JP6414042B2

JP6414042B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6414042B2
Application number: JP2015246112A
Authority: JP
Inventors: 延幸林
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
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Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2035-12-17
Also published as: JP2017111326A

Description

本発明は、感光体の表面を直流電圧で帯電する帯電ローラーを備えた画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式の画像形成装置では、環境保全を配慮して、オゾンを大量に発生させるスコロトロン帯電方式（非接触方式）の帯電部材に代えて、接触帯電方式、例えば、ゴム製の帯電ローラー等の帯電部材が広く用いられている（例えば、特許文献１等参照）。このような接触帯電方式の帯電ローラーでは、感光体と帯電ローラーとの間の微小空隙における放電によって帯電を実現し、オゾン量の低減を可能としている。

電子写真方式の画像形成装置に備えられる電子写真感光体には、無機感光体と有機感光体とがある。有機感光体は、無機感光体と比較して、製造が容易であるとともに、感光層を構成する有機材料の選択肢が多様で構造設計の自由度が高いことが知られている。

また、有機感光体には、電荷発生剤を含有する層と電荷輸送層とを積層した積層型感光体と、電荷発生剤と電荷輸送剤とが同一層に含有された感光層を備える単層型感光体がある。単層型感光体は、表面近傍でキャリアが発生するため、膜厚を厚くすることができるので長寿命化に適していて、更に、単層塗工であるため、積層型に比べて容易かつ低コストで製造することができる。従って、単層型感光体と接触帯電方式の帯電ローラーとを組み合わせれば、より環境に適応した画像形成装置の設計が可能となる。

特開平５−３０３２５９号公報

しかしながら、帯電ローラーには、低温環境での帯電能低下に伴って、かぶり等の画像不良が生じるという特有の問題がある。これは、帯電ローラーの抵抗が低温環境で上昇するので、帯電ローラーに一定の帯電電圧を印加しても感光体の表面電位を上昇させ難いことに起因する。このような帯電能低下は、正帯電単層型感光体で更に発生し易い。その理由は、正帯電単層型感光体では、樹脂の中に電荷発生剤が均一分散していて、除電光によって光生成キャリアが感光体内部に生成されるので、その一部がトラップされて残留し、帯電時に表面電荷を打ち消す作用を及ぼすためである。

帯電能低下に対して、帯電ローラーへの印加電圧を増加することで帯電立ち上がり時間を削減することは可能だが、放電電圧（感光体への流れ込み電流）が増加するため、感光体の膜削れが促進されて寿命が短くなるおそれがある。

また、直流電圧と交流電圧とを重畳した重畳電圧を帯電ローラーに印加させることで、感光体中のトラップキャリアの打ち消しと感光体の帯電とを交流電圧周期で繰り返すことができ、帯電能の改善効果が期待できるが、オゾンの発生量が増加したり、感光層の膜削れが促進したりするおそれがある。

更に、帯電ローラーの直径を大きくして放電領域を拡大したり、画像形成部の回転速度を落として帯電時間を延ばしたりすることも帯電能低下の抑制効果があるが、製品の小型化や高速化が妨げられてしまう。

また、従来では、低温環境の場合に、印刷ジョブ開始前の予備帯電（帯電エージング）時間を延長させることで所望の表面電位を得る技術もある。しかしながら、この技術では、予備帯電が長く行われるので、低温環境で使用するユーザーに対して製品寿命を保証できない問題がある。

そこで、本発明は上記の事情を考慮し、正帯電単層型感光体と帯電ローラーとを備えた構成において、低温環境下での帯電能低下を防止することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、回転可能に設けられた正帯電単層型感光体と、前記感光体に直流電圧を印加して前記感光体の表面を帯電する導電性の帯電ローラーを備えた帯電部と、前記感光体の表面電位を除電する除電部と、前記帯電部による前記感光体の帯電を制御する帯電制御部と、前記除電部による前記感光体の除電を制御する除電制御部と、を備え、前記帯電制御部は、前記感光体を用いた画像形成動作が実行される前に、所定の予備帯電期間の間、前記感光体を帯電する予備帯電を行うように前記帯電部を制御し、前記除電制御部は、前記予備帯電によって帯電された前記感光体を除電する予備除電として、前記予備帯電の開始から前記予備除電の開始までの遅延期間を設け、前記遅延期間の経過後、前記画像形成動作が実行されるまでの予備除電期間の間、前記予備除電を行うように前記除電部を制御することを特徴とする。

このように、予備帯電の開始時点で予備除電の遅延期間を設けることにより、除電部を停止して除電ランプ等を消灯させるので、感光体内に滞留するトラップキャリアが発生せず、通常の画像形成時に比べて、低温環境でも感光体の帯電能が改善される。このように、感光体の帯電能が低下しないため、帯電ローラーへの印加電圧を必要以上に上げることなく、帯電立ち上がり時間を短縮することができ、感光体の所望の表面電位を短時間で得ることが可能となる。このため、帯電ローラーからの放電による感光体の膜削れを回避して寿命を延ばすことができる。

また、帯電ローラーの直径を大きくしたり、放電領域を拡大したり、感光体を備える画像形成部の回転速度を落として帯電時間を延ばしたりする必要がなく、画像形成装置の小型化や高速化を妨げることがない。

更に、所望の帯電バイアスを迅速に得ることができるので、予備帯電期間そのものを短縮することができる。これにより、低温環境でも予備帯電の長期化に起因する帯電ローラーや感光体の破損等のおそれがなくなり、低温環境で使用するユーザーに対して製品寿命を保証できるようになる。

従って、正帯電単層型の感光体と帯電ローラーとを備えた構成において、低温環境下での帯電能低下を防止することができ、かぶり等の画像不良を回避することができる。

また、除電制御部は、予備帯電期間において、遅延期間では除電部を停止する一方、予備除電期間では除電部を作動させればよいので、除電ランプ等を単純なＯＮ／ＯＦＦ制御する簡易な構成を採用することができる。このような構成では、ＣＰＵからの信号に応じて除電ランプの点灯・消灯のスイッチ切り替えを行えるように回路設計すればよいため、除電ランプの強弱、つまり除電部への入力電圧を可変するような複雑な回路設計は必要としない。

前記除電制御部は、前記予備帯電において前記感光体を１回転させる時間よりも長く前記予備除電期間を設定すると良い。

このような構成を採用することで、予備帯電の際に帯電部が感光体に帯電した電荷を確実に除電することができる。

上記の画像形成装置は、前記感光体、前記帯電部及び前記除電部を収容する装置本体と、前記装置本体の機内温度を検知する温度センサーと、を更に備え、前記除電制御部は、前記機内温度に基づいて前記遅延期間及び前記予備除電期間を設定すると良い。

このような構成を採用することで、環境に適応した予備除電を実現することができる。

前記除電制御部は、前記機内温度が低くなるほど前記遅延期間を長く設定すると良い。

このような構成を採用することで、低温環境で生じ易い感光体や帯電ローラーの帯電能の低下を確実に防止すると共に、帯電能の高い通常環境では、予備除電期間を長くして除電部が予備除電を行うので、感光体の表面電位が必要以上に上昇することを防止することができる。そのため、現像部が、不要なキャリアや逆帯電トナーを帯電することはない。

本発明によれば、正帯電単層型感光体と帯電ローラーとを備えた構成において、低温環境下での帯電能低下を防止することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンターの構成の概略を示す断面図である。本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおける感光体ドラム及びその周辺を示す断面図である。本発明の一実施形態に係るカラープリンターの構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、機内温度と予備除電における遅延時間との関係を示すグラフである。本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、画像形成前に予備帯電及び予備除電を行う動作を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、画像形成前に予備帯電及び予備除電を行う動作を示すタイミングチャートである。本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、経過時間と感光体ドラムの表面電位との関係を示すグラフである。

まず、本発明の一実施形態に係るカラープリンター１（画像形成装置）の全体の構成について図１を参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、図１における紙面手前側をカラープリンター１の前側とする。

カラープリンター１は、箱型形状のプリンター本体２（装置本体）を備え、プリンター本体２の下部には用紙（記録媒体）を収納した給紙カセット３が設けられ、プリンター本体２の上部には排紙トレイ４が設けられる。

プリンター本体２の中央部には、中間転写ベルト５（像担持体）が複数のローラー間に架設され、中間転写ベルト５の下方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光部６が配置される。中間転写ベルト５の下側には、４個の画像形成部７がトナーの色（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色）ごとに設けられる。中間転写ベルト５の右端には、二次転写部８が設けられ、中間転写ベルト５の左端には、ベルトクリーニング部１０が設けられる。二次転写部８は、中間転写ベルト５の右端側の一部と二次転写ローラー８ａとで構成される。

各画像形成部７には、感光体ドラム１１（正帯電単層型感光体）が回転可能に設けられており、感光体ドラム１１の周囲には、帯電部１２と、現像部１３と、一次転写部１４と、除電部１５と、感光体クリーニング部１６とが、一次転写のプロセス順に配置されている。現像部１３の上方には、各画像形成部７と対応するトナーコンテナ１７が、トナーの色（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色）ごとに設けられている。各画像形成部７については後述する。

プリンター本体２の一側（図面上右側）には、用紙の搬送経路２０が上下方向に設けられている。搬送経路２０の上流端には給紙部２１が設けられ、搬送経路２０の中流部には上記の二次転写部８が設けられ、搬送経路２０の下流部には定着部２２が設けられ、搬送経路２０の下流端には排紙口２３が設けられる。

次に、このような構成を備えたカラープリンター１の画像形成動作について説明する。カラープリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着部２２の温度設定等の初期設定が実行される。そして、カラープリンター１に接続された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、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電部１２によって感光体ドラム１１の表面が帯電された後、露光部６からのレーザー光（矢印Ｐ参照）により感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、トナーコンテナ１７から供給されるトナーによって現像部１３が対応する色のトナー像に現像する。このトナー像は、一次転写部１４において中間転写ベルト５の表面に一次転写される。以上の動作を各画像形成部７が順次繰り返すことによって、中間転写ベルト５上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、感光体ドラム１１上に残留した電荷及びトナーは、除電部１５及び感光体クリーニング部１６によって除去される。

一方、給紙部２１によって給紙カセット３又は手指しトレイ（図示せず）から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写部８へと搬送され、二次転写部８において、中間転写ベルト５上のフルカラーのトナー像が用紙に二次転写される。トナー像を二次転写された用紙は、搬送経路２０を下流側へと搬送されて定着部２２に進入し、この定着部２２において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙口２３から排紙トレイ４上に排出される。

次に、図２を参照して、各画像形成部７について説明する。マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナーにそれぞれ対応する４つの画像形成部７は、同じ構成であるため、以下では、１つの画像形成部７（例えば、ブラックのトナーに対応する画像形成部７）について説明する。

画像形成部７において、感光体ドラム１１は、前後方向に長形の円柱形状に形成され、電荷発生剤と電荷輸送剤とが同一層に含有された感光層を備える正帯電単層型感光体で構成される。感光体ドラム１１を形成するための感光体塗布液は、例えば、電荷発生剤（無金属フタロシアニン）５質量部と、正孔輸送剤５０質量部と、電子輸送剤３５質量部と、結着樹脂（粘度平均分子量６７０００）１００質量部とを、テトラヒドロフラン８００質量部と共にボールミルにて５０時間の間、混合分散することで調整される。そして、この塗布液を導電性基板上にディップコート法にて塗布し、その後１００℃で４０分間の間、熱風乾燥することによって得られる感光層膜厚３６μｍ（直径３０ｍｍ）の感光体を、感光体ドラム１１として使用する。

帯電部１２は、筐体３０と、帯電ローラー３１と、ブラシローラー３２と、を備える。筐体３０は、前後方向に長形の箱型形状に形成され、上端に開口３０ａを有していて、開口３０ａを感光体ドラム１１の下側に対向させて配置される。帯電ローラー３１は、前後方向に長形の円柱形状に形成され、エピクロルヒドリンゴムを主成分とするゴムの帯電層３１ｂを回転軸３１ａの外周面に積層して構成され、直径１２ｍｍを有する。帯電ローラー３１は、筐体３０の内部で開口３０ａ付近に回転可能に設けられ、周面の一部が開口３０ａから外部に露出して感光体ドラム１１に接触している。ブラシローラー３２は、前後方向に長形の円柱形状の回転軸３２ａの外周面上に複数のブラシ３２ｂを設けて構成される。ブラシローラー３２は、帯電ローラー３１よりも筐体３０の内側で回転可能に設けられ、外周の一部でブラシ３２ｂの先端が帯電ローラー３１に接触するように配置される。

現像部１３は、筐体３３と、第１撹拌スクリュー３４と、第２撹拌スクリュー３５と、磁気ローラー３６と、現像ローラー３７と、現像剤規制ブレード３８と、を備える。筐体３３は、前後方向に長形の箱型形状に形成され、右端の上部に開口３３ａを有していて、開口３３ａを感光体ドラム１１の左側に対向させて配置される。筐体３３の内側底面には前後方向に延びる隔壁３３ｂが立設されている。第１撹拌スクリュー３４及び第２撹拌スクリュー３５は、前後方向に長形の回転軸３４ａ及び３５ａをそれぞれ有するスクリューであり、筐体３３の内側下部で隔壁３３ｂを挟んで左右両側に回転可能に設けられる。磁気ローラー３６は、前後方向に長形の円柱形状に形成され、筐体３３の内側で第２撹拌スクリュー３５の上方に回転可能に設けられる。現像ローラー３７は、前後方向に長形の円柱形状に形成され、筐体３３の内側で磁気ローラー３６の上側に接触しつつ回転可能に設けられ、周面の一部が開口３３ａから外部に露出して感光体ドラム１１に接触している。現像剤規制ブレード３８は、前後方向に長形の板状に形成され、筐体３３の開口３３ａの下縁部に取り付けられ、一端が磁気ローラー３６の外周面に当接している。

一次転写部１４は、中間転写ベルト５の一部と一次転写ローラー１４ａとで構成される。一次転写ローラー１４ａは、前後方向に長形の円柱形状に形成され、感光体ドラム１１の上方で中間転写ベルト５の内周面に接触しつつ回転可能に設けられる。

除電部１５は、取付部材４０と、除電ランプ４１と、を備える。取付部材４０は、前後方向に長形の板状に形成され、下記の感光体クリーニング部１６の筐体４２の上面に取り付けられる。除電ランプ４１は、複数（例えば、１２個）のＬＥＤチップを前後方向に等間隔に並べて、発光方向が感光体ドラム１１側となるように取付部材４０に取り付けて構成される。除電ランプ４１は、複数のＬＥＤチップによる除電光が、感光体ドラム１１の長手方向（前後方向）に均一に照射されて、感光体面光量が２〜１０μＪ/ｃｍ^２を満たすように構成される。

感光体クリーニング部１６は、筐体４２と、クリーニングブレード４３と、回収ローラー４４と、を備える。筐体４２は、前後方向に長形の箱型形状に形成され、左端に開口４２ａを有していて、開口４２ａを感光体ドラム１１の右側に対向させて配置される。クリーニングブレード４３は、前後方向に長形の板状に形成され、筐体４２の開口４２ａの下縁部に取り付けられ、一端が感光体ドラム１１の外周面に当接している。回収ローラー４３は、前後方向に長形の円柱形状に形成され、筐体４２の内部で回転可能に設けられる。

次に、プリンター１の制御システムについて図３を参照して説明する。

プリンター１には、ＣＰＵ等で構成される制御部５０が設けられ、制御部５０は、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部５１に接続される。制御部５０は、記憶部５１に格納された制御プログラムや制御用データに基づいてプリンター１の各部（露光部６、二次転写ローラー８ａ、ベルトクリーニング部１０、感光体ドラム１１、帯電部１２、現像部１３、一次転写ローラー１４ａ、除電部１５、感光体クリーニング部１６、給紙部２１、定着部２２等）を制御するように構成される。

例えば、制御部５０は、ドラム駆動部５２、帯電制御部５３、現像制御部５４、除電制御部５５、温度センサー５６等に接続される。なお、帯電制御部５３、現像制御部５４及び除電制御部５５は、記憶部５１に記憶される制御プログラムで構成されていても良い。温度センサー５６は、プリンター本体２の機内温度Ｔを検知するものである。

記憶部５１は、下記のように除電制御部５５で使用される温度閾値Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃと、遅延期間ｔａ、ｔｂ、ｔｃとを予め記憶しておく。

ドラム駆動部５２は、制御部５０によって制御されて感光体ドラム１１を回転駆動させるドラムモーター等で構成される。

帯電制御部５３は、帯電部１２による感光体ドラム１１の帯電を制御する。例えば、帯電制御部５３は、帯電部１２を作動させる際には、帯電バイアス電源（図示せず）から帯電ローラー３１へと所定の直流電圧（帯電バイアス）を印加させると共に、駆動モーター（図示せず）に帯電ローラー３１及びブラシローラー３２を回転駆動させる。ここで、帯電制御部５３は、上記の画像形成動作の際には、画像形成に適した直流電圧（例えば、５２０Ｖ）を帯電ローラー３１へと印加して感光体ドラム１１を帯電する通常帯電を行うように帯電部１２を制御する。

一方、帯電制御部５３は、画像形成動作が実行される前に、所定の予備帯電期間の間、直流電圧を帯電ローラー３１へと印加して感光体ドラム１１を帯電する予備帯電を行うように帯電部１２を制御する。なお、帯電制御部５３は、通常帯電の際に帯電ローラー３１へと印加する直流電圧（通常帯電電圧）と同じ直流電圧（予備帯電電圧）を、予備帯電の際に帯電ローラー３１へと印加してもよいが、予備帯電電圧を通常帯電電圧よりも小さく設定してもよい。帯電制御部５３は、予備帯電期間ｔ１として、下記の除電制御部５５で設定される遅延期間ｔ２及び予備除電期間ｔ３の変動に拘らず、最小期間ｔｍｉｎを下回らないように設定してよい。遅延期間ｔ２＝０の場合には、予備帯電期間ｔ１＝予備除電期間ｔ３＝ｔｍｉｎとなり、遅延期間ｔ２＝ｔｍｉｎの場合には、予備帯電期間ｔ１＝遅延期間ｔ２でかつ予備除電期間ｔ３＝０となる。

現像制御部５４は、現像部１３による感光体ドラム１１上の静電潜像のトナー像への現像を制御する。例えば、現像制御部５４は、現像部１３を作動させる際には、現像バイアス電源（図示せず）から磁気ローラー３６や現像ローラー３７へと所定の現像バイアスを印加させると共に、駆動モーター（図示せず）に第１撹拌スクリュー３４、第２撹拌スクリュー３５、磁気ローラー３６及び現像ローラー３７を回転駆動させる。

除電制御部５５は、除電部１５による感光体ドラム１１の除電を制御する。例えば、除電制御部５５は、除電部１５を作動させる際には、除電ランプ４１を点灯させる。ここで、除電制御部５５は、上記の画像形成動作の際には、感光体ドラム１１の回転や帯電部１２の作動に同期して除電ランプ４１を点灯することで、帯電部１２の通常帯電により感光体ドラム１１の表面に印加された電荷であってトナー像形成後に感光体ドラム１１の表面上に残留した電荷を除電する通常除電を行うように除電部１５を制御する。

一方、除電制御部５５は、画像形成動作が実行される前に、所定の予備除電期間ｔ３の間、除電ランプ４１を点灯することで、帯電部１２の予備帯電により感光体ドラム１１の表面に印加された電荷を除電する予備除電を行うように除電部１５を制御する。除電制御部５５は、このような予備除電について、予備帯電の開始から予備除電の開始までの遅延期間ｔ２を設けていて、遅延期間ｔ２の経過後、画像形成動作が実行されるまでの予備除電期間ｔ３の間、除電部１５に予備除電を行わせる。

除電制御部５５は、予備除電期間ｔ３として、感光体ドラム１１を最低でも１回転させる時間よりも長い時間を設定する。これは、感光体ドラム１１が露光部６による露光プロセス等の履歴を受けると、最大で感光体ドラム１１の１回転分に相当する履歴があるので、感光体ドラム１１の表面の電位ムラを打ち消すためである。

また、除電制御部５５は、温度センサー５６で検知されたプリンター本体２の機内温度Ｔに応じて遅延期間ｔ２を設定し、例えば、機内温度Ｔが低いほど遅延期間ｔ２を長く設定する。遅延期間ｔ２は、１〜２秒（感光体ドラム１１の２〜４回転分）でよい。

例えば、除電制御部５５は、図４に示すように、Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃの関係にある温度閾値Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを予め定めると共に、ｔａ＞ｔｂ＞ｔｃの関係にある遅延期間ｔａ、ｔｂ、ｔｃを予め定める。そして、除電制御部５５は、機内温度Ｔ≧Ｔａの場合には遅延期間ｔ２＝０に設定し、Ｔａ＞機内温度Ｔ≧Ｔｂの場合には遅延期間ｔ２＝ｔａに設定し、Ｔｂ＞機内温度Ｔ≧Ｔｃの場合には遅延期間ｔ２＝ｔｂに設定し、Ｔｃ＞機内温度Ｔの場合には遅延期間ｔ２＝ｔｃに設定する。例えば、温度閾値Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃは、それぞれ１５℃、１０℃、５℃に定められ、遅延期間ｔａ、ｔｂ、ｔｃは、それぞれ０．５１ｓｅｃ（感光体ドラム１１の１回転分）、１．０２ｓｅｃ（感光体ドラム１１の２回転分）、１．５３ｓｅｃ（感光体ドラム１１の３回転分）に定められ、最小の予備帯電期間ｔｍｉｎは１．５３ｓｅｃに定められる。

例として、機内温度Ｔが１５℃以上の場合には、遅延期間ｔ２＝０であるので、予備帯電の際にドラム駆動部５２が感光体ドラム１１を３回転させる間、除電制御部５５は除電ランプ４１を点灯させて予備除電を行う。機内温度Ｔが１０℃以上１５℃未満の場合には、遅延期間ｔ２＝０．５１ｓｅｃ（感光体ドラム１１の１回転分）であるので、予備帯電の際に感光体ドラム１１が１回転目の間には、除電制御部５５は除電ランプ４１を消灯し、感光体ドラム１１が２〜３回転目の間には、除電制御部５５は除電ランプ４１を点灯させて予備除電を行う。機内温度Ｔが５℃以上１０℃未満の場合には、遅延期間ｔ２＝１．０２ｓｅｃ（感光体ドラム１１の２回転分）であるので、予備帯電の際に感光体ドラム１１が１〜２回転目の間には、除電制御部５５は除電ランプ４１を消灯し、感光体ドラム１１が３回転目の間には、除電制御部５５は除電ランプ４１を点灯させて予備除電を行う。機内温度Ｔが５℃未満の場合には、遅延期間ｔ２＝１．５３ｓｅｃ（感光体ドラム１１の３回転分）であるので、予備帯電の際に感光体ドラム１１が１〜３回転目の間には、除電制御部５５は除電ランプ４１を消灯し、感光体ドラム１１が４回転目の間には、除電制御部５５は除電ランプ４１を点灯させて予備除電を行う。

次に、このような構成を備えたカラープリンター１において、画像形成前に予備帯電及び予備除電を行う動作について、図５のフローチャート及び図６のタイミングチャートを参照しながら説明する。

先ず、カラープリンター１の制御部５０は、カラープリンター１に備わる操作部（図示せず）やカラープリンター１に接続されたコンピューター等から印刷ジョブ命令を受け取る（図５のステップＳ１、図６の時刻Ｔ１）。

ここで、制御部５０は、温度センサー５６で検知されたプリンター本体２の機内温度Ｔを取得し（ステップＳ２）、除電制御部５５は、機内温度Ｔに基づいて予備除電の遅延期間ｔ２を算出する（ステップＳ３）。

そして、制御部５０は、感光体ドラム１１の予備帯電を開始するように各部を制御して、ドラム駆動部５２が感光体ドラム１１を回転駆動すると共に、帯電制御部５３が帯電部１２に感光体ドラム１１の表面の予備帯電を行わせる（図５のステップＳ４、図６の時刻Ｔ１）。この予備帯電の段階では、現像制御部５４は、現像部１３の作動を未だ開始せず、即ち、磁気ローラー３６や現像ローラー３７への現像バイアスの印加を開始しない。また、除電制御部５５は、予備帯電の開始から遅延期間ｔ２が経過するまでは、予備除電を行わないので、タイマー（図示せず）を用いて予備帯電の開始から遅延期間ｔ２が経過したか否かを監視する（図５のステップＳ５）。

そして、予備帯電の開始から遅延期間ｔ２が経過すると（図５のステップＳ５：ＹＥＳ）、除電制御部５５は、除電部１５に感光体ドラム１１の表面の予備除電を行わせる（図５のステップＳ６、図６の時刻Ｔ２）。ここで、除電制御部５５は、遅延期間ｔ２の経過後、画像形成動作が実行されるまでの予備除電期間ｔ３の間、予備除電を行うように除電部１５を制御する。

遅延期間ｔ２が経過した後で予備除電期間ｔ３が経過し、即ち、予備帯電の開始から予備帯電期間ｔ１が経過すると（図５のステップＳ７：Ｙｅｓ、図６の時刻Ｔ３）、予備帯電及び予備除電を終了して（図５のステップＳ８）、画像形成動作に移行する（図５のステップＳ９）。画像形成動作では、ドラム駆動部５２が感光体ドラム１１の回転駆動を継続しつつ、帯電制御部５３が帯電部１２に通常帯電を行わせ、除電制御部５５が除電部１５に通常除電を行わせる。このとき、現像制御部５４も、現像部１３の作動を開始して、磁気ローラー３６や現像ローラー３７への現像バイアスの印加を開始する。

本実施形態によれば、上述のように、カラープリンター１は、回転可能に設けられた感光体ドラム１１（正帯電単層型感光体）と、帯電部１２と、除電部１５と、帯電制御部５３と、除電制御部５５と、を備える。帯電部１２は、感光体ドラム１１に直流電圧を印加して感光体ドラム１１の表面を帯電する導電性の帯電ローラー３１を備える。除電部１５は、感光体ドラム１１の表面電位を除電する。帯電制御部５３は、帯電部１２による感光体ドラム１１の帯電を制御する。除電制御部５５は、除電部１５による感光体ドラム１１の除電を制御する。また、帯電制御部５３は、感光体ドラム１１を用いた画像形成動作が実行される前に、所定の予備帯電期間ｔ１の間、感光体ドラム１１を帯電する予備帯電を行うように帯電部１２を制御する。除電制御部５５は、予備帯電によって帯電された感光体ドラム１１を除電する予備除電として、予備帯電の開始から予備除電の開始までの遅延期間ｔ２を設け、遅延期間ｔ２の経過後、画像形成動作が実行されるまでの予備除電期間ｔ３の間、予備除電を行うように除電部１５を制御する。

このように、予備帯電の開始時点で予備除電の遅延期間ｔ２を設けることにより、除電部１５を停止して除電ランプ４１を消灯させるので、感光体ドラム１１内に滞留するトラップキャリアが発生せず、通常の画像形成時に比べて、低温環境でも感光体ドラム１１の帯電能が改善される。このように、感光体ドラム１１の帯電能が低下しないため、帯電ローラー３１への印加電圧を必要以上に上げることなく、帯電立ち上がり時間を短縮することができ、感光体ドラム１１の所望の表面電位を短時間で得ることが可能となる。このため、帯電ローラー３１からの放電による感光体ドラム１１の膜削れを回避して寿命を延ばすことができる。

また、帯電ローラー３１の直径を大きくしたり、放電領域を拡大したり、画像形成部７（感光体ドラム１１）の回転速度を落として帯電時間を延ばしたりする必要がなく、カラープリンター１の小型化や高速化を妨げることがない。

更に、所望の帯電バイアスを迅速に得ることができるので、予備帯電期間ｔ１そのものを短縮することができる。これにより、低温環境でも予備帯電の長期化に起因する帯電ローラー３１や感光体ドラム１１の破損等のおそれがなくなり、低温環境で使用するユーザーに対して製品寿命を保証できるようになる。

従って、正帯電単層型の感光体ドラム１１と帯電ローラー３１とを備えた構成において、低温環境下での感光体ドラム１１及び帯電ローラー３１の帯電能低下を防止することができ、かぶり等の画像不良を回避することができる。

また、除電制御部５５は、予備帯電期間ｔ１において、遅延期間ｔ２では除電部１５を停止する一方、予備除電期間ｔ３では除電部１５を作動させればよいので、除電ランプ４１を単純なＯＮ／ＯＦＦ制御する簡易な構成を採用することができる。このような構成では、ＣＰＵ（制御部５０）からの信号に応じて除電ランプ４１の点灯・消灯のスイッチ切り替えを行えるように回路設計すればよいため、除電ランプ４１の強弱、つまり除電部１５への入力電圧を可変するような複雑な回路設計は必要としない。

上記のような本実施形態のカラープリンター１の実施例として、このカラープリンター１を外気温度１０．０℃の環境に4時間放置した後、印刷ジョブを開始してからの感光体ドラム１１の表面電位の時間推移を測定した結果を図７のグラフに示す。なお、この実施例では、印刷ジョブに対応する画像形成時の感光体ドラム１１の表面電位の最適な値を５２０Ｖに設定し、それに合わせて帯電部１２、現像部１３、一次転写部１４の各バイアス値を設定する。また、この実施例では、感光体ドラム１１と現像ローラー３７との接触位置に、感光体ドラム１１の表面電位を測定する表面電位センサーを設置した。

カラープリンター１の４時間放置後では、温度センサー５６によってプリンター本体２の機内温度Ｔとして９℃が検知された。そのため、除電制御部５５は、図７に示すような機内温度Ｔと遅延期間ｔ２との関係から、感光体ドラム１１の２回転分の遅延時間ｔｂ＝１．０２ｓｅｃを得られた。このような除電部１５の遅延時間ｔｂを設けた場合の感光体ドラム１１の表面電位の時間推移を、図７において実線で示す。除電制御部５５は、図７に示すように、予備帯電期間ｔ１において、感光体ドラム１１の２回転分だけ予備除電を停止して除電部１５の除電ランプ４１をＯＦＦにした後、感光体ドラム１１の１回転分だけ予備除電を実行して除電部１５の除電ランプ４１をＯＮにする。この条件の下で感光体ドラム１１を３回転させたとき（１．５３ｓｅｃ経過後）、感光体ドラム１１の表面電位は略５２０Ｖに達し、画像形成が可能な状態となった。

なお、除電部１５の遅延時間ｔｂを設けない場合の感光体ドラム１１の表面電位の時間推移を、図７において二点鎖線で示す。図７の二点鎖線で示すように、除電部１５の遅延時間ｔｂを設けない場合には、感光体ドラム１１の表面電位が目標とする表面電位５００Ｖ程度に達するまでに、感光体ドラム１１を５回転させる必要がある。従って、本実施形態のカラープリンター１によれば、感光体ドラム１１の２回転分の駆動距離を削減できる効果が得られることが分かる。

また、本実施形態によれば、除電制御部５５は、予備帯電において感光体ドラム１１を１回転させる時間よりも長く予備除電期間ｔ３を設定する。これにより、予備帯電の際に帯電部１２が感光体ドラム１１に帯電した電荷を確実に除電することができる。

更に、本実施形態によれば、カラープリンター１は、感光体ドラム１１、帯電部１２及び除電部１５を収容するプリンター本体２（装置本体）と、プリンター本体２の機内温度Ｔを検知する温度センサー５６と、を更に備える。そして、除電制御部５５は、機内温度Ｔに基づいて遅延期間ｔ２及び予備除電期間ｔ３を設定する。これにより、環境に適応した予備除電を実現することができる。

また、本実施形態によれば、除電制御部５５は、機内温度Ｔが低くなるほど遅延期間ｔ２を長く設定する。これにより、低温環境で生じ易い感光体ドラム１１や帯電ローラー３１の帯電能の低下を確実に防止すると共に、帯電能の高い通常環境では、予備除電期間ｔ３を長くして除電部１５が予備除電を行うので、感光体ドラム１１の表面電位が必要以上に上昇することを防止することができる。そのため、現像部１３が、不要なキャリアや逆帯電トナーを帯電することはない。

本実施形態では、除電制御部５５が温度閾値Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを予め定めると共に、遅延期間ｔａ、ｔｂ、ｔｃを予め定めて、プリンター本体２の機内温度Ｔをステップ状（段階的）に判定して遅延期間ｔ２を決定する手法を説明したが、遅延期間ｔ２の決定手法はこれに限定されない。例えば、他の実施形態では、除電制御部５５は、より細かい温度閾値を予め定めると共に、各温度閾値に対応する遅延期間を予め定めて、より細かく遅延期間を設定してもよい。あるいは、他の実施形態では、除電制御部５５は、遅延期間ｔ２が機内温度Ｔに反比例する数式を用いて、機内温度Ｔに基づいて遅延期間ｔ２を決定してもよい。

本実施形態では、カラープリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。

１カラープリンター（画像形成装置）
２プリンター本体
５中間転写ベルト
７画像形成部
１１感光体ドラム（感光体）
１２帯電部
１３現像部
１５除電部
３１帯電ローラー
４１除電ランプ
５０制御部
５１記憶部
５２ドラム駆動部
５３帯電制御部
５４現像制御部
５５除電制御部
５６温度センサー

Claims

回転可能に設けられた正帯電単層型感光体と、
前記感光体に直流電圧を印加して前記感光体の表面を帯電する導電性の帯電ローラーを備えた帯電部と、
前記感光体の表面電位を除電する除電部と、
前記帯電部による前記感光体の帯電を制御する帯電制御部と、
前記除電部による前記感光体の除電を制御する除電制御部と、
を備え、
前記帯電制御部は、前記感光体を用いた画像形成動作が実行される前に、所定の予備帯電期間の間、前記感光体を帯電する予備帯電を行うように前記帯電部を制御し、
前記除電制御部は、前記予備帯電によって帯電された前記感光体を除電する予備除電として、前記予備帯電の開始から前記予備除電の開始までの遅延期間を設け、前記遅延期間の経過後、前記画像形成動作が実行されるまでの予備除電期間の間、前記予備除電を行うように前記除電部を制御し、
前記除電制御部は、前記予備帯電において前記感光体を１回転させる時間よりも長く前記予備除電期間を設定することを特徴とする画像形成装置。
回転可能に設けられた正帯電単層型感光体と、
前記感光体に直流電圧を印加して前記感光体の表面を帯電する導電性の帯電ローラーを備えた帯電部と、
前記感光体の表面電位を除電する除電部と、
前記帯電部による前記感光体の帯電を制御する帯電制御部と、
前記除電部による前記感光体の除電を制御する除電制御部と、
前記感光体、前記帯電部及び前記除電部を収容する装置本体と、
前記装置本体の機内温度を検知する温度センサーと、
を備え、
前記帯電制御部は、前記感光体を用いた画像形成動作が実行される前に、所定の予備帯電期間の間、前記感光体を帯電する予備帯電を行うように前記帯電部を制御し、
前記除電制御部は、前記予備帯電によって帯電された前記感光体を除電する予備除電として、前記予備帯電の開始から前記予備除電の開始までの遅延期間を設け、前記遅延期間の経過後、前記画像形成動作が実行されるまでの予備除電期間の間、前記予備除電を行うように前記除電部を制御し、
前記除電制御部は、前記機内温度に基づいて前記遅延期間及び前記予備除電期間を設定することを特徴とする画像形成装置。
前記除電制御部は、前記機内温度が低くなるほど前記遅延期間を長く設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。