JP2000310909A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー担持体表面の残留トナーをリフレッシ
ュして、帯電的に均一なトナーの薄層を形成できるよう
にし、トナー担持体表面のトナーの粒度分布が、長期間
の使用に対しても変化しないようにすることで画像濃度
低下やカブリといった画像不良を解決する画像形成方法
を提供する。 【解決手段】 静電潜像担持体１と対向してトナーを現
像領域に搬送するトナー担持体７を設け、記録媒体８へ
の非転写時に、前記トナー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トナー担持体表面をリフレ
ッシュするリフレッシュ用交番電界を前記静電潜像担持
体と前記トナー担持体との間に作用させるリフレッシュ
工程を備え、画像上の印字密度が所定密度値を下回った
場合に、前記リフレッシュ工程を行うことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電潜像担持体と
対向して、トナーを現像領域に搬送するトナー担持体を
設け、記録媒体への非転写時に、前記トナー担持体上の
トナーをリフレッシュするリフレッシュ手段を備えた画
像形成方法及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に１成分現像装置においては、画像
形成を繰り返し行うことにより粒径の小さなトナーがト
ナー担持体表面に高い帯電量による鏡映力のために付着
し、他のトナー粒子がトナー担持体との間で摩擦帯電す
ることを阻害し、トナー担持体上で均一な帯電が行われ
ないまま静電潜像部まで搬送されることにより、画像濃
度低下やカブリといった問題を引き起こすことがある。

【０００３】このような現象は、特に画像上の原稿印字
率が低い場合に、トナー担持体（現像スリーブ）から静
電潜像部（感光体ドラム）に飛翔するトナーが少ないた
めに、トナー粒子が現像スリーブ上に残りやすいため、
促進され、画像濃度低下やカブリが発生する。このよう
な場合には、ベタ黒等の原稿印字率が高いパターンによ
り現像スリーブからトナーを感光体ドラム側に多量のト
ナーを飛翔させ、該トナーを記録媒体に転写させてトナ
ーを消費することにより緩和することが可能ではある
が、長期にわたりトナーの消費が行われないまま放置し
た後に、ベタ黒パターンを印字しない場合には現像スリ
ーブ表面にトナー粒子が湿度等の影響により固着され、
回復しないこともある。そして、環境条件としては、低
湿環境で特に現れやすい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来からの検討では、
トナー担持体の表面形状、材質の検討により、トナーの
帯電付与能力が十分に発揮できるように改良されてきて
はいるが、場合によってはトナーの帯電が過剰となり前
記のような現象が生じやすくなることがある。そして、
交番バイアスにより、静電潜像部とトナー担持体の間の
現像エリアにおいては、トナーの往復運動が行われる。
よって、交番バイアスの現像に要する時間より、現像に
要さない時間内に、現像時より大きい交番バイアス値を
印加することにより、トナー担持体からのトナーを剥ぎ
取って、前記静電潜像部へ該トナーを飛翔させることが
できる。

【０００５】したがって、印字率が低い場合、すなわ
ち、１枚の画面において印字ドットが少ない場合は、画
像形成後に前記トナー担持部のトナーを消費するように
前記トナー担持部に交番電界の印加を行うことによっ
て、前記トナー担持部表面はリフレッシュされ、画像の
劣化を防げることができる。

【０００６】また、リフレッシュ時、トナー担持部と静
電潜像部にリフレッシュ用交番電界をかけるが、このた
めに現像器内で発生した逆極性チャージトナーが転写部
に付着し、印字用紙の裏を汚染してしまうことがあっ
た。また、帯電電圧が低下する高湿環境下では、正規帯
電トナー中に逆極性トナーが混在することがあるがこれ
も同様な問題を生じさせる。

【０００７】上述の事情に鑑み、本発明は、必要に応じ
てトナー担持体表面の残留トナーをリフレッシュして、
帯電的に均一なトナーの薄層を形成できるようにし、ト
ナー担持体表面のトナーの粒度分布が、長期間の使用に
対しても変化しないようにすることで画像濃度低下やカ
ブリ、及びリフレッシュ工程実施後の印字用紙裏汚れと
いった画像不良を解決する画像形成方法及び画像形成装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】本発明は、静電潜像担持体
と対向してトナーを現像領域に搬送するトナー担持体を
設け、記録媒体への非転写時に、すなわち、前記静電潜
像担持体上のトナー像を前記記録媒体に転写が終わった
後に、前記トナー担持体上のトナーをリフレッシュする
画像形成方法及び装置である。

【０００９】そして、請求項１は方法発明であって、静
電潜像担持体と対向してトナーを現像領域に搬送するト
ナー担持体を設け、記録媒体への非転写時に、前記トナ
ー担持体上のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送して
前記トナー担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ
用交番電界を前記静電潜像担持体と前記トナー担持体と
の間に作用させるリフレッシュ工程を備えた画像形成方
法において、画像上の印字密度が所定密度値を下回った
場合に、前記リフレッシュ工程を行うことを特徴とす
る。

【００１０】そして、該方法発明を実現するために請求
項１３に記載する装置発明は、静電潜像担持体と対向し
てトナーを現像領域に搬送するトナー担持体を設け、記
録媒体への非転写時に、前記トナー担持体上のトナーを
リフレッシュする画像形成装置において、画像上の画像
パターンに対応する印字密度を計数処理する印字密度処
理手段と、前記印字密度が所定密度値を下回った場合
に、前記トナー担持体上のトナーを前記静電潜像担持体
側に搬送するリフレッシュ用交番電界を前記静電潜像担
持体と前記トナー担持体との間に作用させるリフレッシ
ュ手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】前記静電潜像担持体と前記トナー担持体に
より画像形成を繰り返した場合、画像上の印字密度が所
定密度値を下回ると、前記トナー担持体から前記静電潜
像担持体に飛翔するトナー量は印字密度が高い場合より
少なく、前記トナー担持体に残るトナー量が多い。この
状態で長期間放置されると前記トナー担持体表面にトナ
ー粒子が湿度等の影響により固着され、回復しないこと
もある。

【００１２】また、トナーがある一定温度以上の状態で
攪拌、放置され続け、特に現像ローラから引き剥がされ
ることが少ないと前記同様トナーが過帯電し、そしてそ
れをもとに凝集したり、熱によるソフトケーキング状態
で凝集したりするとトナーが通常通り帯電できずに画像
濃度自身が低下する場合がある。

【００１３】さらに湿度が高いと、空気中の水分によっ
てリークがおこり、トナーの帯電が十分できなくなって
画像濃度が低下する場合があり、低印字時は、現像ロー
ラ近傍のトナーは過帯電、表層のトナーが未帯電と、現
像ローラ上での帯電の平衡が大きく崩れ、画像形成が行
われなくなってしまう場合がある。

【００１４】そこで、画像上の画像パターンに対応する
印字密度を計数処理する印字密度処理手段と、前記印字
密度が所定密度値を下回った場合に、前記トナー担持体
上のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送するリフレッ
シュ用交番電界を前記静電潜像担持体と前記トナー担持
体との間に作用させるリフレッシュ手段とを設け、前記
静電潜像担持体に画像上の画像パターンに対応する静電
潜像を形成するドット数を計数し、実際の画像パターン
に用いる黒ドット数に対する全頁数を黒ベタとした場合
のドット数との比による印字密度を求め、画像上の印字
密度が所定密度値を下回った場合に、前記静電潜像担持
体上のトナー像を前記記録媒体に転写が終わった後に、
前記リフレッシュ手段により、前記トナー担持体表面の
トナーを前記静電潜像担持体に飛翔させてリフレッシュ
を行うことにより、前記トナー担持体表面が清掃され、
そして、前記静電潜像担持体表面に付着したトナーは前
記静電潜像担持体表面のクリーニング手段により清掃す
る事ができる。

【００１５】そして、リフレッシュ工程を行う時期は、
１枚の記録媒体の画像形成が終了した後に、連続して行
っても、設定枚数の画像形成が終了した後、所定枚数
（例えば、６４枚、１００枚等）の画像形成終了後に連
続して行ってもよい。また、現像器の中に温度と湿度を
計測するセンサー装置を設置し、温度や湿度が所定値以
上の場合、もしくは原稿密度が所定密度値を下回り、か
つ温度や湿度が所定値を越えた場合に実施するようにし
てもよい。ただ、画像形成が終了した後にこのリフレッ
シュ工程を行うと、画像形成動作が終了後に機械が作動
するからユーザーは故障、若しくは異常と思ってしまう
ことがあるため、リフレッシュ工程が必要になった場合
それを記憶するメモリを用意し、次の印字が指示された
ときにメモリの内容を参照して印字動作に先立って行う
ようにしてもよい。また、電源スイッチをｏｆｆした
後、一定の時間内にリフレッシュ工程を終了して、待機
状態もしくは電源の完全遮断状態になってもよい。ま
た、電源スイッチｏｎ後の一定時間内に（すなわち、ウ
ェームアップと同時に）行ってもよく、また、状況に応
じて、フロントパネルやコンピュータからのコマンドを
用いて手動で行えるようにしてもよい。

【００１６】また、請求項２、１４に記載するように、
画像上の印字密度に応じて前記リフレッシュ用交番電界
の印加時間を制御するように構成することも本発明の有
効な手段である。印字密度が小さいほど前記トナー担持
体から前記静電潜像担持体へ飛翔するトナー量は少なく
なり、前記トナー担持体表面に残る残留トナー量は多く
なるので、リフレッシュ用交番電界の印加時間を長くす
ることが望ましい。

【００１７】また、請求項３に記載する方法発明は、静
電潜像担持体と対向してトナーを現像領域に搬送するト
ナー担持体を設け、記録媒体への非転写時に、前記トナ
ー担持体上のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送して
前記トナー担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ
用交番電界を前記静電潜像担持体と前記トナー担持体と
の間に作用させるリフレッシュ工程を備えた画像形成方
法において、画像形成される記録媒体の頁数を計数する
とともに、画像上の印字密度を計数して平均印字密度を
求め、所定頁数を計数するとともに、前記平均印字密度
が所定密度値を下回った場合に、前記リフレッシュ工程
を行うことを特徴とする。

【００１８】ここにおいて、「所定頁数を計数するとと
もに、前記平均印字密度が所定密度値を下回った場合」
とは、以下の場合を含む。 （イ）記録媒体の頁数を計数するとともに、画像上の印
字密度を計数し、頁数と印字密度が同時に所定値を計数
した場合、（ロ）記録媒体の頁数が所定値を計数した後
に、画像上の印字密度が所定値を計数した場合、（ハ）
画像上の印字密度が所定値を計数した後に、記録媒体の
頁数が所定値を計数した場合、よって、記録媒体の頁数
の計数は、リフレッシュ工程が終わるまで継続していて
も、所定枚数まで計数するとリセットされ、また１枚目
からカウントしてもよい。

【００１９】通常、画像上の印字密度が所定密度値より
小さい場合でも、長期間放置しない場合、印字を継続す
ることにより印字密度が平均化してくるので、リフレッ
シュを行うには、記録媒体の頁数と印字密度とのアンド
をとることが望ましい。しかしながら、前記（イ）のよ
うに、頁数と印字密度が同時に所定値を計数する場合よ
り、前記（ロ）及び（ハ）のように一方が先に所定値を
計数する場合が多い。よって、一般的には、所定頁数の
計数時には印字密度は種々異なった値を示す。そして、
印字密度の値の大小により必要とするリフレッシュ用交
番電界の印加時間は異なる。よって、印字密度が異なっ
てもリフレッシュ用交番電界の印加時間を制御すること
により、必要とする印加時間に合致させることができ
る。

【００２０】前記請求項３記載の方法発明を実現するた
めに、請求項１５に記載するように、静電潜像担持体と
対向してトナーを現像領域に搬送するトナー担持体を設
け、記録媒体への非転写時に、前記トナー担持体上のト
ナーをリフレッシュする画像形成装置において、画像形
成される記録媒体の頁数を計数する計数手段と、画像上
の画像パターンに対応する印字密度を計数処理して平均
印字密度を求める平均印字密度処理手段と、前記印字密
度が所定密度値を下回った場合に、前記トナー担持体上
のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送するリフレッシ
ュ用交番電界を前記静電潜像担持体と前記トナー担持体
との間に作用させるリフレッシュ手段とを備え、前記計
数手段で所定頁数を計数した時に、前記平均印字密度処
理手段で計数した値が所定密度値を下回った場合に、前
記リフレッシュ手段を動作させるように構成する。

【００２１】そして、請求項４、１６に記載するよう
に、前記平均印字密度に応じて前記リフレッシュ用交番
電界の印加時間を制御するように構成することも本発明
の有効な手段である。前記リフレッシュ用交番電界は一
律に所定時間印加する必要はなく、平均印字密度に応じ
て印加時間を可変制御することが望ましい。

【００２２】そして、請求項５、１７に記載するよう
に、前記所定密度値は３％であることが望ましい。図４
のグラフ１に示すように、印字率が３％を下回ってきた
ときに、耐刷評価後の画像濃度が低くなっている。

【００２３】また、請求項６、１８に記載するように、
前記リフレッシュ用交番電界は、画像形成時に前記静電
潜像担持体と前記トナー担持体との間に作用する交番電
界より実効値において大に設定することも本発明の有効
な手段である。

【００２４】また、請求項８に記載するように、機内の
現像器内の温度や湿度がある所定の値を超えたときにリ
フレッシュを実施するようにしてもよく、これを実現す
るために請求項２０に記載するように、機内の現像器内
に温度と湿度を測定するセンサー装置を設置し、該セン
サー装置が現像器内の温度と湿度が所定値を越えたこと
を検出したときリフレッシュを実施させる手段を設ける
ことが望ましい。

【００２５】またこうしたリフレッシュの際、現像器内
で発生した逆極性チャージトナーが転写部に付着し、印
字用紙の裏を汚染してしまうことがあったが、請求項９
に記載するようにリフレッシュ中は前記静電潜像担持体
上のトナーが転写部を通過するまで転写部に転写逆バイ
アスを印加し、前記静電潜像担持体上のトナーのクリー
ニングが終了したのち（例えば、前記静電潜像担持体を
１〜２周した後）転写部に転写正バイアスを印加して前
記静電潜像担持体を回転させ、逆極性トナーをクリーニ
ングすればリフレッシュモード実施後の印字用紙裏汚れ
を防止することができる。これを実現するため請求項２
１に記載するように、前記リフレッシュ手段はリフレッ
シュに際して前記静電潜像担持体上のトナーが転写部を
通過するまで転写部に転写逆バイアスを印加し、前記静
電潜像担持体上のトナーのクリーニングが終了したのち
転写部に転写正バイアスを印加して前記静電潜像担持体
を回転させ、逆極性トナーをクリーニングする手段を設
けることが望ましい。

【００２６】また、リフレッシュが必要になったとき、
それを印字動作が終了したときではなくて次の印字動作
が指示されたときに行うため、請求項７に記載するよう
に、前記画像上の印字密度、もしくは前記平均印字密度
が所定密度値を下回った場合にこれをメモリに記憶し、
次の印字動作指示があったときにこのメモリの内容を参
照して印字動作に入る前にリフレッシュ工程を実施し、
その後印字動作に入るようにすればよい。これを実現す
るため請求項１９に記載するように、前記画像上の印字
密度、もしくは前記平均印字密度が所定密度値を下回っ
た場合にこれを記憶するメモリをもち、次の印字動作指
示があったとき前記メモリの内容を参照してリフレッシ
ュ工程を実施した後印字動作に入るように構成する。

【００２７】耐刷後の画像濃度は、画像形成時とリフレ
ッシュ時とに同じ強さの交番電界を印加（Ａの場合）す
るか、また、リフレッシュ時の交番電界を画像形成時よ
りも強く（Ｂの場合）するかによって異なる。例えば、
図６のグラフ３に示すように、印字枚数が２００００枚
までは前記Ａ，Ｂの場合ともに画像濃度が変わらない
が、２００００枚を越えるとＡの場合の画像濃度は低下
する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形
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。

【００２９】図１は本発明の実施の形態を示した画像形
成装置の概略断面図である。同図において、ａ−Ｓｉで
形成される感光体ドラム１のまわりには、帯電器２、露
光ユニット３、現像スリーブ７を有する現像器４、転写
ローラ５、クリーナ６を配置している。感光体ドラム１
及び現像スリーブ７は、それぞれ図中の矢印の方向に回
転し、画像形成を行うものとする。帯電器２により、ａ
−Ｓｉ感光体上を約＋２４０［Ｖ］に均一に帯電させ、
露光ユニット３により感光体上に静電潜像の形成を行
う。このとき露光後の感光体表面電位は、約＋１０
［Ｖ］である。

【００３０】ａ−Ｓｉ感光体ドラム１と現像器スリーブ
７との間には交番電界（Ｖｄｃ＝１６０［Ｖ］、Ｖｐｐ
＝１．８［ｋＶ］、ｆ＝２．４［ｋＨｚ］）を作用させ
て、感光体の露光部分にトナー像を現像させる。図２に
本実施の形態に用いる現像バイアスの波形を示す。現像
された感光体ドラム１のトナー像は、記録媒体８上に転
写ローラ５によって転写され、記録媒体搬送方向下流側
に配置される定着器（不図示）により定着される。この
とき、転写ローラ５には、環境や記録媒体の種類・抵抗
等により異なるが負極性の高圧バイアスを印可する。ト
ナーは、正帯電磁性トナーを使用し、トナーの平均粒径
ｄは、５．０〜８．０［μm］とする。

【００３１】上記の画像形成装置において、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、画像上の原稿密度ａｎの測定を行い、測定された記
憶媒体１枚面毎の原稿密度ａ_１、ａ_２、ａ_３、．．．、
ａ_ｎの平均原稿密度Ａが３［％］を下回った場合に、画
像形成を中止して、非画像形成状態にして現像スリーブ
７上のトナーを感光体ドラム１側に飛翔させて消費する
ように、トナー担持部７に交番電界の印加を行う。尚、
本実施の形態では、すぐに画像形成を中止した場合につ
いて説明したが、連続印字中の場合には連続印字終了後
に行うようにしてもよい。

【００３２】トナー担持部７は、定形あるいは不定形粒
子によるブラスト処理を施した表面を有し、交番電界と
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。画像印字密度の演算は、プリン
ト毎に行い、ある一定枚数（例えば、１〜５００枚）の
平均印字率を算出し、印字密度に応じて感光体ドラム１
に画像形成していない時（非画像形成時）に現像スリー
ブからトナーを飛翔させてトナーの消費を行う。このリ
フレッシュ工程により感光体ドラム１の前記非画像形成
時に付着したトナーは感光体ドラム１の回転によりクリ
ーナ６によって削り取られる。この際に前記転写ローラ
５にトナーと同極性のＤＣバイアス電圧を印加されてい
るので、転写ローラ５にはトナーが付着することはな
い。

【００３３】つまり、平均印字率を算出した後、静電潜
像担持体である感光体ドラム１とトナー担持体である現
像スリーブ７が駆動状態にあるときにトナー消費が行え
るように交番バイアスの制御を行う。そして、平均印字
率３％以下のときにトナーチャージアップが起こり易い
ことが実験的に確認されている。また、平均印字率が低
くなると現像スリーブでの残留トナーの量が増え、その
残留トナーを剥すための交番バイアスの印加時間を長く
し、現像スリーブを複数回回転させて感光体ドラムへト
ナーを飛翔させる量を多くする必要がある。よって、前
記非画像部に於けるトナー消費量については、最小３％
原稿印字相当とするが、リフレッシュモードを数種類持
たせることで状況（使用環境等）に応じた対応がとれる
ように設定を行うことが望ましい。

【００３４】また、リフレッシュ工程においては、リフ
レッシュ用交番電界は、画像形成時の交番電界より実効
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。

【００３５】なお、逆極性トナーによる用紙裏汚れを防
止するため、リフレッシュに際して前記静電潜像担持体
上のトナーが転写部を通過するまで転写ローラ５に転写
逆バイアス（トナーと同極性）を印加し、前記静電潜像
担持体上のトナーのクリーニングが終了したのち（例え
ば、前記静電潜像担持体を１〜２周した後）転写部に転
写正バイアス（トナーと逆極性）を印加して前記静電潜
像担持体を回転させ、逆極性トナーをクリーニングする
ようにしてもよい。

【００３６】次に、図３に示す流れ図を用いて本実施の
形態の動作を説明する。ユーザーが画像形成装置を使用
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）、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）。

【００３７】所定の頁数（６４枚）になっても（５
２）、平均印字率ＡがＡ＜３％となるまではステップ５
０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、Ａ＜０．５％である場合には交番バ
イアスが１５．０ｓｅｃの間印加され（５５）、Ａ＜１
％である場合には交番バイアスが１２．９ｓｅｃの間印
加され（５７）、Ａ＜２％である場合には交番バイアス
が１０．５ｓｅｃの間印加され（５９）、Ａ＜３％の場
合には交番バイアスが５．２ｓｅｃの間印加される（６
１）。

【００３８】図７は、前記したリフレッシュ工程実施後
の印字用紙裏汚れをも防止する実施例の場合の流れ図
で、図３と同じ工程には同一番号を付した。図３で「平
均印字率Ａ、Ａ＜０．５［％］？」の５４以後の工程
は、図７の流れ図では７１の「メインモータ終了時交番
バイアス印加」、７２の「現像バイアス印加時転写逆バ
イアス印加」、７３の「転写逆バイアス印加後転写正バ
イアスを印加」と省略して示してある。図７において、
５３で平均印字率ＡがＡ≦３％となると、７１で感光体
ドラム１及び現像スリーブ７を回転するメインモータ
（不図示）が停止して図３の流れ図の５４から６１の工
程に従って交番バイアスが所定時間印加されると、７２
で転写ローラ５にトナーと同極性のＤＣバイアス電圧を
印加して正規帯電トナーが転写ローラ５に付着するのを
防止し、この状態を感光体ドラム１のクリーニングが済
むまで（例えば、感光体ドラムを１〜２周するまで）続
け、最後に７３において転写ローラ５に転写正バイアス
を印加して感光体ドラムを回転させ、逆極性トナーをク
リーニングしてリフレッシュが完了する。

【００３９】図８は、画像上の印字密度、もしくは平均
印字密度が所定密度値を下回った場合に、次の印字動作
開始に先立ってリフレッシュを行わせる場合の流れ図
で、図３と同じ工程には同一番号を付した。図３で「平
均印字率Ａ、Ａ＜０．５［％］？」の５４以後の工程
は、図８の流れ図では８０の「メモリ」、８１の「印字
動作指示」、８２の「交番バイアス０．５ｓｅｃ印
加」、８３の「印字動作メインモータＯＮ」となり、５
４から６１までの工程が８２の「交番バイアス０．５ｓ
ｅｃ印加」で省略して示してある。。図８において、５
３で平均印字率ＡがＡ≦３％となると、８０でメモリー
に記憶され、現在の印字動作が終了して次の印字動作が
８１で指示されると、メモリの内容が参照されてリフレ
ッシュ動作が必要なことが図示していない制御装置に伝
えられ、８２で図３の流れ図の５４から６１の工程に従
って交番バイアスが所定時間印加されてリフレッシュ動
作が行われ、それが済むと８３で通常の印字動作が行わ
れる。

【００４０】

【実施例】（第１実施例）本実施例では、６４枚毎に平
均印字密度（印字率）Ａを算出した。この印字率をもと
に６４枚目の出力後にトナーリフレッシュモードを実施
した。感光体ドラム１に画像形成していない部分（非画
像形成時）に、現像スリーブ７からトナーを飛翔させて
トナーの消費を行うために、感光体ドラム１上は帯電し
ない状態として印字率に応じたトナー量が消費できるよ
うに交番バイアスを印加した。交番バイアス条件を、
「Ｖｄｃ＝１６０［Ｖ］、Ｖｐｐ＝１．８［ｋＶ］、ｆ
＝２．４［ｋＨｚ］」とし、交番バイアス印加時は転写
ローラ５へのトナーの付着を防止するため、転写ローラ
５には正極性の高圧バイアスを印加する。本実施例にお
ける感光体ドラム１の線速は７１［mm/sec］とした。使
用する画像形成がＡ４サイズに２００［ｍｍ］×２８７
［ｍｍ］のベタ黒パターンを印字したときに、４００
［ｍｇ］のトナーが感光体ドラム１に現像されることが
実験的に確認されているので、ベタ画像のトナー消費量
は、０．７０［ｍｇ／ｃｍ２］となる。この数値をもと
に、感光体ドラム１への印字薄が発生しない条件になる
ように各印字率に応じた交番バイアス印加時間を設定し
た。表１に本実施例における設定値を記す。表中には、
各印字率によるトナーリフレッシュモード時のトナー消
費量及び交番バイアス印加時間を表す。

【００４１】

【表１】

【００４２】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４に各印字率密度における画像濃度推移を記
す。黒の基準をマクベス濃度１．２としたときに、図４
のグラフ１より印字率が３％を下回ってきたときに、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。図５のグラフ２では、印字率をもとに非画像形成時
に交番バイアスを印加してトナー消費を行ったときの結
果を示す。耐刷後においても良好な画像濃度を維持して
いることが確認できた。

【００４３】（第２実施例）前記第１実施例との差異を
示す。ａ−Ｓｉ感光体と現像器スリーブの間には実効値
Ｖｒｓｍ（０．６４ｋＶ）の交番電界（Ｖｄｃ＝１６０
［Ｖ］、Ｖｐｐ＝１．８［ｋＶ］、ｆ＝２．４［ｋＨ
ｚ］）を作用させて、感光体ドラム１の露光部分にトナ
ーを現像させる。現像されたトナーは、記録媒体８上に
転写ローラ５によって転写され、定着器により定着させ
出力される。この際に、上記の画像形成装置において、
印字率０．１５％の原稿を印字し６４枚目の出力後に非
画像形成時にトナーを消費するように現像スリーブ７に
一律１５．０ｓｅｃの交番電界の印加を行う。

【００４４】以下、非画像形成時における交番バイアス
の条件を記す。 条件１ Ｖｄｃ＝１６０Ｖ、Ｖｐｐ＝１．８ｋＶ、ｆ＝２．４ｋＨｚ、 ｓｉｎ波（画像形成時と同じ） 条件２ Ｖｄｃ＝１６０Ｖ、Ｖｐｐ＝２．０ｋＶ、ｆ＝１．２ｋＨｚ、 ｓｉｎ波 条件３ Ｖｄｃ＝１６０Ｖ、Ｖｐｐ＝１．４ｋＶ、ｆ＝１．２ｋＨｚ、 矩形波 条件１〜３の実効値を、それぞれＶｒｓｍ１、Ｖｒｓｍ
２、Ｖｒｓｍ３とすると、 Ｖｒｓｍ１＝０．６４ｋＶ Ｖｒｓｍ２＝０．７１ｋＶ Ｖｒｓｍ３＝０．７０ｋＶ となり、Ｖｒｓｍ１＜Ｖｒｓｍ２、Ｖｒｓｍ３となる。

【００４５】以上の条件により実験したデータを、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。
図６のグラフ３では、低印字率時の画像濃度推移である
条件１〜３の交番バイアスを印加したときの結果を示
す。印字枚数が約２００００枚までは条件１〜３の交番
電界では画像濃度は変わらないが約２００００枚以降で
は条件１の交番電界の濃度が落ち始め約３５０００枚印
字時点では条件１の交番電界を印加した画像濃度は１．
１であるのに対し、条件２、３の交番電界では約１．３
であった。このことから明かなように、画像形成時より
実効値の高い交番電界をリフレッシュ工程時に印加する
ことによって、印字枚数が多くなっても画像濃度の低下
を防ぐことができる。

【００４６】

【発明の効果】以上記載の如く本発明によれば、静電潜
像担持体に画像上の画像パターンに対応する静電潜像を
形成するドット数を計数し、実際の画像パターンに用い
る黒ドット数に対する全頁数を黒ベタとした場合のドッ
ト数との比による印字密度を求め、画像上の印字密度が
所定密度値を下回った場合に、前記静電潜像担持体上の
トナー像を前記記録媒体に転写が終わった後に、前記リ
フレッシュ手段により、前記トナー担持体表面のトナー
を前記静電潜像担持体に飛翔させてリフレッシュを行う
ことにより、前記トナー担持体表面が清掃され、そし
て、前記静電潜像担持体表面に付着したトナーは前記静
電潜像担持体表面のクリーニング手段により清掃する事
ができる。よって、トナー担持体表面の残留トナーをリ
フレッシュして、帯電的に均一なトナーの薄層を形成で
き、トナー担持体表面のトナーの粒度分布が、長期間の
使用に対しても変化せず、画像濃度低下やカブリといっ
た画像不良を解決する画像形成方法及び画像形成装置を
提供することができる。

【００４７】また、画像上の印字密度に応じて前記リフ
レッシュ用交番電界の印加時間を制御するように構成す
ることにより、印字密度に応じた最適な時間、リフレッ
シュ用交番電界を印加することができる。

【００４８】また、画像形成時よりも実効値において大
きいリフレッシュ用交番電界を印加することにより、低
印字原稿を連続的に長期にわたり印字するときに耐刷後
においても良好な画像を得ることが可能となる。

【００４９】また、このリフレッシュを、現像器内に設
けた温度と湿度を計測するセンサーが所定値以上の温度
と湿度を検出したときに行うことにより、トナーがある
一定温度以上の状態で攪拌、放置され続けて現像ローラ
から引き剥がされることが少ない場合、トナーの過帯電
による凝集やソフトケーキングによる凝集で画像濃度が
低下することや、高い湿度で空気中の水分によってリー
クがおこり、トナーの帯電が十分できないために画像濃
度が低下する現象を防ぐことができる。

【００５０】また、このリフレッシュ中は前記静電潜像
担持体上のトナーが転写部を通過するまで転写部に転写
逆バイアスを印加し、前記静電潜像担持体上のトナーの
クリーニングが終了したのち転写部に転写正バイアスを
印加して前記静電潜像担持体を回転させて逆極性トナー
をクリーニングすることで、前記したように現像器内で
発生した逆極性チャージトナーが転写部に付着して印字
用紙の裏を汚染してしまうことを防止することができ
る。

【００５１】またこのリフレッシュを、リフレッシュが
必要になったときにすぐ行うのではなく、次の印字動作
の直前に行うことによってユーザが故障・異常と思うの
を防ぐことができる。

【００５２】また、このリフレッシュを状況に応じてフ
ロントパネルやコンピュータのコマンドで行えるように
すれば、ユーザーがプリントされたものを見て画像が薄
いと感じたときなど簡単にリフレッシュを行うことがで
き、大きな効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る要部構成を示す概
略断面図である。

【図２】 現像バイアス波形図である。

【図３】 本発明の実施の形態に係る流れ図である。

【図４】 印字密度と画像濃度との関係を示す図であ
る。

【図５】 低印字率印字時の画像濃度推移を示す図であ
る。

【図６】 低印字率印字時の画像濃度推移を示す図であ
る。

【図７】 逆極性トナーによる印字用紙の裏汚れを防止
する実施の形態に係る流れ図である。

【図８】 トナーリフレッシュを次の印字動作に先立っ
て行う実施の形態に係る流れ図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（静電潜像担持体） ７ 現像スリーブ（トナー担持体） ８ 記録媒体

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA04 DA45 EA05 EC03 EC10 EC12 EC17 EE02 EF09 EF12 2H073 AA07 BA03 BA13 BA28 BA36 CA14 2H077 AD06 AD36 DA18 DA22 DA24 DA78 DB08 EA16

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像担持体と対向してトナーを現像
   領域に搬送するトナー担持体を設け、記録媒体への非転
   写時に、前記トナー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トナー担持体表面をリフレッシュ
   するリフレッシュ用交番電界を前記静電潜像担持体と前
   記トナー担持体との間に作用させるリフレッシュ工程を
   備えた画像形成方法において、 画像上の印字密度が所定密度値を下回った場合に、前記
   リフレッシュ工程を行うことを特徴とする画像形成方
   法。
2. 【請求項２】 画像上の印字密度に応じて前記リフレッ
   シュ用交番電界の印加時間を制御することを特徴とする
   請求項１記載の画像形成方法。
3. 【請求項３】 静電潜像担持体と対向してトナーを現像
   領域に搬送するトナー担持体を設け、記録媒体への非転
   写時に、前記トナー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トナー担持体表面をリフレッシュ
   するリフレッシュ用交番電界を前記静電潜像担持体と前
   記トナー担持体との間に作用させるリフレッシュ工程を
   備えた画像形成方法において、 画像形成される記録媒体の頁数を計数するとともに、画
   像上の印字密度を計数して平均印字密度を求め、所定頁
   数を計数するとともに、前記平均印字密度が所定密度値
   を下回った場合に、前記リフレッシュ工程を行うことを
   特徴とする画像形成方法。
4. 【請求項４】 前記平均印字密度に応じて前記リフレッ
   シュ用交番電界の印加時間を制御することを特徴とする
   請求項３記載の画像形成方法。
5. 【請求項５】 前記所定密度値は３％であることを特徴
   とする請求項１、または３記載の画像形成方法。
6. 【請求項６】 前記リフレッシュ用交番電界は、画像形
   成時に前記静電潜像担持体と前記トナー担持体との間に
   作用する交番電界より実効値において大であることを特
   徴とする請求項１または３記載の画像形成方法。
7. 【請求項７】 前記画像上の印字密度、もしくは前記平
   均印字密度が所定密度値を下回った場合にこれをメモリ
   に記憶し、次の印字動作指示があったときにメモリを参
   照して印字動作に入る前に前記リフレッシュ工程を実施
   し、その後印字動作に入ることを特徴とする請求項１ま
   たは３記載の画像形成方法。
8. 【請求項８】 機内の現像器内の温度や湿度がある所定
   の値を超えたときにリフレッシュ工程を実施することを
   特徴とする請求項１または３記載の画像形成方法。
9. 【請求項９】 リフレッシュ中は前記静電潜像担持体上
   のトナーが転写部を通過するまで転写部に転写逆バイア
   スを印加し、前記静電潜像担持体上のトナーのクリーニ
   ングが終了したのち転写部に転写正バイアスを印加して
   前記静電潜像担持体を回転させ、逆極性トナーをクリー
   ニングすることを特徴とする請求項１または３記載の画
   像形成方法。
10. 【請求項１０】 画像データを本体内のＣＰＵによりド
    ット数として計測し、画像上の印字密度を測定すること
    を特徴とする請求項１または３記載の画像形成方法。
11. 【請求項１１】 電源ＯＮ時に前記リフレッシュ工程を
    実施することを特徴とする請求項１または３記載の画像
    形成方法。
12. 【請求項１２】 フロントパネル、またはコンピュータ
    からのコマンドで前記リフレッシュ工程を実施できるよ
    うにしたことを特徴とする請求項１または３記載の画像
    形成方法。
13. 【請求項１３】 静電潜像担持体と対向してトナーを現
    像領域に搬送するトナー担持体を設け、記録媒体への非
    転写時に、前記トナー担持体上のトナーをリフレッシュ
    する画像形成装置において、 画像上の画像パターンに対応する印字密度を計数処理す
    る印字密度処理手段と、 前記印字密度が所定密度値を下回った場合に、前記トナ
    ー担持体上のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送する
    リフレッシュ用交番電界を前記静電潜像担持体と前記ト
    ナー担持体との間に作用させるリフレッシュ手段とを備
    えたことを特徴とする画像形成装置。
14. 【請求項１４】 前記リフレッシュ手段は、前記印字密
    度の程度に応じて前記リフレッシュ用交番電界の印加時
    間を制御することを特徴とする請求項１３記載の画像形
    成装置。
15. 【請求項１５】 静電潜像担持体と対向してトナーを現
    像領域に搬送するトナー担持体を設け、記録媒体への非
    転写時に、前記トナー担持体上のトナーをリフレッシュ
    する画像形成装置において、 画像形成される記録媒体の頁数を計数する計数手段と、 画像上の画像パターンに対応する印字密度を計数処理し
    て平均印字密度を求める平均印字密度処理手段と、 前記印字密度が所定密度値を下回った場合に、前記トナ
    ー担持体上のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送する
    リフレッシュ用交番電界を前記静電潜像担持体と前記ト
    ナー担持体との間に作用させるリフレッシュ手段とを備
    え前記計数手段で所定枚数を計数した時に、前記平均印
    字密度処理手段で計数した値が所定密度値を下回った場
    合に、前記リフレッシュ手段を動作させることを特徴と
    する画像形成装置。
16. 【請求項１６】 前記平均印字密度に応じて前記トナー
    担持体上のトナーを前記静電潜像担持体側に搬送するリ
    フレッシュ用交番電界の印加時間を制御する印加時間制
    御手段を備え、前記平均印字密度に応じて前記リフレッ
    シュ用交番電界の印加時間を制御することを特徴とする
    請求項１５記載の画像形成装置。
17. 【請求項１７】 前記所定密度値は３％であることを特
    徴とする請求項１３または１５記載の画像形成装置。
18. 【請求項１８】 前記リフレッシュ用交番電界は、画像
    形成時に前記静電潜像担持体と前記トナー担持体との間
    に作用する交番電界より実効値において大であることを
    特徴とする請求項１３または１５記載の画像形成装置。
19. 【請求項１９】 前記画像上の印字密度、もしくは前記
    平均印字密度が所定密度値を下回った場合にこれを記憶
    するメモリと、次の印字動作指示があったとき前記メモ
    リの内容を参照して前記リフレッシュ工程を実施し、そ
    の後印字動作に入るよう指示する手段を含むリフレッシ
    ュ手段を備えたことを特徴とする請求項１３または１５
    記載の画像形成装置。
20. 【請求項２０】 機内の現像器内に設置した温度と湿度
    を測定するセンサー装置と、該センサー装置が現像器内
    の温度と湿度が所定値を越えたことを検出したときリフ
    レッシュを実施させるリフレッシュ手段とを設けたこと
    を特徴とする請求項１３または１５記載の画像形成装
    置。
21. 【請求項２１】 前記リフレッシュ手段は、リフレッシ
    ュに際して前記静電潜像担持体上のトナーが転写部を通
    過するまで転写部に転写逆バイアスを印加し、前記静電
    潜像担持体上のトナーのクリーニングが終了したのち転
    写部に転写正バイアスを印加して前記静電潜像担持体を
    回転させ、逆極性トナーをクリーニングする手段を含む
    ことを特徴とする請求項１３または１５記載の画像形成
    装置。
22. 【請求項２２】 画像上の印字密度を画像データのドッ
    ト数として計測するよう構成したＣＰＵにより測定する
    ことを特徴とする請求項１３または１５記載の画像形成
    装置。
23. 【請求項２３】 電源ＯＮ時に前記リフレッシュ工程を
    実施する手段を設けたことを特徴とする請求項１３また
    は１５記載の画像形成装置。
24. 【請求項２４】 フロントパネル、またはコンピュータ
    からのコマンドで前記リフレッシュ工程を実施する手段
    を設けたことを特徴とする請求項１３または１５記載の
    画像形成装置。