JP4259883B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に除電手段が正常に動作しているか否かを判別する機能を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置には、白黒またはカラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいは、これらの複数の機能が組み合わされた複合機などがある。
【０００３】
従来の電子写真方式を用いた画像形成装置は、例えば特許文献１に示すように、像担持体となる感光体およびこの感光体に作用する帯電、露光、現像、転写、除電、定着などの各プロセス手段を有し、これらのプロセス手段を用いて感光体上に形成されたトナー画像を、被記録媒体である用紙へ転写して定着することにより印字処理を行っている
【０００４】
ところが、用紙に転写されずに一部感光体上に残留する帯電電荷とトナーを、そのままの状態にして次の画像形成プロセスに移ると、次に形成される画像に様々な不具合が生じてしまう。このため、転写後のプロセスにおいて、感光体上のトナーや残留電荷を除去するため、クリーニング装置と除電手段としての除電器が通常使用される。
【０００５】
このような除電器はＬＥＤなどの発光体で構成される光除電器や、スコロトロン除電器などがあり、これらの除電器に異常が生じると、前記した画像の不具合が発生してしまう。従って、特許文献２は、トナー画像を用紙に定着する場合に使用するフラッシュ定着器のフラッシュ光の一部を、除電のための光として利用し、構成を簡素化する方法を提案している。また、特許文献３によると、除電手段などの定期点検を省略するために、感光体を常に帯電してその全面にトナー画像を形成しておき、形成する画像に対応するトナーのみ用紙に転写する方法を採用し、除電手段の必要性をなくしている。
【０００６】
また、従来から一般的に行われている除電器の異常検知方法として、除電器に流れ込む電流値を検知して、電流値が所定の値より大きく異なる場合に、断線あるいは短絡と判断する方法がある。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３２６１０２７号公報
【特許文献２】
特開平６−２３６１３３号公報
【特許文献３】
特開平５−３０３２５０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献２が提案する方法では、フラッシュ定着方式を採用する画像形成装置でのみ実現可能で、そのためには大型の定着装置が必要であり、画像形成装置も大型化してしまう。また、特許文献３が提案する方法では、複雑な制御と構成を要する転写装置が必要であり、画像を形成する部分のみトナーを用紙に転写する場合、余分なトナーも転写される可能性が大きく一般的に実施されていない方法である。また、除電器そのものの異常を検出するため、除電器の電流値を検知する方法は、その電流を検知するための専用の回路が必要となり、部品点数が増え、コストが増大するという問題がある
【０００９】
本発明は、斯かる実状に鑑みなされたものであり、プロセスや方式の変更を伴わず、また新たな部品や回路を付加することなく、除電器の異常検知をおこなうことが可能な画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
上記目的を達成するために、本願発明では、像担持体と、像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、像担持体にトナー像を現像する現像手段と、像担持体に現像されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、像担持体の表面の電荷を除電する除電手段と、所定のタイミングに従い順次、帯電手段、現像手段、転写手段、および除電手段の動作を制御して印字処理を行う制御手段とを備えてなる画像形成装置において、所定の時間、前記帯電手段の動作を停止し、前記除電手段により除電された像担持体の表面が、前記帯電手段により帯電されずに前記現像手段を介することにより現像されるトナー像の有無によって除電手段の動作の確認をするように構成されている。
【００１１】
また、本発明によれば、像担持体と、像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、像担持体にトナー像を現像する現像手段と、像担持体に現像されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、像担持体の表面の電荷を除電する除電手段と、所定のタイミングに従い順次、帯電手段、現像手段、転写手段、および除電手段の動作を制御して印字処理を行う制御手段とを備えてなる画像形成装置において、前記現像手段は反転現像方式を備え、所定の時間、前記帯電手段の動作を停止し、前記除電手段により除電された像担持体の表面が、前記帯電手段により帯電されずに前記現像手段を介することにより、前記除電手段が正常である場合には、前記像担持体上にトナー像の帯となって顕在し、前記除電手段が異常である場合には、前記像担持体上にトナー像の帯が顕在せず、該トナー像の有無を濃度センサを介して検知して除電手段の動作の確認をするように構成されている。
【００１３】
中間転写体を使用する場合、前記トナー像の有無は、前記像担持体上で形成されてから中間転写体に転写されたトナー像の有無であり、該中間転写体上のトナー像の有無を濃度センサを介して検知して除電手段の動作を確認する。
【００１４】
更に本発明によれば、前記除電手段は発光体により構成され、該発光体の光により除電を行うものである。
【００１５】
或いは、前記除電手段は、前記担持体上の電荷を除去するよう構成された帯電体であり、該帯電体からの帯電により除電を行うものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を添付図に基づいて説明する。図１は、本発明が適用される画像形成装置の一実施例を示している。図１において、時計回りに回転する像担持体（感光体）１の周囲に、その回転方向に沿って主帯電器２、現像器４、濃度センサ８、転写ローラ５、クリーニング器６、および除電器７が配設されている。
【００１７】
現像器４は、現像ローラ４ａを備え、該現像ローラ４ａの表面は前記感光体１の表面と所定の間隔離間している。そして、現像器４はトナーコンテナ４ｂから適宜所定量のトナーが供給可能に構成されている。
【００１８】
感光体１の上部には、感光体１の表面に画像ドットを形成する露光装置３が設けられ、該露光装置３は、図示しないレーザ光源からのレーザビームを反射して走査するポリゴンミラー、さらに、ポリゴンミラーからのレーザビームを、反射ミラー３ａを介して主帯電器２と現像ローラ４ａとの間の感光体１の表面に、画像ドットを結像する光学系を有して構成されている。
【００１９】
画像形成装置の下部には、後述する画像形成装置を制御する制御回路が収納される図示しない基部が装着され、該基部の上側には用紙カセット９が外部から着脱可能に配置されている。また、該用紙カセット９には、用紙Ｐが集積載置されており、図示しない搬送ローラにより搬送可能に構成されている。
【００２０】
画像形成装置の左方には定着部１０があり、感光体１と転写ローラ５間を通過した用紙Ｐは定着部１０により定着され、定着後の用紙Ｐは図示しない排紙ローラにより図示しない転写済み用紙集積庫に集積されるように構成されている。
【００２１】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。感光体１として、電荷発生材と電子輸送材および正孔輸送材とを樹脂バインダー中に分散させた感光層を略φ３０ｍｍのアルミ管表面に塗工してなる分散型の単層感光体を用い、図上時計周りに周速略９３ｍｍ／ｓで回転させる。主帯電器２は、スコロトロン帯電器とし、感光体１を略４４０Ｖの表面電位に一様に帯電させる。露光装置３は、レーザビームユニットとし、波長７８０ｎｍ、光量１．０μＪ／ｃｍ²のレーザビームを照射し、静電潜像を感光体１の表面に形成する。
【００２２】
また、現像ローラ４ａは、磁石体を内包したアルミスリーブとし、アルミスリーブ上へＤＣ３３０Ｖに振幅１．６５ｋＶ、周波数２．４ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比５０％の矩形波を重畳した現像バイアスを印加して、感光体１の表面に形成された静電潜像を現像する。このときの感光体１と現像ローラ４ａのアルミスリーブとの間隙は０．３ｍｍとした。
【００２３】
感光体１上で現像されたトナーは、ＤＣ−８００Ｖ〜１２００Ｖを印加した転写ローラ５によって用紙Ｐに転写される。このとき、転写されずに感光体１上に残った残留トナーは、クリーニング器６の感光体１に圧接したゴムブレード６ａによってクリーニングされる。ゴムブレード６ａは、硬度６５°のウレタンゴムを用い、厚み、自由端、くいこみ量を調整して、感光体１に対する圧接力が１７ｇ／ｃｍとなるように調整した。
【００２４】
次に、制御回路の構成について説明する。図２は、プロセスタイミングを決定するための制御回路のブロック図である。エンジン制御装置２１がコントローラ２０からプリント信号を受け取ると、駆動・給紙手段２２を介して、駆動および給紙を開始する。このとき、略同タイミングで高圧発生手段２４を介して、主帯電器２に所定の電圧を印加するとともに、除電器７をオンする。次に、高圧発生手段２４を介して、画像形成手段２５に所定の電圧を随時印加する。なお、画像形成手段２５は、感光体１、現像器４、あるいは転写ローラ５などの各プロセス手段などを含み、印字処理する際に動作させる手段を示すものとする。そうして、静電潜像が感光体１上に形成されて現像されると、その現像された画像濃度を画像濃度測定手段２３を介して測定する。
【００２５】
より具体的に図３を参照して説明する。図３は、それぞれのプロセスのタイミングを示した図であり、（ａ）は画像が用紙に記録される通常の画像形成時であり、（ｂ）は除電器７の異常判別時のタイミングを示している。
【００２６】
通常の印字動作を行う場合、図示しない印字開始信号により、図３（ａ）に示すように、駆動・給紙手段２２が動作開始する（メインモータＯＮ）とともに、除電器７が動作開始する。さらに所定の遅延時間後、主帯電器２が動作開始する。次に、前記駆動・給紙手段２２によって搬送されている用紙Ｐが所定の位置に到達して用紙先端検知手段（レジストセンサ）により検知されると、所定のタイミングで、露光が開始され、現像ローラ４ａへの現像バイアスの印加、および転写ローラ５への転写バイアスの印加を順次開始させる。このとき、露光と現像バイアスと転写バイアスは用紙先端部に対応する感光体１上の領域から動作を開始するようにしている。
【００２７】
従って、現像バイアスの開始タイミングは、感光体１の周速と、転写ローラ５と現像ローラ４ａの位置関係から決められる。本実施例では、感光体１の現像位置から転写位置までに到達する時間、すなわち感光体１上で現像が開始される部分となる用紙先端に対応する領域が転写位置に達するまでの時間である２６０ｍｓｅｃ遡った時点で動作開始するようにしている。このような一連のタイミングに基づいて画像に応じた静電潜像が感光体１上に形成されて現像器４により現像され、転写ローラ５により用紙Ｐに転写される。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示すように、除電器７の異常をチェックするテストモード時のタイミングについて説明する。テストモード時では、給紙と露光は実際には行われない。図示しない印字開始信号により、駆動・給紙手段２２が開始する（メインモータＯＮ）が、実際の給紙は行われず、ほぼ同時に除電器７が動作開始する。さらに所定の遅延時間後、主帯電器２が動作開始する。その後、所定の遅延タイミングで、現像ローラ４ａへの現像バイアスの印加、および転写ローラ５への転写バイアスの印加を順次開始させる。このとき、現像バイアスと転写バイアスは用紙Ｐが搬送されていると仮定して、その先端部に対応する感光体１上の領域から動作を開始するようにしているが、実際には用紙Ｐを搬送しないので、転写バイアスは動作させなくてもよい。また、現像バイアスは、用紙Ｐとのタイミングを取る必要はないので、主帯電器２が動作開始をした時の感光体１上の領域が現像ローラ４ａに到達した以降で、且つ主帯電器２が一時動作停止をした時の感光体１上の領域が現像ローラ４ａに到達する以前であれば、いつ印加を開始してよい。
【００２９】
メインモータが定常回転に達したＡ点から、感光体１が一周するＢ点までの間に、主帯電器２の動作を所定の時間停止する。主帯電器２の動作停止タイミングは、Ａ点−Ｂ点間の任意のタイミングであり、動作再開タイミングは、Ａ点−Ｂ点間で前記動作停止タイミング後の任意のタイミングであるが、後述するトナーの帯を濃度センサ８が確実に検知できるような停止時間が望ましい。
【００３０】
前記のように主帯電器２が一時動作停止する時間は、感光体１表面が主帯電器２により帯電され、除電器７が正常に動作していれば、感光体１表面の電荷が除去された状態、すなわち露光装置３によって露光された領域と同じ状態になるので、感光体１の表面電位はほぼ０Ｖになり、その領域は、反転現像（感光体１の表面電位が低い部分はトナーが付着し、高い部分にトナーが付着しない）を行う現像器４によって黒く（黒トナーの場合）現像される。この場合、感光体１の周速×主帯電器２の停止時間に相当する幅のトナーの帯が、感光体１表面にその軸方向に平行して現像される。前記主帯電器２が動作停止する時間以外のＡ点−Ｂ点間は、感光体１の表面が帯電されたままなので、その表面電位は高く、現像器４のトナーによって現像されることはない。
【００３１】
除電器７に異常があって正常に動作していない場合は、図中Ａ点−Ｂ点以前の感光体１の回転時に、感光体１表面が主帯電器２により帯電されているので、前記のように主帯電器２がＡ点−Ｂ点間で一時動作停止しても、感光体１表面の電荷が除電器７により除去されていない状態、すなわち露光装置３によって露光されていない領域と同じ状態になるので、感光体１の表面電位が残ったままになり、反転現像（感光体１の表面電位が低い部分はトナーが付着し、高い部分にトナーが付着しない）を行う現像器４によって現像されることはない。前記主帯電器２が動作停止する時間以外のＡ点−Ｂ点間も、感光体１の表面が帯電されるので、その表面電位は高く、現像器４のトナーによって現像されることはない。すなわち、感光体１の表面全域に渡って現像されない状態となる。
【００３２】
このように、除電器７の異常をチェックするテストモードでは、除電器７が正常であると、感光体１の軸方向にトナーの帯が現像される。反対に、除電器７が異常である場合、感光体１上の領域にトナーの帯は存在しないことになる。図２に示した画像濃度測定手段２３（例えば図１の濃度センサ８）を利用すると、感光体１上のトナー画像濃度を測定することができるので、画像濃度測定手段２３が図３(ｂ)に示すように、除電器７が正常である場合は、前記主帯電器２の動作停止時間に相当する部分のトナー濃度を感光体１上で検知しており、除電器７が異常である場合は検知しない。つまり、画像濃度測定手段２３がトナーの帯を検知しないと、除電器７が異常であると判断することが可能になる。
【００３３】
前記したテストモード時に動作する除電器７の異常チェックは、画像形成装置の電源を投入した時や必要時に自動的に動作する自己診断モードや、必要に応じて動作させる手動テストモードなどに組み込むことも可能であるが、このような使用形態に限定されるものではない。
【００３４】
また、本実施例で説明した具体的な構成要素は、実際には様々な形態がある。例えば主帯電器２はスコロトロン方式の例を挙げたが、導電性ローラによるローラ帯電方式でも可能であり、除電器７もＬＥＤ発光体に限らず、フィラメントランプや、ＡＣ帯電による除電も可能である。転写ローラ５はスコロトロン方式による転写帯電を使用しても可能である。現像器４は反転現像方式を使用する例で説明したが、非反転現像方式でも可能であり、その場合は前記黒い帯は黒地に白い帯になり、除電器７の異常時には感光体上の全域がトナーにより現像されることになる。このように、本発明は本実施例で説明した具体的な形態の構成部品に限定されるものではない。
【００３５】
図示して説明はしなかったが、カラー画像形成装置のように、感光体１上で画像を形成したあと、その画像を転写ドラムなどと呼称される中間転写体に一旦転写して、それから用紙に再転写する場合もある。このように中間転写体を使用する例では、除電器７のチェック動作を行わせて感光体１上にトナーの帯を形成し、そのトナーの帯を中間転写体に転写してから、画像濃度測定手段２３である濃度センサ８で検知するようにしてもよい。
【００３６】
さらに、本実施例で説明した数値やタイミングは一つの実施例にすぎず、本発明はそれらの数値やタイミングに限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において様々な変形や組み合わせが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、主帯電を一時動作停止させることにより、除電器が正常な場合と異常な場合とで、感光体上に現像されるトナーのパターンが明らかに異なる。このパターンの違いを、通常画像形成装置に備わっている画像濃度測定手段により検出すれば、除電器の異常を簡単に判断することができる。また、除電器の異常検知を行うために特別な部品や回路を必要とせず、コストが増大しない。さらに、除電器の異常検知動作を画像形成装置に通常備わっている自己診断動作に組み込むことによって、用紙を無駄に使用することなく、利用者が意識せずにチェックを行うことも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用される画像形成装置の一実施例を示している。
【図２】 プロセスタイミングを決定するための制御回路のブロック図である。
【図３】 それぞれのプロセスのタイミングを示した図であり、（ａ）は画像が用紙に記録される通常の画像形成時であり、（ｂ）は除電器７の異常判別時のタイミングを示している。
【符号の説明】
１ 感光体
２ 主帯電器
３ 露光装置
３ａ 反射ミラー
４ 現像器
４ａ 現像ローラ
４ｂ トナーコンテナ
５ 転写ローラ
６ クリーニング器
６ａ ゴムブレード
７ 除電器
８ 濃度センサ
９ 用紙カセット
１０ 定着部
２０ コントローラ
２１ エンジン制御装置
２２ 駆動・給紙手段
２３ 画像濃度測定手段
２４ 高圧発生手段
２５ 画像形成手段
Ｐ 用紙

Claims (5)

1. 像担持体と、像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、像担持体にトナー像を現像する現像手段と、像担持体に現像されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、像担持体の表面の電荷を除電する除電手段と、所定のタイミングに従い順次、帯電手段、現像手段、転写手段、および除電手段の動作を制御して印字処理を行う制御手段とを備えてなる画像形成装置において、
   所定の時間、前記帯電手段の動作を停止し、前記除電手段により除電された像担持体の表面が、前記帯電手段により帯電されずに前記現像手段を介することにより現像されるトナー像の有無によって除電手段の動作の確認をすることを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体と、像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、像担持体にトナー像を現像する現像手段と、像担持体に現像されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、像担持体の表面の電荷を除電する除電手段と、所定のタイミングに従い順次、帯電手段、現像手段、転写手段、および除電手段の動作を制御して印字処理を行う制御手段とを備えてなる画像形成装置において、
   前記現像手段は反転現像方式を備え、
   所定の時間、前記帯電手段の動作を停止し、前記除電手段により除電された像担持体の表面が、前記帯電手段により帯電されずに前記現像手段を介することにより、前記除電手段が正常である場合には、前記像担持体上にトナー像の帯となって顕在し、前記除電手段が異常である場合には、前記像担持体上にトナー像の帯が顕在せず、該トナー像の有無を濃度センサを介して検知して除電手段の動作の確認をすることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記トナー像の有無は、前記像担持体上で形成されてから中間転写体に転写されたトナー像の有無であり、該中間転写体上のトナー像の有無を濃度センサを介して検知して除電手段の動作を確認することを特徴とする請求項 2 に記載の画像形成装置。
4. 前記除電手段は発光体により構成され、該発光体の光により除電を行うことを特徴とする請求項 1 乃至請求項 4 のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記除電手段は前記像担持体上の電荷を除去するよう構成された帯電体であり、該帯電体からの帯電により除電を行うことを特徴とする請求項 1 乃至請求項 4 のいずれかに記載の画像形成装置。

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