JP2006208836A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】紙粉印字および感光ドラムへの現像剤の供給不足による画像形成不良の両方の発生を防止することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】感光ドラム51が低速駆動されるファインモードでは、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.5〜1.7の範囲内の所定値となるように、現像ローラ56の周速を決定する。一方、感光ドラム51が高速駆動される高速モードでは、予め定める4つの条件がそれぞれ満たされているか否かを判断し、4つの条件のうちで満たされている条件の数が4つであれば、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.5〜1.7の範囲内の所定値となるように、現像ローラ56の周速を決定し、3つ以下であれば、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.1〜1.25の範囲内に含まれるように、現像ローラ56の周速を決定する。
【選択図】 図4
【解決手段】感光ドラム51が低速駆動されるファインモードでは、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.5〜1.7の範囲内の所定値となるように、現像ローラ56の周速を決定する。一方、感光ドラム51が高速駆動される高速モードでは、予め定める4つの条件がそれぞれ満たされているか否かを判断し、4つの条件のうちで満たされている条件の数が4つであれば、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.5〜1.7の範囲内の所定値となるように、現像ローラ56の周速を決定し、3つ以下であれば、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.1〜1.25の範囲内に含まれるように、現像ローラ56の周速を決定する。
【選択図】 図4
Description
本発明は、レーザプリンタなどの画像形成装置に関する。
レーザプリンタなどの画像形成装置は、画像データに基づく静電潜像が形成される感光ドラム、この感光ドラムに形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像ローラ、感光体ドラムと逆極性の転写バイアスが印加される転写ローラなどを備えている。感光ドラムおよび現像ローラは、互いに対向配置され、それぞれ所定方向に回転駆動される。また、現像ローラには、感光ドラムと同じ極性に帯電されているトナーが担持されている。感光ドラムの表面に形成される静電潜像は、現像ローラと対向したときに、その現像ローラから供給されるトナーによってトナー像に現像される。そして、そのトナー像は、感光ドラムに対向配置された転写ローラと対向したときに、感光ドラムと転写ローラとの間に搬送されてくる用紙に転写される。
このような画像形成装置では、トナー像の転写後に感光ドラムに残存するトナーを、現像ローラによって回収する、いわゆるクリーナレス方式を採用したものが知られている。このクリーナレス方式を採用すれば、ブレードなどのクリーナ装置や廃トナーの貯留手段を設ける必要がないため、装置構成の簡略化、小型化およびコストの低減化を図ることができる。
しかし、クリーナレス方式では、用紙から発生する紙粉が感光ドラムに付着すると、その紙粉に起因する画像形成不良(以下「紙粉印字」という。)を生じることがある。すなわち、感光ドラムに付着した紙粉は、帯電器によって感光ドラムが一様に帯電されるときに、感光ドラムと同じ極性(トナーと同じ極性)に帯電されるが、その後、現像ローラと対向したときに、現像ローラに担持されているトナーと強く摺擦されると、トナーと逆極性に帯電する。すると、紙粉にトナーがまとわりつき、そのトナーの付着した紙粉が、用紙に転写されてしまう。
そのため、現像ローラの周速(現像ローラの表面の移動速度)を感光ドラムの周速(感光ドラムの表面の移動速度)に対して1.1〜1.25倍に設定して、感光ドラムに紙粉が付着しても、その紙粉が現像ローラに担持されているトナーと強く摺擦されないようにすることにより、紙粉印字の発生を防止することが提案されている(たとえば、特許文献1参照。)。
特開2001−356590号公報
しかし、感光ドラムの周速を比較的高速に設定する高速印字モードと、感光ドラムの周速(印字速度)を比較的低速に設定する低速印字モードとを選択的に設定可能な機種では、現像ローラの感光ドラムに対する周速比が1.1〜1.25といった小さな周速比の範囲に設定されていると、高速印字モードでは、紙粉印字の発生を防止することができ、適当な印字品質(用紙に形成される画像の品質)を確保することができたとしても、低速印字モードでは、現像ローラの周速が遅いために、感光ドラムに十分な量のトナーが供給されず、これに起因する画像形成不良を生じることがある。
そこで、本発明の目的は、紙粉印字および感光ドラムへの現像剤の供給不足による画像形成不良の両方の発生を防止することができる画像形成装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、画像形成装置において、静電潜像が形成される感光ドラムと、前記感光ドラムに対向配置され、前記感光ドラムに形成される静電潜像に現像剤を供給して、その静電潜像を現像剤像に現像するための現像ローラと、前記感光ドラムを回転駆動する感光ドラム駆動手段と、前記現像ローラを回転駆動する現像ローラ駆動手段と、前記感光ドラム駆動手段を制御するとともに、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が前記感光ドラムの周速に応じた周速比となるように、前記現像ローラ駆動手段を制御する駆動制御手段とを備えることを特徴としている。
このような構成によると、現像ローラの感光ドラムに対する周速比が感光ドラムの周速に応じた周速比となるように、現像ローラを回転駆動する現像ローラ駆動手段が制御される。そのため、現像ローラの周速を、感光ドラムの周速に応じた適切な周速とすることができる。その結果、紙粉印字および感光ドラムへの現像剤の供給不足による画像形成不良の両方の発生を防止することができ、常に高品質な画像を形成することができる。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記駆動制御手段は、前記感光ドラムの周速が予め定める第1速度であるか、または、予め定める複数の条件のうちで満たされている条件の数が所定数以上の場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が第1周速比範囲内に含まれるように、前記現像ローラ駆動手段を制御し、前記感光ドラムの周速が前記第1速度よりも高速な第2速度であり、かつ、複数の前記条件のうちで満たされている条件の数が前記所定数未満の場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が前記第1周速比範囲よりも小さな値の範囲である第2周速比範囲に含まれるように、前記現像ローラ駆動手段を制御することを特徴としている。
このような構成によると、感光ドラムの周速が予め定める第1速度であるか、または、予め定める複数の条件のうちで満たされている条件の数が所定数以上の場合には、現像ローラの感光ドラムに対する周速比が第1周速比範囲内に含まれるように、現像ローラを回転駆動する現像ローラ駆動手段が制御される。一方、感光ドラムの周速が第1速度よりも高速な第2速度であり、かつ、複数の条件のうちで満たされている条件の数が所定数未満の場合には、現像ローラの感光ドラムに対する周速比が第1周速比範囲よりも小さな値の範囲である第2周速比範囲に含まれるように、現像ローラを回転駆動する現像ローラ駆動手段が制御される。
たとえば、感光ドラムの周速が第2速度よりも低速な第1速度であるとき、または、紙粉印字が発生しにくいとされる各種条件が所定数以上満たされているときは、紙粉印字の発生のおそれが少ないので、現像ローラの感光ドラムに対する周速比が第2周速比範囲よりも大きな値の範囲である第1周速比範囲内に含まれるように、現像ローラの周速が決定され、その周速で現像ローラが回転駆動されることによって、紙粉印字を発生することを防止できながら、現像ローラの周速が遅くなりすぎることを確実に防止することができる。そのため、紙粉印字および感光ドラムへの現像剤の供給不足に起因する画像形成不良の発生を確実に防止することができる。
一方、感光ドラムの周速が第1速度よりも高速な第2速度であり、かつ、紙粉印字が発生しにくいとされる各種条件が所定数以上満たされていないときは、現像ローラの感光ドラムに対する周速比が第1周速比範囲よりも小さな値の範囲である第2周速比範囲に含まれるように、現像ローラの周速が決定され、その周速で現像ローラが回転駆動されることによって、感光ドラムに付着している紙粉が現像ローラに担持されている現像剤と強く摺擦されることを確実に防止することができる。そのため、紙粉印字の発生を確実に防止することができる。また、このとき、感光ドラムの周速が高速であるから、現像ローラの感光ドラムに対する周速比を小さな値に設定しても、現像ローラの十分な周速を確保することができ、感光ドラムに十分な現像剤を供給することができる。
その結果、紙粉印字および感光ドラムへの現像剤の供給不足による画像形成不良の両方の発生を確実に防止することができ、常に高品質な画像を形成することができる。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記駆動制御手段は、前記感光ドラムの周速が予め定める第1速度である場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が第1周速比範囲内に含まれるように、前記現像ローラ駆動手段を制御し、前記感光ドラムの周速が前記第1速度よりも高速な第2速度である場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が前記第1周速比範囲よりも小さな値の範囲である第2周速比範囲に含まれるように、前記現像ローラ駆動手段を制御することを特徴としている。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記駆動制御手段は、前記感光ドラムの周速が予め定める第1速度である場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が第1周速比範囲内に含まれるように、前記現像ローラ駆動手段を制御し、前記感光ドラムの周速が前記第1速度よりも高速な第2速度である場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が前記第1周速比範囲よりも小さな値の範囲である第2周速比範囲に含まれるように、前記現像ローラ駆動手段を制御することを特徴としている。
このような構成によると、感光ドラムの周速が予め定める第1速度である場合には、現像ローラの感光ドラムに対する周速比が第1周速比範囲内に含まれるように、現像ローラを回転駆動する現像ローラ駆動手段が制御される。一方、感光ドラムの周速が第1速度よりも高速な第2速度である場合には、現像ローラの感光ドラムに対する周速比が第1周速比範囲よりも小さな値の範囲である第2周速比範囲に含まれるように、現像ローラを回転駆動する現像ローラ駆動手段が制御される。
たとえば、感光ドラムの周速が第2速度よりも低速な第1速度であるときは、紙粉印字の発生のおそれが少ないので、現像ローラの感光ドラムに対する周速比が第2周速比範囲よりも大きな値の範囲である第1周速比範囲内に含まれるように、現像ローラの周速が決定され、その周速で現像ローラが回転駆動されることによって、紙粉印字を発生することを防止できながら、現像ローラの周速が遅くなりすぎることを確実に防止することができる。そのため、紙粉印字および感光ドラムへの現像剤の供給不足に起因する画像形成不良の発生を確実に防止することができる。
一方、感光ドラムの周速が第1速度よりも高速な第2速度であるときは、現像ローラの感光ドラムに対する周速比が第1周速比範囲よりも小さな値の範囲である第2周速比範囲に含まれるように、現像ローラの周速が決定され、その周速で現像ローラが回転駆動されることによって、感光ドラムに付着している紙粉が現像ローラに担持されている現像剤と強く摺擦されることを確実に防止することができる。そのため、紙粉印字の発生を確実に防止することができる。また、このとき、感光ドラムの周速が高速であるから、現像ローラの感光ドラムに対する周速比を小さな値に設定しても、現像ローラの十分な周速を確保することができ、感光ドラムに十分な現像剤を供給することができる。
その結果、紙粉印字および感光ドラムへの現像剤の供給不足による画像形成不良の両方の発生を確実に防止することができ、常に高品質な画像を形成することができる。
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記駆動制御手段は、前記感光ドラムの周速が前記第2速度である場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が、予め定める複数の条件のうちで満たされている条件の数に応じた周速比となるように、前記現像ローラ駆動手段を制御することを特徴ととしている。
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記駆動制御手段は、前記感光ドラムの周速が前記第2速度である場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が、予め定める複数の条件のうちで満たされている条件の数に応じた周速比となるように、前記現像ローラ駆動手段を制御することを特徴ととしている。
このような構成によると、感光ドラムの周速が第2速度である場合に、現像ローラの感光ドラムに対する周速比が、第2周速比範囲内において、予め定める複数の条件のうちで満たされている条件の数に応じた周速比となるように、現像ローラを回転駆動する現像ローラ駆動手段が制御される。そのため、複数の条件が紙粉印字が発生しにくいとされる各種条件であれば、それらのうちで満たされている条件の数が少ないほど周速比がなるように、現像ローラを回転駆動させることによって、紙粉印字の発生をより確実に防止することができる。
また、請求項5に記載の発明は、請求項2または4に記載の発明において、前記現像ローラの周囲の湿度を検出する湿度検出手段を備え、複数の前記条件は、前記湿度検出手段によって検出される湿度が予め定める湿度以下であるという条件を含むことを特徴としている。
このような構成によると、湿度が低いときには紙粉印字の発生が少ないので、複数の条件に湿度検出手段によって検出される湿度が予め定める湿度以下であるという条件を含むことによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラの感光ドラムに対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
このような構成によると、湿度が低いときには紙粉印字の発生が少ないので、複数の条件に湿度検出手段によって検出される湿度が予め定める湿度以下であるという条件を含むことによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラの感光ドラムに対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
また、請求項6に記載の発明は、請求項2、4および5のいずれかに記載の発明において、転写バイアスが印加され、その転写バイアスにより前記感光ドラムの現像剤像を記録媒体に転写するための転写手段と、前記転写手段に印加される転写バイアスを、第1バイアスとこの第1バイアスよりも低い第2バイアスとに切り替えるバイアス切替手段とを備え、複数の前記条件は、前記バイアス切替手段によって、前記転写手段に印加される転写バイアスが前記第2バイアスに切り替えられているという条件を含むことを特徴としている。
このような構成によると、転写バイアスが低いときには紙粉印字の発生が少ないので、転写バイアスを第1バイアスとそれよりも低い第2バイアスとに切り替えるバイアス切替手段を備える場合に、複数の条件に転写バイアスが第2バイアスに切り替えられているという条件を含むことによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラの感光ドラムに対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
また、請求項7に記載の発明は、請求項2、4、5および6のいずれかに記載の発明において、前記感光ドラムの現像剤像が転写される記録媒体として、普通紙および普通紙以外の非普通紙を用いることができ、複数の前記条件は、記録媒体として普通紙が用いられるという条件を含むことを特徴としている。
このような構成によると、普通紙が用いられるときには、再生紙が用いられるときと比べて紙粉印字の発生が少ないので、複数の条件に普通紙が用いられるという条件を含むことによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラの感光ドラムに対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
このような構成によると、普通紙が用いられるときには、再生紙が用いられるときと比べて紙粉印字の発生が少ないので、複数の条件に普通紙が用いられるという条件を含むことによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラの感光ドラムに対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
また、請求項8に記載の発明は、請求項2、4、5、6および7のいずれかに記載の発明において、前記感光ドラムに静電潜像が形成された回数を記憶する回数記憶手段を備え、複数の前記条件は、前記回数記憶手段に記憶されている回数が所定回数以下であるという条件を含むことを特徴としている。
このような構成によると、感光ドラムに静電潜像が形成された回数が少ない間は紙粉印字の発生が少ないので、複数の条件に静電潜像が形成された回数が所定回数以下であるという条件を含むことによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラの感光ドラムに対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
このような構成によると、感光ドラムに静電潜像が形成された回数が少ない間は紙粉印字の発生が少ないので、複数の条件に静電潜像が形成された回数が所定回数以下であるという条件を含むことによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラの感光ドラムに対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
また、請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載の発明において、前記現像剤が、重合性単量体を重合させることによって得られる重合トナーであることを特徴としている。
このような構成によると、現像剤が重合トナーであっても、紙粉印字の発生を防止することができる。
このような構成によると、現像剤が重合トナーであっても、紙粉印字の発生を防止することができる。
また、請求項10に記載の発明は、請求項1ないし9のいずれかに記載の発明において、前記感光ドラムは、複数設けられており、前記現像ローラは、各前記感光ドラムに対応して設けられ、それぞれ互いに異なる色の現像剤を各前記感光ドラムに供給するものであることを特徴としている。
このような構成によると、各感光ドラムに互いに異なる色の現像剤が供給される。そのため、各感光ドラムに形成された現像剤像を、順次色重ねすれば、モノクロ画像とほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。
このような構成によると、各感光ドラムに互いに異なる色の現像剤が供給される。そのため、各感光ドラムに形成された現像剤像を、順次色重ねすれば、モノクロ画像とほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。
また、請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の発明において、各前記現像ローラは、各前記感光ドラムに残存している現像剤を回収することを特徴としている。
このような構成によると、感光ドラムに残存する現像剤を現像ローラによって回収する、いわゆるクリーナレス方式を実現することができる。そのため、トナークリーナ装置や廃トナーの貯留部を不要とすることができ、装置構成の簡略化を図ることができる。
このような構成によると、感光ドラムに残存する現像剤を現像ローラによって回収する、いわゆるクリーナレス方式を実現することができる。そのため、トナークリーナ装置や廃トナーの貯留部を不要とすることができ、装置構成の簡略化を図ることができる。
請求項1に記載の発明によれば、紙粉印字および感光ドラムへの現像剤の供給不足による画像形成不良の両方の発生を防止することができ、常に高品質な画像を形成することができる。
請求項2に記載の発明によれば、紙粉印字および感光ドラムへの現像剤の供給不足による画像形成不良の両方の発生を確実に防止することができ、常に高品質な画像を形成することができる。
請求項2に記載の発明によれば、紙粉印字および感光ドラムへの現像剤の供給不足による画像形成不良の両方の発生を確実に防止することができ、常に高品質な画像を形成することができる。
請求項3に記載の発明によれば、紙粉印字および感光ドラムへの現像剤の供給不足による画像形成不良の両方の発生を確実に防止することができ、常に高品質な画像を形成することができる。
請求項4に記載の発明によれば、紙粉印字の発生をより確実に防止することができる。
請求項5に記載の発明によれば、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
請求項4に記載の発明によれば、紙粉印字の発生をより確実に防止することができる。
請求項5に記載の発明によれば、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
請求項6に記載の発明によれば、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
請求項7に記載の発明によれば、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
請求項8に記載の発明によれば、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
請求項7に記載の発明によれば、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
請求項8に記載の発明によれば、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
請求項9に記載の発明によれば、現像剤が重合トナーであっても、紙粉印字の発生を防止することができる。
請求項10に記載の発明によれば、各感光ドラムに形成された現像剤像を、順次色重ねすれば、モノクロ画像とほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。
請求項11に記載の発明によれば、トナークリーナ装置や廃トナーの貯留部を不要とすることができ、装置構成の簡略化を図ることができる。
請求項10に記載の発明によれば、各感光ドラムに形成された現像剤像を、順次色重ねすれば、モノクロ画像とほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。
請求項11に記載の発明によれば、トナークリーナ装置や廃トナーの貯留部を不要とすることができ、装置構成の簡略化を図ることができる。
<カラーレーザプリンタの全体構成>
図1は、本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
このカラーレーザプリンタ1は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の後述するプロセス部13が水平方向において並列的に配置される、横置きタイプのタンデム型のカラーレーザプリンタであって、ボックス形状の本体ケーシング2内に、記録媒体としての用紙3を給紙するための給紙部4、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5、画像が形成された用紙3を給紙するための排紙部6を備えている。
<給紙部の構成>
給紙部4は、本体ケーシング2内の底部に設けられる用紙カセット7と、その用紙カセット7の前側上方(以下の説明において、図1における右側を前側、左側を後側とする。)に設けられる給紙ローラ8と、給紙ローラ8の前側上方に設けられる給紙パス9と、給紙パス9の途中に設けられる1対の搬送ローラ10と、給紙パス9の下流側端部に設けられる1対のレジストローラ11とを備えている。
図1は、本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
このカラーレーザプリンタ1は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の後述するプロセス部13が水平方向において並列的に配置される、横置きタイプのタンデム型のカラーレーザプリンタであって、ボックス形状の本体ケーシング2内に、記録媒体としての用紙3を給紙するための給紙部4、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5、画像が形成された用紙3を給紙するための排紙部6を備えている。
<給紙部の構成>
給紙部4は、本体ケーシング2内の底部に設けられる用紙カセット7と、その用紙カセット7の前側上方(以下の説明において、図1における右側を前側、左側を後側とする。)に設けられる給紙ローラ8と、給紙ローラ8の前側上方に設けられる給紙パス9と、給紙パス9の途中に設けられる1対の搬送ローラ10と、給紙パス9の下流側端部に設けられる1対のレジストローラ11とを備えている。
用紙カセット7内には、用紙3がスタックされており、その最上位にある用紙3は、給紙ローラ8の回転によって給紙パス9に送り出される。
給紙パス9は、上流側端部が、下方において給紙ローラ8に隣接し、用紙3が前方に向かって給紙されるように、また、下流側端部が、上方において後述する搬送ベルト61に隣接し、用紙3が後方に向かって排紙されるような、略U字形状の用紙3の搬送経路として形成されている。
給紙パス9は、上流側端部が、下方において給紙ローラ8に隣接し、用紙3が前方に向かって給紙されるように、また、下流側端部が、上方において後述する搬送ベルト61に隣接し、用紙3が後方に向かって排紙されるような、略U字形状の用紙3の搬送経路として形成されている。
そして、給紙パス9に送り出された用紙3は、給紙パス9内において、搬送ローラ10により搬送され、搬送方向が前後反転された後、レジストローラ11によるレジスト後に、レジストローラ11によって、後方に向かって給紙される。
<画像形成部の構成>
画像形成部5は、スキャナユニット12、プロセス部13、転写部14および定着部15を備えている。
<スキャナユニットの構成>
スキャナユニット12は、本体ケーシング2内の上部において、後述する複数のプロセス部13の上方にわたって配置されている。
<画像形成部の構成>
画像形成部5は、スキャナユニット12、プロセス部13、転写部14および定着部15を備えている。
<スキャナユニットの構成>
スキャナユニット12は、本体ケーシング2内の上部において、後述する複数のプロセス部13の上方にわたって配置されている。
図2は、スキャナユニット12の側断面図である。
このスキャナユニット12は、スキャナケーシング16と、そのスキャナケーシング16内に設けられ、各色に対応して設けられたレーザ光源(図示せず)からのレーザ光を偏向および走査するポリゴンミラー17、ポリゴンミラー17によって偏向および走査されたレーザ光を等速度の平行光束に変換するfθレンズ19、fθレンズ19を通過したレーザ光を各色に対応するレーザ光として出射させるためのレーザ出射光学部20とを備えている。
このスキャナユニット12は、スキャナケーシング16と、そのスキャナケーシング16内に設けられ、各色に対応して設けられたレーザ光源(図示せず)からのレーザ光を偏向および走査するポリゴンミラー17、ポリゴンミラー17によって偏向および走査されたレーザ光を等速度の平行光束に変換するfθレンズ19、fθレンズ19を通過したレーザ光を各色に対応するレーザ光として出射させるためのレーザ出射光学部20とを備えている。
スキャナケーシング16は、ボックス形状をなし、その底壁43には、各色に対応する出射窓21が形成されている。各出射窓21は、前後方向の異なる位置に互いに間隔を隔てて設けられており、前方から後方に向かって、各色に対応して、順次、イエロー出射窓21Y、マゼンタ出射窓21M、シアン出射窓21C、ブラック出射窓21Kとして形成されている。
ポリゴンミラー17は、スキャナケーシング16内の前後方向中央部において、モータ基板22上に設けられている。このポリゴンミラー17は、複数の反射面を有する多面体(たとえば、6面体)に形成されており、その中心に設けられる回転軸23を中心として、モータ基板22内に収容されているスキャナモータの動力によって、高速で回転駆動される。
レーザ出射光学部20は、各色に対応して、それぞれ設けられている。すなわち、レーザ出射光学部20は、各色に対応して、イエロー光学部20Y、マゼンタ光学部20M、シアン光学部20Cおよびブラック光学部20Kの4つからなる。
イエロー光学部20Yは、前後方向最前方に配置され、一方のfθレンズ19の上側を通過したレーザ光を反射させる2つの反射鏡35aおよび35bと、反射鏡35aおよび35bで反射されたレーザ光をに収束させるシリンドリカルレンズ36とを備えている。一方のfθレンズ19の上側を通過したレーザ光は、イエロー光学部20Yにおいて、まず、反射鏡35aにおいて斜め後側上方に反射し、次いで、反射鏡35bにおいて鉛直方向下方に反射した後、シリンドリカルレンズ36を鉛直方向において通過し、そして、イエロー出射窓21Yから、後述するイエロープロセス部13Yの感光ドラム51に向けて出射される。
イエロー光学部20Yは、前後方向最前方に配置され、一方のfθレンズ19の上側を通過したレーザ光を反射させる2つの反射鏡35aおよび35bと、反射鏡35aおよび35bで反射されたレーザ光をに収束させるシリンドリカルレンズ36とを備えている。一方のfθレンズ19の上側を通過したレーザ光は、イエロー光学部20Yにおいて、まず、反射鏡35aにおいて斜め後側上方に反射し、次いで、反射鏡35bにおいて鉛直方向下方に反射した後、シリンドリカルレンズ36を鉛直方向において通過し、そして、イエロー出射窓21Yから、後述するイエロープロセス部13Yの感光ドラム51に向けて出射される。
マゼンタ光学部20Mは、ポリゴンミラー17とイエロー光学部20Yとの間に配置され、一方のfθレンズ19の下側を通過したレーザ光を反射させる3つの反射鏡37a、37bおよび37cと、反射鏡37a、37bおよび37cで反射されたレーザ光を収束させるシリンドリカルレンズ38とを備えている。一方のfθレンズ19の下側を通過したレーザ光は、マゼンタ光学部20Mにおいて、まず、反射鏡37aにおいて上方に反射し、次いで、反射鏡37bにおいて後方に反射し、その後、反射鏡37cにおいて鉛直方向下方に反射した後、シリンドリカルレンズ38を鉛直方向において通過し、そして、マゼンタ出射窓21Mから、後述するマゼンタプロセス部13Mの感光ドラム51に向けて出射される。
シアン光学部20Cは、ポリゴンミラー17とブラック光学部20Kとの間に配置され、他方のfθレンズ19の下側を通過したレーザ光を反射させる3つの反射鏡39a、39bおよび39cと、反射鏡39a、39bおよび39cで反射されたレーザ光を収束させるシリンドリカルレンズ40とを備えている。他方のfθレンズ19の下側を通過したレーザ光は、シアン光学部20Cにおいて、まず、反射鏡39aにおいて上方に反射し、次いで、反射鏡39bにおいて前方に反射し、その後、反射鏡39cにおいて鉛直方向下方に反射した後、シリンドリカルレンズ40を鉛直方向において通過し、そして、シアン出射窓21Cから、後述するシアンプロセス部13Cの感光ドラム51に向けて出射される。
ブラック光学部20Kは、前後方向最後方に配置され、他方のfθレンズ19の上側を通過したレーザ光を反射させる2つの反射鏡41aおよび41bと、反射鏡41aおよび41bで反射されたレーザ光を収束させるシリンドリカルレンズ42とを備えている。他方のfθレンズ19の上側を通過したレーザ光は、ブラック光学部20Kにおいて、まず、反射鏡41aにおいて斜め前側上方に反射し、次いで、反射鏡41bにおいて鉛直方向下方に反射した後、シリンドリカルレンズ42を鉛直方向において通過し、そして、ブラック出射窓21Kから、後述するブラックプロセス部13Kの感光ドラム51に向けて出射される。
なお、マゼンタ光学部20Mとシアン光学部20Cとは、ポリゴンミラー17に対して対称に配置されており、イエロー光学部20Yとブラック光学部20Kとは、マゼンタ光学部20Mとシアン光学部20Cの外側において、ポリゴンミラー17に対して対称に配置されている。
<プロセス部の構成>
プロセス部13は、図1に示すように、複数色のトナーに対応して複数設けられている。すなわち、プロセス部13は、イエロープロセス部13Y、マゼンタプロセス部13M、シアンプロセス部13Cおよびブラックプロセス部13Kの4つからなる。これらプロセス部13は、前方から後方に向かって互いに間隔を隔てて、水平方向において重なるように、順次、並列配置されている。
<プロセス部の構成>
プロセス部13は、図1に示すように、複数色のトナーに対応して複数設けられている。すなわち、プロセス部13は、イエロープロセス部13Y、マゼンタプロセス部13M、シアンプロセス部13Cおよびブラックプロセス部13Kの4つからなる。これらプロセス部13は、前方から後方に向かって互いに間隔を隔てて、水平方向において重なるように、順次、並列配置されている。
各プロセス部13は、感光ドラム51、スコロトロン型帯電器52および現像カートリッジ53を備えている。
感光ドラム51は、円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成されるドラム本体と、このドラム本体の軸心において、ドラム本体の軸方向に沿って延びるドラム軸とを備えている。ドラム本体は、ドラム軸に対して回転自在に設けられ、ドラム軸は、プロセス部13の幅方向(前後方向および上下方向に直交する方向、以下同じ。)両側壁に回転不能に支持されている。そして、感光ドラム51は、画像形成時において、後述するドラムモータ85から入力される駆動力によって、後述する搬送ベルト61との接触位置における搬送ベルト61の移動方向と同方向(図中時計回り)に回転駆動される。
感光ドラム51は、円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成されるドラム本体と、このドラム本体の軸心において、ドラム本体の軸方向に沿って延びるドラム軸とを備えている。ドラム本体は、ドラム軸に対して回転自在に設けられ、ドラム軸は、プロセス部13の幅方向(前後方向および上下方向に直交する方向、以下同じ。)両側壁に回転不能に支持されている。そして、感光ドラム51は、画像形成時において、後述するドラムモータ85から入力される駆動力によって、後述する搬送ベルト61との接触位置における搬送ベルト61の移動方向と同方向(図中時計回り)に回転駆動される。
スコロトロン型帯電器52は、ワイヤおよびグリッドを備え、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させる正帯電型のスコロトロン型帯電器であり、感光ドラム51の後方において、感光ドラム51と接触しないように間隔を隔てて対向配置されている。
現像カートリッジ53は、その筐体内に、現像ローラ56、供給ローラ57および層厚規制ブレード58を備えている。
現像カートリッジ53は、その筐体内に、現像ローラ56、供給ローラ57および層厚規制ブレード58を備えている。
現像ローラ56は、感光ドラム51の前方において感光ドラム51と対向配置され、感光ドラム51と圧接されている。この現像ローラ56は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分が被覆されている。より具体的には、ローラ部分は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴム、シリコーンゴムまたはEPDMゴムなどからなる弾性体のローラ層と、そのローラ層の表面に被覆され、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などが主成分とされるコート層との2層構造によって形成されている。また、現像ローラ56のローラ軸は、プロセス部13の幅方向両側壁に回転自在に支持されている。そして、現像ローラ56のローラ軸には、画像形成時において、現像バイアスが印加されるとともに、後述する現像モータ86から駆動力が入力される。この駆動力によって、現像ローラ56は、感光ドラム51と逆方向(図中反時計回り)に回転駆動される。
供給ローラ57は、現像ローラ56の前方において現像ローラ56と対向配置され、現像ローラ56と圧接されている。この供給ローラ57は、金属製のローラ軸に、導電性のスポンジ部材からなるローラ部分が被覆されている。また、供給ローラ57のローラ軸は、プロセス部13の幅方向両側壁に回転自在に支持されている。
層厚規制ブレード58は、金属の板ばね材からなり、その先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部材を備えている。そして、層厚規制ブレード58は、現像ローラ56の上方において現像カートリッジ53の筐体に支持され、その先端部(下端部)の押圧部材が、現像ローラ56に対して前側上方から圧接されている。
層厚規制ブレード58は、金属の板ばね材からなり、その先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部材を備えている。そして、層厚規制ブレード58は、現像ローラ56の上方において現像カートリッジ53の筐体に支持され、その先端部(下端部)の押圧部材が、現像ローラ56に対して前側上方から圧接されている。
また、現像カートリッジ53の筐体の上側部分は、トナーを収容するトナー収容室55として形成されており、各色のトナーが収容されている。すなわち、イエロープロセス部13Yのトナー収容室55内には、イエローの色を有する正帯電性の非磁性1成分の重合トナーが収容されている。マゼンタプロセス部13Mのトナー収容室55内には、マゼンタの色を有する正帯電性の非磁性1成分の重合トナーが収容されている。シアンプロセス部13Cのトナー収容室55内には、シアンの色を有する正帯電性の非磁性1成分の重合トナーが収容されている。ブラックプロセス部13Kのトナー収容室55内には、ブラックの色を有する正帯電性の非磁性1成分の重合トナーが収容されている。
より具体的には、各色のトナーは、重合法により得られた略球形の重合トナーが用いられている。重合トナーは、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる結着樹脂を主成分とし、これに、着色剤、荷電制御剤、ワックスなどが配合されることによりトナー母粒子が形成され、さらにこれに、流動性の向上を図るべく外添剤が添加されてなるものである。
着色剤としては、上記した、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各着色剤が配合されている。また、荷電制御剤としては、たとえば、アンモニウム塩などのイオン性官能基を有するイオン性単量体と、スチレン系単量体やアクリル系単量体などのイオン性単量体と共重合可能な単量体との共重合によって得られる荷電制御樹脂が配合されている。また、外添剤としては、たとえば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウムなどの金属酸化物の粉末や、炭化物の粉末、金属塩の粉末などの無機粉末が配合されている。
そして、各プロセス部13では、画像形成時には、各トナー収容室55に収容されている各色のトナーが、供給ローラ57に供給され、この供給ローラ57の回転により現像ローラ56に供給される。このとき、トナーは、供給ローラ57と、現像バイアスが印加されている現像ローラ56との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ56上に供給されたトナーは、現像ローラ56の回転に伴って、層厚規制ブレード58と現像ローラ56との間に進入し、一定厚さの薄層となって、現像ローラ56上に担持される。
一方、スコロトロン型帯電器52は、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させて、感光ドラム51の表面を一様に正帯電させている。感光ドラム51の表面は、感光ドラム51の回転に伴なって、スコロトロン型帯電器52により一様に正帯電された後、スキャナユニット12の出射窓21から出射されたレーザ光の高速走査により露光され、用紙3に形成すべき画像に対応した各色の静電潜像が形成される。
さらに感光ドラム51が回転すると、次いで、現像ローラ56の表面に担持されかつ正帯電されているトナーが、現像ローラ56の回転により、感光ドラム51に対向して接触するときに、感光ドラム51の表面に形成されている静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム51の表面のうち、レーザ光によって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光ドラム51の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム51の表面には、各色に対応して、反転現像によるトナー像が担持される。
<転写部の構成>
転写部14は、本体ケーシング2内において、用紙カセット7の上方であって、プロセス部13の下方において、前後方向に沿って配置されている。この転写部14は、駆動ローラ59、従動ローラ60、搬送ベルト61、転写手段としての転写ローラ62およびベルトクリーニング部63を備えている。
<転写部の構成>
転写部14は、本体ケーシング2内において、用紙カセット7の上方であって、プロセス部13の下方において、前後方向に沿って配置されている。この転写部14は、駆動ローラ59、従動ローラ60、搬送ベルト61、転写手段としての転写ローラ62およびベルトクリーニング部63を備えている。
駆動ローラ59は、ブラックプロセス部13Kの感光ドラム51よりも後方下側に配置されている。この駆動ローラ59は、画像形成時において、感光ドラム51の回転方向と逆方向(図中反時計回り)に回転駆動される。
従動ローラ60は、イエロープロセス部13Yの感光ドラム51よりも前方下側であって、駆動ローラ59と前後方向において対向するように配置されている。この従動ローラ60は、駆動ローラ59の回転駆動時に、駆動ローラ59の回転方向と同方向(図中反時計回り)に従動回転する。
従動ローラ60は、イエロープロセス部13Yの感光ドラム51よりも前方下側であって、駆動ローラ59と前後方向において対向するように配置されている。この従動ローラ60は、駆動ローラ59の回転駆動時に、駆動ローラ59の回転方向と同方向(図中反時計回り)に従動回転する。
搬送ベルト61は、エンドレスベルトからなり、カーボンなどの導電性粒子を分散した導電性のポリカーボネートやポリイミドなどの樹脂によって形成されている。この搬送ベルト61は、駆動ローラ59と従動ローラ60との間に巻回されており、その巻回されている外側の接触面が、各プロセス部13の感光ドラム51のすべてと対向接触するように、配置されている。
そして、駆動ローラ59の駆動により、従動ローラ60が従動され、搬送ベルト61が、これら駆動ローラ59および従動ローラ60の間を、各プロセス部13の感光ドラム51と対向接触する接触面において、感光ドラム51と同方向に回転するように、矢印Aで示す方向(図中反時計回り)に周回移動される。
転写ローラ62は、駆動ローラ59および従動ローラ60の間に巻回されている搬送ベルト61内において、各プロセス部13の感光ドラム51と搬送ベルト61を挟んで対向配置されている。各転写ローラ62は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分が被覆されている。そして、転写ローラ62のローラ軸は、幅方向に沿って延び、回転自在に支持されており、転写時には転写バイアスが印加される。各転写ローラ62は、搬送ベルト61と対向接触する接触面において、搬送ベルト61の周回移動方向と同方向(図中反時計回り)に回転する。
転写ローラ62は、駆動ローラ59および従動ローラ60の間に巻回されている搬送ベルト61内において、各プロセス部13の感光ドラム51と搬送ベルト61を挟んで対向配置されている。各転写ローラ62は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分が被覆されている。そして、転写ローラ62のローラ軸は、幅方向に沿って延び、回転自在に支持されており、転写時には転写バイアスが印加される。各転写ローラ62は、搬送ベルト61と対向接触する接触面において、搬送ベルト61の周回移動方向と同方向(図中反時計回り)に回転する。
そして、給紙部4から給紙された用紙3は、駆動ローラ59の駆動および従動ローラ60の従動により周回移動される搬送ベルト61によって、前方から後方に向かって、搬送ベルト61と各プロセス部13の感光ドラム51との間の画像形成位置を、順次通過するように搬送される。そして、その搬送中に、各プロセス部13の感光ドラム51に担持されている各色に対応したトナー像が順次転写され、これによって、用紙3にカラー画像が形成される。
すなわち、たとえば、イエロープロセス部13Yの感光ドラム51の表面に担持されたイエローのトナー像が、用紙3に転写されると、次いで、マゼンタプロセス部13Mの感光ドラム51の表面に担持されたマゼンタのトナー像が、既にイエローのトナー像が転写されている用紙3に重ねて転写され、同様の動作によって、シアンプロセス部13Cの感光ドラム51の表面に担持されたシアンのトナー像、ブラックプロセス部13Kの感光ドラム51の表面に担持されたブラックのトナー像が重ねて転写され、これによって、用紙3にカラー画像が形成される。
このようなカラー画像の形成において、このカラーレーザプリンタ1は、各プロセス部13において、プロセス部13が各色に対応して複数設けられているタンデム型の装置構成であるため、モノクロ画像を形成する速度とほぼ同じ速度で、各色に対応したトナー像を形成して、迅速なカラー画像の形成を達成することができる。そのため、小型化を図りつつ、カラー画像を形成することができる。
ベルトクリーニング部63は、搬送ベルト61の下方であって、ブラックプロセス部13Kと搬送ベルト61を挟んで対向配置されている。
このベルトクリーニング部63は、搬送ベルト61の表面に接触するように配置され、その搬送ベルト61の表面に付着した紙粉やトナーなどを掻き取るための1次クリーニングローラ64と、その1次クリーニングローラ64と接触するように配置され、1次クリーニングローラ64によって掻き取られた紙粉やトナーなどを電気的に回収する2次クリーニングローラ65と、2次クリーニングローラ65に接触し、2次クリーニングローラ65に回収された紙粉やトナーなどを掻き取る掻取ブレード66と、掻取ブレード66によって掻き取られた紙粉やトナーなどを貯留するクリーニングボックス67とを備えている。
このベルトクリーニング部63は、搬送ベルト61の表面に接触するように配置され、その搬送ベルト61の表面に付着した紙粉やトナーなどを掻き取るための1次クリーニングローラ64と、その1次クリーニングローラ64と接触するように配置され、1次クリーニングローラ64によって掻き取られた紙粉やトナーなどを電気的に回収する2次クリーニングローラ65と、2次クリーニングローラ65に接触し、2次クリーニングローラ65に回収された紙粉やトナーなどを掻き取る掻取ブレード66と、掻取ブレード66によって掻き取られた紙粉やトナーなどを貯留するクリーニングボックス67とを備えている。
このベルトクリーニング部63では、搬送ベルト61の表面に付着した紙粉やトナーなどが、まず、1次クリーニングローラ64によって掻き取られた後、1次クリーニングローラ64によって掻き取られた紙粉やトナーなどが、2次クリーニングローラ65によって電気的に回収される。その後、2次クリーニングローラ65に回収された紙粉やトナーなどが、掻取ブレード66によって掻き取られた後、クリーニングボックス67内に貯留される。
<定着部の構成>
定着部15は、転写部14の後方に配置されている。この定着部15は、加熱ローラ68、加圧ローラ69および搬送ローラ70を備えている。加熱ローラ68は、その表面に離型層が形成される金属素管からなり、その軸方向に沿ってハロゲンランプが内装されている。そして、ハロゲンランプにより、加熱ローラ68の表面が定着温度に加熱される。また、加圧ローラ69は、加熱ローラ68を押圧するように設けられている。また、搬送ローラ70は、上下1対のローラからなり、加熱ローラ68および加圧ローラ69の後方に配置されている。
<定着部の構成>
定着部15は、転写部14の後方に配置されている。この定着部15は、加熱ローラ68、加圧ローラ69および搬送ローラ70を備えている。加熱ローラ68は、その表面に離型層が形成される金属素管からなり、その軸方向に沿ってハロゲンランプが内装されている。そして、ハロゲンランプにより、加熱ローラ68の表面が定着温度に加熱される。また、加圧ローラ69は、加熱ローラ68を押圧するように設けられている。また、搬送ローラ70は、上下1対のローラからなり、加熱ローラ68および加圧ローラ69の後方に配置されている。
そして、用紙3上に転写されたカラー画像は、次いで、定着部15に搬送され、用紙3が加熱ローラ68と加圧ローラ69との間を通過する間に、加熱および加圧されることによって用紙3に熱定着される。熱定着された用紙3は、搬送ローラ70によって排紙部6に送られる。
<排紙部の構成>
排紙部6は、排紙パス71、排紙ローラ72および排紙トレイ73を備えている。
<排紙部の構成>
排紙部6は、排紙パス71、排紙ローラ72および排紙トレイ73を備えている。
排紙パス71は、上流側端部が、下方において搬送ローラ70に隣接し、用紙3が後方に向かって搬送されるように、また、下流側端部が、上方において排紙ローラ72に隣接し、用紙3が前方に向かって排紙されるような、略U字形状の用紙3の搬送経路として形成されている。
排紙ローラ72は、排紙パス71の下流側端部に、1対のローラとして設けられている。
排紙ローラ72は、排紙パス71の下流側端部に、1対のローラとして設けられている。
排紙トレイ73は、本体ケーシング2の上面に、前方から後方に向かって下方に傾斜する傾斜壁として形成されている。
そして、搬送ローラ70から送られた用紙3は、排紙パス71内において、搬送方向が前後反転された後、排紙ローラ72によって、前方に向かって排紙される。排紙され用紙3は、排紙トレイ73上に載置される。
そして、搬送ローラ70から送られた用紙3は、排紙パス71内において、搬送方向が前後反転された後、排紙ローラ72によって、前方に向かって排紙される。排紙され用紙3は、排紙トレイ73上に載置される。
また、このカラーレーザプリンタ1では、各転写ローラ62によって用紙3に転写された後に感光ドラム51の表面上に残存する残存トナーを、現像ローラ56によって回収する、いわゆるクリーナレス方式によって残存トナーを回収するようにしている。このようなクリーナレス方式によって感光ドラム51上に残存するトナーを回収すれば、トナークリーナ装置や廃トナーの貯留部が不要となり、装置構成の簡略化を図ることができる。
<制御系の構成>
図3は、感光ドラム51および現像ローラ56の周速制御のための制御系を示すブロック図である。
<制御系の構成>
図3は、感光ドラム51および現像ローラ56の周速制御のための制御系を示すブロック図である。
このカラーレーザプリンタ1は、駆動制御手段としてのCPU81、ROM82および回数記憶手段としてのRAM83を備えている。
ROM82には、このカラーレーザプリンタ1の各部の制御のためのプログラムが格納されている。
RAM83は、CPU81がROM82に格納されているプログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。また、このRAM83は、バックアップ機能を有しており、カラーレーザプリンタ1において過去に実行された画像形成動作の回数を記憶するために使用される。
ROM82には、このカラーレーザプリンタ1の各部の制御のためのプログラムが格納されている。
RAM83は、CPU81がROM82に格納されているプログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。また、このRAM83は、バックアップ機能を有しており、カラーレーザプリンタ1において過去に実行された画像形成動作の回数を記憶するために使用される。
CPU81には、現像ローラ周囲の雰囲気の湿度を検出するための湿度検出手段としての湿度センサ84が接続されており、この湿度センサ84の検出信号が入力される。また、CPU81には、カラーレーザプリンタ1に接続された外部機器90(たとえば、パーソナルコンピュータPC)から、その外部機器90でユーザにより設定された内容を表す信号や、用紙3に画像を形成するための動作(画像形成動作)の開始を指示する信号などの各種信号が入力される。
なお、外部機器では、このカラーレーザプリンタ1に画像形成動作を高速(たとえば、20ppm)で行わせる高速モードと、この高速モードよりも画像形成動作は低速(たとえば、16ppm)で行われるが、より高精度な画像を用紙3に形成することができるファインモードとを選択時に設定することができる。また、カラーレーザプリンタ1で使用される用紙3が普通紙であるが普通紙以外の非普通紙(再生紙など)であるか、また、厚紙や幅狭紙のような特殊紙であるかコピー紙などの薄紙であるかなど、用紙3の種類を設定することができる。
また、カラーレーザプリンタ1は、本体ケーシング2内に、感光ドラム51の回転駆動力を発生する感光ドラム駆動手段としてのドラムモータ85と、現像ローラ56の回転駆動力を発生する現像ローラ駆動手段としての現像モータ86とを備えており、これらを駆動するためのドラムモータ駆動回路87および現像モータ駆動回路88がCPU81に制御対象として接続されている。
さらにまた、CPU81には、転写ローラ62に転写バイアスを印加するためのバイアス切替手段としての転写バイアス印加回路89が制御対象として接続されている。
CPU81は、外部機器90から入力される信号および湿度センサ84から入力される検出信号に基づいて、感光ドラム51および現像ローラ56の周速(表面の移動速度)が後述する周速決定処理でそれぞれ決定される周速となるように、ドラムモータ駆動回路87を介してドラムモータ85の駆動を制御するとともに、現像モータ駆動回路88を介して現像モータ86の駆動を制御する。
CPU81は、外部機器90から入力される信号および湿度センサ84から入力される検出信号に基づいて、感光ドラム51および現像ローラ56の周速(表面の移動速度)が後述する周速決定処理でそれぞれ決定される周速となるように、ドラムモータ駆動回路87を介してドラムモータ85の駆動を制御するとともに、現像モータ駆動回路88を介して現像モータ86の駆動を制御する。
また、CPU81は、転写バイアス印加回路89を制御して、この転写バイアス印加回路89から転写ローラ62に印加される転写バイアスを制御する。より具体的には、CPU81は、外部機器90において、このカラーレーザプリンタ1で使用される用紙3として特殊紙が設定されている場合には、比較的高い転写バイアスか転写ローラ62に印加され、用紙3として薄紙が設定されている場合には、比較的低い転写バイアスが転写ローラ62に印加されるように、転写バイアス印加回路89を制御する。
さらにまた、CPU81は、画像形成動作が完了すると、RAM83に記憶されている画像形成動作の回数をインクリメント(+1)する。
図4は、周速決定処理の流れを示すフローチャートである。
CPU81は、外部機器90において各種の設定が行われ、その設定内容を表す信号とともに、画像形成動作の開始を指示する信号を受信したことに応答して、感光ドラム51および現像ローラ56などの駆動を開始する前に、この図4に示す周速決定処理を実行する。
図4は、周速決定処理の流れを示すフローチャートである。
CPU81は、外部機器90において各種の設定が行われ、その設定内容を表す信号とともに、画像形成動作の開始を指示する信号を受信したことに応答して、感光ドラム51および現像ローラ56などの駆動を開始する前に、この図4に示す周速決定処理を実行する。
周速決定処理では、まず、外部機器90において、高速モードが設定されているかが判断される(S1)。高速モードが設定されていない場合、つまりファインモードが設定されている場合には(S1:NO)、画像形成動作の速度が16ppm(1分間に16枚の用紙3に画像を形成することができる速度)となるように、感光ドラム51の周速が決定される。また、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.5〜1.7の範囲内の所定値となるように、現像ローラ56の周速が決定される(S2)。
一方、高速モードが設定されている場合には(S1:YES)、画像形成動作の速度が20ppm(1分間に20枚の用紙3に画像を形成することができる速度)となるように、感光ドラム51の周速が設定される。そして、予め定める4つの条件がそれぞれ満たされているか否かが判断され、さらに、4つの条件のうちで満たされている条件の数が4つであるか3つ以下であるかが判断される(S3)。
ここで、4つの条件として、以下の1〜4の条件が予め定められている。
1.外部機器90において、用紙3の種類として薄紙が設定されている。
2.湿度センサ84によって検出される湿度が50%以下である。
3.外部機器90において、用紙3の種類として普通紙が設定されている。
4.過去に行われた画像形成動作の回数が10000回以下(感光ドラム51の寿命をプリント枚数で2万枚前後(画像形成動作の回数で2万回前後)とした場合の約半分)である。
1.外部機器90において、用紙3の種類として薄紙が設定されている。
2.湿度センサ84によって検出される湿度が50%以下である。
3.外部機器90において、用紙3の種類として普通紙が設定されている。
4.過去に行われた画像形成動作の回数が10000回以下(感光ドラム51の寿命をプリント枚数で2万枚前後(画像形成動作の回数で2万回前後)とした場合の約半分)である。
これらの4つの各条件は、紙粉印字が発生しにくいとされる条件である。すなわち、4つの条件がすべて満たされている場合が、最も紙粉印字が発生しにくい状況であり、4つの条件のいずれも満たされていない場合が、最も紙粉印字が発生しやすい状況である。
4つの条件のすべてが満たされている場合(S3:YES)には、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.5〜1.7の範囲内の所定値となるように、現像ローラ56の周速が決定される。
4つの条件のすべてが満たされている場合(S3:YES)には、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.5〜1.7の範囲内の所定値となるように、現像ローラ56の周速が決定される。
4つの条件のうちで満たされている条件の数が3つ以下である場合には(S3:NO)、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.1〜1.25の範囲内に含まれるように、現像ローラ56の周速が決定される。
より具体的には、4つの条件のうちで満たされている条件の数が3つ以下である場合には、これに引き続いて、満たされている条件の数が3つであるか2つ以下であるかが判断される(S4)、そして、満たされている条件の数が3つであれば(S4:YES)、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.25となるように、現像ローラ56の周速が決定される(S5)。
より具体的には、4つの条件のうちで満たされている条件の数が3つ以下である場合には、これに引き続いて、満たされている条件の数が3つであるか2つ以下であるかが判断される(S4)、そして、満たされている条件の数が3つであれば(S4:YES)、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.25となるように、現像ローラ56の周速が決定される(S5)。
また、4つの条件のうちで満たされている条件の数が2つ以下である場合には(S4:NO)、その満たされている条件の数が2つであるか1つ以下であるかが判断される(S6)、そして、満たされている条件の数が3つであれば(S6:YES)、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.2となるように、現像ローラ56の周速が決定される(S7)。
一方、4つの条件のうちで満たされている条件の数が1つ以下(1つまたは0)である場合には(S6:NO)、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.1となるように、現像ローラ56の周速が決定される(S8)。
以上のようにして、現像ローラ56の周速が決定されることにより、現像ローラ56の周速を、感光ドラム51の周速に応じた適切な周速とすることができる。その結果、紙粉印字および感光ドラム51へのトナーの供給不足による画像形成不良の両方の発生を防止することができ、常に高品質な画像を形成することができる。
以上のようにして、現像ローラ56の周速が決定されることにより、現像ローラ56の周速を、感光ドラム51の周速に応じた適切な周速とすることができる。その結果、紙粉印字および感光ドラム51へのトナーの供給不足による画像形成不良の両方の発生を防止することができ、常に高品質な画像を形成することができる。
すなわち、画像形成動作の速度が16ppmとなるように、感光ドラム51を回転駆動すべき場合(ファインモードの場合)、または、紙粉印字が発生しにくいとされる4つの条件のすべてが満たされている場合には、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.5〜1.7の範囲内に含まれるように、現像ローラ56の周速が決定され、その周速で現像ローラ56が回転駆動されるように、CPU81によって現像モータ駆動回路88が制御される。一方、感光ドラム51の周速が20ppmとなるように、感光ドラム51を回転駆動すべき場合(高速モードの場合)であって、かつ、4つの条件のうちで満たされている条件の数が3つ以下の場合には、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.1〜1.25の範囲内に含まれるように、現像ローラ56の周速が決定され、その周速で現像ローラ56が回転駆動されるように、CPU81によって現像モータ駆動回路88が制御される。
たとえば、感光ドラム51の周速が低速であるファインモードのとき、または、4つの条件がすべて満たされているときは、紙粉印字の発生のおそれが少ないので、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が比較的大きな値の範囲である1.5〜1.7の範囲内に含まれるように、現像ローラ56の周速が決定され、その周速で現像ローラ56が回転駆動されることによって、紙粉印字を発生することを防止できながら、現像ローラ56の周速が遅くなりすぎることを確実に防止することができる。そのため、紙粉印字および感光ドラム51へのトナーの供給不足に起因する画像形成不良の発生を確実に防止することができる。
一方、感光ドラム51の周速が高速である高速モードにおいて、紙粉印字が発生しにくいとされる条件がすべて満たされていないときは、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が比較的小さな値の範囲である1.1〜1.25の範囲に含まれるように、現像ローラ56の周速が決定され、その周速で現像ローラ56が回転駆動されることによって、感光ドラム51に付着している紙粉が現像ローラ56に担持されているトナーと強く摺擦されることを確実に防止することができる。そのため、紙粉印字の発生を確実に防止することができる。また、このとき、感光ドラム51の周速が高速であるから、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比を小さな値に設定しても、現像ローラ56の十分な周速を確保することができ、感光ドラム51に十分なトナーを供給することができる。そのため、紙粉印字および感光ドラム51へのトナーの供給不足による画像形成不良の両方の発生を確実に防止することができる。
その結果、ファインモードおよび高速モードのいずれのモードであっても、紙粉印字および感光ドラム51へのトナーの供給不足による画像形成不良の両方の発生を確実に防止することができ、高品質な画像を形成することができる。
また、感光ドラムの周速が高速である高速モードにおいて、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が、1.1〜1.25の範囲内において、4つの条件のうちで満たされている条件の数が少ないほど小さくなるように、現像ローラ56の周速が決定され、その周速で現像ローラ56が回転駆動される。そのため、高速モードにおける紙粉印字の発生をより確実に防止することができる。
また、感光ドラムの周速が高速である高速モードにおいて、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が、1.1〜1.25の範囲内において、4つの条件のうちで満たされている条件の数が少ないほど小さくなるように、現像ローラ56の周速が決定され、その周速で現像ローラ56が回転駆動される。そのため、高速モードにおける紙粉印字の発生をより確実に防止することができる。
また、湿度が低いときには紙粉印字の発生が少ないので、4つの条件に湿度センサ84によって検出される湿度が予め定める湿度(この実施形態では、50%)以下であるという条件を含むことによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生を一層確実に防止することができる。
さらに、用紙3として薄紙が用いられる場合には、比較的低い転写バイアスが転写ローラ62に印加され、このとき紙粉印字の発生が少ない。これに対し、用紙3として特殊紙が用いられる場合には、比較的高い転写バイアスか転写ローラ62に印加され、このとき紙粉印字が発生する可能性が大きい。そのため、4つの条件に用紙3の種類として薄紙が設定されているという条件が含まれることによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生を一層確実に防止することができる。
また、用紙3として普通紙が用いられるときには、普通紙以外の非普通紙である再生紙が用いられるときと比べて紙粉印字の発生が少ないので、4つの条件に用紙3の種類として普通紙が設定されている条件が含まれることによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比を確実に低くすることができる。その結果、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
さらにまた、過去に行われた画像形成動作の回数(感光ドラム51に静電潜像が形成された回数)が少ない間は紙粉印字の発生が少ないので、複数の条件に静電潜像が形成された回数が所定回数以下であるという条件を含むことによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
また、各色のトナーとして、スチレン系単量体やアクリル系単量体などの重合性単量体を重合させることにより得られる重合トナーが用いられていても、紙粉印字の発生を防止することができる。
さらに、このカラーレーザプリンタ1では、各感光ドラム51に互いに異なる色のトナーが供給される。そのため、各感光ドラム51に形成されたトナー像を、順次色重ねすれば、モノクロ画像とほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。
さらに、このカラーレーザプリンタ1では、各感光ドラム51に互いに異なる色のトナーが供給される。そのため、各感光ドラム51に形成されたトナー像を、順次色重ねすれば、モノクロ画像とほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。
また、用紙3へのトナー像の転写後の各感光ドラム51に残存するトナーを現像ローラ56によって回収する、いわゆるクリーナレス方式が採用されているので、トナークリーナ装置や廃トナーの貯留部を不要とすることができ、装置構成の簡略化を図ることができる。
なお、この実施形態では、外部機器90において、高速モードおよびファインモードを選択時に設定することができ、また、カラーレーザプリンタ1で使用される用紙3の種類を設定することができるとしたが、これらの設定は、カラーレーザプリンタ1に備えられる操作パネル上のキーを操作することによって行われるようにされてもよい。
なお、この実施形態では、外部機器90において、高速モードおよびファインモードを選択時に設定することができ、また、カラーレーザプリンタ1で使用される用紙3の種類を設定することができるとしたが、これらの設定は、カラーレーザプリンタ1に備えられる操作パネル上のキーを操作することによって行われるようにされてもよい。
また、この実施形態では、感光ドラム51の周速が2段階に変更される場合を例にとったが、感光ドラム51の周速はさらに細かく(たとえば、3段階以上に)変更されてもよく、その場合、感光ドラム51の周速に応じて、現像ローラ56の周速(現像ローラ56の感光ドラム51の周速比)がより細かく設定されてもよい。
また、4つの条件のいずれかの条件に代えて、または、4つの条件に追加して、カラーレーザプリンタ1で使用されているトナーが粉砕トナーであるという条件などの他の条件が採用されてもよい。粉砕トナーが用いられている場合、紙粉印字の発生が少ないので、そのような条件を含むことによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
また、4つの条件のいずれかの条件に代えて、または、4つの条件に追加して、カラーレーザプリンタ1で使用されているトナーが粉砕トナーであるという条件などの他の条件が採用されてもよい。粉砕トナーが用いられている場合、紙粉印字の発生が少ないので、そのような条件を含むことによって、紙粉印字が発生しやすい状況下であるときに、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比を確実に小さくすることができる。その結果、紙粉印字の発生をより一層確実に防止することができる。
また、この実施形態では、高速モードが設定されている場合に、予め定める4つの条件がそれぞれ満たされているか否かが判断され、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が4つの条件のうちで満たされている条件の数に応じた周速比となるように、現像ローラ56が回転駆動される構成を例にあげたが、たとえば、その4つの条件の判断が省略されて、高速モードが設定されている場合と高速モードが設定されていない場合とで、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が異なるように、現像ローラ56が回転駆動される構成が採用されてもよい。より具体的には、高速モードが設定されている場合には、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.1〜1.25の範囲内の所定値となるように、現像ローラ56が回転駆動され、高速モードが設定されていない場合(ファインモードが設定されている場合)には、現像ローラ56の感光ドラム51に対する周速比が1.5〜1.7の範囲内の所定値となるように、現像ローラが回転駆動される構成が採用されてもよい。
さらにまた、現像ローラ56の周速は、周速決定処理の実行中に、感光ドラム51の周速に応じた周速比となるように、感光ドラム51の周速に基づいて演算によって求められても良いし、感光ドラム51の周速に応じた周速比と感光ドラム51の周速との各組合せに対する現像ローラ56の周速が予め求められ、周速決定処理では、その予め求められている現像ローラ56の周速から選択されて設定されてもよい。
1 カラーレーザプリンタ
3 用紙
51 感光ドラム
56 現像ローラ
62 転写ローラ
81 CPU
82 ROM
83 RAM
84 湿度センサ
85 ドラムモータ
86 現像モータ
89 転写バイアス印加回路
3 用紙
51 感光ドラム
56 現像ローラ
62 転写ローラ
81 CPU
82 ROM
83 RAM
84 湿度センサ
85 ドラムモータ
86 現像モータ
89 転写バイアス印加回路
Claims (11)
- 静電潜像が形成される感光ドラムと、
前記感光ドラムに対向配置され、前記感光ドラムに形成される静電潜像に現像剤を供給して、その静電潜像を現像剤像に現像するための現像ローラと、
前記感光ドラムを回転駆動する感光ドラム駆動手段と、
前記現像ローラを回転駆動する現像ローラ駆動手段と、
前記感光ドラム駆動手段を制御するとともに、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が前記感光ドラムの周速に応じた周速比となるように、前記現像ローラ駆動手段を制御する駆動制御手段とを備えることを特徴とする、画像形成装置。 - 前記駆動制御手段は、
前記感光ドラムの周速が予め定める第1速度であるか、または、予め定める複数の条件のうちで満たされている条件の数が所定数以上の場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が第1周速比範囲内に含まれるように、前記現像ローラ駆動手段を制御し、
前記感光ドラムの周速が前記第1速度よりも高速な第2速度であり、かつ、複数の前記条件のうちで満たされている条件の数が前記所定数未満の場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が前記第1周速比範囲よりも小さな値の範囲である第2周速比範囲に含まれるように、前記現像ローラ駆動手段を制御することを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記駆動制御手段は、
前記感光ドラムの周速が予め定める第1速度である場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が第1周速比範囲内に含まれるように、前記現像ローラ駆動手段を制御し、
前記感光ドラムの周速が前記第1速度よりも高速な第2速度である場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が前記第1周速比範囲よりも小さな値の範囲である第2周速比範囲に含まれるように、前記現像ローラ駆動手段を制御することを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記駆動制御手段は、前記感光ドラムの周速が前記第2速度である場合に、前記現像ローラの前記感光ドラムに対する周速比が、予め定める複数の条件のうちで満たされている条件の数に応じた周速比となるように、前記現像ローラ駆動手段を制御することを特徴とする、請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記現像ローラの周囲の湿度を検出する湿度検出手段を備え、
複数の前記条件は、前記湿度検出手段によって検出される湿度が予め定める湿度以下であるという条件を含むことを特徴とする、請求項2または4に記載の画像形成装置。 - 転写バイアスが印加され、その転写バイアスにより前記感光ドラムの現像剤像を記録媒体に転写するための転写手段と、
前記転写手段に印加される転写バイアスを、第1バイアスとこの第1バイアスよりも低い第2バイアスとに切り替えるバイアス切替手段とを備え、
複数の前記条件は、前記バイアス切替手段によって、前記転写手段に印加される転写バイアスが前記第2バイアスに切り替えられているという条件を含むことを特徴とする、請求項2、4および5のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記感光ドラムの現像剤像が転写される記録媒体として、普通紙および普通紙以外の非普通紙を用いることができ、
複数の前記条件は、記録媒体として普通紙が用いられるという条件を含むことを特徴とする、請求項2、4、5および6のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記感光ドラムに静電潜像が形成された回数を記憶する回数記憶手段を備え、
複数の前記条件は、前記回数記憶手段に記憶されている回数が所定回数以下であるという条件を含むことを特徴とする、請求項2、4、5、6および7のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記現像剤が、重合性単量体を重合させることによって得られる重合トナーであることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記感光ドラムは、複数設けられており、
前記現像ローラは、各前記感光ドラムに対応して設けられ、それぞれ互いに異なる色の現像剤を各前記感光ドラムに供給するものであることを特徴とする、請求項1ないし9のいずれかに記載の画像形成装置。 - 各前記現像ローラは、各前記感光ドラムに残存している現像剤を回収することを特徴とする、請求項10に記載の画像形成装置。
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