JP5826140B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、被転写材に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置には、感光体ドラムと、その感光体ドラムに接触する帯電ローラーとを備える装置がある。その画像形成装置では、近年の更なる性能の向上の要求により、小型化及び処理能力の向上が求められている。小型化及び処理能力の向上を実現するために、感光体ドラム及び帯電ローラーそれぞれを小径にして、速度を速くした場合、画像形成装置は、帯電ローラーによって感光体ドラムの表面を帯電させる帯電付与能力の限界が早くなるといった問題が生じる。特に、被転写材として粗悪な用紙を用いた場合、画像形成装置は、早期に帯電付与能力に限界が生じる。この場合において、特に低温時では、用紙にカブリが生じる。カブリとは、用紙において画像が形成され領域（地肌領域）にトナーが付着する現象である。
ところで、従来の画像形成装置には、環境の温度に応じてプロセススピードを切り替えることにより、低消費電力で定着性を満足させる装置がある（特許文献１参照）。

特開２００６−１６２８６１号公報

特許文献１に記載された画像形成装置は、定着性を満足させるための装置である。このため、特許文献１に記載された画像形成装置では、感光体ドラム及び帯電ローラーについて何ら規定されていないため、感光体ドラムに帯電不良が発生する可能性がある。帯電不良が発生した場合には、用紙にカブリが発生する可能性がある。

本発明は、帯電不良の発生を抑制する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。

本発明は、像担持体と、帯電部と、転写部と、供給部と、温度測定部と、制御部とを備える画像形成装置に関する。前記像担持体は、帯電した表面に静電潜像が形成されると共に、その静電潜像がトナーで現像されることによりトナー画像が表面に形成される。前記帯電部は、帯電電圧が印加されることにより前記像担持体の表面を帯電させる。前記転写部は、トナー画像を被転写材に転写させて、被転写材に画像を形成する。前記供給部は、前記転写部に被転写材を供給する。前記温度測定部は、画像形成装置の外部の温度を測定する。前記制御部は、前記温度測定部によって測定される温度が所定の温度よりも高い場合に、所定の電圧値の帯電電圧を前記帯電部に印加するよう制御する共に、第１のプロセススピードで被転写材に画像を形成するよう前記像担持体と前記転写部と前記供給部とを制御する。前記制御部は、前記温度測定部によって測定される温度が前記所定の温度以下の場合に、前記所定の電圧値の帯電電圧を前記帯電部に印加するよう制御すると共に、前記第１のプロセススピードよりも遅い第２のプロセススピードで被転写材に画像を形成するよう前記像担持体と前記転写部と前記供給部とを制御する。

本発明によれば、帯電不良の発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態のプリンターについて説明するための図である。 本実施形態のプリンターの機能構成について説明するための図である。 プリンターの動作について説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態としてのプリンターについて説明する。図１は、本発明の一実施形態のプリンター１について説明するための図である。本実施形態において、後述する排紙部５０から用紙Ｔが排出される方向の側（図１における右側）をプリンター１の前側とする。

本実施形態のプリンター１は、画像情報に基づいて被転写材としての用紙Ｔに画像を形成する画像形成部ＧＫと、用紙Ｔを画像形成部ＧＫ（例えば、後述する転写部）に給紙すると共に画像が形成された用紙Ｔを排紙する給排紙部ＫＨとを有する。

画像形成部ＧＫは、像担持体としての感光体ドラム２と、帯電部１０と、レーザースキャナーユニット４と、現像装置２０と、トナーカートリッジ５と、トナー供給装置６と、転写部の一部を構成する転写ローラー８と、定着部としての定着装置９と、クリーニングブレード１１とを備える。
また、供給部としての給排紙部ＫＨは、給紙カセット５２と、レジストローラー対８０と、用紙Ｔの搬送路Ｒと、排紙部５０とを備える。

感光体ドラム２は、帯電した表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム２は、静電潜像がトナーで現像されることにより、トナー画像が表面に形成される。具体的には、感光体ドラム２は、円筒形状の部材からなり、像担持体として機能する。感光体ドラム２は、図１に対して垂直な回転軸を中心に回転可能な態様で装置本体Ｍに配置される。感光体ドラム２の表面には、静電潜像が形成される。

帯電部１０は、感光体ドラム２の回転方向の上流側に配置される。帯電部１０は、感光体ドラム２の表面に接触する帯電ローラー１０ａを備える。帯電部１０は、帯電ローラー１０ａに電圧（帯電電圧）が印加されることにより、その帯電ローラー１０ａによって感光体ドラム２の表面を帯電させる。

レーザースキャナーユニット４は、帯電部１０よりも感光体ドラム２の回転方向の下流側において、感光体ドラム２から離れて配置される。レーザースキャナーユニット４は、不図示のレーザー光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モーター等を有して構成される。
レーザースキャナーユニット４は、パーソナルコンピューター等の外部機器から出力された画像情報に基づいて、感光体ドラム２の表面を走査露光する。感光体ドラム２では、レーザースキャナーユニット４により走査露光されることにより、露光された部分の電荷が除去される。これにより、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。

現像装置２０は、感光体ドラム２に対向して配置される。現像装置２０は、感光体ドラムにトナーを供給する。すなわち、現像装置２０は、感光体ドラム２に形成された静電潜像をトナーで現像することにより、感光体ドラム２の表面にトナー画像を形成させる。

トナーカートリッジ５は、現像装置２０に供給されるトナーを収容する。
トナー供給装置６は、トナーカートリッジ５に収容されたトナーを、現像装置２０に供給する。

クリーニングブレード１１は、後述する転写ローラー８よりも感光体ドラム２の回転方向の下流側に配置される。クリーニングブレード１１は、感光体ドラム２の表面に残留したトナーや付着物を除去する。

転写ローラー８は、感光体ドラム２の表面に形成されたトナー画像を用紙Ｔに転写させて、用紙Ｔに画像を形成する。転写ローラー８には、不図示の電圧印加手段により、感光体ドラム２に形成されたトナー画像を用紙Ｔに転写させるための転写バイアスが印加される。

転写ローラー８は、感光体ドラム２に対して接触し、又は感光体ドラム２から離れる。具体的には、転写ローラー８は、感光体ドラム２に接触する接触位置と、感光体ドラム２から離れる非接触位置とに移動可能に構成される。詳細には、転写ローラー８は、感光体ドラム２に形成されたトナー画像を用紙Ｔに転写させる場合には接触位置に移動され、他の場合には非接触位置に移動される。

用紙Ｔは、感光体ドラム２と転写ローラー８とによって挟み込まれ、感光体ドラム２の表面に押し当てられる。このようにして転写ニップＮが形成され、感光体ドラム２に形成されたトナー画像は、用紙Ｔに転写される。

定着装置９は、用紙Ｔに転写されたトナー画像を構成するトナーを溶融させて、用紙Ｔに定着させる。定着装置９は、ヒーターにより加熱される加熱回転体９ａと、加熱回転体９ａに圧接される加圧回転体９ｂと、を備える。加熱回転体９ａと加圧回転体９ｂとは、トナー画像が転写された用紙Ｔを挟持するようにして搬送する。用紙Ｔが加熱回転体９ａと加圧回転体９ｂとの間に挟持されるように搬送されることによって、用紙Ｔに転写されたトナーは、溶融し、定着する。

給紙カセット５２は、装置本体Ｍの下部に配置される。給紙カセット５２は、装置本体Ｍの前側（図１における右側）に水平方向に引き出し可能に配置される。給紙カセット５２は、用紙Ｔが載置される載置板６０を備えており、給紙カセット５２には、載置板６０に用紙Ｔが積層された状態で、用紙Ｔが収容される。カセット給紙部５１は、給紙カセット５２の用紙送り出し側端部（図１における右側端部）に配置される。カセット給紙部５１は、給紙カセット５２に収容された用紙Ｔを搬送路Ｒ（Ｒ１〜Ｒ４）に送り出す。
カセット給紙部５１は、載置板６０に載置された用紙Ｔを取り出す前送りコロ６１と、用紙Ｔを１枚ずつ搬送路Ｒに送り出すローラー対６３とからなる重送防止機構を備える。

カセット給紙部５１と排紙部５０との間には、用紙Ｔを搬送する搬送路Ｒが形成される。搬送路Ｒは、カセット給紙部５１からレジストローラー対８０までの第１搬送路Ｒ１と、レジストローラー対８０から転写ローラー８までの第２搬送路Ｒ２と、転写ローラー８から定着装置９までの第３搬送路Ｒ３と、定着装置９から排紙部５０までの第４搬送路Ｒ４とを有する。

ここで、転写ローラー８における用紙Ｔの搬送方向の上流側には、レジストローラー対８０が配置される。レジストローラー対８０は、その停止状態で、ローラー対６３から給紙された用紙Ｔの先端部が一旦当接された後、回転駆動されて、用紙Ｔを搬送方向の下流側に送り出すローラー対である。また、レジストローラー対８０は、用紙Ｔのスキュー（斜め給紙）補正や、トナー画像とのタイミング調整を行うためのローラー対である。

第４搬送路Ｒ４における端部には、排紙部５０が形成される。排紙部５０は、装置本体Ｍにおける上部に配置される。排紙部５０は、装置本体Ｍの前方（図１における右方）に向けて開口している。排紙部５０は、定着装置９によりトナーが定着された用紙Ｔを装置本体Ｍの外部に排紙する。

排紙部５０における開口側には、排紙集積部Ｍ１が形成される。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍにおける上面（外面）に形成される。排紙集積部Ｍ１は、装置本体Ｍにおける上面が下方に窪んで形成された部分である。排紙集積部Ｍ１の底面は、装置本体Ｍにおける上面の一部を構成する。排紙集積部Ｍ１には、排紙部５０から排紙された、画像が転写された用紙Ｔが積層して集積される。

次に、図２を参照して、プリンター１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態のプリンター１の機能構成について説明するための図である。
プリンター１は、上述した構成要素の他に、温度測定部としての温度センサー１１０と、制御部１００とを備える。

温度センサー１１０は、プリンター１の外部の温度を測定する。温度センサー１１０は、例えば、プリンター１の内部に配置される回路基板（図示せず）に実装される。温度センサー１１０は、その回路基板において、プリンター１の筐体（外部）に近い位置に配される。これにより、プリンター１は、温度センサーを回路基板に実装するのではなく、温度センサーをプリンターの内部に個別に配置する場合に比べて、温度センサー１１０を個別に配置する空間と、温度センサー１１０と制御部１００とを接続する配線を配置する空間とを必要としない。よって、本実施形態のプリンター１は、小型化に適している。

制御部１００は、感光体ドラム２と、帯電部１０と、レーザースキャナーユニット４と、現像装置２０と、トナー供給装置６と、転写ローラー８と、定着装置９と、給排紙部ＧＫとを制御する。

制御部１００は、温度センサー１１０によって測定される温度が所定の温度よりも高い場合に、所定の電圧値の帯電電圧を帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加するよう制御する。この場合、制御部１００は、第１のプロセススピードで用紙Ｔに画像を形成するよう感光体ドラム２と転写ローラー８と給排紙部ＧＫとを制御する。所定の温度の一例は、１５℃である。帯電電圧の所定の電圧値は、用紙Ｔに画像を形成するために感光体ドラム２の表面を帯電させるときの通常の電圧値である。制御部１００は、例えば、帯電電圧印加部（図示せず）を制御することにより、その帯電電圧印加部から帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に帯電電圧として通常の電圧値を印加するよう制御してもよい。第１のプロセススピードは、例えば、１４０〜２００ｍｍ／ｓｅｃである。制御部１００は、感光体ドラム２、転写ローラー８及び給排紙部ＧＫ等のうち、プロセススピードの変更及び画像形成に必要な少なくとも１つの要素を制御する。これにより、プリンター１は、通常の画像形成を行うことができる。

制御部１００は、温度センサー１１０によって測定される温度が所定の温度以下の場合に、所定の電圧値の帯電電圧を帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に印加するよう制御する。この場合、制御部１００は、第１のプロセススピードよりも遅い第２のプロセススピードで用紙Ｔに画像を形成するよう感光体ドラム２と転写ローラー８と給排紙部ＧＫとを制御する。例えば、温度センサー１１０によって測定される温度が１５℃以下の場合であっても、制御部１００は、帯電電圧として通常の電圧値を帯電ローラー１０ａに印加するよう制御する。第２のプロセススピードは、第１のプロセススピードに対して７０〜８０％のスピードである。制御部１００は、感光体ドラム２、転写ローラー８及び給排紙部ＧＫ等のうち、プロセススピードの変更及び画像形成に必要な少なくとも１つの要素を制御する。

これにより、プリンター１は、帯電ローラー１０ａによって感光体ドラム２の表面を確実に帯電させることができる。そして、プリンター１は、現像装置２０と感光体ドラム２の表面との電位差が所定の適正範囲内に収まることができるため、不要なトナーが現像装置２０から感光体ドラム２に供給されるのを防ぐことができる。よって、プリンター１は、用紙Ｔにカブリが発生することを防ぐことができる。

ここで、感光体ドラム２は、単層の正帯電有機感光体ドラムであることが好ましい。正帯電有機感光体ドラムと帯電ローラーとを用いる従来のプリンターでは、相対的に低温（例えば、１５℃以下）となった時で、且つ、使用頻度が高くなった時には、感光体ドラムに帯電不良が発生しやすくなる。本実施形態のプリンター１では、上述した制御部１００等を備えることにより、感光体ドラム２として単層の正帯電有機感光体ドラムが用いられても、感光体ドラム２に帯電不良が発生することを抑えることが可能となる。

この場合、帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）には、帯電電圧として直流電圧が印加される。感光体ドラム２が正帯電の場合には、帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）に帯電電圧として交流電圧を印加する必要はない。これにより、プリンター１は、電源（例えば、上述した帯電電圧印加部）の構成を簡略化することができる。

次に、プリンター１の動作について説明する。図３は、プリンター１の動作について説明するためのフローチャートである。

ステップＳＴ１において、制御部１００は、プリンター１の電源がオンにされたか否かを判断する。プリンター１の電源がオンにされた場合（ＹＥＳ）には、制御部１００は、処理をステップＳＴ２に進ませる。プリンター１の電源がオンにされていない場合（ＮＯ）には、制御部１００は、ステップＳＴ１の判断を再度行う。

ステップＳＴ２において、制御部１００は、温度センサー１１０によって測定される外部の温度が所定の温度以下であるか否かを判断する。ここで、所定の温度の一例は、１５℃である。外部温度が所定の温度以下の場合（ＹＥＳ）には、制御部１００は、処理をステップＳＴ３に進ませる。外部温度が所定の温度以下ではない場合（ＮＯ）には、制御部１００は、処理をステップＳＴ４に進ませる。

ステップＳＴ３において、制御部１００は、通常よりも遅い駆動でウォームアップを実行させる。ウォームアップ時には、例えば、感光体ドラム２等がウォームアップ駆動を行う。制御部１００は、通常よりも遅い速度で、感光体ドラム２等のウォームアップ駆動を実行させる。ステップＳＴ３の処理が終了すると、制御部１００は、処理をステップＳＴ５に進ませる。

ステップＳＴ４において、制御部１００は、通常のウォームアップを実行させる。例えば、制御部１００は、通常の速度で、感光体ドラム２等のウォームアップ駆動を実行させる。ステップＳＴ４の処理が終了すると、制御部１００は、処理をステップＳＴ５に進ませる。

ステップＳＴ５において、制御部１００は、レディーを表示させる。すなわち、制御部１００は、プリンター１が印字可能な状態になったことを示すレディー画像を表示部（図示せず）に表示させる。

ステップＳＴ６において、制御部１００は、温度センサー１１０によって測定される外部の温度が所定の温度以下であるか否かを判断する。ここで、所定の温度の一例は、１５℃である。外部温度が所定の温度以下の場合（ＹＥＳ）には、制御部１００は、処理をステップＳＴ７に進ませる。外部温度が所定の温度以下ではない場合（ＮＯ）には、制御部１００は、処理をステップＳＴ８に進ませる。

ステップＳＴ７において、制御部１００は、用紙Ｔに画像を形成する場合に、第２のプロセススピードで画像形成を行うように、例えば、感光体ドラム２、転写ローラー８及び給排紙部ＧＫ等を制御する。ステップＳＴ７の後、制御部１００は、処理を終了させる。

ステップＳＴ８において、制御部１００は、用紙Ｔに画像を形成する場合に、第１のプロセススピードで画像形成を行うように、例えば、感光体ドラム２、転写ローラー８及び給排紙部ＧＫ等を制御する。ステップＳＴ８の後、制御部１００は、処理を終了させる。

このようなプリンター１は、以下の効果を奏する。
すなわち、プリンター１は、温度センサー１１０によって測定される温度が所定の温度よりも高い場合に、第１のプロセススピードで用紙Ｔに画像を形成する。プリンター１は、温度センサー１１０によって測定される温度が所定の温度以下の場合に、第１のプロセススピードよりも遅い第２のプロセススピードで用紙Ｔに画像を形成する。この場合、プリンター１は、第１のプロセススピードに設定される場合と、第２のプロセススピードに設定される場合とのいずれの場合でも、所定の電圧値の帯電電圧を帯電部１０に印加する。これにより、プリンター１は、帯電不良の発生を抑制することができる。

プリンター１は、単層の正帯電有機感光体ドラム２と、その感光体ドラム２に接触する帯電ローラー１０ａとを用いることが好ましい。このような感光体ドラム２と帯電ローラー１０ａとが用いられる場合でも、プリンター１は、帯電不良の発生を抑制することができる。

帯電部１０（帯電ローラー１０ａ）には、帯電電圧として直流電圧が印加されることが好ましい。これにより、プリンター１は、電源として交流電源を必要としないので、構成を簡略化することができる。すなわち、プリンター１は、小型化に適する。

プリンター１は、感光体ドラム２の表面をクリーニングするクリーニングブレード１１を備える。また、プリンター１は、帯電ローラー１０ａの表面をクリーニングするクリーニング装置を必要としない。これは、温度センサー１１０によって測定される温度が所定の温度以下の場合に、第１のプロセススピードよりも遅い第２のプロセススピードで用紙Ｔに画像を形成することにより、感光体ドラム２の表面の電位が安定するからである。よって、プリンター１は、小型化に適する。

なお、上述した実施形態では、ステップＳＴ７において第２のプロセススピードが設定された場合には、その設定を維持する場合について説明した。しかし、本発明は、ステップＳＴ７において第２のプロセススピードに設定された後に、温度センサー１１０によって測定された温度が所定の温度よりも高くなった場合には、ユーザの操作に基づいて又は制御部１００の判断により、制御部１００によって第１プロセススピードに設定されてもよい。

本発明の画像形成装置は、上述したプリンター１に限定されることはない。すなわち、本発明の画像形成装置は、コピー機、複合機、ファクシミリ等であってもよい。
本発明の画像形成装置によってトナー画像が定着される被転写材は用紙Ｔに限定されることはなく、例えば、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクター）シート等のフィルムシートであってもよい。

１…プリンター（画像形成装置）、２…感光体ドラム（像担持体）、８…転写ローラー（転写部）、１０…帯電部、１００…制御部、１１０…温度センサー（温度測定部）、ＧＫ…給排紙部（供給部）

Claims (3)

1. 帯電した表面に静電潜像が形成されると共に、その静電潜像がトナーで現像されることによりトナー画像が表面に形成される像担持体と、
   帯電電圧が印加されることにより前記像担持体の表面を帯電させる帯電部と、
   トナー画像を被転写材に転写させて、被転写材に画像を形成する転写部と、
   前記転写部に被転写材を供給する供給部と、
   画像形成装置の外部の温度を測定し、前記画像形成装置の内部に配置される回路基板に実装される温度測定部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記画像形成装置の電源がオンにされた場合、前記温度測定部によって測定される温度が所定の温度よりも高い場合に、通常のウォームアップを実行し、前記温度測定部によって測定される温度が前記所定の温度以下の場合に、通常よりも遅い駆動でウォームアップを実行すると共に、
   前記温度測定部によって測定される温度が前記所定の温度よりも高い場合に、所定の電圧値の帯電電圧を前記帯電部に印加するよう制御する共に、第１のプロセススピードで被転写材に画像を形成するよう前記像担持体と前記転写部と前記供給部とを制御し、前記温度測定部によって測定される温度が前記所定の温度以下の場合に、前記所定の電圧値の帯電電圧を前記帯電部に印加するよう制御すると共に、前記第１のプロセススピードよりも遅い第２のプロセススピードで被転写材に画像を形成するよう前記像担持体と前記転写部と前記供給部とを制御し、
   前記第２のプロセススピードで被転写材に画像を形成するよう前記像担持体と前記転写部と前記供給部とを制御した後、前記温度測定部によって測定される温度が前記所定の温度よりも高くなった場合に、前記第１のプロセススピードで被転写材に画像を形成するよう前記像担持体と前記転写部と前記供給部とを制御し、
   前記第２のプロセススピードは、前記第１のプロセススピードに対して７０〜８０％のスピードである
   画像形成装置。
2. 前記像担持体は、単層の正帯電有機感光体ドラムであり、
   前記帯電部は、前記感光体ドラムに接触する帯電ローラーである
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記帯電部には、帯電電圧として直流電圧が印加される
   請求項２に記載の画像形成装置。

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