JP6057603B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
ブレードを通過したトナーは、帯電部、現像部を通過して再びクリーニングブレードに到達する。最初にブレードを通過したトナーが多い場合は、そのトナーの一部が再びクリーニングブレードを通過してしまうので、感光体上のトナーを除去するためには、感光体を何周も回転させる必要が生ずる。このような場合には、復帰までの待ち時間が長くなることや、感光体の寿命低下等が生じてしまうことが懸念される。これに対して、トナーが100%残っている状態でも確実にクリーニングできるようにするために、クリーニングブレードにおいて、先端の剛性を高くしたり、感光体との当接圧を強くすることが考えられる。しかし、クリーニングブレード先端の剛性を高くしたり、感光体との当接圧を強くすることで、コストアップやクリーニングブレードの寿命低下等の弊害を招いてしまうことが懸念される。
静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、
前記像担持体の表面に形成された静電潜像を現像剤により現像剤像に現像するための現像剤担持体と、
前記像担持体の表面に当接するように設けられ、前記像担持体の表面の現像剤像が記録材に転写された後に前記像担持体の表面に残留する現像剤をクリーニングするクリーニング部材と、を備え、
記録材に画像形成を行う画像形成動作が動作中に異常停止により中断された場合、前記画像形成動作の再開前に、前記像担持体の回転動作及び前記現像剤担持体に電位が印加される動作を含む復帰動作を行うことが可能な画像形成装置において、
前記復帰動作時に、前記現像剤担持体に印加される電位と、前記像担持体の表面のうち現像剤像が形成されない非画像部の表面電位との電位差を、前記像担持体上の現像剤が前記現像剤担持体に移動するように前記画像形成動作時よりも大きくすることが可能であることを特徴とする。
(1)画像形成部
図1は、本実施例の画像形成装置100の概略構成を示す断面図である。
本実施例の画像形成装置100は、像担持体としての回転可能な電子写真感光体1に対して、帯電、露光、現像、転写、及びクリーニングの一連の電子写真画像形成プロセスを適用して記録材Sに画像を形成する電子写真レーザビームプリンタである。即ち、画像形成装置100は、パソコン等の外部ホスト装置200から画像形成装置100の制御回路部(制御手段:エンジンコントローラ)101に入力される電気的画像信号に対応した画像を記録材Sに形成するものである。
制御回路部101は、外部ホスト装置200との間で各種情報の授受をすると共に、画像形成装置の全ての動作シーケンスを所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。記録材Sは、例えば、記録用紙、OHPシート、布等の画像を形成することが可能な記録媒体である。また、記録媒体は、中間転写ドラムや中間転写ベルト等の中間転写体である場合もある。
また、画像形成装置100は、プロセスカートリッジ(以下、カートリッジ)7を画像形成装置本体(以下、装置本体)100A内のカートリッジ装着部100Bに対して取り外し可能に装着して使用するカートリッジ方式のプリンタである。
帯電する帯電手段としての接触帯電部材2を含む。また、プロセス手段には、帯電されたドラム1の表面を像露光して静電潜像を形成する露光手段としての像露光装置3を含む。更に、プロセス手段には、ドラム1に形成(担持)された静電潜像を現像剤で現像して現像剤像(トナー像)として可視像化(現像)する現像手段としての現像装置(現像ユニット)4と、トナー像を記録材Sに転写する転写手段としての転写ローラ5を含む。また、プロセス手段には、転写後のドラム1の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置6を含む。
。
記録材Sは、転写ニップ部Nに進入して転写ニップ部Nにより挟持搬送されていく。転写ローラ5には、記録材Sが転写ニップ部Nを挟持搬送されている間、電源部(不図示)から所定の転写バイアス(トナーの帯電極性とは逆極性(本実施例では正極性)で、所定電位の電圧)が印加される。これにより、ドラム1表面に形成されているトナー像が記録材Sの表面に順次に静電転写されていく。転写ニップ部Nを通過した記録材Sはドラム1の表面から分離されて、シートパス12を通って定着装置13に導入される。
クリーニング装置6は、本実施例においては、クリーニング部材としてウレタンゴム製の弾性クリーニングブレード(以下、ブレード)6aを有するブレード式の装置である。ブレード6aは、固定端から自由端である先端エッジ部に向かう方向が、ドラム1の回転方向に対してカウンタ方向となるように、ドラム1に対向して配設されており、その先端エッジ部はドラム1表面に当接している。ドラム1表面の転写残トナーは、ブレード6aにより掻き取られて廃現像剤室現像剤収容室6bに貯留される。
画像形成動作が行われるにつれて、現像装置4に収容されているトナーは消費されていく。カートリッジ7は、カートリッジを購入した使用者にとって満足できる品質の画像を形成することが出来なくなる程度までトナーが消費された際に、ユーザにより装置本体100Aに対して交換可能に構成されている。
本実施例のカートリッジ7は、上述のように、ドラム1、帯電ローラ2、現像装置4、クリーニング装置6が一括してユニット化されたものである。これらの構成要素は、カートリッジ7内で所定の相互配置関係をもって組み付けられている。より詳しくは、このカートリッジ7は、ドラム1と帯電ローラ2とクリーニング装置6を組み付けたドラムユニット7Aと、現像装置(現像ユニット)4とが揺動可能に結合されることで構成されている。
ドラム1と帯電ローラ2は、ドラムユニット7Aの枠体に回転可能に設置されている。帯電ローラ2はドラム1に対して並行(平行)に、かつ所定の押圧力で接触させて配列されている。そして、ドラム1と、現像装置4側の現像ローラ44とが当接した状態に保持されるように、ドラムユニット7Aと現像装置4とが結合部(回転中心、不図示)を中心に付勢部材(不図示)により付勢されている。
設されている。
規制ブレード46は、基部が現像枠体41に固定されている。そして、規制ブレード46の先端側は、現像ローラ44と供給ローラ45との当接位置よりも現像ローラ回転方向下流側で、ドラム1と現像ローラ44の対向位置よりも現像ローラ回転方向上流側の位置にて、現像ローラ44に対して腹当てで弾性的に当接している。
現像ローラ44は、ドラム1に対して並行に配設されている。供給ローラ45は、現像ローラ44に対して並行に、かつ所定の押圧力で接触するように配設されている。現像剤枠体42は、トナーTを収納する現像剤容器であり、現像剤収容室47を有し、所定の初期量のトナーTが収納されている。現像剤収容室47内に配置されている攪拌搬送部材51が回転駆動されることで、現像剤収容室47からトナーTが現像室43側に逐次に送り出される。
画像形成動作中にジャム(紙詰まり)が発生した場合は、制御回路部101により、画像形成動作が中断される。その後、外部ホスト装置200や、画像形成装置100の表示部にジャムが発生したことが表示され、ユーザに記録材の処理を促す。制御回路部101は、ジャムした記録材が取り除かれたと判断すると、画像形成動作の再開前に復帰動作を実行する。このとき、ドラム1上には未転写のトナー像がのった(担持された)状態になっている。
復帰動作においては最初に、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアスがそれぞれ印加された後に、ドラム1及び現像装置4の回転駆動(回転動作)が開始される。このとき、転写バイアスとしては、画像形成動作中とは異なり、負極性のバイアスが印加される。これは、ドラム1上に残留している未転写トナー(転写残トナー)が転写ローラ5に付着することを防止するために行われる。
本実施例においては、通常の画像形成動作中には帯電バイアスとして−900V、現像バイアスとして−300Vが印加されている。これにより、ドラム1の表面電位Vdは−450V、現像ローラ44の現像電位Vdcは−300Vになり、VdとVdcの電位差(以下、バックコントラスト)は150Vになる。バックコントラストは現像装置の特性により最適な値が設定されており、バックコントラストが小さすぎると地かぶり、大きすぎると反転かぶりや、ライン幅の減少等の弊害が現れる。
ここで、地かぶりとは、ドラム1と現像ローラ44との間の電界が弱い場合に現像ローラ44上のトナーがドラム1の暗部に付着してしまう現象である。反転かぶりは、現像ローラ44上に一部発生する反転トナー(本実施例では正極性)がドラム1の暗部に付着する現象である。また、ドラム1の表面電位Vdは、より具体的には、ドラム1の表面のうちトナー像(静電潜像)が形成されない非画像部の表面電位である。また、現像ローラ44の現像電位Vdcは、現像ローラ44に印加される電位(現像バイアス)であり、また、現像ローラ44の表面電位でもある。
図3は、本実施例におけるバックコントラストとかぶりの関係を示す図である。図3においては、バックコントラスト150Vを境に、小さい方は地かぶり領域、大きい方は反転かぶり領域となる。
ついて詳しく述べる。
ブレード6aをすり抜けたトナーは、帯電ローラ2を通過する。このとき帯電ローラ2には帯電バイアスが印加されているので、このことでドラム1の表面が負極性に帯電されるとともに、ドラム1上にあるトナーも負極性に帯電されることになる。負極性に帯電したトナーは正極性側に力が働くので、ドラム1から現像ローラ44に向かう方向に力が働くことになり、ドラム1上のトナーは現像ローラ44に移動し現像ローラ44で回収されることになる。
本実施例では、バックコントラストを画像形成動作時よりも大きくしているので、ドラム1から現像ローラ44へ向かう電界の強さをより強くすることができ、すり抜けたトナーの量が多い場合でも、より確実に現像ローラ44で回収することが可能になる。なお、復帰動作開始時にドラム1上には現像ローラ44の対向部から転写ローラ5の対向部までの領域に未転写トナーが存在するため、復帰動作としては、少なくともドラム1を1周以上回転させるとよい。
したがって、コストアップやブレード6aの寿命低下を招くことなく、復帰動作に要する時間の短縮が可能になり、ドラム1の寿命低下を低減(抑制)することが可能となる。
また、復帰動作時に、帯電バイアスが印加されない場合であっても、現像バイアスを変更してバックコントラストを制御することで、復帰動作中にブレード6aをすり抜けたトナーを現像ローラ44で回収することが可能である。
また、本実施例では、画像形成動作が、トナーを負帯電する所謂反転現像方式で行われる場合について説明したが、これに限るものではない。すなわち、画像形成動作が、トナーを正帯電する所謂正規現像方式で行われるものであってもよい。この場合には、ドラム1の表面電位Vdは、ドラム1の表面のうち、像露光装置3によりレーザビーム走査露光された後の表面電位となる。
本実施例では、画像形成装置100の周囲(画像形成装置が設置される環境)の温湿度に応じて、復帰動作時のバイアスを制御する構成について説明する。なお、本実施例においては、実施例1に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例1と同様の構成部分については、その説明を省略する。
本実施例では、復帰動作開始時に画像形成装置100に備えられた検知手段としての温湿度センサ15が検知した結果に応じて、復帰動作時のバイアスの設定を変えることを特徴とするものである。
絶対水分量の高い高湿度環境においては、トナーが帯電しにくくなり、規制ブレード46を通過した現像ローラ44上のトナーの一部に反転トナー(本実施例では正極性)が発生しやすくなってしまう。したがって、高湿度環境においては、かぶりの観点からはバッ
クコントラストを大きくすることは好ましくない。
絶対水分量が高い高湿度環境においては、現像ローラ44上と同じくドラム1上のトナーも帯電量が低いことになる。ドラム1上のトナーは鏡映力によりドラム1に付着しているので、トナーの帯電量が弱ければドラム1との付着力が弱くなり、ブレード6aでクリーニングすることが容易になる。
したがって、復帰動作時に、ブレード6aで全てのトナーをクリーニングすることができるならば、かぶりの観点からバックコントラストは最適値に維持することが望ましい。
図5は、本実施例の構成において、絶対水分量が異なる環境ごとのクリーニング性能を示す図である。
クリーニング性能の評価としては、全黒画像を印字したときに、ドラム1上のトナーを全て未転写でブレード6aに送ったときのトナーすり抜けの有無で判断した。本実施例においては、絶対水分量14.20g/m3以上の環境では、未転写トナーのすり抜けは発生せず、絶対水分量14.20g/m3未満の環境では、未転写トナーのすり抜けが発生した。
制御回路部101により実行される、以上のバイアス制御を加えた復帰動作の一連の動作を示したフローチャートを図6に示す。
ジャムの発生(S1)が検知されると、ユーザに対して警告が行われる(S2)。その後、ジャム用紙が取り除かれたかどうかが判定され(S3)、肯定判定の場合には、復帰動作が開始され(S4)、否定判定の場合には、S2に戻る。S4の復帰動作が開始されると、絶対水分量aが測定され(S5)、a≧14.20かどうかが判定される(S6)。S6で肯定判定の場合には、バックコントラストが150Vに設定され(S7)、否定判定の場合には、バックコントラストが200Vに設定され(S8)、バックコントラストが設定されると、ドラム1及び現像装置4の回転動作が開始される(S9)。ドラム1が予め設定された量(回転数、角度)、回転したら、ドラム1及び現像装置4の回転動作が終了され(S10)、画像形成装置100はスタンバイ状態となる。
Claims (6)
- 静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、
前記像担持体の表面に形成された静電潜像を現像剤により現像剤像に現像するための現像剤担持体と、
前記像担持体の表面に当接するように設けられ、前記像担持体の表面の現像剤像が記録材に転写された後に前記像担持体の表面に残留する現像剤をクリーニングするクリーニング部材と、を備え、
記録材に画像形成を行う画像形成動作が動作中に異常停止により中断された場合、前記画像形成動作の再開前に、前記像担持体の回転動作及び前記現像剤担持体に電位が印加される動作を含む復帰動作を行うことが可能な画像形成装置において、
前記復帰動作時に、前記現像剤担持体に印加される電位と、前記像担持体の表面のうち現像剤像が形成されない非画像部の表面電位との電位差を、前記像担持体上の現像剤が前記現像剤担持体に移動するように前記画像形成動作時よりも大きくすることが可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記像担持体を帯電する帯電手段を備え、
前記復帰動作は、前記帯電手段により前記像担持体を帯電する動作を含み、
前記復帰動作時に、前記像担持体の表面の現像剤は、前記帯電手段により前記像担持体とともに帯電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。 - 前記復帰動作時の前記電位差が前記画像形成動作時よりも大きくなるように、前記帯電手段に印加される電位を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記復帰動作時の前記電位差が前記画像形成動作時よりも大きくなるように、前記現像剤担持体に印加される電位を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置が設置される環境の湿度を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された湿度が予め設定された値未満の場合には、前記復帰動作
時の前記電位差を前記画像形成動作時よりも大きくし、
前記検知手段により検知された湿度が前記予め設定された値以上の場合には、前記復帰動作時の前記電位差を前記画像形成動作時と同じとする制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記予め設定された値が絶対水分量14.20g/m 3 であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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