JP2005091734A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 感光体(Pk)表面を帯電させる帯電部材(CRy)、感光体(Pk)表面に静電潜像を形成する潜像形成装置、および、静電潜像を現像する現像器(Gk)と、感光体(Pk)表面に接触して感光体(Pk)表面との間で電流が流れる電流検出用接触部材(T1k)と、電流検出用接触部材(T1k)を流れる電流値(I1,I2)を検出する電流値検出手段(SN1)と、感光体(Pk)表面に付着したトナーを回収するリフレッシュサイクル実行手段と、電流値検出手段(SN1)が検出した電流値(I1,I2)に基づいて、感光体リフレッシュサイクルを終了するか否かの判別を行うリフレッシュサイクル終了判別手段とを備えた画像形成装置。
【選択図】 図2
Description
近年、画像形成装置の省スペース化、低コスト化及びロングライフ化(長寿命化)が社会的に要求されており、ファーブラシやスポンジパッド等を使用したクリーナが見直されつつある。前記ファーブラシ等を使用した場合、感光体とクリーナとの摩擦力が少なく感光体が摩耗しにくいが、感光体に付着した残留トナーを完全に除去することは困難となる問題がある。
さらには、前記ファーブラシ筆を使用した場合帯電領域において発生する窒素酸化物等の除去も十分でなくなるので、前述の画像欠陥が発生する問題がある。
しかしながら、表面電位計を使用すると、部品点数が増加し低コスト化することが困難となる上に、表面電位計を配置するスペースが必要となり、画像形成装置を省スペース化することが困難となる。
(O01)感光体表面へのトナー等の異物の付着による帯電不良を防止して長期にわたって安定した高画質を得ること。
(O02)感光体表面へのトナー等に異物の付着による帯電不良を防止しつつ、画像形成装置を低コスト化、省スペース化(小型化)及び長寿命化すること。
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施の形態の具体例(実施例)の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。また、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
(A01)回転移動する表面が帯電領域、潜像形成位置、現像領域、転写領域を順次通過する感光体(Py〜Pk)、前記帯電領域において前記感光体(Py〜Pk)表面を一様に帯電させる帯電部材(CRy〜CRy)、前記潜像形成位置において前記帯電された感光体(Py〜Pk)表面に静電潜像を形成する潜像形成装置(ROSy〜ROSk)、および、前記現像領域において前記静電潜像をトナー像に現像する現像器(Gy〜Gk)、を備えたトナー像形成装置(UY〜UK)、
(A02)前記転写領域を通過する前記感光体(Py〜Pk)表面のトナー像を記録シート(S)に転写する転写装置(T)、
(A03)前記感光体(Py〜Pk)表面に接触して、前記帯電した感光体(Py〜Pk)表面との間で電流が流れる電流検出用接触部材(T1y〜T1k)、
(A04)前記電流検出用接触部材(T1y〜T1k)を流れる電流値(I1,I2)を検出する電流値検出手段(SN1)、
(A05)前記感光体(Py〜Pk)表面に付着したトナー等の異物を除去する感光体リフレッシュサイクルを開始するか否かの判別を行うリフレッシュサイクル開始判別手段(C5)、
(A06)前記感光体リフレッシュサイクルを実行するリフレッシュサイクル実行手段(C6)、
(A07)前記電流値検出手段(SN1)が検出した前記電流値(I1,I2)に基づいて、前記感光体リフレッシュサイクルを終了するか否かの判別を行うリフレッシュサイクル終了判別手段(C7)。
そして、電流検出用接触部材(T1y〜T1k)は、前記感光体(Py〜Pk)表面に接触して配置されており、前記帯電した感光体(Py〜Pk)表面との間で電流が流れる。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「感光体表面に接触して」とは、感光体(Py〜Pk)表面に直接接触する場合だけでなく、中間転写部材(B)等の他の部材を介して間接的に接触する場合も含む。
(A08)設定された所定期間前記感光体(Py〜Pk)表面に付着したトナー等の異物を除去するリフレッシュ作業を繰り返し実行する前記感光体リフレッシュサイクルを実行する前記リフレッシュサイクル実行手段(C6)、
(A09)1回の前記リフレッシュ作業が終了する度に、前記感光体リフレッシュサイクルを終了するか否かの判別を行う前記リフレッシュサイクル終了判別手段(C7)。
したがって、前記電流検出手段(SN1)は、リフレッシュ作業が終了する度に電流値(I1,I2)を検出すれば良く、感光体リフレッシュサイクル中継続して感光体(Py〜Pk)表面を帯電させて電流値(I1,I2)を検出し続ける必要が無くなる。この結果、感光体リフレッシュサイクル中継続して電流値(I1,I2)を検出し続ける場合と比較して、無駄な帯電を省くことができる。
(A010)前記感光体(Py〜Pk)表面に対向する転写部材により構成された前記転写装置(T)、
(A011)前記感光体(Py〜Pk)表面に直接接触する転写部材により構成された前記電流検出用接触部材。
(A010′)前記感光体(Py〜Pk)表面のトナー像が転写される中間転写部材(B)と、前記感光体(Py〜Pk)表面のトナー像を前記中間転写部材(B)に転写する1次転写部材(T1y〜T1k)と、前記中間転写部材(B)表面のトナー像を記録シート(S)に転写する2次転写部材(T2)とを有する前記転写装置(T)、
(A011′)前記感光体(Py〜Pk)表面に前記中間転写部材(B)を介して間接的に接触する1次転写部材(T1y〜T1k)により構成された前記電流検出用接触部材(T1y〜T1k)。
したがって、1次転写部材(T1y〜T1k)とは別個に電流検出用接触部材(T1y〜T1k)を設ける場合と比較して、部品点数を少なくすることができると共に、電流検出用接触部材(T1y〜T1k)を配置するスペースを別個に設ける必要が無くなる。この結果、画像形成装置を低コスト化及び省スペース化することができる。
(A012)前記感光体(Py〜Pk)に接触して配置され、前記トナー像転写後の感光体(Py〜Pk)表面の残留トナーを回収する感光体クリーナ(CLy〜CLk)。
前記構成要件(A012)を備えた本発明の画像形成装置は、前記感光体(Py〜Pk)に接触して配置され、前記トナー像転写後の感光体(Py〜Pk)表面の残留トナーを回収する感光体クリーナ(CLy〜CLk)を有している。したがって、画像形成動作中(ジョブ実行中)及び感光体リフレッシュサイクル実行中に感光体(Py〜Pk)表面の残留トナーや放電生成物等の付着物を感光体クリーナ(CLy〜CLk)で回収できる。
(A013)前記感光体クリーナ(CLy〜CLk)により構成された前記電流検出用接触部材。
前記構成要件(A013)を備えた本発明の画像形成装置では、前記電流検出用接触部材は、前記感光体クリーナ(CLy〜CLk)により構成されている。即ち、感光体(Py〜Pk)表面と感光体クリーナ(CLy〜CLk)との間で流れる電流に基づいて、感光体リフレッシュサイクルを終了するか否かの判別が行われる。
したがって、電流検出用接触部材が感光体クリーナ(CLy〜CLk)により構成されているので、感光体クリーナ(CLy〜CLk)とは別個に電流検出用接触部材を設ける場合と比較して、部品点数を少なくすることができると共に、電流検出用接触部材を配置するスペースを別個に設ける必要が無くなる。この結果、画像形成装置を低コスト化及び省スペース化することができる。
(A014)前記帯電部材(CRy〜CRy)による帯電を実行せずに、前記感光体(Py〜Pk)及び感光体クリーナ(CLy〜CLk)を作動させて前記感光体(Py〜Pk)表面に付着したトナーを回収する前記感光体リフレッシュサイクル。
前記構成要件(A014)を備えた本発明の画像形成装置では、前記感光体リフレッシュサイクルは、前記帯電部材(CRy〜CRy)による帯電を実行せずに、前記感光体(Py〜Pk)及び感光体クリーナ(CLy〜CLk)を作動させて前記感光体(Py〜Pk)表面に付着したトナーを回収する。したがって、感光体リフレッシュサイクル実行中に放電生成物が発生することを防止できると共に、帯電を行わないので省エネルギー化することができる。
(A015)前記感光体(Py〜Pk)に接触して配置され、前記トナー像転写後の感光体(Py〜Pk)表面の残留トナーを感光体(Py〜Pk)表面と同極性に帯電させる残留トナー帯電部材。
前記構成要件(A015)を備えた本発明の画像形成装置では、前記感光体(Py〜Pk)に接触して配置された残留トナー帯電部材は、前記トナー像転写後の感光体(Py〜Pk)表面の残留トナーを感光体(Py〜Pk)表面と同極性に帯電させる。したがって、感光体(Py〜Pk)表面と同極性に帯電した残留トナーは、現像領域において感光体(Py〜Pk)表面から現像器(Gy〜Gk)側に移動し、再使用される。この結果、感光体クリーナ(CLy〜CLk)を省略することができる。
(A016)前記残留トナー帯電部材により構成された前記電流検出用接触部材。
前記構成要件(A016)を備えた本発明の画像形成装置では、電流検出用接触部材は、前記残留トナー帯電部材により構成されている。したがって、前記残留トナー帯電部材とは別個に電流検出用接触部材を設ける場合と比較して、部品点数を少なくすることができると共に、電流検出用接触部材を配置するスペースを別個に設ける必要が無くなる。この結果、画像形成装置を低コスト化及び省スペース化することができる。
(A017)形成されるトナー像の色に応じて複数配置された前記トナー像形成装置(UY〜UK)、
(A018)前記複数のトナー像形成装置(UY〜UK)の少なくとも1つのトナー像形成装置(UY〜UK)に対応して配置された前記電流値検出手段(SN1)。
この結果、全てのトナー像形成装置(UY〜UK)の感光体(Py〜Pk)の付着物を十分回収できると共に、全てのトナー像形成装置(UY〜UK)に対応して電流値検出手段(SN1)を設ける場合と比較して、配置するスペースをさらに減らすことができる。また、全てのトナー像形成装置(UY〜UK)に電流値検出手段(SN1)を設けないので、部品点数を抑えることができる。この結果、画像形成装置を省スペース化及び低コスト化できる。
(E01)感光体へのトナー等異物の付着による帯電不良を防止して長期にわたって安定した高画質を得ることができる。
(E02)感光体へのトナー等異物の付着による帯電不良を防止しつつ、画像形成装置を低コスト化、省スペース化(小型化)及び長寿命化することができる。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
図1において、実施例1の画像形成装置としてのカラープリンタUは、トナーを補給するためのトナーディスペンサー装置Uaを有している。カラープリンタUのY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(黒)の各色のトナー像形成装置UY,UM,UC,UKの潜像形成装置ROSy,ROSm,ROSc,ROSkは、各色のレーザ駆動回路DLのレーザ駆動信号に応じて画像書込用のレーザビームLy,Lm,Lc,Lkを出射する。
コントローラCは前記レーザ駆動回路DLおよび電源回路Eの制御信号を出力している。
図1、図2において、K(黒)のトナー像形成装置UKのドラム状の感光体(1次トナー像担持体)Pkの周囲には、帯電部材としての帯電ロールCRk、現像器Gk、ブラシ状の感光体クリーナ(トナー吸着保持部材)CLk等が配置されている。なお、実施例1では前記感光体Py〜Pkは直径30mmの円柱状のドラムであり、感光体の表面層がポリカーボネートをバインダーとする高分子樹脂とトリフェニルアミン系の電荷輸送剤で構成された赤外線領域に感度を持つ有機感光体を使用した。また、実施例1の感光体Py〜Pkの回転駆動時の周速度は、200mm/sに設定されている。
そして、他のトナー像形成装置UY,UM,UCの前記感光体(1次トナー像担持体)Py,Pm,Pcの周囲にもそれぞれ前記感光体Pkの周囲と同様の帯電ロール(帯電部材)CRy,CRm,CRc、現像器Gy,Gm,Gc、感光体クリーナCLy,CLm,CLc等が配置されている。
なお、実施例1の画像形成装置Uでは、平均粒径6.5μm、球状係数(ML2/A、M:(π×100)/4、L:トナーの最大直径、A:トナーの最大投影面積)が118の球形トナー(重合トナー)を使用している。また、前記トナーにはクリーニング性、転写性、帯電維持性のために外添剤が添加されている。前記トナーの粒径等は適宜変更可能である。
給紙トレイTR1に収容されたシートSは、所定のタイミングでピックアップロールRpにより取り出され、さばきロールRsで1枚づつ分離されて、シート搬送路SH1の搬送ローラRaによりレジロールRrに搬送される。前記レジロールRrに搬送された記録シートSは、前記1次転写された多重トナー像または単色トナー像が2次転写領域Q4に移動するのにタイミングを合わせて、転写前シートガイドSG1から2次転写領域Q4に搬送される。
前記ロールT2a〜T2cにより2次転写器(2次転写部材)T2が構成されている。
そして、前記1次転写ロールT1y〜T1k、中間転写ベルトB、ベルト支持ロール(Rd,Rt,T2a,Rf,Rw)、前記2次転写器T2、ベルトクリーナCLb等により実施例1の転写装置Tが構成されている。
シート循環路SH2に搬送された記録シートは切替ゲートG2によりシート反転路SH3に搬送されて反転されてからスイッチバックしてシート循環路SH2から前記レジロールRrを通って2次転写領域Q4に再送される。
図3は本発明の画像形成装置の実施例1の制御部分の説明図で、その制御部分が備えている各機能をブロック図(機能ブロック図)で示した図である。
図3において、前記コントローラCは、外部との信号の入出力および入出力信号レベルの調節等を行うI/O(入出力インターフェース)、必要な処理を行うためのプログラムおよびデータ等が記憶されたROM(リードオンリーメモリ)、必要なデータを一時的に記憶するためのRAM(ランダムアクセスメモリ)、前記ROMに記憶されたプログラムに応じた処理を行うCPU(中央演算処理装置)、ならびにクロック発振器等を有するコンピュータにより構成されており、前記ROMに記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
前記コントローラCは、UI(ユーザインタフェース)、転写電流計SN1の外、図示しないベルト位置センサその他の信号出力要素からの出力信号が入力されている。
前記UIは、コピースタートキーUI1、テンキーUI2、コピー枚数入力キーUI3、表示部UI4、用紙設定ボタンUI5等の入力部材を備えている。
また、コントローラCは、メインモータ駆動回路D1、電源回路E、その他の制御要素に接続されており、それらの作動制御信号を出力している。前記電源回路Eは現像器用電源回路E1、帯電ロール用電源回路E2、1次転写ロール用電源回路E3、感光体クリーナ用電源回路E4、2次転写器用電源回路E5、定着装置用電源回路E6の他、図示しないベルトクリーナ用の電源回路等を有している。
前記メインモータ駆動回路D1はメインモータM1を回転駆動し、前記メイモータM1により、感光体Py〜Pk、帯電ロールCRy〜CRk、感光体クリーナCLy〜CLk、中間転写ベルトB、定着装置F等を回転駆動する。
帯電ロール用電源回路E2は帯電ロールCRy〜CRkに帯電用バイアス(実施例1では−650Vの直流電圧に交流電圧が重畳された電圧)を印加する。
1次転写ロール用電源回路E3は1次転写ロールT1y〜T1kに、トナー像を転写するための1次転写バイアスや感光体クリーナCLy〜CLkから吐出された吐出トナーを中間転写ベルトBに移動させるためのバイアスを印加する。
2次転写器用電源回路E5は2次転写器T2のコンタクトロールT2cに2次転写バイアス等を印加する。
定着装置用電源回路E6は定着装置Fの加熱ロールFhにヒータ加熱用電流を供給する。
前記コントローラCは、前記信号出力要素からの入力信号に応じた処理を実行して、前記各制御要素に制御信号を出力する機能を有している。
すなわち、コントローラCは次の機能を有している。
C1:ジョブ制御手段
ジョブ制御手段C1は、画像形成装置Uの各部材を制御して、画像形成動作であるジョブの開始、終了、中断の制御を行う。
C2:メインモータ回転制御手段
メインモータ回転制御手段C2は、前記メインモータ駆動回路D1を介してメインモータM1を制御し、感光体Py〜Pkや感光体クリーナCLy〜CLk等の部材の回転駆動を制御する。
電源回路制御手段C3は、現像器用電源回路制御手段C3Aと、帯電器用電源回路制御手段C3Bと、1次転写ロール用電源回路制御手段C3Cと、感光体クリーナ用電源回路制御手段C3Dと、2次転写器用電源回路制御手段C3Eと、定着装置用電源回路制御手段C3Fとを有する。そして、前記電源回路制御手段C3は、電源回路Eを制御して、現像器Gy〜Gk等の各部材への電圧印加・電流供給を制御する。
C3A:現像器用電源回路制御手段
現像器用電源回路制御手段C3Aは、前記現像器用電源回路E1を制御して現像器Gy〜Gkへ印加される現像バイアス等のオン・オフの制御を行う。
帯電ロール用電源回路制御手段C3Bは、前記帯電ロール用電源回路E2を制御して帯電ロールCRy〜CRkへ印加される帯電バイアスのオン・オフ制御を行う。
C3C:1次転写ロール用電源回路制御手段
1次転写ロール用電源回路制御手段C3Cは、前記1次転写ロール用電源回路E3を制御して1次転写ロールT1y〜T1kへ印加される1次転写バイアスのオン・オフ制御を行う。
C3D:感光体クリーナ用電源回路制御手段
感光体クリーナ用電源回路制御手段C3Dは、前記感光体クリーナ用電源回路E4を制御して感光体クリーナCLy〜CLkへ印加される電圧(バイアス)のオン・オフ制御を行う。
2次転写器用電源回路制御手段C3Eは、前記2次転写器用電源回路E5を制御して、2次転写器T2のコンタクトロールT2cへ印加される2次転写バイアス等のオン・オフ制御を行う。
C3F:定着装置用電源回路制御手段
定着装置用電源回路制御手段C3Fは、前記定着装置用電源回路E6を制御して加熱ロールFhのヒータに供給される電流のオン・オフ制御を行う。
クリーニング作業実行手段C4は、所定のタイミング(例えば、ジョブ開始前や、20枚〜30枚画像形成後、あるいは感光体Py〜Pk1分間駆動後等)に応じて、感光体クリーナCLy〜CLkや2次転写ロールクリーナCLtに一時保持したトナーを吐出してベルトクリーナCLbで回収するクリーニング作業を実行する。前記クリーニング作業時の、感光体クリーナCLy〜CLkや2次転写ロールクリーナCLt、ベルトクリーナCLbに印加されるバイアスの極性(正負)の切替は、前述の特開2003−29589号公報等に記載されているように従来公知であり、種々の方法を採用可能なので詳細な説明は省略する。
リフレッシュサイクル開始判別手段C5は、電源オン時判別フラグFL1と、連続画像形成枚数判別手段C5Aと、ジョブ終了判別手段C5Bとを有し、前記感光体Py〜Pk表面に付着したトナーを回収する感光体リフレッシュサイクルを開始するか否かの判別を行う。実施例1のリフレッシュサイクル開始判別手段C5は、画像形成装置Uの電源オン時、所定枚数(後述のリフレッシュ開始判別枚数)連続して画像を形成した時、及びジョブ終了時に感光体リフレッシュサイクルを開始する時期になったものと判別する。
電源オン時判別フラグFL1は、初期値は「0」であり、画像形成装置Uの電源がオンとなった直後に開始される感光体リフレッシュサイクルが終了すると「1」となる。そして、画像形成装置Uの電源がオフになると初期値の「0」となる。
C5A:連続画像形成枚数判別手段
連続画像形成枚数判別手段C5Aは、画像形成枚数カウント手段C5A1と、リフレッシュ開始判別枚数記憶手段C5A2とを有し、画像形成動作であるジョブ実行中に連続して形成された画像の枚数(連続画像形成枚数カウント値n)がリフレッシュ開始判別枚数nrになったか否かを判別する。
画像形成枚数カウント手段C5A1は、画像形成動作であるジョブ実行中に連続して形成された画像の枚数である連続画像形成枚数カウント値nをカウントする。
C5A2:リフレッシュ開始判別枚数記憶手段
リフレッシュ開始判別枚数記憶手段C5A2は、感光体リフレッシュサイクルを実行する時期になったか否かを判別するための閾値であるリフレッシュ開始判別枚数nrを記憶する。実施例1では、前記リフレッシュ開始判別枚数nrが100枚に設定されている。なお、前記リフレッシュ開始判別枚数nrの設定値は適宜変更可能である。
ジョブ終了判別手段C5Bは、ジョブが終了したか否かを判別する。即ち、次のページの原稿画像があるか否かに基づいて、ジョブの終了を判別する。
C6:リフレッシュサイクル実行手段
リフレッシュサイクル実行手段C6は、前記リフレッシュサイクル開始判別手段C5により感光体リフレッシュサイクルを実行する時期になったと判別された場合に、感光体リフレッシュサイクルを実行する。実施例1のリフレッシュサイクル実行手段C6は、帯電ロールCRy〜CRkへ印加される帯電バイアス及び1次転写バイアスをオフにした状態で、感光体Py〜Pk及び感光体クリーナCLy〜CLkを回転駆動するリフレッシュ作業を繰り返すリフレッシュサイクルを実行する。そして、後述するリフレッシュサイクル終了判別手段C7で終了すると判別されるまで感光体リフレッシュサイクルを実行する。なお、前記感光体リフレッシュサイクルの実行時期と、前記クリーニング作業の実行時期とが重なった場合、クリーニング作業が優先して実行される。
リフレッシュサイクル終了判別手段C7は、リフレッシュ前転写電流検出手段C7Aと、リフレッシュサイクル計測時間計時タイマTM1と、リフレッシュ作業継続時間記憶手段C7Bと、リフレッシュ御殿車電流検出手段C7Cとを有する。そして、リフレッシュサイクル終了判別手段C7は、転写電流計SN1で計測した電流値に基づいて、前記感光体リフレッシュサイクルを終了するか否かの判別を行う。なお、実施例1のリフレッシュサイクル終了判別手段C7は、感光体リフレッシュサイクル実行前と実行後の転写電流値が同一値となった場合に、感光体表面に残留トナー等の付着物がクリーニングされ、帯電不良や帯電ムラがなくなったものと判別する。
リフレッシュ前転写電流検出手段C7Aは、感光体リフレッシュサイクルを実行する前の転写電流計SN1の検出値であるリフレッシュ前転写電流値I1を検出し、記憶する。なお、実施例1のリフレッシュ前転写電流検出手段C7Aでは、感光体Pk1周分の転写電流値Iを計測して、その平均値を前記リフレッシュ前転写電流値I1として記憶する。前記転写電流値Iは感光体Pk1周分連続的に計測することも可能であるし、所定の時間間隔で複数回転写電流値Iを計測してその平均値を計測することも可能である。なお、実施例1のリフレッシュ前転写電流検出手段C7Aは、平均値をリフレッシュ前転写電流値I1としたが、最小値や最大値を前記リフレッシュ前転写電流値I1として記憶することも可能である。あるいは、予め設定された感光体表面の所定位置における転写電流値を検出して、リフレッシュ前転写電流値I1として記憶することも可能である。また、実施例1では、感光体Pk1周分の転写電流値に基づいてリフレッシュ前転写電流値I1の検出を行ったが、1周分以上の転写電流値Iに基づいてリフレッシュ前転写電流値I1を検出することも可能である。
リフレッシュ作業計測時間計時タイマTM1は、リフレッシュ作業を継続する期間であるリフレッシュ作業継続時間を計測する。実施例1のリフレッシュ作業計測時間計時タイマTM1には、リフレッシュ作業継続時間t1がセットされ、リフレッシュ作業継続時間t1が経過するとタイムアップする。なお、感光体リフレッシュ作業実行中の経過時間を計測して、リフレッシュ作業継続時間t1と比較することにより終了時期になったか否かを判別するように構成することも可能である。
リフレッシュ作業継続時間記憶手段C7Bは、リフレッシュ作業を継続する時間であるリフレッシュ作業継続時間t1を記憶する。実施例1のリフレッシュ作業継続時間記憶手段C7Bは、前記リフレッシュ作業継続時間t1としてt1=10秒を記憶している。リフレッシュ作業継続時間t1の設定値は適宜変更可能であるが、感光体Py〜Pkの全表面が感光体クリーナCLy〜CLkと対向するクリーニング領域を通過して、全表面をクリーニングする必要があるので、リフレッシュ作業継続時間t1は感光体Py〜Pkが1周以上する時間に設定する必要がある。
リフレッシュ後転写電流検出手段C7Cは、感光体リフレッシュ作業を実行した後の転写電流計SN1の検出値であるリフレッシュ後転写電流値I2を検出し、記憶する。なお、実施例1のリフレッシュ後転写電流検出手段C7Cは、リフレッシュ前転写電流検出手段C7Aと同様に、感光体1周分の転写電流値を連続して計測して、その平均値を前記リフレッシュ後転写電流値I2として記憶する。なお、最小値や最大値を前記リフレッシュ後転写電流値I2として記憶することも可能であり、前記所定位置の転写電流値を使用することも可能である。
図4は本発明の実施例1の画像形成装置のリフレッシュサイクル開始判別処理のメインフローチャートである。
図4のフローチャートの各ST(ステップ)の処理は、前記コントローラCのROMやハードディスクに記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理は画像形成装置Uの他の各種処理(ジョブ実行中の処理や、感光体クリーナに一時的に保持したトナーを吐出して回収するクリーニング作業の処理等)と並行して実行される。
図4に示すリフレッシュサイクル開始判別処理フローは画像形成装置Uの電源オンにより開始される。
ST2において、感光体表面に付着した残留トナーや放電生成物を除去する(クリーニングする)感光体リフレッシュサイクルの処理(後述する図5のサブルーチン参照)を実行する。そして、ST3に移る。
ST3において、電源オン時判別フラグFL1を「1」とする。そして、ST4に移る。
ST5において、連続画像形成枚数カウント値nの値を0に初期化する。そして、ST6に移る。
ST6において、1ページ分の画像を形成したか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST7に移り、ノー(N)の場合はST6を繰り返す。
ST7において、画像形成枚数カウント値nに1を加える。即ち、n=n+1とする。そして、ST8に移る。
ST9において、ジョブが終了したか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST2″に移り、ノー(N)の場合はST6に戻る。
ST2″において、前記ST2の感光体リフレッシュサイクルの処理(後述の図5のサブルーチン参照)と同様の処理を実行する。そして、ST1に戻る。
ST2′において、前記ST2の感光体リフレッシュサイクルの処理(後述の図5のサブルーチン参照)と同様の処理を実行する。そして、ST11に移る。
ST11において、次の処理(1)、(2)を実行し、ST6に移る。
(1)ST10で中断していたジョブを再開する。
(2)連続画像形成枚数カウント値nをリセットして、n=0に初期化する。
図5は実施例1の画像形成装置のリフレッシュサイクルの処理のフローチャートの説明図である。
なお、ST2のリフレッシュサイクル処理とST2′、ST2″のリフレッシュサイクル処理は同様であるので、ST2のリフレッシュサイクル処理のみ詳細に説明してその他のリフレッシュサイクル処理の詳細な説明は省略する。
(1)感光体Py〜Pk及び感光体クリーナCLy〜CLkを回転駆動する。
(2)帯電器CRk及び1次転写ロールT1kそれぞれに帯電バイアス及び1次転写バイアスを印加する。
(3)感光体Pkが1周する間、帯電ロールCRkにより帯電された感光体Pk表面と1次転写ロールT1kとの間で流れる転写電流値Iを転写電流計SN1で検出する(読み取る)。そして、その間の前記転写電流値Iの平均値をリフレッシュ前転写電流値I1として記憶する。
なお、実施例1のST21では、潜像形成装置ROSや現像器Gy〜Gkの現像バイアスはオフになっている。そして、ST22に移る。
(1)帯電ロールCRy〜CRkへ印加していた帯電バイアス及び1次転写ロールT1kに印加していた1次転写バイアスをオフにする。即ち、感光体Py〜Pk表面の帯電を停止し、転写電流値の検出を停止する。
(2)感光体Py〜Pkや感光体クリーナCLy〜CLkを回転駆動する(駆動中の場合は、回転駆動を継続する)。
(3)リフレッシュ作業継続時間計時タイマTM1にリフレッシュ作業継続時間t1をセットする。
ST23において、前記リフレッシュ作業継続時間計時タイマTM1がタイムアップしたか否かを判別する。ノー(N)の場合はST23を繰り返し、イエス(Y)の場合はST24に移る。
(1)感光体Py〜Pk及び感光体クリーナCLy〜CLkを回転駆動する。
(2)帯電器CRk及び1次転写ロールT1kそれぞれに帯電バイアス及び1次転写バイアスを印加する。
(3)感光体Pkが1周する間、帯電ロールCRkにより帯電された感光体Pk表面と1次転写ロールT1kとの間で流れる転写電流値Iを転写電流計SN1で連続的に検出する(読み取る)。そして、その間の前記転写電流値Iの平均値をリフレッシュ後転写電流値I2として記憶する。
なお、実施例1のST24では、前記ST21と同様に、潜像形成装置ROSや現像器Gy〜Gkの現像バイアスはオフになっている。そして、ST22に移る。
ST26において、I1=I2とする。即ち、リフレッシュ後転写電流値I2を、次に実行されるリフレッシュ作業のリフレッシュ前転写電流値I1とする処理を行う。そして、ST22に戻る。
前記構成を備えた実施例1の画像形成装置Uでは、電源オン時、100枚連続印刷時またはジョブ終了時に感光体リフレッシュサイクルを開始する時期になったものと判別される。そして、リフレッシュ前転写電流値I1が検出され、10秒間(リフレッシュ継続時間t1)感光体Py〜Pk及び感光体クリーナCLy〜CLkを駆動して感光体Py〜Pk表面をクリーニングする感光体リフレッシュ作業が実行される。そして、10秒経過後、リフレッシュ後転写電流値I2を検出して、リフレッシュ前転写電流値I1とリフレッシュ後転写電流値I2とが同値であるが判別される。そして、前記電流値I1,I2が同値である場合、感光体リフレッシュサイクル(ST22〜ST26の繰り返しのサイクル)が終了し、同値でない場合、再び10秒間感光体リフレッシュ作業が実行され、同値になるまで繰り返される。
図6は感光体リフレッシュサイクルを実行した時間と感光体表面電位との関係を示す実験結果を示す図である。
(比較例)
実施例1と同様に構成された画像形成装置Uにおいて、実験用の表面電位計を使用し、プリント実行前の表面電位(異物付着のない感光体の表面電位)と、ハーフトーンのサンプル画像を10000枚(一万枚)プリントした後の感光体の表面電位を検出した。検出結果は、プリント実行前の表面電位は−650Vであり、10000枚実行後は−550Vとなり、帯電不良による画像欠陥も発生した。
そして、表面電位が一定(−650V)となった後、ハーフトーン画像のプリントを実行すると帯電不良による画像欠陥が発生しなくなった。
図7において、1次転写ロールに1.5kVの定電圧の1次転写バイアスを印加した場合の、感光体表面電位と転写電流値との関係を測定した。図7に示すように、感光体表面電位と転写電流値とは比例関係にあるため、転写電流値を検出することによって感光体表面電位の変化を検出することが可能となる。
(実施例1の実験結果)
実施例1の画像形成装置において、プリント実行前(異物付着のない状態)の転写電流値と、リフレッシュサイクルを実行せずにハーフトーン画像を10000枚プリントした後の転写電流値を検出した。検出結果は、プリント実行前の転写電流値は20μAであり、10000枚実行後は16.5μmであった。そして、感光体リフレッシュサイクルを実行すると、30秒経過後の転写電流値がプリント実行前の転写電流値となり、その後は一定の転写電流値が検出された。
さらに、実施例1の画像形成装置Uでは、リフレッシュサイクルを実行中は、帯電ロールCRy〜CRkへの帯電バイアスの印加が行われないので、感光体リフレッシュサイクル中に放電生成物が発生することを低減できる。また、帯電バイアスを印加しないので、消費電力を抑えることができ、省エネルギー化することができる。
図9は実施例2の画像形成装置の制御部分が備えている各機能をブロック図で示した図であり、前記実施例1の図3に対応する図である。
図9において、実施例2の画像形成装置UのコントローラCでは、リフレッシュサイクル終了判別手段C7はリフレッシュサイクル終了判別用閾値記憶手段C7Dを有している。
C7D:リフレッシュサイクル終了判別用閾値記憶手段
リフレッシュサイクル終了判別用閾値記憶手段C7Dは、リフレッシュサイクル終了判別用閾値Isを記憶している。そして、実施例2のリフレッシュサイクル終了判別手段C7は、前記転写電流値I1,I2の差の絶対値がリフレッシュサイクル終了判別用閾値Isよりも小さい場合、感光体表面の帯電電位が一定になったものとし、感光体リフレッシュサイクルを終了する時期になったと判別する。なお、リフレッシュサイクル終了判別用閾値Isを、例えば、0.2(μA)に設定することができる。
図10は実施例2の画像形成装置のリフレッシュサイクルの処理のフローチャートの説明図であり、実施例1の図5に対応する図である。
図10において、ST21〜ST24、ST26は実施例1と同様の処理が実行されるので詳細な説明は省略する。
図10のST25′において、|I1−I2|≦Isであるか否か、即ち、リフレッシュ前転写電流値I1とリフレッシュ後転写電流値I2との差の絶対値が、リフレッシュサイクル終了判別用閾値Isよりも小さいか否かを判別する。ノー(N)の場合はST26に移って感光体リフレッシュサイクルを再度実行し、イエス(Y)の場合はリフレッシュサイクルを終了する。
前記構成を備えた実施例2の画像形成装置Uでは、転写電流計SN1の検出精度や、転写電流検出時の感光体表面の状態、電気的なノイズ等により、クリーニングが完了していても、転写電流検出値が多少異なることがある。例えば、前記実施例1の図8に示すように、感光体Py〜Pk表面がクリーニングされると転写電流値が20μAになるが、検出精度等により、19.9μAや20.1μAと検出する可能性がある。このような場合に、リフレッシュサイクルの前後で厳密に転写電流値が一致するまでリフレッシュサイクルを実行すると不要なリフレッシュサイクルを実行することとなる。実施例2では、前記多少の検出誤差がでても、転写電流値I1,I2の差の絶対値がリフレッシュサイクル終了判別用閾値Isよりも小さければ、リフレッシュサイクルを終了している。
その他、実施例2は前記実施例1と同様の作用効果を奏する。
(H01)本発明は、FAXやプリンタ、複写機の機能を備えた複合機や、FAX、複写機等の画像形成装置に適用可能である。
(H03)本発明は、中間転写ベルトを使用せず、感光体に転写部材が直接接触するモノクロの画像形成装置やシート搬送ベルトを使用して感光体から直接シートに転写を行う画像形成装置にも適用可能である。さらに、ベルト上の中間転写部材を使用せず、特開2003−029589号公報記載のような中間転写ドラムを使用した画像形成装置にも適用可能である。
(H06)前記実施例1,2において、電流検出用接触部材を1次転写ロールと兼用したが、1次転写ロールとは別体の感光体表面に直接/間接的に接触し且つ電流が流れる電流検出用接触部材を配置することも可能である。また、例えば、感光体クリーナCLy〜CLkを前記電流検出用接触部材と兼用して、感光体クリーナCLy〜CLkと感光体Py〜Pk表面との間で流れる電流値に基づいてリフレッシュサイクルの終了判別を実行することも可能である。
(H08)前記実施例1、2において、感光体Py〜Pk表面の残留トナーは感光体クリーナCLy〜CLkで一時的に保持され、ベルトクリーナCLbで回収され、廃棄されたが、残留トナーを現像器で再使用(リサイクル)するトナー像形成装置にも適用可能である。即ち、感光体リフレッシュサイクルにおいて、感光体表面のトナーをクリーナで回収せず、残留トナーを現像器に戻すように構成することも可能である。例えば、感光体クリーナCLy〜CLkで回収した残留トナーをトナー搬送部材で現像器Gy〜Gkに搬送する場合や、感光体表面の残留トナーを感光体表面と同極性に帯電させる残留トナー帯電部材(例えば、特開昭64−20587号公報等)を設け、現像領域において、感光体表面と同極性に帯電した残留トナーを現像器側に移動させる場合が考えられる。なお、前記残留トナー帯電部材を設けた場合、感光体表面に接触する残留トナー帯電部材を電流検出用接触部材と兼用させることも可能である。
C5…リフレッシュサイクル開始判別手段、
C6…リフレッシュサイクル実行手段、
C7…リフレッシュサイクル終了判別手段、
CLy〜CLk…感光体クリーナ、
CRy〜CRy…帯電部材、
Gy〜Gk…現像器、
I1,I2…電流値、
Py〜Pk…感光体、
ROSy〜ROSk…潜像形成装置、
S…記録シート、
SN1…電流値検出手段、
T…転写装置、
T1y〜T1k…電流検出用接触部材,1次転写部材、
T2…2次転写部材、
UY〜UK…トナー像形成装置。
Claims (10)
- 下記の構成要件(A01)〜(A07)を備えたことを特徴とする画像形成装置、
(A01)回転移動する表面が帯電領域、潜像形成位置、現像領域、転写領域を順次通過する感光体、前記帯電領域において前記感光体表面を一様に帯電させる帯電部材、前記潜像形成位置において前記帯電された感光体表面に静電潜像を形成する潜像形成装置、および、前記現像領域において前記静電潜像をトナー像に現像する現像器、を備えたトナー像形成装置、
(A02)前記転写領域を通過する前記感光体表面のトナー像を記録シートに転写する転写装置、
(A03)前記感光体表面に接触して、前記帯電した感光体表面との間で電流が流れる電流検出用接触部材、
(A04)前記電流検出用接触部材を流れる電流値を検出する電流値検出手段、
(A05)前記感光体表面に付着したトナー等の異物を除去する感光体リフレッシュサイクルを開始するか否かの判別を行うリフレッシュサイクル開始判別手段、
(A06)前記感光体リフレッシュサイクルを実行するリフレッシュサイクル実行手段、
(A07)前記電流値検出手段が検出した前記電流値に基づいて、前記感光体リフレッシュサイクルを終了するか否かの判別を行うリフレッシュサイクル終了判別手段。 - 下記の構成要件(A08),(A09)を備えたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置、
(A08)設定された所定期間前記感光体表面に付着したトナー等の異物を除去するリフレッシュ作業を繰り返し実行する前記感光体リフレッシュサイクルを実行する前記リフレッシュサイクル実行手段、
(A09)1回の前記リフレッシュ作業が終了する度に、前記感光体リフレッシュサイクルを終了するか否かの判別を行う前記リフレッシュサイクル終了判別手段。 - 下記の構成要件(A010),(A011)を備えたことを特徴とする請求項1または2のいずれか記載の画像形成装置、
(A010)前記感光体表面に対向する転写部材により構成された前記転写装置、
(A011)前記感光体表面に直接接触する転写部材により構成された前記電流検出用接触部材。 - 下記の構成要件(A010′),(A011′)を備えたことを特徴とする請求項1または2のいずれか記載の画像形成装置、
(A010′)前記感光体表面のトナー像が転写される中間転写部材と、前記感光体表面のトナー像を前記中間転写部材に転写する1次転写部材と、前記中間転写部材表面のトナー像を記録シートに転写する2次転写部材とを有する前記転写装置、
(A011′)前記感光体表面に前記中間転写部材を介して間接的に接触する1次転写部材により構成された前記電流検出用接触部材。 - 下記の構成要件(A012)を備えたことを特徴とする請求項1または2のいずれか記載の画像形成装置、
(A012)前記感光体に接触して配置され、前記トナー像転写後の感光体表面の残留トナーを回収する感光体クリーナ。 - 下記の構成要件(A013)を備えたことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置、
(A013)前記感光体クリーナにより構成された前記電流検出用接触部材。 - 下記の構成要件(A014)を備えたことを特徴とする請求項5または6のいずれか記載の画像形成装置、
(A014)前記帯電部材による帯電を実行せずに、前記感光体及び感光体クリーナを作動させて前記感光体表面に付着したトナーを回収する前記感光体リフレッシュサイクル。 - 下記の構成要件(A015)を備えたことを特徴とする請求項1または2のいずれか記載の画像形成装置、
(A015)前記感光体に接触して配置され、前記トナー像転写後の感光体表面の残留トナーを感光体表面と同極性に帯電させる残留トナー帯電部材。 - 下記の構成要件(A016)を備えたことを特徴とする請求項8記載の画像形成装置、
(A016)前記残留トナー帯電部材により構成された前記電流検出用接触部材。 - 下記の構成要件(A017),(A018)を備えたことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか記載の画像形成装置、
(A017)形成されるトナー像の色に応じて複数配置された前記トナー像形成装置、
(A018)前記複数のトナー像形成装置の少なくとも1つのトナー像形成装置に対応して配置された前記電流値検出手段。
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