JP2004109980A

JP2004109980A - Image forming apparatus and method for forming image

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Publication number: JP2004109980A
Application number: JP2003189476A
Authority: JP
Inventors: Eiji Shimura; 志村　英次
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2004-04-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress irregular density appearing when a stopped state of operation continues for a long time, and to stably form a toner image with high quality. <P>SOLUTION: When a new image signal is inputted before the stand-by period tw after the preceding image forming process is completed reaches a first idle period t1, a toner image responding to the image signal is immediately formed (Fig.(a)). On the other hand, when the stand-by period tw reaches or exceeds a period t1, a rotation operation to rotate a developing roller is carried out by one or more turns at each time when the operation stopping period ts reaches the period t1 (Fig.(b)), in order to eliminate banding phenomenon (periodical irregularity in the density) caused by leaving the toner to stand. Further, when the stand-by time tw reaches a second idle period t2, the rotation operation of the developing roller is carried out and then the density controlling factors are optimized (Fig.(c)). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、静電潜像が形成される像担持体と、トナーを担持するトナー担持体とを対向配置させた状態で前記トナー担持体に現像バイアスを印加して前記トナー担持体から前記像担持体にトナーを移動させて前記静電潜像を顕像化する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真技術を応用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置としては、像担持体とトナー担持体とが当接状態に保持された接触現像方式のものと、これらが離間した状態に保持された非接触現像方式のものとが知られている。このうち、接触現像方式の画像形成装置では、直流電圧もしくは直流電圧に交流電圧を重畳された現像バイアスがトナー担持体に印加されており、その表面に担持されたトナーが像担持体上の静電潜像に接触した際、その表面電位に応じて一部が像担持体側に移動することによってトナー像が形成される。
【０００３】
また、非接触現像方式の画像形成装置では、現像バイアスとしての交番電圧がトナー担持体に印加されることで像担持体との間のギャップに交番電界が形成され、この交番電界の作用によりトナーが飛翔することでトナー像が形成される。
【０００４】
この種の装置では、装置の個体差、経時変化や、温湿度など装置の周囲環境の変化に起因してトナー像の画像濃度が異なることがある。そこで、従来より、画像濃度の安定化を図るための種々の技術が提案されている。このような技術としては、例えば像担持体上にテスト用の小画像（パッチ画像）を形成し、そのパッチ画像の濃度に基づいて、画像の濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化する技術がある（例えば、特許文献１参照）。この技術は、濃度制御因子を種々に変更設定しながら像担持体上に所定のパッチ画像を形成するとともに、像担持体の近傍に設置した濃度センサによりその画像濃度を検出し、その濃度が予め設定された目標濃度と一致するように濃度制御因子を調節することで、所望の画像濃度を得ようとするものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−７５３１９号公報（図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この種の画像形成装置では、電源のオフ状態、あるいは電源がオンであっても画像形成を行わない動作停止状態が長時間にわたり継続した場合、その後に行う画像形成動作において形成した画像に周期的な濃度ムラが生じる場合があることが知られている。このような濃度ムラは画像形成動作を何度か繰り返すことで次第に解消されるが、動作停止状態にある時間が長くなるとその解消に要する時間も長くなり、また画像品質が看過できない程度にまで低下する場合もあるなど、画質向上の観点から改良の余地が大きく残されている。
【０００７】
特に、上記したパッチ画像を形成して濃度制御因子の調節を行っている画像形成装置では、このような長時間の動作停止状態の後にパッチ画像の形成を行うと上記した濃度ムラによってパッチ画像の濃度が変動することがある。そのため、その濃度に基づく濃度制御因子の調節が精度よく行えず、その結果、安定した画像を形成することが難しいという問題があった。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、動作停止状態が長時間にわたり継続したときに現れる濃度ムラを抑制し、画質の良好なトナー像を安定して形成することのできる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、その表面に静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転することで前記像担持体との対向位置に前記トナーを搬送するトナー担持体と、前記トナー担持体に所定の現像バイアスを印加して前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることによって前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する像形成手段とを備え、トナー像の形成を終了してからの待機時間が所定の第１休止時間に達したときには、前記トナー担持体を少なくとも１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴としている。
【００１０】
本願発明者は、動作停止状態が継続した後の画像形成動作において周期的な濃度ムラが現れる原因について、種々の実験の結果から次のような知見を得た。すなわち、このような濃度ムラは、トナー担持体の表面にトナーを付着させたまま長時間放置することによって次第にトナー担持体とトナーとの結合が強固となりトナーをトナー担持体から引き離すのにより大きな力が必要となること、および、停止した状態でのトナー担持体の表面状態は一様でなくその表面に接しているトナー密度が位置により異なるなど不均一な状態となっているため、上記したトナーとトナー担持体との結合の程度も不均一となっていることを主たる原因として発生していることがわかった。なお、本明細書では、このようにトナー担持体にトナーを担持させたまま長時間放置したことに起因して画像に周期的な濃度ムラを生じる現象を「放置バンディング現象」と称することとする。
【００１１】
そこで、この発明では、トナー像の形成を終了してからの待機時間が所定の第１休止時間に達したときにはトナー担持体の周回動作を実行するようにしている。そのため、この第１休止時間を超えて長時間にわたりトナー像の形成を行わない状態が継続したとしても、その待機時間が第１休止時間に達した時点でトナー担持体の周回動作が行われることとなる。したがって、動作停止状態が継続してトナーを担持したトナー担持体が長時間にわたって放置されることは未然に防止されており、その結果、この画像形成装置では、放置バンディング現象による濃度ムラがなく画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となっている。
【００１２】
また、このような画像形成装置では、第１休止時間が経過して上記したトナー担持体の周回動作を行うことでトナー担持体の表面状態の不均一性はいったん解消されるものの、そのままさらに長時間放置すれば再び不均一な状態に戻ってしまうこととなる。これを防止するため、トナー像の形成を長時間行わなくても、一定時間毎に少なくともトナー担持体の周回動作は実行されることが好ましい。すなわち、前記周回動作を終了してからさらに前記第１休止時間が経過したときには、再び前記周回動作を実行するように構成されることが好ましい。
【００１３】
このように、一定時間が経過したときにトナー担持体の周回動作を行うことによりトナー担持体の表面状態はほぼ均一に保たれ、放置バンディング現象の発生は抑制される。しかし、動作停止状態にある間に装置の周囲環境等が変化することもあるから、長時間の待機時間を挟んでその前後に形成された画像間において濃度差が生じる場合がある。
【００１４】
そこで、前記待機時間が前記第１休止時間より長い所定の第２休止時間に達したときには、前記周回動作を実行し、さらに、パッチ画像として所定のトナー像を形成するとともにそのパッチ画像濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化するようにしてもよい。このようにした場合には、第１休止時間が経過した時点でトナー担持体の周回動作が行われてトナー担持体の表面状態の均一性が保たれ、濃度ムラの発生が抑制されるとともに、第２休止時間が経過した時点で濃度制御因子の最適化処理が行われるので、先に形成された画像と、第２休止時間を経過した後に形成された画像との間の濃度差は小さく抑えられる。しかも、パッチ画像を形成する前に像担持体の周回動作を行うことで、パッチ画像濃度が放置バンディング現象の影響を受けることがなくなり、その検出結果に基づいて精度よく濃度制御因子の最適化を行うことができる。
【００１５】
また、この発明は、その表面に静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転することで前記像担持体との対向位置に前記トナーを搬送するトナー担持体と、前記トナー担持体に所定の現像バイアスを印加して前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることによって前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する像形成手段とを備え、ユーザの画像形成要求に応じて該画像形成要求に対応するトナー像を形成する画像形成装置において、上記目的を達成するため、トナー像の形成を終了してからの動作停止時間が所定の第３休止時間以上を経過してから前記画像形成要求があったときには、該画像形成要求に応じてトナー像を形成するのに先立って、前記トナー担持体を１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴としている。
【００１６】
このように構成された発明では、先のトナー像形成を終了してから所定時間が経過した後にトナー像形成を行う場合には、トナー像形成に先立ってトナー担持体の周回動作を行う。このように周回動作を行うことで、前述した発明と同様に、トナー担持体の表面状態の不均一性が解消され、こうしてトナー担持体の表面状態が均一な状態でトナー像形成を行うことで、濃度ムラがなく画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となる。
【００１７】
さらに、前記動作停止時間が前記第３休止時間より長い所定の第４休止時間以上を経過してから前記画像形成要求があったときには、該画像形成要求に応じてトナー像を形成するのに先立って、前記周回動作と、パッチ画像としてのトナー像を形成するとともにそのパッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化する最適化処理を実行するようにしてもよい。このようにした場合には、長時間放置された装置の周囲環境等の変化による画像濃度の変動を抑えることが可能となる。しかも、パッチ画像を形成する前に像担持体の周回動作を行うことで、パッチ画像濃度が放置バンディング現象の影響を受けることがなくなり、その検出結果に基づいて精度よく濃度制御因子の最適化を行うことができる。
【００１８】
なお、上記した各発明においては、前記濃度制御因子として、前記現像バイアスを用いることができる。また、前記像担持体の表面を光ビームで露光することにより前記像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段をさらに備える画像形成装置では、前記濃度制御因子として、前記光ビームのエネルギー密度を用いてもよい。
【００１９】
また、前記静電潜像が形成されるのに先立って、前記像担持体の表面を所定の表面電位に帯電させる帯電手段をさらに備える装置では、前記待機時間または前記動作停止時間を、例えば前記帯電手段による前記像担持体の帯電動作を停止した時から起算するようにしてもよい。
【００２０】
また、本願発明者の実験によれば、上記した画像の濃度ムラは、特に次のような構成を有する装置において生じやすい：
１．前記トナー担持体の回転方向において前記対向位置よりも上流側の規制位置で前記トナー担持体表面と当接することで、前記トナー担持体表面に担持されるトナー量を規制する規制手段をさらに備え、前記トナー担持体と前記像担持体とを前記対向位置で対向させた状態では、前記規制位置が前記トナー担持体の回転中心よりも下方に位置するように構成された画像形成装置；
２．前記トナー担持体の回転方向において前記規制位置よりも上流側の剥離位置で前記トナー担持体表面と当接することで、前記トナー担持体表面に付着したトナーを剥離させる剥離手段をさらに備え、前記トナー担持体と前記像担持体とを前記対向位置で対向させた状態では、前記剥離位置が前記規制位置よりも上方に位置するように構成された上記１の画像形成装置；
３．前記トナー担持体の表面が導電性を有する画像形成装置；および、
４．定着オフセットを防止する離型材としてのワックス成分を含有する前記トナーを用いて前記トナー像を形成する画像形成装置。
【００２１】
これらの画像形成装置では、トナー中の微粉成分（小粒径トナーやその他の粒径の小さな粒子）がトナー担持体の周囲に多く存在しており、トナー担持体表面に担持されるトナーの帯電性がこれらの微粉成分による影響を受けやすい。そして、この微粉成分の局在がトナー担持体表面のトナー層の不均一性をもたらし、その結果、画像の濃度ムラが生じる。
【００２２】
そのため、これらの構成のいずれかを有する画像形成装置においては、上記のように、パッチ画像形成前に行うトナー担持体の回転動作の効果が特に顕著である。
【００２３】
また、この発明にかかる画像形成方法は、像担持体の表面に静電潜像を形成するとともに、その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転するトナー担持体に所定の現像バイアスを印加して、前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることで前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成方法において、上記目的を達成するため、トナー像の形成を終了してからの待機時間が所定の第１休止時間に達したときには、前記トナー担持体を少なくとも１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴としている。
【００２４】
このように構成された画像形成方法では、上記した画像形成装置と同様に、動作停止状態が一定時間継続した場合にはトナー担持体の周回動作を行うようにしている。そのため、トナーを担持したままトナー担持体が長時間にわたって放置されることはなく、濃度ムラがなく画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となっている。
【００２５】
また、この画像形成方法においても、上記した画像形成装置と同様に、前記周回動作を終了してからさらに前記第１休止時間が経過したときには、再び前記周回動作を実行したり、前記待機時間が前記第１休止時間より長い所定の第２休止時間に達したときには、前記周回動作を実行した後に、パッチ画像として所定のトナー像を形成するとともにそのパッチ画像濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、この発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。この画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じて本発明の「像形成手段」として機能するエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧの各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２７】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２が図１の矢印方向Ｄ１に回転自在に設けられている。また、この感光体２の周りにその回転方向Ｄ１に沿って、帯電ユニット３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３は帯電制御部１０３から帯電バイアスが印加されており、感光体２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。このように、この実施形態では、帯電ユニット３が本発明の「帯電手段」として機能している。
【００２８】
そして、この帯電ユニット３によって帯電された感光体２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、本発明の「露光手段」として機能するものであり、露光制御部１０２から与えられる制御指令に応じて光ビームＬを感光体２上に露光して感光体２上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。例えば、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介してメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１に画像信号が与えられると、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１が露光制御部１０２に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力し、これに応じて露光ユニット６から光ビームＬが感光体２上に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体２上に形成される。また、必要に応じて後述するパッチ画像を形成する場合には、予め設定された所定パターンのパッチ画像信号に対応した制御信号がＣＰＵ１０１から露光制御部１０２に与えられ、該パターンに対応する静電潜像が感光体２上に形成される。このように、この実施形態では、感光体２が本発明の「像担持体」として機能する。
【００２９】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、図示を省略する回転駆動部、支持フレーム４０に対して着脱自在に構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、図２に示すように、現像器制御部１０４により制御されている。そして、この現像器制御部１０４からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されてこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２と対向する所定の現像位置に位置決めされるとともに、後述する現像バイアスを印加されて選択された色のトナーを感光体２の表面に付与する。これによって、感光体２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。なお、図１は、イエロー用の現像器４Ｙが現像位置に位置決めされた状態を示している。
【００３０】
これらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋはいずれも同一構造を有している。したがって、ここでは、現像器４Ｋの構成について図３を参照しながらさらに詳しく説明するが、その他の現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍについてもその構造および機能は同じである。図３は、この画像形成装置の現像器を示す断面図である。この現像器４Ｋでは、その内部にトナーＴを収容するハウジング４１に供給ローラ４３および現像ローラ４４が軸着されており、当該現像器４Ｋが上記した現像位置に位置決めされると、本発明の「トナー担持体」として機能する現像ローラ４４が感光体２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向位置決めされるとともに、これらのローラ４３、４４が本体側に設けられた回転駆動部（図示省略）と係合されて所定の方向に回転する。この現像ローラ４４は、鉄、銅、アルミニウム等の金属またはステンレス等の合金により円筒状に形成されており、後述する現像バイアスを印加されている。そして、２つのローラ４３、４４が接触しながら回転することでブラックトナーが現像ローラ４４の表面に擦り付けられて所定厚みのトナー層が現像ローラ４４表面に形成される。
【００３１】
また、この現像器４Ｋでは、現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層の厚みを所定厚みに規制するための規制ブレード４５が配置されている。この規制ブレード４５は、ステンレスやリン青銅などの板状部材４５１と、板状部材４５１の先端部に取り付けられたゴムや樹脂部材などの弾性部材４５２とで構成されている。この板状部材４５１の後端部はハウジング４１に固着されており、現像ローラ４４の回転方向Ｄ３において、板状部材４５１の先端部に取り付けられた弾性部材４５２が板状部材４５１の後端部よりも上流側に位置するように配設されている。そして、その弾性部材４５２が現像ローラ４４表面に弾性的に当接して現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層を最終的に所定の厚みに規制する。
【００３２】
さらに、現像ローラ４４上方のハウジング４１の端部には、ハウジング４１内のトナーが現像器外部へ漏れ出すのを防ぐためのシール部材４６が設けられている。このシール部材４６は、例えば樹脂または金属などの弾性材で薄板状に形成されており、その一方端部はハウジング４１に固着される一方、他方端部は現像ローラ４４表面に対し弾性的に当接されている。そのため、現像ローラ４４に担持されたまま現像ローラ４４上部まで移送されてきたトナーは、このシール部材４６との当接部を通過して再びハウジング４１内へ案内される。そして、図３に示す方向Ｄ４に回転する供給ローラ４３との摩擦により、現像に使われなかったトナーが現像ローラ４４表面から掻き落とされるとともに、現像器内の新しいトナーが現像ローラ４４表面に供給される。
【００３３】
以上のように、この実施形態では、規制ブレード４５が本発明の「規制手段」として機能する一方、供給ローラ４３が本発明の「剥離手段」として機能している。また、このように構成された現像器４Ｋが現像位置に配置された状態では、図３に示すように、規制ブレード４５が現像ローラ４４の下方に配置されることとなる。また、供給ローラ４３による現像ローラ４４からのトナーの剥離が行われる位置（剥離位置）は、現像ローラ４４の回転方向Ｄ３において現像ローラ４４と規制ブレード４５との当接位置（規制位置）よりも上流側で、しかも、この規制位置よりも上方に位置することとなる。
【００３４】
なお、現像ローラ４４表面のトナー層を構成する各トナー粒子は、供給ローラ４３、規制ブレード４５と摩擦されたことによって帯電しており、ここではトナーが負に帯電するものとして以下説明するが、装置各部の電位を適宜変更することで正に帯電するトナーも使用可能である。
【００３５】
このようにして現像ローラ４４の表面に形成されたトナー層は、現像ローラ４４の回転によって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体２との対向位置に搬送される。そして、現像器制御部１０４からの現像バイアスが現像ローラ４４に印加されると、現像ローラ４４上に担持されたトナーは、感光体２の表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着し、こうして感光体２上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。
【００３６】
現像ローラ４４に与える現像バイアスとしては、直流電圧、もしくは直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いることができるが、特に感光体２と現像ローラ４４とを離間配置し、両者の間でトナーを飛翔させることでトナー現像を行う非接触現像方式の画像形成装置では、効率よくトナーを飛翔させるために直流電圧に対して正弦波、三角波、矩形波等の交流電圧を重畳した電圧波形とすることが好ましい。このような直流電圧の大きさおよび交流電圧の振幅、周波数、デューティ比等については任意であるが、以下、本明細書においては、現像バイアスが交流成分を有すると否とにかかわらず、その直流成分（平均値）を直流現像バイアスＶａｖｇと称することとする。
【００３７】
ここで、非接触現像方式の画像形成装置における好ましい上記現像バイアスとして次のような現像バイアスを用いることができる。例えば、現像バイアスの波形は直流電圧に矩形波交流電圧を重畳したものであり、その矩形波の周波数は３ｋＨｚ、振幅Ｖｐｐは１４００Ｖである。なお、これらの数値等は上記に限定されず、装置構成に応じて適宜変更されるべきものである。
【００３８】
図１に戻って、装置構成の説明を続ける。上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ１で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ２に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。さらに、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７８が設けられている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７８との間の二次転写領域ＴＲ２に搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に搬送される。
【００３９】
そして、引き続いてさらに画像を形成する必要がある場合には上記動作を繰り返して必要枚数の画像を形成して一連の画像形成動作を終了し、新たな画像信号が与えられるまで装置は待機状態となるが、この装置では、待機状態での電力消費を抑制するためエンジン部ＥＧの動作を停止状態に移行させる。すなわち、感光体２、現像ローラ４４および中間転写ベルト７１等の回転駆動を停止するとともに、現像ローラ４４への現像バイアスおよび帯電ユニット３への帯電バイアスの印加を停止することにより、エンジン部ＥＧは動作停止状態となる。
【００４０】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６、濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。これらのうち、クリーナ７６は図示を省略するクリーナ駆動部によってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。また、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて制御される。さらに、濃度センサ６０は中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、後述するように中間転写ベルト７１の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。
【００４１】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像信号を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１２７はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのメモリである。
【００４２】
このように構成された画像形成装置では、電源が投入されるとＣＰＵ１０１がメモリ１２７に記憶されたプログラムに基づいて所定の初期化動作を実行し、これにより画像形成が可能な状態となる。そして、ＣＰＵ１０１は引き続き図４に示すメイン処理を実行して、ユーザの画像形成要求に応じて外部装置より画像信号が入力されるのを待つとともに、画像信号が入力されたときにはその画像信号に対応したトナー像をシートＳ上に形成する。
【００４３】
図４はこの実施形態におけるメイン処理を示すフローチャートである。この実施形態のエンジンコントローラ１０では、ＣＰＵ１０１がメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１から画像信号が入力されたか否かを判断している（ステップＳ１）。画像信号が入力されたと判断したときには動作は下のフローに進み、先に述べた画像形成動作を実行してシート１枚分の画像を形成する（ステップＳ２）。そして、形成すべき次の画像があるかどうかを判断し（ステップＳ３）、次の画像があるときにはステップＳ２に戻り必要枚数分の画像形成動作を繰り返す。こうして画像形成動作が終了すると、後述するようにＣＰＵ１０１の内部に設けられた電子カウンタの値ｎをゼロにリセットするとともに（ステップＳ４）、装置を動作停止状態に移行させる（ステップＳ６）。
【００４４】
また、この実施形態では、エンジン部ＥＧが動作停止状態にある時間、すなわち動作停止時間ｔｓをＣＰＵ１０１の内部タイマにより計時しており、上記のようにエンジン部ＥＧが動作停止状態に移行すると内部タイマをいったんリセットし、改めて動作停止時間ｔｓの計時を開始する（ステップＳ６）。この例では、帯電制御部１０３から帯電ユニット３に与える帯電バイアスの印加を停止した時点から装置の動作停止時間ｔｓを計時開始するように構成しているが、これ以外のタイミングで動作停止時間ｔｓを計時するようにしてもよい。本発明の趣旨によれば、先の画像形成動作を終了してから新たな画像形成を行わずに一定の時間が経過したか否かを判断することができればよく、したがって、画像形成動作に特有の何らかの処理が終了した時点、もしくは装置を動作停止状態に移行させるために必要な何らかの処理が実行された時点のうちいずれかをもって計時を開始すればよい。
【００４５】
なお、本発明にいう「待機時間」とは、先の画像形成動作を終了し装置が動作停止状態に移行してからの時間を指すのに対し、ここでいう「動作停止時間」とは、その直前に画像形成動作を行ったか否かとは関係なく動作停止状態に移行してからの時間を指している。したがって、後述するように、現像ローラの周回動作を実行することで一時的に装置が動作停止状態を脱するような場合には、動作停止時間ｔｓはその時点で計時を終了し、再び動作停止状態に移行した時点から新たに計時されるのに対し、待機時間ｔｗは次の画像信号が入力されるまではそのまま継続して計時されるものであり、このように両者は異なる概念を有するものである。
【００４６】
さて、こうして一連の画像形成動作を終了して装置が動作停止状態に移行すると、再びステップＳ１に戻って新たな画像信号が入力されるのを待つ。
【００４７】
一方、ステップＳ１において画像信号の入力がないと判断したときには、ＣＰＵ１０１は右のフローに沿った処理を実行する。すなわち、まず、動作停止状態に移行してから内部タイマにより計時を続けている動作停止時間ｔｓが、予め定められた時間ｔ１に達したか否かを判断する（ステップＳ７）。ここで、動作停止時間ｔｓが時間ｔ１に達していない場合には、再びステップＳ１に戻り、画像信号が入力されるのを待つ。これに対し、動作停止時間ｔｓが時間ｔ１に達した場合には、電子カウンタの値ｎをインクリメントするとともに（ステップＳ８）、放置バンディング現象を解消するため現像ローラ４４の周回動作を実行する（ステップＳ９）。
【００４８】
図５は、この実施形態における現像ローラの周回動作を示すフローチャートである。この周回動作では、まずイエロー色の現像器４Ｙを現像位置に配置し（ステップＳ９１）、該現像器４Ｙの現像ローラ４４を本体側の回転駆動部に係合させて１周以上回転させる（ステップＳ９２）。その後、ロータリー現像ユニット４を回転させて現像器の切り換えを行い（ステップＳ９３）、他の現像器４Ｃ、４Ｍ、４Ｋについても同様に、現像ローラ４４をそれぞれ１周以上回転させる。こうして全トナー色について周回動作が終了すると（ステップＳ９４）、再びメイン処理に復帰する。
【００４９】
このように各現像ローラ４４を回転させる周回動作を実行する理由は以下の通りである。前述したように、トナー担持体の表面にトナーを付着させたまま長時間放置すると、トナー担持体の表面状態は一様でなく不均一となることがある。例えば、図３に示す本実施形態の現像器４Ｋでは、現像ローラ４４の回転が停止した状態において、その表面のうちの一部に供給ローラ４３または規制ブレード４５が当接した状態となっており、さらにその表面のうちハウジング４１の内側に位置する部分は大量のトナーに覆われた状態となっているのに対し、ハウジング４１の外部に露出する部分は薄いトナー層を担持したまま大気中に曝されているなど、現像ローラ４４の表面状態はその周方向において不均一となっている。この不均一性が画像の濃度ムラとなって現れるのが放置バンディング現象である。
【００５０】
以下、放置バンディング現象に関する本願発明者の知見について説明する。放置バンディング現象は、動作停止状態の後、最初に形成した画像に最も強く現れるが、画像形成枚数を繰り返すと次第に濃度ムラは目立たなくなり、数枚の画像形成でほぼ解消される。また、動作停止状態の継続時間が長い場合や、高温・高湿環境下では特に顕著な濃度ムラが現れる。
【００５１】
また、放置バンディング現象は、その表面が導電性を有する現像ローラを使用したときに顕著に現れる。すなわち、金属製の現像ローラ、または非導電性材料の表面に導電性層を設けてなる現像ローラを使用した装置では、放置バンディング現象に起因する濃度ムラが顕著である。
【００５２】
放置バンディング現象の発生メカニズムを解明するため、図３に示す構造を有する現像器を用いて、さらに実験および観察を行い、以下のような知見を得た。まず、画像の濃度ムラの発生状況を観察したところ、画像の濃淡と現像ローラ４４の表面位置との対応関係は次のようであった。すなわち、現像ローラ４４表面のうち、動作停止状態において現像器ハウジング４１の内部に位置していた表面領域（以下、「現像室部」という）に担持されたトナーにより現像された画像は高濃度となる一方、ハウジング４１の外部に露出していた表面領域（以下、「露出部」という）に担持されたトナーにより現像された画像は低濃度となった。
【００５３】
また、動作停止状態が続いた後の現像ローラ４４表面のトナー層の電位分布を表面電位計により測定したところ、トナー層の電位の絶対値は、現像室部に対応する部分で低く、露出部に対応する部分で高くなっていた。この電位差は現像ローラ４４を回転させると次第に小さくなってゆき、やがてほぼ均一となる。
【００５４】
さらに、現像ローラ４４表面でのトナー帯電量（単位：μＣ／ｇ）とトナー搬送量（単位：ｍｇ／ｃｍ^２）を測定したところ、現像室部と露出部とでトナー搬送量はほぼ同じであったが、トナー帯電量は露出部側でより高くなっており、その大きさは現像室部側でのトナー帯電量の２倍程度となっていた。上記したトナー層電位の差は、このトナー帯電量の差に起因するものと考えることができる。
【００５５】
以上の結果より、放置バンディング現象は、動作停止状態から脱したときの現像ローラ４４上のトナーの帯電量が位置により、より具体的には現像室部と露出部とで異なっていることに起因して生じていると考えられる。この帯電量の差は現像ローラ４４の回転により次第に小さくなることから、動作停止状態から脱した直後では、トナーを摩擦帯電させる現像ローラ４４表面の状態が現像室部と露出部とで相違していると考えられる。
【００５６】
現像ローラ４４の表面を観察すると、粒径の小さなトナーやトナーから脱落した外添剤などの微粉が多く付着している。このような微粉成分の付着量や含有水分量等の違いは、現像ローラ４４とトナーとの間の摩擦帯電の状態に影響を及ぼす。そして、現像器の内部では、このような微粉成分を含むトナーが常に現像ローラ４４に接触した状態となっているうえに、現像ローラ４４に対する供給ローラ４３、規制ブレード４５およびシール部材４６などの当接によりトナーが圧接された状態となっている。このため、現像ローラ４４表面のうち、動作停止状態において現像器内部に位置する領域（現像室部）では微粉成分の固着が起きやすい。これに対して、現像器外部に露出している露出部ではトナーが薄層として静電的に付着しているにすぎないため、微粉成分の固着は比較的少ない。
【００５７】
このように、動作停止状態で長時間放置されると、微粉成分の固着の状態が現像ローラ４４表面上において不均一となり、そのためにトナー層の帯電量の差が生じることが、放置バンディング現象の主たる原因となっている。
【００５８】
また、放置バンディング現象の現れやすさは、装置の構成にも依存している。本実施形態における現像器４Ｋ等のように、現像ローラ４４上に所定厚さのトナー層を形成するための規制ブレード４５が現像ローラ４４の下方に設けられた現像器では、微粉成分による放置バンディング現象が特に起きやすい。というのは、このような微粉成分は現像器ハウジング内の下部に滞留しやすいため、規制ブレード４５と現像ローラ４４との当接位置（規制位置）付近に微粉成分が多く存在することとなるからである。
【００５９】
とりわけ、図３に示すように、現像ローラ４４の回転方向Ｄ３において規制位置の上流側で現像ローラ４４からのトナー剥離を行っており、しかも、そのトナー剥離が行われる剥離位置が規制位置より上方にある場合には、放置バンディング現象がより顕著に現れる。その理由は以下の通りである。すなわち、剥離位置周辺には、供給ローラ４３と現像ローラ４４との摩擦により新たに生じたり現像ローラ４４から掻き取られた微粉成分が滞留している。そして、これらの微粉成分が、供給ローラ４３および現像ローラ４４の回転や重力の作用により、供給ローラ４３と現像ローラ４４との当接位置や規制位置に向けて次々に送り込まれるため、現像ローラ４４の表面には微粉成分の固着が起きやすく、したがって、放置バンディング現象が生じやすくなるのである。
【００６０】
また、現像ローラ４４の表面が導電性を有する材料により形成されている場合には、鏡像力による微粉の固着作用が強い。そのため、このような現像ローラを有する装置においても、放置バンディング現象が現れやすい。
【００６１】
現像ローラの構造としては、ローラ全体が同一材料で円筒状に形成されているもの、および、別材料で形成された芯材とスリーブとが同軸状に組み合わされたものが一般的である。このうち上記に該当するものとしては、例えば：ｉ）ローラ全体または少なくともスリーブが金属または合金により形成されているもの；ｉｉ）ローラ全体または少なくともスリーブが導電性ゴムや導電性樹脂により形成されているもの；および、ｉｉｉ）絶縁性または導電性のローラ表面に導電性表面層を被覆したものを挙げることができる。ここでいう「導電性」とは、体積抵抗率が概ね（１×１０^−２）Ω・ｍ以下であることを指しており、これに該当する材料としては、例えば金属、その酸化物あるいは窒化物またはグラファイト等がある。また、上記のうちｉｉｉ）の表面層としては、金属、合金、導電性樹脂等の導電物のほか、絶縁物に導電性物質を分散させたものを用いることができ、その被覆方法としては、メッキ、蒸着、圧着、溶射、スプレー塗布またはディッピング塗布等を用いることができる。
【００６２】
さらに、放置バンディング現象の起こりやすさは、使用するトナーの性質にも依存する。すなわち、定着オフセットを防止する離型材としてのワックス成分を含むトナーを使用した装置では、放置バンディング現象が起こりやすい。これは、トナー粒子から遊離したワックスの微粉や、その表面にワックス成分が露出したトナー粒子は、ファンデルワールス力による現像ローラ４４へのトナー付着が生じやすいからである。
【００６３】
このように現像ローラ４４表面が不均一な状態で長時間にわたり装置が動作停止状態におかれた場合、放置バンディング現象により、その後に形成する画像に周期的な濃度ムラが生じるおそれがある。特に、上記した構成の少なくともいずれかを有する画像形成装置においては、放置バンディング現象による濃度ムラが発生しやすいため、放置バンディング現象を解消するための措置を講じる必要がある。そこで、この実施形態では、各現像ローラ４４をそれぞれ１周以上回転させることによって、現像ローラ４４表面のトナー層を供給ローラ４３および規制ブレード４５によりいったん剥ぎ取って再形成するようにしており、こうしてより均一な状態のトナー層を画像形成に供することで放置バンディング現象による濃度ムラの発生を抑制している。
【００６４】
図４に戻って、メイン処理の動作について説明を続ける。ステップＳ８においてインクリメントされる電子カウンタは、周回動作を実行した回数をカウントするものであり、ステップＳ１０においてそのカウント値ｎが所定の値（この例では３）に達した、つまり周回動作を３回続けて実行したと判断したときには、その周回動作に引き続いて、画像濃度に影響を与える濃度制御因子の最適化処理を実行する（ステップＳ１１）。そして、この最適化処理を実行した後、もしくは先に述べた画像形成動作を実行した後にはこのカウント値ｎがリセットされてゼロとなる一方（ステップＳ４）、ステップＳ１０においてカウント値ｎが３以外の値であった場合には、周回動作の終了後、電子カウンタはリセットせずそのカウント値ｎを保持したまま装置は再び動作停止状態に戻る（ステップＳ５）。
【００６５】
なお、この種の画像形成装置では、例えば現像バイアス、帯電バイアスや露光ビームＬのエネルギーなどを変化させると画像濃度が変化することが従来より知られており、これらを濃度制御因子として用いることができる。この画像形成装置では、これら濃度制御因子を変更設定しながらパッチ画像としてのトナー像を中間転写ベルト７１の表面に形成するとともにそのパッチ画像濃度を濃度センサ６０により検出し、その検出結果に基づいて濃度制御因子の最適化を行っている。こうすることで、所望の画像濃度のトナー像を安定して得られるようにしているが、このようにパッチ画像濃度に基づき濃度制御因子を最適化する技術については従来より多くの手法が提案されており、本実施形態においてもこれら公知の技術をはじめとする種々の手法を適用することができるので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００６６】
このように、動作停止時間ｔｓを計時するとともに周回動作の実行回数ｎをカウントし、図４に示すメイン処理を実行しているため、この装置では、先の画像形成動作を終了してから次の画像信号が入力されるまでの時間経過によってその動作が異なることとなる。図６はこの実施形態のメイン処理における画像信号の入力タイミングによる動作の違いを示すタイミングチャートである。先の画像形成動作が終了し装置が動作停止状態に移行した後で、その待機時間ｔｗが所定の時間ｔ１に達するより先に次の新たな画像信号が入力されたときには、図６（ａ）に示すように、直ちに画像形成動作が実行されてこの画像信号に対応するトナー像が形成される。
【００６７】
また、先の画像形成動作を終了してから新たな画像信号が入力されないまま、待機時間ｔｗが時間ｔ１に達したときには、図６（ｂ）に示すように、いったん動作停止状態を脱して周回動作を行う。そして、その周回動作が終了すると再び装置が動作停止状態に移行するとともに、新たに動作停止時間ｔｓの計時が開始される。さらにその動作停止時間ｔｓが時間ｔ１に達すると周回動作が再度実行される一方、動作停止時間ｔｓが時間ｔ１に達する前に新たな画像信号の入力があれば直ちに画像形成動作が実行される。
【００６８】
このように、この実施形態では、画像信号が入力されないまま長時間が経過した場合でも一定の時間（ｔ１）が経過する毎に現像ローラ４４の周回動作が行われるが、こうして周回動作を繰り返す毎に電子カウンタのカウント値ｎはインクリメントされてゆく。そして、図６（ｃ）に示すように、画像形成動作を終了してからの待機時間ｔｗが時間ｔ２に達し、３回目の周回動作が実行された（すなわちｎ＝３）ときには、その周回動作に続いて濃度制御因子の最適化処理が実行されることとなる。
【００６９】
ここで、時間ｔ１を例えば４時間とすると、周回動作に要する時間は１回あたり数秒程度であるから、時間ｔ２は約１２時間である。前述したように温湿度など装置の周囲環境の変化により画像濃度は刻々と変化してゆくから、常に一定濃度の画像を安定して得るためにはできるだけ頻繁に濃度制御因子の最適化を行うことが好ましい。しかし、パッチ画像濃度に基づいて行う濃度制御因子の最適化処理をあまり頻繁に行うとすると、パッチ画像形成において消費されるトナー量も多くなってしまう。特に、現像器内に収容可能なトナー量が少ない小型の画像形成装置においてはトナー補給（もしくは現像器の交換）の頻度も増加して装置の利便性が低下するとともにランニングコストの上昇を招いてしまう。
【００７０】
そこで、この実施形態のように、周囲環境の変化が比較的少ないと考えられる時間間隔では現像ローラの周回動作のみを行うことで放置バンディング現象の発生を未然に防止する一方、より長い時間が経過して周囲環境の変化が大きくなっていると考えられる時間間隔で濃度制御因子の最適化処理を実行することで、画質および画像濃度の安定を図りつつ、トナーの消費量を最少限に抑えることが可能となる。さらに、濃度制御因子を最適化するのに先立って現像ローラの周回動作を実行することで放置バンディング現象による濃度ムラのないパッチ画像を形成することができるので、こうして形成したパッチ画像の濃度に基づき濃度制御因子の最適化を精度よく行うことができる。
【００７１】
このように、この実施形態では、現像ローラ４４の周回動作を行う時間間隔ｔ１が本発明の「第１休止時間」に、また画像形成動作の終了後、濃度制御因子の最適化処理を伴う現像ローラ４４の周回動作を行うまでの時間ｔ２が本発明の「第２休止時間」にそれぞれ相当するものである。
【００７２】
以上のように、この実施形態の画像形成装置では、先の画像形成動作が終了すると新たな画像信号の入力を待つ待機状態となるが、その待機中には常に完全に動作を停止しているわけではなく、一定の時間ｔ１が経過する毎に一時的に動作停止状態を脱し現像ローラ４４の周回動作を実行している。そのため、装置が長時間放置されることによる放置バンディング現象の発生が効果的に抑制されて、濃度ムラのない画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となっている。
【００７３】
そして、その待機時間ｔｗが上記時間ｔ１より長い時間ｔ２に達したときには、濃度制御因子の最適化処理を実行するようにしているので、長時間にわたり装置が放置されたときでも画像濃度の変化を小さく抑えることができるとともに、その最適化処理に先立って現像ローラの周回動作を行っているので、パッチ画像濃度が放置バンディング現象による影響を受けることがなく、濃度制御因子の最適化をより精度よく行うことができる。
【００７４】
したがって、この画像形成装置では、パッチ画像形成の頻度を少なくすることでトナーの消費量を抑えつつ、しかも、放置バンディング現象による濃度ムラや周囲環境の変化に伴う画像濃度の変化を効果的に抑制し、画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となっている。
【００７５】
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態について説明する。この実施形態の画像形成装置の構成は第１実施形態の装置構成（図１〜図３）と同一であり、また画像形成時の動作も第１実施形態における画像形成動作と同様であるが、メイン処理の内容が異なっており、これに伴って待機状態における振る舞いが第１の実施形態とは相違している。そこで、ここではこのメイン処理における動作について主に説明する。
【００７６】
第１実施形態の画像形成装置では画像信号が入力されなくても一定時間毎に現像ローラ４４の周回動作を実行することで放置バンディング現象を防止している（図６）。これに対し、この実施形態では、画像信号が入力されない間は動作停止状態を維持する一方、新たな画像信号入力があったときには、これに対応した画像形成動作を行うのに先立って、それまでの動作停止時間の大小に基づく必要な前処理、すなわち現像ローラ４４の周回動作や濃度制御因子の最適化処理を行うようにしている。
【００７７】
この実施形態におけるメイン処理について図７および図８を参照しつつさらに詳しく説明する。図７はこの発明にかかる画像形成装置の第２実施形態におけるメイン処理を示すフローチャートである。また、図８はこの実施形態のメイン処理における画像信号の入力タイミングによる動作の違いを示すタイミングチャートである。この実施形態のメイン処理では、第１実施形態の装置と同様にエンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１が画像信号の入力の有無を判断しているが（ステップＳ１０１）、この第２実施形態の装置では、画像信号の入力がなければ装置はそのまま動作停止状態を保つ。
【００７８】
そして、画像信号が入力されると、内部タイマで計時されている動作停止時間ｔｓと予め定められた時間ｔ３とを比較する（ステップＳ１０２）。このとき、動作停止時間ｔｓが時間ｔ３以上であれば現像ローラ４４の周回動作を行う（ステップＳ１０３）。この周回動作の内容は、第１実施形態における動作（図５）と同一である。一方、動作停止時間ｔｓが時間ｔ３に達していないときは、周回動作および以下のステップＳ１０４、Ｓ１０５はスキップされる。
【００７９】
次いで、さらに動作停止時間ｔｓと、予め定められて上記した時間ｔ３より大きい時間ｔ４とを比較する（ステップＳ１０４）。そして、動作停止時間ｔｓが時間ｔ４以上であれば、濃度制御因子の最適化処理を実行する（ステップＳ１０５）。この最適化処理に対しても、第１実施形態の装置と同様に公知の技術等を適用することが可能である。一方、動作停止時間ｔｓが時間ｔ４に達していないときには、この最適化処理はスキップされる。
【００８０】
こうして動作停止時間ｔｓの大小に応じて必要な前処理を行った後に、画像形成動作を実行し、必要枚数の画像を形成する（ステップＳ１０６〜Ｓ１０７）。そして、画像形成が終了すると装置を動作停止状態に移行させるとともに（ステップＳ１０８）、動作停止時間ｔｓを計時する内部タイマをリセットし新たに計時を開始して（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０１に戻る。
【００８１】
このようなメイン処理を実行することにより、この実施形態の装置では、先の画像形成動作を終了してから次の画像信号が入力されるまでの時間経過によってその動作は次のように区別される。まず、先の画像形成動作を終了してからの動作停止時間ｔｓが所定の時間ｔ３に達するより前に新たな画像信号が入力された場合には、図８（ａ）に示すように、直ちにその画像信号に応じた画像形成動作を実行する。これに対し、図８（ｂ）に示すように、動作停止時間ｔｓが時間ｔ３以上かつ時間ｔ４未満であるときに新たな画像信号が入力された場合には、現像ローラ４４の周回動作を実行した後に画像形成動作を実行する。このように、動作停止時間ｔｓが比較的長くなったときには画像形成に先立って現像ローラ４４の周回動作を行うことで放置バンディング現象は解消され、画質の良好なトナー像を形成することができる。このように、この実施形態では、時間ｔ３が本発明の「第３休止時間」に相当する。
【００８２】
さらに、図８（ｃ）に示すように、動作停止時間ｔｓが時間ｔ４を超えてから新たな画像信号が入力された場合には、現像ローラ４４の周回動作およびそれに引き続いて濃度制御因子の最適化処理を実行した後に、画像形成動作を実行することとなる。このように、動作停止時間ｔｓがさらに長くなった場合には画像形成に先立って濃度制御因子の最適化処理を実行することで、温湿度など装置の周囲環境の変化によらず画質の安定したトナー像を形成することが可能である。しかも、その最適化処理を行うのに先立って現像ローラ４４の周回動作を行っているから、パッチ画像濃度が放置バンディング現象の影響を受けることがなく、濃度制御因子の最適化処理を精度よく行うことができる。このように、この実施形態では、時間ｔ４が本発明の「第４休止時間」に相当する。
【００８３】
以上のように、この実施形態の画像形成装置では、新たな画像信号が入力されたとき、先の画像形成動作を終了してからの動作停止時間ｔｓの大小に応じてその動作を異ならせている。すなわち、動作停止時間ｔｓが時間ｔ３未満であるときには直ちに画像形成動作を実行する一方、動作停止時間ｔｓが時間ｔ３以上であるときには現像ローラ４４の周回動作を行っている。そのため、現像ローラ４４がトナーを担持したまま放置されることに起因する放置バンディング現象は画像形成を行う前に解消されており、濃度ムラのない画質の良好なトナー像を安定して形成することができる。
【００８４】
また、動作停止時間ｔｓがさらに長い時間ｔ４以上となっている場合には、現像ローラ４４の周回動作の後に濃度制御因子の最適化処理を行っているので、長時間の放置により装置の周囲環境が変化していたとしても、その影響による画像濃度の変動が抑制されて、安定してトナー像を形成することができる。
【００８５】
このように、上記した２つの実施形態は、そのメイン処理における動作は若干異なっているものの、その本質的な技術思想は共通している。すなわち、動作停止時間ｔｓの大小に応じ現像ローラ４４の周回動作を実行することで、トナー消費量を増やすことなく放置バンディング現象の解消を図るとともに、さらに必要に応じて濃度制御因子の最適化処理を実行することで画像濃度の安定を図っている。その結果、これらの画像形成装置では、いずれも画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能となっている。したがって、画像形成装置に本発明を適用するに際しては上記したいずれの実施形態を採ってもよく、また現像ローラ４４の周回動作および濃度制御因子の最適化処理をどのような頻度で行うかについても装置に応じて適宜定めることができる。
【００８６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記した各実施形態では動作停止時間ｔｓをＣＰＵ１０１の内部タイマで計時しているが、これ以外の計時手段で計時するようにしてもよく、例えばエンジンコントローラ１０に別途タイマＩＣまたはカウンタ等を設け、これらにより動作停止時間ｔｓを計時するようにしてもよい。
【００８７】
また、例えば、上記した各実施形態では、帯電制御部１０３から感光体２に印加する帯電バイアスを停止した時点から動作停止時間ｔｓを計時するようにしているが、動作停止時間ｔｓを起算するタイミングはこれに限定されるものではなく、例えば現像器制御部１０４から現像ローラ４４への現像バイアス印加や感光体２の回転駆動、中間転写ベルト７１の回転駆動等を停止した時点から動作停止時間ｔｓを起算するようにしてもよい。
【００８８】
また、例えば、上記した各実施形態では、動作停止時間ｔｓが所定時間以上となったときには現像ローラ４４の周回動作を行う一方、動作停止時間ｔｓがさらに長くなったときにはこれに加えて濃度制御因子の最適化処理を実行するようにしているが、後者の場合でも現像ローラ４４の周回動作のみを行うようにしてもよい。さらに、メインコントローラ１１からの要求がある場合など、特に必要がある時に限り濃度制御因子の最適化処理を実行するようにしてもよい。
【００８９】
また、これ以外にも、例えば以下のような変形例としてもよい。図９は、メイン処理の変形例における動作を示す図である。この変形例では、動作停止時間ｔｓが所定の時間ｔ５に達する毎に現像ローラ４４の周回動作を実行する一方、先の画像形成動作を終了してからの待機時間ｔｗを計時しておく。動作停止時間ｔｓは周回動作の実行により計時停止およびリセットされるのに対し、この待機時間ｔｗは周回動作の実行によりリセットされない。そして、この待機時間ｔｗが所定の時間ｔ６（ただし、ｔ６＞ｔ５）に達する前に次の画像信号が入力された場合には（図９（ａ））、直ちにその画像信号に応じた画像形成動作を実行する。また、待機時間ｔｗが時間ｔ６以上となって新たな画像信号が入力されたときには（図９（ｂ））、まず濃度制御因子の最適化処理を実行し、その後で画像信号に対応した画像形成を行う。
【００９０】
この変形例においても、一定時間毎に現像ローラ４４の周回動作を行うことで放置バンディング現象による濃度ムラの発生を抑制することができ、また待機時間ｔｗが比較的長くなったときには画像形成を行うのに先立って濃度制御因子の最適化処理を実行することで、画像濃度の変動を抑制し、画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能である。
【００９１】
また、例えば、上記した第１実施形態では、現像ローラ４４の周回動作を３回連続して実行した場合には引き続いて濃度制御因子の最適化処理を実行するようにしており、したがって、本発明の「第１休止時間」に相当する時間ｔ１に対して「第２休止時間」に相当する時間ｔ２が約３倍となっているが、両者の関係が必ずしもこのような整数比となっていなくてもよい。
【００９２】
また、例えば、上記した実施形態では、濃度センサ６０を中間転写ベルト７１の表面に対向配置し、中間転写ベルト７１に担持されたパッチ画像の濃度を検出するように構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば濃度センサを感光体２の表面に向けて配置し、感光体２上に現像されたパッチ画像の濃度を検出するようにしてもよい。
【００９３】
また、例えば、上記した実施形態では、濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に向けて光を照射するとともにその表面から反射される光量を検出する反射型フォトセンサにより構成されているが、これ以外にも、例えば濃度センサの発光素子と受光素子とを中間転写ベルトを挟んで対向するように設置し、中間転写ベルトを透過する光量を検出するようにしてもよい。
【００９４】
また、上記した実施形態は、感光体２上で現像されたトナー像を一時的に担持する中間媒体としての中間転写ベルト７１を有する画像形成装置であるが、転写ドラムや転写ローラなど他の中間媒体を有する画像形成装置や、中間媒体を備え感光体２上に形成されたトナー像を最終的な転写材であるシートＳに直接転写するように構成された画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
【００９５】
また、上記した実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能に構成された画像形成装置であるが、使用するトナー色およびその色数はこれに限定されるものでなく任意であり、例えばブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【００９６】
さらに、上記実施形態では、装置外部からの画像信号に基づき画像形成動作を実行するプリンタに本発明を適用しているが、ユーザの画像形成要求、例えばコピーボタンの押動に応じて装置内部で画像信号を作成し、その画像信号に基づき画像形成動作を実行する複写機や、通信回線を介して与えられた画像信号に基づき画像形成動作を実行するファクシミリ装置に対しても本発明を適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】この画像形成装置の現像器を示す断面図である。
【図４】この実施形態におけるメイン処理を示すフローチャートである。
【図５】この実施形態における現像ローラの周回動作を示すフローチャートである。
【図６】この実施形態のメイン処理における画像信号の入力タイミングによる動作の違いを示すタイミングチャートである。
【図７】この発明にかかる画像形成装置の第２実施形態におけるメイン処理を示すフローチャートである。
【図８】この実施形態のメイン処理における画像信号の入力タイミングによる動作の違いを示すタイミングチャートである。
【図９】メイン処理の変形例における動作を示す図である。
【符号の説明】
２…感光体（像担持体）、　３…帯電ユニット（帯電手段）、　４…現像ユニット、　４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ…現像器、　６…露光ユニット（露光手段）、１０…エンジンコントローラ（像形成手段）、　１１…メインコントローラ、４４…現像ローラ（トナー担持体）、　７１…中間転写ベルト、　１０１…ＣＰＵ、　６０…濃度センサ、　ＥＧ…エンジン部、　ｔｓ…動作停止時間、　ｔｗ…待機時間[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, a developing bias is applied to the toner carrier in a state where an image carrier on which an electrostatic latent image is formed and a toner carrier for carrying toner are opposed to each other. The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for visualizing the electrostatic latent image by moving toner to a carrier.
[0002]
[Prior art]
Image forming apparatuses such as copiers, printers, and facsimile machines to which the electrophotographic technology is applied include a contact developing type in which an image carrier and a toner carrier are held in contact with each other, and an image forming apparatus in which the image carrier and toner carrier are separated from each other. A held non-contact developing type is known. Among these, in a contact developing type image forming apparatus, a DC voltage or a developing bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage is applied to a toner carrier, and the toner carried on the surface thereof is exposed to static electricity on the image carrier. When the electrostatic latent image comes into contact with the latent image, a part thereof moves to the image carrier side in accordance with the surface potential to form a toner image.
[0003]
In an image forming apparatus of a non-contact developing system, an alternating electric field as a developing bias is applied to a toner carrier to form an alternating electric field in a gap between the toner carrier and the toner carrier. Flies to form a toner image.
[0004]
In this type of apparatus, the image density of the toner image may be different due to individual differences of the apparatus, changes over time, and changes in the surrounding environment such as temperature and humidity. Therefore, various techniques for stabilizing the image density have been conventionally proposed. As such a technique, for example, a technique for forming a small test image (patch image) on an image carrier and optimizing a density control factor that affects the density of the image based on the density of the patch image is used. (For example, see Patent Document 1). This technique forms a predetermined patch image on an image carrier while variously changing and setting a density control factor, and detects the image density by a density sensor installed near the image carrier, and the density is determined in advance. A desired image density is to be obtained by adjusting a density control factor so as to match the set target density.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-75319 A (FIG. 5)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In this type of image forming apparatus, when a power-off state or an operation stop state in which image formation is not performed even when the power is on continues for a long time, a periodic image is formed in an image forming operation performed thereafter. It is known that a large density unevenness may occur. Such density unevenness is gradually eliminated by repeating the image forming operation several times.However, if the time during which the operation is stopped is increased, the time required for the resolution is increased, and the image quality is reduced to such an extent that the image quality cannot be overlooked. In some cases, there is much room for improvement from the viewpoint of improving image quality.
[0007]
In particular, in an image forming apparatus that forms the above-described patch image and adjusts the density control factor, if the patch image is formed after such a long operation stop state, the density unevenness of the patch image causes Concentrations may fluctuate. Therefore, the density control factor cannot be accurately adjusted based on the density, and as a result, there is a problem that it is difficult to form a stable image.
[0008]
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing density unevenness that appears when an operation stop state continues for a long time and capable of stably forming a toner image with good image quality. It is an object to provide an image forming method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention has an image carrier configured to carry an electrostatic latent image on its surface, and rotates in a predetermined direction while carrying toner on its surface. A toner carrier that conveys the toner to a position facing the image carrier, and applying a predetermined developing bias to the toner carrier to move the toner carried by the toner carrier to the image carrier Image forming means for forming a toner image by visualizing the electrostatic latent image with toner, and when a standby time from completion of formation of the toner image reaches a predetermined first pause time, The method is characterized in that a rotation operation of the toner carrier for rotating the toner carrier at least once or more is performed.
[0010]
The inventor of the present application has obtained the following knowledge from the results of various experiments on the cause of the occurrence of periodic density unevenness in the image forming operation after the operation stop state is continued. That is, such density unevenness is caused by leaving the toner adhered to the surface of the toner carrier for a long period of time, thereby gradually strengthening the bond between the toner carrier and the toner and causing a greater force to separate the toner from the toner carrier. And the surface state of the toner carrier in the stopped state is not uniform, and the density of the toner in contact with the surface is non-uniform such as depending on the position. It has been found that this is caused mainly by the fact that the degree of coupling between the toner and the toner carrier is not uniform. In the present specification, a phenomenon in which the density unevenness occurs in an image due to leaving the toner carried on the toner carrier for a long time as described above is referred to as a "banding phenomenon". .
[0011]
Therefore, in the present invention, when the standby time from the end of the formation of the toner image reaches the predetermined first pause time, the rotation operation of the toner carrier is executed. Therefore, even if the state in which the toner image is not formed for a long time beyond the first pause time continues, when the standby time reaches the first pause time, the orbiting operation of the toner carrier is performed. It becomes. Therefore, it is possible to prevent the toner carrier carrying the toner from continuing to be stopped for a long period of time, and as a result, in this image forming apparatus, there is no density unevenness due to the banding phenomenon, , It is possible to stably form a good toner image.
[0012]
Further, in such an image forming apparatus, the non-uniformity of the surface state of the toner carrier is temporarily eliminated by performing the above-described orbiting operation of the toner carrier after the first pause time has elapsed, but it is still longer. If left for a while, the state returns to the non-uniform state again. In order to prevent this, it is preferable that at least the orbiting operation of the toner carrier is performed at regular time intervals without forming the toner image for a long time. That is, it is preferable that, when the first pause time elapses after ending the circulating operation, the circulating operation is executed again.
[0013]
In this way, by performing the orbiting operation of the toner carrier after a certain period of time has elapsed, the surface state of the toner carrier is maintained substantially uniform, and the occurrence of the leaving banding phenomenon is suppressed. However, the surrounding environment and the like of the apparatus may change during the operation stop state, so that a density difference may occur between images formed before and after the long standby time.
[0014]
Therefore, when the standby time reaches a predetermined second pause time longer than the first pause time, the circulating operation is performed, and further, a predetermined toner image is formed as a patch image and the density of the patch image is detected. Then, a density control factor affecting the image density may be optimized based on the detection result. In such a case, when the first pause time has elapsed, the toner carrier rotates around, the uniformity of the surface state of the toner carrier is maintained, and the occurrence of density unevenness is suppressed. Since the density control factor optimization process is performed at the time when the second pause time has elapsed, the density difference between the previously formed image and the image formed after the second pause time has elapsed is kept small. Can be Moreover, by performing the orbiting operation of the image carrier before forming the patch image, the patch image density is not affected by the neglected banding phenomenon, and the density control factor can be optimized with high accuracy based on the detection result. It can be carried out.
[0015]
Further, the present invention provides an image bearing member configured to be able to carry an electrostatic latent image on its surface, and rotating in a predetermined direction while carrying toner on its surface, so that the image bearing member faces the image bearing member. A toner carrying member for carrying the toner, and applying a predetermined developing bias to the toner carrying member to move the toner carried on the toner carrying member to the image carrying member so that the electrostatic latent image is formed by the toner. An image forming unit that forms a toner image by visualizing the image, wherein the image forming apparatus forms a toner image corresponding to the image forming request in response to a user's image forming request. When the image formation request is made after the operation stop time after the formation of the image is completed exceeds a predetermined third pause time, prior to forming a toner image in response to the image formation request, Previous It is characterized by performing a revolving motion of the toner carrier which rotates the toner carrier 1 round or more.
[0016]
In the invention configured as described above, when toner image formation is performed after a predetermined time has elapsed from the end of the previous toner image formation, the toner carrier is rotated before the toner image formation. By performing the orbiting operation in this manner, the non-uniformity of the surface state of the toner carrier is eliminated, and the toner image is formed with the surface state of the toner carrier uniform, as in the above-described invention. In addition, it is possible to stably form a toner image having good image quality without density unevenness.
[0017]
Further, when the image forming request is made after a predetermined fourth pause time longer than the third pause time, the operation stop time is set before forming a toner image in response to the image forming request. Circulating operation, forming a toner image as a patch image, detecting the density of the patch image, and optimizing a density control factor affecting the image density based on the detection result. You may do so. In this case, it is possible to suppress a change in image density due to a change in the surrounding environment of the apparatus left for a long time. Moreover, by performing the orbiting operation of the image carrier before forming the patch image, the patch image density is not affected by the neglected banding phenomenon, and the density control factor can be optimized with high accuracy based on the detection result. It can be carried out.
[0018]
In each of the above-described inventions, the developing bias can be used as the density control factor. The image forming apparatus further includes an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the surface of the image carrier by exposing the surface of the image carrier with a light beam, wherein the energy of the light beam is used as the density control factor. Density may be used.
[0019]
In addition, prior to the formation of the electrostatic latent image, in an apparatus further including a charging unit for charging the surface of the image carrier to a predetermined surface potential, the standby time or the operation stop time, for example, the The calculation may be started from when the charging operation of the image carrier by the charging unit is stopped.
[0020]
Further, according to an experiment performed by the inventor of the present application, the above-described image density unevenness tends to occur particularly in an apparatus having the following configuration:
1. A regulating unit that regulates an amount of toner carried on the surface of the toner carrier by contacting the surface of the toner carrier at a regulation position upstream of the facing position in the rotation direction of the toner carrier; An image forming apparatus configured such that, in a state where the toner carrier and the image carrier are opposed to each other at the opposed position, the regulation position is located below a rotation center of the toner carrier;
2. A peeling unit that peels off toner attached to the toner carrier surface by contacting the toner carrier surface at a peeling position upstream of the regulation position in the rotation direction of the toner carrier; The image forming apparatus according to the above 1, wherein the peeling position is located above the regulation position in a state where the carrier and the image carrier face each other at the facing position;
3. An image forming apparatus in which the surface of the toner carrier has conductivity; and
4. An image forming apparatus for forming the toner image using the toner containing a wax component as a release material for preventing a fixing offset.
[0021]
In these image forming apparatuses, a large amount of fine powder components (small particle size toner or other particles having a small particle size) in the toner exist around the toner carrier, and the toner carried on the surface of the toner carrier is charged. The properties are easily affected by these fine powder components. Then, the localization of the fine powder component causes non-uniformity of the toner layer on the surface of the toner carrier, and as a result, image density unevenness occurs.
[0022]
Therefore, in the image forming apparatus having any of these configurations, as described above, the effect of the rotation operation of the toner carrier performed before forming the patch image is particularly remarkable.
[0023]
Further, according to the image forming method of the present invention, an electrostatic latent image is formed on a surface of an image carrier, and a predetermined developing bias is applied to a toner carrier rotating in a predetermined direction while carrying toner on the surface. To achieve the above object, in an image forming method for forming a toner image by moving the toner carried on the toner carrier to the image carrier to visualize the electrostatic latent image with the toner and forming the toner image When the standby time from the end of the formation of the toner image reaches a predetermined first pause time, a rotation operation of the toner carrier for rotating the toner carrier at least one revolution is performed. I have.
[0024]
In the image forming method configured as described above, similarly to the above-described image forming apparatus, when the operation stop state continues for a certain period of time, the orbiting operation of the toner carrier is performed. Therefore, the toner carrier is not left for a long time while carrying the toner, and it is possible to stably form a toner image having good image quality without density unevenness.
[0025]
Also, in this image forming method, similarly to the above-described image forming apparatus, when the first pause time further elapses after ending the circulating operation, the circulating operation is executed again or the standby time is reduced. When a predetermined second pause time longer than the first pause time is reached, after performing the circulating operation, a predetermined toner image is formed as a patch image and the patch image density is detected, and based on the detection result, A density control factor that affects image density may be optimized.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This image forming apparatus forms a full-color image by superimposing four color toners of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), or uses only black (K) toner. To form a monochrome image. In this image forming apparatus, when an image signal is given to the main controller 11 from an external device such as a host computer in response to an image forming request from a user, the “image forming unit” of the present invention is operated in response to a command from the main controller 11. The engine controller 10 which functions as "" controls each part of the engine unit EG to form an image corresponding to the image signal on the sheet S.
[0027]
In the engine section EG, the photoconductor 2 is provided rotatably in the direction of arrow D1 in FIG. A charging unit 3, a rotary developing unit 4, and a cleaning unit 5 are arranged around the photoconductor 2 along the rotation direction D1. The charging unit 3 receives a charging bias from the charging control unit 103 and uniformly charges the outer peripheral surface of the photoconductor 2 to a predetermined surface potential. Thus, in this embodiment, the charging unit 3 functions as the “charging unit” of the present invention.
[0028]
Then, the light beam L is emitted from the exposure unit 6 toward the outer peripheral surface of the photoconductor 2 charged by the charging unit 3. The exposure unit 6 functions as an “exposure unit” of the present invention, and exposes the light beam L onto the photoconductor 2 in accordance with a control command given from the exposure control unit 102 to form an image on the photoconductor 2. An electrostatic latent image corresponding to the signal is formed. For example, when an image signal is provided from an external device such as a host computer to the CPU 111 of the main controller 11 via the interface 112, the CPU 101 of the engine controller 10 sends a control signal corresponding to the image signal to the exposure control unit 102 at a predetermined timing. In response to this, the light beam L is irradiated onto the photoconductor 2 from the exposure unit 6, and an electrostatic latent image corresponding to an image signal is formed on the photoconductor 2. When a patch image to be described later is formed as needed, a control signal corresponding to a patch image signal of a predetermined pattern set in advance is supplied from the CPU 101 to the exposure control unit 102, and an electrostatic control signal corresponding to the pattern is provided. A latent image is formed on photoconductor 2. As described above, in this embodiment, the photoconductor 2 functions as the “image carrier” of the present invention.
[0029]
The electrostatic latent image thus formed is developed by the developing unit 4 with toner. That is, in this embodiment, the developing unit 4 is configured so as to be rotatable about an axis, a rotation driving unit (not shown), and detachably attached to the support frame 40 so that the toner of each color can be detached. , A yellow developing device 4Y, a cyan developing device 4C, a magenta developing device 4M, and a black developing device 4K. The developing unit 4 is controlled by a developing device control unit 104 as shown in FIG. Then, based on a control command from the developing device control unit 104, the developing unit 4 is driven to rotate, and these developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K are selectively moved to predetermined developing positions facing the photosensitive member 2. While being positioned, a developing bias described later is applied to apply a toner of a selected color to the surface of the photoconductor 2. Thus, the electrostatic latent image on the photoconductor 2 is visualized in the selected toner color. FIG. 1 shows a state in which the developing unit 4Y for yellow is positioned at the developing position.
[0030]
These developing units 4Y, 4C, 4M, and 4K all have the same structure. Therefore, here, the configuration of the developing device 4K will be described in more detail with reference to FIG. 3, but the structures and functions of the other developing devices 4Y, 4C, and 4M are the same. FIG. 3 is a sectional view showing a developing device of the image forming apparatus. In the developing device 4K, a supply roller 43 and a developing roller 44 are axially mounted on a housing 41 that accommodates the toner T therein, and when the developing device 4K is positioned at the above-described developing position, the present invention provides “ A developing roller 44 functioning as a “toner carrier” is positioned in contact with the photoconductor 2 or with a predetermined gap therebetween, and the rollers 43 and 44 are provided with a rotation drive unit (not shown) provided on the main body side. ) And rotate in a predetermined direction. The developing roller 44 is formed of a metal such as iron, copper, and aluminum, or an alloy such as stainless steel, and is applied with a developing bias described later. When the two rollers 43 and 44 rotate while contacting each other, the black toner rubs against the surface of the developing roller 44, and a toner layer having a predetermined thickness is formed on the surface of the developing roller 44.
[0031]
Further, in the developing device 4K, a regulating blade 45 for regulating the thickness of the toner layer formed on the surface of the developing roller 44 to a predetermined thickness is arranged. The regulating blade 45 includes a plate-like member 451 made of stainless steel, phosphor bronze, or the like, and an elastic member 452 such as a rubber or resin member attached to the tip of the plate-like member 451. The rear end of the plate member 451 is fixed to the housing 41, and the elastic member 452 attached to the front end of the plate member 451 in the rotation direction D3 of the developing roller 44 is connected to the rear end of the plate member 451. It is arranged so as to be located on the upstream side. Then, the elastic member 452 elastically comes into contact with the surface of the developing roller 44 and finally regulates the toner layer formed on the surface of the developing roller 44 to a predetermined thickness.
[0032]
Further, a seal member 46 is provided at an end of the housing 41 above the developing roller 44 to prevent the toner in the housing 41 from leaking out of the developing device. The seal member 46 is formed in a thin plate shape with an elastic material such as resin or metal, and has one end fixed to the housing 41 and the other end elastically contacting the surface of the developing roller 44. Touched. Therefore, the toner carried to the upper portion of the developing roller 44 while being carried by the developing roller 44 passes through the contact portion with the seal member 46 and is guided again into the housing 41. Then, the toner not used for development is scraped off from the surface of the developing roller 44 by friction with the supply roller 43 rotating in the direction D4 shown in FIG. 3, and new toner in the developing device is supplied to the surface of the developing roller 44. Is done.
[0033]
As described above, in this embodiment, the regulating blade 45 functions as the “regulating unit” of the present invention, while the supply roller 43 functions as the “peeling unit” of the present invention. Further, in a state where the developing device 4K configured as described above is arranged at the developing position, the regulating blade 45 is arranged below the developing roller 44 as shown in FIG. Further, the position where the toner is separated from the developing roller 44 by the supply roller 43 (separation position) is greater than the contact position (restriction position) between the developing roller 44 and the regulating blade 45 in the rotation direction D3 of the developing roller 44. It will be located on the upstream side and above this restriction position.
[0034]
The toner particles constituting the toner layer on the surface of the developing roller 44 are charged by being rubbed with the supply roller 43 and the regulating blade 45, and will be described below assuming that the toner is negatively charged. Positively charged toner can be used by appropriately changing the potential of each part of the apparatus.
[0035]
The toner layer formed on the surface of the developing roller 44 in this way is sequentially conveyed by the rotation of the developing roller 44 to a position facing the photoconductor 2 on which an electrostatic latent image is formed. When a developing bias from the developing device controller 104 is applied to the developing roller 44, the toner carried on the developing roller 44 partially adheres to each part of the surface of the photoconductor 2 according to the surface potential. Thus, the electrostatic latent image on the photoconductor 2 is visualized as a toner image of the toner color.
[0036]
As the developing bias applied to the developing roller 44, a DC voltage or a DC voltage with an AC voltage superimposed thereon can be used. In particular, the photosensitive member 2 and the developing roller 44 are separated from each other, and toner is supplied between the two. In a non-contact development type image forming apparatus that performs toner development by flying, a voltage waveform in which an AC voltage such as a sine wave, a triangular wave, or a rectangular wave is superimposed on a DC voltage in order to efficiently fly the toner. Is preferred. Although the magnitude of the DC voltage and the amplitude, frequency, duty ratio, and the like of the AC voltage are arbitrary, hereinafter, in this specification, regardless of whether or not the developing bias has an AC component, The component (average value) is referred to as a DC developing bias Vavg.
[0037]
Here, the following developing bias can be used as the preferable developing bias in the non-contact developing type image forming apparatus. For example, the waveform of the developing bias is obtained by superimposing a rectangular wave AC voltage on a DC voltage, and the frequency of the rectangular wave is 3 kHz and the amplitude Vpp is 1400V. Note that these numerical values and the like are not limited to the above, and should be appropriately changed according to the device configuration.
[0038]
Returning to FIG. 1, the description of the device configuration will be continued. The toner image developed by the developing unit 4 as described above is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71 of the transfer unit 7 in the primary transfer area TR1. The transfer unit 7 includes an intermediate transfer belt 71 stretched over a plurality of rollers 72 to 75, and a driving unit (not shown) that rotates the roller 73 to rotate the intermediate transfer belt 71 in a predetermined rotation direction D2. It has. Further, a secondary transfer roller 78 is provided at a position facing the roller 73 with the intermediate transfer belt 71 interposed therebetween, the secondary transfer roller 78 being configured to be able to contact and separate from the surface of the belt 71. When the color image is to be transferred to the sheet S, the toner image of each color formed on the photoreceptor 2 is superimposed on the intermediate transfer belt 71 to form a color image. The color image is secondarily transferred onto the sheet S conveyed to the secondary transfer area TR2 between the transfer belt 71 and the secondary transfer roller 78. Further, the sheet S on which the color image is formed is conveyed via the fixing unit 9 to a discharge tray provided on the upper surface of the apparatus main body.
[0039]
Then, when it is necessary to form another image, the above operation is repeated to form the required number of images, and a series of image forming operations is completed.The apparatus is in a standby state until a new image signal is given. However, in this device, the operation of the engine unit EG is shifted to a stopped state in order to suppress power consumption in the standby state. That is, the rotation of the photoconductor 2, the developing roller 44, the intermediate transfer belt 71, and the like is stopped, and the application of the developing bias to the developing roller 44 and the charging bias to the charging unit 3 is stopped. The operation is stopped.
[0040]
In the vicinity of the roller 75, a cleaner 76, a density sensor 60, and a vertical synchronization sensor 77 are arranged. Of these, the cleaner 76 can be moved toward and away from the roller 75 by a cleaner driving unit (not shown). Then, while moving to the roller 75 side, the blade of the cleaner 76 contacts the surface of the intermediate transfer belt 71 wrapped around the roller 75, and the toner remaining on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 after the secondary transfer. Is removed. The vertical synchronization sensor 77 is a sensor for detecting a reference position of the intermediate transfer belt 71, and is for obtaining a synchronization signal output in association with the rotation driving of the intermediate transfer belt 71, that is, a vertical synchronization signal Vsync. Functions as a vertical synchronization sensor. In this apparatus, the operation of each section of the apparatus is controlled based on the vertical synchronization signal Vsync so that the operation timing of each section is aligned and the toner images formed in each color are accurately overlapped. Further, the density sensor 60 is provided to face the surface of the intermediate transfer belt 71, and measures the optical density of a patch image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 as described later.
[0041]
In FIG. 2, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing an image signal provided from an external device such as a host computer via the interface 112, and reference numeral 127 denotes a program executed by the CPU 101. This is a memory for storing arithmetic programs, control data for controlling the engine unit EG, and the like.
[0042]
In the image forming apparatus configured as described above, when the power is turned on, the CPU 101 executes a predetermined initialization operation based on the program stored in the memory 127, and the image forming apparatus is ready for image formation. Then, the CPU 101 continues to execute the main processing shown in FIG. 4 and waits for an image signal to be input from an external device in response to a user's image forming request, and responds to the image signal when the image signal is input. The formed toner image is formed on the sheet S.
[0043]
FIG. 4 is a flowchart showing the main processing in this embodiment. In the engine controller 10 of this embodiment, the CPU 101 determines whether an image signal has been input from the CPU 111 of the main controller 11 (step S1). When it is determined that an image signal has been input, the operation proceeds to the following flow, where the above-described image forming operation is executed to form an image for one sheet (step S2). Then, it is determined whether there is a next image to be formed (step S3). If there is a next image, the process returns to step S2 and repeats the image forming operation for the required number. When the image forming operation is completed in this way, the value n of an electronic counter provided inside the CPU 101 is reset to zero as described later (step S4), and the apparatus is shifted to an operation stop state (step S6).
[0044]
Further, in this embodiment, the time when the engine unit EG is in the operation stop state, that is, the operation stop time ts is measured by the internal timer of the CPU 101. When the engine unit EG shifts to the operation stop state as described above, the internal timer is stopped. Is reset once, and counting of the operation stop time ts is started again (step S6). In this example, the operation stop time ts of the apparatus is configured to start measuring the time when the application of the charging bias applied to the charging unit 3 from the charge control unit 103 is stopped. May be measured. According to the gist of the present invention, it suffices if it is possible to determine whether or not a certain period of time has passed without forming a new image after ending the previous image forming operation. The timing may be started either at the time when any of the processes is completed, or at the time when any of the processes required to shift the apparatus to the operation stop state is performed.
[0045]
Note that the “standby time” in the present invention refers to the time from the end of the previous image forming operation and the transition to the operation stop state, whereas the “operation stop time” here is It indicates the time from the transition to the operation stop state regardless of whether or not the image forming operation was performed immediately before. Therefore, as will be described later, when the device temporarily exits the operation stop state by performing the rotation operation of the developing roller, the operation stop time ts ends the time measurement at that point, and the operation stop again. While the new time is counted from the point of transition to the state, the waiting time tw is continuously measured until the next image signal is input, and thus the two have different concepts. It is.
[0046]
When the series of image forming operations is completed and the apparatus shifts to the operation stop state, the process returns to step S1 to wait for a new image signal to be input.
[0047]
On the other hand, when it is determined in step S1 that there is no input of an image signal, the CPU 101 executes processing according to the flow on the right. That is, first, it is determined whether or not the operation stop time ts, which is counting time by the internal timer after shifting to the operation stop state, has reached a predetermined time t1 (step S7). If the operation stop time ts has not reached the time t1, the process returns to step S1 and waits for an image signal to be input. On the other hand, when the operation stop time ts has reached the time t1, the value n of the electronic counter is incremented (step S8), and the revolving operation of the developing roller 44 is executed to eliminate the leaving banding phenomenon (step S8). S9).
[0048]
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of rotating the developing roller in this embodiment. In this orbiting operation, first, the yellow developing device 4Y is arranged at the developing position (step S91), and the developing roller 44 of the developing device 4Y is engaged with the rotation drive unit on the main body side to rotate one or more turns (step S91). S92). Thereafter, the developing unit is switched by rotating the rotary developing unit 4 (step S93), and the developing roller 44 is similarly rotated one or more times for the other developing units 4C, 4M, and 4K. When the revolving operation is completed for all the toner colors (step S94), the process returns to the main process.
[0049]
The reason for performing the circulating operation for rotating each developing roller 44 in this manner is as follows. As described above, if the toner is left on the surface of the toner carrier for a long time, the surface state of the toner carrier may be non-uniform and non-uniform. For example, in the developing device 4K of this embodiment shown in FIG. 3, when the rotation of the developing roller 44 is stopped, the supply roller 43 or the regulating blade 45 is in contact with a part of the surface. Further, the portion of the surface located inside the housing 41 is covered with a large amount of toner, whereas the portion exposed to the outside of the housing 41 is exposed to the air while carrying a thin toner layer. The surface state of the developing roller 44 is uneven in its circumferential direction, such as being exposed. This non-uniformity appears as density unevenness of an image due to a leaving banding phenomenon.
[0050]
Hereinafter, the findings of the inventor of the present invention regarding the neglected banding phenomenon will be described. The leaving banding phenomenon appears most strongly in the first formed image after the operation is stopped, but the density unevenness gradually becomes less noticeable when the number of image formation is repeated, and is almost eliminated by forming several images. In addition, when the duration of the operation stop state is long, or under a high-temperature and high-humidity environment, particularly remarkable density unevenness appears.
[0051]
In addition, the leaving banding phenomenon appears remarkably when a developing roller having a conductive surface is used. That is, in a device using a metal developing roller or a developing roller having a conductive layer provided on the surface of a non-conductive material, density unevenness caused by the banding phenomenon is remarkable.
[0052]
In order to elucidate the mechanism by which the leaving banding phenomenon occurs, further experiments and observations were made using a developing device having the structure shown in FIG. 3, and the following findings were obtained. First, when the occurrence of the density unevenness of the image was observed, the correspondence between the density of the image and the surface position of the developing roller 44 was as follows. That is, on the surface of the developing roller 44, the image developed by the toner carried on the surface area (hereinafter referred to as “developing chamber”) located inside the developing device housing 41 when the operation is stopped has a high density. On the other hand, the image developed with the toner carried on the surface area exposed to the outside of the housing 41 (hereinafter, referred to as “exposed portion”) has a low density.
[0053]
When the potential distribution of the toner layer on the surface of the developing roller 44 after the operation stop state was continued was measured by a surface voltmeter, the absolute value of the potential of the toner layer was low in the portion corresponding to the developing chamber portion, It was higher in the part corresponding to. This potential difference gradually decreases as the developing roller 44 is rotated, and eventually becomes substantially uniform.
[0054]
Further, the toner charge amount (unit: μC / g) on the surface of the developing roller 44 and the toner conveyance amount (unit: mg / cm ² ), The toner transport amount was almost the same between the developing chamber and the exposed part, but the toner charge amount was higher on the exposed part side, and the size of the toner was larger on the developing chamber part side. It was about twice the charge amount. The difference in the toner layer potential can be considered to be caused by the difference in the toner charge amount.
[0055]
From the above results, the neglected banding phenomenon is caused by the fact that the charge amount of the toner on the developing roller 44 at the time of exit from the operation stop state differs depending on the position, more specifically, between the developing chamber portion and the exposed portion. It is thought that it has occurred. Since the difference in the amount of charge gradually decreases due to the rotation of the developing roller 44, immediately after the operation is stopped, the state of the surface of the developing roller 44 that frictionally charges the toner is different between the developing chamber portion and the exposed portion. It is thought that there is.
[0056]
Observation of the surface of the developing roller 44 reveals that a large amount of fine particles such as toner having a small particle size and external additives dropped from the toner are attached. Such a difference in the amount of the fine powder component adhering or the amount of the contained water affects the state of the triboelectric charging between the developing roller 44 and the toner. Then, inside the developing device, the toner containing such a fine powder component is always in contact with the developing roller 44, and the supply roller 43, the regulating blade 45, the seal member 46, and the like for the developing roller 44. In this state, the toner is in pressure contact with the toner. For this reason, in the region (developing chamber portion) of the surface of the developing roller 44 that is located inside the developing device when the operation is stopped, the fine powder component is likely to be fixed. On the other hand, in the exposed portion exposed to the outside of the developing device, since the toner is merely electrostatically attached as a thin layer, the fine powder component is relatively hardly fixed.
[0057]
As described above, if the operation is stopped for a long period of time, the state of fixing of the fine powder component becomes non-uniform on the surface of the developing roller 44, which causes a difference in the charge amount of the toner layer. It is the main cause.
[0058]
Further, the likelihood of the neglected banding phenomenon also depends on the configuration of the apparatus. In a developing device such as the developing device 4K according to the present embodiment, in which a regulating blade 45 for forming a toner layer having a predetermined thickness on the developing roller 44 is provided below the developing roller 44, leaving banding due to fine powder components is performed. Phenomena are particularly likely to occur. This is because such a fine powder component tends to stay in the lower portion in the developing device housing, so that a large amount of the fine powder component is present near the contact position (restriction position) between the regulating blade 45 and the developing roller 44. It is.
[0059]
In particular, as shown in FIG. 3, the toner is separated from the developing roller 44 on the upstream side of the regulation position in the rotation direction D3 of the developing roller 44, and the separation position where the toner is separated is higher than the regulation position. , The banding phenomenon is more conspicuous. The reason is as follows. That is, fine powder components newly generated by the friction between the supply roller 43 and the developing roller 44 or scraped off from the developing roller 44 stay around the peeling position. Then, these fine powder components are successively sent toward the contact position and the regulation position between the supply roller 43 and the developing roller 44 by the rotation of the supply roller 43 and the developing roller 44 and the action of gravity. The fine powder component is liable to be fixed on the surface of, and therefore, the banding phenomenon is easily caused.
[0060]
When the surface of the developing roller 44 is formed of a conductive material, the action of fixing the fine powder by the image force is strong. Therefore, even in an apparatus having such a developing roller, a leaving banding phenomenon is likely to appear.
[0061]
As the structure of the developing roller, there is generally used one in which the entire roller is formed of the same material in a cylindrical shape, and one in which a core material and a sleeve formed of different materials are coaxially combined. Among these, for example: i) the entire roller or at least the sleeve is formed of metal or alloy; ii) the entire roller or at least the sleeve is formed of conductive rubber or conductive resin. And iii) an insulating or conductive roller surface coated with a conductive surface layer. Here, “conductive” means that the volume resistivity is approximately (1 × 10 ^-2 ) · M or less, and the material corresponding to this is, for example, a metal, an oxide or nitride thereof, or graphite. In addition, as the surface layer of iii), in addition to conductive materials such as metals, alloys, and conductive resins, a material obtained by dispersing a conductive material in an insulator can be used. Plating, vapor deposition, pressure bonding, thermal spraying, spray coating, dipping coating, or the like can be used.
[0062]
Furthermore, the likelihood of the leaving banding phenomenon also depends on the properties of the toner used. That is, in an apparatus using a toner containing a wax component as a release material for preventing a fixing offset, a leaving banding phenomenon is likely to occur. This is because fine powder of wax released from the toner particles and toner particles having a wax component exposed on the surface thereof are liable to cause toner to adhere to the developing roller 44 due to van der Waals force.
[0063]
If the apparatus is stopped for a long time with the surface of the developing roller 44 being non-uniform for a long period of time, there is a possibility that an image formed thereafter will have periodic density unevenness due to the banding phenomenon. In particular, in an image forming apparatus having at least one of the above-described configurations, density unevenness due to a leaving banding phenomenon is likely to occur, and it is necessary to take measures to eliminate the leaving banding phenomenon. Therefore, in this embodiment, by rotating each developing roller 44 one or more times, the toner layer on the surface of the developing roller 44 is once peeled off by the supply roller 43 and the regulating blade 45 to be formed again. By providing the toner layer in a more uniform state for image formation, the occurrence of density unevenness due to the leaving banding phenomenon is suppressed.
[0064]
Returning to FIG. 4, the description of the operation of the main processing will be continued. The electronic counter that is incremented in step S8 counts the number of times the orbiting operation is performed. In step S10, the count value n reaches a predetermined value (3 in this example), that is, the number of times of the orbiting operation is three. If it is determined that the process has been executed continuously, the process of optimizing the density control factor that affects the image density is executed subsequent to the orbiting operation (step S11). After executing the optimization processing or executing the above-described image forming operation, the count value n is reset to zero (step S4), while the count value n is other than 3 in step S10. If the value is not equal to the value, the electronic counter is not reset, and the apparatus returns to the operation stop state again while maintaining the count value n without resetting (step S5).
[0065]
In this type of image forming apparatus, it is conventionally known that the image density changes when the developing bias, the charging bias, the energy of the exposure beam L, and the like are changed, and these may be used as a density control factor. it can. In this image forming apparatus, a toner image as a patch image is formed on the surface of the intermediate transfer belt 71 while changing and setting these density control factors, and the density of the patch image is detected by the density sensor 60, and based on the detection result, We are optimizing the concentration control factor. By doing so, a toner image having a desired image density can be obtained stably. However, many techniques have been proposed for optimizing the density control factor based on the patch image density. Since various techniques including these known techniques can be applied to the present embodiment, detailed description thereof is omitted here.
[0066]
As described above, since the operation stop time ts is measured and the number n of times of the circulating operation is counted, and the main processing shown in FIG. 4 is performed, the apparatus performs the next image forming operation after ending the previous image forming operation. The operation differs depending on the lapse of time until the image signal is input. FIG. 6 is a timing chart showing a difference in operation depending on the input timing of the image signal in the main processing of this embodiment. When the next new image signal is input before the standby time tw reaches the predetermined time t1 after the previous image forming operation is completed and the apparatus shifts to the operation stop state, FIG. As shown in (2), the image forming operation is immediately executed, and a toner image corresponding to this image signal is formed.
[0067]
Further, when the standby time tw reaches the time t1 without a new image signal being inputted after the previous image forming operation is completed, as shown in FIG. Perform the operation. Then, when the orbiting operation is completed, the apparatus shifts to the operation stop state again, and the measurement of the operation stop time ts is newly started. Further, when the operation stop time ts reaches the time t1, the circulating operation is executed again. On the other hand, if a new image signal is input before the operation stop time ts reaches the time t1, the image forming operation is executed immediately.
[0068]
As described above, in this embodiment, even when a long time elapses without inputting an image signal, the orbiting operation of the developing roller 44 is performed every time a predetermined time (t1) elapses. Then, the count value n of the electronic counter is incremented. Then, as shown in FIG. 6C, when the standby time tw after the completion of the image forming operation reaches the time t2 and the third circulating operation is performed (that is, n = 3), the circulating operation is performed. Then, optimization processing of the concentration control factor is executed.
[0069]
Here, assuming that the time t1 is, for example, 4 hours, the time required for the orbital operation is about several seconds per time, and therefore the time t2 is about 12 hours. As described above, since the image density changes every moment due to changes in the surrounding environment such as temperature and humidity, optimize the density control factors as frequently as possible to always obtain a stable image with a constant density. Is preferred. However, if the density control factor optimizing process performed based on the patch image density is performed too frequently, the amount of toner consumed in forming the patch image increases. In particular, in a small-sized image forming apparatus in which the amount of toner that can be accommodated in the developing device is small, the frequency of toner replenishment (or replacement of the developing device) also increases, thereby reducing the convenience of the device and increasing the running cost. I will.
[0070]
Therefore, as in this embodiment, at a time interval in which the change in the surrounding environment is considered to be relatively small, only the orbiting operation of the developing roller is performed to prevent the occurrence of the leaving banding phenomenon, while a longer time elapses. Optimizing density control factors at time intervals when changes in the surrounding environment are considered to be large, thereby minimizing toner consumption while stabilizing image quality and image density. Becomes possible. Further, by performing the orbiting operation of the developing roller before optimizing the density control factor, it is possible to form a patch image without density non-uniformity due to a banding phenomenon caused by abandonment. Optimization of the concentration control factor can be performed with high accuracy.
[0071]
As described above, in this embodiment, the time interval t1 at which the orbiting operation of the developing roller 44 is performed is set to the “first pause time” of the present invention, and after the image forming operation is completed, the development with the optimization process of the density control factor is performed. The time t2 until the revolving operation of the roller 44 is performed corresponds to the “second pause time” of the present invention.
[0072]
As described above, in the image forming apparatus of this embodiment, when the previous image forming operation is completed, the image forming apparatus is in a standby state waiting for input of a new image signal, but the operation is always completely stopped during the standby. However, the operation is temporarily stopped every time a predetermined time t1 elapses, and the orbiting operation of the developing roller 44 is performed. Therefore, the occurrence of a banding phenomenon due to the apparatus being left for a long time is effectively suppressed, and it is possible to stably form a toner image having good image quality without density unevenness.
[0073]
When the standby time tw reaches the time t2 longer than the time t1, the optimization process of the density control factor is executed. Therefore, even when the apparatus is left for a long time, the change of the image density is not affected. In addition to minimizing the patch image density, the development roller orbits prior to the optimization process, so that the patch image density is not affected by the neglected banding phenomenon, and the density control factor can be optimized more accurately. It can be carried out.
[0074]
Therefore, in this image forming apparatus, while reducing the frequency of patch image formation, the amount of toner consumption is suppressed, and the density unevenness due to the leaving banding phenomenon and the change in image density due to a change in the surrounding environment are effectively suppressed. In addition, it is possible to stably form a toner image having good image quality.
[0075]
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. The configuration of the image forming apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment (FIGS. 1 to 3), and the operation at the time of image formation is the same as that of the first embodiment. The content of the main processing is different, and accordingly, the behavior in the standby state is different from that of the first embodiment. Therefore, here, the operation in the main processing will be mainly described.
[0076]
In the image forming apparatus of the first embodiment, the banding phenomenon of the idle roller 44 is prevented by executing the revolving operation of the developing roller 44 at regular time intervals even when no image signal is input (FIG. 6). In contrast, in this embodiment, the operation stop state is maintained while no image signal is input, and when a new image signal is input, prior to performing an image forming operation corresponding thereto, The necessary pre-processing based on the magnitude of the operation stop time, ie, the circulating operation of the developing roller 44 and the optimization processing of the density control factor are performed.
[0077]
The main processing in this embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing main processing in the second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 8 is a timing chart showing a difference in operation depending on the input timing of the image signal in the main processing of this embodiment. In the main processing of this embodiment, the CPU 101 of the engine controller 10 determines whether or not an image signal has been input as in the apparatus of the first embodiment (step S101). If there is no signal input, the apparatus keeps the operation stopped.
[0078]
When the image signal is input, the operation stop time ts measured by the internal timer is compared with a predetermined time t3 (step S102). At this time, if the operation stop time ts is equal to or longer than the time t3, the revolving operation of the developing roller 44 is performed (step S103). The contents of the circulating operation are the same as the operation (FIG. 5) in the first embodiment. On the other hand, when the operation stop time ts has not reached the time t3, the circulating operation and the following steps S104 and S105 are skipped.
[0079]
Next, the operation stop time ts is compared with a time t4 that is longer than the predetermined time t3 (step S104). Then, if the operation stop time ts is equal to or longer than the time t4, the process of optimizing the concentration control factor is executed (step S105). A known technique or the like can be applied to this optimization processing, similarly to the apparatus of the first embodiment. On the other hand, when the operation stop time ts has not reached the time t4, this optimization processing is skipped.
[0080]
After performing necessary pre-processing according to the magnitude of the operation stop time ts in this way, the image forming operation is performed to form a required number of images (steps S106 to S107). When the image formation is completed, the apparatus is shifted to the operation stop state (step S108), and the internal timer for measuring the operation stop time ts is reset to start a new time measurement (step S109), and the process returns to step S101.
[0081]
By executing such a main process, in the apparatus of this embodiment, the operation is distinguished as follows depending on the lapse of time from the end of the previous image forming operation to the input of the next image signal. You. First, when a new image signal is input before the operation stop time ts after the end of the previous image forming operation reaches the predetermined time t3, as shown in FIG. The image forming operation according to the image signal is executed. On the other hand, as shown in FIG. 8B, when a new image signal is input when the operation stop time ts is equal to or longer than the time t3 and shorter than the time t4, the revolving operation of the developing roller 44 is executed. Then, the image forming operation is executed. As described above, when the operation stop time ts becomes relatively long, by performing the revolving operation of the developing roller 44 before forming an image, the leaving banding phenomenon is eliminated, and a toner image with good image quality can be formed. Thus, in this embodiment, the time t3 corresponds to the “third pause time” of the present invention.
[0082]
Further, as shown in FIG. 8C, when a new image signal is input after the operation stop time ts exceeds the time t4, the circulating operation of the developing roller 44 and the subsequent optimization of the density control factor are performed. After performing the conversion process, the image forming operation is performed. As described above, when the operation stop time ts becomes longer, the optimization processing of the density control factor is executed before the image formation, so that the image quality can be stabilized irrespective of changes in the surrounding environment such as temperature and humidity. It is possible to form a toner image. Moreover, since the revolving operation of the developing roller 44 is performed prior to performing the optimization processing, the patch image density is not affected by the neglected banding phenomenon, and the optimization processing of the density control factor is accurately performed. be able to. Thus, in this embodiment, the time t4 corresponds to the “fourth pause time” of the present invention.
[0083]
As described above, in the image forming apparatus according to the present embodiment, when a new image signal is input, the operation is changed according to the magnitude of the operation stop time ts after the end of the previous image forming operation. I have. That is, when the operation stop time ts is shorter than the time t3, the image forming operation is immediately performed, and when the operation stop time ts is equal to or longer than the time t3, the circulating operation of the developing roller 44 is performed. Therefore, the leaving banding phenomenon caused by the developing roller 44 being left with the toner carried thereon has been eliminated before image formation, and a stable toner image of good image quality without density unevenness can be formed. Can be.
[0084]
If the operation stop time ts is longer than the time t4, the process of optimizing the density control factor is performed after the orbiting operation of the developing roller 44. , The fluctuation of the image density due to the influence is suppressed, and a toner image can be stably formed.
[0085]
As described above, the two embodiments described above have slightly different operations in the main processing, but share the essential technical idea. That is, by performing the revolving operation of the developing roller 44 in accordance with the magnitude of the operation stop time ts, the leaving banding phenomenon is eliminated without increasing the toner consumption, and the density control factor is optimized as necessary. To stabilize the image density. As a result, in each of these image forming apparatuses, it is possible to stably form a toner image having good image quality. Therefore, when the present invention is applied to the image forming apparatus, any of the above-described embodiments may be employed, and the frequency of performing the circulating operation of the developing roller 44 and the optimization processing of the density control factor may be determined. It can be determined appropriately according to the device.
[0086]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes other than those described above can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, the operation stop time ts is measured by the internal timer of the CPU 101. However, the operation stop time ts may be measured by other time measuring means. For example, a timer IC or a counter is separately provided in the engine controller 10. The operation stop time ts may be measured by these.
[0087]
Further, for example, in each of the above-described embodiments, the operation stop time ts is measured from the time when the charging bias applied to the photoconductor 2 from the charging control unit 103 is stopped. Is not limited to this. For example, the operation stop time ts from the time when the application of the developing bias to the developing roller 44 from the developing device control unit 104, the rotation driving of the photoconductor 2, the rotation driving of the intermediate transfer belt 71, and the like are stopped. May be counted.
[0088]
Further, for example, in each of the above-described embodiments, when the operation stop time ts is equal to or longer than a predetermined time, the orbiting operation of the developing roller 44 is performed, and when the operation stop time ts is further increased, a density control factor is additionally provided. Although the optimization process of (1) is executed, only the revolving operation of the developing roller 44 may be performed in the latter case. Further, the concentration control factor optimizing process may be executed only when it is particularly necessary, such as when there is a request from the main controller 11.
[0089]
In addition, for example, the following modifications may be made. FIG. 9 is a diagram illustrating an operation in a modified example of the main processing. In this modification, each time the operation stop time ts reaches a predetermined time t5, the revolving operation of the developing roller 44 is performed, and the standby time tw after the end of the previous image forming operation is measured. While the operation stop time ts is stopped and reset by the execution of the circulating operation, the standby time tw is not reset by the execution of the circulating operation. If the next image signal is input before the standby time tw reaches a predetermined time t6 (where t6> t5) (FIG. 9A), the image formation immediately according to the image signal is started. Perform the action. Further, when the standby time tw is equal to or longer than the time t6 and a new image signal is input (FIG. 9B), first, a density control factor optimizing process is executed, and then image formation corresponding to the image signal is performed. I do.
[0090]
Also in this modification, by performing the revolving operation of the developing roller 44 at regular intervals, it is possible to suppress the occurrence of density unevenness due to the leaving banding phenomenon, and to perform image formation when the standby time tw becomes relatively long. By performing the density control factor optimizing process prior to the above, it is possible to suppress a change in image density and stably form a toner image with good image quality.
[0091]
Further, for example, in the above-described first embodiment, when the orbiting operation of the developing roller 44 is performed three times in a row, the optimization processing of the density control factor is subsequently performed. The time t2 corresponding to the “second pause time” is about three times the time t1 corresponding to the “first pause time”, but the relationship between the two is not necessarily such an integer ratio. You may.
[0092]
Further, for example, in the above-described embodiment, the density sensor 60 is arranged to face the surface of the intermediate transfer belt 71 to detect the density of the patch image carried on the intermediate transfer belt 71. The present invention is not limited to this. For example, a density sensor may be arranged facing the surface of the photoconductor 2 to detect the density of the patch image developed on the photoconductor 2.
[0093]
Further, for example, in the above-described embodiment, the density sensor 60 is configured by a reflective photosensor that irradiates light toward the surface of the intermediate transfer belt 71 and detects the amount of light reflected from the surface. Alternatively, for example, a light-emitting element and a light-receiving element of a density sensor may be installed so as to face each other with the intermediate transfer belt interposed therebetween, and the amount of light transmitted through the intermediate transfer belt may be detected.
[0094]
In the above-described embodiment, the image forming apparatus includes the intermediate transfer belt 71 as an intermediate medium that temporarily holds the toner image developed on the photoconductor 2. The present invention is also applicable to an image forming apparatus having a medium and an image forming apparatus having an intermediate medium and configured to directly transfer a toner image formed on the photoconductor 2 to a sheet S as a final transfer material. Can be applied.
[0095]
In the above-described embodiment, the image forming apparatus is configured to be able to form a full-color image using four color toners of yellow, cyan, magenta, and black. The present invention is not limited to this, and is arbitrary. For example, the present invention can be applied to an apparatus that forms a monochrome image using only black toner.
[0096]
Further, in the above embodiment, the present invention is applied to the printer that executes the image forming operation based on the image signal from the outside of the apparatus. However, the inside of the apparatus according to the user's image forming request, for example, the pressing of the copy button. The present invention can be applied to a copier that creates an image signal and executes an image forming operation based on the image signal, and a facsimile machine that executes an image forming operation based on an image signal given via a communication line. Needless to say,
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a developing device of the image forming apparatus.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a main process according to the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a rotation operation of the developing roller according to the embodiment.
FIG. 6 is a timing chart showing a difference in operation depending on an input timing of an image signal in a main process of the embodiment.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a main process in a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a timing chart showing a difference in operation depending on an input timing of an image signal in a main process of the embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing an operation in a modification of the main processing.
[Explanation of symbols]
2 photoreceptor (image carrier), 3 charging unit (charging means), 4 developing unit, 4Y, 4C, 4M, 4K developing device, 6 exposure unit (exposure unit), 10 engine controller (image) Forming means), 11: main controller, 44: developing roller (toner carrier), 71: intermediate transfer belt, 101: CPU, 60: density sensor, EG: engine unit, ts: operation stop time, tw: standby time

Claims

その表面に静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、
その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転することで前記像担持体との対向位置に前記トナーを搬送するトナー担持体と、
前記トナー担持体に所定の現像バイアスを印加して前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることによって前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する像形成手段と
を備え、
トナー像の形成を終了してからの待機時間が所定の第１休止時間に達したときには、前記トナー担持体を少なくとも１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴とする画像形成装置。An image carrier configured to carry an electrostatic latent image on its surface,
A toner carrier that conveys the toner to a position facing the image carrier by rotating in a predetermined direction while carrying the toner on its surface;
An image for forming a toner image by visualizing the electrostatic latent image with toner by applying a predetermined developing bias to the toner carrier and moving the toner carried on the toner carrier to the image carrier; Forming means,
When the standby time from the completion of the formation of the toner image reaches a predetermined first pause time, a rotation operation of the toner carrier for rotating the toner carrier at least one revolution is executed. Image forming device.

前記周回動作を終了してからさらに前記第１休止時間が経過したときには、再び前記周回動作を実行する請求項１に記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein when the first pause time further elapses after ending the circulating operation, the circulating operation is performed again. 3.

前記待機時間が前記第１休止時間より長い所定の第２休止時間に達したときには、前記周回動作を実行し、さらに、
パッチ画像として所定のトナー像を形成するとともにそのパッチ画像濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化する請求項１または２に記載の画像形成装置。When the standby time reaches a predetermined second pause time longer than the first pause time, the circulating operation is performed, and
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a predetermined toner image is formed as a patch image, the density of the patch image is detected, and a density control factor affecting the image density is optimized based on the detection result.

前記静電潜像が形成されるのに先立って、前記像担持体の表面を所定の表面電位に帯電させる帯電手段をさらに備え、
前記帯電手段による前記像担持体の帯電動作を停止した時から前記待機時間を起算する請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。Prior to the formation of the electrostatic latent image, a charging unit for charging the surface of the image carrier to a predetermined surface potential is further provided.
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the standby time is counted from a time when the charging operation of the image carrier by the charging unit is stopped.

その表面に静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、
その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転することで前記像担持体との対向位置に前記トナーを搬送するトナー担持体と、
前記トナー担持体に所定の現像バイアスを印加して前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることによって前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する像形成手段と
を備え、
ユーザの画像形成要求に応じて、該画像形成要求に対応するトナー像を形成する画像形成装置において、
トナー像の形成を終了してからの動作停止時間が所定の第３休止時間以上を経過してから前記画像形成要求があったときには、該画像形成要求に応じてトナー像を形成するのに先立って、前記トナー担持体を１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴とする画像形成装置。An image carrier configured to carry an electrostatic latent image on its surface,
A toner carrier that conveys the toner to a position facing the image carrier by rotating in a predetermined direction while carrying the toner on its surface;
An image for forming a toner image by visualizing the electrostatic latent image with toner by applying a predetermined developing bias to the toner carrier and moving the toner carried on the toner carrier to the image carrier; Forming means,
In an image forming apparatus that forms a toner image corresponding to the image forming request in response to a user's image forming request,
When the image formation request is made after the operation stop time after the completion of the formation of the toner image exceeds a predetermined third pause time, prior to forming the toner image in response to the image formation request, An orbiting operation of the toner carrier that rotates the toner carrier one or more times.

前記動作停止時間が前記第３休止時間より長い所定の第４休止時間以上を経過してから前記画像形成要求があったときには、該画像形成要求に応じてトナー像を形成するのに先立って、前記周回動作と、パッチ画像としてのトナー像を形成するとともにそのパッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化する最適化処理を実行する請求項５に記載の画像形成装置。When the image forming request is issued after the predetermined time, which is longer than the third pause time, is longer than the third pause time, prior to forming a toner image in response to the image forming request, The circulating operation and performing an optimization process of forming a toner image as a patch image, detecting the density of the patch image, and optimizing a density control factor affecting the image density based on the detection result. 6. The image forming apparatus according to 5.

前記静電潜像が形成されるのに先立って、前記像担持体の表面を所定の表面電位に帯電させる帯電手段をさらに備え、
前記帯電手段による前記像担持体の帯電動作を停止した時から前記動作停止時間を起算する請求項５または６に記載の画像形成装置。Prior to the formation of the electrostatic latent image, a charging unit for charging the surface of the image carrier to a predetermined surface potential is further provided.
7. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the operation stop time is calculated from a time when the charging operation of the image carrier by the charging unit is stopped.

前記濃度制御因子は、前記現像バイアスを含んでいる請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the density control factor includes the developing bias.

前記像担持体の表面を光ビームで露光することにより前記像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段をさらに備え、
前記濃度制御因子は、前記光ビームのエネルギー密度を含んでいる請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。Further comprising an exposure unit for forming an electrostatic latent image on the surface of the image carrier by exposing the surface of the image carrier with a light beam,
9. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the density control factor includes an energy density of the light beam.

前記トナー担持体の回転方向において前記対向位置よりも上流側の規制位置で前記トナー担持体表面と当接することで、前記トナー担持体表面に担持されるトナー量を規制する規制手段をさらに備え、
前記トナー担持体と前記像担持体とを前記対向位置で対向させた状態では、前記規制位置が前記トナー担持体の回転中心よりも下方に位置するように構成された請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。Regulating means for regulating the amount of toner carried on the surface of the toner carrier by contacting the surface of the toner carrier at a regulating position on the upstream side of the facing position in the rotation direction of the toner carrier;
10. The apparatus according to claim 1, wherein the regulating position is located below a rotation center of the toner carrier when the toner carrier and the image carrier are opposed to each other at the opposed position. An image forming apparatus according to any one of the above.

前記トナー担持体の回転方向において前記規制位置よりも上流側の剥離位置で前記トナー担持体表面と当接することで、前記トナー担持体表面に付着したトナーを剥離させる剥離手段をさらに備え、
前記トナー担持体と前記像担持体とを前記対向位置で対向させた状態では、前記剥離位置が前記規制位置よりも上方に位置するように構成された請求項１０に記載の画像形成装置。A peeling unit that peels off toner adhered to the toner carrier surface by contacting the toner carrier surface at a peeling position upstream of the regulation position in the rotation direction of the toner carrier;
The image forming apparatus according to claim 10, wherein when the toner carrier and the image carrier are opposed to each other at the opposed position, the peeling position is located above the regulation position.

前記トナー担持体の表面が導電性を有する請求項１ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein a surface of the toner carrier has conductivity.

定着オフセットを防止する離型材としてのワックス成分を含有する前記トナーを用いて前記トナー像を形成する請求項１ないし１２のいずれかに記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner image is formed using the toner containing a wax component as a release material for preventing a fixing offset.

像担持体の表面に静電潜像を形成するとともに、その表面にトナーを担持しながら所定の方向に回転するトナー担持体に所定の現像バイアスを印加して、前記トナー担持体に担持されるトナーを前記像担持体に移動させることで前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成方法において、
トナー像の形成を終了してからの待機時間が所定の第１休止時間に達したときには、前記トナー担持体を少なくとも１周以上回転させる前記トナー担持体の周回動作を実行することを特徴とする画像形成方法。An electrostatic latent image is formed on the surface of the image carrier, and a predetermined developing bias is applied to the toner carrier that rotates in a predetermined direction while carrying toner on the surface, and the toner is carried on the toner carrier. In an image forming method for forming a toner image by visualizing the electrostatic latent image with toner by moving toner to the image carrier,
When the standby time from the completion of the formation of the toner image reaches a predetermined first pause time, a rotation operation of the toner carrier for rotating the toner carrier at least one revolution is executed. Image forming method.

前記周回動作を終了してからさらに前記第１休止時間が経過したときには、再び前記周回動作を実行する請求項１４に記載の画像形成方法。The image forming method according to claim 14, wherein when the first pause time further elapses after ending the circulating operation, the circulating operation is performed again.

前記待機時間が前記第１休止時間より長い所定の第２休止時間に達したときには、
前記周回動作を実行した後に、パッチ画像として所定のトナー像を形成するとともにそのパッチ画像濃度を検出し、その検出結果に基づき画像濃度に影響を与える濃度制御因子を最適化する請求項１４または１５に記載の画像形成方法。When the standby time reaches a predetermined second pause time longer than the first pause time,
16. The image forming apparatus according to claim 14, further comprising: forming a predetermined toner image as a patch image, detecting a density of the patch image, and optimizing a density control factor affecting the image density based on the detection result. 2. The image forming method according to 1.,