定電流制御がなされる。
【００４７】
本実施例においては、中間転写体３１上の二次転写位置Ｎ２より下流側で、最も近い一次転写位置Ｎ１より上流側に、中間転写体３１上の電荷を接触して除去する電荷除去手段３８が設けられていて、中間転写体上の電荷を除去し、中間転写体上に転写して形成される次画像で、メモリに基づく画像不具合を解消することがなされている。
【００４８】
給紙部より給紙された記録材Ｐは、レジストローラ２１によって中間転写体３１上に形成されたトナー像と同期して給紙がなされ、二次転写ニップ部（転写位置）Ｎ２においてトナー像の一括転写を受ける。二次転写ニップ部Ｎ２を通過した記録材Ｐは、中間転写体３１の面から分離され、定着装置２３へ搬送される。
【００４９】
定着装置２３は内部にヒータを配置した加熱ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂとより成り、トナー像を保持した記録材Ｐは加熱ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂとの間で加熱・加圧がなされて定着し、トナー像が定着された記録材Ｐは排紙ローラ２４によって機外の排紙トレイ上に排出される。
【００５０】
（２）本発明の画像形成装置は、図１、図２を用いて説明した画像形成装置について、画像形成がなされるプリントモード以外に、異物排出モードを設けていて、異物排出モードでは像担持体と中間転写体を接触させない状態で、現像剤中に混入されている微量の大径異物（例えば、７０μｍ以上のキャリアや樹脂片等）や異形キャリア、補給トナー中に混入されている大径トナー（例えば、２０μｍ以上）の除去を行い、像担持体や中間転写体が大径異物や異形キャリア等の付着物によって傷が付いて性能が劣化するのを防止し、転写紙上での白抜け状の転写不良が発生しないようにする。以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００５１】
（実施の形態１）
本実施の形態は、新しい現像剤を現像装置４に投入した後のプリントシーケンスに入る前の初期段階で、現像剤担持体４１に印加する直流バイアス値Ｖｄｃに対し、感光体ドラム１上の帯電電位ＶＨを通常シーケンス時より高い設定として所定時間駆動させる異物排出モードを設けるようにしている。
【００５２】
図３には本実施の形態の電気制御系の概要を示している。１０１は演算制御処理を行うＣＰＵで、演算基礎データを蓄積したＲＯＭ１０１、画像形成を行うプリントモードプログラムを記憶したＲＯＭ１０２、現像剤中の異物排出を行う異物排出モードプログラムを記憶したＲＯＭ１０３等が接続されていて、ＣＰＵ１０１はインターフェース１０２を介して外部機器に接続されている。
【００５３】
インターフェース１０２の入力側には新規像剤に交換したことを知らせる新現像剤交換情報１１１、電位センサＳＰ、トナー濃度センサＳＴ等の画像形成センサ１１２が接続され、インターフェース１０２の出力側には帯電制御駆動部、レーザ発光駆動部、現像バイアス駆動部等から成る画像形成手段駆動部１１３の各々が接続されている。
【００５４】
画像形成時には、ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０２に記録されたプリントモードプログラムを呼び出してインターフェース１０２を介して画像形成手段駆動部１１３の各駆動部に対して駆動制御を行い、感光体ドラム１上の帯電電位ＶＨ、現像剤担持体４１に印加する直流バイアス値Ｖｄｃとし、その他の画像形成手段の駆動制御がなされて画像形成が行われ、転写紙上に画像記録がなされる。
【００５５】
現像装置４内に新現像剤が投入されたときは、投入後のプリントシーケンスに入る前の初期段階で異物排出モードプログラムＲＯＭ１０３が呼び出されて異物排出シーケンスが行われる。
【００５６】
現像装置４内に新現像剤が投入された情報は、現像装置４を所定の現像位置から現像剤交換のための移動動作を検知することにより、或いは現像剤交換時にトナー濃度センサＳＴのリファレンス調整がなされることを検知することによって得られる。勿論、新現像剤交換時にサービスマンが手入力することによっても新現像剤投入の情報は得られる。
【００５７】
異物排出モードでは、感光体ドラム１を帯電手段２によって帯電し、像露光を行うことなしに現像装置４による現像を行い、感光体ドラム１は中間転写体３１とは非接触状態として感光体ドラム１に付着した大径異物、異形のキャリア、大径のトナーの付着物をクリーニング装置６によって除去することが行われるが、付着物の除去がより効果的に行われるようにするために、本実施の形態においては異物排出モード時には、現像剤担持体４１に印加する直流バイアス値をＶｄｃ′、感光体ドラム１上の帯電電位をＶＨ′とし、下記の条件を満たす設定で、所定時間異物排出モードを持続する。
【００５８】
｜ＶＨ′−Ｖｄｃ′｜＞｜ＶＨ−Ｖｄｃ｜
なお、感光体ドラム１の帯電電位は電位計ＳＰによって測定された値であることが望ましいが、帯電手段２に印加するグリッド電圧から帯電電位を推定しても同様の効果が得られる。
【００５９】
本発明者らは下記のテストを行っているが、目視による評価については下記の表示によって示している。
【００６０】
【表１】

【００６１】
▲１▼ テスト１
通常コピーシーケンス時の直流バイアス値Ｖｄｃは−５００Ｖ、感光体ドラム１の帯電電圧ＶＨは−６００Ｖの｜ＶＨ−Ｖｄｃ｜＝１００Ｖであったのを変動させた条件下で、１分間の異物排出モードでのテストを行い、クリーニング装置６に回収された異物等の回収量とその後コピーシーケンス状態に移行したときのドラム傷、白抜け状転写不良の発生状況について、１０００枚のプリントから目視によって評価を行っている。
【００６２】
【表２】

【００６３】
▲２▼ テスト２
テスト１でのテスト結果ふまえて、｜ＶＨ′−Ｖｄｃ′｜−｜ＶＨ−Ｖｄｃ｜＝４０Ｖとして、駆動時間に対するクリーニング装置６に回収されたキャリア回収量の測定と、その後コピーシーケンス状態に移行したときのドラム傷及び初期画像の白抜け状転写不良の発生状況について、評価を行っている。
【００６４】
【表３】

【００６５】
上記のテスト結果から｜ＶＨ′−Ｖｄｃ′｜−｜ＶＨ−Ｖｄｃ｜＝４０Ｖとして、１８０ｓｅｃの間異物排出モードを維持することによって、異物、異形キャリア、異形トナーの大部分は除去されて、その後のコピーシーケンスにおいてはドラム傷発生や、白抜け状転写不良の発生は殆ど解消されることとなった。なお上記の｜ＶＨ′−Ｖｄｃ′｜−｜ＶＨ−Ｖｄｃ｜＝４０Ｖの条件を満たしていればＶｄｃ′＝Ｖｄｃとして｜ＶＨ′｜＝｜ＶＨ｜＋４０Ｖ（但し、ＶＨとＶＨ′の極性は同じ）に設定しても、ＶＨ′＝ＶＨとして｜Ｖｄｃ′｜＝Ｖｄｃ−４０Ｖ（但しＶｄｃとＶｄｃ′の極性は同じ）に設定しても良い。
【００６６】
（実施の形態２）
本実施の形態は、新しい現像剤を現像装置４に投入した後のプリントシーケンスに入る前の初期段階で、現像剤担持体４１の回転数Ｒｓを通常シーケンス時より高い設定として所定時間駆動させる異物排出モードを設けるようにしている。
【００６７】
図４には本実施の形態の電気制御系の概要を示している。２０１は演算制御処理を行うＣＰＵで、演算基礎データを蓄積したＲＯＭ２０１、画像形成を行うプリントモードプログラムを記憶したＲＯＭ２０２、現像剤中の異物排出を行う異物排出モードプログラムを記憶したＲＯＭ２０３等が接続されていて、ＣＰＵ２０１はインターフェース２０２を介して外部機器に接続されている。
【００６８】
インターフェース２０２の入力側には新現像剤に交換したことを知らせる新現像剤交換情報２１１、電位センサＳＰ、トナー濃度センサＳＴ等の画像形成センサ２１２が接続され、インターフェース２０２の出力側には現像剤担持体駆動部をはじめとして帯電制御駆動部、レーザ発光駆動部、現像バイアス駆動部等から成る画像形成手段駆動部２１３の各々が接続されている。
【００６９】
画像形成時にはＣＰＵ２０１はＲＯＭ２０２に記録されたプリントモードプログラムを呼び出してインターフェース２０２を介して画像形成手段駆動２１３の各駆動部に対して駆動制御を行い、現像剤担持体４１の線速をｖｓに制御すると共に、感光体ドラム１上の帯電電位ＶＨ、現像剤担持体４１に印加する直流バイアス値Ｖｄｃとし、その他の画像形成手段の駆動制御がなされて画像形成が行われ、転写紙上に画像記録がなされる。
【００７０】
現像装置４内に新現像剤が投入されたとは、投入後のプリントシーケンスに入る前の初期段階で異物排出モードプログラムＲＯＭ２０３が呼び出されて異物排出シーケンスが行われる。
【００７１】
現像装置４内に新現像剤が投入された情報は、現像装置４を所定の現像位置から現像剤交換の動作を検知することにより、或いは現像剤交換時にトナー濃度センサＳＴのリファレンス調整がなされることを検知することによって得られる。勿論、新現像剤交換時にサービスマンが手入力することによっても新現像剤投入の情報は得られる。
【００７２】
異物排出モードでは、感光体ドラム１を帯電手段２によって帯電し、像露光を行うことなしに現像装置４による現像を行い、感光体ドラム１は中間転写体３１とは非接触状態として感光体ドラム１に付着した大径異物、異形のキャリア、大径のトナー等の付着物をクリーニング装置６によって除去することが行われるが、付着物の除去がより効果的に行われるようにするために、本実施の形態においては異物排出モード時には、現像剤担持体４１の線速度ｖｓ′を下記の条件を満たす設定とし、所定時間駆動して異物排出モードを持続する。
【００７３】
｜ｖｓ′｜＞｜ｖｓ｜
本発明者らは下記のテストを行っているが、評価については前記の表示方法を踏襲している。
【００７４】
▲３▼ テスト３
通常コピーシーケンス時の現像剤担持体４１の線速度ｖｓ＝４００ｍｍ／ｓｅｃであったのを変動させた条件下で、１分間の異物排出モードでのテストを行い、クリーニング装置６に回収された異物等の回収量と、その後コピーシーケンス状態に移行したときのドラム傷、白抜け状転写不良の発生状況について１０００枚のプリントから目視によって評価を行っている。
【００７５】
【表４】

【００７６】
▲４▼ テスト４
テスト３でのテスト結果をふまえて、通常時の線速の１．２５倍のｖｓ′＝５００ｍｍ／ｓｅｃに設定し、駆動時間に対するクリーニング装置６に回収された異物の回収量の測定と、その後コピーシーケンス状態に移行したときのドラム傷及び白抜け状転写不良の発生状況について評価を行っている。
【００７７】
【表５】

【００７８】
上記のテスト結果から、ｖｓ′＝５００ｍｍ／ｓｅｃに設定し、１８０ｓｅｃの間異物排出モードを維持することによって異物、異形キャリア等の付着物の大部分は除去されて、その後のコピーシーケンスにおいてはドラム傷発生や、白抜け状転写不良の発生は殆ど解消されることとなった。
【００７９】
（実施の形態３）
本実施の形態は、所定プリント数の間にカウント手段によって積算カウントされた潜像のドット数が予め設定された所定数より小さい場合に、一旦プリント動作を停止させ、感光体ドラム１上に帯電手段２によって通常の帯電を行ったうえ、露光手段３による露光及び現像手段４による現像によってパッチ画像を形成し、強制的にトナーを排出する異物排出モードを設けるようにしている。
【００８０】
本実施形態は多数枚のプリントがなされたとき、プリントエリアの積算値ＰＡに対する画素エリアの積算値ＧＡの比率、即ち印字率Ｒ＝（ＧＡ／ＰＡ）×１００％が小さい場合（例えば１０％以下）、現像装置４内には異物や粗粉状の例えば２０μｍ以上の径のトナーが残留する傾向にあって、転写時に核となって白抜け状転写不良が発生し易くなりドラム傷も生じ易くなるのでこれを防止している。
【００８１】
図５には本実施の形態の電気制御系の概要を示している。３０１は演算制御処理を行うＣＰＵで、演算基礎データを蓄積したＲＯＭ３０１、画像形成を行うプリントモードプログラムを記憶したＲＯＭ３０２、現像剤中の異物排出を行う異物排出モードプログラムを記憶したＲＯＭ３０３、プリントエリアの面積を積算記憶する不揮発メモリＰＡ、印字面積を積算記憶する不揮発メモリＧＡ等が接続されていて、ＣＰＵ３０１はインターフェース３０２を介して外部機器に接続されている。
【００８２】
インターフェース３０２の入力側にはプリント毎にプリントエリアの面積をカウントするプリントエリア面積カウント手段ＳＰＡ、プリント毎に印字画素の面積をカウントする印字画素面積カウント手段ＳＧＡ、及び電位センサＳＰ、トナー濃度センサＳＴ等の画像形成センサ３１１が接続され、インターフェース３０２の出力側には帯電制御駆動部、レーザ発光駆動部、現像バイアス駆動部、現像剤担持体駆動部等から成る画像形成手段駆動部３１２の各々が接続されている。
【００８３】
画像形成時にはＣＰＵ３０１はＲＯＭ３０２に記録されたプリントモードプログラムを呼び出してインターフェース３０２を介して画像形成手段駆動部３１２の各駆動部に対して駆動制御を行い、現像剤担持体４１の線速をｖｓに制御すると共に、感光体ドラム１上の帯電電位ＶＨ、現像剤担持体４１に印加する直流バイアス値Ｖｄｃとし、その他の画像形成手段の駆動制御がなされて画像形成が行われ、転写紙上に画像記録がなされる。
【００８４】
上記のプリントモード時には、プリントエリア面積カウント手段ＳＰＡは、プリント毎にプリントエリア面積（例えばＡ４サイズ面積）をカウントして出力して、カウントされたエリア面積は不揮発メモリＰＡに積算して記憶される。また、印字面積カウント手段ＳＧＡは、プリント毎に印字画素の面積をカウントして出力し、カウントされた印字画素の面積は不揮発メモリＧＡに積算して記憶される。
【００８５】
ＣＰＵ３０１はプリント枚数が所定のプリント数に達したとき、ＣＰＵ３０１はＲＯＭ３０１に記憶された印字率Ｒの演算式によって不揮発メモリＰＡで積算されたプリントエリア面積と不揮発メモリＧＡで積算された印字画素面積から印字率Ｒを算出し、印字率Ｒが所定の印字率（本実施例においては１０％）以下の場合には、異物排出モードに移行し、或いは異物排出モードによって異物排出を行うのが好ましい旨の表示がなされる。
【００８６】
本実施形態における異物排出モードでは、感光体ドラム１は中間転写体３１に対して離間した状態で、定速で回転する感光体ドラム１に対して帯電手段２によって通常の帯電を行い、本実施例においては感光体への帯電電位ＶＨは−６００Ｖとする。ついで露光手段３によって予め設定したパッチ領域に対して露光を行い、全露光電位が−１００〜０Ｖ、又はハーフトーンレベルとなる静電潜像を形成し、ついで現像手段４によって現像を行い、静電潜像部分には多量のトナーが付着して高濃度のパッチトナー像が形成される。なおこのパッチトナー像は現像装置内全域内に存在する大径トナーを除去するために現像幅全体の範囲にわたって形成されていることが好ましい。このパッチトナー像部分に対しては大量のトナーが現像手段４から排出され、その際現像装置内に蓄積された大径トナーや大径異物、異形のキャリア等はトナーと共に強制的に排出されて感光体上に付着する。感光体上にトナーと共に付着した大径トナーや大径異物、異形のキャリア等の付着物は中間転写体３１に接触することなく搬送され、クリーニング手段６によって回収される。
【００８７】
次に説明する異物排出モードの実施例は、上記に説明した異物排出モードに加えて行われるもので、先のテスト１〜テスト４のテスト結果を踏まえて実施している。
【００８８】
▲５▼ 実施例１
本実施例においては、｜ＶＨ′−Ｖｄｃ′｜−｜ＶＨ−Ｖｄｃ｜＝４０Ｖとして、１８０ｓｅｃの間異物排出モードを維持し、その間中間転写体３１は離間した状態を維持したまま所定のタイミングで１０％以上の印字率に相当するトナー画像を形成するプロセスを介在させている。更に具体的には異物排出モード時の感光体ドラム１への帯電電位ＶＨ′を−６４０Ｖに変更し、（ＶＨ＝−６００Ｖ）異物排出モードの１８０ｓｅｃの間に１ｓｅｃ周期で１０％以上の印字率に相当するトナー画像を形成するプロセスを介在させている。
【００８９】
かかる異物排出モードを設けることによって、現像装置４内に次第に蓄積されて来た大径トナーをはじめとし、大径異物や異形のキャリアは除去され、画像形成装置の安定化制御が兼ねて行われ、その後のコピーシーケンスにおいては、ドラム傷発生や白抜け状転写不良の発生は完全に解消されることとなる。
【００９０】
▲６▼ 実施例２
本実施例においては、｜ｖｓ′｜＞｜ｖｓ｜として所定時間異物排出モードを維持し、その間中間転写体３１は離間した状態を維持したまま所定のタイミングで１０％以上の印字率に相当するトナー画像を形成するプロセスを介在させている。更に具体的には異物排出モード時の現像剤担持体４１の線速度ｖｓ′＝５００ｍｍ／ｓｅｃに変更し、（ｖｓ＝４００ｍｍ／ｓｅｃ）異物排出モードの１８０ｓｅｃの間に１ｓｅｃ周期で１０％以上の印字率に相当するトナー画像を形成するプロセスを介在させている。
【００９１】
かかる異物排出モードを設けることによって、現像装置４内に次第に蓄積されて来た大径トナーをはじめとし、大径異物や異形のキャリアは除去され、画像形成装置の安定化制御が兼ねて行われ、その後のコピーシーケンスにおいては、ドラム傷発生や白抜け状転写不良の発生は完全に解消されることとなる。
【００９２】
【発明の効果】
請求項１又は２記載の発明によれば、新しい現像剤を現像手段に投入した後のプリントシーケンスに入る前の初期段階で、新しい現像剤中の大径異物や大径又は異形キャリア等が除去されるので、通常のコピーシーケンス時に像担持体や中間転写体に損傷が発生しにくくなり、白抜け状の転写不良がなくなって均一なハーフトーンやベタ画像が得られるようになる。
【００９３】
請求項３記載の発明によれば、現像手段内に蓄積された異物や異形キャリア等は像担持体上に付着し中間転写体に接触することなく搬送されて、像担持体のクリーニング手段により回収がなされるので、その後のコピーシーケンス時に像担持体や中間転写体に負傷が生じることなく、中抜け状の転写不良が生じることがなくなる。
【００９４】
請求項４記載の発明によれば、多数枚プリント中に消費されるトナー量が少ない場合に、強制的にトナーが現像されるとともに、現像手段内に溜まった粗大粒子のトナーや異物が除去されるので、通常のコピーシーケンス時に像担持体や中間転写体に損傷が発生しにくくなり、白抜け状の転写不良がなくなって均一なハーフトーンやベタ画像が得られるようになる。
【００９５】
請求項５記載の発明によれば現像手段内に蓄積された大径トナーをはじめとし、大径異物や異形のキャリアは像担持体上に付着し中間転写体に接触することなく搬送されて、像担持体のクリーニング手段により回収がなされるので、その後のコピーシーケンス時に像担持体や中間転写体に損傷を生じることなく、中抜け状の転写不良が生じることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー画像形成装置の断面図。
【図２】図像形成部の断面図。
【図３】実施の態様１の電気制御系の概要を示すブロック図。
【図４】実施の態様２の電気制御系の概要を示すブロック図。
【図５】実施の態様３の電気制御系の概要を示すブロック図。
【符号の説明】
１感光体ドラム
２帯電手段
３像露光手段
４現像装置
５転写ローラ
１０画像形成部
３１中間転写体

Claims

複数の像担持体を帯電させる複数の帯電手段と、
帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する複数の潜像形成手段と、
前記静電潜像にトナーを供給し顕像化する現像剤担持体を有する複数の現像手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を一旦転写する中間転写体と、
前記中間転写体上に転写されたトナー像を転写紙上に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、
新しい現像剤を前記現像手段に投入した後のプリントシーケンスに入る前の初期段階で、前記現像剤担持体に印加する直流バイアス値Ｖｄｃに対し、前記像担持体上の帯電電位ＶＨを通常シーケンス時より高い設定として所定時間駆動させる異物排出モードを有することを特徴とする画像形成装置。
複数の像担持体を帯電させる複数の帯電手段と、
帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する複数の潜像形成手段と、
前記静電潜像にトナーを供給し顕像化する現像剤担持体を有する複数の現像手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を一旦転写する中間転写体と、
前記中間転写体上に転写されたトナー像を転写紙上に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、
新しい現像剤を前記現像手段に投入した後のプリントシーケンスに入る前の初期段階で、前記現像剤担持体の回転数Ｒｓを通常シーケンス時より高い設定として所定時間駆動させる異物排出モードを有することを特徴とする画像形成装置。
前記異物排出モードは前記像担持体を前記帯電手段によって帯電し、像露光を行うことなしに前記現像手段による現像を行い、前記中間転写体に対しては非接触状態として前記像担持体上に付着した付着物をクリーニング手段により回収を行うモードであ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。
複数の像担持体を帯電させる複数の帯電手段と、
帯電した前記像担持体上に静電潜像を形成する複数の潜像形成手段と、
前記潜像形成手段により形成されるドットの数を積算カウントするカウント手段と、
前記静電潜像にトナーを供給し顕像化する現像剤担持体を有する複数の現像手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を一旦転写する中間転写体と、
前記中間転写体上に転写されたトナー像を転写紙上に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、
所定プリント数の間に前記カウント手段によって積算カウントされたドット数が予め設定された所定数より小さい場合に、一旦プリント動作を停止させ、前記像担持体上に前記帯電手段によって通常の帯電を行ったうえ、前記潜像形成手段による露光及び前記現像手段による現像によってパッチトナー像を形成し、強制的にトナーを排出する異物排出モードを有することを特徴とする画像形成装置。
前記異物排出モードは前記像担持体を前記中間転写体に対しては非接触状態として前記像担持体上に付着した付着物をクリーニング手段により回収を行うモードであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。