JP2005202078A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置の起動後、短時間で画像形成開始を可能とする。
【解決手段】 「ファストモードにてプリント可能」表示（Ｓ６）があった時点で、まだユーザがプリント予約をしておらず（Ｓ７のＮｏ）、電位制御継続中（Ｓ１０）にユーザがプリントを指示した場合（Ｓ１１）には、この時点で、電位制御完了「通常モードにてプリント可能」表示がないとき（Ｓ１２のＮｏ）は、その指示を受けプリンタコントローラ１４は、電位制御を中断し、一次帯電器２の帯電量、露光装置３の露光量をバックアップ値に設定し（Ｓ８）、画像形成を開始する（Ｓ９）。これにより、定着ウォームアップが終了していれば、電位制御が終了していなくても画像形成開始が可能となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成前に、感光体表面の電位制御を行う、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置は立ち上げ時において、図５（ａ）に示すように、定着装置のウォームアップ（起動から定着目標温度に達するまでの時間）に分単位の時間を要していた。特に高速、高画質の画像形成装置においては定着装置のウォームアップに要する時間は長くなる傾向にあった。そのウォームアップ時間を利用して、図３（ｂ）に示すように、感光体周りの制御、例えば帯電装置による非露光部目標電位の調整や、露光装置による露光部目標電位の調整などを行っていた。

しかし近年、定着装置は、その性能の向上により、図６（ａ），（ｂ）に示すように、感光体周りの制御時間よりも短時間、例えば１分にも満たない時間でウォームアップすることができるようになってきた。

また、帯電装置、露光装置に関しては、従来よりも像担持体、帯電装置の電源、露光装置の性能も向上し、制御を行わない場合であっても、文字や線画であれば通常使用するには問題のないレベルの画像が出力可能になってきている。

従来の制御は、例えば特許文献１に示されるように、帯電電位が所定値になるように調整し、その後、露光量が所定値になるように調整をするのが一般的である。また、温度などの変化がしやすいウォームアップ直後に制御を行う場合が多い。

特開平６−２３０６４２号公報

画像形成装置を使用するユーザにとっては、起動と同時に画像を出力できることが望ましい。しかしながら、図６に示すように、定着装置のウォームアップ時間が短縮されたにもかかわらず、感光体周りの制御に時間がかかっているため、起動から出力可能となるまでの時間が、感光体周りの制御に規制されてしまい、定着装置のウォームアップ時間の短縮が有効に活用されていない、というのが現状である。

本発明は、ユーザが画像形成装置を起動してから出力画像を得ることができるまでの時間を短縮することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、感光体と、前記感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記感光体の表面電位を検出する電位検出手段と、前記電位検出手段の検出値に基づいて、前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を調整しつつ前記感光体の表面電位を所定の値に電位制御する制御手段と、前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を順次格納する記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記電位制御が終了する前に、画像出力信号を受信した場合には、前記電位制御を中断して前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を、前記記憶手段に格納されている出力値に設定する、ことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、感光体と、前記感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記トナー像のトナー載り量を検出する載り量検出手段と、前記載り量検出手段の検出値に基づいて、前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を調整しつつ前記感光体の表面電位を所定の値に電位制御する制御手段と、前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を順次格納する記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記電位制御が終了する前に、画像出力信号を受信した場合には、前記電位制御を中断して前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を、前記記憶手段に格納されている出力値に設定する、ことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記電位制御中に前記画像出力信号を受信した場合には、それまでの電位制御で獲得されて前記記憶手段に格納されている直近の出力値、又は前記直近の出力値から算出される出力値に設定する、ことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記電位制御中に前記画像出力信号を受信した場合には、画像形成動作中に前記電位制御を継続する、ことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記電位制御中に前記画像出力信号を受信した場合で、前記電位制御が終了する以前に画像形成が終了した場合には、画像形成終了後に前記電位制御を継続する、ことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記電位制御以外の画像形成準備が完了した状態で画像形成を行う低画質のファストモードと、前記電位制御を含む画像形成準備が終了した状態で画像形成を行う高画質の通常モードとを有し、前記ファストモードであるか前記通常モードであるかを表示する表示手段を備える、ことを特徴とする。

本発明によると、感光体表面の電位制御が終了する前に画像形成を開始することができるので、その分、画像形成開始までの時間が短縮され、待ち時間が短くなる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。

＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、本実施の形態に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であり、同図はその主要部の概略構成を模式的に示す縦断面図である。

同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１は画像形成装置本体（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転可能に支持されている。

感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、一次帯電器（帯電手段）２、露光装置（露光手段）３、電位センサ（電位検出手段）９、現像装置（現像手段）４、トナー載り量センサ（載り量検出手段）１３、転写帯電器（転写手段）５、分離帯電器（分離手段）６、クリーニング装置（クリーニング手段）７、前露光器（前露光手段）８が配設されている。また、転写材Ｐ（例えば、シート状の紙、透明フィルム）の搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿っての、分離帯電器６ｂの下流側には、定着ローラ１１と加圧ローラとを有する定着装置１０が配設されている。さらに画像形成装置本体内には、温度，湿度を検知する環境センサ（不図示）が配設されている。上述の一次帯電器２には、プリンタコントローラ（制御手段）１４によって制御される帯電器電源１５が接続されている。また、プリンタコントローラ１４には、上述の露光装置３、電位センサ９、現像装置４、及びトナー載り量センサ１３が接続されていて、それぞれの動作が制御されるようになっている。なお、プリンタコントローラ１４には、一次帯電器２の設定値（帯電量）及び露光装置３の設定値（露光量）を格納するメモリ（記憶手段）１６を有している。

上述の画像形成装置において、画像形成時には、感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。

感光ドラム１表面は、一次帯電器２によって所定の極性・電位に一様に（均一に）帯電される。帯電後の感光ドラム１表面は、露光装置３によって画像情報に基づいてオン／オフ制御されるレーザ光の照射がなされ、照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４によって現像部Ｄにおいてトナーが付着されトナー像として現像される。現像剤としては、例えば、非磁性一成分現像剤を使用することができる。

こうして感光ドラム１上に形成されたトナー像は、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向に回転によって感光ドラム１と転写帯電器５との間の転写部Ｔに到達する。このトナー像にタイミングを合わせるようにして、転写材Ｐが転写部Ｔに供給される。供給された転写材Ｐには、トナー像と逆極性の転写バイアスが印加された転写帯電器５によって感光ドラム１と転写帯電器５間に発生する静電力により、感光ドラム１上のトナー像が転写される。

トナー像転写後の転写材Ｐは、分離バイアスが印加された分離帯電器６によって、感光ドラム１から分離されて定着装置１０に搬送される。定着装置１０に搬送された転写材Ｐは、定着ローラ１１と加圧ローラ１２との間を通過する際に加熱・加圧されて表面にトナー像が定着されて、画像形成装置外部に排出される。

一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、上述の転写時に転写材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（転写残トナー）がクリーニング装置７によって除去され、さらに表面に残った電荷が前露光器８によって除去され、次の画像形成に供される。

図２は、上述の画像形成装置において、画像形成が開始されるまでの流れを示すフローチャートでである。また図３（ａ）はそのときの定着ローラ１１の温度の変化を示し、（ｂ）は感光体電位（感光ドラム１の表面電位）を示す。

休止モード中（Ｓ１）の画像形成装置本体がユーザの操作などにより、休止モードから復帰（例えばメインスイッチやソフトスイッチオンなどによる、オフモード，スリープモード，又は省エネモードからの復帰）すると（Ｓ２）、プリンタコントローラ１４は画像形成装置本体が正常かのチェックを行い、「ファストモードにてプリント予約可能」を表示手段としての操作パネル１７（図１参照）に表示し（Ｓ３）、定着装置１０（図１参照）のウォームアップ及び電位制御を含むその他画像形成準備を開始する（Ｓ４）。ここで、「ファストモード」とは、定着装置１０のウォームアップ（定着ウォームアップ完了後でかつ電位制御前に画像形成を開始するモードのことをいう。

そして電位制御以外の定着装置１０のウォームアップなどの画像形成準備の完了時（Ｓ５）に「ファストモードにてプリント可能」を表示する（Ｓ６）。この「ファストモードにてプリント可能」の表示は、定着ウォームアップ完了後、電位制御完了まで行われる。そして、電位制御が完了した時点で「通常モードにてプリント可能」という表示に切り替わるようになっている。

ここで、図１を参照して、感光ドラム１の電位制御を具体的に説明する。まず、感光ドラム１の回転を開始し、前露光器８を点灯する。そして温度，湿度，画像モードなどからプリンタコントローラ１４により、レーザ非露光部電位、露光部電位を設定する。例えば環境センサが検出する温度が２３℃、湿度が５０％で、コピーモードという設定からレーザ非露光部電位を−６００Ｖ、露光部電位を−１００Ｖと設定した。設定された非露光部電位−６００Ｖになるように、電位センサ９で感光ドラム１の電位を確認しながら、一次帯電器２の帯電量（電流値）を−１０００μＡに設定した。次に露光部電位が−１００Ｖになるように、調整された一次帯電条件で帯電しながら露光を開始し、一次帯電と同様に電位センサ９で感光ドラム１の電位を確認しながら露光量を１２０（デジタル値）に設定した。

ここでは特定のモードについてのみ説明したが、画像形成装置本体の設定によっては、この一次帯電器２の帯電量の調整と、露光装置３の露光量の調整とを、モードごと（例えばコピーモード，プリンタモードなど）に行い、各モードごとの帯電量、露光量を記憶するようにしてもよい。また、温湿度やモード等で電位を設定する代わりに、トナー載り量検知センサ１３で感光ドラム１上のトナー載り量を見ながら一次帯電及び露光量の設定を行ってもよい。

このように各モードで感光ドラム１の電位又はトナー載り量を直接確認しながら各条件を設定することで目標通りの画質を再現することが可能になる。

図２のフローチャートの説明に戻る。

ユーザが、定着ウォームアップ完了（Ｓ５）前で「ファストモードにてプリント予約可能」表示中（Ｓ３）に画像出力を指示した場合（画像出力信号が入力された場合）、すなわちユーザがファストモードでプリント予約している場合（Ｓ７のＹｅｓ）には、その指示を受けプリンタコントローラ１４は、定着ウォームアップ完了（Ｓ５）とともに、電位制御を中断し、一次帯電器２の帯電量、露光装置３の露光量をバックアップ値に設定し（Ｓ８）、画像形成を開始する（Ｓ９）。

また、ユーザが電位制御の完了前で「ファストモードにてプリント可能」表示中に画像出力を指示した場合、すなわち「ファストモードにてプリント可能」表示（Ｓ６）があった時点で、まだユーザがプリント予約をしておらず（Ｓ７のＮｏ）、電位制御継続中（Ｓ１０）にユーザがプリントを指示した場合（Ｓ１１）には、この時点で、電位制御完了「通常モードにてプリント可能」表示がないとき（Ｓ１２のＮｏ）は、その指示を受けプリンタコントローラ１４は、電位制御を中断し、一次帯電器２の帯電量、露光装置３の露光量をバックアップ値に設定し（Ｓ８）、画像形成を開始する（Ｓ９）。一方、ステップＳ１１のユーザがプリントを指示した時点で、すでに、電位制御完了「通常モードにてプリント可能」表示済みのとき（Ｓ１２のＹｅｓ）は、その指示を受けたプリンタコントローラ１４は、一次帯電器２の帯電量、露光装置３の露光量を、完了した電位制御から得られた値に設定し（Ｓ１３）画像形成を開始する（Ｓ９）。

このように、定着ウォームアップが終了していれば、一次帯電器２の帯電量及び露光装置３の露光量についての制御が終了していない場合であっても、ファストモードによるプリントを実行する。すなわち、帯電量及び露光量については見込み設定で画像形成することで、完全に制御が完了した場合に比べて画質の再現性は多少落ちるものの、ユーザには制御が終わるのを待つことなく、画像形成装置本体の起動後、短時間で実際の画像形成を開始することができる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態２は、実施の形態１の場合よりも、感光体電位又はトナー載り量を目標値に近づけて所望の画質に近い画像を得ることができるものである。

ユーザに、「ファストモードにてプリント可能」であることを伝えるまでは、上述の実施の形態１の図２と同様である。

図４（ａ），（ｂ）にそれぞれ、本実施の形態における定着ローラ１１（図１参照）の温度の変化と、感光体電位の変化を示す。

電位制御が完了する前に、ユーザがプリントを指示したとする。そのタイミングは一次帯電器２の設定調整中であり、露光装置３の露光量の制御はまだであった。そこでプリンタコントローラ１４は一次帯電器２の出力値の制御で最後に用いた値−１０５０μＡと、プリンタコントローラ１４のメモリ１６にあらかじめ記憶されているバックアップの値−９００μＡの平均値、−９７５μＡに設定し、露光量はバックアップの元の値と一次帯電器２の設定値を用いて算出し、１００×（−９７５／−９００）から１０８Ｖと設定した。このときの非露光部電位は−５９０Ｖ、露光部電位は−１１５Ｖであった。

設定後、画像出力を開始する。本実施の形態においては露光部にトナーが載るＩＡＥ（イメージエリア露光）方式とする。よって、感光ドラム１表面のうちの、転写材（画像領域）と転写材（画像領域）との間に対応する領域、いわゆる紙間は余白部と同じ非露光部電位である。この紙間で非露光部電位の電位制御を行うことで、一次帯電器２の出力値は制御したときと同じ−１０００μＡに設定可能となる。露光量は逐次画像出力中に求められた非露光部電位から演算によって変更され、一次帯電器２の制御が終了したときには、１００×（−１０００／−９００）から１１１と設定されていた。このときの非露光部電位は−６００Ｖ、露光部電位は−１０５Ｖであった。

画像出力が終了したのちに、制御の完了していない露光部の電位制御を通常どおり行うことで露光量を１２０と再設定する。これにより非露光部電位は−６００Ｖ、露光部電位は−１００Ｖと目標電位に完全に合わせることができ、次の画像出力時には所望の画質を得ることが可能となる。

以上のように制御することにより、本実施の形態２においては、完全ではないが、前述の実施の形態１の場合よりもさらに目標画質に近い画質の画像出力を行うことが可能となる。また、次の画像形成からは、目標電位に合わせて画像出力されるので、画質の良い出力画像をユーザに提供することができる。

以上の実施の形態１，２においては、トナー載り量センサ１３が、感光ドラム１上のトナー載り量を検出したが、これに代えて、転写材Ｐに転写された後の、転写材Ｐ上でのトナー載り量を検出するようにしてもよい。また、以上では、本発明を単色の画像形成装置に適用した場合を例に説明したが、本発明は、これに代えて、複数色の画像を形成する画像形成装置（例えば、４色フルカラーの画像形成装置）にも同様に適用することができる。この場合、上述の実施の形態１，２とは異なり、感光ドラム上に形成したトナー像を一旦、中間転写体（例えば中間転写ベルト、中間転写ドラム）に一次転写したのち、中間転写体上のトナー像を転写材に二次転写する構成を採用しているときは、トナー載り量センサは、中間転写体上のトナー像のトナー載り量を検出するようにしてもよい。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を模式的に示す図である。 本発明の制御の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１における、定着ローラの温度と感光体電位の推移を示す図である。 実施の形態２における、定着ローラの温度と感光体電位の推移を示す図である。 従来の定着ローラの温度と感光体電位の推移を示す図である。 近年の定着ローラの温度と感光体電位の推移を示す図である。

符号の説明

１ 感光体（感光ドラム）
２ 帯電手段（一次帯電器）
３ 露光手段（露光装置）
４ 現像手段（現像装置）
９ 電位検出手段（電位センサ）
１３ 載り量検出手段（トナー載り量センサ）
１４ 制御手段（プリンタコントローラ）
１６ 記憶手段（メモリ）
Ｐ 転写材

Claims (6)

1. 感光体と、前記感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、
   前記感光体の表面電位を検出する電位検出手段と、
   前記電位検出手段の検出値に基づいて、前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を調整しつつ前記感光体の表面電位を所定の値に電位制御する制御手段と、
   前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を順次格納する記憶手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記電位制御が終了する前に、画像出力信号を受信した場合には、前記電位制御を中断して前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を、前記記憶手段に格納されている出力値に設定する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 感光体と、前記感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段とを備えた画像形成装置において、
   前記トナー像のトナー載り量を検出する載り量検出手段と、
   前記載り量検出手段の検出値に基づいて、前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を調整しつつ前記感光体の表面電位を所定の値に電位制御する制御手段と、
   前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を順次格納する記憶手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記電位制御が終了する前に、画像出力信号を受信した場合には、前記電位制御を中断して前記帯電手段の出力値及び前記露光手段の出力値を、前記記憶手段に格納されている出力値に設定する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記電位制御中に前記画像出力信号を受信した場合には、それまでの電位制御で獲得されて前記記憶手段に格納されている直近の出力値、又は前記直近の出力値から算出される出力値に設定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記電位制御中に前記画像出力信号を受信した場合には、画像形成動作中に前記電位制御を継続する、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記電位制御中に前記画像出力信号を受信した場合で、前記電位制御が終了する以前に画像形成が終了した場合には、画像形成終了後に前記電位制御を継続する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記電位制御以外の画像形成準備が完了した状態で画像形成を行う低画質のファストモードと、前記電位制御を含む画像形成準備が終了した状態で画像形成を行う高画質の通常モードとを有し、
   前記ファストモードであるか前記通常モードであるかを表示する表示手段を備える、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
   

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