JP2009282164A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーを過剰に消費してしまうことなく、かつ短時間で画像流れの発生を抑制することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】非画像形成時において、現像装置により感光体にトナーを供給するリフレッシュモードを有しており、該リフレッシュモードはトナー供給量を多く設定した基本単位Ａとトナー供給量を少なく設定した基本単位Ｂとからなる画像形成装置。基本単位Ｂにおける感光体へのトナー供給を、画像形成装置放置時に感光体が帯電チャージャに対向していた部分に行うように、現像バイアスのタイミングを制御する。ここで、基本単位とは、所定の現像バイアス電圧および現像バイアス時間でトナーを感光体表面に付着させた後、感光体を所定時間回転させることを意味する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。

感光体を一様に帯電するための帯電手段として、放電を利用したものが知られている。放電を利用した場合には、放電に伴ってオゾンや窒素酸化物などの放電生成物が発生する。
帯電ローラ方式は帯電ローラと感光体との間でのみ放電が起こるため、帯電チャージャ方式に比べて放電生成物の発生量は少ない。

しかしながら、帯電ローラと感光体との間の狭い空間に放電が集中するため、感光体表面に付着する放電生成物の量は多くなる。特に、交流電圧を印加する帯電ローラの場合は放電回数が増えるため、この傾向はより顕著である。この放電生成物は親水性物質であるため、放電生成物が感光体表面に付着すると、感光体表面の電気抵抗を低下させ、高温高湿環境下での画像流れを引き起こさせることがある。特にアモルファスシリコン感光体のように、感光層の削れにくい感光体を用いた場合、画像流れが顕著となる。

一方、帯電チャージャ方式は帯電ローラ方式に比べて放電生成物の発生量は多いものの、帯電チャージャと感光体との間の空間への放電の集中度合いは帯電ローラ方式の場合に比べて小さいため、感光体表面に付着する放電生成物の量は少なくなる。しかしながら、帯電チャージャ自身に付着する放電生成物量が多くなる。特に、高温高湿環境下に放置した場合、帯電チャージャ自身に付着していた放電生成物が、対向する感光体表面に移動しやすくなる。このため、高温高湿環境下での画像流れは、ほとんどの部分では帯電ローラ方式に比べて画像流れのレベルは軽いが、帯電チャージャの対向部に相当する部分においてはレベルのひどい画像流れが生じやすくなる。

このように、帯電ローラ方式では、感光体の全領域に対応する部分で画像流れを生じやすく、一方、帯電チャージャ方式では、ほとんどの領域で帯電ローラよりも画像流れレベルは良好であるが、帯電チャージャ対向部に相当する部分では帯電ローラの場合よりもひどい画像流れを生じる傾向にある。

そこで、感光体表面に付着した放電生成物を除去して画像品質を保持する対策として、感光体に当接し、感光体に対して回転速度差を有して回転する弾性ローラを設けることによって、感光体表面を研磨し、感光体表面に付着した放電生成物を除去する方法が提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、感光体表面を常に新品同様の状態に維持するのは困難であり、感光体表面には徐々に放電生成物が蓄積されていく。このため、画像形成装置の電源をＯＦＦした状態で長時間高温高湿環境下に放置した場合などは、画像形成装置の電源をＯＮした直後に画像流れを生じてしまう。この画像流れの発生を防ぐために、画像形成装置の電源をＯＮした直後に、感光体上にトナーを付着させ、そのトナーをクリーニング部まで供給することによって感光体表面の研磨を行うことで感光体表面に付着した放電生成物や水分の除去を行い（リフレッシュモード）、その後に印字をする方法が採用されている。

また、特許文献２には、放置時において帯電器が対向する感光体の部分を検出する手段を設け、該検出手段による検出信号に基づき、前記感光体部分に多量のトナーを供給するようにした画像形成装置が記載されている。特許文献３には、感光体の回転停止時における帯電器に対向する部位付近のみに現像手段からトナーを供給し、該トナーをクリーニング手段により除去するリフレッシュモードを実行する画像形成装置が記載されている。さらに、特許文献４には、感光体上に蓄積されている放電生成物の量をイメージ枚数から判断し、それに応じて感光体上に付着させるトナー量を変えてリフレッシュモードを行う方法が記載されている。

特開平１０−３１２１３９号公報 特開平７−２３４６１９号公報 特開２００５−２０８２７６号公報 特許第３３７２８８０号公報

ところで、感光体表面に付着している水分はトナーの研磨作用を低下させてしまう。このため、感光体へのトナー供給量を多くして感光体表面に付着している水分をトナーに付着させることにより、素早く水分を除去させることが好ましい。一方、感光体表面の水分がほとんど除去された感光体においては、感光体へのトナー供給量を多くしても、クリーニング部での放電生成物除去のための研磨に用いられるトナー量は限られているため、研磨効果は上がらない。

従来の画像形成装置は、リフレッシュ動作中、感光体表面に供給するトナー量を常に一定に設定している。したがって、感光体表面に付着している水分を素早く除去するためにトナー供給量を多く設定した場合には、感光体表面に付着した水分を効率良く除去させることはできるものの、放電生成物除去のための研磨に用いられるトナー量は限られているため研磨効果が高まらず、過剰のトナーを無駄に消費してしまうことになる。

一方、放電生成物除去のための研磨においてトナーを無駄に消費しないように、トナー供給量を少なく設定した場合には、放電生成物除去のための研磨に用いられるトナー量は適正となるものの、感光体表面に付着している水分を素早く除去させるには量的に十分でなくなり、画像形成装置の電源をＯＮしてから印字可能な状態となるまでの立ち上げ時間が長くなってしまうことになる。

なお、特許文献２は、帯電器対向位置以外にもトナーは供給されており、水分、放電生成物の付着量が少ない部分に供給されるこれらのトナーは、過剰なトナー供給となる不具合がある。また、特許文献３は、供給される先頭部分のトナーは、画像形成装置が放置されている間に外環境に曝され、水分や放電生成物が付着して研磨機能が低下しているため、十分な研磨ができず、トナー供給先頭部で画像流れが発生し易いという不具合がある。

それゆえに、本発明の主たる目的は、トナーを過剰に消費してしまうことなく、かつ短時間で画像流れの発生を抑制することができる画像形成装置を提供することである。

請求項１に係る発明は、感光体と、感光体の表面を一様に帯電するための帯電チャージャと、感光体の表面を露光することにより感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、感光体の表面に形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像装置と、感光体表面に当接して感光体表面をクリーニングするクリーニング装置とを備えた画像形成装置であって、非画像形成時において、現像装置により感光体にトナーを供給するリフレッシュモードを有しており、該リフレッシュモードはトナー供給量を多く設定した基本単位Ａとトナー供給量を少なく設定した基本単位Ｂとからなり、基本単位Ｂにおける現像装置による感光体へのトナー供給を、画像形成装置放置時に感光体が帯電チャージャに対向していた部分に行うこと、を特徴とする、画像形成装置である。ここで、「基本単位」とは、所定の現像バイアス電圧および現像バイアス時間でトナーを感光体表面に付着させた後、感光体を所定時間回転させることを意味する。また、「感光体が帯電チャージャに対向していた部分」とは、対向部分だけでなく、その近傍を含む。

請求項１の発明では、まずトナー供給量を多く設定した基本単位Ａにて、感光体表面全面にトナーを供給し、十分な量のトナーにより感光体表面に付着した水分のほとんどを素早く除去する。その後、トナー供給量を少なく設定した基本単位Ｂにて、現像装置による感光体へのトナー供給を、画像形成装置放置時に感光体が帯電チャージャに対向していた部分（以下、帯電チャージャ対向部分という。）に行うように、現像バイアスのタイミングを制御する。感光体の帯電チャージャ対向部分の表面に最も多く放電生成物が付着するが、帯電チャージャ対向部分にトナー供給することにより、付着放電生成物が効率良く除去される。

特に、基本単位Ｂにおける感光体に対してのトナー供給を、画像形成装置の電源投入前の放置状態における帯電チャージャの対向位置の前端の直前部分から、帯電チャージャ対向位置の後端までの範囲で行うことが好ましい。対向位置の前端の直前部分からトナーを供給することにより、トナー供給先頭部分のトナー（言い換えると、研磨効果が低いトナー）によらないで放電生成物の除去ができる。その結果、必要最小限のトナー量で画像流れを効果的に抑制することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明に従属する発明であって、画像形成装置の機内温度、機外温度および機外湿度を検出するセンサを備え、センサの検出値に基づいてリフレッシュモードの実施を決定することを特徴とする、画像形成装置である。

画像形成装置の電源ＯＮ時に外環境が高温高湿でない場合には、放電生成物の吸水が少なく、放電生成物による画像流れは置きにくいことから、リフレッシュモードを実施する必要はない。請求項２の発明では、画像形成装置の機内温度、機外温度および機外湿度を検出するセンサの検出値に基づいてリフレッシュモードを実施するかどうかを判断することにより、不必要な動作を省略して画像形成装置の立ち上げ時間を短縮する。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明に従属する発明であって、基本単位Ａの現像バイアス時間が感光体の1周に要する時間以上に設定されていることを特徴とする、画像形成装置である。

請求項３の発明では、基本単位Ａの現像バイアス時間を感光体の1周に要する時間以上に設定することにより、感光体表面全面にトナーが確実に供給されるため、感光体表面に付着した水分を確実に除去することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに係る発明に従属する発明であって、クリーニング装置がクリーニングブレードとクリーニングローラとを備えていることを特徴とする、画像形成装置である。

請求項４の発明では、クリーニング装置がクリーニングブレードとクリーニングローラとを備えているため、感光体表面に付着した水分や放電生成物を確実に除去することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに係る発明に従属する発明であって、トナーが研磨粒子を含有していることを特徴とする、画像形成装置である。

リフレッシュモードの実施に使用されたトナーは、放電生成物や水分が付着すると、研磨能力が低下する。請求項５の発明では、トナーに研磨粒子を含有させているため、トナーの研磨能力の低下を抑えることができる。

請求項６に係る発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに係る発明に従属する発明であって、感光体がアモルファスシリコンからなることを特徴とする、画像形成装置である。

請求項６の発明では、画像流れを生じやすいアモルファスシリコン感光体を用いた画像形成装置であっても、長期的に良好な画像を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置によれば、まずトナー供給量を多く設定した基本単位Ａにて、十分な量のトナーにより感光体表面に付着した水分のほとんどを素早く除去し、その後、トナー供給量を少なく設定した基本単位Ｂにて、帯電チャージャ対向部分にトナー供給することにより、必要最小限の量のトナーにより感光体表面に付着した放電生成物を効率良く除去する。この結果、トナーを過剰に消費してしまうことなく、かつ短時間で画像流れの発生を抑制することができる画像形成装置が得られる。

本発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。

図１は本発明に係る画像形成装置（カラーレーザプリンタ）の１例を示す概略構成図である。

画像形成装置１の本体下部には、積載された用紙束を収容する給紙カセット等の給紙部２が設けられている。この給紙部２の一端部には、積載された用紙Ｐを最上位紙から１枚ずつ給紙するための分離給送手段３が設けられている。

給紙部２の上方には、本体右側面部から本体左側面部へ略水平に延び、さらに上方へ延びて本体上面に形成された排紙トレイ４に至る搬送路５が形成されている。この搬送路５に沿って上流側から順に分離給送手段３、搬送ローラ対６、二次転写ローラ７、定着ローラ対８、搬送ローラ対９，１０及び排紙ローラ対１１が配置されている。

水平方向の搬送路５の上方には無端状の中間転写ベルト１２が回転自在に配設されている。中間転写ベルト１２は、駆動ローラ１３、従動ローラ１４、テンションローラ１５および一次転写ローラ１６に懸架されており、駆動ローラ１３が回転駆動されることにより、ローラ１４，１５，１６とともに矢印のように時計方向に回転されるようになっている。また、駆動ローラ１３は中間転写ベルト１２を介して二次転写ローラ７と当接し、中間転写ベルト１２の回転方向においてこの当接部（二次転写領域）の下流部にクリーニングブレード１７が駆動ローラ１３に圧接するように中間転写ベルト１２に当接している。一次転写ローラ１６は中間転写ベルト１２を介して静電潜像担持体である感光体ドラム１８と当接している。感光体ドラム１８はアモルファスシリコンなどからなる。

感光体ドラム１８は図示しない駆動装置によって反時計方向に回転駆動され、その回転方向に沿って順に非接触型帯電器である帯電チャージャ１９、現像ユニット２０、一次転写ローラ１６、クリーニングローラ２１、クリーニングブレード２２が配設されている。現像ユニット２０の上方には、既知の光学系を利用したレーザ光学ユニット２４が配置されている。

現像ユニット２０は、全体が略円筒形状であり、その両端部で回転自在に支持されている。この現像ユニット２０の内部は、十字型の仕切り壁２０ａにより４つの部屋に区切られ、ここにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の各色のトナーに対応して４つの現像器２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋがそれぞれ構成されている。なお、図示する現像器の配置は一例であって、これには限定されない。

各現像器２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋは、個別に回転駆動される現像ローラ２６，２７，２８，２９をそれぞれ備えている。また、現像ユニット２０には、駆動部がクラッチを介して接続されており（図示しない）、この駆動部を駆動することで現像ユニット２０が回転して、いずれかの現像器の現像ローラを選択的に感光体ドラム１８に対向配置させ、現像動作が行われるようになっている。

次に、以上の構成からなる画像形成装置１による画像形成動作について説明する。まず、感光体ドラム１８が回転駆動すると、帯電チャージャ１９が放電を開始し、感光体ドラム１８の表面１８ａが一様に帯電される。そして、入力された画像信号に基づいて、レーザ光学ユニット２４が動作し、帯電後の感光体ドラム１８上にレーザ光Ｌが照射され、感光体ドラム１８の表面１８ａに静電潜像が形成される。こうして形成された静電潜像は現像ユニット２０によって所定の現像バイアス電圧を印加された現像ローラ２６，２７，２８，２９から感光体ドラム１８の表面にトナーが付与され、トナー像として現像される。なお、本実施形態では、感光体ドラム１８が帯電され、露光により形成された静電潜像が現像されることを、後述のリフレッシュモードに対して、印字モードという。

モノクロ画像形成の場合には、現像器２５Ｋの現像ローラ２９のみを静電潜像の形成された感光体ドラム１８に対向配置させてブラックのトナー像を感光体ドラム１８の表面１８ａに形成する。カラー画像形成の場合には、駆動部を駆動することで現像ユニット２０を回転させ、４つの現像器２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋの各現像ローラ２６，２７，２８，２９を順次選択的に感光体ドラム１８に対向配置させ、各色のトナー像を感光体ドラム１８の表面１８ａに形成する。

このようにして感光体ドラム１８の表面１８ａに形成されたトナー像は、一次転写ローラ１６によって、時計方向に回転する中間転写ベルト１２上に一次転写される。すなわち、モノクロ画像形成の場合には、感光体ドラム１８の表面１８ａに形成されたブラックのトナー像を一次転写ローラ１６によって回転する中間転写ベルト１２上に転写してモノクロ画像を形成する。カラー画像形成の場合には、感光体ドラム１８の表面１８ａに形成された各色のトナー画像を一次転写ローラ１６によって順次回転する中間転写ベルト１２上に転写し、これらを重ね合わせてカラー画像を形成する。なお、カラー画像形成の場合、一次転写動作中にはクリーニングブレード１７は中間転写ベルト１２より離間されている。

そして、所定の二次転写領域において、分離給送手段３によって給紙部２から給紙され、さらに搬送ローラ対６により搬送路５を搬送されてきた用紙Ｐ上に、二次転写ローラ７によって中間転写ベルト１２上のモノクロ画像又はカラー画像が一括で二次転写される。

このようにして、モノクロ画像又はカラー画像が転写された用紙Ｐは、搬送路５を略水平方向に搬送され、定着ローラ対８により用紙Ｐ上のトナー像が加熱されて定着される。定着後、用紙Ｐは搬送ローラ対９の下流部で搬送方向を上方に変えられ、搬送ローラ対１０によりさらに搬送路５を搬送され、最終的に排紙ローラ対１１により排紙トレイ４上に排紙される。

なお、一次転写されないで感光体ドラム１８上に残ってしまう未転写トナーは、クリーニングローラ２１及びクリーニングブレード２２で除去される。二次転写されないで中間転写ベルト１２上に残った未転写トナーはクリーニングブレード１７によって除去される。除去されたトナーは回収スクリューなどのトナー回収装置によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。

感光体ドラム１８は感光層がアモルファスシリコンからなり、外径は２８〜３２ｍｍであり、線速１４０〜１６０ｍｍ/秒で回転駆動されている。

クリーニングローラ２１は、外径６〜１０ｍｍの軸芯の上に発泡性の合成ゴムまたはプラスチック等を形成した外径１０〜１４ｍｍの弾性ローラである。クリーニングローラ２１は感光体ドラム１８に圧接され、かつ感光体ドラム１８の約０．７倍の速度で感光体ドラム１８の回転方向とは逆回転方向に駆動されている。このため、感光体ドラム１８の表面１８ａを研磨する作用は、クリーニングブレード２２だけでなくクリーニングローラ２１によっても生じる。使用する合成ゴムまたはプラスチックとしては、弾性を有する軟質ゴムまたは軟質プラスチックであるのが好ましく、例えばブタジエンゴム、ウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の合成ゴム、熱可塑性エラストマー等の材料が用いられる。クリーニングブレード２２とクリーニングローラ２１とを備えているため、感光体ドラム１８の表面１８ａに付着した水分や放電生成物を確実に除去することができる。

クリーニングローラ２１の硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で３０〜６０度の範囲が好ましい。硬度が３０度未満の場合は、クリーニングローラ２１と感光体ドラム１８との接触面積が大きくなるためジッタノイズが現れやすくなる。また、硬度が６０度を超える場合は、感光体ドラム１８への接触状態が不均一となり、感光体ドラム１８の表面研磨にムラが生じやすくなる。ジッタノイズ抑制の観点、およびクリーニングローラ２１表面のトナー保持性の観点から発泡系のローラが望ましい。ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度は、例えば分子計器社製Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計を用いて測定することができる。

クリーニングローラ２１は、その両端部から２本の押圧力４〜８Ｎのバネによって、感光体ドラム１８への圧接力が付与されている。圧接力が強すぎるとジッタノイズが顕著となり、また圧接力が弱すぎると研磨作用がなくなってしまう。

本実施形態で使用されているトナーは、研磨剤を含んでいる。リフレッシュモードの実施に使用されたトナーは、放電生成物や水分が付着すると、研磨能力が低下するが、トナーに研磨剤が含まれているため、トナーの研磨能力の低下を抑えることができる。該研磨剤としては特に限定されないが、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミナ等を挙げることができる。研磨剤は、トナーに対して０．５〜５．０質量％添加するのが好ましい。添加量が０．５質量％未満では感光体ドラム１８表面の研磨不足となり、感光体ドラム１８の表面１８ａに付着した吸湿性の放電生成物を充分除去し得ないため、高温高湿時において画像流れが発生し、画像欠陥となってしまう。また、添加量が５．０質量％を超えると、印字物の色目に濁りを生じたり、あるいはトナーの流動性が極端に悪化したりするため、画像濃度低下、耐久性悪化の弊害を招く。また、研磨剤は、平均粒径が０．０１〜１μｍであることが好ましい。これにより、転写残トナーを介してクリーニングローラ２１により感光体ドラム１８の表面１８ａを研磨する効果が増すため、放電生成物の除去を効果的に行うことができる。本実施形態では、各色トナー中に研磨剤として、酸化チタンを一部添加したものを使用した。

次に、画像形成装置１によるリフレッシュモードの動作について説明する。画像形成装置１の電源スイッチをＯＮすると、放置時に感光体ドラム１８が帯電チャージャ１９に対向していた位置を検出し、その位置を後述の制御装置３０のメモリに記憶する。このため、感光体ドラム１８の回転駆動をステッピングモータで行い、感光体ドラム１８と帯電チャージャ１９の位置を正確に検出する。

リフレッシュモードでは、感光体ドラム１８の帯電を行わず、ブラックの現像器２５Ｋに現像バイアスを印加（バイアス現像）することによってブラックトナーを感光体ドラム１８に付着させる。そして、一次転写で逆バイアスを印加することにより、感光体ドラム１８上に付着したブラックトナーのほとんどがクリーニングローラ２１、クリーニングブレード２２に達するようにし、これにより感光体ドラム１８の表面１８ａの研磨を行う。制御装置３０（図１参照）は、リフレッシュモードと印字モード間の切り替え、およびリフレッシュモードにおける印加バイアス制御並びに感光体ドラム１８の回転の制御を行う。

リフレッシュモードは、図２に示すように、感光体ドラム１８にブラックトナーを現像バイアスにより付着させた後、一定時間感光体ドラム１８を回転させることを基本単位とし、この基本単位を繰り返すことにより構成されている。この基本単位は、トナー供給量を多く設定した基本単位Ａと、トナー供給量を少なく設定した基本単位Ｂとからなる。

現像バイアス電圧は、感光体ドラム１８の電位に対して、例えば正帯電トナーを用いた場合、直流電圧Ｖｄｃを＋５０〜２００Ｖとするのがよく、これに交流電圧を重畳させるのがよい。交流電圧としては、Ｖ_P-P（ピーク交流バイアス）が０．５〜２．０ｋＶ、周波数ｆが２〜４ｋＨｚであるのがよい。感光体ドラム１８に付着するトナー量は、現像バイアス電圧と現像バイアス時間により変わる。

基本単位Ａでは、現像バイアス時間は、感光体ドラム１８が１周（１回転）に要する時間以上に設定することが望ましい。このように設定することにより、感光体ドラム１８表面全面にトナーが確実に供給されるため、感光体ドラム１８表面に付着している水分のほとんどをトナーによって確実に除去することができる。

一方、基本単位Ｂでは、現像バイアス時間は、感光体ドラム１８が１／２０〜１／２周に要する時間程度に設定することが望ましい。現像バイアス時間が短すぎると、研磨に寄与するトナー量が少なすぎて感光体ドラム１８の表面１８ａを研磨して感光体ドラム１８の表面１８ａに付着した放電生成物や水分を抑制する効果がなくなる。また、現像バイアス時間が長すぎると、研磨に寄与しないトナーが増えるのみである。

さらに、図３に示すように、基本単位Ｂにおける現像装置による感光体へのトナー供給を、画像形成装置１を放置している際に感光体ドラム１８が帯電チャージャ１９に対向していた部分（その近傍を含む）Ｒ１に行うように、現像バイアスのタイミングを制御する。帯電チャージャ対向部分Ｒ１に相当する感光体ドラム１８の表面１８ａに最も多く放電生成物が付着するが、帯電チャージャ対向部分Ｒ１にトナー供給することにより付着放電生成物が除去される。特に、基本単位Ｂにおける感光体ドラム１８に対してのトナー供給を、画像形成装置１の電源投入前の放置状態における帯電チャージャ１９の対向位置の前端の直前部分から、帯電チャージャ対向位置の後端までの範囲（図３中、Ｒ２で表示した範囲）で行うことが好ましい。対向位置の前端の直前部分からトナーを供給することにより、トナー供給先頭部分のトナーによらないで放電生成物の研磨による除去ができる。その結果、必要最小量のトナー量で画像流れを効果的に抑制することができる。

感光体ドラム１８の回転時間は、基本単位Ａでは５〜４０秒，基本単位Ｂでは５〜４０秒以内であることが望ましい。感光体ドラム１８の回転時間が短すぎると、トナーによる感光体ドラム１８表面の吸水効果、研磨効果が十分発揮されない。また、感光体ドラム１８の回転時間が長すぎると、クリーニングローラ２１と感光体ドラム１８との間に介在するトナーが少なくなるとともに、介在するトナー量が回転軸方向において不均一になり研磨作用にムラを生じる。

また、研磨に使用されたトナーには放電生成物や水分が付着し、この付着に伴いトナーの研磨能力は低下する。最適化を図った結果、基本単位Ａでは、現像バイアス電圧Ｖｄｃは５０〜１５０Ｖ、現像バイアス時間は６００〜８００ミリ秒であるのが好ましく、かつ感光体ドラム１８の回転時間は８〜１２秒であるのが好ましいことがわかった。基本単位Ｂでは、現像バイアス電圧Ｖｄｃは１００〜１５０Ｖ、現像バイアス時間は１１０〜１３０ミリ秒であるのが好ましく、かつ感光体ドラム１８の回転時間は８〜１２秒であるのが好ましいことがわかった。研磨力の高いトナーを少量ずつ頻繁に送り込むことで、感光体ドラム１８の表面１８ａの研磨能力を高めることができる。

以上のように、画像形成装置１によるリフレッシュモードは、まずトナー供給量を多く設定した基本単位Ａにて、感光体ドラム１８の表面１８ａ全面にトナーを供給し、十分な量のトナーにより感光体ドラム１８の表面１８ａに付着した水分のほとんどを素早く除去することができる。その後、トナー供給量を少なく設定した基本単位Ｂにて、帯電チャージャ対向部分Ｒ１にトナー供給することにより、必要最小限の量のトナーにより感光体ドラム１８の表面１８ａに付着した放電生成物を効率良く除去することができる。

さらに、画像形成装置１は、環境温度（機内温度）、環境湿度（機内湿度）を検出するセンサ３２（図１参照）を有しており、例えば環境温度が２６℃以上、環境湿度が７０％以上の場合で、かつ機内温度が低いと判断された場合に、リフレッシュモードが実施される。一方、画像形成装置１の電源ＯＮ時に外環境が高温高湿でない場合には、放電生成物の吸水が少なく放電生成物による画像流れは置きにくいことから、リフレッシュ動作を省略して画像形成装置１の立ち上げ時間を短縮する。機内温度の判断は、機内温度センサ３３を設けてその検出結果で行ってもよいし、定着器に設けられているサーミスタ温度等で代用してもよい。本実施形態では、サーミスタ温度が１００℃未満のときに機内温度が低いと判断している。また、予期せぬ事態により画像流れが発生した場合、例えば画像形成装置の置かれている環境の急変により感光体ドラム１８の表面１８ａが結露してしまった場合、画像形成装置１の操作パネルからユーザーがリフレッシュモードの実施を選択することができるようになっていることが望ましい。

この画像形成装置１を用いて画像流れの評価を行った。感光体ドラム１８は感光層がアモルファスシリコンからなり、外径は３０ｍｍであり、線速１５１ｍｍ/秒で回転駆動された。クリーニングローラ２１は、外径８ｍｍの軸芯の上に発泡ＥＰＤＭを形成した外径１２ｍｍの弾性ローラであり、押圧力６Ｎのバネ２本で感光体ドラム１８を圧接しており、線速は１０５ｍｍ/秒であった。また、クリーニングローラ２１の硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で５０度であった。

画像形成装置１は、温度２３℃で相対湿度５０％の環境下（以下、通常環境下という。）に置かれ、各色印字率３％のカラー画像形成を計１０，０００枚行い、感光体ドラム１８表面に放電生成物を故意に発生させた。１０，０００枚のカラー画像形成終了後、画像形成装置１の電源をＯＦＦした状態で温度３０℃、相対湿度８０％の環境下（以下、高温高湿環境下という。）に１２時間放置した。放置後、画像形成装置１の電源をＯＮにし、リフレッシュ動作を行って印字可能状態とした。

リフレッシュモードの基本単位Ａは、現像バイアス電圧Ｖｄｃ７０Ｖ、現像バイアス時間６５０ミリ秒、感光体ドラム１８の回転時間１０秒に設定した。また、基本単位Ｂは、現像バイアス電圧Ｖｄｃ１２０Ｖ、現像バイアス時間１２０ミリ秒、感光体ドラム１８の回転時間１０秒に設定した。バイアス現像は、１２時間放置の際に帯電チャージャ１９の対向部に相当する感光体ドラム１８の表面１８ａに常にバイアス現像のトナーが供給できるように、バイアス現像のタイミングを制御した。基本単位Ａのバイアス電圧Ｖｄｃを基本単位Ｂのバイアス電圧Ｖｄｃの約半分に設定しているため、基本単位Ａの感光体ドラム１８上の単位面積当たりのトナー量は基本単位Ｂの約半分である。このリフレッシュ動作の後、文字画像を印字した。その印字状態を目視にて確認し、画像流れ評価を行った。動作条件および評価結果は表１に示している。

画像流れの評価は、３段階のランクで評価した。
ランクＡ：文字の流れがほとんど観測されない。
ランクＢ：文字の流れがややあるものの許容レベルである。
ランクＣ：文字の流れがひどい。

また、表１中の「リフレッシュモード総トナー消費量」は、各例での総トナー消費量の相対比較値である。基本単位Ｂにおける、現像バイアス時間１００ミリ秒でのトナー消費量を「１」として計算した。

（実施例１と実施例２）
実施例１は、トナー供給量を多く設定した基本単位Ａを１回実施した後に、トナー供給量を少なく設定した基本単位Ｂを３０回繰り返した。実施例２は基本単位Ａを１回実施した後、基本単位Ｂを２５回繰り返した。そして、実施例１，２の基本単位Ｂにおいては、感光体ドラム１８へのトナー供給を、画像形成装置放置時に感光体ドラム１８が帯電チャージャ１９に対向していた部分（帯電チャージャ対向部分）Ｒ２に行うように、現像バイアスのタイミングを制御した。

実施例１と実施例２は文字の流れは良好で、ランクＡまたはＢであった。そのため、実施例１と実施例２は総合評価を○とした。

（比較例１〜比較例５）
比較例１，２はそれぞれ、基本単位Ａを１回実施した後に、現像バイアスのタイミング制御を行わない基本単位Ｂを３０回、３５回繰り返した。比較例３〜比較例５はそれぞれ、基本単位Ａを実施しないで、現像バイアスのタイミング制御を行った基本単位Ｂのみを３０回、４０回、４５回繰り返した。

比較例１〜比較例３は、文字の流れがひどく、ランクＣであった。比較例４，５では文字の流れは良好で、ランクＡまたはＢであったものの、リフレッシュモードに要した総時間が実施例１，２よりも長く、またリフレッシュモードで消費した総トナー量も実施例１，２よりも多くなった。そのため、比較例１〜比較例５は総合評価を×とした。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。 画像形成装置のリフレッシュ動作を示すグラフである。 帯電チャージャ対向部分の拡大概略構成図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１２ 中間転写体
１８ 感光体ドラム
１９ 帯電チャージャ
２１ クリーニングローラ
２２ クリーニングブレード
２４ レーザ光学ユニット
２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ 現像器
３０ 制御装置
３２ 温度湿度センサ
３３ 温度センサ

Claims (6)

1. 感光体と、前記感光体の表面を一様に帯電するための帯電チャージャと、前記感光体の表面を露光することにより感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体の表面に形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像装置と、前記感光体表面に当接して感光体表面をクリーニングするクリーニング装置とを備えた画像形成装置であって、
   非画像形成時において、前記現像装置により前記感光体にトナーを供給するリフレッシュモードを有しており、該リフレッシュモードはトナー供給量を多く設定した基本単位Ａとトナー供給量を少なく設定した基本単位Ｂとからなり、
   前記基本単位Ｂにおける前記現像装置による前記感光体へのトナー供給を、画像形成装置放置時に前記感光体が前記帯電チャージャに対向していた部分に行うこと、
   を特徴とする、画像形成装置。
2. 画像形成装置の機内温度、機外温度および機外湿度を検出するセンサを備え、前記センサの検出値に基づいてリフレッシュモードの実施を決定することを特徴とする、特許請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記基本単位Ａのバイアス現像時間が前記感光体の1周に要する時間以上に設定されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング装置がクリーニングブレードとクリーニングローラとを備えていることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. トナーが研磨粒子を含有していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記感光体がアモルファスシリコンからなることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。

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