JP2004354486A - Image forming method and image forming apparatus used for the same - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式による画像形成方法と、当該画像形成方法の使用に用いられる画像形成装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスによる画像形成装置においては、感光ドラムの表面を帯電させる目的で、コロトロンやスコロトロンと呼ばれる帯電器が用いられている。しかしながら、これらの帯電器は５〜１０ｋＶもの高い電圧を印加してコロナ放電を行うものであることから、放電時にオゾンが発生してしまい、そのオゾンが空気中の成分を分解するなどしてＮＯｘやＳＯｘを生成させ、さらに硝酸アンモニウム等の水溶性のイオン性物質を発生させるという問題がある。
【０００３】
かかるイオン性物質は、感光ドラムの表面に付着して大気中の水分を取り込み易く、その結果、感光ドラムの表面抵抗を低下させて、静電潜像のエッジ部にて電位を横流れさせる、いわゆる「像流れ」現象を発生させる原因となる。特に、上記のイオン性物質は帯電器のシールドケーシング内に堆積して、その近傍に配置される感光ドラムの表面に移行し易いことから、感光ドラムが回転を停止している状態で帯電器の直下となる部分には、像流れの問題が顕著に発生することになる。
【０００４】
像流れ現象が発生すると、形成画像が不鮮明になって画像品質が低下するという問題が生じることから、像流れ現象の発生は十分に防止されなければならない。そこで従来、像流れ現象の発生を防止する手段として、
（１） ヒータ、温風送風器、熱ローラ等の加熱手段を用いて、感光ドラムを加温または加熱することにより、イオン性物質を除去したり、イオン性物質が取り込んだ水分を蒸散させたりする方法（特許文献１）、
（２） 帯電器の近傍に排気ファン等を設けて、画像形成装置の主電源のＯＮ／ＯＦＦにかかわらず排気ファン等に対して電力を供給可能にするとともに、画像形成処理後に排気ファン等を作動させる方法（特許文献２）、
（３） 画像形成装置に電源が投入されている間または電源投入後の一定時間、感光ドラムを回転させつつ、その表面にクリーニング手段を当接させることにより、当該表面を研磨する方法（特許文献３〜５）、
等が提案されている。
【０００５】
しかしながら、近年、環境面やエネルギー面の観点から、画像形成装置にも省エネルギー化の要求が高まっており、従って、上記（１） のようにヒータ等の加温・加熱手段を別途要する方法は、画像形成装置の消費電力の観点から好ましくない。また、上記（２） の方法は、オゾンやＮＯｘ等を除去し、イオン性物質が感光ドラムの表面に移行しないようにするものであるが、上記（１） の方法の場合と同様に、消費電力が大きくなることから好ましくない。
【０００６】
上記（３） の方法においては、研磨効果を高めるために、感光ドラムを小径化したり（特許文献３、４）、所定量の現像剤をクリーニング部材に提供したり（特許文献５）する等のさらなる処理が施されているものの、感光ドラムの磨耗による劣化を早めてしまうという問題がある。しかも、イオン性物質は０．１μｍ程度の凹凸にも入り込むことから、従来の研磨手段によって感光ドラムからイオン性物質を十分に除去することは困難である。
【０００７】
一方、特許文献６に記載の画像形成方法では、感光ドラムを加温／加熱する場合の消費電力の問題を解決すべく、あらかじめ形成した電位パターンや濃度パターンにおける電位／濃度変動の状態に基づいて像流れの発生等を予測し、その予測に基づいて感光ドラムを昇温させている。しかしながら、感光ドラムが適切な温度に達するには時間がかかることから、画像形成処理の実行が可能となるまでに（ファーストプリントに）時間がかかるという問題が生じる。特に、画像形成処理工程においては、形成画像の濃度を適切な範囲に設定するために、濃度調整を実行することが求められるものの、感光ドラムを適切な温度にまで加温した上で濃度調整を実行することにより、ファーストプリントに時間がかかるという問題が顕著に（カラー画像の形成時にはより顕著に）現れることとなる。
【０００８】
また、特許文献６に記載の、電位パターン等の形成とその変動状態の検知とに基づいて感光ドラムを予測制御する方法に代えて、単に、湿度環境が像流れの問題を生じ易い高湿環境であるか否かを湿度センサで検知して、高湿環境下にある場合にのみヒータを制御して感光ドラムを加温するという方法も考えられる。しかしながら、感光ドラムの感度は温度依存性が大きいことから、この方法で像流れを防止するための制御を適切に行うのは困難であって、湿度の測定結果にのみ基づいて一律にエージング処理を施すと、過剰に処理を行うことになりかねない。従って、特許文献６に記載の方法や上記の方法では、像流れが発生していないことの確証を得た上で、濃度調整を実行することは現実的ではなく、正確な濃度設定を行うことができない場合も生じ得る。
【０００９】
【特許文献１】
特公平４−５０５９１号公報（請求項１，第４欄３７〜４１行）
【特許文献２】
特許第２５３７２１８号（請求項１）
【特許文献３】
特開昭６３−２３５９７４号公報（請求項１、〔発明が解決しようとする問題点〕欄、〔作用〕欄）
【特許文献４】
特開昭６３−２６１３８０号公報（請求項１、〔課題を解決する技術手段、その作用〕欄）
【特許文献５】
特開平７−２３４６１９号公報（請求項１，３）
【特許文献６】
特開平１１−２６５０９７号公報（請求項１〜３，５〜１０，１２〜１３、段落〔００３８〕）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、像流れの防止を効率よく図ることのできる電子写真方式による画像形成方法と、当該画像形成方法を使用するのに用いられる画像形成装置とを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記課題を解決するための本発明に係る画像形成方法は、
電子写真方式による画像形成方法であって、
濃度調整工程を実行する前に感光ドラム近傍の湿度を測定して、
（ｉ） 感光ドラム近傍の湿度が許容値以下である場合に、感光ドラムの表面に第１の濃度調整用トナーパターンを形成して、当該トナーパターンのトナー濃度に基づいて画像形成処理時の現像バイアス電圧を設定し、
（ｉｉ）感光ドラム近傍の湿度が許容値を超える場合に、感光ドラムの表面に、当該感光ドラムの周方向に少なくとも１周分連続してなる第２の濃度調整用トナーパターンを形成する
ことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明に係る画像形成方法においては、
（ａ） 第２の濃度調整用トナーパターンのトナー濃度が設定値以上である場合に、当該トナー濃度に基づいて画像形成処理時の現像バイアス電圧を設定する、または
（ｂ） 第２の濃度調整用トナーパターンのトナー濃度が設定値を下回る場合に、上記感光ドラムにエージング処理を施す、のが好ましい。
【００１３】
電子写真方式による画像形成装置では、例えば、画像形成装置に電源を投入した後の初期駆動（ウォームアップ）時、電源の投入や画像形成処理の実行などから一定の時間が経過した時（例えば省電力モードに移行していた時）、一定枚数の画像形成処理を実行した時、ユーザが希望する時などにおいて、画像濃度の変動を補正する目的で濃度調整と呼ばれる工程が実行される。一般に、濃度調整工程は、感光ドラムの表面に所定の潜像パターンを形成して、当該潜像パターンを現像剤によってトナー像化し、こうして得られたトナー像（濃度調整用トナーパターン）のトナー濃度に基づいて形成画像の濃度を適宜調節する（具体的には、現像バイアス電圧を適宜調整する）工程である。この濃度調整工程において、トナーパターンのトナー濃度が、その時の現像条件等に基づいてあらかじめ設定された値を下回った場合には、像流れの現象が生じるおそれがあると仮定して、一律にエージング処理を施すことも可能である。
【００１４】
これに対し、本発明に係る画像形成方法では、かかる濃度調整工程を実行するのに際して、まず、感光ドラム近傍の湿度を測定して、像流れを発生し得る湿度環境にあるかどうかを確認している。
ここで、湿度が許容値以下であって、像流れを発生するおそれがないと判断できる場合には、第１の濃度調整用トナーパターンを形成してそのトナー濃度を測定し、当該トナー濃度の測定値に基づいて画像形成処理時の現像バイアス電圧を適切な値に設定（調整）して、画像形成処理を実行している。すなわち、通常の濃度調整工程を行った上で、画像形成処理を行っている。
【００１５】
一方、湿度が許容値を超えて、像流れを発生するおそれがあると判断される場合には、通常の濃度調整工程に代えて、感光ドラムの周方向に少なくとも１周分連続してなる第２の濃度調整用トナーパターンを形成しており、これによって像流れが実際に発生しているか否かの判断と、感光ドラムの周方向におけるどの部位に像流れが発生しているのかの判断を行っている。
従って、本発明に係る画像形成方法によれば、エージング処理の要否の判断を迅速にかつ的確に行うことができ、画像形成装置に電源を投入した後の初期駆動（ウォームアップ）時、電源の投入や画像形成処理の実行などから一定の時間が経過した時（例えば省電力モードに移行していた時）、一定枚数の画像形成処理を実行した時などにおいて、画像形成処理を実行（再開）するのに要する時間を短縮することができる（ファーストプリントを早期に実現することができる）。特に、画像形成装置の初期駆動時に上記の処理を行うことによって、当該装置のウォームアップ時間中に、像流れが発生するおそれやエージング処理の要否判断を効率よく行うことができる。
【００１６】
なお、本発明において、「第１の濃度調整用トナーパターン」および「第２の濃度調整用トナーパターン」には、従来の濃度調整工程に用いられるトナーパターンと同様のパターンを用いることができる。当該パターンの解像度は、画像形成装置の解像度に応じて選択すればよい。また、上記第１および第２の濃度調整用トナーパターンは、感光ドラム表面の任意の部位に形成すればよい。第１の濃度調整用トナーパターンは、低湿環境下で、単に濃度調整を目的として形成されるパターンであることから、感光ドラムの周方向に連続して形成する必要はない。一方、第２の濃度調整用トナーパターンは、像流れの検出をも目的として形成されるパターンであることから、感光ドラムの周方向に連続して（少なくとも１周分）形成する必要がある。
【００１７】
本発明に係る画像形成方法では、感光ドラムの常時加温を行わないことから、電力消費の面でメリットがある。なお、像流れ現象が現実に生じた場合であっても、エージング処理を実行して感光ドラムに付着した水分を一旦除去したならば、その後の画像形成処理の実行によって定着装置等の熱により感光ドラムを加温することができ、その結果、感光ドラム近傍の（相対）湿度を低下させることができることから、その後に像流れ現象が発生するのを十分に抑制することができる。
【００１８】
本発明に係る画像形成方法において、第１の濃度調整用トナーパターンを形成するか、第２の濃度調整用トナーパターンを形成するかの判断に用いられる湿度の許容値は、使用する画像形成処理装置の画像形成処理条件（感光材料の種類や像流れの発生し易さ）に基づいて設定すればよい。
本発明に係る画像形成方法において、上記（ａ） の、第２の濃度調整用トナーパターンのトナー濃度が設定値以上である場合には、感光ドラム近傍の湿度が高いものの、実際には像流れ現象が生じていないと判断することができる。それゆえ、本発明に係る画像形成方法の好適態様では、上記（ａ） に示す場合に、当該第２の濃度調整用トナーパターンについてのトナー濃度に基づいて画像形成処理時の現像バイアス電圧を適宜設定（調整）することによって、エージング処理を経ることなく、迅速に画像形成処理工程を実行している。
【００１９】
また、本発明に係る画像形成方法において、上記（ｂ） の、第２の濃度調整用トナーパターンのトナー濃度が設定値を下回る場合には、像流れ現象が実際に発生していると判断できる。それゆえ、本発明に係る画像形成方法の好適態様では、上記（ｂ） に示す場合において、感光ドラムにエージング処理を実行している。これにより、画像形成時に像流れが発生するのを未然に防止することができる。また、本発明ではエージング処理の実行が上記（ｂ） に示す場合に限定されることから、像流れを未然に防止しつつ、エージング処理の実行を必要最小限に抑えて、画像形成処理の効率化を図ることができる。すなわち、不要なエージング処理の実行を防止し、過剰なエージング処理によって感光ドラムの劣化を促進するといった問題が生じるのを防止することができる。
【００２０】
本発明に係る画像形成方法の好適態様において、エージング処理の要否判断に用いるトナー濃度の設定値は、第２の濃度調整用トナーパターンの印字率や、第２の濃度調整用トナーパターン形成時の画像形成処理条件（現像バイアス電圧等の現像条件、露光条件など）に基づいて設定すればよい。
本発明に係る画像形成方法において、感光ドラムに対するエージング処理は、
（Ｉ） 感光ドラムを研磨手段に接触させて摺動する工程、および／または
（ＩＩ）感光ドラムをヒータで加温する工程
を含むものであるのが好ましい。上記（Ｉ） および／または（ＩＩ）の工程を含むエージング処理を施すことによって、像流れ現象の防止効果を十分にかつ確実に発揮させることができる。
【００２１】
上記（Ｉ） の工程に用いられる研磨手段は、その表面にトナーを供給する手段を備えるものであるのが好ましく、当該トナーには、研磨剤を含むものを用いるのが好ましい。これにより、感光ドラムの表面の研磨効果を向上させることができる。
本発明に係る画像形成方法において、感光ドラムの表面形成材料については特に限定されるものではないが、表面がアモルファスシリコンである感光ドラムは像流れを生じ易いものであることから、かかるアモルファスシリコン感光ドラムは、本発明に係る画像形成方法を適用する対象として好適である。
【００２２】
上記課題を解決するための本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る画像形成方法を使用するためのものであって、
感光ドラムと、
当該感光ドラムの表面を帯電させる帯電手段と、
当該感光ドラムの表面を露光して潜像パターンを形成する露光手段と、
当該潜像パターンをトナー像化する現像手段と、
当該現像手段の現像バイアス電圧を設定する現像バイアス設定手段と、
上記感光ドラム近傍の湿度を測定する湿度センサと、
当該トナー像のトナー濃度を読み取る濃度センサと、
上記感光ドラム近傍の湿度の測定値とその許容値とを比較し、その比較結果に基づいて第１の濃度調整用トナーパターンを形成するか、第２の濃度調整用トナーパターンを形成するか、を判断する第１の制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置によれば、湿度センサで感光ドラム近傍の湿度を測定することができ、さらにその測定結果に基づいて、第１の濃度調整用トナーパターンと第２の濃度調整用トナーパターンのいずれを形成するかについての選択を行うことができる。また、第１の濃度調整用トナーパターンの形成工程が選択された場合に、感光ドラムの表面に形成された第１の濃度調整用トナーパターンについてのトナー濃度を上記濃度センサで測定することができ、さらに上記現像バイアス設定手段により、上記第１の濃度調整用トナーパターンのトナー濃度に基づいて、現像バイアス電圧を画像形成処理時に適した値となるように設定することができる。
【００２４】
従って、本発明に係る画像形成装置を用いることによって、感光ドラム近傍の湿度が許容値以下である場合には、エージング処理を経ることなく、迅速に画像形成処理を実行することができる。
本発明に係る画像形成装置は、さらに、
感光ドラムの表面に形成された第２の濃度調整用トナーパターンについてのトナー濃度の測定値とその設定値とを比較し、その比較結果に基づいて画像形成処理時の現像バイアス電圧を設定するか、上記感光ドラムにエージング処理を施すか、を判断する第２の制御手段と、
上記感光ドラムにエージング処理を施すエージング手段と、
を備えるのが好ましい。
【００２５】
本発明に係る画像形成装置の好適態様によれば、濃度センサで第２の濃度調整用トナーパターンについてのトナー濃度を測定することができ、さらにその測定結果に基づいて、上記現像バイアス電圧設定手段によって現像バイアス電圧を画像形成処理時に適した値となるように設定するか、あるいは上記エージング手段によって感光ドラムにエージング処理を施すか、の選択を行うことができる。
従って、上記好適態様を採用することによって、感光ドラム近傍の湿度が許容値を超える場合であっても、十分なトナー濃度が得られる場合には、エージング処理を経ることなく、画像形成処理を実行することができる。一方、エージング処理は、感光ドラム近傍の湿度が許容値を超え、かつ第２の濃度調整用トナーパターンについてのトナー濃度の測定結果により、像流れが実際に発生していることを確認した時に限って実行することとなる。それゆえ、不要なエージング処理の実行を防止し、過剰なエージング処理による感光ドラムの劣化を防止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る画像形成方法およびそれに用いる画像形成装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本願発明に係る画像形成方法の使用に用いられる画像形成装置１０としては、例えば図１に示すように、感光ドラム１２と、感光ドラム１２の表面を帯電させるスコロトロン帯電器（帯電手段）１４と、感光ドラム１２の表面を露光して静電潜像を形成する露光器（露光手段）１６と、トナー１８を供給して静電潜像を顕像化する現像器（現像手段）２０と、顕像化により得られたトナー像を転写材上に転写する転写ローラ（転写手段）２２とを含むものが挙げられる。
【００２７】
かかる画像形成装置１０による画像形成処理工程は、通常の電子写真方式によるものであって、まず、感光ドラム１２をスコロトロン帯電器１４により帯電した後、印字データを変換した光信号によって感光ドラム１２の表面を露光して、当該表面に静電潜像を形成する。次いで、現像器２０から上記静電潜像上に現像剤１８を供給して静電潜像を顕像化（現像）し、こうして得られたトナー像を転写ローラ２２によって転写材２４上に転写する。転写処理後、トナー像は、定着ローラ等の定着手段によって転写材２４上に固着される。一方、転写処理後の感光ドラム１２の表面に残留した現像剤は、クリーニングローラ２６およびクリーニングブレード２８によって除去される。感光ドラム１２の表面には、除電ランプ（除電手段）３０によって除電が施される。
【００２８】
〔画像形成方法〕
本発明に係る画像形成方法の一実施形態を、図２に示す流れ図を用いて説明する。
本発明に係る画像形成方法においては、画像形成装置の電源を投入して初期駆動（ウォームアップ）状態に移行させたときに（ステップＳ１）、あるいは電源の投入や画像形成処理の実行などから一定の時間が経過した時（例えば省電力モードに移行していた時）、一定枚数の画像形成処理を実行した時、ユーザが希望する時などにおいて新たな画像形成処理を実行する前に、濃度調整工程が実行される。なお、図２に示す流れ図では、電源投入後の初期駆動状態に限定して説明する。
【００２９】
本発明に係る画像形成方法では、濃度調整工程を実行する前に、ステップＳ２において感光ドラム近傍の湿度を測定し、その測定値と、あらかじめ設定しておいた湿度の許容値との比較を行う制御手段によって、濃度調整用トナーパターンの形成を行うか、第２の濃度調整用トナーパターンの形成を行うかを選択する（ステップＳ３）。
ステップＳ３において、湿度の測定値が許容値以下である場合は、像流れが発生しない環境にあると判断できることから、第１の濃度調整用トナーパターンの形成（ステップＳ４）を選択する。
【００３０】
湿度の許容値（上限値）は、前述のように、使用する画像形成処理装置の画像形成処理条件（現像バイアス電圧等の現像条件、露光条件など）に基づいて設定されるものであって、特に限定されるものではないが、通常、５５〜７５％ＲＨ、好ましくは６０〜７０％ＲＨに設定される。
ステップＳ４における第１の濃度調整用トナーパターンの形成工程は、従来公知の電子写真方式によるトナーパターンの形成方法に従って行えばよい。すなわち、感光ドラムの表面を露光して、所定の濃度調整用トナーパターンに対応する静電潜像を形成した後、当該静電潜像に現像剤を供給してこれを顕像化させればよい。
【００３１】
第１の濃度調整用トナーパターンとしては、これに限定されるものではないが、例えば図３に示すものが挙げられる。図３に示すパターン３６は、所定の大きさのマスを１つおきに現像し（現像部３６ａ）、残りを余白部３６ｂとするものであって、２５％パターンと呼ばれる。濃度調整用トナーパターンは画像形成装置の解像度に応じたものであるのが好ましく、例えば解像度が６００ｄｐｉの画像形成装置は１インチ（２５．４ｍｍ）に６００個のドット（画素）を形成することから、これに対応するトナーパターンとしては、１マスの縦寸法Ｌ１ および横寸法Ｌ２ がそれぞれ約４２．３μｍであるものを用いればよい。
【００３２】
第１の濃度調整用トナーパターンは黒白パターンに限定されるものではなく、シアン、マゼンダ、イエローおよびブラック等からなるフルカラー画像のパターンであってもよい。但し、正常時と像流れ現象を生じている時とで濃度センサの出力電圧に差異が生じ得るパターンであることが求められる。
ステップＳ４において第１の濃度調整用トナーパターンを形成した後においては、当該トナーパターンのトナー濃度を濃度センサで測定する（ステップＳ５）。次いで、第１の濃度調整用トナーパターンのトナー濃度に基づいて、現像バイアス電圧を画像形成処理の実行に適した値に設定し（ステップＳ６）、画像形成処理の工程を実行する（ステップＳ７）。
【００３３】
ステップＳ５におけるトナー濃度の測定において、濃度センサには、例えば図４に示すような反射型濃度センサが用いられる。図４に示す濃度センサにおいて、発光ダイオード（ＬＥＤ）４０から照射された光はビームスプリッタ（ＢＳ）４２で分割されて、透過光４４はａ−Ｓｉ感光ドラム１２（図１参照）の表面に形成されたトナー像４６の表面に照射される。一方の反射光はフォトダイオード（ＰＤ）４８にてモニターされ、フィードバック回路によって光量が常に一定に保たれるように調節される。トナー像４６上で反射した光は散乱光となり、そのうちのビームスプリッタ（ＢＳ）５０に入射した光は、再び分割されて、それぞれフォトダイオード（ＰＤ）５２，５４に入射する。反射型濃度センサでは、この２つのフォトダイオード（ＰＤ）５２，５４に入射した光量の比率を測定することによって、トナー濃度が検知される。
【００３４】
図４に示す濃度センサでは、感光ドラム１２上のトナー像４６で反射してフォトダイオード（ＰＤ）５２，５４に入射した光の量を、アナログ電圧に変換して出力する。従って、感光ドラム上に形成された濃度調整用トナーパターンのうち、トナー像が形成されていないマス（余白部３６ｂ，図３参照）については、反射光のレベルが最大値を示し、濃度センサの出力電圧も最大になる。一方、感光ドラム上に形成された濃度調整用トナーパターンのトナー量が増える（トナー濃度が上昇する）に従って、当該トナー像によってビームスプリッタ（ＢＳ）４２から照射された光（透過光４４）が吸収されることから、反射してフォトダイオード（ＰＤ）５２，５４に入射する光量も低下し、濃度センサの出力電圧も低下する。すなわち、トナー濃度が低い（薄い）場合は出力電圧が高くなり、濃度調整用トナーパターンのトナー濃度が高い（濃い）場合は濃度センサの出力電圧が低くなる。
【００３５】
なお、濃度調整等に用いられるパターンの印字率と、濃度センサの測定値（出力電圧値）との関係を図５に示す。黒トナーを用いて濃度調整等に用いられるパターンを形成した場合には、図５に示すように、印字率が１０〜４０％の範囲においてトナー濃度の変化に伴う出力電圧の変化量が大きく現れる。従って、濃度センサを用いてトナー濃度を測定する場合には、印字率が１０〜４０％の範囲にあるパターンを用いるのが好ましい。印字率が１０％未満であったり、４０％を超えたりする場合には、トナー濃度の変化に伴う出力電圧の変化量が少ないために、正確な濃度測定が困難になるおそれがある。なお、濃度調整用トナーパターンの印字率は、濃度センサの感度や現像条件、露光条件等に基づいて、上記の範囲内で設定すればよい。
【００３６】
ステップＳ７における画像形成処理の工程は、従来公知の電子写真方式による画像形成処理の方法に従って行えばよい。すなわち、一様に帯電させた感光ドラムの表面を露光して、所望の原稿に応じた静電潜像を形成した後、当該静電潜像に現像剤を供給してこれを顕像化させ、さらに顕像化により得られたトナー像を転写材上に転写するという、一連の工程を実行すればよい。
一方、上記ステップＳ３において、湿度の測定値が許容値を超える場合は、像流れが発生し得る環境にあると判断できることから、第２の画像調整用トナーパターンの形成（ステップＳ８）を選択する。
【００３７】
なお、像流れの仕組みを図６（ａ），（ｂ） に模式的に示す。像流れを生じない正常環境下では、現像バイアス電圧（ｉｉ）と感光ドラム上の静電潜像の電位（露光後電位（ｉｉｉ） ）との電位差（現像電界ΔＥ）が十分に大きく設定されるのに対し、像流れを生じる（生じている）環境下では、現像バイアス電圧（ｉｉ）と露光後電位（ｉｖ）との電位差（現像電界ΔＥ’）が小さくなる。それゆえ、現像に供されるトナー像の量が少なくなり（またはなくなり）、パターンのトナー濃度が低下する（濃度センサから得られる出力電圧が上昇する）。従って、第２の濃度調整用トナーパターンのトナー濃度が設定値を下回っていることを検出することによって、像流れが生じている旨を判定することができる。図６中、符号３６はトナーパターンのマスを示し、３６ａは現像部を、３６ｂは余白部をそれぞれ示す。なお、像流れを生じている場合には、図６（ｂ） に示すように、現像電界が生じている境界部分が不明瞭となる。
【００３８】
図７は、印字率２５％のパターンを形成した場合における相対湿度と濃度センサの出力電圧との関係を示すグラフである。このグラフより明らかなように、高湿環境下においては、像流れを生じない低湿環境下に比べて、濃度センサの出力電力値が高くなる。それゆえ、あらかじめ設定された印字率の像流れ検出用トナーパターンを形成し、そのトナー濃度を測定することによって、像流れの発生の有無を判定することができる。
【００３９】
ステップＳ８における第２の画像調整用トナーパターンの形成工程は、従来公知の電子写真方式によるトナーパターンの形成方法に従って行えばよい。すなわち、感光ドラムの表面を露光して、所定の像流れ検出用トナーパターンに対応する静電潜像を形成した後、当該静電潜像に現像剤を供給してこれを顕像化させればよい。
第２の画像調整用トナーパターンとしては、これに限定されるものではないが、例えば図３に示すものを感光ドラムの周方向に連続させたものが挙げられる。図３に示すパターン３６は、所定の大きさのマスを１つおきに現像し（現像部３６ａ）、残りを余白部３６ｂとするものであって、２５％パターンと呼ばれる。濃度調整用トナーパターンは画像形成装置の解像度に応じたものであるのが好ましく、例えば解像度が６００ｄｐｉの画像形成装置は１インチ（２５．４ｍｍ）に６００個のドット（画素）を形成することから、これに対応するトナーパターンとしては、１マスの縦寸法Ｌ１ および横寸法Ｌ２ がそれぞれ約４２．３μｍであるものを用いればよい。
【００４０】
第２の濃度調整用トナーパターンは黒白パターンに限定されるものではなく、シアン、マゼンダ、イエローおよびブラック等からなるフルカラー画像のパターンであってもよい。但し、正常時と、像流れの現象を生じる時とにおいて、濃度センサの出力電圧に差異が得られるものであることが求められる。なお、第２の濃度調整用トナーパターンの印字率については、第１の濃度調整用トナーパターンの場合と同様に設定するのが好ましい。
【００４１】
ステップＳ９におけるトナー濃度の測定には、前述の第１の濃度調整用トナーパターンのトナー濃度を測定する場合（ステップＳ５）と同様に、図４に示す濃度センサを用いればよい。
ステップＳ９において、第２の画像調整用トナーパターンについてのトナー濃度が、感光ドラムの周方向におけるいずれの箇所においても、その設定値以上（濃度センサの出力電圧値が所定値以下）である場合には、像流れが発生していないと判断することができる。そこで、ステップＳ６に戻って、第２の画像調整用トナーパターンについてのトナー濃度に基づいて現像バイアス電圧の設定を行い、さらにその設定電圧値に基づいて、画像形成処理を行う（ステップＳ７）。
【００４２】
一方、ステップＳ９において、第２の画像調整用トナーパターンについてのトナー濃度が、感光ドラムの周方向におけるいずれかの箇所において、その設定値を下回る（濃度センサの出力電圧値が所定値を超える）場合には、像流れが現実に発生していると判断することができる。そこで、感光ドラムに対してエージング処理を行って（ステップＳ１１）、像流れ現象を生じる原因となるイオン生成物等の除去処理を施す。
【００４３】
ステップＳ１１におけるエージング処理は、例えば（ｉ） 感光ドラムの表面に研磨手段を圧接した状態で摺動させる工程や、（ｉｉ）感光ドラムの表面をヒータで加温する工程を経ることにより達成される。
ステップＳ１１において感光ドラムにエージング処理を施した後には、ステップＳ８に戻って、以降のステップを繰り返せばよい。
〔画像形成装置〕
（感光ドラム）
本発明の画像形成方法を採用し得るまたは本発明の画像形成装置に用いられる感光ドラム（静電潜像担持体）としては、像流れ現象を生じ得るものであるほかは特に限定されるものではなく、感光層がアモルファスシリコン等からなる無機感光体や、感光層が有機導電性物質を含有する樹脂層からなる有機感光体などの、従来公知の種々の感光ドラムを採用することができる。なお、像流れ現象が生じ易い感光ドラムとしては、感光層がアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなるものが知られている。本発明は種々のａ−Ｓｉ感光ドラムに適用可能である。
【００４４】
ａ−Ｓｉ感光ドラムは、例えば導電性基体上にキャリア阻止層、感光層および表面保護層をこの順で備えるような、積層型のものであるのが好ましい。ａ−Ｓｉ感光ドラムの感光層を形成する材料（感光層材料）としては、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮ等が好適材料として挙げられる。なかでも、ａ−ＳｉＣはその抵抗率が極めて高く、帯電能力や耐磨耗性に優れており、環境による帯電性能の変動が少ないという特徴を備えることから、本発明において好適に用いられる。ａ−ＳｉＣは、シリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）との比率が特定のものを使用するのが好ましい。具体的には、一般式ａ−Ｓｉ１−ｘ Ｃｘ において、０．３≦ｘ＜１であるのが好ましく、０．５≦ｘ≦０．９５であるのがより好ましい。ＳｉとＣとの組成比が上記範囲にあるａ−ＳｉＣは１０１２〜１０１３Ω・ｃｍという極めて高い抵抗率を示し、感光ドラムの表面方向での潜像の流れが少なく、静電潜像の維持能力および耐湿性にも優れている。
【００４５】
（エージング処理）
感光ドラムに対するエージング処理は、前述のように、（Ｉ） 感光ドラムを研磨手段に接触させて摺動する工程、および／または（ＩＩ）感光ドラムをヒータで加温する工程を含む処理によって実行される。
上記（Ｉ） の工程に用いられる研磨手段には、例えば、金属製のシャフトと、導電性材料からな弾性部材とを備えるクリーニングローラが挙げられる。このクリーニングローラに電圧を印加することによって、転写工程後に感光ドラム上に残留したトナーを一定の量で保持させることができる。これにより、感光ドラムの表面を、常に、効率よくかつ均一に研磨することができる。上記（ＩＩ）の工程に用いられるヒータとしては、従来公知の種々のものを採用することができる。
【００４６】
エージング処理の実行時間は、第２の濃度調整用トナーパターンについてのトナー濃度の測定値と、その設定値との比較結果に基づいて設定するのが好ましい。かかる比較結果は像流れが発生している程度をも示すものであることから、かかる比較結果に基づいてエージング処理の実行時間を設定することにより、エージング処理の程度を適切な範囲に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す模式的断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成方法の一実施形態を示す流れ図である。
【図３】第１の濃度調整用トナーパターンおよび第２の画像調整用トナーパターンの一例を示す図である。
【図４】反射型濃度センサの一例を示す概略図である。
【図５】印字率と濃度センサの出力電圧との関係を示すグラフである。
【図６】像流れの仕組みを示す模式図である。
【図７】相対湿度と濃度センサの出力電圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 画像形成装置
１２ 感光ドラム
１４ スコロトロン帯電器（帯電手段）
１６ 露光器（露光手段）
１８ 現像剤
２０ 現像器（現像手段）
２２ 転写ローラ（転写手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method using an electrophotographic method and an image forming apparatus used for using the image forming method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus using an electrophotographic process, a charger called a corotron or a scorotron is used for the purpose of charging the surface of a photosensitive drum. However, since these chargers perform corona discharge by applying a voltage as high as 5 to 10 kV, ozone is generated at the time of discharge, and the ozone decomposes components in the air. And SOx, and further, a water-soluble ionic substance such as ammonium nitrate is generated.
[0003]
Such an ionic substance easily adheres to the surface of the photosensitive drum and takes in moisture in the atmosphere, and as a result, lowers the surface resistance of the photosensitive drum and causes a potential to flow laterally at the edge portion of the electrostatic latent image. This causes the "image deletion" phenomenon. In particular, since the ionic substance accumulates in the shield casing of the charger and easily migrates to the surface of the photosensitive drum disposed near the ionic substance, the charge of the charger is stopped while the rotation of the photosensitive drum is stopped. In the portion immediately below, the problem of image deletion occurs remarkably.
[0004]
When the image deletion phenomenon occurs, there arises a problem that the formed image becomes unclear and the image quality deteriorates. Therefore, the occurrence of the image deletion phenomenon must be sufficiently prevented. Therefore, conventionally, as means for preventing the occurrence of the image deletion phenomenon,
(1) By heating or heating the photosensitive drum using a heating means such as a heater, a hot air blower, or a heat roller, the ionic substance is removed, or the moisture taken in by the ionic substance evaporates. Method (Patent Document 1),
(2) An exhaust fan or the like is provided near the charger so that power can be supplied to the exhaust fan or the like regardless of whether the main power supply of the image forming apparatus is on or off. Operating method (Patent Document 2),
(3) A method of polishing a surface of a photosensitive drum by rotating the photosensitive drum and bringing the cleaning unit into contact with the surface while the image forming apparatus is powered on or for a certain period of time after the power is turned on (Patent Document 1) 3-5),
Etc. have been proposed.
[0005]
However, in recent years, there has been an increasing demand for energy saving in image forming apparatuses from the viewpoints of the environment and energy, and accordingly, a method that separately requires a heating / heating means such as a heater as described in the above (1) is: It is not preferable from the viewpoint of power consumption of the image forming apparatus. The method (2) removes ozone, NOx, and the like so as to prevent the ionic substance from migrating to the surface of the photosensitive drum. However, as in the method (1), the ionic substance is consumed. It is not preferable because the power becomes large.
[0006]
In the method (3), in order to enhance the polishing effect, the diameter of the photosensitive drum is reduced (
[0007]
On the other hand, in the image forming method described in Patent Document 6, in order to solve the problem of power consumption when heating / heating the photosensitive drum, based on a potential / density variation state in a previously formed potential pattern or density pattern. The occurrence of image deletion is predicted, and the temperature of the photosensitive drum is raised based on the prediction. However, since it takes time for the photosensitive drum to reach an appropriate temperature, there is a problem that it takes time (first print) before the image forming process can be executed. In particular, in the image forming process, it is required to perform density adjustment in order to set the density of the formed image in an appropriate range, but the density adjustment is performed after heating the photosensitive drum to an appropriate temperature. By executing this, the problem that the first print takes a long time appears more remarkably (more prominently when a color image is formed).
[0008]
Further, instead of the method of predicting and controlling the photosensitive drum based on the formation of a potential pattern and the like and the detection of the fluctuation state described in Patent Document 6, a humid environment is simply a high-humidity environment in which the problem of image deletion easily occurs. Is detected by a humidity sensor, and only when the environment is high, the heater is controlled to heat the photosensitive drum. However, since the sensitivity of the photosensitive drum has a large temperature dependency, it is difficult to appropriately perform control for preventing image deletion by this method, and the aging process is uniformly performed based only on the measurement results of humidity. Doing so can result in excessive processing. Therefore, in the method described in Patent Document 6 and the above-described method, it is not realistic to execute the density adjustment after confirming that the image deletion has not occurred, and to perform the accurate density setting. May not be possible.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 4-50591 (
[Patent Document 2]
Patent No. 2537218 (Claim 1)
[Patent Document 3]
JP-A-63-235974 (
[Patent Document 4]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-261380 (
[Patent Document 5]
JP-A-7-234619 (
[Patent Document 6]
JP-A-11-265097 (
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electrophotographic image forming method capable of efficiently preventing image deletion, and an image forming apparatus used for using the image forming method.
[0011]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
An image forming method according to the present invention for solving the above-mentioned problems,
An image forming method using an electrophotographic method,
Before executing the density adjustment step, measure the humidity near the photosensitive drum,
(I) forming a first density adjustment toner pattern on the surface of the photosensitive drum when the humidity in the vicinity of the photosensitive drum is equal to or less than an allowable value, and developing the image during the image forming process based on the toner density of the toner pattern; Set the bias voltage,
(Ii) When the humidity near the photosensitive drum exceeds an allowable value, forming a second density adjustment toner pattern on the surface of the photosensitive drum for at least one continuous turn in the circumferential direction of the photosensitive drum. Features.
[0012]
Further, in the image forming method according to the present invention,
(A) when the toner density of the second density adjustment toner pattern is equal to or higher than a set value, a developing bias voltage for image forming processing is set based on the toner density; or (b) second density adjustment When the toner density of the toner pattern for use is lower than the set value, it is preferable to perform an aging process on the photosensitive drum.
[0013]
In an electrophotographic image forming apparatus, for example, at the time of initial driving (warm-up) after the power is turned on to the image forming apparatus, or when a certain time has elapsed since the power was turned on or execution of the image forming process (for example, saving). At the time of shifting to the power mode), when a predetermined number of image forming processes are executed, when the user desires, and the like, a process called density adjustment is executed for the purpose of correcting fluctuations in image density. Generally, in the density adjustment step, a predetermined latent image pattern is formed on the surface of the photosensitive drum, the latent image pattern is formed into a toner image by a developer, and the toner density of the toner image (density adjustment toner pattern) thus obtained is obtained. This is a step of appropriately adjusting the density of the formed image based on the above (specifically, appropriately adjusting the developing bias voltage). In this density adjustment step, if the toner density of the toner pattern falls below a value set in advance based on the developing conditions at that time, it is assumed that there is a possibility that a phenomenon of image deletion may occur, and the aging is uniformly performed. Processing can also be performed.
[0014]
On the other hand, in the image forming method according to the present invention, when performing the density adjustment step, first, the humidity near the photosensitive drum is measured to confirm whether or not there is a humidity environment that can cause image deletion. ing.
Here, if it is determined that the humidity is equal to or less than the allowable value and there is no risk of causing image deletion, a first density adjustment toner pattern is formed, and the toner density is measured. The image forming process is executed by setting (adjusting) the developing bias voltage at the time of the image forming process to an appropriate value based on the measured value. That is, the image forming process is performed after performing the normal density adjustment process.
[0015]
On the other hand, if it is determined that the humidity exceeds the allowable value and there is a possibility of causing image deletion, the normal density adjustment step is replaced with a third continuous rotation in the circumferential direction of the photosensitive drum. 2 is used to determine whether or not the image flow is actually occurring, and to determine where in the circumferential direction of the photosensitive drum the image flow is occurring. Is going.
Therefore, according to the image forming method of the present invention, the necessity of the aging process can be quickly and accurately determined, and the power supply is not required during the initial drive (warm-up) after the power is supplied to the image forming apparatus. The image forming process is executed (restarted) when a certain period of time has passed since the input of the image forming process or the execution of the image forming process (for example, when the mode has been shifted to the power saving mode), when a certain number of image forming processes have been executed. ) Can be shortened (first print can be realized early). In particular, by performing the above-described processing at the time of the initial driving of the image forming apparatus, it is possible to efficiently determine the possibility of occurrence of image deletion and the necessity of aging processing during the warm-up time of the apparatus.
[0016]
In the present invention, the “first density adjustment toner pattern” and the “second density adjustment toner pattern” may be the same as the toner pattern used in the conventional density adjustment process. The resolution of the pattern may be selected according to the resolution of the image forming apparatus. Further, the first and second density adjustment toner patterns may be formed at any positions on the surface of the photosensitive drum. Since the first density adjustment toner pattern is a pattern formed simply for the purpose of density adjustment in a low humidity environment, it is not necessary to continuously form the first toner pattern in the circumferential direction of the photosensitive drum. On the other hand, since the second density adjustment toner pattern is a pattern formed also for the purpose of detecting the image flow, it is necessary to form the second density adjustment toner pattern continuously (at least one circumference) in the circumferential direction of the photosensitive drum.
[0017]
The image forming method according to the present invention is advantageous in terms of power consumption because the photosensitive drum is not constantly heated. Even when the image deletion phenomenon actually occurs, once the aging process is performed to remove the water adhering to the photosensitive drum, the photosensitive drum is exposed to heat by a fixing device or the like by performing the subsequent image forming process. Since the drum can be heated, and as a result, the (relative) humidity near the photosensitive drum can be reduced, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of the image deletion phenomenon thereafter.
[0018]
In the image forming method according to the present invention, the allowable value of the humidity used for determining whether to form the first density adjustment toner pattern or the second density adjustment toner pattern is determined by the image forming process to be used. What is necessary is just to set based on the image forming processing conditions of the apparatus (the kind of photosensitive material and the ease of occurrence of image deletion).
In the image forming method according to the present invention, when the toner density of the second density adjusting toner pattern is equal to or higher than the set value in (a), although the humidity near the photosensitive drum is high, the It can be determined that no phenomenon has occurred. Therefore, in the preferred embodiment of the image forming method according to the present invention, in the case of (a), the developing bias voltage during the image forming process is appropriately adjusted based on the toner density of the second density adjusting toner pattern. By performing setting (adjustment), the image forming process is quickly performed without going through the aging process.
[0019]
In the image forming method according to the present invention, when the toner density of the second density adjusting toner pattern is lower than the set value, it can be determined that the image deletion phenomenon has actually occurred. . Therefore, in the preferred embodiment of the image forming method according to the present invention, in the case shown in (b) above, the aging process is performed on the photosensitive drum. As a result, it is possible to prevent the occurrence of image deletion during image formation. Further, in the present invention, since the execution of the aging process is limited to the case shown in the above (b), the execution of the aging process is minimized while preventing the image flow from occurring, and the efficiency of the image forming process is reduced. Can be achieved. That is, it is possible to prevent unnecessary aging processing from being performed, and to prevent a problem such as promoting deterioration of the photosensitive drum due to excessive aging processing.
[0020]
In a preferred aspect of the image forming method according to the present invention, the set value of the toner density used for determining whether or not the aging process is necessary is determined based on the printing ratio of the second density adjusting toner pattern and the formation rate of the second density adjusting toner pattern. May be set based on the image forming processing conditions (development conditions such as a development bias voltage, exposure conditions, etc.).
In the image forming method according to the present invention, the aging process on the photosensitive drum includes:
The method preferably includes (I) a step of sliding the photosensitive drum in contact with the polishing means and / or (II) a step of heating the photosensitive drum with a heater. By performing the aging process including the steps (I) and / or (II), the effect of preventing the image deletion phenomenon can be sufficiently and reliably exerted.
[0021]
The polishing means used in the step (I) preferably has a means for supplying a toner to the surface thereof, and the toner preferably contains an abrasive. Thereby, the polishing effect on the surface of the photosensitive drum can be improved.
In the image forming method according to the present invention, the material for forming the surface of the photosensitive drum is not particularly limited. However, since the photosensitive drum whose surface is made of amorphous silicon is liable to cause an image flow, such an amorphous silicon photosensitive drum is used. The drum is suitable as a target to which the image forming method according to the present invention is applied.
[0022]
An image forming apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problem is for using the image forming method according to the present invention,
A photosensitive drum,
Charging means for charging the surface of the photosensitive drum,
Exposure means for exposing the surface of the photosensitive drum to form a latent image pattern,
Developing means for converting the latent image pattern into a toner image;
Developing bias setting means for setting a developing bias voltage of the developing means;
A humidity sensor for measuring the humidity near the photosensitive drum,
A density sensor for reading the toner density of the toner image,
The measured value of the humidity in the vicinity of the photosensitive drum is compared with the permissible value, and based on the comparison result, whether the first density adjustment toner pattern is formed or the second density adjustment toner pattern is formed, First control means for determining
It is characterized by having.
[0023]
According to the image forming apparatus of the present invention, the humidity in the vicinity of the photosensitive drum can be measured by the humidity sensor, and based on the measurement result, the first density adjustment toner pattern and the second density adjustment toner A choice can be made as to which of the patterns to form. Further, when the step of forming the first density adjustment toner pattern is selected, the toner density of the first density adjustment toner pattern formed on the surface of the photosensitive drum can be measured by the density sensor. Further, the developing bias setting means can set the developing bias voltage to a value suitable for image forming processing based on the toner density of the first density adjusting toner pattern.
[0024]
Therefore, by using the image forming apparatus according to the present invention, when the humidity in the vicinity of the photosensitive drum is equal to or less than the allowable value, the image forming process can be executed quickly without performing the aging process.
The image forming apparatus according to the present invention further includes:
The measured value of the toner density of the second density adjusting toner pattern formed on the surface of the photosensitive drum is compared with the set value, and based on the comparison result, a developing bias voltage for image forming processing is set. Second control means for determining whether to perform aging processing on the photosensitive drum;
Aging means for performing an aging process on the photosensitive drum;
It is preferable to provide
[0025]
According to the preferred embodiment of the image forming apparatus according to the present invention, the density sensor can measure the toner density of the second density adjustment toner pattern, and based on the measurement result, the developing bias voltage setting means It is possible to select whether the developing bias voltage is set to a value suitable for the image forming process or whether the aging process is performed on the photosensitive drum by the aging means.
Therefore, by adopting the preferred embodiment, even when the humidity near the photosensitive drum exceeds the allowable value, if a sufficient toner density is obtained, the image forming process is executed without going through the aging process. can do. On the other hand, the aging process is performed only when the humidity in the vicinity of the photosensitive drum exceeds an allowable value, and when it is confirmed from the measurement result of the toner density of the second density adjustment toner pattern that image deletion actually occurs. Will be executed. Therefore, execution of unnecessary aging processing can be prevented, and deterioration of the photosensitive drum due to excessive aging processing can be prevented.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an image forming method according to the present invention and an image forming apparatus used therefor will be described in detail with reference to the drawings.
For example, as shown in FIG. 1, an
[0027]
The image forming process performed by the
[0028]
(Image forming method)
An embodiment of an image forming method according to the present invention will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
In the image forming method according to the present invention, when the power of the image forming apparatus is turned on to shift to the initial drive (warm-up) state (step S1), or when the power is turned on or the image forming process is executed, After the time elapses (for example, when shifting to the power saving mode), when a fixed number of image forming processes are executed, or when a user desires, the density adjustment is performed before executing a new image forming process. The process is performed. Note that, in the flowchart shown in FIG. 2, the description will be limited to the initial driving state after the power is turned on.
[0029]
In the image forming method according to the present invention, before executing the density adjustment step, the humidity near the photosensitive drum is measured in step S2, and the measured value is compared with a preset allowable value of humidity. The control means selects whether to form the density adjustment toner pattern or to form the second density adjustment toner pattern (step S3).
If the measured value of the humidity is equal to or less than the allowable value in step S3, it can be determined that there is an environment in which image deletion does not occur. Therefore, the formation of the first density adjustment toner pattern (step S4) is selected.
[0030]
As described above, the allowable value (upper limit) of the humidity is set based on image forming processing conditions (development conditions such as a developing bias voltage, exposure conditions, and the like) of the image forming processing apparatus to be used. Although not particularly limited, it is usually set to 55 to 75% RH, preferably 60 to 70% RH.
The step of forming the first density adjustment toner pattern in step S4 may be performed in accordance with a conventionally known electrophotographic toner pattern forming method. That is, after exposing the surface of the photosensitive drum to form an electrostatic latent image corresponding to a predetermined density adjustment toner pattern, a developer is supplied to the electrostatic latent image to visualize the electrostatic latent image. Good.
[0031]
The first density adjusting toner pattern is not limited to this, but includes, for example, the pattern shown in FIG. The
[0032]
The first density adjustment toner pattern is not limited to a black-and-white pattern, but may be a full-color image pattern including cyan, magenta, yellow, and black. However, it is required that the pattern be such that the output voltage of the density sensor can differ between the normal state and the time when the image deletion phenomenon occurs.
After forming the first density adjusting toner pattern in step S4, the toner density of the toner pattern is measured by the density sensor (step S5). Next, based on the toner density of the first density adjustment toner pattern, the developing bias voltage is set to a value suitable for executing the image forming process (Step S6), and the image forming process is executed (Step S7). .
[0033]
In the measurement of the toner density in step S5, for example, a reflection type density sensor as shown in FIG. 4 is used as the density sensor. In the density sensor shown in FIG. 4, light emitted from a light emitting diode (LED) 40 is split by a beam splitter (BS) 42, and transmitted light 44 is formed on the surface of the a-Si photosensitive drum 12 (see FIG. 1). The surface of the applied
[0034]
In the density sensor shown in FIG. 4, the amount of light reflected by the
[0035]
FIG. 5 shows the relationship between the printing ratio of the pattern used for density adjustment and the like and the measurement value (output voltage value) of the density sensor. When a pattern used for density adjustment or the like is formed using black toner, as shown in FIG. 5, a large amount of change in the output voltage accompanying a change in the toner density appears in a print rate of 10 to 40%. . Therefore, when measuring the toner density using a density sensor, it is preferable to use a pattern having a printing rate in the range of 10 to 40%. When the printing rate is less than 10% or more than 40%, there is a small amount of change in the output voltage due to a change in the toner density, so that accurate density measurement may be difficult. The printing rate of the density adjustment toner pattern may be set within the above range based on the sensitivity of the density sensor, development conditions, exposure conditions, and the like.
[0036]
The image forming process in step S7 may be performed according to a conventionally known image forming process using an electrophotographic method. That is, after the surface of the uniformly charged photosensitive drum is exposed to form an electrostatic latent image corresponding to a desired original, a developer is supplied to the electrostatic latent image to visualize it. Further, a series of steps of transferring the toner image obtained by visualization onto a transfer material may be performed.
On the other hand, if the measured value of the humidity exceeds the allowable value in step S3, it can be determined that there is an environment in which image deletion may occur, and thus the formation of the second image adjustment toner pattern (step S8) is selected. .
[0037]
FIGS. 6A and 6B schematically show the mechanism of image flow. Under a normal environment in which image flow does not occur, the potential difference (developing electric field ΔE) between the developing bias voltage (ii) and the potential of the electrostatic latent image on the photosensitive drum (post-exposure potential (iii)) is set to be sufficiently large. On the other hand, in an environment where an image flow occurs (occurs), the potential difference (developing electric field ΔE ′) between the developing bias voltage (ii) and the post-exposure potential (iv) becomes small. Therefore, the amount of the toner image provided for development is reduced (or eliminated), and the toner density of the pattern is reduced (the output voltage obtained from the density sensor is increased). Therefore, by detecting that the toner density of the second density adjustment toner pattern is lower than the set value, it is possible to determine that the image flow has occurred. In FIG. 6,
[0038]
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the relative humidity and the output voltage of the density sensor when a pattern with a printing rate of 25% is formed. As is clear from this graph, the output power value of the density sensor is higher in a high humidity environment than in a low humidity environment where image deletion does not occur. Therefore, it is possible to determine whether or not image flow has occurred by forming a toner pattern for image flow detection with a preset printing rate and measuring the toner density.
[0039]
The step of forming the second image adjustment toner pattern in step S8 may be performed according to a conventionally known electrophotographic toner pattern forming method. That is, after exposing the surface of the photosensitive drum to form an electrostatic latent image corresponding to a predetermined toner pattern for detecting an image deletion, a developer is supplied to the electrostatic latent image to visualize the electrostatic latent image. Just fine.
The second image adjustment toner pattern is not limited to this. For example, the second image adjustment toner pattern may be the one shown in FIG. 3 that is continuous in the circumferential direction of the photosensitive drum. The
[0040]
The second density adjustment toner pattern is not limited to a black-and-white pattern, but may be a full-color image pattern including cyan, magenta, yellow, and black. However, it is required that a difference be obtained in the output voltage of the density sensor between the normal state and the time when the phenomenon of image deletion occurs. The printing rate of the second density adjustment toner pattern is preferably set in the same manner as in the case of the first density adjustment toner pattern.
[0041]
For the measurement of the toner density in step S9, the density sensor shown in FIG. 4 may be used as in the case of measuring the toner density of the first density adjustment toner pattern (step S5).
In step S9, when the toner density of the second image adjustment toner pattern is equal to or higher than the set value (output voltage value of the density sensor is equal to or lower than a predetermined value) at any point in the circumferential direction of the photosensitive drum. Can be determined that no image deletion has occurred. Then, returning to step S6, the developing bias voltage is set based on the toner density of the second image adjustment toner pattern, and the image forming process is performed based on the set voltage value (step S7).
[0042]
On the other hand, in step S9, the toner density of the second image adjustment toner pattern falls below the set value at any point in the circumferential direction of the photosensitive drum (the output voltage value of the density sensor exceeds a predetermined value). In this case, it can be determined that the image flow is actually occurring. Therefore, an aging process is performed on the photosensitive drum (step S11), and a process of removing ion products and the like that cause an image deletion phenomenon is performed.
[0043]
The aging process in step S11 is achieved, for example, through (i) a step of sliding the polishing means in a state of being pressed against the surface of the photosensitive drum and (ii) a step of heating the surface of the photosensitive drum with a heater. .
After performing the aging process on the photosensitive drum in step S11, the process returns to step S8, and the subsequent steps may be repeated.
(Image forming apparatus)
(Photosensitive drum)
The photosensitive drum (electrostatic latent image carrier) that can adopt the image forming method of the present invention or is used in the image forming apparatus of the present invention is not particularly limited except that it can cause an image deletion phenomenon. Instead, various conventionally known photosensitive drums such as an inorganic photosensitive member whose photosensitive layer is made of amorphous silicon or the like and an organic photosensitive member whose photosensitive layer is made of a resin layer containing an organic conductive substance can be used. In addition, as a photosensitive drum in which an image deletion phenomenon easily occurs, a photosensitive drum in which a photosensitive layer is made of amorphous silicon (a-Si) is known. The present invention is applicable to various a-Si photosensitive drums.
[0044]
The a-Si photosensitive drum is preferably of a laminated type in which, for example, a carrier blocking layer, a photosensitive layer and a surface protective layer are provided in this order on a conductive substrate. Suitable materials for forming the photosensitive layer of the a-Si photosensitive drum (photosensitive layer material) include a-Si, a-SiC, a-SiO, and a-SiON. Among them, a-SiC is suitably used in the present invention because it has features of extremely high resistivity, excellent charging ability and abrasion resistance, and little variation in charging performance due to the environment. It is preferable to use a-SiC having a specific ratio of silicon (Si) to carbon (C). Specifically, in the general formula a-Si 1-x C x , it is preferable that 0.3 ≦ x <1, and it is more preferable that 0.5 ≦ x ≦ 0.95. A-SiC having a composition ratio of Si and C within the above range exhibits an extremely high resistivity of 10 12 to 10 13 Ω · cm, has a small flow of the latent image in the surface direction of the photosensitive drum, and has a small electrostatic latent image. Also has excellent retention ability and moisture resistance.
[0045]
(Aging process)
As described above, the aging process for the photosensitive drum is executed by a process including (I) a step of sliding the photosensitive drum in contact with the polishing means and / or (II) a step of heating the photosensitive drum with a heater. You.
Examples of the polishing means used in the step (I) include a cleaning roller provided with a metal shaft and an elastic member made of a conductive material. By applying a voltage to the cleaning roller, a fixed amount of toner remaining on the photosensitive drum after the transfer process can be held. Thus, the surface of the photosensitive drum can be constantly and efficiently polished. As the heater used in the step (II), various types of conventionally known heaters can be employed.
[0046]
The execution time of the aging process is preferably set based on a comparison result between the measured value of the toner density of the second density adjustment toner pattern and the set value. Since the comparison result also indicates the degree of occurrence of image deletion, by setting the execution time of the aging processing based on the comparison result, the degree of the aging processing is set to an appropriate range. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating an example of an image forming apparatus.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an embodiment of an image forming method according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a first density adjustment toner pattern and a second image adjustment toner pattern.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a reflection type density sensor.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a printing rate and an output voltage of a density sensor.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a mechanism of image flow.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between relative humidity and an output voltage of a concentration sensor.
[Explanation of symbols]
16 Exposure unit (exposure means)
18
22 Transfer roller (transfer means)
Claims (10)
濃度調整工程を実行する前に感光ドラム近傍の湿度を測定して、
（ｉ） 感光ドラム近傍の湿度が許容値以下である場合に、感光ドラムの表面に第１の濃度調整用トナーパターンを形成して、当該トナーパターンのトナー濃度に基づいて画像形成処理時の現像バイアス電圧を設定し、
（ｉｉ）感光ドラム近傍の湿度が許容値を超える場合に、感光ドラムの表面に、当該感光ドラムの周方向に少なくとも１周分連続してなる第２の濃度調整用トナーパターンを形成する
ことを特徴とする画像形成方法。In an electrophotographic image forming method,
Before executing the density adjustment step, measure the humidity near the photosensitive drum,
(I) forming a first density adjustment toner pattern on the surface of the photosensitive drum when the humidity in the vicinity of the photosensitive drum is equal to or less than an allowable value, and developing the image during the image forming process based on the toner density of the toner pattern; Set the bias voltage,
(Ii) When the humidity near the photosensitive drum exceeds an allowable value, forming a second density adjustment toner pattern on the surface of the photosensitive drum for at least one continuous turn in the circumferential direction of the photosensitive drum. A characteristic image forming method.
当該感光ドラムの表面を帯電させる帯電手段と、
当該感光ドラムの表面を露光して潜像パターンを形成する露光手段と、
当該潜像パターンをトナー像化する現像手段と、
当該現像手段の現像バイアス電圧を設定する現像バイアス設定手段と、
上記感光ドラム近傍の湿度を測定する湿度センサと、
当該トナー像のトナー濃度を読み取る濃度センサと、
上記感光ドラム近傍の湿度の測定値とその許容値とを比較し、その比較結果に基づいて第１の濃度調整用トナーパターンを形成するか、第２の濃度調整用トナーパターンを形成するか、を判断する第１の制御手段と、
を備える画像形成装置。A photosensitive drum,
Charging means for charging the surface of the photosensitive drum,
Exposure means for exposing the surface of the photosensitive drum to form a latent image pattern,
Developing means for converting the latent image pattern into a toner image;
Developing bias setting means for setting a developing bias voltage of the developing means;
A humidity sensor for measuring the humidity near the photosensitive drum,
A density sensor for reading the toner density of the toner image,
The measured value of the humidity in the vicinity of the photosensitive drum is compared with the permissible value, and based on the comparison result, whether the first density adjustment toner pattern is formed or the second density adjustment toner pattern is formed, First control means for determining
An image forming apparatus comprising:
上記感光ドラムにエージング処理を施すエージング手段と、
を備える請求項９記載の画像形成装置。A measured value of the toner density of the second density adjusting toner pattern formed on the surface of the photosensitive drum is compared with a set value thereof, and a developing bias voltage at the time of image forming processing is set based on the comparison result. A second control unit for determining whether the photosensitive drum is subjected to an aging process,
Aging means for performing an aging process on the photosensitive drum;
The image forming apparatus according to claim 9, further comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003149431A JP2004354486A (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Image forming method and image forming apparatus used for the same |
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014032238A (en) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Ricoh Co Ltd | Method of calculating degree of deterioration of photoreceptor, and image forming device |
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2003
- 2003-05-27 JP JP2003149431A patent/JP2004354486A/en active Pending
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