JP5499586B2 - 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、形成され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、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のトナー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

また、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は、特許文献１、２で指摘されているがさつきの他に局部的な濃度過剰である掃き寄せも発生する。

特許文献１、２では、トナー像を形成しているトナーを往復運動させることにより、画像を修復しがさつきを防止し、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往復運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ある。ここで、前記に説明した掃き寄せやがさつきを防止するには、前記電極へのトナー付着がない状態で前記電極に交番電圧を印加することが必要である。

特許文献２においては、電極に印加される交番電圧のピーク電圧、周波数、画像コントラスト電位、像担持体と電極間の間隔等の間の関係を調整することによりがさつきを防止している。しかしながら、電極へのトナー付着について、特許文献２には記載がない。したがって、交番電圧等の調整を電極へのトナー付着と関連づけることが特許文献２に記載されていないことは勿論である。このために、特許文献２の方法によっては、掃き寄せやがさつき等のように画質を低下させる現象を十分に防止することができない。電極条件の調整がない特許文献１により、前記現象を防止することができないことは勿論である。

本発明は、写真画像や模様画像等の面画像を形成する場合に生ずる掃き寄せ、がさつき等を防止し、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、
該像担持体上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、
前記電極へのトナー付着を検知するトナー付着検知装置と、
前記電極をクリーニングする電極クリーニング装置と、
制御部とを備え、
前記潜像形成装置により前記像担持体上に静電潜像を形成し、前記現像装置で現像することにより前記像担持体上にトナー像を形成し、前記電源により前記電極に少なくとも交番電圧を印加して、前記像担持体と前記電極との間でトナーを往復運動させるトナー再配置をトナー像に対して行って画像を形成する画像形成装置であって、
前記電極クリーニング装置は、前記電源を有し、
前記制御部は、前記トナー付着検知装置により前記電極へのトナー付着が検知された場合に、前記電極クリーニング装置により前記電極をクリーニングし、前記トナー付着検知装置による前記電極へのトナー付着の検知結果に基づいて、前記電源を制御することにより、前記トナー再配置における前記電極の電極条件を調整し、トナーが除去された前記電極により、前記トナー再配置を行うことを特徴とする画像形成装置。

２．前記電極条件の調整は、前記交番電圧のピーク電圧の調整又は周波数の調整を含むことを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．前記電源は前記電極に直流電圧を印加し、前記電極条件の調整は、前記直流電圧の調整を含むことを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

４．像担持体と、
該像担持体上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、
前記電極へのトナー付着を検知するトナー付着検知装置と、
前記電極をクリーニングする電極クリーニング装置と、
制御部とを備え、
前記潜像形成装置により前記像担持体上に静電潜像を形成し、前記現像装置で現像することにより前記像担持体上にトナー像を形成し、前記電源により前記電極に少なくとも交番電圧を印加して、前記像担持体と前記電極との間でトナーを往復運動させるトナー再配置をトナー像に対して行って画像を形成する画像形成装置であって、
前記制御部は、前記トナー付着検知装置により前記電極へのトナー付着が検知された場合に、前記電極クリーニング装置により前記電極をクリーニングし、トナーが除去された前記電極により、前記トナー再配置を行い、
前記電極は、前記トナー再配置が行われるときに前記像担持体に対向する面を有し、該面は前記トナー付着検知装置によりトナー付着が検知される検知位置に移動可能であることを特徴とする画像形成装置。

５．前記面は前記検知位置に連続的に移動することを特徴とする前記４に記載の画像形成装置。

６．前記面は前記検知位置に断続的に移動することを特徴とする前記４に記載の画像形成装置。

７．前記トナー付着検知装置は、前記電極上のトナーを検知するトナーセンサを有することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

８．前記制御部は、前記電極クリーニング装置によりトナーが除去された前記電極により所定枚数の画像に対して前記トナー再配置を行うことを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

本発明においては、トナー再配置を行う電極へのトナー付着を検知し、検知結果に基づいて、トナー付着がない状態とし、トナー付着がない状態でトナー再配置を行い画像を形成する。これにより、掃き寄せやがさつき等の画質を低下させる現象が防止され、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。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置における制御系のブロック図である。 トナーセンサ２０を示す図である。 電極クリーニング及びトナー再配置を実行しつつ画像を形成する画像形成工程のフローチャートである。 トナーセンサ２０の出力を示すグラフである。 トナーセンサ２０の検知濃度の積算値を示すグラフである。 電極１０の一例を示す図である。 電極１０の一例を示す図である。 電極１０の一例を示す図である。 電極１０の一例を示す図である。 電極１０の一例を示す図である。 電極１０の一例を示す図である。 電極１０の一例を示す図である。 電極１０の一例を示す図である。 電極１０の一例を示す図である。

＜画像形成装置＞
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には電源４Ｃにより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、磁気ブラシ現像が行われる。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は半導電性の転写ベルトであり、記録材Ｐを搬送するとともに、トナー像を感光体１から記録材Ｐに転写する。転写ベルト５には転写位置において、バックアップローラ７により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である。

矢印のように反時計方向に感光体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ベルト５とバックアップローラ７とからなる転写装置により記録材Ｐに転写される。転写されたトナー像は定着装置（図示せず）により記録材Ｐに定着される。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の下流側に、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を印加することができる。

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。

２０は電極１０のトナーを検知するトナーセンサである。
＜トナー再配置＞
写真画像、模様画像等の面画像を磁気ブラシ現像によりトナー像を形成する場合、局部的な濃度過剰である掃き寄せや均一な濃度となるべき画像に濃度むらが出るがさつき発生する。

掃き寄せは、現像の際に感光体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結果、トナーが掃き寄せられて画像の後端部に高濃度部ができる現象である。また、がさつきは、感光体上に形成されたトナー像に対して磁気ブラシが摺擦する結果、トナー像が乱されて発生すると考えられる。

これらの現象で画質が低下したトナー像を次に説明するトナー再配置により修復することができる。

トナー再配置は、電極１０と感光体１との間に交番電界を形成することにより、トナー像が電極１０と感光体１との間を通過する際に、トナー像を形成しているトナーを電極１０と感光体１との間で往復運動させる処理である。この往復運動により、面画像を形成しているトナーの分布が均されて均一化する。その結果、掃き寄せ、がさつき等が修復されて高画質の画像が形成される。トナー再配置では、電極１０に少なくとも交番電圧が印加されるが、該交番電圧に直流電圧を重畳してもよい。

前記に説明したトナー再配置は、電極１０上のトナー付着がない状態で行われることが重要である。電極１０のトナー付着がないとは、電極１０上にトナーが存在しない状態であるが、全くトナーが存在しないというのではなく、少量のトナーが存在しても画像の修復は行われる。電極１０上のトナーは後に説明するように、トナーセンサにより検知されるが、トナー付着がない状態とはトナーセンサの出力が、トナーが全く存在しない値から変化した場合の出力変化が、所定値以下であることであり、該所定値は定められ実験により決定される。

電極１０へのトナー付着があると、トナー再配置による画像修復が不十分となり、掃き寄せ、がさつきが発生して画質を低下させる。

電極１０のトナー付着がない状態でトナー再配置を行うには、初期状態として、電極１０のトナー付着がないとともに、トナーが電極１０に付着することがないような電極条件でトナー再配置が行われることが好ましい。このような好ましい電極条件を設定するには、電極１０に印加される交番電圧のピーク電圧及び周波数の少なくとも何れか一つが調整される。トナーセンサにより電極１０のトナー付着が検知されたときには、電極１０の電極条件は、トナー付着を起さない方向に調整される。

このような調整は、交番電圧のピーク電圧を低くする、交番電圧の周波数を高くする又は電極１０に印加される直流電圧をトナーの帯電と同極性の高い値にするものである。

電極１０には、電源１０Ａ、１０Ｂにより直流電圧に交番電圧が重畳された電圧が印加されるが、適正な電極条件となるような電極条件の調整は、電源１０Ａ、１０Ｂの出力の調整により行われる。

図２は本発明の実施の形態に係る画像形成装置における制御系のブロック図である。図において、ＣＳは画像形成、トナー再配置及びトナー再配置における電極条件の制御を含む各種の制御を行う制御部であり、トナーセンサ２０の検知結果を読み取り、電源４Ｃ、１０Ａ及び１０Ｂを制御する。制御部ＣＳは、また、トナーを検知したことによるトナーセンサ２０の出力の変化が所定値を超えたときに、電極１０へのトナー付着有りと判断する。このように、トナーセンサ２０と制御部ＣＳとは電極１０へのトナー付着を検知するトナー付着検知装置を構成する。

図３はトナーセンサ２０を示す。トナーセンサ２０は電極１０に向けて光を出射するＬＥＤからなる発光素子２０Ａと、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２０Ｂとを有する。断面円形の棒状部材からなる電極１０が回転することにより、電極１０上に付着したトナーの濃度が光学的に連続して検知される。

画像形成工程においては、現像装置４の現像で感光体１上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は電極１０の位置を通過する際にトナー再配置を受ける。そして、トナー再配置において、感光体１から電極１０に移動して付着したトナーがトナーセンサ２０により検知される。電極１０は矢印で示し時計方向に回転するので、電極１０上のトナーは連続的に検知される。

図１に示す例では、電極１０はその感光体１に対向してトナー再配置を行う面が、電極１０の回転によりトナーセンサ２０によりトナー付着が検知される検知位置に連続的に移動する例である。

なお、トナーセンサ２０は、例えば、電極１０の中央部のように、画像の代表的な部分においてトナーを検知するが、電極１０の幅方向の複数カ所においてトナーを検知する構成とすることも可能である。

制御部ＣＳはトナーセンサ２０の検知結果から電極１０のトナー付着を検知する。即ち、電極１０上にトナーが存在しない状態が正常状態であるので、トナーセンサ２０の出力がトナー検知により所定値を超えて変化した場合、制御部ＣＳはトナー付着有りと判断する。

制御部ＣＳはトナー付着があった場合、電極クリーニング装置を制御して電極１０上のトナーを除去する。電極クリーニング装置としては、ａ機械的な除去を行う電極クリーニング装置又はｂ電気的な除去を行う電極クリーニング装置とがある。

ａ機械的な除去を行う電極クリーニング装置としては、ブレード等のクリーニング部材がある。ｂ電気的な除去を行う電極クリーニング装置としては、トナーを電極１０から感光体１に吐き出させる電界を形成する装置がある。さらに、ｂ電気的な除去を行うクリーニング装置としては、ｂ１電極１０上からトナーを吐き出させ除去する手段と、ｂ２トナー再配置において、トナーを電極１０上に付着させない電極条件とがある。

感光体１が−７００Ｖ程度に帯電される実施に形態の例では、ｂ１電極１０上からトナーを除去する手段が電極１０に対して、−１０００Ｖの直流電圧と、ピーク電圧１．３ｋＶ、周波数９ｋＨｚの交番電圧とを印加してトナー吐き出しによる電極クリーニングを行う。

ｂ２電極条件の設定はトナー再配置において、制御部ＣＳにより行われる。電極条件には、電極１０に交番電圧を印加する電源１０Ａのピーク電圧、周波数又は直流電圧が含まされる。制御部ＣＳは、電極１０のトナー付着が検知された場合、トナー付着検知情報をトナー再配置における電極条件にフィードバックして、トナー再配置において、電極１０にトナー付着を起こさない電極条件を設定する。このような電極条件の制御ではトナー再配置におけるトナーの往復運動を小さくする調整、即ち、交番電圧のピーク電圧を低くするか、又は交番電圧の周波数を高くするか、又はトナーの帯電と同極性の直流電圧を高くする調整が行われる。

図４は電極クリーニング及びトナー再配置を実行しつつ画像を形成する画像形成工程のフローチャートであり、図４の制御は制御部ＣＳにより行われる。

ステップＳＴ１において、最高濃度補正が行われる。

最高濃度補正では、現像装置４の電源４Ｃを制御することにより、現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃが調整される。

ステップＳＴ２において、電極１０に印加される直流電圧Ｖｄｃｅの補正係数ｍが初期値０にセットされる。

ステップＳＴ３において、電極１０に印加される直流電圧、即ち、電源１０Ｂの出力であるＶｄｃｅが初期値Ｖｄｃｅ０に設定される。初期値Ｖｄｃｅ０は現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃを基準として次のように設定される。
Ｖｄｃｅ０＝（Ｖｄｃ＋Ｖ０）／２
ステップＳＴ４において、電極１０に印加される交番電圧のピーク電圧Ｖａｃｅが初期値Ｖａｃｅ０に設定される。初期値Ｖａｃｅ０には制御開始時の現在値が用いられる。ＳＴ４では、さらに、ピーク電圧の補正係数ｎが初期値ｎ＝０にセットされる。

ステップＳＴ５において、電極１０のトナー付着検知の有り／無しの判断が行われる。

トナー付着検知はトナーセンサ２０により電極１０上のトナーを検知することにより行われる。図５はトナーセンサ２０の出力を示す。図５の横軸はトナーの濃度を表し、縦軸はトナーセンサ２０の出力電圧を表す。直線Ｌ１はトナー付着有り／無し判断の閾値であり、トナーセンサ２０の出力がＬ１（２．５Ｖ）以上のときトナー付着無し、Ｌ１より低いときトナー付着有りと判断される。

ステップＳＴ５においてトナー付着無しと判断された場合、ステップＳＴ１３において、Ｖｄｃｅ＝Ｖｄｃｅ０、Ｖａｃｅ＝Ｖａｃｅ０という電極条件が設定される。なお、図４においては、Ｖｄｃｅ＝Ｖｄｃｅ０＋ｍ×０．０５と記載されているが、初期状態では補正係数ｍ＝０であるので、直流電圧Ｖｄｃｅは初期値Ｖｄｃｅ０に設定される。

ステップＳＴ５でトナー付着有りと判断された場合、ステップＳＴ６において、トナー吐き出しが実行される。ＳＴ６のトナー吐き出しでは、電極１０上のトナーを感光体１に移すことにより電極１０上のトナーを除去することが行われる。例えば、電極１０にＶｄｃｅ＝−１０００Ｖ、Ｖａｃｅ＝１．３ｋＶ、周波数９ｋＨｚが印加される。この電極条件により電極１０に付着していたトナーは感光体１に移動し、電極１０がクリーニングされる。即ち、図４では、電気的な電極クリーニング装置による電極１０のクリーニングが行われる。

ステップＳＴ７において、補正係数ｎがｎ＝ｎ＋１にセットされる。ステップＳＴ８において、補正係数ｎが４以下では（ＳＴ８のＮｏ）、ステップＳＴ９に移行する。

ステップＳＴ９において、ピーク電圧ＶａｃｅがＶａｃｅ＝Ｖａｃｅ０−ｎ×０．０５ｋＶに調整される。ピーク電圧Ｖａｃｅは数ｋＶ程度であるので、調整単位はピーク電圧の数％である。ＳＴ９における調整は、交流成分のピーク電圧を低くするものであり、この調整によりトナー再配置において、トナーの往復運動が小さくなり、トナーが電極１０に付着しない方向の調整が行われる。

ステップＳＴ１０において、直流電圧ＶｄｃｅがＶｄｃｅ＝Ｖｄｃｅ＋ｍ×０．０５ｋＶに調整される。この調整については後に説明する。

ステップＳＴ１０に続くステップＳＴ１１において画像形成が行われる。画像形成は、トナー再配置を伴って実行される。このトナー再配置は、Ｖａｃｅ０−ｎ×０．０５ｋＶ、Ｖｄｃｅ＝Ｖｄｃｅ＋ｍ×０．０５ｋＶという電極条件で行われる。ステップＳＴ１１の画像形成は、１枚以上数十枚の所定枚数段位で実行される。したがって、ＳＴ６のトナー吐き出しによりクリーニングされた電極１０によるトナー再配置を伴った画像形成が所定枚数について行われた後にＳＴ１２に移行する。

ジョブ終了の場合は終了し（ＳＴ１２のＹｅｓ）、終了でない場合は、ＳＴ５に戻る。

ＳＴ５〜ＳＴ１２を繰り返して画像形成が行われる。画像形成では、ステップＳＴ６のトナー吐き出しを行った電極１０によりトナー再配置が行われるので、電極１０のトナー付着による画質低下は起こらない。

ＳＴ５〜ＳＴ１２のループを１回実行する毎にｎがインクリメントされてピーク電圧Ｖａｃｅが低い値Ｖａｃｅ０−ｎ×０．０５ｋＶとなる。

補正係数ｎが４を超えたときに（ＳＴ８のＹｅｓ）、ステップＳＴ１４に移行する。ＳＴ８からＳＴ１４に移行する制御は、交番電圧の調整によっては、電極１０のトナー付着を生じない電極条件が設定できない場合に、電極１０に印加される直流電圧を調整して、トナー付着を起こさない電極条件を設定するものである。

ステップＳＴ１４においては、電極１０に印加される直流電圧がＶｄｃｅ＝Ｖｄｃｅ０＋ｍ×０．１ｋＶに調整される。この調整は、電極１０の電圧をトナーの帯電と同極性で、且つ、より高くすることにより電極１０にトナーが付着し難くなる方向の調整である。

またステップＳＴ１４において、補正係数ｍがｍ＝ｍ＋１にセットされる。

ステップＳＴ１４に続くステップＳＴ１５において、交流成分のピーク電圧Ｖａｃｅが初期値Ｖａｃｅ０に戻される。ＳＴ８〜ＳＴ１５の制御は、交流成分のピーク値Ｖａｃｅの調整によりトナー付着が解消しないときに、直流電圧の調整によりトナー付着を起こり難い電極条件を設定し、交流成分のピーク値Ｖａｃｅを初期値化して電極条件の調整をし直すものである。ＳＴ１０において調整される直流電圧Ｖｄｃｅ＝Ｖｄｃｅ＋ｍ×０．０５ｋＶはＳＴ１４を経由することにより調整された値であり、例えば、ＳＴ１４を２回経由すれば、Ｖｄｃｅ＝Ｖｄｃｅ＋２×０．０５ｋＶとなる。

ステップＳＴ８において、補正係数が４を超える場合、即ち、ピーク電圧Ｖａｃｅの調整ではトナー付着を起こさない条件を設定することができない場合は、掃き寄せが起こっている場合が多い。

図６はトナーセンサ２０の検知濃度の積算値を示し、図６は、電極１０のトナー付着量の積算値を示すということができる。直線Ｌ２は通常の画像形成におけるトナー付着量の積算値を示し、直線Ｌ３はトナー付着量が多い場合の積算値を示す。直線Ｌ３で示すように、トナー付着量が多い場合としては、掃き寄せが起こるような画像形成の場合であるが、図４のＳＴ８、ＳＴ１４、ＳＴ１５の制御を行うことにより、直線Ｌ３で示すトナー付着量が多い場合でも、画質の低下を起こすことなく、高画質の画像を形成することができる。
＜他の実施の形態＞
次に、本発明における種々の実施の形態について説明する。図７〜１５は種々の形態の電極１０を用いた実施の形態を示す。

図７の例では、電極１０は金属又は導線性樹脂からなる導電性ベルト１０Ｃと導電性ベルト１０Ｃを張架する２個のローラ１０Ｄとからなる。導電性ベルト１０Ｃは矢印のように、感光体１の移動方向と同方向に移動する。トナー再配置において、導電性ベルト１０Ｃに付着したトナーは電極１０の上方に配置されたトナーセンサ２０により検知される。

図７の例では、トナー再配置時に感光体１に対向する電極１０の面がトナーセンサ２０により検知される検知位置に連続的に移動し、電極１０上のトナーが連続的に検知される。

図８は電極１０の実施の形態例を示す。図８に示す実施の形態においては、電極１０をクリーニングする電極クリーニング装置が機械的なクリーニングを行うクリーニング部材２１により構成される。２１はブレードからなり電極１０からトナーを除去する電極クリーニング部材であり、電極１０は電極クリーニング部材２１によりクリーニングされた状態でトナー再配置を行う。棒状金属からなる電極１０にはトナー再配置においてトナーが付着しうるが、付着したトナーを電極１０の回転によりトナーセンサ２０で連続的に検知することができる。

トナーセンサ２０により検知されるトナー濃度は、例えば、１枚の画像毎に読み取られるが、図８に示す例によれば、電極１０は常にクリーニングされた状態でトナー再配置を行い、トナーセンサ２０は直前のトナー再配置において付着したトナーを検知する。

図８に示す実施の形態を用いることにより、トナー再配置における電極１０へのトナー付着がリアルタイムで検知される。したがって、この場合、トナーセンサ２０の検知結果を電極条件の調整にフィードバックすることにより、電極１０にトナー付着を起こさない電極条件を高精度で設定することが可能となる。

図９は図７と同様に導電性ベルト１０Ｃを用いた例であり、導電正ベルト１０Ｃはクリーニング部材２１により連続的にクリーニングされる。

図１０の電極１０は断面５角形の棒状部材からなる。５角形の各面を感光体１の周面に対向させた状態でトナー再配置が行われる。所定枚数（例えば数十枚）毎に電極１０が矢印のように回転し、トナー再配置を行った面上のトナーがトナーセンサ２０により検知される。図１０の電極１０は図４におけるＳＴ５のトナー付着検知時に回転される。このように、トナー再配置時に感光体１に対向した電極１０の面は、トナー付着が検知される検知位置に断続的に移動する。

図１１は電極１０の例を示し、図１２は電極１０の動作を示す。

図１１、１２の例では、平板状の電極１０が軸１０ｘを中心に回転可能であるとともに、図１２に示すように移動可能である。電極１０の上方にトナーセンサ２０が配置される。図１２（ａ）に示すように、電極１０が感光体１に接近した状態でトナー再配置が行われる。電極１０上のトナーを検知する場合には、電極１０は図１２（ｂ）に示すように感光体１の表面とトナーセンサ２０との中間位置まで上昇する。上昇後図１２（ｃ）に示すように電極１０が回転して、トナー付着面１０ｔが上方を向く図１２（ｄ）の状態となる。図１２（ｄ）の状態で電極１０上のトナーがトナーセンサ２０により検知される。

図１２に示す電極１０の移動、回転によるトナー検知は、図４のＳＴ５において行われる。

図１３に示す電極１０は軸１０ｘを中心に回転可能な板状部材であり、感光体１の周面にほぼ平行な実線で示す状態でトナー再配置が行われる。所定枚数の画像形成毎に、電極１０が点線で示す位置に回転し、電極１０上のトナーがトナーセンサ２０により検知される。

図１４の例では、電極１０が矢印で示すように移動可能であり、実線で示す電極１０の状態でトナー再配置が行われ、点線で示す電極１０の状態で、電極１０上のトナーがトナーセンサ２０により検知される。

図１５の例では、電極１０が実線で示す感光体１に接近した位置と、点線で示す感光体１から離間した検知位置とに移動可能である。トナーセンサ２０は発光素子２０Ａと受光素子２０Ｂとからなる。発光素子２０Ａと受光素子２０Ｂとは、点線の検知位置にある電極１０上のトナーを検知するように設定されている。実線で示す状態でトナー再配置が行われ、点線で示す状態で、トナーセンサ２０が電極１０上のトナーを検知する。

図１２〜図１５に示す例は、図１１に示す例と同様にトナー再配置時に感光体１に対向した電極１０の面がトナー付着が検知される検知位置に断続的に移動する例である。

（１）共通条件：
・環境： ＮＮ
・感光体直径： ６０ｍｍ
・現像ローラ直径： ２５ｍｍ
・現像ローラ表面速度： ７２０ｍｍ（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
（２）実施例
・実施例１
電極：図１の電極１０、即ち、断面円形の棒状電極
・実施例２
電極：図７に示す電極１０、即ち、導電性ベルト１０Ｃ
・実施例３
電極：図１０に示す５角形の電極１０
・実施例４
電極：図１１、１２に示す板状の電極１０
・比較例１
電極として板状のものを用い、トナー付着及び調整をしない一定の電極条件でトナー再配置を行った。

実施例１〜４では、電極上へのトナー付着検知と、検知結果を電極条件にフィードバックする電極条件の調整と、電極クリーニングとを行った。

印字率５％と印字率３０％の画像について、実施例１〜４と比較例１とを実行し、テストＮｏ．１、２とした。
・実施例５
電極：図８に示す電極１０とクリーニング部材２１とを用いた。
・実施例６
電極：図９に示す導電性ベルト１０Ｃとクリーニング部材２１とを用いた。
・比較例２
電極１０：図９に示す導電性ベルト１０Ｃとクリーニング部材２１とを用いた。

実施例５、６では、トナー付着検知と、トナー付着検知に基づいた電極条件の調整とを行い、比較例２では、トナー付着検知及び電極条件の調整のいずれも行わなかった。

印字率５％と印字率３０％の画像について、実施例１〜６と比較例１、２とを実行し、テストＮｏ．１〜４とした。
・テストスタート時 再配置電極条件ａ：直流電圧 −６００Ｖ
交番電圧 ピーク電圧１．３ｋＶ
周波数ｆ＝９ｋＨｚ
感光体／電極ｇａｐ＝０．１５ｍｍ〔テストＮｏ．１、２（実施例１〜４、比較例１）〕
・テストスタート時 再配置電極条件ｂ：直流電圧−６００Ｖ
交番電圧 ピーク電圧２．５ｋＶ
周波数ｆ＝９ｋＨｚ
感光体／電極ｇａｐ＝０．３０ｍｍ〔テストＮｏ．３、４（実施例５、６、比較例２）〕
・がさつき、掃き寄せ評価パターン 書き込みｄｐｉ＝６００で２００ｌｐｉのラインスクリーン。

濃度ｄａｔａ＝１８０／２５５
テストＮｏ．１、２のテスト結果を表１に示し、テストＮｏ．３、４のテスト結果を表２に示す。

尚、１つのテスト終了後には現像剤を入れ替え、各電極を清掃してテストを行った。

表１、２に示すように、実施例１〜６のいずれにおいても、掃き寄せ、がさつきが発生せず、高画質の画像が形成されたが、比較例１、２では、掃き寄せ又はがさつきのいずれかが発生して、不合格であった。

１ 感光体
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
１０ 電極
２０ トナーセンサ
２１ クリーニング部材
４Ｃ、１０Ａ、１０Ｂ 電源
ＣＳ 制御部

Claims (8)

1. 像担持体と、
   該像担持体上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、
   前記電極へのトナー付着を検知するトナー付着検知装置と、
   前記電極をクリーニングする電極クリーニング装置と、
   制御部とを備え、
   前記潜像形成装置により前記像担持体上に静電潜像を形成し、前記現像装置で現像することにより前記像担持体上にトナー像を形成し、前記電源により前記電極に少なくとも交番電圧を印加して、前記像担持体と前記電極との間でトナーを往復運動させるトナー再配置をトナー像に対して行って画像を形成する画像形成装置であって、
   前記電極クリーニング装置は、前記電源を有し、
   前記制御部は、前記トナー付着検知装置により前記電極へのトナー付着が検知された場合に、前記電極クリーニング装置により前記電極をクリーニングし、前記トナー付着検知装置による前記電極へのトナー付着の検知結果に基づいて、前記電源を制御することにより、前記トナー再配置における前記電極の電極条件を調整し、トナーが除去された前記電極により、前記トナー再配置を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記電極条件の調整は、前記交番電圧のピーク電圧の調整又は周波数の調整を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電源は前記電極に直流電圧を印加し、前記電極条件の調整は、前記直流電圧の調整を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 像担持体と、
   該像担持体上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、
   前記電極へのトナー付着を検知するトナー付着検知装置と、
   前記電極をクリーニングする電極クリーニング装置と、
   制御部とを備え、
   前記潜像形成装置により前記像担持体上に静電潜像を形成し、前記現像装置で現像することにより前記像担持体上にトナー像を形成し、前記電源により前記電極に少なくとも交番電圧を印加して、前記像担持体と前記電極との間でトナーを往復運動させるトナー再配置をトナー像に対して行って画像を形成する画像形成装置であって、
   前記制御部は、前記トナー付着検知装置により前記電極へのトナー付着が検知された場合に、前記電極クリーニング装置により前記電極をクリーニングし、トナーが除去された前記電極により、前記トナー再配置を行い、
   前記電極は、前記トナー再配置が行われるときに前記像担持体に対向する面を有し、該面は前記トナー付着検知装置によりトナー付着が検知される検知位置に移動可能であることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記面は前記検知位置に連続的に移動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. 前記面は前記検知位置に断続的に移動することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記トナー付着検知装置は、前記電極上のトナーを検知するトナーセンサを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記電極クリーニング装置によりトナーが除去された前記電極により所定枚数の画像に対して前記トナー再配置を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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