(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を帯電させる帯電器と、前記感光体に印字信号に応じた静電潜像を形成する光照射ユニットと、前記静電潜像の部分にトナーを供給して画像を形成する現像器と、形成した前記画像を記録紙に転写する転写ローラと、前記帯電器と前記現像器と前記転写ローラに電圧を印加する電源部と、前記電源部の出力電圧を制御する制御部とを有し、印字動作に入る際に前記現像器に前記トナーとは逆極性の電圧を印加する画像形成装置であって、
前記制御部は、転写完了後に前記帯電器に電圧を印加するとともに前記感光体の帯電電圧とは逆極性の電圧を前記転写ローラに与え、前記転写ローラにより前記感光体表面を除電された位置が前記帯電器に達したときに前記帯電器への電圧の印加を中止するように前記電源部を制御するとともに、前記感光体の回転は前記転写ローラにより前記感光体表面を除電された位置が前記現像器の位置に到達した際に停止することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体を帯電させ、感光体に印字信号に応じた静電潜像を形成し、その静電潜像の部分にトナー像を形成し、そのトナー像を記録紙に転写するプリンタや複写機などの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、価格競争の激化や低消費電力の必要性から、プリンタ、複写機等の画像形成装置に対しても、コストダウンや消費電力の低減が要求されている。
【０００３】
図５は従来の画像形成装置を示す構成図である。
【０００４】
図５において、１は感光体（ＯＰＣ）、２は感光体を帯電させる帯電器、３は感光体１に印字信号に応じた静電潜像を形成する光照射ユニット、３は光照射ユニット５により感光体１上に印字信号に応じて形成された静電潜像の部分にトナーを供給して画像を形成する現像器、４は形成した画像を記録紙１１に転写する転写ローラ、６Ａは帯電器２と現像器３と転写ローラ４とに電圧を印加する電源部、７Ａは電源部６Ａの出力電圧を制御する制御部、８は記録紙１１の定着のために加圧する加圧ローラ、９は記録紙１１の定着のために熱を与えるヒートローラ、１０は記録紙１１の通過を検知する給紙センサ、１２は記録紙１１の排紙を検知する排紙センサ、１３は記録紙１１の通過経路である記録紙経路、１４は感光体１の最上層（表面層）である絶縁層、１５は絶縁層１４の下層である導体層、１６は導体層１５をアース電位とするアース線、１７は感光体１上の帯電を解除する（おおまかに言えばゼロボルトとする）除電ランプである。なお感光体１と帯電器２と現像器３と転写ローラ４とは、１つのモータ（図示せず）によりギヤを介して駆動される。
【０００５】
このように構成された画像形成装置について、その概略動作を説明する。
【０００６】
まず、一定速度で回転している感光体１は、記録紙１１への印字を開始する前に、帯電器２および除電ランプ１７により、マイナス８００ボルトの一定電位に帯電される。このように帯電された感光体１に印字信号に応じた光が光照射ユニット５から照射され、これにより感光体１上に静電潜像が形成される。この静電潜像の電位は略ゼロボルトである。
【０００７】
現像器３には、モータ駆動開始直後（すなわち印字信号の供給開始直後）においては、トナーが現像器３からいまだ低電位の感光体１に移動しないようにトナーを引きつけるために、プラス２００ボルトが印加され、また、モータ駆動開始から所定時間経過後はマイナス３５０ボルトが印加される。ここでは、現像器３のトナーは負に帯電している。
【０００８】
感光体１上に形成された静電潜像には、現像器３からトナーが供給され、トナー像としての画像が形成される。感光体１上に形成された画像は、負に帯電している転写ローラ４により、記録紙１１に転写され、転写された記録紙１１上の画像は加圧ローラ８、ヒートローラ９から成る定着器により定着される。
【０００９】
このように帯電器２および除電ランプ１７は感光体１上の帯電電位を一定にして、感光体１上に確実に画像を形成すると共に、形成画像を確実に記録紙１１に転写する。
【００１０】
このような動作を行う除電ランプ１７を削減することができれば、画像形成装置として大幅なコストダウンと消費電力の低減が達成できるため、除電ランプ１７の削減が要望されている。
【００１１】
しかし、除電ランプを削減した場合には次のような不具合がある。これを図６、図７を用いて説明する。図６は除電ランプ１７が無い場合の感光体１の表面電位を示すタイミング図であり、図７は除電ランプ１７が有る場合の感光体１の表面電位を示すタイミング図である。
【００１２】
図６に示すように、除電ランプ１７が無い場合、感光体１の表面電位は上昇する。このような状態において記録紙１１に一様なハーフトーンを印字すると、感光体１の１周分だけ画像が狙いの濃度よりも薄くなるという不具合が発生する。なお、２周目以降は狙いの濃度となる。除電ランプ１７で感光体１上の帯電を除電すると、１周目も狙いの濃度となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の画像形成装置では、除電ランプを無くした場合、感光体１の１周目の濃度が狙いの濃度よりも薄くなり、除電ランプの削減は不可能であるという問題点を有していた。
【００１４】
この画像形成装置では、除電ランプを無くしても確実に記録紙に狙いの濃度の画像を形成することができ、従って大幅なコストダウンと消費電力の低減を達成できることが要求されている。
【００１５】
本発明は、この要求を満たすため、除電ランプを無くしても確実に記録紙に狙いの濃度の画像を形成することができ、大幅なコストダウンと消費電力の低減を達成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の画像形成装置は、感光体を帯電させる帯電器と、感光体に印字信号に応じた静電潜像を形成する光照射ユニットと、静電潜像の部分にトナーを供給して画像を形成する現像器と、形成した画像を記録紙に転写する転写ローラと、帯電器と現像器と転写ローラに電圧を印加する電源部と、電源部の出力電圧を制御する制御部とを有し、印字動作に入る際に現像器にトナーとは逆極性の電圧を印加する画像形成装置であって、制御部は、転写完了後に帯電器に電圧を印加するとともに感光体の帯電電圧とは逆極性の電圧を転写ローラに与え、転写ローラにより感光体表面を除電された位置が帯電器に達したときに帯電器への電圧の印加を中止するように電源部を制御するとともに、感光体の回転は転写ローラにより感光体表面を除電された位置が現像器の位置に到達した際に停止する構成を備えている。
【００１７】
これにより、除電ランプを無くしても確実に記録紙に狙いの濃度の画像を形成することができ、大幅なコストダウンと消費電力の低減を達成することができる画像形成装置が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の画像形成装置は、感光体を帯電させる帯電器と、感光体に印字信号に応じた静電潜像を形成する光照射ユニットと、静電潜像の部分にトナーを供給して画像を形成する現像器と、形成した画像を記録紙に転写する転写ローラと、帯電器と現像器と転写ローラに電圧を印加する電源部と、電源部の出力電圧を制御する制御部とを有し、印字動作に入る際に現像器にトナーとは逆極性の電圧を印加する画像形成装置であって、制御部は、転写完了後に帯電器に電圧を印加するとともに感光体の帯電電圧とは逆極性の電圧を転写ローラに与え、転写ローラにより感光体表面を除電された位置が帯電器に達したときに帯電器への電圧の印加を中止するように電源部を制御するとともに、感光体の回転は転写ローラにより感光体表面を除電された位置が現像器の位置に到達した際に停止することとしたものである。
【００２３】
この構成により、転写終了後においても感光体の帯電電圧とは逆極性の電圧を転写ローラに与え、感光体と現像器との間の電位差が過大となることを防止することができるので、感光体へのトナーかぶりを防止することができるという作用を有する。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による画像形成装置を示すブロック図である。
【００２６】
図１において、感光体１、帯電器２、現像器３、転写ローラ４、光照射ユニット５、加圧ローラ８、ヒートローラ９、給紙センサ１０、記録紙１１、排紙センサ１２、記録紙経路１３、絶縁層１４、導体層１５、アース線１６は図５と同様のものなので、同一符号を付し、説明は省略する。６は帯電器２と現像器３と転写ローラ４とに種々の電圧を印加する電源部、７は電源部６の出力電圧を精度良く制御する制御部である。図１と図５の比較から分かるように、本実施の形態による画像形成装置は除電ランプを有しない。
【００２７】
このように構成された画像形成装置について、その動作を図２、図３を用いて説明する。図２（ａ）は感光体１の帯電電圧変化を示すタイミング図であり、図２（ｂ）は現像器３の印加電圧（現像電圧）変化を示すタイミング図、図２（ｃ）は転写ローラ４の印加電圧（転写電圧）変化を示すタイミング図、図２（ｄ）は帯電器２の印加電圧（帯電器電圧）変化を示すタイミング図、図２（ｅ）は定着器８、９のオン、オフを示すタイミング図、図２（ｆ）はモータ（図示せず）のオン、オフを示すタイミング図である。また、図３（ａ）、（ｂ）は排紙完了後からモータ停止までの間の動作を示す説明図である。
【００２８】
図２（ｄ）に示すように時刻ｔ１の少し前に帯電器２にはマイナス１２００ボルトの帯電電圧が印加され、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように時刻ｔ１において現像器３にプラス２００ボルトの電圧が印加され、転写ローラ４にマイナス１２００ボルトの電圧が印加される。これにより、時刻ｔ１より前は０ボルトであった感光体１の帯電電圧は時刻ｔ１からマイナス方向へ上昇を開始する。モータは図２（ｆ）に示すように時刻ｔ１より少し後にオンとなる。現像器３にプラス２００ボルトの電圧が印加されるのは、負に帯電しているトナーを引き付けて感光体１に付着しないようにするためである。モータオン時の帯電器２の感光体１上の位置が現像器３の位置に来た時刻である時刻ｔ２において現像器３の印加電圧は、プラス２００ボルトからマイナス３５０ボルトへ変化する。そして、モータオン時の帯電器２の感光体１上の位置が転写ローラ４の位置に来た時刻である時刻ｔ３において、転写ローラ４への印加電圧は、マイナス１２００ボルトからプラス３００〜３０００ボルトの電圧へ変化し、これにより感光体１の除電が開始される。時刻ｔ３においては感光体１の帯電電圧はほぼ飽和状態のマイナス１２００ボルトに達しており、時刻ｔ３において転写ローラ４の印加電圧がプラス電圧となることにより、感光体１の帯電電圧はマイナス方向から見て下降し始め（電位的には上昇し始め）、マイナス８００ボルトの一定電圧に落ち着く。図２（ｅ）の時刻ｔ４は定着器８、９の温度が１８０度に到達し、印字可能になる時刻である。時刻ｔ５において記録紙１１への印字が開始され、時刻ｔ６において印字が終了する。光照射ユニット５による静電潜像の形成および現像は時刻ｔ３とｔ５との間に行われる。時刻ｔ７において排紙が完了し、時刻ｔ８において転写ローラ４への印加電圧はオフとなる。また、時刻ｔ９においてモータはオフとなり、現像器３への印加電圧もオフとなる。
【００２９】
ここで、時刻ｔ７からｔ９までの間の動作を説明する。図２（ｃ）に示すように転写完了後も転写ローラ４にプラス電圧が印加される。図２（ｄ）、図３（ａ）に示すように、転写ローラ４により感光体１表面を除電された位置が帯電器２に達したときに帯電器２への印加電圧をオフとする。また、図３（ｂ）に示すように、転写ローラ４により感光体１表面を除電された位置が現像器３の位置に到達した際に感光体１が回転を停止する（つまりモータが停止する）。このとき、転写ローラ４と現像器３との間の領域は感光体１表面が除電された領域となっている。図２（ｂ）に示すように、印字動作に入る際に、現像器３にはプラス２００ボルトが印加されるが、モータ停止（モータオフ）直後に次の印字動作に入っても、転写ローラ４と現像器３との間の感光体１の領域は除電されており、残留表面電位がないため、かぶりが発生しない。従来は、モータ停止直後の現像位置での表面電位は約マイナス８００ボルトだったので、すぐに次の印字動作に入ると、現像器３のプラス２００ボルトが印加され、感光体１と現像器３の電位差は１０００ボルトとなり、電位差が大き過ぎるために、感光体１上にリークによるトナーかぶりが発生していた。
【００３０】
図４は、２枚の記録紙１１が連続供給される場合の動作を示すタイミング図である。図４（ａ）は帯電器２の印加電圧（帯電器電圧）を示すタイミング図であり、図４（ｂ）はモータのオン、オフを示すタイミング図、図４（ｃ）、（ｄ）は現像器３の印加電圧（現像電圧）を示すタイミング図、図４（ｅ）は給紙センサ１０による記録紙１１の給紙検知状態を示すタイミング図、図４（ｆ）は光照射ユニット５による光照射を示すタイミング図、図４（ｇ）、（ｈ）は転写ローラ４の印加電圧（転写電圧）を示すタイミング図、図４（ｉ）は排紙センサ１２による記録紙１１の排紙検知状態を示すタイミング図である。
【００３１】
図４はほぼ図２に対応しているが、図４（ｅ）、（ｉ）に示すように記録紙１１が２枚連像している場合を主に説明する。
【００３２】
時刻ｔ３、ｔ５、ｔ６、ｔ９は図２の時刻ｔ３、ｔ５、ｔ６、ｔ９に同じものである。時刻ｔ３〜ｔ１０においては転写電流を第１の電流に制御する第１の転写電流制御が行われ、時刻ｔ１０〜ｔ１３においては転写電流を第２の電流に制御する第２の転写電流制御、時刻ｔ１３〜ｔ１４においては転写電流を第２の電流に制御する第２の転写電流制御、時刻ｔ１４〜ｔ１５においては転写電流を第３の電流に制御する第３の転写電流制御が行われる。時刻ｔ１１〜ｔ１２は２枚目の記録紙を印字する時間を示す。ここで、第１の電流＞第３の電流＞第２の電流の関係にある。
【００３３】
図４（ｈ）に示すように、先の記録紙が通過してから後の記録紙が通過するまでの記録紙間通過時間においても転写ローラ４にはプラス電圧が印加される。また、印字終了時刻ｔ１２以後および排紙完了時刻ｔ９以後も、転写ローラ４にはプラス電圧が印加される。これにより、感光体１にはマイナス８００ボルトの安定した電圧が与えられ、また、図３で説明したように、残留表面電位が無い状態になる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、現像器３のトナーとして負に帯電したトナーを使用することとしたが、本発明はこれに限らず、正に帯電したトナーを使用することもできる。ただし、この場合は、帯電電圧、印加電圧は、図２、図４で示す帯電電圧、印加電圧とは逆極性の電圧になる。例えば、図２（ａ）の感光体１表面電位はプラス８００ボルトに維持され、図２（ｃ）の転写ローラ４の印加電圧は時刻ｔ３〜ｔ８の時間においてマイナス電圧が印加される。
【００３５】
以上のように本実施の形態によれば、制御部７は、形成した画像の記録紙への印字に際し、感光体１の帯電電圧とは逆極性の電圧を転写ローラ４に与えるように電源部６を制御することにより、感光体１の帯電電圧とは逆極性の電圧を転写ローラ４に与え、感光体１の帯電電圧が過度に上昇することを防止して一定電圧となるように制御することができるので、除電ランプ１７の無い状態で確実に記録紙１１に狙いの濃度の画像を形成することができ、大幅なコストダウンと消費電力の低減を達成することができる。
【００３６】
また、制御部７は、転写ローラ４における転写時刻の所定時間前から転写ローラ４に逆極性の電圧を印加すると共に、記録紙１１が複数枚の場合には転写ローラ４を先の記録紙が通過してから後の記録紙が通過するまでの記録紙間通過時間においても転写ローラ４に逆極性の電圧を印加することにより、転写前から感光体１の帯電電圧とは逆極性の電圧を転写ローラ４に与え、記録紙間通過時間においても転写ローラ４に逆極性の電圧を印加し、感光体１の帯電電圧が一定電圧となるように制御することができるので、除電ランプ１７の無い状態で更に確実に記録紙１１に狙いの濃度の画像を形成することができ、大幅なコストダウンと消費電力の低減を達成することができる。
【００３７】
さらに、制御部７は、感光体１と帯電器２と現像器３と転写ローラ４とを駆動するモータが停止する時刻としてのモータ停止時刻の所定時間前まで転写ローラ４に逆極性の電圧を印加することにより、転写終了後においても感光体１の帯電電圧とは逆極性の電圧を転写ローラ４に与え、感光体１と現像器３との間の電位差が過大となることを防止することができるので、感光体１へのトナーかぶりを防止することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載の画像形成装置によれば、感光体を帯電させる帯電器と、感光体に印字信号に応じた静電潜像を形成する光照射ユニットと、静電潜像の部分にトナーを供給して画像を形成する現像器と、形成した画像を記録紙に転写する転写ローラと、帯電器と現像器と転写ローラに電圧を印加する電源部と、電源部の出力電圧を制御する制御部とを有し、印字動作に入る際に現像器にトナーとは逆極性の電圧を印加する画像形成装置であって、制御部は、転写完了後に帯電器に電圧を印加するとともに感光体の帯電電圧とは逆極性の電圧を転写ローラに与え、転写ローラにより感光体表面を除電された位置が帯電器に達したときに帯電器への電圧の印加を中止するように電源部を制御するとともに、感光体の回転は転写ローラにより感光体表面を除電された位置が現像器の位置に到達した際に停止することにより、
【００４０】
転写終了後においても感光体の帯電電圧とは逆極性の電圧を転写ローラに与え、感光体と現像器との間の電位差が過大となることを防止することができるので、感光体へのトナーかぶりを防止することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による画像形成装置を示すブロック図
【図２】（ａ）感光体の帯電電圧変化を示すタイミング図
（ｂ）現像器の印加電圧変化を示すタイミング図
（ｃ）転写ローラの印加電圧変化を示すタイミング図
（ｄ）帯電器の印加電圧変化を示すタイミング図
（ｅ）定着器のオン、オフを示すタイミング図
（ｆ）モータのオン、オフを示すタイミング図
【図３】（ａ）排紙完了後からモータ停止までの間の動作を示す説明図
（ｂ）排紙完了後からモータ停止までの間の動作を示す説明図
【図４】（ａ）帯電器の印加電圧を示すタイミング図
（ｂ）モータのオン、オフを示すタイミング図
（ｃ）現像器の印加電圧を示すタイミング図
（ｄ）現像器の印加電圧を示すタイミング図
（ｅ）給紙センサによる記録紙の給紙検知状態を示すタイミング図
（ｆ）光照射ユニットによる光照射を示すタイミング図
（ｇ）転写ローラの印加電圧を示すタイミング図
（ｈ）転写ローラの印加電圧を示すタイミング図
（ｉ）排紙センサによる記録紙の排紙検知状態を示すタイミング図
【図５】従来の画像形成装置を示す構成図
【図６】除電ランプが無い場合の感光体の表面電位を示すタイミング図
【図７】除電ランプが有る場合の感光体の表面電位を示すタイミング図
【符号の説明】
１  感光体
２  帯電器
３  現像器
４  転写ローラ
５  光照射ユニット
６  電源部
７  制御部
８  加圧ローラ
９  ヒートローラ
１０  給紙センサ
１１  記録紙
１２  排紙センサ
１３  記録紙経路
１４  絶縁層
１５  導体層
１６  アース線
【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】
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【図７】
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