JP2010020246A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムの劣化状態に応じた適正な転写電流を決定することができ、感光体ドラムに影響のあるオゾン発生量を増やすことなく画像不具合の発生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】画像形成処理の開始に伴う感光体ドラム１９への帯電バイアス２４の印加後で且つ感光体ドラム１９への静電潜像の形成前において転写デバイス２６に転写電流を印加すると共に、その印加後の感光体ドラム１９の表面電位を電位センサ３１で読み取らせて感光体ドラム１９の１回転目と２回転目の表面電位差を測定し、その測定値が基準値以上の場合には基準値以内となるように転写デバイス２６への転写電流値を可変調整して転写時の転写電流値を決定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリンタ・複写機・ファクシミリ又はこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置、特に、帯電デバイスから発生するオゾンによる感光体ドラムの劣化を抑制するようにした画像形成装置に関する。

従来から、プリンタ・複写機・ファクシミリ又はこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置は、感光体ドラムの表面を帯電デバイスで帯電した後に、パーソナルコンピュータ等から出力された印刷データに含まれる画像データや画像読取部で読み取った画像データに基づいて静電潜像を形成することで感光体ドラムの表面に転写像を形成している。

また、感光体ドラムを帯電する帯電デバイスとしては、コロナ放電を利用したスコロトロン方式や、感光体ドラムに導電性の弾性ローラを当接させ、そのニップ部近傍の放電を利用したローラ方式等が周知である。

一方、このような帯電デバイスにあっては、何れの方式にあっても、その放出量に差があるものの、オゾンが発生し、そのオゾンによって感光体ドラムが劣化してしまうという問題があった。

一般に、感光体ドラム表面への帯電電位と逆極性の転写電流を印加する画像形成装置の場合、上述したオゾン等に起因する感光体ドラムの劣化状況により、転写電流の影響を受けて、所謂、メモリー画像が発生する場合がある。

そのため、転写電流の設定を初期より小さく設定し、感光体ドラムの経年劣化等に応じて転写電流値を変化させて悪影響を受けないようにしたり、電位センサ等の検出値に応じて帯電電流の補正を行うことによって、メモリー画像の発生を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

尚、このようなメモリー画像の発生を抑制する技術としては、感光体ドラムがオゾン等で劣化した際には、感光体ドラムの表面を研磨して回復させる技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平０５−２９７６７２号公報 特開平０５−２０４２８２号公報

ところが、例えば、転写電流の設定を初期よりも小さい転写電流に設定しただけでは適正な画像形成処理を行うことができず、帯電電流の補正を行う際にはオゾン量の増加・地肌かぶり等の弊害が発生する虞があるという問題が生じていた。

また、感光体ドラムの表面を研磨・回復する技術にあっては、感光体ドラムがオゾン劣化した問題発生後で有り、画像不具合等が実質的には発生している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、感光体ドラムの劣化状態に応じた適正な転写電流を決定することができ、感光体ドラムに影響のあるオゾン発生量を増やすことなく画像不具合の発生を抑制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。

本発明の画像形成装置は、感光体ドラムの表面に電荷を印加する帯電デバイスと、前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光デバイスと、前記感光体ドラムの表面電位を検知する電位検知センサと、前記感光体ドラムの表面に対向するトナー担持体を有する現像デバイスと、前記感光体ドラムに形成されたトナー像を転写する転写デバイスと、前記感光体ドラムの表面に残存する非転写トナーを分離するクリーニングデバイスと、を備えた画像形成装置において、画像形成処理の開始に伴う前記感光体ドラムへの帯電バイアスの印加後で且つ前記感光体ドラムへの静電潜像の形成前において前記転写デバイスに転写電流を印加すると共に、その印加後の前記感光体ドラムの表面電位を前記電位センサで読み取らせて前記感光体ドラムの１回転目と２回転目の表面電位差を測定する測定デバイスと、該測定デバイスによる測定値が基準値以上の場合には基準値以内となるように前記転写デバイスへの転写電流値を可変調整して転写時の転写電流値を決定する転写電流補正デバイスと、を備えていることを特徴とする。

この際、前記転写電流補正デバイスは、前記感光体ドラムの１回転目と２回転目との電位差に応じた補正量が決定されていると共に、連続した画像形成処理が実行されている間は決定された転写電流値を維持するのが好ましい。

また、前記転写電流補正デバイスは、前記感光体ドラムの１回転目と２回転目との電位差に応じて自動的に補正・確認を繰り返して補正量を決定すると共に、連続した画像形成処理が実行されている間は決定された転写電流値を維持するのが好ましい。

さらに、前記測定デバイスは、連続した画像形成処理の終了時に１回転目と２回転目の表面電位差を確認し、前記転写電流補正デバイスは、その電位差が規定値以上の場合に、前記転写デバイスの駆動を止めて前記感光体ドラムの表面を摺擦クリーニングさせるのが好ましい。

本発明の画像形成装置は、上記事情を考慮し、感光体ドラムの劣化状態に応じた適正な転写電流を決定することができ、感光体ドラムに影響のあるオゾン発生量を増やすことなく画像不具合の発生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おける要部の説明図、図３は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における制御回路の制御ルーチンのタイミング図、図４は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における制御回路における制御値の一覧表である。

（画像形成装置の全体構成）
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１は、画像形成装置本体としてのプリンタ本体２の内部にスライド変位可能に格納された給紙カセット３と、給紙カセット３の収納空間４内に収納した転写紙（図示せず）を取り出す給紙部５と、プリンタ本体２の正面に配置した手差トレイ６と、手差トレイ６にセットした転写紙（図示せず）を取り出す手差給紙部７と、各給紙部５，７から供給された転写紙を搬送する搬送経路８と、搬送経路８のシート搬送方向上流側で各給紙部５，７の合流部よりもシート搬送方向下流側に配置したレジストローラ対９と、レジストローラ対９よりも搬送経路８のシート搬送方向下流側に配置されてトナーコンテナ１０から供給されたトナー等の現像剤により転写紙の一面に転写像を形成する画像形成部１１と、画像形成部１１よりも搬送経路８のシート搬送方向下流側に配置されて転写紙の一面に形成されたトナー画像を定着する定着装置１２と、定着装置１２を通過した転写紙の他面に転写像を形成する場合に搬送経路８の定着装置１２よりも搬送経路下流側からレジストローラ対９よりも搬送経路８の搬送経路上流側へと引き戻す反転経路１３と、搬送経路８の終端部に設けられた排紙部１４とを備えている。

（トナーコンテナ１０の構成）
トナーコンテナ１０は、コンテナ本体１５の内部に補給用トナーが収納されている。また、その補給用トナーは、可撓性樹脂材料等からなるパドル１６によって攪拌されると共に、スパイラル１７によって転写紙幅方向（図１の紙面奥行き方向）に搬送された後、その所定位置で画像形成部１１の現像デバイス１８へと供給される。

（現像デバイス１８の構成）
現像デバイス１８は、トナーコンテナ１０から供給された補給用トナーを攪拌しつつ画像形成部１１の感光体ドラム１９に供給するもので、その内部には隔壁２０によって仕切られた状態で一対のスパイラル２１，２２が配置されている。

隔壁２０の両端（図１の紙面奥行き方向）は各スパイラル２１，２２の両端間を連通するように開放しており、スパイラル１７の下方に設けられたスパイラル２１により現像デバイス１８の一方側へ向けてトナーを攪拌搬送（往路）した後に、この一方側の隔壁開放端で折り返されてスパイラル２２により現像デバイス１８の他方側へと向けて補給用トナーを攪拌搬送（復路）し、さらにこの他方側の隔壁開放端で再び折り返される循環搬送経路が構成されている。また、スパイラル２２には、感光体ドラム１９に接触して補給用トナーを供給する現像ローラ２３が配置されている。

現像ローラ２３は、その周面が感光体ドラム１９の周面と対向するように配置されている。従って、現像ローラ２３に搬送されつつある補給用トナーは、現像ローラ２３を介して感光体ドラム１９の周面に供給され、これによって感光体ドラム１９の周面にトナー像が形成されることになる。この際、現像ローラ（マグネットローラ）２３は、感光体ドラム１９にトナーを凝集しないよう適度に攪拌しつつ供給する。

（画像形成部１１の構成）
画像形成部１１は、図２に示すように、感光体ドラム１９の周囲に、感光体ドラム１９の回転方向（図示矢印参照）に沿う画像形成プロセス順に、帯電デバイス２４・露光デバイス２５（図１参照）・現像デバイス１８（現像ローラ２３）・転写デバイス２６・クリーニングデバイス２７・除電デバイス２８を備えている。

これにより、画像形成部１１は、感光体ドラム１９が図示しない駆動手段によって所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動され、その表面が帯電デバイス２４によって所定の極性・電位に均一に帯電される。

帯電後の感光体ドラム１９は、その表面に露光デバイス２５によって静電潜像が形成される。ここで、露光デバイス２５は、パーソナルコンピュータ等から出力された印刷データに含まれる画像データに基づいて、感光体ドラム１９の表面にレーザ光Ｐを照射し、感光体ドラム１９の表面のレーザ光照射部分の電荷を除去して画像情報に応じた静電潜像を形成する。

そして、感光体ドラム１９の表面に形成された静電潜像は、現像デバイス１８によってトナーコンテナ１０から供給された電荷を有するトナーが静電的に付着されて未定着トナー像として現像される。さらに、その未定着トナー像は、転写デバイス２６によって転写紙に転写像として転写される。

この際、転写紙に未定着トナー像を転写した感光体ドラム１９は、クリーニングデバイス２７によって残留トナー等の除去処理が行われた後、次の画像形成時の帯電のために除電デバイス２８により除電処理が施される。

（帯電デバイス２４の構成）
帯電デバイス２４は、本実施の形態では、オゾンの発生が少ないローラ方式が採用されており、感光体ドラム１９の表面に接触する帯電ローラ２９と、帯電ローラ２９の表面付着物を除去するファーブラシ等の除去ローラ３０とを備えている。

また、帯電デバイス２４と露光デバイス２５（レーザ光Ｐの照射位置）との間には、感光体ドラム１９の表面電位を検出する電位センサ３１が配置されている。

（露光デバイス２５の構成）
露光デバイス２５は、例えば、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を処理して、感光体ドラム１９の表面にレーザ光Ｐを照射する。尚、ここでの印刷データには、上述した画像データの他、例えば、画像形成処理部数・拡大／縮小率・カラー／モノクロ指定・画像濃度等の各種設定に関するデータ等が該当する。また、露光デバイス２５は、画像形成装置として、例えば、複写機能の場合には画像読取部で読み取った画像データ、ファクシミリ機能の場合には電話回線等を介して受信した画像データを処理する。

（転写デバイス２６の構成）
転写デバイス２６には、転写電圧が印加され、感光体ドラム１９の表面に形成されたトナー像を、感光体ドラム１９と協働して転写紙をニップ搬送しつつ、その印加電圧によって転写する。

（クリーニングデバイス２７の構成）
クリーニングデバイス２７は、感光体ドラム１９の表面に接触する研磨ローラ３２と、感光体ドラム１９の表面とカウンタ方向で先端が当接するクリーニングブレード３３とを備え、トナー像転写後の感光体ドラム１９の表面に残存したトナー等を除去する。

（除電デバイス２８の構成）
除電デバイス２８は、ＬＥＤ光源等のイレースランプが用いられ、帯電デバイス２４で帯電された感光体ドラム１９を除電する。

（制御回路３６の構成）
一方、本発明の画像形成部１１にあっては、感光体ドラム１９の回転制御、帯電デバイス２４の帯電バイアス制御、現像デバイス１８（現像ローラ２３）への現像バイアス制御、転写デバイス２６の転写バイアス制御、除電デバイス２８のイレース光量制御、等の画像形成処理全般に係わる制御がＲＯＭ３４に格納された制御情報に基づいて制御回路３５によって実行される。尚、ＲＯＭ３４には、上述した画像形成処理全般に係わる制御情報の他、電位センサ（測定デバイス）３１による測定値に応じた転写デバイス２６への転写電流値を可変調整制御する。

（実施例）
具体的には、制御回路３５は、画像形成処理を開始する場合に、図３に示すように、先ず感光体ドラム１９を回転駆動させるメインモータ（図示せず）をＯＮすると同時に除電デバイス２８をＯＮする。

次に、感光体ドラム１９の表面が帯電デバイス２４からの帯電バイアスの印加（メインチャージ）によって均一な帯電状態となり、再び除電デバイス２８で電荷が除去される。

さらに、実際の画像形成処理前（転写時）に転写電流（転写バイアス）をＯＮし、転写電流がＯＮされた後に除電バイアスと帯電バイアスを印加された感光体ドラム表面部分を電位センサ３１で感光体ドラム１９の１回転目と２回転目の電位差を読み取る。尚、この際、１回転目の測定電位値と２回転目の測定電位値とは、ＲＡＭ３６等の記憶回路に一旦記憶され、制御回路３５によって、その電位差が算出され、その電位差に対応付けしてＲＯＭ３４等にテーブル方式等で格納された補正値（図４（Ａ）参照）が決定される。

このような補正を行うことにより、例えば、正帯電感光体ドラムにおいて、転写バイアスによって発生する感光体ドラムの正規帯電極性と逆極性の電荷である負電荷の移動速度が正電荷に対して遅く、イレース光による電荷移動が遅く除電が不十分になるという現象があった場合にも、常に適正帯電を得ることができ、良好な画像を形成することができる。

尚、１回転目と２回転目との電位差に応じて自動的に補正・確認を繰り返し、その補正量を決定しても良い。そして、電位差がメモリー画像等の不具合画像が発生するであろう基準値以下となれば実際の画像形成処理を実行し、露光デバイス２５による露光（ＬＳＵ露光）、現像デバイス１８の現像バイアス、転写デバイス２６への転写電流を、順にＯＮさせていく。

一方、画像形成処理が終了すると、ＬＳＵ露光、現像バイアス、転写電流の順にＯＦＦされた後、再度、転写電流をＯＮし、電位センサ３１で感光体ドラム１９の１回転目と２回転目の電位差を算出し、図４（Ｂ）に示すように、その電位差（Ｘ）が規定値以上の場合には、転写デバイス２６の駆動を止めて感光体ドラム１９を回転させることにより、感光体ドラム１９の表面をクリーニングデバイス２７で研磨する。

このように、本発明の画像形成装置としてのプリンタ１にあっては、感光体ドラム１９の１回転目と２回転目との電位差を電位センサ３１で検知（図３のタイミング（１）参照）し、その電位差を帯電電流で補正するのではなく転写電流で補正（図３のタイミング（２）参照）することにより、感光体ドラム１９の劣化状態に応じた適正な転写電流を決定し、感光体ドラム１９に影響のあるオゾン発生量を増やすことなくメモリー画像等の画像不具合の発生を抑制することができる。

また、画像形成処理終了時においても、１回転目と２回転目の電位差算出（図３のタイミング（３）参照）を行い、感光体ドラム１９の１回転目と２回転目の電位差が規定値以上の場合は、転写デバイス２６の回転駆動を止めて自動的に感光体ドラム１９の表面を転写デバイスにより摺擦クリーニングすることにより、感光体ドラム１９の劣化を回復させ、常に安定した画像形成処理を行うことができる。

ところで、上記実施の形態では、本発明の画像形成部１１をプリンタ１に適用して説明したが、例えば、プリンタ・複写機・ファクシミリ又はこれらを機能的に備えた複合機等の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。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としての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おける要部の説明図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置における制御回路の制御ルーチンのタイミング図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置における制御回路による制御値の一例を示し、（Ａ）は転写電流補正値のテーブル例、（Ｂ）はクリーニング実行値の一例、の一覧表である。

符号の説明

１…プリンタ（画像形成装置）
１１…画像形成部
１９…感光体ドラム
２４…帯電デバイス
３１…電位センサ
３５…制御回路

Claims (4)

1. 感光体ドラムの表面に電荷を印加する帯電デバイスと、前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光デバイスと、前記感光体ドラムの表面電位を検知する電位検知センサと、前記感光体ドラムの表面に対向するトナー担持体を有する現像デバイスと、前記感光体ドラムに形成されたトナー像を転写する転写デバイスと、前記感光体ドラムの表面に残存する非転写トナーを分離するクリーニングデバイスと、を備えた画像形成装置において、
   画像形成処理の開始に伴う前記感光体ドラムへの帯電バイアスの印加後で且つ前記感光体ドラムへの静電潜像の形成前において前記転写デバイスに転写電流を印加すると共に、その印加後の前記感光体ドラムの表面電位を前記電位センサで読み取らせて前記感光体ドラムの１回転目と２回転目の表面電位差を測定する測定デバイスと、該測定デバイスによる測定値が基準値以上の場合には基準値以内となるように前記転写デバイスへの転写電流値を可変調整して転写時の転写電流値を決定する転写電流補正デバイスと、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写電流補正デバイスは、前記感光体ドラムの１回転目と２回転目との電位差に応じた補正量が決定されていると共に、連続した画像形成処理が実行されている間は決定された転写電流値を維持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. 前記転写電流補正デバイスは、前記感光体ドラムの１回転目と２回転目との電位差に応じて自動的に補正・確認を繰り返して補正量を決定すると共に、連続した画像形成処理が実行されている間は決定された転写電流値を維持することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記測定デバイスは、連続した画像形成処理の終了時に１回転目と２回転目の表面電位差を確認し、前記転写電流補正デバイスは、その電位差が規定値以上の場合に、前記転写デバイスの駆動を止めて前記感光体ドラムの表面を摺擦クリーニングさせ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。

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