JP5618074B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1〜図4にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
本実施の形態1における画像形成装置1は、複数のプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BK(作像部)が中間転写ベルト17に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。
各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKにおける感光体ドラム11(像担持体)上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される。
まず、原稿は、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示である。)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
書込み部6において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。図示は省略するが、レーザ光は、ポリゴンミラーに入射して反射した後に、複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように1次転写ローラ14が設置されている。そして、1次転写ローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(第1転写工程である。)。
その後、感光体ドラム11表面は、潤滑剤供給装置16の位置と除電部(不図示である。)の位置とを順次通過して、感光体ドラム11における一連の作像プロセスが終了する。
その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部(不図示である。)の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収されて、中間転写ベルト17上の一連の転写プロセスが完了する。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された転写紙Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ19に導かれる。レジストローラ19に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト17上のトナー像とタイミングを合わせて、2次転写ローラ18の位置に向けて搬送される。
そして、定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ29によって装置本体1外に出力画像として排出された後に、排紙部5上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
なお、図2は黒色用作像部としてのプロセスカートリッジ10BK(モノクロ用のプロセスカートリッジ)を示す構成図である。モノクロ用のプロセスカートリッジ10BKと、カラー用のプロセスカートリッジ10Y、10M、10Cと、は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、ほぼ同じ構成部材によって構成されているため、カラー用のプロセスカートリッジ10Y、10M、10Cの図示と説明は適宜省略する。
図示は省略するが、感光体ドラム11は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層(表面層)が順次積層されている。
感光体ドラム11の導電性支持体(基層)としては、体積抵抗が1010Ωcm以下の導電性材料を用いることができる。
そして、帯電ローラ12には電源部としてのAC電源部41から所定の電圧(帯電バイアス)が印加されて、これにより対向する感光体ドラム11の表面を一様に帯電する。
このように構成された潤滑剤供給装置16によって、感光体ドラム11上に薄層化された潤滑剤が供給される。
現像ローラ13aは、図2中の矢印方向(反時計方向)に回転している。現像部13内の現像剤は、間に仕切部材を介在するように配設された第1搬送スクリュ13b1及び第2搬送スクリュ13b2の回転によって、不図示のトナー補給部によってトナー容器28から補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向である。)。
図2を参照して、電源部としてのAC電源部41は、電圧調整手段としての制御部40による制御によって、感光体ドラム11(像担持体)を帯電する帯電ローラ12(帯電部材)に電圧(AC電圧)を印加する。ここで、装置1には、帯電ローラ12に流れるAC電流(電流)の値を検知する電流検知手段としてのAC電流検知部42が設置されている。そして、電圧調整手段としての制御部40によって、AC電流検知部42(電流検知手段)によって検知されるAC電流が所定の目標範囲内になるようにAC電源部41における出力電圧(帯電AC出力電圧)が調整される(帯電ローラ12に印加されるAC電圧が調整される)。すなわち、帯電ローラ12は、AC電流検知部42による検知結果に基いたフィードバック制御によって定電圧制御されることになる。そして、帯電ローラ12と感光体ドラム11との微小ギャップ間で生じる放電によって、感光体ドラム11の表面が帯電されることになる。
なお、本実施の形態1では、AC電流検知部42によって帯電ローラ12に流れるAC電流(電流)の値を直接的に検知するように構成したが、AC電流検知部42によって帯電ローラ12に流れるAC電流(電流)の値を感光体ドラム11を介して間接的に検知するように構成することもできる。
ここで、閾値VAは、AC電源部41の容量(電源容量)から予め定められた値であって、AC電源部41の容量を超える過大な電流が流れることによる帯電ローラ12や感光体ドラム11やAC電源部41への負荷を低減するためのものである。
これに対して、ステップS1にて、前回の出力電圧V0が閾値VAよりも小さくないものと判別された場合には、今回の調整を開始するときの出力電圧(帯電AC出力調整開始電圧)として所定電圧VB(閾値VA以下となる電圧である。)の値が設定される(ステップS3)。すなわち、装置の立ち上げ時において、制御部40からAC電源部41に出力要求があった時点で、帯電ローラ12に過電流が流れるものと判断された場合に、過電流が生じないように閾値VA以下の所定電圧VBが帯電AC出力調整開始電圧として設定される。
なお、上述した所定電圧VBとして、閾値VAを用いることもできる。
さらに、上述した制御は、前回の出力電圧V0が閾値VAよりも小さいものと判別された場合に、今回の調整を開始するときの出力電圧(帯電AC出力調整開始電圧)として前回の出力電圧V0の値を設定して、帯電ローラ12に印加される電圧の調整を開始するので、その調整にかかる時間(調整時間)を短縮化することができる。したがって、ユーザーに対する「お待たせ時間」を低減することができる。
図4に示すように、帯電AC電流―帯電AC電圧特性がグラフQ0の状態で帯電AC出力電圧を図中のX点に対応する値となるように決定した後に、環境変動等により帯電ローラ12の抵抗値が変化して、帯電AC電流―帯電AC電圧特性がグラフQ1の状態に変わってしまった場合、上述したX点で決定した帯電AC出力電圧を帯電AC出力調整開始電圧として設定して調整制御を開始してしまうと、図中の○印で示す限界電流値を超えた過電流が帯電ローラ12に流れてしまうことになる。
これに対して、本実施の形態1における制御をおこなうことで、環境変動等により帯電ローラ12の抵抗値が変化して、帯電AC電流―帯電AC電圧特性がグラフQ0の状態からグラフQ1の状態に変わってしまった場合であっても、グラフQ0の状態で決定された帯電AC出力電圧(図中のX点に対応する出力電圧であって、前回の出力電圧V0である。)が閾値VA以上であると判断されて、閾値VA以下の所定電圧所定電圧VB(ここでは、閾値VAとしている。)を帯電AC出力調整開始電圧として設定して調整制御を開始するため、図中X点から矢印方向に最終的に移動した●印に示すように限界電流値を超えた過電流が帯電ローラ12に流れてしまう不具合を抑止することができる。
しかし、このような制御の実行は、装置の立ち上げ時に限定されることなく、画像形成動作中や非画像形成動作においても帯電ローラ12に印加される電圧を調整する動作がおこなわれる場合には、その調整動作に合わせて適宜おこなうことができる。
図5にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図5は、実施の形態2における画像形成装置において帯電ローラ12に印加されるAC調整開始電圧の制御を示すフローチャートであって、前記実施の形態1における図3に対応する図である。
本実施の形態2における画像形成装置は、前回の調整がおこなわれたときに帯電ローラ12に印加された電圧と、環境条件検知手段43によって検知される検知結果と、に基いて今回の調整を開始するときに帯電ローラ12に印加する電圧を設定している点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
ここで、本実施の形態2における画像形成装置1では、装置内の温度や湿度を検知する環境条件検知手段としての温湿度センサ43(図2を参照できる)を用いた帯電電圧制御がおこなわれる。
ここで、閾値VAは、前記実施の形態1のものと同様に、AC電源部41の容量(電源容量)から予め定められた値である。
これに対して、ステップS11にて、前回の出力電圧V0が閾値VAよりも小さくないものと判別された場合には、さらに前回の調整がおこなわれたときの温湿度センサ43の検知結果Y0と今回の調整を開始するときの温湿度センサ43の検知結果Y1との差分が所定値Δよりも小さいかが判別される(ステップS13)。その結果、前回の検知結果Y0と今回の検知結果Y1との差分が所定値Δよりも小さいものと判別された場合には、帯電ローラ12の抵抗値の変化が比較的小さくてそれほど過大な電流が生じにくい状態であるものとして、今回の調整を開始するときの出力電圧(帯電AC出力調整開始電圧)として前回の出力電圧V0の値が設定される(ステップS14)。
これに対して、ステップS13にて、前回の検知結果Y0と今回の検知結果Y1との差分が所定値Δよりも小さくないものと判別された場合には、帯電ローラ12の抵抗値の変化が比較的大きくて過大な電流が生じやすい状態であるものとして、今回の調整を開始するときの出力電圧(帯電AC出力調整開始電圧)として所定電圧VB(閾値VA以下となる電圧である。)の値が設定される(ステップS15)。
なお、上述した所定電圧VBとして、閾値VAを用いることもできる。
さらに、上述した制御は、前回の出力電圧V0が閾値VA以上であるものと判別された場合であっても、環境変動がそれほど大きくないと判別された場合には、今回の調整を開始するときの出力電圧(帯電AC出力調整開始電圧)として前回の出力電圧V0の値を設定して、帯電ローラ12に印加される電圧の調整を開始するので、その調整にかかる時間(調整時間)を短縮化することができる。したがって、ユーザーに対する「お待たせ時間」を低減することができる。
また、温湿度センサ43(環境条件検知手段)によって「相対湿度」を検知する場合には、上述した制御における「所定値Δ」として30%程度を設定することが好ましい。
また、温湿度センサ43(環境条件検知手段)によって「絶対湿度」を検知する場合には、上述した制御における「所定値Δ」として10mg/m3程度を設定することが好ましい。
なお、温湿度センサ43(環境条件検知手段)によって検知して上述した制御に反映する環境条件は、「温度」、「湿度(相対湿度又は絶対湿度)」のうち、一方のみであっても、両方であっても、上述した効果を得ることができる。
これに対して、作像部における各部11、12、13、15、16をプロセスカートリッジの構成部材とせずに、それぞれ単体で装置本体1に交換自在に設置されるように構成することもできる。このような場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態では、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の現像部13が搭載された画像形成装置に対して本発明を適用したが、1成分現像剤を用いる1成分現像方式の現像部13が搭載された画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
11 感光体ドラム(像担持体)、
12 帯電ローラ(帯電部材)、
40 制御部(電圧調整手段)、
41 AC電源部(電源部)、
42 AC電流検知部(電流検知手段)、
43 温湿度センサ(環境条件検知手段)。
Claims (3)
- 電源部から電圧が印加されて、トナー像が担持される像担持体上を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段によって検知される電流が所定の目標範囲内になるように前記電源部における出力電圧を調整する電圧調整手段と、
温度又は/及び湿度を検知する環境条件検知手段と、
を備え、
前記電圧調整手段は、少なくとも装置の立ち上げ動作がおこなわれるときに、前回の調整がおこなわれたときの出力電圧V0が所定の閾値VAよりも小さい場合には前記出力電圧V0を今回の調整を開始するときの出力電圧に設定して、前記出力電圧V 0 が前記閾値V A 以上であって前回の調整がおこなわれたときの前記環境条件検知手段の検知結果Y 0 と今回の調整を開始するときの前記環境条件検知手段の検知結果Y 1 との差分が所定値Δよりも小さい場合には前記出力電圧V 0 を今回の調整を開始するときの出力電圧に設定して、前記出力電圧V 0 が前記閾値V A 以上であって前記検知結果Y 0 と前記検知結果Y 1 との差分が所定値Δ以上である場合には前記閾値V A 以下となる所定電圧V B を今回の調整を開始するときの出力電圧に設定して、前記電源部における出力電圧の調整を開始することを特徴とする画像形成装置。 - 前記所定電圧V B を前記閾値V A としたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記閾値V A は、前記電源部の容量から予め定められたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
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