JP2005049717A

JP2005049717A - 画像形成方法

Info

Publication number: JP2005049717A
Application number: JP2003283232A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Watariki; 龍司渡木
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】イレーサーランプによるランプ照射位置がクリーニング装置によるトナー除去領域よりも静電潜像担持体の回転方向上流側である画像形成装置を用いて画像形成を行う場合であっても、画像上に黒筋が生じるなどの画像不良が発生するのを防止することができる画像形成方法を提供することである。
【解決手段】感光体ドラム２ａ表面の電荷を除去するために設けられたイレーサーランプ２４によるランプ照射位置Ｃを、感光体ドラム２ａ表面に残留するトナーを除去するために設けられたクリーニング装置５４ａによるトナー除去領域Ｂよりも、感光体ドラム２ａの回転方向上流側とし、画像形成の開始前に、イレーサーランプ２４を点灯した状態で感光体ドラム２ａを回転させ、感光体ドラム２ａ表面に残留しているトナー像の後端がランプ照射位置Ｂを通過した時点から感光体ドラム２ａを少なくとも１回転させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンターなどの画像形成装置を用いた画像形成方法に関し、より詳しくは現像剤担持体上のトナーをリフレッシュするリフレッシュ工程を備えた画像形成方法に関する。

従来から、複写機、プリンターなどの画像形成装置では、画像形成を繰り返し行う際に、特に画像上の印字率（画像形成可能な面積（用紙面積）に対する印字される面積の割合をいう。以下同じ。）が低い場合には、現像剤担持体（現像スリーブ）から静電潜像担持体表面に搬送されるトナーが少ないために、現像器中のトナー粒子の入れ替わりが少なく、現像剤が過剰に帯電し、画像濃度低下やカブリが発生することがある。

特に、カラーの画像形成装置のように複数個の現像器を持つ装置においては、写真やグラフィック画像のように高い印字率の場合から、ロゴマークのみのような低い印字率の場合まで考慮が必要であり、現像器毎のばらつきも多く見られる。このため、従来からトナーの表面形状、材料、外添剤の適正化などにより、トナーの帯電制御能力が安定するように改良されてはいるが、場合によってはトナーの帯電が過剰となり前記したような現象が生じやすくなることがある。

このような問題を解決するために、特許文献１には、非画像形成時に、現像剤担持体上のトナーを静電潜像担持体側に搬送して、現像剤担持体上の現像剤をリフレッシュする画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、画像上の印字密度が所定密度値を下回った場合に、該当する現像剤担持体においてリフレッシュ工程を実施することにより、画像濃度低下やカブリを防ぐことができる。

ところで、上記のような画像形成装置には、一般に、静電潜像担持体（感光体ドラム）表面の電荷を除去するためのイレーサーランプが設けられている。このイレーサーランプは、静電潜像担持体の駆動と同期しており、静電潜像担持体が回転している間は点灯し静電潜像担持体表面の電荷を除去する。

上記イレーサーランプは、通常、静電潜像担持体表面におけるランプ照射位置が、静電潜像担持体表面に残留するトナーを除去するために設けられたクリーニング装置によるトナー除去領域よりも静電潜像担持体の回転方向下流側になるように配置されている。これにより、静電潜像担持体表面に残留していたトナーは、ランプ照射位置を通過する時点で、既にクリーニング装置により除去されているので、静電潜像担持体の表面を遮ることがない。したがって、静電潜像担持体表面は、イレーサーランプにより十分に除電されうる。

ところが、近年、画像形成装置は小型化が進んでおり、特にカラー機においては装置内のスペースの問題で各構成部材の配置場所が制限される場合があるため、ランプ照射位置をトナー除去領域よりも静電潜像担持体の回転方向上流側にしなければならないことがある。

しかしながら、このようにランプ照射位置の方がトナー除去領域よりも静電潜像担持体の回転方向上流側に位置する画像形成装置では、リフレッシュ工程により現像剤担持体から搬送されたトナーは、ランプ照射位置を通過する時点で、静電潜像担持体表面に残留しているので、この状態で静電潜像担持体表面にイレーサーランプを照射してもトナーに遮られて静電潜像担持体表面が十分に除電されず、除電メモリが発生する。このため、トナーが残留していた部分と残留していなかった部分では、除電の程度に差が生じ、電位差が生じることになる。これにより、その後に行われる画像形成において、トナーが残留していた部分と残留していなかった部分の境界で画像上に黒筋が生じるという問題があった。

このような問題は、リフレッシュ工程を実施した場合のみならず、静電潜像担持体表面にトナーが残留した状態でイレーサーランプを照射する場合、例えば紙づまり（ＪＡＭ）により静電潜像担持体表面にトナーが残留した場合などにも同様に発生していた。
特開２００３−１９５６０７号公報

本発明の目的は、イレーサーランプによるランプ照射位置がクリーニング装置によるトナー除去領域よりも静電潜像担持体の回転方向上流側である画像形成装置を用いて画像形成を行う場合であっても、画像上に黒筋が生じるなどの画像不良が発生するのを防止することができる画像形成方法を提供することである。

上記課題を解決するための本発明の画像形成方法は、トナーを含む現像剤を現像領域に搬送する現像剤担持体を、静電潜像担持体と対向して設け、前記静電潜像担持体表面の電荷を除去するために設けられたイレーサーランプによるランプ照射位置を、前記静電潜像担持体表面に残留するトナーを除去するために設けられたクリーニング装置によるトナー除去領域よりも、前記静電潜像担持体の回転方向上流側とし、画像形成の開始前に、前記イレーサーランプを点灯した状態で前記静電潜像担持体を回転させ、前記静電潜像担持体表面に残留しているトナー像の後端が前記ランプ照射位置を通過した時点から前記静電潜像担持体を少なくとも１回転させることを特徴とする。

このように、本発明の画像形成方法では、たとえランプ照射位置がトナー除去領域よりも静電潜像担持体の回転方向上流側であっても、静電潜像担持体表面に残留しているトナー像の後端がランプ照射位置を通過した時点から、イレーサーランプを点灯した状態で静電潜像担持体を少なくとも１回転させた後で画像形成を開始するので、静電潜像担持体表面のトナーをクリーニング装置により除去して表面にトナーが残留していない状態でランプ照射を行うことができる。これにより、静電潜像担持体表面を十分に除電することができるので、画像上に黒筋が生じるなどの画像不良が発生するのを防止することができる。ここで、「トナー像の後端」とは、静電潜像担持体表面に残留しているトナーのうち、静電潜像担持体回転方向の最上流側に位置するトナーのことをいう。

上記の画像形成方法は、特にリフレッシュ工程を備えた画像形成方法に好適である。すなわち、本発明の画像形成方法は、トナーを含む現像剤を現像領域に搬送する現像剤担持体を、静電潜像担持体と対向して設け、前記静電潜像担持体表面の電荷を除去するために設けられたイレーサーランプによるランプ照射位置を、前記静電潜像担持体表面に残留するトナーを除去するために設けられたクリーニング装置によるトナー除去領域よりも、前記静電潜像担持体の回転方向上流側とし、非画像形成時に、前記現像剤担持体上のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送して、前記現像剤担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を備え、前記リフレッシュ工程の完了後でかつ画像形成の開始前に、前記イレーサーランプを点灯した状態で前記静電潜像担持体を回転させ、前記リフレッシュ工程で前記静電潜像担持体表面に搬送されたトナー像の後端が前記ランプ照射位置を通過した時点から前記静電潜像担持体を少なくとも１回転させることを特徴とする。

このように、本発明の画像形成方法は、リフレッシュ工程を実施して静電潜像担持体表面にトナーが残留した場合であっても、静電潜像担持体表面を十分に除電して画像不良が発生するのを防止することができるだけでなく、必要に応じて現像剤担持体をリフレッシュできるリフレッシュ工程を備えているので、現像剤担持体のトナーの帯電分布が長期間の使用に対しても変化しないようにすることができる。これにより、画像濃度の低下やカブリといった画像不良が生じるのを防止することもできる。

本発明の画像形成方法は、前記トナー像のトナー量が０．３ｍｇ／ｃｍ²以上である場合に好適である。すなわち、静電潜像担持体表面にトナーが残留した状態でイレーサーランプを照射する場合、トナーの残留量が多いほど除電効果が低下する傾向にあるが、本発明の画像形成方法を用いれば、トナーの残留量が０．３ｍｇ／ｃｍ²以上と多い場合であっても、静電潜像担持体表面を十分に除電することができるので、画像不良が発生するのを防止することができる。

また、本発明の画像形成方法は、前記静電潜像担持体がアモルファスシリコン感光体である場合に好適である。すなわち、アモルファスシリコン感光体は、他の感光体（例えば、有機感光体）と比較して、低い表面電位で使用するために、除電の程度の差による少しの電位差が画像に悪影響を及ぼし易い傾向にあるが、本発明の画像形成方法を用いれば、感光体の種類に関係なく感光体表面を十分に除電することができるので、画像不良が発生するのを防止することができる。

本発明の画像形成方法における前記リフレッシュ工程時には、中間転写体または記録媒体に転写逆バイアスを印加するのが好ましい。これにより、リフレッシュ工程で静電潜像担持体表面に搬送されたトナーが中間転写体または記録媒体に転写されるのを防止することができる。

本発明の画像形成方法では、前記現像剤担持体が複数設けられ、前記リフレッシュ工程では、複数の現像剤担持体を同時に動作させるのが好ましい。これにより、リフレッシュ工程の動作時間を短縮することができる。

本発明の画像形成方法によれば、ランプ照射位置がトナー除去領域よりも静電潜像担持体の回転方向上流側であっても、静電潜像担持体表面を十分に除電することができるので、画像上に黒筋が生じるなどの画像不良が発生するのを防止することができる。これにより、リフレッシュ工程を実施した場合などように静電潜像担持体表面にトナーが残留する場合でも、画像不良の発生を防止し、高品質な画像を得ることができるという効果がある。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

図１は本実施形態において使用することができるカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。同図に示す画像形成装置１では、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で形成される感光体ドラム（静電潜像担持体）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのまわりには、帯電器３、露光ユニット４、現像器５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄおよび転写搬送ベルト６が配置されている。

現像器５ａは感光体ドラム２ａに形成された静電潜像にイエローを現像する現像器で、現像器５ｂは感光体ドラム２ｂに形成された静電潜像にマゼンダを、現像器５ｃは感光体ドラム２ｃに形成された静電潜像にシアンを、現像器５ｄは感光体ドラム２ｄに形成された静電潜像にブラックをそれぞれ現像する現像器である。また、現像器５ａは、イエロートナーが収容されたトナー容器５０ａと、現像容器５１ａとを備えている。トナー容器５０ａに収容されたトナーは、撹拌部材１１により撹拌された後、補給ローラ５２ａにより現像容器５１ａに補給される。補給されたトナーは、感光体２ａに対向して設けられた現像スリーブ（現像剤担持体）５３ａ側に搬送ローラ１３，１４により搬送され、現像スリーブ５３ａに担持される。

同様に、現像器５ｂは、マゼンダトナーが収容されたトナー容器５０ｂと現像容器５１ｂと補給ローラ５２ｂと現像スリーブ５３ｂとを備え、現像器５ｃは、シアントナーが収容されたトナー容器５０ｃと現像容器５１ｃと補給ローラ５２ｃと現像スリーブ５３ｃとを備え、現像器５ｄは、ブラックトナーが収容されたトナー容器５０ｄと現像容器５１ｄと補給ローラ５２ｄと現像スリーブ５３ｄとを備えている。

一方、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、帯電器３により約＋４００［Ｖ］に均一に帯電し、露光ユニット４により静電潜像が形成される。このとき露光後の感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面電位は約＋１０［Ｖ］である。感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと現像器スリーブ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄとの間には現像バイアス（Ｖｄｃ＝１６０［Ｖ］、Ｖｐｐ＝１．０［ｋＶ］、ｆ＝３．６［ｋＨｚ］）をそれぞれ作用させて、現像スリーブ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄに担持されたトナーを感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの露光部分に搬送し、トナー像を現像する。

現像された感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのトナー像は、搬送ローラ１２を通じて転写搬送ベルト６上を矢印方向に搬送されてくる記録媒体７に−１００〜−８００［Ｖ］程度の電位差により転写され、記録媒体７の搬送方向下流側に配置される定着器８により定着される。これにより、４色のトナーによるカラー画像を形成することができる。このとき、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに対向する位置には、転写搬送ベルト６を介して転写ローラ１５がそれぞれ配置され、記録媒体７には、転写ローラ１５により負極性の高圧バイアスを印加する。

現像剤中のトナーは正帯電トナーを使用し、トナーの平均粒径ｄは５．０〜８．０［μm］であるのがよい。また、現像剤は二成分構成とすることができ、ここで用いるキャリアの平均粒径は３０〜９０［μm］であるのがよい。

図２は、感光体ドラム２ａの周辺を拡大した拡大断面図である。前記したように、搬送領域Ａにおいて現像スリーブ５３ａから搬送された感光体ドラム２ａ上のトナー像は、転写搬送ベルト６上を搬送されてくる記録媒体７へ転写されるのであるが、転写されずに感光体ドラム２ａ表面に残留したトナーは、トナー除去領域Ｂにおいてクリーニング装置５４ａにより除去される。クリーニング装置５４ａは、先端が感光体ドラム２ａに当接して配置されたクリーニングブレード２１と、感光体ドラム２ａに対向して配置されたクリーニングローラ２２とを備えている。クリーニングブレード２１により削り取られクリーニングローラ２２により担持されて感光体ドラム２ａ表面から除去されたトナーは、搬送ローラ２３により搬送されて回収され、廃棄あるいは再利用される。

また、本実施形態における画像形成装置１では、クリーニング装置５４ａによるトナー除去領域Ｂよりも感光体ドラム２ａの回転方向上流側に、感光体ドラム２ａ表面の電荷を除去するために設けられたイレーサーランプによるランプ照射位置Ｃが位置している。なお、一点鎖線で描いた矢印２５は、イレーサーランプ２４により感光体ドラム２ａ表面に照射されるランプの経路を示す。

本発明の画像形成方法では、画像形成の開始前に、感光体ドラム２ａ表面に残留しているトナー像の後端がランプ照射位置Ｃを通過した時点からイレーサーランプ２４を点灯した状態で感光体ドラム２ａを少なくとも１回転させることが重要である。このようにすることによって、感光体ドラム２ａの表面全体に対して、該表面にトナーが残留していない状態でランプ照射を行うことができる。これにより、感光体ドラム２ａ表面を十分に除電することができるので、画像上に黒筋が生じるなどの画像不良が発生するのを防止することができる。したがって、感光体ドラム２ａ表面におけるトナーの残留量（平均値）が０．３ｍｇ／ｃｍ²以上と多い場合であっても、感光体ドラム２ａ表面を十分に除電することができる。

特に、上記の画像形成方法は、非画像形成時に現像スリーブ５３ａ上のトナーを感光体ドラム２ａ側に搬送して現像スリーブ５３ａ表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を備えた画像形成方法に好適である。すなわち、後述するように、リフレッシュ工程の実施直後は、感光体ドラム２ａ表面に、現像スリーブ５３ａから搬送されたトナーが残留するが、本発明方法によれば、リフレッシュ工程の完了後でかつ画像形成の開始前に、イレーサーランプ２４を点灯した状態で感光体ドラム２ａを回転させ、リフレッシュ工程で感光体ドラム２ａ表面に搬送されたトナー像の後端がランプ照射位置Ｃを通過した時点から感光体ドラム２ａを少なくとも１回転させるので、感光体ドラム２ａ表面を十分に除電して画像不良が発生するのを防止することができる。

ここで、感光体ドラム２ａのドラム径を３０ｍｍφ（周長９４．２ｍｍ）、ドラム周速を１１６ｍ／秒、現像領域Ａからランプ照射位置Ｃまでの距離（ドラム周上の距離）を４０ｍｍとした場合を例に挙げて、本発明方法をさらに具体的に説明する。図３は、リフレッシュ工程およびイレーサーランプ２４の照射のタイミングを示すタイミングチャートである。

後述するように、リフレッシュ工程は、現像スリーブ５３ａのリフレッシュが必要であると判断された場合に実施される。図３に示すように、リフレッシュ工程が開始されると現像スリーブ５３ａおよび感光体ドラム２ａが回転するとともに、イレーサーランプ２４が点灯する。そして、現像スリーブ５３ａ上のトナーがすべて感光体ドラム２ａ側に搬送されるとリフレッシュ工程が完了する。このとき、従来のように感光体ドラム２ａの回転を停止しイレーサーランプ２４を消灯させることなく、さらにイレーサーランプ２４を点灯させた状態で感光体ドラム２ａを１．１５秒間（０．３４秒＋０．８１秒）回転させる。

すなわち、リフレッシュ工程が完了した時点で現像領域Ａにおいて現像スリーブ５３ａから感光体ドラム２ａ表面に搬送されたトナー像がランプ照射位置Ｃを通過するまでに要する時間ｔ１は、ｔ１＝４０／１１６＝０．３４秒である。また、感光体ドラム２ａがランプ照射位置Ｃを通過した時点からさらに１回転するまでに要する時間ｔ２は、ｔ２＝９４．２／１１６＝０．８１秒である。したがって、リフレッシュ工程が完了してから、さらにイレーサーランプ２４を点灯させた状態で感光体ドラム２ａをｔ１＋ｔ２＝１．１５秒間回転させればよい。

なお、感光体ドラム２ｂ〜２ｄにも同様のクリーニング装置５４ｂ〜５４ｄおよびイレーサーランプ２４がそれぞれ設けられており、感光体ドラム２ａと同様にして画像不良が発生するのを防止することができる。

次に、現像器５ａをリフレッシュする場合を例に挙げて、リフレッシュ工程について詳細に説明する。リフレッシュ工程は、以下のようにして実施される。すなわち、上記の画像形成装置１において、画像データを本体内のＣＰＵ（不図示）によりドット数として計測し、画像上の印字率ａｎの測定を行い、測定された記録媒体１枚毎の印字率ａ１、ａ２、ａ３、．．．、ａｎに基づいて所定の印字枚数における平均印字率Ａを算出する。平均印字率Ａを算出する前記所定印字枚数は、１〜５００枚程度の範囲から選ばれる。この平均印字率Ａが所定値（例えば３［％］）を下回った場合に、画像形成を中止し、非画像形成状態にして、現像スリーブ５３ａ上のトナーを感光体ドラム２側に現像（搬送）して消費するように現像スリーブ５３ａに現像バイアスを印加する。

画像上の印字率が所定値より小さい場合でも、印字を継続することにより印字率が平均化してくる場合もあるので、リフレッシュ工程を実施する際には、上記のように記録媒体の頁数と印字率との双方を考慮に入れる、すなわち平均印字率で判断するのが望ましい。画像形成装置１には、画像上の画像パターンに対応する印字率を計数処理して平均値を算出する平均印字率処理手段が設けられており、これにより算出された平均印字率が所定値を下回った場合にリフレッシュ工程を実施するようにする。

印字率の算出方法は、例えば以下のようにする。すなわち、印字された画像のドット数を計数し、このドット数と１ドット当たりの大きさとの積（印字された画像面積）を、印字用紙の面積で割ることにより印字率を算出する。このとき、印字用紙の面積を、現像スリーブの現像可能総面積で表すこともできる。現像可能総面積とは、現像スリーブ上の現像剤担持領域における用紙搬送方向に対して垂直方向の長さと、現像スリーブ上における画像形成時に動いた用紙搬送方向の長さとの積をいう。また、正確を期すために、印字用紙サイズ毎に印字率を算出してもよいが、例えばＡ４サイズ以下の用紙の場合にはＡ４サイズの面積に換算し、Ａ４サイズより大きい用紙の場合にはその画像形成装置が印字可能な最大用紙サイズの面積に換算して印字率を算出するなどのように簡略化してもよい。

リフレッシュ工程を実施する基準となる上記平均印字率Ａの所定値は、特に限定されるものではないが、３％を下回ったときに、トナーチャージアップが起こりやすく、耐刷評価後の画像濃度が低下する傾向にあるため、３％に設定するのが好ましい。

また、平均印字率が低くなるほど現像スリープでの残留トナーの量が増加する。したがって、平均印字率が３％を下回った場合に印加する現像バイアス値は、一定の値に設定することもできるが、例えば平均印字率が低いほど現像バイアスを高く設定するなどのように、平均印字率に応じて現像バイアスを設定するのがより好ましい。また、現像バイアスを使用環境（例えば温度や湿度など）に応じて変化させるようにしてもよい。また、リフレッシュ工程においては、リフレッシュ用の現像バイアスは、画像形成時の現像バイアスより設定値を上げることにより、トナーを消費しやすくすることができる。

現像スリーブ５３ａへ印加する現像バイアスとしては、ＤＣ電圧に矩形波、三角波、正弦波のＡＣ成分を重畳したものとする。リフレッシュ工程により感光体ドラム２ａの非画像形成時に付着したトナーは感光体ドラム２ａの回転によりクリーニング装置５４ａによって除去される。この際に、転写搬送ベルト６にトナーと同極性のＤＣバイアス電圧が印加されているので、転写搬送ベルト６にはトナーが付着することはない。

次に、図４に示すフローチャートを用いてリフレッシュ工程についてさらに詳細に説明する。ユーザーが画像形成装置１を使用する最初の段階では、図示しない制御装置の記録媒体の頁計数手段がリセットされ（５０）、図示しない平均印字率処理手段により、画像形成毎に１頁のドット数と画像パターンの印字率が計算され、その累積とともに平均印字率が記憶される（５１）。

所定の頁数（例えば、６４枚）になっても（５２）、平均印字率ＡがＡ＜３％となるまではステップ５０に戻り（５３）、頁数はリセットされるが、ステップ５１における印字率及び平均印字率は継続して更新が続く。再度、頁が６４をカウント（５２）し、平均印字率ＡがＡ＜３％となると（５３）、平均印字率の内訳が、Ａ＜０．５％（５４）であるか、Ａ＜１％（５６）であるか、Ａ＜２％（５８）であるか、Ａ＜３％（６０）であるか、判断される。ついで、図示しない制御手段により、Ａ＜０．５％である場合には２００Ｖ（直流成分Ｖ_DCが２００Ｖ）の現像バイアスが２．０秒間印加され（５５）、Ａ＜１％である場合には１５０Ｖの現像バイアスが２秒間印加され（５７）、Ａ＜２％である場合には１００Ｖの現像バイアスが２秒間印加され（５９）、Ａ＜３％の場合には５０Ｖの現像バイアスが２秒間印加される（６１）。

以上の工程は、１つの現像器５ａを対象にしたものであるが、上記と同様のリフレッシュ工程が、複数の現像器５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに対して同様に行われる。また、複数の現像器５ａ〜５ｄにおいて、それぞれのリフレッシュ工程を実施する時期は同時期とするのがよい。それぞれの印字率に応じて別々の時期にリフレッシュ工程を実施すると、リフレッシュ工程が頻繁に実施されるからである。このためには、各々の現像器５ａ〜５ｄに対する所定印字枚数を揃えるか、または１つの現像器を基準にして、これに他の現像器のリフレッシュ工程の実施時期を合わせるなどの手段をとればよい。

リフレッシュ工程の実施時期は、非画像形成時（記録媒体への非転写時）、すなわち感光体ドラム２上のトナー像を記録媒体に転写した後や、次の印字直前、電源オン時などにするのがよい。

上記形態では、平均印字率が所定値を下回った場合に、平均印字率Ａに応じて現像バイアスを制御した場合について説明したが、例えば現像バイアスは一定とし、現像バイアスを印加する時間を制御するようにしてもよい。

リフレッシュ工程を実施する時期は、１枚の記録媒体の画像形成が終了した後に行うか、所定印字枚数（例えば６４枚、１００枚など）毎に行う方法が考えられるが、複数の現像器５ａ〜５ｄなどの多くの構成部品を有するカラー画像形成装置１においては、１枚毎にリフレッシュ工程を行うとリフレッシュ工程に要する時間が長くなり使い勝手が悪くなりすぎるため、頻度を落とした所定印字枚数毎にするのがよい。

さらに、画像形成装置１内、例えば現像器内に温度および湿度を計測する温度センサーおよび湿度センサーを配設し、温度および／または湿度が所定値を下回った場合、あるいは温度および／または湿度が所定値を下回りかつ平均印字率が所定値を下回った場合にリフレッシュ工程を実施するようにしてもよい。これは、特に低湿時に帯電が過多になる傾向になるためである。

必要に応じて現像剤担持体をリフレッシュできるリフレッシュ工程を備えているので、現像剤担持体のトナーの帯電分布が長期間の使用に対しても変化しないようにすることができる。これにより、画像濃度の低下やカブリといった画像不良が生じるのを防止することもできる。

なお、上記実施形態では、静電潜像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明では、有機感光体（ＯＰＣ）などを使用してもよい。また、上記実施形態では、トナー像を感光体ドラムから記録媒体へ直接転写する場合について説明したが、トナー像を感光体ドラムから中間転写体などに転写した後、この中間転写体から記録媒体へ転写するようにしてもよい。さらに、上記実施形態では、リフレッシュ工程後に適用する場合について説明したが、本発明方法は、例えば感光体ドラム表面にトナーが残留した状態で紙詰まりが生じた場合などにも同様に適用可能である。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

以下の実施例では、１台の現像器５ｄ（ブラック）のみを用いてリフレッシュ工程を実施し、リフレッシュ効果を確認すると共に、感光体ドラム２ｄ表面の除電効果を確認した。

本実施例では、６４枚毎に平均印字率Ａを算出した。この平均印字率をもとにして、６４枚目の出力後にリフレッシュ工程を実施した。感光体ドラム２ｄに画像形成していないとき（非画像形成時）に、現像スリーブ５３ｄからトナーを現像させてトナーの消費を行うために、感光体ドラム２ｄ上は帯電しない状態として、平均印字率Ａに応じたトナー量を消費できるように現像バイアスを印加した。現像バイアス条件を、「Ｖｄｃ＝１６０［Ｖ］、Ｖｐｐ＝１．０［ｋＶ］、ｆ＝３．６［ｋＨｚ］」とし、現像バイアス印加時は転写搬送ベルト６へのトナーの付着を防止するため、転写搬送ベルト６には正極性の高圧バイアスを印加した。また、感光体ドラム２ｄへの印字薄が発生しない条件になるように各平均印字率Ａに応じた現像バイアス印加値を設定した。実施例における設定値を表１に示す。表１中には、各平均印字率Ａによるトナーリフレッシュ工程時のトナー消費量及び現像バイアス印加値を示す。

なお、感光体ドラム２ｄのドラム径を３０ｍｍφ（周長９４．２ｍｍ）、ドラム周速を１１６ｍ／秒、現像領域Ａからランプ照射位置Ｃまでの距離（ドラム周上の距離）を４０ｍｍとした。そして、リフレッシュ工程の完了後、さらにイレーサーランプ２４を点灯させた状態で感光体ドラム２ｄを１．１５秒間（０．３４秒＋０．８１秒）回転させた後、記録媒体に画像を形成した。すなわち、リフレッシュ工程で感光体ドラム２ｄ表面に搬送されたトナー像の後端がランプ照射位置Ｃを通過した時点から感光体ドラム２ｄを１回転させた後、感光体ドラム２ｄ表面の電位を測定した。その後、記録媒体に画像を形成した。

以上の条件により実験したデータを、画像濃度ＩＤ（マクベス濃度：０．００が白、１．８が真っ黒を意味する。）を縦軸に印字枚数を横軸にしてプロットした。図５に各平均印字率における画像濃度推移を示す。図５によれば、黒の基準をマクベス濃度１．４としたときに、平均印字率Ａをもとに、非画像形成時に現像バイアスを印加してトナー消費を行っているので、耐刷後においても良好な画像濃度を維持しているいことが確認できた。また、イレーサーランプ２４による除電後の感光体ドラム２ｄ表面の電位は３００Ｖであった。記録媒体に形成した画像には、黒筋の発生は見られなかった。

比較例１
リフレッシュ工程の完了後、すぐに、記録媒体に画像を形成した他は、実施例と同様にした。その結果、記録媒体に形成した画像には、黒筋の発生が見られた。

また、図６に示すように、イレーサーランプ２４による除電後の感光体ドラム２ｄ表面の電位を測定したところ、トナーが残留していた場所の電位は３１０Ｖで、トナーが残留していなかった場所の電位は３００Ｖであった。このように、トナーの有無で表面電位差が１０Ｖ発生していた。

比較例２
リフレッシュ工程を実施していない他は、実施例と同様にして画像濃度ＩＤを縦軸に印字枚数を横軸にしてプロットした。結果を図７に示す。図７に示すように、印字率が３％を下回ったときに、耐刷評価後の画像濃度が低くなっていることが確認できる。

カラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。感光体ドラムの周辺を拡大した拡大断面図である。リフレッシュ工程およびイレーサーランプの照射のタイミングを示すタイミングチャートである。リフレッシュ工程を示すフローチャートである。実施例における各印字率の画像濃度推移を示すグラフである。比較例１における感光体ドラム表面の電位を測定した結果を示すグラフである。比較例２における各印字率の画像濃度推移を示すグラフである。

符号の説明

１カラー画像形成装置
２ａ〜２ｄ感光体ドラム（静電潜像担持体）
３帯電器
４露光ユニット
５ａ〜５ｄ現像器
６転写搬送ベルト
７記録媒体
８定着器
２４イレーサーランプ
５３ａ〜５３ｄ現像スリーブ（現像剤担持体）
５４ａ〜５４ｄクリーニング装置
Ａ現像領域
Ｂトナー除去領域
Ｃランプ照射位置

Claims

トナーを含む現像剤を現像領域に搬送する現像剤担持体を、静電潜像担持体と対向して設け、前記静電潜像担持体表面の電荷を除去するために設けられたイレーサーランプによるランプ照射位置を、前記静電潜像担持体表面に残留するトナーを除去するために設けられたクリーニング装置によるトナー除去領域よりも、前記静電潜像担持体の回転方向上流側とする画像形成方法であって、
画像形成の開始前に、前記イレーサーランプを点灯した状態で前記静電潜像担持体を回転させ、前記静電潜像担持体表面に残留しているトナー像の後端が前記ランプ照射位置を通過した時点から前記静電潜像担持体を少なくとも１回転させることを特徴とする画像形成方法。
トナーを含む現像剤を現像領域に搬送する現像剤担持体を、静電潜像担持体と対向して設け、前記静電潜像担持体表面の電荷を除去するために設けられたイレーサーランプによるランプ照射位置を、前記静電潜像担持体表面に残留するトナーを除去するために設けられたクリーニング装置によるトナー除去領域よりも、前記静電潜像担持体の回転方向上流側とし、
非画像形成時に、前記現像剤担持体上のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送して、前記現像剤担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ工程を備えた画像形成方法であって、
前記リフレッシュ工程の完了後でかつ画像形成の開始前に、前記イレーサーランプを点灯した状態で前記静電潜像担持体を回転させ、前記リフレッシュ工程で前記静電潜像担持体表面に搬送されたトナー像の後端が前記ランプ照射位置を通過した時点から前記静電潜像担持体を少なくとも１回転させることを特徴とする画像形成方法。
前記トナー像のトナー量が０．３ｍｇ／ｃｍ²以上である請求項１または２記載の画像形成方法。
前記静電潜像担持体がアモルファスシリコン感光体である請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。
前記リフレッシュ工程時には、中間転写体または記録媒体に転写逆バイアスを印加する請求項２〜４のいずれかに記載の画像形成方法。
前記現像剤担持体が複数設けられ、前記リフレッシュ工程では、複数の現像剤担持体を同時に動作させて各現像剤担持体上のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送する請求項２〜５のいずれかに記載の画像形成方法。