JP2015022204A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on a sheet.
電子写真方式を利用した、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体(例えば、感光体ドラムや転写ベルト)上に形成された静電潜像にトナーを供給して該静電潜像を現像することにより、像担持体上にトナー像を形成する。 An image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using an electrophotographic system supplies toner to an electrostatic latent image formed on an image carrier (for example, a photosensitive drum or a transfer belt) to By developing the electrostatic latent image, a toner image is formed on the image carrier.
感光体ドラム上に静電潜像が形成されるためには、帯電器によって感光体ドラムの周面が均一帯電される。特許文献1には、感光体ドラムの帯電電位を均一化させるために、直流電圧に交流電圧が重畳された帯電バイアスが帯電器に印加される技術が開示されている。帯電バイアスを構成する交流電圧のピーク間電圧が徐々に増大されると、所定の変曲点をもって感光体ドラムの表面電位の増大が収束される。このため、前記変曲点以上のピーク間電圧をもって帯電バイアスが印加されることで、感光体ドラムの帯電電位が安定する。
In order to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum, the peripheral surface of the photosensitive drum is uniformly charged by the charger.
一方、交流電圧のピーク間電圧が過度に増大されると、オゾンの発生が促進される場合や、放電生成物が多く発生し感光体ドラムの周面に付着するという問題があった。特許文献2には、画像形成装置の印字動作前に、前記変曲点よりも低いピーク間電圧と前記変曲点よりも高いピーク間電圧とをそれぞれ帯電器に印加し、その際に流れる直流電流値から前記変曲点を導出する技術が開示されている。
On the other hand, when the peak-to-peak voltage of the AC voltage is excessively increased, there is a problem that generation of ozone is promoted or a large amount of discharge products are generated and adhere to the peripheral surface of the photosensitive drum. In
しかしながら、特許文献2に記載の技術では、変曲点を導き出すために、感光体ドラムに一時的に高い交流電圧が印加される。このため、感光体ドラムの膜破壊が生じることがあった。また、前記膜破壊を防止するために、感光体ドラムの膜厚を厚くする必要が生じるという課題があった。
However, in the technique described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、感光体ドラムに高い交流電圧が印加されることを抑止しつつ、画像形成時に帯電器に印加される電圧値を設定することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and sets a voltage value applied to a charger during image formation while suppressing application of a high AC voltage to a photosensitive drum. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of doing so.
本発明の一局面に係る画像形成装置は、回転駆動され、周面に静電潜像が形成されるとともにトナー画像を担持する、アモルファスシリコンからなる感光体ドラムと、前記感光体ドラムの前記周面に当接または近接して配置され、前記周面を帯電させる帯電器と、を含み、シートにトナー画像を形成する画像形成動作を実行する画像形成部と、前記感光体ドラムを回転駆動させる駆動部と、直流電圧に交流電圧が重畳された帯電バイアスを前記帯電器に印加するバイアス印加部と、前記バイアス印加部と前記帯電器との間を流れる直流電流を検出する電流計と、前記バイアス印加部を制御して、前記静電潜像が形成されるために前記帯電器に印加される画像形成用帯電バイアスを設定するバイアス制御部と、を有し、前記バイアス制御部は、前記感光体ドラムを回転させた状態で、予め設定された初期値から電圧値を増大させながら前記帯電器に直流電圧を印加し、前記電流計によって検出される直流電流値が所定の電流閾値を越えた際の前記直流電圧の値に2を乗じた電圧値を前記画像形成用帯電バイアスにおける前記交流電圧のピーク間電圧として設定することを特徴とする。 An image forming apparatus according to an aspect of the present invention includes a photosensitive drum made of amorphous silicon that is rotationally driven to form an electrostatic latent image on a peripheral surface and carries a toner image, and the circumference of the photosensitive drum. An image forming portion that performs an image forming operation for forming a toner image on a sheet, and rotates the photosensitive drum. A drive unit; a bias application unit that applies a charging bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage to the charger; an ammeter that detects a DC current flowing between the bias application unit and the charger; and A bias control unit that controls a bias application unit to set an image forming charging bias applied to the charger in order to form the electrostatic latent image, and the bias control unit includes: With the photosensitive drum rotated, a DC voltage is applied to the charger while increasing the voltage value from a preset initial value, and the DC current value detected by the ammeter has a predetermined current threshold. A voltage value obtained by multiplying the value of the DC voltage when exceeding by 2 is set as a peak-to-peak voltage of the AC voltage in the charging bias for image formation.
本構成によれば、バイアス制御部は、感光体ドラムを回転させた状態で、予め設定された初期値から電圧値を増大させながら帯電器に直流電圧を印加する。前記直流電圧が印加され、電流計によって検出される直流電流値が所定の電流閾値以上となると、前記直流電圧が放電開始電圧に至ったこととなる。そして、バイアス制御部は、前記直流電圧の値に2を乗じた電圧値を画像形成用帯電バイアスにおける交流電圧のピーク間電圧として設定する。この結果、帯電器に印加される交流電圧のピーク間電圧が、感光体ドラムの表面電位との関係における変曲点の近傍に設定される。したがって、帯電器に印加される交流電圧の設定動作において、前記変曲点よりも過剰に高い電圧が感光体ドラムに印加されることが防止される。 According to this configuration, the bias control unit applies a DC voltage to the charger while increasing the voltage value from a preset initial value while rotating the photosensitive drum. When the DC voltage is applied and the DC current value detected by the ammeter exceeds a predetermined current threshold, the DC voltage has reached the discharge start voltage. The bias control unit sets a voltage value obtained by multiplying the value of the DC voltage by 2 as a peak-to-peak voltage of the AC voltage in the image forming charging bias. As a result, the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charger is set near the inflection point in relation to the surface potential of the photosensitive drum. Therefore, in the setting operation of the AC voltage applied to the charger, a voltage excessively higher than the inflection point is prevented from being applied to the photosensitive drum.
上記の構成において、前記電流閾値は0であることが望ましい。 In the above configuration, the current threshold is preferably 0.
本構成によれば、帯電器に印加される交流電圧と感光体ドラムの表面電位との関係における変曲点近傍に、画像形成用帯電バイアスにおける交流電圧のピーク間電圧がより精度良く設定される。 According to this configuration, the peak-to-peak voltage of the AC voltage in the image forming charging bias is more accurately set near the inflection point in the relationship between the AC voltage applied to the charger and the surface potential of the photosensitive drum. .
上記の構成において、周囲の温湿度を検出する環境センサーと、予め温度および湿度の組み合わせに対する前記直流電圧の前記初期値の情報を格納する記憶部と、を更に有し、前記バイアス制御部は、前記環境センサーによって検出された温度および湿度に基づいて、前記記憶部に格納された前記初期値情報から、前記帯電器に印加される前記直流電圧の初期値を設定することが望ましい。 In the above configuration, an environmental sensor that detects ambient temperature and humidity, and a storage unit that stores in advance information on the initial value of the DC voltage for a combination of temperature and humidity, the bias control unit, It is desirable to set an initial value of the DC voltage applied to the charger from the initial value information stored in the storage unit based on the temperature and humidity detected by the environmental sensor.
本構成によれば、画像形成用帯電バイアスにおける交流電圧のピーク間電圧が設定されるにあたって、帯電器に印加される直流電圧の初期値が、周囲の温度および湿度に応じて設定される。このため、放電開始電圧により近い領域から前記直流電圧の印加を開始することができる。この結果、前記ピーク間電圧の設定動作が短時間で行われるとともに、前記設定動作において感光体ドラムに電圧が印加される時間が低減される。 According to this configuration, when the peak-to-peak voltage of the AC voltage in the image forming charging bias is set, the initial value of the DC voltage applied to the charger is set according to the ambient temperature and humidity. For this reason, application of the DC voltage can be started from a region closer to the discharge start voltage. As a result, the setting operation of the peak-to-peak voltage is performed in a short time, and the time during which the voltage is applied to the photosensitive drum in the setting operation is reduced.
上記の構成において、前記バイアス制御部は、前記画像形成部において前記画像形成動作が実行されていない非画像形成時に、前記交流電圧のピーク間電圧の設定動作を実行することが望ましい。 In the above configuration, it is preferable that the bias control unit executes the setting operation of the peak-to-peak voltage of the AC voltage during non-image formation when the image forming operation is not performed in the image forming unit.
本構成によれば、画像形成部において画像形成動作が実行されていないタイミングを利用して、交流電圧のピーク間電圧の設定動作を実行することができる。 According to this configuration, the setting operation of the peak-to-peak voltage of the AC voltage can be performed using the timing when the image forming operation is not performed in the image forming unit.
本発明によれば、感光体ドラムに高い交流電圧が印加されることを抑止しつつ、画像形成時に帯電器に印加される電圧値を設定することが可能な画像形成装置が提供される。 According to the present invention, there is provided an image forming apparatus capable of setting a voltage value to be applied to a charger during image formation while suppressing application of a high AC voltage to a photosensitive drum.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の内部構造を示す断面図である。ここでは、画像形成装置1として、プリンター機能と複写機能とを備えた複合機を例示するが、画像形成装置は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置であってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an internal structure of an
<画像形成装置の説明>
画像形成装置1は、略直方体形状の筐体構造を有する装置本体10と、装置本体10上に配置される自動原稿給送装置20とを備える。装置本体10の内部には、複写する原稿画像を光学的に読み取る読取ユニット25と、シートにトナー像を形成する画像形成部30と、前記トナー像をシートに定着させる定着部60と、画像形成部30へ搬送されるシートを貯留する給紙部40と、シートを給紙部40又は給紙トレイ46から画像形成部30及び定着部60を経由してシート排出口10Eまで搬送する搬送経路50と、この搬送経路50の一部を構成するシート搬送路を内部に有する搬送ユニット55とが収容されている。
<Description of Image Forming Apparatus>
The
画像形成部30は、シートにフルカラーのトナー画像を形成する画像形成動作(印字動作)を実行する。画像形成部30は、タンデムに配置されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)の各トナー像を形成する4つのユニット32Y、32M、32C、32Bkを含む画像形成ユニット32と、該画像形成ユニット32の上に隣接して配置された中間転写ユニット33と、中間転写ユニット33上に配置されたトナー補給部34とを含む。
The
各画像形成ユニット32Y、32M、32C、32Bkは、感光体ドラム321(像担持体)と、この感光体ドラム321の周囲に配置された、帯電ローラー322、露光器323、現像装置324、一次転写ローラー325及びクリーニング装置326とを含む。
Each of the
感光体ドラム321は、その軸回りに回転駆動され、その周面(表面)に静電潜像が形成されるとともに、トナー画像を担持する。本実施形態では、感光体ドラム321には、少なくともアモルファスシリコン(a−Si)系材料が用いられている。感光体ドラム321は、後記の駆動部84によって回転駆動される。感光体ドラム321は、像担持体として機能する。
The
帯電ローラー322は、感光体ドラム321の周面を均一に帯電させる。帯電ローラー322(帯電器)は、円筒形状からなるゴムローラーである。帯電ローラー322は、感光体ドラム321に当接し、感光体ドラム321に従動して回転する。なお、他の実施形態において、帯電ローラー322は感光体ドラム321に対して50ミクロンから0.1mm程度の間隔をおいて近接して配置されてもよい。この場合、帯電ローラー322は、感光体ドラム321とは別駆動とされ、不図示の駆動機構によって回転駆動される。帯電ローラー322には、後記のバイアス印加部80によって、直流電圧に交流電圧が重畳された帯電バイアスが印加される。この結果、感光体ドラム321の周面が帯電される。
The charging
露光器323は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム321の周面に、原稿画像の画像データに基づく光を照射して、静電潜像を形成する。
The exposure device 323 includes a laser light source and optical system devices such as a mirror and a lens, and forms an electrostatic latent image by irradiating the peripheral surface of the
現像装置324は、内部にトナーを収容し、感光体ドラム321上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム321の周面にトナーを供給する。現像装置324は、2成分現像剤用のものであり、スクリューフィーダー、磁気ローラー、及び現像ローラーを含む。図1に示されるように、各色の現像装置324は水平方向(左右方向)に隣接して配置される。
The developing
一次転写ローラー325は、中間転写ユニット33に備えられている中間転写ベルト331を挟んで感光体ドラム321とニップ部を形成し、感光体ドラム321上のトナー像を中間転写ベルト331上に一次転写する。クリーニング装置326は、クリーニングローラー等を有し、トナー像転写後の感光体ドラム321の周面を清掃する。
The
中間転写ユニット33は、中間転写ベルト331、駆動ローラー332及び従動ローラー333を備える。中間転写ベルト331は、駆動ローラー332及び従動ローラー333に架け渡された無端ベルトであって、該中間転写ベルト331の外周面には、複数の感光体ドラム321からトナー像が、同一箇所に重ねて転写される。中間転写ベルト331は図1では反時計回りに回転される。中間転写ベルト331は、像担持体として機能する。
The
駆動ローラー332の周面に対向して、二次転写ローラー35(転写部)が配置されている。二次転写ローラー35は、中間転写ベルト331からトナー像をシートに転写させる。駆動ローラー332と二次転写ローラー35とのニップ部は、中間転写ベルト331に重ね塗りされたフルカラーのトナー像をシートに転写する二次転写部となる。駆動ローラー332又は二次転写ローラー35のいずれか一方のローラーに、トナー像と逆極性の二次転写バイアス電位が印加され、他方のローラーは接地される。また、駆動ローラー332よりも、中間転写ベルト331の回転方向上流側の位置には、中間転写ベルト331の周面に対向する位置に、濃度センサー35Aが対向配置されている。濃度センサー35Aは、中間転写ベルト331上に形成されたトナー画像の濃度に応じた電気信号を出力する。
A secondary transfer roller 35 (transfer portion) is disposed to face the peripheral surface of the
トナー補給部34は、イエロー用トナーコンテナ34Y、マゼンタ用トナーコンテナ34M、シアン用トナーコンテナ34C、及びブラック用トナーコンテナ34Bkを含む。これらトナーコンテナ34Y、34C、34M、34Bkは、それぞれ各色のトナーを貯留するものであり、YMCBk各色に対応する画像形成ユニット32Y、32M、32C、32Bkの現像装置324に、図略の供給経路を通して各色のトナーを供給する。
The
給紙部40は、画像形成処理が施されるシートを収容する2段の給紙カセット40A、40Bを備える。これら給紙カセット40A、40Bは、装置本体10の前方から手前方向に引出可能である。給紙部40は、二次転写ローラー35に向かって搬送されるシートを収容する。給紙部40は、前述の現像装置324よりも下方に配置される。
The
定着部60は、シートにトナー像を定着させる定着処理を施す誘導加熱方式の定着装置であって、加熱ローラー61、定着ローラー62、加圧ローラー63、定着ベルト64及び誘導加熱ユニット65を含む。定着ローラー62に対して加圧ローラー63が圧接され、定着ニップ部が形成されている。加熱ローラー61及び定着ベルト64は誘導加熱ユニット65によって誘導加熱され、その熱を前記定着ニップ部に与える。シートが定着ニップ部を通過することで、シートに転写されたトナー像が当該シートに定着される。
The fixing
次に、画像形成装置1の電気的な構成について説明する。図2は、画像形成装置1の電気的なブロック図である。なお、図2では、図1と比較して感光体ドラム321と帯電ローラー322とが上下方向において反転して示されている。
Next, the electrical configuration of the
画像形成装置1は、装置本体10の内部に配置された各部の動作を制御する制御部90を備える。制御部90は、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)、CPUの作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)等から構成されている。制御部90は、前記CPUが前記ROMに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部91、印加電圧制御部92および記憶部93を備えるように機能する。また、制御部90には、前述の感光体ドラム321および帯電ローラー322に加え、バイアス印加部80、電流計83、環境センサー95および駆動部84が電気的に接続されている。
The
バイアス印加部80は、直流電圧に交流電圧が重畳された帯電バイアスを帯電ローラー322に印加する。バイアス印加部80は、交流定電圧電源81と直流定電圧電源82とを備える。このように、バイアス印加部80は、直流および交流電圧を印加可能な高圧電源から構成される。
The
電流計83は、バイアス印加部80の直流定電圧電源82と帯電ローラー322との間を流れる直流電流の値を検出する。電流計83によって検出された電流値は、後記の印加電圧制御部92によって参照される。
The
環境センサー95(図1)は、画像形成装置1の近傍の温湿度を検出する。環境センサー95は、装置本体10の左側の側壁の内壁部に配置されている。環境センサー95によって、画像形成部30の周辺の温湿度が検出される。
The environmental sensor 95 (FIG. 1) detects the temperature and humidity in the vicinity of the
駆動部84は、画像形成装置1の内部の各部材を駆動させる。駆動部84は、画像形成部30の感光体ドラム321や中間転写ベルト331および現像装置324の現像ローラーなどを回転駆動させるモーターである。
The
駆動制御部91は、画像形成装置1の画像形成動作に応じて、駆動部84を制御して、画像形成装置1の内部の各部材を回転駆動させる。
The
印加電圧制御部92(バイアス制御部)は、画像形成装置1の内部の各部材に印加されるバイアスを制御する。特に、印加電圧制御部92は、バイアス印加部80を制御して、感光体ドラム321に静電潜像が形成されるために帯電ローラー322に印加される画像形成用帯電バイアスを制御する。
The applied voltage control unit 92 (bias control unit) controls the bias applied to each member inside the
記憶部93は、予め温度および湿度の組み合わせに対して、印加電圧制御部92が制御する後記の直流電圧の初期値情報Vdc(A)を格納する。記憶部93が格納する初期値情報Vdc(A)については後記で詳述する。
The
次に、本実施形態に係る画像形成装置1において、帯電ローラー322に印加される帯電バイアスについて説明する。前述のように、本実施形態では、アモルファスシリコン感光体が用いられている。また、帯電ローラー322には直流電圧に交流電圧が印加された帯電バイアスが印加される。帯電バイアスとして交流電圧が重畳されることによって、直流電圧のみの場合と比較して、帯電の均一性が向上し、感光体ドラム321上でトナー画像の濃度むらやトナーかぶりが発生することが防止される。
Next, the charging bias applied to the charging
一方、上記のように帯電バイアスとして交流電圧が重畳されるにあたって、交流電圧のピーク間電圧の値に応じて、感光体ドラム321の表面電位に所定の特性が生じる。図3は、周辺の温度23℃、相対湿度50%の環境において、感光体ドラム321が回転駆動され、帯電ローラー322に印加された帯電バイアスの交流電圧のピーク間電圧と、感光体ドラム321の表面電位との関係を示したグラフである。
On the other hand, when the AC voltage is superimposed as the charging bias as described above, a predetermined characteristic is generated in the surface potential of the
図3に示すように、交流電圧のピーク間電圧の上昇とともに、感光体ドラム321の表面電位が上昇する。やがて、点Aで示す領域を境に、感光体ドラム321の表面電位の変化が小さくなる。すなわち、感光体ドラム321の表面電位が収束する。この際の点Aにおける交流電圧のピーク間電圧の値が変曲点Aと定義される。0Vから増大されたピーク間電圧が変曲点Aに至ると、感光体ドラム321と帯電ローラー322との間で電荷の逆転移が生じるため、感光体ドラム321と帯電ローラー322との間の放電が安定する。
As shown in FIG. 3, the surface potential of the
しかしながら、変曲点Aよりも更にピーク間電圧が増大されると、前記電荷の逆転移による逆放電が生じるため、感光体ドラム321と帯電ローラー322との間のニップ部近傍から発生するオゾンが増大する。このオゾンの発生量は、変曲点Aから更に増大するピーク間電圧の値に比例する。したがって、過剰に高いピーク間電圧が設定されると、画像形成動作中に発生するオゾンの量が増えることとなる。更に、前記オゾンによって周囲の空気が分解されると、窒素酸化物を含む放電生成物が感光体ドラム321の周面に付着する。この結果、クリーニング装置326(図1)におけるトナーのすり抜けや像流れなどの課題が生じる。一方、画像形成動作時のピーク間電圧が変曲点Aよりも小さく設定されると、ピーク間電圧の変動に対する表面電位の変動の感度(勾配)が大きいため、感光体ドラム321の表面電位が不安定となる。このため、画像形成装置1の画像形成動作時に帯電ローラー322に印加される交流バイアスのピーク間電圧は、変曲点Aよりも大きく、可及的に変曲点Aに近い値に設定されることが望ましい。
However, when the peak-to-peak voltage is further increased from the inflection point A, reverse discharge due to the reverse transfer of the charge occurs, so that ozone generated from the vicinity of the nip portion between the
一方、図3に示されるピーク間電圧に対する感光体ドラム321の表面電位の特性は、周囲の環境の温湿度によって変化する。このため、前記交流電圧のピーク間電圧が予め固定して設定されると、周囲の環境の変化にともなって、帯電ローラー322に印加される交流電圧のピーク間電圧が実際の変曲点Aから遠ざかってしまう場合がある。したがって、交流電圧のピーク間電圧は、周囲の環境変化に応じて変化する変曲点Aに対応して個々に設定されることが望ましい。しかしながら、変動する変曲点Aを探索する過程で、感光体ドラム321の表面に変曲点A以上の高いピーク間電圧が印加されてしまうと、感光体ドラム321の表面の膜破壊が生じるという課題があった。
On the other hand, the characteristics of the surface potential of the
本実施形態では、上記の課題を解決するために、印加電圧制御部92が、感光体ドラム321に高いピーク間電圧が印加されることを抑止しつつ、実際の変曲点Aに応じたピーク間電圧を画像形成動作時の交流バイアスに設定する。
In the present embodiment, in order to solve the above-described problem, the applied
図4は、異なる環境条件において、感光体ドラム321が回転駆動され、帯電ローラー322に直流電圧Vdcからなる帯電バイアスが印加された際の帯電ローラー322に流れる直流電流Idcの推移を示したグラフである。この場合、交流電圧のピーク間電圧は0に設定されている。また、直流電流Idcは、前述の電流計83によって検出される。図4に示すように、帯電ローラー322に印加される直流電圧Vdcが徐々に増大されると、いずれの環境においても、所定の領域から直流電流Idcが急激に立ち上がる傾向を示している。換言すれば、常温常湿(温度23℃、相対湿度50%)の環境では、図4の電圧値Bまでは帯電ローラー322に電流が流れない。そして、直流電圧Vdcが電圧値Bよりも大きくなると、帯電ローラー322に流れる電流値が徐々に増大する。また、周囲の環境が、高温高湿、低温低湿に変化すると、前記電圧値Bの位置はそれぞれ、電圧値B’、電圧値B’’に変化する。これは、それぞれの環境に応じて帯電ローラー322の電気抵抗値が変化するためである。
FIG. 4 is a graph showing the transition of the DC current Idc flowing through the charging
上記の各環境における電圧値B、点B’および点B’’が、それぞれ感光体ドラム321と帯電ローラー322との間の放電開始電圧に相当する。そして、公知のパッシェンの法則から、前記電圧値B(B’、B’’)に2を乗じた値が、図3の変曲点Aにおけるピーク間電圧となる。本実施形態では、この直流電圧と交流電圧のピーク間電圧との関係を利用して、印加電圧制御部92が画像形成動作に適切なピーク間電圧を設定する。
The voltage value B, the point B ′, and the point B ″ in each environment described above correspond to the discharge start voltage between the
次に、印加電圧制御部92が画像形成用帯電バイアスにおける交流電圧のピーク間電圧Vpp(O)を設定する流れについて説明する。図5は、ピーク間電圧Vpp(O)が設定される際のフローチャートである。本実施形態では、印加電圧制御部92は、画像形成部30において画像形成動作が実行されていない非画像形成時に、前記交流電圧のピーク間電圧Vpp(O)の設定動作を実行する。前記非画像形成動作時とは、たとえば画像形成装置1の待機モード(省エネモード)からの復帰時であり、あるいは、複数の画像形成動作のジョブ間に相当する。また、環境センサー95によって検出される周囲の温湿度環境が所定の閾値以上変化した場合に、前記設定動作が実行されてもよい。
Next, a flow in which the applied
図5を参照して、ピーク間電圧Vpp(O)の設定動作が開始されると、印加電圧制御部92は、環境センサー95に周囲の温湿度環境を検出させる(図5のステップ#1)。そして、印加電圧制御部92は、環境センサー95によって検出された温度および湿度に基づいて、記憶部93に予め格納された初期値情報から、帯電ローラー322に印加される直流電圧の初期値Vdc(A)を決定する(ステップ#2)。この直流電圧の初期値Vdc(A)とは、図4のグラフにおいて、直流電圧Vdcが徐々に増大される際の初期値に相当する。表1は、記憶部93に格納されている初期値情報の一例である。予め行われた複数の実験結果に基づいて、各温湿度環境において、可及的に、電圧値B(B’、B’’)に近い値から直流電圧Vdcが増大され始めるように、前記初期値情報が設定されている。
Referring to FIG. 5, when the setting operation of peak-to-peak voltage Vpp (O) is started, applied
表1を参照して、環境センサー95が検出した温度および湿度が、20度、50%であった場合、Vdc(A)は460Vに設定される。印加電圧制御部92は、駆動制御部91、駆動部84を制御して感光体ドラム321を回転駆動させる。また、印加電圧制御部92は、バイアス印加部80を制御して、設定されたVdc(A)を帯電ローラー322に印加する(ステップ#3)。この際、本実施形態では、20ミリ秒の間、Vdc(A)が帯電ローラー322に印加される。Vdc(A)の印加時間は長いほど検出精度が増すが、Vdc(O)の設定動作の動作時間を可及的に短縮するためには、20ミリ秒ほどが好適である。
Referring to Table 1, when the temperature and humidity detected by
直流電圧Vdc(A)が帯電ローラー322に印加されると、印加電圧制御部92は、電流計83を制御して帯電ローラー322に流れる直流電流Idcを検出させる。また、印加電圧制御部92は、検出されたIdcが予め設定された電流閾値(図5では、0)を越えているか否かを判断する(ステップ#4)。そして、Idc>0(ステップ#4でYES)の場合、印加電圧制御部92は、前記Vdc(A)をその際の環境条件における放電開始電圧Vdc(C)として決定する(ステップ#5)。この結果、図4の電圧値B(B’、B’’)が導出されたこととなる。
When the DC voltage Vdc (A) is applied to the charging
一方、Idc≦0の場合(ステップ#4でNO)、印加電圧制御部92は、Vdc(A)に予め定められた定数bを足す(ステップ#6)。本実施形態では、b=20Vに設定されている。そして、印加電圧制御部92は、Vdc(A)+bの直流電圧を再び帯電ローラー322に印加し、直流電流Idcの検出および比較を繰り返す(ステップ#4)。印加電圧制御部92は、直流電流Idcが閾値0を越えるまで、Vdc(A)に定数b×n(n=1、2、3・・・)を足して上記のフローを繰り返す。やがて、印加電圧制御部92は、idc>0(ステップ#4でYES)を満たした際のVdc(A)+bnが、放電開始電圧Vdc(C)であると判断する(ステップ#5)。
On the other hand, when Idc ≦ 0 (NO in step # 4), the applied
放電開始電圧Vdc(C)が決定すると、印加電圧制御部92は、Vdc(C)に2を乗じた値を画像形成用帯電バイアスにおける前記交流電圧のピーク間電圧(Vpp(O))として設定する(ステップ#7)。この結果、帯電ローラー322に印加される交流電圧のピーク間電圧が、感光体ドラム321の表面電位との関係における変曲点Aの近傍に設定される。したがって、帯電ローラー322に印加されるピーク間電圧Vdc(O)の設定動作において、前記変曲点Aよりも過剰に高い電圧が感光体ドラム321に印加されることが防止される。なお、図5のステップ#4においてIdcと比較される電流閾値が0に設定されていることで、帯電ローラー322に印加される交流電圧(ピーク間電圧)と感光体ドラム321の表面電位との関係における変曲点A近傍に、画像形成用帯電バイアスにおける交流電圧のピーク間電圧Vdc(O)がより精度良く設定される。
When the discharge start voltage Vdc (C) is determined, the applied
また、本実施形態では、帯電ローラー322に印加される直流電圧の初期値Vdc(A)が、周囲の温度および湿度に応じて設定される。このため、放電開始電圧(B)により近い領域から前記直流電圧の印加を開始することができる。この結果、ピーク間電圧Vdc(O)の設定動作が短時間で行われるとともに、前記設定動作において感光体ドラム321に電圧が印加される時間が低減される。
In this embodiment, the initial value Vdc (A) of the DC voltage applied to the charging
以上、本発明の実施形態に係る画像形成装置1について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。
The
(1)上記の実施形態では、図5のステップ#4において、Idcと比較される電流閾値が0の場合で説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。電流計83の検出誤差を踏まえ、0よりも僅かに大きな電流閾値が設定されてもよい。
(1) In the above embodiment, the case where the current threshold value to be compared with Idc is 0 in
(2)上記の実施形態では、図5のステップ#4においてIdc>0の関係が満たされた場合は、そのままステップ#5に進む態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。Idc>0の関係が満たされた場合であっても、所定の間、印加電圧制御部92によって印加される直流電圧が増大され、電流計83において直流電流値が検出されてもよい。その後、得られた複数の直流電流値の検出結果から、放電開始電圧が補完的に算出される態様でもよい。
(2) In the above embodiment, when the relationship of Idc> 0 is satisfied in
1 画像形成装置
10 装置本体
30 画像形成部
321 感光体ドラム
322 帯電ローラー(帯電器)
80 バイアス印加部
81 交流定電圧電源
82 直流定電圧電源
83 電流計
84 駆動部
90 制御部
91 駆動制御部
92 印加電圧制御部(バイアス制御部)
93 記憶部
95 環境センサー
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
93
Claims (4)
前記感光体ドラムを回転駆動させる駆動部と、
直流電圧に交流電圧が重畳された帯電バイアスを前記帯電器に印加するバイアス印加部と、
前記バイアス印加部と前記帯電器との間を流れる直流電流を検出する電流計と、
前記バイアス印加部を制御して、前記静電潜像が形成されるために前記帯電器に印加される画像形成用帯電バイアスを設定するバイアス制御部と、
を有し、
前記バイアス制御部は、前記感光体ドラムを回転させた状態で、予め設定された初期値から電圧値を増大させながら前記帯電器に直流電圧を印加し、前記電流計によって検出される直流電流値が所定の電流閾値を越えた際の前記直流電圧の値に2を乗じた電圧値を前記画像形成用帯電バイアスにおける前記交流電圧のピーク間電圧として設定することを特徴とする画像形成装置。 A photosensitive drum made of amorphous silicon, which is rotated and forms an electrostatic latent image on the peripheral surface and carries a toner image; and is disposed in contact with or in proximity to the peripheral surface of the photosensitive drum, An image forming unit that performs an image forming operation for forming a toner image on a sheet,
A drive unit for rotationally driving the photosensitive drum;
A bias applying unit that applies a charging bias in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage to the charger;
An ammeter for detecting a direct current flowing between the bias applying unit and the charger;
A bias control unit that controls the bias application unit to set an image forming charging bias applied to the charger in order to form the electrostatic latent image;
Have
The bias control unit applies a DC voltage to the charger while increasing the voltage value from a preset initial value while the photosensitive drum is rotated, and a DC current value detected by the ammeter An image forming apparatus, wherein a voltage value obtained by multiplying a value of the DC voltage when 2 exceeds a predetermined current threshold by 2 is set as a peak-to-peak voltage of the AC voltage in the charging bias for image formation.
予め温度および湿度の組み合わせに対する前記直流電圧の前記初期値の情報を格納する記憶部と、
を更に有し、
前記バイアス制御部は、前記環境センサーによって検出された温度および湿度に基づいて、前記記憶部に格納された前記初期値情報から、前記帯電器に印加される前記直流電圧の初期値を設定することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 An environmental sensor that detects ambient temperature and humidity,
A storage unit for storing information on the initial value of the DC voltage with respect to a combination of temperature and humidity in advance;
Further comprising
The bias control unit sets an initial value of the DC voltage applied to the charger from the initial value information stored in the storage unit based on the temperature and humidity detected by the environmental sensor. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
The bias control unit executes the setting operation of the peak-to-peak voltage of the AC voltage during non-image formation when the image forming operation is not performed in the image forming unit. The image forming apparatus according to claim 1.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017067880A (en) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image formation device, and derivation method for surface roughness of photoreceptor for image formation device |
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2013
- 2013-07-22 JP JP2013151460A patent/JP2015022204A/en active Pending
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