(57)【要約】【課題】  画像形成装置の使用環境温度が変化したとしても、像担持体に対するクリーニング特性を良好に保つことが可能な画像形成装置、及び画像形成方法を提供する。【解決手段】  供給された現像剤を用いて現像剤画像を現像する像担持体と、像担持体上の現像剤画像を記録媒体に転写させる転写部と、転写後に像担持体上に残留する現像剤を清掃する清掃部材とを有し、外気温度を測定する温度測定部と、測定の結果、外気温度が所定の温度よりも低い場合に、像担持体の予備回転を開始させる回転制御部とを備える画像形成装置、及び供給された現像剤を用いて現像剤画像を現像する現像工程と、像担持体上の現像剤画像を記録媒体に転写させる転写工程と、転写後に像担持体上に残留する現像剤を清掃する清掃工程とを有し、外気温度を測定する温度測定工程と、測定の結果、外気温度が所定の温度よりも低い場合に、像担持体の予備回転を開始させる画像形成方法。【選択図】  図１
2011102907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持され、供給された現像剤を用いて現像剤画像を現像する像担持体と、
前記像担持体上の前記現像剤画像を記録媒体に転写させる転写部と、
前記転写部による転写後に前記像担持体上に残留する現像剤を清掃する清掃部材とを有する画像形成装置であって、
外気温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部による測定の結果、前記外気温度が所定の温度よりも低い場合に、前記像担持体の予備回転を開始させる回転制御部とを備えること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
印刷枚数を算出する印刷枚数算出部を備え、
前記外気温度が所定の温度よりも低く、且つ、前記印刷枚数算出部による算出の結果、前記印刷枚数が所定の枚数以下である場合に、前記回転制御部は前記像担持体の予備回転を開始させること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記回転制御部は、前記像担持体における予備回転の回転速度を前記現像剤画像の現像工程と前記転写部による転写工程とにかかる印字速度よりも遅く制御すること
を特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
回転自在に支持された像担持体上に、供給された現像剤を用いて現像剤画像を現像する現像工程と、
前記像担持体上の前記現像剤画像を記録媒体に転写させる転写工程と、
前記転写工程による転写後に前記像担持体上に残留する現像剤を清掃する清掃工程とを有する画像形成方法であって、
外気温度を測定する温度測定工程と、
前記温度測定工程における測定の結果、前記外気温度が所定の温度よりも低い場合に、前記像担持体の予備回転を開始させる回転制御工程とを備えること
を特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
印刷枚数を算出する印刷枚数算出工程を備え、
前記外気温度が所定の温度よりも低く、且つ、前記印刷枚数算出工程における算出の結果、前記印刷枚数が所定の枚数以下である場合に、前記回転制御工程では前記像担持体の予備回転を開始させること
を特徴とする請求項４に記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記回転制御工程は、前記像担持体における予備回転の回転速度を前記現像工程と前記転写工程とにかかる印字速度よりも遅く制御すること
を特徴とする請求項４、又は請求項５に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プリント方式における画像形成装置、及び画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、又はファクシミリ等において、電子写真プリント方式を採用する画像形成装置では、感光体や誘電体などから成る像担持体上に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることによってトナー像が現像され、当該トナー像が用紙等の記録媒体に転写されるようになっている。
【０００３】
このような、像担持体上にトナー像を構成するトナーの大部分は、像担持体から記録媒体上に転写されるが、一部のトナーは像担持体上に残留することがある。この場合、像担持体上に残留したトナーは画像不良等の発生原因となることがあるため、像担持体にクリーニングブレードを当接させ、残留トナーをクリーニングしていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４００８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１記載のような従来の画像形成装置では、画像形成装置の使用環境温度により、像担持体に対するクリーニング特性が良好であったり、又は不良であったりと、クリーニング特性に環境依存性があった。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明は、画像形成装置の使用環境温度が変化したとしても、像担持体に対するクリーニング特性を良好に保つことが可能な画像形成装置、及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる画像形成装置は、回転自在に支持され、供給された現像剤を用いて現像剤画像を現像する像担持体と、像担持体上の現像剤画像を記録媒体に転写させる転写部と、転写部による転写後に像担持体上に残留する現像剤を清掃する清掃部材とを有する画像形成装置であって、外気温度を測定する温度測定部と、温度検出部による測定の結果、外気温度が所定の温度よりも低い場合に、像担持体の予備回転を開始させる回転制御部とを備えることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明にかかる画像形成方法は、回転自在に支持された像担持体上に、供給された現像剤を用いて現像剤画像を現像する現像工程と、像担持体上の現像剤画像を記録媒体に転写させる転写工程と、転写工程による転写後に像担持体上に残留する現像剤を清掃する清掃工程とを有する画像形成方法であって、外気温度を測定する温度測定工程と、温度測定工程における測定の結果、外気温度が所定の温度よりも低い場合に、像担持体の予備回転を開始させる回転制御工程とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、、画像形成装置の使用環境温度が変化したとしても、像担持体に対するクリーニング特性を良好に保つことが可能な画像形成装置、及び画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】プリンタの構成を説明する図である。
【図２】現像装置の構成を説明する図である。
【図３】プリンタの機能構成を説明するための機能ブロック図である。
【図４】感光体ドラムの予備回転動作を説明するフローチャートである。
【図５】定着モータ、ドラムモータ、及び本体モータの駆動開始のタイミングを説明するタイムチャートである。
【図６】定着モータ、ドラムモータ、及び本体モータの駆動開始のタイミングを説明するタイムチャートである。
【図７】外添剤のクリーニング状況を表わすグラフである。
【図８】ドラムモータの立ち上がり時間を説明する図である。
【図９】ドラムモータの立ち上がり時間を説明する図である。
【図１０】外添剤のクリーニング状況を表わすグラフである。
【図１１】外添剤のクリーニング状況を表わすグラフである。
【図１２】外添剤のクリーニング状況を表わすグラフである。
【図１３】外添剤のクリーニング状況を表わすグラフである。
【図１４】外添剤のクリーニング状況を表わすグラフである。
【図１５】シアンの現像装置にかかるＯＰＣフィルミングレベルとクリーニングブレードの摩耗量との相関関係を示したグラフである。
【図１６】ＬＬ環境下から３Ｐ／ＪＯＢ印字にて、クリーニングブレードの温度がどれくらいで上昇するかを調べた結果のグラフである。
【図１７】使用環境温度１５℃での１Ｐ／ＪＯＢ条件下におけるＯＰＣフィルミングレベルを表わすグラフである。
【図１８】定着モータ、ドラムモータ、及び本体モータの駆動開始のタイミングを説明するタイムチャートである。
【図１９】定着モータ、ドラムモータ、及び本体モータの駆動開始のタイミングを説明するタイムチャートである。
【図２０】定着モータ、ドラムモータ、及び本体モータの駆動開始のタイミングを説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本発明の実施の形態について説明する前に、使用環境温度の変化に起因する画像劣化について説明する。
【００１２】
近年、プリンタ等に代表される画像形成装置の高画質化を実現するために、トナーの粒径が小さくなる傾向にある。一般的に、トナーの粒径が小さくなると、例えば、体積平均粒径が５．７μｍのような微粉砕トナーにおいては流動性が悪くなり、印刷画像にかすれが発生する等の不具合が発生する。これを防止するためにシリカ等の外添剤をトナーの廻りに外添し、かすれの発生を防止している。
【００１３】
表１は、トナー粒径と添加される外添剤との比率の関係を表したものであるが、表１でも示されているように、トナー粒径が小さくなると、添加される外添剤の量も増加することがわかる。ここで、例えば、外添剤としてのシリカの外径が１０〜３００ｎｍ程度である場合、これをクリーニングブレード等の清掃部材で除去することは極めて困難である。
【００１４】
【表１】
2011102907.tif 000003
【００１５】
また、最近は、印字結果に対する画像維持性についても大きな関心が寄せられており、一般的に流通しているプリンタでは、低Ｄｕｔy印字後にトナー廃棄処理が実施されている。これは、低Ｄｕｔy印字が繰り返して行われる場合、同じトナーが現像装置内を循環することになるため、トナーから外添剤が脱落して帯電不良を起こし、グレイネスの悪化、カブリの増大等の不具合の一因となるためである。
【００１６】
例えば、印字処理間において、外添剤が脱落したトナーを転写ベルト上に廃棄すると、廃棄するトナーの量が多すぎるため、転写ベルト上に残留するトナーを回収する廃トナーボックスが大きくなる、又は破綻する恐れがあり、現実的ではない。その為、各現像装置が備える廃トナーボックスにトナーを回収する形態とすると、像担持体としての感光体ドラムに当接して残留トナーを除去するクリーニングブレードは、ほぼ未転写のトナーを回収することになり、その分負荷が増大する。このような理由により、小粒径の微粉砕トナーを用いる場合には、外添剤のクリーニングと未転写のトナーの両方のクリーニングができないと、満足いくクリーニング特性を得ることができない。
【００１７】
特に、感光体ドラムに当接して残留トナーを除去するクリーニングブレードは、当該クリーニングブレードの物理特性により、プリンタの使用環境温度の変化に影響を受けやすい。そして、上述したように、トナーから脱落したシリカ等の小粒径の外添剤を除去することは極めて困難であるため、感光体ドラムの表面に脱落した外添剤が堆積する場合がある。感光体ドラムの表面に外添剤が堆積すると、高濃度の画像濃度で印字した場合に白抜け、いわゆるＯＰＣフィルミングが発生することがある。一般的に、透光性を求めらるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の現像剤に対する帯電制御剤の選択範囲は狭く、帯電性の良好な現像剤を作製するのは困難である。そこで、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色の現像剤を作製する場合には、トナーから脱落したときに当該トナーをマイナスに帯電させる逆極性外添剤を使用する。逆極性外添剤は、例えば、メラニンのようにベースとなるトナー母粒子の帯電極性とは逆の極性をもつ外添剤である。このような逆極性外添剤は、トナーをマイナスに帯電させるが、これ自身はプラスに帯電するため、感光体ドラム表面上のマイナスの帯電電位が高い箇所に電気的に付着する。このとき、逆極性外添剤の廻りには、同様に外添されていたシリカが付着しており、逆極性外添剤の移動に伴いシリカは感光体ドラム表面上に運ばれることになる。運ばれたシリカは、クリーニングブレードにより?きとられれば、問題は無いが、クリーニングブレードが磨耗すると、感光体ドラム表面上に筋状に付着して現像ローラ等に擦られて固着し、ＯＰＣフィルミングの発生要因となる。
【００１８】
以下に、外径φ３０ｍｍ、周速度が２００ｍｍ／ｓｅｃの感光体ドラムに対して、表２に示す物理特性を備えたクリーニングブレードを用いた場合の外添剤の除去について説明する。
【００１９】
【表２】
2011102907.tif 000004
【００２０】
図１１〜図１４は、上記設定に基づき、各印字条件下において、低Ｄｕｔy印字を行ったときの外添剤の除去状況を説明するグラフである。なお、図１１は、１枚印字した後、プリンタが停止し、その後再度印字を行う１Ｐ／ＪＯＢの印字条件下における外添剤のクリーニング状況を表すグラフであり、図１２は、３枚印字した後、プリンタが停止し、その後再度印字を行う３Ｐ／ＪＯＢの印字条件下における感光体ドラム表面上に堆積した外添剤のクリーニング状況を表すグラフであり、図１３は、５枚印字した後、プリンタが停止し、その後再度印字を行う５Ｐ／ＪＯＢの印字条件下における外添剤のクリーニング状況を表すグラフであり、図１４は、連続印字条件下における外添剤のクリーニング状況を表すグラフである。なお、グラフ中のＮＮは常温常湿環境を、ＨＨは高温高湿環境を、ＬＬは低温低湿環境を示す。また、同グラフ中のＣはシアンを、Ｍはマゼンタを、Ｋはブラックの色を有するトナーを示す。そして、縦軸は、表３に示すＯＰＣフィルミングレベルを表し、横軸は印刷枚数を表す。
【００２１】
【表３】
2011102907.tif 000005
【００２２】
図１１〜図１４に示すように、連続印字条件下では、ＯＰＣフィルミングは良好であり、５Ｐ／ＪＯＢ、３Ｐ／ＪＯＢ、１Ｐ／ＪＯＢの順でＯＰＣフィルミングレベルが悪くなる傾向であった。そして、ＮＮ（温度：２０℃、湿度：６０％）環境下、及びＨＨ（温度：２８℃、湿度：８０％）環境下においては、ＯＰＣフィルミングの発生は認められないが、ＬＬ（温度：１０℃、湿度：２０％）環境下に変更されるとＯＰＣフィルミングが発生することが確認された。
【００２３】
また、ＯＰＣフィルミングが発生したものの中で、シアンの現像装置にかかるＯＰＣフィルミングレベルは、他のトナーの現像装置にかかるＯＰＣフィルミングレベルよりも悪いことが確認された。表４に示すように、ブラックの現像剤を除き、シアン、マゼンタ、及びイエローの各トナーに外添される外添剤の量は略同量である。したがって、ＯＰＣフィルミングレベルの悪化は現像剤固有の性質によるものではなく、シアンの現像装置の配置位置に起因するものであると考えられる。つまり、各色を現像する現像装置の配置関係は、記録媒体の搬送経路上流から順に、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順となっており、シアンの現像装置が最下流側に位置するように配置されている。したがって、ブラック、イエロー、マゼンタの各トナーに外添されているシリカが記録媒体の搬送に伴いシアンの現像装置に運ばれ、これらのシリカがシアンの感光体ドラムに付着するためであると考えられる。
【００２４】
【表４】
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【００２５】
シアンの現像装置にかかるＯＰＣフィルミングレベルの悪化理由を検証すべく、シアンの現像装置にかかるＯＰＣフィルミングレベルとクリーニングブレードの摩耗量との相関関係を調べた。図１５は、シアンの現像装置にかかるＯＰＣフィルミングレベルとクリーニングブレードの摩耗量との相関関係を示したグラフである。一般的にクリーニングブレードの磨耗が多いとＯＰＣフィルミングレベルは悪いのが通常であるが、シアンの現像装置にかかるＯＰＣフィルミングレベルと、クリーニングブレードの摩耗量と、の相関係数は０．０２７８であり、それほど高くない。しかしながら、シアンの現像装置にかかるＯＰＣフィルミングレベルと、シアンの現像装置、及びマゼンタの現像装置におけるクリーニングブレードの摩耗量を合算した値と、の相関係数を求めると、相関係数は０．１７１５となり上昇する。さらに、同様に、シアンの現像装置にかかるＯＰＣフィルミングレベルと、シアンの現像装置、マゼンタの現像装置、及びイエローの現像装置におけるクリーニングブレードの摩耗量を合算した値と、の相関係数を求めると、相関係数は０．８２０２となり、明らかな相関関係が現れる。このように、ＯＰＣフィルミングレベルは、記録媒体の搬送経路下流側の現像装置において最も発生し易いことが確認された。なお、上記磨耗量は、キーエンス社製のデジタルマイクロスコープ  ＶＨＸ−１００を用い、クリーニングブレード上の磨耗箇所を１０００倍に拡大して測定し、６ヵ所の磨耗箇所の面積の総量として求めた。
【００２６】
上記のように、現像装置の配置位置に相関してＯＰＣフィルミングレベルに差異が生じるが、ＬＬ環境下となると、いずれのトナー色にかかる現像装置においても、ＯＰＣフィルミングレベルの低下が見受けられた。以下にその原因について説明する。
【００２７】
表５は、一般的に用いられるクリーニングブレードの温度特性を示す表である。
【００２８】
【表５】
2011102907.tif 000007
【００２９】
表５に示されるように、外気温度が２３℃と、１０℃では、反発弾性（％）に差が出ることが示されている。反発弾性率（ｋｇｆ／ｃｍ２）は、物体の衝突時に、材料が吸収するエネルギーを表わす指標であり、所定質量の物体を所定の高さから落下させ、試験片に衝突させた際に、跳ね返り時に当該物体が有しているエネルギーの比を表わす。
【００３０】
反発弾性率の測定方法は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５５において規格化されており、振子を用いて落下及び反発の高さから値を算出するリュプケ式反発弾性試験と、固体円盤を用いて落下及び反発の角度から値を算出するトリプソ式反発弾性試験と、がある。例えば、荷重Ｗのゴム材料がｈ１からの高さから落下し、試験片に衝突してｈ２の高さに跳ね返ったとすると、ゴム材料に吸収されるエネルギーＥ、及び反発弾性Ｒ（％）は次式で表せる。
Ｅ＝Ｗ（ｈ１−ｈ２）
Ｒ＝（ｈ２／ｈ１）×１００
【００３１】
ここで、Ｒ＝０（％）でゴム材料は、反発することなく静止し、Ｒ＝１００（％）でゴム材料は、落下位置と同じ位置まで跳ね返ってくることを表わす。なお、（１００−Ｒ）％はゴム材料の内部摩擦によって熱エネルギーに変換されることを表わす。
【００３２】
一般的に、反発弾性が低くなると、ゴム材料の性質は、プラスチックの性質に近づく。したがって、例えば、ゴム材料をクリーニングブレードに適用すると、ＬＬ環境下では、ＮＮ環境下と比較して、回転する感光体ドラムからクリーニングブレードに対して加わる力により撓む量が小さくなり、感光体ドラムに対してクリーニングブレードが押し付ける力が小さくなるため、クリーニング特性が低下することになる。
【００３３】
上記に加えて、クリーニングブレードはゴム材質で形成されているため、温度が上昇しにくい。図１６は、ＬＬ環境下から３Ｐ／ＪＯＢ印字にて、クリーニングブレードの温度がどれくらいで上昇するかを調べた結果のグラフであり、一般的なクリーニングブレードでは、２０℃の温度に到達するのに、約２０分間かかることがわかる。
【００３４】
したがって、例えば、ＬＬ環境下においてプリンタの電源投入直後、あるいは、長期間放置後の数枚の印字におけるクリーニングブレードの性質は、ＮＮ環境下におけるクリーニングブレードの性質とは明らかに異なり、クリーニングブレードは撓みにくい状態である。感光体ドラムに対して押しつける力が弱いと、クリーニングブレードが感光体ドラム表面上の外添剤を除去する力も弱くなるため、ＯＰＣフィルミングが発生することになる。
【００３５】
そして、印字パターンに基づくＯＰＣフィルミングの発生要因について同様に考えると、連続印字条件下においては、クリーニングブレードには感光体ドラムより連続的に力が加わるため、徐々にクリーニングブレードの撓み量が増加する。その結果、クリーニング特性が向上し、ＯＰＣフィルミングの発生が少ないと考えられる。これに対して、１枚印字した後、プリンタが停止し、その後再度印字を行う１Ｐ／ＪＯＢの印字条件下においては、クリーニングブレードが感光体ドラムからの力を受ける時間が短いため、クリーニングブレードの撓み量が不足する。その結果、クリーニング特性が悪くなり、ＯＰＣフィルミングの発生が多くなると考えられる。同様な理由から、連続印字条件下よりも、３Ｐ／ＪＯＢ、５Ｐ／ＪＯＢにおけるＯＰＣフィルミングレベルが悪くなると考えられる。
【００３６】
上記ＯＰＣフィルミングの発生要因、ＯＰＣフィルミングレベルの悪化傾向等を鑑みて、実用上どの程度まで、発生するＯＰＣフィルミングを許容できるかを検討すると、表３に示すように、ＯＰＣフィルミングレベルが８以上では印字画像上問題無いと判断する。図１７は、使用環境温度１５℃での１Ｐ／ＪＯＢ条件下におけるＯＰＣフィルミングレベルを表わすグラフである。図１７において、明らかなように、使用環境温度、つまり外気温度１５℃以上であれば、実用状問題ないレベルであると判断する。
【００３７】
以上のことより、１Ｐ／ＪＯＢ、又は３Ｐ／ＪＯＢのＯＰＣフィルミングレベルを少なくとも、５Ｐ／ＪＯＢと同等のフィルミングレベルとするためには、図１８〜図２０に示すように、感光体ドラムのドラムモータが回転を開始した時点から２００ｍｓｅｃ後に一様に本体モータの回転を開始させるのではなく、感光体ドラムが連続して回転する時間を延長することにより、つまり、印字動作を開始する前に感光体ドラムの予備回転を行うことで、１Ｐ／ＪＯＢ、又は３Ｐ／ＪＯＢのＯＰＣフィルミングレベルを５Ｐ／ＪＯＢと同等のフィルミングレベルに保つことができると推察される。したがって、以下の説明では、上記知見に基づき、プリンタの使用環境温度が変化したとしても、感光体ドラムに対するクリーニング特性を良好に保つことが可能なプリンタについて説明する。
【００３８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００３９】
[第１の実施形態]
第１の実施形態の説明においては、まず、本発明にかかる画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
【００４０】
図１に示すように、プリンタ１０は電子写真プリント方式により記録媒体としての用紙Ｐに画像を形成することが可能な画像形成装置である。このような機能を実現するプリンタ１０は、トレイ１１を始点とし、排出ローラ２３を終点とする略Ｓ字状に形成された用紙搬送経路Ｓに沿って現像装置１５、及び定着装置１６を有し、更にこれらの各部材に用紙Ｐを搬送するためのレジストローラ１３等を備える。
【００４１】
トレイ１１は、内部に用紙Ｐを積層した状態で収納し、プリンタ１０下部に着脱自在に装着されている。そして、トレイ１１上部に設けられたホッピングローラ１２は、トレイ１１に収納された用紙Ｐをその最上部から１枚ずつ取り出して、図中矢印ｘ方向に繰り出す。
【００４２】
レジストローラ（プレッシャ）１３は、レジストローラ（フィード）１４と一対となって、トレイ１１から繰り出された用紙Ｐの斜行を矯正するとともに、用紙Ｐを転写ベルト１７に搬送する。
【００４３】
現像装置１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、及び１５Ｃは、現像剤としてのトナーの各色（Ｋ：ブラック、Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン）に対応した現像装置であり、用紙搬送経路Ｓに沿って着脱自在に装着されている。そして、現像装置１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、及び１５Ｃは、後述する露光装置が備える、図示せぬＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子等の光源から照射された照射光によって感光体ドラム上に形成された潜像にトナーを付着させて現像する。なお、現像装置１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、及び１５Ｃについては、後ほど説明する。
【００４４】
定着装置１６は、現像装置１５以降の用紙搬送経路Ｓ下流側に配設されており、ヒートローラ、バックアップローラ、及びサーミスタ等を備える。ヒートローラは、例えば、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被服することによって形成されている。そして、その芯金内には、例えば、ハロゲンランプ等の加熱ヒータが設けられている。バックアップローラは、例えば、アルミニウム等からなる芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡを被覆した構成であり、ヒートローラとの間に圧接部が形成されるように配設されている。サーミスタは、ヒートローラの表面温度検出手段であり、ヒートローラの近傍に非接触で配設されている。サーミスタが検出したヒートローラの表面温度の検出結果に基づき、上記加熱ヒータを制御することで、ヒートローラの表面温度は所定の温度に維持される。現像装置１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、及び１５Ｃにおいて形成されたトナー像が転写された用紙Ｐが所定の温度に維持されたヒートローラとバックアップローラとから形成される圧接部を通過することにより、用紙Ｐ上のトナーに熱、及び圧力が付与され、当該トナーは溶融し、トナー像が定着される。
【００４５】
転写ベルト１７は、用紙Ｐを静電吸着して搬送する無端のベルト部材であり、図示せぬ駆動部により伝達された駆動力により回転するドライブローラ１８と、当該ドライブローラ１８と対をなして配設されたテンションローラ１９と、により張架されている。そして、転写ベルト１７は、ドライブローラ１８の回転に伴い、図中ｙ方向に駆動する。
【００４６】
転写部としての転写ローラ２０は、各現像装置１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、及び１５Ｃが備えるそれぞれの感光体ドラムに対向して圧接するように配設されている。転写ローラ２０には、図示せぬ転写ローラ用の高圧電源が接続されており、感光体ドラム上に形成されたトナー像は転写ローラに印加された印加電圧により用紙Ｐに転写される。
【００４７】
転写ベルトクリーニング２１は、転写ベルト１７と当接するように配設され、転写ベルト１７上に残存するトナーを掻き取ることで回収する。転写ベルトクリーニング２１により回収されたトナーは、トナー回収容器２２に回収・蓄積される。
【００４８】
排出ローラ２３は、ピンチローラ２４と一対となって、定着装置１６を通過した用紙Ｐを挟持搬送し、プリンタ１０の外筺を利用して形成された用紙スタッカ２５に用紙Ｐを排出する。
【００４９】
温度測定部としての温度センサ２６は、プリンタ１０内部の温度を測定し、測定結果を後述する制御部に出力する。
【００５０】
なお、図１には示されていないが、プリンタ１０を構成する他の部材として、プリンタ１０は、マイクロプロセッサ，ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），入出力ポート，タイマ等を備える印刷制御部、印刷データ及び制御コマンドを受信してプリンタ１０の全体のシーケンスを制御し印刷動作を実行するインタフェース制御部、また、インタフェース制御部を介して入力された印刷データを一時的に記憶する受信メモリ、この受信メモリに記憶された印刷データを受け取ると共に、この印刷データを編集処理することによって、形成された画像データ（イメージデータ）を記憶する画像データ編集メモリ、プリンタ１０の状態を表示するための、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置を備える表示部、ユーザからの指示を受付けるための、例えばタッチパネル等の入力手段を備える操作部、プリンタ１０の動作状態を監視するための、例えば、用紙位置検出センサ，温湿度センサ，濃度センサ等の各種センサ、画像データ編集メモリに記憶されたイメージデータを露光装置に送り、この露光装置の駆動を制御する露光装置駆動制御部、定着装置１６の温度を制御する温度制御部、用紙Ｐを搬送する各ローラを回転させるための駆動モータを制御する用紙搬送モータ制御部、感光体ドラム等の各種ローラを回転させるための駆動モータを制御する駆動制御部、及び各ローラに電圧を印加する高圧電源等を備える。
【００５１】
次に、現像装置１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、及び１５Ｃについて図２の概略構成図を用いて説明する。なお、現像装置１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、及び１５Ｃは収容するトナー色のみが異なり、その他の構成は全て同一である。したがって、以下の説明においては、現像装置１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、及び１５Ｃを現像装置１５と表現して説明するものとする。
【００５２】
像担持体としての感光体ドラム１０１は、導電性支持体と光導電層とによって構成され、例えば、導電性支持体としてのアルミニウム等の金属シャフトに光導電層としての電荷発生層、及び電荷輸送層が順次積層されて構成された有機感光体である。
【００５３】
帯電ローラ１０２は、例えば、金属シャフトと半導電性エピクロロヒドリンゴムとによって構成されている。帯電ローラ１０２は、感光体ドラム１０１に対して所定の圧力をもって当接しており、図示せぬ高圧電源からの印加電圧に基づき、感光体ドラム１０１の表面を一様均一に帯電させる。
【００５４】
清掃部材としてのクリーニングブレード１０３は、例えば、ウレタン製のゴム部材であり、その一端が感光体ドラム１０１の表面の所定の位置に当接する位置に配設されている。クリーニングブレード１０３は、感光体ドラム１０１の表面に残留するトナーを掻き取ることで感光体ドラム１０１の表面をクリーニングする。
【００５５】
現像ローラ１０４は、例えば、ステンレス等の金属シャフトの外周にカーボンブラックを分散させたウレタンゴムを配設し、その表面はイソシアネート処理が施されている。現像ローラ１０４は、感光体ドラム１０１の表面に圧接するように配設され、感光体ドラム１０１上に形成された潜像にトナーを供給し、トナー像を現像する。
【００５６】
現像ブレード１０５は、例えば、ＳＵＳ等の金属板から構成された板状部材であり、その一端が現像ローラ１０４の表面の所定の位置に当接する位置に配設されている。現像ブレード１０５は、トナー供給ローラ１０６から供給されたトナーの層厚を規制する。
【００５７】
トナー供給ローラ１０６は、ステンレス等の金属シャフトの外周に半導電性発泡シリコーンスポンジ層が配設されている。トナー供給ローラ１０６は、現像ローラ１０４に対して所定の圧力をもって当接しており、トナー収容器１１０に収容されたトナーを現像ローラ１０４に供給する。
【００５８】
露光装置１０７は、例えば、ＬＥＤ素子等の発光素子とレンズアレイとを有するＬＥＤヘッドであり、画像情報に基づき当該ＬＥＤ素子から出力される照射光が感光体ドラム１０１の表面に結像する位置となるように配設されている。
【００５９】
トナー搬送スパイラル１０８は、矩形断面状のコイルスパイラルであって、感光体ドラム１０１の軸方向長さと略同じ長さをもって形成され、クリーニングブレード１０３によって掻き取られたトナーを図示せぬ廃トナー搬送ボックスに搬送する。なお、廃トナー搬送ボックスに搬送されたトナーは、図示せぬ搬送手段により廃トナー収容容器１０９に収容され、回収される。
【００６０】
トナー収容器１１０は、未使用のトナーを収容する収容空間を備えた中空構造の箱型形状部材である。そして、トナー収容器１１０の下部には、トナー供給ローラ１０６にトナーを供給するための図示せシャッタが形成されており、当該シャッタを介して落下したトナーは回動自在に支持された攪拌部材１１１により攪拌されるとともに、搬送部材１１２によりトナー供給ローラ１０６に供給される。
【００６１】
次に、プリンタ１０の機能構成について説明する。図３は、プリンタ１０の機能構成を説明するための機能ブロック図である。
【００６２】
プリンタ１０は、画像形成全体を統括的に制御する画像制御部２０１と、感光体ドラム１０１に対して回転駆動力を供給するドラムモータ２０２と、印字濃度補正時に印字濃度を検出する濃度センサ２０３と、用紙Ｐの搬送等にかかるホッピングローラ１２やレジストローラ１３等に対して回転駆動力を供給する本体モータ２０４と、ヒートローラやバックアップローラ等の定着装置１６が備えるローラに対して回転駆動力を供給する定着モータ２０５と、トナー収容器１１０内のトナー残量を検出するトナーＥｍｐｔｙセンサ２０６と、用紙Ｐの位置を検出する用紙位置センサ２０７と、ユーザからの入力の受付けやプリンタ１０の装置状況を表示する操作部２０８と、ドラムモータ２０２の駆動を制御する回転制御部としてドラムモータ制御部２０９と、帯電ローラ１０２に印加するバイアス電圧を制御するＣＨ電圧制御部２１０と、現像ローラ１０４に印加するバイアス電圧を制御する現像電圧制御部２１１と、印字濃度補正時等に用いられる印字濃度パターンを作成する濃度パターン作成部２１２と、露光装置１０７を制御することで入力された画像情報に基づく画像を形成させる画像形成制御部２１３と、本体モータ２０４の駆動を制御する本体モータ駆動制御部２１４と、転写ローラ２０に印加するバイアス電圧を制御する転写電圧制御部２１５と、定着モータ２０５の駆動を制御する定着モータ制御部２１６と、ＣＰＵ等の演算手段を備え、例えば、温度センサ２６が測定した使用環境温度値に基づき、最適な感光体ドラム１０１の予備回転時間を予備回転時間テーブル２２１から選択する演算部２１７と、各種テーブルを記憶する記憶部２１８と、記憶部２１８に形成され、印加されるバイアス電圧の補正値を格納するバイアス補正テーブル２１９と、印字濃度補正時に基準となる印字濃度を格納する基準濃度テーブル２２０と、使用環境温度値に対応して感光体ドラム１０１の最適な予備回転時間を格納する予備回転時間テーブル２２１と、現像ローラ１０４に印加されるバイアス電圧値を格納する現像電圧環境テーブル２２２と、帯電ローラ１０２に印加されるバイアス電圧値を格納するＣＨ電圧環境テーブル２２３と、を備える。
【００６３】
次に、上記構成を備えたプリンタ１０の印字動作について図１、図２、及び図３を用いて説明する。
【００６４】
まず、プリンタ１０に対して画像データが入力されると、プリンタ１０は印字動作を開始する。印字動作の開始にあたって、トレイ１１に収容された用紙Ｐは、本体モータ２０４の駆動により回転したホッピングローラ１２の回転により、図１中矢印ｘ方向に１枚ずつ繰り出される。その後、レジストローラ１３により斜行が矯正されながら、用紙Ｐは、用紙搬送経路Ｓに沿って現像装置１５に搬送される。そして、現像装置１５に用紙Ｐが搬送されるまでの所定のタイミングにおいて下記に示す印字動作が開始される。
【００６５】
用紙Ｐがレジストローラ１３に到達し、図示せぬレジストスイッチが入力されると、感光体ドラム１０１の表面に接触して設けられた帯電ローラ１０２は、ＣＨ電圧制御部２１０の制御に基づき、図示せぬ帯電ローラ用高圧電源によって供給される−１２００Ｖの帯電バイアスを感光体ドラム１０１の表面に印加し、この表面を一様均一に帯電させる。次に、感光体ドラム１０１に対向して設けられた露光装置１０７によって、画像データに対応した光が感光体ドラム１０１の一様均一に帯電された表面に照射され、光照射部分の電位が光減衰して潜像が形成される。
【００６６】
現像ローラ１０４は、感光体ドラム１０１に密着して配置されており、現像電圧制御部２１１の制御に基づき、図示せぬ現像ローラ用高圧電源によって−３００Ｖの現像バイアスが印加されている。現像ローラ１０４は、−４５０Ｖの供給バイアスが印加されたトナー供給ローラ１０６により搬送されたトナーを吸着し、回転搬送する。この回転搬送工程で、トナー供給ローラ１０６より下流にあって現像ローラ１０４に圧接して配置された層形成ブレード１０５は、現像ローラ１０４に吸着したトナーを均一な厚さにならしたトナー層を形成する。
【００６７】
更に現像ローラ１０４は、感光体ドラム１０１上に形成された潜像を、担持するトナーによって反転現像する。感光体ドラム１０１の導電性支持体と現像ローラ１０４との間には高圧電源によってバイアス電圧が印加されているため、現像ローラ１０４と感光体ドラム１０１との間には、感光体ドラム１０１に形成された潜像に伴う電気力線が発生する。このため、現像ローラ１０４上の帯電したトナーは、静電気力により感光体ドラム１０１上の潜像部分に付着し、この部分を現像してトナー像を形成する。
【００６８】
そして、感光体ドラム１０１上に形成されたトナー像は、転写電圧制御部２１５の制御に基づき、図示せぬ転写ローラ用高圧電源によって＋１１００Ｖの電圧が印加された転写ローラ２０により、用紙Ｐに転写される。
【００６９】
その後、用紙Ｐはヒートローラとバックアップローラとを備えた定着装置１６へと搬送される。トナー像が転写された用紙Ｐは、図示せぬ温度制御手段によって制御され、所定の表面温度に保たれたヒートローラとバックアップローラとにより形成される圧接部に搬送される。そして、ヒートローラから付与される熱によりトナーが溶融され、さらに圧接部で加圧されることにより、トナー像が用紙Ｐ上に定着する。
【００７０】
トナー像が定着した用紙Ｐは、排出ローラ２３により搬送され、用紙スタッカ２５に排出され、一連の印字動作が終了する。
【００７１】
なお、トナー像が転写された後の感光体ドラム１０１の表面には、若干のトナーが残留する場合がある。この残留したトナーは、クリーニングブレード１０３によって除去される。クリーニングブレード１０３は、感光体ドラム１０１の表面の所定の位置に当接するように配設される。クリーニングブレード１０３が感光体ドラム１０１の表面に当接した状態で感光体ドラム１０１が回転軸中心に回転することによって、転写されずに感光体ドラム１０１の表面に残留したトナーが除去される。そして、トナー搬送スパイラル１０８はクリーニングブレード１０３によって除去されたトナーを図示せぬ廃トナー搬送ボックスに搬送する。なお、廃トナー搬送ボックスに搬送されたトナーは、図示せぬ搬送手段により廃トナー収容容器１０９に収容され、回収される。なお、クリーニングされた感光体ドラム１０１は次に印字動作において繰り返し使用される。
【００７２】
次に、本発明にかかる感光体ドラム１０１の予備回転動作（１Ｐ／ＪＯＢ）について図４のフローチャートを用いて説明する。なお、プリンタ１０の電源が未投入の状態を初期状態として説明する。
【００７３】
まず、ユーザによりプリンタ１０の電源が投入された後（ステップＳ１）、印字指示が入力されると（ステップＳ２）、演算部２１７は、温度センサ２６から使用環境温度、つまり、外気温度値を取得する（ステップＳ３）。
【００７４】
取得した外気温度値が１５℃よりも低い場合（ステップＳ３／１５℃より低い）、演算部２１７は、これまでに印字した印字枚数を確認する（ステップＳ４）。ここで、印字枚数が５枚より少ない場合（ステップＳ４／５枚より少ない）、演算部２１７は、定着装置１６の定着温度を確認する。具体的には、定着モータ制御部２１６の制御に基づき、定着装置１６を構成するヒートローラ、バックアップローラが回転するとともに、ヒートローラ内部に設けられた加熱ヒータの温度が上昇することで、定着装置１６の温度が定着安定温度に到達したことを確認すると（ステップＳ５）、演算部２１７は、ドラムモータ制御部２０９に対して感光体ドラム１０１を回転させるよう指示を与える。
【００７５】
指示を受けたドラムモータ制御部２０９は、ドラムモータ２０２の駆動を制御することで感光体ドラム１０１を回転させる（ステップＳ６）。
【００７６】
次に、演算部２１７は、予備回転時間テーブル２２１を参照して、温度センサ２６が測定した外気温度に最適な感光体ドラム１０１の予備回転時間を取得する。なお、本実施形態においては、予備回転時間は、感光体ドラム１０１が回転を開始してから６．４ｓｅｃ間とする。
【００７７】
感光体ドラム１０１の回転開始時から６．４ｓｅｃが経過すると、演算部２１７は、本体モータ駆動制御部２１４に対してホッピングローラ１２を回転させるよう指示を与える。
【００７８】
指示を受けた本体モータ駆動制御部２１４は、本体モータ２０４の駆動を制御することでホッピングローラ１２を回転させ（ステップＳ７）、１次給紙を開始する（ステップＳ１１）。
【００７９】
一方、ステップＳ３において、取得した外気温度値が１５℃以上である場合（ステップＳ３／１５℃以上）、又はステップＳ４において、印字枚数が５枚以上である場合（ステップＳ４／５枚以上）、演算部２１７は、定着装置１６の温度が定着安定温度に到達したことを確認する（ステップＳ８）。そして、演算部２１７は、ドラムモータ制御部２０９に対して感光体ドラム１０１を回転させるよう指示を与える。
【００８０】
指示を受けたドラムモータ制御部２０９は、ドラムモータ２０２の駆動を制御することで感光体ドラム１０１を回転させる（ステップＳ９）。
【００８１】
感光体ドラム１０１の回転開始時から２００ｍｓｅｃが経過すると、演算部２１７は、本体モータ駆動制御部２１４に対してホッピングローラ１２を回転させるよう指示を与える。
【００８２】
指示を受けた本体モータ駆動制御部２１４は、本体モータ２０４の駆動を制御することでホッピングローラ１２を回転させ（ステップＳ１０）、１次給紙を開始する（ステップＳ１１）。
【００８３】
そして、用紙Ｐがレジストローラ１３に到達し、図示せぬレジストスイッチが入力されると（ステップＳ１２）、感光体ドラム１０１表面上においてトナー像の作像が開始される（ステップＳ１３）。
【００８４】
ステップＳ１４において、さらに用紙Ｐは搬送され、感光体ドラム１０１表面上に形成されたトナー像は転写ローラ２０に印加されたバイアス電圧により用紙Ｐに転写された後（ステップＳ１５）、定着装置１６により定着され（ステップＳ１６）、一連の印字動作は終了する。
【００８５】
図５は、１Ｐ／ＪＯＢ条件下における定着モータ２０５、ドラムモータ２０２、及び本体モータ２０４の駆動開始のタイミングを説明するタイムチャートであり、図６は、３Ｐ／ＪＯＢ条件下における定着モータ２０５、ドラムモータ２０２、及び本体モータ２０４の駆動開始のタイミングを説明するタイムチャートである。
【００８６】
外気温度が１５℃よりも低く、印刷枚数が５枚に満たない場合、図５、及び図６の両図に示すように、定着安定温度に到達後、ドラムモータ２０２が駆動を開始して、６．４ｓｅｃ後に本体モータ２０２が駆動を開始する。このように、感光体ドラム１０１の予備回転動作を実施することで、クリーニングブレード１０３の撓み量が改善され、ＯＰＣフィルミングの発生を防止することが可能となる。
【００８７】
図７は、感光体ドラム１０１の予備回転動作を追加した場合における、１Ｐ／ＪＯＢ条件下での外添剤のクリーニング状況を表わすグラフである。図７に示されるように、感光体ドラム１０１の予備回転動作を追加することにより、ＬＬ環境下においても、ＯＰＣフィルミングレベルの悪化は観察されず、良好なクリーニング特性を得ることが可能となった。
【００８８】
以上のように、第１の実施形態によれば、外気温度が１５℃よりも低く、印刷枚数が所定の枚数に満たない場合、感光体ドラムの予備回転動作を実行し、感光体ドラムに対するクリーニングブレードの撓み量を増加させることにより、ＯＰＣフィルミングの発生を防止することができる。
【００８９】
[第２の実施形態]
第２の実施形態の説明においては、プリンタの構造、及び印字プロセスについては同様に実施することができるので、ここでの説明は省略する。
【００９０】
第１の実施形態においては、図８に示すように、ドラムモータ２０２が駆動を開始してから所定の駆動数に達するまでの立ち上がり時間を２００ｍｓｅｃと設定していた。感光体ドラム１０１の予備回転動作の目的は、クリーニングブレード１０３を十分に撓ませることにより、その反力を大きくさせることであるため、感光体ドラム１０１を遅い回転速度で回転させる方が有利である。したがって、第２の実施形態では、上記立ち上がり時間を、図９に示すような、５ｓｅｃと設定した。
【００９１】
このように、ドラムモータ２０２の立ち上がり時間を長く設定し、感光体ドラム１０１の回転速度を遅くすることにより、確実にクリーニングブレード１０３を撓ませることができる。
【００９２】
図１０は、、ドラムモータ２０２の立ち上がり時間を長く設定し、感光体ドラム１０１の回転速度を遅くさせた場合における、１Ｐ／ＪＯＢ条件下での外添剤のクリーニング状況を表わすグラフである。図１０に示されるように、感光体ドラム１０１を遅い回転速度をもって回転させ、クリーニングブレード１０３を十分に撓ませることで、ＬＬ環境下においても、ＯＰＣフィルミングレベルの悪化は観察されず、良好なクリーニング特性を得ることが可能となった。
【００９３】
以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態にかかる効果に加え、感光体ドラムの回転速度を遅くさせ、クリーニングブレードを十分に撓ませることで、ＯＰＣフィルミングの発生を防止することができる。
【００９４】
本実施形態の説明においては、非磁性一成分現像剤を用いた形態として説明したが、本発明はこれに限定されず、トナーとキャリアを有する非磁性二成分現像剤を用いることも可能である。また、本実施形態の説明においては、本発明を適用したプリンタについて説明したが、他の形態として、ファックス、コピー機、複合機等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１０  プリンタ
１１  トレイ
１２  ホッピングローラ
１３  レジストローラ
１４  レジストローラ
１５  現像装置
１６  定着装置
１７  転写ベルト
１８  ドライブローラ
１９  テンションローラ
２０  転写ローラ
２１  転写ベルトクリーニング
２２  トナー回収容器
２３  排出ローラ
１０１  感光体ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  クリーニングブレード
１０４  現像ローラ
１０５  現像ブレード
１０６  トナー供給ローラ
１０７  露光装置
１０８  トナー搬送スパイラル
１０９  廃トナー収容器
１１０  トナー収容器
【図１】
2011102907.tif 000008
【図２】
2011102907.tif 000009
【図３】
2011102907.tif 000010
【図４】
2011102907.tif 000011
【図５】
2011102907.tif 000012
【図６】
2011102907.tif 000013
【図７】
2011102907.tif 000014
【図８】
2011102907.tif 000015
【図９】
2011102907.tif 000016
【図１０】
2011102907.tif 000017
【図１１】
2011102907.tif 000018
【図１２】
2011102907.tif 000019
【図１３】
2011102907.tif 000020
【図１４】
2011102907.tif 000021
【図１５】
2011102907.tif 000022
【図１６】
2011102907.tif 000023
【図１７】
2011102907.tif 000024
【図１８】
2011102907.tif 000025
【図１９】
2011102907.tif 000026
【図２０】
2011102907.tif 000027