JP2016090663A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像ローラに所定の現像バイアスを印加する前の初期回転動作時間を短縮することが求められている。
【解決手段】像担持体と、少なくとも前記像担持体の使用履歴を記憶する記憶手段と、現像剤を収容する収容室と、前記像担持体の表面の静電像を現像剤で現像する現像剤担持体を有する現像室と、静電容量を検知するために、前記現像剤担持体に対向して配置されたアンテナ部材と、前記記憶手段が記憶する前記像担持体の使用履歴に基づいて前記像担持体が新品であると判断すると、少なくとも前記像担持体を回転させる初期回転モードを実行する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記制御手段は、前記初期回転モードにより前記像担持体を回転させる間に、前記静電容量に基づいて、前記現像剤担持体が担持する現像剤量が一定量以上であるか否かを検出する画像形成装置を構成した。
【選択図】 図6
【解決手段】像担持体と、少なくとも前記像担持体の使用履歴を記憶する記憶手段と、現像剤を収容する収容室と、前記像担持体の表面の静電像を現像剤で現像する現像剤担持体を有する現像室と、静電容量を検知するために、前記現像剤担持体に対向して配置されたアンテナ部材と、前記記憶手段が記憶する前記像担持体の使用履歴に基づいて前記像担持体が新品であると判断すると、少なくとも前記像担持体を回転させる初期回転モードを実行する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記制御手段は、前記初期回転モードにより前記像担持体を回転させる間に、前記静電容量に基づいて、前記現像剤担持体が担持する現像剤量が一定量以上であるか否かを検出する画像形成装置を構成した。
【選択図】 図6
Description
本発明は、カートリッジが着脱可能で画像を形成する画像形成装置に関する。
ここで、画像形成装置には、電子写真方式或いは静電記録方式の複写機、プリンタ(レーザビームプリンタ、LEDプリンタ)、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、それらの複合機等が含まれる。
特許文献1には、カートリッジが新品と判断されると、初期回転動作時間の後に、現像ローラに所定の現像バイアスを印加してトナーを現像ローラから感光体ドラムに付着させる技術が開示される。
しかしながら、特許文献1の技術では、初期回転動作時間が長く設定されていた。すなわち、カートリッジの輸送影響、保管環境、使用環境、トナーの質のバラツキ等から、トナーが現像ローラに担持される時間が異なるために、いかなるトナー状態でも対応可能なように初期回転動作時間が長く設定されていた。
本発明は、上記実情に鑑み、画像形成前の初期回転動作時間を短縮することを目的とする。
上記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、少なくとも前記像担持体の使用履歴を記憶する記憶手段と、現像剤を収容する収容室と、前記像担持体の表面の静電像を現像剤で現像する現像剤担持体を有する現像室と、静電容量を検知するために、前記現像剤担持体に対向して配置されたアンテナ部材と、前記記憶手段が記憶する前記像担持体の使用履歴に基づいて前記像担持体が新品であると判断すると、少なくとも前記像担持体を回転させる初期回転モードを実行する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記制御手段は、前記初期回転モードにより前記像担持体を回転させる間に、前記静電容量に基づいて、前記現像剤担持体が担持する現像剤量が一定量以上であるか否かを検出することを特徴とする。
本発明は、上記実情に鑑み、画像形成前の初期回転動作時間を短縮することを目的とする。
図1は、実施例1に係る画像形成装置1の断面図である。図1に示される画像形成装置1は、電子写真プロセスを用いた、カートリッジが装着可能な方式のレーザビームプリンタである。即ち、パソコン、イメージリーダ等のホスト装置2とラン接続されていて、ホスト装置2から制御回路部3(制御手段:CPU)に入力する電気的な画像情報に基づいてシート状の記録材Pに対する画像形成動作を実行する。制御回路部3は、ホスト装置2や操作部4との間で各種の電気的情報の授受をすると共に、画像形成装置1の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。
以下の説明において、カートリッジ5(プロセスカートリッジ)の短手方向は画像形成装置1の装置本体1Aに対して着脱する方向である。カートリッジ5の長手方向はカートリッジ5を装置本体1Aに対して着脱する方向に交差する方向である。
本実施例のカートリッジ5は、回転可能な『像担持体』としての感光体ドラム6、感光体ドラム6に作用する電子写真プロセス手段としての帯電装置としての帯電ローラ7、現像装置8、クリーニング装置9を一体的にカートリッジ化したものである。カートリッジ5は、装置本体1Aに対して装着及び取外し可能である。本実施例において、感光体ドラム6は、回転ドラム型の電子写真感光体である。
帯電ローラ7は、感光体ドラム6の表面を所定の極性電位に一様に帯電する装置である。帯電ローラ7は、感光体ドラム6の表面に接触する帯電ローラを有する。現像装置8は、感光体ドラム6の表面に対して露光装置14によって形成された静電像を現像剤Tにより現像する装置である。クリーニング装置9は、感光体ドラム6の表面の残トナーを除去する装置である。クリーニング装置9は、感光体ドラム6の表面に接触するブレード91を有する。
カートリッジ5の外装カバー51(カートリッジ枠体)の内部に、感光体ドラム6、帯電ローラ7、現像装置8、クリーニング装置9が所定の相互配置関係をもって組み付けられている。
本実施例において、カートリッジ5は、装置本体1Aのドア10を、ヒンジ部11を中心に1点鎖線示のように開いて装置本体1Aの内部を大きく開放することで着脱操作される。カートリッジ5を十分に挿入すると、カートリッジ5は所定の装着位置に保持されて、上面の開口5aが、情報書き込み手段(露光装置)としての露光装置14の折り返しミラー19に正対する。また、感光体ドラム6の下面から露出する感光体ドラム6の下面は、転写ローラ15(転写部材)に対向する状態に設定される。そして、カートリッジ5が装置本体1Aにドア10で閉じ込まれる。
装置本体1Aにはスイッチ16(安全スイッチ、キルスイッチ)が配設されている。スイッチ16は、画像形成装置のドア10が開かれるとOFFし閉じられるとONする。
カートリッジ5が装置本体1Aに所定に装着され、またドア10が閉じられることで、カートリッジ5は装置本体1A側と機械的、電気的に結合した状態になる。即ち、カートリッジ5側の被駆動部材(ドラム、現像ローラ、トナー撹拌部材等)が装置本体1A側の駆動機構(不図示)により駆動可能状態になる。また、カートリッジ5側の各種センサ類(不図示)が装置本体1A側の制御回路部3と電気的に連絡状態になる。また、カートリッジ5側の帯電ローラ7、現像ローラ90等に対して装置本体1A側のバイアス印加電源部(不図示)から所定のバイアスを印加することが可能となる。
画像形成装置1は、操作部4のメイン電源スイッチ18が投入(電源ON)されており、また、カートリッジ5が装置本体1Aに装着されており、且つドア10の閉じによりスイッチ16がONである状態において、画像形成動作が可能な待機状態となっている。
この待機状態において、ホスト装置2から制御回路部3にプリントすべき電気的な画像情報が入力されると、制御回路部3は、入力画像情報を画像処理部(不図示)で処理し、画像形成開始信号(プリントスタート信号)に基づいて画像形成プロセスを実行する。即ち、駆動モータ(不図示)が起動されて、感光体ドラム6が矢印の時計方向に所定の速度(プロセススピード)にて回転駆動される。本実施例の画像形成装置1のプロセススピードは150mm/sである。
回転駆動された感光体ドラム6は、その表面が帯電ローラ7により所定の極性、電位に一様に帯電される。本実施例では、帯電ローラ7には、帯電バイアス印加電源(不図示)によって、AC電圧とDC電圧とが重畳された帯電バイアスが印加される。帯電ローラ7に印加する帯電バイアスはDC電圧のみとしてもよい。また、帯電ローラ7は、非接触帯電方式であるコロナ帯電器であっても良い。
感光体ドラム6の帯電処理面に対して、露光装置14よりレーザ走査露光がなされると、レーザ光は折り返しミラー19で反射されて、開口5aからカートリッジ5内に入光して、静電像が感光体ドラム6の表面に形成される。その静電像が現像装置8によってトナー像として現像される。現像方法としては、ジャンピング現像法、接触現像法などが用いられる。
本実施例では、トナーが付着すべき画像部を露光するイメージ露光により静電像を形成し、現像装置8として、その静電像を負帯電磁性1成分トナー(ネガトナー)を用いたジャンピング現像方式の現像装置により反転現像している。
現像装置8は、収容室81と現像室85とを有する。収容室81には、トナーTが収容される。現像室85には、現像剤担持体としての現像ローラ90と、規制部材としての現像ブレード83と、を有する。現像スリーブ82は、現像室85に形成される感光体ドラム6との対向位置に開口が形成される。この現像室85の開口には、前述の現像ローラ90が配置される。現像ローラ90は、現像室85に回転可能に支持される非磁性の現像スリーブ82と、現像スリーブ82に内包されて現像室85に回転しないように固定されるマグネットローラ84と、を有する。
現像ブレード83は弾性部材であり、現像スリーブ82に対して弾性に抗して撓められて腹当て接触にて配設されている。現像スリーブ82は感光体ドラム6に対して並行であり、且つ感光体ドラム6に対して所定の僅少な隙間を存して対向しており、矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。収容室81内には撹拌部材89が配設されている。この撹拌部材89は現像スリーブ82の回転に連動して所定の速度で回転して、収容室81内のトナーTを撹拌すると共に現像スリーブ82にトナーTを供給する。
現像スリーブ82の収容室81側の面にマグネットローラ84の磁力によりトナーTが磁気的に吸着されて担持され、現像スリーブ82の回転で感光体ドラム6と対向する現像領域に搬送される。その搬送の途中でトナーは現像スリーブ82と現像ブレード83との接触ニップ部を通過する。これによりトナーは層厚規制を受けて現像スリーブ82上で適正なコート量に規制されるとともに、負極性に摩擦帯電される。そして、引き続く現像スリーブ82の回転によって感光体ドラム6との対向部である現像領域に搬送される。
現像スリーブ82には装置本体1Aに設けられた現像バイアス電源(不図示)によって所定の現像バイアスが摺動接点(不図示)を介して印加される。本実施例においては、現像スリーブ82上のトナーが、現像領域において、感光体ドラム6に飛翔して静電的に静電像に付着され、静電像がトナー像として現像される。
一方、制御回路部3は所定の制御タイミングにて給送ローラ20を回転駆動する。これにより、カセット21内に積載収容させてある記録材である記録材Pが1枚分離給送される。その記録材Pはガイド板を通って、所定の制御タイミングで回転がオン/オフ制御されるレジストローラ対に至る。レジストローラ対は回転オフ状態で記録材Pの先端を一時受け止めて記録材Pの斜行修正をする。そして、レジストローラ対は所定の制御タイミングにて回転がオンされることで、記録材Pを、感光体ドラム6と転写ローラ15との当接部である転写ニップ部に導入する。
すなわち、記録材Pはレジストローラによって感光体ドラム6上のトナー像と同期がとられて転写ニップ部に送られる。記録材Pが転写ニップ部を挟持搬送されていく過程において、転写ローラ15には、転写バイアス電源(不図示)からトナーの帯電極性とは逆極性(本実施例では正極性)の所定電位の転写バイアスが印加される。これにより、感光体ドラム6面のトナー像が記録材Pの面に順次に静電転写されていく。
転写ニップ部を出た記録材Pは感光体ドラム6の面から分離されて搬送装置を通って定着装置25(定着手段)へ導入される。定着装置25へ導入された記録材Pは加熱、加圧されて、未定着のトナー像が固着画像として記録材面に定着される。そして、排出口26を通って、装置外の排出トレイ27に排出される。
一方、記録材Pが分離された後の感光体ドラム6の表面は、クリーニング装置9の『クリーニング部材』としてのブレード91により転写残トナー等の残留付着物が除去されて清掃され、繰り返して作像に供される。ブレード91によりドラム面から除去された転写残トナー等は廃トナー容器92に収容される。
図2(a)は、感光体ドラム6の表面をクリーニングする変形例に係るブレード91の断面図である。図2(b)は、本実施例に係るブレード91の断面図である。ブレード91は、高いクリーニング性能を得るために、感光体ドラム6の回転方向に対してカウンター方向に配設されて、感光体ドラム6と所定領域で当接してニップ部を形成している。ブレード91は、回転する感光体ドラム6の表面を拭掃して転写残トナー等の付着物を掻き取って除去する。
図2(a)に示されるように、ブレード91は、支持板金93と、支持板金93に取付けられる断面が一定の厚みで形成されるゴムブレード94と、を有する。図2(b)に示されるように、ブレード91は、支持板金93と、支持板金93に取付けられる断面が基端側で厚みが厚く先端側で厚みが薄く形成されるゴムブレード94と、を有する構成でも良い。ここでは、ゴムブレード94の材質はポリウレタンゴム等の弾性ゴムで形成される。
本実施例では(b)の形状のものを使用した。カートリッジ5は、新品状態において、ブレード91の感光体ドラム6に接触する領域には、ブレード91と感光体ドラム6との間の潤滑作用を施す粒子が塗布されていない。
ここで、カートリッジ5の新品状態とは、カートリッジ5が工場より出荷され、使用者が画像形成装置1の装置本体1Aに装着して画像形成のために使用を開始するまでの未使用状態のカートリッジを意味する。
感光体ドラム6はOPCドラムである。導電性の支持体の上に電子写真感光層(電荷発生層)が形成されている。そして、その感光層の上に更に表面層(電荷輸送層)が形成されている。表面層は主として電荷輸送材料とバインダー樹脂と滑性材料を溶剤中に溶解させた塗料を塗工乾燥して形成する。
本実施例の感光体ドラム6の新品状態での動摩擦係数は0.40である。また、後述する初期回転動作の後の測定においては、動摩擦係数は0.60〜1.0となった。即ち、感光体ドラム6の表面の動摩擦係数が、初期回転動作の前に比べ、初期回転動作の後で1.5倍以上になる。これは、初期回転動作において帯電バイアスを印加した際に、放電アタックによる表面層の削れと放電生成物により摩擦抵抗が大きくなってしまったためである。
このような状態で感光体ドラム6とブレード91との当接部に潤滑剤が存在することなく、感光体ドラム6の駆動が行われるとブレード91のめくれが発生する。特に、感光体ドラム6の動摩擦係数が0.5以上になるとブレード91のめくれが発生しやすい。
ここで、動摩擦係数μの測定は、常温常湿(25℃/50%RH)において新東科学(株)製のHEIDON−14を用いて行った。詳しくは、ブレード91を一定の荷重をかけた状態で感光体ドラム6に接触設置する。そして、感光体ドラム6を50rpmで回転駆動させたときに50mm/minのスキャンスピードで平行移動させたときに、感光体ドラム6とブレード91との間に働く摩擦力を、ブレード91側に取り付けた歪みゲージの歪み量として計測する。そして、この歪み量を引っ張り荷重に換算した。
動摩擦係数は、ブレード91が接触した状態で感光体ドラム6が動いている時の〔感光体ドラム6に加わる力(g)〕/〔ブレードに加えた荷重(g)〕から求められる。ブレード91は、長手幅230mmの北辰工業社製ウレタンブレード(ゴム硬度67°)を5mm×30mm×2mmにカットし、荷重10050gで順方向、角度27°にて測定した。
図3(a)は、シール部材86が開封される前のカートリッジ5の断面図である。カートリッジ5(現像装置)は、トナーTを収容する収容室81と、感光体ドラム6の表面の静電像をトナーTで現像する『現像剤担持体』としての現像ローラ90を有する現像室85と、を有する。収容室81と現像室85との間には、開口87を封止して使用時に開封可能なシール部材86が配置されていて、区画されている。
なお、収容室81と現像室85との間には、開口87が形成されており、収容室81から開口87を介して現像室85に現像剤を供給できるようになっている。このことは、収容室81が開口87を有するということもでき、現像室85が開口87を有するということもできる。
新品のカートリッジ5では、現像装置8の内部にてトナーTが収容室81の内部にてシール部材86によって封止されており、トナーTが現像室85の内部へと流入することが抑制される。これにより、新品のカートリッジ5の輸送時におけるトナーTの漏れが抑制される。使用者は、新品のカートリッジ5の使用開始前、即ち新品のカートリッジ5を装置本体1Aに装着する前にシール部材86を所定の手順で引き抜き除去して収容室81の開口87を開封する。
図3(b)は、シール部材86が除去された後のカートリッジ5の断面図である。シール部材86が引き抜き除去されることで、収容室81内のトナーTが開封された開口87から現像室85に送り込むことが可能となり、カートリッジ5が使用可能となる。
現像室85の内部には、現像ローラ90に対向する導電性(金属製)のアンテナ部材88が配置される。このアンテナ部材88は、図4を参照しつつ後述するが、『検知手段』としてのコート検知回路130(図4参照)が、現像スリーブ82(現像ローラ90)とアンテナ部材88との間の静電容量Xを検知するのに用いられる。アンテナ部材88によって、現像スリーブ82にトナーがコートされて現像剤の付与が可能かどうかを検知する。
カートリッジ5が新品のときには、シール部材86が除去されても現像スリーブ82に現像剤Tがコートされていない。すなわち、この状態で現像スリーブ82に現像バイアスが印加されても、現像スリーブ82から感光体ドラム6へと現像剤Tが付与されない。
このように、シール部材86が開封されても少し時間が経過しないと現像剤が現像ローラ90(現像スリーブ82)まで供給されない。即ち、シール部材86が開封されて、撹拌部材89によってトナーTが現像室85に供給され、現像室85の内部のトナーTがマグネットローラ84の磁力によって現像スリーブ82にトナーTが引き付けられ、現像スリーブ82にトナーTがコートされる。図8を参照しつつ後述する検知用バイアスのt1は、このことを加味した時間配分にしても良い。
現像室85にトナーTが供給され、現像スリーブ82がトナーコートされると、現像スリーブ82とアンテナ部材88との間の静電容量Xは増大するため、アンテナ部材88によって、現像スリーブ82にトナーコートされたことが検知可能となる。現像スリーブ82にトナーコートされると現像付与が可能な状態となる。
図4は、検知回路の模式図である。装置本体1Aには、カートリッジ5が装置本体1Aに装着されたときに、装置本体1Aの内部におけるカートリッジ5の有無を検知する有無検知部31が設けられ(図1参照)、カートリッジ5が装着されることで押されてオンになる。
また、装置本体1Aには制御回路部3が設けられる。カートリッジ5には、メモリ32が取付けられている。『記憶手段』としてのメモリ32は、少なくとも感光体ドラム6の使用履歴を記憶している。メモリ32の内容は、カートリッジ5に取り付けられている伝達部33と装置本体11Aに取り付けられている伝達部34を介して制御回路部3に伝達される。
『制御手段』としての制御回路部3は、画像形成装置1に電源が投入され、メモリ32が記憶する感光体ドラム6の使用履歴に基づいて感光体ドラム6が新品であると判断すると、少なくとも感光体ドラム6を回転させる初期回転モードを実行する。ここで、感光体ドラム6が新品か否かを判断することはカートリッジ5が新品か否かを判断することにもなる。
制御回路部3は、初期回転モードにより感光体ドラム6を回転させる間に、以下の制御をする。すなわち、制御回路部3は、コート検知回路130が検知する静電容量に基づいて、現像ローラ90が担持する現像剤量が一定量以上であるか否かを検出することで『現像剤』としてのトナーTがコートされたことを検知する。そして、制御回路部3は、現像ローラ90がコートされたことを検知した場合には、感光体ドラム6の静電像をトナーTで現像させる現像バイアスをオンにして現像ローラ90に印加するタイミングを制御する。
制御回路部3と電源部136との間には、印加部200が接続される。『印加手段』としての印加部200は、コート検知回路130が静電容量を検知するために、現像ローラ90に対して検知用バイアスを印加可能である。制御回路部3は、現像ローラ90に検知用バイアスを印加させてコート検知回路130が静電容量が一定量以上であると判断すると、検知用バイアスをオフにした後に現像バイアスをオンにして現像ローラ90に対して現像剤を付与するシーケンスを実行する。
カートリッジ5が新品か否かをコート検知回路130の説明と共に以下詳述する。アンテナ部材88と現像スリーブ82との間には、検知用バイアス又は現像バイアスとしてのAC電圧が印加される。コート検知回路130が制御回路部3に設けられている。このコート検知回路130の静電容量検出回路132にて求められたアンテナ部材88と現像スリーブ82との間の静電容量と、静電容量検出回路133にて求められた比較用コンデンサ131の静電容量とがコンパレータ134にて比較される。
コンパレータ134にて比較された両静電容量の差分により、現像スリーブ82とアンテナ部材88との間のトナー量が処理回路135で演算される。ここで、静電容量検出回路132、133は、検知電圧によってアンテナ部材88に誘起されるAC電流を検知することで静電容量を検出している。
現像スリーブ82とアンテナ部材88との間の静電容量Xが所定値F以上になると現像スリーブ82にトナーがコートされる。よって、アンテナ部材88でトナーコート検知が可能となる。そして、現像スリーブ82にトナーがコートされると、現像バイアスを印加することによって、ブレード91の感光体ドラム6の当接部にトナーを付与することが可能となる。
図5は、画像形成装置の動作行程図である。
1)停止状態
画像形成装置の電源がOFF時、即ち、メイン電源スイッチ18がOFFの状態時又はドア10が開けられてスイッチ16がOFFの状態時は電源回路が開成(電源OFF)されており、画像形成装置は停止状態に保持されている。
画像形成装置の電源がOFF時、即ち、メイン電源スイッチ18がOFFの状態時又はドア10が開けられてスイッチ16がOFFの状態時は電源回路が開成(電源OFF)されており、画像形成装置は停止状態に保持されている。
2)初期回転動作(前多回転動作)
画像形成装置に電源が投入されたときに実行させる始動時動作(起動時動作)である。即ち、画像形成装置に電源が投入されたとき駆動モータ(メインモータ:不図示)を起動させて、感光体ドラム6の回転駆動を伴う所要のプロセス機器のウォーミングを行う動作である。
画像形成装置に電源が投入されたときに実行させる始動時動作(起動時動作)である。即ち、画像形成装置に電源が投入されたとき駆動モータ(メインモータ:不図示)を起動させて、感光体ドラム6の回転駆動を伴う所要のプロセス機器のウォーミングを行う動作である。
画像形成装置に電源が投入されたときとは、スイッチ16がON(ドア10が閉)の状態においてメイン電源スイッチ18がOFFからONにされたときである。又は、メイン電源スイッチ18がONの状態においてスイッチ16がOFF(ドア10が開)からON(ドア10が閉)にされたときである。何れの場合も、電源回路が閉成(電源ON)されて画像形成装置1は動作可能状態に保持される。
初期回転動作は、画像形成装置1に安定した画像形成を実行させるための準備動作である。例えば、カートリッジ5の状態を検知し、その状態に合わせて適正な帯電、現像、転写バイアス設定を決める制御を行う。または感光体ドラム6の表面電位を均一にするために一定の帯電バイアス、もしくは露光を照射する等のプロセス制御が行われるものである。
3)スタンバイ(待機)
所定の初期回転動作が終了したら、駆動モータの駆動が停止され、画像形成装置1は画像形成開始信号Sが入力するまでスタンバイ状態に保持される。
所定の初期回転動作が終了したら、駆動モータの駆動が停止され、画像形成装置1は画像形成開始信号Sが入力するまでスタンバイ状態に保持される。
4)前回転動作
画像形成開始信号Sの入力に基づいて、駆動モータが再駆動されて、感光体ドラム6の回転駆動を伴う所定の画像形成前動作が実行される。
画像形成開始信号Sの入力に基づいて、駆動モータが再駆動されて、感光体ドラム6の回転駆動を伴う所定の画像形成前動作が実行される。
より具体的には、a:制御回路部3が画像形成開始信号Sを受信、b:フォーマッタで画像を展開(画像のデータ量やフォーマッタの処理速度により展開時間は変わる)、c:前回転動作の開始、という順序になる。なお、前記2)の初期回転動作中に画像形成開始信号Sが入力している場合には、初期回転動作終了後、前記3)のスタンバイ無しに、引き続いて4)の前回転動作が実行される。
5)画像形成動作
前回転動作が終了すると、引き続いて、所定1枚の画像形成動作(モノプリント)或いは所定複数枚分の画像形成動作(連続画像形成ジョブ:マルチプリント)が実行されて、画像形成済みの記録材Pが出力される。紙間は、連続画像形成ジョブの場合において、一の記録材の後端と次ぎの記録材Pの先端との間隔部である。
前回転動作が終了すると、引き続いて、所定1枚の画像形成動作(モノプリント)或いは所定複数枚分の画像形成動作(連続画像形成ジョブ:マルチプリント)が実行されて、画像形成済みの記録材Pが出力される。紙間は、連続画像形成ジョブの場合において、一の記録材の後端と次ぎの記録材Pの先端との間隔部である。
6)後回転動作
所定1枚或いは所定複数枚分の画像形成動作が終了した後も引き続き駆動モータが所定時間駆動されて、感光体ドラム6の回転駆動を伴う所定の画像形成終了動作が実行される。
所定1枚或いは所定複数枚分の画像形成動作が終了した後も引き続き駆動モータが所定時間駆動されて、感光体ドラム6の回転駆動を伴う所定の画像形成終了動作が実行される。
7)スタンバイ
後回転動作が終了したら、駆動モータの駆動が停止され、画像形成装置は次の画像形成開始信号Sが入力するまでスタンバイ状態に保持される。次の画像形成開始信号Sが入力したときは、4)の前回転動作に移行する。このスタンバイ状態では、トナーコート検知シーケンス、及び、現像剤付与シーケンス制御が行われる。
後回転動作が終了したら、駆動モータの駆動が停止され、画像形成装置は次の画像形成開始信号Sが入力するまでスタンバイ状態に保持される。次の画像形成開始信号Sが入力したときは、4)の前回転動作に移行する。このスタンバイ状態では、トナーコート検知シーケンス、及び、現像剤付与シーケンス制御が行われる。
トナーコート検知シーケンスでは、初期回転動作の実行中に、現像スリーブ82に検知用バイアスであるACバイアスを印加し、現像スリーブ82とアンテナ部材88との間の静電容量が検知される。そして、トナーコート検知シーケンスでは、その静電容量に基づいて、トナーが現像スリーブ82にコートされ、現像剤付与が可能な状態になったことを検知する。
現像剤付与―シーケンスでは、帯電ローラ7に帯電バイアスの印加をOFFにした状態で、現像装置8に対する現像バイアスの印加をONにして、感光体ドラム6の表面にトナーTを付着させる。
図6は、制御回路部3の制御工程を示すフローチャートである。画像形成装置1に対する電源の投入(電源スイッチ18−ON、又はスイッチ16−ON)により電源回路が閉成される(ステップ1、以下「ステップ」を「S」と表示して説明する。S1)。
制御回路部3は、駆動モータをONにする(S2)。また、制御回路部3は、装着されているカートリッジ(図中CRGと表記)が新品であるかどうかを判断する(S3)。この判断は、伝達部34、33(図4参照)を介してカートリッジ5側のメモリ32(図4参照)に記憶されている新品かどうかの情報(新品履歴情報)を読み出すことによりなされる。
制御回路部3は、S3の判断の結果YESの場合(新品である場合)には、第1初期回転動作に入る(S4)。制御回路部3は、S3の判断の結果NOの場合(新品でない場合)には、第2初期回転動作に入る(S14)。
制御回路部3は、S4の後に、検知用バイアスを印加し(S5)、コート検知回路130によって、静電容量Xを検出する。本実施例では、検知用バイアスは、AC電圧がpeak−peakで400V、周波数が8kHz、DC電圧は0Vとした。
制御回路部3は、コート検知回路130によって検出した静電容量Xが所定値F以上かを判断する(S6)。X≧Fであった場合は、S7へ進む。X<Fであった場合はX≧FとなるまでステップS6に戻り、現像室85のトナー量が増大し、現像スリーブ82にトナーTがコートされるのを待つ。ここで所定値Fは、現像スリーブ82にトナーTがコートされた状態になる静電容量の値であり、あらかじめ制御回路部3に記憶させておく。
制御回路部3は、S6の結果YESの場合には、検知用バイアスをOFFする(S7)。トナーコート検知シーケンスを終了し、ステップS8〜S10の現像剤付与シーケンス制御を実行する。このように、制御回路部3は、現像ローラ90が担持する現像剤量が一定量以上であるか否かの検出後に(特に現像剤量が一定量以上の検出後に)、感光体ドラム6とブレード91とが接する位置に現像剤を付与する現像剤付与シーケンスを行う。
制御回路部3は、現像スリーブ82にトナーがコートされた後に、帯電ローラ7に対する帯電バイアスの印加をOFFにした状態において、現像スリーブ82に対する現像バイアスの印加を開始する(S8)。本実施例では、現像バイアスは、AC電圧がpeak−peakで1600V、周波数が2.0kHz、DC電圧は−400Vとした。ドラム電位が0V前後にあるので、現像スリーブ82に担持されているネガ系トナーは感光体ドラム6に飛翔して現像スリーブ82の有効全長域においてドラム面に付着する。本実施例では、現像バイアスの印加時間は67msとしてこの時間の後に現像バイアスをOFFにする。
感光体ドラム6上にドラム回転方向において約10mm幅のトナー像(黒帯)ta(図7参照)が形成される。なお、本実施例では、現像安定性のために現像バイアスとしてDC電圧にAC電圧を重畳させているが、DC電圧だけでも良い。
制御回路部3は、感光体ドラム6に対する黒帯Taの形成後、引き続き感光体ドラム6の回転によりその黒帯Taが感光体ドラム6と転写ローラ15との当接ニップ部(転写部)に到達する直前に、転写ローラ15に対して逆転写バイアスを印加する(S9)。逆転写バイアスはトナーの帯電極性と同極性の反発バイアス(クリーニングバイアス)である。
このように、現像剤付与シーケンス中では、感光体ドラム6と、感光体ドラム6の表面の現像剤像を記録材Pに転写する転写ローラ15と、現像剤と、の電位の磁性の関係は、 転写ローラ15と現像剤とは同極性であり、感光体ドラム6の電位は、転写ローラ15と前記現像剤の電位よりも絶対値が小さい。
また、現像剤付与シーケンス中では、感光体ドラム6と、感光体ドラム6の表面の現像剤像を記録材Pに転写する転写ローラ15と、現像剤と、の電位の磁性の関係は、以下のようにしても良い。すなわち、転写ローラ15と現像剤とは同極性であり、転写ローラ15と現像剤の極性と、感光体ドラム6の極性とは、反対極性であるとしても良い。
本実施例では−1000Vの逆転写バイアスを逆転写バイアス印加電源(不図示)から印加する。これは、感光体ドラム6に形成された黒帯Taが転写部を通過している間に転写ローラ15側に転移して転写ローラ15がトナー汚れするのを防ぐためである。逆転写バイアスの印加は黒帯Taが転写部を通過した後にOFFされる(S9)。
そして、転写部を通過した黒帯Taが引き続く感光体ドラム6の回転でブレード91と感光体ドラム6との当接ニップ部に到達する。その黒帯Taのトナーがブレード91と感光体ドラム6との当接ニップ部に滞留して潤滑剤として機能する。これにより、カートリッジ5の使用初期でのブレード鳴き、めくれといった問題を解決することが可能となる。
制御回路部3は、次に、帯電ローラ7に対する帯電バイアスを所定の時間ONにする(S10)。本実施例においては、帯電バイアスはAC電圧がpeak−peakで1600V、DC電圧は−600Vで、ドラム2周分印加した後に帯電バイアスをOFFにした。これにより、ドラム表面の電位を−600V付近にして、逆転写バイアス印加等によってできた電位ムラを小さくし、画像形成動作に入ったときに適正な潜像形成ができる。
制御回路部3は、現像剤付与シーケンス制御(S8〜S10)を終了したら、メモリ32に記憶されている新品履歴情報を消去する(S11:メモリ32に、新品である履歴を消すための書き込み)。制御回路部3は、他の所要のプロセス機器のウォーミングが完了したら第1初期回転動作を終了する(S12)。制御回路部3は、駆動モータの駆動を停止して(S13)、画像形成装置をスタンバイ状態に保持する。或いは、制御回路部3は、画像形成ジョブが中断されていた状態であった場合には、スタンバイ無しに前記4)の前回転動作を実行し、5)の画像形成動作に移行して残り分の画像形成を実行する。
制御回路部3は、S3の結果NOの場合には、第2初期回転動作を開始する(S14)。ここで、第2初期回転動作はトナーコート検知シーケンス(S5〜S7)、及び、現像剤付与シーケンス制御(S8〜S10)を含まない動作である。制御回路部3は、感光体ドラム6と現像スリーブ82の駆動後、帯電ローラ7に帯電バイアスを感光体ドラム6の2周分以上印加する。これは適正な静電像を得るために、感光体ドラム6の電位を一定にするものである。制御回路部3は、その他の所要のプロセス機器のウォーミングが完了したら第2初期回転動作を終了する(S15)。
そして、制御回路部3は、駆動モータの駆動を停止し(S13)、画像形成装置をスタンバイ状態に保持する。或いは、制御回路部3は、画像形成ジョブが中断されていた状態であった場合には、スタンバイ無しに前記4)の前回転動作を実行し、5)の画像形成動作に移行して残り分の画像形成を実行する。
S5〜S10のように、トナーコート検知制御を行った後に、現像剤付与シーケンス制御を実行させる。これにより、使用環境、トナーの製造バラツキに依らず各々のカートリッジ5に対して最短の時間で現像剤付与シーケンスの実行が可能となり、初期回転動作の時間を短縮できる。
また、現像付与シーケンス制御を行うことで、トナーによる潤滑剤機能を付加させておく。これによって、感光体ドラム6とブレード91間に介在するトナーの潤滑作用により、ブレード91の鳴き、めくれ等を防止することができる。このような現像剤付与シーケンス後に画像形成を行う。
図8は、駆動モータ、感光体ドラム6、現像スリーブ82、検知用バイアス、現像バイアス、帯電バイアス、逆転写バイアスのONとOFFのタイミングチャートである。縦軸はONとOFFとの状態を示し、横軸は時間である。
電源が投入されると駆動モータがONされる。これにより、感光体ドラム6と現像スリーブ82の回転が開始(ON)される。そして、トナーコート検知用のバイアスをONにする。トナーコート検知用のバイアスは、AC成分を含む電圧を印加する。本実施例においては、AC電圧がpeak−peakで400V、周波数が8kHz、DC電圧は0Vとした。
印加時間t1は、カートリッジ5の使用環境やトナーTの製造バラツキによる流動性によって異なり、コート検知回路130によって所定値F以上の静電容量Xの値が検知されるまで検知用バイアスを印加する。シール部材86を有するカートリッジにおいては、新品時はシール部材86を除去しても現像ローラ90にトナーTはコートされていない。即ち、この状態で現像バイアスを印加しても現像剤付与することができない。
このとき、コート検知回路130が検出する静電容量Xは、所定値Fよりも小さい。駆動モータがONとなり撹拌部材89によってトナーTが現像室85に供給され、更にマグネットローラ84の磁力によってトナーTが引き付けられ、現像スリーブ82にトナーがコートされる。現像室85にトナーTが供給され、現像スリーブ82とアンテナ部材88間のトナーTの量が増加すると静電容量Xは増大する。静電容量Xが増大し所定値F以上となると、現像スリーブ82は確実にトナーコートされ、現像付与が可能な状態となる。
静電容量Xが所定値F以上を検知すると、検知バイアスをOFFする。駆動モータONから静電容量XがF以上となる時間がt1である。t1はトナーの流動性が良いほど短く、逆に流動性が悪いと長くなる。トナーTの流動性は、例えば使用環境が高温、高湿であるほど悪くなる。また、製造バラツキによっても異なる。
ここで、本実施例が従来技術に対して有する有利な点を説明する。従来技術では、現像剤付与シーケンスの前にトナー検知シーケンスが行われなかった。この場合に、現像剤付与シーケンスの前にトナーTが現像スリーブ82に適切にコートされていることを確保するために、初期回転時間t1が大きく設定される必要があった。これに対して、本実施例では、現像剤付与シーケンスの前に、トナーTが現像スリーブ82に適切にコートされたことを検知して、現像剤付与シーケンスに移行することができるので、最短の時間で現像剤付与シーケンスへの移行が可能となる。
アンテナ部材88によって現像ローラ90にトナーがコートされたことが検知されると、現像バイアスが所定の時間t2だけONとなる。本実施例では、現像バイアスは、AC電圧がpeak−peakで1600V、周波数が2.0kHz、DC電圧は−400Vとした。時間t2=67msとした。ドラム電位が0V前後にあるので、現像スリーブ82に担持されているネガ系トナーは感光体ドラム6に飛翔して現像スリーブ82の有効全長域においてドラム面に付着する。本実施例では、t2=67msの現像バイアス印加で、感光体ドラム6上にドラム回転方向において約10mm幅の黒帯(トナー像)Taが形成される。
次に転写ローラ15に対する逆転写バイアスは、ドラム上の黒帯Taが転写部に移動する時間前にはONにして、ドラム上の黒帯Taが転写ローラ15側に転移しないようにする。実施例では、現像位置で感光体ドラム6上に形成された黒帯Taが転写位置に到達するのが15msであるためt3=10msとし、現像時間t2=67msに対し、t4=70msの逆転写バイアスを印加した。
一方、帯電バイアスは、現像バイアスがOFFとなった時間t5後のドラム2周分以上時間t6印加される。t5=5ms、t6=1350msとした。
なお、帯電バイアスをONにするタイミングは、感光体ドラム6上のトナーを付着させようとする領域の終了位置が、帯電位置を通過した後であればいつでもよい。
図9は、輸送影響、保管環境、使用環境が異なる4種類の新品のカートリッジにおける静電容量Xと時間との関係を示すグラフである。横軸は駆動モータONとしてからの時間である。輸送影響としては、シール部材86を除去する前の新品カートリッジにランダム振動を加えた。使用時にシール部材86を除去した。
カートリッジpは、ランダム振動を行わず、低温、低湿環境(15℃/10%RH)で保管し、使用した。カートリッジqは、ランダム振動を行わず、高温、高湿環境(32℃/80%RH)で保管し、使用した。カートリッジrは、ランダム振動を1時間行い、高温、高湿環境(32℃/80%RH)で保管し、使用した。また、カートリッジsは、ランダム振動を3時間行い、高温、高湿環境(32℃/80%RH)で保管、使用した。
カートリッジに加える振動によって、トナーTの流動性が異なる。また、カートリッジの保管、使用環境によってトナーTの流動性が異なる。一般的に、カートリッジに多くの振動を加えると、トナーTの流動性が低くなり、撹拌部材89によって現像室85にトナーTを搬送する時間が長くなる。また、高温、高湿環境ほど低温、低湿環境よりも流動性が低く、撹拌部材89によって現像室85にトナーTを搬送する時間が長くなる。
カートリッジp、q、r、sのすべてにおいて、駆動モータ開始時は静電容量がEであり、現像室85にトナーTが搬送されていくと静電容量は上昇していく。静電容量がF以上のとき、現像スリーブ82にトナーコートされる。ここで所定値Fは、現像スリーブ82にトナーTがコートされた状態になる静電容量の値である。
カートリッジpはtpの時間で静電容量が所定値F以上となる。同様に、カートリッジqはtqの時間で、カートリッジrはtrの時間で、カートリッジsはtsの時間で所定値F以上となる。ここでtp<tq<tr<tsであり、よりトナーの流動性がよいトナーTほど、早い時間で現像スリーブ82のトナーコートが完了する。本実験においては、tp=400ms、tq=1000ms、tr=1500ms、ts=2300msであった。
これらのカートリッジp、q、r、sを、本実施例のトナーコート検知制御を行った場合、tp、tq、tr、tsが上記した検知用バイアスの印加時間t1となる。その結果をまとめたものを下記表に示す。
なお、本実施例の構成が適用されない従来技術の画像形成装置では、カートリッジの輸送影響、保管環境、使用環境を考慮して、カートリッジに対して確実に現像剤付与シーケンス制御を行う。そのために、現像剤付与シーケンス前に最低でも2300ms以上のカートリッジ駆動が必要であった。これに対して、本実施例のトナーコート検知制御をすると、カートリッジp、カートリッジq、カートリッジrのように、輸送影響が少ない、もしくはより低温、低湿環境で保管、使用されるカートリッジに対し初期回転制御の時間を短縮することが可能になる。
本実施例では、トナーコート検知シーケンスにおいて、現像スリーブ82に印加するトナーコート検知制御の検知用バイアスとして、現像バイアスと同じバイアスを用いた。すなわち、『印加手段』としての印加部200は、感光体ドラム6の静電像をトナーTで現像させる現像バイアスを現像ローラ90に印加可能となっている。現像バイアスを印加し、現像スリーブ82にトナーがコートされたことを検知し、検知した後、そのまま現像バイアスを印加し続けて、現像剤付与シーケンスに入る。そして、コート検知回路130の検知結果に基づいて、現像バイアスをOFFするタイミングを決定する。
<トナーコート検知シーケンス>
図10は、本実施例におけるトナーコート検知シーケンス、及び、現像剤付与シーケンス制御を含む初期回転動作のフローチャートである。画像形成装置に対する電源の投入(電源スイッチ18−ON、又はスイッチ16−ON)により電源回路が閉成される(S1)。
図10は、本実施例におけるトナーコート検知シーケンス、及び、現像剤付与シーケンス制御を含む初期回転動作のフローチャートである。画像形成装置に対する電源の投入(電源スイッチ18−ON、又はスイッチ16−ON)により電源回路が閉成される(S1)。
制御回路部3は、駆動モータをONにするステップ(S2)。また、制御回路部3は、装着されているカートリッジが新品であるかどうかを判断する(S3)。この判断は、伝達部34、33を介してカートリッジ5側のメモリ32に記憶されている新品かどうかの情報(新品履歴情報)を読み出すことによりなされる。
制御回路部3は、S3の判断の結果YESの場合(新品である場合)には、第1初期回転動作(S4)に入る。制御回路部3は、S3の判断の結果NOの場合(新品でない場合)には、第2初期回転動作に入る(S14)。
制御回路部3は、S4の後に、現像バイアスを印加し(S5)、コート検知回路130によって、静電容量Xを検出する。本実施例では、検知用バイアスは現像バイアスと同じ設定とし、AC電圧がpeak−peakで1600V、周波数が2.0kHz、DC電圧は400Vとした。
制御回路部3は、コート検知回路130によって検出した静電容量Xが所定値F以上かを判断する(S6)。X≧Fであった場合は、S8へ進む。X<Fであった場合はX≧FとなるまでステップS6に戻り、現像室85のトナー量が増大し、現像スリーブ82にトナーTがコートされるのを待つ。
制御回路部3は、現像スリーブ82にトナーがコートされた後に、帯電ローラ7への帯電バイアスの印加をOFFにした状態で、現像スリーブ82への現像バイアスと同じ電圧である現像バイアスの印加を継続し、一定時間t2経過後にOFFにする(S8)。
現像スリーブ82にトナーTがコートされていて、トナードラム電位が0V前後にあるので、現像スリーブ82に担持されているネガ系トナーは感光体ドラム6に飛翔して現像スリーブ82の有効全長域においてドラム面に付着する。
本実施例では、t2は67msで、感光体ドラム6上にドラム回転方向において約10mm幅のトナー像(黒帯)Ta(図7参照)が形成される。
制御回路部3は、感光体ドラム6に対する黒帯Taの形成後、引き続く感光体ドラム6の回転によりその黒帯Taが感光体ドラム6と転写ローラ15との当接ニップ部(転写部)に到達する直前に、転写ローラ15に対して逆転写バイアスを印加する(S9)。逆転写バイアスの印加は黒帯Taが転写部を通過した後にOFFされる。
制御回路部3は、次に、帯電ローラ7に対する帯電バイアスを所定の時間ONにする(S10)。本実施例においては、帯電バイアスはAC電圧がpeak−peakで1600V、DC電圧は−600Vで、ドラム2周分印加した。
制御回路部3は、現像剤付与シーケンス制御(S8〜S10)を終了したら、メモリ32に記憶されている新品履歴情報を消去する(S11:メモリ32に、新品である履歴を消すための書き込み)。制御回路部3は、他の所要のプロセス機器のウォーミングが完了したら第1初期回転動作を終了する(S12)。
制御回路部3は、駆動モータの駆動を停止し(S13)、画像形成装置をスタンバイ状態に保持する。或いは、制御回路部3は、画像形成ジョブが中断されていた状態であった場合には、スタンバイ無しに前記4)の前回転動作を実行し、5)の画像形成動作に移行して残り分の画像形成を実行する。
制御回路部3は、S3の結果NOの場合には、第2初期回転動作を開始する(S14)。ここで、第2初期回転動作はトナーコート検知シーケンス(S5〜S6)、及び、現像剤付与シーケンス制御(S8〜S10)を含まない動作である。制御回路部3は、感光体ドラム6と現像スリーブ82の駆動後、帯電ローラ7に帯電バイアスをドラム2周分以上印加する。これは適正な潜像を得るために、ドラムの電位を一定にするものである。制御回路部3は、その他の所要のプロセス機器のウォーミングが完了したら第2初期回転動作を終了する(S15)。
そして、制御回路部3は、駆動モータの駆動を停止し(S13)、画像形成装置をスタンバイ状態に保持する。或いは、制御回路部3は、画像形成ジョブが中断されていた状態であった場合には、スタンバイ無しに前記4)の前回転動作を実行し、5)の画像形成動作に移行して残り分の画像形成を実行する。
このように、トナーコート検知制御を行った後に、現像剤付与シーケンス制御を実行させる。これにより、使用環境、トナーの製造バラツキに依らず各々のカートリッジ5に対して最短の時間で現像剤付与シーケンスの実行が可能となり、初期回転動作の時間を短縮できる。
また、現像付与シーケンス制御を行うことで、トナーによる潤滑剤機能を付加させておく。これによって、感光体ドラム6とブレード91間に介在するトナーの潤滑作用により、ブレード91の鳴き、めくれ等を防止することができる。
図11は、駆動モータ、感光体ドラム、現像スリーブ、検知用バイアス、現像バイアス、帯電バイアス、逆転写バイアスのONとOFFのタイミングチャートである。この図11のタイミングチャートを使って説明する。なお、横軸は時間である。電源が投入されると駆動モータがONされる。これにより、感光体ドラム6と現像スリーブ82の回転が開始(ON)される。そして、現像バイアスと同じ電圧であるトナーコート検知用のバイアスをONにする。トナーコート検知用のバイアスは、AC成分を含む電圧を印加する。本実施例においては、AC電圧がpeak−peakで1600V、周波数が2.0kHz、DC電圧は400Vとした。
印加時間t1は、カートリッジ5の使用環境やトナーTの製造バラツキによる流動性によって異なり、コート検知回路130によって所定値F以上の静電容量Xの値が検知されるまで検知用バイアスを印加する。シール部材を有するカートリッジにおいては、新品時はシール部材を除去しても現像ローラ90にトナーTはコートされていない。即ち、この状態で現像バイアスを印加しても現像剤付与することができない。このとき、コート検知回路130が検出する静電容量Xは、所定値Fよりも小さい。
駆動モータがONとなり撹拌部材89によってトナーTが現像室85に供給され、更にマグネットローラ84の磁力によってトナーTが引き付けられ、現像スリーブ82にトナーがコートされる。現像室85にトナーTが供給され、現像スリーブ82とアンテナ部材88との間のトナーTの量が増加すると静電容量Xは増大する。静電容量Xが増大し所定値F以上となると、現像スリーブ82は確実にトナーコートされ、現像付与が可能な状態となる。
静電容量Xが所定値F以上を検知すると、検知バイアス(現像バイアス)をOFFする。駆動モータONから静電容量XがF以上となる時間がt1である。t1はトナーの流動性が良いほど短く、逆に流動性が悪いと長くなる。トナーTの流動性は、例えば使用環境が高温、高湿であるほど悪くなる。また、製造バラツキによっても異なる。
従来、このトナーコート検知制御を行わない構成においては、このようなトナーTの流動性を考慮し、十分なマージンをもってt1をある所定値に設定する必要があり、より多くのカートリッジにおいては、初期前多回転が必要以上に長くなってしまっていた。しかしながら、このトナーコート検知制御を行う構成においては、従来の課題が解決され、使用環境、トナーの製造バラツキに依らず各々のカートリッジ5に対して最短の時間で現像剤付与シーケンスの実行が可能となる。
アンテナ部材88によって現像ローラ90にトナーがコートされたことが検知されると、所定の時間t2経過後に現像バイアスと同じ電圧であるトナーコート検知バイアスをOFFにする。本実施例では、時間t2=67msとした。ドラム電位が0V前後にあるので、現像スリーブ82に担持されているネガ系トナーは感光体ドラム6に飛翔して現像スリーブ82の有効全長域においてドラム面に付着する。本実施例では、t2=67msの現像バイアス印加で、感光体ドラム6上にドラム回転方向において約10mm幅の黒帯(トナー像)Taが形成される。
次に転写ローラ15に対する逆転写バイアスは、ドラム上の黒帯Taが転写部に移動する時間前にはONにして、ドラム上の黒帯Taが転写ローラ15側に転移しないようにする。実施例では、現像位置で感光体ドラム6上に形成された黒帯Taが転写位置に到達するのが15msであるためt3=10msとし、現像時間t2=67msに対し、t4=70msの逆転写バイアスを印加した。
一方、帯電バイアスは現像バイアスがOFFとなった時間t5後のドラム2周分以上時間T6印加される。t5=5ms、t6=1350msとした。
なお、帯電バイアスをONにするタイミングは、感光体ドラム6上のトナーを付着させようとする領域の終了位置が、帯電位置を通過した後であればいつでもよい。
以上説明したように、制御回路部3は、現像ローラ90に現像バイアスを印加させて、コート検知回路130が検知する静電容量が一定量以上であると判断すると、現像バイアスをオンにしたまま現像ローラ90に対して現像剤を付与するシーケンスを実行する。つまり、トナーコート検知用バイアスと現像バイアスを同じ電圧とし、現像スリーブ82にトナーが検知されたことを検知し、そのまま電像剤付与を行ってもよい。
実施例1又は2の構成によれば、制御回路部3は、コート検知回路130によるトナーTの現像ローラ90に対するコートを検知した後に、トナーTを感光体ドラム6に付着させる制御工程を実行する。輸送環境、保管環境、使用環境、トナーTの製造バラツキが異なる場合でも、現像ローラ90に所定の現像バイアスを印加する前の初期回転動作時間の短縮化が実現される。その結果、ユーザは、電源オンから最短時間で画像形成を実行することができる。
1 画像形成装置
3 制御回路部(制御手段)
5 カートリッジ
6 感光体ドラム(像担持体)
32 メモリ(記憶手段)
81 収容室
85 現像室
86 シール部材(シール部材)
88 アンテナ部材
90 現像ローラ(現像剤担持体)
130 トナーコート検知回路(検知手段)
T トナー
3 制御回路部(制御手段)
5 カートリッジ
6 感光体ドラム(像担持体)
32 メモリ(記憶手段)
81 収容室
85 現像室
86 シール部材(シール部材)
88 アンテナ部材
90 現像ローラ(現像剤担持体)
130 トナーコート検知回路(検知手段)
T トナー
Claims (11)
- 像担持体と、
少なくとも前記像担持体の使用履歴を記憶する記憶手段と、
現像剤を収容する収容室と、
前記像担持体の表面の静電像を現像剤で現像する現像剤担持体を有する現像室と、
静電容量を検知するために、前記現像剤担持体に対向して配置されたアンテナ部材と、
前記記憶手段が記憶する前記像担持体の使用履歴に基づいて前記像担持体が新品であると判断すると、少なくとも前記像担持体を回転させる初期回転モードを実行する制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記初期回転モードにより前記像担持体を回転させる間に、前記静電容量に基づいて、前記現像剤担持体が担持する現像剤量が一定量以上であるか否かを検出することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記現像剤担持体が担持する前記現像剤量が一定量以上であるか否かの検出後に像担持体とクリーニング部材とが接する位置に現像剤を付与する現像剤付与シーケンスを行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 開口を封止して使用時に開封可能なシール部材と、を備え、
前記収容室は、前記開口を有し、前記開口から前記現像室に現像剤を供給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。 - 現像剤付与シーケンス後に画像形成を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 現像剤付与シーケンス中では、前記像担持体と、前記像担持体の表面の現像剤像を記録材に転写する転写部材と、現像剤と、の電位の磁性の関係は、
前記転写部材と前記現像剤とは同極性であり、
前記像担持体の電位は、前記転写部材と前記現像剤の電位よりも絶対値が小さいことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 現像剤付与シーケンス中では、前記像担持体と、前記像担持体の表面の現像剤像を記録材に転写する転写部材と、現像剤と、の電位の磁性の関係は、
前記転写部材と前記現像剤とは同極性であり、
前記転写部材と前記現像剤の極性と、前記像担持体の極性とは、反対極性であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記現像剤担持体と前記アンテナ部材との間の静電容量を検知する検知手段と、
前記検知手段が前記静電容量を検知するために、前記現像剤担持体に対して検知用バイアスを印加可能な印加手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記現像剤担持体に前記検知用バイアスを印加させて、前記検知手段が検知する前記静電容量が一定量以上であると判断すると、前記検知用バイアスをオフにした後に現像バイアスをオンにして前記現像剤担持体に対して現像剤を付与するシーケンスを実行することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加させて、前記検知手段が検知する前記静電容量が一定量以上であると判断すると、前記現像バイアスをオンにしたまま前記現像剤担持体に対して現像剤を付与するシーケンスを実行することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記像担持体の使用履歴が無い場合に、前記像担持体が新品と判断することを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 請求項3乃至請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置に装着可能なカートリッジであって、前記収容室と、前記現像室と、前記シール部材と、前記アンテナ部材と、を備えるカートリッジ。
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JP2014221738A JP2016090663A (ja) | 2014-10-30 | 2014-10-30 | 画像形成装置 |
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2014
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