(57)【要約】【課題】感光体の回転開始時において感光体の帯電電位を安定させることにより、均一に画像形成を行う。【解決手段】感光体１の回転開始時において光除電部Ｌ１を作動させながら帯電極２を作動させ、画像形成終了後において光除電部Ｌ１を作動させずに帯電極２を作動させながら感光体１を１回転以上回転させた後に停止させる制御を行う画像形成装置とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に画像形成する画像形成装置であって、
潜像を形成する回転可能な感光体と、
該感光体を帯電する帯電手段と、
前記感光体に対して光を照射することにより除電する除電手段と、
潜像を現像する現像手段と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、前記感光体の回転開始時において前記除電手段を作動させながら前記帯電手段を作動させ、画像形成終了後において前記除電手段を作動させずに前記帯電手段を作動させながら前記感光体を１回転以上回転させた後に停止させる制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、回転開始時における前記感光体の帯電電位の情報を取得し、該帯電電位の情報に基づいて回転開始時において画像形成前の予備帯電を行うか否かを判断す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】
時間を計測するタイマーを有し、前記感光体を停止させてからの前記タイマーで計測した停止時間及び前記感光体の使用履歴と、に基づいて回転開始時における前記感光体の帯電電位を推定し、推定した帯電電位を前記帯電電位の情報として用いることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体の帯電電位を計測する電位センサを有し、
該電位センサの計測値を前記感光体の帯電電位の情報として用いることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は感光体を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体を用いる画像形成装置において、画像形成開始のスタートシーケンスとして一般的には、感光体が回転開始し回転が安定してから帯電手段を作動させ露光手段で感光体上に画像を形成する。画像領域全面に渡って所望の均一な画像を形成するためには、感光体を画像領域全面に渡って均一に帯電させる必要がある。
【０００３】
しかし感光体の帯電電位は、使用回数や画像形成直前の放置時間によっては所望の電位が得られない場合がある。特に感光体が回転開始させるときに、感光体１周分は前の状態によって不均一な帯電電位となりやすい。図９は、長時間放置後に帯電を開始した感光体の帯電電位の推移を示した図である。長時間放置後の１回目の帯電操作では、２回目以降の帯電電位に比して数１０Ｖ低い値にしか帯電されない。
【０００４】
このような問題に対しては、特許文献１では、除電が行われない又は除電が充分に行えない電子写真装置において、前の印刷動作から一定時間経過している場合には予備帯電をしてから印刷動作する電子写真装置が開示されている。これは前の印刷動作から長時間経過している場合には、感光体は暗減衰により零ボルト近くまで低下しているため、直ちに印刷動作を開始せずに感光体を１周以上予備帯電し、予備帯電により感光体の電位を高めてから印刷動作を開始するものである。このようにすることにより印刷動作中の帯電電位を飽和電位に近い一定の電位としている。
【特許文献１】特開平２−６４６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された電子写真装置では、除電を行わないか又は除電が充分に行えない構成であるために、直前の画像形成時における像露光部と非露光部との帯電電位差、あるいは転写時における帯電ムラによる帯電電位差により、次の画像形成時において直前の帯電電位差による影響、いわゆる電位メモリが発生して画像濃度の不均一等の不具合が発生してしまう。
【０００６】
本願発明は上記問題に鑑み、感光体の回転開始時において感光体の帯電電位を安定させることにより、均一に画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【０００８】
（１）用紙に画像形成する画像形成装置であって、
潜像を形成する回転可能な感光体と、
該感光体を帯電する帯電手段と、
前記感光体に対して光を照射することにより除電する除電手段と、
潜像を現像する現像手段と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、前記感光体の回転開始時において前記除電手段を作動させながら前記帯電手段を作動させ、画像形成終了後において前記除電手段を作動させずに前記帯電手段を作動させながら前記感光体を１回転以上回転させた後に停止させる制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【０００９】
（２）前記制御部は、回転開始時における前記感光体の帯電電位の情報を取得し、該帯電電位の情報に基づいて回転開始時において画像形成前の予備帯電を行うか否かを判断することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００１０】
（３）時間を計測するタイマーを有し、前記感光体を停止させてからの前記タイマーで計測した停止時間及び前記感光体の使用履歴と、に基づいて回転開始時における前記感光体の帯電電位を推定し、推定した帯電電位を前記帯電電位の情報として用いることを特徴とする（２）に記載の画像形成装置。
【００１１】
（４）前記感光体の帯電電位を計測する電位センサを有し、
該電位センサの計測値を前記感光体の帯電電位の情報として用いることを特徴とする（２）に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、感光体の回転開始時において感光体の帯電電位を安定させることにより、均一に画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００１４】
［画像形成装置］
図１及び図２に基づいて本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１は画像形成装置の要部を示す図である。画像形成装置１００は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ベルト状の中間転写ベルト６と給紙装置２０及び定着装置３０等から構成されている。
【００１５】
画像形成装置１００の上部には、スキャナー１１０が設置されている。原稿台上に載置された原稿はスキャナー１１０の原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、制御手段において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。
【００１６】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃ、及びブラック（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、それぞれ像担持体としてのドラム状感光体１の周囲に配置された帯電極２、露光部３、現像装置４及びクリーニング部５を有する（Ｍ、Ｃ、Ｋについては参照符号を省略）。
【００１７】
感光体１は、例えば、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層がドラム状の金属基体の外周面に形成されてなる有機感光体よりなり、搬送される用紙Ｐの幅方向（図１において、紙面に対して垂直な方向）に伸びる状態で配設されている。感光層を構成する樹脂としては、例えばポリカーボネイト等を例示することができる。
【００１８】
図２は、画像形成手段１０の周辺を示す図である。同図に示すように、感光体１の周囲には、ＬＥＤの光照射により感光体の除電を行う光除電部Ｌ１と、感光体を帯電するスコロトロン方式の帯電極２と、感光体の表面電位を非接触で測定する電位センサ１１と、第２の光除電部Ｌ２と、現像装置４と、中間転写ベルト６と、一時転写ローラ７と、感光体１を除電する除電極８、を配置させている。当該帯電極２が「帯電手段」、光除電部Ｌ１が「除電手段」としてそれぞれ機能する。
【００１９】
感光体１は、帯電極２により帯電され、画像データに基づいて露光部３から露光がなされて潜像が形成される。
【００２０】
現像装置４はそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の異なる色の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。感光体１に対向して配置されている現像装置４の現像ローラ４０は、回転可能な外周面（現像スリーブと称す）とその内面に固定された磁界発生手段（マグネットロールと称す）とから構成されている。現像スリーブの表面には、穂切り部により層厚を一定に規制した現像剤層が保持される。保持された現像剤層は現像ローラの回転にともなって感光体１との対向面に搬送され（不図示の）電源により形成された感光体１との現像電界により感光体１に形成された潜像が現像される。
【００２１】
ベルト状の中間転写ベルト６は、複数のローラにより、回転可能に支持されている。中間転写ベルト６は、体積抵抗率１０6〜１０12Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性シームレスベルトである。
【００２２】
画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより感光体１上に形成された各色のトナー画像は、回転する中間転写ベルト６上に一次転写ローラ７により逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。一方、画像転写後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは各色のクリーニング部５によりにより残留トナーが除去される。
【００２３】
給紙装置２０の用紙収納部（トレイ）２１内に収容された用紙Ｓは、第１給紙部２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５Ａ，２５Ｂ、レジストローラ（第２給紙部）２６等を経て、二次転写ローラ９に搬送され、用紙Ｓ上にカラー画像が転写される（二次転写）。
【００２４】
なお、画像形成装置１００の下部に鉛直方向に縦列配置された３段の用紙収納部２１は、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付した。また、３段の給紙部２２も、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付してある。用紙収納部２１、給紙部２２を含めて給紙装置２０と称す。
【００２５】
カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置３０において用紙Ｓが挟持され、熱と圧力とを加えることにより用紙Ｓ上のカラートナー画像（あるいはトナー画像）が定着されて用紙Ｓ上に固定され、搬送ローラ対３７に挟持されて搬送され、排紙搬送路に設けられた排紙ローラ２７から排出され、機外の排紙トレイ９０上に載置される。
【００２６】
一方、二次転写ローラ９により用紙Ｓにカラー画像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写ベルト６は、クリーニング部６１により残留トナーが除去される。
【００２７】
用紙Ｓの両面に複写する場合には、用紙Ｓの第１面に形成した画像を定着処理した後、用紙Ｓを分岐板２９により排紙搬送路から分岐させ、両面搬送路２８に導入して表裏反転してから再び給紙ローラ２５Ｂから搬送される。用紙Ｓは画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋによって第２面に各色の画像が両面に形成され、定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２７によって装置外に排出される。
【００２８】
図３は、実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図である。同図において本実施形態の動作説明に必要な部分の周囲を中心に記載してあり、その他の画像形成装置として既知の部分については省略してある。
【００２９】
制御部５０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えており、ＣＰＵがプログラムに従って画像形成装置の各種制御を実行する「制御手段」として機能する。ＲＯＭには、制御を行うための各種プログラムやデータが記憶されている。ＲＡＭにおいてはＣＰＵによってワークエリアとして利用され、ＣＰＵが画像形成装置の制御を実行する際に必要なプログラムやデータを一時的に記憶する。そして、ＣＰＵは、ＲＡＭに展開されたプログラム及びデータに基づき、画像形成装置全体の制御を実行する。
【００３０】
そして制御部５０は「感光体の使用履歴」としての感光体１の現時点までの総使用時間を管理する使用時間積算カウンタ５０１と、計時機能を備えたタイマー５０２を有する。記憶部５１では各種の制御テーブルを記憶している。駆動モータＭ１は、その動作により感光体１を回転駆動させる。使用時間積算カウンタ５０１では、駆動モータＭ１の駆動時間をカウントしている。高圧電源２０では、帯電極２の放電ワイヤ及び制御グリッドに電圧を供給する。なお感光体の使用履歴としては総使用時間に換えて、感光体の総回転数あるいは、総摺動距離を用いてもよい。
【００３１】
［制御フロー］
図４は、本実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。本制御フローは制御部５０により実行される処理である。まずステップＳ１１では、印刷指令に基づいて画像形成を行う。画像形成が終了した後に、続いてステップＳ１２乃至Ｓ１４のエンドシーケンスを実行する。エンドシーケンスにおいては、制御部５０はステップＳ１２で光除電部Ｌ１を停止させる。なおこのときに帯電極２は作動させた状態を継続している。この状態で感光体１を１回転させ（ステップＳ１３）、１回転が終了したところで（ステップＳ１３のＹｅｓ）で駆動モータＭ１の駆動を停止（ステップＳ１４）させる。
【００３２】
ここでエンドシーケンスについて図４のタイムチャート図に基づいて詳しく説明する。図５は、画像形成に続く、エンドシーケンス及びスタートシーケンスにおける各構成部の動作タイミングを示したものである。同図において横軸は時間の経過を示し、縦軸は各構成部のドラム状の感光体１周（３６０°）での配置位置を、光除電部Ｌ１を基準に模式的に示したものである。そして黒横線部分では各構成部が作動していることを示している。また同図に示す右斜め下方への線は、感光体１上の同じ位置が各構成部への配置位置に到達したことを示しており、同図において上端、下端の（ａ）は続きの位置を表している。
【００３３】
図５に示すエンドシーケンスにおいては、光除電部Ｌ１は停止させた状態で帯電極２を作動させたままで感光体１を１回転分の回転を行う。１回転分の帯電が終了した時点（ｔｅ）で感光体１を回転させている駆動モータを停止させる。
【００３４】
図４の制御フローの説明に戻る。ステップＳ２１では、画像形成装置を停止させた状態で、次の印刷指令を待つ。印刷指令が入力（図５の起動トリガに相当）された場合（ステップＳ２１のＹｅｓ）には、制御部５０は、駆動モータＭ１の駆動を開始させる（ステップＳ３１）。開始と同時に、光除電部Ｌ１を作動させて感光体の除電を行う。また帯電極２を所定のタイミング、例えば図５に示すように光除電を行った感光体の位置が、帯電極２の位置まで移動するタイミングで動作開始して感光体１の帯電を実行する。帯電を行った感光体の位置（領域）が、露光部３に到達したタイミングで画像形成を開始して（ステップＳ３３）終了する。
【００３５】
このように、感光体１の回転開始時において光除電部Ｌ１を作動させながら帯電極２を作動させ、画像形成終了後において光除電部Ｌ１を作動させずに帯電極２を作動させながら感光体１を１回転以上回転させた後に停止させる制御を行うことにより感光体１の回転開始時において感光体１の帯電電位を安定させることが可能となる。また回転開始時において光除電部Ｌ１を作動させながら帯電極２により帯電を行うことにより電位メモリの発生を防止することができ、それにより更に帯電電位を安定させることが可能となり、ひいては均一に画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００３６】
［第２、第３の実施形態］
次に図６及び図７に基づいて第２の実施形態について説明する。第１の実施形態においては回転開始時において（図４及び図５のスタートシーケンス）は予備帯電を行わない例について説明したが、第２の実施形態においては回転開始時における感光体１の帯電電位の情報を取得し、取得した帯電電位の情報の絶対値が所定値よりも小さい場合には、予備帯電を行うものである。ここで「予備帯電」とは画像形成に先だって感光体１を帯電させることである。そのために１回転分余計に感光体１を空回転させる必要があり、当該空回転により回転開始時における最初（１頁目）の画像形成が遅くなるというデメリットがある。その一方で、感光体１の当該予備帯電を行った部位は、光除電部Ｌ１で電荷の消去を行ったのちに再び帯電極２に帯電させることにより、図９に示した感光体１を繰り返し帯電を行った場合における帯電電位の変化を少なくすることができるというメリットがある。
【００３７】
図６は第２の実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。本実施形態において同図に示す事項以外については図１乃至図３に示した実施形態と同様であり説明を省略する。また図４に示した制御フローのステップＳ１３以前のフロー及び図４と同じ符号を付与したステップについても同一の制御を示すものであり説明を省略する。
【００３８】
ここで制御フローの説明の前に、感光体１の暗減衰特性について説明する。図７は感光体の暗減衰特性を説明するものである。図７において横軸は対数軸で示した経過時間であり、縦軸は感光体１の帯電電位を示すものである。図７（ａ）に示すように感光体１は暗減衰により時間の経過とともに帯電電位は低下（低下：本稿では感光体電位の絶対値が零に近づくことをいう）していく。
【００３９】
図７（ｂ）は感光体１の使用履歴に伴う、暗減衰特性の変化を示したものである。感光体の使用履歴としての総使用時間が少なく新品の状態においては帯電電位の暗減衰による時間に対する低下の傾きは小さいが、総使用時間が多い場合には感光体の性能がいわゆる耐久劣化するので暗減衰による低下の傾きは大きくなる。本実施形態においてはこのような感光体１の耐久劣化の特性を予め把握しておくことにより、「感光体１の総使用時間」と、「直前の帯電極２による帯電処理からの経過時間」との情報により（回転開始時における）現時点での感光体１の帯電電位の推定を行うものである。以下、説明する。
【００４０】
図６において、ステップＳ１５０では、直前の帯電極２による帯電処理を行った時点からの経過時間を計測するために、タイマー５０２により時間計測を開始する。ステップＳ２１で印刷指令を待ち、印刷指令が入力された場合には、制御部５０ではその時点における「感光体の使用履歴」として総使用時間ｔｐを使用時間積算カウンタ５０１から取得する（ステップＳ２２０）。
【００４１】
次のステップＳ２３０では、制御部５０は記憶部５１に記憶されている制御テーブルを参照して、総使用時間ｔｐからタイマー閾値ｔ１を決定する。以下の表１は、そのような制御テーブルの例であり、当該制御テーブルを参照することにより総使用時間ｔｐに対応する閾値時間ｔ１を決定する。
【００４２】
【表１】
2009122320.tif 000003
【００４３】
なお表１のタイマー閾値ｔ１を決定するに当たっては、図７に示した感光体の暗減衰特性を考慮して、帯電処理直後の感光体１の帯電電位（例えば−７００Ｖ）から所定の電位低下量（例えば−１００Ｖ）となるまでの経過時間に基づいて決定している。つまり当該表１を用いることにより、印刷指令が入力された時点での感光体１の帯電電位情報の取得を行っていることになる。
【００４４】
ステップＳ２４０では現時点でのタイマーｔｒ、より具体的には次のスタートシーケンスの駆動開始時点におけるタイマーｔｒの値を経過時間ｔｒとして用いる。当該経過時間ｔｒがステップＳ２３０で決定したタイマー閾値ｔ１以上であるかを判断する。つまりこの判断により判断時における感光体１の帯電電位が所定の電位低下量以上となっているかを判断している。
【００４５】
経過時間ｔｒがタイマー閾値ｔ１以上であれば（ステップＳ２４０のＹｅｓ）、ステップＳ３１で駆動モータＭ１の駆動を開始し、続く予備帯電を実行してから（ステップＳ３２０）画像形成を行っている（ステップＳ３３）。予備帯電を行うのは、前述のとおり所定の感光体１の帯電電位が所定の電位以下となっているので、予備帯電を行わない場合には、１回転目の帯電電位と２回転目以降の帯電電位とが異なるために帯電電位が均一にならずに画像濃度が不均一になってしまうからである。またステップＳ３２及びステップＳ３３においては光除電部Ｌ１を作動させている。これは、直前の感光体における画像形成のために露光部３による露光を行った露光領域と、露光を行わなかった未露光領域との帯電電位差の影響を少なくするためである。
【００４６】
一方、経過時間ｔｒがタイマー閾値ｔ１未満であれば（ステップＳ２４０のＮｏ）、駆動を開始した後、予備帯電を行わずに画像形成を行うように制御して終了する（ステップＳ３１Ｂ、Ｓ３３）。
【００４７】
本実施形態によれば、感光体の回転開始時において感光体の帯電電位を安定させることにより、均一に画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００４８】
図８は、第３の実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。第２の実施形態においては、回転開始時の感光体１の帯電電位の情報を、制御テーブル情報により推定していたが、本実施形態においては、電位センサ１１の計測値を用いている。
【００４９】
同図に示す制御フローは図６における感光体１の帯電電位情報の取得を画像形成装置に備える電位センサ１１により行うものである。その他の構成及び制御フローは第２の実施形態と同様であり説明は省略する。
【００５０】
ステップＳ２１で印刷指令が入力された場合には、制御部５０は電位センサ１１によりその時点での感光体１の電位Ｖｒを取得する。この時点では経過時間に伴い感光体１の電位は暗減衰により帯電電位は低下している。
【００５１】
ステップＳ２６０では制御部５０は、ステップＳ２５０で取得した電位Ｖｒが所定値Ｖ１よりも低下しているか否かを判断し、所定値Ｖ１以下と判断した場合には（ステップ２６０のＹｅｓ）ステップＳ３１ａ以降で予備帯電を実行してから画像形成を行う。一方、電位Ｖｒが所定値Ｖ１よりも高いと判断した場合には（ステップＳ２６０のＮｏ）予備帯電を行わずに画像形成を行って終了する。
【００５２】
本実施形態によれば、電位センサ１１を用いて感光体１の電位を検知することにより精度よく帯電電位を検知できるので、予備帯電を行うか否かを正確に判断できるので感光体の回転開始時において感光体の帯電電位を安定させることにより、均一に画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】画像形成装置の要部を示す図である。
【図２】画像形成手段１０の周辺を示す図である。
【図３】実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図である。
【図４】本実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。
【図５】本実施形態における各構成部の動作タイミングを示したものである。
【図６】第２の実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。
【図７】感光体の暗減衰特性を説明するものである。
【図８】第３の実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。
【図９】長時間放置後に帯電を開始した感光体の帯電電位の推移を示した図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  感光体
２  帯電極
３  露光部
４  現像装置
Ｌ１  光除電部
１１  電位センサ
５０  制御部
【図１】
2009122320.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
2009122320.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
2009122320.tif 000010
【図８】
2009122320.tif 000011
【図９】
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