JP5046716B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電記録方式や電子写真記録方式等を採用した画像形成装置に関する。

電子写真プロセスを用いたプリンタ、複写機等の画像形成装置においては、帯電、露光、現像、転写という電子写真プロセスが実行される。

即ち、感光ドラム、感光ベルト等の像担持体表面を均一に帯電し、レーザ等の露光手段によって静電潜像を形成し、これに現像器を接触回転させることにより可視トナー像を形成し、これを用紙に転写すると言うステップを踏むのが一般的である。

これに加え、近年のカラー電子写真プロセスでは、感光ドラムと接触する、無端ベルトによって構成された中間転写体に重ね合わせトナー像を形成し、用紙上に一括転写する方式のものが知られている。

即ち、中間転写体にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のカラー画像を逐次、一次転写した後、更に、用紙上に二次転写すると言うステップによってカラー画像の形成を実現している。

感光ドラムから中間転写体に対して一次転写する際、安定したトナーの転写を実現するため、所定の転写バイアス電圧を印加している。しかし、常に１００％のトナーを中間転写体に転写できるわけではなく、一部のトナーは転写できずに感光ドラム上に残留する。この転写残トナーは、従来の電子写真プロセスにおいては、一次転写位置より下流に位置するクリーニングブレードによって廃トナーとして回収されていた。

しかし、近年用いられているクリーナレスの電子写真プロセスにおいては、クリーニングブレードの代わりに導電性のブラシでできた補助帯電ブラシなどの補助帯電手段を設けている。そして、転写残トナーに対して適切なバイアス電圧を印加して電荷を均一に安定化させた上で、更に帯電ローラによって電荷を付与し、現像器によってトナーを回収する制御が行われている。

このクリーナレスプロセスでは、クリーニングブレードを省略できるので作像プロセス構成の簡略化に繋がるだけではなく、回収した転写残トナーを再利用できるため、コストパフォーマンスの高い画像形成装置を実現している。

しかしながら、現像器内の現像剤や転写部材の状態は、使用環境や使用時間に応じて逐次変化する。特に、トナーと磁性キャリアによって構成された二成分現像剤を用いる系においては、トナーと磁性キャリアの比率に応じて、感光体上に現像される可視トナー像の濃度は変化しやすいことが知られている。

このため、中間転写体に一次転写されずに残った転写残トナー量の過度の変動によって補助帯電ブラシがトナー汚染されることがあった。また補助帯電ブラシは、温度や湿度、積算使用時間によって電気抵抗値が変動するため、印加したバイアス電圧に対する電流量が変動し、転写残トナーの電荷を均一にできなくなり、補助帯電ブラシや帯電ローラが転写残トナーによって汚染されることがあった。

そこで、画像形成枚数の積算値が所定の枚数に達した場合や、画像濃度比率の積算値が所定の値に達した場合などに補助帯電手段の清掃シーケンスを実行する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このことにより、補助帯電ブラシの汚染を防いで安定した画像を長期間に維持する。
特開２００１−０９２３３０号公報

しかし、感光ドラムや現像器の使用期間が長期にわたり、現像器内のキャリアが劣化すると現像能力が落ち、出力画像にカブリとなって現れることがあった。画像濃度比率の高い画像を連続して作像した場合、トナーの消費量も画像濃度比率に従って増加するために現像器内のトナーはすぐに消費される。これに対して、現像器内のトナーとキャリアの比を一定範囲内に保つよう、トナーボトルから現像器へのトナー補給量を増大させる。

このとき、トナーボトルから供給されたばかりのトナーは現像器内での攪拌時間が短いまま作像に使用されてしまうので、トナーの粒子は充分な帯電量を帯びることなく現像スリーブに供給される。そのため、この状態で急に画像濃度比率が低い画像が連続した場合にカブリとして現れることがあった。

また、それにより転写残トナーが増大し、補助帯電ブラシに詰まりが生じる場合があり、更に転写残トナーの電荷を安定化できない状態に陥り、帯電不良を併発させ、更にカブリを誘発するという悪循環が生じる。このようなことかから、従来の清掃シーケンスの実行制御では充分に安定した画像を維持することは困難であった。

本発明の目的は、クリーナレスの電子写真プロセスと、画像形成を行う画像の画像濃度比率情報を基に調整シーケンスを行う機能を有する画像形成装置において、経年劣化に寄らずカブリ等を抑えた安定した画像形成を実現することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段により形成された静電潜像を現像して前記像担持体上にトナー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前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、前記転写手段により前記トナー像が前記転写材に転写された後、前記像担持体上に残留した残トナーに対して電荷を付与する補助帯電手段と、前記補助帯電手段及び前記帯電手段を清掃する清掃制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、第一の基準値を超える画像濃度比率の作像が第一の基準回数を超えて連続した後に、前記第一の基準値より小さい基準値である第二の基準値より小さい画像濃度比率の作像が第二の基準回数を超えて連続した場合、次の画像の形成を一時中止して前記清掃制御を行うことを特徴とする。

請求項６記載の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段により形成された静電潜像を現像してトナー像を前記像担持体上に形成する現像手段と、前記現像手段により形成された前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、前記転写手段により前記トナー像が前記転写材に転写された後、前記像担持体上に残留した残トナーに対して電荷を付与する補助帯電手段と、前記補助帯電手段及び前記帯電手段を清掃する清掃制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、第一の基準量を超えるトナー補給量の作像が第一の基準回数を超えて連続した後に、前記第一の基準量よりも少ない基準量である第二の基準量より少ないトナー補給量の作像が第二の基準回数を超えて連続した場合、次の画像の形成を一時中止して前記清掃制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、経年劣化に寄らずカブリ等を抑えた安定した画像形成を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。

以下、その構成を動作と併せて説明する。

図１において、イエロー（ｙ）、マゼンダ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）のプロセスユニット１０１ｙ〜１０１ｋは、感光ドラムや現像器、帯電ローラなどによって構成されている。プロセスユニット１０１ｋの中央ぶには感光ドラム（像担持体）１０２ｋが収められており、非図示のドラムモータによって回転駆動される。

プロセスユニット１０１ｋにおいて、帯電ローラ（帯電手段）１０３ｋは、高圧を印加して感光ドラム１０２ｋの表面を一様に帯電する。レーザスキャナユニット（露光手段）１０４ｋは、レーザダイオードから変調出力されたレーザを、ポリゴンミラー回転体を使用して長手方向に走査する。そして、一様に帯電された感光ドラム１０２ｋ上に入力画像情報に従ってレーザ露光を行い、静電潜像を形成する。

プロセスユニット１０１ｋにおいて、現像器（現像手段）１０５ｋは、感光ドラム１０２ｋと接して回転する現像スリーブを有し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤によって静電潜像に応じた可視トナー像を感光ドラム１０２ｋ上に形成する。トナーボトル１０６ｋは、トナーが充填されており、トナー補給時に内部スクリューを回転させて現像器１０５ｋに対してトナーを供給する。

一次転写ローラ（転写手段）１０７ｋは、感光ドラム１０２ｋ上に現像された可視トナー像を無端ベルト状部材である中間転写体１０８に対して一次転写する。中間転写体１０８は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のプロセスユニットから可視トナー像を逐次重ね合わせてカラー画像を形成する。

プロセスユニット１０１ｋにおいて、補助帯電ブラシ（補助帯電手段）１０９ｋは、一次転写ローラ１０７ｋで転写しきれなかった転写残トナーが一様な電荷を持つよう帯電する。

プロセスユニット１０１ｋに含まれる感光ドラム１０２ｋ、帯電ローラ１０３ｋ、レーザスキャナユニット１０４ｋ、現像器１０５ｋ、トナーボトル１０６ｋ、補助帯電ブラシ１０９ｋに関して述べたが、イエロー、マゼンダ、シアンも共通である。これ以降、感光ドラム１０２、帯電ローラ１０３、レーザスキャナユニット１０４、現像器１０５、トナーボトル１０６、補助帯電ブラシ１０９と記述した場合、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色を含むものとする。また、一次転写ローラ１０７も同様である。

中間転写体１０８に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラ１１０によって用紙上に二次転写される。二次転写ローラ１１０で転写しきれなかった残トナーや、用紙上に転写することを意図しない調整用のトナー像は、中間転写体クリーナ１１１によって回収される。反射光量センサ１１２は、中間転写体１０８上のトナー濃度等を反射光量によって検出する。

用紙は、用紙カセット１１３に収納されており、給紙ローラ１１４によって搬送され、レジストローラ１１１５によって斜行を補正された後、二次転写ローラ１１０に送られる。用紙は、二次転写ローラ１１０でトナー像を転写された後、定着ローラ１１７及び加圧ローラ１１８によってトナーが熱定着され、排紙フラッパ１１９によって排紙トレイ１２０もしくはインナー排紙トレイ１２１に送られる。

図２は、図１の画像形成装置の制御ブロック図である。

図２において、ＣＰＵ（制御手段）２０１は、装置全体の制御を行っている。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が動作するためのプログラムを格納している。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１が一時的にデータを記憶しておくために使用される。

バックアップＲＡＭ２０４は、本画像形成装置の動作上で設定された情報を、プリンタエンジン（プロセスユニット１０１を中心とした画像形成部の総称）の電源を切断しても記録しておくことを可能にする。図示されないバックアップバッテリによって電源供給されている。

コントローラＩ／Ｆ２０５は、入力画像信号を供給するプリンタコントローラと接続するためのインターフェイスである。レンダリングプロセッサ（画像情報生成手段）２０６は、プリンタコントローラからコントローラＩ／Ｆ２０５へ送信された画像形成情報を、実際に露光手段を用いて作像するための内部画像データへ変換処理する。

ＣＰＵ１０１の入出力ポート２０７は、ＣＰＵ２０１に接続される機器を介する。レーザドライバ（露光手段駆動回路）２０８は、レーザスキャナユニット１０４ｙ〜１０４ｋを制御する。ピクセルカウンタ（露光量カウンタ回路、画像濃度値積算手段）２０９は、所定期間内にレーザドライバによって露光されたデータ量を積算する機能を有する。

モータドライバ２１０は、感光ドラム１０２や、中間転写体１０８、給紙ローラ１１４、レジストローラ１１５などの回転を制御する。高圧制御ユニット２１０は、プロセスユニット１０１に含まれる帯電ローラ１０３と現像器１０５や、一次転写ローラ１０７や、二次転写ローラ１１０などの高圧出力を制御する。センサ２１１は、用紙の有無や搬送位置、電位や温度、反射光量センサ１１２の検出値などを得る。

図３は、図２の画像形成装置によって実行される画像形成処理の手順を示すフローチャートである。

本処理は、図２におけるＣＰＵ２０１によって実行される。

本画像形成装置が作像を行うには、帯電ローラ１０３と、現像器１０５内の現像スリーブに高圧を印加した状態で、入力画像情報に基づいてレーザスキャナユニット１０４を用いて感光ドラム１０２を露光する必要がある。

一方、用紙カセット１１３から搬送される用紙は、先行紙との衝突を避けるため、所定の間隔を空けて給紙される。よって、レーザスキャナユニット１０４による露光は、所定の間隔を空けて行われる。この時、帯電ローラ１０３と現像スリーブへ印加している高圧電圧は、画像と画像の間であっても印加したままである。

図３において、コントローラＩ／Ｆ２０５を通じて画像形成開始命令を受けると、まずステップＳ３０１にて中間転写体１０８と感光ドラム１０２とを回転開始し、両者の回転が安定するまで８００ｍｓ待つ（ステップＳ３０２）。続いて、帯電ローラ１０３と、現像器１０５内の現像スリーブと、一次転写ローラ１０７と、二次転写ローラ１１０の高圧出力を順次オンする（ステップＳ３０３）。

次に、ステップＳ３０４の作像シーケンスにおいて、レーザスキャナユニット１０４を用いて入力画像データに基づいたレーザ露光を行うことで現像器１０５によって可視トナー像が形成される。

そして、予め給紙した用紙の搬送タイミングとレーザ露光開始タイミングと、中間転写体１０８上での画像の移動時間を計算して用紙を搬送し、二次転写ローラ１１０によって用紙上に画像を転写する。作像シーケンス３０４については、別途、図４で詳細を述べる。

最終ページの画像形成を終了して作像シーケンス３０４を完了すると、ステップＳ３０５にて、帯電ローラ１０３と、現像器１０５内の現像スリーブなどの高圧出力をオフする。そして、中間転写体１０８と感光ドラム１０２の回転を停止して（ステップＳ３０６）、本処理を終了する。

図４は、図３のステップＳ３０４で実行される作像シーケンスの第１の手順を示すフローチャートである。

作像シーケンス開始時に、まず高デューティ画像が以前連続で出力されたことを示す高デューティ連続フラグをオフする（ステップＳ４０１）。次に、ステップＳ４０２で、画像１ページ分のレーザ露光動作を行うと共に、トナー補給動作を行う。トナー補給量は、１ページ前の画像デューティ情報を基に算出する。

１ページ分の露光が終了すると、ピクセルカウンタ２０９によって計測された１ページ分のレーザ描画ピクセル数積算量を取得し、このページの画像サイズとの比から現ページの画像デューティを算出する（ステップＳ４０３）。

画像デューティ値は、１ページ内を濃度１００％で全面作像した場合を１００％とした値であり、例えば、１ページ内の半分の面積を濃度１００％で作像すると５０．０％である。また、作像面積が０であった場合は０％と算出する。

次に、ステップＳ４０４にて、現ページの画像デューティ値が５０．０％を超えていた場合、現ページは高デューティのページであると判断し、ステップＳ４０５で、高デューティカウンタを１加算する。更に、ステップＳ４０６で、高デューティカウンタの積算値が１０を超えた場合、一定ページ数の高デューティ画像が連続したものと判断し、高デューティ連続フラグをオンする（ステップＳ４０７）。

次に、ステップＳ４０４にて、現ページの画像デューティ値が５０．０％を超えていなかった場合、ステップＳ４０８で、今度は現ページの画像デューティ値が１．０％未満でないかを判断する。画像デューティ値が１．０％未満であれば、ステップＳ４０９で、低デューティカウンタを１加算する。

更に、ステップＳ４１０で、低デューティカウンタの積算値が３を超えた場合、一定ページ数の低デューティ画像が連続したものと判断し、続いてステップＳ４１１で、高デューティ連続フラグがオンかどうかを確認する。

ステップＳ４１０で、一定ページ数の低デューティ画像が連続したものと判断され、かつ、ステップＳ４１１で高デューティ連続フラグがオンである場合、高デューティ画像が連続した後に低デューティ画像が連続したと判断する。そして、ステップＳ４１２の補助帯電ブラシ清掃シーケンスを開始する。ステップＳ４１２の内容については別途説明する。

次に、ステップＳ４０４にて、現ページの画像デューティ値が５０．０％以下であり、かつ、ステップＳ４０８で、今度は現ページの画像デューティ値が１．０％以上であった場合、ステップＳ４１３で通常デューティカウンタを１加算する。

通常デューティカウンタを加算した結果をステップＳ４１４で判断し、通常デューティカウンタの積算値が５を超えた場合、ステップＳ４１５で高デューティ連続フラグをオフする。そして、高デューティカウンタと低デューティカウンタと通常デューティカウンタとを０にリセットする。

以上のように、５０．０％を超える高デューティ画像と、１．０％未満の低デューティ画像と、それ以外の通常デューティ画像とに分けて１ページ露光後の後処理を行い、そのページが最終ページであったかをステップＳ４１６で確認する。

最終ページでなかった場合は、ステップＳ４１６で次のページの露光待ちを行い、紙搬送タイミングと次ページの画像データの準備ができ次第、次ページの露光を開始する。最終ページであった場合、作像シーケンスを終了し、図３のステップＳ３０４の作像シーケンスの次へと戻る。

図５は、図４のステップＳ４１２によって実行される補助帯電ブラシ清掃シーケンスの手順を示すフローチャートである。

図５において、まず、帯電ローラ１０３の高圧と、現像器１０５内の現像スリーブの高圧をオフする（ステップＳ５０１）。そして、二次転写ローラ１１０に用紙への二次転写時とは逆バイアスを印加するよう切り替えてから（ステップＳ５０２）、補助帯電ブラシ１０９の電圧のオフ、オンを１０回繰り返す（ステップＳ５０３）。

これにより、補助帯電ブラシ１０９に付着している転写残トナーを吐き出す。吐き出した転写残トナーは、高圧出力がオフされている帯電ローラ１０３と現像器１０５を通過し、一次転写ローラ１０７によって中間転写体１０８に転写された後、二次転写ローラ１１０を通過して中間転写体クリーナ１１１によって回収される。

補助帯電ブラシ１０９の電圧のオフ、オンが終了すると、再度、帯電ローラ１０３の高圧と、現像器１０５内の現像スリーブの高圧電圧出力をオンする（ステップＳ５０４）。そして、二次転写ローラ１１０に用紙への転写バイアスを印加し直し（ステップＳ５０５）、ステップＳ５０６で、高デューティ連続フラグをオフして、高デューティカウンタと低デューティカウンタと通常デューティカウンタとを０にリセットする。その後、次のページの作像へと復帰する。

以上の制御により、画像濃度比率の高い画像が連続した後で画像濃度比率の低い画像を作像するようなジョブにおいて、その画像デューティの変化から補助帯電ブラシ１０９のクリーニングを動作させる。

このことで、画像デューティの変化時に起こりやすいトナー補給量と現像器１０５内のトナー、キャリアの比率とのミスマッチによりカブリ等の異常画像の出力を防ぐことができる。この結果、画像の安定化と感光ドラム１０２を含むプロセスユニット１０１の寿命を伸ばすことが可能になる。

また応用として、現像器１０５の使用時間が短く、現像器１０５内のキャリアの耐久劣化レベルが低い場合、カブリが発生しにくいため、上記清掃シーケンスを行わないよう制御することも考えられる。

一例として、図３のステップＳ３０３にての実行時点の現在時刻をＲＡＭ２０３に保存しておく。そして、ジョブ終了時のステップＳ３０５にてＲＡＭ２０３に保存された時間と現在の時間との差分を、毎ジョブごとにバックアップＲＡＭ２０４へ現像高圧印加時間として積算する。

この現像高圧印加積算時間が４０００００秒以下の場合、図４のステップＳ４１１で高デューティ連続フラグがオンであっても、ステップＳ４１の補助帯電ブラシ清掃シーケンスをスキップし、ステップＳ４１６へ向かう。

以上の制御により、カブリの発生しにくい現像器１０５耐久初期において、ユーザにとってのダウンタイムになる清掃シーケンスを行わないことで、生産性を向上と長期使用時のカブリ防止とを両立させることが可能である。

なお、本実施の形態では、転写残トナーを一律に帯電する補助帯電部材に導電性ブラシ（補助帯電ブラシ１０９）を用いた。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、プロセスユニット１０１内で転写残トナーが滞留する可能性があり、清掃することで性能が復活する部材であれば、他の部材であっても適用可能である。

図６は、図３のステップＳ３０４で実行される作像シーケンスの第２の手順を示すフローチャートである。

図４に示す第１の手順との相違点は、図４の作像シーケンスにおける各ページ作像時の後処理内容である。

図６において、作像シーケンス開始時に、まずトナー消費量の多い補給を以前連続で出力されたことを示すトナー消費大連続フラグをオフする（ステップＳ６０１）。次に、ステップＳ６０２では、レンダリングプロセッサ２０６によって計測された１ページ分の画像濃度比率情報を取得し、１ページ分のトナー補給時間を計算する。現像時に消費されるトナー量は画像濃度比率に比例する。

更に、ステップＳ６０３では、画像１ページ分のレーザ露光動作を行うと共に、ステップＳ６０２で計算されたトナー補給時間分のトナー補給動作を並行して行う。トナー補給時間とはトナー補給のスクリューの回転時間であり、トナー補給時間が長いほどトナーボトル１０６から現像器１０５に多くのトナーが供給される。トナー補給量は、トナー補給時間に比例すると考えてよい。

ステップＳ６０２ではレンダリングプロセッサ２０６によって事前に画像濃度比率情報を得ているため、レーザドライバ２０８に特殊なカウンタ回路を設けなくても画像濃度比率情報を取得することが可能である。

１ページ分の露光とトナー補給が終了すると、トナー補給時間を基にした後処理を行う。まずステップＳ６０４では、トナー補給時間が４００ｍｓ以上であるかどうかを判断し、４００ｍｓ以上であれば、ステップＳ６０５で、トナー消費大カウンタを１加算する。更にステップＳ６０６で、トナー消量大カウンタが１０以上であるかどうか判断し、１０以上であればトナー消費大連続フラグをオンする（ステップＳ６０７）。

次に、ステップＳ６０４でトナー補給時間が４００ｍｓを超えていなかった場合、ステップＳ６０８で、今度はトナー補給時間が３０ｍｓ以下でないかを判断し、３０ｍｓ以下であった場合には、ステップＳ６０９でトナー消費小カウンタを１加算する。

更に、ステップＳ６１０で、トナー消費小カウンタの積算値が３を超えた場合、一定作像回数分のトナー消費量が少ない画像が連続したものと判断し、続いてステップＳ６１１で、トナー消費大連続フラグがオンかどうかを確認する。

ステップＳ６１０で一定作像回数分のトナー消費量が少ない画像が連続したものと判断され、かつ、ステップＳ６１１でトナー消費大連続フラグがオンである場合、トナーを現像器１０５に対して大量に補給した後にトナー消費量の少ない作像が連続したと判断する。

ステップＳ６１２の補助帯電ブラシ清掃シーケンスを開始する。ステップＳ６１２の内容については図５と同様なので省略する。補助帯電ブラシ清掃シーケンスが終了すると、ステップＳ６１３で、トナー消費大連続フラグをオフし、トナー消費大カウンタとトナー消費小カウンタとトナー消費通常カウンタとを０にリセットする。

次に、ステップＳ６０４にてトナー補給時間が４００ｍｓ未満であり、かつ、ステップＳ６０８ではトナー補給時間が３０ｍｓを超えている場合、ステップＳ６１４で、トナー消費通常カウンタを１加算する。トナー消費通常カウンタを加算した結果をステップＳ６１５で判断する。

トナー消費通常カウンタの積算値が５を超えた場合、ステップＳ６１６で、トナー消費大連続フラグをオフし、トナー消費大カウンタとトナー消費小カウンタとトナー消費通常カウンタとを０にリセットする。

以上のように、トナー補給時間が４００ｍｓを以上のようなトナー消費量が多い場合と、３０ｍｓ以下のようなトナー消費量が少ない場合と、それ以外のトナー消費量が普通の画像とに分けて１ページ露光・補給後の後処理を行う。

そして、そのページが最終ページであったかどうかをステップＳ６１７で確認する。最終ページでなかった場合は、ステップＳ６１８で次のページの露光待ちを行い、紙搬送タイミングと次ページの画像データの準備ができ次第、次ページの露光を開始する。最終ページであった場合、作像シーケンスを終了し、図３のステップＳ３０４の作像シーケンスの次へ戻る。

このように、図６の例においては、画像濃度比率情報から算出されるトナー補給時間情報を基に、トナー消費量が大の状態から小の状態へ変化した時に、補助帯電ブラシ１０９の清掃シーケンスを行うことで、カブリの発生を防止した画像形成装置を実現する。

特に、トナー消費量の多い画像が連続するとトナーボトル１０６から現像器１０５に新たなトナーを供給するが、この後、急にトナー消費量の少ない低デューティ画像が連続した場合に、現像器１０５内での攪拌時間が少ないものとなる。そのために充分な帯電量が確保されていないトナーと、現像器１０５内のキャリアの耐久劣化との相互作用により、低デューティのユーザ画像上に軽微なカブリとなって現れると共に補助帯電ブラシ１０９を汚染し、更なる重大なカブリが生じる。本実施の形態ではそれを防止することができる。

なお、作像シーケンスにおいて画像形成される対象は、最終的に用紙上に転写されるユーザ画像に限定されるものではない。画像濃度調整用に反射光量を測定するためのトナーパッチパターンや、低デューティ画像を連続出力時に劣化した現像剤を廃トナーとして回収するために現像するベタトナーパターン等も含むものである。

特に、画像濃度調整用のパターンなどを、条件を変えて複数回連続して作像した場合や、劣化現像剤回収用のベタトナーパターンに関しては、消費されるトナー量は一般の画像と比較して多い。このため、現像器１０５内のトナー、キャリアの比率を一定に保つためにはトナーボトル１０６からトナー補給を行わなければならないが、前記パターンの作像直後に低デューティ画像が連続した場合、カブリが発生する場合がある。

以上説明した、本発明の電子写真式の画像形成装置は、像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電手段により帯電された像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光手段により形成された静電潜像を現像して像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、現像手段により形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写手段によりトナー像が転写材に転写された後、像担持体上に残留した残トナーに対して電荷を付与する補助帯電手段と、補助帯電手段及び帯電手段を清掃する清掃制御を行う制御手段と、を備える。

そして、制御手段は、第一の基準値を超える画像濃度比率の作像が第一の基準回数を超えて連続した後に、第一の基準値より小さい基準値である第二の基準値より小さい画像濃度比率の作像が第二の所定回数を超えて連続した場合、次の画像の形成を一時中止して、補助帯電手段及び帯電手段を清掃する清掃制御を行う。

ここで、制御手段は、像担持体の積算回転時間と、帯電手段のバイアス印加時間の積算時間と、現像手段の使用積算時間のうち少なくとも１つの値が所定の値を下回る場合に、清掃制御を停止する。また、上記の画像形成装置は、露光手段を駆動する露光手段駆動回路を備え、露光手段駆動回路は露光量を積算する露光量カウンタ回路を有し、画像濃度比率は前記露光量カウンタ回路から得られる露光積算量から算出される。

また、上記の画像形成装置は、露光手段が露光に用いる入力画像情報を露光手段に供給するために生成する画像情報生成手段を備え、画像情報生成手段は画像領域内の画像濃度値を積算する画像濃度値積算手段を有する。そして、画像濃度比率は画像濃度値積算手段から得られる画像濃度値から算出される。

上記の画像形成装置の制御手段による清掃制御は、帯電手段に印加するバイアス電圧をオフし、補助帯電手段に印加するバイアス電圧レベルを間欠的に上下させる。

また、本発明の電子写真式の画像形成装置は、像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電手段により帯電された像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光手段により形成された静電潜像を現像してトナー像を像担持体上に形成する現像手段と、を備える。また、現像手段により形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写手段によりトナー像が転写材に転写された後、像担持体上に残留した残トナーに対して電荷を付与する補助帯電手段と、補助帯電手段及び帯電手段を清掃する清掃制御を行う制御手段と、を備える。

そして、制御手段は、第一の基準量を超えるトナー補給量の作像が第一の基準回数を超えて連続した後に、第一の基準量よりも少ない基準量である第二の基準量より少ないトナー補給量の作像が第二の基準回数を超えて連続した場合、次の画像の形成を一時中止して、補助帯電手段及び帯電手段を清掃する清掃制御を行う。

本発明では、このような調整動作のための作像においてトナーを消費した場合においても、それが多くのトナーを消費するものであり、かつ、後続の画像がトナー消費量の少ない低デューティ画像であった場合には補助帯電ブラシ清掃シーケンス実行する。このことで、ユーザに対してカブリを抑えた画像を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。 図１の画像形成装置の制御ブロック図である。 図２の画像形成装置によって実行される画像形成処理の手順を示すフローチャートである。 図３のステップＳ３０４で実行される作像シーケンスの第１の手順を示すフローチャートである。 図４のステップＳ４１２によって実行される補助帯電ブラシ清掃シーケンスの手順を示すフローチャートである。 図３のステップＳ３０４で実行される作像シーケンスの第２の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１ プロセスユニット
１０２ 感光ドラム（像担持体）
１０３ 帯電ローラ（帯電手段）
１０４ レーザスキャナユニット（露光手段）
１０５ 現像器（現像手段）
１０７ 一次転写ローラ（転写手段）
１０８ 中間転写体
１０９ 補助帯電ブラシ（補助帯電手段）
２０１ ＣＰＵ（制御手段）
２０２ ＲＯＭ
２０３ ＲＡＭ
２０６ レンダリングプロセッサ（画像情報生成手段）
２０８ レーザドライバ（露光手段駆動回路）
２０９ ピクセルカウンタ（露光量カウンタ回路、画像濃度値積算手段）

Claims (6)

1. 像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
   前記露光手段により形成された静電潜像を現像して前記像担持体上にトナー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前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、
   前記転写手段により前記トナー像が前記転写材に転写された後、前記像担持体上に残留した残トナーに対して電荷を付与する補助帯電手段と、
   前記補助帯電手段及び前記帯電手段を清掃する清掃制御を行う制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、第一の基準値を超える画像濃度比率の作像が第一の基準回数を超えて連続した後に、前記第一の基準値より小さい基準値である第二の基準値より小さい画像濃度比率の作像が第二の基準回数を超えて連続した場合、次の画像の形成を一時中止して前記清掃制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記像担持体の積算回転時間と、前記帯電手段のバイアス印加時間の積算時間と、前記現像手段の使用積算時間のうち少なくとも１つの値が予め定められた値を下回る場合に、前記清掃制御を停止することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記露光手段を駆動する露光手段駆動回路を備え、
   前記露光手段駆動回路は露光量を積算する露光量カウンタ回路を有し、
   前記画像濃度比率は前記露光量カウンタ回路から得られる露光積算量から算出されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記露光手段が露光に用いる入力画像情報を前記露光手段に供給するために生成する画像情報生成手段を備え、
   前記画像情報生成手段は画像領域内の画像濃度値を積算する画像濃度値積算手段を有し、
   前記画像濃度比率は前記画像濃度値積算手段から得られる画像濃度値から算出されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段による前記清掃制御は、前記帯電手段に印加するバイアス電圧をオフし、前記補助帯電手段に印加するバイアス電圧レベルを間欠的に上下させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
   前記露光手段により形成された静電潜像を現像してトナー像を前記像担持体上に形成する現像手段と、
   前記現像手段により形成された前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、
   前記転写手段により前記トナー像が前記転写材に転写された後、前記像担持体上に残留した残トナーに対して電荷を付与する補助帯電手段と、
   前記補助帯電手段及び前記帯電手段を清掃する清掃制御を行う制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、第一の基準量を超えるトナー補給量の作像が第一の基準回数を超えて連続した後に、前記第一の基準量よりも少ない基準量である第二の基準量より少ないトナー補給量の作像が第二の基準回数を超えて連続した場合、次の画像の形成を一時中止して前記清掃制御を行うことを特徴とする画像形成装置。

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