JP5299113B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は電子写真プロセスにより記録材上に画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真プロセスでは、周知のように像担持体上に静電潜像が形成され、形成した静電潜像が現像されてトナー像が形成される。形成されたトナー像は紙等の記録材に転写される。

高画質化が進み、特に、カラー画像の高画質化が進んだ結果、写真画像や模様画像の精細な表現が可能となってきている。

しかしながら、写真画像、模様画像等の面画像、特に、面画像の中間濃度部における画質を向上する際に、磁気ブラシ現像において起こる画像のがさつきが問題となっている。

特許文献１、２では、画像のがさつきを抑制するために、現像装置の下流に電極を像担持体に対向して設置し、該電極に交番電圧を印加することにより、トナーを前記像担持体と前記電極との間で往復移動させることが提案されている。

画像のがさつきは、均一濃度となるべき部分におけるトナーの分布が不均一になることが原因と考えられるが、特許文献１、２では、トナーを往復運動させることで、トナー分布を均一化し、がさつきを抑制している。

特開平４−３７２９６４号公報 特開平６−２７４０４０号公報

写真画像、模様画像等の面画像を磁気ブラシ現像で現像した場合に、面画像の端部や高濃度部と低濃度部との境界部において、濃度が低下して濃度不足部が発生するという問題がある。

特許文献１、２では、トナー像を形成しているトナーを振動させることにより、がさつきを防止し、画質を向上している。この技術は、現像により像担持体上に付着したトナーを交番電界の作用で振動させ再配置することにより、トナーを均し、がさつきを防止するものではあるが、画像端部における濃度不足を補正するには不十分である。

本発明は、画像端部における濃度の低下を防止し、高画質の画像を安定して形成する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。

前記目的は下記の発明により達成される。

１．像担持体と、
該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成装置と、
該像担持体に担持されている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装置と、
該現像装置に対して、前記像担持体の移動方向下流側に位置し、前記像担持体に対向して配置された電極と、
該電極に少なくとも交番電圧を印加する電源と、
を備えた画像形成装置において、
前記電極にトナーを付与するトナー付与部と、
前記電極上のトナーを検知するトナーセンサと、
前記トナーセンサの検知結果に基づいて、前記トナー付与部を制御してトナー付与工程を実行する制御部とを備え、
前記トナー付与部は、前記現像装置と、前記像担持体とを有し、
前記現像装置内のトナーを前記像担持体に移動させ、前記像担持体上のトナーを前記電極に移動させることを特徴とする画像形成装置。

２．前記制御部は、前記電極上のトナー量が所定値以下になったことを前記トナーセンサが検知したときに、トナーを前記電極に担持させる前記トナー付与工程を実行することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．前記制御部は、前記トナーセンサの検知結果に基づいて、前記電極上のトナー層のプロファイルを作成し、該プロファイルに基づいた前記トナー付与工程を実行することを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像形成装置。

４．前記制御部は、前記トナー付与部により前記電極に付与されるトナー量を調整するために画像形成工程における前記電源の出力を調整する電極条件調整工程を実行することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

５．前記電極条件調整工程は、前記電極上のトナーを除去するトナー吐き出しステップと、前記電極上にトナーを付与するステップと、前記トナーセンサにより前記電極上のトナーの量を検知するステップと、検知結果に基づいて、前記電源の前記出力を設定するステップとを有することを特徴とする前記４に記載の画像形成装置。

６．温度センサと、湿度センサと、カバレッジ情報発生部と、枚数カウンターと、停止時間情報発生部との少なくともいずれか一つからなる情報発生部を有し、前記制御部は、前記電極条件調整工程を実行するか否かを前記情報発生部からの情報に基づいて判断することを特徴とする前記４又は前記５に記載の画像形成装置。

本発明においては、像担持体上のトナー像を形成しているトナーを再配置する電極上のトナーをトナーセンサにより検知し、検知結果に基づいて、前記電極にトナーを付与するトナー付与部を制御している。したがって、前記電極は、常に、適正な量のトナーを担持し、前記電極によるトナー再配置が効果的に行われる。その結果、画像端部や高濃度部と低濃度部との境界部における濃度低下が防止されて、高画質の画像が安定して形成される。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。 先端欠けと、吸い込みとを説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系のブロック図である。 トナーセンサ２１の構成を示す図である。 トナーセンサ２１の出力を示すグラフである。 トナー付与工程を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるトナー再配置電極１０にトナーを付与する制御のフローチャートである。 トナー再配置電極１０の電極条件を最適にする電極条件調整工程のフローチャートである。 本発明の実施の形態２における制御のフローチャートである。 本発明の実施の形態２におけるトナー付与工程を説明するための図である。 実施例において、画質評価に用いたパターンを示す図である。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。

静電潜像及びトナー像を担持する像担持体としての感光体１は、ＯＰＣ感光体からなり、導電性のドラム基体上に形成された有機感光層を表面に有する。

２はスコロトロン帯電器からなる帯電装置、３はレーザ、発光ダイオードアレイ等を光源とする露光装置であり、画像データに基づいて発光し感光体１を露光する。帯電装置２と露光装置３とは、感光体１上に静電潜像を形成する潜像形成装置を構成する。

４は、現像装置であり、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤で磁気ブラシを形成し反転現像を行う。４Ａは、現像剤を現像領域に搬送し、現像領域において、現像剤の磁気ブラシを支持する現像剤担持体としての現像ローラである。

４Ｂは、現像磁極、現像剤搬送磁極等の複数の磁極を有する磁界形成部としての磁石ロールであり、現像ローラ４Ａの中に固定配置される。

現像ローラ４Ａには直流電圧に交番電圧が重畳された現像バイアスが印加される。

現像ローラ４Ａは回転して現像剤を現像領域に搬送する。感光体１と現像ローラ４Ａとが対向する現像領域においては、磁石ローラ４Ｂの現像磁極により磁気ブラシが形成され、該磁気ブラシの穂が感光体１に接触し、接触現像が行われる。図示の例では現像ローラ４Ａは現像領域において、感光体１と反対方向に移動するが、現像ローラ４Ａを感光体１と同方向に移動させる現像方式を採ることもできる。

前者の現像方式は逆回転現像方式と呼ばれ、後者の現像方式は正回転現像方式と呼ばれる。

図示の現像装置４では、負帯電トナーを用いて負電荷からなる静電潜像を現像する反転現像が行われる。

５はローラ５Ａを有する転写装置であり、ローラ５Ａにはトナーと反対極性の転写電圧が印加される。６は感光体１をクリーニングするクリーニング装置、７はトナー像を加熱定着する定着装置である。矢印のように時計方向に感光体１が回転し、帯電装置２による帯電及び露光装置３による露光で、感光体１上に静電潜像が形成される。実施の形態においては、感光体１は負に帯電され、感光体１上には、負電荷からなる潜静電像が形成される。現像装置４においては、負帯電トナーにより潜像が現像される。現像により感光体１上に形成されたトナー像は転写装置５により記録材Ｐに転写される。

記録材Ｐ上のトナー像は定着装置７により加熱され定着される。転写後の感光体１はクリーニング装置６によりクリーニングされる。

感光体１の移動方向に関して、現像装置４の下流に、電極１０が配置される。電極１０には、ＡＣ電源からなる電源１０Ａと、ＤＣ電源からなる電源１０Ｂとにより、交番電圧に直流電圧が重畳された電圧が印加される。

電極１０と、電源１０Ａと、電源１０Ｂとは、感光体１上に形成されたトナー像を構成しているトナーを再配置するトナー再配置部を構成する。なお以下において、電極１０をトナー再配置電極という。

トナー再配置部は次に説明するように、先端欠け、吸い込み等を抑制し、これらによる画質の低下を防止する。

これらの画質低下について、図２を参照して説明する。これらの画質低下は、文字画像等の線画像においては発生せず、写真画像、模様画像等の面画像の場合に発生する。

図２は、中央の高濃度部の両端に低濃度部を配置したテストパターンの画像データを用いて画像書き込みを行い、現像したトナー像を示す。

図２（ａ）は、正しい画像、即ち、画像データの濃度を忠実に再現した画像を示し、図２（ｂ）は先端欠けが発生したトナー像を示し、図２（ｃ）は吸い込みが発生したトナー像を示す。現像領域の下流部（感光体１の移動方向に関して下流部）では、感光体１上に形成されたトナー像が磁気ブラシにより摺擦されるという現象が起こる。この摺擦によりトナー像が移動する。その結果、トナー像の先端部Ｔａにトナーが不足する部分ができて、トナー像の先端部Ｔａの濃度が低下する。図２（ｂ）に示す先端欠けはこのようなメカニズムで起こると考えられる。

また、高濃度部と低濃度部との境界部では、低濃度部を形成しているトナーが高濃度の静電潜像が形成する電界に引き寄せられるとともに、現像によりトナーを失ったキャリアにカウンターチャージが発生し、該カウンターチャージにより引き寄せられて、トナーが低濃度部から高濃度部に移動する。結果として、低濃度部と高濃度部とか隣接する場合における境界部Ｔｂの濃度が低下する。図２（ｃ）に示す吸い込みはこのようなメカニズムで起こると考えられる。

なお、図２においては、先端欠けと吸い込みとが別のパターンにおいて起こるように示されているが、実際には、一つのパターンでこれらの濃度不足がともに発生する場合もある。

矢印は感光体１に対する磁気ブラシの相対的な移動方向を示す。感光体１を基準として見たとき、逆回転現像方式においては、先端欠けは画像の先端部において発生し、吸い込みは高濃度部に隣接する低濃度部の先端部において発生する。これに対して正回転現像方式においては、感光体１よりも現像ローラ４Ａの移動速度が大きいために、先端欠けは画像の後端部において発生し、吸い込みは高濃度部に隣接する低濃度部の後端部において発生する。

先端欠け及び吸い込みは、トナー再配置部電極１０にけるトナー再配置によって補正される。

即ち、先端欠けや吸い込みを有するトナー像がトナー再配置電極１０を通過する際に、感光体１とトナー再配置電極１０間に形成された交番電界により、トナーが感光体１とトナー再配置電極との間で往復運動する。先端欠け、吸い込みが起きている部分においては、未現像又は現像不足の静電潜像により、電位の井戸が存在するので、この電位の井戸にトナー再配置電極１０からトナーが補給されて濃度不足が是正される。

図３は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系のブロック図、図４はトナー再配置電極１０上のトナーを検知するトナーセンサ２１の構成を示す。

トナーセンサ２１はトナー再配置電極１０に向けて光を出射するＬＥＤからなる発光素子２１ａと、トナー再配置電極１０からの反射光を受光するフォトダイオードからなる受光素子２１ｂとを有する。円柱状のトナー再配置電極１０が矢印のように回転することにより、トナー再配置電極１０上のトナーの量が光学的に連続して検知される。

図５はトナーセンサ２１の出力を示す。図示のように、トナー量（ｇ／ｍ^２）が多いほどトナーセンサ２１の出力は低くなる。図５において、ＳＶ１とＳＶ２の間のトナーセンサ２１の出力が適正なトナー量の範囲を示す。

図３において、２０は画像形成装置全体を制御する制御部、２２は画像形成装置内の温度を検知する温度センサ、２３は画像形成装置内の湿度を検知する湿度センサ、２４は画像データを記憶する画像データ記憶部、２５は形成される画像の枚数をカウントする枚数カウンター、２６はタイマー、２７は感光体１、現像ローラ４Ａ等を駆動する駆動部である。

図６は、トナー再配置電極１０上にトナーを付与するトナー付与工程を示す。図６に示すトナー付与工程により、トナー再配置電極１０上に十分な量のトナーが担持される。

図６（ａ）において、帯電装置２で感光体１を帯電することにより、感光体１上にはＶ０の電位が形成される。帯電された感光体１を露光装置３で一様露光することにより、感光体１上の電位がＶ１に低下し〔図６（ｂ）〕、現像装置４で現像することにより、トナーＴの層が感光体１上に形成される〔図６（ｃ）〕。

感光体１とトナー再配置電極１０間に、感光体１側を負とし、トナー再配置電極１０側を正とするＤＣ電圧及びＡＣ電圧を印加することにより、感光体１上のトナーＴが移動して、図６（ｄ）に示すように、トナー再配置電極１０上にトナーが移り、トナー再配置電極１０上に均一なトナー像が形成される。図６のトナー付与工程では、トナー再配置電極１０上に所定量のトナー層が形成されるように、現像ローラ４Ａ及びトナー再配置電極１０に直流電圧が印加される。

このように、トナー付与工程は、感光体１上に現像装置４からトナーを移動させ、感光体１からトナー再配置電極１０にトナーを移動させることにより行われる。感光体１と現像装置４とはトナー付与部を構成し、制御部２０は、駆動部２７の制御による感光体１と現像ローラ４Ａとの回転制御及び現像ローラ４Ａにべた現像を行う現像バイアスを印加する等の制御を行って、トナー再配置電極１０に対するトナー付与を行う。図６に示す例では、トナー付与工程を実行する部分、即ち、感光体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４及び電源１０Ａ、１０Ｂがトナー再配置電極１０にトナーを付与するトナー付与部を構成し、制御２０はこれらの少なくとも一部を制御してトナーをトナー再配置電極１０に付与する。

図示の例では、感光体１を帯電し、露光し、現像することにより、感光体１上にトナー層を形成しているが、感光体１上に現像装置４からトナーを移動させる条件を作る制御を行えばよく、帯電、露光はトナー付与工程において必須ではない。
＜実施の形態１＞
図７は本発明の実施の形態１におけるトナー再配置電極１０にトナーを付与する制御のフローチャートである。図７のトナー付与制御工程は、画像と画像との間のように画像に影響しない間隔で、所定枚数の画像形成毎に、画像形成工程の開始時等のように、所定のインターバル或いは所定の時期に実施される。

ステップＳＴ１において、トナーセンサ２１によりトナー再配置電極１０上のトナー量を検知し、ステップＳＴ２において、トナー再配置電極１０上のトナー量が十分か否かを判断する。例えば、トナーセンサ２１の出力が３．０Ｖ未満のときは（ＳＴ２のＮｏ）、トナー量が十分と判断して、プリント動作、即ち、画像形成に移行する（ＳＴ６）。

トナーセンサ２１の出力が３．０Ｖ以上のときは（ＳＴ２のＹｅｓ）、トナー再配置電極１０にトナーを付与するトナー付与工程であるステップＳＴ３を実行する。ステップＳＴ３では、図６を用いて前記に説明したトナー付与工程が実行される。

ステップＳＴ４において、トナーセンサ２１によりトナー再配置電極１０上のトナー量を検知し、センサ出力が２．０Ｖ未満のときは（ＳＴ５のＮｏ）、トナー量が十分であるので、画像形成工程に移行する（ＳＴ６）。センサ出力が２．０Ｖ以上のときは（ＳＴ５のＹｅｓ）、ステップＳＴ３に移行してトナー付与ステップを実行する。

図７に示すトナー付与制御工程により、トナー再配置電極１０上には、常に、均一で十分な量のトナーが担持される。したがって、画像形成工程においては、トナー再配置電極１０によるトナー再配置が常時十分に行われる。その結果、がさつきが十分に抑制されるとともに、先端欠け及び吸い込みが十分に防止され、高画質の画像が安定して形成される。

図から明らかなように、ステップＳＴ６においては、トナー再配置電極１０上に十分な量のトナーが存在する状態で画像形成が行われる。画像形成においては、現像装置４の現像で感光体１上に形成されたトナー像に対してはトナー再配置電極１０の位置を通過するときにトナー再配置が行われる。トナー再配置においては、トナー再配置電極１０上に十分な量のトナーが存在するので、先端欠けや吸い込みによりトナーが不足している部分に対して、トナー再配置電極１０からトナーが補給される。その結果、濃度不足が補正され、トナー像が所期の濃度で形成される。

感光体１上のトナー像を形成しているトナーを再配置するトナー再配置においては、前記に説明したように、感光体１と、トナー再配置電極１０との間に少なくとも交番電界を形成して、感光体１と、トナー再配置電極１０との間でトナーを往復移動させている。

トナー再配置におけるトナー再配置電極１０の電極条件は種々の条件に対応した最適値に設定されることが好ましい。このような最適値を設定する調整により、前記に説明した、高濃度部の先端部、後端部における濃度不足の補正が十分に行われ、一層均一な濃度の画像を形成することが可能となる。

図８はトナー再配置電極１０の前記電極条件を最適にする電極条件調整工程の例のフローチャートである。図８で調整される電極条件は、交番電圧の振幅であるが、交番電圧の周波数や直流電圧を合わせて調整することも可能である。

ステップＳＴ１０において、情報の取り込みを行う。取り込まれる情報は、機内温度、機内湿度、カバレッジ、印字枚数及び停止時間のいずれか１以上を含む。

これらの情報は図３における機内温度情報を発生する温度センサ２２、機内湿度情報を発生する湿度センサ２３、画像データ記憶部２４、枚数カウンター２５及びタイマー２６から取得される。なお、カバレッジは、カバレッジ情報発生部としての画像データ記憶部２４と枚数カウンター２５とから画像データの量の情報と画像枚数の情報とを取得し、画像データの量を、形成した用紙の枚数と、サイズの情報とから算出した画像面積で除することにより得られる。印字枚数は枚数カウンター２５から得られる。また、停止時間は、画像形成装置が停止した後に図７のトナー付与制御工程が実行される場合に、画像形成装置が停止している時間長の情報であり、停止時間情報発生部としてのタイマー２６から取得される。

ステップＳＴ１０に続くステップＳＴ１１においては、トナー再配置における条件変更が、必要か否かが判断されるステップＳＴ１１における判断の基準は、実験により予め定められており、機内温度条件等の前記各種条件が所定の範囲を超えて変化した場合に、電極条件を変更することが必要であると判断される。

変更が不要な場合（ＳＴ１１のＮｏ）には、図６に示したトナー付与工程を実行（ＳＴ２０）後、画像形成工程（ＳＴ２１）に移行する。ＳＴ１１で変更不要と判断して、実行されるＳＴ２１の画像形成工程では、前回の画像形成工程、即ち、図８の電極条件調整工程に入る前の画像形成工程における電極条件でトナー再配置が行われる。

ステップＳＴ１１の判断がＹｅｓの場合、ステップＳＴ１２において、トナー吐き出しを行う。トナー吐き出しは、トナー再配置電極１０にトナーが存在しないようにするトナー除去ステップであり、電源１０Ａ、１０Ｂにより感光体１よりも負側に高い直流電圧及び交番電圧をトナー再配置電極１０に印加して、トナー再配置電極１０上のトナーを感光体１に吐き出させる。

ステップＳＴ１２に続くステップＳＴ１３において、トナー再配置電極１０の電圧、即ち、電源１０Ａ、１０Ｂの出力が所定の初期値に設定される。初期値は予め定められており、トナー再配置電極１０上に中間濃度のトナー層を形成する電圧である。なお、ステップＳＴ１３では、現像ローラ４ＡのＤＣ電圧が、感光体１上に中間濃度のトナー層を形成するように設定される。このように、ＳＴ１３ではトナー再配置電極１０上に中間濃度のトナー層が形成されるが、これにより、トナー再配置電極１０の電極条件の細かな調整が可能となる。

次に、ステップＳＴ１４において、トナーセンサ２１によりトナー再配置電極１０上のトナー量を検知する。センサ出力ＳＶが所定値以上（トナー量が所定値以下）であれば（ＳＴ１５のＹｅｓ）、ＳＴ２０のトナー付与工程に移行し、センサ出力が所定値未満（トナー量が所定値超過）のときは（ＳＴ１５のＮｏ）、ステップＳＴ１６においてトナー吐き出しを実行する。ステップＳＴ１６のトナー吐き出しはステップＳＴ１２と同じである。

ステップＳＴ１６に続くステップＳＴ１７において、トナー再配置電極１０の電圧が変更される。図示の例では、ＤＣ電圧を変えることなく、ＡＣ電圧がステップＳＴ１３における値Ｖａｃ（ｎ）を５％減少させた値、即ち、Ｖａｃ（ｎ＋１）＝Ｖａｃ（ｎ）×（１−０．０５）に設定される。ＳＴ１６の調整は、トナー再配置において、トナーの往復運動量を調整するものである。

ステップＳＴ１８において、調整後のトナー再配置電極１０上のトナー量をトナーセンサ２１により検知する。トナー量が所定値以内であれば（ＳＴ１９のＹｅｓ）、トナー付与工程ＳＴ２０に移行し、所定値を超え、トナー量が十分でないときは（ＳＴ１９のＮｏ）、ステップＳＴ１６に移行する。ＳＴ１９の判断でＹｅｓとされた後に実行されるＳＴ２１の画像形成工程においては、ＳＴ１７で調整された電極条件でトナー再配置が行われる。

ＳＴ１６〜ＳＴ１９のループを繰り返すことにより、トナー再配置電極１０上に最適な量のトナーが付与された段階で終了し、トナー付与工程ＳＴ２０に移行する。

表１に、画像形成工程と、図６のトナー付与工程と、トナー再配置電極条件調整工程（図８）とにおけるトナー再配置電極１０の電極条件、即ち、ＡＣ電源１０ＡとＤＣ電源１０Ｂとにおける電圧の例を示す。なお、感光体の帯電電位は−７００Ｖ、現像ローラ４ＡのＤＣ電位は−５００Ｖである。

表１に示されるように、トナー再配置電極１０は画像形成工程において、現像ローラ４Ａの電位にほぼ等しく、感光体１とトナー再配置電極１０との間において、トナーは振動するのみで、いずれか一方にトナーが移ることはほとんど無い。このことは、感光体１上の電位の井戸がトナーにより埋まっている部分では、トナー再配置電極１０から感光体１へのトナーの転移がなく、感光体１上の電位の井戸が埋まっていない部分において、トナーがトナー再配置電極１０から感光体１に転移することを示す。

トナー吐き出し工程においては、トナー再配置電極１０の直流電圧は、−１０００Ｖである。これにより、トナー再配置電極１０上のトナーは感光体１側に移動し、トナー再配置電極１０上のトナーが除去される。トナー付与工程においては、トナー再配置電極１０は−２００Ｖであり、感光体１上のトナーがトナー再配置電極１０に移動して、トナー再配置電極１０にトナーが付与される。
＜実施の形態２＞
トナー付与工程では、現像により現像装置４から感光体１にトナーが移動し、更に、感光体１からトナー再配置電極１０にトナーが移動する。これにより、トナー再配置電極１０上には一定量のトナーが担持される。

しかしながら、トナー再配置電極１０から感光体１にトナーの補給が行われたトナー再配置電極１０の部分ではトナー量が減少し、減少した部分では次のサイクルにおいて、トナー補給不足が起こる。これにより、トナー再配置電極１０による濃度補正効果が低下して画質が低下する場合がある。

本発明の実施の形態２によりこのような画質低下が防止される。

図９は本発明の実施の形態２における制御のフローチャートである。

ステップＳＴ３０において、トナー量を検知し、ステップＳＴ３１において、トナーセンサ２１の出力ＳＶに基づいて、トナー再配置電極１０上のトナー量が十分か否かを判断する。出力ＳＶが３．０Ｖを下回り、トナー量が十分であれば（ＳＴ３１のＮｏ）、画像形成工程ＳＴ３５に移行する。ＳＴ３１の判断は、例えば、トナー再配置電極１０の周面１週分のトナー量の平均値に基づいて行われる。

出力が３．０Ｖを以上で、トナー量が不十分なときは（ＳＴ３１のＹｅｓ）、ステップＳＴ３２において、トナー再配置電極１０上のトナー層のプロファイルを作成する。

このプロファイルはトナー再配置電極１０の回転方向に沿ったトナー層の１周分のプロファイルであり、トナーセンサ２１の出力に基づいて、制御部２０が作成する。図１０（ａ）にその例を示す。図示のように、トナー再配置電極１０上のトナーの量は均一ではなく、トナーが感光体１に移動した部分において、トナー量の少ない部分が形成される。なお、図１０（ａ）はセンサ出力でトナー量を示しており、トナー量の不足部が山として表されている。

ステップＳＴ３３においては、図１０（ａ）に示される部分的に不足したトナーを補給するトナー付与の条件設定が行われる。このトナー付与においては、作像条件を時間的に変化させてトナーをトナー再配置電極１０に付与することが行われる。変化させる作像条件としては、露光装置３における露光条件や現像装置４における現像バイアス等がある。

図１０（ｂ）は露光強度を変化させる例を示す。

トナー再配置電極１０上のトナー不足部分ＴＤ１、ＴＤ２、ＴＤ３に対応したＥＸ１、ＥＸ２、２Ｘ３において、露光強度が高くなっている。これにより、現像装置から感光体１に移動するトナーの量が、ＥＸ１、ＥＸ２、ＥＸ３において多くなり、トナー再配置電極１０上のトナー量不足が補正される。

感光体１とトナー再配置電極１０とは、一定した速度比で回転し、且つ、露光装置３とトナー再配置電極１０とは固定設置されており、露光装置３の位置とトナー再配置電極１０の位置とは不変である。したがって、発光量が図１０（ｂ）となるように、露光装置３の作動を図１０（ａ）に示されるプロファイルに同期させることは容易である。図１（ａ）に示すプロファイルに対応して、図１０（ｂ）に示す露光を行うことにより、トナー再配置電極１０上には均一なトナー層を形成することが可能となる。

ステップＳＴ３４において、設定された条件、例えば、図１０（ｂ）に示す露光条件でのトナー付与が行われる。

下記の共通条件で連続画像形成工程を実行し、画質評価を行った。
（１）共通条件：
・環境： ＮＮ（常温常湿）
・感光体直径： ６０ｍｍ
・現像ローラ直径： ２５ｍｍ
・現像ローラ表面速度： ７２０ｍｍ／ｓ（逆回転現像）
・現像ローラ〜感光体隙間： ０．３０ｍｍ
・現像ローラ上現像剤搬送量： ２２０ｇ／ｍ^２
・画像形成装置： モノクロ８０ｐｐｍ機（プロセス速度４００ｍｍ／ｓ）
・トナー径： ６．５μｍ
・キャリア径： ３３μｍ
・トナー濃度： ７質量％
・現像器中現像剤量： １０００ｇ
・テストスタートとき 再配置電極条件： ＤＣ成分 −６００ＶＡＣ成分 １．３ｋＶ ｆ＝９ｋＨｚ ｇａｐ（感光体とトナー再配置電極との間隔）＝０．１５ｍｍ
（２）評価に用いた画像：
・書き込みｄｐｉ＝６００で２００ｌｐｉのラインスクリーン
なお、ｄｐｉは２．５４ｍｍ当たりのドット数、ｌｐｉは２．５４ｍｍ当たりの線数である。
・図１１に示すパッチ画像
比較例：トナー再配置電極に対するトナー付与実施せずのトナー付与工程無し。
実施例１：図６に示すように、センサ出力３．０Ｖ以上でトナー付与を行い、トナー付与の結果、センサ出力が２．０Ｖ以下となったときにトナー付与工程を終了する。
実施例２：センサ出力３．０Ｖを超えたときに、トナー再配置電極上のトナー層の図９（ａ）に示すプロファイルに応じた付与条件でトナー付与を行い、センサ出力が３．０Ｖ以下となったときに終了する。

評価結果を表２、３に示す。

表２は先端欠け、吸い込みを評価項目とし、表３はがさつきを評価項目とした結果をそれぞれ示す。

実施例１、２ともに、先端欠け及び吸い込みに関して、良好であった。これに対して、比較例は先端欠け及び吸い込みに関して、不良であった。なお、表３は画像のがさつきについて、評価した結果を示すが、表３に示すように、がさつきに関しても、実施例が良好であったのに対して、比較例は不良であった。

１ 感光体
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
１０ トナー再配置電極
１０Ａ、１０Ｂ 電源
２０ 制御部

Claims (6)

1. 像担持体と、
   該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成装置と、
   該像担持体に担持されている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装置と、
   該現像装置に対して、前記像担持体の移動方向下流側に位置し、前記像担持体に対向して配置された電極と、
   該電極に少なくとも交番電圧を印加する電源と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記電極にトナーを付与するトナー付与部と、
   前記電極上のトナーを検知するトナーセンサと、
   前記トナーセンサの検知結果に基づいて、前記トナー付与部を制御してトナー付与工程を実行する制御部とを備え、
   前記トナー付与部は、前記現像装置と、前記像担持体とを有し、
   前記現像装置内のトナーを前記像担持体に移動させ、前記像担持体上のトナーを前記電極に移動させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記電極上のトナー量が所定値以下になったことを前記トナーセンサが検知したときに、トナーを前記電極に担持させる前記トナー付与工程を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記トナーセンサの検知結果に基づいて、前記電極上のトナー層のプロファイルを作成し、該プロファイルに基づいた前記トナー付与工程を実行することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記トナー付与部により前記電極に付与されるトナー量を調整するために画像形成工程における前記電源の出力を調整する電極条件調整工程を実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記電極条件調整工程は、前記電極上のトナーを除去するトナー吐き出しステップと、前記電極上にトナーを付与するステップと、前記トナーセンサにより前記電極上のトナーの量を検知するステップと、検知結果に基づいて、前記電源の前記出力を設定するステップとを有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 温度センサと、湿度センサと、カバレッジ情報発生部と、枚数カウンターと、停止時間情報発生部との少なくともいずれか一つからなる情報発生部を有し、前記制御部は、前記電極条件調整工程を実行するか否かを前記情報発生部からの情報に基づいて判断することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。