JP2010032758A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像流れの発生レベルや装置の停止時間に応じて、エージング動作時間を変化させることにより、像流れの解消を的確に行いエージング時間を必用最小限といる。
【解決手段】画像形成装置は、感光体ドラム５２と、感光体ドラム５２を帯電させる帯電部５３と、感光体ドラム５２の露光を行って静電潜像を形成する露光部５１と、静電潜像をトナー像として現像する現像部５４と、感光体ドラム５２に清掃部５５材を当接させて清掃する清掃部５５と、を含む画像形成部５と、トナー像の濃度を検出するための濃度センサ７と、装置の動作を制御する制御部８と、を備え、エージング動作時、制御部８は、エージング前に感光体ドラム５２上に濃度検出用のパターン画像Ｐを形成し、検出体は、パターン画像Ｐの濃度を読み取り、制御部８は、読取結果から像流れの発生レベルを判断し、エージング時間を変化させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、像担持体として感光体ドラムを備え、トナーにより感光体ドラムを研磨して感光体ドラムの付着物を除去する画像形成装置に関する。

いわゆる電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムを帯電装置により帯電させ、露光装置により露光し、画像データにあわせて静電潜像を形成し、現像装置により静電潜像をトナーで現像し、トナー像をシートに転写後、定着させて画像形成が行われる。ここで、画像形成では像流れと言われる現象が生ずることがある。

その原因の１つには、帯電装置は、ワイヤからの放電等により感光体ドラムを帯電させるが、この帯電動作時に、いわゆる帯電生成物が生ずることが挙げられる。帯電装置は比較的大きい電圧で感光体ドラムを帯電させるが、この高電圧によりオゾンが発生し、このオゾンが、装置内のトナー等の粉塵やその他空気中の成分と反応する等により帯電生成物が生ずる。この帯電生成物は感光体ドラムに降りかかり付着する。又、オゾンは、感光体ドラムの表面を酸化して水分を吸着させやすくし、特に、近年良く用いられるアモルファスシリコンを用いた感光体ドラムは、この傾向が強い。

そして、感光体ドラムに、帯電生成物や、帯電生成物にあわせて空気中や結露等によって水分が付着すると、帯電生成物が水分に溶け込む等により、付着部分での感光体ドラムの表面の抵抗が下がり、帯電による電荷が流れ、電位を保てなくなる。これにより、擦すられ、全体的に流れたような画像（像流れ）が形成され、画像品質の低下の要因となる。

そこで、感光体ドラムにトナーを付着させ、ブレードや摺擦ローラ等により感光体ドラムを研磨して帯電生成物を取り除く、いわゆるエージングと呼ばれる方法により画像を復帰させる（像流れを解消する）ことがある。このエージングを行う画像形成装置が特許文献１に記載されている。具体的に、特許文献１には、アモルファスシリコン感光体と、感光体の帯電手段と、静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像を現像する現像手段と、トナー像の濃度を測定する濃度センサと、トナー像を転写する転写手段と、感光体の表面をエージングするエージング手段と、各部材を制御する制御手段とを有し、制御手段は、画像流れを検出用の一定パターン像を現像し、その濃度を濃度センサで測定し、濃度が設定したしきい値以下の時、画像流れが発生したと判断し、エージング手段で感光体の表面をエージング処理させる画像形成装置が記載される（特許文献１：請求項１等参照）。
特開２００４−１２６２９６

ここで、エージング動作では、研磨中に感光体ドラムに十分なトナーを付着させ続けるので多量のトナーが消費される。又、エージングでは、電力を消費し、更に、エージング中、印刷可能となるまでの安定時間の間、使用者は待たされる。一方で、一般に、像流れの発生レベル（発生の度合）に関係なく、エージング時間は一定であり、又、エージング時間は、像流れを十分に解消できるように、余裕を持たせられる（長めに設定される）。

ここで、特許文献１の発明をみると、画像流れ検出用の一定パターンのトナー像の濃度があらかじめ設定したしきい値以下の時、エージングを行うので、確かに、無駄なエージングの実行がないという利点を有する。しかし、像流れの発生を一定の閾値でしか判断しないため、軽微な像流れが発生した状態が続く場合や、閾値を僅かに超えた場合でも、一定時間のエージングが施され、必要以上にエージング動作が行われる場合がある。即ち、エージングは、像流れの発生レベルにあわせて行えないという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑み、像流れの発生レベルや装置の停止時間に応じ、エージング動作時間を変化させることで、像流れを的確に解消しつつ、エージング時間を必要最小限とし、トナー消費や消費電力の低減や印刷可能となるまでの使用者の待ち時間の短縮を課題とする。

上記課題を解消するために、請求項１に記載の画像形成装置は、周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムを帯電させる帯電部と、帯電後の前記感光体ドラムの露光を行って静電潜像を形成する露光部と、トナーを供給して静電潜像をトナー像として現像する現像部と、前記感光体ドラムに清掃部材を当接させて清掃する清掃部と、を含む画像形成部と、前記感光体ドラムに形成されたトナー像の濃度を検出するための検出体と、装置の各部材の動作を制御する制御部と、を備え、前記感光体ドラムにトナーをのせ回転させて、前記清掃部材により研磨して前記感光体ドラムの表面の清掃を行うエージング動作時、前記制御部は、エージング前に前記感光体ドラム上に濃度検出用のパターン画像を形成し、前記検出体は、前記パターン画像を読み取り、前記制御部は、前記検出体の読み取り結果から像流れの発生レベルを判断し、発生レベルに応じてエージング時間を変化させることとした。

この構成によれば、制御部は、検出体の読取結果に応じ、エージング時間を変化させるので、像流れの発生レベルに応じ、確実に像流れを解消する必要最小限の時間でエージングを行うことができる。従来、像流れが重度に発生しても像流れを解消できるように、時間に余裕を持たせてエージングが行われていたが、この構成によれば、像流れの発生レベルが低ければ、エージング時間が短くなり、トナー消費量、消費電力を削減することができ、印刷可能となるまでの使用者の待ち時間も短縮することができる。従って、低ランニングコストで、利便性、生産性の高い画像形成装置を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記感光体ドラムの停止時間を計時する計時部を備え、エージング動作時、前記制御部は、前記感光体ドラムの停止時間が長いほどエージング時間を延長するようにエージング時間を変化させることとした。感光体ドラムの停止時間が長いほど、同じ部分に帯電生成物が降り積もるので、像流れの発生レベルが重くなりやすいが、この構成によれば、感光体ドラムの停止時間を考慮して、エージング時間を変化させるので、エージングを必要最小限の時間で実行しつつも、確実に像流れを解消することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の発明において、データを記憶しておくための記憶部を有し、前記記憶部には、前記検出体の読取結果及び前記感光体ドラムの停止時間に対し、実施すべきエージングの時間を予め定めたテーブルを記憶し、前記制御部は、前記記憶部に記憶されるテーブルに基づきエージング時間を決定することとした。この構成によれば、記憶部に記憶されるテーブルのデータに基づきエージング時間を決定するので、複雑な演算なしに容易かつ迅速にエージング時間を決定することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の発明において、前記感光体ドラムが形成したトナー像が転写される中間転写部を備え、前記検出体は、前記感光体ドラムではなく、前記中間転写部に転写されたトナー像を読取可能な位置に配されることとした。カラーの画像形成装置では、各色のトナー像を重ね合わせるため中間転写部を備える場合があるところ、この構成によれば、検出体は、感光体ドラムではなく、中間転写部に転写されたトナー像を読取可能な位置に設けるので、各感光体ドラムに検出体を設けずに、中間転写部に対向して１つ設けるだけで、各色のトナーのパターン画像の濃度を検出することができる。従って、製造コストを削減することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の発明において、前記感光体ドラムは、周面にアモルファスシリコンによる層を有し、前記帯電部は、ワイヤから放電によって前記感光体ドラムを帯電させることとした。この構成によれば、特に、帯電生成物による像流れが発生しやすい場合があるアモルファスシリコンの感光体ドラムと、ワイヤによる帯電装置を用いた画像形成装置でも、エージングを必要最小限の時間で実行し、確実に像流れを解消するとともに、トナー消費量、消費電力の削減や使用者の待ち時間短縮を達成することができる。

上述したように、像流れ検出用パターン画像の濃度検出結果や感光体ドラムの停止時間に応じ、像流れの発生レベルを判断し、像流れが重度に発生している場合には長く、像流れが軽度の場合は、像流れが重度に発生している場合に比べエージング時間を短くするので、像流れの発生レベルにあわせてエージング時間を決定することができる。

以下、図１〜７に基づき、本発明の実施形態について説明する。但し、本実施形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

（画像形成装置の概略構成）
まず、図１乃至３に基づき、本実施形態に係る複合機１（画像形成装置に相当）について構造、動作の概略を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る複合機１の構成の一例を示す正面模型的断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成ユニット５０の構成の一例を示す拡大模型的断面図である。図３は、本発明の実施形態に係る濃度センサ７の一例を示す概略構成図である。

図１に示すように、本実施形態の複合機１は、正面前方に操作パネル２を有し、最上部に原稿カバー１ａを有し、その下部に画像読取部２３を有する。又、内部にシート供給部３、シート搬送路３１、定着部４、画像形成部５、中間転写部６を主構成として有する。

前記操作パネル２（破線で図示）は、メニュー画面を表示し、タッチパネルにより機能の設定入力が可能な液晶表示部２１や、スタートキー、コピー、プリンタ、スキャナ、ＦＡＸのうち使用する機能を選択するための機能選択キー２２等が設けられる。従って、使用者は、操作パネル２を操作して複合機１の動作の設定入力を行うことができる。

前記画像読取部２３は、上面にコンタクトガラス２４を備え、コピー時やスキャン時、コンタクトガラス２４に載置された原稿を読み取る。そして、画像読取部２３内に、露光ランプ、ミラー、レンズ、イメージセンサ（例えば、ＣＣＤ）等（いずれも不図示）が配され、原稿に光を照射し、その反射光をイメージセンサに導き、イメージセンサの出力をＡ／Ｄ変換して原稿の画像データを得る。そして、原稿カバー１ａは、図１の紙面奥側に支点を有し上下に開閉可能であり、コンタクトガラス２４に載置された原稿を押さえる。尚、原稿カバー１ａに変え、複数の原稿を１枚ずつ連続的、自動的に画像読取部２３の読み取り位置に送り出す原稿搬送装置（不図示）が取り付けられても良い。

前記シート供給部３は、本体内最下部に配され、その内部にコピー用紙、ラベルシート、ＯＨＰシート等、各種、各サイズのシートが収容される。シート供給部３は、画像形成を行う旨が複合機１に入力されると、１枚ずつシートをシート搬送路３１に送り出す。前記シート搬送路３１は、複合機１の内部左側を垂直上方にシートをシート供給部３から排出トレイ３２まで搬送する通路である（図１に搬送方向を破線矢印で図示）。シート搬送路３１には、シートを案内するためのガイド板３３や、モータ、ギア等からなる駆動機構（不図示）に接続され回転駆動する搬送ローラ対３４が設けられる。又、シートを２次転写ローラ６６と中間転写ベルト６４のニップにタイミングを合わせて進入させるレジストローラ対３５が、２次転写ローラ６６の下方に設けられる。

次に、図１及び図２に基づき、画像形成部５を説明する。図１に示すように、画像形成部５は、シート供給部３の上方かつ、中間転写部６の下方に設けられる。そして、画像形成部５は、図１の左側から、ブラック用の画像形成ユニット５０Ｋ、イエロー用の画像形成ユニット５０Ｙ、マゼンタ用の画像形成ユニット５０Ｍ、シアン用の画像形成ユニット５０Ｃの順で並列された複数の画像形成ユニット５０と、その下方に設けられ、複数の感光体ドラム５２に対しレーザ光による走査・露光を行う露光部５１で構成される。又、各画像形成ユニット５０Ｋ〜５０Ｃは、ベルト清掃装置６５と２次転写ローラ６６との間で、中間転写ベルト６４に近接して並列配置される。尚、各画像形成ユニット５０Ｋ〜５０Ｃの配置の順番は変更可能である。

次に、使用するトナーの色が異なるものの、各画像形成ユニット５０Ｋ〜５０Ｃは構造が共通するので、以下では特に説明する場合を除き、「Ｋ」、「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」の記号は省略しつつ、図２に基づき、各画像形成ユニット５０について説明する。尚、図２中の矢印は、各部材の回転方向を示す。

図２に示すように、各画像形成ユニット５０は、周面にトナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム５２と、帯電部５３、現像部５４、清掃部５５等で構成される。そして、各画像形成ユニット５０では、ユーザ端末１００等から受信した文字や図形、模様等の画像データに基づき、露光部５１により各感光体ドラム５２上に静電潜像が形成され、この静電潜像を各現像部５４により可視像（トナー像）に現像する。

像担持体としての感光体ドラム５２は、アルミニウム等で構成される導電性基体の外周面に、感光層を設けた円筒状の部材であり、その表面にトナー像を担持する。尚、本実施形態の感光体ドラム５２は、周面にアモルファスシリコンの感光層を有する。

帯電部５３は、感光体ドラム５２の表面を所定電位に帯電させる。本実施形態の帯電部５３は、感光体ドラム５２を帯電させ、放電ワイヤＷを電極として高電圧印加部５３ａ（図５参照）により高電圧（絶対値が大きい）を印加して放電するコロナ放電器である。尚、ローラ、ブラシ等による帯電を行っても良い。露光部５１は、画像データにあわせて半導体レーザ装置（不図示）のＯＮ／ＯＦＦを行い、形成すべき画像の画像データにあわせレーザ光を照射し、帯電後の感光体ドラム５２の走査・露光を行って、静電潜像を形成する。尚、露光部５１には、例えば、アレイ上のＬＥＤユニットが採用されてもよい。現像部５４は、トナーを収容し、トナーを所定の電位に帯電させる。又、現像部５４には、トナーを担持する現像ローラ５４ａが設けられ、現像時には現像ローラ５４ａに所定電圧を印加して、トナーを飛翔させて静電潜像が形成された感光体ドラム５２にトナーを供給する。これにより、静電潜像がトナー像として現像される。

清掃部５５は、感光体ドラム５２の軸線方向に沿って当接するクリーニング部材としてのブレード５５ａ及び摺擦ローラ５５ｂを有する。ブレード５５ａを当接させ、又、摺擦ローラ５５ｂを感光体ドラム５２と同方向に回転させ摺擦、研磨することにより、感光体ドラム５２から中間転写ベルト６４に転写されずに残留したトナーや感光体ドラム５２に付着した水分、帯電生成物等を回収、除去する。

次に、図１に戻り、中間転写部６を説明する。中間転写部６は、各感光体ドラム５２からトナー像が１次転写され、シートに２次転写を行う部分であり、駆動ローラ６１、２本の従動ローラ６２、４本の１次転写ローラ６３、これら複数のローラに周回可能に張架される中間転写体としての無端状の中間転写ベルト６４、ベルト清掃装置６５、２次転写ローラ６６等で構成される。駆動ローラ６１は、２次転写ローラ６６に対向して配されるローラで、中間転写部６のうち図１の左方に配される。この駆動ローラ６１には、モータ・ギア等から構成される駆動機構（不図示）が接続され、駆動ローラ６１は回転駆動する。

この駆動ローラ６１により、中間転写ベルト６４は、図１で時計回りに周回する。各１次転写ローラ６３は、各感光体ドラム５２に対向して配され、感光体ドラム５２に向けて中間転写ベルト６４に圧接し、感光体ドラム５２と１次転写ローラ６３の間に中間転写ベルト６４が挟まれる。ベルト清掃装置６５は、図１においてシアン用画像形成ユニット５０Ｃの右側に設けられ、２次転写後に中間転写ベルト６４表面に残留するトナー等を除去し、回収する。又、２次転写ローラ６６は、駆動ローラ６１に対向し、駆動ローラ６１方向に中間転写ベルト６４に圧接する。

ここで、トナー像の転写プロセスを説明すると、各１次転写ローラ６３には、所定の電圧が印加され、各感光体ドラム５２が担持する各色のトナー像は、中間転写ベルト６４表面にタイミングを合わせて重ね合わされ、１次転写される。そして、レジストローラ対３５はタイミングをあわせてシートを搬送し、中間転写ベルト６４上のトナー像とシートが中間転写ベルト６４と２次転写ローラ６６のニップに同時に進入する。この時、２次転写ローラ６６に、所定の電圧が印加され、その結果、中間転写ベルト６４からシートにトナー像が転写される。

前記定着部４は、２次転写部の上方に配され、２次転写されたトナー像をシートに定着させる。また、定着部４は、本実施形態では、シートのトナー像に接し、発熱体を内蔵する加熱ローラ４１と、これに圧接する加圧ローラ４２とを有し、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２のニップに２次転写後のシートを進入させてトナー像をシートに定着させる。そして、定着の完了後のシートは排出トレイ３２に排出され、画像形成が完了する。

次に、図１乃至３に基づき、本発明の実施形態に係る濃度センサ７（検出体に相当）の配置、構成及びトナー像の読み取りについて説明する。

濃度センサ７は、感光体ドラム５２に形成されたトナー像を読み取り、トナー像の濃度を検出するために設けられる。そして、この濃度センサ７は、像流れ検出用のトナー像としてのパターン画像Ｐを読み取る。本発明は、この像流れ検出用のパターン画像Ｐの読み取り結果により、感光体ドラム５２にトナーをのせ、清掃部５５により研磨して感光体ドラム５２の表面の清掃を行うエージング動作の時間が決定される点に特徴を有する。尚、像流れ検出用パターン画像Ｐの画像データは、後述の記憶部８２（図５参照）に記憶されエージング実行前に読み出され、利用される。

この像流れ検出用パターン画像Ｐを読み取りのため、濃度センサ７は、例えば、図２に示すように、各画像形成ユニット５０において、各現像部５４と中間転写ベルト６４の間に設けることができる。又、本実施形態の複合機１のように中間転写部６を有する場合、中間転写ベルト６４に転写された像流れ検出用パターン画像Ｐを読み取っても像流れの発生とそのレベルを検出することができるから、図１に示すように、駆動ローラ６１と画像形成ユニット５０Ｋの間に濃度センサ７を１つ設けるようにして、コスト削減を図っても良い（尚、図１では、両方に設ける場合を図示している）。即ち、濃度センサ７は、各感光体ドラム５２に対向させて１つ設けても良く、中間転写ベルト６４に対向して１つ設けても良く、中間転写ベルト６４の有無等を考慮して設置数を定めればよい。

次に、図３に基づき、濃度センサ７の概略構成を説明する。本実施形態の濃度センサ７は、発光部７１と受光部７２Ａ、７２Ｂを有し、発光部７１が感光体ドラム５２や中間転写ベルト６４の表面を照射する。このとき照射された光は偏光板７５ＡによってＰ波（入射面に平行な光）、Ｓ波（入射面に垂直な光）に分離されＰ波のみが感光体ドラム５２や中間転写ベルト６４上のトナー像へ到達する。トナー像へ照射された光は再びＰ波、Ｓ波の成分を持ちながら反射し受光部７２Ａ、７２Ｂへ照射されるが、入射時に再度偏光板７５ＢによってＰ波、Ｓ波に分離され、それぞれが受光部７２Ａ（Ｓ波反射光受光部）、７２Ｂ（Ｐ波反射光受光部）へ照射され受光する。尚、発光部７１は、例えばＬＥＤやレーザダイオード等の発光素子で構成でき、受光部７２Ａ、７２Ｂは、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光により電流（電圧）を出力する受光素子で構成できる。

そして、受光部７２Ａ、７２Ｂの出力は、感光体ドラム５２や中間転写ベルト６４の表面の反射光を受けている場合と、トナー像の反射光を受けた場合とではＰ波、Ｓ波の強度比率が異なるためそれぞれの出力比率は異なる。又、トナー像の反射光を受けた場合でも、光のＰ波、Ｓ波の吸収度や反射率等の差により、読み取ったトナー像の濃度により、受光部７２Ａ、７２Ｂの出力比率は異なる。この出力比率を演算するため、受光部７２Ａと受光部７２Ｂの出力は、ＣＰＵ８１に入力される。そして、ＣＰＵ８１が受光部７２Ａ、７２Ｂの出力比率を演算する。

このように、トナー像の濃度や読み取ったトナー量と受光部７２Ａ，７２Ｂの出力比率には、対応する関係があり、その関係を予め実験等で取得しておき、例えば、制御部８の記憶部８２（図５参照）に、色ごとにトナー像の濃度と出力比率との対応関係をデータとして、例えば、テーブル化して記憶しておく。そして、濃度検出（測定の際）、受光部７２Ａ，７２Ｂの出力を受け、制御部８に配されるＣＰＵ８１（図５参照）が、トナー量に応じ、各受光部７２の出力からトナー像の濃度を演算して、トナー像の濃度を検出することができる。

尚、図３に示すように、ＣＰＵ８１から発光部７１の発光のＯＮ／ＯＦＦや発光量の調整等のため、ＣＰＵ８１のディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部７３を設けることができる。又、ＣＰＵ８１で扱えるように、受光部７２Ａのアナログ出力をディジタル値に変換するＳ波用のＡ／Ｄ変換部７４Ａを設けることができ、又、受光部７２Ｂのアナログ出力をディジタル値に変換するＰ波用のＡ／Ｄ変換部７４Ｂを設けることができる。

次に、図４に基づき、本発明の実施形態に係る像流れ検出用パターン画像Ｐを説明する。図４は、本発明の実施形態に係る像流れ検出用パターン画像Ｐの一例を示す図であり、（ａ）は、中間転写ベルト６４の外周面の展開図、（ｂ）は、感光体ドラム５２の周面の展開図である。

図４（ａ）に示すように、例えば、各色の像流れ検出用パターン画像Ｐは、中間転写ベルト６４の主走査方向の略中心位置に、中間転写ベルト６４の周回方向（副走査方向）に延びて形成される。そして、この画像を読み取る位置に濃度センサ７が配される。即ち、濃度センサ７を、感光体ドラム５２ではなく、中間転写ベルト６４に転写されたトナー像（像流れ検出用パターン画像Ｐ）を読取可能な位置に配することができる。尚、像流れ検出用パターン画像Ｐの形成位置及び濃度センサ７の位置は、中央位置に限られず中間転写ベルト６４の主走査方向内において適宜設定できる。

そして、中間転写ベルト６４の右方から順に、例えば、ブラックのパターン画像ＰＫ、イエローのパターン画像ＰＹ、シアンのパターン画像ＰＣ、マゼンタのパターン画像ＰＭが形成される。各パターン画像Ｐの主走査方向での幅は、濃度センサ７の読取範囲に合わせ、例えば、１０ｍｍ程度とすることができる。又、各パターン画像Ｐの周回方向における長さは、像流れが発生を感光体ドラム５２の全周について確認するため、例えば、感光体ドラム５２の周長と同長とすることができる。これにより、複合機１が長時間停止し、感光体ドラム５２の表面の一部に帯電生成物が降り積もることで、感光体ドラム５２の一部分で像流れが発生しても、その一部分の像流れの発生を検出することができる。

一方、図４（ｂ）は、感光体ドラム５２の周面を展開した図であり、感光体ドラム５２に対向して濃度センサ７を配する場合も同様に、部分的な像流れの発生を検出するため、像流れ検出用パターン画像Ｐは、少なくとも感光体ドラム５２の一周分の長さを有する。この場合、例えば、感光体ドラム５２の軸線方向（主走査方向）の略中心にパターン画像Ｐと濃度センサ７を配することができるが、その配置位置は適宜設定できる点も、図４（ａ）の場合と同様である。

そして、例えば、各パターン画像Ｐは、ベタ塗りでもよいが、ハーフトーン（例えば、５０％程度の濃度）で形成され得る。尚、パターン画像Ｐの濃度設定は適宜設定することができるが、薄すぎる、又は、濃すぎると、像流れの発生を検出し難くなることがある。

次に、図５に基づき、本発明の実施形態に係る複合機１のハードウェア構成の一例について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る複合機１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

まず、図５に示すように、本実施形態の複合機１の各部、各部材の動作制御のため制御部８が設けられる。制御部８は、複合機１を構成する画像形成部５や中間転写部６等の各部と接続され、例えば、感光体ドラム５２等の回転、帯電、現像等の多様な制御を行う。

そして、例えば制御部８に、ＣＰＵ８１、記憶部８２、計時部８３等が設けられる。前記ＣＰＵ８１は、中央演算処理装置であり、制御用プログラム、データに基づき、複合機１の各部に制御信号を発し、各部からの信号を受け、各種演算等を行う。又、記憶部８２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュＲＯＭ等の揮発性と不揮発性の記憶装置を組み合わせて構成される。記憶部８２は、制御プログラム、制御データ、画像データ、設定データ等のデータを記憶する。計時部８３は、シートの搬送タイミングなど、複合機１の制御に要する各種時間を計時する。又、計時部８３は、本発明の実施に関し、印刷が終了して感光体ドラム５２が停止してから、現在までの時間、即ち、計時部８３は、感光体ドラム５２の停止時間Ｔを計時する（詳細は後述）。

そして、図５では、便宜上１台ずつのみ図示するが、複合機１には、１又は複数のユーザー端末１００（例えば、パーソナルコンピュータ）やＦＡＸ装置２００とネットワークや公衆回線等で接続される。これにより、複合機１は、ユーザー端末１００から画像データ等の送信を受けて印刷や（プリンタ機能）、画像読取部２３で読み取った画像をユーザー端末１００や記憶部８２に送信することや（スキャナ機能）、相手方ＦＡＸ装置２００と画像データの送受信や受信データの印刷（ＦＡＸ機能）を行うことができる。

又、図３で説明したように、制御部８には、濃度センサ７が接続され、制御部８は、濃度センサ７の発光部７１の発光を制御し、又、受光部７２Ａ、７２Ｂの出力を受け、記憶部８２のデータを参照して、例えば、ＣＰＵ８１が、濃度センサ７が読み取ったトナー像の濃度を演算する。

そして、本実施形態の複合機１では、電源投入時や画像形成枚数が一定に達した場合、複合機１が印刷を終了してから一定時間を経過した場合等、任意の時点で、感光体ドラム５２をトナーで研磨して清掃するためのエージングが行われる。そして、エージングのためのプログラムやデータは、記憶部８２に記憶され、制御部８は、エージング時、このプログラムに基づき、露光部５１、感光体ドラム５２、帯電部５３、現像部５４、清掃部５５等を駆使してエージングを行う。

具体的に、エージングとは、感光体ドラム５２の周面全体にわたり、一定濃度（例えばベタ塗り）のトナー像を形成した状態で、清掃部５５のブレード５５ａや摺擦ローラ５５ｂを感光体ドラム５２に当接させ、一定時間、感光体ドラム５２を回転させ、感光体の表面を研磨する。即ち、感光体ドラム５２にトナーをのせ、クリーニング部材により研磨して感光体ドラム５２の表面の清掃を行う。尚、トナーには、研磨を効果的に行うため、研磨成分を含ませても良い。この感光体ドラム５２の研磨により、水分に溶けつつ付着した帯電生成物、粉塵等の感光体ドラム５２の汚れを除去することができる。そして、この除去により、帯電生成物の付着等を要因とする像流れが解消される。

このエージング自体は、従来、画像形成装置で行われることはあったが、本実施形態の複合機１は、パターン画像Ｐの濃度センサ７の読取時の出力で、エージングの実行時間を変化させる。又、印刷が終了してから、エージングを実施するまでの感光体ドラム５２の停止時間も考慮してエージングの実行時間を変化させる。

そこで、図６に基づき、本発明の実施形態に係る複合機１のエージング時間の決定について説明する。図６（ａ）は、濃度センサ７の出力に応じてエージング時間を決定する際に用いるテーブルｔｂ１の一例を示し、（ｂ）は、感光体ドラム５２の停止時間Ｔに応じてエージング時間を決定する際に用いるテーブルｔｂ２の一例を示す。

まず、図６（ａ）について説明する。図６（ａ）は、上述したように、濃度センサ７の出力に基づきエージング時間を決定する際に利用するテーブルである。このテーブルｔｂ１は、記憶部８２に記憶させておくことができる。

このテーブルｔｂ１の内、濃度センサ出力演算値Ｄとは、濃度センサ７の出力に対し、ＣＰＵ８１が演算して得られた結果であり、濃度センサ７の受光部７４Ａと受光部７４Ｂの出力比率そのものの値や、パターン画像Ｐの濃度値そのものではない。例えば、ＣＰＵ８１が、濃度センサ７の出力比率からトナー像の濃度値を算出し、パターン画像Ｐを形成しようとした濃度（理想的な濃度）を勘案して、算出された濃度値に係数等を乗じ、一定の範囲の数値内（例えば、０〜１や０〜２５５等）での濃度値として表されるように演算された値である。

ここで、像流れの度合が強いほど、感光体ドラム５２上での表面抵抗が低下して電荷を保持できず、電荷が流れ、トナーを乗せる部分と乗せない部分との電位差が少なくなる傾向が現れる。言い換えると、露光部５１からのレーザ光により電荷がキャンセルされた画素に、電荷がキャンセルされていない部分の電荷が流れ込む。例えば、感光体ドラム５２を正帯電させる場合、電荷がキャンセルされた画素に正電荷が流れ込み、その部分の電位が持ち上げられる。尚、トナーは正帯電として、説明する。

そうすると、感光体ドラム５２に付着するトナーの量が少なくなる傾向を示す。そして、像流れが生ずると、感光体ドラム５２でのトナー像は、像流れが生じていない場合に比べて、薄くなる傾向を示す。従って、像流れの発生レベルが重いほど、付着するトナー量が少なくなるので、受光部７２Ａ、７２Ｂが受光するＰ波、Ｓ波の光量比率は変化して、受光部７２Ａ，７２Ｂの出力電圧（電流）は変化し、濃度センサ出力演算値Ｄは、像流れの発生レベルが重いほど、所望の濃度が得られていないとして、小さい値に算出される。

この濃度センサ７の出力に対する演算値がテーブルｔｂ１におけるＤとなる。尚、各トナーの色によって値が異なるので、濃度出力演算値の閾値Ｘは、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６の変数として示している。例えば、濃度センサ出力演算値Ｄが、０〜１．０までの値をとるように演算されるとすれば、０≦（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６）≦１．０となる。従って、例えば、Ｘ１＝０．１５、Ｘ２＝０．３のような値をとる。尚、各閾値Ｘは、０＜Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３＜Ｘ４＜Ｘ５＜Ｘ６＜１．０の関係がある。

そして、エージング時間は、濃度センサ出力演算値Ｄと各閾値Ｘ１〜Ｘ６との比較を、例えばＣＰＵ８１が比較を行うことで、定められる。例えば、濃度センサ出力演算値Ｄが０≦Ｄ＜Ｘ１ならば、図６（ａ）に示すように、エージング時間は６０秒、Ｘ３≦Ｄ＜Ｘ４なら２２秒、Ｘ５≦Ｄ＜Ｘ６以上なら１０秒とさだめられ、Ｘ５≦Ｄ＜１．０ならば、像流れ発生なし、又は極めて軽微として、０秒、即ち、不要と定められる。

従って、濃度センサ出力演算値Ｄが小さいほど、像流れの発生レベルが重く、長時間のエージング時間とし、濃度センサ出力演算値Ｄが大きいほど、像流れの発生がなく、所望のトナー濃度が得られており、像流れの発生レベルが軽微であるので、像流れの発生レベルが重い場合よりもエージング時間を短くする。尚、像流れの発生レベルを図６（ａ）のテーブルｔｂ１の左端欄に記している（レベル数が小さくなるほど重度の像流れ）。尚、図６（ａ）では、像流れの発生レベルを７段階に分けているが、更に多数の閾値Ｘを用いることで、より多段階のレベル分けを行うことができ、エージング時間も更に多段階に場合分けすることができる。又、本説明のエージング時間は例示であり、適宜設定される。

次に、図６（ｂ）について説明する。図６（ｂ）は、上述したように、エージングを行う前の感光体ドラム５２の停止時間Ｔにより、エージング時間を変化させる場合のテーブルｔｂ２である。このテーブルｔｂ２も、記憶部８２に記憶させておくことができる。

まず、エージングを行う前の感光体ドラム５２の停止時間Ｔによって、エージング時間を変化させる利点を説明する。一般に、帯電部５３による帯電動作によって生じた帯電生成物は、徐々に時間をかけ感光体ドラム５２に降り積もる。具体的に、感光体ドラム５２の停止直後は帯電生成物が空気中に舞っており、その後、次第に感光体ドラム５２に降り積もり、一定時間を経過すれば、感光体ドラム５２に付着する帯電生成物の量は飽和することになる。そこで、本発明では、制御部８は、感光体ドラム５２の停止時間Ｔが長いほどエージング時間を延長するようにエージング時間を変化させる。

従って、感光体ドラム５２が停止してすぐにエージングを行う場合、感光体ドラム５２に付着する帯電生成物が少なくて済むので、エージング時間を短縮しても像流れの発生を防ぐことができる。一方、感光体ドラム５２が停止してから長時間を経過していれば、感光体ドラム５２に付着する帯電生成物は多くなり、エージング時間を延長すれば、像流れの発生を防ぐことができる。

そこで、図６（ｂ）に示すように、感光体ドラム５２の停止時間Ｔに応じて、エージング時間を変化させる。まず、テーブルｔｂ２の最左欄の停止時間Ｔは、感光体ドラム５２が停止してからエージングを開始するまでの実際に停止していた時間である。尚、この時間は、計時部８３が計時している。

そして、Ｙ１〜Ｙ１０は、エージング時間を決定する際の閾値である。ここで、閾値Ｙ１〜Ｙ１０は、０＜Ｙ１＜Ｙ２＜Ｙ３＜Ｙ４＜Ｙ５＜Ｙ６＜Ｙ７＜Ｙ８＜Ｙ９＜Ｙ１０の関係があるが、帯電生成物の発生量の傾向や感光体ドラム５２と帯電部５３との距離等の要因を考慮し、開発時の実験結果等により、予め任意に設定できる値である。例えば、感光体ドラム５２に付着する帯電生成物の量が１０分で飽和すると仮定すれば、Ｙ１０の値は６００秒以下とし、Ｙ１〜Ｙ９は、０〜６００秒の間の値とすることができる。

次に、エージング時間欄ｔｂ２１（図６（ｂ）の真ん中の欄）は、感光体ドラム５２の停止時間Ｔに応じてエージング時間を定め直す場合の一例である。例えば、図６（ａ）に基づき、エージング時間が３０秒と決定されても、感光体ドラム５２の停止時間ＴがＹ１０以上ならば、６０秒にエージング時間を修正する。

又、エージング追加時間欄ｔｂ２２（図６（ｂ）の右端の欄）は、感光体ドラム５２の停止時間Ｔに応じてエージング時間を修正する場合の一例である。例えば、図６（ａ）に基づき、エージング時間が３０秒と決定された場合、感光体ドラム５２の停止時間ＴがＹ１０以上ならば、２５秒を追加し、エージング時間を５５秒と修正する。

ここで、図６（ａ）に示した濃度センサ出力演算値Ｄに基づくエージング時間の決定と感光体ドラム５２の停止時間Ｔに基づくエージング時間の決定の兼ね合いについて述べておく。この２つの観点からのエージング時間の決定については、様々な組み合わせが考えられる。例えば、基本的に、濃度センサ出力演算値Ｄに基づきエージング時間を決定し、感光体ドラム５２の停止時間Ｔに基づくエージング時間の決定は、例えば、非常に多枚数の印刷が連続して行われ、帯電生成物が多く発生したと認められる場合のみ行われても良い。一方、常に、濃度センサ出力演算値Ｄと感光体ドラム５２停止時間Ｔの２つの観点からエージング時間が決定されても良い。又、濃度センサ出力演算値Ｄのみ基づいてエージング時間が定められても良い。このように、適宜、場合に応じ、濃度センサ出力演算値Ｄに基づくエージング時間の決定と感光体ドラム５２の停止時間Ｔに基づくエージング時間の決定の兼ね合いを定めることができる。

又、エージング時間の決定において、エージング時間欄ｔｂ２１、エージング追加時間欄ｔｂ２２のいずれを採用するかについては、例えば、電源投入時やスリープモードからの復帰時等の明らかに長時間複合機１が停止していた場合に実施するエージングでは、感光体ドラム５２の停止時間Ｔは常に長いと考えられるので、エージング追加時間欄ｔｂ２２のみを使用してもよい。又、エージング時間欄ｔｂ２１、エージング追加時間欄ｔｂ２２の両方を使用しても良いし、いずれか一方のみを使用するようにしてもよい。又、エージング時間欄ｔｂ２１やエージング追加時間欄ｔｂ２２のいずれか一方のみに基づいて、エージング時間の決定、修正を行っても良い。更に、上述の濃度センサ出力演算値Ｄによるエージング時間決定のみを行い、エージング時間欄ｔｂ２１とエージング追加時間欄ｔｂ２２によるエージング時間の決定、修正を全く行わないようにしても良い。このように、エージング時間欄ｔｂ２１、エージング追加時間欄ｔｂ２２に基づくエージング時間の決定についても、テーブルｔｂの使用、不使用等を、場合に分けて適宜組み合わせて行うことができる。

まとめると、記憶部８２には、濃度センサ７の読取結果と感光体ドラム５２の停止時間Ｔに対し、実施すべきエージングの時間を予め定めたテーブルｔｂを記憶し、制御部８は、記憶部８２に記憶されるテーブルｔｂに基づきエージング時間を決定する。

次に、図７に基づき、本発明の実施形態に係る複合機１のエージング制御の一例について説明する。図７は、本発明の実施形態に係る複合機１のエージング制御の一例を示すフローチャートである。まず、図７のスタートは、電源投入時やスリープモードからの復帰時、前回のエージングから一定枚数以上印刷した場合、メンテナンスを行うサービスマンによるエージング実行指示入力等、予め定められるエージングの実行タイミングに到った場合である。

まず、制御部８は、前回の印刷終了後、感光体ドラム５２が停止してから現在までの時間を取得する（ステップ♯１）。次に、制御部８は、各感光体ドラム５２に像流れ検出用パターン画像Ｐを形成する（ステップ♯２）。即ち、制御部８は、エージング実行前に感光体ドラム５２上に一定濃度（例えば、ハーフトーン）の濃度検出用のパターン画像Ｐを形成する。尚、中間転写ベルト６４に対向して濃度センサ７が設けられていれば、中間転写ベルト６４に各色の像流れ検出用パターン画像Ｐが転写される。尚、各感光体ドラム５２に濃度センサ７が設けられていれば、中間転写ベルト６４に転写される前に、像流れ検出用パターン画像Ｐは濃度センサ７に読み取られる。

そして、制御部８は、濃度センサ７の発光を指示し（ステップ♯３）、濃度センサ７により像流れ検出用パターン画像Ｐの読み取りを行わせる（ステップ♯４）。制御部８は、濃度センサ７からの読取出力を受け、濃度センサ出力演算値Ｄを算出する（ステップ♯５）。次に、制御部８は、エージングの必要性を確認する（ステップ♯６）。濃度センサ７の出力や濃度センサ出力演算値Ｄから、像流れが発生していないと認められる場合、エージングをあえて行う必要が無いためである（例えば、上述のように、濃度センサ出力演算値Ｄが、０〜１．０の範囲の値で算出される場合、Ｘ６以上の値、例えば、ほぼ１．０が算出された場合等）。エージングを行う必要がないと判断されれば（ステップ♯６のＮｏ）、処理は終了する（エンドへ）

一方、エージングが必要と判断された場合（ステップ♯６のＹｅｓ）、制御部８は、記憶部８２に記憶されるテーブルｔｂから、エージング時間を決定する（ステップ♯７）。即ち、濃度センサ７は、パターン画像Ｐの濃度を読み取り、制御部８は、濃度センサ７の読み取り結果から像流れの発生レベルを判断し、発生レベルに応じてエージング時間を変化させる。上述したように、エージング時間は、濃度センサ出力演算値Ｄや感光体ドラム５２の停止時間を元に決定される。そして、決定されたエージング時間に基づき、制御部８は、各部材にエージングを実行させる（ステップ♯８）。

次に、制御部８は、再度のエージングの必要性を確認する（ステップ♯９）。例えば、完全な像流れ解消のため、像流れの発生レベルが重度の場合に自動的に、又は、操作パネル２等への入力等により、エージング実行回数が複数回以上（例えば２回）行う設定であれば、設定された実行回数までに到っていない場合、再度、エージングが必要と判断され（ステップ♯９のＹｅｓ）、ステップ♯２に戻る。一方、再度のエージングが必要なければ（ステップ♯９のＮｏ）、エージングに関する制御は終了し（エンド）、複合機１は、再度印刷可能状態となる。

このようにして、本実施形態によれば、制御部８は検出体の検出結果に応じ、エージング時間を変化させるので、像流れの発生レベルに応じ、確実に像流れを解消する必要最小限の時間でエージングを行うことができる。又、従来、像流れの発生レベルが重度でも解消できるように、余裕を持たせて一定時間エージングが行われていたが、像流れの発生レベルが低ければ、エージング時間が短くなるので、トナー消費量、消費電力を削減し、又、印刷可能までの使用者の待ち時間を短縮することができる。従って、低ランニングコスト、利便性、生産性の高い画像形成装置（例えば、複合機１）を提供することができる。

又、感光体ドラム５２が停止中、同じ部分に帯電生成物が降り積もり、感光体ドラム５２の停止時間が長いほど、同じ箇所に像流れが発生しやすいが、感光体ドラム５２の停止時間を考慮し、エージング時間を変化させるので、エージングを必要最小限の時間で実行しつつ、像流れが確実に解消される。記憶部８２に記憶されるテーブルｔｂのデータに基づきエージング時間を決定するので、容易かつ迅速にエージング時間を決定することができる。又、カラーの画像形成装置では、複数の感光体ドラム５２と中間転写部６を備える場合があり、検出体（濃度センサ７）は、感光体ドラム５２ではなく、中間転写部６に転写されたトナー像の濃度を検出可能な位置に設ければ、中間転写部６に対向して１つ設けるだけで、各色のトナーのパターン画像Ｐの濃度を検出することができる。従って、製造コストを削減することができる。又、本実施形態のような、帯電生成物による像流れが発生しやすい場合があるアモルファスシリコンの感光体ドラム５２と、ワイヤＷによる帯電装置を用いた画像形成装置でも、確実に像流れを解消しつつ、トナー消費量、消費電力の削減や使用者の待ち時間短縮を達成することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、感光体ドラムや帯電部を備え、エージングにより感光体ドラムの研磨により像流れの解消を図る画像形成装置に利用可能である。

本実施形態に係る複合機の構成の一例を示す正面模型的断面図である。 本実施形態に係る画像形成ユニットの一例を示す拡大模型的断面図である。 本実施形態に係る濃度センサの一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る像流れ検出用パターン画像の一例を示す図であり、（ａ）は、中間転写ベルトの外周面の展開図、（ｂ）は、感光体ドラムの周面の展開図である。 本実施形態に係る複合機のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）は、濃度センサの出力に応じてエージング時間を決定する際に用いるテーブルの一例を示し、（ｂ）は、感光体ドラムの停止時間に応じてエージング時間を決定する際に用いるテーブルの一例を示す。 本実施形態に係る複合機のエージング制御の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 複合機（画像形成装置） ５ 画像形成部
５１ 露光部 ５２ 感光体ドラム
５３ 帯電部 ５４ 現像部
５５ 清掃部 ５５ａ ブレード（クリーニング部材）
５５ｂ 摺擦ローラ（クリーニング部材） ６ 中間転写部
７ 濃度センサ（検出体） ８ 制御部
８２ 記憶部 ８３ 計時部
ｔｂ１，ｔｂ２ テーブル Ｗ ワイヤ

Claims (5)

1. 周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムを帯電させる帯電部と、帯電後の前記感光体ドラムの露光を行って静電潜像を形成する露光部と、トナーを供給して静電潜像をトナー像として現像する現像部と、前記感光体ドラムに清掃部材を当接させて清掃する清掃部と、を含む画像形成部と、
   前記感光体ドラムに形成されたトナー像の濃度を検出するための検出体と、
   装置の各部材の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記感光体ドラムにトナーをのせ回転させて、前記清掃部材により研磨して前記感光体ドラムの表面の清掃を行うエージング動作時、
   前記制御部は、エージング前に前記感光体ドラム上に濃度検出用のパターン画像を形成し、前記検出体は、前記パターン画像を読み取り、前記制御部は、前記検出体の読み取り結果から像流れの発生レベルを判断し、発生レベルに応じてエージング時間を変化させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体ドラムの停止時間を計時する計時部を備え、
   エージング動作時、
   前記制御部は、前記感光体ドラムの停止時間が長いほどエージング時間を延長するようにエージング時間を変化させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. データを記憶しておくための記憶部を有し、
   前記記憶部には、前記検出体の読取結果及び前記感光体ドラムの停止時間に対し、実施すべきエージングの時間を予め定めたテーブルを記憶し、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶されるテーブルに基づきエージング時間を決定することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記感光体ドラムが形成したトナー像が転写される中間転写部を備え、
   前記検出体は、前記感光体ドラムではなく、前記中間転写部に転写されたトナー像を読取可能な位置に配されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記感光体ドラムは、周面にアモルファスシリコンによる層を有し、
   前記帯電部は、ワイヤから放電によって前記感光体ドラムを帯電させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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