JP2007058073A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 各現像手段の変位を所定タイミングに制御することにより、画像形成装置に生じる不具合を効果的に抑制又は防止する。
【解決手段】 カラーレーザプリンタ1は、現像ローラ27Yが現像位置に変位した時の、感光ドラム25Yにおける現像ローラ27の対向位置を第1位置P1としており、搬送ベルト38における第1位置P1に対応する部分を第1対応部分Q1としている。現像ローラ27Mが現像位置に変位した時の、感光ドラム25における現像ローラ27Mの対向位置を第2位置P2としており、搬送ベルト38における第2位置P2に対応する部分を第2対応部分Q2としている。そして、制御装置及びアクチュエータ120により、第1対応部分Q1と第2対応部分Q2との距離が、現像ローラ27Yと現像ローラ27Mとが同タイミングで感光ドラム25に接近したときの基準距離L1よりも小さくなるように、現像ローラ27M及び現像ローラ27Yの変位タイミングを制御している。
【選択図】 図3
Description
このように各現像手段の接近動作に起因して共通像担持体に悪影響が生じる場合、その影響が及ぶ範囲は現像装置の変位タイミングに基づくものと考えられ、何ら措置を講じないと、或いは単にタイミングをずらすだけでは、当該悪影響を抑制することができず、その対処を効率的に行えなくなる虞がある。
従って、このような背景から、画像形成装置に生じる不具合を極力抑制ないし防止できる現像装置のタイミング制御が求められる。
請求項1の構成によれば、共通像担持体において、第1現像手段の接近動作によって影響を受ける第1対応部分と、第2現像手段の接近動作によって影響を受ける第2対応部分とを狭くすることができるため、共通像担持体において、その接近動作による影響への対処を効率よく行うことができる。
請求項2の構成によれば、第1現像手段及び第2現像手段が感光体に接近することにより、仮に第1位置及び第2位置に現像剤が付着するような事態が生じたとしても、共通像担持体においてその影響を受ける範囲を狭くすることができ、より効率的にクリーニングを行うことができる。
請求項3の構成によれば、画像形成の準備に要する時間が増大してしまう事態を防止できる。
請求項4の構成によれば、第1現像手段及び第2現像手段の接近動作によって影響を受ける範囲を狭くしやすい好適例となる。
請求項5の構成によれば、共通像担持体において、全現像手段によって影響を受ける範囲を極めて狭くすることができる。
請求項6の構成によれば、第2対応部分及び第3対応部分の位置にずれが生じたとしても、それら第2対応部分及び第3対応部分が第1対応部分よりも上流側位置とはなりにくく、影響が第1対応部分の上流側に広がることを効果的に防止できる。従って、全現像手段の接近動作によって影響を受ける範囲を、位置的なばらつきを考慮してより一層狭くすることができると共に、画像形成の準備に要する時間が増大してしまう事態を防止できる。
請求項7、8の構成によれば、タイミング検出用のレーザ光に基づく静電潜像によって現像剤が消費されてしまうことをを効果的に防止できる。
本発明の実施形態1について図面を参照しつつ説明する。
1.全体構成
図1は、本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
このカラーレーザプリンタ1(以下、単にレーザプリンタ1ともいう)は、複数のプロセス部17が水平方向において並列的に配置される、横並びタイプのタンデム方式のカラーレーザプリンタであって、本体ケーシング2内に、被記録媒体としての用紙3を給紙するための給紙部4、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5、画像が形成された用紙3を排紙するための排紙部6を備えている。
給紙側U字パス12は、上流側端部が、下方において給紙ローラ11に隣接し、用紙3が前方に向かって給紙されるように、また、下流側端部が、上方において後述する搬送ベルト38に隣接し、用紙3が後方に向かって排紙されるような、略U字状の用紙3の搬送経路として形成されている。
プロセス部17は、複数色のトナー(トナーは現像剤に相当する)の各色ごとに設けられている。すなわち、プロセス部17は、イエロープロセス部17Y、マゼンタプロセス部17M、シアンプロセス部17Cおよびブラックプロセス部17Kの4つからなる。これらプロセス部17は、前方から後方に向かって互いに間隔を隔てて、水平方向において重なるように、順次並列して配置されている。
スキャナユニット20は、特許請求の範囲でいうレーザ光照射手段に相当するものであり、レーザ発光部(図示せず)、ポリゴンミラー22、レンズ23、ならびに反射鏡24とを備えている。そして、スキャナユニット20では、レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザ光が、ポリゴンミラー22で反射され、レンズ23を通過し、反射鏡24で反射されて、後述する感光ドラム25に向けて出射される。
感光ドラム25は、特許請求の範囲でいう感光体に相当するものであり、円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成されるドラム本体29と、このドラム本体29の軸心において、ドラム本体29の軸方向に沿って延びるドラム軸30とを備えている。ドラム本体29は、ドラム軸30に対して回転自在に設けられ、ドラム軸30は、プロセスカートリッジ21のフレームの幅方向(前後方向および上下方向に直交する方向、以下同じ。)両側壁に回転不能に支持されている。そして、感光ドラム25は、画像形成時において、後述する搬送ベルト38との接触位置(画像形成位置)における搬送ベルト38の移動方向と同方向(図中時計回り)に回転駆動される。
現像ローラ27は、特許請求の範囲でいう現像手段に相当するものであり、感光ドラム25の上方において感光ドラム25と対向配置され、感光ドラム25と圧接されている。この現像ローラ27は、金属製のローラ軸31に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分32が被覆されている。
加熱ローラ48は、その表面に離型層が形成される金属素管からなり、その軸方向に沿ってハロゲンランプが内装されている。そして、ハロゲンランプにより、加熱ローラ48の表面が定着温度に加熱される。また、加圧ローラ49は、加熱ローラ48を押圧するように設けられている。
排紙部6は、排紙側U字パス50、排紙ローラ51、および、排紙トレイ52を備えている。
排紙側U字パス50は、上流側端部が、下方において定着部19に隣接し、用紙3が後方に向かって給紙されるように、下流側端部が、上方において排紙トレイ52に隣接し、用紙3が前方に向かって排紙されるような、略U字状の用紙3の搬送経路として形成されている。
排紙トレイ52は、本体ケーシング2の上面に、前方から後方に向かって下方に傾斜する傾斜壁として形成されている。
定着部19から搬送されてくる用紙は、排紙側U字パス50の上流側端部に、後方に向かって給紙され、その排紙側U字パス50内において、搬送方向が反転され、排紙ローラ51により、前方に向かって排紙トレイ52上に排紙される。
次に、上記レーザプリンタ1の電気的構成について説明する。
図2は、レーザプリンタ1の電気的構成を概念的に示すブロック図である。
レーザプリンタ1は、図2に示すようにCPU91、ROM92、RAM93、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)からなる制御部95によって各構成要素を制御する制御装置90が構成されている。さらに、制御部95と電気的に接続される形態にて、メインモータ96、スキャナモータ97、入力パネルなどからなる操作部98、各種ランプなどからなる表示部99、各種センサなどからなる検出部100などが設けられ、これらにより制御系が構成されている。
CPU91は、予めROM92に格納されたプログラムに基づいて、メインモータ96やスキャナモータ97の駆動制御を行う。
また、検出部100は、各種センサによって構成されており、これらセンサが、制御部95に電気的に接続されている。
本実施形態では、図1に示すように、複数の感光ドラム25の周囲にぞれぞれ現像ローラ27が配置されている。この現像ローラ27は、ローラ部分32は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴム、シリコーンゴムまたはEPDMゴムなどからなる弾性体のローラ部と、そのローラ部の表面に被覆され、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などが主成分とされるコート層との2層構造によって形成されている。また、ローラ軸31は、プロセスカートリッジ21の幅方向両側壁に回転自在に支持されている。
なお、本実施形態では、現像ローラ27Yと現像ローラ27Mとが同タイミングで感光ドラム25に接近したとき、その接近時に現像ローラ27Yと対向する感光ドラム25Y上の第1位置P1、及びその接近時に現像ローラ27Mと対向する感光ドラム25M上の第2位置P2が、ほぼ同タイミングで搬送ベルト38に接するようになっており、この場合の第1対応部分Q1と第2対応部分Q2との距離は感光ドラム25Yが搬送ベルト38と接触する接触位置A1と、感光ドラム25Mが搬送ベルト38と接触する接触位置A2との距離D2(図4も参照)と等しくなる。つまり、距離D2が基準距離となり、本実施形態では、上述のように現像ローラ27の変位タイミングを制御することにより、第1対応部分Q1と第2対応部分Q2との距離がこのD2よりも短くなるようにしている。なお、制御装置90及びモータ120K、120C、120M、120Yは、特許請求の範囲でいう変位手段に相当する。
さらに本実施形態では、図3等に示すように、クリーニング装置40において、クリーニングローラ47が、搬送ベルト38に対して接触及び離間可能とされ、かつその接触タイミング及び離間タイミングも制御できるようになっている。より詳しくは、クリーニングローラ47に力を伝達するモータ120Aを制御装置90により制御することで、クリーニングローラ47を搬送ベルト38と接触する接近位置と、離間する離間位置との間で変位させ、クリーニングローラ47の接触タイミングを制御している。従って、狭められたトナー付着範囲付近でのみクリーニングローラ47を搬送ベルト38に接触させるようにすれば、部品の劣化を効果的に防ぐことができ、効率的にクリーニングを行うことができることとなる。
なお、本実施形態では、モータ120Aは、ステッピングモータ等からなり、このモータ120Aの回転を変換機構(例えば、カム等を用いた変換機構)を用いて直線的な動きに変換し、クリーニングローラ47に伝達するようにしている。なお、モータ120Aを搬送ベルト38に対して接近及び離間可能な駆動構成であれば他の方法であってもよく、例えば、ソレノイドなどを用いてクリーニングローラ47を変位させるようにしてもよい。
図10に示すように、記録準備が開始されると、まずS100にてスキャナモータの準備処理が実施される。スキャナモータの準備処理は、スキャナモータ97(図2)の駆動を開始し、一定速度で安定した定常状態となるように制御する。また、S110にてメインモータの準備処理も行われる。メインモータの準備処理においても、メインモータ96(図2)の駆動を行い、一定状態で安定した定常状態となるように制御がなされる。その後、S120にて各プロセスカートリッジ21の帯電器26に電圧が印加され、S130にて走査処理が各プロセスカートリッジ21において別スレッドで開始される。
走査処理は、S130での開始指令に伴い、まずS310において、スキャナユニット20によるレーザ光の強制照射が実施される。そして、図示しないセンサを介してレーザ光が検知されると、S320にてYesに進み、S330にてレーザ光が停止される。S320でレーザ光が検知されると、ポリゴンミラー22(図1)の回転状態が把握されることとなり、以下、ポリゴンミラー22の回転角度を考慮した正確な制御が可能となる。
なお、記録準備開始時には出力データが送られてきていないため、出力データがない状態でS370〜S390の処理が行われる。
なお、以下の数式において、Rは感光ドラム25の半径であり、D11は、レーザ光の照射位置から現像ローラ27の対向位置までの距離である。また、Wは感光ドラム25の角速度であり、Vはベルト上の移動速度である。
さらに、D2は、感光ドラム25Yと搬送ベルト38とが接触する接触位置A1から、感光ドラム25Mと搬送ベルト38とが接触する接触位置A2までの距離であり、D3は、接触位置A1から、感光ドラム25Cと搬送ベルト38とが接触する接触位置A3までの距離であり、D4は接触位置A1から、感光ドラム25Kと搬送ベルト38とが接触する接触位置A4までの距離である。D5は、接触位置A1から、クリーニングローラ47と搬送ベルト38とが接触する接触位置A5までの搬送ベルト38に沿った距離である。
さらに、D12は、感光ドラム25Kにおける現像ローラ27Kによるニップ位置から接触位置A4までの距離である。なお、このニップ位置は、画像形成装置内における不変の一定位置である。
さらに、Δ1、Δ2、Δ3、Δ4、Δ5、Δ6は図4に示す各位置での設定値である。
Δ1は、T11の設定に応じて、初回のレーザ光の強制照射による静電潜像が感光ドラム25Yにおける現像ローラ27Yによるニップ位置から移動する移動量である。なお、このニップ位置は画像形成装置内における不変の一定位置である。Δ2は、第1対応部分Q1と第2対応部分Q2との距離である。Δ3は、第3対応部分Q3と第1対応部分Q1の距離である。また、Δ4は第3対応部分Q4と第1対応部分Q1の距離である。
また、MAX(Δ2、Δ3、Δ4)は、Δ2、Δ3、Δ4のうちの最大値のことである。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(2)実施形態1では、各現像ローラ27毎に感光ドラム25が設けられていたが、1つの感光ドラムに複数の現像ローラが対向して配される構成であってもよい。この場合、感光体が共通像担持体に相当することとなり、第1位置及び第2位置と第1対応部分及び第2対応部分とが同じとなる。
(3)本実施形態は、他の現像ローラ27を2つとしたが、1つであってもよく、3以上であってもよい。
(6)上記実施形態では、現像ローラ27K、27C、27M、27Yの並びについて一例を示したが、現像ローラの並ぶ順番がどのようであっても本発明の概念を適用できる。例えば、最上流にブラック色の現像ローラを配し、上流側から2番目の位置にシアン色の現像ローラを配し、その下流にマゼンタ色及びイエロー色の現像ローラをそれぞれ配する構成であってもよい。この場合、ブラック色の現像ローラが第1現像手段となり、シアン色の現像ローラが第2現像ローラとなり、マゼンタ色の現像ローラ及びイエロー色の現像ローラが他の現像手段となる。
20…スキャナユニット(レーザ光照射手段)
25…感光ドラム(感光体)
27…現像ローラ(現像手段)
27Y…現像ローラ(第1現像手段)
27M…現像ローラ(第2現像手段)
27C…現像ローラ(他の現像手段)
27K…現像ローラ(他の現像手段)
38…搬送ベルト(共通像担持体)
40…クリーニング装置(クリーニング手段)
47…クリーニングローラ(接触部品)
P1…第1位置
P2…第2位置
P3,P4…第3位置
Q1…第1対応部分
Q2…第2対応部分
Q3,Q4…第3対応部分
90…制御装置(変位手段、制御手段)
120K、120C、120M、120Y…モータ(変位手段)
Claims (8)
- 1又は複数の感光体と、
前記感光体の周囲に配置される複数の現像手段と、
各現像手段を、前記感光体に接近する現像位置と、離間する離間位置とに変位させる変位手段と、
を備え、
前記感光体又は前記感光体に対向する像担持体からなる共通像担持体に、各現像手段からの現像剤が転写可能とされており、
複数の前記現像手段のうちの第1現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記第1現像手段の対向位置を第1位置とし、前記第1現像手段とは異なる第2現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記第2現像手段の対向位置を第2位置とし、更に、前記共通像担持体における前記第1位置に対応する部分を第1対応部分とし、前記第2位置に対応する部分を第2対応部分とした場合、
前記変位手段は、
前記第1対応部分と前記第2対応部分との距離が、前記第1現像手段と前記第2現像手段とが同タイミングで前記感光体に接近したときの基準距離よりも小さくなるように、前記第1現像手段及び前記第2現像手段の変位タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記共通像担持体に対して接触及び離間可能な接触部品を備えたクリーニング手段と、
前記接触部品の接触タイミングを制御可能な制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第1現像手段は、前記第2現像手段よりも上流側に配されており、
前記変位手段は、前記共通像担持体において、前記第1対応部分が、前記第2対応部分よりも上流側となるように制御を行う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。 - 前記第1現像手段は、前記第2現像手段よりも上流側に配されており、
前記変位手段は、前記第2現像手段よりも早いタイミングで前記第1現像手段を前記現像位置に変位させることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記第1現像手段及び前記第2現像手段とは異なる1又は複数の他の現像手段が設けられており、
前記他の現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記他の現像手段の対向位置を第3位置とし、前記共通像担持体における前記第3位置に対応する部分を第3対応部分とした場合、
前記変位手段は、前記共通像担持体において、前記第1対応部分、前記第2対応部分、及び全ての前記第3対応部分が同一位置となるように制御を行うことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記第1現像手段及び前記第2現像手段とは異なる1又は複数の他の現像手段が設けられており、
前記第1現像手段は、全現像手段において最上流に配されており、
前記他の現像手段が前記現像位置に変位した時の、前記感光体における前記他の現像手段の対向位置を第3位置とし、前記共通像担持体における前記第3位置に対応する部分を第3対応部分とした場合、
前記変位手段は、前記共通像担持体において、前記第2対応部分及び全ての前記第3対応部分が、前記第1対応部分の下流側で同一位置となるように制御を行うことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記変位手段は、レーザ光照射手段から出射されるタイミング検出用のレーザ光に基づく静電潜像が、前記現像手段の対向位置を通過した後に、前記現像手段を前記現像位置へ変位させることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 感光体と、
前記感光体の周囲に配置される現像手段と、
前記現像手段を、前記感光体に接近する現像位置と、離間する離間位置とに変位させる変位手段と、
を備え、
前記変位手段は、レーザ光照射手段から出射されるタイミング検出用のレーザ光に基づく静電潜像が、前記現像手段の対向位置を通過した後に、前記現像手段を前記現像位置へ変位させることを特徴とする画像形成装置。
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