JP6292412B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムの表面を所定の極性で一様に帯電し、帯電した感光体ドラムの表面に所定の画像データに対応する光を照射することで静電潜像を形成し、この静電潜像を現像してトナー像を形成し、このトナー像を転写ローラーにより被転写部材（用紙や中間転写ベルト等）に転写する。上記転写ローラーは高圧電源に接続されており、転写ローラーと感光体ドラムの表面との間に形成される転写電界によって、感光体ドラム表面のトナー像が被転写部材に転写される。

上記感光体ドラムの帯電方式としては、感光体ドラムに帯電部材を当接させて感光体ドラム表面を所定電位に帯電させる接触帯電方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この接触帯電方式によれば、従来の非接触タイプのコロナ帯電方式（いわゆる、スコロトロン方式）に比べて、オゾン発生量を抑制できるという利点がある。

このような接触帯電方式の帯電器において、その帯電部材に導電性ローラーを用いたローラー帯電方式が提案されている。この方式によれば、感光体ドラムの表面を均一に帯電させることができるとされている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２３２８８１号公報

しかし、例えば特許文献１に示すように帯電ローラー方式（特にＤＣ帯電ローラー方式）を採用した場合、スコロトロン方式を採用した場合に比べて、感光体ドラムを帯電させる能力が低い。このため、転写ローラーと感光体ドラムとの間の転写電界によって感光体表面に与えられた電荷が、次の帯電工程において完全には打ち消されず、感光体表面に残留し易い。即ち、感光体表面が均一に帯電されず、前回転写した画像に由来する電位差が発生し易い。したがって、帯電ローラー方式を採用した場合には、前回転写した画像が次の転写工程において被転写部材に薄く転写される現象、いわゆる転写メモリ（ドラムゴースト）が発生し易い。

この転写メモリは、感光体ドラムと転写ローラーとのニップ部に流れる電流の大きさに特に感度があり、トナーの帯電極性と逆極性の電流(以下、転写電流)が多く流れるほど発生し易い。

そこで、用紙に印刷を行うとき以外（例えば、連続印刷時における各用紙の印刷が実行されない隙間時間中)は、転写ローラーに対してトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加することが考えられる。これにより、感光体ドラムと転写ローラーとのニップ部に転写電流が不必要に流れるのを防止し、転写メモリの発生を抑制することができる。

しかし、上記帯電ローラー方式をタンデム型のカラー画像形成装置に適用することを考えた場合には、以下の問題が生じる。すなわち、各転写ローラーに電圧を印加する構成として、各転写ローラーに対して共通の一つの電源を設ける構成と、各転写ローラーのそれぞれに対して別個独立の電源を設ける構成とが考えられる。前者の場合、シートの連続印刷時において、図７に示すように、連続印刷の開始時ｔ１から終了時ｔ２までの間、各転写ローラーに対してトナーの帯電極性と逆極性の電圧（順電圧）が印加される。このため、各転写ローラーよりトナーの転写が実行されない隙間時間においても、転写ローラーに対して上記逆極性の電圧が不必要に印加されて上記転写メモリが発生し易いという問題がある。一方、後者の場合には、図８に示すように、上記隙間時間（図８の符号Ｓ）において、各転写ローラーに対する印加電圧をトナーの帯電極性と同極性の電圧（逆電圧）に切り替えることができるので、前者の場合に比べて転写メモリの発生を抑制できるという利点がある。しかし、後者の場合、各転写ローラーごとに電源を設ける必要があるので、製品コストの増加を招くという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の転写ローラーに対して電圧を印加するための電源の数を出来る限り少なくして製品コストの低減を図りつつ、連続印刷時における転写メモリの発生を抑制することにある。

本発明に係る画像形成装置は、各色のトナー像を重ねて転写することによってカラー画像を形成可能であり、上記各色のトナー像をそれぞれ担持可能な複数の感光体ドラムと、
表面にトナー像が担持された複数の感光体ドラムと、上記各感光体ドラムのそれぞれに対して設けられ、該各感光体ドラムの表面に担持されたトナー像を被転写部材に転写する複数の転写ローラーと、上記各転写ローラーのそれぞれに対して電圧を印加する一つの電源と、複数のシートに対して連続的に印刷が実行される連続印刷中において上記複数の感光体ドラムのうち少なくとも一つの表面電位が所定電位を下回るか否かを予め予測する予測部とを備えている。そして、上記予測部により上記複数の感光体ドラムのうち少なくとも一つの表面電位が所定電位を下回ることが予測される場合には、上記連続印刷の実行に際して、上記複数の転写ローラーによる所定枚数分のトナー像の転写が完了する毎に、上記連続印刷を所定時間だけ中断すると共に、該所定時間の間、上記電源より上記複数の転写ローラーに対してトナーと同極性の電圧を印加するか又は上記複数の転写ローラーに対する電圧の印加を停止する制御部と、を備えている。

本発明によれば、複数の転写ローラーに電圧を印加するための電源の数を出来る限り少なくして製品コストの低減を図りつつ、連続印刷時における転写メモリの発生を抑制する。

図１は、実施形態における画像形成装置を示す概略構成図である。 図２は、画像形成装置の制御系の一部を示すブロック図である。 図３は、コントローラーにより実行される連続印刷制御の詳細を示すフローチャートである。 図４は、コントローラーにより実行される第一印刷制御の一例を示すタイムチャートである。 図５は、コントローラーにより実行される第二印刷制御の一例を示すタイムチャートである。 図６は、実施形態２を示す図５相当図である。 図７は、従来例における印刷制御の一例を示すタイムチャートである。 図８は、従来例を示す図７相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態１》
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成図を示す。この画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形のケーシング２内に画像形成部３を備えている。この画像形成部３は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データに基づき画像をシートＰに転写形成する。画像形成部３の下方には、レーザー光を照射する露光装置４が配置され、画像形成部３の上方には、転写ベルト５が配置されている。露光装置４の下方には、シートＰを貯留するシート貯留部６が配置され、シート貯留部６の側方には、手差し給紙部７が配置されている。転写ベルト５の側方上部には、シートＰに転写形成された画像に定着処理を施す定着部８が配置されている。符号９は、ケーシング２上部に配置され、定着部８で定着処理が施されたシートＰを排出するシート排出部である。

画像形成部３は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像をそれぞれ形成する４つの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ及び１０Ｂｋを備えている。４つの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ及び１０Ｂｋは、転写ベルト５に沿って一列に配置されている。各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ及び１０Ｂｋは、感光体ドラム１１を有している。各感光体ドラム１１の直下には、帯電器１２が配置され、各感光体ドラム１１の一側方には、現像装置１３が配置され、各感光体ドラム１１の直上には、一次転写ローラー１４が配置され、各感光体ドラム１１の他側方には、感光体ドラム１１の周面をクリーニングするクリーニング部１５が配置されている。クリーニング部１５の上端部には、除電装置３０が配置されている。

各感光体ドラム１１は、帯電器１２によってトナーの帯電極性（本実施形態では正極性）と同極性に帯電される。この帯電器１２は、帯電方式として帯電ローラー方式（本実施形態では、例えばＤＣ帯電ローラー方式）を採用している。すなわち、帯電器１２は、周面が各感光体ドラム１１の周面と当接しながら従動回転しつつ電荷（本実施形態では正電荷）を付与する帯電ローラー１２ａを有している。帯電器１２によって帯電された各感光体ドラム１１の周面には、上記コンピューター等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置４から照射されることで静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置１３から現像剤が供給されて、各感光体ドラム１１の周面にイエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、一次転写ローラー１４に印加されたトナーの帯電極性の逆極性の電圧により転写ベルト５にそれぞれ重ねて転写される。

符号１６は、定着部８の下方に転写ベルト５と当接した状態で配置された二次転写ローラーであり、シート貯留部６又は手差し給紙部７からシート搬送路１７を搬送されるシートＰを二次転写ローラー１６と転写ベルト５とで挟持し、二次転写ローラー１６に印加された転写電圧により転写ベルト５上のトナー像をシートＰに転写するようになっている。

定着部８は、加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とを備え、これら加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とによりシートＰを挟持して加圧しながら加熱し、シートＰに転写されたトナー像をシートＰに定着させるようにしている。定着処理後のシートＰは、シート排出部９に排出される。符号２０は、両面印刷時に定着部８から排出されたシートＰを反転させるための反転搬送路である。

上記除電装置３０は、各感光体ドラム１１の周面における一次転写ローラー１４の下流側近傍に設けられている。そして、除電装置３０は、一次転写後に感光体ドラム１１の周面に除電光を照射する転写後除電を実行する。これにより、感光体ドラム１１に発生する転写メモリの発生を抑制している。

図２に示すように、上記各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ及び１０Ｂｋのそれぞれに対して設けられた４つの転写ローラー１４は、共通の一つの電源１０１に接続されている。この電源１０１は、コントローラー１００からの指令を受けて、順電圧（トナーの帯電極性と逆極性の電圧）と逆電圧（トナーの帯電極性と同極性の電圧）とを選択的に切り替えて上記４つの転写ローラー１４に印加する。

コントローラー１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有するマイクロコンピュータからなる。コントローラー１００は、例えばユーザーが操作可能な操作部（図示省略）からの信号を基に、画像形成装置１の印刷動作を制御する。操作部は、例えばユーザーが指でタッチすることで操作可能なタッチ式の液晶パネルにより構成される。

コントローラー１００は、上記電源１０１及び総回転数検出部１０２に電気的に接続されている。総回転数検出部１０２は、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ及び１０Ｂｋの感光体ドラム１１の回転数を検出して、各感光体ドラム１１の使用開始時から現時点までの総回転数Ｒｙ，Ｒｍ，Ｒｃ及びＲｂｋを検出するとともに、検出した総回転数Ｒｙ，Ｒｍ，Ｒｃ及びＲｂｋの情報をコントローラー１００に送信する。総回転数検出部１０２は、例えば各感光体ドラム１１の駆動モーターに内蔵された回転数検出センサーからなる。

コントローラー１００は、複数のシートに対して連続的に印刷を行う連続印刷制御を実行可能になっている。コントローラー１００は、連続印刷制御の実行に際して、総回転数検出部１０２にて検出される検出情報を基に、連続印刷中に、４つの感光体ドラム１１のうち少なくとも一つの表面電位が所定電位を下回るか否かを予め予測し、この予測に基づいて後述する第一印刷制御と第二印刷制御とを選択的に切り替えて実行する。

ここで、所定電位とは、帯電器１２による各感光体ドラム１１の目標帯電電位(例えば５００Ｖ)よりも低い電位（例えば４００Ｖ）である。所定電位は、連続印刷時に転写メモリの発生を招くような電位範囲の最大値であって、実験等により予め定められる。

図３のフローチャートを参照しながら、コントローラー１００における連続印刷制御の詳細について説明する。

最初のステップＳ１では、操作部からのユーザーの入力情報を読み込む。

ステップＳ２では、ステップＳ１で読み込んだ情報を基に、複数のシートに対して連続的に印刷を行う連続印刷要求があるか否かを判定する。この判定がＮＯである場合にはリターンする一方、ＹＥＳである場合にはステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、総回転数検出部１０２より各感光体ドラム１１の総回転数Ｒｙ，Ｒｍ，Ｒｃ及びＲｂｋを読み込む。

ステップＳ４では、ステップＳ３で読み込んだ総回転数Ｒｙ，Ｒｍ，Ｒｃ及びＲｂｋのうち少なくとも一つが所定回転数を超えるか否かを判定し、この判定がＮＯである場合には、連続印刷の実行中に各感光体ドラム１１の表面電位が所定電位を下回らないと予測してステップＳ６に進む。一方、上記判定がＹＥＳである場合には、総回転数が所定回転数以上である感光体ドラム１１の表面電位が連続印刷の実行中に所定電位を下回ると予測してステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、第二印刷制御を実行し、しかる後にリターンする。

ステップＳ４の判定がＮＯである場合に進むステップ６では、第一印刷制御を実行し、しかる後にリターンする。

図４は、上記第一印刷制御の一例を示すタイムチャートである。この第一印刷制御では、上記連続印刷の開始時点（時刻ｔ１）から終了時点（時刻ｔ２）までの間、電源１０１より各転写ローラー１４に対して順電圧（トナーの帯電極性と逆極性であって本実施形態では負極性の電圧）が印加される。連続印刷の終了後は、電源１０１より各転写ローラー１４に対して逆電圧（トナーの帯電極性の同極性であって本実施形態では正極性の電圧）が印加される。

図５は、上記第二印刷制御の一例を示すタイムチャートである。第二印刷制御では、複数の転写ローラー１４による所定枚数分（本実施形態では例えば３枚分）のトナー像の転写が完了する毎に、連続印刷が所定時間Ｔだけ中断されるとともに、所定時間Ｔの間、電源１０１より複数の転写ローラー１４に対して逆電圧が印加される。コントローラー１００は、上記所定時間の間は、上記二次転写ローラー１６よりも搬送上流側においてシートの搬送を停止させるか又はシートの搬送速度を上記第一印刷制御時におけるシート搬送速度よりも低下させることで、後続のシートを二次転写ローラー１６よりも上流側で待機させる。上記所定時間は、上記各感光体ドラム１１が一回転するのに要する時間と等しい。尚、各感光体ドラム１１の回転速度は互いに等しい。

以上説明したように、上記実施形態では、連続印刷中に複数の感光体ドラム１１のうち少なくとも一つの表面電位が所定電位を下回ることがコントローラー１００により予め予測される場合には、４つの転写ローラー１４による所定枚数分のトナー転写が完了する度に、各転写ローラー１４に対して逆電圧（トナーの帯電極性と同極性であって、本実施形態では正極性）が印加される。これにより、各転写ローラー１４から各感光体ドラム１１に転写電流が流入するのを抑制するとともに、各転写ローラー１４を通じて各感光体ドラム１１の表面に正極性の電圧を付与することができる。これにより、感光体ドラム１１の表面の電位を目標帯電電位近くまで回復させて、転写メモリの発生を極力、回避することができる。

また、上記実施形態では、転写メモリの発生し易さと感光体ドラム１１の表面の摩耗度合とに相関関係があることに着目して、感光体ドラム１１の表面の摩耗度合に関連する値である各感光体ドラム１１の総回転数Ｒｙ，Ｒｍ，Ｒｃ及びＲｂｋを総回転数検出部１０２により検出し、総回転数検出部１０２が検出した総回転数Ｒｙ，Ｒｍ，Ｒｃ及びＲｂｋを基に、連続印刷中に各感光体ドラム１１の表面電位が所定電位を下回るか否かを予測するようにしている。

これによれば、感光体ドラム１１の表面電位を検出するための電位センサー等を新たに設けることなく、既存の画像形成装置１に設けられた感光体ドラム１１の回転数検出センサーを利用して上記予測を行うことができる。よって、画像形成装置１全体の低コスト化を図ることができる。

さらに上記実施形態では、コントローラー１００により感光体ドラム１１の表面電位が所定電位を下回ると予測される場合において、連続印刷が中断される時間（上記所定時間）は、上記各感光体ドラム１１が一回転するのに要する時間と等しく設定されている。

これによれば、連続印刷が中断されている間に、各感光体ドラム１１の全周面に転写ローラー１４を接触させて正極性の電位を付与することができる。よって、感光体ドラム１１の周面の一部に転写メモリが残るのを防止することができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、コントローラー１００において各感光体ドラム１１の総回転数を基に各感光体ドラム１１の表面電位が所定電位を下回るか否かの予測を行うようにしているが、これに限ったものではない。すなわち、例えば各感光体ドラム１１の表面電位を電位センサー等により直接検出するようにしてもよい。この場合、コントローラー１００は連続印刷の実行中に、電位センサーにより検出された各感光体ドラム１１の表面電位のうち少なくとも一つが所定電位を下回ったとことが検出された場合には、該検出時に上記複数の転写ロ−ラー１４が実行中のトナー転写が完了した後、上記連続印刷を所定時間Ｔだけ中断すると共に、該所定時間Ｔの間、上記電源１０１より上記複数の転写ローラー１４に対して逆電圧（トナーの帯電極性と同極性の電圧）を印加し、該所定時間の経過後に上記連続印刷を再開させる。

これにより、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。しかも、電位センサーにより感光体ドラム１１の表面電位を直接検出するようにしているので、各感光体ドラム１１が所定電位を下回ったか否かの判定をより精度良く行うことができる。

また、上記実施形態では、上記所定時間Ｔの間、コントローラー１００により各転写ローラー１４に対して逆電圧（トナー極性と同極性の電圧）を印加するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば図６に示すように、各転写ローラー１４に対する電圧印加を停止するようにしてもよい。

また、上記実施形態において、上記所定時間Ｔは、上記各感光体ドラム１１が一回転するのに要する時間と等しく設定されているが、これに限ったものではなく、それよりも長い時間であってもよい。また上記所定時間を、総回転数検出部１０２にて検出される値に応じて変化させるようにしてもよい。この場合、例えば総回転数検出部１０２により検出された各感光体ドラム１１の総回転数Ｒｙ，Ｒｍ，Ｒｃ及びＲｂｋのうち最も大きい回転数を選択して、この選択した回転数が大きいほど上記所定時間を長くするようにすればよい。

上記実施形態では、画像形成装置１の転写方式が中間転写方式である例について説明したが、これに限ったものではなく、転写方式は直接転写方式であってもよい。この場合、上記シートが被転写部材に相当する。

以上説明したように、本発明は、画像形成装置について有用である。

１ 画像形成装置
４ 露光装置（露光部）
５ 中間転写ベルト（被転写部材）
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電器
１２ａ 帯電ローラー
１３ 現像装置（現像部）
１４ 転写ローラー
１００ コントローラー（予測部、検出部）
１０１ 電源
１０２ 総回転数検出部

Claims (5)

1. 各色のトナー像を重ねて転写することによってカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、
   上記各色のトナー像をそれぞれ担持可能な複数の感光体ドラムと、
   上記各感光体ドラムのそれぞれに対向して設けられ、該各感光体ドラムの表面に担持されたトナー像を被転写部材に転写する複数の転写ローラーと、
   上記各転写ローラーのそれぞれに対して電圧を印加する一つの電源と、
   複数のシートに対して連続的に印刷が実行される連続印刷中において上記複数の感光体ドラムのうち少なくとも一つの表面電位が所定電位を下回るか否かを予め予測する予測部とを備え、
   上記予測部により上記複数の感光体ドラムのうち少なくとも一つの表面電位が所定電位を下回ることが予測される場合には、上記連続印刷の実行に際して、上記複数の転写ローラーによる所定枚数分のトナー像の転写が完了する毎に、上記連続印刷を所定時間だけ中断すると共に、該所定時間の間、上記電源より上記複数の転写ローラーに対してトナーと同極性の電圧を印加するか又は上記複数の転写ローラーに対する電圧の印加を停止し、該所定時間の経過後に連続印刷を再開する制御部と、を備えた画像形成装置。
2. 各色のトナー像を重ねて転写することによってカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、
   上記各色のトナー像をそれぞれ担持可能な複数の感光体ドラムと、
   上記各感光体ドラムのそれぞれに対向して設けられ、該各感光体ドラムの表面に担持されたトナー像を被転写部材に転写する複数の転写ローラーと、
   上記各転写ローラーのそれぞれに対して電圧を印加する一つの電源と、
   複数のシートに対して連続的に印刷が実行される連続印刷中において上記複数の感光体ドラムのうち少なくとも一つの表面電位が所定電位を下回ったか否かを検出する検出部とを備え、
   上記連続印刷の実行中に、上記検出部により上記複数の感光体ドラムのうち少なくとも一つの表面電位が所定電位を下回ったことが検出された場合には、該検出時に上記複数の転写ロ−ラーが実行中のトナー転写を完了させた後に、上記連続印刷を所定時間だけ中断すると共に、該所定時間の間、上記電源より上記複数の転写ローラーに対してトナーと同極性の電圧を印加するか又は上記複数の転写ローラーに対する電圧の印加を停止し、該所定時間の経過後に上記連続印刷を再開させる制御部と、を備えた画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   上記各感光体ドラムの使用開始時から現時点までの総回転数を検出する総回転数検出部を備え、
   上記予測部は、上記総回転数検出部により検出される各感光体ドラムの総回転数を基に上記予測を行う、画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   上記各感光体ドラムの回転速度は同じであり、
   上記所定時間は、上記各感光体ドラムが一回転するのに要する時間以上である、画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   上記各感光体ドラムの表面を所定極性に帯電させる帯電部と、
   上記帯電部によって所定極性に帯電された各感光体ドラムの表面に光を照射することで静電潜像を形成する露光部と、
   上記各感光体ドラムの表面に形成された静電潜像に上記各色のトナーを付着させることでトナー像を形成する現像部とを備え、
   上記帯電部は、上記各感光体ドラムの表面に当接しながら従動回転して該各感光体ドラムを上記所定極性に帯電させる帯電ローラーを有している、画像形成装置。
   

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