JP2006072240A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【解決課題】 摩擦系のクリーニング手段を持たず、小型化を図っているシステム構成において、像担持体の表面への放電生成物や外添剤付着（フィルミング）による画像抜けを解消すると共に、当該解消の動作をフィルミングが発生し易い画像形成動作に並行して実行することで、稼働率の低下を防止する。
【解決手段】 フィルミングが発生し易い低画像密度の画像が所定枚数連続処理されたときに、フィルミングの発生の有無を判断し、発生し得ると判断した場合には、帯電ロール５６の印加電圧の絶対値を下げることで、非画像形成部に対して意図的にカブリを生じさせ、トナーの消費を促進するようにしたため、フィルミングの発生を抑制することができる。なお、カブリを促進するものの、表１に示される如く、人には見えない程度のカブリを発生させるため、画質に何ら影響がない。また、フィルミング抑制のために画像形成処理を中断する必要がないため、稼働率の低下を防止することができる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に係り、特に像担持体に表面に対して近接される帯電部材へ所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表示を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置に関するものである。

従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムを中心として、この感光体ドラムの周面に対向するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置されている。

すなわち、帯電部へ所定の電圧を印加することによって感光体ドラムの表面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において例えば、中間転写体等へトナー像を転写した後、用紙へ画像を転写する。

画像が転写された用紙は、排出口までの搬送中に定着部において定着処理されるようになっている。

ここで、画像形成処理速度の高速化、小型化が進むにつれて、感光体ドラムの表面への放電生成物や外添剤付着（以下、フィルミングという）による画像抜けの問題が大きくなっていきている。特に、フルカラー画像を形成する場合のカラートナーにおいては、帯電性を制御するために白黒トナーよりも外添剤の量が多く、この結果、フィルミングの発生を加速する原因となっている。

このフィルミングを解消するためには、感光体ドラムにブレードを接触させ、このブレードによって感光体ドラムの表面に付着した外添剤等を掻き取ることが一般的である。

例えば、特許文献１では、感光体表面のフィルミングを検知するセンサを設け、フィルミングが発生していると判断した場合、トナーバンドを形成してクリーニングブレードと感光体とのニップに大量のトナーを搬送し、掻き取り力を高めることが提案されている。

また、特許文献２には、クリーニング装置としてローラ（クリーニングローラ）と感光体とのニップ部に導電性粒子を介在させ、直接注入帯電を行うことで放電生成物を防ぐ構成であり、クリーニングブレードの代わりに現像器で同時回収することが提案されている。

しかし、この特許文献２では、介在させる粒子自体が逆にフィルミングの原因物質となる可能性があり、また、外添剤によるフィルミングには効果がない。さらに、導電性粒子を絶えず補給する必要があり、構成が複雑となり、画像形成システムの小型化の要求に反することになる。

さらに、参考として、帯電器を円筒状のフィルムで構成し、このフィルムと感光体との周速比を規定することでフィルミング物質の付着を軽減することや（特許文献３参照）、帯電器の他に感光体表面をリフレッシュするための回転ブラシを併設すること（特許文献４参照）等の提案がなされている。
特開平１０−３１２１４３号公報 特開平１０−３０７４５４号公報 特開２００２−２４４４０６公報 特開２００３−２９４９９公報

しかしながら、特許文献１の技術では、感光体との摩擦を利用したクリーニングブレードがあることが前提となっており、クリーニングブレードを持たない画像形成システム（例えば、磁極によってトナーを引き寄せる構成等の非摩擦系クリーニング装置）では解決することができない。

すなわち、小型化（感光体の小径化）による感光体摩耗の促進を軽減するため、非摩擦系クリーニング装置が適用された近年の画像形成システム構成には適用できない。

また、特許文献２では、介在させる粒子自体が逆にフィルミングの原因物質となる可能性があり、かつ、外添剤によるフィルミングには効果がない。さらに、導電性粒子を絶えず補給する必要があり、構成が複雑となり、画像形成システムの小型化の要求に反することになる。

さらに、フィルミングが発生した場合に、通常の画像形成処理動作を中断して、フィルミング解消のための動作が必要となり、稼働率の低下を招いている。

本発明は上記事実を考慮し、摩擦系のクリーニング手段を持たず、小型化を図っているシステム構成において、像担持体の表面への放電生成物や外添剤付着（フィルミング）による画像抜けを解消すると共に、当該解消の動作をフィルミングが発生し易い画像形成動作に並行して実行することで、稼働率の低下を防止することができる画像形成装置を得ることが目的である。

本発明は、像担持体に表面に対して近接される帯電部材へ、直流の所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表示を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置であって、前記帯電部材へ印加する電圧を調整する帯電電圧調整手段と、所定の条件が成立した場合に、前記像担持体上における、画像形成領域内の非画像形成部に対して、前記トナーが現像される帯電電圧となるように、前記帯電電圧調整手段を制御して前記帯電部材への印加電圧変更する帯電電圧制御手段と、を有している。

本発明によれば、画像形成処理中に所定の条件が成立すると、帯電電圧制御手段では、帯電電圧調整手段を制御して、前記像担持体上における、画像形成領域内の非画像形成部に対して、前記トナーが現像される帯電電圧となるように、前記帯電部材への印加電圧変更する。

この印加電圧の変更によって、非画像形成部にトナーが現像されることになり、一見してカブリを助長していることになる。実際、トナーが現像される帯電電圧とするため、通常時よりもカブリの度合いは上がるものの、カブリにおける境界として、人間の目で判断できるカブリと、判断できないカブリが存在する（感応実験に基づく）。本発明は、感応実験に基づいて、人間の目では判断できない領域でのカブリを意図的に発生させることで、像担持体周りに存在するトナーが少ないことによるフィルミングの発生を防止している。

上記発明において、前記所定の条件の成立が、前記画像データに基づく前記記録媒体の１単位当たりの画像密度が、予め設定された画像密度しきい値を下回った場合である、ことを特徴としている。

前記所定の条件としては、画像データに基づく前記記録媒体の１単位当たりの画像密度の状態であり、当該画像密度が、予め設定された画像密度しきい値を下回った場合を所定の条件の成立とする。

画像密度の低い画像としては、文字画像がある。文字画像は、そのほとんどが非画像形成部となり、像担持体から見れば、帯電されるもののトナーが付着せず、逆に外添剤等が付着する可能性が高い。そこで、画像データに基づいて、画像密度を演算することで、当該文字画像の処理に並行して非画像形成部へのトナー供給を促進し、フィルミングの発生を抑制する。

また、本発明において、前記所定の条件の成立が、前記画像形成エンジンにおいて、記録媒体への画像形成処理インタバルが所定時間以内で継続される連続実行数が、予め設定された連続実行数しきい値を上回った場合である、ことを特徴としている。

前記所定の条件としては、画像形成エンジンにおいて、記録媒体への画像形成処理インタバル時間が所定時間以内で継続される連続実行数であり、この連続実行枚数が、予め設定された連続実行数しきい値を上回った場合を所定の条件の成立とする。

連続実行数が連続実行数しきい値を上回って処理されると、リフレッシュする機会がなく、フィルミングが発生し得る。そこで、連続実行数に基づく所定の条件が成立した場合には、当該連続処理に並行して非画像形成部へのトナー供給を促進させ、フィルミングの発生を抑制する。

さらに、本発明において、前記帯電電圧制御手段による印加電圧変更時における、前記非画像形成部へのトナーの供給による濃度値は、前記像担持体の表面のベース濃度に対して、所定の濃度値以下であることを特徴としている。

トナーを非画像形成領域へ現像させるというこは、その濃度を厳密に管理する必要がある。そこで、像担持体の表面のベース濃度を基準として、所定の濃度以下とすることで、目には見えないカブリを発生させ、画質には影響なく、フィルミングを防止することができる。

以上説明した如く本発明によれば、摩擦系のクリーニング手段を持たず、小型化を図っているシステム構成において、像担持体の表面への放電生成物や外添剤付着（フィルミング）による画像抜けを解消すると共に、当該解消の動作をフィルミングが発生し易い画像形成動作に並行して実行することで、稼働率の低下を防止することができるという優れた効果を有する。

［第１の実施の形態］
（画像形成装置の概略構成）
図１には、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０には、エンジン部１２が備えられており、エンジン部１２の下部には、給紙ユニット１４が設けられている。

この給紙ユニット１４は、用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から用紙を送り出す給紙ロール２４と、で構成されており、給紙ロール２４により送り出された用紙は、搬送ロール２６、２８を経て給紙路３０を通過し、後述する転写ロール７４へ搬送される。

この転写ロール７４によってトナー像が用紙に転写され、定着部３２の定着ロール３２Ａで定着された後、切替爪３４の位置選択によって、排出ロール３６又は排出ロール３８により、エンジン部１２の上部に設けられた第１の排出トレイ１６又は第２の排出トレイ１８へ排出される。

ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第１の排出トレイ１６へ用紙が完全に排出される前に、排出ロール３６が逆転し、該用紙が反転路４０へ供給される。そして、搬送ロール４２、４４、４６、４８を経て再び給紙路３０に戻され、用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ２０へ用紙を載置することで、用紙は手差しロール４９から搬送ロール４８を経て給紙路３０へ搬送され、印刷される。

前記定着部３２は、ランプ（例えば、ハロゲンランプ等）の点灯によって定着ロール３２Ａが所定温度に加熱されており、前記トナー像は、この加熱された定着ロール３２Ａによる加熱及び加圧によって用紙にトナー像が定着されるようになっている。言い換えれば、定着部３２は、他の部位に比べて、極めて高温環境であるため、厳重な監視の下、温度制御が行われている。この定着部３２の温度制御については、後述する。

ところで、画像形成装置１０の図１の右側には、各色毎の現像剤（トナーと磁性キャリアからなる）が充填された４個の現像剤カートリッジ６４が配設されている。この現像剤カートリッジ６４は、それぞれ現像剤供給路６５によって、図１の上から順に配列された後述する現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃと接続されており、現像剤カートリッジ６４中の現像剤が現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃへ供給される。

現像剤カートリッジ６４の図１の左側には、露光ユニット６２が配置されており、露光ユニット６２からは、画像信号に応じた４本のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）が、露光ユニット６２の図１の左側に配置された感光体ユニット５０を構成する感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ（以下、総称する場合は、単に「５２」とする）へ向けて発せられ、感光体ドラム５２に潜像を形成するようになっている。

感光体ドラム５２は、図１の上からイエロー（５２Ｙ）、マゼンダ（５２Ｍ）、ブラック（５２Ｋ）、シアン（５２Ｃ）用となっている。

露光ユニット６２は、 Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）（以下総称する場合は、レーザ光Ｌという）を出力する光源部と、レーザ光Ｌに対して変調及び走査を行なう変調処理部と、露光面上の走査速度を補正するｆθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系と、を含んで構成されている。

露光ユニット６２では、光源部から射出された各色のレーザ光Ｌが変調処理部に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ６３により回転しているポリゴンミラー６７により走査（主走査）される。ポリゴンミラー６７により走査された各色のレーザ光Ｌは、ミラー群６９により各色に対応する感光体ドラム５２の配設方向に反射されて各感光体ドラム５２上に結像される。

感光体ユニット５０には、各感光体ドラム５２に対応して、帯電ロール５６及びリフレッシュロール５４が備えられており、それぞれ感光体ドラム５２に接触回転するように設けられている。帯電ロール５６では、感光体ドラム５２を一様に帯電させ、後述する現像器ユニット５８に備えられたマグネットロール８０から飛翔するトナーを感光体ドラム５２の表面に付着させる。一方、リフレッシュロール５４では感光体ドラム５２を放電させ、感光体ドラム５２の表面に付着した残留トナーを取り除き、感光体ドラム５２の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。

ここで、現像器ユニット５８は、それぞれの感光体ユニット５０の図１右下側に配置されており、各感光体ドラム５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）に対応して４つの現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃが縦方向に並べられている。

一方、感光体ユニット５０の図１の左側には、中間転写ユニット６６が配置されており、３つのドラム状の中間転写体６８、７０、７２が備えられている。２つの第１中間転写体６８、７０は、縦方向に上下に並べられており、上部の第１中間転写体６８が、感光体ドラム５２のうち上部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに接触回転し、下部の第１中間転写体７０が、下部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに接触回転するようになっている。また、第２中間転写ドラム７２は、第１中間転写体６８、７０の双方に接触回転するようになっており、この第２中間転写ドラム７２に、前述した転写ロール７４が接触回転する。

したがって、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍから各トナー像が第１中間転写体６８に転写され、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃから各トナー像が第１中間転写体７０にそれぞれ転写される。この第１中間転写体６８、７０に転写された各２色のトナー像が、第２中間転写ドラム７２に転写されて４色となり、この４色のトナー像が転写ロール７４により用紙に転写されることになる。

これらの中間転写体６８、７０、７２の近傍には、それぞれクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８が配置されており、中間転写体６８、７０、７２の表面の残留トナーが掻き落とされる。

（画像形成装置全体の制御系の概略構成）
図２は、エンジン部１２における画像形成のための制御系のブロック図である。

メイン電源管理部２００には、図示しない商用電源が接続されており、ＬＶＰＳ（低電圧電源）及びＨＶＰＳ（高電圧電源）を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。

メインコントローラ２０２には、ユーザインターフェイス２０４が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。

また、このメインコントローラ２０２には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。

画像データが入力されると、メインコントローラ２０２では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部１２に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、ＭＣＵの一部を構成する画像形成処理制御部２０６へ画像データを送出する。

画像形成処理制御部２０６では、入力されたイメージデータに基づいて、画像形成処理制御部２０６と共に、それぞれＭＣＵを構成する光走査系コントロール部２０８、駆動系コントロール部２１０、帯電器コントロール部２１２、現像装置コントロール部２１４、定着部コントロール部２１６のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。

画像形成処理制御部２０６には、状態管理部２１８が接続されており、エンジン部１２の稼動状態（例えば、処理モード中、スリープモード中、スリープモードからの立ち上げ中、処理中等）を判別するようになっている。状態管理部２１８で判別した前記稼動状態は、メインコントローラ２０２へ送出されるようになっている。

また、前記メイン電源管理部２００には、電源投入監視センサ２２０が接続され、この電源投入監視センサ２２０によって電源の投入時を検出し、その電源投入時情報を状態管理部２１８を介してメインコントローラ２０２へ送出するようになっている。

さらに、メインコントローラ２０２には、環境検出手段としての、温度センサ２２１、湿度センサ２２２が接続されている。この温度センサ２２１、湿度センサ２２２では、エンジン部１Ａ内の環境温度・湿度を検出する。

また、メインコントローラ２０２には、プロセスコントロール（濃度補正）を行うために必須の濃度センサ２２４が接続されている。この濃度センサ２２４は、その検出面が二次中間転写ドラム７２の周面に対向した配設されている。すなわち、この濃度センサ２２４は、反射型であり、二次中間転写ドラム７２に対して光を照射し、その反射光を検出することで、濃度値に応じた電気信号を出力する構成となっている。

（帯電ロール５６の印加電圧設定制御）
上記構成において、メインコントローラ２０２では、入力される画像データに基づいて、帯電器コントロール部２１２において設定する帯電ロール５６の印加電圧の設定制御を実行する。

すなわち、通常は、帯電ロール５６の帯電電圧を一定に維持するために、環境温度及び湿度等に基づいて、印加電圧を制御している。

これに対して、第１の実施の形態では、所定の条件が成立した場合に、意図的に帯電ロール５６への印加電圧を調整する（下げる）ように制御している。

すなわち、感光体ドラム５２が帯電された状態で、現像器６０からは、画像データに基づいてトナー現像されるが、文字画像の場合、トナー現像される領域（画像形成領域）と、トナー現像されない領域（非画像形成領域）との面積比を考えると、画像形成領域が遙かに多い（低画像密度）。

このような低画像密度の画像が処理されると、フィルミングを発生させる原因となる。フィルミングを解消するためには、感光体ドラム５２に接触型のクリーニングブレードを配し、掻き取ることが一般的であるが、第１の実施の形態では、接触型のクリーニング機能がないため、その代わりとして、上記帯電ロール５６による感光体ドラム５２の帯電電圧を用いている。

帯電電圧は、感光体ドラム５２におけるカブリの発生と相関関係があり、帯電電圧が低くい場合にカブリは顕著となる。一方、フィルミングは帯電電圧が低くても、高くても発生する。第１の実施の形態では、このカブリが顕著となる方向、すなわち帯電電圧を下げることで、フィルミングの発生を抑制している。

表１は、カブリの濃度とフィルミングとの関係を示した感応実験結果である。

上記表１に示される如く、非画像形成部の濃度の０．１５と０．２０との間に、顕在（人間の目でわかるカブリ）と、非顕在（人間の目ではわからないカブリ）との境界があり、結果としての非画像形成部の濃度が０．１５以下であれば、カブリとして画質に影響を与えることがわかる。なお、上記濃度値は、分光測色濃度計（X-Rite 938／商標）により測定し、所謂ホワイトバランスとして感光体ドラム５２のベース濃度を基準とした濃度差を示している。

また、それぞれの非画像形成部の濃度における、処理枚数が３００００枚に達したときのフィルミングの発生状態は、非画像形成部の濃度が０．０５〜０．１０、並びに０．３５〜０．４０のときに顕著となっていることがわかる。

そこで、第１の実施の形態では、非画像形成部を、前記顕在と非顕在との境界の非顕在側である、濃度０．１５となるように感光体ドラム５２の帯電電圧を調整するようにした。

図３は、第１の実施の形態に係る、メインコトローラ２０２における、フィルミング解消のための、帯電ロール５６の印加電圧調整制御を主体とした機能ブロック図である。

画像密度演算部２５０には、画像データが入力されるようになっており、適用される用紙のサイズに基づく、トナーが現像される領域の比（画像密度）が演算され、当該演算された画像密度は、画像密度データメモリ２５２に格納される。

一方、処理枚数管理部２５４には、処理実行指示データが入力され、処理枚数が管理される。すなわち、処理枚数管理部２５４には、連続処理枚数監視部２５６と、処理枚数累積部２５８とが接続されており、連続処理枚数監視部２５６では、所定時間内のインタバルで続けて１０枚処理（以下、所定連続処理という）されたか否かを監視し、当該所定連続処理があると、前記画像密度データメモリ２５２と、印加電圧変更要否判別部２６０へ実行信号を送出する。

画像密度データメモリ２５２では、上記実行信号に基づいて、過去１０枚分の画像密度の平均値を印加電圧変更要否判別部２６０へ送出する。

また、印加電圧変更要否判別部２６０には、前記処理枚数累積部２５８が接続されており、前記実行信号の入力時に、処理枚数累積部２５８から現在の累積処理枚数を取り込む。

印加電圧変更要否判別部２６０には、画像密度−フィルミング特性マップ（表２参照）メモリ２６２が接続されており、この画像密度−フィルミング特性マップに基づいて、フィルミングの発生の有無を判断し、フィルミング有りと判断された場合には、帯電ロール５６の印加電圧の絶対値を下げる必要があると判別する。

前記印加電圧変更要否判別部２６０において、必要有りの判別の際には、印加電圧変更要否判別部２６０から印加電圧変更指示部２６４へアクティブ信号が送出され、この結果、印加電圧変更指示部２６４から画像形成処理制御部２０６を介して帯電器コントロール部２１６へ印加電圧変更指示信号を送出する。

帯電器コントロール部２１６では、この印加電圧変更指示信号を受けることで、予め設定した印加電圧で帯電ロール５６を印加し、感光体ドラム５２を帯電させる。

以下に第１の実施の形態の作用を説明する。

（画像形成処理の流れ）
各感光体ドラム５２の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成（印字）プロセスが次のように行われる。

まず、各感光体ドラム５２は所定の回転速度（例えば９５ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。

そして、感光体ドラム５２の表面は、図１に示すように、帯電ロール５６に所定の帯電レベル（例えば、約−８００Ｖ）の直流電圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。なお、第１の実施の形態では、帯電ロール５６に対して直流電圧のみを印加しているが、交流成分を直流成分に重畳するように構成することもできる。

次に、一様な表面電位とされた各感光体ドラム５２の表面に、露光ユニット６２によって各色に対応したレーザ光Ｌが照射され、各色毎の画像情報に応じた静電潜像が形成される。これにより、感光体ドラム５２のレーザ光Ｌによる露光部位の表面電位は所定レベル（例えば、−６０Ｖ以下程度）にまで除電される。

そして、各感光体ドラム５２の表面に形成された静電潜像は対応する各現像器ユニット５８によって現像され、各感光体ドラム５２上に各色のトナー像として可視化される。

次に、各感光体ドラム５２上に形成された各色のトナー像は、対応する一次中間転写ドラム６８、７０上に静電的に一次転写される。ここで、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに形成されたＹ色及びＭ色のトナー像は一次中間転写ドラム６８に、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに形成されたＫ色及びＣ色のトナー像は一次中間転写ドラム７０上に、各々転写される。

この後、一次中間転写ドラム６８、７０上に形成されたトナー像は、二次中間転写ドラム７２上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム７２上には、単色像からＹ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色の四重色像までのトナー像が形成されることになる。

最後に、二次中間転写ドラム７２上に形成されたトナー像は、転写ロール７４によって用紙搬送路を通る用紙に三次転写される。当該用紙は、三次転写の後、用紙上に形成されたトナー像が、定着ユニット３２によって加熱定着され、画像形成プロセスが終了する。

（帯電ロール５６のフィルミング抑制のための印加電圧制御）
画像データが文字画像の場合、非画像形成領域が多く、低画像密度画像ということができる。このような低画像密度の画像が処理されると、フィルミングを発生させる場合がある。

そこで、フィルミングを解消するために、感光体ドラム５２におけるカブリの発生との相関関係に基づいて（表１参照）、感光体ドラム５２の帯電電圧を、カブリが顕著となる、電圧を下げる方向に変更している。第１の実施の形態では、非画像形成部を、表１に示される顕在と非顕在との境界の非顕在側である、濃度０．１５となるように感光体ドラム５２の帯電電圧を調整するようにした。

以下、図４のフローチャートに従い、帯電ロール５６の印加電圧変更制御ルーチンを説明する。

ステップ３００では、画像形成処理実行指示があったか否かが判断され、否定判定された場合には、このルーチンは終了する。

また、ステップ３００で肯定判定されると、ステップ３０２へ移行して処理枚数を累積し、次いでステップ３０４へ移行して画像密度を演算して、ステップ３０６へ移行する。

ステップ３０６では、連続処理枚数が１０枚となったか否かが判断される。このステップ３０６で否定判定の場合は、フィルミングの発生有無の判別が不要であると判断し、このルーチンは終了する。

また、ステップ３０６で肯定判定されると、フィルミングの発生有無の判別を行うべく、ステップ３０８へ移行し、累積枚数を取り込む。

次いでステップ３１０へ移行して１０枚分の画像密度を取り込み、ステップ３１２へ移行してこの取り込んだ画像密度の平均値を演算し、ステップ３１４へ移行する。

ステップ３１４では、画像密度−フィルミング特性マップ（表２参照）を読み出し、次いでステップ３１６へ移行して帯電ロール５６への印加電圧の変更の要否を判別する。

次のステップ３１８では、ステップ３１６における判別の結果、印加電圧の変更要と判定された場合には、ステップ３２０へ移行して、画像形成処理制御部２０６を介して帯電器コントロール部２１６に対して帯電ロール５６の印加電圧を予め設定した所定の電圧に下げる（絶対値を下げる）ように指示して、このルーチンは終了する。また、ステップ３１８で否定判定された場合には、フィルミングの発生がないと判断され、このルーチンは終了する。

以上説明したように第１の実施の形態では、フィルミングが発生し易い低画像密度の画像が所定枚数連続処理されたときに、フィルミングの発生の有無を判断し、発生し得ると判断した場合には、帯電ロール５６の印加電圧の絶対値を下げることで、非画像形成部に対して意図的にカブリを生じさせ、トナーの消費を促進するようにしたため、フィルミングの発生を抑制することができる。なお、カブリを促進するものの、表１に示される如く、人には見えない程度のカブリを発生させるため、画質に何ら影響がない。また、フィルミング抑制のために画像形成処理を中断する必要がないため、稼働率の低下を防止することができる。

［第２の実施の形態］
以下に本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。

第２の実施の形態の特徴は、帯電ロール５６の印加電圧の絶対値を、フィルミング抑制のために下げる場合の所定の条件を、連続処理枚数とした点にある。画像形成処理が、所定時間内のインタバルで連続に処理されると、現像器６０や感光体ドラム５２等のリフレッシュ処理ができないため、感光体ドラム５２に発生するフィルミングの促進されることになる。そこで、この連続処理中に並行して、帯電ロール５６の印加電圧の絶対値を下げることで、非画像形成部にトナーを供給し、フィルミングの抑制を図っている。

図５は、第２の実施の形態に係る、メインコトローラ２０６における、フィルミング解消のための、帯電ロール５６の印加電圧調整制御を主体とした機能ブロック図である。

画像密度平均値演算部２７０には、画像データが入力されるようになっており、適用される用紙のサイズに基づく、トナーが現像される領域の比（画像密度）が演算され、随時その平均値が演算されるようになっている。この演算された平均画像密度は、フィルミング実行判定部２７２へ送出される。

一方、処理枚数管理部２５４には、処理実行指示データが入力され、処理枚数が管理される。すなわち、処理枚数管理部２５４には、連続処理枚数監視部２７４と、処理枚数累積部２５８とが接続されており、連続処理枚数監視部２７４では、所定時間内のインタバルで続けて処理された場合の連続枚数を判別し、連続処理される毎にフィルミング実行判定部２７２へ送出される。

フィルミング実行判定部２７２では、画像密度が２０％以下、かつ５枚以上の連続処理が実行された場合に、フィルミング判定を実行するべく、印加電圧変更要否判別部２６０へ実行信号を送出する。

このとき、印加電圧変更要否判別部２６０には、前記処理枚数累積部２５８が接続されており、前記実行信号の入力時に、処理枚数累積部２５８から現在の累積処理枚数を取り込む。

印加電圧変更要否判別部２６０には、画像密度−フィルミング特性マップ（表３参照）メモリ２７６が接続されており、この画像密度−フィルミング特性マップに基づいて、フィルミングの発生の有無を判断し、フィルミング有りと判断された場合には、帯電ロール５６の印加電圧の絶対値を下げる必要があると判別する。

前記印加電圧変更要否判別部２６０において、必要有りの判別の際には、印加電圧変更要否判別部２６０から印加電圧変更指示部２６４へアクティブ信号が送出され、この結果、印加電圧変更指示部２６４から画像形成処理制御部２０６を介して帯電器コントロール部２１６へ印加電圧変更指示信号を送出する。

帯電器コントロール部２１６では、この印加電圧変更指示信号を受けることで、予め設定した印加電圧で帯電ロール５６を印加し、感光体ドラム５２を帯電させる。

以下、第２の実施の形態の作用を図６のフローチャートに従い説明する。なお、図４のフローチャートと同一の処理ステップには、同一の符号とし、かつ末尾に”Ａ”を付す。

ステップ３０Ａでは、画像形成処理実行指示があったか否かが判断され、否定判定された場合には、このルーチンは終了する。

また、ステップ３００Ａで肯定判定されると、ステップ３０２Ａへ移行して処理枚数を累積し、次いでステップ３５０へ移行して画像密度の平均値を演算して、ステップ３５２へ移行する。

ステップ３５２では、画像密度平均値が２０％以下、かつ連続処理枚数が５枚以上となったか否かが判断される。このステップ３５２で否定判定の場合は、フィルミングの発生有無の判別が不要であると判断し、このルーチンは終了する。

また、ステップ３５２で肯定判定されると、フィルミングの発生有無の判別を行うべく、ステップ３０８へ移行し、累積枚数を取り込む。

次のステップ３１４では、画像密度−フィルミング特性マップ（表３参照）を読み出し、次いでステップ３１６へ移行して帯電ロール５６への印加電圧の変更の要否を判別する。

次のステップ３１８では、ステップ３１６における判別の結果、印加電圧の変更要と判定された場合には、ステップ３２０へ移行して、画像形成処理制御部２０６を介して帯電器コントロール部２１６に対して帯電ロール５６の印加電圧を予め設定した所定の電圧に下げる（絶対値を下げる）ように指示して、このルーチンは終了する。また、ステップ３１８で否定判定された場合には、フィルミングの発生がないと判断され、このルーチンは終了する。

第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 エンジン部の制御ブロック図である。 第１の実施の形態に係る、メインコトローラにおける、フィルミング解消のための、帯電ロール５６の印加電圧調整制御を主体とした機能ブロック図である。 第１の実施の形態係る、帯電ロールの印加電圧変更制御ルーチンを示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る、メインコトローラにおける、フィルミング解消のための、帯電ロール５６の印加電圧調整制御を主体とした機能ブロック図である。 第２の実施の形態係る、帯電ロールの印加電圧変更制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ エンジン部
５２ 感光体ドラム（像担持体）
５６ 帯電ロール
６０ 現像器
６２ 露光ユニット
２０２ メインコントローラ
２１６ 帯電器コントロール部（帯電電圧調整手段）
２１８ 状態管理部
２２４ 濃度センサ
２５０ 画像密度演算部
２５２ 画像密度データメモリ
２５４ 処理枚数管理部
２５６ 連続処理枚数監視部
２５８ 処理枚数累積部
２６０ 印加電圧変更要否判別部（帯電電圧制御手段）
２６２ 画像密度−フィルミング特性マップ
２６４ 印加電圧変更指示部（帯電電圧制御手段）

Claims (4)

1. 像担持体に表面に対して近接される帯電部材へ、直流の所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表示を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置であって、
   前記帯電部材へ印加する電圧を調整する帯電電圧調整手段と、
   所定の条件が成立した場合に、前記像担持体上における、画像形成領域内の非画像形成部に対して、前記トナーが現像される帯電電圧となるように、前記帯電電圧調整手段を制御して前記帯電部材への印加電圧変更する帯電電圧制御手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記所定の条件の成立が、前記画像データに基づく前記記録媒体の１単位当たりの画像密度が、予め設定された画像密度しきい値を下回った場合である、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記所定の条件の成立が、前記画像形成エンジンにおいて、記録媒体への画像形成処理インタバルが所定時間以内で継続される連続実行数が、予め設定された連続実行数しきい値を上回った場合である、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記帯電電圧制御手段による印加電圧変更時における、前記非画像形成部へのトナーの供給による濃度値は、前記像担持体の表面のベース濃度に対して、所定の濃度値以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。

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