JP3544824B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体の潜像が形成された面に現像剤担持体上の現像剤を接触させて該潜像を顕像化する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置として、上記画像書き込みデータに基づく露光が行われない非画像露光時に像担持体にオフセット光を照射する画像形成装置が知られている。このオフセット光は、露光手段の光源から出力される出力光の高速変調を行ったり、環境変化による該出力光のパワーの変動をモニターしたりするために照射される。
【０００３】
例えば、上記露光手段の光源として半導体レーザ（以下、「ＬＤ」という）を用い、このＬＤから出力される出力光をパワー変調して像担持体に照射する場合には、上記非画像露光時にオフセット光を出力するのが画像形成装置が知られている。このＬＤは電流を注入することによって発光するが、注入電流の値が発振閾値以下であっても自然発光（ＬＥＤ発光）しており、発振閾値を超えると急激にレーザー発光し始める。このレーザー発光が開始する発振閾値より若干小さな電流を流しておくことにより、出力光の高速変調が可能となる。この場合は、レーザー発光していないときでも常にオフセット光（自然発光）が出力されていることになる。
【０００４】
また、上記ＬＤの発振閾値は、ＬＤの種類で異なり、環境温度によって変動する。更に、上記ＬＤの注入電流の値に対する出力光のパワーの関係を示す特性（スロープ効率）も、ＬＤの種類で異なり、環境温度によって変動する。従って、ＬＤの出力光のパワーをある狙いの値にしようと一定電流を注入したとしても、出力光のパワーを一定に保つことが難しい。
【０００５】
そこで、従来、ＬＤから出力されるオフセット光をモニターすることにより、発振閾値を追跡して適正な発振閾値電流を制御する電流制御が行われている。更に、レーザ発光した後は、光源に内蔵されている光センサ（フォトダイオード）で変調される出力光のパワーを監視し、高速フィードバックをかけることによって狙いのパワーを精度よく再現している。特に、露光手段にパワー変調方式を採用する場合、上記ＬＤの電流制御を行っていないと、画像書き込みデータに対するＬＤの出力光のパワー（露光エネルギー）のリニアリティを保証することが難しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の画像形成装置のように露光手段から像担持体にオフセット光が照射されると、像担持体の帯電電位が低下するという現象が発生する。特に低コスト化等のために最大出力パワーが小さいＬＤ（例えば５ｍＷ）を用い、高感度タイプの像担持体と組み合わせた場合は、微小な光量のオフセット光でも像担持体の帯電電位が低下してしまうという現象が生じる。このように像担持体の帯電電位が低下した場合でも、像担持体表面と現像剤担持体表面との間の電位差が一定に維持されることが、像担持体への無駄な現像剤の付着を防止するという点で好ましい。この電位差の維持のため、オフセット光が照射されることが予想される非画像露光時において該電位差が所定の値になるように現像剤担持体に印加するバイアス電圧値を予め設定しておくことが考えられる。
【０００７】
ところが、上記像担持体の帯電電位の低下に対応して上記バイアス電圧の値を設定するように構成した画像形成装置において、装置電源投入時又はジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作時に、上記オフセット光が像担持体に照射されない状態で、現像剤担持体上の現像剤が像担持体に対して接離するような動作が行われる場合があった。この場合は、像担持体表面と現像剤担持体表面との間の電位差が所定の電位差からずれ、現像剤担持体上の現像剤が像担持体に付着し、現像剤の無駄な消費が行われるおそれがあった。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、オフセット光の像担持体への照射の有無にかかわらず、現像剤担持体上の現像剤が接離するときの像担持体への現像剤の付着を抑制し、現像剤の無駄な消費を防止できる画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面が一方向に移動するように駆動される像担持体と、該像担持体を一様帯電する帯電手段と、画像書き込みデータに基づいて該像担持体の一様帯電された面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体の潜像が形成された面に現像剤担持体上の現像剤を接触させて該潜像を顕像化する現像手段と、該現像剤担持体にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、該現像剤担持体上の現像剤が該像担持体に接触した接触状態と該像担持体から離間した非接触状態とを切り換える現像剤接離切換手段とを備え、該画像書き込みデータに基づく露光を行わない非画像露光時に該像担持体にオフセット光が照射される画像形成装置において、上記現像剤担持体上の現像剤を上記像担持体に対して接離させるときの該像担持体と該現像剤担持体との間の電位差を規定するプロセス条件を、上記オフセット光の該像担持体への照射の有無に基づいて制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１の画像形成装置では、上記オフセット光の像担持体への照射の有無に基づいて上記プロセス条件を制御することにより、オフセット光の像担持体への照射の有無にかかわらず、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に対して接離させるときの像担持体と現像剤担持体との間の電位差を所定の値にし、像担持体への現像剤の付着を抑制する。
【００１１】
ここで、上記露光手段を、画像書き込みデータに基づいて出力光が変調される光源と、該光源からの出力光を像担持体の表面に走査するように回転駆動される回転多面鏡とを用いて構成した場合、装置電源投入時等においては、上記回転多面鏡の回転が安定した後、光源をＯＮして所定のオフセット光が像担持体に照射されるようになってから、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に対して接離させるような動作を行っていた。このような動作により、上記回転多面鏡が安定回転するまでの露光手段の立ち上げ動作時間の分だけ、ユーザーの待ち時間が長くなっていた。
【００１２】
そこで、請求項２の発明は、上記露光手段を、画像書き込みデータに基づいて出力光が変調される光源と、該光源からの出力光を上記像担持体の表面に走査するように回転駆動される回転多面鏡とを用いて構成した請求項１の画像形成装置であって、装置電源投入時又はジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作時において、上記光源及び上記回転多面鏡の回転駆動をＯＦＦにし、上記プロセス条件を、上記オフセット光の上記像担持体への照射が無いとして制御することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の画像形成装置では、装置電源投入時又はジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作時において、上記光源及び上記回転多面鏡の回転駆動をＯＦＦにし、上記オフセット光の像担持体への照射が無いとして上記プロセス条件を制御することにより、露光手段の回転多面鏡の回転が安定し上記オフセット光の像担持体への照射が開始するのを待つことなく、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に対して接離させることができる。
【００１４】
また、請求項３の発明は、上記露光手段を、画像書き込みデータに基づいて出力光が変調される光源と、該光源からの出力光を上記像担持体の表面に走査するように回転駆動される回転多面鏡とを用いて構成し、上記現像手段を、現像剤及び現像剤担持体を含む現像器と該現像器に補給されるトナーを収容する着脱可能なトナー収容器とを用いて構成し、該現像剤担持体上の現像剤が該像担持体からの離間した交換位置まで該現像器を移動させた状態で該トナー収容器を交換する請求項１の画像形成装置であって、トナー収容器交換後の上記現像器へのトナー補給動作開始時において、上記光源及び上記回転多面鏡の回転駆動をＯＦＦにし、上記プロセス条件を、上記オフセット光の上記像担持体への照射が無いとして制御することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３の画像形成装置では、トナー収容器交換後のトナー補給動作開始時において、上記光源及び上記回転多面鏡の回転駆動をＯＦＦにし、上記オフセット光の像担持体への照射が無いとして上記プロセス条件を制御することにより、露光手段の回転多面鏡の回転が安定し上記オフセット光の像担持体への照射が開始するのを待つことなく、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に対して接離させることができる。
【００１６】
請求項４の発明は、上記バイアス電圧として、少なくとも直流成分を含む電圧を印加する請求項１、２又は３の画像形成装置であって、上記プロセス条件が、該現像バイアス電圧の直流成分の絶対値であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４の画像形成装置では、上記プロセス条件として、現像剤担持体に印加するバイアス電圧の設定変更が容易な直流成分の絶対値を制御する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真式カラー複写機（以下、カラー複写機という）に適用した場合の一実施形態について説明する。
まず、図２を用いて、本実施形態に係るカラー複写機の概略構成及び動作について説明する。このカラー複写機は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタという）２、給紙バンク３、後述する制御部等で構成されている。
【００１９】
上記カラースキャナ１は、コンタクトガラス１２１上の原稿４の画像を照明ランプ１２２、ミラー群１２３ａ，ｂ，ｃ、及びレンズ１２４を介してカラーセンサ１２５に結像して、原稿４のカラー画像情報を、例えばＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ（以下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。カラーセンサ１２５は、本例ではＲ，Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子で構成され、原稿４の画像を色分解した３色のカラー画像を同時に読み取っている。そして、このカラースキャナ１で得たＲ，Ｇ，Ｂの色分解画像信号強度レベルをもとにして、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、Ｂｌａｃｋ（以下、Ｂｋという），Ｃｙａｎ（以下、Ｃという），Ｍａｇｅｎｔａ（以下、Ｍという），Ｙｅｌｌｏｗ（以下、Ｙという）のカラー画像データを得る。
【００２０】
上記Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのカラー画像データを得るためのカラースキャナ１の動作は次のとおりである。後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取ったスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ１２２及びミラー群１２３ａ，ｂ，ｃ等からなる光学系が矢印左方向へ原稿４を走査し、１回の走査毎に１色のカラー画像データを得る。この動作を合計４回繰り返すことによって、順次４色のカラー画像データを得る。そして、その都度カラープリンタ２で順次顕像化しつつ、これを重ねあわせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。
【００２１】
上記カラープリンタ２は、像担持体としての感光体ドラム２００、露光手段としての書き込み光学ユニット２２０、現像手段としてのリボルバ現像ユニット２３０、中間転写装置２６０、定着装置２７０等で構成されている。
【００２２】
上記感光体ドラム２００は矢印の反時計方向に回転し、その周りには、感光体クリーニング装置２０１、除電ランプ２０２、帯電手段としての帯電チャージャ２０３、帯電電位検出手段としての電位センサ２０４、リボルバ現像ユニット２３０の選択された現像器、現像濃度パターン検知器２０５、中間転写装置２６０の中間転写ベルト２６１などが配置されている。
【００２３】
上記書き込み光学ユニット２２０は、カラースキャナ１からのカラー画像データ（画像書き込みデータ）を光信号に変換して、上記帯電チャージャ２０３で一様帯電された感光体ドラム２００の表面に原稿４の画像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム２００に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２２０は、光源としての半導体レーザ（ＬＤ）２２１、図示しないレーザー発光駆動制御部、回転多面鏡としてのポリゴンミラー２２２とその回転用モ−タ（以下、ポリゴンモータという）２２３、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。
【００２４】
この書き込み光学ユニット２２０は、半導体レーザー２２１の出力レーザ光の高速変調等のために、画像書き込みデータに基づく露光が行われない非画像露光時において半導体レーザー２２１に所定の電流を流している。これにより、感光体ドラム２００の一様帯電面にはオフセット光が照射され、その表面電位の絶対値は一様帯電電位（例えば−７００Ｖ）よりも低い電位（例えば−６７０Ｖ）になっている。
【００２５】
上記リボルバ現像ユニット２３０は、Ｂｋ現像器２３１Ｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙ、及びユニット全体を反時計回りに回転させる後述の現像リボルバ駆動部などで構成されている。このリボルバ現像ユニット２３０は、待機状態においてＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置に位置するホームポジションで停止している。このリボルバ現像ユニット２３０に設置された各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム２００の表面に接触させて回転する現像剤担持体としての現像スリ−ブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する現像剤パドル、及び現像ローラを矢印の時計方向に回転させる後述の現像ローラ駆動部などで構成されている。各現像器２３１内のトナーはフェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電され、また、各現像スリ−ブには図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源によって負の直流電圧Ｖｄｃ（直流成分）に交流電圧Ｖａｃ（交流成分）が重畳された現像バイアス電圧が印加され、現像スリ−ブが感光体ドラム２００の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。
【００２６】
上記中間転写装置２６０は、中間転写ベルト２６１、ベルトクリーニング装置２６２、紙転写コロナ放電器（以下、紙転写器という）２６３などで構成されている。中間転写ベルト２６１は駆動ローラ２６４ａ、転写対向ロ−ラ２６４ｂ、クリーニング対向ロ−ラ２６４ｃ及び従動ロ−ラ群に張架されており、図示しない駆動モ−タにより駆動制御される。この中間転写ベルト２６１の材質は、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン）であり、その電気抵抗は表面抵抗で１０８〜１０１０Ω／ｃｍ２程度である。また、ベルトクリーニング装置２６２は、入口シ−ル、ゴムブレ−ド、排出コイル、入口シ−ル及びゴムブレ−ドの接離機構等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト２６１に転写した後の２、３、４色目の画像をベルト転写している間はブレード接離機構によって中間転写ベルト２６１面から入口シ−ル、ブレ−ドを離間させておく。また、紙転写器２６３は、コロナ放電方式にてＡＣ電圧＋ＤＣ電圧、又はＤＣ電圧を印加して、中間転写ベルト２６１上の重ねトナー像を後述の転写紙に一括転写するものである。
【００２７】
カラープリンタ２内の転写紙カセット２０７及び給紙バンク３内の転写紙カセット３００ａ，ｂ，ｃには、各種サイズの転写紙５が収納されており、指定されたサイズの転写紙５が、その転写紙カセットから、給紙コロ２０８，３０１ａ，ｂ，ｃによってレジストロ−ラ対２０９方向に給紙、搬送される。また、プリンタ２の右側面には、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差し給紙用の手差しトレイ２１０がある。
【００２８】
上記構成のカラー複写機において、画像形成動作が開始されると、まず感光体ドラム２００は矢印の反時計方向に、中間転写ベルト２６１は矢印の時計回りに図示しない駆動モ−タによって回転される。そして、カラースキャナ１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データ（画像書き込みデータ）の読み取りを開始し、このカラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ静電潜像という。Ｃ，Ｍ，Ｙについても同様）。そして、中間転写ベルト２６１の回転に伴ってＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト２６１上に重ねてトナー像が形成される。
【００２９】
上記Ｂｋトナー像形成は次のように行なわれる。帯電チャージャ２０３はコロナ放電によって感光体ドラム２００を負電荷で約−７００Ｖに一様帯電する。そして、半導体レーザ２２１はＢｋカラー画像信号（画像書き込みデータ）に基づいてラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様帯電された感光体ドラム２００の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像が形成される。このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像器のＢｋ現像スリ−ブを回転開始する。このＢｋ静電潜像にＢｋ現像ローラ上の負帯電のＢｋトナーが接触することにより、感光体ドラム２００の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはＢｋトナーが吸着し、静電潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。以後Ｂｋ静電潜像領域の現像動作を続けるが、静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３０が回転する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００３０】
上記感光体ドラム２００上に形成されたＢｋトナー像は、感光体ドラム２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト２６１の表面に、ベルト転写器２６５によって転写される（以下、感光体ドラム２００から中間転写ベルト２６１へのトナー像転写を「ベルト転写」という）。
【００３１】
感光体ドラム２００上の若干の未転写残留トナーは、感光体ドラム２００の再使用に備えて感光体クリーニング装置２０１で清掃される。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して図示しない排トナータンクに蓄えられる。
【００３２】
感光体ドラム２００側では、Ｂｋ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によるＣ画像データの読み取りが始まり、そのＣ画像データによるレーザー光書き込みで、Ｃ静電潜像形成を行う。そして、先のＢｋ静電潜像の後端部が通過した後で、かつＣ静電潜像の先端部が到達する前にリボルバー現像ユニット２３０の回転動作が行なわれ、Ｃ現像器２３１Ｃが現像位置にセットされてＣ静電潜像がＣトナーで現像される。以後、Ｃ静電潜像領域の現像を続けるが、Ｃ静電潜像の後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｂの場合と同様にリボルバー現像ユニット２３０の回転動作を行ない、次のＭ現像器２３１Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
なお、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれのカラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が上述のＢＫ，Ｃの工程と同様であるので説明は省略する。
【００３３】
上記中間転写ベルト２６１には、感光体ドラム２００に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を、同一面に順次位置合わせして、４色重ねのトナー像が形成され、次の転写工程において、この４色のトナー像が転写紙５に紙転写器２６３により一括転写される。
【００３４】
上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙５は上記転写紙カセット又は手差しトレイのいずれかから給送され、レジストローラ対２０９のニップで待機している。そして、紙転写器２６３に中間転写ベルト２６１上のトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙５の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対２０９が駆動され、転写紙５とトナー像とのレジスト合わせが行われる。そして、転写紙５が中間転写ベルト２６１上のトナー像と重ねられて正電位の紙転写器２６３の上を通過する。このとき、コロナ放電電流で転写紙５が正電荷で荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙５上に転写される。続いて紙転写器２６３の左側に配置した図示しないＡＣ＋ＤＣコロナによる分離除電器との対向部を通過するときに、転写紙５は除電され、中間転写ベルト２６１から剥離して搬送ベルト２１１に移る。
【００３５】
上記中間転写ベルト２６１から４色重ねトナー像を一括転写された転写紙５は、紙搬送ベルト２１１で定着装置２７０に搬送され、所定温度に制御された定着ロ−ラ２７１と加圧ロ−ラ２７２のニップ部でトナー像が溶融定着され、排出ローラ対２１２で装置本体外に送り出され、図示しないコピ−トレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【００３６】
上記ベルト転写後の感光体ドラム２００の表面は、感光体クリーニング装置２０１（ブラシロ−ラ、ゴムブレ−ド）でクリーニングされ、除電ランプ２０２で均一に除電される。また、転写紙５にトナー像を転写した後の中間転写ベルト２６１の表面に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置２６２のブレードを再びブレ−ド接離機構で押圧することによってクリーニングされる。
（以下、余白）
【００３７】
ここで、リピ−トコピ−のときは、カラースキャナ１の動作及び感光体ドラム２００への画像形成は、１枚目の４色目（Ｙ）の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の１色目（Ｂｋ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト２６１の方は、１枚目の４色重ねトナー像の転写紙５への一括転写工程に引き続き、表面のベルトクリーニング装置２６２でクリーニングされた領域に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作になる。
【００３８】
以上は、４色フルカラーコピ−を得るコピ−モ−ドであったが、３色コピ−モ−ド、２色コピ−モ−ドの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。
【００３９】
また、単色コピ−モ−ドの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット２３０の所定色の現像器のみを現像作動状態にして、ベルトクリーニング装置２６２のブレ−ドを中間転写ベルト２６１に押圧状態のまま連続してコピ−動作を行う。
【００４０】
次に、上記リボルバ現像ユニット２３０について説明する。
図３は、現像器２３１Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙが一体となったリボルバ現像ユニット２３０の内部構造を示す断面図である。図３では、感光体ドラム２００に対向する現像位置にあるのがＢｋ現像器２３１Ｋの現像室で、図中時計回りの順に、Ｃ現像器２３１Ｃの現像室、Ｍ現像器２３１Ｍの現像室、Ｙ現像器２３１Ｙの現像室となっている。
【００４１】
ここで、４つの現像室の内部構造は全く同じであるので、以下、図３で現像位置にあるＢｋ現像器２３１Ｋを代表して内部構造を説明する。現像ケーシング２３０Ａには、感光体ドラム２００に向けた開口部が形成され、この開口部を介して一部が露出するように、図示しないマグネットローラを内包する現像ローラ２３１ＫＲが設けられている。また、現像室内には、現像ローラ２３１ＫＲに担持されて感光体ドラム２００との対向部へ搬送される現像剤量を規制するドクタブレード２３１ＫＤと、このドクタブレード２３１ＫＤで規制されて現像室内に押し留められた現像剤の一部を中心軸線方向に沿って奥側から手前側へ搬送する上搬送スクリュー２３１ＫＳとスクリューケース２３１ＫＣ、及び現像室内の現像剤を撹拌する撹拌パドル２３１ＫＰとが設けられている。この撹拌パドル２３１ＫＰ内には、中心軸線方向に沿って手前側から奥側へ現像剤を搬送する下搬送スクリュー２３１ＫＳＰが収容されている。この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰの下方の現像ケーシング２３０Ａには、現像室内の現像剤を回収するための図示しない剤回収口が形成され、常時は剤回収用フタ２３１ＫＺで閉じられている。
【００４２】
図４は、上記リボルバ現像ユニット２３０におけるトナー循環経路を示す概念断面図である。スクリューケース２３１ＫＣ内において、ドクタブレード２３１ＫＤで規制され、上搬送スクリュー２３１ＫＳにより図中右側から左側へ搬送された現像剤は、前側板２３１ＦＦを通過して落下部２３２から下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ上に落下し、さらに下搬送スクリュー２３１ＫＳＰにより図中左側から前側板２３１ＦＦを通過して右側へ搬送される。これにより、現像ローラ２３１ＫＲ（図３参照）は、撹拌パドル２３１ＫＰ上に存在する現像剤を汲み上げ、現像領域へ搬送する。そして、一部ドクタブレード２３１ＫＤで規制された現像剤は、スクリューケース２３１ＫＣ内に落下し、このスクリューケース２３１ＫＣで現像ローラ２３１ＫＲの有効幅内に搬送され、この有効幅内の撹拌パドル２３１ＫＰの中空円筒部の図示しない現像剤排出口から現像室内に排出され、再び現像ローラ２３１ＫＲに担持される。つまり、現像室内での現像剤のいわゆる横撹拌が行われる。そして、撹拌パドル２３１ＫＰの中空円筒部の図示しない現像剤排出口から現像室下部に排出された現像剤が、撹拌パドル２３１ＫＰの回転によりその撹拌板部においていわゆる縦撹拌が行われる。また、図示しないトナー補給ローラの回転により、下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ上に落下したトナーＱが、この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰにより落下部２３２まで搬送され、ここで上搬送スクリュー２３１ＫＳから落下した現像剤内に取り込まれて互いに混合され、この混合された現像剤が図示しない現像剤排出口から現像室内に入ることにより、現像室内の現像剤のトナー濃度を上昇させる。
【００４３】
次に、現像器へのトナー補給について説明する。
図５は、トナー補給部２３３の内部構造を示す断面図であり、図３に示すようにＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置にあるときの状態を示している。トナー補給部２３３は、各色に対応したトナー収容器としてのトナーカートリッジ２３０ＫＴ、２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴにより構成されている。このうち、黒用のトナーカートリッジ２３０ＫＴは、黒トナーの使用頻度が高いためリボルバ現像ユニット２３０の中心部分に設置されている。このトナーカートリッジ２３０ＫＴは、紙面垂直方向に長く容量をもたせており、リボルバ現像ユニット２３０の回転とともにＢＫトナーホッパ２３０ＫＴＨにトナーＲが補給されるように構成されている。このＢＫトナーホッパ２３０ＫＴＨとトナーＲを搬送する下搬送スクリュー２３１ＫＳＰとの間には、補給ローラ２３０ＫＲを回転させる補給モータ２３０ＨＭが配置されている。また、その他のトナーカートリッジ２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴは、各トナーカートリッジの略凹形状に形成された部分と、各トナーホッパの略凸形状に形成された部分とが嵌合した状態で組み付けられている。
【００４４】
Ｂｋ現像器２３１Ｋへのトナー補給を実施する場合は、まず補給モータ２３０ＨＭを回転させて補給ローラ２３０ＫＲを回転させる。すると、トナーカートリッジ２３０ＫＴ又はＢＫトナーホッパ２３０ＫＴＨ内のトナーが下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ（図４）上に落下して、この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰの回転とともに搬送され、混合撹拌されながら前側板２３１ＦＦ（図４）を通過して現像器内に送られる。
【００４５】
また、上記リボルバ現像ユニット２３０において、トナーカートリッジの交換位置は、トナーカートリッジ内に残トナーがあっても、装置の内外にトナーが飛散しないように、トナーカートリッジの図示しない補給口が上を向いている第３象限の位置に限られている。例えば、図５ではトナーカートリッジ２３０ＭＴが第３象限にあるため、この状態ではトナーカートリッジ２３０ＭＴのみ交換可能となる。この交換位置の限定は、カートリッジの部分を覆っている図示しないインナーカバーの形状により規制されている。すなわち、インナーカバーには第３象限のトナーカートリッジの位置にのみ切り欠きが形成されていて、この切り欠きの位置以外ではトナーカートリッジが取り出せないように構成されている。ただし、黒用のトナーカートリッジ２３０ＫＴは、図５の位置から９０度反時計回りに移動したところで交換可能となっている。
【００４６】
図１は、本実施形態に係るカラー複写機の制御系の構成を示すブロック図である。制御手段としての制御部５００は、本カラー複写機における電子写真プロセスや紙搬送処理を制御する部分であり、演算制御処理を実行するＣＰＵ（中央処理装置）５００Ａと、前記演算制御処理のための基本プログラム及びこれらの処理のための基本データを蓄積しているＲＯＭ５００Ｂと、各種データを一時的に格納及び退避させるための５００Ｃと、外部機器と接続するためのＩ／Ｏインターフェース５００Ｄとから構成されている。
【００４７】
上記Ｉ／Ｏインターフェース５００Ｄの入力側には、感光体ドラム２００と対向配置されている光学センサ（発光素子及び受光素子との組み合わせからなる現像濃度パターン検知器）２０５、電位センサ（電位検出器）２０４、ＢＫ用カートリッジセンサ２７３、カラー用カートリッジセンサ２７４、ホームポジションセンサ２７５がそれぞれ接続されている。
【００４８】
上記電位センサ２０４は、感光体ドラム２００の現像位置前の帯電電位を検出するためのセンサである。上記各カートリッジセンサ２７３及び２７４は、トナーカートリッジの交換の有無を検出するための光学センサである。上記ホームポジションセンサ２７５は、リボルバー現像ユニット２３０が所定の回転位置であるホームポジションに位置しているかどうかを検知するするためのセンサである。
【００４９】
また、上記Ｉ／Ｏインターフェース５００Ｄの出力側には、現像バイアス電圧印加手段を含む現像バイアス制御駆動部５０２、帯電制御駆動部５０３、トナー補給駆動部５０４、レーザ発光駆動部５０５、現像剤担持体駆動手段としての現像ローラ駆動部５０１、現像リボルバ駆動部５０６、像担持体駆動手段としての感光体駆動部５０７がそれぞれ接続されている。上記帯電制御駆動部５０３は電位センサ２０４等とともに、帯電チャージャ２０３の帯電電位を目標電位に調整する帯電調整手段としても用いられる。また、上記レーザ発光駆動部５０５は、、電位センサ２０４等とともに、書き込み光学ユニット２２０による露光後の感光体ドラム２００の表面電位を目標露光電位に調整する露光調整手段としても用いられる。
【００５０】
また、上記現像ローラ駆動部５０１は、上記現像器２３１Ｋ〜２３１Ｙの各現像ローラ２３１に接続されており、各現像ローラ２３１の回転駆動を制御できるように構成されている。上記感光体駆動部５０７は、感光体ドラム２００に接続されており、図示しない感光体モータによる感光体ドラム２００の回転駆動を制御できるように構成されている。上記帯電制御駆動部５０３は、帯電チャージャ２０３（図２）に接続されており、感光体ドラム２００上での帯電を制御できるように構成されている。
【００５１】
また、上記現像リボルバ駆動部５０６は、各現像器を現像位置に移動させたりホームポジションに移動させたりするときにリボルバ現像ユニット２３０を回転駆動するものである。このリボルバ現像ユニット２３０の回転に伴って現像器内の現像ローラ２３１上の現像剤が感光体ドラム２００の表面に接触したり該表面から離間したりする。従って、この現像リボルバ駆動部５０６は、現像ローラ２３１上の現像剤が感光体ドラム２００に接触した接触状態（現像可能状態）と感光体ドラム２００から離間した非接触状態とを切り換える現像剤接離切換手段として機能する。
【００５２】
上述したようなトナー補給が実施される場合は、感光体ドラム２００の表面上に基準パターンの画像を形成し、その画像濃度を光学センサ２０５で検出する。ＣＰＵ５００Ａは検出データとＲＯＭ５００Ｂに格納していた基準データとを比較演算して、適切なトナー補給量を決定する。そして、決定したトナー補給量に基づいてトナー補給駆動部５０４を制御し、現像器内のトナー濃度が所定濃度となるように制御する。このようなトナー補給動作を実行したときに、現像器内のトナー濃度が連続（例えば３回）して低いと判断された場合には、トナーカートリッジ内の収容トナーが消費完了したものと判断している。
【００５３】
ここで、ユーザによるトナーカートリッジの交換が行われるが、交換すべきトナーカートリッジが交換位置で停止していないと、ユーザ自身が交換したいトナーカートリッジを手作業で交換位置まで移動しなければならない。そこで、トナーカートリッジ内の収容トナーが消費完了したものと判断した場合には、リボルバ現像ユニット２３０を回転させ、消費完了が検出されたトナーカートリッジを交換位置に移動するようにしている。これらの動作は通常の作像動作終了時に実行される。
【００５４】
次に、上記構成のカラー複写機の装置電源投入時の動作、又は紙ジャム処理後若しくはドア開放などの緊急停止後の復帰動作の制御について説明する。
図６は、同制御のタイミングチャートである。図６において、感光体駆動モータ、帯電チャージャ、現像バイアスＡＣ、現像バイアスＤＣ、現像剤担持体（現像ローラ）駆動及びリボルバ現像駆動の各ラインは上側がＯＮを示し、また感光体帯電（現像位置）のラインは下側が０Ｖを示し、また現像剤接触・非接触のラインは上側が接触を示している。
【００５５】
本実施形態のカラー複写機において、装置本体の電源をＯＦＦにした場合や、ジャム紙の処理、ドア開放などにより緊急停止した場合は、現像リボルバ駆動部５０６における駆動モータの励磁が行われていないため、リボルバ現像ユニット２３０を所定の回転位置に固定して保持することができず、リボルバ現像ユニット２３０がどのような回転位置にあるかは不定である。従って、上記装置本体の電源を投入するときやジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作を行うときは、リボルバ現像ユニット２３０を特定の回転位置であるホームポジションに回転させる初期動作を行う。この初期動作時には、現像器が感光体ドラム２００と対向する現像位置に移動して現像ローラ２３１上の現像剤が感光体ドラム２００に接触し、感光体ドラム２００の表面に無駄な現像剤の付着が発生するおそれがあった。
【００５６】
そこで、図６のタイミングチャートに示すように、装置本体の電源を投入するときやジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作を行うときは、まず感光体駆動部５０７を制御して図示しない感光体モータをＯＮすることにより感光体ドラム２００の回転駆動を開始するとともに、帯電制御駆動部５０３を制御して帯電チャージャ２０３による帯電動作を開始する。そして、現像バイアス制御駆動部５０２を制御して上記現像ローラ２３１への現像バイアス電圧（ＡＣ成分、ＤＣ成分）の印加を開始し、現像ローラ駆動部５０１を制御して現像ローラ２３１の駆動を開始し、且つ感光体ドラム表面の帯電領域の先端が現像位置を通過した後に、現像リボルバ駆動部５０６を制御してリボルバ現像ユニット２３０をホームポジションに回転させる初期動作を実行している。その後、リボルバ現像ユニット２３０に搭載されているホームポジションセンサ２７５によりリボルバ現像ユニット２３０の回転位置を検出し、ある特定の現像器が感光体ドラム２００と対向する現像位置に移動する所定のホームポジションでリボルバ現像ユニット２３０の回転が停止する。
【００５７】
ここで、上記リボルバ現像ユニット２３０の初期動作を実行しているときに感光体ドラム２００に無駄な現像剤が付着しないように、感光体ドラム２００へのオフセット光の照射の有無にかかわらず感光体ドラム２００と現像ローラ２３１との間の電位差が所定の値（図７の例では１７０Ｖ）になるように、現像バイアスの直流成分の絶対値を設定している。
【００５８】
本実施形態では、上記リボルバ現像ユニット２３０の初期動作を実行しているときに、ＬＤ及びポリゴンモータをＯＦＦにしオフセット光が感光体ドラム２００に照射されないようにしているので、感光体ドラム２００の表面電位は、オフセット光による低下がなく、ほぼ帯電チャージャによる一様帯電電位（−７００Ｖ）のままになっている。したがって、図７のプロセス条件（２）に示すように現像バイアスの直流成分を−５３０Ｖに設定することにより、感光体ドラム２００と現像ローラ２３１との間の電位差が所定の値（１７０Ｖ）になるようにしている。
【００５９】
以上、本実施形態によれば、装置電源投入時、又は紙ジャム処理後若しくはドア開放などの緊急停止後の復帰動作時において、現像ローラ２３１上の現像剤を感光体ドラム２００に対して接離させるときの感光体ドラム２００と現像ローラ２３１との間の電位差を所定の値にし、感光体ドラム２００への現像剤の付着を抑制するので、現像剤の無駄な消費を防止できる。
【００６０】
また、ポリゴンモータの回転が安定しオフセット光の感光体ドラム２００への照射が開始するのを待つことなく、現像ローラ２３１上の現像剤を感光体ドラム２００に対して接離させることができるので、ユーザの待ち時間が増加することもない。
【００６１】
なお、上記実施形態において、リボルバ現像ユニット２３０の初期動作において現像ローラ上の現像剤が感光体ドラム２００に接離するときに、オフセット光が感光体ドラム２００に照射される場合は、図７のプロセス条件（１）に示すように現像バイアスの直流成分を−５００Ｖに設定することにより、感光体ドラム２００と現像ローラ２３１との間の電位差が所定の値（１７０Ｖ）になるようにする。
【００６２】
また、上記実施形態では、装置電源投入時の動作時、又は紙ジャム処理後若しくはドア開放などの緊急停止後の復帰動作時における制御について説明したが、本発明は、トナーカートリッジを交換した後の現像器へのトナー補給動作開始時にも適用できる。この場合も、上記図６と同様な制御を実行すればよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、複数の現像器を有するリボルバ現像ユニット２３０を備え、このリボルバ現像ユニット２３０を回転させることにより、現像器内の現像ローラ２３１上の現像剤が感光体ドラム２００に接触した接触状態と感光体ドラム２００から離間した非接触状態とを切り換えるカラー複写機の場合について説明したが、本発明は、例えば単体の現像器を備え、現像ローラ２３１の回転方向を反転させたり現像ローラへの現像剤の供給を停止したりして現像ローラ上の現像剤の穂切りを可能とすることにより、現像ローラ上の現像剤が感光体ドラム２００に接触した接触状態と感光体ドラム２００から離間した非接触状態とを切り換える画像形成装置にも適用可能である。
【００６４】
また、上記実施形態では、感光体ドラム２００の帯電電位が負極性であり、２成分系現像剤を用いて反転現像方式を採用する現像器を備えた場合について説明したが、本発明は、感光体ドラム２００の帯電電位に限定されることなく、また、１成分系現像剤を用いたものや正規現像方式を採用したものにも同様に適用できるものである。
【００６５】
また、上記実施形態では、像担持体として感光体ドラムを用いた例について説明したが、例えば２つのローラ間に張架され、無端移動する感光体ベルトにも適用することができる。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１乃至４の発明によれば、オフセット光の像担持体への照射の有無にかかわらず、現像剤担持体上の現像剤が接離するときの像担持体への現像剤の付着を抑制し、現像剤の無駄な消費を防止できるという効果がある。
【００６７】
特に、請求項２の発明によれば、装置電源投入時又はジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作時において、ユーザの待ち時間が増加することなく、上記現像剤の無駄な消費を防止できるという効果がある。
【００６８】
また特に、請求項３の発明によれば、トナー収容器交換後のトナー補給動作開始時において、ユーザの待ち時間が増加することなく、上記現像剤の無駄な消費を防止できるという効果がある。
【００６９】
また特に、請求項４の発明によれば、上記オフセット光の像担持体への照射の有無に基づくプロセス条件の制御を容易に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るカラー複写機の制御系の構成を示すブロック図。
【図２】同カラー複写機の概略構成図。
【図３】リボルバ現像ユニットの内部構造を示す断面図。
【図４】リボルバ現像ユニットにおけるトナー循環経路を示す概念断面図。
【図５】トナー補給部の内部構造を示す断面図。
【図６】本実施形態のカラー複写機の電源投入時又はジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作時における制御を示すタイミングチャート。
【図７】同制御における現像バイアスの設定例を示す説明図。
【符号の説明】
１ カラースキャナ
２ カラープリンタ
２００ 感光体ドラム
２０３ 帯電チャージャ
２０４ 電位センサ
２０５ 光学センサ
２２０ 書き込み光学ユニット
２３０ リボルバ現像ユニット
２３１ 現像ローラ
２７５ ホームポジションセンサ
５００ 制御部
５０１ 現像ローラ駆動部
５０２ 現像バイアス制御駆動部
５０３ 帯電制御駆動部
５０５ レーザ発光駆動部
５０６ 現像リボルバ駆動部
５０７ 感光体駆動部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体の潜像が形成された面に現像剤担持体上の現像剤を接触させて該潜像を顕像化する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置として、上記画像書き込みデータに基づく露光が行われない非画像露光時に像担持体にオフセット光を照射する画像形成装置が知られている。このオフセット光は、露光手段の光源から出力される出力光の高速変調を行ったり、環境変化による該出力光のパワーの変動をモニターしたりするために照射される。
【０００３】
例えば、上記露光手段の光源として半導体レーザ（以下、「ＬＤ」という）を用い、このＬＤから出力される出力光をパワー変調して像担持体に照射する場合には、上記非画像露光時にオフセット光を出力するのが画像形成装置が知られている。このＬＤは電流を注入することによって発光するが、注入電流の値が発振閾値以下であっても自然発光（ＬＥＤ発光）しており、発振閾値を超えると急激にレーザー発光し始める。このレーザー発光が開始する発振閾値より若干小さな電流を流しておくことにより、出力光の高速変調が可能となる。この場合は、レーザー発光していないときでも常にオフセット光（自然発光）が出力されていることになる。
【０００４】
また、上記ＬＤの発振閾値は、ＬＤの種類で異なり、環境温度によって変動する。更に、上記ＬＤの注入電流の値に対する出力光のパワーの関係を示す特性（スロープ効率）も、ＬＤの種類で異なり、環境温度によって変動する。従って、ＬＤの出力光のパワーをある狙いの値にしようと一定電流を注入したとしても、出力光のパワーを一定に保つことが難しい。
【０００５】
そこで、従来、ＬＤから出力されるオフセット光をモニターすることにより、発振閾値を追跡して適正な発振閾値電流を制御する電流制御が行われている。更に、レーザ発光した後は、光源に内蔵されている光センサ（フォトダイオード）で変調される出力光のパワーを監視し、高速フィードバックをかけることによって狙いのパワーを精度よく再現している。特に、露光手段にパワー変調方式を採用する場合、上記ＬＤの電流制御を行っていないと、画像書き込みデータに対するＬＤの出力光のパワー（露光エネルギー）のリニアリティを保証することが難しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の画像形成装置のように露光手段から像担持体にオフセット光が照射されると、像担持体の帯電電位が低下するという現象が発生する。特に低コスト化等のために最大出力パワーが小さいＬＤ（例えば５ｍＷ）を用い、高感度タイプの像担持体と組み合わせた場合は、微小な光量のオフセット光でも像担持体の帯電電位が低下してしまうという現象が生じる。このように像担持体の帯電電位が低下した場合でも、像担持体表面と現像剤担持体表面との間の電位差が一定に維持されることが、像担持体への無駄な現像剤の付着を防止するという点で好ましい。この電位差の維持のため、オフセット光が照射されることが予想される非画像露光時において該電位差が所定の値になるように現像剤担持体に印加するバイアス電圧値を予め設定しておくことが考えられる。
【０００７】
ところが、上記像担持体の帯電電位の低下に対応して上記バイアス電圧の値を設定するように構成した画像形成装置において、装置電源投入時又はジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作時に、上記オフセット光が像担持体に照射されない状態で、現像剤担持体上の現像剤が像担持体に対して接離するような動作が行われる場合があった。この場合は、像担持体表面と現像剤担持体表面との間の電位差が所定の電位差からずれ、現像剤担持体上の現像剤が像担持体に付着し、現像剤の無駄な消費が行われるおそれがあった。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、オフセット光の像担持体への照射の有無にかかわらず、現像剤担持体上の現像剤が接離するときの像担持体への現像剤の付着を抑制し、現像剤の無駄な消費を防止できる画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面が一方向に移動するように駆動される像担持体と、該像担持体を一様帯電する帯電手段と、画像書き込みデータに基づいて該像担持体の一様帯電された面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体の潜像が形成された面に現像剤担持体上の現像剤を接触させて該潜像を顕像化する現像手段と、該現像剤担持体にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、該現像剤担持体上の現像剤が該像担持体に接触した接触状態と該像担持体から離間した非接触状態とを切り換える現像剤接離切換手段とを備え、該画像書き込みデータに基づく露光を行わない非画像露光時に該像担持体にオフセット光が照射される画像形成装置において、上記現像剤担持体上の現像剤を上記像担持体に対して接離させるときの該像担持体と該現像剤担持体との間の電位差を規定するプロセス条件を、上記オフセット光の該像担持体への照射の有無に基づいて制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１の画像形成装置では、上記オフセット光の像担持体への照射の有無に基づいて上記プロセス条件を制御することにより、オフセット光の像担持体への照射の有無にかかわらず、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に対して接離させるときの像担持体と現像剤担持体との間の電位差を所定の値にし、像担持体への現像剤の付着を抑制する。
【００１１】
ここで、上記露光手段を、画像書き込みデータに基づいて出力光が変調される光源と、該光源からの出力光を像担持体の表面に走査するように回転駆動される回転多面鏡とを用いて構成した場合、装置電源投入時等においては、上記回転多面鏡の回転が安定した後、光源をＯＮして所定のオフセット光が像担持体に照射されるようになってから、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に対して接離させるような動作を行っていた。このような動作により、上記回転多面鏡が安定回転するまでの露光手段の立ち上げ動作時間の分だけ、ユーザーの待ち時間が長くなっていた。
【００１２】
そこで、請求項２の発明は、上記露光手段を、画像書き込みデータに基づいて出力光が変調される光源と、該光源からの出力光を上記像担持体の表面に走査するように回転駆動される回転多面鏡とを用いて構成した請求項１の画像形成装置であって、装置電源投入時又はジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作時において、上記光源及び上記回転多面鏡の回転駆動をＯＦＦにし、上記プロセス条件を、上記オフセット光の上記像担持体への照射が無いとして制御することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の画像形成装置では、装置電源投入時又はジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作時において、上記光源及び上記回転多面鏡の回転駆動をＯＦＦにし、上記オフセット光の像担持体への照射が無いとして上記プロセス条件を制御することにより、露光手段の回転多面鏡の回転が安定し上記オフセット光の像担持体への照射が開始するのを待つことなく、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に対して接離させることができる。
【００１４】
また、請求項３の発明は、上記露光手段を、画像書き込みデータに基づいて出力光が変調される光源と、該光源からの出力光を上記像担持体の表面に走査するように回転駆動される回転多面鏡とを用いて構成し、上記現像手段を、現像剤及び現像剤担持体を含む現像器と該現像器に補給されるトナーを収容する着脱可能なトナー収容器とを用いて構成し、該現像剤担持体上の現像剤が該像担持体からの離間した交換位置まで該現像器を移動させた状態で該トナー収容器を交換する請求項１の画像形成装置であって、トナー収容器交換後の上記現像器へのトナー補給動作開始時において、上記光源及び上記回転多面鏡の回転駆動をＯＦＦにし、上記プロセス条件を、上記オフセット光の上記像担持体への照射が無いとして制御することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３の画像形成装置では、トナー収容器交換後のトナー補給動作開始時において、上記光源及び上記回転多面鏡の回転駆動をＯＦＦにし、上記オフセット光の像担持体への照射が無いとして上記プロセス条件を制御することにより、露光手段の回転多面鏡の回転が安定し上記オフセット光の像担持体への照射が開始するのを待つことなく、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に対して接離させることができる。
【００１６】
請求項４の発明は、上記バイアス電圧として、少なくとも直流成分を含む電圧を印加する請求項１、２又は３の画像形成装置であって、上記プロセス条件が、該現像バイアス電圧の直流成分の絶対値であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４の画像形成装置では、上記プロセス条件として、現像剤担持体に印加するバイアス電圧の設定変更が容易な直流成分の絶対値を制御する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真式カラー複写機（以下、カラー複写機という）に適用した場合の一実施形態について説明する。
まず、図２を用いて、本実施形態に係るカラー複写機の概略構成及び動作について説明する。このカラー複写機は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタという）２、給紙バンク３、後述する制御部等で構成されている。
【００１９】
上記カラースキャナ１は、コンタクトガラス１２１上の原稿４の画像を照明ランプ１２２、ミラー群１２３ａ，ｂ，ｃ、及びレンズ１２４を介してカラーセンサ１２５に結像して、原稿４のカラー画像情報を、例えばＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ（以下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。カラーセンサ１２５は、本例ではＲ，Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子で構成され、原稿４の画像を色分解した３色のカラー画像を同時に読み取っている。そして、このカラースキャナ１で得たＲ，Ｇ，Ｂの色分解画像信号強度レベルをもとにして、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、Ｂｌａｃｋ（以下、Ｂｋという），Ｃｙａｎ（以下、Ｃという），Ｍａｇｅｎｔａ（以下、Ｍという），Ｙｅｌｌｏｗ（以下、Ｙという）のカラー画像データを得る。
【００２０】
上記Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのカラー画像データを得るためのカラースキャナ１の動作は次のとおりである。後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取ったスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ１２２及びミラー群１２３ａ，ｂ，ｃ等からなる光学系が矢印左方向へ原稿４を走査し、１回の走査毎に１色のカラー画像データを得る。この動作を合計４回繰り返すことによって、順次４色のカラー画像データを得る。そして、その都度カラープリンタ２で順次顕像化しつつ、これを重ねあわせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。
【００２１】
上記カラープリンタ２は、像担持体としての感光体ドラム２００、露光手段としての書き込み光学ユニット２２０、現像手段としてのリボルバ現像ユニット２３０、中間転写装置２６０、定着装置２７０等で構成されている。
【００２２】
上記感光体ドラム２００は矢印の反時計方向に回転し、その周りには、感光体クリーニング装置２０１、除電ランプ２０２、帯電手段としての帯電チャージャ２０３、帯電電位検出手段としての電位センサ２０４、リボルバ現像ユニット２３０の選択された現像器、現像濃度パターン検知器２０５、中間転写装置２６０の中間転写ベルト２６１などが配置されている。
【００２３】
上記書き込み光学ユニット２２０は、カラースキャナ１からのカラー画像データ（画像書き込みデータ）を光信号に変換して、上記帯電チャージャ２０３で一様帯電された感光体ドラム２００の表面に原稿４の画像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム２００に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２２０は、光源としての半導体レーザ（ＬＤ）２２１、図示しないレーザー発光駆動制御部、回転多面鏡としてのポリゴンミラー２２２とその回転用モ−タ（以下、ポリゴンモータという）２２３、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。
【００２４】
この書き込み光学ユニット２２０は、半導体レーザー２２１の出力レーザ光の高速変調等のために、画像書き込みデータに基づく露光が行われない非画像露光時において半導体レーザー２２１に所定の電流を流している。これにより、感光体ドラム２００の一様帯電面にはオフセット光が照射され、その表面電位の絶対値は一様帯電電位（例えば−７００Ｖ）よりも低い電位（例えば−６７０Ｖ）になっている。
【００２５】
上記リボルバ現像ユニット２３０は、Ｂｋ現像器２３１Ｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙ、及びユニット全体を反時計回りに回転させる後述の現像リボルバ駆動部などで構成されている。このリボルバ現像ユニット２３０は、待機状態においてＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置に位置するホームポジションで停止している。このリボルバ現像ユニット２３０に設置された各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム２００の表面に接触させて回転する現像剤担持体としての現像スリ−ブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する現像剤パドル、及び現像ローラを矢印の時計方向に回転させる後述の現像ローラ駆動部などで構成されている。各現像器２３１内のトナーはフェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電され、また、各現像スリ−ブには図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源によって負の直流電圧Ｖｄｃ（直流成分）に交流電圧Ｖａｃ（交流成分）が重畳された現像バイアス電圧が印加され、現像スリ−ブが感光体ドラム２００の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。
【００２６】
上記中間転写装置２６０は、中間転写ベルト２６１、ベルトクリーニング装置２６２、紙転写コロナ放電器（以下、紙転写器という）２６３などで構成されている。中間転写ベルト２６１は駆動ローラ２６４ａ、転写対向ロ−ラ２６４ｂ、クリーニング対向ロ−ラ２６４ｃ及び従動ロ−ラ群に張架されており、図示しない駆動モ−タにより駆動制御される。この中間転写ベルト２６１の材質は、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン）であり、その電気抵抗は表面抵抗で１０８〜１０１０Ω／ｃｍ２程度である。また、ベルトクリーニング装置２６２は、入口シ−ル、ゴムブレ−ド、排出コイル、入口シ−ル及びゴムブレ−ドの接離機構等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト２６１に転写した後の２、３、４色目の画像をベルト転写している間はブレード接離機構によって中間転写ベルト２６１面から入口シ−ル、ブレ−ドを離間させておく。また、紙転写器２６３は、コロナ放電方式にてＡＣ電圧＋ＤＣ電圧、又はＤＣ電圧を印加して、中間転写ベルト２６１上の重ねトナー像を後述の転写紙に一括転写するものである。
【００２７】
カラープリンタ２内の転写紙カセット２０７及び給紙バンク３内の転写紙カセット３００ａ，ｂ，ｃには、各種サイズの転写紙５が収納されており、指定されたサイズの転写紙５が、その転写紙カセットから、給紙コロ２０８，３０１ａ，ｂ，ｃによってレジストロ−ラ対２０９方向に給紙、搬送される。また、プリンタ２の右側面には、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差し給紙用の手差しトレイ２１０がある。
【００２８】
上記構成のカラー複写機において、画像形成動作が開始されると、まず感光体ドラム２００は矢印の反時計方向に、中間転写ベルト２６１は矢印の時計回りに図示しない駆動モ−タによって回転される。そして、カラースキャナ１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データ（画像書き込みデータ）の読み取りを開始し、このカラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ静電潜像という。Ｃ，Ｍ，Ｙについても同様）。そして、中間転写ベルト２６１の回転に伴ってＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト２６１上に重ねてトナー像が形成される。
【００２９】
上記Ｂｋトナー像形成は次のように行なわれる。帯電チャージャ２０３はコロナ放電によって感光体ドラム２００を負電荷で約−７００Ｖに一様帯電する。そして、半導体レーザ２２１はＢｋカラー画像信号（画像書き込みデータ）に基づいてラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様帯電された感光体ドラム２００の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像が形成される。このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像器のＢｋ現像スリ−ブを回転開始する。このＢｋ静電潜像にＢｋ現像ローラ上の負帯電のＢｋトナーが接触することにより、感光体ドラム２００の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはＢｋトナーが吸着し、静電潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。以後Ｂｋ静電潜像領域の現像動作を続けるが、静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３０が回転する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００３０】
上記感光体ドラム２００上に形成されたＢｋトナー像は、感光体ドラム２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト２６１の表面に、ベルト転写器２６５によって転写される（以下、感光体ドラム２００から中間転写ベルト２６１へのトナー像転写を「ベルト転写」という）。
【００３１】
感光体ドラム２００上の若干の未転写残留トナーは、感光体ドラム２００の再使用に備えて感光体クリーニング装置２０１で清掃される。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して図示しない排トナータンクに蓄えられる。
【００３２】
感光体ドラム２００側では、Ｂｋ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によるＣ画像データの読み取りが始まり、そのＣ画像データによるレーザー光書き込みで、Ｃ静電潜像形成を行う。そして、先のＢｋ静電潜像の後端部が通過した後で、かつＣ静電潜像の先端部が到達する前にリボルバー現像ユニット２３０の回転動作が行なわれ、Ｃ現像器２３１Ｃが現像位置にセットされてＣ静電潜像がＣトナーで現像される。以後、Ｃ静電潜像領域の現像を続けるが、Ｃ静電潜像の後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｂの場合と同様にリボルバー現像ユニット２３０の回転動作を行ない、次のＭ現像器２３１Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
なお、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれのカラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が上述のＢＫ，Ｃの工程と同様であるので説明は省略する。
【００３３】
上記中間転写ベルト２６１には、感光体ドラム２００に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を、同一面に順次位置合わせして、４色重ねのトナー像が形成され、次の転写工程において、この４色のトナー像が転写紙５に紙転写器２６３により一括転写される。
【００３４】
上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙５は上記転写紙カセット又は手差しトレイのいずれかから給送され、レジストローラ対２０９のニップで待機している。そして、紙転写器２６３に中間転写ベルト２６１上のトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙５の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対２０９が駆動され、転写紙５とトナー像とのレジスト合わせが行われる。そして、転写紙５が中間転写ベルト２６１上のトナー像と重ねられて正電位の紙転写器２６３の上を通過する。このとき、コロナ放電電流で転写紙５が正電荷で荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙５上に転写される。続いて紙転写器２６３の左側に配置した図示しないＡＣ＋ＤＣコロナによる分離除電器との対向部を通過するときに、転写紙５は除電され、中間転写ベルト２６１から剥離して搬送ベルト２１１に移る。
【００３５】
上記中間転写ベルト２６１から４色重ねトナー像を一括転写された転写紙５は、紙搬送ベルト２１１で定着装置２７０に搬送され、所定温度に制御された定着ロ−ラ２７１と加圧ロ−ラ２７２のニップ部でトナー像が溶融定着され、排出ローラ対２１２で装置本体外に送り出され、図示しないコピ−トレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【００３６】
上記ベルト転写後の感光体ドラム２００の表面は、感光体クリーニング装置２０１（ブラシロ−ラ、ゴムブレ−ド）でクリーニングされ、除電ランプ２０２で均一に除電される。また、転写紙５にトナー像を転写した後の中間転写ベルト２６１の表面に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置２６２のブレードを再びブレ−ド接離機構で押圧することによってクリーニングされる。
（以下、余白）
【００３７】
ここで、リピ−トコピ−のときは、カラースキャナ１の動作及び感光体ドラム２００への画像形成は、１枚目の４色目（Ｙ）の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の１色目（Ｂｋ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト２６１の方は、１枚目の４色重ねトナー像の転写紙５への一括転写工程に引き続き、表面のベルトクリーニング装置２６２でクリーニングされた領域に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作になる。
【００３８】
以上は、４色フルカラーコピ−を得るコピ−モ−ドであったが、３色コピ−モ−ド、２色コピ−モ−ドの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。
【００３９】
また、単色コピ−モ−ドの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット２３０の所定色の現像器のみを現像作動状態にして、ベルトクリーニング装置２６２のブレ−ドを中間転写ベルト２６１に押圧状態のまま連続してコピ−動作を行う。
【００４０】
次に、上記リボルバ現像ユニット２３０について説明する。
図３は、現像器２３１Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙが一体となったリボルバ現像ユニット２３０の内部構造を示す断面図である。図３では、感光体ドラム２００に対向する現像位置にあるのがＢｋ現像器２３１Ｋの現像室で、図中時計回りの順に、Ｃ現像器２３１Ｃの現像室、Ｍ現像器２３１Ｍの現像室、Ｙ現像器２３１Ｙの現像室となっている。
【００４１】
ここで、４つの現像室の内部構造は全く同じであるので、以下、図３で現像位置にあるＢｋ現像器２３１Ｋを代表して内部構造を説明する。現像ケーシング２３０Ａには、感光体ドラム２００に向けた開口部が形成され、この開口部を介して一部が露出するように、図示しないマグネットローラを内包する現像ローラ２３１ＫＲが設けられている。また、現像室内には、現像ローラ２３１ＫＲに担持されて感光体ドラム２００との対向部へ搬送される現像剤量を規制するドクタブレード２３１ＫＤと、このドクタブレード２３１ＫＤで規制されて現像室内に押し留められた現像剤の一部を中心軸線方向に沿って奥側から手前側へ搬送する上搬送スクリュー２３１ＫＳとスクリューケース２３１ＫＣ、及び現像室内の現像剤を撹拌する撹拌パドル２３１ＫＰとが設けられている。この撹拌パドル２３１ＫＰ内には、中心軸線方向に沿って手前側から奥側へ現像剤を搬送する下搬送スクリュー２３１ＫＳＰが収容されている。この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰの下方の現像ケーシング２３０Ａには、現像室内の現像剤を回収するための図示しない剤回収口が形成され、常時は剤回収用フタ２３１ＫＺで閉じられている。
【００４２】
図４は、上記リボルバ現像ユニット２３０におけるトナー循環経路を示す概念断面図である。スクリューケース２３１ＫＣ内において、ドクタブレード２３１ＫＤで規制され、上搬送スクリュー２３１ＫＳにより図中右側から左側へ搬送された現像剤は、前側板２３１ＦＦを通過して落下部２３２から下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ上に落下し、さらに下搬送スクリュー２３１ＫＳＰにより図中左側から前側板２３１ＦＦを通過して右側へ搬送される。これにより、現像ローラ２３１ＫＲ（図３参照）は、撹拌パドル２３１ＫＰ上に存在する現像剤を汲み上げ、現像領域へ搬送する。そして、一部ドクタブレード２３１ＫＤで規制された現像剤は、スクリューケース２３１ＫＣ内に落下し、このスクリューケース２３１ＫＣで現像ローラ２３１ＫＲの有効幅内に搬送され、この有効幅内の撹拌パドル２３１ＫＰの中空円筒部の図示しない現像剤排出口から現像室内に排出され、再び現像ローラ２３１ＫＲに担持される。つまり、現像室内での現像剤のいわゆる横撹拌が行われる。そして、撹拌パドル２３１ＫＰの中空円筒部の図示しない現像剤排出口から現像室下部に排出された現像剤が、撹拌パドル２３１ＫＰの回転によりその撹拌板部においていわゆる縦撹拌が行われる。また、図示しないトナー補給ローラの回転により、下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ上に落下したトナーＱが、この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰにより落下部２３２まで搬送され、ここで上搬送スクリュー２３１ＫＳから落下した現像剤内に取り込まれて互いに混合され、この混合された現像剤が図示しない現像剤排出口から現像室内に入ることにより、現像室内の現像剤のトナー濃度を上昇させる。
【００４３】
次に、現像器へのトナー補給について説明する。
図５は、トナー補給部２３３の内部構造を示す断面図であり、図３に示すようにＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置にあるときの状態を示している。トナー補給部２３３は、各色に対応したトナー収容器としてのトナーカートリッジ２３０ＫＴ、２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴにより構成されている。このうち、黒用のトナーカートリッジ２３０ＫＴは、黒トナーの使用頻度が高いためリボルバ現像ユニット２３０の中心部分に設置されている。このトナーカートリッジ２３０ＫＴは、紙面垂直方向に長く容量をもたせており、リボルバ現像ユニット２３０の回転とともにＢＫトナーホッパ２３０ＫＴＨにトナーＲが補給されるように構成されている。このＢＫトナーホッパ２３０ＫＴＨとトナーＲを搬送する下搬送スクリュー２３１ＫＳＰとの間には、補給ローラ２３０ＫＲを回転させる補給モータ２３０ＨＭが配置されている。また、その他のトナーカートリッジ２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴは、各トナーカートリッジの略凹形状に形成された部分と、各トナーホッパの略凸形状に形成された部分とが嵌合した状態で組み付けられている。
【００４４】
Ｂｋ現像器２３１Ｋへのトナー補給を実施する場合は、まず補給モータ２３０ＨＭを回転させて補給ローラ２３０ＫＲを回転させる。すると、トナーカートリッジ２３０ＫＴ又はＢＫトナーホッパ２３０ＫＴＨ内のトナーが下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ（図４）上に落下して、この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰの回転とともに搬送され、混合撹拌されながら前側板２３１ＦＦ（図４）を通過して現像器内に送られる。
【００４５】
また、上記リボルバ現像ユニット２３０において、トナーカートリッジの交換位置は、トナーカートリッジ内に残トナーがあっても、装置の内外にトナーが飛散しないように、トナーカートリッジの図示しない補給口が上を向いている第３象限の位置に限られている。例えば、図５ではトナーカートリッジ２３０ＭＴが第３象限にあるため、この状態ではトナーカートリッジ２３０ＭＴのみ交換可能となる。この交換位置の限定は、カートリッジの部分を覆っている図示しないインナーカバーの形状により規制されている。すなわち、インナーカバーには第３象限のトナーカートリッジの位置にのみ切り欠きが形成されていて、この切り欠きの位置以外ではトナーカートリッジが取り出せないように構成されている。ただし、黒用のトナーカートリッジ２３０ＫＴは、図５の位置から９０度反時計回りに移動したところで交換可能となっている。
【００４６】
図１は、本実施形態に係るカラー複写機の制御系の構成を示すブロック図である。制御手段としての制御部５００は、本カラー複写機における電子写真プロセスや紙搬送処理を制御する部分であり、演算制御処理を実行するＣＰＵ（中央処理装置）５００Ａと、前記演算制御処理のための基本プログラム及びこれらの処理のための基本データを蓄積しているＲＯＭ５００Ｂと、各種データを一時的に格納及び退避させるための５００Ｃと、外部機器と接続するためのＩ／Ｏインターフェース５００Ｄとから構成されている。
【００４７】
上記Ｉ／Ｏインターフェース５００Ｄの入力側には、感光体ドラム２００と対向配置されている光学センサ（発光素子及び受光素子との組み合わせからなる現像濃度パターン検知器）２０５、電位センサ（電位検出器）２０４、ＢＫ用カートリッジセンサ２７３、カラー用カートリッジセンサ２７４、ホームポジションセンサ２７５がそれぞれ接続されている。
【００４８】
上記電位センサ２０４は、感光体ドラム２００の現像位置前の帯電電位を検出するためのセンサである。上記各カートリッジセンサ２７３及び２７４は、トナーカートリッジの交換の有無を検出するための光学センサである。上記ホームポジションセンサ２７５は、リボルバー現像ユニット２３０が所定の回転位置であるホームポジションに位置しているかどうかを検知するするためのセンサである。
【００４９】
また、上記Ｉ／Ｏインターフェース５００Ｄの出力側には、現像バイアス電圧印加手段を含む現像バイアス制御駆動部５０２、帯電制御駆動部５０３、トナー補給駆動部５０４、レーザ発光駆動部５０５、現像剤担持体駆動手段としての現像ローラ駆動部５０１、現像リボルバ駆動部５０６、像担持体駆動手段としての感光体駆動部５０７がそれぞれ接続されている。上記帯電制御駆動部５０３は電位センサ２０４等とともに、帯電チャージャ２０３の帯電電位を目標電位に調整する帯電調整手段としても用いられる。また、上記レーザ発光駆動部５０５は、、電位センサ２０４等とともに、書き込み光学ユニット２２０による露光後の感光体ドラム２００の表面電位を目標露光電位に調整する露光調整手段としても用いられる。
【００５０】
また、上記現像ローラ駆動部５０１は、上記現像器２３１Ｋ〜２３１Ｙの各現像ローラ２３１に接続されており、各現像ローラ２３１の回転駆動を制御できるように構成されている。上記感光体駆動部５０７は、感光体ドラム２００に接続されており、図示しない感光体モータによる感光体ドラム２００の回転駆動を制御できるように構成されている。上記帯電制御駆動部５０３は、帯電チャージャ２０３（図２）に接続されており、感光体ドラム２００上での帯電を制御できるように構成されている。
【００５１】
また、上記現像リボルバ駆動部５０６は、各現像器を現像位置に移動させたりホームポジションに移動させたりするときにリボルバ現像ユニット２３０を回転駆動するものである。このリボルバ現像ユニット２３０の回転に伴って現像器内の現像ローラ２３１上の現像剤が感光体ドラム２００の表面に接触したり該表面から離間したりする。従って、この現像リボルバ駆動部５０６は、現像ローラ２３１上の現像剤が感光体ドラム２００に接触した接触状態（現像可能状態）と感光体ドラム２００から離間した非接触状態とを切り換える現像剤接離切換手段として機能する。
【００５２】
上述したようなトナー補給が実施される場合は、感光体ドラム２００の表面上に基準パターンの画像を形成し、その画像濃度を光学センサ２０５で検出する。ＣＰＵ５００Ａは検出データとＲＯＭ５００Ｂに格納していた基準データとを比較演算して、適切なトナー補給量を決定する。そして、決定したトナー補給量に基づいてトナー補給駆動部５０４を制御し、現像器内のトナー濃度が所定濃度となるように制御する。このようなトナー補給動作を実行したときに、現像器内のトナー濃度が連続（例えば３回）して低いと判断された場合には、トナーカートリッジ内の収容トナーが消費完了したものと判断している。
【００５３】
ここで、ユーザによるトナーカートリッジの交換が行われるが、交換すべきトナーカートリッジが交換位置で停止していないと、ユーザ自身が交換したいトナーカートリッジを手作業で交換位置まで移動しなければならない。そこで、トナーカートリッジ内の収容トナーが消費完了したものと判断した場合には、リボルバ現像ユニット２３０を回転させ、消費完了が検出されたトナーカートリッジを交換位置に移動するようにしている。これらの動作は通常の作像動作終了時に実行される。
【００５４】
次に、上記構成のカラー複写機の装置電源投入時の動作、又は紙ジャム処理後若しくはドア開放などの緊急停止後の復帰動作の制御について説明する。
図６は、同制御のタイミングチャートである。図６において、感光体駆動モータ、帯電チャージャ、現像バイアスＡＣ、現像バイアスＤＣ、現像剤担持体（現像ローラ）駆動及びリボルバ現像駆動の各ラインは上側がＯＮを示し、また感光体帯電（現像位置）のラインは下側が０Ｖを示し、また現像剤接触・非接触のラインは上側が接触を示している。
【００５５】
本実施形態のカラー複写機において、装置本体の電源をＯＦＦにした場合や、ジャム紙の処理、ドア開放などにより緊急停止した場合は、現像リボルバ駆動部５０６における駆動モータの励磁が行われていないため、リボルバ現像ユニット２３０を所定の回転位置に固定して保持することができず、リボルバ現像ユニット２３０がどのような回転位置にあるかは不定である。従って、上記装置本体の電源を投入するときやジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作を行うときは、リボルバ現像ユニット２３０を特定の回転位置であるホームポジションに回転させる初期動作を行う。この初期動作時には、現像器が感光体ドラム２００と対向する現像位置に移動して現像ローラ２３１上の現像剤が感光体ドラム２００に接触し、感光体ドラム２００の表面に無駄な現像剤の付着が発生するおそれがあった。
【００５６】
そこで、図６のタイミングチャートに示すように、装置本体の電源を投入するときやジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作を行うときは、まず感光体駆動部５０７を制御して図示しない感光体モータをＯＮすることにより感光体ドラム２００の回転駆動を開始するとともに、帯電制御駆動部５０３を制御して帯電チャージャ２０３による帯電動作を開始する。そして、現像バイアス制御駆動部５０２を制御して上記現像ローラ２３１への現像バイアス電圧（ＡＣ成分、ＤＣ成分）の印加を開始し、現像ローラ駆動部５０１を制御して現像ローラ２３１の駆動を開始し、且つ感光体ドラム表面の帯電領域の先端が現像位置を通過した後に、現像リボルバ駆動部５０６を制御してリボルバ現像ユニット２３０をホームポジションに回転させる初期動作を実行している。その後、リボルバ現像ユニット２３０に搭載されているホームポジションセンサ２７５によりリボルバ現像ユニット２３０の回転位置を検出し、ある特定の現像器が感光体ドラム２００と対向する現像位置に移動する所定のホームポジションでリボルバ現像ユニット２３０の回転が停止する。
【００５７】
ここで、上記リボルバ現像ユニット２３０の初期動作を実行しているときに感光体ドラム２００に無駄な現像剤が付着しないように、感光体ドラム２００へのオフセット光の照射の有無にかかわらず感光体ドラム２００と現像ローラ２３１との間の電位差が所定の値（図７の例では１７０Ｖ）になるように、現像バイアスの直流成分の絶対値を設定している。
【００５８】
本実施形態では、上記リボルバ現像ユニット２３０の初期動作を実行しているときに、ＬＤ及びポリゴンモータをＯＦＦにしオフセット光が感光体ドラム２００に照射されないようにしているので、感光体ドラム２００の表面電位は、オフセット光による低下がなく、ほぼ帯電チャージャによる一様帯電電位（−７００Ｖ）のままになっている。したがって、図７のプロセス条件（２）に示すように現像バイアスの直流成分を−５３０Ｖに設定することにより、感光体ドラム２００と現像ローラ２３１との間の電位差が所定の値（１７０Ｖ）になるようにしている。
【００５９】
以上、本実施形態によれば、装置電源投入時、又は紙ジャム処理後若しくはドア開放などの緊急停止後の復帰動作時において、現像ローラ２３１上の現像剤を感光体ドラム２００に対して接離させるときの感光体ドラム２００と現像ローラ２３１との間の電位差を所定の値にし、感光体ドラム２００への現像剤の付着を抑制するので、現像剤の無駄な消費を防止できる。
【００６０】
また、ポリゴンモータの回転が安定しオフセット光の感光体ドラム２００への照射が開始するのを待つことなく、現像ローラ２３１上の現像剤を感光体ドラム２００に対して接離させることができるので、ユーザの待ち時間が増加することもない。
【００６１】
なお、上記実施形態において、リボルバ現像ユニット２３０の初期動作において現像ローラ上の現像剤が感光体ドラム２００に接離するときに、オフセット光が感光体ドラム２００に照射される場合は、図７のプロセス条件（１）に示すように現像バイアスの直流成分を−５００Ｖに設定することにより、感光体ドラム２００と現像ローラ２３１との間の電位差が所定の値（１７０Ｖ）になるようにする。
【００６２】
また、上記実施形態では、装置電源投入時の動作時、又は紙ジャム処理後若しくはドア開放などの緊急停止後の復帰動作時における制御について説明したが、本発明は、トナーカートリッジを交換した後の現像器へのトナー補給動作開始時にも適用できる。この場合も、上記図６と同様な制御を実行すればよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、複数の現像器を有するリボルバ現像ユニット２３０を備え、このリボルバ現像ユニット２３０を回転させることにより、現像器内の現像ローラ２３１上の現像剤が感光体ドラム２００に接触した接触状態と感光体ドラム２００から離間した非接触状態とを切り換えるカラー複写機の場合について説明したが、本発明は、例えば単体の現像器を備え、現像ローラ２３１の回転方向を反転させたり現像ローラへの現像剤の供給を停止したりして現像ローラ上の現像剤の穂切りを可能とすることにより、現像ローラ上の現像剤が感光体ドラム２００に接触した接触状態と感光体ドラム２００から離間した非接触状態とを切り換える画像形成装置にも適用可能である。
【００６４】
また、上記実施形態では、感光体ドラム２００の帯電電位が負極性であり、２成分系現像剤を用いて反転現像方式を採用する現像器を備えた場合について説明したが、本発明は、感光体ドラム２００の帯電電位に限定されることなく、また、１成分系現像剤を用いたものや正規現像方式を採用したものにも同様に適用できるものである。
【００６５】
また、上記実施形態では、像担持体として感光体ドラムを用いた例について説明したが、例えば２つのローラ間に張架され、無端移動する感光体ベルトにも適用することができる。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１乃至４の発明によれば、オフセット光の像担持体への照射の有無にかかわらず、現像剤担持体上の現像剤が接離するときの像担持体への現像剤の付着を抑制し、現像剤の無駄な消費を防止できるという効果がある。
【００６７】
特に、請求項２の発明によれば、装置電源投入時又はジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作時において、ユーザの待ち時間が増加することなく、上記現像剤の無駄な消費を防止できるという効果がある。
【００６８】
また特に、請求項３の発明によれば、トナー収容器交換後のトナー補給動作開始時において、ユーザの待ち時間が増加することなく、上記現像剤の無駄な消費を防止できるという効果がある。
【００６９】
また特に、請求項４の発明によれば、上記オフセット光の像担持体への照射の有無に基づくプロセス条件の制御を容易に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るカラー複写機の制御系の構成を示すブロック図。
【図２】同カラー複写機の概略構成図。
【図３】リボルバ現像ユニットの内部構造を示す断面図。
【図４】リボルバ現像ユニットにおけるトナー循環経路を示す概念断面図。
【図５】トナー補給部の内部構造を示す断面図。
【図６】本実施形態のカラー複写機の電源投入時又はジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作時における制御を示すタイミングチャート。
【図７】同制御における現像バイアスの設定例を示す説明図。
【符号の説明】
１ カラースキャナ
２ カラープリンタ
２００ 感光体ドラム
２０３ 帯電チャージャ
２０４ 電位センサ
２０５ 光学センサ
２２０ 書き込み光学ユニット
２３０ リボルバ現像ユニット
２３１ 現像ローラ
２７５ ホームポジションセンサ
５００ 制御部
５０１ 現像ローラ駆動部
５０２ 現像バイアス制御駆動部
５０３ 帯電制御駆動部
５０５ レーザ発光駆動部
５０６ 現像リボルバ駆動部
５０７ 感光体駆動部
Claims (4)
- 表面が一方向に移動するように駆動される像担持体と、該像担持体を一様帯電する帯電手段と、画像書き込みデータに基づいて該像担持体の一様帯電された面を露光して潜像を形成する露光手段と、該像担持体の潜像が形成された面に現像剤担持体上の現像剤を接触させて該潜像を顕像化する現像手段と、該現像剤担持体にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、該現像剤担持体上の現像剤が該像担持体に接触した接触状態と該像担持体から離間した非接触状態とを切り換える現像剤接離切換手段とを備え、該画像書き込みデータに基づく露光を行わない非画像露光時に該像担持体にオフセット光が照射される画像形成装置において、
上記現像剤担持体上の現像剤を上記像担持体に対して接離させるときの該像担持体と該現像剤担持体との間の電位差を規定するプロセス条件を、上記オフセット光の該像担持体への照射の有無に基づいて制御する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 上記露光手段を、画像書き込みデータに基づいて出力光が変調される光源と、該光源からの出力光を上記像担持体の表面に走査するように回転駆動される回転多面鏡とを用いて構成した請求項１の画像形成装置であって、
装置電源投入時又はジャム処理後若しくは緊急停止後の復帰動作時において、上記光源及び上記回転多面鏡の回転駆動をＯＦＦにし、上記プロセス条件を、上記オフセット光の上記像担持体への照射が無いとして制御することを特徴とする画像形成装置。 - 上記露光手段を、画像書き込みデータに基づいて出力光が変調される光源と、該光源からの出力光を上記像担持体の表面に走査するように回転駆動される回転多面鏡とを用いて構成し、上記現像手段を、現像剤及び現像剤担持体を含む現像器と該現像器に補給されるトナーを収容する着脱可能なトナー収容器とを用いて構成し、該現像剤担持体上の現像剤が該像担持体からの離間した交換位置まで該現像器を移動させた状態で該トナー収容器を交換する請求項１の画像形成装置であって、
トナー収容器交換後の上記現像器へのトナー補給動作開始時において、上記光源及び上記回転多面鏡の回転駆動をＯＦＦにし、上記プロセス条件を、上記オフセット光の上記像担持体への照射が無いとして制御することを特徴とする画像形成装置。 - 上記バイアス電圧として、少なくとも直流成分を含む電圧を印加する請求項１、２又は３の画像形成装置であって、
上記プロセス条件が、該現像バイアス電圧の直流成分の絶対値であることを特徴とする画像形成装置。
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| JP17329897A JP3544824B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 画像形成装置 |
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-
1997
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| JPH117181A (ja) | 1999-01-12 |
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