(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記制御部は、前記手動リフレッシュが少なくとも1回実施された後は、前記リフレッシュの回数が1回増えるごとに、前記感光体ドラムに対して実施すべきリフレッシュ量を、前記予め定められた第2の量よりも小さい予め定められた第4の量減少させる請求項1に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記手動リフレッシュの回数が所定数以上になった場合には、前記リフレッシュ累積量にかかわらず、前記感光体ドラムに対して実施すべきリフレッシュ量を、予め定められた第5の量に固定する請求項2に記載の画像形成装置。
【背景技術】
【0002】
レーザープリンタ、デジタル複合機などの画像形成装置においては、まず光導電性を有する感光体の表面を、帯電手段によって一様に帯電させ、次いで露光手段によって露光して静電潜像を形成した後、この静電潜像を、現像手段によってトナー像に現像する。次にこのトナー像を、転写手段によって紙などの被印刷物の表面に転写した後、定着手段によって被印刷物の表面に定着させることで、一連の画像形成の工程が完了する。またトナー像転写後の感光体は、その表面に残留したトナーをクリーニング手段によって除去し、さらに必要に応じて除電ランプを用いて露光して除電することによって、次の画像形成に備える。
【0003】
前記の画像形成装置に用いる感光体としては、光導電性を有する種々の材料からなる、種々の構造を有するものが実用化されているが、特にアモルファスシリコン感光体は、高強度でかつ耐久性に優れ実用的な感度を有することが知られている。しかし、アモルファスシリコン感光体は画像流れを生じやすいという問題がある。
【0004】
すなわち、前記帯電手段や転写手段などとしての帯電器に通電して放電させると、その際に発生するオゾンによって空気中の成分が分解されて、NOxやSOx等のイオン生成物が発生する。また、それとともにアモルファスシリコン感光体の表面が酸化されて、イオン生成物や水分子などを吸着しやすい酸化膜が形成される。そしてこの酸化膜に、放電によって発生したイオン生成物が吸着される。そうすると、イオン生成物は水溶性であって空気中の水分を取り込みやすい上、酸化膜自体も水を吸着しやすいため、とくに高湿条件下において多量の水を吸着して、感光体の表面抵抗が著しく低下する。また、被印刷物である紙から発生して感光体の表面に付着する紙粉も、吸水性であって水を吸着しやすいため、感光体の表面抵抗を低下させる原因となる。このため、感光体の表面に形成した静電潜像のエッジ部で電位の横流れ(リーク)が起こり、その結果として形成画像に画像流れを生じる。
【0005】
そこで、画像流れの発生を防止すべく、アモルファスシリコン感光体の表面を定期的にリフレッシュ(研磨)して、吸着したイオン生成物や水分、あるいは紙粉などを、表面の酸化膜ごと除去することが提案されている(例えば、特許文献1)。これによれば、画像形成装置のクリーニング手段に、トナー除去のための部材(クリーニングブレード等)と同体または別体で研磨部材(研磨ローラー等)を設ける。そして、例えば画像形成装置の運転開始時や運転終了時などの任意の時点で、研磨剤や研磨剤を加えた廃トナーなどを、研磨部材の、感光体との当接部に存在させながら、当該研磨部材を感光体の表面に当接させた状態で感光体を一定時間、回転させることによって、感光体の表面をリフレッシュしている。
【0006】
次に近年、コロトロンやスコロトロン方式の帯電手段に代わり、オゾン発生量の少ない接触配置または近接配置されて感光体を帯電する帯電手段(帯電ローラー等)が主流になってきている。この帯電手段において、直流電圧と交流電圧が重畳された振動電圧を印加して感光体を帯電させるものがあるが、温湿度等の環境変動や感光体や帯電部材等の経年変化にかかわらず精度の良い交流電圧の適正ピーク間電圧値を設定できる画像形成装置の帯電手段を提供するものが提案されている(例えば、特許文献2及び3)。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す正面断面図である。
【0015】
本発明の一実施形態に係る画像形成装置1は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、及びファクシミリ機能のような複数の機能を兼ね備えた複合機である。画像形成装置1は、装置本体11に、操作部47、画像形成部12、定着部13、給紙部14、原稿給送部6、及び原稿読取部5等を備えて構成されている。
【0016】
操作部47は、画像形成装置1が実行可能な各種動作及び処理について操作者から画像形成動作実行指示や原稿読取動作実行指示等の指示を受け付ける。操作部47は、操作者への操作案内等を表示する表示部473を備えている。表示部473はタッチパネルを備え、操作者は画面表示されるキーに触れて画像形成装置1を操作することができる。
【0017】
画像形成装置1が原稿読取動作を行う場合、原稿給送部6により給送されてくる原稿、又は原稿載置ガラス161に載置された原稿の画像を原稿読取部5が光学的に読み取り、画像データを生成する。原稿読取部5により生成された画像データは内蔵HDD又はネットワーク接続されたコンピューター等に保存される。
【0018】
画像形成装置1が画像形成動作を行う場合は、上記原稿読取動作により生成された画像データ、又はネットワーク接続されたコンピューターから受信した画像データ、又は内蔵HDDに記憶されている画像データ等に基づいて、画像形成部12が、給紙部14から給紙される記録媒体としての記録紙Pにトナー像を形成する。カラー印刷を行う場合、画像形成部12のマゼンタ用の画像形成ユニット12M、シアン用の画像形成ユニット12C、イエロー用の画像形成ユニット12Y、及びブラック用の画像形成ユニット12Bは、それぞれに、上記画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像に基づいて、帯電、露光、及び現像の工程により感光体ドラム121の表面にトナー像を形成し、当該トナー像を一次転写ローラー126により中間転写ベルト125上に転写させる。
【0019】
中間転写ベルト125上に転写される上記各色のトナー画像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト125上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。二次転写ローラー210は、中間転写ベルト125の表面に形成された当該カラーのトナー像を、中間転写ベルト125を挟んで駆動ローラー125Aとのニップ部Nにおいて、給紙部14から搬送路190を搬送されてきた記録紙Pに転写させる。この後、定着部13が、記録紙P上のトナー像を、熱圧着により記録紙Pに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Pは、排出トレイ151に排出される。
【0020】
給紙部14は、手差しトレイ141及び複数の給紙カセットを備える。操作者から記録紙のサイズが指定されると、当該サイズの記録紙が収容された給紙カセットのピックアップローラー145が回転駆動して、各給紙カセットに収容されている記録紙Pを上記ニップ部Nに向けて搬送する。
【0021】
なお、画像形成装置1において、両面印刷を行う場合は、画像形成部12より一方の面に画像が形成された記録紙Pを、排出ローラー対159にニップされた状態とした後、当該記録紙Pを排出ローラー対159によりスイッチバックさせて反転搬送路195に送り、搬送ローラー対19により、上記ニップ部N及び定着部13に対して記録紙Pの搬送方向上流域に再度搬送する。これにより、画像形成部12により当該記録紙の他方の面に画像が形成される。
【0022】
上述した画像形成動作において、感光体ドラム121の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト125に転写した後に次のトナー像を感光体ドラム121に形成する前に、感光体ドラム121の表面に残留したトナーがクリーニング装置127により除去される。より詳細には、クリーニング装置127は、感光体ドラム121の外周面に当接する先端縁を有する図略のクリーニングブレードと、感光体ドラム121の外周面に当接する図略の研磨ローラーとを有する。研磨ローラーは、感光体ドラム121の外周面の速度と異なる周面速度或いは反対方向の速度ベクトルを有するように回転する。
【0023】
現像工程で感光体ドラム121に供給されたトナーは、クリーニングブレードによって感光体ドラム121に擦りつけられる。この結果、感光体ドラム121の外周面に付着した付着物は好適に除去される。更に、研磨ローラーによって、感光体ドラム121の周面上のトナーが擦りつけられる。この結果、感光体ドラム121の外周面に付着した付着物は好適に除去される。
【0024】
画像形成動作を長期間に亘って繰り返すと感光体ドラム121の表面に紙粉などが付着し、それが原因で画像流れといった印字品質劣化を起こす。特に感光体ドラム121がアモルファスシリコンで構成されている場合、感光体ドラム121の表面に酸化膜が形成され、帯電工程において発生するイオン生成物が当該酸化膜に吸着される。そのような状態の感光体ドラム121が高温多湿の環境下に長期間放置されると、感光体ドラム121の表面に空気中の水分や紙粉などが吸着されて表面抵抗が著しく低下して印字品質が劣化してしまう。このため、各画像形成ユニット12B、12Y、12C、12Mは、画像形成装置1の動作開始時や運転終了時などの画像形成が行われないタイミングで、感光体ドラム121及びクリーニング装置127を動作させて(さらに場合によってはトナーも供給して)、感光体ドラム121の表面を研磨して付着物を除去するリフレッシュ動作を行う。
【0025】
次に、画像形成装置1の電気的構成を説明する。
図2は画像形成装置1の内部構成を示す機能ブロック図である。
【0026】
画像形成装置1は、制御ユニット10、操作部47、原稿給送部6、原稿読取部5、画像形成部12、定着部13、温度湿度センサー60、タイマー70、記憶部80、及びHDD90等を備える。
【0027】
原稿読取部5は、制御ユニット10による制御の下、光照射部及びCCDセンサー等を有する読取機構163(
図1)を備える。原稿読取部5は、光照射部により原稿を照射し、その反射光をCCDセンサーで受光することにより、原稿から画像を読み取る。
【0028】
操作部47は、
図2に加えて
図1にも示すように、画像形成装置1が実行可能な各種動作及び処理について操作者からの指示を受け付ける。操作部47は、タッチパネル機能を備えた(タッチパネル式の)表示部473を備えている。
【0029】
温度湿度センサー60は、画像形成装置1の装置本体11内部の温度及び湿度を計測する。すなわち、温度湿度センサー60は、感光体ドラム121の周辺温度及び湿度を計測するセンサーである。
【0030】
タイマー70は、感光体ドラム121が予め定められた周辺温度及び湿度(例えば、リフレッシュを実施すべきタイミングで温度湿度センサー60により検出される感光体ドラム121の周辺温度及び湿度)の環境下に放置された時間を計時する。
【0031】
記憶部80は、フラッシュメモリーなどの不揮発性メモリーで構成されており、画像形成装置1の電源がオフにされても記憶内容を保持し続けることができる。より詳細には、記憶部80は、リフレッシュテーブル81、リフレッシュ累積量82、手動リフレッシュ回数83などを記憶する。
【0032】
リフレッシュテーブル81は、感光体ドラム121に対して実施すべきリフレッシュ量(リフレッシュ動作を行う時間)を定義して記憶したテーブルである。本実施形態では便宜的にリフレッシュ量をリフレッシュモード(単にモードと呼ぶことがある)として表す。例えば、モードは0から10までの11段階あり、モード{1}は動作時間1分、トナー供給量100mgで感光体ドラム121をリフレッシュすることを表し、モードが1段階上がるごとに動作時間が1分、トナー供給量が100mgずつ増加する。すなわち、モード{10}の場合のリフレッシュ量が最も大きく、動作時間10分、トナー供給量1000mgで感光体ドラム121がリフレッシュされる。逆にモード{0}の動作時間は0分、トナー供給量は0mgである。すなわち、モード{0}はリフレッシュを行わないことを表す。
【0033】
上記のリフレッシュのモードは、感光体ドラム121の周辺温度及び湿度並びにその周辺温度及び湿度の環境下で感光体ドラム121が放置された時間に応じて決定される。
図3は、感光体ドラム121の周辺温度、湿度及び放置時間とリフレッシュモードとの対応関係を示す図である。感光体ドラム121の周辺温度が高いほど、周辺湿度が高いほど、さらに放置時間が長いほど、よりリフレッシュ量の多いモードが選択されるようになっている。リフレッシュテーブル81は、このような感光体ドラム121の周辺温度、湿度及び放置時間とリフレッシュモード、すなわち、リフレッシュ量との対応関係を保持する。
【0034】
リフレッシュ累積量82は、感光体ドラム121に対してこれまで(すなわち、感光体ドラム121が交換されてから現時点まで)実施されたリフレッシュの累積量を表すデータである。例えば、リフレッシュの回数をリフレッシュ累積量82とする。
【0035】
ユーザーは任意のタイミングで操作部47を通じて感光体ドラム121のリフレッシュの指示を画像形成装置1に入力することができ、当該リフレッシュ指示があると、制御部101の制御の下、画像形成ユニット12B〜12Mはリフレッシュ動作を行う。手動リフレッシュ回数83は、そのようなユーザーの指示に従って実施されたリフレッシュ動作の回数を表すデータである。なお、手動リフレッシュでは、制御部101の制御の下、画像形成ユニット12B〜12Mにより、例えば動作時間2分、トナー供給量200mgで感光体ドラム121がリフレッシュされる。
【0036】
HDD90は、原稿読取部5によって読み取られた原稿画像等を記憶する大容量の記憶装置である。
【0037】
制御ユニット10は、プロセッサー、RAM、ROM及び専用のハードウェア回路等から構成される。プロセッサーは、例えば、CPU、MPU、ASIC等である。制御ユニット10は、制御部101を備えている。制御ユニット10は、例えば、HDD90に記憶されている制御プログラムに従って上記プロセッサーが動作することにより、制御部101として機能する。
【0038】
制御部101は、画像形成装置1の全体的な動作制御を司る。制御部101は、原稿読取部5、原稿給送部6、画像形成部12、定着部13、操作部47、温度湿度センサー60、タイマー70、記憶部80、及びHDD90等と接続されている。制御部101は、接続されている上記各機構の制御や、各機構との間での信号又はデータの送受信を行う。特に、制御部101は、画像形成ユニット12B〜12Mを制御して感光体ドラム121のリフレッシュ動作を行わせる。
【0039】
次に、画像形成装置1における感光体ドラム121のリフレッシュ処理について説明する。
図4は、感光体ドラム121のリフレッシュ処理のフローチャートである。
【0040】
まず、制御部101は、感光体ドラム121のリフレッシュを実施すべきタイミングを判定する(S1)。例えば、制御部101は、画像形成装置1の運転開始時や運転終了時などを、感光体ドラム121のリフレッシュを実施すべきタイミングとし、それ以外はリフレッシュを実施すべきタイミングとしない。
【0041】
感光体ドラム121のリフレッシュを実施すべきタイミングではない場合(S1でNO)、制御部101は、ユーザーからリフレッシュ指示があるか否かを判定する(S2)。ユーザーからリフレッシュ指示があれば(S2でYES)、制御部101は、あらかじめ決められたリフレッシュ量で感光体ドラム121のリフレッシュを実施する(S7)。一方、ユーザーからリフレッシュ指示がなければ(S2でNO)、ステップS1へ戻り、再び感光体ドラム121のリフレッシュのタイミングが判定される。
【0042】
感光体ドラム121のリフレッシュを実施すべきタイミングであった場合(S1でYES)、制御部101は、温度湿度センサー60から、この時点で感光体ドラム121の周辺温度及び湿度を得るとともにタイマー70から感光体ドラム121が当該温度及び湿度の環境下に放置された時間を取得する(S3)。
【0043】
感光体ドラム121の周辺温度、湿度、放置時間を取得すると、制御部101は、記憶部80のリフレッシュテーブル81を参照して、当該温度、湿度、放置時間に対応するリフレッシュモード(リフレッシュ量)を取得する(S4)。
【0044】
さらに、制御部101は、記憶部80から、リフレッシュ累積量82及び手動リフレッシュ回数83を取得し(S5)、これまでのリフレッシュ回数及び手動リフレッシュ回数に応じて、リフレッシュテーブル81から取得したリフレッシュモード(リフレッシュ量)を調整する(S6)。そして、制御部101は、調整したリフレッシュモードで感光体ドラム121のリフレッシュを実施する(S7)。
【0045】
図5は、リフレッシュモードの調整例を示す図であり、モード{6}(リフレッシュの動作時間6分、トナー供給量600mg)の調整例を示す。縦軸はリフレッシュモード、すなわち、感光体ドラム121に対して実施すべきリフレッシュ量を表し、横軸はリフレッシュ回数、すなわち、感光体ドラム121に対してこれまで実施されたリフレッシュ累積量を表す。
【0046】
初めて(1回目)リフレッシュが行われる場合、制御部101はモード{6}をそのまま適用して感光体ドラム121のリフレッシュを実施する。2回目のリフレッシュでは、制御部101は、モードを所定量A2(予め定められた第2の量の一例)減少させる。
図5の例では、制御部101は、モードを1段階下げる、すなわち、動作時間を1分短縮し、トナー供給量を100mg減少させてモード{5}(リフレッシュの動作時間5分、トナー供給量500mg)で感光体ドラム121のリフレッシュを実施する。以後同様に、制御部101は、リフレッシュ回数が1回(予め定められた第1の量の一例)増えるにつれモードを1段階ずつ下げて感光体ドラム121のリフレッシュを実施する。例えば、5回目のリフレッシュでは、制御部101は、モード{2}(動作時間2分、トナー供給量200mg)で感光体ドラム121のリフレッシュを実施する。
【0047】
ここで、5回目のリフレッシュが実施された後に、ユーザーによる1回目の手動リフレッシュが行われたとする。その場合、6回目のリフレッシュでは、制御部101は、モードを所定量A3(予め定められた第3の量の一例)増加させる。
図5の例では、制御部101は、モードを1段階上げる、すなわち、動作時間を1分延長し、トナー供給量を100mg増加させてモード{3}(リフレッシュの動作時間3分、トナー供給量300mg)で感光体ドラム121のリフレッシュを実施する。
【0048】
手動リフレッシュが少なくとも1回実施された後は、制御部101は、リフレッシュの回数が1回増えるごとに感光体ドラム121に対して実施すべきリフレッシュ量を少量ずつ減少させる。例えば、7回目のリフレッシュでは、制御部101は、モードを所定量A4(予め定められた第4の量の一例)減少させる。
図5の例では、制御部101は、動作時間を10秒短縮し、トナー供給量を100mg減少させて感光体ドラム121のリフレッシュを実施する。
【0049】
さらに、9回目のリフレッシュが実施された後に、ユーザーによる2回目の手動リフレッシュが行われたとする。その場合、10回目以降のリフレッシュでは、制御部101は、リフレッシュ量を所定量A5(予め定められた第5の量の一例)に固定して感光体ドラム121のリフレッシュを実施する。
【0050】
図5の例では手動リフレッシュが2回行われているが、もし手動リフレッシュが1回も行わなければ、リフレッシュの回数が増えるにつれモードが低下していきモード{0}になると、制御部101は、もはや感光体ドラム121のリフレッシュを実施しない。これにより、感光体ドラム121の頻繁なリフレッシュが抑制され、ダウンタイムの排除、消費電力低減、トナーの無駄遣い防止、感光体ドラム121の長寿命化が可能となる。一方、
図5の例のように手動リフレッシュが複数回実施された場合には低減されたリフレッシュ量で感光体ドラム121のリフレッシュが実施されて印字画質の向上が可能となる。
【0051】
以上、説明したように、本実施形態によると、感光体ドラム121の寿命を必要以上に縮めたり、消費電力・リフレッシュ時間・トナーの無駄を生じたりすることなしに、より的確に状況やユーザー要求に対応した感光体ドラム121のリフレッシュを行うことができる。
【0052】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、
図1乃至
図5を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。