JP2006337605A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像ローラ上のトナー回収を良好に行って長期間に亘って良好な画像形成を行う。
【解決手段】 画像形成装置は静電潜像が形成される感光体ドラム１６ａと対面してトナー薄層によって静電潜像を現像してトナー像とする現像ローラ３４と、磁性キャリアと磁性トナーとからなる２成分現像剤で形成された磁気ブラシを保持しこの磁気ブラシによってトナー層形成時間の間現像ローラ上にトナー薄層を形成し、現像後磁気ブラシによってトナー剥ぎ取り時間の間現像ローラ上に残ったトナーを剥ぎ取る磁気ローラ３３とを有する現像装置１６ｅを備えて、トナー像を直接的又は間接的に記録媒体に転写する。そして、トナー像としてテストパターン像を形成して、テストパターン像の濃度に応じて剥ぎ取り時間を変更する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアと非磁性トナーとからなる２成分現像剤を用いて、現像ローラ上に非磁性トナーを保持させて静電潜像を現像するようにした現像装置を有する画像形成装置に関するものである。

画像形成装置における現像方式には、トナーとキャリアを用いた２成分現像方式、キャリアを使用しない１成分現像方式、磁性キャリアを用いて非磁性トナーを帯電させる２成分現像剤を用いて、現像ローラ上に帯電した非磁性トナーのみを保持させて静電潜像を現像するようにした所謂ハイブリッド現像方式などがある。

２成分現像方式はキャリアによるトナーの帯電性に優れ、長寿命化が可能である反面、現像装置が大きく複雑になることや、キャリアの耐久性によって画質が変化するなどの欠点がある。また１成分現像方式は、現像装置がコンパクトになってドット再現性に優れているが、現像ローラ、補給ローラの耐久性が概して低く、定期的に現像装置を交換するため消耗品価格が高価になる。

こうした双方の現像方式の特徴を生かし、非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を使用して現像ローラ上に非磁性トナーのみを保持し、そのトナーで感光体上に形成した静電潜像を非接触で現像するようにした所謂ハイブリッド現像方式が注目され、特にこのハイブリッド現像方式は、高速の画像形成が可能な現像方式として、また感光体上に複数のカラー画像を順次形成する１ドラム色重ね方式用として、更には複数の電子写真プロセス部材を並べて配置し、転写部材の送りに同期させてカラー画像を形成して転写部材上で色重ねを行うタンデム方式用の現像装置として、注目されてきている。

このうちタンデム方式の画像形成装置の場合には、複数の電子写真プロセス部材を並べて配置するため、感光体に対して現像ローラや磁気ローラを横に配置すると電子写真プロセス部材そのものの幅が大きくなり、小型化の妨げになる。そのため、電子写真プロセス部材を構成する現像ローラや磁気ローラを感光体の上方に配置して現像装置を縦型とし、画像形成装置の奥行きを狭められるようにすることが好ましい。

このような技術に関する従来技術としては、特許文献１に磁気ローラを用いて現像剤をドナーローラに進ませ、このドナーローラ上にトナーを転移させてトナー層を形成する現像装置が示されている。しかしながらこの方式では、トナーの帯電制御が複雑で、感光体に高い表面電位と大きな現像電界を印加することを必要としており、さらにドナーローラ上の未現像トナーをリフレッシュすることが困難で、現像ローラ上にトナーの消費領域と非消費領域とが生じると、その現像ローラ上におけるトナーの付着状態とトナーの電位差にばらつきが生じる関係から、前の現像画像の一部が次の現像時に残像（ゴースト）として現れる現象、いわゆる履歴現象が発生しやすいという不具合がある。

そのため例えば特許文献２、３には、内部に固定された磁極部材によりキャリアとトナーからなる２成分現像剤で形成した磁気ブラシを保持する磁気ローラと、この磁気ローラに保持された磁気ブラシによる摺擦でトナー層を形成する現像ローラと、この現像ローラと感光体との間に交番電界を形成する電源とを設け、前記交番電界により、前記現像ローラ上に形成されたトナー層から飛翔させたトナーで前記感光体上の潜像を現像して、カブリの発生を回避しつつ現像時の残像（ゴースト）の発生を防止するようにした現像装置が示されている。

さらには、特許文献４には、このようなハイブリッド現像方式の問題点を解決するため、つまり、現像ゴースト、選択現像の発生を防いで、確実に帯電したトナーを現像ローラに供給して、画像不均一を防止するとともに、長期間安定した画像品質を得るため、磁気ローラ側に直流バイアスを印加し、現像ローラ側に直流に交流を重畳したバイアスを印加して、直流バイアス電源を夫々独立した電源として、現像終了時に一方の直流バイアスと交流バイアスのデューティ比を変化させて現像ローラ上のトナーをリフレッシュ（回収と入れ替え）することが示されている。

米国特許第３，９２９，０９８号公報 特開２００３−２１９６１号公報 特開２００３−２１９６６号公報 特開２００３−３４５１３４公報

しかしながら、特許文献２、３に示された現像装置においても、現像ローラと感光体との間に形成される交番電界と、現像ローラと磁気ローラのそれぞれに印加される直流バイアスなどのバランスを取るためには精度の高い制御が要求され、より余裕のある技術が望まれている。

即ち、現像ローラ上へのトナー層の形成は、現像ローラに印加される交番電界の最小電圧と磁気ローラに印加される直流バイアスとの電位差（以下第１の電位差と称する）によっておこなわれ、この電位差が大きいとトナー層が良好に形成されてゴーストが少なくなる。また、現像ローラ上の現像残トナーは、この交番電界の最大電圧と磁気ローラに印加される直流バイアスとの電位差（以下第２の電位差と称する）によって引き剥がされ、この電位差が大きいと現像ローラへのトナー付着が防止できる。

一方現像ローラから感光体へは、現像ローラへ印加される交番電界の最大電圧と感光体の明電位（露光後電位）との電位差（以下第３の電位差と称する）によって現像が行われ、また感光体の明電位と交番電界の最小電圧との電位差（以下第４の電位差と称する）は感光体上のトナー回収方向の電位差となる。さらに、感光体における暗電位（未露光部電位）とこの交番電界の最小電圧との電位差（以下第５の電位差と称する）は、いわゆるカブリ取り電位と呼ばれるもので、白部分の汚れの防止に作用する。

そのため、ゴーストと現像ローラへのトナー付着に対しては、第１の電位差と第２の電位差を大きくとる、すなわち交番電界のピーク間電圧を大きくすることが好ましいが、画像濃度やドット再現性は第３の電位差と第４の電位差のバランスによっており、交番電界のピーク間電圧を大きくすることによって第３の電位差が大きくなると、今度は現像ローラから感光体へのリークが発生し易くなり、黒点画像やひどいと白帯や黒帯といった瞬間的にバイアス出力が落ちる等の回路系への不具合が生じることがある。

特許文献４では、現像が完全に終了するまで、現像ローラ上にトナー薄層を形成し、現像が終了すると現像ローラ上に残ったトナーを回収するようにして、現像終了時に一方の直流バイアスと前記交流バイアスのデューティ比を変化させて、現像履歴を消し去ろうとしているものの、用紙間において現像ローラ上に残ったトナーを完全に回収することが難しく、その結果、現像履歴等の画像不良が生じてしまうという課題がある。

そのため本発明においては、現像ローラ上のトナー回収を良好に行って長期間に亘って良好な画像形成を行うことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明は、静電潜像が形成される像担持体と対面してトナー薄層によって前記静電潜像を現像してトナー像とする現像ローラと、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤で形成された磁気ブラシによって前記現像ローラ上にトナー薄層を形成するとともに、前記磁気ブラシによって前記現像ローラ上のトナーを剥ぎ取る磁気ローラとを有する現像装置を備える画像形成装置において、前記トナー像としてテストパターン像を形成するテストパターン形成手段と、前記テストパターン像の濃度に応じて前記剥ぎ取り時間を変更する変更手段とを有することを特徴とするものである。

本発明では、前記変更手段は前記テストパターン像の濃度が低下すると前記剥ぎ取り時間を延長するようにしており、前記剥ぎ取り時間は前記現像ローラの一周分に要する時間の整数倍（１以上）とすることが好ましい。

本発明では、前記現像装置は各色毎に備えられ、各色トナー像が順次転写されてカラートナー像とされる中間転写体を有し、前記テストパターン像は前記各色毎に前記中間転写体に形成される。

本発明では、前記現像装置は各色毎に備えられ、記録媒体が搬送されて各色トナー像が順次転写されてカラートナー像とされる搬送ベルトを有し、前記テストパターン像は前記各色毎に前記搬送ベルトに形成される。

以上のように、本発明では、トナー像としてテストパターン像を形成して、このテストパターン像の濃度に応じて現像ローラからトナーを剥ぎ取る剥ぎ取り時間を変更するようにしたので、磁気ブラシ量が減少して、現像ローラ上のトナーを十分に剥ぎ取ることができなくなってしまうという事態を回避することができ、その結果、画像濃度の低下等画像不良が発生してしまうことがないという効果がある。つまり、現像ローラ上のトナー回収を良好に行って、長期間に亘って良好な画像形成を行うことができるという効果がある。

本発明では、テストパターン像の濃度が低下すると剥ぎ取り時間を延長するようにして、剥ぎ取り時間を現像ローラの一周分に要する時間の整数倍とするようにしたので、現像ローラの全周に亘って均一にトナーを剥ぎ取ることができるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等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は本発明による画像形成装置の一例を示す図であり、図示の画像形成装置１０においては、外部コンピュータ（図１には示さず）から送られる原稿画像データの色情報に応じてフルカラー画像出力とモノクロ画像出力とのいずれかを選択する。画像形成装置１０は中間転写ベルト１１を有しており、中間転写ベルト１１は駆動ローラ１２、従動ローラ１３、及び補助ローラ（テンションローラ）１４に張架されて、駆動ローラ１２の駆動によって実線矢印で示す方向に回転駆動される。

中間転写ベルト１１に沿って、中間転写ベルト１１の搬送方向上流側から順次４つの画像形成ユニット１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、及び１５Ｂが配置され、図示の例では、中間転写ベルト１１の回転方向上流側から順に、マゼンタ用（Ｍ）画像形成ユニット１５Ｍ、シアン用（Ｃ）画像形成ユニット１５Ｃ、イエロー用（Ｙ）画像形成ユニット１５Ｙ、及びブラック用（ＢＫ）画像形成ユニット１５Ｂが中間転写ベルト１１に沿って配列されている。

画像形成ユニット１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、及び１５Ｂはそれぞれ感光体ドラム１６ａ〜１６ｄを備えており、各感光体ドラム１６ａ〜１６ｄの周囲にはそれぞれ帯電器、ＬＥＤプリントヘッドユニット、現像装置１６ｅ〜１６ｈ、及びドラムクリーニング装置等が配置されている。そして、感光体ドラム１６ａ〜１６ｄに対向して中間転写ベルト１１を挟んで１次転写ローラ１７ａ〜１７ｄが配置されている。また、補助ローラ１４に対向して中間転写ベルト１１を挟んで２次転写ローラ１８が配置されている。

カラーモードで画像形成を行う場合には、感光体ドラム１６ａ〜１６ｄが中間転写ベルト１１に当接した状態となって、感光体ドラム１６ａ〜１６ｄ上にそれぞれＭ〜ＢＫトナー像が形成されて、１次転写ローラ１７ａ〜１７ｄに印加された１次転写バイアス電圧によって、順次Ｍ〜ＢＫトナー像が中間転写ベルト１１上に転写されて、中間転写ベルト１１上カラートナー像が形成される。

給紙カセット１９から２次転写位置に用紙が搬送されて、２次転写ローラ１８に印加された２次転写バイアス電圧によって中間転写ベルト１１上のカラートナー像が用紙に転写される。その後、用紙は定着装置２０に搬送されて、ここでカラートナー像が定着されて、排出部（排紙トレイ）２１に排紙される。

モノクロモードで画像形成を行う際には、中間転写ベルト１１を含む転写ベルトユニットが駆動ローラ１２の軸心を中心して回動されて、感光体ドラム１６ａ〜１６ｃが転写ベルト１１から離間した状態となり、感光体ドラム１６ｄのみが中間転写ベルト１１を挟んで１次転写ローラ１７ｄに当接した状態となる。そして、１次転写ローラ１７ｄに１次転写バイアス電圧が印加されて、前述したようにしてブラックトナー像が用紙に転写された後、定着装置２０を介して排紙されることになる。図示のように、駆動ローラ１２よりも中間転写ベルト１１の回転方向下流側には（２次転写位置よりも上流側）、中間転写ベルト１１と対面して濃度センサ（ＩＤセンサ）１２ａが配置されており、このＩＤセンサ１２ａによって、中間転写ベルト１１上に転写されたテストパターン（後述する）の濃度が検知されて、テストパターン検知濃度に基づいて後述するようにして現像装置１６ｅ乃至１６ｈが制御される。

図２は現像装置１６ｅ乃至１６ｈの一例を詳細に示す図であり、図示の現像装置では、磁性キャリアと非磁性トナーとを有する２成分現像剤が用いられる。現像装置１６ｅに注目して、現像装置１６ｅは現像容器３１を有し、この現像容器３１には第１及び第２のミキサ３２ａ及び３２ｂが配置されるとともに、磁気ローラ３３及び現像ローラ３４が配置され、現像ローラ３４は感光体ドラム１６ａと対面している。なお、前述したように、感光体ドラム１６ａの周囲には、帯電器３５及びＬＥＤプリントヘッドユニット（露光器）３６等が配置されている。トナーコンテナ３１ａに収納されたトナーが現像容器３１に補給されて、第１及び第２のミキサ３２ａ及び３２ｂでキャリアと混合されつつ、磁気ローラ３３に供給される。

図３も参照して、磁気ローラ３３は非磁性金属材料で円筒状に形成され、その内部に複数の固定磁石が配設された回転可能なスリーブ体であり、穂切りブレード（層厚規制ブレード）３９によって磁気ローラ３３上に形成された磁気ブラシ３７の高さを一定に保たれ、磁気ブラシ３７によって現像ローラ３４上にトナー薄層３８が形成される。電源４０によって磁気ローラ３３に直流（ＤＣ）バイアスＶｄｃ１が印加される。また、電源４１ａによって現像ローラ３４へ直流（ＤＣ）バイアスＶｄｃ２が印加され、電源４１ｂによって現像ローラ３４へ交流（ＡＣ）バイアスが印加される。

現像ローラ３４の最表面は、均一な導電性のアルミニウム、ＳＵＳ、導電樹脂被覆などからなるスリーブで構成する。そして、そのシャフト部には、直流（ＤＣ）バイアス電源４１ａ及び交流（ＡＣ）バイアス電源４１ｂを接続し、回転する現像ローラ３４と感光体ドラム１６ａ、及び磁気ローラ３３との間にこの直流と交流を重畳したバイアスが作用するようにして、感光体ドラム１６ａ上の静電潜像に対する良好な現像性と磁気ローラ３３に対してのトナー薄層３８の回収性を高める。交流バイアスの波形は、矩形波が好ましい。

現像ローラ３４上のトナーを回収する際には、現像が終了した後、交流バイアスを印加した状態で、直流バイアスＶｄｃ１を変化させて、現像ローラ３４上のトナー薄層を磁気ローラ３３に回収する。つまり、現像後、現像ローラ３４上のトナー薄層は磁気ロール３３に保持された磁気ブラシ３７によって回収され、新たなトナーが規制ブレード３９を通って現像ローラ３４に運ばれる。

例えば、現像ローラ３４の直径は１６．８ｍｍ、磁気ローラ３３の直径は１６．０ｍｍ、感光体ドラム１６ａの直径は３０．０ｍｍ、現像ローラ３４と磁気ローラ３３の回転数の比は、磁気ローラ３３の回転数が現像ローラ３４の回転数の約１．５倍にしてある。そして、穂切りブレード３９と磁気ローラ３３とのギャップは０．３から１．５ｍｍ、磁気ローラ３３と現像ローラ３４間のギャップは同様に０．３から１．５ｍｍ程度である。現像ローラ３４上のトナーの薄層は、１０から１００μｍ、好ましくは３０から７０μｍの厚さに設定される。この厚さはトナーの平均粒径を７μｍとした場合にトナーの５層から１０層程度に相当する値である。

現像ローラ３４と感光体ドラム１６ａとの間のギャップは１５０から４００μｍ、好ましくは２００から３００μｍである。１５０μｍより狭いとカブリの要因になり、４００μｍより広いとトナーを感光体ドラム１６ａに飛翔させることが困難になり、十分な画像濃度得ることができない。また、選択現像を発生させる要因になる。なお、ここでは、穂切りブレード３９と磁気ローラ３３とのギャップは０．５５ｍｍ、磁気ローラ３３と現像ローラ３４間のギャップは０．４０ｍｍであり、現像ローラ上のトナーの薄層は約６０μｍに維持されるようになっている。

前述したように、磁気ローラ３３上に磁気ブラシ３７が形成され、穂切りブレード３９によって層厚規制されて、磁気ローラ３３に加えられた直流バイアス電源による例えば＋４００Ｖと、現像ローラ３４２０に加えられた直流バイアス電源３０ａによる例えば＋１００Ｖとの電位差により、現像ローラ３４上にトナー薄層を形成する。

画像形成の際には、感光体ドラム１６ａが例えば４００Ｖに帯電され、その後、露光によって、感光体ドラム１６ａの露光後電位は約７０Ｖになって静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像ローラ３４に加えられた直流バイアス電源による＋１００Ｖと、現像時に重畳される交流バイアス電源によるＶｐｐ＝１．６ｋＶ、周波数＝２．７ｋＨｚ、デューティ比２７％の矩形波により、現像ローラ３４上のトナー薄層から感光体ドラム１６ａに飛翔したトナーで現像されトナー像が形成される。トナーの飛散を防ぐために、交流バイアスは現像の直前に印加する。

現像ローラ上に残ったトナーは磁気ブラシ３７が現像ローラ３４上のトナー層に接触して、両ローラの周速差によるブラシ効果等によってトナーが回収される。例えば、磁気ローラ３３の回転速度を現像ローラ３４の回転速度に対して、１．０〜２．０倍に設定し、現像ローラ３４上のトナーを回収すると共に適切なトナー濃度に設定された現像剤を現像ローラ３４に供給することで、均一なトナー層を形成することが可能になる。また、残像防止のため、現像が済んだ画像形成の間に、磁気ローラ３３へのバイアスを０Ｖとし、現像ローラ３４上のトナーを磁気ローラ３３に戻す。

図４は本発明による画像形成装置の制御系を示す図であり、ＣＰＵ４１にはＲＡＭ４２ａ及びＲＯＭ４２ｂが接続されるとともに、入力インターフェース４３を介して画像濃度センサ（ＩＤセンサ）４４及び温湿度センサ４５等が接続されている。さらに、ＣＰＵ４１には出力インターフェース４６を介して、現像装置１６ｅ乃至１６ｈ（図４において現像装置１６ｅのみが示されている）、露光器３６、帯電器３５、及び駆動部４７等が接続されている。

ＲＯＭ４２ｂには制御プログラムが格納され、ＣＰＵ４１はこの制御プログラムに応じて画像形成装置の制御を行う。ＲＡＭ４２ａには、例えば、画像読み取りデータ等が一旦記憶される。ＣＰＵ４１は駆動部４７を駆動制御して、例えば、中間転写ベルト１１及び現像ローラ３４等を駆動制御し、前述したように、露光器３６及び帯電器３５を制御する。また、ＣＰＵ４１はＩＤセンサ４４から画像濃度を取り込むとともに、温湿度センサ４５から周囲の温度湿度を得て、後述するようにして、現像装置１６ｅを制御する。

ところで、上述のようにして、磁気ブラシによって現像ローラ３４上のトナーを回収しようとしても、経年的変化、つまり、現像剤の劣化によって磁気ブラシ量が減少して、現像ローラ３４上のトナーを十分に回収（つまり、剥ぎ取り）できなくなってしまうことがある。そして、現像ローラ３４上のトナーの回収が良好に行われないと、画像濃度の低下等画像不良が発生してしまう。

このような不具合に対処するため、ここでは、次のような制御を行った。いま、現像ローラ３４を一回転させて、後述するようにして現像ローラ３４上のトナーを剥ぎ取る。そして、磁気ローラ３３にＤＣバイアスＶｄｃ１＝４００Ｖが印加され、現像ローラ３４にはＡＣバイアス（例えば、Ｖｐｐ＝１．６ｋＶ，周波数＝２．７ｋＨｚ，デューティー比＝２７％）が印加されるとともに、ＤＣバイアスＶｄｃ２＝１００Ｖが印加されて、現像ローラ３４上にトナー薄層が形成され、現像ローラ３４によって感光体ドラム１６ａ上の静電潜像が現像される（同様にして、感光体ドラム１６ｂ乃至１６ｄ上の静電潜像が現像される）。そして、前述したようにして、一枚目の用紙にカラートナー像が転写される（一枚目の印刷を行う）。

一枚目の現像が終了すると、ＤＣバイアスＶｄｃ１＝０Ｖとされて、現像ローラ３４上のトナー薄層が磁気ローラ３３の磁気ブラシ３７によって剥ぎ取られる。この際、現像ローラ３４は一回転する。つまり、ＣＰＵ４１は現像装置１６ｅを制御して、剥ぎ取り時間の間ＤＣバイアスＶｄｃ１＝０Ｖとするとともに、駆動部４７を制御して剥ぎ取り時間で現像ローラ４７を一回転させる。その後、ＣＰＵ４１はＤＣバイアスＶｄｃ１＝４００Ｖとして、現像ローラ３４上にトナー薄層を形成し、層形成時間が経過すると、二枚目の印刷を行う。なお、剥ぎ取り時間＋層形成時間＝紙間時間である。

ここで、図４及び図５を参照して、一枚の印字を行うと、ＣＰＵ４１は給紙を行わない状態で現像装置１６ｅ乃至１６ｅ、露光器３６、及び帯電器３５を駆動して、中間転写ベルト１１に各色毎のトナー像をテストパターンとして形成する（テストパターン生成：ステップＳ１）。このテストパターンの濃度がＩＤセンサ４４で検知され、各色テスト画像濃度としてＣＰＵ４１に与えられる。ＣＰＵ４１ではテスト画像濃度（テストパターンＩＤ）が第１の閾値（例えば、１．３）以上であるか否かを判定し（ステップＳ２）、テストパターンＩＤ≧１．３であると、剥ぎ取り時間を第１の剥ぎ取り時間とする（ステップＳ３）。この第１の剥ぎ取り時間は現像ローラ一周分に相当する時間である。なお、ここで用いられるテストパターンは、図７に示すように、各色毎に１０ｍｍ角のパッチを８個使用しており、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の順に中間転写ベルト１１（図１）にパッチが転写される。ブラックパッチの先頭には５ｍｍ×１０ｍｍ角の位置決めようパッチが形成され、位置決め用パッチの濃度は９９．６％とされる。また、各色パッチの濃度はベルト搬送方向下流側を基点として、９９．６％、９５．０％、８５．０％、７０．０％、５５．０％、４０．０％、２７．５％、及び１５．０％の順に設定される。また、ＩＤセンサ１２ａとして、グレタグマクベス社製スペクトロアイ反射濃度計を用い、最も濃度の濃いパッチ（図７において丸印で示すパッチの濃度をＩＤセンサ１２ａで測定した。

一方、ステップＳ２において、テストパターンＩＤ＜１．３であると、ＣＰＵ４１はテストパターンＩＤが第２の閾値（例えば、１．２）以上であるか否かを判定し（ステップＳ４）、テストパターンＩＤ≧１．２であると、剥ぎ取り時間を第２の剥ぎ取り時間とする（ステップＳ５）。この第２の剥ぎ取り時間は現像ローラ二周分に相当する時間である。そして、ステップＳ４において、テストパターンＩＤ＜１．２であると、ＣＰＵ４１は剥ぎ取り時間を第３の剥ぎ取り時間とする（ステップＳ５）。この第３の剥ぎ取り時間は現像ローラ三周分に相当する時間である。

このようにして、ＣＰＵ４１は一枚印字を行う都度、テストパターンＩＤの濃度に応じて剥ぎ取り時間を変更して、続く印字の前に変更された剥ぎ取り時間に応じて現像ローラ３４上のトナーを回収することになる。つまり、画像濃度が低下すると、磁気ブラシによるトナー回収能力が低下したと看做して、剥ぎ取り時間を長くすることになる。

一枚目の印字後、テストパターンＩＤ≧１．３であれば、図６（ａ）に示すように、剥ぎ取り時間＝第１の剥ぎ取り時間として、二枚目の印字を行う前に、現像ローラ３４を一周させて、現像ローラ３４からトナー剥ぎ取り（回収）を行った後、トナー層の形成（薄層形成）を行い、その後、二枚目の印字を行うことになる。

一方、一枚目の印字後、１．２≦テストパターンＩＤ＜１．３であれば、図６（ｂ）に示すように、剥ぎ取り時間＝第２の剥ぎ取り時間として、二枚目の印字を行う前に、現像ローラ３４を二周させて、現像ローラ３４からトナー剥ぎ取り（回収）を行った後、トナー層の形成（トナー層形成の時間は図６（ａ）の場合と同一である）を行い、その後、二枚目の印字を行うことになる。この際には、図６（ａ）のタイミングよりも、紙間時間が長くなる。また、図示はしないが、一枚目の印字後、テストパターンＩＤ＜１．２であれば、剥ぎ取り時間＝第３の剥ぎ取り時間として、二枚目の印字を行う前に、現像ローラ３４を二周させて、現像ローラ３４からトナー剥ぎ取り（回収）を行った後、トナー層の形成を行い（トナー層形成の時間は図６（ａ）の場合と同一である）、その後、二枚目の印字を行うことになる。この際には、図６（ｂ）のタイミングよりも、紙間時間が長くなる。

上述のようにして、テストパターンＩＤに応じて、剥ぎ取り時間を変更すると、つまり、テストパターンの濃度が低下した際に剥ぎ取り時間を延長すると、一枚目の印字と二枚目の印字との間（紙間）は、トナー層剥ぎ取り時間を延長した分増加することになる。そして、テストパターンＩＤが低下すると、剥ぎ取り時間を増加させるようにしたから、磁気ブラシ量が減少して、現像ローラ３４上のトナーを十分に回収（つまり、剥ぎ取り）できなくなってしまうことがなく、画像濃度の低下等画像不良が発生しない。

なお、剥ぎ取り時間は、現像ローラ３４の一周分を単位として規定することが好ましい。つまり、剥ぎ取り時間は現像ローラ３４の一周時間の整数倍に設定される。また、上述の例では、紙間でテストパターンＩＤを検知して、剥ぎ取り時間の変更を行うようにしたが、予め規定された印刷枚数の印字を行うと、テストパターンを形成して剥ぎ取り時間の変更を行うようにしてよい。そして、中間転写ベルト１１に形成されたテストパターンは、図示しないクリーニング装置によって除去されることになる。

上述の例では、中間転写ベルト等の中間転写体を備える画像形成装置について説明したが、用紙を搬送する搬送ベルトに沿って画像形成ユニット１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、及び１５Ｂを配列して、直接各色トナー像を順次用紙に転写するようにした画像形成装置にも適用することができる。この際には、搬送ベルトにテストパターンが転写されることになるが、テストパターンの濃度検知後、このテストパターンはクリーニング装置で除去されるため、印字に影響を与えることはない。

トナー像としてテストパターン像を形成して、このテストパターン像の濃度に応じて現像ローラからトナーを剥ぎ取る剥ぎ取り時間を変更するようにしたから、磁気ブラシ量が減少して、現像ローラ上のトナーを十分に剥ぎ取ることができなくなってしまうという事態を回避することができる結果、中間転写体等を備える画像形成装置に適用できる。

本発明の実施例１による画像形成装置を示す断面図である。 図１に示す現像装置の一例を詳細に示す図である。 図２に示す現像装置の動作を説明するための図である。 図１に示す画像形成装置で用いられる制御系の一例を示す図である。 図２に示す現像装置において剥ぎ取り時間の変更制御を説明するためのフローチャートである。 図２に示す現像装置において剥ぎ取り時間と層形成時間との関係を示すタイミングチャートである。 本発明の実施例１による画像形成装置で用いられるテストパターンの一例を説明するための図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラ
１２ａ 濃度センサ（ＩＤセンサ）
１３ 従動ローラ
１４ 補助ローラ（テンションローラ）
１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｙ，１５Ｂ 画像形成ユニット
１６ａ〜１６ｄ 感光体ドラム
１６ｅ〜１６ｈ 現像装置
１７ａ〜１７ｄ １次転写ローラ
１８ ２次転写ローラ
１９ 給紙カセット
２０ 定着装置
２１ 排出部（排紙トレイ）
３１ 現像容器
３２ａ，３２ｂ ミキサ
３３ 磁気ローラ
３４ 現像ローラ
３５ 帯電器
３６ 露光器
３７ 磁気ブラシ
３８ トナー薄層
３９ 規制ブレード
４０，４１ａ，４１ｂ 電源
４１ ＣＰＵ
４２ａ ＲＡＭ
４２ｂ ＲＯＭ
４３ 入力インターフェース
４４ 画像濃度センサ（ＩＤセンサ）
４５ 温湿度センサ
４６ 出力インターフェース
４７ 駆動部

Claims (5)

1. 静電潜像が形成される像担持体と対面してトナー薄層によって前記静電潜像を現像してトナー像とする現像ローラと、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤で形成された磁気ブラシによって前記現像ローラ上にトナー薄層を形成するとともに、前記磁気ブラシによって前記現像ローラ上のトナーを剥ぎ取る磁気ローラとを有する現像装置を備える画像形成装置において、
   前記トナー像としてテストパターン像を形成するテストパターン形成手段と、
   前記テストパターン像の濃度に応じて前記剥ぎ取り時間を変更する変更手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記変更手段は前記テストパターン像の濃度が低下すると前記剥ぎ取り時間を延長するようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記剥ぎ取り時間は前記現像ローラの一周分に要する時間の整数倍（１以上）とするようにしたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記現像装置は各色毎に備えられ、各色トナー像が順次転写されてカラートナー像とされる中間転写体を有し、前記テストパターン像は前記各色毎に前記中間転写体に形成されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記現像装置は各色毎に備えられ、記録媒体が搬送されて各色トナー像が順次転写されてカラートナー像とされる搬送ベルトを有し、前記テストパターン像は前記各色毎に前記搬送ベルトに形成されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の画像形成装置。

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