JP2008046201A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、帯電ブラシに寝癖が付いた状態においても帯電不良を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】記録部コントローラ１１０は、ブラシ回転制御部１１１、タイマ１１２及び回転速度テーブル１１３を備えており、ブラシ回転制御部１１１は、回転速度テーブル１１３に記憶された設定値に基づいて駆動機構４４を制御して帯電ブラシ２３の回転速度を変更し、また、帯電ブラシ２３を感光体ドラム２４との接触部分において同一方向に回転させるとともに感光体ドラム２４よりも速く回転させる。タイマ１１２は、主モータ４０の回転停止時間を計測するために用いられる。回転速度テーブル１１３は、帯電ブラシ２３の回転速度について種々の条件下（回転停止時間、温度、湿度をパラメータとする条件設定）での設定値を記憶する。
【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を帯電させる方式の１つとして帯電ブラシを表面に接触させて電圧を印加する方式が用いられており、例えば、図４に示すように、感光体ドラム１００に対して帯電ブラシ１０１を回転させながら感光体１００の表面を帯電するようになっている。図４では、帯電ブラシ１０１は、感光体ドラム１００に接触する部分において感光体ドラム１００の回転方向とは反対方向に回転して帯電している。

このように帯電ブラシの回転制御としては、例えば、特許文献１では、接触帯電手段の回転速度を切り替え可能とし、切り替え後の回転速度で像担持体に接触する時間を環境検知手段の情報を基に可変とした点が記載されている。また、特許文献２では、感光体の表面を帯電する回転帯電ブラシと、回転帯電ブラシに当接した状態で回転するフリッカ部材を備え、回転帯電ブラシとフリッカ部材が互いに異なる方向に回転する点が記載されている。
特開２００３−１６２１３２号公報 特開２００５−４９５７１号公報

図４に示すような従来の帯電ブラシの回転方式では、帯電ブラシ１０１及び感光体ドラム１００は、接触部分で互いに反対方向に回転しているため、帯電ブラシ１０１の回転が感光体ドラム１００の回転動作を制動するように作用する。こうした回転動作を行うため、感光体ドラム１００及び帯電ブラシ１０１は、同一の駆動源から駆動力が伝達されて回転するようになっており、図５に示すように、感光体ドラム１００の回転軸に固定されたギアＧ１から伝達ギアＧ２を介して帯電ブラシ１０１の回転軸に固定されたギアＧ３が連結されて、感光体ドラム１００及び帯電ブラシ１０１が同期して回転するようになっている。

ところで、帯電ブラシ１０１は、装置の停止が長時間に及ぶと、感光体ドラム１００に接触している部分の毛が倒れて、いわゆる寝癖が付いた状態になるという問題点が指摘されている。帯電ブラシ１０１の一部分に寝癖が付いた状態で回転すると、寝癖が付いた部分が感光体ドラム１００に接触するときには、上述した制動作用が弱くなり、感光体ドラム１００はその分速く回転するようになる。すなわち、駆動伝達機構としてギア列を用いる場合、各ギアの歯の間にバックラッシ（歯間の遊び）が形成されているので、帯電ブラシ１０１の制動作用が弱まると、バックラッシの分だけ不連続に感光体ドラム１００の回転速度が速くなる。そのため、感光体ドラム１００の表面において回転速度が不連続に速くなった範囲だけ帯電ブラシ１０１との接触が不十分となり、部分的に帯電不良が発生するおそれがある。

そこで、本発明は、帯電ブラシに寝癖が付いた状態においても帯電不良を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帯電ブラシを接触させて帯電させる帯電手段と、前記像担持体の帯電表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像手段と、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写手段と、前記像担持体を回転させる回転駆動手段と、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、前記帯電ブラシを前記像担持体との接触部分において前記像担持体の回転方向と同一方向に回転させるとともに前記像担持体よりも速く回転させるブラシ回転手段を備えていることを特徴とする。さらに、前記ブラシ回転手段は、前記回転駆動手段とは別の回転駆動手段により前記帯電ブラシを回転させることを特徴とする。さらに、前記ブラシ回転手段は、前記回転駆動手段からの駆動力を前記帯電ブラシに伝達して回転させることを特徴とする。さらに、前記ブラシ回転手段は、無段変速機構を介して駆動力を前記帯電ブラシに伝達することを特徴とする。さらに、前記ブラシ回転手段は、前記帯電ブラシの回転速度を可変に設定することを特徴とする。さらに、装置内の温度又は湿度を検知する検知手段を備えており、前記ブラシ回転手段は、前記検知手段の検知出力に応じて前記帯電ブラシの回転速度を変更するように設定することを特徴とする。さらに、前記像担持体が回転停止している時間を計測する計測手段を備えており、前記ブラシ回転手段は、前記計測手段が所定時間以上計測した場合に前記帯電ブラシの回転速度を変更するように設定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、帯電ブラシを像担持体との接触部分において像担持体の回転方向と同一方向に回転させるとともに像担持体よりも速く回転させるブラシ回転手段を備えているので、帯電ブラシを像担持体と反対方向に回転させた場合に生じる上述のような帯電不良を抑止することができる。すなわち、帯電ブラシを像担持体との接触部分において像担持体の回転方向と同一方向に回転させ、接触部分において帯電ブラシの像担持体に対する相対速度を速くすることで、帯電ブラシに寝癖が付いた部分が接触しても像担持体の回転速度に影響を与えることがなく、帯電不良が発生することが抑止される。

帯電ブラシをこのように回転動作する回転手段として、回転駆動手段とは別の回転駆動手段により帯電ブラシを回転させるようにすれば、帯電ブラシの回転速度を自由に設定することができ、また、回転駆動手段からの駆動力を帯電ブラシに伝達して回転させる場合に無段変速機構を介して駆動力を帯電ブラシに伝達するようにしても帯電ブラシの回転速度を自由に設定することができる。帯電ブラシの回転速度を可変にすることで、帯電ブラシの寝癖の状態に応じてきめ細かく回転速度を調整して帯電不良の発生を抑えることができる。

また、帯電ブラシの寝癖が発生しやすいのは、温度又は湿度が低下した状態であることから、こうした環境条件を検知する検知手段を設けて、その検知出力に応じて帯電ブラシの回転速度を変更することで帯電ブラシの寝癖による帯電不良の発生を抑えることができる。また、像担持体の回転が停止した状態が長時間継続すると、帯電ブラシの一部分のみが像担持体に接触した状態が継続して寝癖が付いた状態になることから、回転停止時間を計測する計測手段を設けて、計測手段が所定時間以上計測した場合に帯電ブラシの回転速度を変更することで帯電ブラシの寝癖による帯電不良の発生を抑えることができる。

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、本発明に係る実施形態である画像形成装置の全体構成図である。画像形成装置の上部には原稿を搬送して原稿を読み取る原稿読取部１が配置され、その下部に画像を記録する記録部２、画像を記録する用紙を搬送する用紙搬送部３及び給紙部４が配されている。

原稿読取部１は、原稿搬送装置（ＡＤＦ）を内部に備えたカバー部１０と、スキャナ１１を備えた読取本体部１２からなる。読取本体部１２の上面には、搬送される原稿を読み取る部分にプラテンガラス１３が配置され、原稿や本等を載置して読み取る部分に透明なガラス材からなる載置ベッド１４が配置されている。搬送原稿を読み取る場合にはスキャナ１１をプラテンガラス１３に対向する位置に静止させて読取動作を行い、載置ベッド１４に載置された原稿等を読み取る場合にはスキャナ１１で原稿等の読取面に対して走査して読取動作を行うようにする。

カバー部１０の載置ベッド１４に対向する面には原稿押え１５が取り付けられており、また、その上部には複数枚の原稿を載置しておく原稿トレイ１６が設けられている。原稿トレイ１６に載置された原稿は、ピックアップローラ１７及びセパレートローラ１８によりＡＤＦ内に搬入されてフィードローラ１９によりプラテンガラス１３に対向する読取位置に搬送されてスキャン１１により読み取られ排出ローラ２０により原稿排出トレイ２１に排出される。

記録部２では、用紙搬送部３により搬送された用紙に記録するために、現像器２２、帯電ブラシ２３、感光体ドラム２４、転写ローラ２５、ＬＥＤ露光ヘッド２６、メモリ除去ブラシ２７及び定着ローラ２８が備えられている。まず、感光体ドラム２４の表面を帯電ブラシ２３により一様に帯電させ、帯電された感光体ドラム２４の表面にＬＥＤ露光ヘッド２６で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像を形成する。次に、現像器２２内のトナーを供給ローラ及び現像ローラによって感光体ドラム２４に形成された静電潜像に転移させて可視像化し、転写ローラ２５により感光体ドラム２４表面に形成されたトナー像を用紙に転写する。そして、転写されたトナー像は、定着ローラ２８によって加熱・プレスして用紙に定着される。

こうして、感光体への帯電、露光、現像、用紙への転写及び定着といった一連のプロセスが行われて、用紙に画像形成がなされる。転写後に感光体ドラム２４の表面に残留したトナーは、メモリ除去ブラシ（ＥＲＳブラシ）２７により付着力が弱められ、感光体ドラム１０の表面上に分散させられる。そして、残留トナーは、現像器２２の現像ローラに回収される。

給紙部４には、給紙カセット５に複数枚の用紙が積載してセットされており、給紙ローラ２９により一枚ずつ用紙搬送部３に給紙される。給紙された用紙は、フィードローラ３０により搬送されてフィードローラ３１及び３２に挟持される。そして、フィードローラ３１により記録部２に用紙が搬送されて画像形成され、画像形成処理された用紙は定着ローラ２８及びフィードローラ３３の間に挟持されて定着処理を行った後排紙ローラ３４により排紙トレイ３５に搬出される。

図２は、画像形成装置の全体ブロック図を示している。本実施形態では、ファクシミリ機能及び複写機能を備えており、具体的には、制御手段であるＭＰＵ１００、ネットワークとの交信制御を行うＮＣＵ１０１、ファクシミリ交信制御を行うＭＯＤＥＭ１０２、プログラム等を記憶するＲＯＭ１０３、データ等を記憶するＲＡＭ１０４、受信したり読み取った画像情報を記憶する画像メモリ１０５、画像情報を符号化又は復号化するＣＯＤＥＣ１０６、操作者からの入力情報や警告等の報知情報を送受信する操作部１０７、画像情報を読み取るスキャナ１０８、外部のコンピュータ等からのプリント指令を受信するプリンタインタフェース１０９を備えている。これらの各機能ブロックは、互いにデータバス及びアドレスバスにより接続されており、ＭＰＵ１００により全体制御されるようになっている。そして、ファクシミリで受信した情報、スキャナで読み取った情報及びプリント指令とともに受信した情報は、記録部コントローラ１１０に送信されて用紙に画像形成されるようになる。

図３は、記録部２における回路構成を示す概略図である。上述したように感光体ドラム２４の周囲には、その回転方向に沿って帯電ブラシ２３、ＬＥＤ露光ヘッド２６、現像器２２、転写ローラ２５及びＥＲＳブラシ２７が順に配列されている。

帯電ブラシ２３は、回転軸の周囲に同じ長さの多数の導電性線条体が放射状に密集して植設されており、感光体ドラム２４との接触部分では導電性線条体が撓んだ状態で圧接される。帯電ブラシ２３の回転軸には駆動機構４３が設けられており、帯電ブラシ２３は、駆動機構４３により感光体ドラム２４との接触部分において感光体ドラム２４と同一方向に回転するとともに感光体ドラム２４よりも速く回転するようになっている。

駆動機構４３としては、感光体ドラム２４等の回転駆動を行う主モータ４０とは別の駆動モータを用いて帯電ブラシ２３の回転軸を回転させる方法と、主モータ４０からの駆動力を無段変速機を介して伝達して帯電ブラシ２３の回転軸を回転させる方法がある。

帯電ブラシ２３の回転速度を変更する場合には、別の駆動モータを用いる場合には駆動モータの回転数を変更することで回転速度を変更することができ、無段変速機を用いる場合には、例えば、ベルト式ＣＶＴ方式のように、伝達用ベルトを一対のプーリで挟持してプーリの間の間隔を変更することで連続的に回転速度を変更することができる。

帯電ブラシ２３には、帯電電圧印加回路５０が接続されており、正の帯電電圧ＨＶＣが印加される。記録部コントローラ１１０からの制御信号に基づいて帯電電圧印加回路５０が帯電電圧ＨＶＣを帯電ブラシ２３に印加すると感光体ドラム２４の表面は一様に帯電された状態となる。帯電ブラシ２３の下流側には、表面電位センサ３６が配置されており、感光体ドラム２４の表面電位を検知するようになっている。また、装置内の温度及び湿度を検知する環境状態検知センサ４４が帯電ブラシ２３の付近に設置されている。

ＬＥＤ露光ヘッド２６には、記録部コントローラ１１０から画像情報に基づく記録信号が送信され、記録信号に基づいてＬＥＤアレイをオンオフ制御して感光体ドラム２４の表面を選択照射し、感光体ドラム２４の一様に帯電された表面を露光して画像情報に対応した静電潜像を形成する。

現像器２２内の供給ローラ３７、現像ローラ３８及びブレード３９には現像電圧印加回路５１が接続されており、記録部コントローラ１１０からの制御信号に基づいて現像電圧印加回路５１がそれぞれに電圧を印加する。供給ローラ３７には所定の供給電圧が印加されて、現像器２２内のトナーを正に帯電させながら現像ローラ３８に供給する。現像ローラ３８には所定の現像電圧ＨＶＢが印加され、感光体ドラム２４の表面に接触しながら露光部分との電位差を利用してトナーを転移する。また、ブレード３９には所定のバイアス電圧が印加され、現像ローラ３８の表面に対して弾性力によって圧接し現像ローラ３８の表面に付着したトナー層の層厚を均一にする。

転写ローラ２５には、電流検出回路５２を介して転写電圧印加回路５３が接続されており、記録部コントローラ１１０からの制御信号に基づいて転写電圧印加回路５３が転写電圧ＨＶＴを転写ローラ２５に印加し、感光体ドラム２４の表面に形成されたトナー像を電界吸引力により用紙に転写する。電流検出回路５２は、転写ローラ２５と感光体ドラム２３との間で流れる電流値を検知し、検知された電流値に基づいて記録部コントローラ１１０が印加する転写電圧を調整する。

定着ローラ２８にはヒータ駆動回路５４が接続されており、記録部コントローラ１１０からの制御信号に基づいてヒータ駆動回路５４が動作して定着ローラ２８内のヒータランプを発熱させる。定着ローラ２８の表面温度を検知するためにサーミスタ５５が表面に接触して配置されており、サーミスタ５５の検知信号に基づいて記録部コントローラ１１０はヒータ駆動回路５４を制御し、定着ローラ２８の表面温度を所定温度に維持するようにする。

ＥＲＳブラシ２７には分散電圧印加回路５６が接続されており、記録部コントローラ１１０からの制御信号に基づいて分散電圧印加回路５６が分散電圧ＨＶＣＬをＥＲＳブラシ２７に印加し、感光体ドラム２４表面の残留トナーを効率よく分散させるようにする。

記録部コントローラ１１０は、主モータ４０に対して制御信号を送信して駆動制御を行う。主モータ４０は、記録部コントローラ１１０からの制御信号に基づいて、記録部２の感光体ドラム２４等の回転体、用紙搬送部３の各フィードローラ及び給紙部４の給紙ローラ２９を回転制御して、用紙を搬送しながら一連の画像形成処理を行う。給紙動作に際しては、クラッチ４１をオンオフ制御して給紙ローラ２９を回転制御して給紙し、用紙検知センサ４２からの検知信号に基づき搬送制御を行う。

記録部コントローラ１１０は、ブラシ回転制御部１１１、タイマ１１２及び回転速度テーブル１１３を備えており、ブラシ回転制御部１１１は、回転速度テーブル１１３に記憶された設定値に基づいて駆動機構４４を制御して帯電ブラシ２３の回転速度を変更し、また、帯電ブラシ２３を感光体ドラム２４との接触部分において感光体ドラム２４の回転方向と同一方向に回転させるとともに感光体ドラム２４よりも速く回転させる。タイマ１１２は、主モータ４０の回転停止時間を計測するために用いられる。回転速度テーブル１１３は、帯電ブラシ２３の回転速度について種々の条件下（主モータの回転停止時間、温度、湿度をパラメータとする条件設定）での設定値を記憶する。一般に、回転停止時間が長いほど帯電ブラシの寝癖が付きやすくなるため、回転速度が大きくなるように設定する。また、温度及び湿度については、温度又は湿度が低下するほど帯電ブラシの寝癖が付きやすくなるため、同様に回転速度が大きくなるように設定すればよい。

図６は、帯電ブラシの回転速度を環境状態に基づいて変更するための処理フローである。まず、記録信号が受信されたかチェックし（Ｓ１００）、記録信号が受信されると、環境状態検知センサ４４の検知出力を読み込み（Ｓ１０１）、回転速度テーブル１１３から対応する回転速度の設定値を読み出して回転速度を決定する（Ｓ１０２）。そして、決定された回転速度に基づいて帯電ブラシの回転を開始し（Ｓ１０３）、主モータ４０を回転制御して記録処理を行う（Ｓ１０４）。記録が終了したかチェックし（Ｓ１０５）、終了していなければ記録処理を続行する。記録が終了した場合には帯電ブラシの回転を停止して（Ｓ１０６）終了する。

図７は、帯電ブラシの回転速度を主モータ４０の回転停止時間に基づいて変更するための処理フローである。まず、記録信号が受信されたかチェックし（Ｓ２００）、記録信号が受信されると、タイマ２４からの時刻信号に基づいて積算した主モータ４０の回転停止時間を読み込み（Ｓ２０１）、回転速度テーブル１１３から対応する回転速度の設定値を読み出して回転速度を決定する（Ｓ２０２）。そして、決定された回転速度に基づいて帯電ブラシの回転を開始し（Ｓ２０３）、主モータ４０を回転制御して記録処理を行う（Ｓ２０４）。記録が終了したかチェックし（Ｓ２０５）、終了していなければ記録処理を続行する。記録が終了した場合には帯電ブラシの回転を停止し（Ｓ２０６）、回転停止時間のカウントを開始して（Ｓ２０７）終了する。

以上のように、装置内の環境状態及び主モータの回転停止時間に基づいて帯電ブラシの回転速度を可変としているので、帯電ブラシの寝癖の状態に応じて回転速度をきめ細かく調整して帯電不良の発生をできる限り抑えることが可能となる。

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。 画像形成装置の全体ブロック図を示している。 記録部における回路構成を示す概略図である。 従来の帯電ブラシの回転動作に関する説明図である。 従来の帯電ブラシの回転駆動伝達機構に関する説明図である。 帯電ブラシの回転速度を環境状態に基づいて変更するための処理フローである。 帯電ブラシの回転速度を回転停止時間に基づいて変更するための処理フローである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 記録部
３ 用紙搬送部
４ 給紙部
５ 給紙カセット
23 帯電ブラシ
43 駆動機構
44 環境状態検知センサ

Claims (7)

1. 像担持体と、前記像担持体の表面に帯電ブラシを接触させて帯電させる帯電手段と、前記像担持体の帯電表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像手段と、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写手段と、前記像担持体を回転させる回転駆動手段と、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、前記帯電ブラシを前記像担持体との接触部分において前記像担持体の回転方向と同一方向に回転させるとともに前記像担持体よりも速く回転させるブラシ回転手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ブラシ回転手段は、前記回転駆動手段とは別の回転駆動手段により前記帯電ブラシを回転させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ブラシ回転手段は、前記回転駆動手段からの駆動力を前記帯電ブラシに伝達して回転させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記ブラシ回転手段は、無段変速機構を介して駆動力を前記帯電ブラシに伝達することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記ブラシ回転手段は、前記帯電ブラシの回転速度を可変に設定することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 装置内の温度又は湿度を検知する検知手段を備えており、前記ブラシ回転手段は、前記検知手段の検知出力に応じて前記帯電ブラシの回転速度を変更するように設定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体が回転停止している時間を計測する計測手段を備えており、前記ブラシ回転手段は、前記計測手段が所定時間以上計測した場合に前記帯電ブラシの回転速度を変更するように設定することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。

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