JP5955123B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、感光体の表面を帯電する帯電装置を有する画像形成装置に関する。
従来、複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する電子写真画像形成装置においては、各色のトナー像ごとに画像調整を行い、高品位なカラー画像を形成する。電子写真画像形成装置は、コロナ帯電方式またはローラ帯電方式の帯電装置を有する。
コロナ帯電方式の帯電装置(以下、コロナ帯電装置という。)は、コロナ放電によって感光体の表面を帯電させる。コロナ帯電装置は、感光体の表面に対向して配置される開口部を有するシールドケーシングと、シールドケーシング内に配置された放電ワイヤと、放電ワイヤに高電圧を印加する高電圧電源とを有する。
しかしながら、コロナ帯電装置の場合には、コロナ放電による感光体の劣化が進むと、感光体の表面は、次第に水分を吸収しやすくなる。また、コロナ放電により発生するオゾンは、空気中の水分と反応してオゾン生成物を発生させる。オゾン生成物は、水分を吸収しやすくなった感光体の表面へ付着する。オゾン生成物は、感光体の表面抵抗を低下させるので、感光体の表面は、静電潜像を形成するのに十分な帯電が得られない。その結果として、画像が正常に現像されずに副走査方向に流れたような画像になる(以下、画像流れという。)という問題がある。
画像流れを防止する為に、感光体とコロナ帯電装置との間に遮蔽部材を配置し、放電ワイヤの近傍に発生するオゾン生成物を感光体に近づけないようにする技術がある(特許文献1)。この技術において、感光体とコロナ帯電装置との間の僅かな隙間に配置された遮蔽部材は、遮蔽部材がコロナ帯電装置を遮蔽する閉位置と、遮蔽部材によるコロナ帯電装置の遮蔽を解除する開位置とへ移動可能である。遮蔽部材が閉位置にあるときに感光体を回転させると、感光体の回転による風圧や振動によって遮蔽部材が感光体と干渉し、感光体に傷を付けるおそれがある。そこで、遮蔽部材が閉位置にあるときには、感光体の回転を禁止している。
一方、ローラ帯電方式の帯電装置(以下、帯電ローラという。)は、オゾンを発生させないので、画像流れという問題はない。しかしながら、コロナ帯電装置ほど高い電圧を帯電ローラに印加することができないため、感光体の帯電不良が発生しやすいという問題がある。この問題を解決するために、帯電ローラの電圧調整は、コロナ帯電装置の電圧調整よりも、精度よく必要な高電圧設定値を求める必要がある。このため、帯電ローラの電圧調整は、コロナ帯電装置の電圧調整よりも、高電圧印加時の抵抗値電流のADサンプリング数を増やす必要がある。そのため、帯電ローラの電圧調整にかかる時間が長いという問題がある。
特開2011−215259号公報
4色カラーのタンデム式の電子写真画像形成装置において、カラー画像の感光体用の一次転写ローラが離間可能であり、カラー画像の感光体用のローラ帯電装置を有し、かつ、白黒画像の感光体用のコロナ帯電装置に遮蔽部材を有するものがある。このような電子写真画像形成装置において、電源投入時に遮蔽部材がコロナ帯電装置を遮蔽している場合には、すぐには、感光体を回転させることができない。遮蔽部材の開位置への移動が完了するまでは、感光体の回転を制限しなければならない問題がある。
このため、コロナ帯電装置とローラ帯電装置の両方を有する電子写真画像形成装置においては、電圧調整時間が長くなってしまうという問題がある。
そこで、本発明は、感光体の表面を帯電する帯電装置の電圧調整にかかる時間を低減した画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明による画像形成装置は、第一の感光体と、第二の感光体と、前記第一の感光体の表面を帯電する第一の帯電装置と、前記第二の感光体の表面を帯電する第二の帯電装置と、前記第二の帯電装置から前記第二の感光体の前記表面を遮蔽する閉位置と前記第二の感光体の前記表面の遮蔽を解除する開位置とへ移動可能な遮蔽部材と、を有し、前記第一の帯電装置の電圧調整と前記第二の帯電装置の電圧調整を行おうとするときに前記遮蔽部材が前記閉位置にある第一のモードにおいては、前記遮蔽部材の前記開位置への移動と並行して前記第一の帯電装置の前記電圧調整を行い、その後に第二の帯電装置の前記電圧調整を行い、前記第一の帯電装置の前記電圧調整と前記第二の帯電装置の前記電圧調整を行おうとするときに前記遮蔽部材が前記開位置にある第二のモードにおいては、前記第二の帯電装置の前記電圧調整と並行して前記第一の帯電装置の前記電圧調整を行う。
本発明によれば、帯電装置の電圧調整にかかる時間を低減することができる。
画像形成装置を示す図。 画像形成装置の制御系を示すブロック図。 感光体ドラムとコロナ帯電装置を感光体ドラムの軸線方向に見た断面図。 感光体ドラムとコロナ帯電装置を感光体ドラムの軸線に対して垂直な方向に見た断面図。 遮蔽部材を開閉する工程を示す流れ図。 節電モードにおいて遮蔽部材を閉位置へ移動させる工程を示す流れ図。 中間転写体に対する色ドラムの離間状態と接触状態を説明するための図。 一次転写ローラの離接機構を示す図。 中間転写体を色ドラムに離接させる工程を示す流れ図。 画像形成装置の処理工程を示す流れ図。 電圧調整アルゴリズムの工程を示す流れ図。 印加電圧と検出電流の関係を示す図。 画像形成装置における前多回転処理の工程を示す流れ図。 遮蔽部材が開位置にある場合における前多回転処理のタイミング図。 遮蔽部材が開位置にない場合における前多回転処理のタイミング図。 遮蔽部材が開位置にない場合における比較例の前多回転処理のタイミング図。 画像形成装置におけるジョブ処理の工程を示す流れ図。
図1は、電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置という。)100を示す図である。図1(a)は、画像形成装置100の内部のプリンタエンジン102を示す図である。図1(b)は、画像形成装置100の操作部160を示す図である。
画像形成装置100の装置本体101には、4つのプロセスユニット11(11y、11m、11c、11k)が直列に並べて設けられている。プロセスユニット11は、装置本体101に着脱可能に装着されていてもよい。プロセスユニット11y、11m、11c、および11kは、それぞれイエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像、およびブラック画像を形成する。
以下の説明において、イエロー画像を形成するプロセスユニット11yに関連する構造を示す参照符号には、添え字yを付している。同様に、マゼンタ画像、シアン画像、およびブラック画像を形成するプロセスユニット11m、11c、および11kに関連する構造を示す参照符号には、添え字m、c、およびkを付している。
プロセスユニット11は、感光体ドラム(感光体)12、現像器15、補助帯電ブラシ19、および帯電ローラ(第一の帯電装置)13またはコロナ帯電装置(第二の帯電装置)51を有する。
以下、添え字y、m、c、およびkを付していない感光体ドラム12、現像器15、補助帯電ブラシ19、トナーボトル16、一次転写ローラ17は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色の構造を包括的に示す。また、添え字y、m、およびcを付していない帯電ローラ13は、イエロー、マゼンタ、およびシアンの3色の構造を包括的に示す。
なお、以下において、イエロー、マゼンタ、およびシアンの感光体ドラム12y、12m、および12cを色ドラム(第一の感光体)という。また、以下において、ブラックの感光体ドラム12kを黒ドラム(第二の感光体)という。
プロセスユニット11y、11m、および11cは、同様の構造を有するので、以下、プロセスユニット11yを主に説明する。プロセスユニット11kは、帯電ローラ13の代わりにコロナ帯電装置51を有する点でプロセスユニット11yと異なるが、その他の点では、プロセスユニット11yとほぼ同様の構造を有する。
プロセスユニット11yの中央部には、感光体ドラム12yが配置されている。感光体ドラム12yは、図1において反時計方向に回転する。感光体ドラム12yは、色ドラム駆動部810(図2)により回転させられる。
帯電ローラ13yは、感光体ドラム12yの表面に接触する接触帯電方式のローラ帯電装置である。帯電ローラ13yは、感光体ドラム12yの表面に接触して時計方向に回転する。帯電ローラ13yは、色帯電高圧電源72(図2)により帯電電圧が印加されて、感光体ドラム12yの表面を均一に帯電する。
プロセスユニット11kは、非接触帯電方式のコロナ帯電装置51を有する。コロナ帯電装置51は、放電ワイヤ高圧電源70(図2)およびグリッド高圧電源71(図2)により帯電電圧が印加されて、感光体ドラム12kの表面を均一に帯電する。
レーザスキャナユニット(露光装置)14yは、画像情報に従って変調されたレーザ光(光ビーム)を射出するレーザダイオード(光源)と、レーザダイオードから射出されたレーザ光を偏向する回転多面鏡(偏向部材)を有する。レーザスキャナユニット14yは、均一に帯電された感光体ドラム12yの表面を、画像情報に従って変調されたレーザ光により露光して、静電潜像を形成する。すなわち、レーザダイオードから射出されたレーザ光は、回転する回転多面鏡により偏向されて、均一に帯電された感光体ドラム12の表面上を主走査方向(長手方向)に走査する。感光体ドラム12yは、主走査方向に直交する副走査方向に回転するので、レーザ光の走査を繰り返すことにより、感光体ドラム12yの表面上に、画像情報に従って静電潜像が形成される。
トナーボトル16yは、イエロートナーを収容している。同様に、トナーボトル16m、16c、および16kは、マゼンタトナー、シアントナー、およびブラックトナーをそれぞれ収容している。トナーボトル16yは、現像器15yへイエロートナーを供給する。
現像器15yは、イエロートナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容している。現像器15yは、イエロートナーで静電潜像を現像して感光体ドラム12y上にイエロートナー像を形成する。同様に、現像器15m、15c、および15kは、感光体ドラム12m、12c、および12k上にマゼンタトナー像、シアントナー像、およびブラックトナー像をそれぞれ形成する。
一次転写ローラ(転写部材)17yは、感光体ドラム12y上のイエロートナー像を被転写体としての無端状の中間転写ベルト(以下、中間転写体という。)108に一次転写する。同様に、一次転写ローラ(転写部材)17m、17c、および17kは、感光体ドラム12m、12c、および12k上のマゼンタトナー像、シアントナー像、およびブラックトナー像を中間転写体108に順次重ね合わせて一次転写する。
補助帯電ブラシ19yは、中間転写体108へ転写されずに感光体ドラム12y上に残ったトナーを帯電して、トナーが均一な電荷を持つようにする。補助帯電ブラシ19m、19c、および19kは、補助帯電ブラシ19yと同様の構造を有するので、説明を省略する。
ブラックトナー像を形成するためのプロセスユニット11kは、感光体ドラム12kの表面電位を測定するための電位センサ50を有する。電位センサ50は、感光体ドラム12kの表面を帯電するコロナ帯電装置51に印加する帯電電圧を調整するために使用される。
感光体ドラム12kの表面を帯電するコロナ帯電装置51に印加する帯電電圧を決定するための調整を、以後、「黒ドラム帯電電圧調整」と略する。
また、感光体ドラム12y、12m、および12cの表面を帯電する帯電ローラ13y、13m、および13cに印加する帯電電圧を決定するための調整を、以後、「色ドラム帯電電圧調整」と略する。
また、一次転写ローラ17y、17m、17c、および17kに印加する一次転写電圧を決定するための調整を、以後、「一次転写電圧調整」と略する。
黒ドラム帯電電圧調整、色ドラム帯電電圧調整、および一次転写電圧調整については、後述する。
中間転写体108上に重ね合わされた4色のトナー像は、二次転写ローラ110によって用紙(記録媒体)上に一括して二次転写される。
中間転写体クリーナ111は、用紙へ転写されずに中間転写体108上に残ったトナーを回収する。また、中間転写体クリーナ111は、用紙上に転写することを意図せずに中間転写体108上に形成された調整用のトナー像を回収する。
パターン検知センサ112は、中間転写体108上に形成されたトナーパターンの濃淡変化のエッジを検出する。
用紙は、用紙カセット113に収納されている。用紙は、給紙ローラ114によって用紙カセット113から給送される。給送された用紙は、レジストローラ115によって斜行が補正された後、二次転写ローラ110へ搬送される。二次転写ローラ110は、中間転写体108上のトナー像を用紙へ転写する。用紙は、定着装置130へ搬送される。定着装置130は、定着ローラ117および加圧ローラ118を有する。定着ローラ117および加圧ローラ118は、トナー像を用紙へ熱定着する。用紙は、排紙フラッパ119によって排紙トレイ120またはインナー排紙トレイ121へ送られる。
画像形成装置100の装置本体101の上部には、原稿の画像を読取る画像読取装置123が設けられている。画像読取装置123は、CCDユニット124およびミラーボックス125を有する。ミラーボックス125は、副走査方向(図1の左右方向)に移動して、原稿台ガラス126上に載置された原稿からの反射光をCCDユニット124の上に結像させる。CCDユニット124は、原稿からの反射光に従って画像データを生成する。
図1(b)に示す操作部160は、装置本体101の原稿台ガラス126の手前側に設けられている。スタートキーSW1は、コピージョブのスタートの指示を出すために押される。節電キーSW2は、節電移行の指示や節電復帰の指示を出すために押される。プリンタエンジン102が通常状態の場合に、節電キーSW2を押すと、通常状態から節電状態へ移行する節電移行の指示が出される。逆に、プリンタエンジン102が節電状態の場合に、節電キーSW2を押すと、節電状態から通常状態へ復帰する節電復帰の指示が出される。
図2は、画像形成装置100の制御系103を示すブロック図である。図2を用いて、画像形成装置100の制御系103を説明する。
CPU回路部86は、CPU801、ROM802、およびRAM803を有する。CPU801は、画像形成装置100のプリンタエンジン102を制御する。ROM802は、CPU801を動作させるためのプログラムを格納している。RAM803は、CPU801が使用するデータを一時的に記憶するために使用される。
一次転写ローラホームポジションセンサ(以下、HPセンサという。)21および一次転写ローラ離間モータ(以下、離間モータという。)22は、後述する一次転写ローラ17の接触工程および離間工程において使用される。
遮蔽部材位置検出回路(以下、位置検出回路という。)89および遮蔽部材駆動回路87は、CPU回路部86に電気的に接続されている。CPU回路部86は、位置検出回路89と遮蔽部材駆動回路87を組み合わせて使用することで、コロナ帯電装置51を遮蔽する遮蔽手段としての遮蔽部材(シャッター)80の開閉を制御する。
中間転写体モータ駆動部(以下、ITBモータ駆動部という。)815は、CPU回路部86に電気的に接続されている。ITBモータ駆動部815は、中間転写体108の上のトナー像を二次転写ローラ110によって用紙へ二次転写するために、中間転写体108を駆動する。
色ドラム駆動部810は、CPU回路部86に電気的に接続されている。色ドラム駆動部810は、色ドラム(感光体ドラム12y、12m、および12c)を駆動する。
黒ドラム駆動部92は、CPU回路部86に電気的に接続されている。黒ドラム駆動部92は、黒ドラム(感光体ドラム12k)を駆動する。
コロナ帯電装置51に帯電電圧を印加するための放電ワイヤ高圧電源70およびグリッド高圧電源71は、CPU回路部86とコロナ帯電装置51との間に電気的に接続されている。
帯電ローラ13に帯電電圧を印加するための色帯電高圧電源72は、CPU回路部86と帯電ローラ13との間に電気的に接続されている。
トナー像の一次転写および二次転写を制御するための転写制御部73は、CPU回路部86に電気的に接続されている。
定着装置130の温度を制御する定着制御部74、用紙の搬送を制御する搬送制御部75、および静電潜像を形成するための画像データを制御する画像制御部76は、CPU回路部86に電気的に接続されている。
画像制御部76は、画像読取装置123またはネットワークからの画像データの読み込みを制御し、また、操作部160からコピージョブのスタートの指示、節電移行の指示、および節電復帰の指示を受ける。
環境温度センサ127は、画像形成装置100の装置本体101の内部に設けられている。環境温度センサ127は、装置本体101の内部温度を検出する。環境温度センサ127は、CPU回路部86に電気的に接続され、検出温度をCPU回路86のCPU801へ出力する。
ドアセンサ122は、画像形成装置100の装置本体101の内部に設けられている。ドアセンサ122は、中間転写体108をメンテナンスするために装置本体101のドア(開閉部材)が開閉されたときに、信号を出力する。ドアセンサ122は、CPU回路部86に電気的に接続され、信号をCPU回路86のCPU801へ出力する。
(コロナ帯電装置)
図3は、感光体ドラム12kとコロナ帯電装置51を感光体ドラム12kの軸線方向に見た断面図である。コロナ帯電装置51は、コロナ放電により感光体ドラム12kの表面を帯電する非接触帯電方式のスコロトロン帯電装置である。コロナ帯電装置51は、感光体ドラム12kの軸線方向に沿って延在しており、感光体ドラム12kの表面に対向して配置されている。
コロナ帯電装置51は、放電ワイヤ61、グリッド電極62、シールドケーシング63、及び遮蔽部材80を有する。放電ワイヤ61は、感光体ドラム12kの軸線方向に沿って延在しており、シールドケーシング63の内部に配置されている。シールドケーシング63は、感光体ドラム12kに向って開口する開口部63cが設けられている。
グリッド電極62は、シールドケーシング63の開口部63cの付近で、放電ワイヤ61と感光体ドラム12kとの間に配置されている。グリッド電極62は、メッシュ状の板材である。グリッド電極62は、グリッド高圧電源71に電気的に接続されている。
グリッド高圧電源71は、グリッド電極62に所定の電圧を印加する。放電ワイヤ61は、放電ワイヤ高圧電源70に電気的に接続されている。放電ワイヤ高圧電源70とグリッド高圧電源71は、CPU回路部86により制御される。CPU回路部86は、グリッド電極62の電位および放電ワイヤ61の電流を制御する。放電ワイヤ高圧電源70は、放電ワイヤ61へ一定の電流を流すようにCPU回路部86により制御され、放電ワイヤ61の周りにコロナ放電を持続させる。コロナ放電により発生したイオンは、グリッド電極62を介して感光体ドラム12kに到達する。感光体ドラム12kに到達するイオン量は、グリッド電極62の電位により制御される。
シールドケーシング63は、コロナ放電を感光体ドラム12k以外の方向へ向けないようにするものである。シールドケーシング63の電位が所定の電圧以上に上がらないようにするために、シールドケーシング63は、グリッド電極62と同じ電位の部分に接続され、もしくは、バリスタを介して接地電位(GND)の部分と接続されている。
本実施例において、グリッド電極62は、グリッド高圧電源71に接続され、所定の電圧が印加されるように構成されている。グリッド電極62は、バリスタを介して装置本体の接地電位の部分に接続され、グリッド電極62の電位がバリスタ電圧以上に上がらないようにしてもよい。グリッド電極62は、感光体ドラム12kの表面から数百μmから1mm程度離れて配置されている。グリッド電極62と感光体ドラム12kの表面との間の距離が大きいほど放電ワイヤ61に流す電流値を大きくする必要がある。放電ワイヤ61に流す電流値を大きくするためには、放電ワイヤ高圧電源70の容量を大きくする必要がある。したがって、グリッド電極62と感光体ドラム12kの表面との間の距離は、できるだけ小さいほうがよい。
画像流れを発生させるオゾン生成物は、放電ワイヤ61と感光体ドラム12kとの間で生成される。画像流れの原因となるオゾン生成物が放電ワイヤ61から感光体ドラム12kの表面へ流れないようにするため、遮蔽部材80が設けられている。
遮蔽部材80は、グリッド電極62と感光体ドラム12kとの間を遮蔽することができるように構成されている。遮蔽部材80は、コロナ帯電装置51の開口部51aを閉じる閉位置CP(図4(b))と、開口部51aを開く開位置OP(図4(a))とをとることができる。
(遮蔽部材)
図4は、感光体ドラム12kとコロナ帯電装置51を感光体ドラム12kの軸線31aに対して垂直な方向に見た断面図である。図4(a)は、遮蔽部材80がコロナ帯電装置51の開口部51aを開いた開位置OPを示す図である。図4(b)は、遮蔽部材80がコロナ帯電装置51の開口部51aを閉じた閉位置CPを示す図である。
遮蔽部材80は、感光体ドラム12kとコロナ帯電装置51との間の僅かな隙間に配置されている。遮蔽部材80は、コロナ帯電装置51から感光体ドラム12kの表面を遮蔽する閉位置CPと、感光体ドラム12kの表面の遮蔽を解除する開位置とへ移動可能である。
遮蔽部材80は、折り畳み式の伸縮自在な蛇腹である。遮蔽部材80の一端部80aは、シールドケーシング63の一端部63aに固定されている。遮蔽部材80の他端部80bは、支持板83に固定されている。支持板83は、ネジ軸84に螺合されている。ネジ軸84は、遮蔽部材駆動装置としての遮蔽部材駆動モータ85に接続されている。ネジ軸84が遮蔽部材駆動モータ85によって回転されると、ネジ軸84と支持板83との螺合によって、支持板83は、感光体ドラム12kの軸線31aに沿う方向に移動される。図4(a)に示すように、支持板83がシールドケーシング63の一端部63aに位置しているときに、遮蔽部材80は、コロナ帯電装置51の開口部51aを開いた開位置OPをとる。開位置(所定位置)OPは、感光体ドラム12kを回転させたときに遮蔽部材80が感光体ドラム12kに巻き込まれることがないように遮蔽部材80を退避させる退避位置である。図4(b)に示すように、支持板83がシールドケーシング63の他端部63bに位置しているときに、遮蔽部材80は、コロナ帯電装置51の開口部51aを閉じた閉位置CPをとる。図4(a)に示すように、遮蔽部材80が開位置OPをとるときに、遮蔽部材80及び支持板83は、感光体ドラム12kの画像領域31bの範囲外に退避している。
遮蔽部材駆動モータ85は、遮蔽部材駆動回路87に接続されている。遮蔽部材駆動回路87は、CPU回路部86に接続されている。CPU回路部86は、遮蔽部材駆動回路87を制御して、遮蔽部材駆動モータ85を正転及び逆転させる。遮蔽部材駆動モータ85の正転により、遮蔽部材80を閉位置CPから開位置OPへ移動させる。遮蔽部材駆動モータ85の逆転により、遮蔽部材80を開位置OPから閉位置CPへ移動させる。すなわち、遮蔽部材駆動モータ85の正転と逆転を切り替えることによって、遮蔽部材80を閉位置CPから開位置OPへおよび開位置OPから閉位置CPへ移動させることができる。
遮蔽部材80の開位置OPを検出するための位置検出装置としての位置センサ(フォトインタラプタ)90は、シールドケーシング63の一端部63aの近傍に配置されている。位置センサ90の光を遮るための遮光板(インタラプタ)93は、支持板83に設けられている。遮光板93が位置センサ90の光を遮るときに、支持板83は、シールドケーシング63の一端部63aにあり、遮蔽部材80は、開位置OPにある。位置センサ90は、位置検出回路89に接続されている。位置検出回路89は、CPU回路部86のCPU801(図2)に接続されている。位置センサ90からの信号は、位置検出回路89を介してCPU801へ送信される。CPU801は、位置センサ90からの信号に基づいて、遮蔽部材80が開位置(所定位置)OPにあるか否かを判断する。ここで、位置センサ90の信号が開位置OPを示しているときは、遮蔽部材80が開位置OPにあり、コロナ帯電装置51の開口部51aが十分に開かれている。すなわち、位置センサ90の信号が開位置OPを示しているときは、遮蔽部材80は、感光体ドラム12kが回転しても感光体ドラム12kに巻き込まれるおそれのない位置に退避している。
感光体ドラム12kは、感光体駆動装置としてのドラム駆動モータ91に接続されている。ドラム駆動モータ91は、黒ドラム駆動部92に電気的に接続されている。黒ドラム駆動部92は、CPU回路部86のCPU801に電気的に接続されている。CPU801は、黒ドラム駆動部92を介してドラム駆動モータ91を回転して、感光体ドラム12kを回転させる。
(遮蔽部材の開閉動作)
図5は、遮蔽部材80を開閉する工程を示す流れ図である。図5(a)は、遮蔽部材80を開位置OPへ移動させる工程を示す流れ図である。この工程のプログラムは、ROM802に格納されている。CPU801は、ROM802からこの工程のプログラムを読み出す。
S20において、CPU801は、遮蔽部材駆動モータ85を正転させる。S21において、CPU801は、位置センサ90の信号が開位置OPを示しているか否かを判断する。遮光板93が位置センサ90の光を遮った場合に、位置センサ90は、ONになり、開位置OPを示す信号を位置検出回路89へ出力する。S21において、CPU801が、位置センサ90の信号が開位置OPを示していると判断したら、S22へ進む。S22において、CPU801は、遮蔽部材駆動モータ85を停止する。
一方、S21において、位置センサ90の信号が開位置OPを示していないときは、位置センサ90の光が遮光板93により遮られていない状態である。以下、位置センサ90の信号が開位置OPを示していない状態のことを、位置センサ90の信号が閉位置CPを示しているという。つまり、図4(b)に示すように遮蔽部材80がコロナ帯電装置51の開口部51aを十分に閉じている場合に加えて、遮蔽部材80が開口部51aの一部分のみを閉じている場合も、位置センサ90の信号が閉位置CPを示す。位置センサ90の信号が閉位置を示しているときは、位置センサ90の光は、遮光板93により遮られていない。
図5(b)は、遮蔽部材80を閉位置CPへ移動させる工程を示す流れ図である。この工程のプログラムは、ROM802に格納されている。CPU801は、ROM802からこの工程のプログラムを読み出す。
S30において、CPU801は、遮蔽部材駆動モータ85を逆転させる。S31において、CPU801は、遮蔽部材駆動モータ85の逆転を開始してから所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間とは、遮蔽部材駆動モータ85を逆転させた場合に、図4(b)に示すように遮蔽部材80がコロナ帯電装置51の開口部51aを十分に閉じるのに必要な時間を示している。なお、遮蔽部材駆動モータ85を逆転しつづけても、支持板83がシールドケーシング63の他端部63bに当たって支持板83が停止するので、遮蔽部材80が壊れることはない。
S31において、CPU801は、所定時間の経過を待つ(S31のNO)。CPU801は、所定時間が経過したと判断したら(S31のYES)、S32へ進む。S32において、CPU801は、遮蔽部材駆動モータ85を停止する。
次に、節電モードにおいて遮蔽部材80を閉位置CPへ移動させる工程について説明する。
節電モードにおいて、装置本体101の内部温度を検出する環境温度センサ127の検出温度が所定値(本実施例において24℃)以下の場合に、遮蔽部材80は、開位置OPから閉位置CPへ移動させられる。環境温度センサ127は、CPU回路部86のCPU801に電気的に接続されている。
図6は、節電モードにおいて遮蔽部材80を閉位置CPへ移動させる工程を示す流れ図である。この工程のプログラムは、ROM802に格納されている。CPU801は、ROM802からこの工程のプログラムを読み出す。
まず、S200において、CPU801は、環境温度センサ127により検出された温度が24℃以下であるか否かを判断する。CPU801は、環境温度センサ127により検出された温度が24℃以下であると判断した場合(S200のYES)には、S201へ進む。S201において、CPU801は、遮蔽部材80を閉位置CPへ移動させるために、遮蔽部材駆動モータ85を逆転させる。S202において、CPU801は、遮蔽部材駆動モータ85の逆転を開始してから所定時間を経過したか否かを判断する。所定時間が経過すれば、遮蔽部材80は、コロナ帯電装置51の開口部51aを十分に閉じている状態になる。S202において、CPU801は、所定時間の経過を待つ(S202のNO)。CPU801は、所定時間が経過したと判断したら(S202のYES)、S203へ進む。S203において、CPU801は、遮蔽部材駆動モータ85を停止する。
また、S200において、CPU801は、環境温度センサ127により検出された温度が24℃を超えると判断した場合(S200のNO)には、そのまま処理を抜ける。遮蔽部材80は、閉位置CPへ移動されずに、開位置OPのままである。
つまり、環境温度センサ127により検出された温度が24℃を超える場合は、遮蔽部材80は、通常、開位置OPにある。その理由は、環境温度が暖かい場合には低温時のように水分が発生する可能性が少ないことと、節電モードから通常モードへ復帰した時に行なわれる「前多回転処理」をすぐに開始することができプリント開始までの時間を短縮できることである。
もし、遮蔽部材80が閉位置CPにあるときに感光体ドラム12kを回転させると、遮蔽部材80の蛇腹が感光体ドラム12kに巻き込まれるおそれがある。そこで、節電モードから通常モードへ復帰した時に行なわれる「前多回転処理」において遮蔽部材80が閉位置CPにある場合は、必ず、遮蔽部材80を閉位置CPから開位置OPへ移動させる必要がある。そのため、節電モードからの復帰時に、遮蔽部材80を開位置OPへ移動させるために必要な時間の分だけ、プリント開始が遅くなる。
本実施例においては、前述したように、環境温度センサ127により検出された温度が24℃を超える場合は、節電モードにおいても遮蔽部材80を開位置OPのままにする。
また、装置本体101の起動中に、もし、遮蔽部材80が閉位置CPにあるとすると、感光体ドラム12kの回転により、遮蔽部材80の蛇腹が感光体ドラム12kに巻き込まれるおそれがある。そこで、装置本体101の電源投入時に遮蔽部材80が閉位置CPにある場合は、必ず、遮蔽部材80を閉位置CPから開位置OPへ移動させる必要がある。そのため、装置本体101の起動時に、遮蔽部材80を開位置OPへ移動させるために必要な時間の分だけ、プリント開始が遅くなる。
遮蔽部材80の開位置OPに関しては、位置センサ90の信号が開位置OPを示している場合には、遮蔽部材80が開位置OPにあることを保障できる。しかし、遮蔽部材80の閉位置CPに関しては、遮蔽部材駆動モータ85の逆転を所定時間行うことで、遮蔽部材80がコロナ帯電装置51の開口部51aを十分に閉じている閉位置CPにあることを保障しているにすぎない。
(離接機構)
次に、図7を用いて、色ドラム(第一の感光体)12y、12m、および12cの離間状態と接触状態を説明する。図7は、中間転写体108に対する色ドラム12y、12m、および12cの離間状態と接触状態を説明するための図である。
離間状態とは、色ドラム12y、12m、および12cが、中間転写体108に接触していない状態(図7において破線で示す状態)をいう。離間状態において、一次転写ローラ17y、17m、および17cは、中間転写体108から離れ、それによって、中間転写体108は、色ドラム12y、12m、および12cから離れている。離間状態において、画像形成装置100は、白黒画像のみを形成することができる。
接触状態とは、色ドラム12y、12m、および12cが、中間転写体108に接触している状態(図7において実線で示す状態)をいう。接触状態において、一次転写ローラ17y、17m、および17cは、中間転写体108に接触し、それによって、中間転写体108は、色ドラム12y、12m、および12cに接触している。接触状態において、画像形成装置100は、白黒画像およびカラー画像のいずれも形成することができる。
なお、一次転写ローラ17kは、離間状態及び接触状態にかかわらず、常時、中間転写体108に接触している。そして、黒ドラム12kは、離間状態及び接触状態にかかわらず、常時、中間転写体108に接触している。
白黒画像を形成する場合には、色ドラム12y、12m、および12cを回転させる必要がない。しかし、もし、接触状態において色ドラム12y、12m、および12cの回転を停止すると、色ドラム12y、12m、および12cは、回転する中間転写体108により摺擦されてしまい、色ドラム12y、12m、および12cの寿命が低減するおそれがある。
また、接触状態において色ドラム12y、12m、および12cのみを駆動させると、回転する色ドラム12y、12m、およびドラム12cは、静止している中間転写体108により摺擦されてしまう。その結果、色ドラム12y、12m、および12cは、偏摩耗したり、ドラムメモリが発生したりするという問題がある。
そこで、中間転写体108に接触している色ドラム12y、12m、および12cは、中間転写体108と同時に回転する必要があるという前提条件がある。
図8は、一次転写ローラ17y、17m、および17cの離接機構200を示す図である。離接機構200は、一次転写ローラ17y、17m、および17cを接触位置COPと離間位置SEPとへ移動させる。接触位置COPにおいて、一次転写ローラ17y、17m、および17cは、中間転写体108を色ドラム12y、12m、およびドラム12cに接触させる。離間位置SEPにおいて、一次転写ローラ17y、17m、および17cは、色ドラム12y、12m、およびドラム12cから離間して、中間転写体108を色ドラム12y、12m、およびドラム12cから離間させる。
図8を用いて、一次転写ローラ17y、17m、および17cを中間転写体108に接触及び離間させる離接機構200を説明する。図8(a)は、一次転写ローラ17y、17m、および17cが中間転写体108を色ドラム12y、12m、およびドラム12cに接触させる接触位置COPを示す図である。接触位置COPにおいて、画像形成装置100は、カラー画像を形成するカラーモードで動作可能である。図8(b)は、一次転写ローラ17y、17m、および17cは、色ドラム12y、12m、およびドラム12cから離間して、中間転写体108を色ドラム12y、12m、およびドラム12cから離間させる離間位置SEPを示す図である。離間位置SEPにおいて、画像形成装置100は、白黒画像を形成する白黒モードで動作可能である。
軸受104(104y、104m、104c、および104k)は、一次転写ローラ17y、17m、17c、および17kをそれぞれ回転可能に支持している。軸受104は、離間レバー25(25y、25m、25c、および25k)の一端部にそれぞれ保持されている。離間レバー25は、装置本体101に矢印Bで示す方向に回動可能に支持されている。離間レバー25の他端部は、カムリンク23に係合する。
カムリンク23は、矢印Aで示す方向に移動可能に装置本体101に支持されている。カムリンク23を矢印Aで示す方向に移動すると、カムリンク23と離間レバー25の他端部との係合により、離間レバー25が矢印Bで示す方向に回動し、一次転写ローラ17を上下動させる。
カムリンク23は、カム105と係合する。カム105は、円盤106に設けられている。円盤106は、離間モータ22により矢印Cで示す方向に回転する。離間モータ22は、CPU回路部86に電気的に接続されている。CPU回路部86からの指令により離間モータ22が回転すると、円盤106の矢印Cで示す方向への回転によりカム105が移動する。カム105の移動は、カムリンク23を矢印Aで示す方向へ移動する。
昇降カム26および27は、カムリンク23の移動に連動して遊動ローラ28および29をそれぞれ昇降させる。昇降カム27は、カムリンク23の一端部23aに回転可能に取り付けられている。昇降カム26は、カムリンク23の他端部23bに回転可能に取り付けられている。
図8(a)に示すように、カムリンク23が左方向へ移動したときに、昇降カム26は、時計回りに回転して遊動ローラ28を持ち上げ、昇降カム27は、時計回りに回転して遊動ローラ29を下げる。下げられた遊動ローラ29は、中間転写体108から離間する。持ち上げられた遊動ローラ28は、中間転写体108を押し上げて、中間転写体108が色ドラム12y、12m、12cおよび黒ドラム12kに接触するカラーモードのための一次転写面を形成する。
図8(b)に示すように、カムリンク23が右方向へ移動したときに、昇降カム26は、反時計回りに回転して遊動ローラ28を下げ、昇降カム27は、反時計回りに回転して遊動ローラ29を持ち上げる。下げられた遊動ローラ28は、中間転写体108から離間する。持ち上げられた遊動ローラ29は、中間転写体108を押し上げて、中間転写体108が黒ドラム12kのみに接触する白黒モードのための一次転写面を形成する。
HPセンサ(フォトインタラプタ)21は、カムリンク23の位置を検出する位置センサである。HPセンサ21は、カムリンク23の一端部23aの近傍で装置本体101に配置されている。HPセンサ21の光を遮るための遮光板(インタラプタ)24は、カムリンク23の一端部23aに設けられている。
HPセンサ21は、CPU回路86に電気的に接続されている。HPセンサ21からの信号は、CPU回路86のCPU801へ入力される。HPセンサ21の信号の値は、図8(a)および8(b)に示すカムリンク23の遮光板24が、HPセンサ21の光を遮断しているか否かによって変化する。
離間モータ22が時計回り方向に回転すると、円盤106が時計回り方向に回転してカム105を左方向へ移動させる。カム105の左方向への移動は、図8(a)に示すようにカムリンク23を左方向へ移動し、遮光板24は、HPセンサ21の光を遮断する。HPセンサ21の光が遮光板24により遮断されているときに、HPセンサ21の信号の値は、ONを示す。HPセンサ21の信号の値がONを示すときに、一次転写ローラ17y、17m、および17cは、離間レバー25により上方向へ持ち上げられ、中間転写体108を持ち上げる。一次転写ローラ17y、17m、および17cは、中間転写体108を色ドラム12y、12m、およびドラム12cに接触させる接触位置COPになる。これによって、色ドラム12y、12m、および12cは、中間転写体108に接触する接触状態になる。
逆に、離間モータ22が反時計回り方向に回転すると、円盤106が反時計回り方向に回転してカム105を右方向へ移動させる。カム105の右方向への移動は、図8(b)に示すようにカムリンク23を右方向へ移動し、遮光板24は、HPセンサ21の光を透過させる。HPセンサ21の光が透過されているときに、HPセンサ21の信号の値は、OFFを示す。HPセンサ21の信号の値がOFFを示すときに、一次転写ローラ17y、17m、および17cは、離間レバー25により下方向に下げられ、中間転写体108から離れる。一次転写ローラ17y、17m、および17cは、中間転写体108を色ドラム12y、12m、およびドラム12cから離間させる離間位置SEPになる。これによって、色ドラム12y、12m、および12cは、中間転写体108から離間した離間状態になる。
図9は、中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cに離接させる工程を示す流れ図である。
図9(a)は、中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cに接触させる接触工程を示す流れ図である。図9(a)を用いて、一次転写ローラ17y、17m、および17cにより中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cに接触させ、色ドラム12y、12m、および12cを接触状態にする接触工程を説明する。
接触工程のプログラムは、ROM802に格納されている。CPU801は、ROM802から接触工程のプログラムを読み出す。
S230において、CPU801は、 HPセンサ21の信号の値がOFFであるか否かを判断する。CPU801は、 HPセンサ21の信号の値がOFFであると判断した場合(S230のYES)は、S231へ進む。このとき、色ドラム12y、12m、および12cは、中間転写体108から離間した離間状態にある(図8(b))。
S231において、CPU801は、離間モータ22を時計回り方向へ回転させる。離間モータ22の時計回り方向への回転により、離接機構200は、一次転写ローラ17y、17m、および17cを中間転写体108に接触させる。S232において、CPU801は、 HPセンサ21の信号の値がONになるのを待つ。HPセンサ21の信号の値がONになったら(S232のYES)、S233へ進む。このとき、色ドラム12y、12m、および12cは、中間転写体108に接触した接触状態にある(図8(a))。S233において、CPU801は、離間モータ22を停止させる。
また、S230において、CPU801は、 HPセンサ21の信号の値がOFFでないと判断した場合(S230のNO)は、処理を終了する。これは、すでに、色ドラム12y、12m、および12cが中間転写体108に接触した接触状態にあるからである。
図9(b)は、中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cから離間させる離間工程を示す流れ図である。図9(b)を用いて、一次転写ローラ17y、17m、17cにより中間転写体108を感光体ドラム12y、12m、12cから離間させ、色ドラム12y、12m、および12cを離間状態にする離間工程を説明する。
離間工程のプログラムは、ROM802に格納されている。CPU801は、ROM802から離間工程のプログラムを読み出す。
S220において、CPU801は、 HPセンサ21の信号の値がONであるか否かを判断する。CPU801は、 HPセンサ21の信号の値がONであると判断した場合(S220のYES)は、S221へ進む。このとき、色ドラム12y、12m、および12cは、中間転写体108に接触した接触状態にある(図8(a))。
S221において、CPU801は、離間モータ22を反時計回り方向へ回転させる。離間モータ22の反時計回り方向への回転により、離接機構200は、一次転写ローラ17y、17m、および17cを中間転写体108から離間させる。S222において、CPU801は、 HPセンサ21の信号の値がOFFになるのを待つ。HPセンサ21の信号の値がOFFになったら、S223へ進む。このとき、色ドラム12y、12m、および12cは、中間転写体108から離間した離間状態にある(図8(b))。S223において、CPU801は、離間モータ22を停止させる。
また、S220において、CPU801は、 HPセンサ21の信号の値がONでないと判断した場合(S220のNO)は、処理を終了する。これは、すでに、色ドラム12y、12m、および12cが中間転写体108から離間した離間状態にあるからである。
次に、図10を用いて、主電源スイッチがONにされた後の画像形成装置100の処理を説明する。図10は、画像形成装置100の処理工程を示す流れ図である。
処理工程のプログラムは、ROM802に格納されている。CPU801は、ROM802から処理工程のプログラムを読み出す。
画像形成装置100の主電源スイッチ(不図示)は、装置本体101の側板に設けられている。S10において、CPU801は、主電源スイッチ(不図示)がONになるのを待つ。主電源スイッチ(不図示)がONになると(S10のYES)、S11へ進む。S11において、CPU801は、前多回転処理(装置初期化シーケンス)を実行する。
前多回転処理は、主電源スイッチ(不図示)がONになったときに行われる画像形成装置100の初期化動作である。本実施例においては、主電源スイッチ(不図示)がONになったときに、前多回転処理を行っている。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。前多回転処理は、節電状態から通常状態へ復帰したときに、または、装置本体101のドアが閉じられたときに、行われてもよい。前多回転処理については、後述する。前多回転処理(S11)を実行した後、S12へ進む。
S12において、CPU801は、ジョブが投入されたか否かを判断する。ジョブの投入の判断は、コピージョブのスタートの指示を出すスタートキーSW1が押されたか否かをCPU801が判断することにより行われる。ジョブが投入されたとCPU801が判断した場合(S12のYES)に、S16へ進む。S16において、CPU801は、ジョブ処理を実行する。ジョブ処理については、後述する。ジョブ処理(S16)を実行した後、S13へ進む。
S13において、CPU801は、節電移行の指示があるか否かを判断する。節電移行の指示は、通常状態において操作部160上の節電キーSW2をユーザーが押した場合に、操作部160から出力される。または、前もって設定された時刻になったときに、あるいは、ジョブ処理(S16)の終了から所定時間が経過したときに、節電移行の指示が出力されるようにしてもよい。
S13において、CPU801は、節電移行の指示があると判断した場合(S13のYES)に、S14へ進む。S14において、CPU801は、節電処理を実行する。節電処理(S14)については、図6を用いて前述した。節電処理(S14)を実行した後、S15へ進む。
S15において、CPU801は、節電状態から通常状態へ復帰する節電復帰の指示があるか否かを判断する。節電復帰の指示は、節電状態において操作部160上の節電キーSW2をユーザーが押した場合に、出力される。または、ジョブが投入されたときに、あるいは、前もって設定された時刻になったときに、節電復帰の指示が出力されるようにしてもよい。
節電状態から通常状態へ復帰する節電復帰の指示があるとCPU801が判断した場合(S15のYES)に、S11へ戻る。S11において、CPU801は、前多回転処理を実行する。
また、S13において、節電移行の指示がないとCPU801が判断した場合(S13のNO)に、S12へ戻る。
また、S12において、ジョブが投入されていないとCPU801が判断した場合に、S13へ進む。
(電圧調整アルゴリズム)
次に、前多回転処理(S11)における「色ドラム帯電電圧調整」、「黒ドラム帯電電圧調整」、および「一次転写電圧調整」の電圧調整アルゴリズムを説明する。
「色ドラム帯電電圧調整」の電圧調整アルゴリズムにおいて、CPU801は、色帯電高圧電源72を制御して、色ドラム12y、12m、および12cに対応する帯電ローラ13に印加する帯電電圧を変化させる。CPU801は、帯電ローラ13に流れる電流の値が目標電流値になるように、帯電ローラ13に流れる電流を検出し、検出した電流と目標電流とを比較する。
「黒ドラム帯電電圧調整」の電圧調整アルゴリズムにおいて、CPU801は、グリッド高圧電源71を制御して、黒ドラム12kに対応するコロナ帯電装置51のグリッド電極62に印加する電圧を変化させる。CPU801は、黒ドラム12kの表面電位が目標表面電位になるように、電位センサ50により黒ドラム12kの表面電位を検出し、検出した表面電位と目標表面電位を比較する。
「一次転写電圧調整」の電圧調整アルゴリズムにおいて、CPU801は、転写制御部73を制御して、一次転写ローラ17に印加する転写電圧を変化させる。CPU801は、一次転写ローラ17に流れる電流の値が目標電流値になるように、一次転写ローラ17に流れる電流を検出し、目標電流と比較する。
これら三つの電圧調整アルゴリズムは、同様である。しかし、「色ドラム帯電電圧調整」は、ばらつきが大きいため、電圧調整アルゴリズムを複数回行い、平均データを用いる。このため、「色ドラム帯電電圧調整」は、他の電圧調整よりも時間がかかる。
次に、図11および図12を用いて、「色ドラム帯電電圧調整」、「黒ドラム帯電電圧調整」、および「一次転写電圧調整」を説明する。図11は、電圧調整アルゴリズムの工程を示す流れ図である。図12は、印加電圧と検出電流との関係を示す図である。
電圧調整アルゴリズムのプログラムは、ROM802に格納されている。CPU801は、ROM802から電圧調整アルゴリズムのプログラムを読み出す。
S20において、CPU801は、所望電圧に近いと推測される電圧V0を対象物に印加する。ここで、「色ドラム帯電電圧調整」において、対象物は、色ドラム12y、12m、および12cに関連する帯電ローラ13である。「黒ドラム帯電電圧調整」において、対象物は、黒ドラム12kに関連するコロナ帯電装置51のグリッド電極62である。「一次転写電圧調整」において、対象物は、一次転写ローラ17y、17m、17c、および17kである。
S21において、CPU801は、対象物に流れる電流I0を検出する。なお、「黒ドラム帯電電圧調整」の場合には、黒ドラム12kの表面電位を検出する。「黒ドラム帯電電圧調整」の場合には、以下同様に、電流の代わりに表面電位を検出する。S21の後、S22へ進む。
S22において、CPU801は、検出した電流I0を予め決められた目標電流Itargetと比較する。なお、「黒ドラム帯電電圧調整」の場合には、検出した表面電位を予め決められた目標表面電位と比較する。「黒ドラム帯電電圧調整」の場合には、以下同様に、電流の代わりに表面電位を目標表面電位と比較する。CPU801は、電流I0が、目標電流Itargetよりも小さいと判断した場合(S22のYES)に、S23へ進む。
S23において、CPU801は、次に印加する電圧V0Rを、式(1)により求める。
Figure 0005955123
ここで、ΔVRは、既定値である。S23の後、S25へ進む。
逆に、S22において、CPU801は、電流I0が、目標電流Itarget以上であると判断した場合(S22のNO)に、S24へ進む。
S24において、CPU801は、次に印加する電圧V0Rを、式(2)により求める。
Figure 0005955123
ここで、ΔVRは、既定値である。S24の後、S25へ進む。
S25において、CPU801は、求めた電圧V0Rを対象物に印加する。S25の後、S26へ進む。
S26において、CPU801は、電圧V0Rが印加された対象物に流れる電流I0Rを検出する。S26の後、S30へ進む。
S30において、CPU801は、線形補間の式(3)を用いて、目標電流Itargetにおける電圧Vrghsetを求める。
Figure 0005955123
式(3)は、図12の直線P2により示される。線形補間の式(3)は、図12の直線P2の傾きを利用して、電圧Vrghsetを求める。S30の後、S31へ進む。
S31において、CPU801は、求めた電圧Vrghsetを対象物に印加する。S31の後、S32へ進む。
S32において、CPU801は、電圧Vrghsetが印加された対象物に流れる電流I1を検出する。S32の後、S33へ進む。
S33において、CPU801は、検出した電流I1を目標電流Itargetと比較する。CPU801は、電流I1が、目標電流Itargetよりも小さいと判断した場合(S33のYES)に、S34へ進む。
S34において、CPU801は、次に印加する電圧V1Eを、式(4)により求める。
Figure 0005955123
ここで、ΔVEは、既定値である。S34の後、S36へ進む。
逆に、S33において、CPU801は、電流I1が、目標電流Itarget以上であると判断した場合(S33のNO)に、S35へ進む。
S35において、CPU801は、次に印加する電圧V1Eを、式(5)により求める。
Figure 0005955123
ここで、ΔVEは、既定値である。S35の後、S36へ進む。
S36において、CPU801は、求めた電圧V1Eを対象物に印加する。S36の後、S37へ進む。
S37において、CPU801は、電圧V1Eが印加された対象物に流れる電流I1Eを検出する。S37の後、S42へ進む。
S42において、CPU801は、線形補間の式(6)を用いて、目標電流Itargetにおける電圧Vtrsetを求める。
Figure 0005955123
式(6)は、図12の直線P3により示される。線形補間の式(6)は、図12の直線P3の傾きを利用して、電圧Vtrsetを求める。
CPU801は、求めた電圧Vtrsetを、通常画像形成時に使用する。
以上に述べたように、電圧調整アルゴリズムにおいては、線形補間を二回実行することにより、目標電流Itargetにおける実際の負荷VI特性の曲線P1の接線に近似した直線P3を求めて、電圧を調整する。
(前多回転処理)
次に、図13を用いて、前述した「前多回転処理」(図10のS11)を説明する。図13は、画像形成装置100における前多回転処理の工程を示す流れ図である。
前多回転処理の工程のプログラムは、ROM802に格納されている。CPU801は、ROM802から前多回転処理の工程のプログラムを読み出す。
S101において、CPU801は、遮蔽部材80が開位置OPにあるか否かを判断する。位置センサ90の信号が開位置OPを示しているときは、CPU801は、遮蔽部材80が開位置OPにあると判断する。CPU801は、遮蔽部材80が開位置OPにあると判断した場合(S101のYES)に、S102へ進む。
S102において、CPU801は、図9(a)に示す接触工程を行う。中間転写体108が色ドラム12y、12m、および12cに接触していない場合には、CPU801は、離接機構200により一次転写ローラ17を中間転写体108に接触させて、中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cに接触させる。
S103において、CPU801は、色ドラム駆動部810、黒ドラム駆動部92、およびITBモータ駆動部815へ駆動指示を出す。色ドラム駆動部810は、色ドラム12y、12m、および12cの回転を開始する。黒ドラム駆動部92は、黒ドラム12kの回転を開始する。ITBモータ駆動部815は、中間転写体108の回転を開始する。
なお、色ドラム12y、12m、および12c、黒ドラム12k、および中間転写体108の回転は、同時に開始されるとよい。
S106において、CPU801は、「色ドラム帯電電圧調整」および「黒ドラム帯電電圧調整」を行う。
「色ドラム帯電電圧調整」においては、帯電ローラ13に目標電流Itargetを流すために、CPU801は、色帯電高圧電源72が帯電ローラ13に印加すべき電圧Vtrsetを求める。CPU801は、図11に示す電圧調整アルゴリズムに従って、帯電ローラ13の目標電流Itargetに対応する電圧Vtrsetを求める。
「黒ドラム帯電電圧調整」は、中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cに接触させる接触動作の直後に、「色ドラム帯電電圧調整」と並行して行われる。「黒ドラム帯電電圧調整」においては、黒ドラム12kの表面電位を目標表面電位にするために、CPU801は、グリッド高圧電源71がグリッド電極62に印加すべき電圧Vtrsetを求める。CPU801は、図11に示す電圧調整アルゴリズムに従って、黒ドラム12kの目標表面電位に対応する電圧Vtrsetを求める。
「黒ドラム帯電電圧調整」の開始は、「色ドラム帯電電圧調整」の開始と同時であってもよい。「黒ドラム帯電電圧調整」は、「色ドラム帯電電圧調整」の完了までに完了すればよい。従って、「黒ドラム帯電電圧調整」の開始は、「色ドラム帯電電圧調整」の開始の後であってもよい。「黒ドラム帯電電圧調整」は、「色ドラム帯電電圧調整」と並行して行われていればよい。
S120において、CPU801は、S106の「色ドラム帯電電圧調整」および「黒ドラム帯電電圧調整」の終了を待つ。CPU801は、両方の調整が終了したと判断したら(S120のYES)、S119へ進む。
S119において、CPU801は、「一次転写電圧調整」を行う。「一次転写電圧調整」においては、一次転写ローラ17に目標電流Itargetを流すために、CPU801は、転写制御部73が一次転写ローラ17に印加すべき電圧Vtrsetを求める。CPU801は、図11に示す電圧調整アルゴリズムに従って、一次転写ローラ17の目標電流Itargetに対応する電圧Vtrsetを求める。S119における「一次転写電圧調整」の終了により、前多回転処理(S11)は、終了する。
「色ドラム帯電電圧調整」および「黒ドラム帯電電圧調整」を行おうとするときに遮蔽部材80が開位置OPにある場合を第二のモードという。第二のモードにおいては、「黒ドラム帯電電圧調整」と並行して「色ドラム帯電電圧調整」を行う。
以下に、遮蔽部材80が開位置OPにある場合(第二のモード)の前述した工程S102からS119における負荷の駆動状態や調整の実行状態について、図14を用いて、説明する。図14は、遮蔽部材80が開位置OPにある場合における前多回転処理のタイミング図である。
図14に示すように、遮蔽部材80は、開位置OPにある。図13のS102における接触工程において、離接機構200により一次転写ローラ17が中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cに接触させる接触動作に要する時間T11は、図14に示す実施例において、2秒である。
時間T11の直後に、色ドラム12y、12m、および12c、黒ドラム12k、および中間転写体108の回転を開始する(S103)。
また、時間T11の直後に、「色ドラム帯電電圧調整」および「黒ドラム帯電電圧調整」(S106)は、並行して行われる。図14に示す実施例において、「色ドラム帯電電圧調整」に要する時間T13は、12秒であり、「黒ドラム帯電電圧調整」に要する時間T12は、4秒である。「色ドラム帯電電圧調整」に要する時間T13は、「黒ドラム帯電電圧調整」に要する時間T12よりも大きいので、「色ドラム帯電電圧調整」中に「黒ドラム帯電電圧調整」は終了する。
「色ドラム帯電電圧調整」の終了直後に、「一次転写電圧調整」が行われる。図14に示す実施例において、「一次転写電圧調整」に要する時間T14は、5秒である。
「一次転写電圧調整」の後、色ドラム12y、12m、および12c、黒ドラム12k、および中間転写体108の回転を停止する。
図14に示す実施例において、遮蔽部材80が開位置OPにある場合の前多回転処理(S102からS119)に要する時間は、19秒である。
S101において、CPU801は、遮蔽部材80が開位置OPにないと判断した場合(S101のNO)に、S108へ進む。
S108において、CPU801は、図9(b)に示す離間工程を行う。中間転写体108が色ドラム12y、12m、および12cから離間していない場合には、CPU801は、離接機構200により一次転写ローラ17を中間転写体108から離間させて、中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cから離間させる。
S109において、CPU801は、色ドラム駆動部810へ駆動指示を出し、色ドラム駆動部810により色ドラム12y、12m、および12cの回転を開始する。
S110において、CPU801は、遮蔽部材駆動回路87により遮蔽部材80を開位置OPへ移動させる。
S111において、CPU801は、「色ドラム帯電電圧調整」を行う。「色ドラム帯電電圧調整」は、遮蔽部材80の開位置OPへの移動と並行して行われる。「色ドラム帯電電圧調整」が終了した後に、S112へ進む。
S112において、CPU801は、色ドラム12y、12m、および12cの回転を停止する。S112の後、S113へ進む。
S113において、CPU801は、中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cに接触させる接触工程を行う。
S114において、CPU801は、S110で移動させた遮蔽部材80が開位置OPにあるか否かを判断する。なお、遮蔽部材80が開位置OPにあるか否かを判断は、S111からS113の工程と並行に行われてもよい。従って、CPU801は、遮蔽部材80が開位置OPにあるという判断結果を、S114の時点よりも前に得ていてもよい。あくまでも、S115以降の工程へ進むことができるか否かの判断を、S114において行っている。S114において、CPU801は、遮蔽部材80が開位置OPにあると判断した場合は、S115へ進む。
S115において、CPU801は、色ドラム駆動部810、黒ドラム駆動部92、およびITBモータ駆動部815へ駆動指示を出す。色ドラム駆動部810は、色ドラム12y、12m、および12cの回転を開始する。黒ドラム駆動部92は、黒ドラム12kの回転を開始する。ITBモータ駆動部815は、中間転写体108の回転を開始する。
なお、色ドラム12y、12m、および12c、黒ドラム12k、および中間転写体108の回転は、同時に開始されるとよい。
S118において、CPU801は、「黒ドラム帯電電圧調整」を行う。「黒ドラム帯電電圧調整」が終了した後に、S119へ進む。
S119において、CPU801は、「一次転写電圧調整」を行う。S119における「一次転写電圧調整」の終了により、前多回転処理(S11)は、終了する。
「色ドラム帯電電圧調整」および「黒ドラム帯電電圧調整」を行おうとするときに遮蔽部材80が閉位置CPにある場合を第一のモードという。第一のモードにおいては、遮蔽部材80の開位置OPへの移動と並行して「色ドラム帯電電圧調整」を行い、その後に「黒ドラム帯電電圧調整」を行う。
以下に、遮蔽部材80が閉位置CPにある場合(第一のモード)の前述した工程S108からS119における負荷の駆動状態や調整の実行状態について、図15を用いて、説明する。図15は、遮蔽部材80が開位置OPにない場合における前多回転処理のタイミング図である。
図15に示すように、最初、遮蔽部材80は、閉位置CPにある。
最初、一次転写ローラ17は、色ドラム12y、12m、および12cに接触する接触状態にある。すなわち、色ドラム12y、12m、および12cは、中間転写体108に接触した接触状態にある。CPU801は、中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cから離間させる離間工程を行う。離間工程において、CPU801は、離接機構200により一次転写ローラ17を色ドラム12y、12m、および12cから離間させて、中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cから離間させる。離間工程において、離接機構200により一次転写ローラ17が中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cから離間させる離間動作に要する時間T21は、図15に示す実施例において、2秒である。なお、最初、色ドラム12y、12m、および12cが中間転写体108から離間した離間状態にある場合には、離間動作を省略できる。
時間T21の直後に、色ドラム12y、12m、および12cの回転の開始(S109)、遮蔽部材80の開位置OPへの移動(S110)、および「色ドラム帯電電圧調整」(S111)が行われる。「色ドラム帯電電圧調整」および遮蔽部材80の開位置OPへの移動は、並行して行われる。
「遮蔽部材の移動」の開始は、「色ドラム帯電電圧調整」の開始と同時であってもよい。「遮蔽部材の移動」は、「色ドラム帯電電圧調整」の完了までに完了すればよい。従って、「遮蔽部材の移動」の開始は、「色ドラム帯電電圧調整」の開始の後であってもよい。「遮蔽部材の移動」は、「色ドラム帯電電圧調整」と並行して行われていればよい。
図15に示す実施例において、遮蔽部材80の開位置OPへの移動に要する時間T22は、7秒であり、「色ドラム帯電電圧調整」に要する時間T23は、12秒である。「色ドラム帯電電圧調整」に要する時間T23は、遮蔽部材80の開位置OPへの移動に要する時間T22よりも大きいので、「色ドラム帯電電圧調整」中に遮蔽部材80の開位置OPへの移動は終了する。
「色ドラム帯電電圧調整」の終了直後に、色ドラム12y、12m、および12cの回転を停止する。
「色ドラム帯電電圧調整」の終了直後に、S113の接触工程が行われる。図15に示す実施例において、接触動作に要する時間T24は、2秒である。
接触動作の終了直後に、色ドラム12y、12m、および12c、黒ドラム12k、および中間転写体108の回転を開始する。
接触動作の終了直後に、「黒ドラム帯電電圧調整」(S118)が行われる。図15に示す実施例において、「黒ドラム帯電電圧調整」に要する時間T25は、4秒である。
「黒ドラム帯電電圧調整」の終了直後に、「一次転写電圧調整」が行われる。図15に示す実施例において、「一次転写電圧調整」に要する時間T26は、5秒である。
「一次転写電圧調整」の後、色ドラム12y、12m、および12c、黒ドラム12k、および中間転写体108の回転を停止する。
図15に示す実施例において、遮蔽部材80が開位置OPにない場合の前多回転処理(S108からS119)に要する時間は、25秒である。
次に、遮蔽部材80が開位置OPにない場合の比較例における負荷の駆動状態や調整の実行状態について、図16を用いて、説明する。図16は、遮蔽部材80が開位置OPにない場合における比較例の前多回転処理のタイミング図である。図16に示す比較例において、いずれの電圧調整も、遮蔽部材80が開位置OPへ移動した後に行われる。
最初、一次転写ローラ17は、色ドラム12y、12m、および12cから離間した離間状態にある。すなわち、色ドラム12y、12m、および12cは、中間転写体108から離間した離間状態にある。CPU801は、中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cに接触させる接触工程を行う。接触工程において、CPU801は、離接機構200により一次転写ローラ17を色ドラム12y、12m、および12cに接触させて、中間転写体108を色ドラム12y、12m、および12cに接触させる接触動作を行う。接触動作に要する時間T31は、図16に示す比較例において、2秒である。なお、最初、色ドラム12y、12m、および12cが中間転写体108に接触した接触状態にある場合には、接触動作を省略できる。
時間T31の直後に、遮蔽部材80を開位置OPへ移動させる。図16に示す比較例において、遮蔽部材80の開位置OPへの移動に要する時間T32は、7秒である。
遮蔽部材80の開位置OPへの移動の終了直後に、色ドラム12y、12m、および12c、黒ドラム12k、および中間転写体108の回転を開始する。
時間T32の直後に、「色ドラム帯電電圧調整」および「黒ドラム帯電電圧調整」を並行して行う。図16に示す比較例において、「黒ドラム帯電電圧調整」に要する時間T33は、4秒であり、「色ドラム帯電電圧調整」に要する時間T34は、12秒である。「色ドラム帯電電圧調整」に要する時間T34は、「黒ドラム帯電電圧調整」に要する時間T33よりも大きいので、「色ドラム帯電電圧調整」中に「黒ドラム帯電電圧調整」は終了する。
「色ドラム帯電電圧調整」の終了直後に、「一次転写電圧調整」が行われる。図16に示す比較例において、「一次転写電圧調整」に要する時間T35は、5秒である。
「一次転写電圧調整」の後、色ドラム12y、12m、および12c、黒ドラム12k、および中間転写体108の回転を停止する。
図16に示す比較例において、遮蔽部材80が開位置OPにない場合の前多回転処理に要する時間は、26秒である。
図16の比較例と比較して、図15に示す実施例においては、前多回転処理に要する時間が1秒短くなることが分かる。
次に、図10に示す「ジョブ処理」(S16)について、図17を用いて説明する。図17は、画像形成装置100におけるジョブ処理(S16)の工程を示す流れ図である。
S210において、CPU801は、1枚目の画像データが白黒であるか否かを判断する。CPU801は、画像データに基づいて白黒かカラーかを判断できるように構成されている。CPU801は、1枚目の画像データが白黒であると判断した場合(S210のYES)に、S211へ進む。
S211において、CPU801は、図9(b)に示す離間工程を行う。CPU801は、離接機構200により一次転写ローラ17y、17m、17cを感光体ドラム12y、12m、12cから離間させる。これによって、色ドラム12y、12m、および12cは、中間転写体108から離間した離間状態になる。S211の後、S212へ進む。
S212において、CPU801は、画像形成動作を開始する。その後、S205へ進む。
S205において、CPU801は、白黒モードで画像データに基づいて用紙に画像を形成する。その後、S213へ進む。
S213において、CPU801は、次の画像データがあるか否かを判断する。画像データは、画像制御部76内に順次蓄積されるので、CPU801は、順次蓄積された画像データに基づいて次の画像データの有無を判断する。
S213において、CPU801は、次の画像データがありと判断した場合(S213のYES)に、S214へ進む。
S214において、CPU801は、次の画像データがカラーであるか否かを判断する。
S214において、CPU801は、次の画像データがカラーではないと判断した場合(S214のNO)に、S205へ戻る。S205において、CPU801は、白黒モードで次の画像データに基づいて用紙に画像を形成する。
また、逆に、S214において、CPU801は、次の画像データがカラーであると判断した場合(S214のYES)に、S215へ進む。
S215において、CPU801は、画像形成動作を停止する。S215の後、S216へ進む。
S216において、CPU801は、図9(a)に示す接触工程を行う。CPU801は、離接機構200により一次転写ローラ17y、17m、17cを感光体ドラム12y、12m、12cへ接触させる。これによって、色ドラム12y、12m、および12cは、中間転写体108に接触した接触状態になる。S216の後、S217へ進む。
S217において、CPU801は、画像形成動作を開始する。その後、S206へ進む。
S206において、CPU801は、カラーモードで画像データに基づいて用紙に画像を形成する。その後、S218へ進む。
S218において、CPU801は、次の画像データがあるか否かを判断する。
CPU801は、次の画像データがあると判断した場合(S218のYES)に、S206へ戻る。S206において、CPU801は、画像データに基づいてカラーモードまたは白黒モードで用紙に画像を形成する。その後、S218へ進む。
S218において、CPU801は、次の画像データがないと判断した場合(S218のNO)に、S219へ進む。
S219において、CPU801は、画像形成動作を停止する。S219の後、CPU801は、ジョブ処理(S16)の工程を終了する。
また、S213において、CPU801は、次の画像データがないと判断した場合(S213のNO)に、S219へ進む。S219において、CPU801は、画像形成動作を停止する。
また、S210において、CPU801は、1枚目の画像データが白黒ではないと判断した場合(S210NO)に、S216へ進む。S216において、前述した接触工程を行う。
なお、本実施例において、被転写体として中間転写体108を使用した。しかし、被転写体は、中間転写体108に限らず、感光体12から直接にトナー像が転写される用紙(記録媒体)であってもよい。
以上のように、本実施例によれば、遮蔽部材80がコロナ帯電装置51を遮蔽している場合でも、色ドラム12y、12m、および12cの帯電ローラ13の帯電電圧調整を行うことができる。コロナ帯電装置51の遮蔽部材80を開けるのと同時に、帯電ローラ13の帯電電圧調整を行うので、電源投入時または節電復帰時の前多回転処理に要する時間を短縮することができる。その結果、プリント動作が可能な状態になるまでの時間を短縮することができる。
本実施例によれば、帯電手段を遮蔽する遮蔽手段が、前記帯電手段を遮蔽していても、遮蔽されていない第二の感光体の帯電調整を実行することができる。これにより、時間がかかる第二の感光体の帯電調整を、帯電手段を遮蔽する遮蔽手段を開けている時間を利用して実行することで、電源投入時に初期化シーケンスを削減することが可能となる。結果、プリント可能な状態になるまでの時間が短縮できる。
本実施例によれば、複数色の画像を順次重ね合わせてカラー画像を形成し、記録紙上に転写する画像形成装置に関して、プリンタエンジン初期起動時に必要な画像調整時間を最短にして立ち上げることで、プリント開始までの時間の短縮することができる。
100・・・画像形成装置
12y、12m、12c・・・色ドラム(第一の感光体)
12k・・・黒ドラム(第二の感光体)
13y、13m、13c・・・帯電ローラ(第一の帯電装置)
51・・・コロナ帯電装置(第二の帯電装置)
80・・・遮蔽部材

Claims (6)

  1. 画像形成装置であって、
    第一の感光体と、
    第二の感光体と、
    前記第一の感光体の表面を帯電する第一の帯電装置と、
    前記第二の感光体の表面を帯電する第二の帯電装置と、
    前記第二の帯電装置から前記第二の感光体の前記表面を遮蔽する閉位置と前記第二の感光体の前記表面の遮蔽を解除する開位置とへ移動可能な遮蔽部材と、
    を有し、
    前記第一の帯電装置の電圧調整と前記第二の帯電装置の電圧調整を行おうとするときに前記遮蔽部材が前記閉位置にある第一のモードにおいては、前記遮蔽部材の前記開位置への移動と並行して前記第一の帯電装置の前記電圧調整を行い、その後に第二の帯電装置の前記電圧調整を行い、
    前記第一の帯電装置の前記電圧調整と前記第二の帯電装置の前記電圧調整を行おうとするときに前記遮蔽部材が前記開位置にある第二のモードにおいては、前記第二の帯電装置の前記電圧調整と並行して前記第一の帯電装置の前記電圧調整を行う画像形成装置。
  2. 前記第一の感光体の上のトナー像を被転写体へ転写する転写部材と、
    前記転写部材が前記被転写体を前記第一の感光体に接触させる接触位置と、前記転写部材が前記被転写体を前記第一の感光体から離間させる離間位置とへ前記転写部材を移動させる離接機構と、
    を有し、
    前記第一のモードにおいて前記転写部材が前記接触位置にある場合には、前記離接機構により前記転写部材を前記離間位置へ移動させた後に、前記遮蔽部材の前記開位置への移動と並行して前記第一の帯電装置の前記電圧調整を行い、
    前記第二のモードにおいて前記転写部材が前記離間位置にある場合には、前記離接機構により前記転写部材を前記接触位置へ移動させた後に、前記第二の帯電装置の前記電圧調整と並行して前記第一の帯電装置の前記電圧調整を行う請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記画像形成装置の主電源スイッチがONになったときに、前記画像形成装置が節電状態から通常状態へ復帰したときに、または、装置本体のドアが閉じられたときに、前記第一の帯電装置の前記電圧調整と前記第二の帯電装置の前記電圧調整を行う請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記第二の帯電装置は、コロナ帯電装置である請求項1から3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記第一の帯電装置は、帯電ローラである請求項1から4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  6. 前記第一の感光体は、イエロートナー像、マゼンタトナー像、およびシアントナー像を形成する複数の感光体からなり、
    前記第二の感光体は、ブラックトナー像を形成する感光体からなる請求項1から5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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