JP2008089622A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放置横帯が発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができるようにする。
【解決手段】像担持体に形成される潜像に現像剤を付着させる現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、画像の形成が終了した後に、通常の画像の形成時より現像剤担持体に供給される現像剤の量を多くし、画像を形成することなく、少なくとも前記像担持体、現像剤担持体及び現像剤供給部材を回転させて空回転を行う空回転制御処理手段とを有する。画像の形成が終了した後に、通常の画像の形成時より現像剤担持体に供給される現像剤の量が多くされ、画像を形成することなく、少なくとも像担持体、現像剤担持体及び現像剤供給部材を回転させて、空回転が行われる。したがって、放置横帯が発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、プリンタの本体、すなわち、装置本体に対して画像形成ユニット（現像装置）が着脱自在に配設され、該画像形成ユニットは、感光体ドラム、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、現像ブレード等を備え、前記感光体ドラムに形成された静電潜像を可視化するために、現像ローラによって感光体ドラムにトナーを搬送するようになっている。なお、一般に、現像ローラはゴム製であり、トナー供給ローラは発泡ゴム製である。

そして、印刷時において、現像ローラに−２００〔Ｖ〕の電圧が、トナー供給ローラに−３５０〔Ｖ〕の電圧が、帯電ローラに−１０００〔Ｖ〕の電圧が、現像ブレードに−３５０〔Ｖ〕の電圧が印加される。この場合、トナー供給ローラ及び現像ローラに印加される電圧の差、すなわち、電位差（ＳＢ−ＤＢ）が−１５０〔Ｖ〕になり、該電位差（ＳＢ−ＤＢ）の分だけトナーがトナー供給ローラから現像ローラに供給される。

また、前記画像形成ユニットには画像形成ユニットの本体、すなわち、画像形成ユニット本体に対して着脱自在にトナーカートリッジが配設される。

ところで、前記画像形成ユニット又はトナーカートリッジを交換する場合、新しい画像形成ユニット又はトナーカートリッジをセットしたときに、トナーが十分に帯電させられていないと、トナー像を良好に形成することができなくなってしまう。そこで、新しい画像形成ユニット又はトナーカートリッジをセットした場合、電源をオンにしたとき、又は画像形成ユニット本体内のトナーの残量が閾値以上であるときには、トナー供給ローラ及び現像ローラに、通常の印刷時、すなわち、通常印刷時より高い電圧を、画像形成ユニット本体内のトナーの残量が閾値より小さいときには、通常印刷時より低い電圧を印加しながら空回転を行うようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２５８６７６号公報

しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、現像ローラを回転させない状態でプリンタを所定の時間以上放置した後に、印刷を開始すると、画像上に現像ローラの回転周期で濃度むら（以下「放置横帯」という。）が発生し、画像品位が低下してしまう。

本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、放置横帯が発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の画像形成装置においては、像担持体に形成される潜像に現像剤を付着させる現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、画像の形成が終了した後に、通常の画像の形成時より前記現像剤担持体に供給される現像剤の量を多くし、画像を形成することなく、少なくとも前記像担持体、現像剤担持体及び現像剤供給部材を回転させて空回転を行う空回転制御処理手段とを有する。

本発明によれば、画像形成装置においては、像担持体に形成される潜像に現像剤を付着させる現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、画像の形成が終了した後に、通常の画像の形成時より前記現像剤担持体に供給される現像剤の量を多くし、画像を形成することなく、少なくとも前記像担持体、現像剤担持体及び現像剤供給部材を回転させて空回転を行う空回転制御処理手段とを有する。

この場合、画像の形成が終了した後に、画像を形成することなく、少なくとも前記像担持体、現像剤担持体及び現像剤供給部材を回転させて空回転が行われる。

したがって、放置横帯が発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像の形成としての印刷を行う画像形成装置としてのプリンタについて説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。

図に示されるように、画像形成ユニット（現像装置）１０は、プリンタの本体、すなわち、装置本体Ｂ１に対して着脱自在に配設され、画像形成ユニット本体１０ａ、及び該画像形成ユニット本体１０ａに対して着脱自在に配設された現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジ１７を備える。前記画像形成ユニット本体１０ａ内には、トナーカートリッジ１７から供給された現像剤としてのトナー１８が収容される。

前記画像形成ユニット１０は、像担持体としての感光体ドラム１１、該感光体ドラム１１と対向させて回転自在に配設され、感光体ドラム１１にトナー１８を付着させて現像剤像としてのトナー像を形成する現像剤担持体としての現像ローラ１２、該現像ローラ１２にトナー１８を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１３、前記感光体ドラム１１と対向させて回転自在に配設され、感光体ドラム１１の表面を、一様に、かつ、均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ１４、先端を現像ローラ１２に押し当てて配設され、現像ローラ１２上に供給されたトナー１８を薄層化する現像剤規制部材としての現像ブレード１９、前記感光体ドラム１１上の転写残現像剤としての残留トナーを回収するためのクリーニング装置としてのクリーニングブレード１５、及び該クリーニングブレード１５によって掻き落とされた廃現像剤としての廃トナーを収容する廃現像剤収容部としての廃トナー収容部１６によって構成される。なお、該廃トナー収容部１６には、廃トナー収容部１６に廃トナーを搬送するための図示されない部材（スクリュー等）が収容される。また、２７はフィルム等によって形成され、先端を現像ローラ１２に押し当てて配設されたシール部材である。前記感光体ドラム１１、現像ローラ１２、トナー供給ローラ１３及び帯電ローラ１４はそれぞれ矢印方向に回転する。

また、露光装置としてのＬＥＤヘッド２０が画像形成ユニット１０に隣接させて、かつ、前記感光体ドラム１１と対向させて配設され、感光体ドラム１１の表面を露光し、潜像としての静電潜像を形成する。該静電潜像は、前記現像ローラ１２からトナー１８が供給されてトナー像になる。

そして、媒体としての用紙２１は媒体搬送部材としての搬送ローラ２２、２３、２６によって矢印Ａ〜Ｄの方向に搬送される。

また、前記画像形成ユニット１０の下方には、転写装置としての転写ローラ２４が、感光体ドラム１１と対向させて回転自在に配設され、前記感光体ドラム１１に形成されたトナー像を用紙２１に転写する。そして、転写されたトナー像は定着装置としての定着器２５によって用紙２１に定着される。

ところで、前記帯電ローラ１４、現像ローラ１２、現像ブレード１９及びトナー供給ローラ１３の各電圧印加要素に対して所定の電圧を印加した状態で画像形成ユニット１０において空回転を行うことができるようになっている。

該空回転においては、画像の形成を伴わないで回転動作が行われる。すなわち、ＬＥＤヘッド２０による露光が行われない状態で、帯電ローラ１４、現像ローラ１２、トナー供給ローラ１３及び感光体ドラム１１が回転させられるとともに、各電圧印加要素に対して所定の電圧が印加される。なお、転写ローラ２４については、回転させても、させなくてもよく、電圧を印加しても、しなくてもよいが、印加しない方が好ましい。本実施の形態においては、転写ローラ２４は電圧が印加されることなく、回転させられる。

図１は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。

図において、３０は図示されないＣＰＵ、メモリ等を備え、所定のプログラム、データ等に基づいて、コンピュータとして機能する制御部、３１は、該制御部３０の指示によって帯電ローラ１４に電圧を印加し、感光体ドラム１１の表面を帯電させる帯電用電源、３２は静電潜像にトナー１８を付着させるために現像ローラ１２に所定の電圧を印加する現像用電源、３３は前記現像ローラ１２にトナー１８を供給するためにトナー供給ローラ１３に所定の電圧を印加する供給用電源、３４は前記感光体ドラム１１に形成されたトナー像を用紙２１に転写するために転写ローラ２４に所定の電圧を印加する転写用電源、５６は現像ブレード１９に所定の電圧を印加するブレード用電源である。なお、制御部３０の指示によって、前記帯電用電源３１、現像用電源３２、供給用電源３３及びブレード用電源５６の電圧を変更することができる。

また、３５は前記感光体ドラム１１を動作させるための駆動モータ３６を駆動する駆動制御部であり、該駆動制御部３５によって駆動モータ３６が駆動されると、図２に示されるように、感光体ドラム１１が矢印方向に回転させられるとともに、帯電ローラ１４、現像ローラ１２及びトナー供給ローラ１３がぞれぞれ矢印方向に回転させられる。

さらに、前記制御部３０には、前記感光体ドラム１１の回転数をカウントする第１の計数部材としてのドラムカウンタ３７、印刷ドットをカウントする第２の計数部材としてのドットカウンタ３８、印刷終了時からのプリンタの放置時間をカウントする第３の計数部材としてのタイムカウンタ３９、及び最後に空回転が行われてからの印刷枚数をカウントする第４の計数部材としての印刷枚数カウンタ４０が配設される。なお、該印刷枚数カウンタ４０は空回転が行われるのに伴ってリセットされるように制御される。

前記感光体ドラム１１の回転数によって、プリンタの使用を開始した後の印刷枚数を知ることができる。また、前記印刷ドット数によって、プリンタの使用を開始した後の総印刷ドット数を知ることができる。

前記タイムカウンタ３９によってカウントされた放置時間が、所定の閾値を超えると、印刷枚数カウンタ４０は、カウント値である印刷枚数を表す信号を、空回転制御処理手段としての空回転制御部４１に送り、該空回転制御部４１は、空回転制御処理を行い、駆動制御部３５によって感光体ドラム１１を回転させて空回転を行う。同時に、空回転制御部４１は、供給用電源３３からトナー供給ローラ１３に印加する電圧を制御する。

ところで、現像ローラ１２を回転させない状態（印刷を行わない状態）でプリンタを所定の時間以上放置した後に、印刷を開始すると、画像上に現像ローラ１２の回転周期で放置横帯が発生し、画像品位が低下してしまう。

図３は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概略図、図４は本発明の第１の実施の形態における放置横帯の例を示す図である。

図３において、１１は感光体ドラム、１２は現像ローラ、１３はトナー供給ローラ、１８はトナー、１９は現像ブレード、２７はシール部材である。前記現像ブレード１９及びシール部材２７は、いずれも、先端を現像ローラ１２の表面に当接させて配設され、画像形成ユニット本体１０ａ内のトナー供給ローラ１３側に、現像剤室ｒ１を、感光体ドラム１１側に非現像剤室ｒ２を形成する。トナーカートリッジ１７から供給されたトナー１８は、現像剤室ｒ１に供給され、収容される。

そして、前記現像ローラ１２における、現像剤室ｒ１側の部分、すなわち、回転方向におけるシール部材２７から現像ブレード１９までの範囲を現像剤室部Ｐａとし、非現像剤室ｒ２側の部分、すなわち、回転方向における現像ブレード１９からシール部材２７までの範囲を露出部Ｐｂとすると、現像剤室部Ｐａにおいては、トナー１８が常に現像ローラ１２の表面を押しているのに対して、露出部Ｐｂにおいては、現像ブレード１９によって規制された厚さのトナー１８が現像ローラ１２の表面に付着しているだけである。したがって、現像剤室部Ｐａにおけるトナー１８との接触量は、露出部Ｐｂと比べて多い。

この接触量の差は、プリンタを長時間放置した後に印刷を開始したときの現像ローラ１２上の帯電量の差となって現れ、現像剤室部Ｐａに相当する部分の画像の濃度が高くなり、露出部Ｐｂに相当する部分の画像の濃度が低くなる。その結果、図４に示されるように、矢印Ａ方向に搬送される用紙２１上に、濃度の高い放置横帯ｋ１が形成されてしまう。

図４において、ｋ１は放置横帯、ＡＲ１は放置横帯ｋ１が発生する横帯部分、ＡＲ２は放置横帯ｋ１が発生しない非横帯部分、εは現像ローラ１２の回転周期である。図に示されるように、１回転周期εごとに、一つの放置横帯ｋ１が発生する。

次に、該放置横帯ｋ１が発生する状況について説明する。

図５は本発明の第１の実施の形態における印刷パターンの例を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における放置時間／濃度段差比特性図、図７は本発明の第１の実施の形態における印刷枚数／濃度段差比特性図である。なお、図６において、横軸に放置時間を、縦軸に濃度段差比σを、図７において、横軸に印刷枚数を、縦軸に濃度段差比σを採ってある。

まず、前記構成のプリンタを使用して、図５に示されるような５０〔％〕デューティの印刷パターン（面積デューティが５０〔％〕になるようなベタの印刷パターン）を所望の枚数印刷した後、空回転を行うことなくプリンタを放置し、印刷サンプル上に、図５に示されるような放置横帯ｋ１の発生する放置時間と、放置横帯ｋ１の発生しない放置時間との境界を調べた。なお、印刷枚数は、Ａ４判のサイズの用紙２１（図２）を横方向（４辺のうち、長い２辺が搬送方向の前端及び後端になる方向）に送り、このときの枚数に換算した値とした。

この場合、画像形成ユニット１０を温度２０〔℃〕、湿度５０〔％〕の環境に放置した。また、通常印刷時に各電圧印加要素に印加される電圧は、それぞれ、現像ローラ１２においては−２００〔Ｖ〕であり、トナー供給ローラ１３においては−３５０〔Ｖ〕であり、帯電ローラ１４においては−１０００〔Ｖ〕であり、現像ブレード１９においては−３５０〔Ｖ〕である。そして、トナー供給ローラ１３から現像ローラ１２にトナー１８を供給するために、電位差（ＳＢ−ＤＢ）は、
ＳＢ−ＤＢ
＝−３５０−（−２５０）
＝−１５０〔Ｖ〕
にされる。

なお、帯電ローラ１４に−１０００〔Ｖ〕の電圧が印加されると、感光体ドラム１１に−４５０〔Ｖ〕の表面電位が形成される。使用した感光体ドラム１１の外径は３０．０３〔ｍｍ〕であり、現像ローラ１２の外径は１９．６０〔ｍｍ〕であり、トナー供給ローラ１３はクラウン形状のローラから成り、中央部の外径は１５．５０〔ｍｍ〕であり、端部の外径は１５．００〔ｍｍ〕である。

次に、前記プリンタの放置時間τ、及びプリンタが放置される前の印刷枚数αをパラメータとした放置横帯ｋ１の判定を行った結果を表１に示す。

そのために、放置横帯ｋ１の判定基準として、印刷サンプル上での放置横帯ｋ１が形成された横帯部分ＡＲ１の濃度Ｄａ、及び放置横帯ｋ１が形成されない非横帯部分ＡＲ２の濃度Ｄｂを測定し、濃度Ｄｂに対する濃度Ｄａの比を表す濃度段差比σ
σ＝Ｄａ／Ｄｂ
を算出した。なお、横帯部分ＡＲ１の濃度Ｄａは非横帯部分ＡＲ２の濃度Ｄｂより高い。前記濃度Ｄａ、Ｄｂの測定にはＸ−Ｒｉｔｅ５００シリーズの分光濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ５８０（キヤノンアイテック株式会社製）を使用した。

ここで、図６における２０００枚の印刷後での放置時間／濃度段差比σのグラフ、及び図７における放置時間９６時間での印刷枚数／濃度段差比σのグラフから、放置時間τが長くなるのに伴って、濃度段差比σが大きくなり、放置横帯ｋ１が発生しやすくなることが分かる。

なお、図６及び７に示されるように、放置時間τが９６時間以上、印刷枚数αが２０００枚以上になると、濃度段差比σが飽和するので、放置横帯ｋ１の判定は行わなかった。

前記濃度段差比σが、
σ≦１．０３５
であり、放置横帯ｋ１はほぼ消えていて視覚的に確認することができないような判定を○とし、前記濃度段差比σが、
１．０７＜σ
であり、濃度段差が大きく放置横帯ｋ１が非常に目立つような判定を×とし、前記濃度段差比σが、
１．０３５＜σ≦１．０７
であり、濃度段差がある程度形成され、放置横帯ｋ１を確認することができるような判定を△とした。

表１から分かるように、放置横帯ｋ１は放置時間τが６時間以内であれば発生しない傾向にある。したがって、印刷終了後、空回転を行うタイミングは印刷終了後１時間と設定した。

次に、トナー供給ローラ１３に通常印刷時より負の方向に高い同極性の電圧を印加しながら画像形成ユニット１０の空回転を行い、印刷枚数αに対応する空回転数βを評価した。

図８は本発明の第１の実施の形態における空回転制御の概念図である。

この場合、駆動モータ３６、帯電用電源３１、現像用電源３２、供給用電源３３等が配設される。空回転制御部４１（図１）によって空回転処理が行われると、前記駆動制御部３５によって駆動モータ３６が駆動され、駆動ギヤ５２が回転させられる。そして、感光体ドラム１１のギヤ５３に回転が伝達されて感光体ドラム１１が回転され、また、図示されない駆動伝達系を介して現像ローラ１２及びトナー供給ローラ１３に回転が伝達され、現像ローラ１２及びトナー供給ローラ１３が回転させられ、画像形成ユニット１０において空回転が行われる。また、駆動制御部３５において駆動モータ３６の制御を行うことによって、空回転時の感光体ドラム１１の回転数である空回転数βを所定の値に設定することができる。このとき、同時に、帯電ローラ１４には帯電用電源３１によって、現像ローラ１２には現像用電源３２によって、トナー供給ローラ１３には供給用電源３３によって、現像ブレード１９にはブレード用電源５６によってそれぞれ所定の電圧が印加される。

そして、評価方法としては、図５に示されるような５０〔％〕デューティの印刷パターンを所定の印刷枚数αだけ印刷した後、プリンタを温度２０〔℃〕及び湿度５０〔％〕の環境に９６時間（４日間）放置した。

空回転時には、空回転制御部４１の制御に基づいて、供給用電源３３によってトナー供給ローラ１３に、通常より負の方向に高い同極性の電圧を印加しながら回転させる。この場合、空回転時に、各電圧印加要素に印加した電圧は、それぞれ、現像ローラ１２については−２００〔Ｖ〕とし、トナー供給ローラ１３については−９５０〔Ｖ〕とし、帯電ローラ１４については−１０００〔Ｖ〕とし、現像ブレード１９については−３５０〔Ｖ〕とし、電位差（ＳＢ−ＤＢ）を−７５０〔Ｖ〕とした。

このように、トナー供給ローラ１３に通常印刷時より負の方向に高い同極性の電圧を印加すると、電位差（ＳＢ−ＤＢ）が通常印刷時より大きくなり、トナー供給ローラ１３から現像ローラ１２に供給されるトナー１８の量が多くなり、現像ローラ１２に保持されるトナー１８の量が多くなるので、プリンタを長時間放置した後に印刷を開始したときの現像ローラ１２上の現像剤室部Ｐａと露出部Ｐｂとの間の帯電量の差を小さくすることができる。したがって、横帯部分ＡＲ１の濃度Ｄａと非横帯部分ＡＲ２の濃度Ｄｂとの差が小さくなり、放置横帯ｋ１が発生するのを防止することができる。その結果、画像品位を向上させることができる。

なお、本実施の形態においては、トナー１８を負の極性に帯電させ、負の方向において表面電位が低くされた感光体ドラム１１にトナー１８を付着させて反転現像を行うようになっているので、空回転時に、トナー供給ローラ１３に負の方向に高い電圧を印加するようにしているが、トナー１８を正の極性に帯電させ、非反転現像を行うようにしたプリンタにおいては、空回転を行う際に、トナー供給ローラ１３に正の方向に高い電圧を印加する必要がある。このことから、空回転制御部４１は、空回転時に絶対値が大きい電圧をトナー供給ローラ１３に印加することになる。

ところで、プリンタを放置する前の印刷枚数αが多いほど、放置横帯ｋ１が発生しやすく、該放置横帯ｋ１が発生した場合、空回転数βを多くするほど放置横帯ｋ１の発生が抑制されることが実験から分かっている。

そこで、本実施の形態においては、プリンタを放置する前の印刷枚数αを読み込み、該印刷枚数αに応じて空回転数βを設定するようにしている。

次に、前記評価方法によって、前記画像形成ユニット１０の空回転数β及び印刷枚数αをパラメータとして放置横帯ｋ１を評価した。評価結果について表２で説明する。

この場合、表２から分かるように、任意の印刷枚数αに対応した空回転数βは３００回以上とするのが好ましい。

表３は、印刷枚数αと空回転数βとの対応表である。

この場合、表２において、放置横帯ｋ１の判定が○になる最低限の空回転数βを各印刷枚数αに対応する空回転数βとした。また、放置横帯ｋ１の発生の防止を確実なものにするために、最低限１０回の空回転を行うように設定した。

したがって、空回転制御部４１は、空回転時の空回転数βを印刷枚数αに応じて制御し、トナー供給ローラ１３に通常印刷時より負の方向に高い同極性の電圧を印加することによって電位差（ＳＢ−ＤＢ）を大きくし、かつ、３００回以上の空回転を行う。

次に、前記構成のプリンタの空回転の動作について説明する。

図９は本発明の第１の実施の形態における空回転の動作を示すフローチャートである。

まず、印刷が終了するとともに、タイムカウンタ３９のカウントを開始する。続いて、印刷の終了時からのカウント値が１時間を超えたかどうかを判断し、カウント値が１時間を超えていない場合は、タイムカウント中に印刷動作が入ったかどうかを判断する。印刷動作が入った場合、タイムカウントがリセットされ、印刷終了時からのタイムカウントが再びスタートする。

また、タイムカウンタ３９のカウント値が１時間を超えた場合、及びタイムカウント中に印刷動作が入らなかった場合で、かつ、カウント値が１時間を超えた場合、印刷枚数カウンタ４０によってカウントされた、最終の空回転の終了時からの印刷枚数αを読み込む。

次に、該空回転制御部４１は、印刷枚数αに応じた空回転数βを決定し、トナー供給ローラ１３に通常印刷時より負の方向に高い同極性の電圧を印加し、現像ローラ１２、帯電ローラ１４及び現像ブレード１９に通常印刷時と同じ電圧を印加し、同時に、決定された空回転数βだけ空回転を行う。

そして、前記空回転制御部４１は、空回転を終了し、印刷枚数カウンタ４０によるカウント値をキャンセルし、新たに印刷枚数αのカウントを開始する。

続いて、制御部３０の図示されない印刷処理手段は、印刷処理を行い、印刷を開始する。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 印刷を終了する。
ステップＳ２ タイムカウンタ３９のカウントを開始する。
ステップＳ３ カウント値が１時間を超えたかどうかを判断する。カウント値が１時間を超えた場合はステップＳ５に、超えていない場合はステップＳ４に進む。
ステップＳ４ タイムカウント中に印刷動作が入ったかどうかを判断する。タイムカウント中に印刷動作が入った場合はステップＳ１に、入っていない場合はステップＳ３に戻る。
ステップＳ５ 最終の空回転の終了時からの印刷枚数αを読み込む。
ステップＳ６ 印刷枚数αに応じた空回転数βを決定する。
ステップＳ７ トナー供給ローラ１３に通常印刷時より負の方向に高い電圧を印加し、空回転を行う。
ステップＳ８ 空回転を終了し、カウント値をキャンセルし、新たにカウントを開始する。
ステップＳ９ 印刷を開始し、処理を終了する。

図１０は本発明の第１の実施の形態における空回転時に各電圧印加要素に印加される電圧のタイムチャートである。

通常印刷時の各電圧印加要素に印加される電圧は、現像ローラ１２については−２００〔Ｖ〕であり、トナー供給ローラ１３については−３５０〔Ｖ〕であり、帯電ローラ１４については−１０００〔Ｖ〕であり、現像ブレード１９については−３５０〔Ｖ〕である。

印刷が終了した後、タイムカウント中には各電圧印加要素に電圧は印加されない。そして、印刷の終了時から１時間が経過した後、空回転時の各電圧印加要素に印加される電圧は、現像ローラ１２については−２００〔Ｖ〕であり、トナー供給ローラ１３については−９５０〔Ｖ〕であり、帯電ローラ１４については−１０００〔Ｖ〕であり、現像ブレード１９については−３５０〔Ｖ〕である。

その後、放置中では各電圧印加要素には電圧は印加されず、再び印刷を行うときは前述された通常印刷時の電圧で印刷が行われる。

このように、本実施の形態においては、プリンタに印刷枚数カウンタ４０及び空回転制御部４１を配設することによって、任意の印刷枚数αでの印刷が終了すると、印刷枚数カウンタ４０によるカウントが開始され、印刷枚数αに応じて空回転数βが決定され、トナー供給ローラ１３に通常印刷時より負の方向に高い同極性の電圧が印加され、空回転数β分の空回転が行われるので、現像ローラ１２に供給されるトナー１８の量が多くなり、現像剤室部Ｐａにおけるトナー１８の量と、露出部Ｐｂにおけるトナー１８の量との差を少なくすることができる。したがって、放置横帯ｋ１が発生するのを防止することができ、その結果、画像品位を向上させることができる。

また、現像ローラ１２に供給されるトナー１８の量を多くした状態で、空回転数βだけ空回転が行われるので、現像剤室部Ｐａ及び露出部Ｐｂにおけるトナー１８を均一化することができる。したがって、放置横帯ｋ１が発生するのを一層防止することができる。

ところで、本実施の形態においては、印刷が終了した後、１時間が経過した後に空回転を開始するようになっているが、印刷が終了した後、空回転数β及び印刷枚数αに応じた時間が経過した場合に空回転を開始することができる。表４に空回転数β及び印刷枚数αに応じた空回転開始タイミングを示す。

また、制御部３０においてプリンタの電源がオフにされたことが検出された場合、表３に示されるように、印刷枚数αに応じた空回転数βで空回転を行うことができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図１１は本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。

この場合、駆動制御部３５は、駆動モータ３６を駆動し、像担持体としての感光体ドラム１１を回転させ、このとき、同時に、空回転制御処理手段としての空回転制御部４１は、現像用電源１３２によって現像剤担持体としての現像ローラ１２に印加される電圧を制御する。また、供給用電源１３３によって現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１３に所定の電圧が印加される。

次に、現像ローラ１２に正の電圧を加えながらプリンタの空回転を行い、前記第１の実施の形態と同様に印刷枚数αに対応する空回転数βを評価した。

図１２は本発明の第２の実施の形態における空回転制御の概念図である。

空回転時には、現像ローラ１２に対して、現像用電源１３２から正の極性の電圧が印加される。

この場合、駆動モータ３６、帯電用電源３１、現像用電源１３２、供給用電源１３３等が配設される。空回転制御部４１（図１１）によって空回転処理が行われると、前記駆動制御部３５は、駆動モータ３６を駆動して駆動ギヤ５２を回転させる。そして、感光体ドラム１１のギヤ５３に回転が伝達されて感光体ドラム１１が回転させられ、また、前記駆動伝達系を介して現像ローラ１２及びトナー供給ローラ１３に回転が伝達され、現像ローラ１２及びトナー供給ローラ１３が回転させられ、画像形成ユニット１０（図２）において空回転が行われる。このとき、同時に、帯電ローラ１４には帯電用電源３１によって、現像ローラ１２には現像用電源１３２によって、トナー供給ローラ１３には供給用電源１３３によって、現像ブレード１９にはブレード用電源５６によってそれぞれ所定の電圧が印加される。

なお、前記第１の実施の形態において、空回転時に現像ローラ１２に印加される電圧は−２００〔Ｖ〕であり、トナー供給ローラ１３に印加される電圧は−９５０〔Ｖ〕であり、トナー供給ローラ１３と現像ローラ１２との間の電位差は−７５０〔Ｖ〕である。本実施の形態においては、トナー供給ローラ１３と現像ローラ１２との間の電位差が前記第１の実施の形態と同様に−７５０〔Ｖ〕になるように、トナー供給ローラ１３に印加される電圧は通常印刷時のまま−３５０〔Ｖ〕にしながら、現像ローラ１２に、逆極性の、本実施の形態においては、正の極性の＋４００〔Ｖ〕の電圧を印加する。

そして、評価方法として、図５に示されるような５０〔％〕デューティの印刷パターンを所定の印刷枚数αだけ印刷した後、空回転制御部４１は、空回転制御処理を行い、駆動制御部３５によって感光体ドラム１１が回転させられて空回転を行う。プリンタを温度２０〔℃〕及び湿度５０〔％〕の環境に９６時間（４日間）放置した。

この場合、空回転時に各電圧印加要素に印加した電圧は、それぞれ、現像ローラ１２については＋４００〔Ｖ〕とし、トナー供給ローラ１３については−３５０〔Ｖ〕とし、帯電ローラ１４については−１０００〔Ｖ〕とし、現像ブレード１９については−３５０〔Ｖ〕とし、電位差（ＳＢ−ＤＢ）を−７５０〔Ｖ〕とした。

このように、現像ローラ１２に正の極性の電圧を印加すると、電位差（ＳＢ−ＤＢ）が通常印刷時より大きくなり、トナー供給ローラ１３から現像ローラ１２に供給されるトナー１８の量が多くなり、現像ローラ１２に保持されるトナー１８の量が多くなるので、プリンタを長時間放置した後に印刷を開始したときの現像ローラ１２上の現像剤室部Ｐａと露出部Ｐｂとの間の帯電量の差を小さくすることができる。したがって、横帯部分ＡＲ１の濃度Ｄａと非横帯部分ＡＲ２の濃度Ｄｂとの差が小さくなり、放置横帯ｋ１が発生するのを防止することができる。その結果、画像品位を向上させることができる。

なお、本実施の形態においては、トナー１８を負の極性に帯電させ、負の方向において表面電位が低くされた感光体ドラム１１にトナー１８を付着させて反転現像を行うようにしているので、空回転時に、現像ローラ１２に正の極性の電圧を印加するようにしているが、トナー１８を正の極性に帯電させ、非反転現像を行うようにしたプリンタにおいては、空回転を行う際に、現像ローラ１２に負の極性の電圧を印加する必要がある。このことから、空回転制御部４１は、空回転時に極性が逆の電圧を現像ローラ１２に印加することになる。

次に、前記評価方法によって、前記画像形成ユニット１０の空回転数β及び印刷枚数αをパラメータとして放置横帯ｋ１を評価した。評価結果について表５で説明する。

この場合、表５から分かるように、任意の印刷枚数αに対応した空回転数βは３００回以上とするのが好ましい。

表６は、印刷枚数αと空回転数βとの対応表である。

この場合、表５において、放置横帯ｋ１の判定が○になる最低限の空回転数βを各印刷枚数αに対応する空回転数βとした。また、放置横帯ｋ１の発生の防止を確実なものにするために、最低限１０回の空回転を行うように設定した。

したがって、空回転制御部４１は、空回転時の空回転数βを印刷枚数αに応じて制御し、現像ローラ１２に正の極性の電圧を印加することによって電位差（ＳＢ−ＤＢ）を大きくし、かつ、３００回以上の空回転を行う。

次に、前記構成のプリンタの空回転の動作について説明する。

図１３は本発明の第２の実施の形態における空回転の動作を示すフローチャートである。

まず、印刷が終了するとともに、タイムカウンタ３９のカウントを開始する。続いて、印刷の終了時からのカウント値が１時間を超えたかどうかを判断し、カウント値が１時間を超えていない場合は、タイムカウント中に印刷動作が入ったかどうかを判断する。印刷動作が入った場合、タイムカウントがリセットされ、印刷終了時からのタイムカウントが再びスタートする。

また、タイムカウンタ３９のカウント値が１時間を超えた場合、及びタイムカウント中に印刷動作が入らなかった場合で、かつ、カウント値が１時間を超えた場合、印刷枚数カウンタ４０によってカウントされた、最終の空回転の終了時からの印刷枚数αを読み込む。

次に、前記空回転制御部４１は、印刷枚数αに応じた空回転数βを決定し、現像ローラ１２に正の極性の電圧を印加し、トナー供給ローラ１３、帯電ローラ１４及び現像ブレード１９に通常印刷時と同じ電圧を印加し、同時に、決定された空回転数βだけ空回転を行う。

そして、前記空回転制御部４１は、空回転を終了し、印刷枚数カウンタ４０によるカウント値をキャンセルし、新たにカウントを開始する。

続いて、制御部３０の図示されない印刷処理手段は、印刷処理を行い、印刷を開始する。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１１ 印刷を終了する。
ステップＳ１２ タイムカウンタ３９のカウントを開始する。
ステップＳ１３ カウント値が１時間を超えたかどうかを判断する。カウント値が１時間を超えた場合はステップＳ１５に、超えていない場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４ タイムカウント中に印刷動作が入ったかどうかを判断する。タイムカウント中に印刷動作が入った場合はステップＳ１１に、入っていない場合はステップＳ１３に戻る。
ステップＳ１５ 最終の空回転の終了時からの印刷枚数αを読み込む。
ステップＳ１６ 印刷枚数αに応じた空回転数βを決定する。
ステップＳ１７ 現像ローラ１２に正の極性の電圧を印加し、空回転を行う。
ステップＳ１８ 空回転を終了し、カウント値をキャンセルし、新たにカウントを開始する。
ステップＳ１９ 印刷を開始し、処理を終了する。

図１４は本発明の第２の実施の形態における空回転時に各電圧印加要素に印加される電圧のタイムチャートである。

通常印刷時の各電圧印加要素に印加される電圧は、現像ローラ１２については−２００〔Ｖ〕であり、トナー供給ローラ１３については−３５０〔Ｖ〕であり、帯電ローラ１４については−１０００〔Ｖ〕であり、現像ブレード１９については−３５０〔Ｖ〕である。

印刷が終了した後、タイムカウント中には各電圧印加要素に電圧は印加されない。そして、１時間が経過した後、空回転時の各電圧印加要素に印加される電圧は、現像ローラ１２については＋４００〔Ｖ〕であり、トナー供給ローラ１３については−３５０〔Ｖ〕であり、帯電ローラ１４については−１０００〔Ｖ〕であり、現像ブレード１９については−３５０〔Ｖ〕である。

その後、放置中では各電圧印加要素には電圧は印加されず、再び印刷を行うときは前述された通常印刷時の電圧で印刷を行う。

このように、本実施の形態においては、トナー供給ローラ１３に通常印刷時より負の方向に高い電圧を印加する代わりに、現像ローラ１２にトナー供給ローラ１３との電位差が前記第１の実施の形態と同等になるように、正の極性の電圧を印加して空回転を行った結果、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができた。

ところで、本実施の形態においては、印刷が終了した後、１時間が経過した後に空回転を開始するようになっているが、印刷が終了した後、表４に示されるように、空回転数β及び印刷枚数αに応じた時間が経過したタイミングで空回転を開始することができる。

また、制御部３０においてプリンタの電源がオフにされたことが検出された場合、表６に示されるように、印刷枚数αに応じた空回転数βで空回転を行うことができる。

ところで、プリンタが置かれる環境、この場合、湿度が低いほど、放置横帯ｋ１が発生しやすいことが実験から分かっている。

そこで、プリンタの周囲の湿度を読み込み、該湿度に応じて空回転数βを設定するようにした第３の実施の形態について説明する。なお、前記第１、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図１５は本発明の第３の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。

この場合、制御部３０に、プリンタが置かれる環境のパラメータとしての湿度を検出する検出部としての湿度センサ４２が配設される。第３の計数部材としてのタイムカウンタ３９のカウント値が１時間を超えると、制御部３０は、第４の計数部材としての印刷枚数カウンタ４０のカウント値である印刷枚数を表す信号、及び前記湿度センサ４２のセンサ出力を空回転制御処理手段としての空回転制御部４１に送る。

該空回転制御部４１は、駆動制御部３５によって駆動モータ３６を駆動し、像担持体としての感光体ドラム１１を回転させて空回転を行う。同時に、空回転制御部４１は、供給用電源３３から現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１３に印加する電圧を制御する。

この場合、プリンタが置かれる環境は、湿度が７０〔％〕以上である場合を第１の環境とし、湿度が３０〔％〕以上、かつ、７０〔％〕未満である場合を第２の環境とし、湿度が３０〔％〕未満である場合を第３の環境とする。

本実施の形態における評価の順序として、まず、第１〜第３の環境においてプリンタを使用し、図５に示されるような５０〔％〕デューティの印刷パターンを所定の印刷枚数αだけ印刷した後、空回転装置５０を使用して電圧を印加しながら空回転を行う。その後、プリンタを第１〜第３の環境に９６時間（４日間）放置した。この場合、空回転時に各電圧印加要素に印加した電圧は、それぞれ、現像ローラ１２については−２００〔Ｖ〕とし、トナー供給ローラ１３については−９５０〔Ｖ〕とし、帯電ローラ１４については−１０００〔Ｖ〕とし、現像ブレード１９については−３５０〔Ｖ〕とし、電位差（ＳＢ−ＤＢ）を−７５０〔Ｖ〕とした。

表７はプリンタを第１の環境に置いたときの空回転数βをパラメータとした放置横帯ｋ１の判定結果である。

また、表８はプリンタを第２の環境に置いたときの空回転数βをパラメータとした放置横帯ｋ１の判定結果である。

そして、表９はプリンタを第３の環境に置いたときの空回転数βをパラメータとした放置横帯ｋ１の判定結果である。

前記第１の実施の形態と同様に、空回転数βが多くなるほど放置横帯ｋ１の判定がよくなることが分かる。また、プリンタが置かれる環境の湿度が高いほど、放置横帯ｋ１が発生せず、低いほど、放置横帯ｋ１が発生することが確認された。

表１０は環境及び印刷枚数αを両方考慮した上での各マトリックスにおける最低限必要な空回転数βを表す。

表１０において、マトリックス内の数値は表７〜９において放置横帯ｋ１の判定が○になる最低限の空回転数βとした。また、空回転数βが０回で放置横帯ｋ１の判定が○であった条件においても、確実に１０回の空回転を行うように設定した。表１０から、任意の印刷枚数α及び湿度に対応した空回転は５００回以上とすることが好ましい。

次に、前記構成のプリンタの空回転の動作について説明する。

図１６は本発明の第３の実施の形態における空回転の動作を示すフローチャートである。

まず、印刷が終了するとともに、タイムカウンタ３９（図１５）のカウントを開始する。続いて、印刷の終了時からのカウント値が１時間を超えたかどうかを判断し、カウント値が１時間を超えていない場合は、タイムカウント中に印刷動作が入ったかどうかを判断する。印刷動作が入った場合、タイムカウントがリセットされ、印刷終了時からのタイムカウントが再びスタートする。

また、タイムカウンタ３９のカウント値が１時間を超えた場合、及びタイムカウント中に印刷動作が入らなかった場合で、かつ、カウント値が１時間を超えた場合、印刷枚数カウンタ４０によってカウントされた、最終の空回転の終了時からの印刷枚数αを読み込み、続いて、湿度センサ４２によって検出された湿度を読み込み、湿度の属する環境を判定する。

次に、該空回転制御部４１は、プリンタが置かれた環境及び印刷枚数αに応じた空回転数βを決定し、トナー供給ローラ１３に通常印刷時より負の方向に高い電圧を印加し、現像ローラ１２、帯電ローラ１４及び現像ブレード１９に通常印刷時と同じ電圧を印加し、同時に、決定された空回転数βだけ空回転を行う。

そして、前記空回転制御部４１は、空回転を終了し、印刷枚数カウンタ４０によるカウント値をキャンセルし、新たにカウントを開始する。

続いて、制御部３０の図示されない印刷処理手段は、印刷処理を行い、印刷を開始する。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２１ 印刷を終了する。
ステップＳ２２ タイムカウンタ３９のカウントを開始する。
ステップＳ２３ カウント値が１時間を超えたかどうかを判断する。カウント値が１時間を超えた場合はステップＳ２５に、超えていない場合はステップＳ２４に進む。
ステップＳ２４ タイムカウント中に印刷動作が入ったかどうかを判断する。タイムカウント中に印刷動作が入った場合はステップＳ２１に、入っていない場合はステップＳ２３に戻る。
ステップＳ２５ 最終の空回転の終了時からの印刷枚数αを読み込む。
ステップＳ２６ 湿度センサ４２によって検出された湿度を読み込む。
ステップＳ２７ 湿度及び印刷枚数αに応じた空回転数βを決定する。
ステップＳ２８ トナー供給ローラ１３に通常印刷時より負の方向に高い電圧を印加し、空回転を行う。
ステップＳ２９ 空回転を終了する。
ステップＳ３０ 印刷を開始し、処理を終了する。

このように、本実施の形態においては、プリンタに湿度センサ４２を配設したことによって、環境に応じた空回転数βを設定することができるので、放置横帯ｋ１が発生するのを一層防止することができる。

なお、本実施の形態において、プリンタの空回転時に各電圧印加要素に印加する電圧は、前記第１の実施の形態において印加した電圧と同じにしているが、第２の実施の形態において印加した電圧と同じにすることができる。

前記各実施の形態においては、画像形成装置としてのタンデム方式のプリンタについて説明したが、本発明を、中間転写方式のプリンタに適用することができる。また、前記各実施の形態においては、プリンタについて説明しているが、本発明を複写機、ファクシミリ装置、複合機等に適用することができる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。 本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。 本発明の第１の実施の形態における放置横帯の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における印刷パターンの例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における放置時間／濃度段差比特性図である。 本発明の第１の実施の形態における印刷枚数／濃度段差比特性図である。 本発明の第１の実施の形態における空回転制御の概念図である。 本発明の第１の実施の形態における空回転の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態における空回転時に各電圧印加要素に印加される電圧のタイムチャートである。 本発明の第２の実施の形態におけるプリンタのブロック図である。 本発明の第２の実施の形態における空回転制御の概念図である。 本発明の第２の実施の形態における空回転の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における空回転時に各電圧印加要素に印加される電圧のタイムチャートである。 本発明の第３の実施の形態におけるプリンタのブロック図である。 本発明の第３の実施の形態における空回転の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１１ 感光体ドラム
１２ 現像ローラ
１３ トナー供給ローラ
１８ トナー
４１ 空回転制御部

Claims (7)

1. （ａ）像担持体に形成される潜像に現像剤を付着させる現像剤担持体と、
   （ｂ）該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
   （ｃ）画像の形成が終了した後に、通常の画像の形成時より前記現像剤担持体に供給される現像剤の量を多くし、画像を形成することなく、少なくとも前記像担持体、現像剤担持体及び現像剤供給部材を回転させて空回転を行う空回転制御処理手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記空回転制御処理手段は、前記現像剤担持体と現像剤供給部材との電位差を、通常の画像形成時より大きくする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記空回転制御処理手段は、現像剤担持体に印加する電圧と同極性の電圧を前記現像剤供給部材に印加する請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記空回転制御処理手段は、現像剤供給部材に印加する電圧と逆極性の電圧を前記現像剤担持体に印加する請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記空回転制御処理手段は、印刷が終了した後に、所定の時間が経過した後に空回転を行う請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記空回転制御処理手段は、印刷が終了した後に、最終の空回転の終了時からの印刷枚数に応じた空回転数で空回転を行う請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記空回転制御処理手段は、印刷が終了した後に、画像形成装置が置かれた環境に応じた空回転数で空回転を行う請求項１に記載の画像形成装置。

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