JP2017009807A - 画像形成装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の補給後であっても記録媒体の裏汚れを軽減する。【解決手段】像担持体と、像担持体と接触して該像担持体上に形成された像を記録媒体に転写する転写ローラと、像担持体に現像剤を供給して像を形成する現像手段と、像担持体上に現像手段により形成された濃度検知パターンから読み取られた濃度値が所定の閾値以下のとき、現像手段に現像剤を補給する補給手段と、転写ローラへの現像剤の付着を軽減するための所定の処理を行う処理手段と、補給手段による現像手段への現像剤の補給の有無に基づいて、処理手段による所定の処理の回数又は処理時間を制御する制御手段とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置、制御方法、及びプログラムに関する。

従来、ローラ転写方式の画像形成装置では転写ローラに付着したトナーにより転写紙の裏汚れが発生する場合がある。このため、転写していない際に転写ローラに転写バイアスと逆極性のバイアスを印加し、転写ローラから感光体へトナーを移動させることで、転写ローラ上のトナーをクリーニングする技術が知られている。

上記に関し、例えば特許文献１には、現像剤のトナー濃度を制御するためのＰセンサパターンのトナー像が転写領域を通過する際には転写バイアスとは逆極性のバイアスを転写ローラに印加する技術が開示されている。センサがＰセンサパターンを読み取って得た出力信号に基づいてトナー補給部によるトナー補給が制御され、現像剤のトナー濃度が制御される。

特許文献１によれば、Ｐセンサパターンによる地汚れトナーが原因で発生する転写ローラの汚染を防ぎ、転写紙の裏汚れを防止することができる。しかしながら、例えば特許文献１のような先行技術では、トナー補給直後はトナーが帯電不足となり、転写紙の裏汚れが悪化するという問題がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、現像剤の補給後であっても記録媒体の裏汚れを軽減することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、像担持体と、像担持体と接触して該像担持体上に形成された像を記録媒体に転写する転写ローラと、像担持体に現像剤を供給して像を形成する現像手段と、像担持体上に現像手段により形成された濃度検知パターンから読み取られた濃度値が所定の閾値以下のとき、現像手段に現像剤を補給する補給手段と、転写ローラへの現像剤の付着を軽減するための所定の処理を行う処理手段と、補給手段による現像手段への現像剤の補給の有無に基づいて、処理手段による所定の処理の回数又は処理時間を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤の補給後であっても記録媒体の裏汚れを軽減することが可能となる。

本発明の実施形態における画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施形態における感光体と転写ローラの概略斜視図である。 本発明の実施形態における画像形成装置の制御ブロック図である。 本発明の実施形態におけるトナー補給処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における制御処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における濃度センサ閾値に対応する撹拌時間及びクリーニング回数の設定例を示す図である。 図６の図に管理番号を付して、撹拌時間の変更が設定可能であることを説明するための図である。

本発明の実施形態の画像形成装置に関し以下図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、何ら本実施形態に限定されるものではない。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。また、以下に記載する実施形態は本発明の最良の形態であって、本発明に係る特許請求の範囲を限定するものではない。

本実施形態における画像形成装置１００の概略構成について図１を参照して説明する。画像形成装置１００は、像担持体である感光体１と、帯電装置２と、露光装置３と、現像装置４と、転写ローラ５と、クリーニング装置７と、除電装置８と、トナーカートリッジ９と、濃度センサ１１を含み構成されている。現像装置４は、トナーカートリッジ９から補給された現像剤としてのトナーを撹拌する撹拌機構であるパドル１０を備える。

帯電装置２は、感光体１を均一に帯電する、例えば帯電用コロナチャージャー等である。露光装置３は、帯電装置２により帯電された感光体１上に画像露光を行い静電潜像を形成する露光手段である。現像装置４は、トナーを供給して感光体１上に形成された静電潜像を現像したトナー像を形成する現像手段である。

転写ローラ５は、感光体１に所定の転写バイアスをかけ、感光体１と間に給紙された記録媒体６に感光体１に形成されたトナー像を転写する転写手段である。

クリーニング装置７は、トナー像転写後の感光体１上における残留トナーを除去するためのクリーニング手段である。除電装置８は、感光体１を除電する除電手段である。

濃度センサ１１は、感光体１上に定期的に形成される濃度検知パターンのトナー濃度を検知する濃度検知手段である。トナーカートリッジ９は、濃度センサ１１により検知されたトナー濃度が所定の閾値以下であるとき、現像装置４にトナーを補給する。濃度検知パターンは現像装置４により、例えば１枚目の記録媒体への画像形成時と２枚目の画像形成時との間等に、濃度検知パターンを感光体１上に形成される。

次に、感光体１と転写ローラ５による転写処理について図２を参照して説明する。

感光体１としては、例えばＡ０幅、外径８０ｍｍの有機感光体を用いることが好ましい。

また、転写ローラ５は、例えばその外径が３７ｍｍのものであり、外径８ｍｍのステンレス製金属軸のまわりに導電性の弾性層５１として導電性発泡体をライニングした構成であればよい。なお、導電性発泡体としては、例えばポリウレタン発泡体、シリコーン発泡体、エチレンプロピレン発泡体等があり、発泡体材料にカーボンブラック等の導電性付与剤を添加したものである。

転写ローラ５は、両端に露出した金属軸５２を軸受５３ａ及び５３ｂにより支えている。軸受５３ａ及び５３ｂにはバネ５４ａ及び５４ｂが取りつけられており、転写ローラ５を感光体１に押しつけるように荷重がかけられている。

また、軸受５３ａ及び５３ｂは導電性を有しており、軸受５３ａ及び５３ｂとバネ５４ａ及び５４ｂを介して電源２０から転写ローラ５にバイアスを印加するようになっている。

感光体１上のトナー像を記録媒体である転写紙に転写するためには、転写ローラ５に電源２０からトナーの帯電電荷とは逆極性のバイアスを印加する必要がある。すなわち、本実施形態では負極性のトナーを使用しているため、転写ローラ５に正のバイアスを印加して、トナー像を転写紙上に静電的に吸着して転写する。

転写ローラ５に付着したトナーは、転写ローラ５に正負電流を交互に印加し、転写ローラ５とトナー間の斥力、感光体１とトナー間の引力により、静電気的に感光体１上にトナーを付着させて、クリーニングする。

次に、本実施形態における画像形成装置１００の機能ブロックについて図３を参照して説明する。なお、図１及び図２に示した構成と同様の構成についての説明は省略する。ここには、画像形成装置１００の内部構成として、感光体ドラムモータドライバ１２と、転写バイアス制御回路１３と、エンジンＣＰＵ１６と、ＲＯＭ１７と、ＲＡＭ１８と、不揮発性ＲＡＭ１９と、制御部３０を示している。

また、本実施形態では、制御部３０は、画像形成部３１と、エンジン駆動部３２と、Ａ／Ｄ変換部３３と、転写ローラ制御部３４と、増幅回路３５と、ＰＷＭ光量制御部３６を備えている。

感光体ドラムモータドライバ１２は、エンジン駆動部３２の制御により感光体１を回転駆動させるモータを制御する。転写バイアス制御回路１３は、転写ローラ５にかける転写バイアスを制御する。

エンジンＣＰＵ１６は、制御部３０、ＲＯＭ１７等の記憶部等、画像形成装置１００全体を制御する。ＲＯＭ１７は、後述する図６及び図７に示すテーブルを記憶する。ＲＡＭ１８は、エンジンＣＰＵ１６が処理するプログラムを一時的に記憶する一時記憶部である。不揮発性ＲＡＭ１９は、本実施形態におけるトナー補給量等を記憶する。

画像形成部３１は、画像形成に係る感光体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４等を制御する。エンジン駆動部３２は、上記の通り感光体ドラムモータドライバ１２を制御する。Ａ／Ｄ変換部３３は、濃度センサ１１が検知した濃度を示すアナログ信号を増幅回路３５を介して取得し、これをデジタル信号に変換してエンジンＣＰＵに渡す。

転写ローラ制御部３４は、転写ローラ５の駆動や、転写ローラ５に転写バイアスをかける電源２０を制御する。

増幅回路３５は、濃度センサ１１が検知した濃度を示すアナログ信号を増幅する回路である。ＰＷＭ光量制御部３６は、濃度センサ１１の発光部の光量をＰＷＭを用いて制御する。

なお、本実施形態においては、現像装置４、電源２０を便宜的に、転写ローラへのトナー付着を軽減するための所定の処理を行う処理手段という。より具体的には、処理手段は現像装置４における撹拌機構であるパドル１０、又は、転写ローラ５をクリーニングするクリーニング機構として機能する電源２０に相当する。

これは、パドル１０でいえば、補給されたトナーを撹拌することで、感光体１を介して転写ローラ５に付着するトナー量が軽減され、また、電源２０でいえば、転写ローラ５に正負電流を交互に印加して、感光体１上にトナーを付着させて、転写ローラ５をクリーニングすることで、転写ローラ５に付着するトナー量が軽減されることに基づいたものである。

なお、本実施形態では、処理手段としては上記２通りを記載しているが、転写ローラに付着するトナー量を軽減可能な処理であれば、これらに限定されない。

本実施形態における具体的な制御について説明する。エンジンＣＰＵ１６は、濃度センサ１１が検知したトナー濃度を示す出力信号のＡ／Ｄ変換部３３による変換値からトナー補給量を算出する。

そして、エンジンＣＰＵ１６は、ＲＯＭ１７に記憶された後述する図６等に記載のテーブルと上記算出されたトナー補給量から得た撹拌時間やクリーニング回数を転写ローラ制御部３４に送る。

次に、本実施形態におけるトナー補給処理手順について図４を参照して説明する。ここでは、まず、画像形成処理としての例えば印刷処理が行われ（ステップＳ１）、その後、濃度センサ１１が濃度検知パターンから濃度を検知し、エンジンＣＰＵ１６が検知濃度が所定の閾値以下か否かを判定する（ステップＳ２）。

エンジンＣＰＵ１６が、検知濃度が所定の閾値以下であると判定したとき（ステップＳ２、ＹＥＳ）、現像装置４にトナー補給が行われる（ステップＳ３）。エンジンＣＰＵ１６が、検知濃度が所定の閾値以下でないと判定したとき（ステップＳ２、ＮＯ）、印刷処理に戻る（ステップＳ１）。

そして、エンジンＣＰＵ１６は、トナー補給量や補給済みであることを不揮発性ＲＡＭ１９に記憶する（ステップＳ４）。なお、補給済みであることについては、例えば所定のフラグを立てる等の処理であればよい。

次に、本実施形態における制御処理手順について図５を参照して説明する。まず、エンジンＣＰＵ１６は、濃度検知パターンが形成されるタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。エンジンＣＰＵ１６は、濃度検知パターンが形成されるタイミングでないと判定したとき（ステップＳ１１、ＮＯ）、印刷処理に移行する（ステップＳ２１）。印刷後、次の印刷ジョブがあれば（ステップＳ２２、ＹＥＳ）、ステップＳ１からの処理へ戻り、次の印刷ジョブがなければ（ステップＳ２２、ＮＯ）、処理を終了する。

他方、エンジンＣＰＵ１６は、濃度検知パターンが形成されるタイミングであると判定したとき（ステップＳ１１、ＹＥＳ）、つまり、濃度検知パターンが感光体１に形成されれば、次の印刷ジョブがあるか否かを判定する（ステップＳ１２）。エンジンＣＰＵ１６は、次の印刷ジョブがないと判定したとき（ステップＳ１２、ＮＯ）、処理を終了する。

一方、エンジンＣＰＵ１６は、次の印刷ジョブがあると判定したとき（ステップＳ１２、ＹＥＳ）、不揮発性ＲＡＭ１９に、現像装置４へトナー補給がされている補給済フラグが記憶されているか否かを判定する（ステップＳ１３）。

エンジンＣＰＵ１６は、不揮発性ＲＡＭ１９に補給済フラグが記憶されていると判定したとき（ステップＳ１３、ＹＥＳ）、不揮発性ＲＡＭ１９の補給済フラグをクリアにする（ステップＳ１４）。

そして、エンジンＣＰＵ１６は、不揮発性ＲＡＭ１９に記憶されたトナー補給量とＲＯＭ１７に記憶されたテーブルに基づいて、処理手段による所定の処理の回数や処理時間を算出する（ステップＳ１５）。処理手段による所定の処理とは、撹拌機構であるパドル１０による撹拌であり、この場合は、撹拌時間を算出する。また、所定の処理手段による所定の処理として、電源２０による転写ローラ５への転写バイアスの印加によるクリーニング処理があり、この場合は、クリーニング回数を算出する。

その後、制御部３０における画像形成部３１及び転写ローラ制御部３４は、現像装置４におけるパドル１０及び電源２０を制御し、制御されたパドル１０による撹拌処理及び制御された電源２０を介したクリーニング処理が実行される（ステップＳ１６）。

エンジンＣＰＵ１６は、上記の処理時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１７）、経過していれば（ステップＳ１７、ＹＥＳ）、画像形成部３１による印刷処理へ移行させる（ステップＳ１８）。処理時間が経過していなければ（ステップＳ１７、ＮＯ）、エンジンＣＰＵ１６は処理時間が経過するまで待機する。

他方、ステップＳ１３において、エンジンＣＰＵ１６が、不揮発性ＲＡＭ１９に補給済フラグが記憶されていないと判定したとき（ステップＳ１３、ＮＯ）、次のジョブに必要な固定紙間を設定する（ステップＳ２３）。

そして、エンジンＣＰＵ１６は、固定紙間において撹拌処理をパドル１０に実行させ、又は電源２０にクリーニング処理を実行させる（ステップＳ２４）。その後、エンジンＣＰＵ１６は、これらの処理時間の経過を見て（ステップＳ２５）、処理時間が経過していれば（ステップＳ２５、ＹＥＳ）、印刷処理へ移行させる（ステップＳ１８）。他方、処理時間が経過していなければ（ステップＳ２５、ＮＯ）、エンジンＣＰＵ１６は処理時間が経過するまで待機する。

なお、上述の手順では、トナー補給後かつ濃度検知パターンの形成後のタイミングで、クリーニング処理や撹拌処理を行っているが、本発明として、このタイミングに限定されず、例えばトナー補給直後であれば、濃度検知パターン形成後でなくても、クリーニング処理や撹拌処理を行うこととしてもよい。

次に、濃度センサ閾値に対応する撹拌時間及びクリーニング回数の設定例について図６を参照して説明する。図６は、向かって左から「濃度センサ閾値」「撹拌時間」「クリーニング回数」としている。濃度センサ閾値はＡ〜Ｄであり、これに対応する形で、撹拌時間が１０ｓ〜４０ｓ、クリーニング回数が１回〜４回に設定されている。なお、これらが一例であることは言うまでもない。

本実施形態では、制御手段は、濃度検知パターンから読み取られた濃度値に応じて撹拌時間及びクリーニング回数を制御する。例えば、読み取られた濃度値が閾値Ａまでである場合、撹拌時間は１０ｓであり、クリーニング回数は１回である。また、読み取られた濃度値が閾値Ｃを超えてＤに到達している場合、撹拌時間は４０ｓであり、クリーニング回数は４回である。つまり、読み取られた濃度値が高いほど、撹拌時間を増やし、又はクリーニング回数を増やしている。

なお、図６に示した濃度センサ閾値、撹拌時間、クリーニング回数を画像形成装置１００が備える入力装置を介して設定可能としてもよい。これにより、個々のユーザーの使用状況に応じた処理が可能となる。

また、図７に示すように、濃度センサ閾値、撹拌時間などを所定の管理番号を指定することで変更可能としてもよい。ここでは、例えば濃度センサ閾値Ａ及び撹拌時間１０ｓ（０ｓ〜１００ｓ）に対応した管理番号１が設定されているが、ユーザーは入力装置を介して管理番号１を入力することで、対応する濃度センサ閾値Ａ及び撹拌時間１０ｓを指定することが可能である。

以上、本実施形態における画像形成装置によれば、転写ローラ方式の画像形成装置において、トナー補給直後にそのまま画像形成してしまうと、トナーの撹拌不足により転写ローラ上にトナー付着してしまい、裏汚れが悪化してしまうが、紙間を空けて、現像撹拌時間、転写ローラクリーニング回数を増やすことで、トナー付着を防止することができるので、トナー補給後であっても記録媒体の裏汚れを軽減することが可能となる。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、上述した本実施形態の画像形成装置における各処理を、ハードウェア、又は、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実行することも可能である。

なお、ソフトウェアを用いて処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。

１ 感光体
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写ローラ
６ 記録媒体
７ クリーニング装置
８ 除電装置
９ トナーカートリッジ
１０ パドル
１１ 濃度センサ
１６ エンジンＣＰＵ
１７ ＲＯＭ
１９ 不揮発性ＲＡＭ
２０ 電源
３０ 制御部

特許第３３９１８８２号公報

Claims (7)

1. 像担持体と、
   前記像担持体と接触して該像担持体上に形成された像を記録媒体に転写する転写ローラと、
   前記像担持体に現像剤を供給して像を形成する現像手段と、
   前記像担持体上に前記現像手段により形成された濃度検知パターンから読み取られた濃度値が所定の閾値以下のとき、前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、
   前記転写ローラへの現像剤の付着を軽減するための所定の処理を行う処理手段と、
   前記補給手段による前記現像手段への現像剤の補給の有無に基づいて、前記処理手段による前記所定の処理の回数又は処理時間を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記処理手段は、前記転写ローラをクリーニングするクリーニング機構であって、
   前記制御手段は、前記補給手段による前記現像手段への現像剤の補給の有無に基づいて、前記クリーニング機構による前記転写ローラのクリーニング回数を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記濃度検知パターンから読み取られた濃度値に応じて前記クリーニング回数を設定することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記処理手段は、前記現像手段が有する、現像剤を撹拌する撹拌機構であって、
   前記制御手段は、前記補給手段による前記現像手段への現像剤の補給の有無に基づいて、前記撹拌機構による現像剤の撹拌時間を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記濃度検知パターンから読み取られた濃度値に応じて前記撹拌時間を設定することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 像担持体と、該像担持体と接触して該像担持体上に形成された像を記録媒体に転写する転写ローラと、前記像担持体に現像剤を供給して像を形成する現像手段と、前記像担持体上に前記現像手段により形成された濃度検知パターンから読み取られた濃度値が所定の閾値以下のとき、前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、前記転写ローラへの現像剤の付着を軽減するための所定の処理を行う処理手段とを備える画像形成装置の制御方法であって、
   前記補給手段による前記現像手段への現像剤の補給の有無に基づいて、前記処理手段による前記所定の処理の回数又は処理時間を制御するステップと
   を含むことを特徴とする制御方法。
7. 像担持体と、該像担持体と接触して該像担持体上に形成された像を記録媒体に転写する転写ローラと、前記像担持体に現像剤を供給して像を形成する現像手段と、前記像担持体上に前記現像手段により形成された濃度検知パターンから読み取られた濃度値が所定の閾値以下のとき、前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、前記転写ローラへの現像剤の付着を軽減するための所定の処理を行う処理手段とを備える画像形成装置に実行させるコンピュータ読取可能なプログラムであって、
   前記補給手段による前記現像手段への現像剤の補給の有無に基づいて、前記処理手段による前記所定の処理の回数又は処理時間を制御する処理と
   を含むことを特徴とするプログラム。

Images