画像形成装置
【課題】適切なトナーの再配置を行えるとともにトナー再配置電極のトナー汚染が発生しても適切に対処できる透明感光体を用いた画像形成装置の提供。
【解決手段】透明感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像装置と、現像装置下流の位置で前記透明感光体に対向して配置されるトナー再配置電極と、前記トナー再配置電極に交番電圧を印加する電源と、前記透明感光体の内側で、前記トナー再配置電極と対向する位置に配置され、前記トナー再配置電極のトナー汚染を検知する光学センサと、前記光学センサからのトナー汚染状態の検知信号に基づいて前記トナー再配置電極のトナー汚染の除去に関する制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【解決手段】透明感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像装置と、現像装置下流の位置で前記透明感光体に対向して配置されるトナー再配置電極と、前記トナー再配置電極に交番電圧を印加する電源と、前記透明感光体の内側で、前記トナー再配置電極と対向する位置に配置され、前記トナー再配置電極のトナー汚染を検知する光学センサと、前記光学センサからのトナー汚染状態の検知信号に基づいて前記トナー再配置電極のトナー汚染の除去に関する制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置下流にトナー再配置電極を有する電子写真方式の画像形成装置に関し、特には透明感光体を用いる画像形成装置に係る。透明感光体を用いる画像形成装置は、透明感光体内部に露光装置を配置でき、装置本体をコンパクトにできる利点がある。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に形成された静電潜像を現像装置によってトナー像とし、これを用紙に転写している。静電潜像をトナー像とする現像方式は、２成分磁気ブラシ現像や１成分非接触現像など種々の方式があるが、これらの現像方式で現像されたトナー像は、ときに、がさつきのある画像となることがある。例えば、２成分磁気ブラシ現像方式においては、現像領域の上流側で現像されたトナー像が現像領域下流の磁気ブラシでかき乱されることで、がさつきのある画像となる。
【０００３】
このようながさつきのある画像を改善するため、特許文献１は、現像装置下流にトナー再配置電極を設け、このトナー再配置電極に交番電圧を印加して、感光体上のトナーを飛翔往復運動させて再配置する技術を開示している。トナー再配置電極によりがさついたトナー像は修復され高品質な画像とすることができる。
【０００４】
また、特許文献２は、特許文献１の改良として、トナー再配置電極に印加する交番電圧の値を条件規制してトナーの飛翔距離が感光体と再配置電極のギャップより小さくなるようにし、トナー再配置電極のトナー汚染を防止しながらがさつきのない高品位画像を得る技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３７２９６４号公報
【特許文献２】特開平６−２７４０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の技術は、トナー再配置電極への印加電圧が小さいとトナー再配置が不充分であり、逆に大きいとトナー汚染防止効果が薄れることになる。また、最初に印加電圧を条件に適合するように設定したとしても環境変動や使用履歴により、例えばトナーの帯電量などが条件から外れる場合もある。従って、特許文献２の技術ではトナー再配置電極の条件規制に安全係数を含まざるを得ず、適切なトナーの再配置とトナー再配置電極のトナー汚染防止を完全に行うことは困難であった。
【０００７】
本発明は、適切なトナーの再配置を行えるとともにトナー再配置電極のトナー汚染が発生しても適切に対処できる画像形成装置を提供することを目的とする。なお、本発明においてはトナー再配置電極に付着する成分は、トナーのみならず帯電異常のキャリアなども含めて対象とし、これらをトナーと総称する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、トナー再配置電極の汚れ度合いを直接に検知して対処することで達成される。
【０００９】
具体的には、
（１）透明感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像装置と、
該現像装置の下流の位置で前記透明感光体に対向して配置されるトナー再配置電極と、
前記トナー再配置電極に交番電圧を印加する電源と、
前記透明感光体の内側で、前記トナー再配置電極と対向する位置に配置され、前記トナー再配置電極のトナー汚染を検知する光学センサと、
前記光学センサからのトナー汚染状態の検知信号に基づいて前記トナー再配置電極のトナー汚染の除去に関する制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
である。
【００１０】
ここで、制御手段は、トナー再配置電極のトナー汚染の除去に関する制御として、種々の態様で制御を行うことができる。すなわち、
（２）検知信号によりトナー汚染が検知された場合にはトナー再配置電極に印加する交番電圧をトナー汚染が発生しない電圧に補正する
（３）トナー汚染状態が一定以上になると警告を発してトナー再配置電極の清掃をユーザーに促す
（４）トナー再配置電極に付着したトナーを透明感光体の非画像領域に戻す電極清掃を実行する
（５）トナー再配置電極に付着したトナーを物理的に除去する電極清掃を実行する
である。また、これらの組み合わせとしてもよい。なお、（２）の交番電圧の補正は、交番電圧のＤＣ成分、或いはＡＣ成分のいずれか、または両者を補正することにより行う。また、（４）の電極清掃とは、トナー再配置の電圧より高い電圧を印加してトナー再配置電極に付着したトナーを強制的に透明感光体側に戻すことをいう。透明感光体に戻されたトナーはクリーニング手段で清掃される。
【００１１】
前記光学センサは、発光素子と受光素子からなり、受光素子は正反射成分を検知する位置に配置されるか、拡散光成分を検知する位置に配置される。黒トナーの場合は、ほとんど拡散反射しないので、正反射成分を検知する位置が好適であり、トナー再配置電極で正反射された光を受光する。この際、トナー再配置電極がトナー汚染されているとトナー再配置電極で反射される光が汚染トナーで遮られ、汚染状態を検知することができる。一方、カラートナーの場合は、拡散反射しやすい一方、正反射成分の変動はトナー量に比べて少ないので、拡散反射成分を検知する位置に配置する。
【００１２】
また、トナー再配置電極を曲面電極に形成して、透明感光体との距離が両者の対向領域に亘って一定であるように形成すると、トナー再配置効果を最大限に発揮できる。トナー再配置電極の裏面側の光学センサは、透明感光体との距離が最小なる位置に配置するが、前記の対向領域に亘って一定である形状のトナー再配置電極の場合は、前記対向領域の上流側端部に光学センサを配置するとよい。これによりもっともトナー汚染の発生しやすい対向領域の上流側で検知することで、制御の閾値に達したことをいち早く検知できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上の本発明によれば、トナー再配置電極に付着したトナーを直接検知してこの検知信号に基づいてトナー再配置電極のトナー汚染の除去に関する制御を行うので、トナー再配置効果を最大限に発揮できる再配置電圧とすることができ、また、正確なトナー汚染状態を基に適切に対処できる画像形成装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図。
【図２】図１のトナー再配置電極を矢視Ａから見た平面図（図２（ａ））と矢視Ｂから見た側面図（図２（ｂ））。
【図３】変形例のトナー再配置電極を示す断面図。
【図４】本発明の制御を示すフローチャート。
【図５】本発明の制御の変形例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１、２を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１において、１は透明感光体ドラムであり、反時計方向に回転駆動される。透明感光体ドラム１は、ポリカーボネートなどの透明基体上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）の透明導電層を形成し、その上にＯＰＣ感光体層を形成したものである。透明感光体ドラム１上に図示しない手段によって形成された静電潜像は、現像装置２によってトナー像とされる。現像装置２の下流に透明感光体ドラム１と対向してトナー再配置電極３が配置されている。
【００１６】
トナー再配置電極３は、透明感光体ドラム１の軸方向全幅をカバーする長さの基板３ａに電極３ｂを形成したものである。電極３ｂには、図示しない電源から交番電圧が供給される。
【００１７】
透明感光体ドラム１の内側で、トナー再配置電極３に対向する位置に光学センサ４が配置される。光学センサ４の配置は、トナー再配置電極３全幅の中央であって、透明感光体ドラム１の回転方向で透明感光体ドラム１とトナー再配置電極３がもっとも近接する位置に対向するよう配置される。
【００１８】
光学センサ４は、ＬＥＤなどの発光素子５とフォトダイオードなどの受光素子６の対で構成されており、図２（ｂ）には、黒トナーの場合の受光素子６ａとカラートナーの場合の受光素子６ｂを両方示しているが、実際には、いずれかの受光素子を使用する。受光素子６の出力は図示しない制御手段に入力される。
【００１９】
発光素子５は、斜め４５°から光を入射させるように配置される。発光素子５の発光波長は、黒トナーの場合は９５０ｎｍ、カラートナーの場合は７８０ｎｍのものを用いることができる。
【００２０】
黒トナーの場合の受光素子６ａの配置は、トナー再配置電極３からの正反射光を受光するように斜め４５°に配置される。すなわち、トナー再配置電極３にトナー汚染がない場合がもっとも受光量が多く、トナー汚染が進むに従って受光量が低下するように構成されている。一方、カラートナーの場合の受光素子６ｂは、トナー再配置電極３に付着したトナーからの拡散光を受光するように透明感光体ドラム１内面に正対して配置される。従って、トナー汚染が進行するほど受光量は多くなる。
【００２１】
黒トナーの場合は、ほとんど拡散反射しないので、正反射成分を検知する位置が好適であり、トナー再配置電極３で正反射された光を受光する。この際、トナー再配置電極３がトナー汚染されているとトナー再配置電極３で反射される光が汚染トナーで遮られ、汚染状態を検知することができる。一方、カラートナーの場合は、拡散反射しやすい一方、正反射成分の変動はトナー量に比べて少ないので、拡散反射成分を検知する位置に配置する。
【００２２】
図１において、トナー再配置電極３は、両端に回動支持部３ｃを有し、この回動支持部３ｃを支持する軸３ｄ（図２参照）の周りに回動できるように構成されている。光学センサ４からの信号により制御手段がトナー汚染ありと判断すると、操作パネルなどにトナー汚染の発生を知らせる警告を表示する。これにより、ユーザーはトナー再配置電極３を軸３ｄの周りに回動させ、電極３ｂの汚れを清掃することができる。
【００２３】
また、軸３ｄの周りの回動をソレノイドなどで自動的に行い、開放された電極３ｂに沿って清掃手段を透明感光体ドラム１の軸と平行に移動させるように構成すれば、物理的清掃を自動的に行うこともできる。トナー再配置電極３の位置決めは、ストッパ（図示せず）を配置すればよい。
【００２４】
一方、物理的清掃ではなく、静電的にトナー再配置電極３を清掃することもできる。この静電的清掃は、トナー再配置電極３にトナー再配置時の交番電圧より高く、トナーを透明感光体ドラム１側に強制的に戻す電圧を印加することにより行うことができる。
【００２５】
トナー再配置電極に印加する電圧の一例を以下に示す。
【００２６】
ＤＣ成分 ＡＣ成分
トナー再配置時 −６００Ｖ ２．５ｋＶｐｐ
静電的清掃時 −１０００Ｖ ２．５ｋＶｐｐ
注）ＡＣ成分の単位のｐｐはピークトウピーク値を示す。
【００２７】
図３は、本発明のトナー再配置電極の変形例を示す概略断面図である。図において、トナー再配置電極３０は、透明感光体ドラム１に対向し電極３０ｂが形成される面を曲面とし、透明感光体ドラム１との距離が全体に亘って一定になるようにした構成である。このように曲面電極として構成することによって透明感光体ドラム１上でトナー再配置を行う領域を長く確保でき、トナー再配置の効率が向上する。光学センサ４は、汚れの発生がもっとも多いトナー再配置電極３０の上流側端部に配置される。
【００２８】
このような実施の形態および変形例の構成を用いて行うトナー再配置電極の制御について、図４を用いて説明する。図４はトナー汚染を検知すると清掃（静電的清掃、或いは物理的清掃）を行う場合の制御を示し、制御手段（図示せず）のメインルーチンから所定タイミングごとに実行されるサブルーチンのフローチャートである。
【００２９】
ここで、汚れ検知を行う所定タイミングについてまず説明する。この所定タイミングは２つに大別することができる。１つは、ジョブ動作以外の時間に専用の検知モードを設けてサブルーチンを実行する場合である。もう１つはジョブ実行中に汚れ検知を行う場合である。
【００３０】
ジョブ動作以外の時間に専用の検知モードを設ける場合は、透明感光体ドラム１上にトナー像が形成されていないので、検知用のトナー像を作成し、このトナー像の再配置を行ってその後のトナー再配置電極の汚れ検知を行う。
【００３１】
一方、ジョブ動作中に汚れ検知を行う場合は、ジョブのトナー像があるので検知用のトナー像は作成しなくてもよい。ジョブ動作中の検知は、規定プリント枚数を作像した後や規定の印字画素数を印字した後であり、より完璧を目指す場合は１プリントごとに行っても良い。プリント数の多いジョブの場合は、そのジョブ中の規定プリント枚数ごとに実行する。なお、ジョブ中の汚れ検知は、像と像との間の領域（像間領域という）がトナー再配置電極を通過するときに行う。また、１つのジョブ実行中に汚れ検知を行って清掃が必要となった場合は当該ジョブを一旦中断して清掃を行う。残りのプリント枚数が少ない場合は、ジョブの終了後に清掃を行うようにしてもよい。
【００３２】
図４のフローチャートを説明するに、まず、ステップＳ１で、トナー再配置のための交番電圧の初期値（ＤＣ成分ＤＣ２ｄｃ０、ＡＣ成分Ｖ２ａｃ０）をＣＰＵのレジスタに登録する。このレジスタは、プリントを行うサブルーチンにて参照され、トナー再配置電圧を設定する。初期値Ｖ２ｄｃ０は、現像ローラのＤＣ電圧Ｖ１ｄｃと感光体ドラムの帯電電位Ｖ０の和の１／２として設定される。初期値Ｖ２ａｃ０は、あらかじめ設定された固定値である。この初期値は、トナー再配置効果を最大限に発揮でき、通常の使用状況ではトナー汚染もほとんど発生しない値として実験などで確認したものである。
【００３３】
そして、ステップＳ２で汚れ検知を行い、光学センサ４の出力からトナー汚染レベルを判断する。トナー汚染レベルが所定値以上である（ステップＳ２で「あり」）と判断されると、ステップＳ３で、清掃を実行する。この清掃は、先に説明した静電的清掃でも、物理的自動清掃でもよい。
【００３４】
ステップＳ２でトナー汚染レベルが所定値より小さい場合（ステップＳ２で「なし」）、およびステップＳ３の清掃終了後は、サブルーチンを終了しメインルーチンに戻る。メインルーチンでは、公知の方法でプリント動作を実行するが、その際、トナー再配置電極は、上述したレジスタに登録された電圧で駆動される。
【００３５】
ここで、ステップＳ３では清掃を実行したが、もっともシンプルには、画像形成装置の操作パネルにトナー汚染の警告を表示するだけでもよい。ユーザーはその警告を見てトナー再配置電極の清掃を手動で行うことができる。このような警告・手動清掃は、廉価なプリンタなどにトナー再配置機能を搭載する際には有効である。
【００３６】
図５は、汚れ検知を行いながらトナー再配置電圧を最適に調整し、必要に応じて清掃動作を行う変形例のフローチャートである。
【００３７】
図５において、まずステップＳ１０で再配置電極の初期値（ＤＣ成分Ｖ２ｄｃ０、ＡＣ成分Ｖ２ａｃ０）を設定し、ＣＰＵのレジスタに登録する。このレジスタは、プリントを行うサブルーチンにて参照され、トナー再配置電圧を設定する。初期値Ｖ２ｄｃ０は、現像ローラのＤＣ電圧Ｖ１ｄｃと透明感光体ドラムの帯電電位Ｖ０の和の１／２として設定される。また、初期値Ｖ２ａｃ０は、前回の本サブルーチンにおいて設定され現在使用されているＡＣ成分の値である。図５の制御においては、トナー再配置電圧の最適化を行うため、前回で設定された値を使って今回の初期値とするのである。そして、ステップＳ１１でカウンタｎをゼロにリセットする。
【００３８】
ついで、ステップＳ１２で、汚れ検知を行い、光学センサ４の出力から判断した汚染レベルが所定値未満の場合はステップＳ１７にとんで、レジスタに登録したＤＣ成分とＡＣ成分の値をプリント動作を行うサブルーチンで利用可能にする。ステップＳ１２からステップＳ１７に進む場合はレジスタの値は初期値と同じである。
【００３９】
一方、ステップＳ１２で汚染レベルが所定値以上の場合、ステップＳ１３で清掃を実行する。この清掃は、先に説明した静電的清掃でも、物理的自動清掃でもよい。ついで、ステップＳ１４でカウンタｎを「１」だけ増加させ、ステップＳ１５で再配置電極のＡＣ成分Ｖ２ａｃを補正する。補正は、初期値からｎ×０．０５ｋＶ減少させるようにして行う。すなわち
Ｖ２ａｃｎ←Ｖ２ａｃ０−ｎ×０．０５（ｋＶ）
である。そして、ステップＳ１６で、補正された値でのトナー再配置電極の汚れ検知を行う。ステップＳ１６の汚れ検知は、検知用のトナーパッチを作成しトナー再配置をしてから行うものである。
【００４０】
このように、ステップＳ１３からＳ１６の補正、および汚れ検知を、ステップＳ１６の汚れ検知でトナー汚れが所定値以下となるまで行い、ステップＳ１７で、補正された再配置電圧のＡＣ成分の値Ｖ２ａｃｎをレジスタにセットしてプリント動作を行うサブルーチンで利用可能にする。
【００４１】
以上の図５の制御によれば、汚れ検知においてトナー汚れが所定値以上にあるときは、再配置電圧のＡＣ成分を汚れが発生しない値まで逓減していくので、汚れが発生しない範囲で最大の再配置電圧を用いることができ、トナー再配置の効果を最大限に発揮できる。
【００４２】
トナー再配置電圧の補正は、図５ではＡＣ成分のピークトウピーク値を補正するものとしたが、ＡＣ成分の周波数ｆ、或いはデューティ比（正側のパルス幅をパルス周期で割ったもの）を補正してもよい。周波数ｆの場合は周波数をあげる方向の補正であり、デューティ比の場合は比率を下げる方向の補正である。また、交番電圧のＤＣ成分を補正することもできる。ＤＣ成分の場合は、絶対値を大きくする方向（マイナス帯電で反転現像の場合）に補正する。
【００４３】
次に、以下に説明するテスト１、テスト２で本発明のトナー再配置、汚れ検知、清掃の効果を確認した結果を説明する。
【００４４】
〔テスト１〕
テストに用いる装置構成は次のとおりである。
【００４５】
透明感光体 直径６０ｍｍのＯＰＣ透明感光体ドラム
基体は厚さ３ｍｍのポリカーボネート
プロセススピード ４００ｍｍ／ｓ
現像方式 ２成分磁気ブラシ現像
現像ローラ表面速度７２０ｍｍ／ｓ（逆転現像）
トナー径 ６．５μｍ
キャリア径 ３３μｍ
トナー濃度 ７質量％
感光体帯電電圧Ｖ０ −７００Ｖ
現像ローラ電圧Ｖ１ｄｃ −５００Ｖ
トナー再配置電極 長手方向寸法 ３１０ｍｍ
進行方向寸法 １５ｍｍ
厚さ ３ｍｍ
透明感光体との距離 ０．３ｍｍ
トナー再配置時電圧 ＤＣ成分 −６００Ｖ
ＡＣ成分 ２．５ｋＶｐｐ（初期値）
電極清掃時電圧 ＤＣ成分 −１０００Ｖ
ＡＣ成分 ２．５ｋＶｐｐ
デューティ比 ５０％
注）ＡＣ成分の単位のｐｐはピークトウピーク値を示す。
【００４６】
上記の装置構成を用い、以下の実施例１、比較例１、比較例２でそれぞれカバレッジ５％と３０％のテストパッチの画像を初期から１０００枚ごとに評価した。
実施例１：上記の装置構成で図５のフローチャートを用いて１００枚プリントごとに電極汚れを検知し、再配置電圧最適化（検知結果に応じて再配置電極のＡＣ成分にフィードバックして再配置電圧を最適化）、再配置の静電的清掃を行った例。
比較例１：上記の装置構成でトナー再配置電極は持つが、本発明のトナー汚れ検知、再配置電圧最適化、および再配置電極清掃は行わない例。
比較例２：トナー再配置電極を持たない例。
【００４７】
画像評価の項目は、濃度ムラ、掃き寄せ、粒状性であり、評価者５名が画像を目視評価し、上記項目の現象が全体的に起こり、評価者の半数以上がその発生に気付くレベルを不合格（×）、上記項目の発生箇所が部分的で、評価者の半数以下しか発生に気付かないレベルを合格（○）とした。
【００４８】
ここで、画像評価に用いるテストパッチは、２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさで、スクリーン線数２００線、傾き４５°、濃度１８０／２５５のドットスクリーンのテストパッチである。画像評価の項目の濃度ムラとは、現像されたトナー像のトナーがトナー再配置電極に移動して起こる画像の濃度低下をいい、掃き寄せとは、磁気ブラシの穂によりトナー像が透明感光体ドラム進行方向と反対方向に偏る現象をいう。また、粒状性は画像のざらつきを評価するものである。
【００４９】
実施例１、比較例１、比較例２の結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
カバレッジ５％のときは、プリントが進行しても現像剤中の新トナー（現像装置に新たに補給されるトナーで帯電量が高い）の増加はほとんどないので、実施例１のトナー再配置電圧のＡＣ成分が２．５ｋＶｐｐのままでもトナー汚染は発生せず、本発明の実施例１も、汚れ検知と再配置電圧最適化を行わない比較例１も、濃度ムラ、掃き寄せ、粒状性の改善効果は５０００枚のプリントまで良好であった。一方、比較例２は、トナー再配置電極がないので濃度ムラは発生しないが、掃き寄せ、粒状性は改善されなかった。
【００５２】
カバレッジ３０％のときは、プリントが進行すると新トナーが補給され、トナー再配置電極と透明感光体の間でトナーの運動が活発化し、トナー再配置電圧２．５ｋＶｐｐのままでは途中から電極面のトナー汚染が発生する。従って、トナー汚れ検知と再配置電圧最適化を行わない比較例１では電極のトナー汚染が進行し、これに伴って濃度ムラが発生し、また、電極上へ堆積したトナー層の電位の影響で再配置電極・透明感光体間のトナーの往復運動が減少し、掃き寄せと粒状性の改善効果が見られなくなった。
【００５３】
これに対して、本発明の実施例１は、トナー汚染を検知してテストの途中でトナー再配置電圧を２．２５ｋＶまで下げたために、電極のトナー汚染による濃度ムラを回避でき、掃き寄せと粒状性の改善効果も良好であった。
【００５４】
比較例２は、トナー再配置電極がないので、濃度ムラは発生しないが、掃き寄せと粒状性の改善はなかった。
【００５５】
次に、テスト２の結果を説明する。
【００５６】
〔テスト２〕
テスト２は、テスト１と同じ装置構成を用い、図４のフローチャートによる制御を行った実施例２を比較例３、４と比較して示すものである。すなわち、実施例２は電極のトナー検知を１００枚プリントごとに行い、トナー汚染が検知されると静電的電極清掃を実施するよう制御する。一方、比較例３は、トナー再配置電極は持つがトナー汚染検知および清掃は行わない例であり、比較例４は、トナー再配置電極を持たない例である。
【００５７】
テスト２の画像評価項目はテスト１と同様であるが、対象のテストパッチはカバリッジ５％と１０％とで評価した。結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】
カバレッジ５％のときは、プリントが進行しても現像剤中の新トナー（新たに補給されるトナーで帯電量が高い）の増加はほとんどないので、テスト終了までトナー汚染は発生せず、本発明の実施例１も、汚れ検知と電極清掃を行わない比較例３も濃度ムラ、掃き寄せ、粒状性の改善効果は５０００枚のプリントまで良好であった。一方、比較例４は、トナー再配置電極がないので濃度ムラは発生しないが、掃き寄せ、粒状性は改善されなかった。
【００６０】
しかし、カバレッジ１０％のときは、プリントが進行すると新トナーの割合が若干増加するため、トナー再配置電極と透明感光体の間でトナーの運動がやや活発化し、テスト途中から電極面のトナー汚染がごく軽微であるが発生する。従って、比較例３の場合はトナー運動がやや活発化する程度なので濃度ムラ発生までには至らないものの、電極上へ堆積したトナー層の電位の影響で電極・透明感光体間のトナー運動がプリント進行につれて減少し、掃き寄せ、粒状性の改善効果が途中から悪化した。これに対してトナー汚れを検知し、清掃する本発明の実施例２では、３０００枚プリント後トナー汚れを検知して清掃を行ったため、掃き寄せ、粒状性の改善効果もテスト終了まで維持できた。
【００６１】
比較例４は、トナー再配置電極がないので、濃度ムラは発生しないが、掃き寄せと粒状性の改善はなかった。
【符号の説明】
【００６２】
１ 透明感光体ドラム
２ 現像装置
３、３０ トナー再配置電極
３ａ、３０ａ 基体
３ｂ、３０ｂ 電極
４ 光学センサ
５ 発光素子
６、６ａ、６ｂ 受光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置下流にトナー再配置電極を有する電子写真方式の画像形成装置に関し、特には透明感光体を用いる画像形成装置に係る。透明感光体を用いる画像形成装置は、透明感光体内部に露光装置を配置でき、装置本体をコンパクトにできる利点がある。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に形成された静電潜像を現像装置によってトナー像とし、これを用紙に転写している。静電潜像をトナー像とする現像方式は、２成分磁気ブラシ現像や１成分非接触現像など種々の方式があるが、これらの現像方式で現像されたトナー像は、ときに、がさつきのある画像となることがある。例えば、２成分磁気ブラシ現像方式においては、現像領域の上流側で現像されたトナー像が現像領域下流の磁気ブラシでかき乱されることで、がさつきのある画像となる。
【０００３】
このようながさつきのある画像を改善するため、特許文献１は、現像装置下流にトナー再配置電極を設け、このトナー再配置電極に交番電圧を印加して、感光体上のトナーを飛翔往復運動させて再配置する技術を開示している。トナー再配置電極によりがさついたトナー像は修復され高品質な画像とすることができる。
【０００４】
また、特許文献２は、特許文献１の改良として、トナー再配置電極に印加する交番電圧の値を条件規制してトナーの飛翔距離が感光体と再配置電極のギャップより小さくなるようにし、トナー再配置電極のトナー汚染を防止しながらがさつきのない高品位画像を得る技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３７２９６４号公報
【特許文献２】特開平６−２７４０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の技術は、トナー再配置電極への印加電圧が小さいとトナー再配置が不充分であり、逆に大きいとトナー汚染防止効果が薄れることになる。また、最初に印加電圧を条件に適合するように設定したとしても環境変動や使用履歴により、例えばトナーの帯電量などが条件から外れる場合もある。従って、特許文献２の技術ではトナー再配置電極の条件規制に安全係数を含まざるを得ず、適切なトナーの再配置とトナー再配置電極のトナー汚染防止を完全に行うことは困難であった。
【０００７】
本発明は、適切なトナーの再配置を行えるとともにトナー再配置電極のトナー汚染が発生しても適切に対処できる画像形成装置を提供することを目的とする。なお、本発明においてはトナー再配置電極に付着する成分は、トナーのみならず帯電異常のキャリアなども含めて対象とし、これらをトナーと総称する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、トナー再配置電極の汚れ度合いを直接に検知して対処することで達成される。
【０００９】
具体的には、
（１）透明感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像装置と、
該現像装置の下流の位置で前記透明感光体に対向して配置されるトナー再配置電極と、
前記トナー再配置電極に交番電圧を印加する電源と、
前記透明感光体の内側で、前記トナー再配置電極と対向する位置に配置され、前記トナー再配置電極のトナー汚染を検知する光学センサと、
前記光学センサからのトナー汚染状態の検知信号に基づいて前記トナー再配置電極のトナー汚染の除去に関する制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
である。
【００１０】
ここで、制御手段は、トナー再配置電極のトナー汚染の除去に関する制御として、種々の態様で制御を行うことができる。すなわち、
（２）検知信号によりトナー汚染が検知された場合にはトナー再配置電極に印加する交番電圧をトナー汚染が発生しない電圧に補正する
（３）トナー汚染状態が一定以上になると警告を発してトナー再配置電極の清掃をユーザーに促す
（４）トナー再配置電極に付着したトナーを透明感光体の非画像領域に戻す電極清掃を実行する
（５）トナー再配置電極に付着したトナーを物理的に除去する電極清掃を実行する
である。また、これらの組み合わせとしてもよい。なお、（２）の交番電圧の補正は、交番電圧のＤＣ成分、或いはＡＣ成分のいずれか、または両者を補正することにより行う。また、（４）の電極清掃とは、トナー再配置の電圧より高い電圧を印加してトナー再配置電極に付着したトナーを強制的に透明感光体側に戻すことをいう。透明感光体に戻されたトナーはクリーニング手段で清掃される。
【００１１】
前記光学センサは、発光素子と受光素子からなり、受光素子は正反射成分を検知する位置に配置されるか、拡散光成分を検知する位置に配置される。黒トナーの場合は、ほとんど拡散反射しないので、正反射成分を検知する位置が好適であり、トナー再配置電極で正反射された光を受光する。この際、トナー再配置電極がトナー汚染されているとトナー再配置電極で反射される光が汚染トナーで遮られ、汚染状態を検知することができる。一方、カラートナーの場合は、拡散反射しやすい一方、正反射成分の変動はトナー量に比べて少ないので、拡散反射成分を検知する位置に配置する。
【００１２】
また、トナー再配置電極を曲面電極に形成して、透明感光体との距離が両者の対向領域に亘って一定であるように形成すると、トナー再配置効果を最大限に発揮できる。トナー再配置電極の裏面側の光学センサは、透明感光体との距離が最小なる位置に配置するが、前記の対向領域に亘って一定である形状のトナー再配置電極の場合は、前記対向領域の上流側端部に光学センサを配置するとよい。これによりもっともトナー汚染の発生しやすい対向領域の上流側で検知することで、制御の閾値に達したことをいち早く検知できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上の本発明によれば、トナー再配置電極に付着したトナーを直接検知してこの検知信号に基づいてトナー再配置電極のトナー汚染の除去に関する制御を行うので、トナー再配置効果を最大限に発揮できる再配置電圧とすることができ、また、正確なトナー汚染状態を基に適切に対処できる画像形成装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図。
【図２】図１のトナー再配置電極を矢視Ａから見た平面図（図２（ａ））と矢視Ｂから見た側面図（図２（ｂ））。
【図３】変形例のトナー再配置電極を示す断面図。
【図４】本発明の制御を示すフローチャート。
【図５】本発明の制御の変形例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１、２を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１において、１は透明感光体ドラムであり、反時計方向に回転駆動される。透明感光体ドラム１は、ポリカーボネートなどの透明基体上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）の透明導電層を形成し、その上にＯＰＣ感光体層を形成したものである。透明感光体ドラム１上に図示しない手段によって形成された静電潜像は、現像装置２によってトナー像とされる。現像装置２の下流に透明感光体ドラム１と対向してトナー再配置電極３が配置されている。
【００１６】
トナー再配置電極３は、透明感光体ドラム１の軸方向全幅をカバーする長さの基板３ａに電極３ｂを形成したものである。電極３ｂには、図示しない電源から交番電圧が供給される。
【００１７】
透明感光体ドラム１の内側で、トナー再配置電極３に対向する位置に光学センサ４が配置される。光学センサ４の配置は、トナー再配置電極３全幅の中央であって、透明感光体ドラム１の回転方向で透明感光体ドラム１とトナー再配置電極３がもっとも近接する位置に対向するよう配置される。
【００１８】
光学センサ４は、ＬＥＤなどの発光素子５とフォトダイオードなどの受光素子６の対で構成されており、図２（ｂ）には、黒トナーの場合の受光素子６ａとカラートナーの場合の受光素子６ｂを両方示しているが、実際には、いずれかの受光素子を使用する。受光素子６の出力は図示しない制御手段に入力される。
【００１９】
発光素子５は、斜め４５°から光を入射させるように配置される。発光素子５の発光波長は、黒トナーの場合は９５０ｎｍ、カラートナーの場合は７８０ｎｍのものを用いることができる。
【００２０】
黒トナーの場合の受光素子６ａの配置は、トナー再配置電極３からの正反射光を受光するように斜め４５°に配置される。すなわち、トナー再配置電極３にトナー汚染がない場合がもっとも受光量が多く、トナー汚染が進むに従って受光量が低下するように構成されている。一方、カラートナーの場合の受光素子６ｂは、トナー再配置電極３に付着したトナーからの拡散光を受光するように透明感光体ドラム１内面に正対して配置される。従って、トナー汚染が進行するほど受光量は多くなる。
【００２１】
黒トナーの場合は、ほとんど拡散反射しないので、正反射成分を検知する位置が好適であり、トナー再配置電極３で正反射された光を受光する。この際、トナー再配置電極３がトナー汚染されているとトナー再配置電極３で反射される光が汚染トナーで遮られ、汚染状態を検知することができる。一方、カラートナーの場合は、拡散反射しやすい一方、正反射成分の変動はトナー量に比べて少ないので、拡散反射成分を検知する位置に配置する。
【００２２】
図１において、トナー再配置電極３は、両端に回動支持部３ｃを有し、この回動支持部３ｃを支持する軸３ｄ（図２参照）の周りに回動できるように構成されている。光学センサ４からの信号により制御手段がトナー汚染ありと判断すると、操作パネルなどにトナー汚染の発生を知らせる警告を表示する。これにより、ユーザーはトナー再配置電極３を軸３ｄの周りに回動させ、電極３ｂの汚れを清掃することができる。
【００２３】
また、軸３ｄの周りの回動をソレノイドなどで自動的に行い、開放された電極３ｂに沿って清掃手段を透明感光体ドラム１の軸と平行に移動させるように構成すれば、物理的清掃を自動的に行うこともできる。トナー再配置電極３の位置決めは、ストッパ（図示せず）を配置すればよい。
【００２４】
一方、物理的清掃ではなく、静電的にトナー再配置電極３を清掃することもできる。この静電的清掃は、トナー再配置電極３にトナー再配置時の交番電圧より高く、トナーを透明感光体ドラム１側に強制的に戻す電圧を印加することにより行うことができる。
【００２５】
トナー再配置電極に印加する電圧の一例を以下に示す。
【００２６】
ＤＣ成分 ＡＣ成分
トナー再配置時 −６００Ｖ ２．５ｋＶｐｐ
静電的清掃時 −１０００Ｖ ２．５ｋＶｐｐ
注）ＡＣ成分の単位のｐｐはピークトウピーク値を示す。
【００２７】
図３は、本発明のトナー再配置電極の変形例を示す概略断面図である。図において、トナー再配置電極３０は、透明感光体ドラム１に対向し電極３０ｂが形成される面を曲面とし、透明感光体ドラム１との距離が全体に亘って一定になるようにした構成である。このように曲面電極として構成することによって透明感光体ドラム１上でトナー再配置を行う領域を長く確保でき、トナー再配置の効率が向上する。光学センサ４は、汚れの発生がもっとも多いトナー再配置電極３０の上流側端部に配置される。
【００２８】
このような実施の形態および変形例の構成を用いて行うトナー再配置電極の制御について、図４を用いて説明する。図４はトナー汚染を検知すると清掃（静電的清掃、或いは物理的清掃）を行う場合の制御を示し、制御手段（図示せず）のメインルーチンから所定タイミングごとに実行されるサブルーチンのフローチャートである。
【００２９】
ここで、汚れ検知を行う所定タイミングについてまず説明する。この所定タイミングは２つに大別することができる。１つは、ジョブ動作以外の時間に専用の検知モードを設けてサブルーチンを実行する場合である。もう１つはジョブ実行中に汚れ検知を行う場合である。
【００３０】
ジョブ動作以外の時間に専用の検知モードを設ける場合は、透明感光体ドラム１上にトナー像が形成されていないので、検知用のトナー像を作成し、このトナー像の再配置を行ってその後のトナー再配置電極の汚れ検知を行う。
【００３１】
一方、ジョブ動作中に汚れ検知を行う場合は、ジョブのトナー像があるので検知用のトナー像は作成しなくてもよい。ジョブ動作中の検知は、規定プリント枚数を作像した後や規定の印字画素数を印字した後であり、より完璧を目指す場合は１プリントごとに行っても良い。プリント数の多いジョブの場合は、そのジョブ中の規定プリント枚数ごとに実行する。なお、ジョブ中の汚れ検知は、像と像との間の領域（像間領域という）がトナー再配置電極を通過するときに行う。また、１つのジョブ実行中に汚れ検知を行って清掃が必要となった場合は当該ジョブを一旦中断して清掃を行う。残りのプリント枚数が少ない場合は、ジョブの終了後に清掃を行うようにしてもよい。
【００３２】
図４のフローチャートを説明するに、まず、ステップＳ１で、トナー再配置のための交番電圧の初期値（ＤＣ成分ＤＣ２ｄｃ０、ＡＣ成分Ｖ２ａｃ０）をＣＰＵのレジスタに登録する。このレジスタは、プリントを行うサブルーチンにて参照され、トナー再配置電圧を設定する。初期値Ｖ２ｄｃ０は、現像ローラのＤＣ電圧Ｖ１ｄｃと感光体ドラムの帯電電位Ｖ０の和の１／２として設定される。初期値Ｖ２ａｃ０は、あらかじめ設定された固定値である。この初期値は、トナー再配置効果を最大限に発揮でき、通常の使用状況ではトナー汚染もほとんど発生しない値として実験などで確認したものである。
【００３３】
そして、ステップＳ２で汚れ検知を行い、光学センサ４の出力からトナー汚染レベルを判断する。トナー汚染レベルが所定値以上である（ステップＳ２で「あり」）と判断されると、ステップＳ３で、清掃を実行する。この清掃は、先に説明した静電的清掃でも、物理的自動清掃でもよい。
【００３４】
ステップＳ２でトナー汚染レベルが所定値より小さい場合（ステップＳ２で「なし」）、およびステップＳ３の清掃終了後は、サブルーチンを終了しメインルーチンに戻る。メインルーチンでは、公知の方法でプリント動作を実行するが、その際、トナー再配置電極は、上述したレジスタに登録された電圧で駆動される。
【００３５】
ここで、ステップＳ３では清掃を実行したが、もっともシンプルには、画像形成装置の操作パネルにトナー汚染の警告を表示するだけでもよい。ユーザーはその警告を見てトナー再配置電極の清掃を手動で行うことができる。このような警告・手動清掃は、廉価なプリンタなどにトナー再配置機能を搭載する際には有効である。
【００３６】
図５は、汚れ検知を行いながらトナー再配置電圧を最適に調整し、必要に応じて清掃動作を行う変形例のフローチャートである。
【００３７】
図５において、まずステップＳ１０で再配置電極の初期値（ＤＣ成分Ｖ２ｄｃ０、ＡＣ成分Ｖ２ａｃ０）を設定し、ＣＰＵのレジスタに登録する。このレジスタは、プリントを行うサブルーチンにて参照され、トナー再配置電圧を設定する。初期値Ｖ２ｄｃ０は、現像ローラのＤＣ電圧Ｖ１ｄｃと透明感光体ドラムの帯電電位Ｖ０の和の１／２として設定される。また、初期値Ｖ２ａｃ０は、前回の本サブルーチンにおいて設定され現在使用されているＡＣ成分の値である。図５の制御においては、トナー再配置電圧の最適化を行うため、前回で設定された値を使って今回の初期値とするのである。そして、ステップＳ１１でカウンタｎをゼロにリセットする。
【００３８】
ついで、ステップＳ１２で、汚れ検知を行い、光学センサ４の出力から判断した汚染レベルが所定値未満の場合はステップＳ１７にとんで、レジスタに登録したＤＣ成分とＡＣ成分の値をプリント動作を行うサブルーチンで利用可能にする。ステップＳ１２からステップＳ１７に進む場合はレジスタの値は初期値と同じである。
【００３９】
一方、ステップＳ１２で汚染レベルが所定値以上の場合、ステップＳ１３で清掃を実行する。この清掃は、先に説明した静電的清掃でも、物理的自動清掃でもよい。ついで、ステップＳ１４でカウンタｎを「１」だけ増加させ、ステップＳ１５で再配置電極のＡＣ成分Ｖ２ａｃを補正する。補正は、初期値からｎ×０．０５ｋＶ減少させるようにして行う。すなわち
Ｖ２ａｃｎ←Ｖ２ａｃ０−ｎ×０．０５（ｋＶ）
である。そして、ステップＳ１６で、補正された値でのトナー再配置電極の汚れ検知を行う。ステップＳ１６の汚れ検知は、検知用のトナーパッチを作成しトナー再配置をしてから行うものである。
【００４０】
このように、ステップＳ１３からＳ１６の補正、および汚れ検知を、ステップＳ１６の汚れ検知でトナー汚れが所定値以下となるまで行い、ステップＳ１７で、補正された再配置電圧のＡＣ成分の値Ｖ２ａｃｎをレジスタにセットしてプリント動作を行うサブルーチンで利用可能にする。
【００４１】
以上の図５の制御によれば、汚れ検知においてトナー汚れが所定値以上にあるときは、再配置電圧のＡＣ成分を汚れが発生しない値まで逓減していくので、汚れが発生しない範囲で最大の再配置電圧を用いることができ、トナー再配置の効果を最大限に発揮できる。
【００４２】
トナー再配置電圧の補正は、図５ではＡＣ成分のピークトウピーク値を補正するものとしたが、ＡＣ成分の周波数ｆ、或いはデューティ比（正側のパルス幅をパルス周期で割ったもの）を補正してもよい。周波数ｆの場合は周波数をあげる方向の補正であり、デューティ比の場合は比率を下げる方向の補正である。また、交番電圧のＤＣ成分を補正することもできる。ＤＣ成分の場合は、絶対値を大きくする方向（マイナス帯電で反転現像の場合）に補正する。
【００４３】
次に、以下に説明するテスト１、テスト２で本発明のトナー再配置、汚れ検知、清掃の効果を確認した結果を説明する。
【００４４】
〔テスト１〕
テストに用いる装置構成は次のとおりである。
【００４５】
透明感光体 直径６０ｍｍのＯＰＣ透明感光体ドラム
基体は厚さ３ｍｍのポリカーボネート
プロセススピード ４００ｍｍ／ｓ
現像方式 ２成分磁気ブラシ現像
現像ローラ表面速度７２０ｍｍ／ｓ（逆転現像）
トナー径 ６．５μｍ
キャリア径 ３３μｍ
トナー濃度 ７質量％
感光体帯電電圧Ｖ０ −７００Ｖ
現像ローラ電圧Ｖ１ｄｃ −５００Ｖ
トナー再配置電極 長手方向寸法 ３１０ｍｍ
進行方向寸法 １５ｍｍ
厚さ ３ｍｍ
透明感光体との距離 ０．３ｍｍ
トナー再配置時電圧 ＤＣ成分 −６００Ｖ
ＡＣ成分 ２．５ｋＶｐｐ（初期値）
電極清掃時電圧 ＤＣ成分 −１０００Ｖ
ＡＣ成分 ２．５ｋＶｐｐ
デューティ比 ５０％
注）ＡＣ成分の単位のｐｐはピークトウピーク値を示す。
【００４６】
上記の装置構成を用い、以下の実施例１、比較例１、比較例２でそれぞれカバレッジ５％と３０％のテストパッチの画像を初期から１０００枚ごとに評価した。
実施例１：上記の装置構成で図５のフローチャートを用いて１００枚プリントごとに電極汚れを検知し、再配置電圧最適化（検知結果に応じて再配置電極のＡＣ成分にフィードバックして再配置電圧を最適化）、再配置の静電的清掃を行った例。
比較例１：上記の装置構成でトナー再配置電極は持つが、本発明のトナー汚れ検知、再配置電圧最適化、および再配置電極清掃は行わない例。
比較例２：トナー再配置電極を持たない例。
【００４７】
画像評価の項目は、濃度ムラ、掃き寄せ、粒状性であり、評価者５名が画像を目視評価し、上記項目の現象が全体的に起こり、評価者の半数以上がその発生に気付くレベルを不合格（×）、上記項目の発生箇所が部分的で、評価者の半数以下しか発生に気付かないレベルを合格（○）とした。
【００４８】
ここで、画像評価に用いるテストパッチは、２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさで、スクリーン線数２００線、傾き４５°、濃度１８０／２５５のドットスクリーンのテストパッチである。画像評価の項目の濃度ムラとは、現像されたトナー像のトナーがトナー再配置電極に移動して起こる画像の濃度低下をいい、掃き寄せとは、磁気ブラシの穂によりトナー像が透明感光体ドラム進行方向と反対方向に偏る現象をいう。また、粒状性は画像のざらつきを評価するものである。
【００４９】
実施例１、比較例１、比較例２の結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
カバレッジ５％のときは、プリントが進行しても現像剤中の新トナー（現像装置に新たに補給されるトナーで帯電量が高い）の増加はほとんどないので、実施例１のトナー再配置電圧のＡＣ成分が２．５ｋＶｐｐのままでもトナー汚染は発生せず、本発明の実施例１も、汚れ検知と再配置電圧最適化を行わない比較例１も、濃度ムラ、掃き寄せ、粒状性の改善効果は５０００枚のプリントまで良好であった。一方、比較例２は、トナー再配置電極がないので濃度ムラは発生しないが、掃き寄せ、粒状性は改善されなかった。
【００５２】
カバレッジ３０％のときは、プリントが進行すると新トナーが補給され、トナー再配置電極と透明感光体の間でトナーの運動が活発化し、トナー再配置電圧２．５ｋＶｐｐのままでは途中から電極面のトナー汚染が発生する。従って、トナー汚れ検知と再配置電圧最適化を行わない比較例１では電極のトナー汚染が進行し、これに伴って濃度ムラが発生し、また、電極上へ堆積したトナー層の電位の影響で再配置電極・透明感光体間のトナーの往復運動が減少し、掃き寄せと粒状性の改善効果が見られなくなった。
【００５３】
これに対して、本発明の実施例１は、トナー汚染を検知してテストの途中でトナー再配置電圧を２．２５ｋＶまで下げたために、電極のトナー汚染による濃度ムラを回避でき、掃き寄せと粒状性の改善効果も良好であった。
【００５４】
比較例２は、トナー再配置電極がないので、濃度ムラは発生しないが、掃き寄せと粒状性の改善はなかった。
【００５５】
次に、テスト２の結果を説明する。
【００５６】
〔テスト２〕
テスト２は、テスト１と同じ装置構成を用い、図４のフローチャートによる制御を行った実施例２を比較例３、４と比較して示すものである。すなわち、実施例２は電極のトナー検知を１００枚プリントごとに行い、トナー汚染が検知されると静電的電極清掃を実施するよう制御する。一方、比較例３は、トナー再配置電極は持つがトナー汚染検知および清掃は行わない例であり、比較例４は、トナー再配置電極を持たない例である。
【００５７】
テスト２の画像評価項目はテスト１と同様であるが、対象のテストパッチはカバリッジ５％と１０％とで評価した。結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】
カバレッジ５％のときは、プリントが進行しても現像剤中の新トナー（新たに補給されるトナーで帯電量が高い）の増加はほとんどないので、テスト終了までトナー汚染は発生せず、本発明の実施例１も、汚れ検知と電極清掃を行わない比較例３も濃度ムラ、掃き寄せ、粒状性の改善効果は５０００枚のプリントまで良好であった。一方、比較例４は、トナー再配置電極がないので濃度ムラは発生しないが、掃き寄せ、粒状性は改善されなかった。
【００６０】
しかし、カバレッジ１０％のときは、プリントが進行すると新トナーの割合が若干増加するため、トナー再配置電極と透明感光体の間でトナーの運動がやや活発化し、テスト途中から電極面のトナー汚染がごく軽微であるが発生する。従って、比較例３の場合はトナー運動がやや活発化する程度なので濃度ムラ発生までには至らないものの、電極上へ堆積したトナー層の電位の影響で電極・透明感光体間のトナー運動がプリント進行につれて減少し、掃き寄せ、粒状性の改善効果が途中から悪化した。これに対してトナー汚れを検知し、清掃する本発明の実施例２では、３０００枚プリント後トナー汚れを検知して清掃を行ったため、掃き寄せ、粒状性の改善効果もテスト終了まで維持できた。
【００６１】
比較例４は、トナー再配置電極がないので、濃度ムラは発生しないが、掃き寄せと粒状性の改善はなかった。
【符号の説明】
【００６２】
１ 透明感光体ドラム
２ 現像装置
３、３０ トナー再配置電極
３ａ、３０ａ 基体
３ｂ、３０ｂ 電極
４ 光学センサ
５ 発光素子
６、６ａ、６ｂ 受光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像装置と、
該現像装置の下流の位置で前記透明感光体に対向して配置されるトナー再配置電極と、
前記トナー再配置電極に交番電圧を印加する電源と、
前記透明感光体の内側で、前記トナー再配置電極と対向する位置に配置され、前記トナー再配置電極のトナー汚染を検知する光学センサと、
前記光学センサからのトナー汚染状態の検知信号に基づいて前記トナー再配置電極のトナー汚染の除去に関する制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検知信号によりトナー汚染が検知された場合には前記トナー再配置電極に印加する交番電圧をトナー汚染が発生しない電圧に補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記交番電圧の補正は、交番電圧のＤＣ成分、或いはＡＣ成分のいずれか、または両者を補正することにより行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、トナー汚染状態が一定以上になると警告を発することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記トナー再配置電極に付着したトナーを前記透明感光体の非画像領域に戻す電極清掃を実行するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記トナー再配置電極に付着したトナーを物理的に除去する電極清掃を実行するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記光学センサは、正反射成分を検知することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記光学センサは、拡散反射成分を検知することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー再配置電極は、曲面電極であり、前記透明感光体との距離が対向領域に亘って一定であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
透明感光体上の静電潜像を現像してトナー像とする現像装置と、
該現像装置の下流の位置で前記透明感光体に対向して配置されるトナー再配置電極と、
前記トナー再配置電極に交番電圧を印加する電源と、
前記透明感光体の内側で、前記トナー再配置電極と対向する位置に配置され、前記トナー再配置電極のトナー汚染を検知する光学センサと、
前記光学センサからのトナー汚染状態の検知信号に基づいて前記トナー再配置電極のトナー汚染の除去に関する制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検知信号によりトナー汚染が検知された場合には前記トナー再配置電極に印加する交番電圧をトナー汚染が発生しない電圧に補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記交番電圧の補正は、交番電圧のＤＣ成分、或いはＡＣ成分のいずれか、または両者を補正することにより行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、トナー汚染状態が一定以上になると警告を発することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記トナー再配置電極に付着したトナーを前記透明感光体の非画像領域に戻す電極清掃を実行するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記トナー再配置電極に付着したトナーを物理的に除去する電極清掃を実行するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記光学センサは、正反射成分を検知することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記光学センサは、拡散反射成分を検知することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー再配置電極は、曲面電極であり、前記透明感光体との距離が対向領域に亘って一定であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−５９３０５（Ｐ２０１１−５９３０５Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０７９０４（Ｐ２００９−２０７９０４）
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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