JP2006091080A

JP2006091080A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006091080A
Application number: JP2004273039A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Sasai; 隆博笹井
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】本発明は、像担持体の回転停止制御後のトナーの飛散や付着を確実に抑止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。
【解決手段】感光体ドラム１９を回転する主モータが時刻ｔ₀から回転開始され、時刻ｔ₁で回転停止制御された場合感光体ドラム１９は慣性により時刻ｔ₂まで回転を継続して停止するようになる。感光体ドラム１９が完全に停止するまでの間現像電圧ＨＶＢを時刻ｔ₁の電圧Ｖ_BLのまま維持するようにして、感光体ドラム１９の対向する表面電位との間の電位差を維持することで、トナーの付着や飛散といったトラブルを抑止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置としては、像担持体として例えば感光体ドラムを用いて、その表面を帯電して露光することで静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させて可視像化し用紙に転写するといった画像形成を行うものが知られている。こうした画像形成装置では、感光体ドラムの表面に画像形成に必要な処理として、現像、転写、クリーニングといったプロセス処理が行われ、それぞれのプロセス処理では印加電圧を制御して感光体ドラムの表面にトナーを付着又は離脱させるようにコントロールしている。

このようなプロセス処理は、感光体ドラムを定速で回転させながら順次行われるようになっているが、感光体ドラムを回転停止する場合に、感光体ドラムが回転停止制御が行われても完全に停止するまで慣性で回転が継続するため、回転停止制御と同時にプロセス処理を停止すると、トナーのコントロールがきかなくなって感光体ドラムの表面に不用意に付着するといった問題が生じるようになる。

そこで、こうした問題点に対処するため、例えば、特許文献１では、画像形成動作中にメイン駆動モータへの電圧供給が停止された後に、感光体ドラムが所定角度だけ回転している間、現像スリーブに現像中と同じ−６００Ｖの電圧を印加して感光体ドラム表面にキャリアが付着しないようにする点が記載されている。また、特許文献２では、装置の緊急停止時において、感光ドラムの駆動手段であるモーターの回転停止後、表面に電荷が印加された状態の感光ドラムが完全に停止してから現像器の現像バイアスをオフする点が記載されている。また、特許文献３では、画像形成動作の終了時に、モータ信号がオフされた時から、慣性によるモータの回転時間が経過した後にクリーニングローラに印加されるクリーニングバイアスをオフするように制御する点が記載されている。
特開平５−１６５２８７号公報特開平１０−１８６７８２号公報特開２００３−１５００１４号公報

上述した特許文献では、モータの回転停止後に現像バイアスやクリーニングバイアスをオフするようにしているが、感光体ドラムの回転停止制御が行われてから回転が完全に停止するまでの間は慣性により回転が継続しているため回転速度が一定せず非常に不安定な状態となっている。そのため、上述した特許文献のように単にモータの回転停止後にバイアスをオフするだけではトナーの飛散や付着が生じることを十分抑止することは難しい。

そこで、本発明は、像担持体の回転停止制御後のトナーの飛散や付着を確実に抑止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。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面に対して画像形成に必要な処理を行う複数のプロセス手段と、前記像担持体を回転制御するとともに用紙に画像形成するように前記各プロセス手段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記制御手段は、少なくとも１つの前記プロセス手段について前記像担持体の対向する表面電位との間の電位差が前記像担持体の回転停止制御後も所定の電位差に維持されるように当該プロセス手段の印加電圧を制御する印加電圧制御手段を備えていることを特徴とする。さらに、前記印加電圧制御手段は、少なくとも前記像担持体の回転が完全に停止するまで継続して電圧を印加することを特徴とする。さらに、前記印加電圧制御手段は、前記プロセス手段の１つである現像手段に所定の電圧を継続して印加することを特徴とする。さらに、前記印加電圧制御手段は、前記現像手段に電圧を印加している間前記プロセス手段の１つである転写手段に像担持体の表面電位と同極性の電圧を継続して印加することを特徴とする。

上記のような構成を有することで、プロセス手段について像担持体の対向する表面電位との間の電位差が像担持体の回転停止制御後も所定の電位差に維持されるように印加電圧が制御されるので、像担持体の回転停止に伴うトナーの飛散及び付着といったトラブルを確実に抑止することができる。すなわち、回転停止制御時まではトナーがコントロールされた安定した状態となっているため、その状態が回転停止制御後も維持されるようにすればその安定した状態を維持することができる。したがって、プロセス手段に対向する像担持体の表面電位との間の電位差を回転停止制御時の状態から継続して所定の電位差に維持されるようにすれば、回転停止制御時における安定した状態を回転停止制御後も維持することが可能となり、トナーの飛散及び付着といったトラブルが抑止されるようになる。

そして、少なくとも像担持体の回転が完全に停止するまで継続して電圧を印加することで、回転停止制御後に像担持体が慣性により回転する不安定な状態の間は所定の電位差が維持されてトナーの飛散及び付着といったトラブルが抑止される。

また、プロセス手段の１つである現像手段の現像電圧を継続して印加することで、現像器からトナーが飛散して像担持体に付着するカブリが発生することを抑えることができる。すなわち、像担持体の回転が減速されて遅くなってくるとカブリが発生しやすくなるが、現像電圧を継続して印加して像担持体の対向する表面電位との電位差を維持することでこうしたカブリの発生が抑えられる。さらに、現像手段に電圧を印加している間プロセス手段の１つである転写手段に像担持体の表面電位と同極性の電圧を継続して印加することで、像担持体から転写手段へのトナーの転移を抑えることができ、また、転写手段に付着したトナーを像担持体に転移させてクリーニングを行うことも可能となる。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る画像形成装置全体の概略断面図である。画像形成装置１の上部には用紙排出トレイ１０が設けられ、その下部には、記録部２及び給紙部３が配されている。

給紙部３では、給紙カセット１１が配置されており、フラッパ１２に所定のサイズの用紙が複数枚積載されている。給紙カセット１１の右端部には、ピックアップローラ１３が配置されている。フラッパ１２は、積載された用紙の上面がピックアップローラ１３に圧接するように、図示しないバネ部材により上方に付勢されている。この状態でピックアップローラ１３が回転駆動すると、摩擦力により用紙が１枚ずつ用紙搬送路に給紙されるようになる。

給紙された用紙は、まずフィードローラ１４及びプレスローラ１５により記録部２に搬送される。記録部２では、搬送された用紙に記録するために、現像器１６、クリーニング機構１７、コロナ帯電器１８、感光体ドラム１９、転写ローラ２０、露光ヘッド２１及び定着ローラ２２が備えられている。クリーニング機構１７は、転写後の感光体ドラム１９の表面に付着した残留トナーや紙粉等の異物をクリーニングローラにより捕捉して感光体ドラム１９の表面を清掃する。コロナ帯電器１８は、放電ワイヤからのコロナ放電により感光体ドラム１９の表面を一様に帯電する。一様に帯電された感光体ドラム１９に、露光ヘッド（ＬＥＤヘッド）２１で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像が形成される。そして、現像器１６内のトナーを感光体ドラム１９に形成された静電潜像に転移させて、静電潜像を可視像化する。転写ローラ２０は、用紙を挟んで感光体ドラム１９と対向する位置に設置されており、所定の電圧が印加されると感光体ドラム１９表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、転写されたトナー像は、定着ローラ２２及びプレスローラ２３によって挟持されて加熱・プレスされ用紙に定着される。定着された用紙は、排紙ローラ２４及びプレスローラ２５の間に挟持されて用紙排出トレイ１０に搬出される。

また、装置本体の側面には、手差し給紙機構及び反転搬送機構が設けられており、手差し給紙を行う場合には、側面カバー２６を開いて給紙ローラ２７に用紙を差し込むことで行われる。差し込まれた用紙は、給紙ローラ２７によりフィードローラ１４及びプレスローラ１５に搬送されて記録動作が行われる。また、反転搬送を行う場合には、片面に記録した用紙が一旦排紙ローラ２４及びプレスローラ２５の間に挟持されて搬出された後排紙ローラ２４を逆回転して反転搬送路に搬送して、フィードローラ２８及びプレスローラ２９、フィードローラ３０及びプレスローラ３１の２対の搬送ローラにより下方に向けて搬送する。そして、再度フィードローラ１４及びプレスローラ１５に搬送されてもう一方の面に記録動作が行われ、用紙の両面に記録されるようになる。

図２は、記録部２における回路構成を示す概略図である。記録動作全体の制御を行う記録制御部４０は、コロナ帯電器１８の放電ワイヤ３２に帯電電圧ＨＶＣを印加する帯電電圧印加回路４１、現像ローラ３３及び供給ローラ３４に現像電圧ＨＶＢ及び供給電圧を印加する現像電圧印加回路４２、クリーニングローラ３５、回収ローラ３６及びスポンジ体３７に所定の電圧を印加するクリーニング電圧印加回路４３、転写ローラ２０に転写電圧ＨＶＴを印加する転写電圧印加回路４４に制御信号を送信してそれぞれの部材の電圧制御を行う。なお、記録制御部４０は、定着ローラ２２等の部材の電圧制御も行うようになっているが、図２では省略している。また、記録制御部４０は、画像信号に基づいて露光ヘッド２１の露光制御を行い、コロナ帯電器１８により一様に帯電された感光体ドラム１９の表面に静電潜像を形成する。

記録制御部４０は、主モータ（ＲＸ）４５及び副モータ（ＤＵＰ）４６に対して制御信号を送信して回転駆動制御を行う。主モータ４５は、記録制御部４０からの制御信号に基づいて、ピックアップローラ１３、フィードローラ１４、クリーニングローラ３５、回収ローラ３６、感光体ドラム１９、供給ローラ３４、現像ローラ３３、転写ローラ２０、定着ローラ２２を回転駆動させる。また、排紙ローラ２４は、主モータ４５からの回転駆動力によりクラッチを介して用紙を排紙する方向に回転されるようになっている。副モータ４６は、記録制御部４０からの制御信号に基づいて、フィードローラ２９及び３１を回転駆動するとともに、排紙ローラ２４をクラッチを介して用紙を反転搬送する方向に回転駆動する。

図３は、本実施形態における制御動作に関するタイムチャートの一例を示している。この例では、主モータ４５の制御信号をオン、オフで示しており、コロナ帯電器１８に印加される帯電電圧ＨＶＣ、転写ローラ２０に印加される転写電圧ＨＶＴ、及び現像ローラ３３に印加される現像電圧ＨＶＢの各電圧制御を電圧値で示している。

画像形成動作を行う場合、主モータ４５に制御信号が送信されて時刻ｔ₀から回転開始されて時刻ｔ₁に回転停止制御される。その際の感光体ドラム１９の回転速度は、図３の一番下のグラフに示すように、時刻ｔ₀に回転動作が開始された後定速回転に移行し、時刻ｔ₁で主モータ４５への回転停止制御が行われると、時刻ｔ₁では感光体ドラム１９は回転停止することなく慣性により回転を継続する。そして、感光体ドラム１９は、減速しながら時刻ｔ₂で完全に回転を停止する。

帯電電圧ＨＶＣは、主モータ４５が回転開始する時刻ｔ₀に電圧Ｖ_Cが印加され、感光体ドラム１９の表面を一様に帯電する。そして、主モータ４５が回転停止制御される時刻ｔ₁に電圧Ｖ_Cの印加が停止される。

現像電圧ＨＶＢは、主モータ４５が回転開始する時刻ｔ₀から遅れたタイミングで電圧Ｖ_BLが印加される。すなわち、コロナ帯電器１８により帯電された感光体ドラム１９の帯電領域が現像ローラ３３に対向する位置に到達するタイミングで電圧Ｖ_BLが印加される。そして、感光体ドラム１９の帯電領域に露光ヘッド２１により露光された露光領域が現像ローラ３３に対向する位置に到達するタイミングで電圧Ｖ_BHが印加されて現像ローラ３３から感光体ドラム１９の露光領域にトナーが転移してトナー像が形成されていく。露光領域にトナー像が形成された後現像電圧ＨＶＢは電圧Ｖ_BLに戻される。

転写電圧ＨＶＴは、主モータ４５が回転開始する時刻ｔ₀に電圧Ｖ_T1が印加され、転写ローラ２０のクリーニング等の前回転処理が行われる。前回転処理の後いったんオフされ、次に感光体ドラム１９の露光領域が転写ローラ２０に対向する位置に到達するタイミングで電圧−Ｖ_T2が印加されて感光体ドラム１９に付着したトナー像を用紙に転写する。そして、転写動作後いったんオフされて再び電圧Ｖ_T1が印加される。電圧Ｖ_T1の印加によりクリーニング等の後回転処理が行われる。

そして、主モータ４５の回転停止制御が行われる時刻ｔ₁から感光体ドラム１９が完全に停止する時刻ｔ₂までの間では、現像ローラ３３に印加される現像電圧ＨＶＢは、時刻ｔ₁の時点での電圧Ｖ_BLを維持した状態が継続される。図４は、このときの現像ローラ３３に対向する感光体ドラム１９の表面電位Ｖ_F及び現像電圧ＨＶＢの関係を示している。表面電位Ｖ_Fは、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの時間が数百ミリ秒程度であることから、ほとんど変化することなく、コロナ帯電器１８により帯電された表面電位（９００Ｖ）を維持した状態となっている。

現像電圧ＨＶＢは、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの間電圧Ｖ_BLを維持するように電圧印加制御される。そのため、表面電位Ｖ_Fと現像電圧ＨＶＢとの間の電位差Ｖ_dは、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの間も維持されるようになる。電位差Ｖ_dは、現像ローラ３３からトナーが感光体ドラム１９の表面に転移しないレベルの電位差であり、そのため感光体ドラム１９の表面にカブリが発生することはない。したがって、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの間でも電位差Ｖ_dが維持されることから、感光体ドラム１９の回転が完全に停止する時刻ｔ₂まではカブリが発生することがなくなる。

以上のように、主モータ４５の回転停止制御時における表面電位Ｖ_Fと現像電圧ＨＶＢとの間の電位差Ｖ_dを感光体ドラム１９の回転が完全に停止するまで維持されるので、トナーの付着や飛散を生じるようなトナーをコントロールできない状態を避けることができる。

また、転写電圧ＨＶＴについても、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの間電圧Ｖ_T1を維持するように電圧印加制御される。そのため、転写ローラに対向する感光体ドラム１９の表面電位との間の電位差は、感光体ドラム１９が完全に停止するまで維持されるようになる。このとき転写電圧ＨＶＴは、感光体ドラム１９の表面電位と同極性の電圧が印加されているので、感光体ドラム１９からトナーが転写ローラ２０に付着することが抑えられる。さらに、対向する感光体ドラム１９の表面電位との間の電位差を所定の電位差に維持することで、転写ローラ２０から感光体ドラム１９にトナーが転移されるようになり、転写ローラ２０のクリーニング作用を継続させることも可能となる。

特に、上述したような現像ローラ３３が感光体ドラム１９に接触してトナーを転移させる現像方式の場合、感光体ドラム１９が減速してくるとカブリが発生しやすくなるが、減速時に現像ローラ３３から感光体ドラム１９にトナーが転移しても転写ローラ２０に上述のように同極性の電圧を印加しておくことで、転写ローラ２０に転移することを防止することができる。また、現像電圧ＨＶＢの電圧Ｖ_BLが維持されている間転写電圧をＶ_T1に維持するようにすることで、回転停止制御時の状態をそのまま維持することができ、トナーをより安定した状態でコントロールすることができる。

以上の説明では、プロセス手段として現像、転写について説明したが、クリーニング機構１７についても、同様に感光体ドラム１９の対向する表面電位との間の電位差を時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの間維持するようにすれば、クリーニング機構１７から感光体ドラム１９への不用意なトナーの転移を抑えることができる。

本発明に係る実施形態に関する画像形成装置全体の概略断面図である。本発明に係る実施形態に関する全体ブロック図である。本発明に係る実施形態に関するタイムチャートである。図３での現像電圧と感光体ドラムの表面電位との間の関係を示す説明図である。

符号の説明

１画像形成装置
２記録部
３給紙部
17 クリーニング機構
18 コロナ帯電器
19 感光体ドラム
20 転写ローラ
33 現像ローラ

Claims

像担持体と、前記像担持体の表面に対して画像形成に必要な処理を行う複数のプロセス手段と、前記像担持体を回転制御するとともに用紙に画像形成するように前記各プロセス手段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記制御手段は、少なくとも１つの前記プロセス手段について前記像担持体の対向する表面電位との間の電位差が前記像担持体の回転停止制御後も所定の電位差に維持されるように当該プロセス手段の印加電圧を制御する印加電圧制御手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
前記印加電圧制御手段は、少なくとも前記像担持体の回転が完全に停止するまで継続して電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記印加電圧制御手段は、前記プロセス手段の１つである現像手段に現像電圧を継続して印加することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記印加電圧制御手段は、前記現像手段に電圧を印加している間前記プロセス手段の１つである転写手段に像担持体の表面電位と同極性の電圧を継続して印加することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。