(57)【要約】【課題】周囲の環境条件によらず感光体温度をｓｈａｌｌｏｗ  ｔｒａｐに束縛された電荷担体を解放されやすい温度にし、少ない静電疲労でＶＬを安定化させて画像濃度のばらつきを抑制するとともに、感光体温度、感光体履歴、インターバル時間に応じて静電疲労を与える度合いを変えて、必要最小限の前処理によりダウンタイムや過度の疲労を低減させること。【解決手段】前記潜像担持体内ヒータに印加する加熱温度を調整しながら、前記画像形成装置の前記潜像担持体への画像形成動作前の前処理を、帯電手段または帯電手段と露光手段とにより行なわれ、前記前処理は、前記温度検知手段によって検知する前記潜像担持体の温度、前記潜像担持体の使用履歴、前回の画像形成動作からの時間であるインターバル時間に応じて決定されることを特徴とする。【選択図】図２
2010271634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段によって検知する前記潜像担持体の温度に応じて前記潜像担持体を加熱する潜像担持体内ヒータと、前記潜像担持体の使用履歴を記憶する履歴記憶手段とを有する画像形成装置であって、
前記潜像担持体内ヒータにより前記潜像担持体に印加する加熱温度を調整しながら、前記画像形成装置の前記潜像担持体への画像形成動作前の前処理を、帯電手段または帯電手段と露光手段とにより行なわれ、
前記前処理は、前記温度検知手段によって検知する前記潜像担持体の温度、前記潜像担持体の使用履歴、前回の画像形成動作からの時間であるインターバル時間に応じて決定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記前処理は、前記温度検知手段によって検知する前記潜像担持体の温度、前記潜像担持体の使用履歴、前回の画像形成動作からの時間であるインターバル時間に加え、さらに潜像担持体の１周分の周長が記録媒体の辺長の１つと等しいか否かに応じて決定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。
【請求項３】
前記前処理が帯電手段と露光手段により行われる際に用いられる前記帯電手段は、前記画像形成装置内の帯電ローラであ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。
【請求項４】
前記露光手段は、潜像担持体を露光する潜像形成手段が用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記前処理が帯電手段により行われる際の帯電手段は、転写バイアスを用いて行われ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。
【請求項６】
前記画像形成装置は前記温度検知手段と、前記ヒータとを有する前記潜像担持体温度制御機構を構成し、前記画像形成装置のメインスイッチがＯＦＦ状態でも、前記潜像担持体の温度が、所定の温度未満の場合には、前記潜像担持体を所定温度に調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
潜像担持体の温度を読み取り、前記潜像担持体の温度が所定温度であるか否かを判断し、所定温度で無い場合には前記潜像担持体の温度を検知しながら前記潜像担持体温度の制御を行ない、前記潜像担持体の温度、前記潜像担持体の使用履歴、前回の画像形成動作からのインターバル時間に応じて、または前記潜像担持体の温度、前記潜像担持体の使用履歴、前回の画像形成動作からのインターバル時間に加え、さらに潜像担持体の１周分の周長が記録媒体の辺長の１つと等しいか否かに応じて、前記潜像担持体への画像形成動作前の前処理を決定することを特徴とする前記潜像担持体への画像形成動作前の前処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の前処理方法を画像形成装置に実行するためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置、前処理方法および前記方法を実行するためのプログラムに関し、詳しくは、画像形成動作前に前処理を行うことによって書込み露光部の電位を安定化させ、画像濃度のばらつきを抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真式画像形成装置に用いられる電子写真感光体は、導電性支持体上に直接または中間層を介して電荷発生層を形成し、その上に電荷輸送層を設けた所謂、機能分離型積層感光体が用いられている。
この機能分離型積層感光体において、表面が帯電された感光体が露光されたとき、光は電荷輸送層を透過し、電荷発生層中の電荷発生材料に吸収され、電荷発生材料はこの光を吸収して電荷担体を発生する。しかし、この電荷担体が電荷輸送層を移動する過程で電荷輸送層に生成したトラップにより、ＶＬ（感光体を露光し、ベタ画像を形成する際のベタ画像部の感光体表面電位）が上昇したり、また画像形成動作のインターバル中に、このトラップされた電荷担体が解放されることにより一度上昇したＶＬが低下するなどのＶＬの変動により画像濃度が変動するという、画像品質の劣化を引き起こす問題点があった。
【０００３】
このようなＶＬの変動に対して、たとえば特許文献１には、エージング露光時間の短縮化を図ると共に、過剰なエージング露光による感光層の劣化を防止できるようにするため、制御装置１３は、装置の電源投入もしくはリセット後の画像形成待機状態となる以前に、感光ドラム１を駆動回転させながら、感光ドラム１表面の長手方向画像形成領域全体を露光装置３でエージング露光し、かつエージング露光時間を、温度センサ１１で検知された装置内の温度と、記憶装置１２に記憶された感光ドラム１の使用履歴に基づいて制御することにより、エージング露光時間の短縮化を図ることができ、また、過剰なエージング露光による感光層の劣化を防止することができる発明が開示されている。また未使用の感光ドラム１の場合は所定回転分エージング露光を行うと共に、未使品の感光ドラム１の場合は温度センサ１１で検知した装置内の温度情報に基づいて露光装置３によるエージング露光時間を制御する旨の記載がされている（要約書、段落００３０、００５９など）。
しかしながらこの文献には、感光体ドラムの使用度合いに応じて感光体ドラムへの熱印加条件を変化させて所定時間帯電しながら露光処理する発明は、一切記載されていない。
【０００４】
また特許文献２（特開２０００−７５７４２）には、画像形成装置において、ポジゴーストの発生を防止して、ポジゴーストのない良好な画像を作像するために、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に当接する帯電部材を有し該帯電部材に帯電バイアスを印加することで電子写真感光体の帯電を行う帯電装置と、前記電子写真感光体の帯電処理面に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像装置と、前記電子写真感光体表面の現像剤像を被転写材Ｐに移動させる転写装置を具備する画像形成装置において、作像動作前に一定時間前記電子写真感光体を全面的に露光することを特徴とする画像形成装置の発明が記載されている（特許請求の範囲、発明の効果など参照）。
【０００５】
また特許文献３（特開２０００−７５６７７）には、転写式画像形成装置において、ネガゴーストの発生を防止して、ネガゴーストのない良好な画像を作像するため、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に当接する帯電部材を有し該帯電部材に帯電バイアスを印加することで電子写真感光体の帯電を行う帯電装置と、前記電子写真感光体の帯電処理面に静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像装置と、前記電子写真感光体表面の現像剤像を被転写材に移動させる転写装置を具備する画像形成装置において、作像動作前に一定時間転写バイアスを前記電子写真感光体に印加することを特徴とする画像形成装置が記載されている（段落００２９、請求項１参照）。
しかしながら、この文献での前処理は、感光体１周分に全面的に露光（全ベタ露光）を行うことであり、露光手段とともに帯電手段を用いて前処理を行う発明は、開示されていない。
【０００６】
また特許文献４（特開２００１−２９６７０５）には、装置立ち上がり時のリセット後のような立ち上がり時間の増加につながるエージング露光を廃止し、さらに、露光メモリによるＶＬの低下現象だけでなく、露光メモリによるＶＬの増加による濃度の変動にも抑制効果を有する画像形成装置を提供するために、静電潜像を担持する感光体と、該感光体表面を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電された前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段とを、少なくとも備えた画像形成装置において、画像の出力命令が出されてから前記帯電手段により帯電され前記感光体上に前記露光手段により静電潜像形成が行われるまでの前帯電区間において、前帯電区間における前記感光体の表面電位が、潜像形成が行われた際の前記感光体の画像形成領域の表面電位よりも前記帯電手段によって大きくされると共に、前記前帯電区間において、前記露光手段により前記感光体が前露光されることを特徴とする画像形成装置が記載されている（段落００２４〜２５参照）。
しかしながら潜像担持体を加熱するヒータに印加する加熱温度を調整しながら、画像形成動作前の前処理を、帯電手段または帯電手段と露光手段とにより行うことまでは、開示されていない。
【０００７】
また特許文献５（特開２００６−３１７５３２）には、低温、低湿時に、画像品質が劣化したり、異常画像が発生したりすることを防止することができる画像形成装置を実現するため、少なくとも像担持体と、該像担持体に近接または接触する帯電部材を有する帯電手段と、周囲の環境温度と湿度を検出する温・湿度センサと、前記帯電手段へ印加電圧を供給する電気回路と、前記電気回路を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は少なくとも立ち上がり時に、前記温・湿度センサの検出値に応じて画像形成動作前の予備回転時の帯電手段への印加電圧を制御することを特徴とする画像形成装置の発明が開示されている。
この公報に開示されている発明には、温度検知手段によって潜像担持体の温度を検知しこの検知した温度、前記潜像担持体の使用履歴、前回の画像形成動作からの時間であるインターバル時間に応じて前処理をどのように決定されることまでは、開示されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した、トラップについて考察すると、電荷担体がトラップされる形態は、半永久的にトラップされるｄｅｅｐ  ｔｒａｐと、一定の寿命で解放されるｓｈａｌｌｏｗ  ｔｒａｐに分けられる。このうちｓｈａｌｌｏｗ  ｔｒａｐは一定の寿命で解放されるので、短期的にＶＬが変動する要因となるトラップである。このｓｈａｌｌｏｗ  ｔｒａｐに束縛された電荷担体は、感光体の温度が高いほど活性化され、解放されやすくなる。他方Ｄｅｅｐ  ｔｒａｐによるＶＬ上昇は長期的なＶＬ変動であり、電位センサによってＶＬを検知して補正する等の制御で対処可能である。
本発明では、前記したトラップのうち、ｓｈａｌｌｏｗ  ｔｒａｐにより数枚の印刷中で生じるＶＬ変動による画像濃度のばらつきを如何に解決するかを課題としている。すなわち本発明は、周囲の環境条件によらず感光体温度をｓｈａｌｌｏｗ  ｔｒａｐに束縛された電荷担体を解放されやすい温度にし、少ない静電疲労でＶＬを安定化させて画像濃度のばらつきを抑制するとともに、感光体温度、感光体履歴、インターバル時間に応じて静電疲労を与える度合いを変えて、必要最小限の前処理によりダウンタイムや過度の疲労を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の解決手段を有する。
請求項１にかかる発明は、潜像担持体の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段によって検知する前記潜像担持体の温度に応じて前記潜像担持体を加熱する潜像担持体内ヒータと、前記潜像担持体の使用履歴を記憶する履歴記憶手段とを有する画像形成装置であって、前記潜像担持体内ヒータにより前記潜像担持体に印加する加熱温度を調整しながら、前記画像形成装置の前記潜像担持体への画像形成動作前の前処理を、帯電手段または帯電手段と露光手段とにより行なわれ、前記前処理は、前記温度検知手段によって検知する前記潜像担持体の温度、前記潜像担持体の使用履歴、前回の画像形成動作からの時間であるインターバル時間に応じて決定されることを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、前記において、前記前処理は、前記温度検知手段によって検知する前記潜像担持体の温度、前記潜像担持体の使用履歴、前回の画像形成動作からの時間であるインターバル時間に加え、さらに潜像担持体の１周分の周長が記録媒体の辺長の１つと等しいか否かに応じて決定されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３にかかる発明は、前記請求項１または２において、前記前処理が帯電手段と露光手段により行われる際に用いられる前記帯電手段は、前記画像形成装置内の帯電ローラであることを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、前記請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記露光手段は、潜像担持体を露光する潜像形成手段が用いられることを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、前記請求項１または２において、前記前処理が帯電手段により行われる際の帯電手段は、転写バイアスを用いて行われることを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、前記請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記画像形成装置は前記温度検知手段と、前記ヒータとを有する前記潜像担持体温度制御機構を構成し、前記画像形成装置のメインスイッチがＯＦＦ状態でも、前記潜像担持体の温度が、所定の温度未満の場合には、前記潜像担持体を所定温度に調整することを特徴とする。
【００１１】
請求項７にかかる発明は、潜像担持体の温度を読み取り、前記潜像担持体の温度が所定温度であるか否かを判断し、所定温度で無い場合には前記潜像担持体の温度を検知しながら前記潜像担持体温度の制御を行ない、前記潜像担持体の温度、前記潜像担持体の使用履歴、前回の画像形成動作からのインターバル時間に応じて、または前記潜像担持体の温度、前記潜像担持体の使用履歴、前回の画像形成動作からのインターバル時間に加え、さらに潜像担持体の１周分の周長が記録媒体の辺長の１つと等しいか否かに応じて、前記潜像担持体への画像形成動作前の前処理を決定する前記潜像担持体への画像形成動作前の前処理方法であることを特徴とする。
請求項８にかかる発明は、前記請求項７に記載の前処理方法を画像形成装置に実行するためのプログラムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ドラムヒータを感光体内に備えているので感光体温度を所定の値以上に保てるので画像形成前処理時間を短くすることができ、待ち時間の短縮や静電疲労の低減が図れる。
また、雰囲気温度ではなく感光体温度を検知（例えばＮＣ等の温度センサによって）しているので、雰囲気温度と感光体温度の間に大きな差が生じている場合（例えば低温環境下にて両面印刷を繰り返した場合等）でも、的確な画像形成前処理を行うことができるため、無駄なダウンタイムや必要以上の疲労を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】各プロセスユニットの要部構成を説明するための図である。
【図３】走行距離０ｍの感光体ドラムを用いた場合のインターバル時間（前回の作像動作からの時間）毎の、感光体温度と、感光体のＶＬ変動（印刷動作中とインターバル後のＶＬ偏差）との関係をグラフで示す図である。
【図４】走行距離１６０００ｍの感光体ドラムを用いた場合のインターバル時間毎の感光体温度と、感光体ＶＬ変動（印刷動作中とインターバル後のＶＬ偏差）との関係をグラフで示す図である。
【図５】インターバル時間６０ｓｅｃの場合の感光体走行距離毎の感光体温度と、感光体ＶＬ変動との関係をグラフで示す図である。
【図６】帯電と露光を組み合わせた前処理の回数（感光体周回数）と、感光体ＶＬ変動との関係をグラフで示す図である。
【図７】温度１０℃相対湿度１５％ＲＨの環境下において、走行距離０ｍの感光体ドラムを用いた印刷枚数と、インターバルを設けた際のＶＬ（ベタ画像電位）の推移をグラフで示す図である。
【図８】転写バイアス印加による前処理と、ＶＬ偏差量の関係とをグラフで示す図である。
【図９】メインスイッチがＯＦＦ状態であっても、感光体温度制御機構における温度センサにより、感光体温度が所定温度未満を検知してヒータを点灯させる構成感光体温度制御機構を有する構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタを例にして説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図のプリンタは、トナー像形成手段（作像手段）のプロセスユニットとして、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、これらを順にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）用の４組のプロセスユニットを備えている。これらは、画像を形成するＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを用い、その他は同様の構成になっている。Ｙトナー像を生成するためのプロセスユニットにより以下に説明する。図２に示すように、感光体ユニットと現像ユニットとを有している。これら感光体ユニットと現像ユニットは一体的にプリンタ本体に対して着脱可能となっている。
【００１５】
図２に作像手段であるプロセスユニットの断面概略図を示す。
感光体ユニットは、潜像担持体であるドラム状の感光体、感光体に付着した転写残トナー等を除去し回収する潜像担持体クリーニング手段のドラムクリーニング装置、感光体ドラムの表面摩擦係数を所定の値にするための滑剤塗布ブラシおよび滑剤（たとえばステアリン酸亜鉛）、この滑剤を感光体ドラム上に均一に塗布するための滑剤塗布ブレード、感光体ドラムを均一に帯電するための帯電ローラなどを有している。
帯電ローラは、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動する感光体ドラムの表面を、図示しない帯電バイアス印加手段からＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳した帯電バイアスを印加して一様に帯電させる。つづいて、画像信号に対応した図示しない露光手段から発せられるレーザ光によって露光走査されて静電潜像を形成する。
【００１６】
以下の説明では、現像剤としてキャリア粒子とトナーからなる２成分現像剤を用いた例で説明する。図２に示すように、現像ユニット７は、第一搬送スクリュー８が配設された第一現像剤収容部９と、第二搬送スクリュー１１が配設された第二現像剤収容部１４を有しており、第一現像剤収容部９の下面には、トナー濃度センサ（透磁率センサ）１０１が設置されており、磁性体であるキャリア粒子とトナーの混合比をセンサによって得られた透磁率から算出し、所定のトナー濃度になるように、トナー補給装置（図示せず）から必要なトナーを補給している。
第一搬送スクリュー８は、図示しない駆動手段によって回転駆動され、第一現像剤収容部９内の現像剤を図面に直交する方向の奥側から手前側に搬送し、第一現像剤収容部９と第二現像剤収容部１４との間の仕切り壁に設けられた図示しない連通口を経て第二現像剤収容部１４内に進入させる。
第二現像剤収容部１４内の第二搬送スクリュー１１は、図示しない駆動手段によって回転駆動され、現像剤を図中手前側から奥側に搬送させる。第二搬送スクリュー１１の上方には、現像スリーブ１５が第二搬送スクリュー１１と平行に配設され、現像スリーブ１５は図中反時計回り方向に回転駆動される。
【００１７】
現像スリーブ１５は非磁性材料（アルミ）パイプからなり、表面をサンドブラストで粗面化処理されている。現像スリーブ１５の内部には、図示しないマグネットが配設されており、第二搬送スクリュー１１によって搬送される現像剤の一部は、このマグネットの発する磁力によって現像スリーブ１５表面に汲み上げられる。
そして汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ１５と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１７によってその層厚が規制された後、感光体と対向する現像領域まで搬送され、図示しない現像バイアス印加手段から現像スリーブに印加される現像バイアスによって、感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着させ、トナー像を形成する。現像によってトナーを消費した現像剤は、現像スリーブ１５の回転に伴って第二搬送スクリュー１１上に戻される。そして、図中奥端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第一収容部９内に戻り、以降、現像剤は前記と同様に循環されて使用される。
トナー濃度センサ１０１による現像剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と相関があるため、トナー濃度センサ１０１はトナー濃度に応じた値の電圧を出力する。
【００１８】
上記制御部はＲＡＭ等の情報記憶手段を備えており、この情報記憶手段中にトナー濃度センサ１０１からの出力電圧の目標値であるＶｒｅｆを格納しており、トナー濃度センサ１０１からの出力電圧値と格納されているＶｒｅｆを比較し、図示しないトナー供給装置から比較結果に応じたトナー量を現像ユニット７中の第一現像剤収容部９の図中奥側からトナーを補給し、現像剤中のトナー濃度を所望の値に維持する。トナー濃度センサ１０１とトナー供給装置による制御は、各色の現像装置により個別に実施されている。
プロセスユニット１の図中下方には、露光ユニット２が配設されている。潜像書き込み手段である露光ユニット２は、画像情報に基づいてレーザ光を各プロセスユニット（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）の感光体（３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ）表面に照射する。これによって、感光体（３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ）上に静電潜像を形成する。なお、露光ユニット２は、光源であるレーザーダイオードから発したレーザ光をモータによって回転駆動されるポリゴンミラー２２Ｙ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｋによって走査され、複数の光学レンズやミラーを介して感光体（３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ）に照射するものである。かかる構成に代えて、ＬＥＤアレイによる露光手段を採用することもできる。
【００１９】
図１に示すように、露光ユニット２の下方には、第一給紙カセット３１、第二給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット３１、３２内には、それぞれ、記録媒体である記録紙ｐが収容されており、一番上の記録紙には、第一給紙ローラ３１ａ、第二給紙ローラ３２ｂがそれぞれ当接している。図示しない駆動手段によって、所定のタイミングで給紙ローラ３１ａ、３２ａが反時計回りに回転駆動されると、記録紙ｐがカセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路に向けて排出される。給紙路には複数の搬送ローラ対３４が配設されており、給紙路に送られた記録紙ｐは、これらの搬送ローラ対３４によって上方に向けて搬送される。
給紙路には、レジストローラ対３５が配設されている。レジストローラ対３５の直前に記録紙ｐが搬送ローラ３４から送られてくると、記録紙ｐは一旦停止される。そして、中間転写ベルト上に形成されたトナー画像が二次転写ニップに到達するタイミングに合わせて、レジストローラ３５を所定のタイミングで駆動し、記録紙ｐを二次転写ニップに向けて送り出す。
【００２０】
各プロセスユニット１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋの図中上方には、表面無端移動体である中間転写ベルト４１を張架しながら図中反時計回りに無端移動せしめる転写ユニット４０が配設されている。転写手段である転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１の他、ベルトクリーニングユニット４２、各色の感光体ドラムの対向する位置に配設された一次転写ローラ４５Ｙ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｋ、外部からの駆動を受け、中間転写ベルトを駆動せしめる駆動ローラ６６、ベルトテンションローラ６７等で構成されている。なお、駆動ローラは、二次転写ローラ５０の対向ローラを兼ねている。
一次転写ローラ４５はベルト４１を挟んで感光体ドラム３に当接し、一次転写ニップを形成している。感光体３上に形成されたトナー画像のトナーとは逆極性の転写バイアスを一次転写ローラ４５に印加することで、感光体３上のトナー画像を中間転写ベルト４１上に転写する。各色毎の作像ユニット７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋで形成された各色のトナー画像は、中間転写ベルト４１上に順次一次転写され、中間転写ベルト４１上にカラー画像が形成される。
駆動ローラである二次転写対向ローラ４６とベルト４１を挟んで対向する位置に、二次転写ローラ５０は配設され、バネ荷重によって、二次転写対向ローラ４６に所定の荷重で当接し、二次転写ニップが形成されている。
【００２１】
中間転写ベルト４１上に形成されたカラー画像は、中間転写ベルト４１の回転駆動によって二次転写ニップに移動され、レジストローラ３５からトナー画像の二次転写ニップ進入と同期して記録紙ｐが二次転写ニップに進入される。
トナー像は、二次転写ローラ５０と二次転写対抗ローラ４６との間に形成される二次転写電界とニップ圧によって、記録紙ｐに二次転写される。二次転写対向ローラ４６にトナーと同極性の転写バイアスを印加し、二次転写ローラ５０を接地することで二次転写の電界を形成している。
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト４１上には、記録紙に転写されなかったトナーが僅かに付着している。このトナー（ベルト上の転写残トナー）は、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット４２は、クリーニングブレード４２ａを中間転写ベルト４１の表面に当接させ、ベルト４１上の転写残トナーを掻きとる。
中間転写ベルト４１上から除去された転写残トナーは、廃トナーボトル３６に収容され、廃棄される。
【００２２】
二次転写ニップの上方には、定着ユニットが配設されている。この定着ユニットは、電磁誘導発熱層を内包する定着ローラ６３、定着ローラ６３と所定圧力で当接され、所定のニップ幅を形成する加圧ローラ６２、図示しない温度センサ等で構成されている。定着ローラ６３の図中左側に、定着ローラ６３内の電磁誘導発熱層を発熱させるための電磁誘導手段であるＩＨ（Induction Heater）コイルユニットを有する。定着ローラは、ＩＨコイルによる電磁誘導で加熱される。各ローラは図示しない駆動源によって加圧ローラ６２が時計方向に、定着ローラ６３は反時計方向に回転移動する。
二次転写ニップを通過した記録紙ｐは、中間転写ベルト６１から分離した後、定着ユニット内に送られる。そして、定着ユニットの定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ローラ６３によって加熱され、同時に定着ニップで加圧されてトナー画像が記録紙ｐ上に定着せしめられる。
このようにして定着処理が施された記録紙ｐは、排紙ローラ対６７を経由して機外に排出され、プリンタ本体の上面６８にスタックされる。
また、転写ユニットの上方には、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを収容する各色のトナーボトル７２Ｙ、７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｋが配設されている。トナーボトル７２Ｙ、７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｋに収容された各色のトナーは、各色のプロセスユニットの現像ユニット７に適宜供給される。これらトナーボトル７２は、プリンタ本体から脱着可能となっており、ボトル内のトナー残量がなくなると、トナーボトルを交換できるようになっている。
【００２３】
＜第１実施形態＞
本発明の一実施形態として、画像形成装置はリコーＩｍａｇｉｏ  ＭＰＣ４５００をベースとしている。本装置の印刷速度は３５枚／分（Ａ４Ｙ：Ａ４版横）で、プロセス速度は２０５ｍｍ／ｓである。
図２に示すように感光体ドラムの外周近傍に感光体温度センサ１０２（図２参照）として非接触型赤外線温度センサを備え、感光体ドラムの温度を検知している。なお、温度センサ１０２は赤外線温度センサでなくてもよく、感光体ドラム３の温度を精度よく検知できれば良い。また、感光体ドラム３内部にはハロゲンヒータ３ｈを備えている。この実施形態において、画像濃度のばらつきが視覚的に問題ないレベルとなるには、印刷動作中とインターバル後のＶＬ偏差量が１０Ｖ以下である必要がある。このため、目標ＶＬ偏差量は１０Ｖ以下としている。この目標値は、実施形態によって変わるため、制御自体も実施形態毎に変わる。
【００２４】
［実施例１］
本実施例では、感光体３の表面温度が２７℃以下の場合に、感光体内部に設置されたハロゲンヒータ３ｈを点灯させて感光体３（３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ）を加熱している。
図３に、走行距離０ｍの感光体ドラム３を用いた場合の、インターバル時間（前回の作像動作からの時間）毎の、感光体３の温度と感光体３のＶＬ変動（印刷動作中とインターバル後のＶＬ偏差）との関係を示す。
図４は、走行距離１６０００ｍの感光体ドラム３を用いた場合のインターバル時間（前回の画像形成動作からの時間）毎の、感光体３の温度と感光体３のＶＬ変動（印刷動作中とインターバル後のＶＬ偏差）との関係を示す。また図５は、インターバル時間が６０ｓｅｃの場合の感光体３の走行距離毎の感光体３の温度と感光体３のＶＬ変動との関係を示す。
図３、図５に示すように、感光体３の温度が２７℃以上の場合、感光体３のＶＬ変動（ΔＶ）が１０Ｖ以下となるため、画像形成動作における前処理は行う必要がないことが判る。しかし、例えば画像形成装置の立ち上げ直後等に感光体３の温度が２７℃に満たない状態で画像形成動作を行わなくてはならない場合には、印刷開始直後と連続印刷中とで、ＶＬ偏差が１０Ｖを越してしまい、画像濃度がばらつくことになる。
【００２５】
このような場合には、画像形成動作前に、帯電ローラ６により感光体表面を均一に、画像形成動作時と同様に帯電させ、同時に露光を行うようにする。この際の露光手段は特に限定されず、露光手段を新たに設けても良いし、除電ランプ等を利用しても良い。
この帯電と露光による前処理を行うことにより、図６に示すように、ＶＬ偏差量を小さくすることができる。この図６は帯電と露光を組み合わせた前処理の回数（感光体周回数）と、感光体ＶＬ変動との関係を示している。この図６に示すように、前処理の回数が０（前処理なし）よりも前処理ありのほうが感光体ＶＬ偏差が小さくなり、その回数が１回よりも２回のほうが良好となっているのがわかる。
ＶＬ偏差量は、感光体３の表面温度の他に、感光体履歴、前回の画像形成からのインターバル時間によって変動するため、これらの検知結果毎のＶＬ偏差量を図３〜図５を用いて予測し、ＶＬ偏差を１０Ｖ以下にするために必要な量の前処理量が決定される。なお感光体履歴として、感光体３の走行距離を用いた。
【００２６】
また、感光体３の周長を、Ａ４サイズ定型用紙の横の長さと等しい２１０ｍｍとしているため、使用する用紙がＡ４サイズであり、なおかつ横方向の通紙であった場合にはＶＬ偏差が生じる条件であっても、ファーストプリントのページ内はＶＬ偏差が生じないため、ＶＬ偏差による画像濃度のばらつきの影響を受けにくい。よって、そのような条件の場合には前処理を行わない、もしくは前処理の時間を短縮することが可能である。この条件（感光体の周長を、Ａ４サイズ定型用紙の横の長さと等しい場合の条件）も前記した前処理量の決定に用いることができ、この条件を加味した条件で決定された前処理は、その前処理時間を短縮することができるため、よりダウンタイムの低減が図れる。そのため、使用する用紙の通紙方向の長さと感光体の周長が等しいかどうかによっても、前処理の量を変化させる構成とした。
また、用紙の通紙方向長さと感光体の周長が等しく、ファーストプリントのページ内画像濃度変動が生じない場合においても、ファーストプリントとそれ以降の画像濃度を比較した場合、画像濃度が若干異なることになるため、その差を生じさせないモードとして、使用する用紙の通紙方向の長さと感光体の周長が等しい場合でも、等しくない場合の制御を用いるモードも備えることで、使用者のニーズに対応できるようにしている。
また、前処理は感光体３の回転周期の整数倍に等しい時間行うことによって、ムラを生じさせないようにしており、前処理量は、感光体３の周回数で規定している。
【００２７】
以上のようにして、本実施例では、前処理の制御を表１に示すマトリクスにより決定される前処理を行うことによって、図７に示すように、ＶＬ偏差を低減し、画像濃度がばらつくという問題を解消している。この図７はヒータや前処理のない構成と本実施例の構成について、温度１０℃湿度１５％ＲＨの環境下において走行距離０ｍの感光体ドラム３を用いて印刷動作を行い、１００枚毎に６０ｓｅｃのインターバルを設けた際のＶＬ推移を表している。
本実施例では、ＶＬの変動を１０Ｖ以内に低減することができている。
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【００２８】
［実施例２］
本実施例は、実施例１をベースとして、感光体３の走行距離に応じて、ハロゲンヒータ３ｈにより感光体３を加熱する目標温度を変えている。図５のような感光体３の走行距離が長い（図５において１６０００ｍ以上）場合、ＶＬ偏差は小さくなる傾向がある。このため、この感光体３の走行距離に応じて感光体３の温度の目標値を変えることとしている。このようにすれば、必要以上に感光体を加熱する必要がなく、省エネに寄与することができる。図４〜図５に基づいて、本実施例における感光体３の走行距離と目標温度を決定することができる。
この決定結果を表２に示す。これにより、実施例１において、感光体３の温度（表面温度）が２３℃以上の場合に、ハロゲンヒータ３ｈにより感光体３を加熱していたエネルギー分の省エネ化を図ることができ、なおかつ実施例１と同様に表１に示すマトリクスを用いて前処理の制御を行うことにより、ＶＬ偏差を抑制し、画像濃度がばらつくという問題を解消することができる。
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【００２９】
［実施例３］
実施例３は、実施例１もしくは実施例２をベースにし、前処理時の露光手段として潜像書込み手段の露光ユニット２を用いている。露光時の光量は、ベタ画像形成時と同じ光量とした。これにより新たな露光手段を省略でき、低コスト化、省スペース化を図ることができる。さらに実施例１と同様に、表１に示すマトリクスを用いて前処理の制御を行うことにより、ＶＬ偏差を抑制し、画像濃度のばらつく問題を解消している。
【００３０】
［実施例４］
実施例４は、実施例１をベースとしているが、本実施例４では、ＶＬ偏差低減を、転写バイアスを印加する前処理（４５による前処理）により行う。このような転写バイアス印加による前処理とＶＬ偏差量との関係を、図８に示す。
図８に示すように、本実施例４では、帯電と露光とを組み合わせた前処理とほぼ同様の効果を、帯電バイアス印加による前処理によって得られることが判る。そのため本実施例４では、実施例１と同様に表１に示す感光体走行距離に応じて本実施例における前処理の制御を行っている。なお転写バイアス印加処理（４５による前処理）は感光体３の回転周期の整数倍に等しい時間行うことによって、ムラを生じさせないようにしている。
転写バイアス印加位置は図２に示す通り、画像形成動作開始位置である帯電位置よりも下流側にあるため、前処理の開始位置が帯電と露光を前処理として用いている実施例１（６およびＬによる前処理）よりも下流側となり、前処理を行ってから画像形成動作を開始するまでの時間が短くなるのでダウンタイムを低減でき、なおかつ実施例１と同様、表１に示す感光体走行距離に応じて本実施例における前処理の制御を行っているため、ＶＬ偏差を抑制し、画像濃度がばらつくという問題を解消している。
【００３１】
［実施例５］
実施例５は、実施例２をベースとして、前処理による感光体のＶＬ偏差低減を、帯電と露光ではなく、転写バイアスの印加（４５による前処理）により行なっている。転写バイアス印加による前処理とＶＬ偏差量との関係を図８に示す。
図８に示すとおり、帯電と露光を組み合わせた実施例２における前処理とほぼ同様の効果を、帯電バイアス印加による本実施例５における前処理を行うことによって得られている。本実施例５においても実施例２と同様に表１に示す制御方法を選択して用いて制御を行なっている。なお転写バイアス印加処理は感光体３の回転周期の整数倍に等しい時間行うことによって、ムラを生じさせないようにしている。転写バイアス印加位置は前記したように、図２に示す、画像形成動作開始位置である帯電位置よりも下流側にあるため、前処理の開始位置が帯電と露光を前処理として用いている実施例１よりも下流側となり、前処理を行ってから画像形成動作を開始するまでの時間が短くなりダウンタイムを低減でき、しかも、実施例２と同様に感光体履歴に応じてハロゲンヒータによる感光体を加熱する目標温度を表２に従って変えているため、省エネ化を図ることができる。さらに、表１に示すマトリクスを用いて前処理の制御を行っているため、感光体３のＶＬ偏差を抑制し、画像濃度がばらつくという問題を解消している。
【００３２】
［実施例６］
実施例６は、実施例１〜５をベースとして、メインスイッチがＯＦＦ状態であっても、感光体温度制御機構における温度センサ（図２に示す感光体温度センサを含む構成とすることもできる：図９参照）が、感光体温度が１５℃以下の場合を検知してハロゲンヒータ３ｈを点灯させることができる構成とした。このような構成を図９に示す。本実施例６においては、図９に示すように、内部電源も備える構成とすることで、外部主電源がＯＦＦとされている場合でも、ハロゲンヒータ３ｈを点灯させることができるようにしている。しかしながら、外部主電源が外されるケースは少ないため、外部主電源が外されない場合には、内部電源は省略可能である。これによって、低温環境下における放置後の立ち上がり直後においても、感光体３の温度を１５℃以上に保つことができるため、立ち上がり直後に前処理によるダウンタイムが長くなるのを防ぐことができ、かつ、表１に示すような前処理を選択してその制御を行っているため、感光体３のＶＬ偏差を抑制し、画像濃度がばらつく問題を解消している。なお図９中、ＰＳＵは電源ユニットである。
【００３３】
本発明の画像形成装置において、前記した実施例１〜６において、前処理は、画像形成装置内の制御部（図示せず）により、行うことができる。たとえば感光体３の温度を図２に示す感光体温度センサ１０２で読み取り、あるいは図９に示す感光体温度制御機構内の温度感知部で検知した温度値により感光体３の温度を求め、感光体３の温度（表面温度）が所定温度であるか否かを判断し、所定温度で無い場合にはハロゲンヒータ３ｈにより感光体３の温度を検知しながら感光体３の温度の制御を行ない、所定の前処理動作を行うことができる。
この際に制御部は、感光体３の使用履歴を、例えば制御部内の履歴記憶手段から読み出して、感光体への前処理を行う。その際に感光体３への印加温度を、前記した実施例における前回の画像形成動作からのインターバル時間に応じてＶＬ変化量を予測し、前処理の内容を決定する。この際の前処理の手段としては、実施例１〜５において異なっているが、各実施例に応じて、制御部では前処理手段として、帯電ローラと露光手段（実施例１など）、あるいは帯電手段（帯電ローラ６または転写バイアスの印加による前処理（４５による前処理）：実施例４、５など）により、その画像形成装置に従って用いるようにすることができる。なお制御部では、前処理内容の決定の際に、前記した表１、表２をテーブルとして保存しておき、この保存したテーブルを制御部で読み出して前処理内容を決定することができる。
【００３４】
この前処理内容を決定する際に制御部は、潜像担持体である感光体３の温度、感光体３の使用履歴、前回の画像形成動作からのインターバル時間に応じて、または感光体３の温度、感光体３の使用履歴、前回の画像形成動作からのインターバル時間に加え、さらに感光体３の１周分の周長が紙などの記録媒体の辺長の１つと等しいか否かの条件に応じて、感光体３への画像形成動作前の前処理を決定することができる。
このような制御部としては、ＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶手段とを有して構成される、コンピュータ機能を発揮できる構成を挙げることができる。
また本発明は、前記した実施例に例示される感光体３の前処理方法も含んでいる。このような前処理方法は、前記したＲＯＭなどに、この前処理方法を実行するためのプログラムとして格納されていることができる。このようなプログラムも本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ  プロセスユニット、２  光書込ユニット、３（３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ）  感光体、７（７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋ）  現像ユニット、８  第１搬送スクリュー、９  第１剤収容部、１０（１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ）  トナー濃度センサ、１１  第２搬送スクリュー、１２  現像ロール、１３  ドクターブレード、１４  第２剤収容部、１５  現像スリーブ、２１  光源（ＬＤまたはＬＤアレイ）、２２（２２Ｙ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｋ）  ポリゴンミラー、３１、３２  給紙カセット、３１ａ、３２ａ  給紙ローラ、３５  レジストローラ、３６  廃トナーボトル、４０  転写ユニット、４１  中間転写ベルト、４２  ベルトクリーニングユニット、４５  一次転写ローラ、５０  ２次転写ローラ、６０  定着ユニット、６２  加圧ローラ、６３  定着ローラ、６６  中間転写駆動ローラ、６７  ベルトテンションローラ、７０  トナー補給装置、７１Ｙ  駆動源、７２（７２Ｙ、７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｋ）  トナーカートリッジ、１０１  トナー濃度センサ、１０２  感光体温度センサ、１３６  付着量センサ、Ｌ  走査手段からの走査光
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開平１１−２０２７０５号公報
【特許文献２】特開２０００−０７５７４２公報
【特許文献３】特開２０００−０７５６７７公報
【特許文献４】特開２００１−２９６７０５公報
【特許文献５】特開２００６−３１７５３２公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010271634.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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