JP3793655B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、等の画像形成装置に係り、詳しくは、潜像担持体や転写体の非画像部の地肌汚れを低減する地肌汚れ低減手段の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンターなどの画像形成装置においては、画像形成粒子としてのトナーの帯電量の変化により、過多濃度の画像を形成したり、潜像担持体である感光体ドラムの非画像部に地肌汚れを発生させたり、逆に画像濃度を不足させたり、といった不具合を生ずる場合があった。例えば、画像形成装置に新たなトナーをセットした直後には、帯電不足のトナーが過剰となって、過多濃度の画像を形成したり、地肌汚れを生じたりする場合があった（以下、画像形成装置に新たなトナーがセットされた直後のことを、トナーセット後と称する）。
【０００３】
そこで、本出願人は特開平８−２６２８６５号において、光学濃度基準値（Ｖsg）と光学濃度検出値（Ｖsgp）とを粒子付着量検知手段としての光学的センサ（以下、Ｐセンサと称する）に検出させ、この検出結果に基づいて、トナーセット後におけるトナー攪拌時間を決定させる画像形成装置を提案した。ここで、Ｖsgは、現像装置内のトナーが十分に帯電されている状態における、潜像担持体上の非画像部の反射光量検出値であり、Ｖsgpは、トナーセット後における該非画像部の反射光量検出値である。この画像形成装置によれば、トナーセット後の現像装置内のトナーを、ＶsgとＶsgpとに基づいて充分帯電させるまで攪拌することができるので、トナーセット後のトナー帯電不足による過多濃度の画像形成や上記地肌汚れを回避することができる。
【０００４】
また、本出願人は特開平４−１５８３８２号において、トナーセット後の初回の画像形成に先立って、二成分現像装置に対してその内部の二成分現像剤のトナーを強制消費させたり、トナーを補給したりして、トナー濃度を調整するトナー収支制御を実行する画像形成装置を提案した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者は鋭意研究により、トナーセット後の他にも過多濃度の画像形成や地肌汚れを生ずる場合があることを見出した。
【０００６】
例えば、主電源を切った状態、即ち、不使用の状態、で画像形成装置を長期間放置すると、現像装置内のトナーを無攪拌の状態で長期間放置することになり、主電源の再投入後においてトナー帯電不足による上記地肌汚れ等を生ずることが判明した。このため、上記特開平８−２６２８６５号の画像形成装置でも、長期間放置後の主電源再投入後には転写紙等に地肌汚れを等を生じさせるおそれがある。
【０００７】
また、二成分現像装置を用いる画像形成装置の場合には、二成分現像装置内のトナー濃度を一定に保っても、湿度や温度等の環境の変化により画像濃度が変化してしまう。このため、従来、感光体ドラム上に形成した基準画像のトナー付着量に応じて二成分現像装置へのトナー補給量を増減することで、トナー濃度を調整して画像濃度の安定化を図っていた。しかし、このようにトナー補給量の増減によってトナー濃度を調整する場合には、トナー補給を停止させても、画像を形成させない限りはトナー濃度を低下させることができない。このため、環境が急激に変化した場合には、トナー濃度が適正な濃度に低下するまで、地肌汚れのある画像や、過多濃度の画像を形成してしまうことが判明した。上記特開平４−１５８３８２号の画像形成装置は、トナーセット後にトナーを強制消費するものであり、トナーセット後でないときにはトナーを強制消費しないので、転写紙等に地肌汚れを等を生じさせるおそれがあった。
【０００８】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、過多濃度の画像形成や上記地肌汚れをより確実に低減することができる画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面に潜像を形成する潜像担持体と、粒子帯電手段によって画像形成粒子を帯電させ、画像形成粒子及びキャリアを含有する二成分現像剤を用いて該潜像を現像する二成分現像装置と、二成分現像剤に画像形成粒子を補給するための粒子補給手段と、これらを制御する制御手段とを備える画像形成装置であって、該表面の所定位置における画像形成粒子付着量を検知する粒子付着量検知手段を備え、主電源がＯＮされた場合、又は、該主電源がＯＮされており且つ画像形成を行わない時間が所定時間を超えた場合、には該所定位置を非画像部とするような作動条件下で該所定位置に対する該画像形成粒子付着量を検知し、この検知結果が所定量以上である場合には、画像形成粒子の帯電量を調整する帯電量調整制御を実行して、該潜像担持体の非画像部における画像形成粒子付着量を低減した後、更に、予め定められた形状の基準画像を該所定位置に形成して該基準画像に対する画像形成粒子付着量を該粒子付着量検知手段によって検知し、この検知結果が所定量を超える場合には、該二成分現像装置内の画像形成粒子を強制的に消費する強制消費制御を実行することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、表面に潜像を形成する潜像担持体と、粒子帯電手段によって画像形成粒子を帯電させ、画像形成粒子及びキャリアを含有する二成分現像剤を用いて該潜像を現像する二成分現像装置と、二成分現像剤に画像形成粒子を補給するための粒子補給手段と、これらを制御する制御手段とを備える画像形成装置であって、該表面の所定位置における画像形成粒子付着量を検知する粒子付着量検知手段を備え、主電源がＯＮされた場合、又は、該主電源がＯＮされており且つ画像形成を行わない時間が所定時間を超えた場合、であり且つ該所定位置に予め定められた形状の基準画像を形成して該基準画像に対する画像形成粒子付着量を該粒子付着量検知手段によって検知した結果が所定量を超える場合、には該二成分現像装置内の画像形成粒子を強制的に消費する強制消費制御を実行した後、該所定位置を非画像部とするような作動条件下で該所定位置に対する該画像形成粒子付着量を検知し、この検知結果が所定量以上である場合には、画像形成粒子の帯電量を調整する帯電量調整制御を実行して、該潜像担持体の非画像部における画像形成粒子付着量を低減することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１又は２の画像形成装置においては、主電源がＯＮされた場合、又は、該主電源がＯＮされており且つ画像形成を行わない時間が所定時間を超えた場合、には画像形成粒子についての帯電量調整制御及び強制消費制御を実行する。即ち、画像形成粒子の帯電量が不足している可能性が高い場合や、最後に画像形成動作を行ったときに比べて環境が大きく変化していると予想される場合には、帯電量調整制御及び強制消費制御を実行する。この帯電量調整制御においては、潜像担持体上の非画像部であるべき所定位置の画像形成粒子付着量に応じて、画像形成粒子の摩擦帯電量を調整して該非画像部の画像形成粒子付着量を低減する。また、上記強制消費制御においては、上記基準画像の画像形成粒子付着量が所定量を超える場合には、二成分現像装置内の画像形成粒子を強制的に消費する。これらの制御により、潜像担持体上の非画像部の地肌汚れを低減させ、且つ、基準画像の画像形成付着量が所定量を超える場合には、所望の画像を形成する前に二成分現像装置内の画像形成粒子濃度を低下させることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、上記二成分現像装置内の画像形成粒子濃度を検知する粒子濃度検知手段を備える請求項１又は２の画像形成装置において、上記強制消費制御後の二成分現像剤を用いて該粒子濃度検知手段を校正させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
この画像形成装置においては、上記強制消費制御後に生ずる粒子濃度検知手段の検知誤差の増大を回避する。例えば、上記強制消費制御により二成分現像剤の画像形成粒子濃度を粒子濃度検知手段の適正検知域から外してしまった場合には、該粒子濃度検知手段の検知誤差を増大させてしまう。そして、この増大により、上記強制消費制御後の二成分現像剤に対する画像形成粒子濃度の調整能力を低下させてしまう。そこで、この画像形成装置においては、上記校正により、上記適正検知域を上記強制消費制御後の二成分現像剤の画像形成粒子濃度に合わせることで、該強制消費制御後に生ずる粒子濃度検知手段の検知誤差の増大を回避する。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記潜像担持体の表面に所定形状のパターン画像を形成させることにより、上記二成分現像装置内の画像形成粒子を強制的に消費させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
この画像形成装置においては、潜像担持体の表面に所定形状のパターン画像を形成することで、単位時間あたりにおける画像形成粒子濃度の低減量を均一化する。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、少なくとも、画像形成装置の主電源をＯＮしてから最初の画像形成を行わせるまでの間に、上記帯電量調整制御及び上記強制消費制御を実行させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
この画像形成装置においては、画像形成装置の主電源をＯＮした後の最初の画像形成から、過多濃度の画像形成や上記地肌汚れを低減することができる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、少なくとも、上記主電源をＯＮしてから最初の上記帯電量調整制御及び上記強制消費整制御を実行させるまでの間に、地肌汚れのない状態の上記所定位置を上記粒子付着量検知手段に検知させて、該粒子付着量検知手段を校正させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１９】
この画像形成装置においては、上記主電源をＯＮした後の最初の上記帯電量調整制御及び上記強制消費整制御から、地肌れ状態の誤認を回避することができる。例えば、地肌汚れしている状態の上記所定位置を上記粒子付着量検知手段で検知しながら、該粒子付着量検知手段を校正すると、以降の制御において、地肌汚れしている状態の該所定位置を地肌汚れしていないものと誤認してしまう。そこで、この画像形成装置においては、最初の上記帯電量調整制御及び上記強制消費整制御に先立ち、地肌汚れのない状態の上記所定位置を上記粒子付着量検知手段で検知しながら、該粒子付着量検知手段を校正する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した実施形態について説明する。
【００２１】
まず、この複写機の基本的な構成について説明する。
図１は本実施形態に係る複写機の作像部分の概略構成を示す断面図である。この複写機には、静電潜像が形成される潜像担持体としての感光体ドラム１が回転可能に取り付けられており、図示しない駆動系により図中時計回りに駆動される。この感光体ドラム１の周囲には帯電装置２、現像装置３、転写装置４（図示せず）、クリーニング手段としての機能を兼ね備えるクリーニング装置５、除電装置としての除電ランプ６、粒子付着量検知手段としてのＰセンサ８、等が配設されている。そして、現像装置３には、現像装置３にトナーを補給するための粒子補給手段としてのトナー補給装置７が取付けられている。なお、この複写機全体の動作については、周知の電子写真プロセスであるので説明を省略する。
【００２２】
現像装置３はトナーと磁性キャリアからなるいわゆる２成分現像剤を用いる二成分現像装置であり、この現像装置３の内部には、現像ローラ対３ａ、攪拌パドル３ｂ、アジテータ３ｃ、粒子濃度検知手段としてＴセンサ３ｄ、等が設けられている。現像ローラ対３ａはそれぞれ、現像装置３の開口部においてその周面を感光体ドラム１の周面と対向させるように設けられ、トナーを付着させた磁性キャリアを担持すべく、内部に磁石が設けられている。アジテータ３ｃは、上記トナー補給装置７から補給されたトナーを現像装置３内の二成分現像剤と混合撹拌しながら、攪拌パドル３ｂ側に搬送する。攪拌パドル３ｂは、ローラ部の周面に設けられた複数のパドル状部材により、アジテータ３ｃから搬送されてくる二成分現像剤や、既にその周辺に存在する二成分現像剤を攪拌しながら、これらの二成分現像剤を現像ローラ対３ａに供給する。この攪拌の際、二成分現像剤中のトナーは、磁性キャリア等との摩擦により帯電が助長される。即ち、攪拌パドル３ｂは粒子帯電手段としての機能を備えている。なお、アジテータ３ｃも、上記混合攪拌の際にトナーの摩擦帯電を助長するので、粒子帯電手段としての機能を備えている。Ｔセンサ３ｄは、アジテータ３ｃの下方の現像ケーシング底壁部に設けられ、アジテータ３ｃ近傍における二成分現像剤のトナー濃度（以下、単にトナー濃度と称する）を検知すべく、該二成分現像剤の透磁率を検知する。
【００２３】
現像装置３においては、現像ローラ対３ａ、攪拌パドル３ｂ、アジテータ３ｃ、などが図示を省略した駆動装置によって駆動され、現像ローラ対３ａ及び攪拌パドル３ｂがそれぞれ反時計回りに、アジテータ３ｃが時計回りに回転する。これらの回転により、アジテータ３ｃ近傍の二成分現像剤は攪拌されながら攪拌パドル３ｂに送られ、攪拌パドル３ｂから現像ローラ対３ａに供給される。そして、現像ローラ３ａ周面に担持されて感光体ドラム１周面との対向部に搬送され、感光体ドラム１周面に形成された静電潜像を現像する。
【００２４】
トナー補給装置７は、内部に現像装置３への補給用のトナーを収容している。そして、このトナーを撹拌しながら現像装置３内との連通口側へ送るための撹拌部材７ａが設けられている。更に、この連通口には、撹拌部材から送られてくるトナーを現像装置３に補給するためのトナー補給ローラ７ｂが設けられている。
【００２５】
次に、本複写機の制御手段について説明する。
図２は本複写機の制御手段としての制御部１０における回路構成の一部を示すブロック図である。制御部１０は、演算機能を備えるＭＰＵ１０ａ、シーケンスプログラムを格納するＲＯＭ１０ｂ、演算データを一時的に格納するＲＡＭ１０ｃ、等から構成されている。ＭＰＵ１０ａと、ＲＯＭ１０ｂ及びＲＡＭ１０ｃとは、有線接続されており、これらの間でデータ交換が行われるようになっている。更に、ＭＰＵ１０ａには、操作表示部１１、Ｔセンサ３ｄ、Ｐセンサ８、等も接続されている。この操作表示部１１は、例えばタッチパネル式ディスプレイ等から構成され、操作者に対して所定情報を表示したり、操作者からのキー入力を受け付けたりするためのものである。また、Ｔセンサ３ｄ及びＰセンサ８の検出信号は、ＭＰＵ１０ａに適宜読み込まれるようになっている。
【００２６】
ＭＰＵ１０ａは、ＣＰＵやＰＷＭコントローラ等を備えており、ＰＷＭコントローラからは直流電圧が出力されて、Ｔセンサ３ｄとＰセンサ８とにそれぞれ印加される。ＣＰＵは、このＰＷＭコントローラへの制御信号の大きさ（以下、ＰＷＭ値と称する）を変化させることにより、Ｔセンサ３ｄやＰセンサ８に供給すする直流電圧（以下、コントロール電圧と称する）の値を変化させることができる。これにより、Ｐセンサ８及びＴセンサ３ｄの出力レベルを調整している。本実施形態の複写機においては、感光体ドラム１上の非画像部検出時に、Ｐセンサ８からの出力電圧が４．０±０．１［Ｖ］となるように、Ｐセンサ８へのコントロール電圧の値を調整すべく、ＣＰＵからのＰＷＭ値を調整している。
【００２７】
次に、本複写機のトナー補給制御について説明する。
Ｐセンサ８は、発光ダイオード等からなる発光部と、フォトトランジスタなどのフォトセンサ等からなる受光部とで構成されている。この発光部からの照射光は、感光体ドラム１上に所定位置に照射され、その反射光量が受光部によって検出される。この検出結果は、Ｐセンサ８から直流電圧として出力され、ＭＰＵ１０ａに入力される。ここで、上記反射光量は感光体ドラム１上の所定位置におけるトナー付着量によって変化する。即ち、Ｐセンサ８からの出力電圧値は、感光体ドラム１上の所定位置におけるトナー付着量によって変化する。これにより、ＭＰＵ１０ａは、この所定位置におけるトナー付着量を知得する。なお、本実施形態の複写機においては、トナー付着量が増加するとＰセンサ８からの出力電圧値が減少する。
【００２８】
Ｔセンサ３ｄは、トナー濃度を検出するものであり、例えば、トナ−量の増減で変化する透磁率を検知する透磁率センサなどで構成されている。そして、トナー濃度に応じた値の直流電圧をＭＰＵ１０ａに出力する。
【００２９】
ＲＡＭ１０には、Ｔセンサの出力電圧についての目標値（以下、Ｔ目標値と称する）が格納されている。ＭＰＵ１０ａは、このＴ目標値と、Ｔセンサ３ｄからの実際の出力電圧の値とに基づいて、トナー補給装置７の駆動を制御し、現像装置３へのトナー補給をＯＮ／ＯＦＦする。これにより、トナー濃度を一定に保つことができる。但し、画像濃度は、トナー濃度の他、トナー帯電量、温度や湿度などの環境、等によっても影響される。このため、本実施形態の複写機では、予め所定形状の基準画像（以下、Ｐパターンと称する）を検知するＰセンサ８からの出力目標値（以下、Ｐ目標値と称する）をＲＡＭ１０ｃに格納している。そして、感光体ドラム１上のＰパターンに対してのＰセンサ出力値と、Ｐ目標値との比較に基づいて、画像濃度の濃淡を判断してＴ目標値を適宜補正する。これにより、現像装置３内へのトナー補給量が増減されてトナー濃度が調整されるので、安定した濃度の画像が形成される。
【００３０】
ところで、従来、トナーセット後における感光体ドラム１の地肌れ等を回避すべく、例えば特開平４−１５８３８２号や特開平８−２６２８６５号の構成を備える画像形成装置が提案されているが、本発明者の鋭意研究により、地肌汚れはトナーセット後の他にも生じ得ることが判明した。
【００３１】
例えば、主電源を切った状態態で画像形成装置を長期間放置すると、現像装置内のトナーを無攪拌の状態で長期間放置することになり、主電源の再投入後においてトナー帯電不足による上記地肌汚れ等を生ずることが判明した。
【００３２】
また、従来の画像形成装置においては、上述のようにトナー補給量の増減によってトナー濃度を調整させるように構成していたが、トナー補給を停止させても、画像を形成させない限りはトナー濃度を低下させることができない。このため、環境が急激に変化した場合には、トナー濃度が適正な濃度に低下するまで、地肌汚れのある画像を形成してしまうことが判明した。
【００３３】
そこで、本複写機は、感光体ドラム１の地肌汚れや過多濃度の画像形成をより確実に低減すべく、次のような特徴的な構成を備えている。
【００３４】
以下、本複写機の特徴的な構成について説明する。
本複写機の制御部１０のＣＰＵは、主電源のＯＮを検知した直後に帯電量調整制御及び強制消費制御としての初期制御を実行する。図３はＣＰＵにおける初期制御を示すフローチャートである。図示のように、ＣＰＵは、主電源のＯＮを検知すると（ステップＳ１）、まず、変数としてのＣ１の値をゼロにリセットする（ステップＳ２）。Ｃ１の値は、ＣＰＵに対して、後述の追加攪拌、トナー消費処理又はトナー補給処理の実行回数を判断させるためのものである。
【００３５】
ＣＰＵは、次に、感光体ドラム１のプレ回転を開始させた後（ステップＳ３）、感光体ドラム１上のトナー付着のない地肌部を検知するＰセンサ８からの出力電圧が４．０±０．１［Ｖ］となるように、ＰＷＭコントローラへのＰＷＭ値の調整処理を実行する（ステップＳ４）。
【００３６】
ここで、Ｐセンサ８に地肌汚れ部を検知させながらＰセンサ８についてのＰＷＭ値を調整させると、以降の制御において、ＣＰＵに対して感光体ドラム１上の地肌汚れ部もトナー付着のない地肌部として誤認させてしまう。そこで、本実施形態の複写機においては、感光体ドラム１のプレ回転開始後、所定時間内にＰセンサ８についてのＰＷＭ値の調整を終了するように構成されている。即ち、プレ回転開始直後にＰセンサ８の校正を行う。上記所定時間は、プレ回転開始後、現像装置３からのトナー付着により上記所定位置に地肌汚れが生じ、且つ、この地肌汚れがＰセンサに検知されるまでの時間よりも短く設定されており、この時間は予めの試験により求められたものである。
【００３７】
このように、感光体ドラム１のプレ回転開始の直後に、地肌汚れのない上記所定位置をＰセンサ８に検知させながら、Ｐセンサ８についてのＰＷＭ値の調整処理を実行することにより、主電源をＯＮした直後から上記誤認を回避することができる。
【００３８】
なお、画像形成装置の構成によっては、プレ回転開始直後から感光体ドラム１に地肌汚れが生ずる場合がある。このような場合には、例えば、感光体ドラム１上の点Ｐ（図１参照）を、感光体ドラム１の回転によってＰセンサ８の検知可能領域まで移動させる前にＰセンサ８についてのＰＷＭ値の調整処理を終了させればよい。また、現像装置３内の現像ローラ３ａに担持されるトナーをブレードの当接や現像ローラ３の逆回転などによって除去させてもよい。
【００３９】
ＣＰＵは、上記ステップＳ４でＰＷＭ値の調整処理を実行した後に、非画像部であるべき上記所定位置のトナー付着量を検知するＰセンサ８からの出力電圧値（以下、ＶSGと称する）を参照する。そして、ＶSG＞４．１であると判断した場合には（ステップＳ５でＹ）、Ｐセンサ８についてのＰＷＭ値の調整不良エラー処理を実行した後（ステップＳ６）、初期制御を終了する。
【００４０】
この調整不良エラー処理では、例えば、感光体ドラム１やＰセンサ８を清掃した後、主電源をリセットするような操作を促す表示が操作表示部に表示される。なお、現像ローラ３ａ上のトナーを除去させる機能を設けている場合には、現像ローラ３ａ上のトナーを除去させた状態で、Ｐセンサ８についてのＰＷＭ値を再度調整させた後、制御のシーケンスを図中のステップＳ５にループさせるように構成してもよい。
【００４１】
ＣＰＵは、上記ステップＳ５においてＶSG≦４．１であると判断した場合には（ステップＳ５でＮ）、次に、３０秒間の剤攪拌処理を実行する（ステップＳ７）。この剤攪拌処理においては、攪拌パドル３ｂ及びアジテータ３ｃが３０秒間回転し、現像装置３内の二成分現像剤を攪拌する。この攪拌（以下、第１回目の攪拌を初期攪拌と称する）により現像装置３内における二成分現像剤のトナーの摩擦帯電が助長される。
【００４２】
ここで、複写機の使用頻度がある程度正常で、且つ、湿度や温度などの環境も適正であれば、二成分現像剤のトナーは十分に帯電する。しかしながら、複写機が主電源ＯＦＦの状態で長期間放置されていたり、湿度や温度などの環境が適正でなかったりする場合には、二成分現像剤のトナーは初期攪拌されても十分に帯電せずに、感光体ドラム１上の非画像部に付着して地肌汚れを生じさせたり、過多濃度の画像を形成したりする。
【００４３】
そこで、ＣＰＵは初期攪拌の後に、Ｖsgを再度参照する（ステップＳ８）。そして、このステップＳ８において、Ｖsg＜３．９であると判断した場合には（ステップＳ８でＹ）、感光体ドラム１上に許容範囲を超える地肌汚れが生じているとみなして、二成分現像剤に対して３０秒間の追加攪拌を実施する。具体的には、制御のシーケンスを上記ステップＳ７にループさせる。但し、追加攪拌の実施回数を最大で２回に抑えるべく、シーケンスを上記ステップＳ７にループさせる前に、ステップＳ９及びステップＳ１０の制御を実行する。
【００４４】
ＣＰＵは、これらステップＳ９及びステップＳ１０の制御において、Ｃ１の値に１を加算した後（ステップＳ９）、Ｃ１＝３であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。そして、Ｃ１＝３であると判断した場合（ステップＳ１０でＹ）には、既に２回の追加攪拌を実施しているので、シーケンスを上記ステップＳ７にループさせずにステップＳ１１に進める。従って、主電源がＯＮされた直後においては、次の数１に示されるように、二成分現像剤に対して最大で９０秒間の攪拌が実施される。
【式１】
初期攪拌×１［回］×３０［秒］＋追加攪拌×２［回］×３０［秒］＝９０［秒］
【００４５】
ＣＰＵは、上記ステップＳ８においてＶsg≧３．９であると判断した場合や、上記ステップＳ１０においてＣ１＝３であると判断した場合には、次に、Ｃ１の値をゼロにリセットした後に（ステップＳ１１）、感光体ドラム１上の上記所定位置にＰパターンを形成させる（ステップＳ１２）。そして、このＰパターンのトナー付着量（以下、Ｖspと称する）を測定し、Ｖspが０．３９を下回る場合（ステップＳ１３でＹ）には、トナー消費処理を実行する。具体的には、制御のシーケンスをステップＳ１６に進める。但し、トナー消費処理の実行回数を最大で４回に抑えるべく、シーケンスをこのステップＳ１６に進める前に、ステップＳ１４及びステップＳ１５の制御を実行する。
【００４６】
ＣＰＵは、これらステップＳ１４及びステップＳ１５の制御において、Ｃ１の値に１を加算した後（ステップＳ１４）、Ｃ１＝５であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。そして、Ｃ１＝５であると判断した場合（ステップＳ１５でＹ）には、既に４回のトナー消費処理を実行しているので、シーケンスを上記ステップＳ１６に進めずにステップＳ１７に進める。
【００４７】
このトナー消費処理においては、３３０［ｍｍ／ｓｅｃ］の表面線速で回転される感光体ドラム１上の全幅方向に対して、太さ３．３［ｍｍ］のライン状のトナー消費用画像パターン（以下、消費パターンと称する）が６．６［ｍｍ］間隔で複数形成される。この消費パターンの形成時間は６秒間であるので、２００の消費パターンが形成されることになる。なお、トナー濃度を低下させ過ぎないように、現像装置３内の二成分現像剤の収容量に応じて消費パターンの大きさを適正に設定することが望ましい。本実施形態の現像装置３における二成分現像剤の収容量は約１［ｋｇ］であり、トナー濃度は概ね２．５［ｗｔ％］に調整される。また、感光体ドラム１上に形成された消費パターンのトナーは、クリーニングによりクリーニング装置５内に回収されるので、無駄に廃棄されることはない。
【００４８】
ＣＰＵは、上記ステップＳ１３においてＶsp≧０．３９であると判断した場合や、上記ステップＳ１５においてＣ１＝５であると判断した場合には、次に、Ｃ１の値をゼロにリセットした後（ステップＳ１７）、Ｖspの値を再度検証する（ステップＳ１８）。そして、Ｖsp＞０．４１であると判断した場合（ステップＳ１８でＹ）には、画像濃度を増加させるべくトナー補給処理を実行する。具体的には、制御のシーケンスをステップＳ２１に進める。但し、トナー補給処理の実行回数を最大で４回に抑えるべく、シーケンスをこのステップＳ２１に進める前に、ステップＳ１９及びステップＳ２０の制御を実行する。
【００４９】
ＣＰＵは、これらステップＳ１９及びステップＳ２１の制御において、Ｃ１の値に１を加算した後（ステップＳ１９）、Ｃ１＝５であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。そして、Ｃ１＝５であると判断した場合（ステップＳ２０でＹ）には、既に４回のトナー補給処理を実行しているので、シーケンスを上記ステップＳ２１に進めずにステップＳ２２に進める。
【００５０】
このトナー補給処理においては、トナー補給装置７を所定時間駆動させて現像装置３内に所定量のトナーを補給させる。
【００５１】
ここで、本実施形態の複写機においては、トナー帯電量が不足しているときや、環境が大きく変化しているときには、このようなトナー消費処理により画像濃度が低下する場合が多い。即ち、帯電量が不足しているときや、環境が大きく変化しているときには、通常のときよりもトナー濃度を低減するので、形成画像の濃度を低下させる。
【００５２】
一方、上述のように、ＣＰＵは通常、Ｐパターンを検知するＰセンサからの出力値をＰ目標値に近づけるようなトナー濃度制御（以下、単にトナー濃度制御と称する）を実行する。このため、トナー消費処理においてトナー濃度を適切に低減していても、以降のトナー濃度制御により、再びトナー濃度を増加させてしまい、上記地肌汚れ等を再発させてしまうおそれがある。このような再発を回避する方法としては、トナー消費処理後の所定時間内、例えば、トナーを十分に帯電させるまでの時間内、において該トナー消費処理直後のＴセンサ３ｄからの出力値をＴ目標値として定め、該所定時間の経過後にトナー濃度制御を開始する方法がある。しかしながら、トナー消費処理後においては、トナー濃度がＴセンサの適正検知域から外れている場合があり、このような場合にはトナー濃度の検知誤差が増大してしまい、正確なトナー濃度の調整が困難になる。
【００５３】
そこで、ＣＰＵは、上記ステップＳ１８においてＶsp≦０．４１であると判断した場合や、上記ステップＳ２０においてＣ１＝５であると判断した場合には、次に、現像装置３内の二成分現像剤を用いてＴセンサ３ｄの校正処理を行う（ステップＳ２２）。
【００５４】
この校正処理において、ＣＰＵは、Ｔセンサ３ｄのトナー濃度の適正検知域の中心を、上記ステップＳ１３の制御の直後における二成分現像剤のトナー濃度に合わせるべく、該トナー濃度に対するＴセンサ３ｄの出力値が例えば２．５［Ｖ］になるように、ＴセンサについてのＰＷＭ値を調整する。このようなＴセンサ３ｄの校正により、Ｔセンサ３ｄのトナー濃度の適正検知域を調整後のトナー濃度に合わせて、初期制御後に生ずるトナー濃度の検知誤差の増大を回避する。
【００５５】
そして、Ｔセンサ３ｄの校正処理を実行した後には、感光体ドラム１のプレ回転を終了させて初期制御を終了する。
【００５６】
以上の初期制御において、Ｖsgの検知結果に応じて剤攪拌処理が適宜実行され、感光体ドラム１上の非画像部におけるトナー付着量が低減される。
【００５７】
また、Ｐパターンにおけるトナー付着量が所定量を超える場合には、現像装置３内のトナーが強制的に消費される。これにより、感光体ドラム１上に所望の画像を形成する前に、現像装置３内のトナー濃度を低下させることができる。
【００５８】
なお、ＣＰＵは、複写機の主電源がＯＮされた状態で画像形成動作の待機時間が例えば２４時間を超えた場合には、ステップＳ５からＳ２２までの制御を行うものとする（図示せず）。
【００５９】
以上、本実施形態の複写機によれば、感光体ドラム１上の非画像部におけるトナー付着量が低減され、且つ、Ｐパターンにおけるトナー付着量が所定量を超える場合には、所望の画像を形成する前に現像装置３内のトナー濃度を低下するので、地肌汚れや、過多濃度の画像形成をより確実に低減することができる。
【００６０】
なお、本実施形態において、トナーの帯電を助長することにより地肌汚れを低減する構成について説明したが、本発明に係る「帯電量調整制御」は画像形成粒子の帯電を助長する制御に限定されるものではない。例えば、逆帯電トナーの増加により地肌汚れを生じている場合には、トナーの帯電を助長しないことにより、地肌汚れを低減し得る場合がある。、即ち、トナーの帯電を助長しないことにより地肌汚れを低減する場合もあり、本発明に係る「帯電量調整制御」にはこのような態様も含まれる。
【００６１】
また、「帯電量調整制御」を実行した後に「強制消費制御」と実行する構成について説明したが、これらの制御の実行順序を逆転させても本発明を実現できる。この場合には、例えば、図３のステップＳ１２からＳ２２まで、ステップＳ１１、ステップＳ７からＳ１０まで、ステップＳ２３という順序で制御を実行させる。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１又は２の発明によれば、画像形成粒子の帯電量が不足している可能性が高い場合や、最後に画像形成動作を行ったときに比べて環境が大きく変化していると予想される場合には、潜像担持体上の非画像部の地肌汚れを低減させ、且つ、基準画像の画像形成付着量が所定量を超える場合には、所望の画像を形成する前に二成分現像装置内の画像形成粒子濃度を低下させることができるので、潜像担持体及び転写体の地肌汚れや、過多濃度の画像形成をより確実に低減することができるという優れた効果がある。
【００６３】
請求項３の発明によれば、上記強制消費制御後に生ずる粒子濃度検知手段の検知誤差の増大を回避するので、該強制消費制御後の二成分現像剤に対する画像形成粒子濃度の調整能力の低下を回避することができるという優れた効果がある。
【００６４】
請求項４の発明によれば、単位時間あたりにおける画像形成粒子濃度の低減量を均一化するので、該画像形成粒子濃度を正確に調整することができるという優れた効果がある。
【００６５】
請求項５の発明によれば、画像形成装置の主電源をＯＮした後の最初の画像形成から、過多濃度の画像形成や上記地肌汚れなどの不具合を低減することができるので、これらの不具合を更に確実に低減することができるという優れた効果がある。
【００６６】
請求項６の発明によれば、上記主電源をＯＮした後の最初の上記帯電量調整制御及び上記強制消費整制御から地肌れ状態の誤認を回避することができるので、過多濃度の画像形成や潜像担持体の地肌汚れを更に確実に低減することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る複写機の作像部分の概略構成を示す断面図。
【図２】同複写機の制御部１０における回路構成の一部を示すブロック図。
【図３】同制御部１０のＣＰＵにおける初期制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
２ 帯電装置
３ 現像装置
３ａ 現像ローラ対
３ｂ 攪拌パドル
３ｃ アジテータ
３ｄ Ｔセンサ
４ 転写装置
５ クリーニング装置
６ 除電ランプ
７ トナー補給装置
７ａ 攪拌部材
７ｂ トナー補給ローラ
８ Ｐセンサ
１０ 制御部
１０ａ ＭＰＵ
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ ＲＡＭ
１１ 操作表示部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、等の画像形成装置に係り、詳しくは、潜像担持体や転写体の非画像部の地肌汚れを低減する地肌汚れ低減手段の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンターなどの画像形成装置においては、画像形成粒子としてのトナーの帯電量の変化により、過多濃度の画像を形成したり、潜像担持体である感光体ドラムの非画像部に地肌汚れを発生させたり、逆に画像濃度を不足させたり、といった不具合を生ずる場合があった。例えば、画像形成装置に新たなトナーをセットした直後には、帯電不足のトナーが過剰となって、過多濃度の画像を形成したり、地肌汚れを生じたりする場合があった（以下、画像形成装置に新たなトナーがセットされた直後のことを、トナーセット後と称する）。
【０００３】
そこで、本出願人は特開平８−２６２８６５号において、光学濃度基準値（Ｖsg）と光学濃度検出値（Ｖsgp）とを粒子付着量検知手段としての光学的センサ（以下、Ｐセンサと称する）に検出させ、この検出結果に基づいて、トナーセット後におけるトナー攪拌時間を決定させる画像形成装置を提案した。ここで、Ｖsgは、現像装置内のトナーが十分に帯電されている状態における、潜像担持体上の非画像部の反射光量検出値であり、Ｖsgpは、トナーセット後における該非画像部の反射光量検出値である。この画像形成装置によれば、トナーセット後の現像装置内のトナーを、ＶsgとＶsgpとに基づいて充分帯電させるまで攪拌することができるので、トナーセット後のトナー帯電不足による過多濃度の画像形成や上記地肌汚れを回避することができる。
【０００４】
また、本出願人は特開平４−１５８３８２号において、トナーセット後の初回の画像形成に先立って、二成分現像装置に対してその内部の二成分現像剤のトナーを強制消費させたり、トナーを補給したりして、トナー濃度を調整するトナー収支制御を実行する画像形成装置を提案した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者は鋭意研究により、トナーセット後の他にも過多濃度の画像形成や地肌汚れを生ずる場合があることを見出した。
【０００６】
例えば、主電源を切った状態、即ち、不使用の状態、で画像形成装置を長期間放置すると、現像装置内のトナーを無攪拌の状態で長期間放置することになり、主電源の再投入後においてトナー帯電不足による上記地肌汚れ等を生ずることが判明した。このため、上記特開平８−２６２８６５号の画像形成装置でも、長期間放置後の主電源再投入後には転写紙等に地肌汚れを等を生じさせるおそれがある。
【０００７】
また、二成分現像装置を用いる画像形成装置の場合には、二成分現像装置内のトナー濃度を一定に保っても、湿度や温度等の環境の変化により画像濃度が変化してしまう。このため、従来、感光体ドラム上に形成した基準画像のトナー付着量に応じて二成分現像装置へのトナー補給量を増減することで、トナー濃度を調整して画像濃度の安定化を図っていた。しかし、このようにトナー補給量の増減によってトナー濃度を調整する場合には、トナー補給を停止させても、画像を形成させない限りはトナー濃度を低下させることができない。このため、環境が急激に変化した場合には、トナー濃度が適正な濃度に低下するまで、地肌汚れのある画像や、過多濃度の画像を形成してしまうことが判明した。上記特開平４−１５８３８２号の画像形成装置は、トナーセット後にトナーを強制消費するものであり、トナーセット後でないときにはトナーを強制消費しないので、転写紙等に地肌汚れを等を生じさせるおそれがあった。
【０００８】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、過多濃度の画像形成や上記地肌汚れをより確実に低減することができる画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面に潜像を形成する潜像担持体と、粒子帯電手段によって画像形成粒子を帯電させ、画像形成粒子及びキャリアを含有する二成分現像剤を用いて該潜像を現像する二成分現像装置と、二成分現像剤に画像形成粒子を補給するための粒子補給手段と、これらを制御する制御手段とを備える画像形成装置であって、該表面の所定位置における画像形成粒子付着量を検知する粒子付着量検知手段を備え、主電源がＯＮされた場合、又は、該主電源がＯＮされており且つ画像形成を行わない時間が所定時間を超えた場合、には該所定位置を非画像部とするような作動条件下で該所定位置に対する該画像形成粒子付着量を検知し、この検知結果が所定量以上である場合には、画像形成粒子の帯電量を調整する帯電量調整制御を実行して、該潜像担持体の非画像部における画像形成粒子付着量を低減した後、更に、予め定められた形状の基準画像を該所定位置に形成して該基準画像に対する画像形成粒子付着量を該粒子付着量検知手段によって検知し、この検知結果が所定量を超える場合には、該二成分現像装置内の画像形成粒子を強制的に消費する強制消費制御を実行することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、表面に潜像を形成する潜像担持体と、粒子帯電手段によって画像形成粒子を帯電させ、画像形成粒子及びキャリアを含有する二成分現像剤を用いて該潜像を現像する二成分現像装置と、二成分現像剤に画像形成粒子を補給するための粒子補給手段と、これらを制御する制御手段とを備える画像形成装置であって、該表面の所定位置における画像形成粒子付着量を検知する粒子付着量検知手段を備え、主電源がＯＮされた場合、又は、該主電源がＯＮされており且つ画像形成を行わない時間が所定時間を超えた場合、であり且つ該所定位置に予め定められた形状の基準画像を形成して該基準画像に対する画像形成粒子付着量を該粒子付着量検知手段によって検知した結果が所定量を超える場合、には該二成分現像装置内の画像形成粒子を強制的に消費する強制消費制御を実行した後、該所定位置を非画像部とするような作動条件下で該所定位置に対する該画像形成粒子付着量を検知し、この検知結果が所定量以上である場合には、画像形成粒子の帯電量を調整する帯電量調整制御を実行して、該潜像担持体の非画像部における画像形成粒子付着量を低減することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１又は２の画像形成装置においては、主電源がＯＮされた場合、又は、該主電源がＯＮされており且つ画像形成を行わない時間が所定時間を超えた場合、には画像形成粒子についての帯電量調整制御及び強制消費制御を実行する。即ち、画像形成粒子の帯電量が不足している可能性が高い場合や、最後に画像形成動作を行ったときに比べて環境が大きく変化していると予想される場合には、帯電量調整制御及び強制消費制御を実行する。この帯電量調整制御においては、潜像担持体上の非画像部であるべき所定位置の画像形成粒子付着量に応じて、画像形成粒子の摩擦帯電量を調整して該非画像部の画像形成粒子付着量を低減する。また、上記強制消費制御においては、上記基準画像の画像形成粒子付着量が所定量を超える場合には、二成分現像装置内の画像形成粒子を強制的に消費する。これらの制御により、潜像担持体上の非画像部の地肌汚れを低減させ、且つ、基準画像の画像形成付着量が所定量を超える場合には、所望の画像を形成する前に二成分現像装置内の画像形成粒子濃度を低下させることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、上記二成分現像装置内の画像形成粒子濃度を検知する粒子濃度検知手段を備える請求項１又は２の画像形成装置において、上記強制消費制御後の二成分現像剤を用いて該粒子濃度検知手段を校正させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
この画像形成装置においては、上記強制消費制御後に生ずる粒子濃度検知手段の検知誤差の増大を回避する。例えば、上記強制消費制御により二成分現像剤の画像形成粒子濃度を粒子濃度検知手段の適正検知域から外してしまった場合には、該粒子濃度検知手段の検知誤差を増大させてしまう。そして、この増大により、上記強制消費制御後の二成分現像剤に対する画像形成粒子濃度の調整能力を低下させてしまう。そこで、この画像形成装置においては、上記校正により、上記適正検知域を上記強制消費制御後の二成分現像剤の画像形成粒子濃度に合わせることで、該強制消費制御後に生ずる粒子濃度検知手段の検知誤差の増大を回避する。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記潜像担持体の表面に所定形状のパターン画像を形成させることにより、上記二成分現像装置内の画像形成粒子を強制的に消費させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
この画像形成装置においては、潜像担持体の表面に所定形状のパターン画像を形成することで、単位時間あたりにおける画像形成粒子濃度の低減量を均一化する。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、少なくとも、画像形成装置の主電源をＯＮしてから最初の画像形成を行わせるまでの間に、上記帯電量調整制御及び上記強制消費制御を実行させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
この画像形成装置においては、画像形成装置の主電源をＯＮした後の最初の画像形成から、過多濃度の画像形成や上記地肌汚れを低減することができる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、少なくとも、上記主電源をＯＮしてから最初の上記帯電量調整制御及び上記強制消費整制御を実行させるまでの間に、地肌汚れのない状態の上記所定位置を上記粒子付着量検知手段に検知させて、該粒子付着量検知手段を校正させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１９】
この画像形成装置においては、上記主電源をＯＮした後の最初の上記帯電量調整制御及び上記強制消費整制御から、地肌れ状態の誤認を回避することができる。例えば、地肌汚れしている状態の上記所定位置を上記粒子付着量検知手段で検知しながら、該粒子付着量検知手段を校正すると、以降の制御において、地肌汚れしている状態の該所定位置を地肌汚れしていないものと誤認してしまう。そこで、この画像形成装置においては、最初の上記帯電量調整制御及び上記強制消費整制御に先立ち、地肌汚れのない状態の上記所定位置を上記粒子付着量検知手段で検知しながら、該粒子付着量検知手段を校正する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した実施形態について説明する。
【００２１】
まず、この複写機の基本的な構成について説明する。
図１は本実施形態に係る複写機の作像部分の概略構成を示す断面図である。この複写機には、静電潜像が形成される潜像担持体としての感光体ドラム１が回転可能に取り付けられており、図示しない駆動系により図中時計回りに駆動される。この感光体ドラム１の周囲には帯電装置２、現像装置３、転写装置４（図示せず）、クリーニング手段としての機能を兼ね備えるクリーニング装置５、除電装置としての除電ランプ６、粒子付着量検知手段としてのＰセンサ８、等が配設されている。そして、現像装置３には、現像装置３にトナーを補給するための粒子補給手段としてのトナー補給装置７が取付けられている。なお、この複写機全体の動作については、周知の電子写真プロセスであるので説明を省略する。
【００２２】
現像装置３はトナーと磁性キャリアからなるいわゆる２成分現像剤を用いる二成分現像装置であり、この現像装置３の内部には、現像ローラ対３ａ、攪拌パドル３ｂ、アジテータ３ｃ、粒子濃度検知手段としてＴセンサ３ｄ、等が設けられている。現像ローラ対３ａはそれぞれ、現像装置３の開口部においてその周面を感光体ドラム１の周面と対向させるように設けられ、トナーを付着させた磁性キャリアを担持すべく、内部に磁石が設けられている。アジテータ３ｃは、上記トナー補給装置７から補給されたトナーを現像装置３内の二成分現像剤と混合撹拌しながら、攪拌パドル３ｂ側に搬送する。攪拌パドル３ｂは、ローラ部の周面に設けられた複数のパドル状部材により、アジテータ３ｃから搬送されてくる二成分現像剤や、既にその周辺に存在する二成分現像剤を攪拌しながら、これらの二成分現像剤を現像ローラ対３ａに供給する。この攪拌の際、二成分現像剤中のトナーは、磁性キャリア等との摩擦により帯電が助長される。即ち、攪拌パドル３ｂは粒子帯電手段としての機能を備えている。なお、アジテータ３ｃも、上記混合攪拌の際にトナーの摩擦帯電を助長するので、粒子帯電手段としての機能を備えている。Ｔセンサ３ｄは、アジテータ３ｃの下方の現像ケーシング底壁部に設けられ、アジテータ３ｃ近傍における二成分現像剤のトナー濃度（以下、単にトナー濃度と称する）を検知すべく、該二成分現像剤の透磁率を検知する。
【００２３】
現像装置３においては、現像ローラ対３ａ、攪拌パドル３ｂ、アジテータ３ｃ、などが図示を省略した駆動装置によって駆動され、現像ローラ対３ａ及び攪拌パドル３ｂがそれぞれ反時計回りに、アジテータ３ｃが時計回りに回転する。これらの回転により、アジテータ３ｃ近傍の二成分現像剤は攪拌されながら攪拌パドル３ｂに送られ、攪拌パドル３ｂから現像ローラ対３ａに供給される。そして、現像ローラ３ａ周面に担持されて感光体ドラム１周面との対向部に搬送され、感光体ドラム１周面に形成された静電潜像を現像する。
【００２４】
トナー補給装置７は、内部に現像装置３への補給用のトナーを収容している。そして、このトナーを撹拌しながら現像装置３内との連通口側へ送るための撹拌部材７ａが設けられている。更に、この連通口には、撹拌部材から送られてくるトナーを現像装置３に補給するためのトナー補給ローラ７ｂが設けられている。
【００２５】
次に、本複写機の制御手段について説明する。
図２は本複写機の制御手段としての制御部１０における回路構成の一部を示すブロック図である。制御部１０は、演算機能を備えるＭＰＵ１０ａ、シーケンスプログラムを格納するＲＯＭ１０ｂ、演算データを一時的に格納するＲＡＭ１０ｃ、等から構成されている。ＭＰＵ１０ａと、ＲＯＭ１０ｂ及びＲＡＭ１０ｃとは、有線接続されており、これらの間でデータ交換が行われるようになっている。更に、ＭＰＵ１０ａには、操作表示部１１、Ｔセンサ３ｄ、Ｐセンサ８、等も接続されている。この操作表示部１１は、例えばタッチパネル式ディスプレイ等から構成され、操作者に対して所定情報を表示したり、操作者からのキー入力を受け付けたりするためのものである。また、Ｔセンサ３ｄ及びＰセンサ８の検出信号は、ＭＰＵ１０ａに適宜読み込まれるようになっている。
【００２６】
ＭＰＵ１０ａは、ＣＰＵやＰＷＭコントローラ等を備えており、ＰＷＭコントローラからは直流電圧が出力されて、Ｔセンサ３ｄとＰセンサ８とにそれぞれ印加される。ＣＰＵは、このＰＷＭコントローラへの制御信号の大きさ（以下、ＰＷＭ値と称する）を変化させることにより、Ｔセンサ３ｄやＰセンサ８に供給すする直流電圧（以下、コントロール電圧と称する）の値を変化させることができる。これにより、Ｐセンサ８及びＴセンサ３ｄの出力レベルを調整している。本実施形態の複写機においては、感光体ドラム１上の非画像部検出時に、Ｐセンサ８からの出力電圧が４．０±０．１［Ｖ］となるように、Ｐセンサ８へのコントロール電圧の値を調整すべく、ＣＰＵからのＰＷＭ値を調整している。
【００２７】
次に、本複写機のトナー補給制御について説明する。
Ｐセンサ８は、発光ダイオード等からなる発光部と、フォトトランジスタなどのフォトセンサ等からなる受光部とで構成されている。この発光部からの照射光は、感光体ドラム１上に所定位置に照射され、その反射光量が受光部によって検出される。この検出結果は、Ｐセンサ８から直流電圧として出力され、ＭＰＵ１０ａに入力される。ここで、上記反射光量は感光体ドラム１上の所定位置におけるトナー付着量によって変化する。即ち、Ｐセンサ８からの出力電圧値は、感光体ドラム１上の所定位置におけるトナー付着量によって変化する。これにより、ＭＰＵ１０ａは、この所定位置におけるトナー付着量を知得する。なお、本実施形態の複写機においては、トナー付着量が増加するとＰセンサ８からの出力電圧値が減少する。
【００２８】
Ｔセンサ３ｄは、トナー濃度を検出するものであり、例えば、トナ−量の増減で変化する透磁率を検知する透磁率センサなどで構成されている。そして、トナー濃度に応じた値の直流電圧をＭＰＵ１０ａに出力する。
【００２９】
ＲＡＭ１０には、Ｔセンサの出力電圧についての目標値（以下、Ｔ目標値と称する）が格納されている。ＭＰＵ１０ａは、このＴ目標値と、Ｔセンサ３ｄからの実際の出力電圧の値とに基づいて、トナー補給装置７の駆動を制御し、現像装置３へのトナー補給をＯＮ／ＯＦＦする。これにより、トナー濃度を一定に保つことができる。但し、画像濃度は、トナー濃度の他、トナー帯電量、温度や湿度などの環境、等によっても影響される。このため、本実施形態の複写機では、予め所定形状の基準画像（以下、Ｐパターンと称する）を検知するＰセンサ８からの出力目標値（以下、Ｐ目標値と称する）をＲＡＭ１０ｃに格納している。そして、感光体ドラム１上のＰパターンに対してのＰセンサ出力値と、Ｐ目標値との比較に基づいて、画像濃度の濃淡を判断してＴ目標値を適宜補正する。これにより、現像装置３内へのトナー補給量が増減されてトナー濃度が調整されるので、安定した濃度の画像が形成される。
【００３０】
ところで、従来、トナーセット後における感光体ドラム１の地肌れ等を回避すべく、例えば特開平４−１５８３８２号や特開平８−２６２８６５号の構成を備える画像形成装置が提案されているが、本発明者の鋭意研究により、地肌汚れはトナーセット後の他にも生じ得ることが判明した。
【００３１】
例えば、主電源を切った状態態で画像形成装置を長期間放置すると、現像装置内のトナーを無攪拌の状態で長期間放置することになり、主電源の再投入後においてトナー帯電不足による上記地肌汚れ等を生ずることが判明した。
【００３２】
また、従来の画像形成装置においては、上述のようにトナー補給量の増減によってトナー濃度を調整させるように構成していたが、トナー補給を停止させても、画像を形成させない限りはトナー濃度を低下させることができない。このため、環境が急激に変化した場合には、トナー濃度が適正な濃度に低下するまで、地肌汚れのある画像を形成してしまうことが判明した。
【００３３】
そこで、本複写機は、感光体ドラム１の地肌汚れや過多濃度の画像形成をより確実に低減すべく、次のような特徴的な構成を備えている。
【００３４】
以下、本複写機の特徴的な構成について説明する。
本複写機の制御部１０のＣＰＵは、主電源のＯＮを検知した直後に帯電量調整制御及び強制消費制御としての初期制御を実行する。図３はＣＰＵにおける初期制御を示すフローチャートである。図示のように、ＣＰＵは、主電源のＯＮを検知すると（ステップＳ１）、まず、変数としてのＣ１の値をゼロにリセットする（ステップＳ２）。Ｃ１の値は、ＣＰＵに対して、後述の追加攪拌、トナー消費処理又はトナー補給処理の実行回数を判断させるためのものである。
【００３５】
ＣＰＵは、次に、感光体ドラム１のプレ回転を開始させた後（ステップＳ３）、感光体ドラム１上のトナー付着のない地肌部を検知するＰセンサ８からの出力電圧が４．０±０．１［Ｖ］となるように、ＰＷＭコントローラへのＰＷＭ値の調整処理を実行する（ステップＳ４）。
【００３６】
ここで、Ｐセンサ８に地肌汚れ部を検知させながらＰセンサ８についてのＰＷＭ値を調整させると、以降の制御において、ＣＰＵに対して感光体ドラム１上の地肌汚れ部もトナー付着のない地肌部として誤認させてしまう。そこで、本実施形態の複写機においては、感光体ドラム１のプレ回転開始後、所定時間内にＰセンサ８についてのＰＷＭ値の調整を終了するように構成されている。即ち、プレ回転開始直後にＰセンサ８の校正を行う。上記所定時間は、プレ回転開始後、現像装置３からのトナー付着により上記所定位置に地肌汚れが生じ、且つ、この地肌汚れがＰセンサに検知されるまでの時間よりも短く設定されており、この時間は予めの試験により求められたものである。
【００３７】
このように、感光体ドラム１のプレ回転開始の直後に、地肌汚れのない上記所定位置をＰセンサ８に検知させながら、Ｐセンサ８についてのＰＷＭ値の調整処理を実行することにより、主電源をＯＮした直後から上記誤認を回避することができる。
【００３８】
なお、画像形成装置の構成によっては、プレ回転開始直後から感光体ドラム１に地肌汚れが生ずる場合がある。このような場合には、例えば、感光体ドラム１上の点Ｐ（図１参照）を、感光体ドラム１の回転によってＰセンサ８の検知可能領域まで移動させる前にＰセンサ８についてのＰＷＭ値の調整処理を終了させればよい。また、現像装置３内の現像ローラ３ａに担持されるトナーをブレードの当接や現像ローラ３の逆回転などによって除去させてもよい。
【００３９】
ＣＰＵは、上記ステップＳ４でＰＷＭ値の調整処理を実行した後に、非画像部であるべき上記所定位置のトナー付着量を検知するＰセンサ８からの出力電圧値（以下、ＶSGと称する）を参照する。そして、ＶSG＞４．１であると判断した場合には（ステップＳ５でＹ）、Ｐセンサ８についてのＰＷＭ値の調整不良エラー処理を実行した後（ステップＳ６）、初期制御を終了する。
【００４０】
この調整不良エラー処理では、例えば、感光体ドラム１やＰセンサ８を清掃した後、主電源をリセットするような操作を促す表示が操作表示部に表示される。なお、現像ローラ３ａ上のトナーを除去させる機能を設けている場合には、現像ローラ３ａ上のトナーを除去させた状態で、Ｐセンサ８についてのＰＷＭ値を再度調整させた後、制御のシーケンスを図中のステップＳ５にループさせるように構成してもよい。
【００４１】
ＣＰＵは、上記ステップＳ５においてＶSG≦４．１であると判断した場合には（ステップＳ５でＮ）、次に、３０秒間の剤攪拌処理を実行する（ステップＳ７）。この剤攪拌処理においては、攪拌パドル３ｂ及びアジテータ３ｃが３０秒間回転し、現像装置３内の二成分現像剤を攪拌する。この攪拌（以下、第１回目の攪拌を初期攪拌と称する）により現像装置３内における二成分現像剤のトナーの摩擦帯電が助長される。
【００４２】
ここで、複写機の使用頻度がある程度正常で、且つ、湿度や温度などの環境も適正であれば、二成分現像剤のトナーは十分に帯電する。しかしながら、複写機が主電源ＯＦＦの状態で長期間放置されていたり、湿度や温度などの環境が適正でなかったりする場合には、二成分現像剤のトナーは初期攪拌されても十分に帯電せずに、感光体ドラム１上の非画像部に付着して地肌汚れを生じさせたり、過多濃度の画像を形成したりする。
【００４３】
そこで、ＣＰＵは初期攪拌の後に、Ｖsgを再度参照する（ステップＳ８）。そして、このステップＳ８において、Ｖsg＜３．９であると判断した場合には（ステップＳ８でＹ）、感光体ドラム１上に許容範囲を超える地肌汚れが生じているとみなして、二成分現像剤に対して３０秒間の追加攪拌を実施する。具体的には、制御のシーケンスを上記ステップＳ７にループさせる。但し、追加攪拌の実施回数を最大で２回に抑えるべく、シーケンスを上記ステップＳ７にループさせる前に、ステップＳ９及びステップＳ１０の制御を実行する。
【００４４】
ＣＰＵは、これらステップＳ９及びステップＳ１０の制御において、Ｃ１の値に１を加算した後（ステップＳ９）、Ｃ１＝３であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。そして、Ｃ１＝３であると判断した場合（ステップＳ１０でＹ）には、既に２回の追加攪拌を実施しているので、シーケンスを上記ステップＳ７にループさせずにステップＳ１１に進める。従って、主電源がＯＮされた直後においては、次の数１に示されるように、二成分現像剤に対して最大で９０秒間の攪拌が実施される。
【式１】
初期攪拌×１［回］×３０［秒］＋追加攪拌×２［回］×３０［秒］＝９０［秒］
【００４５】
ＣＰＵは、上記ステップＳ８においてＶsg≧３．９であると判断した場合や、上記ステップＳ１０においてＣ１＝３であると判断した場合には、次に、Ｃ１の値をゼロにリセットした後に（ステップＳ１１）、感光体ドラム１上の上記所定位置にＰパターンを形成させる（ステップＳ１２）。そして、このＰパターンのトナー付着量（以下、Ｖspと称する）を測定し、Ｖspが０．３９を下回る場合（ステップＳ１３でＹ）には、トナー消費処理を実行する。具体的には、制御のシーケンスをステップＳ１６に進める。但し、トナー消費処理の実行回数を最大で４回に抑えるべく、シーケンスをこのステップＳ１６に進める前に、ステップＳ１４及びステップＳ１５の制御を実行する。
【００４６】
ＣＰＵは、これらステップＳ１４及びステップＳ１５の制御において、Ｃ１の値に１を加算した後（ステップＳ１４）、Ｃ１＝５であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。そして、Ｃ１＝５であると判断した場合（ステップＳ１５でＹ）には、既に４回のトナー消費処理を実行しているので、シーケンスを上記ステップＳ１６に進めずにステップＳ１７に進める。
【００４７】
このトナー消費処理においては、３３０［ｍｍ／ｓｅｃ］の表面線速で回転される感光体ドラム１上の全幅方向に対して、太さ３．３［ｍｍ］のライン状のトナー消費用画像パターン（以下、消費パターンと称する）が６．６［ｍｍ］間隔で複数形成される。この消費パターンの形成時間は６秒間であるので、２００の消費パターンが形成されることになる。なお、トナー濃度を低下させ過ぎないように、現像装置３内の二成分現像剤の収容量に応じて消費パターンの大きさを適正に設定することが望ましい。本実施形態の現像装置３における二成分現像剤の収容量は約１［ｋｇ］であり、トナー濃度は概ね２．５［ｗｔ％］に調整される。また、感光体ドラム１上に形成された消費パターンのトナーは、クリーニングによりクリーニング装置５内に回収されるので、無駄に廃棄されることはない。
【００４８】
ＣＰＵは、上記ステップＳ１３においてＶsp≧０．３９であると判断した場合や、上記ステップＳ１５においてＣ１＝５であると判断した場合には、次に、Ｃ１の値をゼロにリセットした後（ステップＳ１７）、Ｖspの値を再度検証する（ステップＳ１８）。そして、Ｖsp＞０．４１であると判断した場合（ステップＳ１８でＹ）には、画像濃度を増加させるべくトナー補給処理を実行する。具体的には、制御のシーケンスをステップＳ２１に進める。但し、トナー補給処理の実行回数を最大で４回に抑えるべく、シーケンスをこのステップＳ２１に進める前に、ステップＳ１９及びステップＳ２０の制御を実行する。
【００４９】
ＣＰＵは、これらステップＳ１９及びステップＳ２１の制御において、Ｃ１の値に１を加算した後（ステップＳ１９）、Ｃ１＝５であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。そして、Ｃ１＝５であると判断した場合（ステップＳ２０でＹ）には、既に４回のトナー補給処理を実行しているので、シーケンスを上記ステップＳ２１に進めずにステップＳ２２に進める。
【００５０】
このトナー補給処理においては、トナー補給装置７を所定時間駆動させて現像装置３内に所定量のトナーを補給させる。
【００５１】
ここで、本実施形態の複写機においては、トナー帯電量が不足しているときや、環境が大きく変化しているときには、このようなトナー消費処理により画像濃度が低下する場合が多い。即ち、帯電量が不足しているときや、環境が大きく変化しているときには、通常のときよりもトナー濃度を低減するので、形成画像の濃度を低下させる。
【００５２】
一方、上述のように、ＣＰＵは通常、Ｐパターンを検知するＰセンサからの出力値をＰ目標値に近づけるようなトナー濃度制御（以下、単にトナー濃度制御と称する）を実行する。このため、トナー消費処理においてトナー濃度を適切に低減していても、以降のトナー濃度制御により、再びトナー濃度を増加させてしまい、上記地肌汚れ等を再発させてしまうおそれがある。このような再発を回避する方法としては、トナー消費処理後の所定時間内、例えば、トナーを十分に帯電させるまでの時間内、において該トナー消費処理直後のＴセンサ３ｄからの出力値をＴ目標値として定め、該所定時間の経過後にトナー濃度制御を開始する方法がある。しかしながら、トナー消費処理後においては、トナー濃度がＴセンサの適正検知域から外れている場合があり、このような場合にはトナー濃度の検知誤差が増大してしまい、正確なトナー濃度の調整が困難になる。
【００５３】
そこで、ＣＰＵは、上記ステップＳ１８においてＶsp≦０．４１であると判断した場合や、上記ステップＳ２０においてＣ１＝５であると判断した場合には、次に、現像装置３内の二成分現像剤を用いてＴセンサ３ｄの校正処理を行う（ステップＳ２２）。
【００５４】
この校正処理において、ＣＰＵは、Ｔセンサ３ｄのトナー濃度の適正検知域の中心を、上記ステップＳ１３の制御の直後における二成分現像剤のトナー濃度に合わせるべく、該トナー濃度に対するＴセンサ３ｄの出力値が例えば２．５［Ｖ］になるように、ＴセンサについてのＰＷＭ値を調整する。このようなＴセンサ３ｄの校正により、Ｔセンサ３ｄのトナー濃度の適正検知域を調整後のトナー濃度に合わせて、初期制御後に生ずるトナー濃度の検知誤差の増大を回避する。
【００５５】
そして、Ｔセンサ３ｄの校正処理を実行した後には、感光体ドラム１のプレ回転を終了させて初期制御を終了する。
【００５６】
以上の初期制御において、Ｖsgの検知結果に応じて剤攪拌処理が適宜実行され、感光体ドラム１上の非画像部におけるトナー付着量が低減される。
【００５７】
また、Ｐパターンにおけるトナー付着量が所定量を超える場合には、現像装置３内のトナーが強制的に消費される。これにより、感光体ドラム１上に所望の画像を形成する前に、現像装置３内のトナー濃度を低下させることができる。
【００５８】
なお、ＣＰＵは、複写機の主電源がＯＮされた状態で画像形成動作の待機時間が例えば２４時間を超えた場合には、ステップＳ５からＳ２２までの制御を行うものとする（図示せず）。
【００５９】
以上、本実施形態の複写機によれば、感光体ドラム１上の非画像部におけるトナー付着量が低減され、且つ、Ｐパターンにおけるトナー付着量が所定量を超える場合には、所望の画像を形成する前に現像装置３内のトナー濃度を低下するので、地肌汚れや、過多濃度の画像形成をより確実に低減することができる。
【００６０】
なお、本実施形態において、トナーの帯電を助長することにより地肌汚れを低減する構成について説明したが、本発明に係る「帯電量調整制御」は画像形成粒子の帯電を助長する制御に限定されるものではない。例えば、逆帯電トナーの増加により地肌汚れを生じている場合には、トナーの帯電を助長しないことにより、地肌汚れを低減し得る場合がある。、即ち、トナーの帯電を助長しないことにより地肌汚れを低減する場合もあり、本発明に係る「帯電量調整制御」にはこのような態様も含まれる。
【００６１】
また、「帯電量調整制御」を実行した後に「強制消費制御」と実行する構成について説明したが、これらの制御の実行順序を逆転させても本発明を実現できる。この場合には、例えば、図３のステップＳ１２からＳ２２まで、ステップＳ１１、ステップＳ７からＳ１０まで、ステップＳ２３という順序で制御を実行させる。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１又は２の発明によれば、画像形成粒子の帯電量が不足している可能性が高い場合や、最後に画像形成動作を行ったときに比べて環境が大きく変化していると予想される場合には、潜像担持体上の非画像部の地肌汚れを低減させ、且つ、基準画像の画像形成付着量が所定量を超える場合には、所望の画像を形成する前に二成分現像装置内の画像形成粒子濃度を低下させることができるので、潜像担持体及び転写体の地肌汚れや、過多濃度の画像形成をより確実に低減することができるという優れた効果がある。
【００６３】
請求項３の発明によれば、上記強制消費制御後に生ずる粒子濃度検知手段の検知誤差の増大を回避するので、該強制消費制御後の二成分現像剤に対する画像形成粒子濃度の調整能力の低下を回避することができるという優れた効果がある。
【００６４】
請求項４の発明によれば、単位時間あたりにおける画像形成粒子濃度の低減量を均一化するので、該画像形成粒子濃度を正確に調整することができるという優れた効果がある。
【００６５】
請求項５の発明によれば、画像形成装置の主電源をＯＮした後の最初の画像形成から、過多濃度の画像形成や上記地肌汚れなどの不具合を低減することができるので、これらの不具合を更に確実に低減することができるという優れた効果がある。
【００６６】
請求項６の発明によれば、上記主電源をＯＮした後の最初の上記帯電量調整制御及び上記強制消費整制御から地肌れ状態の誤認を回避することができるので、過多濃度の画像形成や潜像担持体の地肌汚れを更に確実に低減することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る複写機の作像部分の概略構成を示す断面図。
【図２】同複写機の制御部１０における回路構成の一部を示すブロック図。
【図３】同制御部１０のＣＰＵにおける初期制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
２ 帯電装置
３ 現像装置
３ａ 現像ローラ対
３ｂ 攪拌パドル
３ｃ アジテータ
３ｄ Ｔセンサ
４ 転写装置
５ クリーニング装置
６ 除電ランプ
７ トナー補給装置
７ａ 攪拌部材
７ｂ トナー補給ローラ
８ Ｐセンサ
１０ 制御部
１０ａ ＭＰＵ
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ ＲＡＭ
１１ 操作表示部
Claims (5)
- 表面に潜像を形成する潜像担持体と、粒子帯電手段によって画像形成粒子を帯電させ、画像形成粒子及びキャリアを含有する二成分現像剤を用いて該潜像を現像する二成分現像装置と、二成分現像剤に画像形成粒子を補給するための粒子補給手段と、これらを制御する制御手段とを備える画像形成装置であって、
該表面の所定位置における画像形成粒子付着量を検知する粒子付着量検知手段を備え、
主電源がＯＮされた場合、又は、該主電源がＯＮされており且つ画像形成を行わない時間が所定時間を超えた場合、には該所定位置を非画像部とするような作動条件下で該所定位置に対する該画像形成粒子付着量を検知し、この検知結果が所定量以上である場合には、画像形成粒子の帯電量を調整する帯電量調整制御を実行して、該潜像担持体の非画像部における画像形成粒子付着量を低減した後、更に、予め定められた形状の基準画像を該所定位置に形成して該基準画像に対する画像形成粒子付着量を該粒子付着量検知手段によって検知し、この検知結果が所定量を超える場合には、該二成分現像装置内の画像形成粒子を強制的に消費する強制消費制御を実行することを特徴とする画像形成装置。 - 表面に潜像を形成する潜像担持体と、粒子帯電手段によって画像形成粒子を帯電させ、画像形成粒子及びキャリアを含有する二成分現像剤を用いて該潜像を現像する二成分現像装置と、二成分現像剤に画像形成粒子を補給するための粒子補給手段と、これらを制御する制御手段とを備える画像形成装置であって、
該表面の所定位置における画像形成粒子付着量を検知する粒子付着量検知手段を備え、
主電源がＯＮされた場合、又は、該主電源がＯＮされており且つ画像形成を行わない時間が所定時間を超えた場合、であり且つ該所定位置に予め定められた形状の基準画像を形成して該基準画像に対する画像形成粒子付着量を該粒子付着量検知手段によって検知した結果が所定量を超える場合、には該二成分現像装置内の画像形成粒子を強制的に消費する強制消費制御を実行した後、
該所定位置を非画像部とするような作動条件下で該所定位置に対する該画像形成粒子付着量を検知し、この検知結果が所定量以上である場合には、画像形成粒子の帯電量を調整する帯電量調整制御を実行して、該潜像担持体の非画像部における画像形成粒子付着量を低減することを特徴とする画像形成装置。 - 上記二成分現像装置内の画像形成粒子濃度を検知する粒子濃度検知手段を備える請求項１又は２の画像形成装置において、
上記強制消費制御後の二成分現像剤を用いて該粒子濃度検知手段を校正させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記潜像担持体の表面に所定形状のパターン画像を形成させることにより、上記二成分現像装置内の画像形成粒子を強制的に消費させるように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、
少なくとも、上記主電源をＯＮしてから最初の上記帯電量調整制御及び上記強制消費整制御を実行させるまでの間に、地肌汚れのない状態の上記所定位置を上記粒子付着量検知手段に検知させて、該粒子付着量検知手段を校正させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
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