(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-10
(45)【発行日】2024-06-18
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/00 20060101AFI20240611BHJP
G03G 15/06 20060101ALI20240611BHJP
G03G 15/08 20060101ALI20240611BHJP
【FI】
G03G15/00 303
G03G15/06 101
G03G15/08 320
(21)【出願番号】P 2020090178
(22)【出願日】2020-05-25
【審査請求日】2023-03-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001254
【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】川崎 智広
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 裕行
(72)【発明者】
【氏名】小林 一敏
(72)【発明者】
【氏名】勝又 啓揮
(72)【発明者】
【氏名】岡村 憩
【審査官】内藤 万紀子
(56)【参考文献】
【文献】特開2007-121939(JP,A)
【文献】特開2012-008577(JP,A)
【文献】特開2006-139227(JP,A)
【文献】特開2007-322716(JP,A)
【文献】特開2010-072402(JP,A)
【文献】特開平11-133725(JP,A)
【文献】特開2017-146470(JP,A)
【文献】特開2011-145452(JP,A)
【文献】特開2013-088631(JP,A)
【文献】特開2018-063299(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2007/0003303(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03G 15/00
G03G 15/06
G03G 15/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を描画する露光装置と、前記像担持体に対向する現像ローラーにより前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給してトナー画像を形成する現像部と、これらを制御する制御部とを備えた画像形成装置であって、
前記像担持体と前記現像ローラーとの間に流れる現像電流を検出する現像電流検出部が設けられ、
前記制御部は、所定の画像形成条件で、前記露光装置により前記像担持体上の画像の送り方向に沿ってベタ画像とこれに続くハーフトーン画像とを有した現像電流検出用パターンを前記像担持体上に描画させ、前記現像部により前記現像電流検出用パターンを現像させるとともに、前記現像電流検出部から現像電流の検出値の時間変化情報を取得し、前記ハーフトーン画像の現像時間中における当該現像電流の部分的な低下部に基づき、前記ベタ画像に拠るゴースト画像の発生の有無を判別
し、
前記制御部は、前記所定の画像形成条件として、前記像担持体の線速に対する前記現像ローラーの線速比である現像Θが異なる複数の画像形成条件を適用し、前記現像電流の部分的な低下部の位置に前記現像Θが異なることに応じた変化があることをもって前記ゴースト画像があると判別する画像形成装置。
【請求項2】
前記現像部は、前記現像ローラーとして前記像担持体上の画像の送り方向に沿って上流の現像ローラー及び下流の現像ローラーを有し、当該上流の現像ローラーにより現像剤の層厚を調整し、当該下流の現像ローラーへ現像剤を受け渡すとともに、前記像担持体上に形成される潜像に対して当該上流の現像ローラーと当該下流の現像ローラーとで時間差を有して現像する請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記現像電流検出用パターンの現像時に前記上流の現像ローラーと前記下流の現像ローラーとに印加する現像バイアスは共通である請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記ゴースト画像があったと判別したときの画像形成条件に対し、画像形成条件を変更する請求項1から請求項3のうちいずれか一に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電子写真方式の複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる現像部として、トナーとキャリアーとを含有する二成分現像剤を用いて現像を行うものが広く用いられている。また、近年では、複数の現像ローラーによりトナーを像担持体に供給して現像する多段現像方式の現像部があり、この現像部では、複数の現像ローラーで現像剤を受け渡し、像担持体上に形成された潜像に対して複数回現像を行うことで、良質な画像を形成することができる(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記した現像部を備えた画像形成装置においては、例えば、ベタ画像を現像する場合などにおいて、1本目の現像ローラーの現像領域でトナーを多く消費したことにより、2本目以降の現像ローラーの現像領域ではトナー濃度が低い現像剤が搬送されるため、他の部分よりトナー濃度が低くなってしまうゴースト画像が発生するおそれがある。
【0005】
また、単一の現像ローラーによってもゴーストが生じることがある。このゴーストは、現像ローラー周期(外径周長/現像Θ)で先の画像パターンに一致した画像が後に発現する現象である。発生メカニズムとしては、前記の複数の現像ローラーによるものとは異なり、現像ローラーを構成するスリーブ表面におけるトナー汚れ有無による現像電位の違いが濃度差を生じさせることによる。詳細には、通常の現像ローラー表面は一様にトナー汚れが生じる場合があるが、その状況下で先の画像パターンの現像が行われた場合、現像ローラー上の当該画像パターンに合致する領域はトナー汚れが解消して電位が下がり、その周囲の領域はトナー汚れが解消していないため、この両者に電位差が生じ、同電位差が濃度差になることによる。
【0006】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、ゴーストの判別を容易にして、画像形成条件の変更によりゴーストを低減可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を描画する露光装置と、前記像担持体に対向する現像ローラーにより前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給してトナー画像を形成する現像部と、これらを制御する制御部とを備えた画像形成装置であって、前記像担持体と前記現像ローラーとの間に流れる現像電流を検出する現像電流検出部が設けられ、前記制御部は、所定の画像形成条件で、前記露光装置により前記像担持体上の画像の送り方向に沿ってベタ画像とこれに続くハーフトーン画像とを有した現像電流検出用パターンを前記像担持体上に描画させ、前記現像部により前記現像電流検出用パターンを現像させるとともに、前記現像電流検出部から現像電流の検出値の時間変化情報を取得し、前記ハーフトーン画像の現像時間中における当該現像電流の部分的な低下部に基づき、前記ベタ画像に拠るゴースト画像の発生の有無を判別し、前記制御部は、前記所定の画像形成条件として、前記像担持体の線速に対する前記現像ローラーの線速比である現像Θが異なる複数の画像形成条件を適用し、前記現像電流の部分的な低下部の位置に前記現像Θが異なることに応じた変化があることをもって前記ゴースト画像があると判別する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ゴーストの判別が容易になり、画像形成条件の変更によりゴーストを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。
【
図2】画像形成装置の機能的構成を示したブロック図である。
【
図5】参考例のベタ画像の平面図と、これを現像したときの現像電流の検出値の時間変化情報(現像電流プロファイル)を示す。
【
図6】先端部のベタ画像のみの平面図及びこれを現像した時の現像電流プロファイルを示す。
【
図7】ハーフトーン画像のみの平面図及びこれを現像した時の現像電流プロファイルを示す。
【
図8】現像電流検出用パターンの平面図及びこれを現像した時の現像電流プロファイルであって正常な場合を示す。
【
図9】現像電流検出用パターンの平面図及びこれを現像した時の現像電流プロファイルであってゴーストが発生した場合を示す。
【
図10】
図9の現像電流プロファイルを、横軸を画像送り距離に置き換えて示した現像電流プロファイルである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【0011】
[画像形成装置の構成]
図1は、本実施形態に係る画像形成装置1の全体構成を概略的に示す図である。
図2は、本実施形態に係る画像形成装置1の主要な機能的構成を示すブロック図である。
図1、2に示す画像形成装置1は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置1は、感光体ドラム413上に形成されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナー画像を中間転写ベルト421に転写(一次転写)し、中間転写ベルト421上で4色のトナー画像を重ね合わせた後、用紙に転写(二次転写)することにより、画像を形成する。
【0012】
画像形成装置1には、YMCKの4色に対応する感光体ドラム413を中間転写ベルト421の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト421に各色トナー画像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【0013】
図2に示すように、画像形成装置1は、画像読取部10、操作表示部20、画像処理部
30、画像形成部40、用紙搬送部50、定着部60、記憶部70、通信部80及び制御部(制御手段、取得手段、切り替え手段)100を備えている。
【0014】
制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103等を備える。CPU101は、R
OM102から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM103に展開し、展開したプログラムと協働して
図2に示す画像形成装置1の各ブロックの動作を集中制御する。
【0015】
画像読取部10は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置11および原稿画像走査装置12(スキャナー)等を備えて構成される。
自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿Dを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Dの画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることができる。
【0016】
原稿画像走査装置12は、自動原稿給紙装置11からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー12aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み
取る。画像読取部10は、原稿画像走査装置12による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部30において所定の画像処理が施される。
【0017】
操作表示部20は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成され、表示部21及び操作部22として機能する。表示部21は、制御部100から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部22は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。
【0018】
画像処理部30は、入力されたジョブの画像データ(入力画像データ)に対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部30は、制御部100の制御下で、階調補正データ(階調補正テーブル)に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部30は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部40が制御される。
【0019】
画像形成部40は、画像処理済みの入力画像データに基づいて、Y成分、M成分、C成分、K成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット41Y、41M、41C、41K、中間転写ユニット42等を備える。
【0020】
Y成分、M成分、C成分、K成分用の画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にY、M、C、又はKを添えて示すこととする。
図1では、Y成分用の画像形成ユニット41Yの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット41M、41C、41Kの構成要素については符号が省略されている。
【0021】
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像部412、感光体ドラム413(像担持体)、帯電装置414、ドラムクリーニング装置415、等を備える。
【0022】
感光体ドラム413は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体(アルミ素管)の周面に
、アンダーコート層(UCL:Under Coat Layer)、電荷発生層(CGL:Charge Generation Layer)、電荷輸送層(CTL:Charge Transport Layer)を順次積層した負帯電型の有機感光体(OPC:Organic Photo-conductor)である。電荷発生層は、電荷発生材料(例えばフタロシアニン顔料)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト)に分散させた有機半導体からなり、露光装置411による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料(電子供与性含窒素化合物)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト樹脂)に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
【0023】
制御部100は、感光体ドラム413を回転させる駆動モーター(図示略)に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム413を一定の周速度(例えば、665mm/s)で回転させる。
【0024】
帯電装置414は、光導電性を有する感光体ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム413に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム413の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム413の表面電荷(負電荷)が中和される。感光体ドラム413の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
【0025】
現像部412は、トナーとキャリアーとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像方式の現像部であり、感光体ドラム413の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー画像を形成する。
【0026】
以下、
図3及び
図4を参照し、現像部412の構成について詳細に説明する。
現像部412は、感光体ドラム413の表面に各色成分のトナーを付着させることによりトナー画像を形成するための装置であり、
図3に示すように、第1現像ローラー412a、第2現像ローラー412b、回収ローラー412c1、規制ブレード412d、撹拌ローラー412e、搬送ローラー412f及びセンサー412gを備える。
【0027】
第1現像ローラー412a及び第2現像ローラー412bは、回転可能な現像スリーブと、現像スリーブの内部に配置された現像マグネットロールとを備える。第1現像ローラー412a及び第2現像ローラー412bは、感光体ドラム413に近接して配置され、感光体ドラム413に近接する現像領域へ現像剤を搬送する。具体的には、第1現像ローラー412a及び第2現像ローラー412bは、同じ回転方向に回転し、現像剤を上流側の第1現像ローラー412aから下流側の第2現像ローラー412bに受け渡して、それぞれのローラーの現像領域へ現像剤を搬送する。現像スリーブは、図中時計回りで回転する。現像マグネットロール内には、磁界を発生させる複数の磁極が配置されている。
【0028】
第2現像ローラー412bの近傍には、余剰な現像剤を回収する回収ローラー412c1が設けられている。回収ローラー412c1によって回収されたトナーは、ガイド部材412c2を介して撹拌搬送部材412c3へと供給されると、撹拌搬送部材412c3によって搬送され、撹拌ローラー412e又は搬送ローラー412fの収容室へと戻される。
【0029】
撹拌ローラー412eおよび搬送ローラー412fは、螺旋形状のスクリュー部材である。撹拌ローラー412eは、回転することによりトナーとキャリアーとを混合撹拌し摩擦帯電する。搬送ローラー412fは、回転することにより、撹拌ローラー412eから搬送され、摩擦帯電された現像剤を第1現像ローラー412aへ搬送する。センサー412gは、撹拌ローラー412eの近傍に配され、トナー濃度を検出する。センサー412
gの検出結果に基づいて、補給部(図示省略)から、消費されたトナーに対応した現像剤の補給がなされる。
【0030】
現像剤が第1現像ローラー412aまで導かれると、第1現像ローラー412aの現像マグネットロールが発生する磁界によって、現像スリーブの外周面上に磁気ブラシが発生して、現像剤の層が現像スリーブの外周面上に形成される。そして、現像スリーブは、図中時計回りに回転することにより、現像剤を磁界によって現像スリーブの外周面に担持しながら、感光体ドラム413に最も接近する現像領域まで搬送する。このとき、規制ブレード412dによって現像剤の層の厚さを規制することにより、一定量の現像剤が現像領域に搬送される。現像領域において、トナーは、第1現像ローラー412aの現像スリーブから感光体ドラム413の表面に形成された静電潜像へ静電的に移行する。一方で、第1現像ローラー412aの現像スリーブ上の現像剤の一部は、磁界の作用により第2現像ローラー412bに受け渡される。第2現像ローラー412bでは、第1現像ローラー412aと同様にして現像スリーブ上に現像剤の層が形成され、現像領域において現像剤が感光体ドラム413に移行する。
このようにして、現像部412は、感光体ドラム413にトナーを供給して静電潜像をトナーによって顕像化する。当該現像部412は、第1現像ローラー412a及び第2現像ローラー412bの2つのローラーを備えることで、現像領域を確保でき、良質な画像を形成することができる。
【0031】
規制ブレード412dは、
図4に示すように、その位置を変更するための可動部412hを備えている。規制ブレード412dの位置を変更することで、第1現像ローラー412aと規制ブレード412dとの隙間を広く又は狭くする、すなわち、現像剤の層の厚さを変更することが可能である。これにより、現像剤搬送量を増やす又は減らすことができる。
具体的には、
図4に示すように、可動部412hは、例えば、規制ブレード412dを支持する弾性部材412h1と、モーター(図示省略)により回転するカム部材412h2と、規制ブレード412dに固定され且つカム部材412h2に接触して設けられた当接板412h3と、を備え、カム部材412h2の回転に伴って当接板412h3が動作することで、規制ブレード412dの感光体ドラム413に対する位置が変更される。
なお、可動部412hは、規制ブレード412dの感光体ドラム413に対する位置を変えることができるものであれば、その構成に限定はない。
【0032】
なお、キャリアーとしては、特に限定されず、一般に使用されている公知のキャリアーを使用することができ、バインダー型キャリアーやコート型キャリアーなどが使用できる。キャリアー粒径としてはこれに限定されるものではないが、15~100μmが好ましい。
トナーも特に限定されず、一般に使用されている公知のトナーを使用することができる。例えば、バインダー樹脂中に、着色剤や必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含有させ、外添剤を処理させたものを使用することができる。トナー粒径は、特に限定されるものではないが、3~15μm程度が好ましい。
【0033】
ドラムクリーニング装置415は、感光体ドラム413の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム413の表面に残存する転写残トナーを除去する。
【0034】
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト421、一次転写ローラー422(転写部)、複数の支持ローラー423、二次転写ローラー424、ベルトクリーニング装置426、及びセンサー427等を備える。
【0035】
中間転写ベルト421は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも1つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、K成分用の一次転写ローラー422よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー423Aが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー423Aが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。
【0036】
一次転写ローラー422は、各色成分の感光体ドラム413に対向して、中間転写ベルト421の内周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、一次転写ローラー422が感光体ドラム413に圧接されることにより、感光体ドラム413から中間転写ベルト421へトナー画像を転写するための一次転写ニップが形成される。
【0037】
二次転写ローラー424は、駆動ローラー423Aのベルト走行方向下流側に配置されるローラー423B(以下「バックアップローラー423B」と称する)に対向して、中間転写ベルト421の外周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、二次転写ローラー424がバックアップローラー423Bに圧接されることにより、中間転写ベルト421から用紙へトナー画像を転写するための二次転写ニップが形成される。
【0038】
一次転写ニップを中間転写ベルト421が通過する際、感光体ドラム413上のトナー画像が中間転写ベルト421に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー422に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト421の裏面側(一次転写ローラー422と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー画像は中間転写ベルト421に静電的に転写される。
【0039】
その後、用紙が二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト421上のトナー画像が用紙に二次転写される。具体的には、二次転写ローラー424に二次転写バイアスを印加し、用紙の裏面側(二次転写ローラー424と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー画像は用紙に静電的に転写される。トナー画像が転写された用紙は定着部60に向けて搬送される。
【0040】
ベルトクリーニング装置426は、中間転写ベルト421の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー424に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成(いわゆるベルト式の二次転写ユニット)を採用しても良い。
【0041】
センサー427は、例えば、ローラー423A及びローラー423Bの間の中間転写ベルト421の表面に対向するよう設けられ、中間転写ベルト421上のトナーの付着量を検出する。センサー427としては、例えば、光学式の反射濃度センサーであって、画像濃度制御などに用いることもできる。
【0042】
定着部60は、トナー画像が二次転写され、搬送されてきた用紙を定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙にトナー画像を定着させる。
【0043】
用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、及び搬送経路部53等を備える。給紙部51を構成する3つの給紙トレイユニット51a~51cには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙(規格用紙、特殊用紙)があらかじめ設定された種類毎に収容される。搬送経路部53は、レジストローラー対53a等の複数の搬送ローラー対を有する。
【0044】
給紙トレイユニット51a~51cに収容されている用紙は、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部53により画像形成部40に搬送される。このとき、レジストローラー対53aが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙の傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部40において、中間転写ベルト421のトナー画像が用紙の一方の面に一括して二次転写され、定着部60において定着工程が施される。画像形成された用紙は、排紙ローラー52aを備えた排紙部52により機外に排紙される。
【0045】
なお、用紙は、長尺紙やロール紙であってもよい。この場合、用紙は、画像形成装置1と接続された給紙装置(図示せず)に収容されており、給紙装置が保有する用紙は、当該給紙装置から用紙給紙口54を介して画像形成装置1へと供給され、搬送経路部53へと送り出される。
【0046】
記憶部70は、例えば、不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブ等により構成される。記憶部70には、画像形成装置1に係る各種設定情報を始めとする各種データが記憶されている。
【0047】
通信部80は、例えばLAN(Local Area Network)カード等の通信制御カードで構成され、LAN、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピューター)との間で各種データの送受信を行う。
【0048】
[ゴースト対策]
次にゴースト画像の発生を抑制する対策技術について説明する。
対策対象のゴースト画像は、上述した複数の現像ローラーによるコースト画像と、単一の現像ローラーによるゴースト画像である。
複数の現像ローラーによるコースト画像は、上記画像形成装置1の現像部412のように像担持体としての感光体ドラム413上の画像の送り方向に沿って上流の第1現像ローラー412a及び下流の第2現像ローラー412bを有するもので生じ得る。上流の第1現像ローラー412aにより現像剤の層厚を調整し、下流の第2現像ローラー412bへ現像剤を受け渡すとともに、感光体ドラム413上に形成される潜像に対して上流の第1現像ローラー412aと当該下流の第2現像ローラー412bとで時間差を有して現像するものである。
現像ローラーの本数としては、2本以上が上流から下流に並ぶものであれば、複数の現像ローラーによるコースト画像が生じ得る。
上流側の現像ローラーでのベタ画像などの現像に起因して濃度低下したトナーが下流側の現像ローラーに受け渡されることで、下流側の現像ローラーによる現像部分で他の部分よりトナー濃度が低くなってしまうゴースト画像が発生する。現像ローラーが2本の場合は、2本目で1本目に起因したゴースト画像が生じ得る。3本以上の場合は、2本目で1本目に起因したゴースト画像、さらに3本目で1本目に起因したゴースト画像及び2本目に起因したゴースト画像・・・というように複合的になる。
【0049】
単一の現像ローラーによるゴースト画像は、単一の現像ローラーしか有さない現像部のほか、上記のように複数の現像ローラーが上流から下流に並ぶ現像部における個々の単一現像ローラーに起因して生じ得る。
【0050】
画像形成装置1には、感光体ドラム413と現像ローラー412a,412bとの間に流れる現像電流を検出する現像電流検出部409が設けられている。
まず、理解を容易にするために
図5に示すようなベタ画像IMを現像する場合につき説明する。
図5中にベタ画像IMの平面図と、制御部100が現像電流検出部409から取得した現像電流の検出値の時間変化情報(以下、「現像電流プロファイル」)を示す。
制御部100は、上流の第1現像ローラー412aと下流の第2現像ローラー412bとに印加する現像バイアスを共通とした条件で、画像形成動作を実行する。
図5の現像電流プロファイル上の点A(画像先端)では、ベタ画像IMに対応した感光体413上の潜像の先端が上流の第1現像ローラー412aに対向し、上流の第1現像ローラー412aで現像が開始される。そのため、現像電流の検出値が上がる。
図5の現像電流プロファイル上の点Bでは、ベタ画像IMに対応した感光体413上の潜像の先端が下流の第2現像ローラー412bの対向位置まで到達し、上流の第1現像ローラー412aに加え下流の第2現像ローラー412bでも現像が開始される。そのため、点Aよりさらに現像電流の検出値が上がる。
図5の現像電流プロファイル上の点Cでは、ベタ画像IMに対応した感光体413上の潜像の後端が上流の第1現像ローラー412aの対向位置を抜け、下流の第2現像ローラー412bだけで現像が行われる。そのため、点Bより現像電流の検出値が下がる。
図5の現像電流プロファイル上の点D(画像後端)では、下流の第2現像ローラー412bによる現像が終了する。
なお、A‐B,C‐D間の時間は、第1現像ローラー412aと第2現像ローラー412bの感光体413に対向する位置の相対角と、感光体413の線速から定まる。
【0051】
次に、ゴーストを検出するための現像電流検出用パターンCTにつき説明する。
現像電流検出用パターンCTは、感光体413上の画像の送り方向に沿って20mmのベタ画像CTaとこれに余白5mmを介して続くハーフトーン画像CTbとを有するものである。
図6にベタ画像CTaのみの平面図及びこれを現像した時の現像電流プロファイルを示す。
図7にハーフトーン画像CTbのみの平面図及びこれを現像した時の現像電流プロファイルを示す。
図8に現像電流検出用パターンCTの平面図及びこれを現像した時の現像電流プロファイルであって正常な場合を示す。
図9に現像電流検出用パターンCTの平面図及びこれを現像した時の現像電流プロファイルであってゴーストが発生した場合を示す。
【0052】
図6から
図8において、第1現像ローラー412aの対向位置に対し、ベタ画像CTaの先端が到達した点を点A1、ベタ画像CTaの後端が到達した点を点A2、ハーフトーン画像CTbの先端が到達した点を点A3とする。また、第2現像ローラー412bの対向位置に対し、ベタ画像CTaの先端が到達した点を点B1、ベタ画像CTaの後端が到達した点を点B2、ハーフトーン画像CTbの先端が到達した点を点B3とする。
図6に示すようにベタ画像CTaの先端が第1現像ローラー412aの対向位置に到達した点A1から第2現像ローラー412bの対向位置に到達した点B1までの感光体413の潜像送り距離は、ベタ画像CTaの潜像送り方向寸法(A1-A2又はB1-B2)の20mmより長い距離(具体的には22.7mm)である条件としている。
したがって、第1現像ローラー412aによるベタ画像CTaの現像時間帯と、第2現像ローラー412bによるベタ画像CTaの現像時間帯とが重ならず、互いに離れている。
また、
図7に示すようにベタ画像CTaの後端が第1現像ローラー412aの対向位置に到達した点A2、ベタ画像CTaの先端が第2現像ローラー412bの対向位置に到達した点B1、ハーフトーン画像CTbの先端が第1現像ローラー412aの対向位置に到達した点A3の時系列となる。
したがって、ベタ画像CTaとハーフトーン画像CTbの合成からなる現像電流検出用パターンCTの場合は、
図8に示した通りとなる。
【0053】
図9に示す例にあっては、ベタ画像CTaのゴースト画像に相当するネガゴーストCTgが発生している。
図9の現像電流プロファイルにおいてB3直後に20mm幅相当のネガゴーストCTgが生じている。
図9の現像電流プロファイルにおいてネガゴーストCTgは、ハーフトーン画像CTbの現像時間中における現像電流の部分的な低下部として表出している。
図9の現像電流プロファイルを、横軸を画像送り距離に置き換えて示すと
図10に示す通りとなる。現像電流の低さは現像された画像の濃度に対応しており、ハーフトーン画像CTb中でネガゴーストCTgの部分が際立って濃度低下していることが示される。現像Θを上げるとネガゴーストCTgの発生位置は先端方向にずれ、局所的な低さは低減する。ここで現像Θとは、像担持体(感光体413)の線速に対する現像ローラーの線速比である。
以上のネガゴーストCTgは、上述した複数の現像ローラーによるコースト画像と、単一の現像ローラーによるゴースト画像のうち前者である。
後者のゴースト画像の発生位置は、現像ローラーの外径と現像Θから特定可能である。
例えば、外径25mm、現像Θ=1.8であれば、25*π/1.8=43mm周期となる。したがって、ゴースト画像は先端のベタ画像CTaから43mm後に発生する。
【0054】
以上のことを踏まえて
図11及び
図12のフローチャートを参照しつつ、ゴースト検知と、ゴーストを回避する画像形成条件の変更の手順につき説明する。
制御部100は、正常な画像形成装置1の初期において現像電流検出用パターンCTの現像を実行する(S1)。このとき制御部100は、所定の画像形成条件で、露光装置411により感光体413上の画像の送り方向に沿って現像電流検出用パターンCTを感光体413上に描画させ、現像部412により現像電流検出用パターンCTを現像させる。
また、それとともに制御部100は、現像電流検出部409から現像電流の検出値の時間変化情報、すなわち、現像電流プロファイルを取得し、適用した画像形成条件とともに保存する(S2)。
【0055】
画像形成装置1の稼働期間を経た後、制御部100は、定期的又は必要時の検査時に現像電流検出用パターンCTの現像を実行する(S11)。このときも同様に制御部100は、所定の画像形成条件で、露光装置411により感光体413上の画像の送り方向に沿って現像電流検出用パターンCTを感光体413上に描画させ、現像部412により現像電流検出用パターンCTを現像させる。
また、それとともに制御部100は、現像電流検出部409から現像電流の検出値の時間変化情報、すなわち、現像電流プロファイルを取得し、S2で保存した初期の現像電流プロファイル及び画像形成条件を読み出し(S12)、現検査時の現像電流プロファイルと初期の現像電流プロファイルとを比較する。この比較によりネガゴーストCTg部分における現像電流の低下レベルを検出し、検出値(低下レベル)が所定の閾値を超えるか否か判断することにより、ベタ画像CTaに拠るゴースト画像か否か判別する(S13)。検出値(低下レベル)が所定の閾値を超えていれば、ゴースト画像が発生していると判別する。
【0056】
ステップS13でNO(ゴースト発生なし)となれば、問題ないとして終了する。S11で適用した画像形成条件を引き続き適用する。
なお、制御部100は、ステップS1及びS11を、上流の現像ローラー412aと下流の第2現像ローラー412bとに印加する現像バイアスを共通とした条件で実行する。異なった現像バイアスを各々の現像ローラーに印加すると、それぞれの現像ローラー間に電位差が生じ、電流が流れてしまう。従って、共通した現像バイアスの方が現像電流検出部409での検出精度が良好となるからである。
【0057】
一方、ステップS13でYES(ゴースト発生)となれば、制御部100は、画像形成条件を変更し(S14)、変更した画像形成条件に従って現像電流検出用パターンCTの現像を実行する(S15)。すなわち、制御部100は、変更後の画像形成条件で、露光装置411により感光体413上の画像の送り方向に沿って現像電流検出用パターンCTを感光体413上に描画させ、現像部412により現像電流検出用パターンCTを現像させる。
また、それとともに制御部100は、現像電流検出部409から現像電流の検出値の時間変化情報、すなわち、現像電流プロファイルを取得し、変更後の現像電流プロファイルと初期の現像電流プロファイルとを比較する。この比較によりネガゴーストCTg部分における現像電流の低下レベルを検出し、検出値(低下レベル)が所定の閾値を超えるか否か判断することにより、ベタ画像CTaに拠るゴースト画像か否か判別する(S16)。検出値(低下レベル)が所定の閾値を超えていれば、ゴースト画像が発生していると判別する。
ステップS16でYES(ゴースト発生)となれば、さらに他の画像形成条件に変更ししてステップS14-S16を繰り返す。
ステップS16でNO(ゴースト発生なし)となった画像形成条件を選定し(S17)、終了する。以後はS17で選定した画像形成条件を適用して画像形成装置1を稼働させる。
【0058】
以上のステップS14の画像形成条件の変更は、具体的には以下のようにするとよい。
ステップS14で変更する前記画像形成条件として、現像バイアス(ACpp,Duty)、現像周波数f、トナー濃度、トナー搬送量、現像Θ、感光体413と現像ローラー412a,412bの間隙が挙げられる。
【0059】
発生したゴースト画像が複数の現像ローラーによるゴースト画像である場合は次の通りである。
一つには、現像Θを上げる。現像Θを上げることでゴーストが低減した現像電流プロファイルが得られる可能性がある。
他には現像バイアス(ACpp,Duty)、現像周波数fを変更することで、ゴーストが低減した現像電流プロファイルが得られる可能性がある。
他にはトナー濃度を上げることで、ゴーストが低減した現像電流プロファイルが得られる可能性がある。
他には現像剤搬送量を上げることで、ゴーストが低減した現像電流プロファイルが得られる可能性がある。
感光体413と上流の第1現像ローラー412aとの間隙を広げることで、ゴーストが低減した現像電流プロファイルが得られる可能性がある。
【0060】
発生したゴースト画像が単一の現像ローラーによるゴースト画像である場合は次の通りである。
一つには現像バイアスのACppを下げる。
他には現像バイアスのDutyを大きくする。
他には現像Θを下げる。
他には感光体413と上流の第1現像ローラー412aとの間隙を広げる。
他には現像剤搬送量を下げる。
それぞれゴーストが低減した現像電流プロファイルが得られる可能性がある。
以上の変更項目は2以上を変更してもよい。
【0061】
以上説明したように現像Θによりゴースト画像の発生位置は異なるので、ゴースト画像の判別に利用してもよい。
すなわち、制御部100は、ステップS11又は/及びS14において現像Θが異なる複数の画像形成条件を適用してそれぞれ現像電流プロファイルを得る。その上で制御部100は、これらの現像電流プロファイル間の比較において、部分的な低下部の位置に現像Θが異なることに応じた変化があることをもってゴースト画像があると判別する。これらの現像電流プロファイル間の比較において、部分的な低下部の位置に変化がないか、変化があっても現像Θが異なることに応じた変化ではない場合は、制御部100はゴースト画像ではないと判別する。これにより、ゴーストの判別制度を上げることができる。
【0062】
以上説明したように本実施形態によれば、ゴーストの判別が容易になり、画像形成条件の変更によりゴーストを低減することが可能になる。
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【符号の説明】
【0063】
1 画像形成装置
20 操作表示部
40 画像形成部
41 画像形成ユニット
412 現像部
412a,412b 現像ローラー
412c1 回収ローラー
412c2 ガイド部材
412c3 撹拌搬送部材
412d 規制ブレード
412e 撹拌ローラー
412f 搬送ローラー
412g センサー
412h 可動部
412h1 弾性部材
412h2 カム部材
412h3 当接板
413 感光体ドラム
427 センサー
100 制御部(制御手段、取得手段、搬送量制御手段)
409 現像電流検出部
CT 現像電流検出用パターン
CTa ベタ画像
CTb ハーフトーン画像
CTg ネガゴースト(ベタ画像CTaのゴースト画像)