JP5206767B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、現像ローラに担持されているトナーを感光体へ供給することによって、感光体上にトナー像を形成する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この画像形成装置では、現像ローラ上には常にトナーが担持されている。

特開２０００−１１２３１１号公報

しかしながら、前述した技術では、印字終了後、次の印字開始まで長時間あいた場合、現像ローラ上に担持されているトナーは、例えば、高温多湿環境において、吸湿などによって劣化してしまう。そして、現像ローラ上に劣化したトナーが担持された状態で印字を開始すると白抜け等が発生し画質が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、トナーの劣化による印字開始時の画質低下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。

前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、現像剤像を担持する感光体と、前記感光体に現像剤を供給する現像ローラと、前記感光体上の現像剤像を転写媒体上に転写させる転写部材と、印字の指令を受けた後、印字前に前記現像ローラ上に担持されている前記現像ローラ１周分以上の現像剤を前記感光体に吐出させ、吐出させた現像剤を前記現像ローラで回収する回収モードを実行する制御部とを備えることを特徴とする。

このように構成された画像形成装置によれば、印字指令を受けた後に回収モードを実行することで、印字前に現像ローラ上に担持されている劣化した現像剤を現像ローラ上より除去できるので、印字開始時には、現像ローラ上に新しい現像剤が担持されていることになる。そして、この新しく供給されたトナーを使用して印字を行うことができる。

本発明によれば、印字前に現像ローラに担持されている劣化したトナーを回収する回収モードを実行することで、印字開始時の画質低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタを示す側断面図である。 現像カートリッジを示す側断面図である。 回収モードの過程を説明する図であって、回収モード開始時を示す図（ａ）と、現像ローラ上のトナーが感光ドラムへ吐出されている状態を示す図（ｂ）と、現像ローラから感光ドラムにトナーを全て吐出した状態を示す図（ｃ）と、感光ドラムに吐出されたトナーが取り除かれている状態を示す図（ｄ）と、回収モード終了時を示す図（ｅ）と、変形例に係る回収モード終了時を示す図（ｆ）である。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、レーザプリンタ１（画像形成装置）の全体構成を簡単に説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明する。

また、以下の説明においては、レーザプリンタ１の使用時におけるユーザを基準にした方向で説明することにする。すなわち、図１においては、右側を「前側」とし、左側を「後側」とし、紙面垂直方向のうち奥側を「右側」として、紙面垂直方向のうち手前側を「左側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

＜レーザプリンタの全体構成＞
レーザプリンタ１は、図１に示すように、本体ケーシング２内に転写媒体の一例としての用紙３を給紙するための給紙部４や、用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

給紙部４は、本体ケーシング２内の下部に着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７と、用紙３の搬送などを行う各種ローラ１１とを備えている。給紙トレイ６内に収容された用紙３は、用紙押圧板７によって上方に寄せられ、各種ローラ１１によって画像形成部５に搬送される。

画像形成部５は、スキャナユニット１６、プロセスカートリッジ１７、定着部１８、制御部６０などを備えている。

スキャナユニット１６は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、画像データに基づくレーザ光が、ポリゴンミラー１９、レンズ２０，２１、反射鏡２２，２３，２４などを通って（２点鎖線参照）、感光ドラム２７の表面上に高速走査にて参照される。

プロセスカートリッジ１７は、本体ケーシング２の手前側に設けられたフロントカバー２Ａを開くことで、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着される構造となっている。そして、このプロセスカートリッジ１７は、現像カートリッジ２８と、ドラムユニット３９とで主に構成されている。

現像カートリッジ２８は、ドラムユニット３９に装着された状態で、本体ケーシング２に対して着脱自在となっている。なお、現像カートリッジ２８は、本体ケーシング２に固定されたドラムユニット３９に対して着脱自在に構成されていてもよい。

現像カートリッジ２８は、図２に示すように、現像フレーム５０、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２および供給ローラ３３を備え、現像フレーム５０にはトナー収容室３４が形成されている。

この現像カートリッジ２８では、トナー収容室３４内の現像剤の一例としてのトナーが、アジテータ３４Ａで撹拌された後、供給ローラ３３により現像ローラ３１に供給され、このとき、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦耐電される。現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って、層厚規制ブレード３２と現像ローラ３１との間に浸入し、さらに摩擦帯電されつつ、一定の厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持される。

ドラムユニット３９は、感光体の一例である感光ドラム２７、スコロトロン型帯電器２９および転写部材の一例である転写ローラ３０を主に備えている。そして、このドラムユニット３９内において、感光ドラム２７の表面は、スコロトロン型帯電器２９により一様に正帯電された後、スキャナユニット１６からのレーザ光の高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１の表面に担持されている正帯電されたトナーが、感光ドラム２７の表面上に形成された静電潜像に供給されて、感光ドラム２７の表面上にトナー像（現像剤像）が形成される。その後、感光ドラム２７と転写ローラ３０の間で用紙３が搬送されることで、感光ドラム２７の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。このとき、転写ローラ３０には、トナーの帯電極性（正）とは逆極性の転写バイアスが印加されている。

図１に示すように、定着部１８は、加熱ローラ４１と、加熱ローラ４１を加圧する加圧ローラ４２とを備えている。そして、定着部１８では、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させている。なお、定着部１８で熱定着された用紙３は、定着部１８の下流側に配設される排紙ローラ４５に搬送され、この排紙ローラ４５から排紙トレイ４６上に送り出される。

制御部６０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを有し、予め用意されたプログラムに従って、後述する回収モードを実行する。また、制御部６０には、現像カートリッジ２８の下方に設けられ、現像ローラ３１の周囲の温度を検知する検知手段の一例である温度センサＴＨが接続されている。

＜回収モード＞
次に制御部６０が実行する回収モードについて詳しく説明する。
制御部６０は、印字の指令を受けた後に、温度センサＴＨが検知した現像ローラ３１の周囲の温度を読み込み、この温度が所定値以上であった場合に、印字開始前に回収モードを実行する。

制御部６０が実行する回収モードでは、印字前に現像ローラ３１上に担持されている現像ローラ３１の１周分の古いトナーＴ１（図３（ａ）参照）を、感光ドラム２７に吐出させ、吐出させた古いトナーＴ１を現像ローラ３１で回収する制御が行われる。

具体的には、回収モードが実行されると、まず、図３（ａ）に示すように、感光ドラム２７、現像ローラ３１及び供給ローラ３３が回転し始める。そして、スキャナユニット１６による感光ドラム２７表面の露光が開始され、感光ドラム２７の表面が全幅（印字範囲）に渡って連続的に露光される。この露光は、現像ローラ３１の１周分以上に相当する時間継続する。

そして、感光ドラム２７と現像ローラ３１の当接部分に感光ドラム２７の露光された表面が到達すると、現像ローラ３１と感光ドラム２７の電位差によって、古いトナーＴ１が感光ドラム２７に引き寄せられるので、図３（ｂ）に示すように、現像ローラ３１上に担持されている古いトナーＴ１が感光ドラム２７上に吐出され始める。なお、回収モード実行中においては、転写ローラ３０には、０Ｖまたは感光ドラム２７に担持されている古いトナーＴ１の極性と同極性の、望ましくは、感光ドラム２７の露光された表面よりも高い電圧が印加される。このように電圧を印加することで、感光ドラム２７上の古いトナーＴ１が転写ローラ３０に転写されるのを抑制することができる。

そして、現像ローラ３１に担持されていた古いトナーＴ１が感光ドラム２７へ吐出されると、供給ローラ３３によって、現像ローラ３１上に新しいトナーＴ２が供給され始める。そして、図３（ｃ）に示すように、現像ローラ３１上に担持されていた古いトナーＴ１が全て感光ドラム２７へ吐出されると、現像ローラ３１上には、新しいトナーＴ２が担持された状態となる。

そして、感光ドラム２７が担持する古いトナーＴ１が再び感光ドラム２７と現像ローラ３１の当接部分に到達すると、図３（ｄ）に示すように、現像ローラ３１によって古いトナーＴ１が感光ドラム２７から徐々に回収されていく。

この回収モードは、現像ローラ３１から感光ドラム２７への古いトナーＴ１を吐出し終わってから少なくとも感光ドラム２７が１周する間実行される。このように、古いトナーＴ１の吐出終了から感光ドラム２７が少なくとも１周すれば、図３（ｅ）に示すように、感光ドラム２７上の古いトナーＴ１が全て取り除かれた状態となる。

そして、以上のような回収モードが終了すると、スキャナユニット１６からの画像データに基づくレーザ光によって感光ドラム２７が露光され始め、印字が開始される。

なお、感光ドラム２７の表面から取り除かれた古いトナーＴ１は、印字開始後、現像ローラ３１に回収され、トナー収容室３４内へ戻される。このトナー収容室３４内へ戻ったトナーは、新しいトナーＴ２と混合され、再利用される。このように、トナー収容室３４内へ戻ったトナーは、新しいトナーＴ２と混合されるので、再利用時に、画質に与える影響はほとんどなくなる。

以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
制御部６０が、印字の指令を受けた後、印字前に現像ローラ３１上に担持されている現像ローラ３１の１周分以上の古いトナーＴ１を、感光ドラム２７に吐出させ、吐出させた古いトナーＴ１を現像ローラ３１で回収する回収モードを実行することで、新しいトナーＴ２で印字を開始することができるため、印字開始時の画質の低下を抑制することができる。

そして、制御部６０は、温度センサＴＨによって検出された現像ローラ３１の周囲の温度が所定値以上の場合に、回収モードを実行するので、トナーが劣化しやすい高温下で、印字前に現像ローラ３１に担持されている劣化した古いトナーＴ１を予め取り除いてから印字を開始することができる。

制御部６０は、回収モードを、現像ローラ３１から感光ドラム２７へ古いトナーＴ１を吐出し終わってから少なくとも感光ドラム２７が１周する間実行し、その後、印字を開始させるので、感光ドラム２７上の古いトナーＴ１が、全て取り除かれた状態で印字を開始することができる。これにより、感光ドラム２７上に古いトナーＴ１が残ることで生じる露光不良を抑制することができる。

転写ローラ３０は、回収モード実行中に、０Ｖまたは感光ドラム２７に担持されている古いトナーＴ１の極性と同極性の電圧が印加されているので、古いトナーＴ１が転写ローラ３０に転写されるのを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、検知手段として温度センサＴＨを採用していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、検知手段として湿度センサを採用しても良い。このように、現像ローラ３１の周囲の湿度を検知することで、トナーが劣化しやすい高湿度になった場合に、回収モードを実行することが可能となる。

また、高温多湿であるかどうかを判断する手段として、転写ローラ３０の抵抗値から判断をしてもよい。高温多湿下においては、イオン導電材料からなる転写ローラ３０の抵抗値は小さくなる。そこで、転写ローラ３０の抵抗値が所定値以下である場合に、制御部６０は、現像ローラ３１の周囲が高温多湿であると判断し、印字前に回収モードを実行してもよい。

また、前記実施形態では、回収モードを実行する条件が現像ローラ３１の周囲の温度が所定値以上の場合としていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前回の印字指令による印字の終了（例えば、用紙３の排出終了や、モータの停止等）から一定時間以上あけて印字の指令を受けた場合、電源投入後に初めて印字指令を受けた場合及び新たな印字の指令を受け、スリープモードから復帰した場合のいずれかに該当した場合に、印字の指令を受けた後、印字前に回収モードを実行してもよい。

ここで、スリープモードとは、定着部１８の温度を、通常のすぐに印字が開始できるレディ状態での温度よりも、下げている状態を指す。

このように構成することにより、前回の印字から時間をあけて印字する場合であっても、現像ローラ３１に担持されていた古いトナーＴ１を取り除いてから印字を開始することができる。

また、回収モードを実行する条件として、印字の指令の印字面積率が所定値以上の場合に、印字の指令を受けた後、印字前に回収モードを実行してもよい。例えば、黒べたを印字する際には、トナーの劣化による画質の低下が顕著になるが、この様な場合に回収モードを実行することで、画質低下を抑制することができる。

また、前記実施形態では、回収モードは、現像ローラ３１から感光ドラム２７へ古いトナーＴ１を吐出し終わってから少なくとも感光ドラム２７が一周する間実行されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、回収モードは、図３（ｆ）に示すように、少なくとも現像ローラ３１から感光ドラム２７に吐出させた古いトナーＴ１が感光ドラム２７上の露光位置２７Ａを過ぎるまでの間実行され、その後、印字（露光）が開始されてもよい。これにより、前記実施形態と比較して、印字開始までの時間を短縮することができる。

前記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複写機や複合機などであってもよいし、多色画像を形成するカラープリンタやカラー複写機、カラー複合機などであってもよい。

１ レーザプリンタ
２７ 感光ドラム
２７Ａ 露光位置
３０ 転写ローラ
３１ 現像ローラ
３３ 供給ローラ
３４ トナー収容室
６０ 制御部
Ｔ１ 古いトナー
Ｔ２ 新しいトナー
ＴＨ 温度センサ

Claims (10)

1. 現像剤像を担持する感光体と、
   前記感光体に現像剤を供給する現像ローラと、
   前記感光体上の現像剤像を転写媒体上に転写させる転写部材と、
   印字の指令を受けた後、印字前に前記現像ローラ上に担持されている前記現像ローラ１周分以上の現像剤を前記感光体に吐出させ、吐出させた現像剤を前記現像ローラで回収する回収モードを実行する制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記回収モードは、少なくとも前記現像ローラから前記感光体に吐出させた現像剤が前記感光体上の露光位置を過ぎるまでの間実行され、その後、印字が開始されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前回の印字終了から一定時間以上あけて印字の指令を受けた場合に、その印字指令を受けた後、印字前に前記回収モードを実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、印字指令を受けてスリープモードから復帰した場合に、印字前に前記回収モードを実行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、電源投入後に初めて印字指令を受けた場合に、その印字指令を受けた後、印字前に前記回収モードを実行することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記現像ローラの周囲の温度および湿度の少なくとも一方を検知する検知手段をさらに備え、
   前記制御部は、前記検知手段が検知した検知結果が所定値以上の場合に、前記回収モードを実行することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記転写部材の抵抗値が所定値以下の場合に、前記回収モードを実行することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記印字の指令の印字面積率が所定値以上の場合に、その印字前に前記回収モードを実行することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記回収モードは、前記現像ローラから前記感光体へ現像剤を吐出し終わってから少なくとも前記感光体が１周する間実行され、その後、印字が開始されることを特徴とする請求項１から請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記転写部材は、前記回収モード実行中に、０Ｖまたは現像剤の帯電極性と同極性の電圧が印加されていることを特徴とする請求項１から請求項９に記載の画像形成装置。

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