JP2006220749A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スリーブゴーストの発生を簡易な構成により有効に防止して安定した画像を常時得ることを可能とする。
【解決手段】 画像形成枚数の増大に対応して前回転工程を制御し、十分な電荷量（トリボ）がトナーに与えられていない場合にはトナー現像を行わない空回転量を増大させることによりトナーの帯電量を増加させてネガゴーストを改善する一方、全体の電荷量（トリボ）が高くなっている場合には過帯電したトナーを積極的に空消費することによりトリボを低下させてポジゴーストの軽減を図り、特に同一ページ内で発生する現像部と非現像部のトリボ差が良好に抑えられるように構成したもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は、現像工程等からなる画像形成工程を制御する制御手段を備えた画像形成装置に関する。

一般に、複写機、ファクシミリ、あるいはプリンタなどのような電子写真方式を採用した各種画像形成装置では、均一に帯電された像担持体（感光ドラム等）に対して画像パターンに応じた露光処理が施され、それにより像担持体上に形成された静電潜像に対して、現像装置内で静電荷が与えられた有彩色の微粉体である現像剤（トナー）が供給されて静電潜像の現像が行われるようになっている。このような現像を行う現像装置では、現像剤担持体として金属製の現像スリーブが一般に用いられていて、その現像スリーブ上に現像剤を担持した状態で当該現像スリーブが回転することによって像担持体との対向領域である現像部まで現像剤が搬送されていき、そこで像担持体上の静電潜像の現像が行われることによって可視化されたトナー像が得られるようになっている。

このような現像工程に用いられる現像剤としては、磁性あるいは非磁性トナーからなる１成分現像剤や、非磁性トナーとキャリアからなる２成分現像剤などがあるが、１成分現像剤を用いた１成分現像方式は、トナー濃度制御、現像剤交換などを必要としないことから、現像装置の構成が簡単化され、装置全体の小型化・低コスト化も図ることができる等の長所が得られ、従来より広く採用されている。

しかしながら当該１成分現像方式を用いた場合には、ゴーストと呼ばれる現象が発生し易くなるという問題がある。例えば、同一ページ内の形成画像の一部分に印字率が高い画像があり、それに続いてハーフトーンなどの印字率が中程度の画像が紙搬送方向（長手方向）に並存していると、印字率の高い部位の画像パターンが、その後のハーフトーン部に残像のごとく発生することがある。この現象を一般にゴーストと称しているが、ゴーストが現像スリーブの回転周期に対応して現れるものを特にスリーブゴーストと呼んでおり、画像パターンに対応するハーフトーン部の画像濃度が増加する現象をポジゴースト、画像濃度が低下する現象をネガゴーストと呼んでいる。

このスリーブゴースト発生のメカニズムを概略説明する。
まず、現像剤（以下、トナーという。）は、回転駆動される現像スリーブ上に担持された後にトナー層厚規制部材により所定の厚さに規制されつつ摩擦帯電により電荷を付与されるが、像担持体（以下、感光ドラムという。）との対向位置の近傍まで搬送されたときに、これら感光ドラムと現像スリーブとの間に形成されている交番電界作用によって感光ドラム側に飛翔し、それによって静電潜像を現像し可視化が行われる。このときの現像スリーブ表面には、紙搬送方向（周方向）に沿って現像が行われた部分（現像部）と、現像が行われなかった部分（非現像部）とが存在することとなる。そして、転写工程を終了した現像スリーブは次の周回に入り、当該現像スリーブの近傍に存在するトナーを再び担持し、その現像スリーブに担持されたトナーに、再びトナー層厚規制部材の摩擦帯電作用によって電荷が付与される。

ところが、上述した次の周回においては、トナー層厚規制がなされた現像スリーブ上のトナーは全域にわたって層厚が等しくなされるものの、摩擦帯電作用によって得られる単位質量当たりのトナーの電荷量（以後、トリボと称する。）は、上述した現像部と非現像部との間で相互に異なった状態となってしまう。すなわち、非現像部に存在しているトナーは、前回の現像工程において感光ドラム側に飛翔していないため、現像部つまり感光ドラム側にトナーが飛翔した部位に存在しているトナーに比べて、トナー層厚規制部材との摺擦回数が多くなってしまい、その分、上述したトリボが高くなる傾向にある。

例えば、図４に表された高印字率画像Ｉｄおよびハーフトーン画像Ｉｔを有する原画像に対応して画像形成された図５にかかる画像では、ハーフトーンの形成画像内にネガゴーストＩｄ’が形成されている。このようなネガゴーストＩｄ’は、装置の使用開始後の初期段階等においてトリボが低くなる場合に発生し易く、高印字率画像Ｉｄに相当してトナー消費された部位に対して補充されたトナーが充分な帯電付与を受けていないために発生するものである。すなわち、図４に示されている原画像のように、用紙搬送方向の先端側（図示上端側）に高印字率画像Ｉｄが存在し、その後にハーフトーンＩｔが続いている場合に、当該原画像に対応して画像形成された図５にかかる画像では、原画像の高印字率画像Ｉｄに相当する位置にスリーブ回転周期で濃度差が生じることによってネガゴーストＩｄ’が形成される傾向がある。

これに対してポジゴーストは、画像形成手段の画像形成枚数が累積して現像装置の耐久が進んだ段階等においてトリボが高くなった場合に発生し易い。すなわち、この場合には高印字率画像Ｉｄに相当してトナーが消費された部位に対して補充されたトナーは適正なトリボとなるが、非印字部に相当する部位に供給されたトナーのトリボは高くなり過ぎてしまい、その結果、上述した場合とは逆に現像性が低下して非印字部がやや薄くなってポジゴーストが顕在化する。

このように、トナーに付与されるトリボは現像性と密接な関係があり、現像スリーブの回転方向においてトリボに差が存在していると、特に１成分現像方式でのハーフトーン画像に濃度ムラを生じてしまい、前述したように高印字率画像の直後にハーフトーンが形成された画像の場合には、現像部のトリボと非現像部のトリボ差が大きくなってスリーブゴーストが発生し易い。

このような問題を解決する手段として、下記の特許文献１では、画像形成後における後回転工程の時間を延長してトリボを高くし、それによってゴーストの低減を図るようにしている。しかしながら、このものはネガゴーストのみについての対策に過ぎないものであり、ポジゴーストに対してはゴースト現象をむしろ顕著化してしまう。さらに、この特許文献１に開示された装置は、同一の高印字率画像が複数部にわたって印刷される場合にのみ改善を図ることができるに過ぎず、同一ページ内で発生するゴーストの低減手段や方法については何ら開示されていない。

特開２００３−２８０２９６号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、同一ページ内で発生する現像部と非現像部のトリボ差を良好に抑えてスリーブゴーストの発生を有効に防止し、常時安定した画像を得ることができるようにした画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため第１の発明にかかる画像形成装置では、像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給する現像工程によって可視像を得るように構成された現像装置を含む画像形成手段と、前記現像装置における現像工程の前に実行される前回転工程を含む各画像形成工程の制御を行う制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記制御手段は、前記現像装置の耐久枚数に基づいて、当該現像装置における前回転工程の動作時間を変更する前回転工程制御機能を備えている。

また、第２の発明にかかる画像形成装置では、像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給する現像工程によって可視像を得るように構成された現像装置を含む画像形成手段と、前記現像装置における現像工程の前に実行される前回転工程を含む各画像形成工程の制御を行う制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記制御手段は、前記現像装置の耐久枚数に基づいて前記前回転工程中に適宜の現像工程を行う前回転工程制御機能を備えている。

さらに、第３の発明にかかる画像形成装置では、像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給する現像工程によって可視像を得るように構成された現像装置を含む画像形成手段と、前記現像装置における現像工程の前に実行される前回転工程を含む各画像形成工程の制御を行う制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記制御手段は、前記現像装置の耐久枚数が初期段階である場合における前記前回転工程中の動作時間を、前記初期段階を経過した後における前記前回転工程中の動作時間と比較して延長する制御機能と、前記初期段階を経過した後の前回転工程中に前記像担持体に対する現像工程を実行する制御機能と、を備えている。

すなわち、先の背景技術の欄で述べたように、トナーはトナー層厚規制部材と摺擦されることで帯電することから、現像装置が使用され始めた初期段階のようにトナーとトナー層厚規制部材との摺擦が少ない場合には、トナーに十分な電荷量（トリボ）を与えられなくなってスリーブネガゴーストが発生してしまう。一方、画像形成枚数の増大に対応して現像装置の耐久が進んでくると、全体のトリボが除々に高くなってネガゴーストであったものがポジゴーストに次第に変化していくこととなり、そのポジゴーストは、現像装置の耐久に伴って悪化していく。このような状況に対して、上述した構成を有する本発明にかかる画像形成装置を用いれば、現像装置の耐久枚数に対応して前回転工程を制御しており、例えば現像装置の初期状態のように十分な電荷量（トリボ）がトナーに与えられていない段階においては現像を行わない空回転の量を増大させることによってトナーの帯電量を増加させ、それによってネガゴーストの改善が図られる。一方、現像装置の耐久枚数が増加して初期段階を経過し全体の電荷量（トリボ）が高くなってきた段階では、過帯電したトナーを現像装置で積極的に空消費することによってトリボを低下させ、それによりポジゴーストの軽減を図るようにしている。

以上のように本発明は、現像装置の耐久枚数に基づいて前回転工程を制御し、例えば十分な電荷量（トリボ）がトナーに与えられていない場合にはトナー現像を行わない空回転量を増大させることによりトナーの帯電量を増加させてネガゴーストを改善する一方、全体の電荷量（トリボ）が高くなっている場合には過帯電したトナーを積極的に空消費することによりトリボを低下させてポジゴーストの軽減を図るように構成したものであるから、特に同一ページ内で発生する現像部と非現像部のトリボ差が良好に抑えられることとなり、その結果、スリーブゴーストの発生を有効に防止して安定した画像を常時得ることができ、画像形成装置の信頼性を低コストにて大幅に向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明することとするが、それに先立って、本発明を適用する画像形成装置の概略構造の一例を、画像形成手段を中心として説明しておく。

図１に示されている本発明の一実施形態における画像形成装置では、像担持体として設けられた感光ドラム１が図中矢印の時計方向に例えば１３２ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって回転駆動されており、その感光ドラム１の周面に沿って、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５およびクリーニング装置６等が環状に配列されている。

このうちの帯電装置２は、例えば周知の帯電ローラ２ａなどを用いて上述した感光ドラム１の表面を所定電位に均一に帯電するように構成されたものであるが、帯電バイアス印加電源（帯電部材用電源）２ｂから芯金２ｃに対して所定のバイアス電圧が印加されることによって前記感光ドラム１の外周面が接触帯電方式で所定の極性・電位に一様帯電されるようになっている。本実施形態における帯電バイアス印加電源２ｂには、交流電圧にバイアス電圧（ＡＣ＋ＤＣ）を印加するＡＣ印加方式が採用されており、例えば直流電圧成分として−６８５Ｖの定電圧をバイアス電圧とし、それに交流電流成分として周波数１２００Ｈｚ、１１００μＡに定電流制御したものをそれぞれ帯電装置２に印加することによって前記感光ドラム１の表面電位（帯電電位、暗電位）として−６７５Ｖを得るように構成されている。

また前記露光装置３は、具体的な構成の図示は省略しているが、例えばレーザ光などを記録すべき画像データに応じてオン・オフする周知のレーザスキャナ等から構成されたものである。

一方、上述した感光ドラム１の表面に形成される静電潜像に現像剤を供給する現像装置４の本体枠内には、上述した像担持体としての感光ドラム１に対向するように配置された現像剤担持体としての現像スリーブ４ａが配置されており、その現像スリーブ４ａ内に磁界発生手段としてのマグネットロール４ｂが固定配置されている。また前記現像スリーブ４ａの外周表面上には、現像剤を量的に規制する現像剤量規制部材として現像ブレード４ｃが適宜の位置に当接するように配置されていて、トナー補給口４ｄを通して内部に投入された磁性現像剤（以下、単にトナーという。）が、現像容器である現像ホッパー４ｅ内に収容される構成になされている。

本実施形態におけるトナーとしては負帯電性の磁性１成分トナーが用いられているが、そのときの磁性１成分トナーは、例えば結着樹脂としてスチレンｎ一ブチルアクリレート共重合体１００重量部に、磁性体粒子８０重量部、モノアゾ系鉄錯体の負荷電制御剤２部、ワックスとして低分子量ポリプロピレン３部を１４０℃に加熱された２軸エクストルーダーで溶融混錬し、その後冷却した当該混練物をハンマーミルで粗粉砕し、さらにその粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級して、重量平均径５．０μｍの分級粉とし、当該平均拉径５．０μｍの分級品に疎水性シリカ微粉体１．０重量部をヘンシェルミキサーで混合して得たものが採用されている。

なお、このような磁性１成分トナーのトナー定着性指標であるメルトインデックス（ＭＩ）は、例えば２０ｇ／１０ｍｉｎに設定されているが、本実施形態におけるメルトインデックス（ＭＩ）の測定は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に記載された装置（熱可塑性プラスチックの流れ試験方法に用いる装置）を用いて行われ、その際の条件は以下の通りとなっている。

［条件］
測定温度：１２５℃、荷重：５ｋｇ、試料充填量：５−１０ｇとして手動切り取り法で測定する。このときの測定値は１０分値に換算する。またトナーの平均粒径の測定には、コールターマルチサイザーＩＩ型（コールター社製）を使用し、トナーの体積分布から重量基準の重量平均粒径Ｄ４（μｍ）を求める。なお、本実施形態の現像装置のトナーとしては、ＭＩ３〜３０ｇ／１０ｍｉｎ、重量平均粒径３．０〜７．２μｍの範囲のものを用いることができる。

一方、上述した前記感光ドラム１と対向するように配置された現像スリーブ４ａは、例えばφ２０．０の非磁性のアルミスリーブの表面を導電性粒子を含有する樹脂層でコートした表面粗さＲａ＝１．０μｍの中空スリーブ部材が用いられており、時計回りとは逆方向に回転して現像装置４内のトナーを感光ドラム１の方向に向かって搬送できる構成とされている。この現像スリーブ４ａの回転速度はプロセススピードの例えば１０２％の１３５ｍｍ／ｓの周速度となるように設定されていて、当該現像スリーブ４ａと感光ドラム１とは、両者の間隔が最近接位置で３００μｍのギャップを保って対向する配置関係になされている。また当該現像スリーブ４ａ内に固定配置されているマグネットローラ４ｂは、少なくともＮ１極、Ｓ２極、Ｎ２極、Ｓ１極の位置の４ヶ所にそれぞれ磁界を形成できる構成になされている。

また、このような現像スリーブ４ａの周面に当接されていることによりトナーの量を規制する現像ブレード４ｃは、例えばゴム硬度ＪＩＳＡで４０°のシリコーンゴムを用いて形成されているが、当該現像ブレード４ｃの一端縁部が前記現像スリーブ４ａの表面の所定位置に当接していることによって、その現像ブレード４ｃの配置位置よりも現像スリーブ回転方向下流側の表面に、略均一な厚さのトナー層が形成されるようになっている。このときの前記現像ブレード４ｃが現像スリーブ４ａに当接される当接力Ｆ［Ｆ：現像スリーブ長手方向の単位長さ（１ｃｍ）あたりの当接荷重（ｇｆ）］は、例えば約３０ｇｆ／ｃｍに設定されている。また、現像スリーブ４ａと現像ブレード４ｃの当接幅（ニップ）は例えば１．０ｍｍに設定されているとともに、当接部における現像スリーブ４ａの回転方向に対して最上流位置から現像ブレード４ｃの自由端までの距離が例えば２．０ｍｍに設定されている。なお、このような条件下における現像スリーブ４ａ上のトナー量（トナーコート量）Ｗは約１．３０（ｍｇ／ｃｍ^２）になされる。

さらに、トナーを収容する現像ホッパー４ｅの内部には、回転式のＴ撹拌棒４ｆが配置されているとともに、そのＴ撹拌棒４ｆよりも前記現像スリーブ４ａの近傍にＤ撹拌棒４ｇが配置されている。そして、これらの両撹拌棒４ｆ，４ｇの回転によって前記現像ホッパー４ｅ内および現像スリーブ４ａ付近のトナーがそれぞれ撹拌状態になされるとともに、現像ホッパー４ｅ内のトナーが現像スリーブ４ａに向かって搬送され供給されるようになっている。また、上記現像スリーブ４ａの近傍には、トナー残量検知用の導電性検知部材４ｈが配置されており、現像装置４内のトナー残量を検知して適切な時期にトナーの補充を要求することができるようになっている。

ところで、上述した現像ホッパー４ｅ内に蓄えられている１成分磁性トナーは、上述したＴ撹拌棒４ｆおよびＤ撹拌棒４ｇにより現像スリーブ４ａの付近に送られた後に、マグネットローラ４ｂにて形成される現像磁界の磁気作用によって現像スリーブ４ａの外周面上に付着されるが、その現像スリーブ４ａ上に担持されたトナーは、現像スリーブ４ａの図示反時計回りの回転に従って感光ドラム１に向かって搬送されていく。そして、その搬送途中で、上述した現像ブレード４ｃの当接作用により電荷付与および層厚規制が行われ、その後に、現像スリーブ４ａと感光ドラム１との対向領域である現像領域への搬送が行われるようになっている。

このような構成を有する現像装置４を用いて感光ドラム１の表面に形成されている静電潜像を現像するにあたっては、直流に交流を重畳した交互電圧がバイアス電源４ｉから現像スリーブ４ａに印加され、これら現像スリーブ４ａと感光ドラム１との間に形成される現像電界の磁気作用に基づいて現像工程が実行される。本実施形態では、上述した直流電圧（Ｖｄｃ＝−４５５Ｖ）にＡＣ（矩形波Ｖｐｐ＝１６００Ｖ、ｆ＝２４００Ｈｚ）を重畳した現像バイアスを現像スリーブ４ａに印加している。

一方、前記感光ドラム１は、上述したように帯電装置２の帯電ローラ２ａを通して帯電電位Ｖｄ＝−５７５Ｖに均一帯電されるが、その後、画像信号に従ってレーザー露光されることにより露光された部分がＶｌ＝−１４５Ｖの電位部になされる。このようにして感光ドラム１の表面上に静電潜像が形成された後、上述した現像装置４により負帯電性トナーで反転現像されてトナー画像が得られるようになっている。

さらにまた上述した転写装置５は、感光ドラム１に当接した転写ローラ５ａと、その転写ローラ５ａに正極性で所定電圧の転写電圧を印加する転写電源５ｂとを含む構成になされている。前記転写ローラ５ａは、導電性芯金５ｃの外周面を円筒状のスポンジ層により覆った構成になされていて、そのときのスポンジ層としては、例えばＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、シリコーンゴム、ＮＢＲ等を発泡加硫させて導電性（１０^６〜^９Ω）を持たせたものが採用されている。なお、上記転写ローラ５ａにおけるスポンジ部外径はφ１６．０ｍｍになされている。

このとき、上述した芯金５ｃの軸方向両端部分は、不図示の軸受け部材により回転自由に軸受け支持されていて、前記感光ドラム１に対して並行となるように不図示の押圧手段からの所定の押圧力により圧接されている。この転写ローラ５ａは、前記感光ドラム１の回転駆動に伴って図示矢印の反時計方向に従動回転するように構成されており、これら感光ドラム１と転写ローラ５ａとの圧接ニップ部５ｄが転写部位になされている。

一方、転写材としてのシート状記録媒体Ｐは、不図示の給紙部から給紙されて所定のタイミングに合わせて上述した感光ドラム１と転写ローラ５ａの圧接ニップ部である転写部位５ｄに給送されるが、より具体的には、回転する感光ドラム１の外周表面に形成されたトナー画像の先端部が上述した転写部位５ｄに到達したときに、当該シート状記録媒体Ｐの先端部がちょうど転写部位５ｄに到達するタイミングでシート状記録媒体Ｐが転写部位５ｄに給送される構成になされている。そして、その転写部位５ｄに給送されたシート状記録媒体Ｐは、その表面が感光ドラム１の外周表面に密着しつつ転写部位５ｄに挟持されながら搬送されていく。その転写部位５ｄにシート状記録媒体Ｐの先端部が到達してから後端部が転写部位５ｄを抜け出るまでの間、上述した転写ローラ５ａの芯金５ｃには転写バイアス印加電源（転写部材用電源）５ｂからトナーと逆極性の所定の直流バイアスが転写バイアスとして印加される。本実施形態では＋７μＡのＤＣ定電流を転写バイアスとして印加している。

このようにシート状記録媒体Ｐが転写部位５ｄを挟持されながら搬送されていく過程において、感光ドラム１の外周表面に形成されたトナー画像は、上述した転写ローラ５ａによる転写電界の磁気作用と押圧力とによってシート状記録媒体Ｐ側に順次に転写されていく。転写部位５ｄを通過して感光ドラム１の表面から分離されたシート状記録媒体Ｐは、不図示の定着装置へ搬送されてトナー画像の定着が行われ、その後、装置本体の外部に排出されるか、または裏面にも画像形成するものであれば転写部位への再搬送手段に反転搬送されていく。

シート状記録媒体Ｐを分離した後における感光ドラム１の表面には、シート状記録媒体Ｐ側に転写されることなく感光ドラム１の表面に残ったトナー（転写残りトナー）や、紙粉等の残留付着汚染物が付着しているが、上述したクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａで受けることによって感光ドラム１の表面の清浄面化が行われるようになっている。

なお、本実施形態における帯電ローラ２ａおよび転写ローラ５ａは、感光ドラム１に従動回転させる構成になされているが、それぞれにギア等を取り付けてモータ等の駆動手段により強制的に回転駆動してもよい。

一方、本実施形態における画像形成装置には、不図示の表示操作パネルが設けられており、その表示操作パネルを通してユーザーにより画像モードを適宜に選択することが可能となっている。通常の画像モードとしては文字や線をきれいに印刷できる「文字モード」に設定されているが、写真やグラフィック画像を印刷する場合には「写真／グラフィックモード」を選択すると良好なグラフィック画像が印刷できる。なお、写真やグラフィック画像には、文字画像よりもハーフトーン的画像が多く含まれることから、従来技術の欄で説明したように、スリーブゴーストが発生するとそれがより目立つ傾向となる。

以上のように説明した画像形成手段による各画像形成工程は、図示を省略した制御手段により制御されている。例えば図２（ａ）に示されているように、帯電、露光、現像等の各画像形成工程を含む各画像形成工程が、制御手段（ＣＰＵ）によって適宜のタイミングで順次実行されるようになっている。上述した現像装置４における現像工程の場合には、当該現像工程、ならびにその前後に実行される前回転工程および後回転工程が、上述した制御手段（ＣＰＵ）により動作を制御されている。

このとき本実施形態における制御手段（ＣＰＵ）は、前述したような画像形成手段の画像形成枚数に応じて現像装置４の前回転工程を制御する機能を備えている。より具体的には、画像形成手段の画像形成枚数、つまり現像装置４の耐久枚数に応じて前記現像装置４における前回転工程時間を変更し、またはその前回転工程中において前述した現像スリーブ４ａに現像工程を行わせる制御機能を備えている。

このような本実施形態にかかる制御動作を説明するに先立って、本発明に対する比較例を示した次の表１を用いて従来装置の状況を説明しておく。

まず、次の表１には、一般の現像装置における耐久枚数とスリーブゴースト（ポジ、ネガ）レベルとトリボの関係が表されている。

通常、トナーは現像ブレードと摺擦されることで帯電するため、現像装置の耐久枚数が少ない初期段階においてトナーと現像ブレードとの摺擦が少ない場合には、トナーに十分な電荷量（以下、トリボという。）を与えられず、スリーブネガゴーストが発生してしまう傾向がある。これに対して、現像装置の耐久枚数が増大して初期段階を経過すると、トリボは除々に高くなっていき、ネガゴーストであったものがポジゴーストに変化する。そして、そのポジゴーストも現像装置の耐久枚数とともに悪化していく。上述した表１に表された比較例（従来例）では、現像装置の初期段階（０枚）から５００枚にかけてトリボが低くなってネガゴーストが発生しているが、耐久が進んだ１０００枚頃以降よりトリボが高くなってポジゴースト化していることが解る。

このような状況下において本願発明者は、トリボとスリーブゴーストとの関係に着目して、現像装置の耐久枚数が初期段階にあるネガゴースト発生時にはトナーの帯電を促進させるべく現像装置の前回転工程による現像スリーブ空回転時間（スリーブ周回）を延長する制御動作を行わせることによってネガゴーストを改善することとした。また、現像装置の耐久枚数が初期段階を経過したポジゴースト発生時には現像装置の前回転工程において、適宜の時間（現像スリーブ周回）にわたって、べた黒現像を実行する制御動作を行わせることによってポジゴーストを改善することとした。

本発明の実施の形態を具体的に説明する前に、ネガゴーストおよびポジゴーストの良化度合いを確認する実験結果を表２および表３に基づいて説明しておく。

表２には、現像装置の前回転工程において現像スリーブの空回転を行った周回数に対するネガゴーストとトリボとの関係が表されている。すなわち、現像装置の耐久枚数が初期段階である０枚（表２（ａ））、１００枚（表２（ｂ））、５００枚（表２（ｃ））の各時点において、現像スリーブに空回転を行わせたところ、その現像スリーブ空回転の１０周でネガゴーストは改善された。ただし、２０周以降ではほとんど変化が見られない結果となった。トナーの現像を行わず空回転でトナーの帯電量を増加させることで、ネガゴーストが改善したと考えられる。

次に表３には、べた黒現像を行った周回数に対するポジゴーストとトリボとの関係が表されている。

すなわち、現像装置の耐久枚数が増大して初期段階を経過した１０００枚（表３（ｃ））、５０００枚（表３（ｂ））、１００００枚（表３（ａ））の各時点において、現像スリーブに、べた黒現像を行わせてみると、現像スリーブの５周分にわたってべた黒現像を行うことによってポジゴーストの良化が見られた。これは、べた黒現像を行って、帯電したトナーを積極的に消費したことによりトリボが低下してポジゴーストが軽減されたものと考えられる。

以上の実験結果に基づいて決定した本発明の一実施形態おけるシーケンスを図３および図２により詳細に説明する。
まず図３は、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の前多回転中における制御を実行する際のフローチャートを示す図であり、図２（ｂ），（ｃ）は、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の前回転中における制御動作、およびその比較例を表したタイミングチャートである。

これらの図３および図２に示されているように、まずユーザーの操作により、特定の画像形成条件として［写真／グラフィックモード］が選択されると（図３のステップ１；Ｙｅｓ）、不図示の画像形成装置内のカウンタが不図示の制御手段（ＣＰＵ）にて確認される。そして、現像装置４の耐久枚数、つまり画像形成枚数が初期段階（０枚）から１０００枚未満であると判断されると（図３のステップ２；Ｎｏ）、現像工程の前に実行される現像装置４の前回転工程時間を５秒（スリーブ１０周相当）だけ延長することによってトナーのトリボを高くする空回転動作が実行される（図３のステップ３）。そしてその後に、画像形成工程が行われる（図３のステップ４および図２（ｂ）参照）。

その結果、上述した表１の比較例では初期段階（０枚）から５００枚にかけてネガゴーストのレベルが「×」で示されている不可レベルないし「△」で示されている通常レベルとなっていたものが、上述した本実施形態のように前回転工程の制御を行なうことによって、次の表４に示されているように「△×」で示されている通常レベルまたは不可レベルないし「○△」で示されている良レベルまたは通常レベルまでネガゴーストに関する画像品質を上げることが可能になった。

すなわち、前述したように画像形成前における現像スリーブ４ａの前回転時間を延長することによって、現像スリーブ４ａ上のトナーに対する現像ブレード４ｃの摺擦回数を増やし、それによってトナー全体のトリボを高めることとすれば、現像部と非現像部とのトリボ差を抑えることが可能となり、その結果、スリーブネガゴーストが低減されるものである。

一方、不図示の制御手段（ＣＰＵ）により、現像装置４が初期段階を経過して１０００枚以上の画像形成を繰り返されたものと判断すると（図３のステップ２；Ｙｅｓ）、前回転工程の間に現像スリーブ４ａの５周分に相当する時間２．５秒だけ前回転時間の延長が行われる。そして、その２．５秒間延長した前回転工程の際に、前述した露光手段３により感光ドラム１を露光してドラム電位を−１４５Ｖにする。そして、現像スリーブ４ａにＡＣ成分とＤＣ成分を重畳した現像バイアスを印加して感光ドラム１にトナーを現像させる（図３のステップ５、および図２（ｃ）参照）。

このようにして黒画像に相当するトナーを消費することでトナー全体のトリボを一時的に下げることとすれば、前述した表１に示された比較例のように１０００枚から１００００枚にかけてのポジゴーストのレベルが「×」で示されている不可レベルないし「○△」で示されている良レベルまたは通常レベルとなっていたものが、上述した本実施形態のような制御を行なうことで、表４に示されているように「△×」で示されている通常レベルまたは不可レベルないし「○」で示されている良レベルまでポジゴーストに関する画像品質のレベルを上げることが可能になった。

以上のように本実施形態では、現像装置４の耐久枚数に対応して前回転工程を制御し、現像装置４の耐久枚数が初期段階となっている場合のように十分な電荷量（トリボ）がトナーに与えられていない段階においては、前回転工程の動作時間を延長して現像を行わない空回転の量を増大させることによりトナーの帯電量を増加させ、それによってネガゴーストの改善が図られる。一方、現像装置の耐久枚数が増加して初期段階を経過して全体の電荷量（トリボ）が高くなってきた段階では、過帯電したトナーを現像装置で積極的に空消費することによってトリボを低下させ、それによりポジゴーストの軽減を図るようにしている。すなわち、現像装置４の状態によって画像のネガ、ポジと相反するゴースト現象に対して、本実施形態では現像装置４の耐久枚数に応じて前回転工程の延長や前回転中のトナー消費を行なうことでスリーブゴーストを低減することが可能となった。

また上述した実施形態では、スリーブゴーストが目立つ写真やグラフィック画像モードが選択された場合に本発明にかかる制御を実施する一方、スリーブゴーストが目立たない通常の文字モードが選択された場合には本発明にかかる制御を実施しないようにしていることから、前回転工程の時間短縮化が図られるとともに、現像工程を実行しないことによって無駄なトナー消費が防止される。

なお、ネガゴーストの改善のみに着目すると、現像装置の耐久枚数が初期段階である場合には前回転工程の動作時間を延長し、初期段階を経過した後には前回転工程の動作時間を短縮するようにしても良い。このようにすれば、スリーブゴーストが改善されるとともに前回転工程の動作時間が短縮されることとなり、ユーザーにとって好ましい画像形成動作が行われる。

また、ポジゴーストの改善のみに着目した場合には、現像装置の耐久枚数が増加して初期段階を経過したときに、前回転工程時に現像装置にトナーを消費させるように制御を行っても良い。このようにすれば、スリーブゴーストが改善されるとともに、初期段階ではトナーを空消費することがないので無駄なトナー消費を防止することができ、ユーザーにとって好ましい画像形成動作が行われる。

以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。

例えば上述した実施形態では、現像装置の耐久枚数を画像形成枚数に直接基づいて制御を行なっているが、その現像装置の耐久枚数をトナーの残量などのように他の基準に間接的に対応させて制御を行う構成としても良い。

また上述した実施形態では、特定の画像形成条件として写真／グラフィックモードが選択された際に制御を行なっているが、画像の印字率に応じて制御を行なっても良い。その場合には、例えばスリーブゴーストが目立つ印字率２５％以上のときのみに本発明にかかる制御を実行し、印字率が２５％未満となってるときには本発明にかかる制御を実行しない構成とする。

以上述べた本発明にかかる画像形成装置は、プリンタなどの画像形成装置を始めとして、複写機等の多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。

本発明を適用した画像形成手段の概略構造を表した側面説明図である。 本発明の一実施形態（ｂ），（ｃ）およびその比較例（ａ）にかかる画像形成工程のタイミングチャートである。 本発明の一実施形態にかかる画像形成手段における前回転工程中の制御を実行する際のフローチャートを示す図である。 ゴースト確認用の画像の一例を表した平面図である。 ネガゴースト発生画像の一例を表した平面図である。

符号の説明

１ 感光ドラム
２ 帯電装置
４ 現像装置
４ａ 現像スリーブ
４ｂ マグネットローラ
４ｃ 現像ブレード
５ 転写部材

Claims (7)

1. 像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給する現像工程によって可視像を得るように構成された現像装置を含む画像形成手段と、
   前記現像装置における現像工程の前に実行される前回転工程を含む各画像形成工程の制御を行う制御手段と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記現像装置の耐久枚数に基づいて、当該現像装置における前回転工程の動作時間を変更する前回転工程制御機能を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給する現像工程によって可視像を得るように構成された現像装置を含む画像形成手段と、
   前記現像装置における現像工程の前に実行される前回転工程を含む各画像形成工程の制御を行う制御手段と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記現像装置の耐久枚数に基づいて前記前回転工程中に適宜の現像工程を行う前回転工程制御機能を備えていることを特徴とする画像形成装置。
3. 像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給する現像工程によって可視像を得るように構成された現像装置を含む画像形成手段と、
   前記現像装置における現像工程の前に実行される前回転工程を含む各画像形成工程の制御を行う制御手段と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記制御手段は、
   前記現像装置の耐久枚数が初期段階である場合における前記前回転工程中の動作時間を、前記初期段階を経過した後における前記前回転工程中の動作時間と比較して延長する制御機能と、
   前記初期段階を経過した後の前回転工程中に前記像担持体に対する現像工程を実行する制御機能と、
   を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記現像装置の耐久枚数に加えて、選択された特定の画像形成条件に基づいて前記前回転工程制御を行うように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、
   特定の画像形成条件が選択されたときであって、かつ前記現像装置の耐久枚数が初期段階にあるときには、前記前回転工程中の動作時間を前記初期段階を経過した後と比較して延長する制御機能と、
   特定の画像形成条件が選択されたときであって、かつ前記初期段階を経過したときには、前記前回転工程中に、前記像担持体に向かって現像剤を搬送する現像剤担持体の複数周分にわたって現像工程を実行する制御機能と、
   を備えていることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記特定の画像形成条件として、前記画像形成手段における形成画像モードまたは形成画像の印字率が採用されていることを特徴とする請求項４または請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記現像剤として１成分現像剤が用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。

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