JP6260476B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6260476B2
JP6260476B2 JP2014138247A JP2014138247A JP6260476B2 JP 6260476 B2 JP6260476 B2 JP 6260476B2 JP 2014138247 A JP2014138247 A JP 2014138247A JP 2014138247 A JP2014138247 A JP 2014138247A JP 6260476 B2 JP6260476 B2 JP 6260476B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
image forming
developing
image
bias
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014138247A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015096934A (ja
Inventor
伸吾 坂戸
伸吾 坂戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Document Solutions Inc
Original Assignee
Kyocera Document Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Document Solutions Inc filed Critical Kyocera Document Solutions Inc
Priority to JP2014138247A priority Critical patent/JP6260476B2/ja
Priority to US14/480,917 priority patent/US9329521B2/en
Priority to CN201410458846.XA priority patent/CN104570655B/zh
Publication of JP2015096934A publication Critical patent/JP2015096934A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6260476B2 publication Critical patent/JP6260476B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/065Arrangements for controlling the potential of the developing electrode
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0266Arrangements for controlling the amount of charge
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0283Arrangements for supplying power to the sensitising device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Developing For Electrophotography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、複写機やプリンター等に好適に用いられる画像形成装置に関する。
従来、電子写真技術による画像形成装置では、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーによって現像し、この現像されたトナー像を記録媒体上に転写、定着させるという手順で画像形成処理が行われている。
近年、このような画像形成装置において感光体ドラムを帯電させる方式として、例えば、ローラー型の帯電器を感光体ドラムに接触または近接させて配置し、感光体ドラムを帯電させる接触帯電方式が広く採用されている。また、一般的に、感光体ドラムの表面には有機感光体(OPC:Organic Photoconductor)が用いられ、帯電器には導電性ゴムローラーが用いられている。
例えば、特許文献1には、感光体ドラムの表面を帯電させる接触式帯電器と、帯電器の電圧印加手段と、露光器(光学系)によって形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、トナー像を用紙に転写する転写・分離装置と、感光体ドラムの表面電位を測定する表面電位検出手段と、を含む画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、感光体ドラムの表面電位を表面電位検出手段により測定し、帯電器への印加電圧をフィードバック制御している。
特開平09−106142号公報
ところで、接触帯電方式の帯電器によって、OPCから成る感光体ドラムの表面を短時間で定格の電位に帯電させることは困難であることが知られている。このため、特許文献1に記載されたような画像形成装置では、一般的に、実際の画像形成処理の開始に先立って帯電バイアスの印加(前帯電処理)が行われている。そして、ユーザーからの印刷指示から印刷完了までの時間(ファーストプリントタイム)の短縮を考慮して、一般的に、前帯電処理によって感光体ドラムの表面電位が画像形成可能な電位に帯電すると、目標の表面電位に達する前であっても、1枚目の用紙に対して画像形成処理が開始される。
感光体ドラムが目標の表面電位に達していない状態で、画像形成処理を開始した場合、その時点での表面電位と現像バイアスとの電位差が、定格の電位差よりも小さくなる。この場合、1枚目の印刷に供される用紙において画像形成されない白紙領域にトナーが付着する現象、所謂かぶりが発生するという問題があった。
本発明は上記した課題を解決すべくなされたものであり、像担持体の帯電不足を抑制し、かぶりによる画像不良を防止する画像形成装置を提供することを目的とするものである。
上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、像担持体の表面に接触または近接して設けられ、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記像担持体の表面にトナー像を現像する現像部材と、前記現像部材に交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する現像バイアス電源と、前記帯電バイアス電源および前記現像バイアス電源を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記像担持体の表面に現像された前記トナー像を被転写体に転写する画像形成処理を開始する前に、前記帯電バイアス電源を制御して、前記像担持体の表面を帯電させる前帯電制御を実行し、前記画像形成処理の開始以後に、前記帯電バイアス電源および前記現像バイアス電源を制御して、前記像担持体の表面電位と前記現像バイアスとの電位差を画像不良の発生が防止される有効電位差にするような後帯電制御を実行することを特徴とする。
この構成によれば、制御装置が実行する後帯電制御によって、像担持体の表面電位と現像バイアスとの電位差が、有効電位差となるように制御される。有効電位差は、かぶりによる画像不良が発生しない範囲に設定されているため、良好な画像形成処理を担保することができる。
この場合、前記制御装置は、前記後帯電制御として、定格の前記現像バイアスである第1の現像バイアスを印加するように前記現像バイアス電源を制御すると共に、定格の前記帯電バイアスである第1の帯電バイアスよりも高い第2の帯電バイアスを印加するように前記帯電バイアス電源を制御することが好ましい。
この構成によれば、帯電部材には、第1の帯電バイアスよりも高い第2の帯電バイアスが印加されるため、例えば、前帯電制御において像担持体の帯電不足が生じていたとしても、像担持体の表面電位を定格値(目標電位)に近づけることができる。これにより、画像不良(かぶり)を有効に防止することができる。
この場合、前記制御装置は、前記後帯電制御として、定格の前記帯電バイアスである第1の帯電バイアスを印加するように前記帯電バイアス電源を制御すると共に、定格の前記現像バイアスである第1の現像バイアスよりも低い第2の現像バイアスを印加するように前記現像バイアス電源を制御することが好ましい。
この構成によれば、現像部材には、第1の現像バイアスよりも低い第2の現像バイアスが印加されるため、例えば、前帯電制御において像担持体の帯電不足が生じていたとしても、像担持体の表面電位と第2の現像バイアスとの電位差を有効電位差にすることができる。これにより、画像不良(かぶり)を有効に防止することができる。
上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、像担持体の表面に接触または近接して設けられ、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記像担持体の表面に前記トナー像を現像する現像部材と、前記現像部材に交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する現像バイアス電源と、前記帯電バイアス電源および前記現像バイアス電源を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記像担持体の表面に現像された前記トナー像を被転写体に転写する画像形成処理を開始する前に、前記帯電バイアス電源を制御して、前記像担持体の表面を帯電させる前帯電制御を実行し、前記画像形成処理の開始以後に、前記帯電バイアス電源を制御して、定格の前記帯電バイアスである第1の帯電バイアスを印加させると共に、前記現像バイアス電源を制御して定格の前記現像バイアスである第1の現像バイアスにおける交流電圧の周波数よりも高い周波数を有する第3の現像バイアスを印加させる後帯電制御を実行することを特徴とする。
この構成によれば、現像部材には、第1の現像バイアスよりも高い周波数となる第3の現像バイアスが印加される。このように、交流電圧の周波数を高くすることによって、現像部材から像担持体に向かうトナーの移動と、像担持体から現像部材に戻るトナーの移動とが、短い時間で切り替わることとなる。したがって、トナーは像担持体側への移動が進む前に現像部材側に引き戻される。これにより、画像不良(かぶり)を有効に防止することができる。
これらの場合、前記像担持体は、回転可能に設けられ、前記制御装置は、前記画像形成処理の開始から前記像担持体が1回転するまでの間に前記後帯電制御を実行することが好ましい。
この構成によれば、例えば、前帯電制御において像担持体の帯電不足が生じていたとしても、画像形成処理開始から像担持体が1回転(1周)する間において、有効電位差を定格の電位差に近づけることができる。これにより、1枚目の被転写体に対して、かぶりの無い適切な画像形成を行うことができる。
これらの場合、前記像担持体の表面は、正帯電単層有機感光体によって形成されていることが好ましい。
この構成によれば、像担持体の表面に正帯電単層有機感光体を用いることで、帯電プロセスにおけるオゾンの発生が抑制されると共に高解像度での画像形成が可能となる。また、単層構造のため生産プロセスの簡略化を図ることができる。
本発明によれば、像担持体の帯電不足を抑制し、画像形成時のかぶりを防止することができる。
本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の内部構造を模式的に示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の画像形成部を模式的に示す側面図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の制御装置等を示すブロック図である。 本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の制御装置による画像形成部の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。 本発明の第2実施形態に係る画像形成装置の制御装置による画像形成部の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。 本発明の第3実施形態に係る画像形成装置の制御装置による画像形成部の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。
以下、本発明の実施形態について、添付した図面を参照しながら説明する。
<第1実施形態>
図1ないし図3を参照して、第1実施形態に係る画像形成装置1について説明する。ここで、図1は画像形成装置1の内部構造を模式的に示す断面図である。図2は画像形成装置1の画像形成部5を模式的に示す側面図である。図3は画像形成装置1の制御装置8等を示すブロック図である。
図1に示すように、画像形成装置1は、略箱型形状の装置本体2の内部に用紙Sを収納する用紙収容部3と、用紙収容部3から搬送経路4に供給された用紙Sにトナー像を転写する画像形成部5と、転写したトナー像を用紙Sに定着させる定着装置6と、定着後の用紙Sの排出先となる用紙排出部7と、各部を統括制御する制御装置8と、を備えている。
画像形成部5は、制御装置8に制御され、例えば、パーソナルコンピューター(図示せず)等から送信された画像データに基づいてモノクロの画像形成処理を行う。画像形成部5は、補給用トナー(ブラック)を収納したトナーコンテナ10と、像担持体としての感光体ドラム11と、感光体ドラム11の周囲に転写プロセス順(図1に示す矢印X参照)に配置される帯電ローラー12と、露光器13と、現像ローラー14と、転写ローラー15と、分離針16と、クリーニング装置17と、除電デバイス18(図2参照)と、を備えている。
図2に示すように、感光体ドラム11は、アルミニウム等の導電性材料で円筒状に形成されるドラム素管20と、ドラム素管20の外周面に塗工して形成される感光層21と、を含んで構成されている。感光体ドラム11は、用紙Sの搬送方向と直角を成す用紙S幅方向(図2の紙面奥行き方向)に延設され、図示しない駆動装置によって回転駆動される。感光層21は、有害性が低く量産性に優れる正帯電単層有機感光体(OPC)によって形成されている。なお、感光層21の層厚は、20〜30μm程度である。
帯電部材としての帯電ローラー12は、感光体ドラム11の表面(感光層21)に接触して設けられ、感光体ドラム11の表面を所定の極性および電位で一様に帯電させる(所謂、接触帯電方式)。帯電ローラー12は、中実円筒状の導電性材料で形成される帯電シャフト22と、帯電シャフト22の外周面に形成される導電性の帯電ゴム層23と、を含んで構成されている。帯電ローラー12は、感光体ドラム11と平行に設けられ、図示しない駆動装置によって回転駆動される。帯電ゴム層23は、エピクロルヒドリンゴム等に、例えば、イオン導電剤が配合されて形成されている。なお、帯電ゴム層23の層厚は、1〜3mm程度である。
また、帯電ローラー12を挟んで感光体ドラム11の反対側には、ブラシローラー12aが配設されている。ブラシローラー12aは、帯電ローラー12の表面に接触して回転し、帯電ローラー12の表面の付着物を除去する。
また、帯電ローラー12は、帯電バイアス電源24に接続されている(図3参照)。帯電バイアス電源24は、帯電ローラー12に直流(DC)電圧である帯電バイアスを印加することにより、感光体ドラム11の感光層21を帯電させる。
図1に示すように、露光器13は、光源(図示せず)から放射された各光束を、ポリゴンミラー等の偏光器(図示せず)で偏光走査しつつ、感光体ドラム11に光束を結像させる。これにより、感光体ドラム11の表面(感光層21)に静電潜像が形成される。
図2に示すように、現像部材としての現像ローラー14は、感光体ドラム11の表面に対して所定の間隙を有して対向配置され、感光体ドラム11の表面に形成された静電潜像にトナーコンテナ10から供給されるトナーを付着させる。現像ローラー14は、感光体ドラム11と平行に設けられ、図示しない駆動装置によって回転駆動される。現像ローラー14は、非磁性の円筒状のスリーブ内に、互いに異極性となるマグネット(図示せず)を固定して構成されている。なお、現像ローラー14の下方には、トナーを攪拌・搬送するための一対の搬送スクリュー14aが対向して配設されている(図1参照)。
また、現像ローラー14は、現像バイアス電源25に接続されている。現像バイアス電源25は、交流(AC)電源と直流(DC)電源とを含み、交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを現像ローラー14に印加する。現像ローラー14は、印加された現像バイアスによって感光体ドラム11の表面(感光層21)にトナー像を現像する。
転写ローラー15は、感光体ドラム11の表面に対向して設けられている。転写ローラー15は、搬送される用紙Sを感光体ドラム11に圧接させ、感光体ドラム11の表面に現像されたトナー像を用紙Sに転写する。転写ローラー15は、導電性材料で形成される転写シャフト26と、転写シャフト26の外周面に形成される導電性の転写ゴム層27と、を含んで構成されている。
また、転写ローラー15は、転写バイアス電源28に接続されている(図3参照)。転写バイアス電源28は、転写ローラー15に転写バイアスを印加する。転写バイアスは、帯電したトナーの極性とは逆極性であるため、感光体ドラム11上のトナー像は、転写バイアスを印加した転写ローラー15に向かって引き寄せられ、感光体ドラム11と転写ローラー15との間を搬送される用紙Sに転写される。なお、被転写体としての用紙Sは、紙製の記録材に限らず、樹脂フィルムやOHPシート等の記録材も含むこととする。
分離針16は、感光体ドラム11の表面に対向して設けられ、トナー像が転写された用紙Sを感光体ドラム11から分離する。分離針16は、ステンレス等の導電性材料で略櫛歯状に形成され、複数の針状の先端部を感光体ドラム11に向けた状態で配設されている。分離針16の先端部を針状に形成することで、先端部から放電が生じ易くなっている。
また、分離針16は、分離バイアス電源30に接続されている(図3参照)。分離バイアス電源30は、分離針16に分離バイアスを印加する。分離針16は、印加された分離バイアスによって感光体ドラム11の表面に貼り付いた用紙Sを感光体ドラム11から引き離す。
クリーニング装置17は、転写後の感光体ドラム11の表面に残留したトナーを除去する。クリーニング装置17は、ハウジング31の内部において、感光体ドラム11の表面(感光層21)に摺接するクリーニングブレード32と、除去されたトナー(廃トナー)を排出する排出スクリュー33と、を有している。
クリーニングブレード32は、例えばウレタンゴム製で、感光体ドラム11の軸方向に延びる板状に形成されている。クリーニングブレード32の上端側はL字状のブレードホルダー34に固定され、クリーニングブレード32の下端部は感光体ドラム11の外周面にカウンター方向で接触している。なお、ブレードホルダー34は、ハウジング31内に固定されている。クリーニングブレード32は、図示しない付勢手段により感光体ドラム11に対して押圧され、感光体ドラム11の表面に残留したトナー等の付着物を掻き取るようにして除去する。なお、付勢手段を省略し、クリーニングブレード32自身の弾性力により、感光体ドラム11に対して押圧されていてもよい。
排出スクリュー33は、クリーニングブレード32よりも感光体ドラム11の回転方向上流側に設けられている。排出スクリュー33の軸方向一端には、廃トナー回収容器(図示せず)が接続されている。排出スクリュー33は、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで、廃トナーを廃トナー回収容器に排出する。
除電デバイス18は、感光体ドラム11の感光層21に残留した電荷を除去するために、感光体ドラム11の表面に対し光を照射する。
図1に示すように、定着装置6は、用紙Sのトナー像転写側に配設され回転駆動される加熱ローラー6aと、加熱ローラー6aに対向して配設され従動回転する加圧ローラー6bと、を有している。用紙Sの表面に転写されたトナー像は、加熱ローラー6aに接触することで溶融し、用紙Sの裏面側から加圧ローラー6bによって加圧されることで用紙Sに定着する。
図3に示すように、制御装置8は、CPU40と、ROM、RAM、フラッシュメモリー等のメモリー41と、CPU40およびメモリー41を接続するバス42と、画像形成装置1の各構成が接続されるインターフェース43と、を有している。
CPU40は、メモリー41に記憶された各プロクラム等に従って演算処理を実行する。メモリー41には、画像形成処理制御に必要なプログラムや、その他、画像形成装置1を統括制御するためのプログラムが記憶されている。また、メモリー41には、感光体ドラム11の表面電位の目標値(以下、「目標電位」と呼ぶ。)や、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアスおよび分離バイアス等の定格値等が予め記憶されている。
インターフェース43には、露光器13、帯電バイアス電源24、現像バイアス電源25、転写バイアス電源28および分離バイアス電源30等(以下、「電源等」という。)が接続されている。これにより、制御装置8から電源等に向けて各種制御信号が送出される。すなわち、制御装置8は、メモリー41に記憶された各プログラム等をCPU40が実行することによって、電源等を制御する。なお、図示は省略するが、インターフェース43には、画像形成装置1を構成する各部が接続され、制御装置8と各部との間で各種制御信号が送受信される。
ここで、図1および図2を参照して、画像形成装置1の動作について説明する。画像形成装置1は、電源を投入されると、各種パラメータの初期化等を実行する。そして、画像形成装置1に接続されたパーソナルコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、画像形成装置1(制御装置8)は、以下のようにして画像形成処理を実行する。
帯電ローラー12は、感光体ドラム11(感光層21)の表面を帯電させる。その後、露光器13は、感光体ドラム11の表面に画像データに対応した露光(矢印P参照)を行って静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像ローラー14によってトナー像に現像される。トナー像は、転写ローラー15に転写バイアス(負極性)が印加されることによって、用紙収容部3から搬送経路4を搬送されてきた用紙Sに転写される。トナー像は、定着装置6によって用紙Sに定着される。トナー像が定着した用紙Sは、排出ローラー対7aによって用紙排出部7に排出される。また、転写後の感光体ドラム11の感光層21に残留したトナーは、クリーニング装置17によって除去され、感光層21に残留した電荷は、除電デバイス18によって除去される。
次に、図4を参照して、制御装置8による画像形成部5の制御について説明する。ここで、図4は、制御装置8による画像形成部5の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。なお、図4に示す電位の値は必ずしも正確なものではなく、電位の極性および変化の概要を示すものである。
一般的に、接触帯電方式の帯電ローラー12では、OPCから成る感光体ドラム11の感光層21の表面電位が上がり難いため、画像形成処理の開始前に帯電バイアスが印加される。なお、画像形成処理の開始前に、感光体ドラム11を帯電させるための処理を「前帯電処理」と呼ぶこととする。例えば、図4に示すように、前帯電処理として感光体ドラム11を2回転(R1,R2)させる場合、感光体ドラム11の表面電位は、1回転する毎に段階的に上昇する。そして、この例では、感光体ドラム11が2回転した後に画像形成処理が開始される。
また、現像ローラー14への現像バイアスの印加は、立ち上がり時間を考慮して画像形成処理の開始に備えるため、通常、画像形成処理開始前(前帯電処理中)に開始される。例えば、図4に示すように、前帯電処理を開始してから感光体ドラム11が約1.5回転した後(画像形成処理の開始よりも約半回転前)に、現像バイアスの印加が開始される。
ここで、帯電ローラー12に帯電バイアスの印加を行う前帯電処理が終了(画像形成処理の開始)した時点では、感光体ドラム11の表面電位は、例えば、図4に点線Lで示す電位まで上昇している。このときの感光体ドラム11の表面電位は、目標電位まで上昇していないが、画像形成処理を実行可能な電位である。しかしながら、感光体ドラム11の表面電位が目標電位から大きく乖離している場合、その時点での感光体ドラム11の表面電位と現像バイアスとの電位差Aが、定格の電位差である定格電位差Bよりも著しく小さくなる。このため、画像形成処理時において、トナーが、現像ローラー14から感光体ドラム11側に移動し、用紙Sの画像形成されない白紙領域に付着する現象(以下、「かぶり」と呼ぶ。)が発生する場合があった。
そこで、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置1の制御装置8は、かぶりによる画像不良を防止するために、前帯電制御と、後帯電制御と、を実行する。具体的には、制御装置8は、画像形成処理を開始する前に、帯電バイアス電源24を制御して感光体ドラム11の表面を帯電させる前帯電制御を実行する。また、制御装置8は、画像形成処理の開始以後に、帯電バイアス電源24および現像バイアス電源25を制御して、感光体ドラム11の表面電位と現像バイアスとの電位差を画像不良の発生が防止される有効電位差Cにするような後帯電制御を実行する。以下、制御装置8が実行する各制御について詳細に説明する。
例えば、画像形成装置1に電源が投入されて印刷要求がなされると、画像形成装置1(制御装置8)は、画像形成処理に先立って、前帯電処理を実行する。制御装置8は、前帯電処理を開始するために、前帯電制御を実行する。制御装置8は、駆動装置を制御して、感光体ドラム11、帯電ローラー12、現像ローラー14、転写ローラー15等をそれぞれ回転させる。また、制御装置8は、前帯電制御として、帯電バイアス電源24を制御して定格の帯電バイアスである第1の帯電バイアス(例えば、1200V程度)を出力させる。これにより、前帯電処理が開始され、図4に実線で示すように、感光体ドラム11の表面電位が1回転する毎に段階的に上昇する。また、制御装置8は、感光体ドラム11が約1.5回転した後、現像バイアス電源25を制御して定格の現像バイアスである第1の現像バイアスを出力させる。
感光体ドラム11が2回転(R1,R2)すると前帯電処理(前帯電制御)が終了し、制御装置8は、既に説明した画像形成処理を開始する。制御装置8は、画像形成処理の開始と共に後帯電制御を実行する。制御装置8は、後帯電制御として、引き続き第1の現像バイアスを印加するように現像バイアス電源25を制御すると共に、第1の帯電バイアスよりも高い第2の帯電バイアスを印加するように帯電バイアス電源24を制御する。
第1の帯電バイアスに代えて第2の帯電バイアスが印加されることによって、感光体ドラム11の表面電位は、目標電位または目標電位近傍の電位となる。これにより、例えば、前帯電処理において感光体ドラム11の帯電不足が生じていたとしても、感光体ドラム11の表面電位を定格値(目標電位)に近づけることができる。また、画像形成の開始時(R3)の感光体ドラム11の表面電位と第1の現像バイアスとの電位差が、有効電位差Cとなっている。有効電位差Cは、定格電位差Bよりも僅かに低い値となっている。
例えば、感光体ドラム11の目標電位を410V、第1の現像バイアスを290V、定格電位差Bを120Vに設定した場合、感光体ドラム11の表面電位は、350V以上450V以下(目標電位から±40V程度の範囲内)であることが好ましい。有効電位差Cは、例えば60V以上であることが好ましい。有効電位差Cは、かぶりによる画像不良が発生しない範囲に設定されており、例えば、実験的および経験的に設定される。
なお、第1の帯電バイアス、第2の帯電バイアスおよび第1の現像バイアスの各値、並びに、定格電位差B、有効電位差Cは、メモリー41に予め記憶されている。なお、帯電バイアスとは、第1の帯電バイアスおよび第2の帯電バイアスを含み、帯電ローラー12に印加される全てのバイアスを指している。同様に、現像バイアスとは、第1の現像バイアスを含み、現像ローラー14に印加される全てのバイアスを指している。
制御装置8は、画像形成処理の開始から感光体ドラム11が1回転(R3(合計3回転目))するまでの間において第2の帯電バイアスを印加する後帯電制御を実行する。制御装置8は、画像形成処理の開始から感光体ドラム11が1回転した後、第2の帯電バイアスに代えて第1の帯電バイアスを出力するように帯電バイアス電源24を制御する(R4)。なお、この時点で、感光体ドラム11は、目標電位に帯電した状態となっている。
以上の第1実施形態に係る画像形成装置1によれば、制御装置8が実行する後帯電制御によって、感光体ドラム11の表面電位と(第1の)現像バイアスとの電位差が、有効電位差Cとなるように制御される。有効電位差Cは、かぶりによる画像不良が発生しない範囲で設定されているため、良好な画像形成を担保することができる。
また、第1実施形態に係る画像形成装置1によれば、例えば、前帯電制御(処理)において感光体ドラム11の帯電不足が生じていたとしても、画像形成処理開始から感光体ドラム11が1回転(1周)する間において、有効電位差Cを定格電位差Bに近づけることができる。これにより、1枚目の用紙Sに対して、かぶりの無い適切な画像形成を行うことができる。
また、第1実施形態に係る画像形成装置1によれば、感光体ドラム11の表面、すなわち感光層21に正帯電単層有機感光体を用いることで、帯電プロセスにおけるオゾンの発生が抑制されると共に高解像度での画像形成が可能となる。また、単層構造のため生産プロセスの簡略化を図ることができる。
なお、前帯電制御(処理)における感光体ドラム11の回転数は、2回転に限定されるものではなく、ファーストプリントタイムを考慮した上で、1回転以上で任意に設定することができる。なお、以上の第1実施形態に係る画像形成装置1では、制御装置8が、画像形成処理開始から感光体ドラム11が1回転(1周)するまでの間に後帯電制御を行っていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、後帯電制御を2回転以上に亘って行ってもよい。
<第2実施形態>
次に、図5を参照して、本実施形態の第2実施形態に係る画像形成装置1について説明する。図5は、制御装置8による画像形成部5の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。なお、図5に示す電位の値は必ずしも正確なものではなく、電位の極性および変化の概要を示すものである。なお、上記した第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、同様の説明は省略する。
例えば、画像形成装置1に電源が投入されて印刷要求がなされると、上記した第1実施形態に係るものと同様に、制御装置8は、前帯電制御として、第1の帯電バイアスを出力するように帯電バイアス電源24を制御する。続いて、制御装置8は、感光体ドラム11が約1.5回転した後、現像バイアス電源25を制御して第1の現像バイアスよりも低い第2の現像バイアスを出力させる。なお、第2の現像バイアスの値は、メモリー41に予め記憶されている。なお、現像バイアスとは、第1の現像バイアスおよび第2の現像バイアスを含み、現像ローラー14に印加される全てのバイアスを指している。
感光体ドラム11が2回転(R1,R2)すると前帯電制御(処理)が終了し、制御装置8は、既に説明した画像形成処理を開始する。制御装置8は、画像形成処理の開始と共に、第2実施形態に係る後帯電制御を実行する。制御装置8は、後帯電制御として、引き続き第1の帯電バイアスを印加するように帯電バイアス電源24を制御すると共に、引き続き第2の現像バイアスを印加するように現像バイアス電源25を制御する。制御装置8は、画像形成処理の開始から感光体ドラム11が1回転(R3)するまでの間において第2の現像バイアスを印加する後帯電制御を実行する。制御装置8は、画像形成処理の開始から感光体ドラム11が1回転した後、第2の現像バイアスに代えて第1の現像バイアスを出力するように現像バイアス電源25を制御する(R4)。
画像形成処理の開始から感光体ドラム11が1回転(R3)するまでの間において、感光体ドラム11の表面電位は、画像形成を実行可能な電位であるが、目標電位よりも低い値となっている。この状態で、仮に、現像ローラー14に第1の現像バイアスを印加した場合、電位差A(図4参照)が定格電位差Bよりも著しく小さくなるため、かぶりが発生する。この点、第2実施形態に係る画像形成装置1では、現像ローラー14に第1の現像バイアスよりも低い第2の現像バイアスを印加しているため、画像形成の開始時(R3)の感光体ドラム11の表面電位と第2の現像バイアスとの有効電位差Dは、定格電位差B(例えば120V)と略同一の値(正確には僅かに低い値)になっている。
以上の第2実施形態に係る画像形成装置1によれば、現像ローラー14には、第1の現像バイアスよりも低い第2の現像バイアスが印加されるため、例えば、前帯電制御(処理)において感光体ドラム11の帯電不足が生じていたとしても、感光体ドラム11の表面電位と第2の現像バイアスとの電位差を有効電位差Dにすることができる。これにより、画像不良(かぶり)を有効に防止することができる。
なお、以上の第2実施形態に係る画像形成装置1では、制御装置8が、画像形成処理の開始前から第2の現像バイアスを出力するように現像バイアス電源25を制御していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置8は、現像バイアス電源25を制御して、感光体ドラム11が約1.5回転したときに第1の現像バイアスを出力させ、その後、感光体ドラム11が更に約0.5回転して画像形成処理が開始されたときに第2の現像バイアスを出力させてもよい(図5に示す現像バイアスの点線部分参照)。つまり、第2の現像バイアスは、少なくとも画像形成処理開始以後の帯電制御時に印加されていればよい。
なお、上記した第1実施形態に係るものと同様に、前帯電制御(処理)における感光体ドラム11の回転は、1回転以上で任意に設定することができる。また、第2実施形態に係る後帯電制御を2回転以上に亘って行ってもよい。
<第3実施形態>
次に、図6を参照して、本実施形態の第3実施形態に係る画像形成装置1について説明する。図6は、制御装置8による画像形成部5の制御において、各部材に印加される電位と時間との関係を示す説明図である。なお、図6に示す電位の値は必ずしも正確なものではなく、電位の極性および変化の概要を示すものである。なお、上記した第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、同様の説明は省略する。
例えば、画像形成装置1に電源が投入されて印刷要求がなされると、上記した第1実施形態に係るものと同様に、制御装置8は、前帯電制御として、第1の帯電バイアスを出力するように帯電バイアス電源24を制御する。続いて、制御装置8は、感光体ドラム11が約1.5回転した後、現像バイアス電源25を制御して第1の現像バイアスにおける交流電圧の周波数よりも高い周波数を有する第3の現像バイアスを出力させる。なお、第1の現像バイアスの交流電圧の周波数は、例えば2600Hzであり、第3の現像バイアス交流電圧の周波数は、例えば2800Hzである。なお、第3の現像バイアスの値は、メモリー41に予め記憶されている。なお、現像バイアスとは、第1の現像バイアスおよび第3の現像バイアスを含み、現像ローラー14に印加される全てのバイアスを指している。
感光体ドラム11が2回転(R1,R2)すると前帯電制御(処理)が終了し、制御装置8は、既に説明した画像形成処理を開始する。制御装置8は、画像形成処理の開始と共に、第3実施形態に係る後帯電制御を実行する。制御装置8は、後帯電制御として、引き続き第1の帯電バイアスを印加するように帯電バイアス電源24を制御すると共に、引き続き第3の現像バイアスを印加するように現像バイアス電源25を制御する。制御装置8は、画像形成処理の開始から感光体ドラム11が1回転(R3)するまでの間において第3の現像バイアスを印加する後帯電制御を行う(図6の矢印E参照)。そして、制御装置8は、画像形成処理の開始から感光体ドラム11が1回転した後、第3の現像バイアスに代えて第1の現像バイアスを出力するように現像バイアス電源25を制御する(図6の矢印F参照)。
以上の第3実施形態に係る画像形成装置1によれば、現像ローラー14には、第1の現像バイアスよりも高い周波数となる第3の現像バイアスが印加される。このように、交流電圧の周波数を高くすることによって、現像ローラー14から感光体ドラム11に向かうトナーの移動と、感光体ドラム11から現像ローラー14に戻るトナーの移動とが、短い時間で切り替わることとなる。したがって、トナーは感光体ドラム11側への移動が進む前に現像ローラー14側に引き戻される。これにより、画像不良(かぶり)を有効に防止することができる。
なお、以上の第3実施形態に係る画像形成装置1では、制御装置8が、画像形成処理の開始前から第3の現像バイアスを出力するように現像バイアス電源25を制御していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置8は、現像バイアス電源25を制御して、感光体ドラム11が約1.5回転したときに第1の現像バイアスを出力させ、その後、感光体ドラム11が更に約0.5回転して画像形成処理が開始されたときに第3の現像バイアスを出力させてもよい。つまり、第3の現像バイアスは、少なくとも画像形成処理開始以後の帯電制御時に印加されていればよい。
なお、上記した第1実施形態に係るものと同様に、前帯電制御(処理)における感光体ドラム11の回転は、1回転以上で任意に設定することができる。また、第3実施形態に係る後帯電制御を2回転以上に亘って行ってもよい。
なお、上記した各実施形態に係る画像形成装置1では、感光体ドラム11の表面(感光層21)に対し、帯電ローラー12が回転自在に接触していたが、必ずしも接触している必要はない。すなわち、帯電ローラー12と感光体ドラム11との間に放電可能領域が保証されれば、非接触(近接)でも構わない。ここで、近接とは、感光体ドラム11の表面(感光層21の外周面)と帯電ローラー12の表面(帯電ゴム層23の外周面)とが、例えば、5〜100μm程度、離間した状態をいう。
なお、上記した各実施形態では、モノクロの画像形成装置1について説明したが、これに限定されるものではなく、カラープリンターに本発明を適用してもよい。この場合、中間転写ベルトや二次転写部等を設けることが好ましい。
なお、上記した本発明の各実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の各実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、且つ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の各実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
1 画像形成装置
8 制御装置
11 感光体ドラム(像担持体)
12 帯電ローラー(帯電部材)
14 現像ローラー(現像部材)
24 帯電バイアス電源
25 現像バイアス電源

Claims (6)

  1. 回転可能に設けられ、表面が正帯電単層有機感光体によって形成されている像担持体と、
    前記像担持体の表面に接触して設けられ、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、
    前記帯電部材に直流電圧である帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源と、
    前記像担持体の表面に対向して設けられ、前記像担持体の表面にトナー像を現像する現像部材と、
    前記現像部材に交流電圧と直流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する現像バイアス電源と、
    前記帯電バイアス電源および前記現像バイアス電源を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記像担持体の表面に現像された前記トナー像を被転写体に転写する画像形成処理を開始する前に、前記像担持体を1回転以上回転させ、且つ定格の前記帯電バイアスである第1の帯電バイアスを印加するように前記帯電バイアス電源を制御して前記像担持体の表面を帯電させる前帯電制御を実行し、
    前記画像形成処理の開始以後に、前記帯電バイアス電源および前記現像バイアス電源を制御して、前記像担持体の表面電位と前記現像バイアスとの電位差を画像不良の発生が防止される有効電位差にするような後帯電制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御装置は、前記後帯電制御として、定格の前記現像バイアスである第1の現像バイアスを印加するように前記現像バイアス電源を制御すると共に、前記第1の帯電バイアスよりも高い第2の帯電バイアスを印加するように前記帯電バイアス電源を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記制御装置は、前記後帯電制御として、前記第1の帯電バイアスを印加するように前記帯電バイアス電源を制御すると共に、定格の前記現像バイアスである第1の現像バイアスよりも低い第2の現像バイアスを印加するように前記現像バイアス電源を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記制御装置は、前記前帯電制御として、前記像担持体が1回転以上回転した後で前記画像形成処理の開始よりも半回転前まで回転した場合に、前記第1の現像バイアスを印加するように前記現像バイアス電源を制御することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記制御装置は、前記前帯電制御として、前記像担持体が1回転以上回転した後で前記画像形成処理の開始よりも半回転前まで回転した場合に、前記第2の現像バイアスを印加するように前記現像バイアス電源を制御することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  6. 記制御装置は、前記画像形成処理の開始から前記像担持体が1回転するまでの間に前記後帯電制御を実行することを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の画像形成装置。
JP2014138247A 2013-10-10 2014-07-04 画像形成装置 Active JP6260476B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014138247A JP6260476B2 (ja) 2013-10-10 2014-07-04 画像形成装置
US14/480,917 US9329521B2 (en) 2013-10-10 2014-09-09 Bias control and image forming apparatus comprising the same
CN201410458846.XA CN104570655B (zh) 2013-10-10 2014-09-10 图像形成装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013212582 2013-10-10
JP2013212582 2013-10-10
JP2014138247A JP6260476B2 (ja) 2013-10-10 2014-07-04 画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015096934A JP2015096934A (ja) 2015-05-21
JP6260476B2 true JP6260476B2 (ja) 2018-01-17

Family

ID=52809785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014138247A Active JP6260476B2 (ja) 2013-10-10 2014-07-04 画像形成装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9329521B2 (ja)
JP (1) JP6260476B2 (ja)
CN (1) CN104570655B (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107272359B (zh) * 2017-08-02 2020-09-01 珠海赛纳打印科技股份有限公司 图像形成方法及装置
JP6643293B2 (ja) * 2017-10-18 2020-02-12 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP7282545B2 (ja) * 2019-02-26 2023-05-29 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2020181055A (ja) * 2019-04-24 2020-11-05 キヤノン株式会社 画像形成装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1327830C (en) * 1988-08-29 1994-03-15 Hiroki Ohba Method of deelectrification in an electrophotographic apparatus
JPH09106142A (ja) 1995-10-12 1997-04-22 Ricoh Co Ltd 画像形成装置における像担持体の帯電装置及び帯電方法
US5970279A (en) * 1997-06-02 1999-10-19 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
JPH11272048A (ja) * 1998-03-25 1999-10-08 Canon Inc 画像形成装置
JP2002116587A (ja) * 2000-10-06 2002-04-19 Kyocera Mita Corp 画像形成機のエージング方法
JP2002169359A (ja) * 2000-12-04 2002-06-14 Konica Corp 画像形成装置
US6694110B2 (en) * 2001-02-19 2004-02-17 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus with variable waiting time conveyance feature
JP4125015B2 (ja) * 2001-02-19 2008-07-23 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP5546269B2 (ja) * 2009-03-17 2014-07-09 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP5929359B2 (ja) * 2012-03-15 2016-06-01 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置及びプログラム
JP5777687B2 (ja) * 2012-11-28 2015-09-09 キヤノン株式会社 画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104570655A (zh) 2015-04-29
US20150104207A1 (en) 2015-04-16
CN104570655B (zh) 2017-03-29
JP2015096934A (ja) 2015-05-21
US9329521B2 (en) 2016-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5258389B2 (ja) 画像形成装置
JP5227669B2 (ja) 画像形成装置
JP5780772B2 (ja) 画像形成装置
JP6260476B2 (ja) 画像形成装置
JP6590578B2 (ja) 画像形成装置
JP2015075678A (ja) 画像形成装置
JP5723796B2 (ja) 現像装置、およびこれを備えた画像形成装置
JP2016212276A (ja) 画像形成装置
JP2007232856A (ja) 画像形成装置
JP6221976B2 (ja) 画像形成装置
JP2007171470A (ja) 画像形成装置
JP5879250B2 (ja) 画像形成装置
JP2006139155A (ja) 画像形成装置
JP2017076067A (ja) 画像形成装置
JP6855297B2 (ja) 画像形成装置
JP2009175224A (ja) 画像形成装置及び偏磨耗抑制プログラム
JP2008146013A (ja) 画像形成装置およびプロセスカートリッジ
JP2007148165A (ja) 画像形成装置
JPH10221931A (ja) 画像形成装置
JP2019015839A (ja) 画像形成装置
JP2010020246A (ja) 画像形成装置
JP2005099320A (ja) 画像形成装置
JP6561658B2 (ja) 画像形成装置
JP6332227B2 (ja) 画像形成装置
JP6225677B2 (ja) 画像形成装置及びプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160721

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170502

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170615

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171127

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6260476

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150