JP5065619B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来、感光体ドラムと、この感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、前記感光体ドラムの表面にトナーを供給する現像スリーブと、前記感光体ドラムの表面に付着するトナーを除去するクリーニング部とを備えた画像形成装置が知られている。

このような画像形成装置においては、高温高湿下で感光体ドラムに水分が付着している状態で、制御部によって帯電ローラに帯電バイアスを印加すると、帯電ローラから感光体ドラムにリークが発生することがある。特に、感光体ドラムにアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を使用した場合には、感光体ドラムの表面に水分が付着し易いため、リークの発生が起こり易い。

そこで、感光体ドラムの表面の水分を除去するために、例えば特許文献１に記載されているようなトナーのせ動作およびエージング動作を行うことが考えられる。このトナーのせ動作およびエージング動作では、感光体ドラムを回転させた状態で、制御部によって現像スリーブに現像バイアスが印加されるようになっている。これにより、感光体ドラムの表面にトナーが供給されて、そのトナーと共に感光体ドラムの表面の水分がクリーニング部で除去されるようになる。
特開２００５−２０２０４４号公報

しかしながら、上記のようなトナーのせ動作およびエージング動作では、感光体ドラムの表面の水分は除去できるものの、帯電ローラには依然として水分が付着しているため、帯電ローラから感光体ドラムへのリークの発生を抑制することは難しい。

本発明は、このような事情に鑑み、帯電ローラから感光体ドラムへのリーク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。

請求項１の発明は、感光体ドラムと、この感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、前記感光体ドラムの表面にトナーを供給する現像スリーブと、前記感光体ドラムの表面に付着するトナーを除去するクリーニング部と、前記帯電ローラに帯電バイアスを印加し、前記現像スリーブに現像バイアスを印加する制御部とを備えた画像形成装置において、温度および湿度を検知する温湿度検知手段をさらに備え、前記制御部は、電源が入れられた時に、前記温湿度検知手段で検知される温度および湿度が所定値以上である場合に、前記感光体ドラムの回転を開始し、前記現像スリーブに現像バイアスを印加するとともに、それから、前記感光体ドラムの表面の水分が十分に除去される程度に設定された所定時間経過した後に、前記帯電ローラに、帯電バイアス印加時の不均一放電を防ぎつつ帯電ローラから感光体ドラムへのリークの発生を抑制することができるように、画像形成時における帯電バイアスよりも小さな帯電バイアスを印加することにより、ウォーミングアップを行うものであることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記感光体ドラムは、アモルファスシリコンを用いて構成されたものであることを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記帯電バイアスは、直流電圧に交流電圧を重畳したものであり、前記画像形成時における帯電バイアスよりも小さな帯電バイアスとは、画像形成時における帯電バイアスの直流電圧と同じ電圧値の直流電圧に、画像形成時における帯電バイアスの交流電圧よりもピーク間電圧が小さく、かつ、最小電圧が最大電圧と逆極性にならない交流電圧を重畳したものであることを特徴とするものである。

例えば、請求項４の発明のように、前記制御部は、前記帯電ローラに、交流電圧を徐々に大きくした帯電バイアスを複数回印加するものである。

請求項１の発明によれば、電源が入れられた時に高温高湿である場合に、感光体ドラムの回転を開始し、現像スリーブに現像バイアスを印加するようにしたから、感光体ドラムの表面にトナーが供給されて、そのトナーと共に感光体ドラムの表面の水分がクリーニング部で除去されるようになる。そして、感光体ドラムの表面の水分が十分に除去された所定時間経過後に、帯電ローラに帯電バイアスを印加するようにしたから、帯電ローラの内部のイオンを有効に活性化することができる。これにより、帯電ローラから感光体ドラムへのリークが起こり難くなる。しかも、この帯電バイアスは、画像形成時の帯電バイアスよりも小さいので、帯電バイアス印加時の不均一放電を防ぎつつリークの発生を抑制することができる。

請求項３の発明によれば、交流電圧の最小電圧が最大電圧と逆極性にならないようにしたから、リークの発生を効果的に抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタ１０の概略構成図である。なお、本発明は、プリンタに限らず、他の画像形成装置である複写機やファクシミリ装置、複合機等にも適用可能である。

プリンタ１０は、用紙を搬送路Ｌに沿って搬送する途中で、端末等から送られた画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであり、箱状の装置本体１の内部に、感光体ドラム１３１の表面にトナー像を形成した後にそのトナー像を用紙に転写する画像形成部１３と、画像形成部１３に用紙を供給する給紙部１２と、トナー像を用紙に定着させる定着部１４とを備えている。さらに、プリンタ１０は、図２に示すように、画像形成時に全体の制御を行うとともに、電源が入れられた時にウォーミングアップを行う制御部２と、温度および湿度を検知する温湿度検知手段（温湿度センサ）３とを備えている。

前記搬送路Ｌは、前方から後方（図１の右側から左側）に略水平に延びる水平部Ｌ１と、水平部Ｌ１の後端部から略垂直に立上る垂直部Ｌ２とを有し、側面視で略Ｌ字状をなしている。

前記給紙部１２は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に配設される給紙カセット１２１を有しており、給紙カセット１２１に収納された用紙をピックアップローラ１２ａによって取出すとともに、その用紙を給紙ローラ１２ｂ〜１２ｅによって１枚ずつ搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出し、さらに搬送路Ｌに送り出された用紙を、レジストローラ１２ｆによって一旦待機させ、所定のタイミングで画像形成部１３に供給するようになっている。

また、給紙部１２は、装置本体１の前面に設けられた開口１１内に配設された手差しユニット１２２をも有しており、手差しユニット１２２に載置された用紙をピックアップローラ１２ｇおよび給紙ローラ１２ｃ，１２ｅによって搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出すことができるようになっている。なお、開口１１は、装置本体１に揺動可能に取り付けられた蓋部材１１ａによって開閉可能となっている。

前記画像形成部１３は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の前後方向の略中央に配設される感光体ドラム１３１と、感光体ドラム１３１の上方に配設される帯電部１３２と、感光体ドラム１３１の前方に配設される現像部１３３と、感光体ドラム１３１の下方に配設される転写部１３４と、感光体ドラム１３１の後方に配設されるクリーニング部１３５と、帯電部１３２およびクリーニング部１３５並びに前記定着部２の上方に配設されるレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１６とを有している。

前記感光体ドラム１３１は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いて構成されたものであり、制御部２によって図略のドラムモータが駆動させられることにより、図１において時計回りに回転するようになっている。

前記帯電部１３２は、感光体ドラム１３１の表面を帯電させる帯電ローラ１３２ａを有している。この帯電ローラ１３２ａには、制御部２によって帯電バイアスが印加されるようになっており、これにより感光体ドラム１３１の表面が一様に帯電される。

帯電後の感光体ドラム１３１の表面には、レーザースキャナユニット１３３によって画像データに基づくレーザー光が帯電部１３２と現像部１３３との間から照射されて静電潜像が形成される。

前記現像部１３３は、感光体ドラム１３１の表面にトナーを供給する現像スリーブ１３３ａを有している。この現像スリーブ１３３ａには、制御部２によって現像バイアスが印加されるようになっており、これにより静電潜像が形成された感光体ドラム１３１の表面に現像スリーブ１３３ａからトナーが供給されて、感光体ドラム１３１の表面にトナー像が形成される。

前記転写部１３４は、転写ローラ１３４ａを有している。そして、前記給紙部１２から画像形成部１３に供給された用紙は、転写ローラ１３４ａによって感光体ドラム１３１に押し付けられながら搬送されることにより、その表面（転写面）に、感光体ドラム１３１の表面に形成されたトナー像が転写され、その後に定着部１４に送り込まれる。

なお、トナー像を転写した後の感光体ドラム１３１の表面に残留するトナー及び残留電荷は、クリーニングローラ１３５ａ等を有したクリーニング部１３５によって除去されるようになっている。

前記定着部１４は、熱ローラ１４ａと、圧力ローラ１４ｂとを有しており、これらのローラ１４ａ，１４ｂでトナー像が転写された用紙を挟み込むことにより、熱と圧力とでトナー像を用紙に定着するようになっている。

そして、トナー像が定着された用紙は、排出ローラ１８によって装置本体１の上面に形成された排出部１９に排出される。

なお、本実施形態のプリンタ１０では、搬送路Ｌの水平部Ｌ１と給紙カセット１２１との間に、スイッチバック部１５が設けられており、用紙の両面に画像を形成できるようになっている。

次に、図３および図４を参照して、制御部２が行うウォーミングアップについて説明する。

制御部２は、電源が入れられた時、あるいはスリープ状態から一定時間経過後の復帰時に、前記温湿度検知手段３で検知される温度および湿度が所定値以上（例えば温度が２８℃、湿度が８０％以上）である場合に、前記感光体ドラム１３１の回転を開始し、前記現像スリーブ１３３ａに現像バイアスを印加する。そして、制御部２は、現像スリーブ１３３ａに現像バイアスを印加してから所定時間Ｔ経過するまで感光体ドラム１３１を回転させたまま待機する。

このように、像部スリーブ１３３ａに現像バイアスを印加すれば、感光体ドラム１３１の表面にトナーが供給されて、そのトナーと共に感光体ドラム１３１の表面の水分がクリーニング部１３５で除去されるようになる。なお、前記所定時間Ｔは、感光体ドラム１３１の表面の水分が十分に除去される程度に設定されている。

次いで、制御部２は、現像バイアスを印加してから所定時間Ｔ経過した後に、前記帯電ローラ１３２ａに、画像形成時における帯電バイアスよりも小さな帯電バイアスを複数回（本実施形態では３回）印加する。その後に、制御部２は、感光体ドラム１３１の回転を停止し、これによりウォーミングアップが完了する。

画像形成時における帯電バイアスは、図４（ａ）に示すように、電圧値が例えば＋４００Ｖの直流電圧に、ピーク間電圧が例えば１２００Ｖの交流電圧を重畳したものであるのに対し、ウォーミングアップ時の帯電バイアスは、図４（ｂ）に示すように、電圧値が例えば＋４００Ｖの直流電圧に、ピーク間電圧が例えば８００Ｖ以内の交流電圧を重畳したものである。ウォーミングアップ時の帯電バイアスの交流電圧のピーク間電圧が８００Ｖ以内に抑えられているので、最大電圧と最小電圧は共にプラスになっている。

換言すれば、ウォーミングアップ時の帯電バイアスは、画像形成時における帯電バイアスの直流電圧と同じ電圧値の直流電圧に、画像形成時における帯電バイアスの交流電圧よりもピーク間電圧が小さく、かつ、最小電圧が最大電圧と逆極性にならない交流電圧を重畳したものである。

また、図４（ｂ）中の波形ａ，ｂ，ｃは、それぞれ１回目、２回目、３回目に印加する帯電バイアスの交流電圧を示す。このように、帯電バイアスの交流電圧は、１回目から３回目にかけて徐々に大きくなっている。

本実施形態のプリンタ１０では、感光体ドラム１３１の表面の水分が十分に除去された所定時間Ｔ経過後に、帯電ローラ１３２ａに帯電バイアスを印加するようにしたから、帯電ローラ１３２ａの内部のイオンを有効に活性化することができる。これにより、帯電ローラ１３２ａから感光体ドラム１３１へのリークが起こり難くなる。しかも、この帯電バイアスは、画像形成時の帯電バイアスよりも小さいので、帯電バイアス印加時の不均一放電を防ぎつつリークの発生を抑制することができる。なぜなら、長時間放置された帯電ローラ１３２ａは、ローラ内部の導電物質の活性度が下がっているので、帯電バイアス印加時に不均一放電を起こし易いからである。そして、帯電ローラ１３２ａに帯電バイアスを印加することにより、ローラ内部の抵抗不均一状態が均されるようになる。

さらに、交流電圧の最小電圧が最大電圧と逆極性にならないようにしたから、リークの発生を効果的に抑制することができる。

なお、前記実施形態では、ウォーミングアップ時の帯電バイアスを３回印加する形態を示したが、帯電バイアスを印加する回数は２回以上の複数回のうちで適宜選定することも可能であるし、１回としてもよい。帯電バイアスを１回印加する場合には、その印加時間は、例えば３０〜６０秒とすればよい。

また、前記実施形態では、帯電バイアスが直流電圧に交流電圧を重畳したものであったが、帯電バイアスは直流電圧のみであってもよい。この場合には、帯電ローラ１３２ａに、画像形成時における帯電バイアスよりも絶対値が小さな電圧値の帯電バイアスを印加すればよい。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置であるプリンタの概略構成図である。 プリンタのブロック図である。 プリンタのタイムチャートである。 （ａ）は画像形成時の帯電バイアスを示す図であり、（ｂ）はウォーミングアップ時の帯電バイアスを示す図である。

符号の説明

１０ プリンタ（画像形成装置）
１３１ 感光体ドラム
１３２ａ 帯電ローラ
１３３ａ 現像スリーブ
１３５ クリーニング部
２ 制御部
３ 温湿度検知手段

Claims (4)

1. 感光体ドラムと、この感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラと、前記感光体ドラムの表面にトナーを供給する現像スリーブと、前記感光体ドラムの表面に付着するトナーを除去するクリーニング部と、前記帯電ローラに帯電バイアスを印加し、前記現像スリーブに現像バイアスを印加する制御部とを備えた画像形成装置において、
   温度および湿度を検知する温湿度検知手段をさらに備え、
   前記制御部は、電源が入れられた時に、前記温湿度検知手段で検知される温度および湿度が所定値以上である場合に、前記感光体ドラムの回転を開始し、前記現像スリーブに現像バイアスを印加するとともに、それから、前記感光体ドラムの表面の水分が十分に除去される程度に設定された所定時間経過した後に、前記帯電ローラに、帯電バイアス印加時の不均一放電を防ぎつつ帯電ローラから感光体ドラムへのリークの発生を抑制することができるように、画像形成時における帯電バイアスよりも小さい帯電バイアスを印加することにより、ウォーミングアップを行うものであることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記感光体ドラムは、アモルファスシリコンを用いて構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記帯電バイアスは、直流電圧に交流電圧を重畳したものであり、前記画像形成時における帯電バイアスよりも小さな帯電バイアスとは、画像形成時における帯電バイアスの直流電圧と同じ電圧値の直流電圧に、画像形成時における帯電バイアスの交流電圧よりもピーク間電圧が小さく、かつ、最小電圧が最大電圧と逆極性にならない交流電圧を重畳したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記帯電ローラに、交流電圧を徐々に大きくした帯電バイアスを複数回印加するものであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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