JP2010054740A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ等のトナーを用いる画像形成装置では、感光体ドラムと対向する現像ローラとが、ギャップを設けて配されることがある。そして、現像ローラには、直流と交流が重畳された、いわゆる現像バイアスが印加され、帯電したトナーが現像ローラから感光体ドラムに飛翔し、静電潜像が現像される。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus using toner such as a copying machine, a printer, and a facsimile, a developing roller facing a photosensitive drum is sometimes provided with a gap. A so-called developing bias in which direct current and alternating current are superimposed is applied to the developing roller, and the charged toner flies from the developing roller to the photosensitive drum, and the electrostatic latent image is developed.
ここで、十分にトナーを感光体ドラムに供給し、形成される画像の濃度を確保し、現像効率を高めるには、現像ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧(ピークトゥピーク)を大きくすればよいが、大きくしすぎると感光体ドラムと現像ローラ間のギャップで放電が発生する。放電が発生すると、感光体ドラム表面の電位変化により静電潜像が乱れ、形成される画像の品質が劣化する。 Here, in order to sufficiently supply the toner to the photosensitive drum, to ensure the density of the formed image and to improve the development efficiency, the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the developing roller should be increased. However, if it is too large, discharge occurs in the gap between the photosensitive drum and the developing roller. When the discharge occurs, the electrostatic latent image is disturbed due to the potential change on the surface of the photosensitive drum, and the quality of the formed image is deteriorated.
そこで、例えば、特許文献1には、直流電源と交流電源とからトナー担持体と像担持体との間に印加させる電圧を変化させる電圧調整装置と、像担持体とトナー担持体との間に流れる電流を検出する電流検出器と、この電流検出器により検出された結果に基づいてリーク(放電)の有無を判断して上記電圧調整装置を制御する制御装置とが設けられた現像装置が開示されている。そして、この現像装置では、制御装置においてリークが検知されるまで、制御装置により電圧調整装置を制御して、トナー担持体と像担持体との間に印加させるリーク検知電圧を変化させ、像担持体とトナー担持体との間にリークを発生させるようにしている。そして、リークが発生した時点におけるリーク検知電圧に基づき、制御装置により電圧調整装置を制御し、直流電源と交流電源とからトナー担持体と像担持体との間に、リークが発生しない条件で適切な現像が行える現像バイアスを印加させるようにしている(特許文献1:段落0023−段落0026等参照)。
しかし、上記特許文献1には、具体的に、どれほどの電流を検出すれば放電が発生したと判断するのかは記載されておらず、上記特許文献1の現像装置では、電流検出器に流れ込んだノイズを放電発生と誤判定するおそれが十分にある。
However, the above-mentioned
本発明は、上記問題点を鑑み、ノイズの影響による放電発生の誤検出を抑えることが可能となる画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing erroneous detection of occurrence of discharge due to the influence of noise.
上記目的を達成するために請求項1に係る画像形成装置は、周面にトナー像を担持する感光体ドラムと、
前記感光体ドラムにギャップが設けられつつ対向し、画像形成時にトナーを担持し、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、交流電圧印加部が接続される現像ローラと、
装置の各部を制御する制御部と、
前記現像ローラと前記感光体ドラム間での放電発生時に流れる電流を電圧に変換し、その電圧を放電検出信号として前記制御部に出力する検出部と、を有し、
前記制御部が前記現像ローラに印加する交流電圧の1段階の変更を前記交流電圧印加部に指示し、前記交流電圧印加部が交流電圧を前記現像ローラに、前記感光体ドラムおよび前記現像ローラが少なくとも2回転する時間だけ印加する間、前記制御部は、前記検出部が出力する放電検出信号が第1の閾値を越える回数を計数し、
その計数結果が1回であると、前記交流電圧印加部は直前に印加した交流電圧と同じ交流電圧を前記現像ローラに、前記感光体ドラムおよび前記現像ローラが少なくとも2回転する時間だけ印加し、その印加中、前記制御部は、前記検出部が出力する放電検出信号が前記第1の閾値より絶対値が小さくなるよう変更した第2の閾値を越える回数を計数し、
放電検出信号が前記第2の閾値を越えた回数の計数結果が1回以下である場合、前記制御部は、放電は発生しなかったと認識し、
一方、放電検出信号が前記第2の閾値を越えた回数の計数結果が2回以上である場合、前記制御部は、放電が発生したと認識する構成とした。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to
A developing roller that faces the photoconductor drum with a gap, carries a toner during image formation, and is connected to an AC voltage application unit for supplying the toner to the photoconductor drum;
A control unit for controlling each part of the device;
A detection unit that converts a current that flows when a discharge occurs between the developing roller and the photosensitive drum into a voltage, and outputs the voltage to the control unit as a discharge detection signal;
The control unit instructs the AC voltage applying unit to change the AC voltage applied to the developing roller in one step, the AC voltage applying unit applies the AC voltage to the developing roller, and the photosensitive drum and the developing roller include During the application for at least two rotations, the control unit counts the number of times that the discharge detection signal output by the detection unit exceeds the first threshold value,
If the counting result is once, the AC voltage application unit applies the same AC voltage as the AC voltage applied immediately before to the developing roller for a time during which the photosensitive drum and the developing roller rotate at least twice, During the application, the control unit counts the number of times that the discharge detection signal output from the detection unit exceeds the second threshold value changed so that the absolute value becomes smaller than the first threshold value,
If the count result of the number of times the discharge detection signal exceeds the second threshold is 1 or less, the control unit recognizes that no discharge has occurred,
On the other hand, when the count result of the number of times that the discharge detection signal exceeds the second threshold is 2 or more, the control unit recognizes that a discharge has occurred.
このような構成によれば、交流電圧を現像ローラに印加した際に、放電は発生しないが放電検出信号にノイズが発生し、放電検出信号が第1の閾値を越える回数が1回となった場合、更に直前に印加した交流電圧と同じ交流電圧を印加し、やはり放電は発生しないので、放電検出信号が第2の閾値を越える回数は1回以下(1回の場合はノイズ発生と考えられる)となる可能性が高く、放電は発生しなかったと認識されることになる。つまり、ノイズの影響による放電発生の誤検出を抑えることが可能となる。 According to such a configuration, when an AC voltage is applied to the developing roller, no discharge occurs, but noise occurs in the discharge detection signal, and the number of times that the discharge detection signal exceeds the first threshold is one. In this case, since the same AC voltage as the AC voltage applied immediately before is applied and no discharge is generated, the number of times that the discharge detection signal exceeds the second threshold is 1 or less (in the case of 1 time, noise is considered to be generated). It is recognized that no discharge has occurred. That is, it is possible to suppress erroneous detection of the occurrence of discharge due to the influence of noise.
また、通常、感光体ドラムは、基体の製造時の誤差や、感光層等の形成時の条件等により、理想的な円筒形や円柱形からの「振れ(ずれ)」がある。また、現像ローラも、製造時の誤差等で、「振れ」がある。従って、放電の発生に影響するギャップの長さは、厳密には感光体ドラムや現像ローラの回転中も変化する。そして、放電は、感光体ドラムや現像ローラでの振れが大きい部分が、対向部分に到り、ギャップが短くなった時に生じやすくなるところ、交流電圧を印加中、感光体ドラムおよび現像ローラは少なくとも2回転するので、振れが大きい部分を少なくとも2回、対向部分に到達させることができる。即ち、放電が発生する場合、2回以上は放電が検出される可能性が高い。 In general, the photosensitive drum has “runout (shift)” from an ideal cylindrical shape or columnar shape due to an error in manufacturing a substrate, conditions in forming a photosensitive layer, or the like. Further, the developing roller also has “runout” due to an error during manufacture. Therefore, strictly speaking, the length of the gap that affects the occurrence of discharge changes during rotation of the photosensitive drum and the developing roller. Discharge is likely to occur when a portion with a large shake at the photosensitive drum or the developing roller reaches the opposing portion and the gap becomes short. During application of an AC voltage, at least the photosensitive drum and the developing roller Since it rotates twice, the part with large deflection can reach the opposing part at least twice. That is, when a discharge occurs, there is a high possibility that the discharge is detected twice or more.
従って、交流電圧を1段階だけ変更して現像ローラに印加した際に放電が発生すると、放電検出信号のピークは2つ以上となる可能性が高い。しかし、放電が微少放電で、ピークのうち1つだけが第1の閾値を越えるような場合、第1の閾値を越える回数が1回として、更に直前に印加した交流電圧と同じ交流電圧を印加する。ここでも、微小放電が発生するが、ここでは第1の閾値より絶対値が小さくなるよう、つまり0Vへ近づく方向に変更した第2の閾値を比較に用いるので、第1の閾値を越えなかった放電検出信号のピークも第2の閾値は越えて、放電検出信号が第2の閾値を越える回数は2回以上となり、放電が発生したと認識されることになる。つまり、実際は微少放電が発生したが、放電検出信号が第1の閾値を越える回数が1回で、ノイズが発生したのか、放電が発生したのか不明である場合でも、閾値を変更することで微少放電の発生を正確に検出できる。 Therefore, if a discharge occurs when the AC voltage is changed by one level and applied to the developing roller, there is a high possibility that the peak of the discharge detection signal will be two or more. However, if the discharge is very small and only one of the peaks exceeds the first threshold value, the number of times the first threshold value is exceeded is one, and the same AC voltage as that applied immediately before is applied. To do. Here too, a small discharge occurs, but here the second threshold value is used for comparison so that the absolute value is smaller than the first threshold value, that is, in the direction approaching 0 V, so the first threshold value was not exceeded. The peak of the discharge detection signal also exceeds the second threshold, and the number of times the discharge detection signal exceeds the second threshold is two or more, so that it is recognized that a discharge has occurred. That is, although a slight discharge has actually occurred, even if the number of times that the discharge detection signal exceeds the first threshold is one, and it is unknown whether noise has occurred or discharge has occurred, it can be reduced by changing the threshold. The occurrence of discharge can be accurately detected.
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、放電が発生したと認識すると、前記制御部は、直前に印加した交流電圧の1段階前の状態から1段階の変更量を分割した変更量で段階的に、前記現像ローラに印加する交流電圧の変更を前記交流電圧印加部に指示し、前記検出部を用いて放電の発生を検出する構成とした。
Further, when the invention according to
このような構成によれば、制御部が放電発生を認識した場合、直前に印加した交流電圧の1段階前の状態からより細かい単位で交流電圧を印加し、放電発生が開始する交流電圧付近の交流電圧を精度良く見つけることができる。 According to such a configuration, when the control unit recognizes the occurrence of discharge, the AC voltage is applied in finer units from the state one stage before the AC voltage applied immediately before, and the vicinity of the AC voltage at which the discharge starts is generated. AC voltage can be found with high accuracy.
また、請求項3に係る発明は、請求項2に記載の発明において、放電の発生を検出すると、前記制御部は、放電発生時に前記現像ローラに印加していた交流電圧のピーク間電圧に対する前記感光体ドラムと前記現像ローラ間の電位差を求め、画像形成時における前記現像ローラと前記感光体ドラムの表面電位の電位差が前記電位差よりも小さくなるように、画像形成時に前記現像ローラに印加すべき交流電圧を定める構成とした。
Further, in the invention according to
このような構成によれば、精度良く見つかった放電発生が開始する交流電圧付近の交流電圧に基づき、放電発生が開始する感光体ドラムと現像ローラ間の電位差付近の電位差を精度良く求めることができ、現像効率が高く、画像形成時に放電が発生しない交流電圧の設定を確実に行うことができる。 According to such a configuration, the potential difference in the vicinity of the potential difference between the photosensitive drum where the occurrence of discharge starts and the developing roller can be accurately obtained based on the AC voltage near the alternating voltage where the occurrence of discharge starts with high accuracy. Further, it is possible to reliably set an AC voltage that has high development efficiency and does not generate discharge during image formation.
また、請求項4に係る発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の発明において、前記制御部は、前記検出部から前記制御部に向けて出力される放電検出信号の変化を監視し、放電検出信号の電圧値の変化率を演算し、
前記第1の閾値および前記第2の閾値は、放電検出信号の電圧値の変化率に対するものである構成とした。
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of
The first threshold value and the second threshold value are for the rate of change of the voltage value of the discharge detection signal.
検出部は、ノイズや、検出部の回路構成や、交流電圧印加部等の影響等により、検出部から制御部への信号線での電圧が変動する(安定しない)場合がある。従って、絶対的な閾値(電圧値)では、正確に放電の発生を検出できない可能性がある。しかし、この構成によれば、閾値は、放電検出信号の電圧値の変化率に対するものなので、放電により電流が発生し、検出部から制御部への信号線の状態の大きな変化が生じた場合に、制御部は、放電が発生したと認識する。従って、制御部は、正確に放電の発生を検出することができる。 In the detection unit, the voltage on the signal line from the detection unit to the control unit may fluctuate (is not stable) due to noise, the circuit configuration of the detection unit, the influence of the AC voltage application unit, or the like. Therefore, there is a possibility that the occurrence of discharge cannot be accurately detected with an absolute threshold value (voltage value). However, according to this configuration, since the threshold is for the rate of change of the voltage value of the discharge detection signal, when a current is generated by the discharge and a large change in the state of the signal line from the detection unit to the control unit occurs. The control unit recognizes that a discharge has occurred. Therefore, the control unit can accurately detect the occurrence of discharge.
本発明の画像形成装置によれば、ノイズの影響による放電発生の誤検出を抑えることが可能となる。 According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to suppress erroneous detection of the occurrence of discharge due to the influence of noise.
以下、本発明の実施形態を図1乃至図9に基づき説明する。本実施形態では、電子写真方式でタンデム型のカラーのプリンタ1(画像形成装置に相当)を例に挙げ説明する。但し、本実施形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, an electrophotographic tandem color printer 1 (corresponding to an image forming apparatus) will be described as an example. However, each element such as the configuration and arrangement described in the present embodiment does not limit the scope of the invention and is merely an illustrative example.
(画像形成装置の概略構成)
まず、図1および図2を用いて、本発明の実施形態に係るプリンタ1の概略を説明する。図1は、本発明の実施形態に係るプリンタ1の概略構成を示す断面図である。図2は、本発明の実施形態に係る各画像形成部3の拡大断面図である。そして、本実施形態にかかるプリンタ1は、図1に示すように、本体内に、シート供給部2a、搬送路2b、画像形成部3、露光装置4、中間転写部5、定着装置6等が設けられる。
(Schematic configuration of image forming apparatus)
First, the outline of the
前記シート供給部2aは、中間転写部5等に向け、例えば、コピー用紙、OHPシート、ラベル用紙等の各種シートを収容し、モータ等の駆動機構(不図示)により回転する給紙ローラ21により搬送路2bに送り出す。そして、搬送路2bは、プリンタ1内でシートを搬送し、シート供給部2aから供給されたシートを、中間転写部5、定着装置6を経て排出トレイ22まで導く。搬送路2bには、搬送ローラ対23やガイド24および搬送されてくるシートを中間転写部5の手前で待機させ、タイミングをあわせて送り出すレジストローラ対25等が設けられる。
The
図1および図2に示すように、プリンタ1は、形成すべき画像の画像データに基づき、トナー像を形成する部分として、4色分の画像形成部3を備える。具体的に、プリンタ1は、ブラックの画像を形成する画像形成部3a(帯電装置7a、現像装置8a、除電装置31a、清掃装置32a等を具備)と、イエローの画像を形成する画像形成部3b(帯電装置7b、現像装置8b、除電装置31b、清掃装置32b等を具備)と、シアンの画像を形成する画像形成部3c(帯電装置7c、現像装置8c、除電装置31c、清掃装置32c等を具備)と、マゼンタの画像を形成する画像形成部3d(帯電装置7d、現像装置8d、除電装置31d、清掃装置32d等を具備)と、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ここで、図2に基づき、各画像形成部3a〜3dについて詳述する。尚、各画像形成部3a〜3dは、形成するトナー像の色が異なるだけで、いずれも基本的に同様の構成である。そこで、下の説明では、各画像形成部3内のa、b、c、dの符号は、特に説明する場合を除き省略する(尚、図2では、画像形成部3a、3b、3c、3d内の各部材に、識別的にa、b、c、dの符号を付すこととする。)
Here, the
各感光体ドラム9は、周面にトナー像を担持し、例えば、アルミニウム製のドラムの外周面上に正帯電のアモルファスシリコンの感光層を有し、駆動装置(不図示)によって所定のプロセススピードで紙面時計方向に回転駆動される。尚、本実施形態の各感光体ドラム9は、正帯電型である。
Each
各帯電装置7は、帯電ローラ71を有し、感光体ドラム9を一定の電位で帯電させる。各帯電ローラ71は、各感光体ドラム9に接し、感光体ドラム9に合わせ回転する。また、各帯電ローラ71には、帯電電圧印加部72(図4参照)により直流と交流が重畳された電圧が印加され、感光体ドラム9の表面が所定の正極性の電位(例えば、200V〜300V、暗電位)に均一に帯電される。また、各帯電ローラ71の表面の異物を除去する清掃ブラシ73(例えば、軸に樹脂等のブラシを巻き付けたもの)が設けられる。尚、帯電装置7は、コロナ放電式や、ブラシ等を用いて感光体ドラム9を帯電させるものでも良い。
Each charging
各現像装置8は、トナーと磁性体のキャリアからなる現像剤(いわゆる2成分現像剤)を収納する(現像装置8aはブラック、現像装置8bはイエロー、現像装置8cはシアン、現像装置8dはマゼンタの現像剤を収納する)。各現像装置8は、現像ローラ81と、磁気ローラ82と、搬送部材83とを有する。各現像ローラ81は、それぞれ感光体ドラム9に対向し、所定のギャップ(例えば、1mm以下)を設けて配される。そして、各磁気ローラ82は、各現像ローラ81の右斜め上方に対向し、所定の隙間を設けて配される。そして、各搬送部材83は、各磁気ローラ82の上方に設けられる。
Each developing
各現像ローラ81と各磁気ローラ82の各ローラ軸811、821は固定される。そして、各現像ローラ81と各磁気ローラ82の内部の各ローラ軸811、821には、軸線方向にのびる磁石813、823が取り付けられる。そして、各現像ローラ81と各磁気ローラ82は、それぞれ、磁石813、823を覆う円筒状のスリーブ812、822を有し、画像形成時は、このスリーブ812、822が回転する。そして、現像ローラ81の磁石813と、磁気ローラ82の磁石823では、現像ローラ81と磁気ローラ82の対向位置で異極が向かい合う。
The
これにより、各現像ローラ81と、各磁気ローラ82間には、磁性体キャリアで磁気ブラシが形成される。磁気ブラシと磁気ローラ82のスリーブ822の回転や磁気ローラ82への電圧印加(磁気ローラバイアス印加部84:図4参照)等で、現像ローラ81に、トナーが供給され、現像ローラ81にはトナーの薄層が形成される。また、現像後に残留したトナーは、磁気ブラシで現像ローラ81から引き剥がされる。各搬送部材83は、例えば、軸に対しスクリューが螺旋状に設けられ、現像剤を各現像装置8内で搬送、撹拌し、トナーを所定のレベルに帯電させる(本実施形態では、トナーは正帯電)。
Thereby, a magnetic brush is formed by the magnetic carrier between each developing
各清掃装置32は、感光体ドラム9の清掃を行い、例えば、外周部分に弾性を有する円筒状の素材の清掃部材33を有し、清掃部材33は、各感光体ドラム9に当接し、ドラム表面の転写残トナーを除去、回収する。また、各清掃装置32の下方に、感光体ドラム9に対し光を照射して除電を行う除電装置31(例えば、アレイ状のLED)が設けられる。
Each
各画像形成部3の上方の露光装置4は、入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部(不図示)にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光(破線で図示)を出力し、帯電後の感光体ドラム9の走査露光を行って、静電潜像を形成する。尚、露光装置4には、レーザ光の照射範囲内、かつ、感光体ドラム9への照射範囲外に、受光素子(不図示)が設けられる。この受光素子は、レーザ光が照射されると、電流(電圧)を出力し、この出力は、例えば、後述のCPU11(Central Processing Unit)に入力され、放電発生の有無の確認時の同期信号として用いられる(図4参照)。
The exposure device 4 above each
図1に戻り、中間転写部5は、感光体ドラム9からトナー像の1次転写を受けて、シートに2次転写を行うもので、各1次転写ローラ51a〜51d、中間転写ベルト52、駆動ローラ53、従動ローラ54、55、56、2次転写ローラ57、ベルト清掃装置58等で構成される。各1次転写ローラ51a〜51dは、無端状の中間転写ベルト52を介して各感光体ドラム9に当接し、転写用の電圧を印加する転写電圧印加部(不図示)に接続され、トナー像を中間転写ベルト52に転写する。
Returning to FIG. 1, the
中間転写ベルト52は、駆動ローラ53、従動ローラ54、55、56に張架され、モータ等の駆動機構(不図示)に接続される駆動ローラ53の回転駆動により紙面反時計方向に周回する。中間転写ベルト52は、例えば、誘電体樹脂で構成される。また、駆動ローラ53は、中間転写ベルト52を介して2次転写ローラ57と当接し、2次転写部を形成する。シートへのトナー像転写を説明すると、各画像形成部3で形成されたトナー像(ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色)は、各1次転写ローラ51に所定の電圧を印加して、順次、中間転写ベルト52に1次転写される。この時、各色のトナー像は、ずれなく重畳されるように、タイミングを取られつつ1次転写される。そして、各色重ね合わされたトナー像は、所定の電圧を印加された2次転写ローラ57により、シートに転写される。尚、2次転写後に中間転写ベルト52上に残った残トナー等は、ベルト清掃装置58で除去されて回収される(図1参照)。
The
前記定着装置6は、2次転写部の転写材搬送方向の下流側に配され、シートに2次転写されたトナー像を加熱・加圧して定着させる。そして、定着装置6は主として、発熱源を内蔵する定着ローラ61と、これに圧接される加圧ローラ62とで構成され、ニップが形成される。そして、トナー像の転写されたシートは、ニップを通過すると加熱・加圧され、その結果、トナー像がシートに定着する。尚、定着後のシートは、排出トレイ22に排出され画像形成処理が完了する。
The fixing
(放電検出用の構成)
次に、本発明の特徴となる各現像ローラ81への現像バイアス印加および各感光体ドラム9と各現像ローラ81間の放電検出に関する構成を説明する。
(Configuration for discharge detection)
Next, a configuration relating to development bias application to each developing
図3は、本発明の実施形態に係る現像ローラ81への現像バイアス印加および感光体ドラム9と現像ローラ81間の放電発生検出に関する現像ローラ81周辺の構成を示す。ただし、図3は1つの画像形成部3についてのみ示し、画像形成部3ごとに直流電圧印加部85、交流電圧印加部86、検出部14が設けられ、各検出部14の出力が、後述する制御部10のCPU11に入力される。ここで、直流電圧印加部85、交流電圧印加部86、検出部14のそれぞれについて、各画像形成部の区別を示すa、b、c、dの符号を付しても良いが、各画像形成部では同様のものが設けられるので、記載の煩雑さを回避するため、以下では、a、b、c、dの符号は省略して説明する。
FIG. 3 shows a configuration around the developing
図3に示すように、現像ローラ81は、感光体ドラム9にギャップが設けられつつ対向し、ローラ軸811、画像形成時にトナーを担持するスリーブ812、キャップ814を有する。ローラ軸811はスリーブ812を挿通され、スリーブ812の両端に円形のキャップ814が嵌入される。また、現像ローラ81のローラ軸811には、感光体ドラム9へのトナーの供給のため、直流電圧印加部85と、交流電圧印加部86が接続される。
As shown in FIG. 3, the developing
直流電圧印加部85は、現像ローラ81に印加する直流成分を発生させる回路であり、その出力は交流電圧印加部86に入力される。そして、直流電圧印加部85は、出力制御部87を有し、出力制御部87は、直流電圧印加部85が出力するバイアスの値をCPU11の指示に応じて制御する。
The DC
直流電圧印加部85は、プリンタ1内の電源装置16(図4参照)からの直流電力の供給を受け、CPU11の指示に応じ、出力制御部87の制御により、出力電圧が可変な回路である(例えば、出力電圧が異なる出力端までの経路を複数有し、画像形成時と放電検出時で、その経路の選択を変える等)。これにより、現像ローラ81に印加する交流電圧をバイアスさせることができる。
The DC
また、交流電圧印加部86は、例えば、矩形波状(パルス状)であり、直流電圧印加部85の出力する直流電圧を平均値(面積中心値)とする交流電圧を出力する回路である。そして、交流電圧印加部86は、Vpp制御部88およびデューティ比/周波数制御部89を有する。Vpp制御部88は、交流電圧のピーク間電圧(ピークトゥピーク)をCPU11の指示に応じて制御する。また、デューティ比/周波数制御部89は、交流電圧のデューティ比および周波数をCPU11の指示に応じて制御する。
The AC
例えば、交流電圧印加部86は、スイッチング素子等を備え、出力の正負をスイッチングにより反転させ、交流電圧を出力する。そして、デューティ比/周波数制御部89は、例えば、交流電圧印加部86の出力の正負のスイッチングのタイミングを制御することで、交流電圧のデューティ比や周波数を制御することができる。また、Vpp制御部88は、現像ローラ81に印加すべき交流電圧のピーク間電圧とデューティ比とに基づき、電源装置16から入力される直流電圧の昇降圧等により、交流電圧における正側のピーク値と負側のピーク値を、CPU11の指示に応じ、可変させる。また、尚、交流電圧印加部86の構成や、交流電圧のピーク間電圧、デューティ比、周波数を可変させる構成は、ピーク間電圧、デューティ比、周波数を変化できればよい。
For example, the AC
そして、交流電圧印加部86内には、例えば、昇圧用トランス等による昇圧回路を出力段に備えることができ、昇圧後の直流と交流の重畳された現像バイアスが、例えば、現像ローラ81のローラ軸811に印加される。これにより、スリーブ812にも現像バイアスが印加され、スリーブ812に担持される帯電トナーが感光体ドラム9へ飛翔する。
In the AC
検出部14は、現像ローラ81と感光体ドラム9間での放電発生時に流れる電流を電圧に変換する検出回路14aと、変換された電圧信号を増幅し、放電検出信号としてCPU11に出力するアンプ15とで構成される。CPU11は、アンプ15からの放電検出信号をA/D変換する。このA/D変換されたアンプ15の出力から、CPU11は、発生した放電の大きさ(現像ローラ81と感光体ドラム9間に流れた電流の大きさ)を認識することができる。
The
(プリンタ1のハードウェア構成)
次に、図4に基づき、本発明の実施形態に係るプリンタ1のハードウェア構成を説明する。図4は、本発明の実施形態に係るプリンタ1のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
(Hardware configuration of printer 1)
Next, the hardware configuration of the
図4に示すように、本実施形態に係るプリンタ1は、内部に制御部10を有する。制御部10は、プリンタ1の各部を制御し、検出部14の出力が入力され放電発生を認識する。例えば、制御部10は、CPU11、記憶部12等から構成される。CPU11は、中央演算処理装置であり、記憶部12に格納され、展開される制御プログラムに基づきプリンタ1の各部の制御や演算を行う。
As shown in FIG. 4, the
記憶部12は、ROM、RAM、フラッシュROM等の不揮発性と揮発性の記憶装置の組み合わせで構成される。例えば、記憶部12は、プリンタ1の制御プログラム、制御データ等を記憶する。尚、本発明に関し、放電検出や現像ローラ81に印加する交流電圧の設定用プログラムや、放電検出用の閾値TH1、TH2(詳細は後述)も記憶部12は記憶する。また、計時部11aは、プリンタ1の制御に必要な時間を計時する。
The
そして、制御部10は、シート供給部2a、搬送路2b、画像形成部3、露光装置4、中間転写部5、定着装置6、操作パネル13等と接続され、記憶部12の制御プログラムやデータに基づき、適切に画像形成が行われるように各部の動作を制御する。また、制御部10は、モータMとも接続され、モータMへの電力供給のON/OFFを制御して、回転駆動力の供給を制御し、感光体ドラム9、現像ローラ81等の回転を制御する。
The
尚、図4に示す操作パネル13は、例えば、プリンタ1の正面上方に設けられ、液晶画面を有し、種々の設定情報、警告等を表示する。また、操作パネル13は、種々の操作ボタンを有し、ユーザからの操作を受け付ける。また、制御部10には、印刷を行う画像データの送信元となるユーザ端末100(パーソナルコンピュータ等)等が接続され、制御部10は、受信した画像データを画像処理し、露光装置4に送信し、露光装置4はその画像データに基づき、感光体ドラム9に静電潜像を形成する。また、図4に示す、磁気ローラバイアス印加部84は、磁気ローラ82に、交流と直流を重畳した電圧を印加する回路である。また、帯電電圧印加部72は、帯電ローラ71に帯電用の電圧を印加する回路である。
Note that the
また、本発明に関し、制御部10(CPU11)は、検出部14(アンプ15)が接続される。また、本発明の実施時、CPU11は、現像ローラ81に印加する交流電圧のピーク間電圧等を段階的に変える指示を交流電圧印加部86に与え、検出部14(アンプ15)の出力から放電発生の有無の検出や、放電の大きさを判断する。そして、放電の発生を検出した場合、制御部10は、その時の直流電圧や交流電圧のピーク間電圧等の値に基づき、放電発生時の感光体ドラム9と現像ローラ81間の電位差を把握し、画像形成時に放電が生じないように、画像形成動作時に印加すべき現像バイアスを決定する。尚、現像バイアスの設定値は記憶部12に記憶される。
In addition, regarding the present invention, the control unit 10 (CPU 11) is connected to the detection unit 14 (amplifier 15). When the present invention is carried out, the
(放電発生検出動作、および、現像ローラ81に印加する交流電圧の設定)
次に、図5および図6に示すタイミングチャートで、感光体ドラム9と現像ローラ81間での放電の発生検出動作の一例を説明する。図5は、本発明の実施形態に係る放電発生検出動作の概略を説明するためのタイミングチャートである。図6は、本発明の実施形態に係る現像ローラ81に印加する交流電圧の詳細を説明するタイミングチャートである。尚、この放電発生検出動作は、各画像形成部3について、1つずつ順に行われる。
(Discharge occurrence detection operation and setting of AC voltage applied to developing roller 81)
Next, an example of the operation for detecting the occurrence of discharge between the
まず、図5に基づき、放電発生検出動作の概略を説明する。尚、図5での、「現像ローラ(交流)」は、交流電圧印加部86が現像ローラ81に交流電圧を印加するタイミングを示す。「Vpp」は、現像ローラ81へ印加する交流電圧のピーク間電圧の大きさの変化を示す。「現像ローラ(直流)」は、直流電圧印加部85が直流電圧を出力するタイミングを示す。「磁気ローラ(交流)」は、磁気ローラバイアス印加部84(図4参照)が磁気ローラ82に交流電圧を印加するタイミングを示す。「磁気ローラ(直流)」は磁気ローラバイアス印加部84が磁気ローラ82に直流電圧を印加するタイミングを示す。
First, an outline of the discharge occurrence detection operation will be described with reference to FIG. Note that “developing roller (AC)” in FIG. 5 indicates the timing at which the AC
また、「帯電ローラ」は、帯電装置7が感光体ドラム9を帯電させるタイミングを示す。「同期信号」は、露光装置4の受光素子(不図示)が出力する同期用信号である。「露光」は、露光装置4での感光体ドラム9の露光(レーザ光照射)タイミングを示す。「放電検出(検出部出力)」は、検出部14による放電発生検出タイミングを示す。
“Charging roller” indicates the timing at which the
〈初期動作〉
本発明に係る放電発生検出動作が開始されると、感光体ドラム9、現像ローラ81、中間転写ベルト52等が回転を開始した後、初期動作では、現像ローラ81と磁気ローラ82にそれぞれ、交流と直流の電圧が印加される。この初期動作での磁気ローラ82への電圧印加により、少量のトナーが磁気ローラ82から現像ローラ81に供給される。放電発生検出では、基本的に、現像ローラ81にトナーを担持させないが、全くトナーを担持させないと、感光体ドラム9とこれに接する回転部材(中間転写ベルト52等)との摩擦が大きくなりすぎる等、弊害があるので、若干量、感光体ドラム9にトナーが供給される。初期動作の後、準備状態に移行する。
<Initial operation>
When the discharge generation detecting operation according to the present invention is started, after the
〈準備状態〉と〈デフォルト測定〉
準備状態では、帯電装置7による感光体ドラム9への帯電が開始される。尚、放電発生検出動作が終了するまで、帯電装置7に印加される電圧はONのままである。また、現像ローラ81に印加する交流電圧のピーク間電圧が測定するピーク間電圧にまで高められる。次に、デフォルト測定に移行し、放電の検出有無を確かめる。尚、デフォルト測定は、検出部14等、部材設置位置や回路等の異常発見のため行われる。デフォルト測定の後、条件変更状態(1回目)に移行する。
<Preparation state> and <Default measurement>
In the ready state, charging of the
〈条件変更状態〉
条件変更状態となった場合、現像ローラ81に印加する交流電圧のピーク間電圧を段階的に上昇させる。そして、条件変更状態の途中で、露光装置4の露光の開始の目安となる同期信号がHighとなる。同期信号のHigh後に、放電検出状態(1回目)に移行する。
<Condition change state>
When the condition is changed, the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the developing
〈放電検出状態〉
放電検出状態では、現像ローラ81に対し現像バイアスが印加され、露光装置4が露光を継続して行う(感光体ドラム9全面の露光)。尚、本実施形態のプリンタ1では、トナーと感光体ドラム9の帯電極性が正極性であり、露光部分にトナーがのるので、継続した露光は、ベタ塗り画像の静電潜像形成と同じである。従って、放電検出状態では、例えば、制御部10から露光装置4に、ベタ塗りの画像データが送り込まれる(ベタ塗りの画像データは、例えば、記憶部12が記憶)。
<Discharge detection status>
In the discharge detection state, a developing bias is applied to the developing
この時、放電検出状態は、一定時間続き、CPU11へのアンプ15の入力から放電発生を認識しない場合等、条件変更状態に移行する。条件変更状態では、再び、制御部10は、交流電圧印加部86に指示し、交流電圧のピーク間電圧の変更指示を出す。これにより、次回以降の放電検出状態では、前回よりも現像ローラ81に印加される交流電圧のピーク間電圧が高い状態で、放電の有無が確認される。以後、放電する交流電圧を認定するまで、条件変更状態と放電検出状態が繰り返され、繰り返しの間、段階的に一定の刻み幅で現像ローラ81に印加する交流電圧のピーク間電圧が基本的に高められる。尚、図5では、n回目の放電検出状態で、放電が検出されたことを示す。
At this time, the discharge detection state continues for a certain time, and shifts to a condition change state, for example, when the occurrence of discharge is not recognized from the input of the
次に、図6に基づき、放電検出状態での現像ローラ81への電圧の印加について説明する。尚、図6では、上段に画像形成時のタイミングチャートを、下段に、放電検出状態のタイミングチャートを示している。
Next, application of a voltage to the developing
まず、画像形成時のタイミングチャートにおける矩形波は、現像ローラ81に印加される現像バイアス(交流+直流)の波形の一例である。そして、「Vdc1」は、直流電圧印加部85のバイアスの電位を示す。「V0」は、感光体ドラム9の露光装置4による露光後の電位(ほぼ0V=明電位)を示す。「V1」は、感光体ドラム9の帯電後の電位(露光しない部分の電位=暗電位。例えば、200〜300V程度)を示す。「V+1」は、V0と、画像形成時の現像バイアスのプラス側ピークとの電位差を示す。「V−」は、V1と現像バイアスのマイナス側ピークとの電位差を示す。「Vpp1」は、画像形成時の現像ローラ81に印加する交流電圧のピーク間電圧を示す。また、「T1」は、矩形波におけるプラス側時間である。「T01」は、矩形波の周期を示す。
First, the rectangular wave in the timing chart at the time of image formation is an example of the waveform of the developing bias (AC + DC) applied to the developing
一方、放電発生検出時のタイミングチャートにおける矩形波は、放電有無検出時に、現像ローラ81に印加される現像バイアスの波形を示す。「Vdc2」は、検出時の直流電圧印加部85のバイアスの電位を示す。また、「V0」は、図6上段と同様、感光体ドラム9の露光装置4による露光後の電位(ほぼ0V)を示す。「V+2」は、検出時の現像バイアスのプラス側ピークとV0との電位差を示す。「Vpp2」は、検出時の現像ローラ81に印加する交流電圧のピーク間電圧を示す。「T2」は、矩形波におけるプラス側時間である。「T02」は、矩形波の周期である。
On the other hand, a rectangular wave in the timing chart when the occurrence of discharge is detected indicates the waveform of the developing bias applied to the developing
放電発生検出時、CPU11の指示により、出力制御部87は直流電圧印加部85の出力を、放電発生検出用の設定値Vdc2(例えば、100V〜200V)に設定する。また、CPU11の指示で、Vpp制御部88は交流電圧印加部86の出力する交流電圧のVpp2を設定する。また、CPU11の指示で、デューティ比/周波数制御部89は、交流電圧印加部86の出力する交流電圧のデューティ比D2(周期T02に対するプラス側時間T2の比、T2/T02)を放電発生検出用の設定値に設定し、交流電圧印加部86の出力する交流電圧の周波数f2(=1/T02)を放電発生検出用の設定値に設定する(図6下段)。
At the time of detecting the occurrence of discharge, the
ここで、デューティ比D2は、画像形成時のデューティ比D1(周期T01に対するプラス側時間T1の比、T1/T01)より小さく設定される(例えば、D1=40%、D2=30%)。そして、周波数f2は、交流電圧のプラス側時間が画像形成時と放電発生検出時とで同じとなるよう(T1=T2)、設定される(例えば、D1=40%、D2=30%の場合、画像形成時の周波数f1=4kHzであれば、f2=3kHz)。 Here, the duty ratio D2 is set to be smaller than the duty ratio D1 at the time of image formation (ratio of the positive side time T1 to the period T01, T1 / T01) (for example, D1 = 40%, D2 = 30%). The frequency f2 is set so that the positive time of the AC voltage is the same when the image is formed and when the discharge is detected (T1 = T2) (for example, when D1 = 40% and D2 = 30%) If the frequency f1 = 4 kHz during image formation, f2 = 3 kHz).
尚、バイアスの放電発生検出用の設定値Vdc2は、画像形成時の設定値Vdc1よりも高く設定することが望ましい。トナーは正極性に帯電し、放電発生検出時に磁気ローラ82から現像ローラ81に供給されるトナーの量を抑えることができるからである。
It should be noted that the setting value Vdc2 for detecting the occurrence of bias discharge is desirably set higher than the setting value Vdc1 at the time of image formation. This is because the toner is positively charged, and the amount of toner supplied from the
(放電発生検出動作の制御の流れ)
次に、図7および図8に基づき、本発明の実施形態に係るプリンタ1の放電発生検出動作の制御の流れの一例を説明する。図7および図8は、本発明の実施形態に係るプリンタ1の放電発生検出動作の制御の流れの一例を示すフローチャートである。尚、このフローチャートは、1つの画像形成部3に対する制御であり、全色行う場合、本実施形態では、4回繰り返される。
(Flow of control of discharge occurrence detection operation)
Next, an example of the control flow of the discharge occurrence detection operation of the
尚、この放電発生検出動作は、例えば、初期不良発見や初期設定として製造時や、プリンタ1の設置時、現像装置8や感光体ドラム9の交換時に行える。また、プリンタ1の設置時に行うのは、設置環境の標高によって気圧が変化し(例えば、日本国内とメキシコの高地との差)、放電が発生する電圧に差があるためである。現像装置8等の交換時に行うのは、感光体ドラム9と現像ローラ81とのギャップが交換前と変わるためである。尚、上記の例に限られず、例えば、プリンタ1が一定枚数を印刷するごとに行っても良いし、実施タイミングは、適宜設定することが可能である。
This discharge occurrence detection operation can be performed, for example, at the time of manufacturing as initial defect detection or initial setting, when the
まず、操作パネル13において所定の操作がされ、放電発生検出動作が開始されると(スタート)、CPU11の指示で、不図示の駆動機構により、感光体ドラム9、現像ローラ81、磁気ローラ82、中間転写ベルト52等の画像形成部3と中間転写部5での各種回転体の回転が開始される(ステップS1)。この各回転体の駆動は、放電発生検出動作が終了するまで継続する。尚、放電発生検出動作では、基本的に、現像ローラ81はトナーを担持しない。次に、図5で説明した初期動作が行われる(ステップS2)。次に、図5で説明した準備状態に移行し(ステップS3)、例えば、CPU11の指示により、帯電電圧印加部72が、帯電装置7に電圧印加を開始する。
First, when a predetermined operation is performed on the
次に、図5で説明したデフォルト測定が行われる(ステップS4)。この時、CPU11は、検出部14の出力に基づき放電発生の有無を確認する(ステップS5)。このデフォルト測定は、放電が到底発生しないという状態(例えば、現像ローラ81へ印加する交流電圧の大きさが極めて低い等)で行われ、デフォルト測定で放電発生を検出すれば(ステップS5のNo)、ギャップの異常や検出部14等のハードの異常が考えられる。この場合、操作パネル13等にエラー表示(ステップS6)を行って、放電発生検出動作は終了する(エンド)。
Next, the default measurement described in FIG. 5 is performed (step S4). At this time, the
一方、デフォルト測定で放電発生を検出しなければ(ステップS5のYes)、図5で説明した条件変更状態に移行し、CPU11の指示で、Vpp制御部88が、交流電圧印加部86の出力する交流電圧のピーク間電圧を現状より所定の刻み幅ΔV1(例えば、30〜100Vなど)だけ増加させる設定が行われる(ステップS7)。
On the other hand, if the occurrence of discharge is not detected in the default measurement (Yes in step S5), the process shifts to the condition change state described in FIG. 5, and the
そして、次に、放電検出状態に移行し、具体的には、ΔV1だけピーク間電圧を増加させた交流電圧を現像ローラ81に印加し、CPU11の指示により所定時間露光が行われ、その間、CPU11はアンプ15の出力電圧(放電検出信号)が所定の閾値TH1を越えた回数をカウントする(ステップS8)。ここでの放電検出状態の時間は、感光体ドラム9が少なくとも2回転する時間(例えば、2回転分の時間)がとられる。また、現像ローラ81は、感光体ドラム9よりも半径が小さく周長が短いので(図3等参照)、感光体ドラム9が少なくとも2回転する間に、それよりも多く回転する(例えば、感光体ドラム9が2回転する間に現像ローラ81が5回転する)。尚、放電検出状態の時間は予め記憶部12に記憶させておき、計時部11aが計時すればよい。
Then, the state shifts to a discharge detection state. Specifically, an AC voltage whose peak-to-peak voltage is increased by ΔV1 is applied to the developing
そして、CPU11はカウント数が何回であるかを確認し(ステップS9)、もし0回であれば、放電は発生しなかったとして、現状のピーク間電圧が設定可能な最大値(例えば、1500〜3000V)に達しているかをCPU11が確認し(ステップS10)、達していれば(ステップS10のYes)、ステップS18(図8)に移行する(詳細は後述)。達していなければ(ステップS10のNo)、ステップS7に戻る。
Then, the
また、ステップS9で、カウント数が2回以上であれば、放電が発生したとして、後述するステップS13(図8)に移行する。通常、感光体ドラム9は、基体の製造時の誤差や、感光層(例えば、アモルファスシリコンや有機感光体)等の形成時の条件等により、理想的な円筒形や円柱形からの「振れ(ずれ)」がある。また、現像ローラ81も、製造時の誤差等で、「振れ」がある。従って、放電の発生に影響するギャップの長さは、厳密には感光体ドラム9や現像ローラ81の回転中も変化する。そして、放電は、感光体ドラム9や現像ローラ81での振れが大きい部分が、対向部分に到り、ギャップが短くなった時に生じやすくなるところ、放電検出状態中、感光体ドラム9は少なくとも2回転し、現像ローラ81はそれよりも多く回転するので、振れが大きい部分を少なくとも2回、対向部分に到達させることができる。即ち、放電が発生する場合、2回以上は放電が検出される可能性が高い。
In step S9, if the count is 2 or more, it is determined that a discharge has occurred, and the process proceeds to step S13 (FIG. 8) described later. In general, the
また、ステップS9で、カウント数が1回であれば、ノイズが発生したのか、放電が発生したのか不明であるとして、ステップS11に移行する。ここでは、放電検出状態に移行し、具体的には、ステップS8と同じ交流電圧を現像ローラ81に印加し、CPU11の指示により所定時間露光が行われ、その間、CPU11はアンプ15の出力電圧(放電検出信号)が所定の閾値TH2を越えた回数をカウントする(ステップS11)。ここでの放電検出状態の時間は、ステップS8と同様に、感光体ドラム9が少なくとも2回転する時間がとられる。また、閾値TH2は、ステップS8での閾値TH1よりも小さくする。具体的には、閾値TH2は、閾値TH1の90%〜50%程度となるようにすればよい(例えば、TH1=1.0Vに対して、TH2=0.5V等)。
In step S9, if the count number is 1, it is unknown whether noise has occurred or discharge has occurred, and the process proceeds to step S11. Here, the state shifts to a discharge detection state. Specifically, the same AC voltage as in step S8 is applied to the developing
そして、CPU11はカウント数が何回であるかを確認し(ステップS12)、1回以下であれば、ステップS9でカウント数が1回であったのはノイズのためであり、放電は発生しなかったとして、ステップS10に移行する。また、ステップS12で、カウント数が2回以上であれば、放電が発生したとして、ステップS13(図8)に移行する。
Then, the
例えば、ステップS8の放電検出状態で、図9(A)のように、放電は発生しないが検出部14の出力電圧(放電検出信号)に閾値TH1を越えるノイズが発生したとする。すると、ステップS9でカウント数が1回となり、ステップS11の放電検出状態に移行する。ここでも同様のノイズが発生したとすると、閾値TH1よりも小さな閾値TH2をノイズが越えるので、ステップS12でカウント数は1回となり、放電は発生しなかったとして、ステップS10に移行する。また、ステップS11の放電検出状態でノイズが発生しなければ、放電検出信号は閾値TH2を越えないので、ステップS12でカウント数は0回となり、やはり放電は発生しなかったとして、ステップS10に移行する。このように、放電検出状態でノイズが発生しても、放電が発生したと誤検出することを防げる。
For example, in the discharge detection state in step S8, as shown in FIG. 9A, it is assumed that noise does not occur but noise exceeding the threshold TH1 occurs in the output voltage (discharge detection signal) of the
また、例えば、ステップS8の放電検出状態で、図9(B)のように、放電が4回発生したが、放電が微少放電で、検出部14の出力電圧(放電検出信号)のピークの1つだけが閾値TH1を越えたとする。すると、ステップS9でカウント数が1回となり、ステップS11の放電検出状態に移行する。ここでも、同様に微少放電が発生するが、検出部14の出力電圧の4つのピークが閾値TH1よりも小さな閾値TH2を越えたとする。すると、ステップS12のカウント数は4回で2回以上となり、放電が発生したとして、ステップS13に移行する。このように、放電検出状態で微少放電が発生したが、閾値TH1との比較では放電が発生したのか、ノイズが発生したのか不明である場合でも、閾値TH1を小さくした閾値TH2との比較により、微少放電が発生したことを検出できる。
Further, for example, in the discharge detection state in step S8, as shown in FIG. 9B, the discharge occurred four times, but the discharge was very small, and the peak of the output voltage (discharge detection signal) of the
次に、ステップS13では、CPU11の指示でVpp制御部88は、交流電圧印加部86が現像ローラ81に印加する交流電圧のピーク間電圧を、現状より所定の刻み幅ΔV1だけ減少させ(ステップS13)、さらに所定の刻み幅ΔV2だけ増加させた値に設定する(ステップS14)。ここで、所定の刻み幅ΔV2は、所定の刻み幅ΔV1を分割したものとできる(例えば、ΔV1=50Vであれば、ΔV2=10V等)。言い換えると、放電が発生するピーク間電圧をより細かく探し当てるため、1段階戻って放電発生検出におけるピーク間電圧の段階的な変化の刻み幅を小さくする。
Next, in step S13, the
その後、放電検出状態に移行し、具体的には、ΔV2だけピーク間電圧を増加させた交流電圧を現像ローラ81に印加し、CPU11の指示により所定時間露光が行われ、その間、CPU11はアンプ15の出力電圧(放電検出信号)が所定の閾値TH1を越えた回数をカウントする(ステップS15)。ここでの放電検出状態の時間は、ステップS8と同様に、感光体ドラム9が少なくとも2回転する時間(例えば、2回転分の時間)がとられる。言い換えると、刻み幅ΔV1でのピーク間電圧の段階的な変更の際、放電が検出されれば、より詳細に、放電が発生するピーク間電圧を得るため、刻み幅ΔV2で、放電が検出されるまで、放電検出状態と条件変更状態とが繰り返される。
Thereafter, the state shifts to a discharge detection state. Specifically, an AC voltage whose peak-to-peak voltage is increased by ΔV2 is applied to the developing
次に、カウント数が1回以上であるかを確認し(ステップS16)、0回であれば(ステップS16のNo)、放電は発生しなかったとして、現在のピーク間電圧が先に放電を検出したピーク間電圧に達しているかをCPU11が確認する(ステップS17)。もし達していれば(ステップS17のYes)、ステップS18に移行する。もし、達していなければ(ステップS17のNo)、ステップS14に戻る。一方、カウント値が1回以上であれば(ステップS16のYes)、CPU11は、現在のピーク間電圧のときに放電が発生すると認定し、ステップS18に進む。
Next, it is confirmed whether the count number is 1 or more (step S16). If it is 0 (No in step S16), it is assumed that no discharge has occurred, and the current peak-to-peak voltage is discharged first. The
次に、ステップS18について、詳述する。放電発生検出時(ステップS16のYes、ステップS17のYes)や、設定可能な最大ピーク間電圧でも検出できなかった場合(ステップS10のYes)、CPU11は、放電が発生すると認めたピーク間電圧Vpp2、または最大ピーク間電圧、周波数f2、デューティ比D2、バイアス設定値Vdc2から、図6下段に示す電位差V+2(放電検出時または設定可能な最大値でのVpp2印加時の感光体ドラム9と現像ローラ81間の電位差)を求める(ステップS18)。
Next, step S18 will be described in detail. When the discharge occurrence is detected (Yes in step S16, Yes in step S17), or even if the maximum peak-to-peak voltage that can be set cannot be detected (Yes in step S10), the
ここで、V+2は容易に求めることができる。CPU11は、ピーク間電圧の大きさを指定してVpp制御部88に指示を出す。従って、制御部10は、放電発生を検出した場合、その時のVpp2を把握している。そして、設定値としてのデューティ比D2と、Vdc2を基準として、正側の面積と負側の面積を等しくすることに基づき、プラス側ピーク値とVdc2の電位差が求められる。この電位差に、Vdc2とV0との電位差(V0は、ほぼ0Vなので、Vdc2と扱える)を加えれば、V+2が求められる。
Here, V + 2 can be easily obtained.
具体的には、放電発生検出動作時のVpp2は、段階的に変更されVpp2の大きさはある程度決まっており、デューティ比D2、バイアス設定値Vdc2を一定とすれば、各Vpp2の大きさに応じ、予めV+2を算出しておき、ルックアップテーブルとしてデータ化し、CPU11がそのテーブルを参照し、V+2が求められても良い。尚、このテーブルは、例えば、記憶部12に記憶しておけばよい。
Specifically, Vpp2 at the time of discharge occurrence detection operation is changed in stages, and the magnitude of Vpp2 is determined to some extent. If the duty ratio D2 and the bias setting value Vdc2 are constant, the Vpp2 depends on the magnitude of each Vpp2. Alternatively, V + 2 may be calculated in advance, converted into data as a lookup table, and the
次に、CPU11は、図6上段に示したV+1と、V−がいずれも求められたV+2よりも小さくなるように、画像形成時に現像ローラ81に印加する交流電圧のピーク間電圧Vpp1を設定する(ステップS19)。具体的に、Vpp1の決定方法は多様であるが、例えば、V+1とV−をV+2よりも、どれほど小さくすれば放電が発生しないか(マージンをどれほどとるべきか)は、使用トナーにより異なる等の事情から、開発時の実験に基づき、例えば、求められたV+2に対し、画像形成時に放電が発生しないと認められるVpp1の値をテーブル化し、CPU11がそのテーブルを参照し、Vpp1が定められても良い。尚、このテーブルも記憶部12に記憶しておけばよい。これにより、画像形成時、放電が発生しないできるだけ大きな交流電圧を印加できる。
Next, the
要するに、本実施形態のプリンタ1では、放電発生検出時に放電が発生したことを検出した場合、制御部10は、放電発生時に現像ローラ81に印加していた交流電圧に対する感光体ドラム9と現像ローラ81間の電位差を求め、画像形成時における現像ローラ81と感光体ドラム9の表面電位の電位差が上記求めた電位差よりも小さくなるように、画像形成時に現像ローラ81に印加すべき交流電圧を定めるのである。
In short, in the
そして、このVpp1の設定が完了すれば、放電発生検出と画像形成時のVpp1の設定は終了する(エンド)。このように、本発明によれば、現像効率が高く、かつ、画像形成時に放電が発生しない、現像ローラ81に印加すべきVpp1を自動的に設定することができる。
When the setting of Vpp1 is completed, the detection of discharge occurrence and the setting of Vpp1 at the time of image formation are completed (END). As described above, according to the present invention, it is possible to automatically set Vpp1 to be applied to the developing
次に、他の実施形態について説明する。上記実施形態では、一定の値を有する閾値(絶対閾値)を例に挙げて説明したが、相対閾値(電圧値の変化率)を用いて放電の発生を検出しても良い。即ち、制御部10は、検出部14から制御部10に向けて出力される信号の変化を監視し、放電検出信号の電圧値の変化率を演算(例えば、CPU11が演算)し、閾値は、放電検出信号の電圧値の変化率に対するものとする。
Next, another embodiment will be described. In the above embodiment, the threshold value having a constant value (absolute threshold value) has been described as an example. However, the occurrence of discharge may be detected using a relative threshold value (voltage value change rate). That is, the
ここで、検出回路14aが直流電圧印加部85や交流電圧印加部86等に接続され、これらの印加部等の影響を受ける場合や、ノイズの影響や、検出回路14aの回路構成等により、検出部14から制御部10への信号線での電圧が変動する(安定しない)場合があり得る。従って、絶対閾値では、正確に放電を検出できない場合がある。このような場合でも、相対閾値を用いれば、放電により電流が発生し、検出部14から制御部10への信号線の状態の大きな変化が生じた場合に、制御部10は、放電が発生したと認識する。従って、制御部10は、正確に放電の発生を検出することができる。
Here, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 The embodiment of the present invention has been described above, but the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、上記実施形態では、放電検出状態において感光体ドラム9を全面露光させてほぼ表面を0Vとし、現像ローラ81に印加する交流電圧のプラス側ピークとの電位差により放電を発生させるようにしていたが、放電検出状態において感光体ドラム9を正帯電だけさせて露光は行わず、現像ローラ81に印加する交流電圧のマイナス側ピークとの電位差により放電を発生させるようにしてもよい。この場合、放電電流は上記実施形態と逆方向に流れ、放電検出信号の正負も上記実施形態と逆となるので、閾値TH1および閾値TH2の正負を上記実施形態と逆にすればよい。つまり、閾値TH2は、閾値TH1よりも0Vへ近づく方向(絶対値が小さくなるよう)に変更された閾値となる。
For example, in the above-described embodiment, the entire surface of the
本発明は、感光体ドラムと現像ローラを有し、現像ローラに現像バイアスを印加する画像形成装置に利用可能である。 The present invention is applicable to an image forming apparatus that includes a photosensitive drum and a developing roller and applies a developing bias to the developing roller.
1 プリンタ(画像形成装置)
3(3a、3b、3c、3d) 画像形成部
8(8a、8b、8c、8d) 現像装置
81(81a、81b、81c、81d) 現像ローラ
85 直流電圧印加部
86 交流電圧印加部
9(9a、9b、9c、9d) 感光体ドラム
10 制御部
11 CPU(制御部10の一部)
14 検出部
1 Printer (image forming device)
3 (3a, 3b, 3c, 3d) Image forming unit 8 (8a, 8b, 8c, 8d) Developing device 81 (81a, 81b, 81c, 81d) Developing
14 detector
Claims (4)
前記感光体ドラムにギャップが設けられつつ対向し、画像形成時にトナーを担持し、前記感光体ドラムへのトナーの供給のため、交流電圧印加部が接続される現像ローラと、
装置の各部を制御する制御部と、
前記現像ローラと前記感光体ドラム間での放電発生時に流れる電流を電圧に変換し、その電圧を放電検出信号として前記制御部に出力する検出部と、を有し、
前記制御部が前記現像ローラに印加する交流電圧の1段階の変更を前記交流電圧印加部に指示し、前記交流電圧印加部が交流電圧を前記現像ローラに、前記感光体ドラムおよび前記現像ローラが少なくとも2回転する時間だけ印加する間、前記制御部は、前記検出部が出力する放電検出信号が第1の閾値を越える回数を計数し、
その計数結果が1回であると、前記交流電圧印加部は直前に印加した交流電圧と同じ交流電圧を前記現像ローラに、前記感光体ドラムおよび前記現像ローラが少なくとも2回転する時間だけ印加し、その印加中、前記制御部は、前記検出部が出力する放電検出信号が前記第1の閾値より絶対値が小さくなるよう変更した第2の閾値を越える回数を計数し、
放電検出信号が前記第2の閾値を越えた回数の計数結果が1回以下である場合、前記制御部は、放電は発生しなかったと認識し、
一方、放電検出信号が前記第2の閾値を越えた回数の計数結果が2回以上である場合、前記制御部は、放電が発生したと認識することを特徴とする画像形成装置。 A photosensitive drum carrying a toner image on its peripheral surface;
A developing roller that faces the photoconductor drum with a gap, carries a toner during image formation, and is connected to an AC voltage application unit for supplying the toner to the photoconductor drum;
A control unit for controlling each part of the device;
A detection unit that converts a current that flows when a discharge occurs between the developing roller and the photosensitive drum into a voltage, and outputs the voltage to the control unit as a discharge detection signal;
The control unit instructs the AC voltage applying unit to change the AC voltage applied to the developing roller in one step, the AC voltage applying unit applies the AC voltage to the developing roller, and the photosensitive drum and the developing roller include During the application for at least two rotations, the control unit counts the number of times that the discharge detection signal output by the detection unit exceeds the first threshold value,
If the counting result is once, the AC voltage application unit applies the same AC voltage as the AC voltage applied immediately before to the developing roller for a time during which the photosensitive drum and the developing roller rotate at least twice, During the application, the control unit counts the number of times that the discharge detection signal output from the detection unit exceeds the second threshold value changed so that the absolute value becomes smaller than the first threshold value,
If the count result of the number of times the discharge detection signal exceeds the second threshold is 1 or less, the control unit recognizes that no discharge has occurred,
On the other hand, when the count result of the number of times the discharge detection signal exceeds the second threshold is 2 or more, the control unit recognizes that a discharge has occurred.
前記第1の閾値および前記第2の閾値は、放電検出信号の電圧値の変化率に対するものであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The control unit monitors the change in the discharge detection signal output from the detection unit toward the control unit, calculates the rate of change in the voltage value of the discharge detection signal,
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first threshold value and the second threshold value are for a change rate of a voltage value of a discharge detection signal. 5.
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|---|---|---|---|---|
| JP2015176008A (en) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Developing device and image forming apparatus including the same |
| JP2017102376A (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image formation device |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000098707A (en) * | 1998-09-21 | 2000-04-07 | Minolta Co Ltd | Developing device and image forming device using it |
| JP2001027837A (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Minolta Co Ltd | Image forming device |
| JP2005078015A (en) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Minolta Co Ltd | Image forming apparatus |
| JP2005164852A (en) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Seiko Epson Corp | Image forming apparatus, discharge detection method in the apparatus, and image forming method |
| JP2007114386A (en) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Ricoh Co Ltd | Voltage control method, charging device, image forming apparatus, and process cartridge |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000098707A (en) * | 1998-09-21 | 2000-04-07 | Minolta Co Ltd | Developing device and image forming device using it |
| JP2001027837A (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Minolta Co Ltd | Image forming device |
| JP2005078015A (en) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Minolta Co Ltd | Image forming apparatus |
| JP2005164852A (en) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Seiko Epson Corp | Image forming apparatus, discharge detection method in the apparatus, and image forming method |
| JP2007114386A (en) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Ricoh Co Ltd | Voltage control method, charging device, image forming apparatus, and process cartridge |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015176008A (en) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Developing device and image forming apparatus including the same |
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