JP2009008828A

JP2009008828A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2009008828A
Application number: JP2007169192A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Tsukahara; 茂樹塚原
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2009-01-15

Abstract

【課題】アモルファスシリコン系感光体への帯電電流値から、電位センサや温度サーミスタ等の高価なデバイスを使用することなく、アモルファスシリコン系感光体の温度上昇による表面電位の低下（暗減衰特性）分を補正し、常に安定したアモルファスシリコン系感光体の表面電位を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】アモルファスシリコン系感光体１１を帯電する帯電ローラ１２と、アモルファスシリコン系感光体１１へ流れ込む帯電電流値を検出する検出回路２１と、アモルファスシリコン系感光体１１の帯電電位を除電する除電器１８と、検出回路２１の前回検出結果と今回検出結果との差分を補うように帯電ローラ１２への印加電圧を制御する制御回路２２とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アモルファスシリコン系感光体の表面を帯電ローラによって帯電する画像形成装置に関する。

近年、電子写真技術を応用したプリンタや複写機等の画像形成装置には、画像形成処理の高速化並びに高画質化に伴い、感光体ドラムとしてアモルファスシリコン系感光体が多く用いられるようになってきた。

このアモルファスシリコン系感光体は、それまでに多く用いられていた有機半導電体感光体に比べて、連続使用による表面の磨耗が少なく耐久性に優れていることや、ドットの再現性が高いというメリットがある。

また、このようなアモルファスシリコン系感光体の表面を帯電する帯電方式として、オゾン発生量の多いスコロトロン帯電方式を搭載することが環境面において問題となっており、オゾン発生量の極めて少ない帯電ローラを用いた帯電方式が主流になりつつある。

一方、アモルファスシリコン系感光体は、暗減衰が大きいというデメリットがあることも知られている（例えば、特許文献１参照）。

この暗減衰とは、感光体を帯電器で帯電した後に、感光体表面の電位が時間経過に伴い低下してゆく現象である。また、この暗減衰特性が環境変化などによって変動すると、露光条件や現像条件等の画像形成処理条件が変わってくるため、常に露光条件や現像条件等の画像形成処理条件を一定にしておくと可視像の濃度低下や画像カブリといった画像不良の発生要因となる。

そこで、上述した特許文献１では、アモルファスシリコン系感光体を帯電する帯電器と、アモルファスシリコン系感光体の表面に静電潜像を形成する露光器と、アモルファスシリコン系感光体の表面上に静電潜像に基づくトナー像を顕像化する現像器と、そのトナー像を転写する転写器とを備え、非画像形成時にアモルファスシリコン系感光体を帯電器で一様に帯電した後に転写器に流れる電流を検知することでアモルファスシリコン系感光体の表面電位を検知してアモルファスシリコン系感光体の暗減衰を測定し、その暗減衰の測定結果に基づいて帯電器の印加電圧と露光器の露光量と現像器の現像バイアスを制御している。
特開２００３−０１５３７０号公報

ところが、上述した画像形成装置では、帯電器から１８０度回転した位置の転写器に流れる電流を検知することから、帯電器から転写器までの配置関係によって帯電電位の制御値が変化してしまい、感光体の周囲に配置された露光器等の配置関係を含めて複雑な制御が強いられるという問題が生じていた。

また、アモルファスシリコン系感光体における暗減衰特性は、アモルファスシリコン系感光体の温度に依存し、特に、高温下では暗減衰特性が低下、すなわち、感光体の現像位置での帯電電位の低下により、画像品質が損なわれるという問題が生じていた。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、アモルファスシリコン系感光体への帯電電流値から、電位センサや温度サーミスタ等の高価なデバイスを使用することなく、アモルファスシリコン系感光体の温度上昇による表面電位の低下（暗減衰特性）分を補正し、常に安定したアモルファスシリコン系感光体の表面電位を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、アモルファスシリコン系感光体を帯電する帯電ローラと、前記アモルファスシリコン系感光体へ流れ込む帯電電流値を検出する検出回路と、前記アモルファスシリコン系感光体の帯電電位を除電する除電器と、前記検出回路の前回検出結果と今回検出結果との差分を補うように前記帯電ローラへの印加電圧を制御する制御回路とを備えていることを特徴とする。

この際、前記制御回路は、前記アモルファスシリコン系感光体の除電ＯＦＦ状態から前記帯電ローラにより前記アモルファスシリコン系感光体を所定電位に帯電する時に必要な帯電電流値をＩｄｃ−１とし、その時の前記帯電ローラ直下の帯電電位値をＶｏ−１とし、前記アモルファスシリコン系感光体が１回転した後に前記アモルファスシリコン系感光体を所定電位に再帯電する時に必要な帯電電流値をＩｄｃ−２とし、その時の前記帯電ローラ直下の帯電電位値をＶｏ−２とした時、帯電電流値Ｉｄｃ−１と帯電電流値Ｉｄｃ−２との差分から前記アモルファスシリコン系感光体に発生した暗減衰による電位低下分を算出して、前記帯電ローラへの印加電圧にフィードバック制御するのが好ましい。

本発明の画像形成装置は、アモルファスシリコン系感光体への帯電電流値から、電位センサや温度サーミスタ等の高価なデバイスを使用することなく、アモルファスシリコン系感光体の温度上昇による表面電位の低下（暗減衰特性）分を補正し、常に安定したアモルファスシリコン系感光体の表面電位を得ることができる。

次に、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説明図、図２は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における感光体の温度特性に対する暗減衰特性のグラフ図、図３は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における現像位置における暗減衰特性のグラフ図、図４は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における感光体の１回転後の温度特性と印加電圧との関係のグラフ図、図５は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における帯電電位算出のグラフ図、図６は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における帯電ローラの印加電圧と感光体の表面電位との関係を示すグラフ図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１は、像担持体としてのアモルファスシリコン系感光体（以下、単に「感光体」と称する。）１１の周囲に、感光体１１の表面を帯電する帯電ローラ１２、感光体１１の表面に静電潜像を形成する露光器１３、感光体１１の表面にトナー像を顕像化する現像器１４、トナー像を転写紙（図示せず）に転写する転写ローラ１５、転写後の感光体１１の表面に付着した残トナー等を除去するクリーニングローラ１６並びにクリーニングブレード１７、感光体１１の表面の帯電電位を除電する除電器１８、をこの順に配置している。

感光体１１の帯電電流と帯電電位とは正の相関を有しており、通常印字時は、上述したように、帯電・露光・現像・転写・クリーニング・除電工程を１サイクルとしており、その除電工程後に次の画像形成処理のために帯電工程を行う。

この際、感光体１１は、所望の帯電電位Ｖｏを得るのに必要な電流Ｉｄｃ−０とした時に、除電器１８による除電工程にて常に帯電電位０Ｖからの帯電が必要となるため、感光体１１への流れ込み電流（帯電電流）は常にＩｄｃ−０となる。

しかしながら、除電工程がない場合には、帯電してから再度、もとの帯電位置に戻るまでの間には、図２に示すように、暗減衰特性が発生するため、初期の帯電電位Ｖｏよりも低い状態で帯電領域に戻り再帯電が行われるが、この時に必要とされる電流は暗減衰分だけ補えば良いだけの電流で所望の帯電電位Ｖｏが得られることになる。

また、この暗減衰特性は、図２に示すように、感光体１１の温度に依存し、特に高温下では暗減衰特性が低下、すなわち、現像器１４の現像位置での帯電電位が低下し、画像品質が低下してしまう。

尚、図２に示した時間１００ｍｓは、感光体１１の任意位置における帯電ローラ１２から現像器１４に達するまでの所要時間を示し、常温時（例えば、２５℃）と高温時（例えば、４５℃）とでは、この１００ｍｓ後の帯電電位に約２０Ｖの電位差が発生していることを示す。また、図３は、図２に示した１００ｍｓ後の現像位置における感光体１１の温度特性を示す。

従って、感光体１１の温度が装置の使用状況によって上昇した場合には、先に述べた再帯電電流値が大きくなることから、感光体１１に予めメモリされていた常温（２５℃）での暗減衰特性から得られた再帯電電流と比較することにより、現像位置での帯電低下分を算出し、帯電ローラ１２への印加電圧（Ｖｄｃ）の電圧を上げることにより常に安定した帯電電位と画像品質を提供することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態にかかわる帯電電位制御の根拠となる実験例を示す。尚、この実験に使用した感光体１１は、外径３０（ｍｍ）、膜厚２０（μｍ）、長さ２５４（ｍｍ）、周速１５０（ｍｍ／ｓ）である。また、帯電ローラ１２は、外径１２（ｍｍ）、長さ２２０（ｍｍ）、芯金の外径６（ｍｍ）のものを使用した。さらに、感光体１１の表面電位の設定は約３００（Ｖ）になるように設定し、帯電ローラ１２の印加電圧はＤＣ＝４００（Ｖ）、ＡＣ＝１．４（ＫＶ）、周波数１．５（ｋＨｚ）と設定した。

感光体１１の表面温度が常温下の２５℃と高温下の４５℃とでは、図４に示すように、感光体１１が１回転（６２０ｍｓ）した後では、暗減衰によって１６５Ｖ（Ｖｏ−１）と１３５Ｖ（Ｖｏ−２）となる。

これは、図５に示すように、帯電電流と表面電位との関係から、感光体１１の除電ＯＦＦ状態から帯電ローラ１２により感光体１１を所定電位に帯電する時に必要な帯電電流値Ｉｄｃ−１（６０μＡ）と、感光体１１が１回転した後に感光体１１を所定電位に再帯電する時に必要な帯電電流値Ｉｄｃ−２（５０μＡ）とを検出回路２１で検出し、その差分を制御回路２２で求め、感光体１１に発生した暗減衰による電位低下分（１０μＡ相当）を電流値で１０μＡを初期値よりも多く流すように帯電ローラ１２にフィードバックすることによって暗減衰補正が可能となる。

制御回路（ＣＰＵ）２２は、ＲＯＭ等のメモリ２３に格納された本発明の画像形成装置の制御に係わる制御プログラムに基づいて制御を行う。従って、メモリ２３は、この制御プログラムを実行する制御回路２２とでマイクロコンピュータを構成している。尚、画像形成処理を実行する際の画像データ等は、このメモリ２３とは別のＲＡＭ２４等に一時的に記憶され、露光器１３に反映される。さらに、制御回路２２は、帯電ローラ１２への帯電電流の他、除電器１８のイレース光量や感光体１１でのバイアス等も制御する。また、ＲＡＭ２４には、制御回路２２による差分算出のために、上述した帯電電流値Ｉｄｃ−１と帯電電流値Ｉｄｃ−２とが記憶される。

また、帯電ローラ１２における印加電圧（Ｖｄｃ）と感光体１１の表面電位（Ｖｏ）との関係を図６に示す。

以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、感光体１１の温度測定用サーミスタや表面電位センサ等の高価なデバイスを使用することなく、感光体１１の温度上昇による帯電電位の低下を防止し、常に安定した画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。

発明の一実施形態に係る画像形成装置の説明図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置における感光体の温度特性に対する暗減衰特性のグラフ図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置における現像位置における暗減衰特性のグラフ図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置における感光体の１回転後の温度特性と印加電圧との関係のグラフ図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置における帯電電位算出のグラフ図である。本発明の一実施形態に係る画像形成装置における帯電ローラの印加電圧と感光体の表面電位との関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１…画像形成装置
１１…アモルファスシリコン系感光体
１２…帯電ローラ
１８…除電器
２１…検出回路
２２…制御回路

Claims

アモルファスシリコン系感光体を帯電する帯電ローラと、前記アモルファスシリコン系感光体へ流れ込む帯電電流値を検出する検出回路と、前記アモルファスシリコン系感光体の帯電電位を除電する除電器と、前記検出回路の前回検出結果と今回検出結果との差分を補うように前記帯電ローラへの印加電圧を制御する制御回路とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
前記制御回路は、前記アモルファスシリコン系感光体の除電ＯＦＦ状態から前記帯電ローラにより前記アモルファスシリコン系感光体を所定電位に帯電する時に必要な帯電電流値をＩｄｃ−１とし、その時の前記帯電ローラ直下の帯電電位値をＶｏ−１とし、前記アモルファスシリコン系感光体が１回転した後に前記アモルファスシリコン系感光体を所定電位に再帯電する時に必要な帯電電流値をＩｄｃ−２とし、その時の前記帯電ローラ直下の帯電電位値をＶｏ−２とした時、帯電電流値Ｉｄｃ−１と帯電電流値Ｉｄｃ−２との差分から前記アモルファスシリコン系感光体に発生した暗減衰による電位低下分を算出して、前記帯電ローラへの印加電圧にフィードバック制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。