JP2009048069A - 画像形成装置及びかぶり解消方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ安価な構成によりかぶりを的確に検出し、このかぶりを解消する。
【解決手段】像担持体１３でのトナーの付着量を検出するトナー付着量検出手段２２と、像担持体１３でのかぶりの有無を検出するかぶり検出手段６と、かぶり検出手段６によってかぶりが検出された場合、かぶり解消処理を実行するかぶり解消手段２１とを備えた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置及びかぶり解消方法に関するものである。

電子写真技術を用いた画像形成装置では、環境（主に、湿度）や経時変化等の種々の原因により、現像器内で帯電量の低下した不良帯電トナーの割合が増加することがある。この結果、感光体や中間転写ベルトの表面に形成される画像の背景部（白地部）に不良帯電トナーが付着する、所謂「かぶり」が発生しやすくなる。また、このかぶりは、感光体や帯電器が経時劣化により帯電能力を低下させ、感光体の表面電位が規定電位に到達しない場合にも発生する。そして、かぶりが発生すると、画像品質が低下するのみならず、画像形成装置の内部だけでなく周囲も汚染される恐れがある。さらに、トナーが無駄に消費されるという問題もある。このため、従来から種々の方法によりかぶりを検出し、これに対処するようにしている。

最も一般的なかぶりの検出方法は、目視によるものである。これは、かぶりが微量のトナーによって発生するため、既存の光学式検出器での検出が困難だからである。また、かぶりであると判断すれば、マニュアル操作により除去している。

このため、自動的にかぶりを検出する構成が切望されており、次に示すような構成も提案されている。

例えば、現像手段における現像バイアスや、転写手段における転写バイアスを制御し、記録媒体上に縞模様を顕在化させることにより、かぶりを検出するようにした構成が公知である（例えば、特許文献１参照）。

また、グリッド電圧及び現像バイアス電圧を予め所定の値に設定し、グリッド電圧を所定量ずつ段階的に変化させて感光体ドラム上に形成したテストパターンへのトナー付着量をセンサで光学的に検出することによりかぶりを検出するようにした構成が公知である（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−６２８５８号公報 特開平１１−１６０９３０号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の構成では、縞模様を形成するために、帯電電位と現像バイアス電位を複雑に組み合わせる必要がある。また、かぶりを検出するために、記録媒体への転写が必要である上、その濃度を検出するセンサを別途設ける必要もある。しかも、このかぶり検出は自動的に行うことができない。

前記特許文献２に記載の構成では、トナーの付着量が多い場合にはかぶりを検出できるが、微量であれば検出が困難である。

そこで、本発明は、簡単かつ安価な構成によりかぶりを的確に検出し、このかぶりを解消することのできる画像形成装置及びかぶり解消方法を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
帯電手段、露光手段、及び、現像手段により像担持体に形成したトナー像を記録媒体に転写させ、前記像担持体に残留したトナーを清掃手段により回収するようにした画像形成装置であって、
前記像担持体でのトナーの付着量を検出するトナー付着量検出手段と、
前記像担持体でのかぶりの有無を検出するかぶり検出手段と、
前記かぶり検出手段によってかぶりが検出された場合、かぶり解消処理を実行するかぶり解消手段と、
を備えたものである。

この構成により、像担持体に複数回に亘ってトナー像を形成するという強制的な処理を施すことができるので、かぶりが発生しているか否かを、目視によらずトナー付着量検出手段により確実に検出することが可能となる。しかも、かぶりが検出された場合には、かぶり解消処理を実行するので、マニュアル操作が不要となる。

なお、前記かぶり検出手段による像担持体でのかぶりの有無検出は、例えば、清掃手段により像担持体に付着した残留トナーを回収している場合と、回収しておらず、帯電手段、及び、現像手段により、像担持体に複数回トナー像を形成している場合とで、前記トナー付着量検出手段によりそれぞれ検出されるトナー付着量に基づいて行うようにすればよい。

前記かぶり解消手段は、前記現像手段のトナーを摩擦帯電させる帯電モードにより前記かぶり解消処理を実行するようにすればよい。

この構成により、トナーを攪拌させたり、ブラシ等を摺接させたりして摩擦帯電させるという最も簡単な方法で、トナーの帯電量を回復させて、かぶりの発生を防止することが可能となる。

前記帯電モードは、前記かぶり検出手段によって検出されるトナー付着量の違いに基づいて、トナー付着量が多ければ多い程、摩擦帯電させる時間を長く設定するのが好ましい。

この構成により、トナー付着量から推測されるトナー帯電量の違いに応じて、必要最小限の時間でトナー攪拌処理を行うことができるので、処理時間を短縮化して効率的なかぶり解消処理を実行することが可能となる。

前記かぶり解消手段は、前記清掃手段を駆動することにより、前記現像手段のトナーを消費させるトナー消費モードにより前記かぶり解消処理を実行するようにしてもよい。

この構成により、現像剤の攪拌だけではトナーの帯電量を回復できない場合、すなわち、トナー自体が劣化している場合、現像手段のトナーを強制的に像担持体に形成し、清掃手段によって回収することができる。この結果、現像手段で劣化したトナーが清掃手段によって回収され、現像手段に新規にトナーを供給することにより、トナーの帯電量を回復させることが可能となる。

前記トナー消費モードは、前記かぶり検出手段によって検出されるトナー付着量の違いに基づいて、トナー付着量が多ければ多い程、トナー消費量が大きくなるように設定するのが好ましい。

この構成により、トナー付着量から推測される不良トナー量に基づいて、交換するトナー量を必要最小限に抑えることができる。

前記現像手段は、
トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を供給され、
トナー濃度を検出するトナー濃度検出センサを備え、
前記トナー消費モードによりかぶり解消処理を実行した後、前記かぶり検出手段によりかぶりが検出されなかった場合、その時点で前記トナー濃度検出センサで検出されるトナー濃度に基づいて、前記現像手段に補給するトナー量を調整するトナー供給制御手段をさらに備えるのが好ましい。

この構成により、トナー消費モードによって現像手段に新たなトナーが補給され、現像手段内での現像剤に於けるキャリアとトナーの混合比（トナー濃度）を、かぶりの発生しにくい適切な値に修正して、その後の画像形成処理を行うことができる。

前記かぶり解消手段は、前記現像手段の交換を指示する交換モードにより前記かぶり解消処理を実行するようにしてもよい。

前記かぶり解消手段は、前記現像手段でトナーを攪拌するトナー攪拌モードの後、再度、前記かぶり検出手段によりかぶりが検出された場合、前記清掃手段を駆動することにより、前記現像手段のトナーを消費させるトナー消費モードによりかぶり解消処理を実行するようにするのが好ましい。

この構成により、トナーを攪拌してもかぶりが解消されなかった場合にのみトナーを消費させるので、トナーが無駄に消費されることがない。

前記かぶり解消手段は、前記トナー攪拌モード、及び、前記トナー消費モードの後、再度、前記かぶり検出手段によりかぶりが検出された場合、前記現像手段の交換を指示する交換モードによりかぶり解消処理を実行するのが好ましい。

この構成により、トナーを攪拌し、さらにトナーを消費させてもかぶりが解消されなかった場合にのみ現像手段を交換するようにしているので、現像手段を長期に亘って使用することができる。

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
画像形成装置を、
感光体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段で静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記現像手段で現像したトナー像を中間転写ベルトに転写する転写手段と、
前記中間転写ベルトに接離可能で、中間転写ベルトに残留したトナーを回収する清掃手段と、
前記中間転写ベルトでのトナーの付着量を検出するトナー付着量検出手段と、
前記帯電手段による帯電電位、前記露光手段による露光量、及び、前記現像手段による現像バイアス電圧を制御して前記中間転写ベルトへのトナー付着量を調整するトナー付着量調整手段と、
前記清掃手段を中間転写ベルトに圧接してトナーを回収させた状態で、前記トナー付着量検出手段から得られるトナー付着量と、前記清掃手段を中間転写ベルトから離し、前記現像手段及び前記転写手段を駆動して中間転写ベルトにトナー像を形成することにより、前記トナー付着量検出手段から得られるトナー付着量とを比較し、その差が設定値を超えることによりかぶりが発生した判断するかぶり検出手段と、
前記かぶり検出手段によりかぶりが検出された場合、前記現像手段でトナーを攪拌させるトナー攪拌モードによりかぶり解消処理を実行するかぶり解消手段と、
を備えた構成としたものである。

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
かぶり解消方法を、
像担持体でのかぶりの有無を検出するかぶり検出ステップと、
前記かぶり検出ステップでかぶりが検出された場合、かぶり解消処理を実行するかぶり解消ステップと、
を含む方法で行うようにしたものである。

前記かぶり解消ステップは、トナーを攪拌する攪拌モードを含むようにするのが好ましい。

前記帯電モードは、前記かぶり検出ステップで検出されるトナー付着量の違いに基づいて、トナー付着量が多ければ多い程、摩擦帯電させる時間を長く設定するのがさらに好ましい。

前記かぶり解消ステップは、トナーを消費させるトナー消費モードを含むようにするのが好ましい。

前記トナー消費モードは、前記かぶり検出ステップで検出されるトナー付着量の違いに基づいて、トナー付着量が多ければ多い程、トナー消費量が大きくなるように設定するのがさらに好ましい。

前記現像手段内には、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を供給し、
前記トナー消費モードによりかぶり解消処理を実行した後、再度、前記かぶり検出ステップによりかぶりが検出されなかった場合、その時点での現像手段内のトナー濃度に基づいて、補給するトナー量を調整するトナー供給制御ステップをさらに含むのが好ましい。

前記かぶり解消ステップは、前記現像手段の交換を指示する交換モードを含むようにしてもよい。

前記かぶり解消ステップは、前記現像手段でトナーを攪拌するトナー攪拌モードの後、再度、前記かぶり検出ステップによりかぶりが検出された場合、清掃手段を駆動することにより、前記現像手段のトナーを消費させるトナー消費モードによりかぶり解消処理を実行するのが好ましい。

前記かぶり解消ステップは、前記トナー攪拌モード、及び、前記トナー消費モードの後、再度、前記かぶり検出ステップによりかぶりが検出された場合、前記現像手段の交換を指示する交換モードによりかぶり解消処理を実行するのが好ましい。

本発明によれば、像担持体に強制的にトナー像を形成した後、像担持体にかぶりが発生しているか否かを検出するようにしているので、かぶりの有無を自動検出することができる。そして、かぶりが発生していると判断すれば、自動的にかぶり解消処理を実行することができるので、従来行っていたマニュアル操作を無くして効率的にかぶりを解消することができる。また、かぶり解消では、従来のように無駄に記録媒体である紙が消費されたり、装置がダメージを受けたりするといったこともなく、コストを抑えつつ、長期に亘って良好な使用状態を実現できる。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本実施形態に係る、電子写真技術を応用したタンデム式のカラー画像形成装置を示す。この画像形成装置は、大略、画像形成ユニット１、転写ユニット２、露光ユニット３、清掃ユニット４、給紙ユニット５、及び、かぶり検出ユニット６（図２参照）を備える。

画像形成ユニット１は、ケーシング７内の、像担持体である感光体ドラム８の周囲に、帯電手段である帯電チャージャ９、現像手段である現像ローラ１０、トナー濃度検出センサ１１、等を備える。また、画像形成ユニット１は、転写ユニット２の中間転写ベルト１３に沿って４箇所に配置され、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成を行なうことにより、中間転写ベルト１３の表面にカラー画像を形成する。

感光体ドラム８は、その表面を帯電チャージャ９により帯電電位を印加されて均一に帯電され（このときの非画像部の電位をＶ０、画像部の電位をＶｉとする。）、露光ユニット３から照射されるレーザ光で露光されることにより、静電潜像を形成される（このときの露光部である画像背景部の電位をＶ１とする。）。この静電潜像は、ケーシング７内のトナーが現像ローラ１０を介して負に帯電されて供給されることにより顕像化されてトナー像となる。このトナー像は、一次転写ローラ１４によって中間転写ベルト１３の裏面側に印加される正の電圧（現像バイアス電位Ｖｄｃ）により、中間転写ベルト１３の表面に転写される。トナー濃度検出センサ１１は、ケーシング７内に収容した現像剤に於けるキャリア量（Ｍ）に対するトナー量（Ｎ）の比率（Ｍ／Ｎ：トナー濃度）を検出する。

ところで、現像バイアス電位Ｖｄｃは、図３に示すように、画像部（トナー像が形成される部位）の電位Ｖｉと、画像背景部（露光されることによりトナー像が形成されない白色の部位）の電位Ｖ１との関係から感光体ドラム８にキャリアが付着せず、適切なトナー付着量が得られるような値とされている。すなわち、かぶりマージン電位Ｖｍ（＝｜Ｖ１｜−｜Ｖｄｃ｜）を大きくすればかぶり量は減少するものの、感光体ドラム８へのキャリアの付着量が増大し、所望のトナー付着量が得られなくなる。一方、マージン電位Ｖｍを小さくすればかぶり量が増大する。このため、かぶりマージン電位Ｖｍは、両者の相反する条件を満足するのに最も適切な値となるように決定されている。

なお、負に帯電されたトナーは、その帯電量の総和が現像バイアス電位Ｖｄｃと画像部での電位Ｖｉの差（ΔＶ＝｜Ｖｄｃ｜−｜Ｖｉ｜）に相当する値となる量を感光体ドラム８に付着される。また、ケーシング７内のトナーは、図示しないトナーカートリッジから、適宜、供給可能となっている。また、一次転写後であっても感光体ドラム８の表面に残留しているトナーは、ケーシング７内に設けた図示しないクリーニング装置（トナー除去フィルタ）により回収されるようになっている。

転写ユニット２は、一対のローラ１２に中間転写ベルト１３を架け渡し、図示しない駆動手段により中間転写ベルト１３を矢印方向に循環移動させるようにしたもので、一次転写部、及び、二次転写部を備える。一次転写部は、前記各画像形成ユニット１の感光体ドラム８に中間転写ベルト１３を挟持した状態で対向する一次転写ローラ１４を備える。一次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１３の裏面に正の電圧を印加する。二次転写部は、一方のローラに対向する二次転写ローラ１５を備え、中間転写ベルト１３に転写されたトナー像を記録媒体１７（例えば、紙）に転写させる。

露光ユニット３は、前記感光体ドラム８に対してレーザ光を照射し、図示しないスキャナで読み取った画像データに対応する静電潜像を形成する。

清掃ユニット４は、中間転写ベルト１３に接離可能で、接近することにより中間転写ベルト１３の表面に残留するトナーを回収することができるようになっている。

給紙ユニット５は、カセット１６に収容した記録媒体１７を、順次、複数の搬送ローラ１８を介して二次転写部へと搬送し、トナー像を転写させ、定着ユニット１９で転写させたトナー像を定着させた後、排出トレイ２０へと搬出する。

かぶり検出ユニット６は、図２に示すように、制御部２１、トナー付着量検出センサ２２、温湿度検出センサ２３、表示部２４、等を備える。制御部２１は、トナー付着量検出センサ２２で検出される中間転写ベルト１３に付着したトナー量に基づいてかぶりが発生しているか否かを判断し、かぶりが発生していると判断すれば、後述するようにして、前記各ユニットを駆動制御する、かぶり解消処理を実行する。トナー付着量検出センサ２２には、発光素子と受光素子を備えた光学式のものを使用することができる。図４は、中間転写ベルト１３でのトナーの付着量と、前記トナー付着量検出センサ２２で検出された結果の出力との関係を示すグラフである。このトナー付着量検出センサ２２によれば、トナーの付着量が増加すれば増加するほど、反射光量が減少し、出力が低下する。ところで、前記トナー付着量検出センサ２２は、１箇所だけに設けるようにしてもよいが、中間転写ベルト１３の幅方向に複数箇所設けるのが好ましい。複数箇所設けることにより、検出精度を高めることが可能となる。すなわち、各トナー付着量検出センサ２２の検出値の全てについて、後述するかぶり判定処理を実行する。そして、検出値に基づいて、いずれか１つでもかぶりが発生している条件を満足すれば、中間転写ベルト１３かぶりが発生していると判断する。これにより、かぶりが中間転写ベルト１３の幅方向に偏って発生している場合であっても検出することが可能となる。表示部２４には、液晶ディスプレイパネル等を使用することができ、かぶりの発生状態、現在の処理内容、等を表示させることができる。温湿度検出センサ２３は、画像形成装置内の適宜位置に設け、内部空間の温度及び湿度を検出する。

次に、前記構成からなる画像形成装置のかぶり解消処理について、図５から図７のフローチャート及び図８のタイムチャートに従って説明する。

かぶり解消処理では、まず、かぶり検出入力があるか否かを判断する（ステップＳ１）。かぶり検出入力には、画像形成装置に設けたボタンの操作、ネットワークプロトコルを介しての外部からの操作、画像形成装置の環境設定の変更（又は変化）、規定プリント枚数への到達等に基づく入力信号を使用することができる。

かぶり検出入力があると判断すれば、中間転写ベルト１３の清掃処理を実行し（ステップＳ２）、トナー付着量検出のための基準値Ｓｂｓを取得する（ステップＳ３）。清掃処理では、中間転写ベルト１３を循環移動させながら、この中間転写ベルト１３に清掃ユニット４を接近させて残留トナーの回収を行う。この場合、一次転写ローラ１４及び二次転写ローラ１５は、中間転写ベルト１３から離しておく。なお、基準値Ｓｂｓの取得の前に清掃処理を実行したのは、トナー付着量検出センサ２２によって、トナーを付着させる前の中間転写ベルト１３の表面（ベース面）での反射光量を検出するためである。但し、この反射光量に相当する予め設定した値を基準値Ｓｂｓとして使用するようにしてもよい。

基準値Ｓｂｓが取得されれば、中間転写ベルト１３から清掃ユニット４を離し、かぶり検出の対象となる一次転写ローラ１４を中間転写ベルト１３に圧接させ、トナーの転写を開始する（ステップＳ４）。この場合、中間転写ベルト１３は循環移動させたままとし、現像バイアス電位及び帯電電位は、画像形成する際と同様の値を使用する。また、露光ユニット３では、階調データを０階調とし、中間転写ベルト１３に画像の背景部（白地部）が形成されるようにレーザ光を照射させる。中間転写ベルト１３へのトナーの転写は、中間転写ベルト１３がＮ回転、すなわち中間転写ベルト１３の表面の同じ箇所にＮ回転写されるまで行う。これにより、１回では微量で検出するのが困難な「かぶり」を検出可能な状態とすることができる。

なお、ここでの中間転写ベルト１３の回転数Ｎは、かぶりが形成される条件下で、前記トナー付着量検出センサ２２により、トナーの付着であると判断するのに十分な検出値が得られる値とする。すなわち、中間転写ベルト１３の表面が汚れていたり、傷が付いていたり等の変動要因によっても、トナー付着量検出センサ２２で検出される値が基準値から変動するので、その場合の検出値と、かぶりが発生した場合の検出値とを区別できる値を使用する。ここでは、回転数Ｎを１０回としている。これは、１回ではかぶりが発生したとしても、トナー付着量検出センサ２２での検出値が小さく、前記変動要因に基づくものであるか、かぶりによるものであるかの判断ができないため、１０回とすることにより、検出値をかぶりが発生していないと判断される４．５Ｖを十分に超える４Ｖ以上の値とするためである。

このようにしてトナーの転写が行われれば、トナー付着量検出センサ２２からの検出信号を読み込み（ステップＳ５）、読み込んだ値をかぶり検出値Ｓｎとする。ここで、前記ステップＳ３で設定した基準値Ｓｂｓとかぶり検出値Ｓｎとの差（判定値ΔＳ）が規定値εを超えているか否か（Ｓｂｓ−Ｓｎ＞ε）を判断する（ステップＳ６：かぶり検出手段）。ここでは、規定値εとして、基準値Ｓｂｓに比べてかぶり検出値Ｓｎが小さく、両者の差がこの値よりも小さければ、「かぶり無し」と判断しても問題のない値を使用している。具体的に、規定値εは実験結果に基づいて決定することができ、例えば、かぶりが発生していない状態での検出値が４．５Ｖであれば、０．５Ｖとすればよい。

判定値ΔＳが規定値εを超えていなければ（ステップＳ６：ＮＯ）、かぶりが発生していないと判断し、かぶり解消処理を終了して印字を許可する。一方、規定値を超えていれば（ステップＳ６：ＹＥＳ）、かぶりが発生していると判断し、トナー攪拌処理を実行する（ステップＳ７）。

トナー攪拌処理では、表１に基づいて、判定値ΔＳがどの範囲に属するのかを判断し（ステップＳ２１）、判定された各範囲に応じて攪拌時間を決定する。ここでは、判定値が大きくなるに従って段階的にトナー攪拌時間が長くなるように設定している。すなわち、判定値ΔＳがε＜ΔＳ≦ａでは６０秒（ｓ）とし（ステップＳ２２）、ａ＜ΔＳ≦ｂは１２０秒（ｓ）とし（ステップＳ２３）、ｂ＜ΔＳ≦ｃでは１８０秒（ｓ）としている（ステップＳ２４）。つまり、判定値が大きく、トナーの帯電量が低下すればするほど、攪拌時間を長く設定し、所望の値まで帯電量を回復できるようにしている。そして、決定された攪拌時間で、トナーの攪拌、すなわち現像ローラ１０の回転を開始する（ステップＳ２５）。

例えば、ε：０．４ ａ：０．７５ ｂ：１．０ ｃ：１．２５

トナー攪拌処理が終了すれば、再度、トナー付着量検出センサ２２からの検出信号（検出値Ｓｎ）を読み込み（ステップＳ８）、基準値Ｓｂｓとの差（判定値ΔＳ）が規定値εを超えているか否かを判断する（ステップＳ９）。超えていなければ、前記同様、かぶりが発生していないと判断し、かぶり解消処理を終了する。超えていれば、トナー消費処理を実行する（ステップＳ１０）。

トナー消費処理では、前記トナー攪拌処理と同様に、判定値ΔＳが属する範囲に応じてトナー消費量を変更する。すなわち、表２に基づいて、判定値ΔＳがいずれの範囲に属するのかを判断し（ステップＳ３１）、判定された各範囲に応じてトナー消費量を決定する。ここでは、判定値ΔＳが大きくなるに従って段階的にトナー消費量が大きくなるように設定している。すなわち、判定値ΔＳがε＜ΔＳ≦ａでは１０％（現像剤全体に対する重量％）とし（ステップＳ３２）、ａ＜ΔＳ≦ｂは２０％とし（ステップＳ３３）、ｂ＜ΔＳ≦ｃでは３０％としている（ステップＳ３４）。つまり、判定値ΔＳが大きく、トナーの耐電量が低下すればするほど、トナー消費量を増大させ、新たに供給するトナー量を増大させることにより、所望の値まで耐電量を回復できるようにしている。このとき、トナー消費量が決定された値になるまで、一次転写ローラ１４を中間転写ベルト１３に圧接し、バイアス電位を印加した状態とする。また、中間転写ベルト１３から二次転写ローラ１５を離し、清掃ユニット４を圧接させてトナーを回収可能としておく。

例えば、ε：０．４ ａ：０．７５ ｂ：１．０ ｃ：１．２５

トナー消費処理が終了すれば、再度、トナー付着量検出センサ２２からの検出信号（検出値Ｓｎ）を読み込み（ステップＳ１１）、判定値ΔＳが規定値εを超えているか否かを判断する（ステップＳ１２）。超えていなければ、前記同様、かぶりが発生していないと判断し、かぶり解消処理を終了する。超えていれば、前記トナー攪拌処理や前記トナー消費処理等のプロセス処理によってはトナーの帯電量を回復できないと判断し、画像形成ユニット１の交換を指示する（ステップＳ１３）。すなわち、表示部２４に画像形成ユニット１を交換すべき旨（例えば、「画像形成ユニットを交換して下さい」）を表示する。

前記ステップＳ７や前記ステップＳ１０で、トナー攪拌処理やトナー消費処理を実行した結果、「かぶり無し」と判断された場合、画像形成ユニット１のケーシング７内のトナー濃度調整処理を実行する。トナー濃度調整処理では、「かぶり無し」と判断された状態でのトナー濃度検出センサ１１での検出信号を読み込む。そして、読み込んだ値を基準値とする。そして、画像形成処理を行うことによりケーシング７内のトナー濃度が低下すれば、前記標準値に維持されるように、トナーカートリッジからケーシング７内に、適宜、トナーを補給する。これにより、トナー濃度を、新たな条件下で、「かぶり無し」と判断された状態に維持することができ、良好な画像形成処理を行うことが可能となる。

なお、前記実施形態では、２成分現像剤を使用するタイプの画像形成装置について説明したが、１成分現像剤を使用するタイプの画像形成装置であっても、同様な処理を実行することが可能である。また、現像方式は、乾式電子写真方式、液体現像方式等、種々の方式を採用することができる。また、像担持体には、中間転写ベルト１３のほか、感光体ドラム８を使用したものも採用することができる。

また、前記実施形態では、トナー付着量検出センサ２２により、かぶり形成処理をＮ回行った後のトナー付着量を検出するようにしたが、必ずしもＮ回後でなくても、例えば、１回目から検出するようにしてもよい。この場合、検出されるトナー付着量に基づいて算出される判定値が基準値を超えた時点で「かぶり有り」と判断し、前記かぶり解消処理を実行するようにしてもよい。但し、かぶり形成処理をＮ回行ってもかぶりが発生していなければ、適切な状態であると判断し、通常通り、画像形成処理を続行する。

また、前記実施形態では、かぶりが検出されれば、先にトナー攪拌処理を実行するようにしたが、トナー消費処理を実行するようにしてもよいし、トナー消費処理のみを実行するようにしてもよい。また、トナー攪拌処理では、画像形成ユニット１のケーシング７内で現像ローラ１０を回転させることによる攪拌を行うようにしたが、トナーを摩擦帯電できるのであれば、トナーにブレードを摺接させる等、他の方法を使用することもできる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略説明図である。 図１の画像形成装置のブロック図である。 中間転写ベルトの表面の状態と感光体ドラムの表面電位との関係を示す図である。 中間転写ベルトの表面でのトナー付着量とトナー付着量検出センサでの出力との関係を示すグラフである。 かぶり解消処理を示すフローチャートである。 図５のトナー攪拌処理を示すフローチャートである。 図５のトナー消費処理を示すフローチャートである。 中間転写ベルトを循環移動させた場合の回転数とトナー付着量検出センサでの出力との関係、及び、中間転写ベルトの周辺の各部材の動作状態を示す図表である。

符号の説明

１…画像形成ユニット
２…転写ユニット
３…露光ユニット
４…清掃ユニット
５…給紙ユニット
６…かぶり検出ユニット
７…ケーシング
８…感光体ドラム
９…帯電チャージャ
１０…現像ローラ
１１…トナー濃度検出センサ
１２…ローラ
１３…中間転写ベルト
１４…一次転写ローラ
１５…二次転写ローラ
１６…カセット
１７…記録媒体
１８…搬送ローラ
１９…定着ユニット
２０…排出トレイ
２１…制御部
２２…トナー付着量検出センサ
２３…温湿度検出センサ
２４…表示部

Claims (19)

1. 帯電手段、露光手段、及び、現像手段により像担持体に形成したトナー像を記録媒体に転写させ、前記像担持体に残留したトナーを清掃手段により回収するようにした画像形成装置であって、
   前記像担持体でのトナーの付着量を検出するトナー付着量検出手段と、
   前記像担持体でのかぶりの有無を検出するかぶり検出手段と、
   前記かぶり検出手段によってかぶりが検出された場合、かぶり解消処理を実行するかぶり解消手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記かぶり解消手段は、前記現像手段のトナーを摩擦帯電させる帯電モードにより前記かぶり解消処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記帯電モードは、前記かぶり検出手段によって検出されるトナー付着量の違いに基づいて、トナー付着量が多ければ多い程、摩擦帯電させる時間を長く設定したことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記かぶり解消手段は、前記清掃手段を駆動することにより、前記現像手段のトナーを消費させるトナー消費モードにより前記かぶり解消処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記トナー消費モードは、前記かぶり検出手段によって検出されるトナー付着量の違いに基づいて、トナー付着量が多ければ多い程、トナー消費量が大きくなるように設定したことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記現像手段は、
   トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を供給され、
   トナー濃度を検出するトナー濃度検出センサを備え、
   前記トナー消費モードによりかぶり解消処理を実行した後、前記かぶり検出手段によりかぶりが検出されなかった場合、その時点で前記トナー濃度検出センサで検出されるトナー濃度に基づいて、前記現像手段に補給するトナー量を調整するトナー供給制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記かぶり解消手段は、前記現像手段の交換を指示する交換モードにより前記かぶり解消処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記かぶり解消手段は、前記現像手段でトナーを攪拌するトナー攪拌モードの後、再度、前記かぶり検出手段によりかぶりが検出された場合、前記清掃手段を駆動することにより、前記現像手段のトナーを消費させるトナー消費モードによりかぶり解消処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記かぶり解消手段は、前記トナー攪拌モード、及び、前記トナー消費モードの後、再度、前記かぶり検出手段によりかぶりが検出された場合、前記現像手段の交換を指示する交換モードによりかぶり解消処理を実行することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 感光体を帯電する帯電手段と、
    前記帯電手段によって帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
    前記露光手段で静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
    前記現像手段で現像したトナー像を中間転写ベルト及び記録媒体に転写する転写手段と、
    前記中間転写ベルトに接離可能で、前記中間転写ベルトに残留したトナーを回収する清掃手段と、
    前記中間転写ベルトでのトナーの付着量及びかぶり量を検出するトナー付着量検出手段と、
    前記帯電手段による帯電電位、前記露光手段による露光量、及び、前記現像手段による現像バイアス電圧を制御して前記中間転写ベルトへのトナー付着量を調整するトナー付着量調整手段と、
    前記清掃手段を中間転写ベルトに圧接してトナーを回収させた状態で、前記トナー付着量検出手段から得られるトナー付着量と、前記清掃手段を中間転写ベルトから離し、前記現像手段及び前記転写手段を駆動して中間転写ベルトにトナー像を形成することにより、前記トナー付着量検出手段から得られるトナー付着量とを比較し、その差が設定値を超えることによりかぶりが発生した判断するかぶり検出手段と、
    前記かぶり検出手段によりかぶりが検出された場合、前記現像手段でトナーを攪拌させるトナー攪拌モードによりかぶり解消処理を実行するかぶり解消手段と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
11. 像担持体に形成したトナー像を記録媒体に転写させた後、像担持体に残留したトナーを回収している場合と、回収しておらず、像担持体に複数回トナー像を形成している場合の、像担持体でのトナー付着量に基づいて、像担持体でのかぶりの有無を検出するかぶり検出ステップと、
    前記かぶり検出ステップでかぶりが検出された場合、かぶり解消処理を実行するかぶり解消ステップと、
    を含むことを特徴とするかぶり解消方法。
12. 前記かぶり解消ステップは、現像手段内のトナーを摩擦帯電させる帯電モードを含むことを特徴とする請求項１１に記載のかぶり解消方法。
13. 前記帯電モードは、前記かぶり検出ステップで検出されるトナー付着量の違いに基づいて、トナー付着量が多ければ多い程、摩擦帯電させる時間を長く設定することを特徴とする請求項１２に記載のかぶり解消方法。
14. 前記かぶり解消ステップは、現像手段内のトナーを消費させるトナー消費モードを含むことを特徴とする請求項１１に記載のかぶり解消方法。
15. 前記トナー消費モードは、前記かぶり検出ステップで検出されるトナー付着量の違いに基づいて、トナー付着量が多ければ多い程、トナー消費量が大きくなるように設定することを特徴とする請求項１４に記載のかぶり解消方法。
16. 前記現像手段内には、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を供給し、
    前記トナー消費モードによりかぶり解消処理を実行した後、再度、前記かぶり検出ステップによりかぶりが検出されなかった場合、その時点での現像手段内のトナー濃度に基づいて、補給するトナー量を調整するトナー供給制御ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のかぶり解消方法。
17. 前記かぶり解消ステップは、前記現像手段の交換を指示する交換モードを含むことを特徴とする請求項１１に記載のかぶり解消方法。
18. 前記かぶり解消ステップは、前記現像手段でトナーを攪拌するトナー攪拌モードの後、再度、前記かぶり検出ステップによりかぶりが検出された場合、清掃手段を駆動することにより、前記現像手段のトナーを消費させるトナー消費モードによりかぶり解消処理を実行することを特徴とする請求項１１に記載のかぶり解消方法。
19. 前記かぶり解消ステップは、前記トナー攪拌モード、及び、前記トナー消費モードの後、再度、前記かぶり検出ステップによりかぶりが検出された場合、前記現像手段の交換を指示する交換モードによりかぶり解消処理を実行することを特徴とする請求項１８に記載のかぶり解消方法。

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