JP4558587B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、現像装置に収容された一成分現像剤を用いて像担持体の表面に形成した現像剤像を用紙に転写して画像形成を行う画像形成装置に関する。

複写機等の画像形成装置には、像担持体である感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を現像するため、像担持体に一成分現像剤（以下、トナーと言う。）を供給する現像装置が備えられている（例えば、特許文献１参照。）。

この現像装置は、図５に示すように現像槽３０１内にトナー供給ローラ３０２、現像ローラ３０３及びコーティングブレード３０４（層規制部材）等を配置している。現像装置から感光体ドラム３５０にトナーを供給する際、現像槽３０１内部の未使用のトナーは、トナー供給ローラ３０２の回転によって現像ローラ３０４に搬送される。

現像ローラ３０３の表面上に担持されたトナーは、現像ローラ３０３とコーティングブレード３０４との圧接部に搬送される。圧接部において、現像ローラ３０３上のトナーはコーティングブレード３０４によって適切な層圧に規制されるとともに摩擦帯電された後、感光体ドラム３５０と現像ローラ３０３との当接部（現像ニップ部）に搬送される。

その後、当接部において、感光体ドラム３５０の潜像が形成された位置にトナーが付着して現像剤像（以下、トナー像と言う。）が形成される。
特開平２−２２１９７７号公報

上述の特許文献１の構成を備えた画像形成装置では、感光体ドラムに付着しなかった現像ローラの外周面上のトナーが、トナー供給ローラとの圧接部において一部が掻き落とされ、残りは感光体ドラムに供給されるまで現像ローラの外周面上に付着している。

そのため、例えばＡ４サイズの用紙の長辺が搬送方向に一致する用紙（以下、Ａ４Ｒ用紙と言う）の画像形成が繰り返し行われた後に、Ａ４サイズの用紙の短辺が搬送方向に一致する用紙（以下、Ａ４用紙と言う。）の画像形成が行われると、主走査方向について感光体ドラムの表面におけるＡ４Ｒ用紙に対向する領域には、Ａ４Ｒ用紙に対する画像形成時に現像ローラからトナーが頻繁に供給されていたため、劣化していないトナーが現像ローラから供給される。一方、主走査方向について感光体ドラムの表面におけるＡ４用紙に対向する領域であってＡ４Ｒ用紙に対向する範囲を除く領域には、Ａ４Ｒ用紙に対する画像形成時に現像ローラからトナーは供給されていなかったため、外周面に付着し続けている劣化したトナーが現像ローラから供給される。トナーが劣化するのは、現像ローラの外周面上に付着し続けるトナーが、画像形成が行われる毎に当接力を加えられつつ感光体ドラムと現像ローラとの当接部を通過するためである。

このため、主走査方向の現像性に差が生じ、主走査方向に濃淡が発生してしまう場合があった。

この発明の目的は、劣化した一成分現像剤の使用を防止して現像性を向上させることができる画像形成装置を供給することにある。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。

（１）画像データに基づいて像担持体の表面に露光を行う露光装置と、トナーを収容する現像槽、及び、露光された後の前記像担持体の表面に当接してトナーを供給する現像剤担持体を有する現像装置と、前記像担持体の表面においてトナーによって形成された現像剤像を用紙に転写した後に残留するトナーを除去するクリーニング装置と、を備えた画像形成装置において、
前記画像データの主走査方向の各位置における前記露光装置の露光量を積算し、該露光量の積算値のうち最大の積算値とその他の積算値との差を検出する検出手段と、
所定のタイミングにおいて、前記検出手段によって検出された前記その他の積算値のうち前記最大の積算値との差が所定量以上の積算値の主走査方向の位置に画像が形成されるように調整用画像データを形成し、該調整用画像データに基づいて前記像担持体の表面に現像剤像を形成した後、前記クリーニング装置を用いて前記現像剤像を除去することを特徴とする。

この構成においては、トナー像として像担持体に形成される画像データの主走査方向の各位置における露光装置の露光量が積算され、所定のタイミングにおいて、最も大きい積算値との差が所定量以上となる積算値の主走査方向の位置に画像が形成されるように調整用画像データが形成される。つまり、露光量が低く、トナーの使用が少なかった主走査方向の位置に画像を有する調整用画像データが形成される。

また、像担持体の表面において、調整用画像データに基づいて露光が行われ、使用の少なかった主走査方向の位置にトナー像を供給する現像剤担持体の領域からトナーが供給されてトナー像が形成される。その後、像担持体に形成された調整画像データのトナー像は用紙に転写されることなく、クリーニング装置によって除去される。

したがって、用紙に転写されることなく、使用の少なかった現像剤担持体の領域に担持されたトナーが使用される。

（２）画像形成要求を受け付ける受付手段を備え、
前記受付手段によって受け付けられた画像形成要求に応じて要求された枚数の用紙に前記像担持体から現像剤像を転写した後に、前記像担持体を回転させて表面を初期化する後回転処理を行い、
前記所定のタイミングは、前記後回転処理の開始時であることを特徴とする。

この構成においては、ユーザ等から受け付けた画像形成要求に基づいて、要求された枚数の用紙に像担持体からトナー像が転写された後、像担持体の表面を初期化するための後回転処理が行われる。この後回転処理の開始時に、像担持体の回転を利用して調整用画像データに基づいてトナー像が形成される。

（３）画像形成要求を受け付ける受付手段を備え、
前記受付手段によって受け付けられた画像形成要求に応じて前記像担持体の表面に対する露光を開始する前に、前記像担持体を回転させて表面を初期化する前回転処理を行い、
前記所定のタイミングは、前記前回転処理の開始時であることを特徴とする。

この構成においては、ユーザ等から受け付けた画像形成要求に基づいて、像担持体に露光を行って画像形成を開始する前に、像担持体の表面を初期化するための前回転処理が行われる。この前回転処理の開始時に、像担持体の回転を利用して調整用画像データに基づいてトナー像が形成される。

（４）前記現像剤担持体は、主走査方向の軸に回転自在に支持された回転体であって外周面における周方向の一部が前記像担持体の表面に当接し、前記外周面における主走査方向の該外周面の各位置に担持したトナーを、前記露光によって前記像担持体の表面に形成された前記画像データの潜像における主走査方向の各位置に供給し、
前記調整用画像データは、少なくとも前記検出手段によって検出された前記その他の積算値のうち前記最大の積算値との差が所定量以上である主走査方向の位置に対応する前記外周面の位置に担持された全てのトナーを使用する露光量となるように形成されることを特徴とする。

この構成においては、現像剤担持体が主走査方向の軸を中心に回転しつつ像担持体の表面と当接する。この当接箇所において、外周面の主走査方向の各位置に担持されたトナーが、対向する像担持体の表面に形成された潜像の主走査方向の各位置に供給される。

また、調整用画像データが、トナーの使用が少なかった現像剤担持体の外周面の主走査方向の位置に担持された全てのトナーを少なくとも使用する露光量となるように形成される。画像データに基づく像担持体に形成された潜像の主走査方向の各位置の現像には、潜像に対向する現像剤担持体の外周面の主走査方向の各位置に担持されたトナーが供給されるので、その後にトナーの使用が少なかった現像剤担持体の外周面の主走査方向の位置に劣化していない新たなトナーが担持される。

（５）前記クリーニング装置によって除去されたトナーを前記現像槽に搬送するリサイクル機構を備えたことを特徴とする。

この構成においては、クリーニング装置によって除去されたトナー像が現像槽に搬送されて再利用される。したがって、調整用画像データに基づいて像担持体の表面形成されたトナー像のトナーも再利用される。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）所定のタイミングにおいて、調整用画像データを用いて像担持体にトナー像を形成することによって、使用の少なかった現像剤担持体の領域に担持されたトナーを使用できるので、現像剤担持体に付着し続けて劣化している可能性のあるトナーを除去することができ、用紙に画像形成する際の主走査方向の現像性を向上させることができる。

（２）像担持体の後回転処理の開始時に調整用画像データに基づいて像担持体にトナー像を形成することによって、後回転処理を利用して調整用画像データに基づく画像形成を行うことができる。

（３）像担持体の前回転処理の開始時に調整用画像データに基づいて像担持体にトナー像を形成することによって、前回転処理を利用して調整用画像データに基づく画像形成を行うことができる。

（４）調整用画像データを少なくともトナーの使用が少なかった現像剤担持体の外周面の主走査方向の位置に担持された全てのトナーを使用する露光量となるように形成することによって、劣化している可能性のあるトナーを除去して、用紙に画像形成する際に劣化していないトナーを用いることができるので、用紙に画像形成する際の主走査方向の現像性を向上させることができる。

（５）クリーニング装置によって除去されたトナー像を再利用することによって、トナーが劣化していない状態で調整用画像データに基づいて画像形成を行うことで、調整用画像データのトナー像の形成に用いられたトナーを再利用することができるので、トナーの劣化を防止しつつ、消費量の増加を抑制することができる。

以下、この発明の最良の実施形態に係る画像形成装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す断面図である。画像形成装置１は、両面自動原稿送り装置（RADF；Reversing Automatic Document Feeder）１１２、原稿台１１１、画像読取部１１０、画像形成部２１０および給紙機構２１１を備え、画像データに基づいて用紙（ＯＨＰ等の記録媒体を含む。）に画像を形成する。

両面自動原稿送り装置１１２は、原稿台１１１の上面を開閉可能な状態に配置される。両面自動原稿送り装置１１２は、まず、原稿の一方の面が画像読取部１１０に対向するように原稿台１１１上の所定位置に原稿を搬送し、この一方の面についての画像読取が終了した後に、原稿の他方の面が画像読取部１１０に対向するように原稿を反転させて原稿台１１１上の所定位置に搬送する。そして、両面自動原稿送り装置１１２は、１枚の原稿について両面の画像読取が終了した後にこの原稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行する。以上の原稿の搬送および表裏反転の動作は、画像形成装置１全体の動作に関連して制御される。

画像読取部１１０は、原稿台１１１の下方に配置され、両面自動原稿送り装置１１２によって原稿台１１１上に搬送されてきた原稿の画像を読み取る。画像読取部１１０は、原稿台１１１の下面に沿って往復移動する第１の走査ユニット１１３および第２の走査ユニット１１４と、光学レンズ１１５と、光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ１１６と、を備える。

第１の走査ユニット１１４は、原稿の画像の表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に偏向する第１ミラーと、を有し、所定の走査速度で原稿台１１１に対して平行に往復移動する。第２の走査ユニット１１４は、第１の走査ユニット１１３の第１ミラーによって偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に偏向する第２ミラーおよび第３ミラーを有し、第１の走査ユニット１１３と一定の速度関係を保って原稿台１１１に対して平行に往復移動する。

光学レンズ１１５は、第２の走査ユニットの第３ミラーによって偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をＣＣＤラインセンサ１１６上の所定位置に結像させる。

ＣＣＤラインセンサ１１６は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力する。ＣＣＤラインセンサ１１６は、白黒画像またはカラー画像を読み取り、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤである。このＣＣＤラインセンサ１１６によって電気信号に変換された画像データは、さらに画像処理部に転送されて所定の画像処理が施される。

画像読取部１１０の下方に、画像形成部２１０および給紙機構２１１が配置される。給紙機構２１１は、画像形成部２１０の下方に配置され、用紙トレイ内に積載して収容されている用紙を１枚ずつ分離して画像形成部２１０に向けて供給する。１枚ずつ分離して供給された用紙は、画像形成部２１０の手前に配置された一対のレジストローラ２１２によってタイミングを制御されて画像形成部２１０に搬送される。

画像形成部２１０と給紙機構２１１との間に、転写搬送ベルト機構２１３が配置される。転写搬送ベルト機構２１３は、駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５との間に略平行に張架された転写搬送ベルト２１６に用紙を静電吸着させて搬送する。

さらに、転写搬送ベルト機構２１３より用紙の搬送方向の下流側に、用紙上に転写されたトナー像を用紙上に定着させる定着装置２１７が配置される。定着装置２１７の一対の定着ローラ間を通過した用紙は、用紙の搬送方向を切り換える切り換えゲート２１８を経て、排出ローラ２１９によって画像形成装置１の外壁に取り付けられている排紙トレイ２２０上に排出される。

切り換えゲート２１８は、画像の定着後の用紙の搬送経路を、排出トレイ２２０へ用紙を排出する経路と、画像形成部２１０に向けて用紙を再供給する経路と、に選択的に切り換える。切り換えゲート２１８によって再び画像形成部２１０に向けて搬送された用紙は、スイッチバック搬送経路２２１を経由することで表裏を反転された後、画像形成部２１０へ再度供給される。

画像形成部２１０は、転写搬送ベルト２１６の上面に近接するように、第１の画像形成ステーションＰａ、第２の画像形成ステーションＰｂ、第３の画像形成ステーションＰｃ、および第４の画像形成ステーションＰｄを備え、各画像形成ステーションＰａ〜ｐｄは、用紙の搬送方向の上流側からこの順で並設される。

転写搬送ベルト２１６は、駆動ローラ２１４によって、図１において矢印Ｚで示す方向に摩擦駆動され、給紙機構２１１によって給送される用紙を担持し、用紙を画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄへ順次搬送する。

各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄは、同一の構成であるので、第１の画像ステーションＰａについて説明する。第１の画像形成ステーションＰａは、図１に示す矢印Ｆ方向に回転駆動される像担持体である感光体ドラム２２２ａを含んでいる。

各感光体ドラム２２２ａの周辺には、感光体ドラム２２２ａをそれぞれ一様に帯電（本実施形態では−６００Ｖ）させる帯電器２２３ａと、感光体ドラム２２２ａ上に形成された静電潜像をそれぞれ現像してトナー像にする現像装置１０ａと、感光体ドラム２２２ａ上のトナー像を用紙へ転写する転写用放電器２２５ａと、感光体ドラム２２２ａ上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２２６ａと、が感光体ドラム２２２ａの回転方向に沿ってこの順に配置される。

また、各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの上方に、レーザビームスキャナユニット（本発明の露光装置に相当する。）２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２２７ｄがそれぞれ設けられている。レーザビームスキャナユニット２２７ａ〜２２７ｄの構成は同一であるので、レーザスキャナビームユニット２２７ａについて説明する。

レーザビームスキャナユニット２２７ａは、画像データに基づいて変調されたドット光を発する半導体レーザ素子(図示せず)、半導体レーザ素子からのレーザビームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー２４０ａ、ポリゴンミラー２４０ａによって偏向されたレーザビームを感光体ドラム２２２ａの表面に結像させるためのｆθレンズ２４１ａおよびミラー ２４２ａ，２４３ａ等から構成されている。

レーザビームスキャナユニット２２７ａにはカラー原稿画像の黒色成分像に対応する画素信号が、レーザビームスキャナユニット２２７ｂにはカラー原稿画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザビームスキャナユニット２２７ｃにはカラー原稿画像のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が、そして、レーザビームスキャナユニット２２７ｄにはカラー原稿画像のイエロー色成分像に対応する画素信号が、それぞれ入力される。

これによって色分解された画像データに対応する静電潜像が各感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成される。そして、現像装置１０ａには黒色のトナーが、現像装置１０ｂにはシアン色のトナーが、現像装置１０ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置１０ｄにはイエロー色のトナーが、それぞれ収容され、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上の静電潜像は、これら各色のトナーによって現像される。これによって、色変換された画像データが各色のトナー像として再現される。

なお、本実施形態では、画像データの主走査方向の各位置が、感光体ドラム２２２ａの主走査方向の各位置に対応する。

また、第１の画像形成ステーションＰａと給紙機構２１１との間には用紙吸着用帯電器２２８が設けられている。吸着用帯電器２２８は、転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させ、給紙機構２１１から供給された用紙を転写搬送ベルト２１６上に確実に吸着させる。これによって、用紙は、第１の画像形成ステーションＰａから第４の画像形成ステーションＰｄまでの間において転写搬送ベルト２１６上の位置にずれを生じることなく搬送される。

一方、第４の画像ステーションＰｄと定着装置２１７との間で駆動ローラ２１４の略真上部に除電器２２９が設けられる。除電器２２９には、搬送ベルト２１６に静電吸着されている用紙を転写搬送ベルト２１６から分離するための交流電圧が印加される。

上述のように構成される画像形成装置１では、用紙として例えばカットシート状の紙が使用される。用紙は、給紙カセットから送り出されて給紙機構２１１の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙の先端部分がセンサ（図示せず）によって検知され、このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ２１２によって一旦停止される。

そして、用紙はレジストローラ上２１２の回転によりトナー像の転写タイミングに合わせて、図１の矢印Ｚ方向に回転している転写搬送ベルト２１６上に搬送される。このとき、転写搬送ベルト２１６には上述したように吸着用帯電器２２８によって所定の帯電が施されているので、用紙は、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄを通過する間、安定して搬送される。

各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄでは、各色のトナー像がそれぞれ形成され、転写搬送ベルト２１６によって静電吸着されて搬送される用紙上で重ね合わされる。第４の画像ステーションＰｄによるトナー像の転写が完了すると、用紙は、その先端部分から順次、除電器２２９によって転写搬送ベルト２１６から剥離され、定着装置２１７へ導かれる。トナー像を定着された用紙は、用紙排出口(図示せず)から排紙トレイ２２０上へ排出される。

また、画像形成装置１は、制御部５０を備えている。制御部５０は、図示しない画像処理部を含み、画像形成装置の全体の動作を制御する。

図２は、現像装置１０ａの一部の構成を示す断面図である。現像装置１０ａは、現像槽１００ａを有し、現像槽１００ａの内部に現像ローラ１０１ａ、現像剤供給ローラ１０２ａ及び弾性ブレード１０３ａ等を備えている。また、現像槽１００ａは、未使用のトナーを収容している。現像ローラ１０１ａは、現像槽１００ａの開口部において主走査方向の軸によって矢印Ｓ１方向に回転自在に支持されている。現像ローラ１０１ａは、外周面の一部が感光体ドラム２２２ａの表面の一部と現像領域Ｚにおいて当接している。また、現像ローラ１０１ａは、現像バイアス電源１０４ａから現像バイアス電圧が印加されている。

この現像ローラ１０１ａの外周面に、現像剤供給ローラ５の外周面の一部及び弾性ブレード４の自由端部が矢印Ｓ１方向に沿ってこの順に当接している。

現像剤供給ローラ１０２ａは、ステンレス鋼などの回転軸の外周面にウレタンフォームなどの弾性部材が被覆されて形成され、現像ローラ１０１ａと同方向の矢印Ｓ１方向に回転する。また、現像剤供給ローラ１０２ａは、外周面に担持したトナーを現像ローラ１０１ａの外周面に供給し、感光体ドラム２２２ａに供給されずに戻ってきた現像ローラ１０１ａの外周面に担持されたトナーを掻き落とす。

現像剤供給ローラ１０２ａは、回転軸を介してトナー供給バイアス電源１０５ａから、トナー供給バイアス電圧が印加される。これにより、現像ローラ１０１ａと現像剤供給ローラ１０２ａとの間に任意の電位差を与えて、現像ローラ１０１ａに一定の極性のトナーを電気的に搬送・供給する。なお、現像ローラ１０ｂ〜１０ｄは、同一の構成である。

本実施形態では、現像剤供給ローラ１０２ａに担持されたトナーが現像ローラ１０１ａ側に移動するように、現像ローラ１０１ａには現像バイアス電源１０４ａによって−３００Ｖの現像バイアス電圧が印加され、現像剤供給ローラ１０２ａにはトナー供給バイアス電源１０５ａによって−４００Ｖのトナー供給バイアス電圧が印加される。

現像剤供給ローラ１０２ａには、現像ローラ１０１ａの外周面を傷つけないで、大量のトナーを搬送するために、ウレタンフォーム等の発泡性エラストマを用いている。

弾性ブレード１０３ａは、リン青銅等からなる支持部材、及び、この支持部材の自由端部における現像ローラ１０１ａに当接する箇所に接着されたウレタンゴム等の弾性部材等から構成されている。この弾性ブレード１０３ａは、ブレードバイアス電源１０６ａからブレードバイアス電圧が印加され、現像ローラ１０１ａの外周面の一部と当接する位置において、現像ローラ１０１ａの外周面に担持されたトナー層の層厚を規制しつつ電荷を付与する。

現像ローラ１０１ａは、主走査方向の各位置において対向する感光体ドラム２２２ａの表面における主走査方向の各位置に形成された静電潜像にトナーを供給する。したがって、現像ローラ１０１ａの外周面に付着したトナーは、静電潜像が形成されてない位置には供給されず、現像剤供給ローラ１０２ａによって掻き落とされ、又は、担持され続ける。

両面自動原稿送り装置１１２に載置された複数枚の原稿の片面の画像を用紙１枚ずつに形成する際、図示しない操作キー等の受付手段によって画像形成枚数等の設定及び画像形成開始の入力が受け付けられると、制御部５０は、載置された原稿を搬送して画像データを読み取る。次に、画像データに基づいて感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの表面に静電潜像を形成する。

なお、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄは、画像形成要求を受け付けた後、静電潜像が形成される前に前回転処理が施される。前回転処理は、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄを回転させつつ、クリーニング装置２２６ａ〜２２６ｄを用いて表面全体の付着物等を除去し、帯電器２２３ａ〜２２３ｄを用いて帯電する等の初期化を行う処理である。

静電潜像が形成された後、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの表面にトナー像を形成し、このトナー像を用紙に転写する。その後、用紙を定着装置２１７を搬送してトナーを定着させる。これにより、排紙トレイ２２０に排出して１枚の用紙の画像形成が完了する。また、受け付けられた枚数の用紙だけ同様に画像形成を行った後に感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄに後回転処理を施して画像形成動作を終了する。後回転処理は、最後の用紙にトナー像を転写した後に感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの回転を維持しつつ、クリーニング装置２２６ａ〜２２６ｄを用いて表面全体の付着物等を除去し、帯電器２２３ａ〜２２３ｄを用いて帯電する等の初期化を行う処理である。

また、制御部５０は、用紙に画像形成する毎に各画像データの主走査方向の各位置の露光量を積算し、積算値を制御部５０を構成するＨＤＤ等の記憶部５１に格納する。制御部５０は、所定のタイミングにおいて、画像データの主走査方向の各位置における積算値のうち、最大の積算値とその他の積算値との差を検出し、この積算値の差が所定量以上の主走査方向の位置に画像が形成されるように調整用画像データを形成する。制御部５０は、画像形成部２１０等を動作させて調整用画像データに基づいて感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄにトナー像を形成する。

つまり、露光量が低く、トナーの使用が少なかった主走査方向の位置に画像を有する調整用画像データに基づいて、使用の少なかった主走査方向の位置にトナー像を供給する現像ローラ１０１ａ〜１０１ｄの領域からトナーを供給してトナー像を形成する。その後、このトナー像は、用紙に転写することなくクリーニング装置２２６ａ〜２２６ｄによって除去される。制御部５０は、この発明の検出手段に相当する。

これにより、用紙の画像形成に用いられなかったために、使用の少なかった現像ローラ１０１ａ〜１０１ｄの外周面における主走査方向の位置に担持されたトナーを使用できるので、現像ローラ１０１ａ〜１０１ｄの外周面に付着し続けて劣化している可能性のあるトナーを除去することができ、用紙に画像形成する際の主走査方向の現像性を向上させることができる。

本実施形態の画像形成装置１は、用紙の搬送方向に直交する方向（主走査方向）の幅がＡ４の用紙の長手方向の幅が画像形成可能な用紙の幅であるので、例えば、Ａ４Ｒ用紙の複数枚に画像形成すると、制御部５０が検出する主走査方向の各位置における露光量の積算値は、Ａ４Ｒ用紙の短手方向の領域内の各位置に比べて、Ａ４Ｒ用紙の短手方向の領域外の各位置の方が低くなる。この制御部５０による積算値の検出結果から最大の積算値とその他の積算値との差が所定量以上の主走査方向の位置を検出して制御部５０によって形成された調整用画像データに基づいて、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの表面に図３に示すようなトナー像Ｔが形成される。

なお、所定のタイミングは、少なくとも用紙に画像形成が行われている間以外であればよく、本実施形態では、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの後回転処理の開始時を所定のタイミングとしている。これにより、感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄの後回転処理を利用して調整用画像データに基づく画像形成を行うことができる。また、前回転処理の開始時に行っても同様の効果を得ることができる。

調整用画像データの現像は、後回転処理の開始時に毎回行う必要はなく、例えば画像形成した用紙の枚数が５００枚に到達する毎等の一定枚数毎に行ってもよい。

所定量は、現像剤供給ローラ１０２ａ〜１０２ｄによって掻き落とされずに現像ローラ１０１ａ〜１０１ｄの外周面に付着し続けるトナーの量や、トナーの耐久性等を考慮して決めるのがよい。

調整用画像データは、少なくとも最大の積算値とその他の積算値との差が所定量以上の主走査方向の位置に対応する現像ローラ１０１ａ〜１０１ｄの外周面の位置に担持された全てのトナーを使用する露光量となるように形成すればよい。これにより、使用されていない主走査方向の位置に対向する現像ローラ１０１ａ〜１０１ｄの外周面に担持されたトナーの全てを感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄに供給でき、劣化している可能性のあるトナーを除去して、用紙に画像形成する際に劣化していないトナーを用いることができるので、用紙に画像形成する際の主走査方向の現像性を向上させることができる。

本実施形態では、用紙に画像形成される画像データの露光量に基づいて調整用画像データを作成したが、主走査方向の用紙のサイズに応じて作成してもよい。例えば、画像形成可能な最小サイズの用紙が連続して所定枚数だけ画像形成される毎に、画像形成可能な最大サイズの用紙の領域において、最小サイズの用紙の領域に重複しない主走査方向の位置に転写される画像を有するように調査用画像データを作成する。

本実施形態では、調整用画像データに用いたトナーをクリーニング装置２２６ａ〜２２６ｄを用いて除去しているが、例えば図４に示すようにリサイクル部２５０ａ〜２５０ｄ（２５０ｂ〜２５０ｄについては図示せず）を用いて現像槽１００ａ〜１００ｄに回収して再利用してもよい。

図４に示すように、本発明のリサイクル機構であるリサイクル部２５０ａ〜２５０ｄは、それぞれクリーニング装置２２６ａ〜２２６ｄと現像槽１００ａ〜１００ｄとを接続し、クリーニング装置２２６ａ〜２２６ｄが除去したトナーを現像槽１００ａ〜１００ｄに搬送する。なお、リサイクル部２５０ｂ〜２５０ｄは、リサイクル部２５０ａと同一の構成であるので、リサイクル部２５０ａについて説明する。

リサイクル部２５０ａは、内部に回転自在に支持されたスクリュ２５１ａを備えている。スクリュ２５１ａは、図示しない駆動装置によって回転駆動され、回転によってクリーニング装置２２６ａの内部に収容されているトナーを現像槽１００ａに搬送する。

所定のタイミングは、現像ローラ１０１ａ〜１０１ｄに付着し続けるトナーが劣化する前がよい。これにより、調整用画像データのトナー像の形成に用いられたトナーを劣化する前に回収して再利用することができるので、トナーの劣化を防止しつつ、消費量の増加を抑制することができる。

この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す断面図である。 同画像形成装置に備えられる現像装置の一部の構成を示す断面図である。 同画像形成装置に備えられる感光体ドラムの正面図である。 同画像形成装置に備えられる画像形成ステーションの一部の構成を示す断面図である。 従来の現像装置の一部の構成を示す断面図である。

符号の説明

１−画像形成装置
１０ａ〜１０ｄ−現像装置
５０−制御部
１００ａ〜１００ｄ−現像槽
１０１ａ〜１０１ｄ−現像ローラ
２２２ａ〜２２２ｄ−感光体ドラム
２２６ａ〜２２６ｄ−クリーニング装置
２５０ａ〜２５０ｄ−リサイクル部

Claims (5)

1. 画像データに基づいて像担持体の表面に露光を行う露光装置と、一成分現像剤を収容する現像槽、及び、露光された後の前記像担持体の表面に当接して一成分現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置と、前記像担持体の表面において一成分現像剤によって形成された現像剤像を用紙に転写した後に残留する一成分現像剤を除去するクリーニング装置と、を備えた画像形成装置において、
   前記画像データの主走査方向の各位置における前記露光装置の露光量を積算し、該露光量の積算値のうち最大の積算値とその他の積算値との差を検出する検出手段と、
   所定のタイミングにおいて、前記検出手段によって検出された前記その他の積算値のうち前記最大の積算値との差が所定量以上の積算値の主走査方向の位置に画像が形成されるように調整用画像データを形成し、該調整用画像データに基づいて前記像担持体の表面に現像剤像を形成した後、前記クリーニング装置を用いて前記現像剤像を除去することを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成要求を受け付ける受付手段を備え、
   前記受付手段によって受け付けられた画像形成要求に応じて要求された枚数の用紙に前記像担持体から現像剤像を転写した後に、前記像担持体を回転させて表面を初期化する後回転処理を行い、
   前記所定のタイミングは、前記後回転処理の開始時であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像形成要求を受け付ける受付手段を備え、
   前記受付手段によって受け付けられた画像形成要求に応じて前記像担持体の表面に対する露光を開始する前に、前記像担持体を回転させて表面を初期化する前回転処理を行い、
   前記所定のタイミングは、前記前回転処理の開始時であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤担持体は、主走査方向の軸に回転自在に支持された回転体であって外周面における周方向の一部が前記像担持体の表面に当接し、前記外周面における主走査方向の該外周面の各位置に担持した一成分現像剤を、前記露光によって前記像担持体の表面に形成された前記画像データの潜像における主走査方向の各位置に供給し、
   前記調整用画像データは、少なくとも前記検出手段によって検出された前記その他の積算値のうち前記最大の積算値との差が所定量以上である主走査方向の位置に対応する前記外周面の位置に担持された全ての一成分現像剤を使用する露光量となるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニング装置によって除去された一成分現像剤を前記現像槽に搬送するリサイクル機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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