JP3029646B2

JP3029646B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3029646B2
Application number: JP2181898A
Authority: JP
Inventors: 真人小笠原
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: JPH0468370A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、電気写真複写機やレーザビームプリンタ,L
EDプリンタ，液晶プリンタ等に適用される画像形成装置
に関する。

（従来の技術）一般に電子写真法を用いた画像形成装置は、感光体に
対し帯電手段によりコロナ放電を行い感光体表面を帯電
させる。次に露光手段により感光体上に静電潜像を形成
させ、この静電潜像を現像手段から感光体に現像剤を付
着させることで顕像化させる。

この顕像は転写手段により用紙やOHPシート等の転写
媒体上に転写される。

この後、転写媒体は排出され、また、感光体上に残留
した現像剤は除去収納手段により除去され収納されてい
く。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上述した画像形成装置においては、転
写媒体に対する印字率（詳細は後述する。）が小さい画
像形成動作を多数回行ったとき、現像手段から感光体に
付着する現像剤の量が少なく、即ち、現像剤の消費量が
少なく、現像剤が現像手段内に長期間滞留してその劣化
が著しくなり、転写媒体に転写される画像の濃度低下や
白地かぶり（以下単に「かぶり」という。）が生じると
いう問題があった。

そこで、本発明は、現像手段から像担持体へ供給され
る現像剤の劣化を防ぎ良質な画像形成を行うことができ
る画像形成装置を提供することを目的とするものであ
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、像担持体を帯電する帯電手段と前記帯電手
段により帯電された像担持体にレーザ露光して静電潜像
を形成する露光手段と、前記静電潜像が形成された像担
持体に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像手段
と、前記現像手段により形成された現像剤像を被画像形
成媒体上に転写する転写手段と、前記像担持体上の現像
剤を除去する清掃手段と、前記被画像形成媒体に対する
印字率に基づき、前記帯電手段、前記露光手段、前記現
像手段を動作させて前記現像剤を強制的に前記像担持体
に付着させ、転写手段による転写を行わずに前記清掃手
段にて前記像担持体上の現像剤を回収する現像剤強制消
費手段とを備え、前記像担持体、前記帯電手段、前記現
像手段及び前記清掃手段はユニットを構成すると共に、
前記印字率は、前記被画像形成媒体に印字可能なドット
数をDallとし、前記被画像形成媒体に画像を形成するた
め発光されたレーザ光発光回数をＤとしたときに、D/Da
llにより定義され、前記現像剤強制消費手段は、前記被
画像形成媒体１枚毎にこの印字率を算出し、特定の被画
像形成媒体への印字率が所定の大きさよりも小さい場合
に、次の被画像形成媒体に対し画像形成を行う前に前記
現像剤を強制消費させるとともに、前記帯電手段、前記
露光手段、前記現像手段を動作させて、前記像担持体上
に一辺が0.3mm乃至5mmの正方形からなる市松模様状のパ
ターンを像担持体の幅方向に沿って50mm以上の長さで形
成することを特徴とするものである。

（作用）以下に本発明の作用を説明する。

現像手段により、現像剤像が形成され、転写手段によ
り現像剤像が被画像形成媒体上に転写された後、清掃手
段により像担持体上に現像剤が除去される。現像剤強制
消費手段は、画像形成媒体１枚毎に印字率を算出し、印
字率が所定の大きさより小さいと、次の画像形成媒体に
対して画像形成を行う前に現像剤を強制消費させ、像担
持体上に市松模様パターンを形成する。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本実施例の画像形成装置としてのレーザプリン
タの外観斜視図であり、第４図は内部構成を示す概略的
縦断側面図であり、次のような構成となっている。

第１図中、10は画像形成装置としてのレーザプリンタ
の装置本体であり、次のような構成となっている。

即ち、この装置本体10の上面部は一段低くなってお
り、第１の排紙部としての凹部12が形成されている。左
側面部には第２の排紙部として凹部13が設けられてお
り、この凹部13には排紙トレイ14が装置本体10に対して
着脱自在に取付けられている。また、第４図に示すよう
に右側面部には、装置本体10に設けられた支点30を中心
として、同図に示す矢印方向に回転できる手差しガイド
32が取付けられており、この手差しガイド32の下部に
は、装置本体10に設けられた支点36を中心として、同図
に示す方向に回転できる側面カバー34が取付けられてい
る。また、第１図に示すように装置本体10の正面部右側
には入力手段としての操作パネル16が配置されており、
下部には装置本体10に対して着脱自在な用紙カセット40
0,401が装着されている。また、この用紙カセット400.4
01の間には、機能追加用フォントカード，アプリケーシ
ョンソフト用カード等（図示しない）を挿入するための
開口部24a,24bが設けられている。

前記装置本体10の背面部には、第２図に示すようにこ
の装置本体10に電源を供給するためのインレットタイプ
のコネクタ27と電源スイッチ26が、また下部には開口部
20が設けられている。この開口部20には、この開口部20
を覆うように金属でできたシールド板28が設けられてい
る。このシールド板28には、電子ファイル装置，ワード
プロセッサ等のホスト装置（図示しない）と接続するコ
ネクタ604a,604bが取付けられている。また、このシー
ルド板28には、この装置の付加機能装置、例えば大容量
給紙フィーダとか封筒給紙フィーダ等（図示しない）と
接続するためのコネクタ605a,605b,605cも取付けられて
いる。

前記操作パネル16は、第３図に示すように、枚数，モ
ード，案内メッセージ等を表示する液晶表示器16a,各種
の状態をLEDで点灯表示するLED表示器16b及び各種の動
作を指示する操作スイッチ16cにより構成されている。
前記LED表示器16bは、外部機器とつながっているか否
か、つまりオンライン／オフラインのモードを示す‘オ
ンライン',装置本体10が動作可能状態にあることを示す
‘レディ',画像転送中であることを示す‘データ',オペ
レータコールを要請する‘オペレータ',サービスコール
を要請する‘サービス',オート／マニュアルを示す‘モ
ード’の各表示器により構成されている。

前記操作スイッチ16cは、例えばメニューキー，バリ
ューキー、現像剤の強制消費情報を送出する強制消費キ
ー16d、通常消費情報を送出する通常消費キー16e、さら
に図示していないがテンキー等を具備している。

前記メニューキーは‘次項目’及び‘前項目’の２つ
のキーにより構成され、液晶表示器16aの左半分に表示
される複数のメニュー情報が‘次項目’キーを押す毎に
インクリメントされて、‘前項目’キーを押す毎にデク
リメントされてそれぞれ表示され、これらの表示動作が
サイクリックに繰り返されるようになっている。また前
記バリューキーも‘次項目’及び‘前項目’の２つのキ
ーにより構成され、液晶表示器16aの左半分に表示され
るメニュー情報に対応した複数のバリュー情報が‘次項
目’キーを押す毎にインクリメントされて、‘前項目’
キーを押す毎にデクリメントされてそれぞれ表示され、
これらの表示動作がサイクリックに繰り返されるように
なっている。

オペレータは、上記メニューキー及びバリューキーを
操作することにより所望の動作を選択し、指示するよう
になっている。

装置本体10内には第４図に示すように、像担持体とし
てのドラム状の感光体202が設けられており、この感光
体202の周囲には矢印で示す回転方向に沿って、スコロ
トロンからなる帯電手段204,露光手段としての露光部20
6,現像工程を行う現像手段208,コロトロンからなる転写
手段300,清掃手段としての除去収納手段210及び前露光
手段301が順次配置されている。これらのうち、感光体2
02,帯電手段204,現像手段208及び除去収納手段210及び
前露光手段301が一体化して装置本体10内に着脱可能と
した電子写真プロセスユニット200として配置されてい
る。（第５図参照）また、レーザ露光ユニット100は、ケース106内にレー
ザダイオード（図示しない）が設けられており、このレ
ーザダイオードから出射されたレーザ光102は集光レン
ズ手段118で集光され、偏光手段108に送られる。偏光手
段108には高速で回転する多面体のミラー108aが搭載さ
れており、この多面体のミラー108aで反射されたレーザ
光102は、Ｆθレンズ110,反射ミラー112,防塵ガラス114
を通り、感光体202の露光部206を走査するようになって
いる。

現像手段208は、現像剤収納手段としてのケース224内
に、マグネットローラ220,撹拌ローラ222a,222bを備
え、キャリアとトナーからなる２成分現像剤を感光体20
2に供給して感光体202上の静電潜像をトナーにて現像す
るようになっている。

また、前記ケース224には、補給現像剤としてのトナ
ーを補給するための補給現像剤収納手段226をその下端
部の補給口をケース224に連通させた状態で取付けてい
る。

第４図に示す定着手段350は、ヒータランプ351を内蔵
したヒートローラ352と、このヒートローラ352に圧接さ
れた加圧ローラ353を備え、これら両ローラ352,353間を
用紙Ｐが通過することによりトナー像が用紙Ｐに溶融定
着されるようになっている。ヒートローラ352及び加圧
ローラ353は下部ケーシング354及び上部ケーシング356
により囲まれており、定着に必要な良好な温度雰囲気を
確保するように外部に熱が逃げないような構造となって
いる。このヒートローラ352には、クリーナ358が接した
状態となっており、常に良好な定着が行えるように清浄
な状態となっているとともに、サーミスタ360によりヒ
ートローラ352の表面温度を検出して定着に必要な温度
を保つように温度制御がなされる構成になっている。

また、上部ケーシング356内で、かつ、ヒートローラ3
52と加圧ローラ353との接触部362の下流側近傍には、用
紙ハク離ガイド368が配置され、定着手段350に導かれた
用紙Ｐの先端を確実にヒートローラ352からハク離させ
るようになっている。尚、定着手段350の用紙出口側に
は、用紙ガイド366が設けられていて、定着済の用紙Ｐ
を第１の排紙ローラ対408に導くようになっている。

装置本体10内には、感光体202と転写手段300との間に
形成される画像転写部209が設けられており、この画像
転写部209の上流側には、転写ガイドローラ422,用紙ガ
イド対420,アライニングローラ対406が設けられてい
る。

前記画像転写部209の下流側には用紙搬送ガイド416,
前記定着手段350及び第１の排紙ローラ対408,及び第２
の排紙ローラ対409が配置されている。これらの排紙ロ
ーラ対409には、その搬送方向に沿って用紙Ｐの非画像
形成面側に接触する除電ブラシ412,413が設けられてい
る。

装置本体10の下部には、給紙ローラ402,403,用紙カセ
ット400,401が配置されており、給紙ローラ402,403の近
傍には、用紙カセット400,401内の用紙Ｐを検知するペ
ーパエンプティスイッチ（図示しない）が設けられてい
る。また、用紙カセット400,401のケース450,470の側面
には、収納された用紙Ｐの紙サイズを検知するための前
記紙サイズセンサ652（第４図には図示しない）が、ま
た用紙カセット400,401が装置本体10に装着されている
のを検知するための装着検知スイッチ（図示しない）が
設けられている。

第１の排紙ローラ対408の下流側には、用紙Ｐの搬送
路を第１の排紙部または第２の排紙部へ変えるためのゲ
ート装置442が設けられており、図に示すように支点444
を中心にして実線側と破線側の２つの位置が選択できる
ようになっており、これにより用紙Ｐは第１の排紙部ま
たは第２の排紙部へ搬送するようになっている。

用紙カセット400,401の右側には用紙搬送路424が設け
られており、この用紙搬送路424は、紙ガイド431,432,4
33,用紙搬送ローラ対440,441で構成されている。紙ガイ
ド431は、側面カバー34と一体に構成されている。用紙
搬送ローラ対440の上流側には、アライニングローラ対4
06に用紙Ｐを導く紙ガイド435,436が設けられている。

また、用紙搬送路424の上部には手差し給紙のための
用紙搬送路425が設けられており、この用紙搬送路425は
用紙搬送路424と合流するようになっている。

アライニングローラ対406の近傍にはアライニングス
イッチ630が設けられ、また第１の排紙ローラ対408の近
傍には排紙スイッチ414が設けられており、装置本体10
の中を移動する用紙Ｐを検出するようになっている。

装置本体10の背面側には、装置本体10内に設けられた
各電気装置を制御して、電子写真プロセスを完遂する動
作を制御するエンジン制御回路を搭載したエンジン制御
基板（図示しない），電源（図示しない）等が配置され
ている。

用紙カセット400,401の間に設けられた基板収容部18
には、エンジン制御回路の動作を制御するプリンタ制御
回路を搭載したプリンタ制御基板602が配置されてい
る。プリンタ制御基板602は機能追加（例えば書体，漢
字等の種類を増設するなど）の程度に応じて最大２枚ま
で装着できるようになっており、更に、プリンタ制御基
板600の側端縁部に配設された２箇所のフォントカード
用コネクタ610a,610bに機能追加用フォントカード（図
示しない）を挿入することにより更に機能を追加できる
ようになっている。

第５図に示すように、装置本体10の上面の開放部38に
は開閉可能なトップカバー40が設けられ、このトップカ
バー40の内面に前記レーザ露光手段100が取付けられて
いる。このトップカバー40は、装置本体10の後端側上部
に設けられた支点42を回動支点として上方に最大60゜程
度にまで回動し得るようになっている。このトップカバ
ー40を上方に回動操作すると、レーザ露光手段100が装
置本体10の開放部38から引き出され、従って電子写真プ
ロセスユニット200,定着手段350及び定着手段350付近の
用紙搬送路が露出し、このため電子写真プロセスユニッ
ト200の交換作業，用紙Ｐの紙詰まり時におけるその除
去作業及び前記機器に対する保守点検や交換作業などを
容易に効率よく行うことができるようになっている。

次に、前記装置本体10における主要部の制御系につい
て第６図を参照して説明する。

この装置本体10は、全体の制御を行うCPU91と、動作
プログラム及び後述する所定の基準値を格納したメモリ
92とからなる制御手段90を具備し、この制御手段90のCP
U91により、前記レーザ露光ユニット100,帯電手段204,
感光体202を駆動する感光体駆動部93,操作パネル16,現
像手段208,転写手段300,除去収納手段210を各々制御
し、さらに第６図には図示しない各要素を制御するよう
になっている。

また、CPU91には後述する印字率の算出を行う印字率
算出手段94が接続されている。

次に、前記現像手段208における現像剤の劣化の度合
と、印字率（用紙Ｐにおける印字部と非印字部との割
合）との関係に言及する。

通常の日本語等の文章の用紙Ｐに対する印字率は５％
程度であり、このような通常の文章を用紙Ｐへ印字して
いる場合には、現像手段208における現像剤中のトナー
は適度に消費される。

一方、封筒のあて先等を印字したときの印字率は0.5
％程度であり、通常の文章を印字したときの約1/10のト
ナーしか消費されない。

第７図に二成分（トナー及びキャリア）現像剤を用い
た場合の印字率が画像濃度及びかぶりに与える影響を示
す。

印字率が低い0.5％ばかりを印字した場合、画像濃度
が低下し、白地かぶりが増大するという不具合が生じ
た。

原因を調整した結果、トナーの平均粒径とかぶりとの
間に第８図に示すような相関がでた。また、トナーの平
均粒径と画像濃度との間にも図示していないが相関が出
た。第８図から明らかなようにトナーの平均粒径が小さ
くなると画像濃度が低下し、かぶりが増大する。即ち、
トナーを小粒径化してはならないことが明らかになっ
た。

印字率が低いときには、現像剤中のトナーが消費され
ないのでトナーの新陳代謝がなく、同じトナーが長い間
現像手段208中に溜まる。よってトナーはマグネットロ
ーラ220上で摩擦され、ケース224の内壁にこすり付けら
れて小粒径化するものと考えられる。

また、現像剤が一成分の場合、印字率が低いものを印
字した場合には、直ちに画像濃度の低下が見られる。

一成分現像剤では、トナーの帯電量と画像濃度は反比
例する。印字率が低い場合マグネットローラ220上のト
ナーは感光体202に付着せずマグネットローラ220上にと
どまるので、マグネットローラ220やトナー層厚規制部
材（ドクタ）等で摩擦され、帯電量が上昇する。

以上のように印字率が低く、現像剤の消費量が少ない
ときには、強制的に現像手段208中の現像剤を消費させ
る手段（現像剤強制消費手段）が必要となる。種々の実
験の結果、印字率が約３％以下のときに、強制的に消費
させるのが有効だった。

現像手段208中の現像剤を強制的に消費させるために
は、現像剤を感光体202に付着させてマグネットローラ2
20の下流にある除去収納手段210の弾性ブレード211で除
去回収するという動作を行うのが適切である。以下この
動作を「ダミー印字」という。

次に、このダミー印字について第９図乃至第14図を参
照して詳述する。

ダミー印字は紙面上に現れないようなタイミングで行
う。文章等を印字していないときには（ウォーミングア
ップ中，スタンドバイ中等）、ダミー印字のためには用
紙Ｐを給紙しない。用紙Ｐを無駄にしないためである。
また、文章等を印字している場合、文章中にダミー印字
が入っては文章が読取不能になってしまう。

従って、ダミー印字を行うのは、装置本体10がウォー
ミングアップ中，スタンドバイ中及び印字動作中の所定
のタイミング等が考えられる。

次に、反転現像法における印字のプロセスについて説
明する。

感光体202は、帯電手段204により約−700（ｖ）の電
位になるように表面が均一に帯電される。この感光体20
2の表面にレーザ露光ユニット100におけるレーザ光が照
射されて、このとき照射面は−100（ｖ）の電位とな
り、潜像が形成される。

現像手段208におけるマグネットローラ220は、内部に
固定された磁石を有し、表面は磁力に吸引された二成分
現像剤を担持して回転する。またマグネットローラ220
には、約−500（ｖ）のバイアス電圧が印加されてい
て、負の極性に帯電されたトナーを前記感光体202表面
のレーザ照射部分に約400（ｖ）の電位差で付着させ
て、潜像を可視化させる。トナーが付着された感光体20
2は回転し、下流に位置する転写手段300で用紙Ｐにトナ
ー像は転写される。

トナー像を転写された用紙Ｐは定着手段350に入り、
加熱圧縮されて、この用紙Ｐに画像が定着する。一方、
転写しきれないで感光体202上に残留した残留トナーは
下流の弾性ブレード211によりかき落されて、除去収納
手段210に回収される。感光体202は、弾性ブレード211
近傍に位置する除電手段301のタングステン除電ランプ
によってタングステン光で表面の電位ムラを均一にされ
る。以上のサイクルによって、印字プロセスが行われ
る。

既述したように、感光体202にトナーを付着させるた
めには、帯電手段204を動作させて感光体202を均一に帯
電し、レーザ光を発光させて潜像を形成し、マグネット
ローラ220にバイアス電圧を印加するという動作が必要
である。また、このようにして感光体202に現像剤が付
着してその部分が転写手段300近傍にあるときは、転写
手段300の動作を停止させなくてはならない。転写手段3
00を動作させた場合には、感光体202上のトナーは負の
極性の電荷を持つので、正の極性で約５（kv）に印加さ
れた転写手段300のワイヤに吸引されて、このワイヤを
汚すことになる。通常、高電圧を印加してワイヤからコ
ロナ放電を発生させるときにはワイヤを中心に放射状に
コロナが放電されるが、ワイヤの近くに感光体202等が
あると、コロナは湾曲して放電される。転写コロナの場
合、負の極性のトナーに引かれて第11図に示すように転
写手段300のケースの外側までコロナが廻り込む。よっ
てコロナが廻り込む範囲内に、ダミー印字によって感光
体202に付着したトナーが入ってくる以前に転写を切る
必要がある。

次に、前記ダミー印字のタイミングについて第９図，
第10図（ａ），（ｂ）を参照して説明する。

帯電手段204のタイミングと現像バイアスのタイミン
グは連動されている。感光体202の直径を2r（mm），帯
電手段204と現像手段208のマグネットローラ220のなす
角度をθ，感光体202の集束をＶ（mm/sec）としたと
き、帯電手段204の立ち上げ時間t₀,立ち下げ時間t₃と現
像バイアスの立ち上げ時間t₂,立ち下げ時間t₅の間に
は、 t₂−t₀＝t₅−t₃（２πｒ×θ/360）/V の関係が成り立つ。ここで、ｖは周速である。

t₂−t₀＞（２πｒ×0/360）/Pのときは感光体202にキ
ャリア付着が発生し、t₂−t₀＜（２πｒ×0/360）Ｖの
ときは不必要にトナー付着が起こる。

装置本体10の電源を立ち上げてウォーミングアップし
ているときと、スタンバイ状態のときにダミー印字する
ときは、用紙Ｐを給紙しない。ダミー印字が帯電手段20
4からのコロナを受けている領域の内側で行われ、t₁乃
至t₄の間にレーザが発光されているところでダミー印字
が行われる。このとき転写手段300は動作していない。

ダミー印字を行うための印字率のしきい値は必ずしも
２％でなくて良く、５％以内なら４％,3％等適宜選定で
きる。

用紙Ｐの印字率が小さいとき、ダミー印字をするとき
に用紙Ｐの印字率にかかわらず常に一定量のダミー印字
を行っても良い。一定量のダミー印字を行うことで、複
雑な制御を必要としない。

一方、ダミー印字を実行することでかぶり，画像濃度
の低下を防止することができるが、トナーの消費量が増
大する。トナーの消費量が増大すると電子写真プロセス
ユニット200の寿命を短くすることになる。

そこで、ダミー印字を行わないモード（通常モードと
する）とダミー印字を盛り込んだモード（強制消費モー
ドとする）を用意し、ユーザが好みに応じて前記操作パ
ネル16の通常消費キー16e又は強制消費キー16dを選択的
に押下することで、上述したダミー印字動作中では、最
初の印字の前、印字動作間及び印字終了の後でダミー印
字が可能である。第10図（ｂ）に示すt₁₀乃至t₁₁,t₁₄乃
至t₁₅及びt₁₈乃至t₁₉がダミー印字可能なタイミング
で、そのタイミング内でレーザが発光されたところがダ
ミー印字を形成する。転写手段300は、転写コロナ上を
用紙Ｐが通過するとき動作する。

ダミー印字は、転写コロナに吸引されない位置で感光
体202の上に印字される。

別の方法は第14図に示すように印字中の用紙Ｐの外側
にダミー印字を行うことである。この場合には、転写コ
ロナのかかる範囲を用紙Ｐの幅に制限する手段を持て
ば、転写手段300が汚れずに好ましい。この方法のメリ
ットは、印字間で転写を切る必要がないのでその制御が
いらないと、１走査の主走査中でレーザ光のオンの時間
が規定以下のときにダミー印字をする等、走査単位でダ
ミー印字の制御ができることである。

特に、一成分現像方式のように印字率が大小の影響が
直ちに一枚の用紙Ｐへの印字中でも起こりやすい場合に
は、この方式のダミー印字は有効である。

即ち、第12図に示すように、用紙Ｐにダミー印字しな
いときには、用紙Ｐの前半部で印字を行わないので、こ
の間にマグネットローラ220上のトナーが帯電量アップ
してベタ部αの先端部（斜線の範囲）βで画像濃度が下
がる。

一方、ダミー印字をするときには、第13図に示すよう
に用紙Ｐの前半部は印字しないが、用紙Ｐの外側の感光
体202の面でダミー印字をするので、マグネットローラ2
20上のトナーが新陳代謝され、帯電量の上昇がなく画像
濃度は一様になる（クロス斜線の範囲）。

本実施例では、印字動作をしているときにのみ、つま
り、印字の前と、印字終了の後でダミー印字を行う。

次に、前述したダミー印字のパターンについて、第15
図乃至第17図を参照して説明する。

ダミー印字のパターンはキャリア付着を起こしにくい
パターンでなくてはならない。感光体202上にキャリア
があると、下流の弾性ブレード211でクリーニングされ
るときにキャリアが感光体202にこすりつけられるので
感光体202を傷けることになる。

例えば、第17図（ａ）に示す「１ドットおきの１ドッ
ト線」や「２ドットおきの２ドット線」等の細かすぎる
パターンでは、ドラム上でエッジ効果が強調されてキャ
リア付着を起こしやすい。

また、トナー飛散を起こしにくいパターンでなくては
いけない。例えば、第17図（ｂ）に示す20mm角のベタ黒
等の粗すぎるパターンでは、パターンの中央ではエッジ
効果がなくて感光体202とトナーの付着力が弱いので、
感光体202から飛散しやすい。

また、第17図（ｃ）に示すように、感光体202の表面
に部分的にパターンが集中したり、感光体202の端部に
パターンがあると、一度除去されたトナーが弾性ブレー
ド211からこぼれることがある。

以上を総合すると、感光体202の端部を除く部分で、
感光体202の長手方向に均一なトナー量を有し、適度な
エッジ効果を持つパターンが適当である。

例えば、第17図（ｄ），（ｅ）に示すように１辺が3m
m程度の正方形を基本に市松模様に白・黒パターンを作
ってもよい。この市松模様を感光体202の端部20mm程度
を除く部分で均一に印字するのが好ましい。市松模様を
印字する面積は、印字する領域で周方向の長さS,長手方
向の長さｌとすると、長さＳと長さｌの積で決定され、
ダミー印字で消費させるトナーの量は、長さＳと長さｌ
で制御される。長さＳはダミー印字のパターンを用紙Ｐ
に印字されなく、転写手段300に吸引されないように選
ばれなくてはならない。長さｌはダミー印字パターンが
感光体202端部20mm程度に入らず、また、感光体202の一
部に集中しないように50mm程度より長くなるように選択
する。

市松模様の正方形は、辺の長さをいろいろ選べる。エ
ッジ効果が強調されてキャリア付着が起こし易くなるの
は、レーザ画像３ドット以下（解像良300ドット／イン
チなら0.25mm）であり、エッジ効果が弱くトナー飛散を
起こし易くなるのは5mm以上である。よって市松模様の
一辺は約0.3mm乃至5mmの範囲で選ぶのが好ましい。

本実施例では、感光体202の長さ方向に206mmの幅（レ
ターサイズ紙の最大印字可能幅）で、市松模様の正方形
の一辺を0.42mmを使用する。

以上で説明したような方法でダミー印字を行うと、か
ぶりの増大と画像濃度低下が抑えられて、画質が向上す
る。

一方、ダミー印字は印字に現れないようにトナーを消
費させるので、ダミー印字を行わない場合と比べて多く
のトナーが消費される。

消耗品は、感光体202,現像手段208,除去収納手段210
の弾性ブレード211,排紙トナーボックス，除電ランプ，
帯電手段204等からなる電子写真プロセスユニット200で
ある。

装置本体10に消耗品管理用のカウンタを持ち、前記電
子写真ユニット200が規定の枚数（レターサイズで１万
枚）を印字した時点で、現像手段208のトナーが残って
いても現像剤の劣化を考慮してユニット200の交換とな
る。また、規定の枚数を印字する以前に前記トナーがな
くなれば、ユニット200の交換となる。

よって、ダミー印字を実施すると画質が向上するが、
規定の枚数を印字する以前に現像手段208中のトナーが
なくなってユニット200の交換となる。感光体202が一体
化されているので、ユニット200の交換が早くなれば不
経済である。

そこで、必要な場合にだけダミー印字を行うような制
御を前記制御手段90により行う。即ち、印字率を元にダ
ミー印字を制御する。

装置本体10はレーザ光102の発光回数をカウントする
発光回数カウンタを持つ。レーザ光102の最小発光単位
は、ビデオクロックの周波数に依存する。

ビデオクロックの１回のオン・オフでレーザ光102は
１回点滅できる。ビデオデータが０の時に、レーザが点
灯して感光体202上にドットが形成される。ワープロや
コンピュータ等のホストからプリンタへ、プリント１枚
分の画像信号が転送されたときに、プリンタは転送され
た画像信号に応じた画像をプリントする。そのプリント
１枚分のデータを転送している間に、画像信号が転送さ
れる毎にビデオデータが０である回数を累積していく。
ここで印字率の定義をする。第18図に示すように最大印
字可能幅Ｗと、印字した用紙Ｐの長さＬで形成される面
積（Ｗ×Ｌ）中に含まれる印字可能なドット数をD_ALLと
し、用紙Ｐに画像を形成するために発光されたレーザ光
102の発光回数をＤとしたときに、印字率をD/D_ALLと定
義する。

D_ALLは、アライニングスイッチ630のオン・オフの時
間で計算できる。アライニングソレノイドが動作して用
紙Ｐが搬送されたときを時間０として、アライニングロ
ーラ対406上にあるアライニングスケッチ630を用紙Ｐの
後端が通った時間をｔとすると用紙Ｐの搬送速度（＝プ
ロセススピード）と時間ｔの積で用紙Ｐの長さＬが計算
される。

以上のようにして印字率算出手段94により計算された
印字率に基いてダミー印字を制御していく。

印字率を用紙P1枚ずつ計算していき、印字率が規定の
印字率例えば２％以下である時にのみ、その印字の直後
にダミー印字を行う。ダミー印字を行う場所は、前に説
明したように、印字率が２％以下である用紙Ｐと次の用
紙Ｐの間隔である。もし印字率が２％以下の印字動作が
一連の動作の最終であれば、最終印字終了後にダミー印
字を行い、印字動作を終了する。

ダミー印字は、印字に費やされたトナーの量と、ダミ
ー印字によって費やすトナー量の合計が、規定の印字率
に例えば５％に相当するトナー量になるように制御され
る。

例えばA4サイズ紙で１％の印字率で印字され実行が可
能となる。

本発明は、上述した実施例のほかその要旨の範囲内で
種々の変形が可能である。

例えば、ダミー印字の実行は、印字率を計算し、さら
に、各用紙の印字ドット数を求め、所定の基準値と印字
率の比較を行って常に一定量の又は印字率に応じた量の
トナーの消費を行うようにしたりすることもできる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、上述したような
作用の下に現像剤を強制的に消費させるので、現像剤が
劣化するのが防止されて、画像濃度の低下，かぶりの増
大を回避し得る。

また現像剤を強制的に消費させるのは、印字率が小さ
いときなので、不必要に現像剤を消費させることがなく
て経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例としてのレーザプリンタの斜視
図、第２図は同レーザプリンタの背面図、第３図は同レ
ーザプリンタの操作パネルの拡大平面図、第４図は同レ
ーザプリンタの内部構成の概略断面図、第５図は同レー
ザプリンタのトップカバーを開いた状態での動作説明
図、第６図は同上の制御系の主要部のブロック図、第７
図は用紙のランニング枚数と画像濃度及びかぶりとの関
係を示すグラフ、第８図はトナーの平均粒径とかぶりと
の関係を示すグラフ、第９図は帯電手段とマグネットロ
ーラとの配置図、第10図（ａ）はウォーミングアップ
中、スタンバイ中の動作を示すタイミングチャート、第
10図（ｂ）は印字動作中の動作を示すタイミングチャー
ト、第11図は転写コロナのまわり込みを示す説明図、第
12図はダミー印字なしの場合の用紙の画像濃度説明図、
第13図はダミー印字有りの場合の画像濃度説明図、第14
図は感光体に対するダミー印字領域の説明図、第15図は
キャリア付着し易いパターンでの感光体表面の電位分布
説明図、第16図はトナー飛散し易いパターンでの感光体
の電位分布説明図、第17図（ａ）はキャリア付着し易い
パターンを示す説明図、第17図（ｂ）はトナー飛散を起
こし易いパターンを示す説明図、第17図（ｃ）は現像剤
除去不良を起こし易いパターンを示す説明図、第17図
（ｄ），（ｅ）は各々ダミー印字に適切なパターンの説
明図、第18図は用紙Ｐの寸法説明図、第19図は感光体上
のパターンを展開した状態の説明図である。 10……装置本体、16……操作パネル、 90……制御手段、94……印字率算出手段、 204……帯電手段、208……現像手段、 210……除去収納手段、300……転写手段、Ｐ……用紙。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−235971（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−63959（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−63960（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−63963（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−63964（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−202473（ＪＰ，Ａ) 特開平４−52669（ＪＰ，Ａ) 特開平３−271770（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/14 G03G 13/08 G03G 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された像担持体にレーザ露光し
て静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像が形成された像担持体に現像剤を供給して
現像剤像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成された現像剤像を被画像形成媒
体上に転写する転写手段と、前記像担持体上の現像剤を除去する清掃手段と、前記被画像形成媒体に対する印字率に基づき、前記帯電
手段、前記露光手段、前記現像手段を動作させて前記現
像剤を強制的に前記像担持体に付着させ、転写手段によ
る転写を行わずに前記清掃手段にて前記像担持体上の現
像剤を回収する現像剤強制消費手段とを備え、前記像担持体、前記帯電手段、前記現像手段及び前記清
掃手段はユニットを構成すると共に、前記印字率は、前
記被画像形成媒体に印字可能なドット数をDallとし、前
記被画像形成媒体に画像を形成するため発光されたレー
ザ光発光回数をＤとしたときに、D/Dallにより定義さ
れ、前記現像剤強制消費手段は、前記被画像形成媒体１枚毎
にこの印字率を算出し、特定の被画像形成媒体への印字
率が所定の大きさよりも小さい場合に、次の被画像形成
媒体に対し画像形成を行う前に前記現像剤を強制消費さ
せるとともに、前記帯電手段、前記露光手段、前記現像
手段を動作させて、前記像担持体上に一辺が0.3mm乃至5
mmの正方形からなる市松模様状のパターンを像担持体の
幅方向に沿って50mm以上の長さで形成することを特徴と
する画像形成装置。