JP2009008789A - 画像形成装置及び画像形成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像損傷や画質低下を長期に防ぐために露光部と帯電部に対する清掃機能を有すると共に、濃度制御と合わせて効率良く清掃を実行し得て、色味変動への不具合を抑制することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】帯電器２６によって一様に帯電された感光体２０を露光して静電潜像を形成する露光器２７を備えた画像形成部１５と、帯電器２６を清掃する帯電清掃部と、露光器２７を清掃する露光清掃部と、中間転写ベルト２２のトナー濃度を所定のタイミングで検知するトナー濃度検知センサ２４と、トナー濃度検知センサ２４の検知結果を検知毎に記憶するトナー濃度記憶部と、トナー濃度記憶部に記憶された前後の検知結果を比較する比較部と、比較部で比較した前後のトナー濃度差が閾値を超えている場合に各清掃部を駆動する制御回路とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、帯電部によって一様に帯電された像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部を備えた画像形成部と、前記帯電部を清掃する帯電清掃部と、前記露光部を清掃する露光清掃部と、を備えた画像形成装置及び画像形成プログラムに関する。

従来から、プリンタ・複写機・ファクシミリ或いはこれらを機能的に備えた複合機といった画像形成装置に設置の画像形成部は、帯電部によって感光体ドラム等の像担持体を一様に帯電し、露光部によって帯電後の像担持体を露光して静電潜像を形成し、現像部によって露光後の静電潜像をトナー像に可視化し、転写部によってトナー像を転写紙等の転写媒体に転写すると共に、除電部によって転写後の像担持体を次の画像形成処理のために除電する工程を繰り返すものが周知である。

また、転写紙に転写するトナー像のトナー濃度は、常に安定していることが好ましいことから、像担持体（中間転写体を含む）上でのトナー像のトナー濃度をトナー濃度検知センサで検知し、その検知結果に応じて現像バイアス等を制御するキャリブレーションを行うものも周知である。

この際、トナー濃度検知センサによってトナー濃度低下と検知する原因が、現像に関連したものであれば、現像性を上げる等のキャリブレーションを行えばよい。

しかしながら、トナー濃度検知センサによってトナー濃度低下と検知する原因が、現像に関するものではなく、例えば、装置本体内、特に、画像形成部周辺での飛散トナー等の汚染による露光部や帯電部における光量低下や帯電低下といった他の原因であった場合、現像に関するキャリブレーションは特に必要がないのに現像バイアス値を変更してしまうことで、逆に現像バランスを崩してしまい、トナー濃度を高く上げる過剰なキャリブレーションでさらなる画像濃度の変動やトナー飛散等を起こす虞があった。

そこで、像担持体表面のトナー濃度をトナー濃度検知センサで検知し、その検知結果に基づいて画像形成部の構成部品等を清掃することによって、露光部や帯電部における光量低下や帯電低下といった他の原因の発生を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
特開平 ２−１７９６５９号公報 特開平１１−２１２３１５号公報 特開平１１−３２７３８５号公報

ところが、上記の如く構成された画像形成装置にあっては、トナー濃度検知センサの現在検知値が単に所定の基準値を下回った場合に露光部や帯電部への清掃を実行するため、トナー濃度が低い場合にのみしか対応ができず、現在のトナー濃度が低くなくても、その前後でトナー濃度差が発生している場合の色味変動への不具合に対応することができないという問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、画像損傷や画質低下を長期に防ぐために露光部と帯電部に対する清掃機能を有すると共に、濃度制御と合わせて効率良く清掃を実行し得て、色味変動への不具合を抑制することができる画像形成装置及び画像形成プログラムを提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、帯電部によって一様に帯電された像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部を備えた画像形成部と、前記帯電部を清掃する帯電清掃部と、前記露光部を清掃する露光清掃部と、を備えた画像形成装置において、前記像担持体のトナー濃度を所定のタイミングで検知するトナー濃度検知部と、該トナー濃度検知部の検知結果を検知毎に記憶するトナー濃度記憶部と、該トナー濃度記憶部に記憶された前後の検知結果を比較する比較部と、該比較部で比較した前後のトナー濃度差が閾値を超えている場合に前記各清掃部を駆動する制御部とを備えていることを特徴とする。

この際、前記トナー濃度検知部は前記像担持体の印字領域内に複数設置され、前記制御部は前記トナー濃度検知部の少なくとも１つが前記閾値を超えた場合に前記各清掃部を駆動するのが好ましい。

また、閾値は、前の検知結果をＡ、後の検知結果をＢとしたときに、（Ａ−Ｂ）／Ｂ＞０．１であることが好ましい。

また、前記制御部は、前記画像形成部に対するキャリブレーションの実行直前に前記各清掃部を駆動するのが好ましく、前記帯電清掃部と前記露光清掃部とは、それぞれ単独又は同時に駆動して良い。

さらに、本発明の画像形成プログラムは、像担持体のトナー濃度を所定のタイミングで検知するトナー濃度検知ステップと、トナー濃度検知結果を検知毎に記憶するトナー濃度記憶ステップと、記憶された前後の検知結果を比較する比較ステップと、比較後のトナー濃度差が閾値を超えている場合に帯電部及び露光部を清掃する清掃ステップと、をコンピュータに実行させる。

本発明の画像形成装置は、画像損傷や画質低下を長期に防ぐために露光部と帯電部に対する清掃機能を有すると共に、濃度制御と合わせて効率良く清掃を実行し得て、色味変動への不具合を抑制することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置及び画像形成プログラムについて、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられるドラムユニットの平面図、図３は本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられるドラムユニットの側面図、図４は本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられる帯電器の底面方向の斜視図、図５は本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられる帯電器の平面方向の斜視図、図６は本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられる露光器の平面図、図７は本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられる露光器の正面図、図８は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部のブロック図、図９は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御ルーチンのフロー図である。

（カラープリンタ１１の全体構成）
図１において、本発明の一実施形態に係るカラープリンタ１１は、プリンタ本体１２の内部に、転写紙（図示せず）を収納する給紙カセット１３と、給紙カセット１３から転写紙を取り出す給紙部１４と、給紙カセット１３又は図示を略する手差トレイから供給された転写紙に画像形成処理を行う画像形成部１５と、給紙カセット１３又は手差トレイから供給された転写紙を転写紙搬送経路１６で案内しつつ画像形成部１５で画像形成処理したトナー像を転写する転写部１７と、転写後のトナー像を転写紙に定着する定着部１８とを備えている。

尚、転写部１７でトナー像を転写した転写紙は転写紙搬送経路１６を通って定着部１８で定着された後、転写紙搬送経路１６の終端部へと案内されてプリンタ本体１２の上面として兼用する排紙トレイ１２ａに向けて排出される。

（画像形成部１５の構成）
画像形成部１５は、例えば、上流側からマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）をこの順に配置して画像形成処理を行うタンデム方式が採用されており、これら各色の補給用トナーを収納した複数のトナーコンテナ１９と、これら各色のトナーを図示を略するパーソナルコンピュータから送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてトナー像を形成するドラム状の感光体２０と、感光体２０にトナーを供給する現像器２１と、感光体２０に形成されたトナー像が転写される無端状の中間転写ベルト（像担持体）２２とを備えている。

各感光体２０は、その表面に露光器２７から出射されたレーザビームに基づいて各色のトナー像を担持して中間転写ベルト２２にトナー像を転写するためのものであり、現像器２１と共に中間転写ベルト２２の下方に配置されている。

各現像器２１は、基本的に同一構成のものが中間転写ベルト２２の下方に回動移動方向に沿って隣接配置されている。

中間転写ベルト２２は、プリンタ本体１２内で水平方向に延びて配置された無端ベルトであり、画像形成動作に伴って循環駆動される。また、中間転写ベルト２２の内側には、各色毎の感光体２０と中間転写ベルト２２を挟んで一次転写ローラ２３が対向配置されている。これら感光体２０と一次転写ローラ２３との協働により中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像は、給紙カセット１３又は手差トレイから転写紙搬送経路１６を通って搬送されてきた転写紙に対し転写部１７で転写する。さらに、中間転写ベルト２２は、現像器２１と転写部１７との間に配置されたトナー濃度検知センサ２４によってトナー濃度が検知される。さらに、中間転写ベルト２２は、トナー濃度検知センサ２４とは略反対側に配置されたクリーニングデバイス２５によって残トナー等が除去される。

トナー濃度検知センサ２４は、中間転写ベルト２２のトナー像の反射濃度を測定し、その検知値に基づいて各現像器２１のトナー補給や現像器２１に印加するバイアス電圧等の現像条件、帯電器２６の帯電条件、露光器２７のレーザパワー等の露光条件、除電器２８のイレース光量、等のキャリブレーションを実行するために用いている。尚、これら帯電器２６・露光器２７（図では各色を一体化したユニット）・現像器２１・一時転写ローラ２３・除電器２８は、この順（現像プロセス）に感光体２０の周囲に配置され、実質的に画像形成部１５を構成している。また、一時転写ローラ２３と除電器２８との間には、感光体２０の表面に付着した残トナー等を除去するクリーニングデバイス２９が設けられている。

帯電器２６は、本実施の形態では、線径０．０８ｍｍ〜０．１ｍｍのタングステンワイヤに金メッキを施したチャージワイヤ（詳細図示せず）と、感光体２０の表面に対向配置されてチャージワイヤへの電圧印加に伴って発生するコロナ放電の電子量をコントロールするグリット３０（図４参照）とを備えたスコロトロン方式の非接触の帯電器２６が採用されている。また、帯電器２６は、例えば、図２及び図３に示すように、除電器２８及びクリーニングデバイス２９と共に感光体２０にユニット構成とされ、図４及び図５に示すように、転写紙幅方向に沿って延びるガイドスクリュー３１と、ガイドスクリュー３１によって進退動することで上述したチャージワイヤ並びにグリッドを清掃する清掃パッド部材３２と、ガイドスクリュー３１を回転させる駆動ギヤ３３とを備えた帯電清掃部３４を備えている。

露光器２７は、例えば、一つ以上の半導体レーザから出射された近赤外光束を、コリメータレンズで平行光束とし、各色対応のシリンドリカルレンズ・ポリゴンミラー・ｆθレンズ等を介して各感光体２０の表面に各色対応のレーザ光を照射する。また、露光器２７は、図６及び図７に示すように、これらの各種光学系を内蔵したユニット構成の筐体表面の一部をカバーガラス３５で覆っており、このカバーガラス３５から上述したレーザ光が出射される。また、露光器２７は、カバーガラス３５の延在方向に沿って延びるガイドスクリュー３６と、ガイドスクリュー３６によって進退動することでカバーガラス３５の表面を清掃する清掃パッド部材３７と、ガイドスクリュー３６を回転させる駆動ギヤ３８とを備えた露光清掃部３９を備えている。尚、各駆動ギヤ３３，３８は、互いに連携状態にあって、同期してガイドスクリュー３１，３６を回転させる。

一方、トナー濃度検知センサ２４は、中間転写ベルト２２の回動移動方向とこの回動移動方向と直交する幅方向に複数設けることができる。この際、トナー濃度検知センサ２４は、中間転写ベルト２２の幅方向片側だけのトナー濃度を検知したのでは片焼けの場合に対応できないため、両幅付近に配置するのが好ましい。また、トナー濃度検知センサ２４からの検知信号（電圧値）は、図８に示すように、制御回路４０に出力される。

制御回路（ＣＰＵ）４０は、ＲＯＭ等のメモリ４１に格納された各種制御プログラムに基づいて画像形成処理全般に係わる制御を行う。また、メモリ４１には、本発明の画像形成プログラムの制御に係わる制御プログラムも格納されており、この制御プログラムを実行する制御回路４０とでマイクロコンピュータを構成している。尚、画像形成処理を実行する際の画像データ等は、このメモリ４１とは別のＲＡＭ４２又はＨＤＤ４３等に一時的に記憶される。さらに、制御回路４０は、ＲＡＭ４２又はＨＤＤ４３にトナー濃度検知センサ２４からの検知値を検知毎に記憶させ、その前後の検知結果を比較し、その比較結果に基づいて各駆動ギヤ３３，３８を駆動させる駆動モータ４４の駆動を制御する。尚、駆動モータ４４は各駆動ギヤ３３，３８用に別々に設けて独立して駆動制御することも可能である。

次に、本発明の制御回路４０の制御例を、図９のフロー図を参照しつつ説明する。尚、この制御例では、トナー濃度検知センサ２４を中間転写ベルト２２の幅方向２箇所に配置した場合で説明する。

（ステップＳ１）
ステップＳ１では、制御回路４０は、各トナー濃度センサ２４からの検知信号を所定のタイミングで受信して、その検知信号を検知タイミングが識別できるようにテーブル分けした状態でＲＡＭ４２又はＨＤＤ４３に格納してステップＳ２へと移行する。

（ステップＳ２）
ステップＳ２では、制御回路４０は、各トナー濃度センサ２４からの検知信号を所定のタイミングで受信して、その検知信号を先の検知信号とは別にテーブル分けした状態でＲＡＭ４２又はＨＤＤ４３に格納してステップＳ３へと移行する。

（ステップＳ３）
ステップＳ３では、制御回路４０は、ステップＳ２で格納した検知結果とは別に、前に格納した検知信号の存在を確認し、前後に検知信号を受信・格納している場合にはステップＳ４へと移行し、前後に検知信号を受信・格納している場合にはステップＳ４へと移行していない場合にはステップＳ２へとループする。

（ステップＳ４）
ステップＳ４では、制御回路４０は、前に格納した検知信号と後に格納した検知信号とを各トナー濃度検知センサ２４毎に比較し、その比較結果、前に格納した検知信号の電圧値をＡ、後に格納した検知信号の電圧値をＢとしたとき、（Ａ−Ｂ）／Ｂ＞０．１となった場合にはステップＳ５へと移行し、（Ａ−Ｂ）／Ｂ≦０．１となった場合にはステップＳ２へとループする。

（ステップＳ５）
ステップＳ５では、制御回路４０は、駆動モータ４４を駆動させ、帯電器２６及び露光器２７を清掃し、例えば、各清掃パッド部材３２，３８がガイドスクリュー３１，３６の横動又は復動、或いは１往復動するまで駆動を継続することでチャージワイヤとグリッド並びにカバーガラス３５に付着したトナー等の付着物を除去してこのルーチンを終了する。

尚、図１０に示すように、帯電器２６及び露光器２７の清掃の実行は、キャリブレーションの実行直前に行う制御としても良い。

これにより、キャリブレーションの実行直前にキャリブレーションのための濃度パッチ領域を清掃することで、キャリブレーション終了までに清掃を終了することができる。

ところで、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置をカラープリンタ１１に適用して説明したが、例えば、複写機やファクシミリ、或いは複合機等のように、画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。

このように、本発明の画像形成装置としてのカラープリンタ１１にあっては、トナー濃度検知センサ２４からの検知結果を前後で比較して制御回路４０で清掃の有無を決定することから、汚れによる露光量ダウンと表面電位上昇を抑制し、画像ムラ等の画像品質の低下を防ぐことができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタの説明図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられるドラムユニットの平面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられるドラムユニットの側面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられる帯電器の底面方向の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられる帯電器の平面方向の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられる露光器の平面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置に用いられる露光器の正面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部のブロック図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御ルーチンのフロー図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置のキャリブレーション制御タイミングと清掃タイミングとの説明図である。

符号の説明

１１…カラープリンタ（画像形成装置）
１５…画像形成部
２０…感光体（像担持体）
２２…中間転写ベルト（像担持体）
２４…トナー濃度検知センサ（トナー濃度検知部）
２６…帯電器（帯電部）
２７…露光器（露光部）
３４…帯電清掃部
３９…露光清掃部
４０…制御回路（比較部・制御部）
４３…ＨＤＤ（トナー濃度記憶部）
４２…ＲＡＭ（トナー濃度記憶部）

Claims (6)

1. 帯電部によって一様に帯電された像担持体を露光して静電潜像を形成する露光部を備えた画像形成部と、前記帯電部を清掃する帯電清掃部と、前記露光部を清掃する露光清掃部と、を備えた画像形成装置において、
   前記像担持体のトナー濃度を所定のタイミングで検知するトナー濃度検知部と、該トナー濃度検知部の検知結果を検知毎に記憶するトナー濃度記憶部と、該トナー濃度記憶部に記憶された前後の検知結果を比較する比較部と、該比較部で比較した前後のトナー濃度差が閾値を超えている場合に前記各清掃部を駆動する制御部とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー濃度検知部は前記像担持体の印字領域内に複数設置され、前記制御部は前記トナー濃度検知部の少なくとも１つが前記閾値を超えた場合に前記各清掃部を駆動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記閾値は、前の検知結果をＡ、後の検知結果をＢとしたときに、（Ａ−Ｂ）／Ｂ＞０．１であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記画像形成部に対するキャリブレーションの実行直前に前記各清掃部を駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記帯電清掃部と前記露光清掃部とを、それぞれ単独又は同時に駆動させることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の画像形成装置。
6. 像担持体のトナー濃度を所定のタイミングで検知するトナー濃度検知ステップと、トナー濃度検知結果を検知毎に記憶するトナー濃度記憶ステップと、記憶された前後の検知結果を比較する比較ステップと、比較後のトナー濃度差が閾値を超えている場合に帯電部及び露光部を清掃する清掃ステップと、をコンピュータに実行させるための画像形成プログラム。

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