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発明の名称 画像形成装置、及び現像剤の帯電性劣化判定方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−94282(P2007−94282A)
公開日 平成19年4月12日(2007.4.12)
出願番号 特願2005−286455(P2005−286455)
出願日 平成17年9月30日(2005.9.30)
代理人 【識別番号】100082500
【弁理士】
【氏名又は名称】足立 勉
発明者 吉田 幸正
要約 課題
現像剤の帯電性が劣化していることを高い精度で判定することが可能な画像形成装置と、これに関連する技術とを提供する。

解決手段
CPU60は、感光ドラム27の感光層を帯電させ、感光層の表面を指定密度で露光したのち、現像ローラ31に現像バイアスを印加する(S100〜S115)。そして、現像電流センサ64から検出電圧Vaの絶対値を取得し、取得した検出電圧Vaの絶対値が、ROM61に予め設定された第1の閾値未満であるか否かを判定することで、トナーの帯電性が劣化しているか否かを判定する(S125〜S145)。
特許請求の範囲
【請求項1】
感光体と、
該感光体を帯電させる帯電手段と、
該帯電手段により帯電された前記感光体の表面に光を照射して、該感光体の表面を露光し、該感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記感光体の表面に接触する現像部材に帯電性の現像剤を付着させると共に、該現像剤を前記静電潜像に付着させる方向の電界を前記現像部材と前記感光体の表面との間に形成するための現像バイアスを前記現像部材に印加し、前記現像剤を前記静電潜像に付着させて、該静電潜像を現像剤像として現像する現像手段と、
該現像剤像を記録媒体に転写して、該記録媒体に画像を形成する転写手段と
を備えた画像形成装置において、
帯電した前記感光体の表面に、予め指定された指定密度で前記露光手段に露光を行わせる露光指令手段と、
前記感光体と前記現像部材との間を流れる電流の大きさを測定する測定手段と、
該測定手段の測定値が、予め設定された第1の閾値以下、もしくは該第1の閾値未満である場合に、前記現像剤の帯電性が劣化していると判定する劣化判定手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記転写手段は、
前記感光体の表面に対向する転写部材
を備え、
該転写部材には、
前記感光体の表面に付着した前記現像剤を前記転写部材に付着させる方向の電界を前記転写部材と前記感光体の表面との間に形成するための転写順バイアスが印加され、
当該画像形成装置は、
前記露光指令手段の作動時に、前記転写順バイアスに代えて、該転写順バイアスにより形成される電界とは逆方向の電界を前記転写部材と前記感光体の表面との間に形成するための転写逆バイアスを前記転写部材に印加するバイアス切替手段
を備えることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記記録媒体への転写後に前記感光体の表面に付着した前記現像剤を回収する回収手段と、
該回収手段による前記現像剤の回収後に前記露光指令手段を作動させる作動手段と
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記指定密度は、100%からなることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれか記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記指定密度は、0%からなることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記測定値が、前記第1の閾値よりも小さい予め設定された第2の閾値以下、もしくは該第2の閾値未満である場合に、前記現像剤の残量が不足していると判定する残量不足判定手段
を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれか記載の画像形成装置。
【請求項7】
感光体を帯電させる帯電工程と、
帯電した前記感光体の表面に、予め指定された指定密度で露光を行い、該表面に静電潜像を形成する露光工程と、
前記感光体の表面に接触する現像部材に帯電性の現像剤を付着させると共に、該現像剤を前記静電潜像に付着させる方向の電界を前記現像部材と前記感光体の表面との間に形成するための現像バイアスを前記現像部材に印加するバイアス印加工程と、
前記感光体と前記現像部材との間を流れる電流の大きさを測定する測定工程と、
該測定工程での測定結果が、予め設定された第1の閾値以下、もしくは該第1の閾値未満であるか否かを判定し、該測定結果が該第1の閾値以下、もしくは該第1の閾値未満である場合に、前記現像剤の帯電性が劣化していると判定する劣化判定工程と
を備えることを特徴とする現像剤の帯電性劣化判定方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、帯電性を有する現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、レーザプリンタでは、一般的に、帯電させた感光体に光を照射して、感光体の表面を露光し、感光体の表面に静電潜像を形成する。そして、帯電させたトナーを静電潜像に付着させて、静電潜像をトナー像として現像し、現像したトナー像を用紙に転写して、用紙に画像を形成する。
【0003】
ここで、レーザプリンタでは、静電潜像にトナーを付着させる現像装置内でトナーを攪拌しながらトナーを摩擦帯電させるため、レーザプリンタを使用する毎に、現像装置内に残存しているトナーにダメージが生じ、トナーの帯電性が経時的に劣化していく(図11参照)。
【0004】
そこで、レーザプリンタの中には、レーザプリンタの使用頻度(例えば、印刷枚数や現像装置の駆動時間など)を積算し、この積算結果に基づいてトナーの帯電性の劣化を判定するように構成されているものがある(例えば、特許文献1を参照)。
【特許文献1】特開平10−186861号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、従来のレーザプリンタでは、非画像形成時においてもトナーを攪拌するため、トナーの劣化とレーザプリンタの使用頻度とは、必ずしも対応しているとは言えない。
また、トナーには、現像装置内での摩擦に起因するダメージだけでなく、周囲の雰囲気(温度や湿度など)に起因するダメージも生じる。
【0006】
ここで、上述した従来の判定方法では、非画像形成時における攪拌や、周囲の雰囲気に起因するダメージなどが考慮されていないため、実際にはトナーの帯電性が劣化しているにも関わらず、劣化していないと誤判定してしまうことがあるという問題点があった。
【0007】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、現像剤の帯電性が劣化していることを高い精度で判定することが可能な画像形成装置と、これに関連する技術と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】
【0008】
上記目的を達成するためになされた第1の発明は、感光体と、該感光体を帯電させる帯電手段と、該帯電手段により帯電された感光体の表面に光を照射して、該感光体の表面を露光し、該感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、感光体の表面に接触する現像部材に帯電性の現像剤を付着させると共に、該現像剤を静電潜像に付着させる方向の電界を現像部材と感光体の表面との間に形成するための現像バイアスを現像部材に印加し、現像剤を静電潜像に付着させて、該静電潜像を現像剤像として現像する現像手段と、該現像剤像を記録媒体に転写して、該記録媒体に画像を形成する転写手段とを備えた画像形成装置において、帯電した感光体の表面に、予め指定された指定密度で露光手段に露光を行わせる露光指令手段と、感光体と現像部材との間を流れる電流の大きさを測定する測定手段と、該測定手段の測定値が、予め設定された第1の閾値以下、もしくは該第1の閾値未満である場合に、現像剤の帯電性が劣化していると判定する劣化判定手段とを備えることを特徴とする。
【0009】
この画像形成装置では、帯電手段が、感光体を帯電させ、露光手段が、帯電された感光体の表面に光を照射して、感光体の表面を露光し、感光体の表面に静電潜像を形成する。続いて、現像手段が、感光体の表面に接触する現像部材に現像バイアスを印加して、帯電性の現像剤を現像部材に付着させると共に、現像剤を静電潜像に付着させる方向の電界を現像部材と感光体の表面との間に形成し、現像剤を静電潜像に付着させて、静電潜像を現像剤像として現像する。そして、転写手段が、現像剤像を記録媒体に転写して、記録媒体に画像を形成する。
【0010】
その一方で、露光指令手段が、帯電した感光体の表面に、予め指定された指定密度で露光手段に露光を行わせ、測定手段が、感光体と現像部材との間を流れる電流の大きさを測定し、その測定値が、第1の閾値以下、もしくは第1の閾値未満である場合に、劣化判定手段が、現像剤の帯電性が劣化していると判定する。
【0011】
ここで、この画像形成装置において、帯電した現像剤が現像部材から静電潜像に付着する際には、帯電した現像剤の移動に起因する電流が感光体と現像部材との間を流れる。そして、現像剤の帯電性が劣化していなければ、帯電した現像剤が指定密度に応じた量だけ静電潜像へと付着するため、感光体と現像部材との間を流れる電流の大きさは指定密度に応じた大きさとなる。
【0012】
しかしながら、現像剤の帯電性が劣化した場合には、指定密度に応じた量よりも少ない量の現像剤しか静電潜像に付着しないため、感光体と現像部材との間を流れる電流の大きさは指定密度に応じた大きさよりも小さくなる。
【0013】
また、指定密度が小さく、現像剤の移動に起因する電流よりも感光体の帯電電位と現像バイアスとの電位差に起因して感光体と現像部材との間を流れる電流の方が大きい場合(つまり、非露光部分の割合が大きい場合)でも、現像剤が電気抵抗として作用し、現像剤の帯電性が劣化している場合には、その電気抵抗が大きくなるため、感光体と現像部材との間を流れる電流(現像バイアスに起因する電流)の大きさは、やはり指定密度に応じた大きさよりも小さくなる。
【0014】
つまり、この画像形成装置では、帯電性が劣化していない現像剤を用いて、指定密度に応じて感光体と現像部材との間を流れる電流の大きさを予め測定し、この大きさを第1の閾値に設定することで、現像剤の帯電性が劣化していることを高い精度で判定することができる。あるいは、帯電性が劣化した現像剤を用いて、指定密度に応じて感光体と現像部材との間を流れる電流の大きさを予め測定し、この大きさを第1の閾値に設定しても、現像剤の帯電性が劣化していることを高い精度で判定することができる。
【0015】
以上より、第1の発明によれば、現像剤の帯電性が劣化していることを高い精度で判定することが可能な画像形成装置を提供できる。
尚、「指定密度」は、感光体の表面における一定の大きさの領域に対して露光を施す一定の割合(密度)のことである(以下同様)。
【0016】
また、「電流の大きさ」は、電流の方向を含まず、絶対値を意味する(以下同様)。
また、測定手段は、電流の大きさを電流値として測定してもよいし、電圧値として測定してもよい。
【0017】
また、転写手段が、感光体の表面に対向する転写部材を備え、該転写部材に、感光体の表面に付着した現像剤を転写部材に付着させる方向の電界を転写部材と感光体の表面との間に形成するための転写順バイアスが印加される場合には、画像形成装置は、露光指令手段の作動時に、転写順バイアスに代えて、該転写順バイアスにより形成される電界とは逆方向の電界を転写部材と感光体の表面との間に形成するための転写逆バイアスを転写部材に印加するバイアス切替手段を備えることが望ましい。
【0018】
この場合、露光指令手段の作動時に、転写部材に転写逆バイアスが印加され、感光体の表面に付着した現像剤を転写部材に付着させる方向とは逆方向の電界が転写部材と感光体の表面との間に形成されるため、帯電性の劣化の判定時に、現像剤が転写部材に付着することを防止できる。そして、判定後の画像の形成時に、判定に用いた現像剤が記録媒体に転写されてしまうことを防止できる。
【0019】
ここで、記録媒体への転写後に感光体の表面に現像剤が残ってしまうと、現像剤が付着した部位を露光できず、その部位に静電潜像を形成できなくなってしまう。そして、これに起因して、判定に誤差が生じてしまうことが考えられる。
【0020】
そこで、画像形成装置は、記録媒体への転写後に感光体の表面に付着した現像剤を回収する回収手段と、該回収手段による現像剤の回収後に露光指令手段を作動させる作動手段とを備えることが望ましい。
【0021】
このように画像形成装置を構成すれば、転写後に感光体の表面に残ってしまった現像剤を回収できるため、残ってしまった現像剤に起因して、判定に誤差が生じてしまうことを防止できる。
【0022】
ところで、指定密度は具体的にどのような割合に設定されていてもよいが、例えば、100%に設定されているとよい。
この場合、帯電性の劣化の判定時に、感光体の表面において露光する領域に非露光部分を形成しないため、測定結果が、非露光部分と現像部材との間を流れる電流(現像バイアスに起因する電流)の影響を受けることがなく、より高い精度で帯電性の劣化を判定できる。
【0023】
また、指定密度は、例えば、0%に設定されているとよい。
この場合、帯電性の劣化の判定時に、感光体の表面に静電潜像を形成しないため、測定結果が、静電潜像と現像部材との間を流れる電流(帯電した現像剤の移動に起因する電流)の影響を受けることがなく、より高い精度で帯電性の劣化を判定できる。
【0024】
しかもこの場合、現像剤を消費せずとも、現像剤の帯電性の劣化を判定できるため、現像剤の余分な消費を防止できる。
更に、帯電性の劣化を判定した直後に画像形成を行う際に、感光体の表面に付着した現像剤を回収する必要がないため、画像形成を即座に行うことができる上、現像剤を回収する回収手段を設ける必要もない(つまり、画像形成装置を簡素に構成できる)。
【0025】
また、画像形成装置は、測定値が、第1の閾値よりも小さい予め設定された第2の閾値以下、もしくは該第2の閾値未満である場合に、現像剤の残量が不足していると判定する残量不足判定手段を備えることが望ましい。
【0026】
つまり、現像剤の残量が不足すれば、たとえ現像剤の帯電性が劣化していなくても、静電潜像に付着する現像剤の量が著しく少なくなり、その結果、感光体と現像部材との間を流れる電流の大きさが著しく小さくなる。
【0027】
そこで、現像剤の残量が不足した状態で、指定密度に応じて感光体と現像部材との間を流れる電流の大きさを予め測定し、この大きさを第2の閾値に設定することで、現像剤の残量が不足していることを高い精度で判定することができる。
【0028】
次に、第2の発明である現像剤の帯電性劣化判定方法は、感光体を帯電させる帯電工程と、帯電した感光体の表面に、予め指定された指定密度で露光を行い、該表面に静電潜像を形成する露光工程と、感光体の表面に接触する現像部材に帯電性の現像剤を付着させると共に、該現像剤を静電潜像に付着させる方向の電界を現像部材と感光体の表面との間に形成するための現像バイアスを現像部材に印加するバイアス印加工程と、感光体と現像部材との間を流れる電流の大きさを測定する測定工程と、該測定工程での測定結果が予め設定された第1の閾値以下、もしくは該第1の閾値未満であるか否かを判定し、該測定結果が該第1の閾値以下、もしくは該第1の閾値未満である場合に、現像剤の帯電性が劣化していると判定する劣化判定工程とを備えることを特徴とする。
【0029】
このような帯電性劣化判定方法では、まず、帯電工程にて、感光体を帯電させ、露光工程にて、帯電した感光体の表面に指定密度で露光を行い、感光体の表面に静電潜像を形成する。続いて、バイアス印加工程にて、感光体の表面に接触する現像部材に現像バイアスを印加して、帯電性の現像剤を現像部材に付着させると共に、現像剤を静電潜像に付着させる方向の電界を現像部材と感光体の表面との間に形成する。そして、測定工程にて、感光体と現像部材との間を流れる電流の大きさを測定し、劣化判定工程にて、測定工程での測定結果が第1の閾値以下、もしくは第1の閾値未満であるか否かを判定し、測定結果が第1の閾値以下、もしくは第1の閾値未満である場合に、現像剤の帯電性が劣化していると判定する。
【0030】
即ち、第2の発明は、第1の発明における帯電性劣化の判定方法であり、第1の発明と同様に、現像剤の帯電性が劣化していることを高い精度で判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0031】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
[第1実施形態]
まず、本発明を適用したレーザプリンタ1の機械的構成について、図1を用いて説明する。
【0032】
ここで、図1は、レーザプリンタ1の側断面図である。
図1に示すように、レーザプリンタ1は、本体ケーシング2内に、用紙3を給紙するためのフィーダ部4や、給紙された用紙3に所定の画像を形成するための画像形成部5などを備える。
【0033】
そして、フィーダ部4は、本体ケーシング2内の底部に、着脱可能に装着される給紙トレイ6と、給紙トレイ6内に設けられた用紙押圧板7と、給紙トレイ6の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ8及び給紙パット9と、給紙ローラ8に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ10,11と、紙粉取りローラ10,11に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられるレジストローラ12とを備える。
【0034】
ここで、用紙押圧板7は、用紙3を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ8に対して遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側から図示しないばねによって上方向に付勢されている。このため、用紙押圧板7は、用紙3の積層量が増えるに従って、給紙ローラ8に対して遠い方の端部を支点として、ばねの付勢力に抗して下向きに揺動される。
【0035】
また、給紙ローラ8及び給紙パット9は、互いに対向して配設され、給紙パット9の裏側に配設されるばね13によって、給紙パット9が給紙ローラ8に向かって押圧されている。つまり、用紙押圧板7上の最上位にある用紙3は、用紙押圧板7の裏側から図示しないばねによって給紙ローラ8に向かって押圧され、その給紙ローラ8の回転によって給紙ローラ8と給紙パット9とで挟まれた後、1枚ごとに給紙される。そして、給紙された用紙3は、紙粉取りローラ10,11によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ12に送られる。
【0036】
また、レジストローラ12は、用紙3を所定のレジスト後に画像形成部5に送るための1対のローラから構成されている。
更に、フィーダ部4は、マルチパーパストレイ14と、マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3を給紙するためのマルチパーパス側給紙ローラ15及びマルチパーパス側給紙パット25とを備える。そして、マルチパーパス側給紙ローラ15及びマルチパーパス側給紙パット25は、互いに対向して配設され、マルチパーパス側給紙パット25の裏側に配設されるばね25aによって、マルチパーパス側給紙パット25がマルチパーパス側給紙ローラ15に向かって押圧されている。つまり、マルチパーパストレイ14上に積層される用紙3は、マルチパーパス側給紙ローラ15の回転によってマルチパーパス側給紙ローラ15とマルチパーパス側給紙パット25とで挟まれた後、1枚ごとに給紙される。
【0037】
また、画像形成部5は、スキャナユニット16、プロセスユニット17、定着部18などを備える。
そして、スキャナユニット16は、本体ケーシング2内の上部に設けられ、レーザ発光部(図示せず)、回転駆動されるポリゴンミラー19、レンズ20,21、反射鏡22,23,24などを備える。つまり、スキャナユニット16は、レーザ発光部から発光される所定の画像データに基づくレーザビームを、一点鎖線で示すように、ポリゴンミラー19、レンズ20、反射鏡22,23、レンズ21、反射鏡24の順に通過あるいは反射させて、プロセスユニット17の感光ドラム27の表面に照射するように構成されている。但し、スキャナユニット16は、感光ドラム27の回転軸の方向に沿ってレーザビームを走査する。
【0038】
また、プロセスユニット17は、スキャナユニット16の下方に配設され、本体ケーシング2に対して着脱自在に装着されるドラムカートリッジ26内に、感光ドラム27、現像カートリッジ28、スコロトロン型帯電器(以下、単に「帯電器」という)29、転写ローラ30を備える。
【0039】
ここで、現像カートリッジ28は、ドラムカートリッジ26に対して着脱自在に構成されており、現像ローラ31、層厚規制ブレード32、供給ローラ33及びトナー収容部34などを備える。
【0040】
そして、トナー収容部34内には、現像剤として、正帯電性の非磁性1成分のトナーが充填されている。このトナーとしては、重合性単量体、例えば、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーが使用されている。このような重合トナーは、約6〜10μm程度の球状をなし、流動性が極めて良好であり、高画質の画像を形成することができる。また、このようなトナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合されるとともに、流動性を向上させるために、シリカなどの外添剤が添加されている。
【0041】
また、トナー収容部34内では、トナー収容部34の中心に設けられる回転軸35に支持されるアジテータ36の回転(図中における時計回りの回転方向)により、トナーが攪拌され、トナー収容部34の側部に開口されたトナー供給口37から排出される。尚、トナー収容部34の側壁には、トナーの残量検知用の窓38が設けられ、回転軸35に支持されたクリーナ39によって清掃される。
【0042】
また、トナー供給口37の側方位置には、供給ローラ33が図中矢印方向(図中における反時計回りの方向)に回転可能に枢支されており、更に、この供給ローラ33に対向して、現像ローラ31が図中矢印方向(図中における反時計回りの方向)に回転可能に枢支されている。但し、供給ローラ33及び現像ローラ31は、これらの外周面が互いに当接するように配設されている。
【0043】
尚、供給ローラ33は、金属製のローラ軸に、導電性の発泡体からなるローラを被覆して構成されている。
また、現像ローラ31は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料である弾性体からなるローラを被覆して構成されている。より具体的には、現像ローラ31のローラは、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴム又はシリコーンゴムからなるローラ本体の表面に、フッ素が含有されているウレタンゴム又はシリコーンゴムのコート層が被覆されている。
【0044】
また、層厚規制ブレード32は、金属の板ばね材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部40を備え、現像ローラ31の近くにおいて現像カートリッジ28の筐体51に支持されて、押圧部40がブレード本体の弾性力によって現像ローラ31の外周面に圧接するように構成されている。
【0045】
このように構成された現像カートリッジ28において、トナー供給口37から放出されるトナーは、供給ローラ33の回転により、現像ローラ31に供給され、この時、供給ローラ33と現像ローラ31との間で正に摩擦帯電される。そして、現像ローラ31上に供給されたトナーは、現像ローラ31の回転に伴って、層厚規制ブレード32の押圧部40と現像ローラ31との間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ31上に担持される。
【0046】
また、感光ドラム27は、現像ローラ31の側方位置において、当該感光ドラム27の本体の外周面が現像ローラ31の外周面と当接するような状態で図中矢印方向(図中における時計回りの方向)に回転可能に枢支されている。尚、感光ドラム27は、その回転軸と本体とが導体(例えばアルミニウムなど)からなり、本体が回転軸を介して本体ケーシング2に電気的に接続(つまり、ケーシングアース)されている。また、本体の外周面には、ポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層が形成されている。
【0047】
また、帯電器29は、感光ドラム27の上方に、感光ドラム27の外周面に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。尚、帯電器29は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器からなり、感光ドラム27の外周面を一定領域毎に正極性に帯電させるように構成されている。
【0048】
また、転写ローラ30は、感光ドラム27の下方において、感光ドラム27に対向するように配設され、感光ドラム27から駆動力(摩擦力)を受け、図中矢印方向(図中における反時計回りの方向)に回転可能に枢支されている。つまり、転写ローラ30は、レジストローラ12から搬送されてくる用紙3を感光ドラム27との間に引き込んで用紙3の搬送方向の下流側に搬送する。尚、転写ローラ30は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラを被覆して構成されている。
【0049】
また、定着部18は、プロセスユニット17の側方下流側に配設され、加熱用ローラ41、加熱用ローラ41を押圧する押圧ローラ42、及び、これら加熱用ローラ41及び押圧ローラ42の下流側に設けられる1対の搬送ローラ43を備える。
【0050】
尚、加熱用ローラ41は、加熱用のハロゲンランプを内部に備える。そして、プロセスユニット17において用紙3上に転写されたトナーを、用紙3が加熱用ローラ41と押圧ローラ42との間を通過する間に熱定着させる。
【0051】
また、1対の搬送ローラ43は、加熱用ローラ41と押圧ローラ42との間を通過した用紙3を当該搬送ローラ43の間に引き込み、排紙パス44に搬送する。尚、排紙パス44に送られた用紙3は、1対の排紙ローラ45の間に引き込まれ、1対の排紙ローラ45によって排紙トレイ46上に排出される。
【0052】
更に、レーザプリンタ1は、用紙3の両面に画像を形成するために、反転搬送部47を備える。
そして、反転搬送部47は、排紙ローラ45と、反転搬送パス48と、フラッパ49と、複数の反転搬送ローラ50とを備える。
【0053】
ここで、排紙ローラ45は、1対のローラから構成されている。そして、排紙トレイ46上に用紙3を排出する場合には、1対のローラが正方向(つまり、上方のローラが図中反時計回りの方向、下方のローラが図中時計回りの方向)に回転駆動される一方、用紙3を反転させる場合には、1対のローラが逆方向(つまり、上方のローラが図中時計回りの方向、下方のローラが図中反時計回りの方向)に回転駆動される。
【0054】
また、反転搬送パス48は、排紙ローラ45から画像形成部5の下方に配設される複数の反転搬送ローラ50まで用紙3を搬送することができるように、上下方向に沿って配設されている。つまり、反転搬送パス48は、その上流側端部が、排紙ローラ45の近くに配設されている一方、その下流側端部が、反転搬送ローラ50の近くに配設されている。
【0055】
また、フラッパ49は、排紙パス44と反転搬送パス48との分岐部分に臨むように、揺動可能に設けられており、図示しないソレノイドの励磁又は非励磁により、排紙ローラ45によって反転された用紙3の搬送方向を、排紙パス44に向かう方向から、反転搬送パス48に向かう方向に切換可能に構成されている。
【0056】
また、反転搬送ローラ50は、給紙トレイ6の上方において、略水平方向に複数設けられ、最も上流側の反転搬送ローラ50が、反転搬送パス48の後端部の近くに配設されている一方、最も下流側の反転搬送ローラ50が、レジストローラ12の下方に配設されている。
【0057】
次に、レーザプリンタ1の電気的構成について、図2を用いて説明する。
ここで、図2は、レーザプリンタ1における電気的構成を示すブロック図である。
図2に示すように、レーザプリンタ1は、当該レーザプリンタ1の制御を統括するCPU60を備える。そして、CPU60には、CPU60が実行する各種処理のプログラムや、各種処理に用いるパラメータなどを記憶するROM61と、CPU60が各種処理を実行する際に記憶領域として用いるRAM62とが接続されている。尚、CPU60は、複数の処理を時分割で並列に実行する(つまり、マルチタスクを実行可能に設定されている)。
【0058】
更に、CPU60には、I/Oインターフェイス63を介して、現像電流センサ64と、給紙センサ65と、帯電バイアス制御部66と、レーザ発光制御部67と、現像バイアス制御部68と、転写バイアス制御部69と、定着温度制御部70と、メインモータ駆動制御部71と、給紙機構制御部72とが接続されている。
【0059】
尚、給紙センサ65は、レジストローラ12(図1参照)の下流側近傍に配設され、用紙3を検出している間は、検出信号をONし、用紙3を検出していない間は、検出信号をOFFするように構成されている。即ち、検出信号のOFFからONへの変化は、給紙センサ65が用紙3の先端を検出した旨を示し、検出信号のONからOFFへの変化は、給紙センサ65が用紙3の後端を検出した旨を示す。
【0060】
また、帯電バイアス制御部66は、CPU60からの指令に応じて、帯電器29をON/OFFする。より具体的には、CPU60からの指令に応じて、感光ドラム27の感光層を帯電させるための電圧である帯電バイアス(例えば+5kV〜+7kV)を帯電器29における帯電用ワイヤに印加することで帯電器29をONする。また、CPU60からの指令に応じて、帯電バイアスを解除(つまり、0Vに設定)することで帯電器29をOFFする。尚、帯電用ワイヤに帯電バイアスが印加されると、グリッド電極によって、感光ドラム27の感光層が一定の電位(例えば+800V)に帯電される。
【0061】
また、レーザ発光制御部67は、CPU60からの指令に応じて、スキャナユニット16におけるレーザ発生器の作動やポリゴンミラー19の回転を制御して、レーザビームの照射を制御し、帯電された感光ドラム27の感光層(例えば+800V)の表面に静電潜像(例えば+150V)を形成する。
【0062】
また、現像バイアス制御部68は、CPU60からの指令に応じて、現像ローラ31及び供給ローラ33に印加する電圧を制御する。より具体的には、CPU60からの指令に応じて、現像ローラ31の外周面と感光ドラム27の感光層の表面との間にて、現像ローラ31の外周面に付着したトナーを静電潜像に付着させる方向の電界を形成するための電圧である現像バイアス(例えば+300V)を現像ローラ31及び供給ローラ33に印加する。
【0063】
また、転写バイアス制御部69は、CPU60からの指令に応じて、転写ローラ30に印加する電圧を制御する。より具体的には、CPU60からの指令に応じて、転写ローラ30の外周面と感光ドラム27の感光層の表面との間にて、静電潜像に付着したトナーを転写ローラ30の外周面に付着させる方向の電界を形成するための電圧である転写順バイアス(例えば定電流制御の場合は10μA)を転写ローラ30に印加する。また、CPU60からの指令に応じて、転写ローラ30の外周面と感光ドラム27の感光層の表面との間にて、転写順バイアスにより形成される電界とは逆方向の電界を形成するための電圧である転写逆バイアス(例えば+1kV)を転写ローラ30に印加する。
【0064】
また、定着温度制御部70は、CPU60からの指令に応じて、加熱用ローラ41の温度を制御する。より具体的には、CPU60からの指令に応じて、加熱用ローラ41の熱源であるハロゲンランプに印加する電圧を制御する。
【0065】
また、メインモータ駆動制御部71は、CPU60からの指令に応じて、当該レーザプリンタ1において回転駆動される各種部材(例えば、感光ドラム27や加熱用ローラ41等)の駆動源であるメインモータ(図示せず)を駆動制御する。
【0066】
また、給紙機構制御部72は、CPU60からの指令に応じて、給紙ローラ8等の給紙機構を制御する。
ここで、図3に示すように、現像電流センサ64は、現像バイアスの供給源から現像ローラ31のローラ軸及び供給ローラ33のローラ軸に至る配線に直列接続された電流測定用抵抗器641を備え、電流測定用抵抗器641の両端部間の電圧(検出電圧Va)を検出する。
【0067】
尚、検出電圧Vaは、現像電流をIk、電流測定用抵抗器641の電気抵抗をRとした場合、オームの法則に基づいて次式(1)で表すことができる。
Va=R・Ik …(1)
但し、現像電流Ikは、現像バイアスの供給源と供給ローラ33のローラ軸との間を流れる電流Isと、現像バイアスの供給源と現像ローラ31のローラ軸との間を流れる電流Idとの和である。
【0068】
つまり、現像電流センサ64は、現像電流によって発生する検出電圧Vaを検出し、検出した検出電圧Vaの絶対値をCPU60へ出力する。尚、図3は、現像電流の流れを簡略的に示す説明図である。
【0069】
以下、CPU60が実行する各種処理のうち、本発明に係る処理である第1印刷処理について詳述する。
ここで、図4は、第1印刷処理の流れを示すフローチャートである。尚、CPU60は、外部の端末装置から画像データを受信した際に本処理を実行する。
【0070】
図4に示すように、本処理では、まず、メインモータ駆動制御部71にメインモータの起動を指令して、メインモータを起動すると共に、帯電バイアス制御部66に帯電バイアスの印加を指令して、帯電器29をONし(S100)、感光ドラム27を回転させながら感光ドラム27の感光層を帯電させる。
【0071】
続いて、現像バイアス制御部68に現像バイアスの解除(つまり、0Vに設定)を指令して、現像ローラ31に現像バイアスが印加されていることがないように現像バイアスを解除し(S105)、感光ドラム27の感光層の表面に付着している付着物を現像ローラ31に付着させて回収する。即ち、感光ドラム27の感光層の表面に残存しているトナーは帯電器29によって+800Vに帯電するため、現像バイアスを解除した現像ローラ31にトナーを付着させて回収できる。
【0072】
そして、レーザ発光制御部67に感光ドラム27の感光層の表面における一定の大きさ領域に予め指定された指定密度(ここでは100%)で露光を行うように指令して、感光ドラム27の感光層の表面を指定密度で露光する(S110)。
【0073】
露光を開始してから一定時間が経過すると、現像バイアス制御部68に現像バイアスの印加を指令して、現像ローラ31に現像バイアスを印加すると共に(S115)、転写バイアス制御部69に転写逆バイアスの印加を指令して、転写ローラ30に転写逆バイアスを印加する(S120)。
【0074】
そして、現像電流センサ64の検出結果(検出電圧Vaの絶対値)を取得して(S125)、取得した検出結果をRAM62に記憶する。但し、ここでは、予め指定された取得タイミングにて検出結果を取得する。尚、この取得タイミングとしては、S110にて露光した領域が感光ドラム27の感光層の表面全体である場合には、任意のタイミングを設定してもよいが、S110にて露光した領域が感光層の表面の一部のみである場合には、露光した領域が現像ローラ31の外周面に当接するタイミングを設定する。
【0075】
検出結果の取得が完了すると、現像バイアス制御部68に現像バイアスの解除を指令して、現像ローラ31に印加した現像バイアスを解除し(S130)、感光ドラム27の感光層の表面に残存しているトナーを現像ローラ31に付着させて回収する。
【0076】
トナーの回収が終了すると、S125にてRAM62に記憶した検出電圧Vaの絶対値が、ROM61に予め設定された第2の閾値未満であるか否かを判定することで、トナーの残量が不足しているか否かを判定する(S135)。尚、ここでは、トナーの残量が不足した状態で現像ローラ31に現像バイアスを印加した際に、指定密度に対して発生する検出電圧Vaの絶対値を予め測定し、その測定値を第2の閾値としてROM61に設定しておく。但し、第2の閾値は、後述の第1の閾値よりも小さい値である。
【0077】
ここで、トナーの残量が不足していると判定した場合には(S135:Yes)、その旨を外部の端末装置に通知したり、当該レーザプリンタ1のディスプレイに表示し(S140)、後述のS210へ移行する。
【0078】
一方、トナーの残量が不足していないと判定した場合には(S135:No)、RAM62に記憶した検出電圧Vaの絶対値が、ROM61に予め設定された第1の閾値未満であるか否かを判定することで、トナーの帯電性が劣化しているか否かを判定する(S145)。尚、ここでは、トナーの帯電性が劣化した状態で現像ローラ31に現像バイアスを印加した際に、指定密度に対して発生する検出電圧Vaの絶対値を予め測定し、その測定値を第1の閾値としてROM61に設定しておく。
【0079】
ここで、トナーの帯電性が劣化していると判定した場合には(S145:Yes)、エラー状態をRAM62に設定し(S150)、後述のS210へ移行する。
一方、トナーの帯電性が劣化していないと判定した場合には(S145:No)、受信した画像データが示す画像を全て印刷したか否かを判定する(S155)。
【0080】
ここで、全て印刷していない場合には(S155:No)、給紙機構制御部72に給紙機構の作動を指令して、給紙を開始する(S160)。
そして、給紙センサ65が用紙3の先端を検出するまで待機したのち(S165:No)、給紙センサ65が用紙3の先端を検出すると(S165:Yes)、画像データに従ってレーザ発光制御部67に露光を指令し、露光を開始する(S170)。
【0081】
露光を開始してから一定時間が経過すると、現像バイアス制御部68に現像バイアスの印加を指令して、現像ローラ31に現像バイアスを印加すると共に(S175)、転写バイアス制御部69に転写順バイアスの印加を指令して、転写ローラ30に転写順バイアスを印加する(S180)。
【0082】
そして、給紙センサ65が用紙3の後端を検出するまで待機したのち(S185:No)、給紙センサ65が用紙3の後端を検出すると(S185:Yes)、レーザ発光制御部67に露光の停止を指令して、露光を停止する(S190)。
【0083】
続いて、現像バイアス制御部68に現像バイアスの解除を指令して、現像ローラ31に印加した現像バイアスを解除すると共に(S195)、転写バイアス制御部69に転写順バイアスの解除(つまり、0Vに設定)を指令して、転写ローラ30に印加した転写順バイアスを解除したのち(S200)、上述のS155に再度移行する。
【0084】
ここで、S155にて、受信した画像データが示す画像を全て印刷した場合には(S155:Yes)、用紙3の排出が完了するのに要する所定時間だけ待機する(S205)。そして、帯電バイアス制御部66に帯電バイアスの解除を指令して、帯電器29をOFFすると共に、メインモータ駆動制御部71にメインモータの停止を指令して、メインモータを停止させたのち(S210)、本処理を終了する。
【0085】
以上に述べた本第1実施形態のレーザプリンタ1では、帯電したトナーが現像ローラ31から静電潜像に付着する際には、帯電したトナーの移動に起因する現像電流が感光ドラム27と現像ローラ31との間を流れる。そして、トナーの帯電性が劣化していなければ、帯電したトナーが指定密度に応じた量だけ静電潜像へと付着するため、感光ドラム27と現像ローラ31との間を流れる現像電流の大きさは指定密度に応じた大きさとなる。
【0086】
しかしながら、トナーの帯電性が劣化した場合には、指定密度に応じた量よりも少ない量のトナーしか静電潜像に付着しないため、感光ドラム27と現像ローラ31との間を流れる現像電流の大きさは指定密度に応じた大きさよりも小さくなる。
【0087】
そして、本第1実施形態のレーザプリンタ1では、トナーの帯電性が劣化した場合に指定密度に対して発生する検出電圧Vaの絶対値を予め測定し、これを第1の閾値として設定しているため、第1印刷処理の際に、指定密度に対して発生する検出電圧Vaの絶対値に基づいて、トナーの帯電性が劣化しているか否かを高い精度で判定することができる。
【0088】
また、本第1実施形態のレーザプリンタ1では、指定密度での露光を行う際に、転写ローラ30に転写逆バイアスを印加し、転写ローラ30の外周面と感光ドラム27の感光層の表面との間に、感光層の表面に付着したトナーを転写ローラ30の外周面に付着させる方向とは逆方向の電界を形成するため、帯電性の劣化の判定に用いたトナーが転写ローラ30の外周面に付着することを防止できる。これにより、判定後の印刷時に、判定に用いたトナーが用紙3に転写されてしまうことを防止できる。
【0089】
また、本第1実施形態のレーザプリンタ1では、指定密度での露光を行う前(つまり、前回の用紙3への転写後)に、現像ローラ31に印加した現像バイアスを解除して、感光ドラム27の感光層の表面に残存したトナーを回収するため、感光ドラム27の感光層の表面に残存したトナーに起因して、判定に誤差が生じてしまうことを防止できる。
【0090】
また、本第1実施形態のレーザプリンタ1では、指定密度を100%に設定し、露光する領域に非露光部分を形成しないため、検出電圧Vaが、非露光部分と現像ローラ31との間を流れる電流(現像バイアスに起因する電流)の影響を受けることがなく、より高い精度で帯電性の劣化を判定することができる。
【0091】
また、本第1実施形態のレーザプリンタ1では、トナーの残量が不足した場合に指定密度に対して発生する検出電圧Vaの絶対値を予め測定し、これを第2の閾値として設定しているため、第1印刷処理の際に、指定密度に対して発生する検出電圧Vaの絶対値に基づいて、トナーの残量が不足しているか否かを高い精度で判定することができる。
【0092】
ところで、本第1実施形態では、現像ローラ31でトナーを回収しているが、転写工程から露光工程までの間にトナーを回収する手段を別途設けても良い。
尚、本第1実施形態では、感光ドラム27の感光層が本発明における感光体に相当し、帯電器29と、帯電バイアス制御部66と、第1印刷処理のS100とが本発明における帯電手段に相当し、スキャナユニット16とレーザ発光制御部67とが本発明における露光手段に相当する。
【0093】
また、本第1実施形態では、現像ローラ31が本発明における現像部材に相当し、トナーが本発明における現像剤に相当し、現像バイアス制御部68と第1印刷処理のS175とが本発明における現像手段に相当する。
【0094】
また、本第1実施形態では、用紙3が本発明における記録媒体に相当し、転写ローラ30が本発明に転写部材に相当し、転写バイアス制御部69と第1印刷処理のS180とが本発明における転写手段に相当する。
【0095】
また、本第1実施形態では、第1印刷処理のS110が本発明における露光指令手段に相当し、現像電流センサ64と電流測定用抵抗器641と第1印刷処理のS125とが本発明における測定手段に相当し、第1印刷処理のS145が本発明における劣化判定手段に相当する。
【0096】
また、本第1実施形態では、転写バイアス制御部69と第1印刷処理のS120とが本発明におけるバイアス切替手段に相当し、現像ローラ31と現像バイアス制御部68と第1印刷処理のS105,S130とが本発明における回収手段に相当し、第1印刷処理のS105が本発明における作動手段に相当し、第1印刷処理のS135が本発明における残量不足手段に相当する。
【0097】
また、本第1実施形態では、第1印刷処理のS100が本発明における帯電工程に相当し、第1印刷処理のS110が本発明における露光工程に相当し、第1印刷処理のS115が本発明におけるバイアス印加工程に相当し、第1印刷処理のS125が本発明における測定工程に相当し、第1印刷処理のS145が本発明における劣化判定工程に相当する。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。
【0098】
尚、本第2実施形態は、指定密度を0%に設定した実施形態である。そして、本第2実施形態のレーザプリンタ1は、CPU60が第1印刷処理に代えて、後述の第2印刷処理と判定処理とを実行する点が第1実施形態と異なるだけでその他の部分については第1実施形態と全く同様である。
【0099】
したがって、ここでは、第2印刷処理と判定処理とについてのみ説明する。
ここで、図5は、第2印刷処理の流れを示すフローチャートである。尚、CPU60は、外部の端末装置から画像データを受信した際に本処理を実行する。
【0100】
図5に示すように、本処理では、まず、第1印刷処理のS100と同様に、メインモータ駆動制御部71にメインモータの起動を指令して、メインモータを起動すると共に、帯電バイアス制御部66に帯電バイアスの印加を指令して、帯電器29をONし(S300)、感光ドラム27を回転させながら感光ドラム27の感光層を帯電させる。
【0101】
続いて、後述の判定処理を起動したのち(S305)、第1印刷処理のS155と同様に、受信した画像データが示す画像を全て印刷したか否かを判定し(S310)、全て印刷した場合には、後述のS320に移行する一方、全て印刷していない場合には(S310:No)、エラーが発生した旨がRAM62に設定されているか否かを判定する(S315)。
【0102】
ここで、エラーが発生した旨が設定されている場合には(S315:Yes)、第1印刷処理のS205と同様に、用紙3の排出が完了するのに要する所定時間だけ待機する(S320)。そして、第1印刷処理のS210と同様に、帯電バイアス制御部66に帯電バイアスの解除を指令して、帯電器29をOFFすると共に、メインモータ駆動制御部71にメインモータの停止を指令して、メインモータを停止させたのち(S325)、本処理を終了する。
【0103】
一方、S315にて、エラーが発生した旨がRAM62に設定されていない場合には(S315:No)、第1印刷処理のS160〜S190と同様の処理を実行する。
即ち、給紙機構制御部72に給紙機構の作動を指令して、給紙を開始し(S330)、給紙センサ65が用紙3の先端を検出するまで待機したのち(S335:No)、給紙センサ65が用紙3の先端を検出すると(S335:Yes)、画像データに従ってレーザ発光制御部67に露光を指令し、露光を開始する(S340)。
【0104】
露光を開始してから一定時間が経過すると、現像バイアス制御部68に現像バイアスの印加を指令して、現像ローラ31に現像バイアスを印加すると共に(S345)、転写バイアス制御部69に転写順バイアスの印加を指令して、転写ローラ30に転写順バイアスを印加する(S350)。
【0105】
そして、給紙センサ65が用紙3の後端を検出するまで待機したのち(S355:No)、給紙センサ65が用紙3の後端を検出すると(S355:Yes)、レーザ発光制御部67に露光の停止を指令して、露光を停止する(S360)。
【0106】
続いて、転写バイアス制御部69に転写順バイアスの解除を指令して、転写ローラ30に印加した転写順バイアスを解除すると共に(S365)、現像バイアス制御部68に現像バイアスの解除を指令して、現像ローラ31に印加した現像バイアスを解除し(S375)、上述のS305に再度移行する。
【0107】
ここで、図6は、上述のS305にて起動される判定処理の流れを示すフローチャートである。尚、上述したようにCPU60がマルチタスクを実行可能に設定されているため、本処理は、上述の第2印刷処理に並列に実行される。
【0108】
図6に示すように、本処理では、まず、現像バイアス制御部68に現像バイアスの印加を指令して、現像ローラ31に現像バイアスを印加したのち(S400)、現像電流センサ64の検出結果(検出電圧Vaの絶対値)を取得して(S405)、取得した検出結果をRAM62に記憶する。尚、ここでは、任意のタイミングにて検出結果を取得する。
【0109】
検出結果の取得が完了すると、現像バイアス制御部68に現像バイアスの解除を指令して、現像ローラ31に印加した現像バイアスを解除する(S410)。
そして、S405にてRAM62に記憶した検出電圧Vaの絶対値が、ROM61に予め設定された第2の閾値未満であるか否かを判定することで、トナーの残量が不足しているか否かを判定する(S415)。尚、ここでは、感光ドラム27の感光層を一切露光せずに、トナーの残量が不足した状態で現像ローラ31に現像バイアスを印加した際に発生する検出電圧Vaの絶対値を予め測定し、その測定値を第2の閾値としてROM61に設定しておく。但し、第2の閾値は、後述の第1の閾値よりも小さい値である。
【0110】
ここで、トナーの残量が不足していると判定した場合には(S415:Yes)、後述のS425に移行する一方、トナーの残量が不足していないと判定した場合には(S415:No)、RAM62に記憶した検出電圧Vaの絶対値が、ROM61に予め設定された第1の閾値未満であるか否かを判定することで、トナーの帯電性が劣化しているか否かを判定する(S420)。尚、ここでは、感光ドラム27の感光層を一切露光せずに、トナーの帯電性が劣化した状態で現像ローラ31に現像バイアスを印加した際に発生する検出電圧Vaの絶対値を予め測定し、その測定値を第1の閾値としてROM61に設定しておく。
【0111】
ここで、トナーの帯電性が劣化していないと判定した場合には(S420:No)、本処理を直ちに終了する一方、トナーの帯電性が劣化していると判定した場合には(S420:Yes)、エラーが発生した旨をRAM62に設定したのち(S425)、本処理を終了する。
【0112】
尚、この判定処理が上述の第2印刷処理のS315が実行されるまでに終了しなかった(間に合わなかった)場合には、1枚の用紙3に対して印刷が実行されてしまうが、それでもよい。
【0113】
つまり、以上に述べた本第2実施形態のレーザプリンタ2では、トナーが電気抵抗として作用し、トナーの帯電性が劣化した場合に、電気抵抗が大きくなり、感光ドラム27と現像ローラ31との間を流れる現像電流の大きさが小さくなることを利用して、トナーの帯電性の劣化を判定している。
【0114】
そして、本第2実施形態のレーザプリンタ1では、トナーの帯電性が劣化した場合に、感光ドラム27を一切露光しない状態(つまり、指定密度が0%)で発生する検出電圧Vaの絶対値を予め測定し、これを第1の閾値として設定しているため、判定処理の際に、検出電圧Vaの絶対値に基づいて、トナーの帯電性が劣化しているか否かを高い精度で判定することができる。
【0115】
また、本第2実施形態のレーザプリンタ1では、判定処理の際に、感光ドラム27の感光層の表面に静電潜像を形成しないため、検出電圧Vaが、トナーの移動に起因する電流の影響を受けることがなく、より高い精度で帯電性の劣化を判定できる。
【0116】
しかも、トナーを消費せずとも、トナーの帯電性の劣化を判定できるため、トナーの余分な消費を防止できる。
更に、判定処理にてトナーを回収する必要がないため、印刷を即座に行うことができる上、判定処理にてトナーを回収する処理を設定する必要もない(つまり、判定処理を簡素にすることができる)。また、これにより、複数の用紙3に連続して印刷を実行する場合においても、用紙間隔(用紙3と用紙3との間における印刷の非実行区間)で判定を行うことが可能となり、帯電性が劣化しているにも関わらず印刷を継続してしまうことを防止できる。
【0117】
尚、本第2実施形態では、帯電器29と、帯電バイアス制御部66と、第2印刷処理のS300とが本発明における帯電手段に相当し、現像バイアス制御部68と第2印刷処理のS345とが本発明における現像手段に相当し、転写バイアス制御部69と第2印刷処理のS350とが本発明における転写手段に相当する。
【0118】
また、本第2実施形態では、現像電流センサ64と電流測定用抵抗器641と判定処理のS405とが本発明における測定手段に相当し、判定処理のS420が本発明における劣化判定手段に相当し、判定処理のS415が本発明における残量不足判定手段に相当する。
【0119】
また、本第2実施形態では、第2印刷処理のS300が本発明における帯電工程に相当し、判定処理のS400が本発明におけるバイアス印加工程に相当し、判定処理のS405が本発明における測定工程に相当し、判定処理のS420が本発明における劣化判定工程に相当する。
【実施例】
【0120】
ここで、発明者は、上述した第1,2実施形態での第1の閾値として設定すべき検出電圧Vaを求めるため、現像電流を測定する測定実験を行った。尚、この測定実験では、レーザプリンタとしてブラザー工業株式会社製HL−1850、ドラムユニットとして同社製DR−500、現像ユニットとして同社製TN−560を用いた。
【0121】
そして、この測定実験では、指定密度を100%と0%とに設定して、現像電流を測定した。
まず、図7は、指定密度を100%に設定した場合における現像電流の推移を示すグラフである。尚、この測定実験では、感光ドラムの感光層の表面において、20mm(感光ドラムの回転方向)×190mm(感光ドラムの回転軸方向)の領域に100%の露光を行うと共に、帯電バイアスと現像バイアスとの差(ΔV)を100V、200V、300Vに設定して、現像電流を測定した。
【0122】
図7に示すように、指定密度100%の場合、現像電流は、トナーの帯電量が一定値(25μC/g)に低下するまでは一定の大きさを維持するものの、トナーの帯電量が一定値よりも低下すると、急激に小さくなった(ΔV=200V、300Vの場合)。
【0123】
そこで、発明者は、この測定結果により、ΔV=300Vの状態で、感光ドラムの感光層の表面における20mm×190mmからなる領域に100%の露光を行って帯電性の劣化の判定を行う場合には、現像電流=3.3μAに電流測定用抵抗器の電気抵抗を積算して算出した検出電圧Vaを第1の閾値に設定した。
【0124】
次に、図8は、指定密度を0%に設定した場合における現像電流の推移を示すグラフである。尚、この測定実験では、現像バイアスを+300V、帯電バイアスを+880Vに設定して、現像電流を測定した。
【0125】
図8に示すように、指定密度0%の場合、トナーの帯電量の低下に伴って、現像電流も小さくなった。
そこで、発明者は、この測定結果により、現像バイアスを+300V、帯電バイアスを+880Vの状態で、感光ドラムの露光を一切行わず、帯電性の劣化の判定を行う場合には、現像電流=1.1μAに電流測定用抵抗器の電気抵抗を積算して算出した検出電圧Vaを第1の閾値に設定した。
【0126】
但し、指定密度を0%に設定して、測定実験を行う際には、現像バイアスを帯電バイアスに比べてあまりにも小さくしてしまうと(つまり、ΔVをあまりにも大きくしてしまうと)、現像ローラと感光ドラムの感光層の表面との間でパッシェン放電が発生し、測定結果がトナーの電気抵抗に依存しなくなる(図9参照)。このため、本発明の実施においては、現像ローラには、パッシェン放電が発生しない程度の大きさからなる現像バイアスを印加して実施することが望ましい。
[参考例]
尚、参考までに、発明者が、指定密度を80%に設定して現像電流を測定したところ(但し、露光領域の大きさやΔVは指定密度が100%の場合と同じ)、図10に示すような結果が得られた。
【0127】
即ち、指定密度を80%に設定した場合、現像電流は、指定密度を100%に設定した場合と同様、トナーの帯電量が一定値に低下するまでは一定の大きさを維持するものの、トナーの帯電量が一定値よりも低下すると、急激に小さくなった(ΔV=200V、300Vの場合)。
【0128】
しかしながら、上述の一定値は、指定密度を100%に設定した場合に比べて大きな値となってしまうため、上述の領域に80%の露光を行って帯電性の劣化の判定を行う場合には、これを考慮して第1の閾値を設定する必要がある。
【0129】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【0130】
例えば、上記実施形態では、レーザプリンタ1は、正帯電性のトナーを用いたが、負帯電性のトナーを用いるように構成されていてもよい。
また、上記実施形態では、指定密度を100%や0%に設定したが、これら以外の割合に指定密度を設定しても勿論よい。
【0131】
また、上記実施形態では、検出電圧Vaの絶対値が第1の閾値未満である場合に、トナーの帯電性が劣化していると判定したが、検出電圧Vaの絶対値が第1の閾値以下である場合に、トナーの帯電性が劣化していると判定してもよい。
【0132】
また、上記実施形態では、検出電圧Vaの絶対値が第2の閾値未満である場合に、トナーの残量が不足していると判定したが、検出電圧Vaの絶対値が第2の閾値以下である場合に、トナーの残量が不足していると判定してもよい。
【0133】
また、上記実施形態では、第1の閾値及び第2の閾値は、電圧値からなっていたが、電流値からなっていてもよい。この場合、CPU60は、現像電流センサ64が出力する検出電圧Vaの絶対値から上述の式(1)に基づいて、現像電流を算出すればよい。
【0134】
また、上記実施形態では、感光ドラム27の感光層に付着したトナーを現像ローラ31に付着させて回収したが、転写ローラ30に付着させて回収してもよいし、レーザプリンタ1に中間転写体(中間転写ローラもしくは中間転写ベルト)を設け、中間転写体に付着させて回収してもよい。
【0135】
また、上記実施形態では、現像ローラ31に印加した現像バイアスを解除することにより、トナーを現像ローラ31に付着させて回収していたが、感光ドラム27の感光層の帯電電位よりも低い電位を現像ローラ31が有するようなバイアス(電圧)を現像ローラ31に印加可能に現像バイアス制御部68を構成し、このようなバイアスをトナーの回収時に現像ローラ31に積極的に印加することでトナーを現像ローラ31に付着させて回収してもよい。
【0136】
また、上記実施形態では、レーザビームを走査して感光ドラムの感光層の表面を露光するレーザプリンタに本発明を適用したが、感光ドラムの回転軸に沿って並設された複数のLEDによって感光層の表面を露光する、いわゆるLEDプリンタに本発明を適用しても勿論よい。また、コピー装置や複合機などの他の形態の画像形成装置に本発明を適用しても勿論よい。
【図面の簡単な説明】
【0137】
【図1】レーザプリンタ1の側断面図である。
【図2】レーザプリンタ1における電気的構成を示すブロック図である。
【図3】現像電流の流れを簡略的に示す説明図である。
【図4】第1印刷処理の流れを示すフローチャートである。
【図5】第2印刷処理の流れを示すフローチャートである。
【図6】判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図7】指定密度を100%に設定した場合における現像電流の推移を示すグラフである。
【図8】指定密度を0%に設定した場合における現像電流の推移を示すグラフである。
【図9】現像バイアスに対する現像電流の推移を示すグラフである。
【図10】指定密度を80%に設定した場合における現像電流の推移を示すグラフである。
【図11】トナーの帯電性の劣化を示すグラフの一例である。
【符号の説明】
【0138】
1…レーザプリンタ、2…本体ケーシング、3…用紙、4…フィーダ部、5…画像形成部、6…給紙トレイ、7…用紙押圧板、8…給紙ローラ、9…給紙パット、10…紙粉取りローラ、12…レジストローラ、13…ばね、14…マルチパーパストレイ、15…マルチパーパス側給紙ローラ、16…スキャナユニット、17…プロセスユニット、18…定着部、19…ポリゴンミラー、20,21…レンズ、22,23,24…反射鏡、25…マルチパーパス側給紙パット、26…ドラムカートリッジ、27…感光ドラム、28…現像カートリッジ、29…帯電器、30…転写ローラ、31…現像ローラ、32…層厚規制ブレード、33…供給ローラ、34…トナー収容部、35…回転軸、36…アジテータ、37…トナー供給口、38…窓、39…クリーナ、40…押圧部、41…加熱用ローラ、42…押圧ローラ、43…搬送ローラ、44…排紙パス、45…排紙ローラ、47…反転搬送部、48…反転搬送パス、49…フラッパ、50…反転搬送ローラ、51…筐体、60…CPU、61…ROM、62…RAM、63…I/Oインターフェイス、64…現像電流センサ、65…給紙センサ、66…帯電バイアス制御部、67…レーザ発光制御部、68…現像バイアス制御部、69…転写バイアス制御部、70…定着温度制御部、71…メインモータ駆動制御部、72…給紙機構制御部、641…電流測定用抵抗器。




 

 


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