JP2004029092A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体ドラムを用いて画像を形成する画像形成装置及びその形成方法に関する。
【0002】
【背景技術】
画像形成装置として、例えば、表面に画像が形成される感光体ドラムの表面を帯電し、帯電後に感光体ドラム表面を露光して静電潜像を作成し、露光後に感光体ドラム表面に液体トナーを供給して静電潜像を現像する電子写真印刷機が知られている。
この印刷機では、感光体ドラムの表面や周囲の温度、その他の環境によって感光体ドラムの表面に帯電される電位が影響され、これにより、感光体ドラムの感度特性が変化する。
従来では、感光体ドラムの感度特定の変化を補償するため、一度、試し印刷をし、この試し印刷の結果から表面電位の変動を類推する。この類推結果に基づいて、感光体ドラムに帯電する電位を調整している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来例では、試し印刷の印刷結果から感光体ドラムの表面電位の変動を類推し、その類推結果に基づいて、実際に作業する際の感光体ドラムの電位を調整しているため、試し印刷をする時と、ドラム表面の電位を調整した後で実際に印刷作業をする時との間で時間が経過することになる。そのため、全体として大きな作業時間が必要とされる。その上、測定時と印刷時との時間経過に伴って温度等の環境が変化することがあり、環境変化に対応して感光体ドラムに帯電された電位を十分に調整できるとは限らない。
そのため、現像プロセスが不安定となり、印刷再現性が損なわれているという不都合がある。
【0004】
本発明の目的は、全体の作業時間を短縮することができるとともに、感光体ドラムの周囲の環境変化に対応して感光体ドラムの表面電位を調整し形成される画像の品質が向上する画像形成装置及びその形成方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、帯電を感光体ドラムの非描画領域で行うとともに、この領域で測定される電位の結果に応じて帯電電位を制御して前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、画像形成装置にかかる本発明は、表面に画像が形成される感光体ドラムの表面を帯電手段で帯電させ、この帯電手段による帯電後前記感光体ドラム表面を露光手段で露光して静電潜像を作成し、この露光手段による露光後前記感光体ドラム表面に現像手段で液体トナーを供給して前記感光体ドラム表面の前記静電潜像を現像する画像形成装置であって、前記感光体ドラムの表面電位を測定する表面電位計と、前記帯電手段の電位を制御する帯電制御手段とを備え、前記帯電手段は、前記感光体ドラムの表面の非描画領域に帯電を行い、前記表面電位計は前記帯電手段で帯電された非描画領域での表面電位を測定し、前記帯電制御手段は、前記表面電位計での測定結果に応じて前記帯電手段の電位を制御することを特徴とする。
【0006】
また、画像形成方法にかかる本発明は、前述の画像形成装置を方法として展開したもので、表面に画像が形成される感光体ドラムの表面を帯電し、帯電後前記感光体ドラム表面を露光して静電潜像を作成し、露光後前記感光体ドラム表面に液体トナーを供給して前記感光体ドラム表面の前記静電潜像を現像する画像形成方法であって、前記感光体ドラムに帯電させる電位を調整するにあたり、前記感光体ドラムの表面の非描画領域に帯電を行い、この帯電された非描画領域の電位を測定し、この電位の測定結果に応じて前記感光体ドラムに帯電する電位を制御することを特徴とする。
【0007】
このような本発明では、最終的に画像形成作業を行う前に、感光体ドラムを回転するとともに、感光体ドラムの画像の非描画領域に帯電手段で帯電を行い、この帯電された非描画領域の電位を表面電位計で測定し、この電位の測定結果に応じて前記感光体ドラムに帯電する電位を帯電制御手段で制御する。
【0008】
感光体ドラムに帯電させる電位の調整が終了したら、通常の画像形成作業を行うため、感光体ドラムを引き続いて回転するとともに、ドラム表面の少なくとも描画領域に帯電手段で帯電する。
帯電手段で帯電されたドラム表面を露光手段で露光して静電潜像を作成し、その後、ドラム表面に現像手段で液体トナーを供給してドラム表面の静電潜像を現像する。現像された画像は印刷用紙に転写される等して最終的に画像が形成されることになる。
【0009】
この構成の本発明では、感光体ドラムに帯電させる電位の調整をするにあたり、感光体ドラムに帯電された電位を測定し、この電位の測定結果に応じて帯電電位を制御する構成としたので、非描画領域での帯電時と電位制御時との時間を短縮することが可能となり、作業時間が短縮できる他、これらの時点の間で温度等の環境が変化しても、その環境変化に十分に対応して感光体ドラムの表面に帯電される電位を調整することができる。そのため、現像プロセスが安定し、印刷再現性が損なわれることがないので、形成される画像の品質が向上する。
しかも、帯電は非描画領域で行われるので、テスト部分が印刷等の画像形成領域に関与しないことから、この点からも、画像の品質を落とすことがない。その上、描画領域に帯電する必要がないので、テストのための特別な時間を設ける必要がなく、作業時間を短縮することができる。
これに対して、描画領域にテスト帯電をしてドラム表面の電位を測定することも考えられるが、これでは、テスト帯電した後、テスト帯電が画像に与える影響を考慮すると、テスト帯電した部分に光を当てる等して除電しなければならず、この除電後に、再度帯電させる作業を伴うため、作業時間が長くなる。
【0010】
ここで、画像形成装置にかかる本発明では、前記感光体ドラムの周囲の環境を検知する環境検知手段を備え、この環境検知手段による検知結果に応じて前記帯電制御手段が前記帯電手段の電位を制御する構成が好ましい。
この構成の発明では、環境検知手段によって検知された感光体ドラムの周囲の環境に応じて帯電制御手段が制御されることになり、より環境変化に対応してドラム表面の帯電電位を効率的に調整することができる。
【0011】
さらに、前記環境検知手段は前記感光体ドラムの表面又はその周辺の温度を測定する温度計及び/又は前記感光体ドラムの表面又はその周辺の湿度を測定する湿度計である構成が好ましい。
この構成の本発明では、温度や湿度は感光体ドラムの帯電電位に大きな影響を与える環境因子であり、これらの環境因子を計測する温度計や湿度計は比較的に安価に手に入れやすい測定機器であるため、感光体ドラムの周囲の環境変化に十分に対応した画像形成装置を安価に提供することができる。
【0012】
また、画像形成装置にかかる本発明では、前記帯電手段は、前記感光体ドラムの周方向に沿って形成された描画領域の端部間の非描画領域に帯電を行う構成が好ましい。
この構成の本発明では、非描画領域ではテスト帯電を行って電位調整をした後、この非描画領域に並んで形成される描画領域での画像形成作業を引き続き行えるため、全体の作業時間をより短縮することができる。
しかも、非描画領域を感光体ドラムの表面の軸方向に沿って確保できるため、軸方向に沿って帯電状態をチェックすることができるため、感光体ドラムの表面の電位制御が確実に行われることになり、より感光体ドラムの周囲の環境変化に対応することができる。
【0013】
さらに、画像形成装置にかかる本発明では、前記帯電手段はスコロトロン帯電器が好ましく、前記帯電制御手段は前記スコロトロン帯電器のグリッド電極に印加するバイアス電圧を制御する構成が好ましい。
この構成の本発明では、スコロトロン帯電器のグリッド電極に印加する電圧を制御することで、感光体ドラムの表面に帯電する電位を簡単に制御することができる。そのため、感光体ドラムの周囲の環境変化に正確に対応することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を説明する。
図1に示すように、本実施形態の画像形成装置は印刷機1であり、この印刷機1は印刷画像データに基づいて作成された描画データを、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック等の色を順々に重ねてイメージを形成するイメージオンイメージによる印刷を行うもので、画像が形成される感光体ドラム2を備えている。
【0015】
この感光体ドラム2の近傍には、当該感光体ドラム2に静電気電荷を帯びさせて感光性を与える帯電手段としての帯電器3と、帯電した感光体ドラム2に一定時間光を当て、その感光体ドラム2に静電潜像を形成する露光手段としての露光器4と、感光体ドラム2の表面電位を測定する表面電位計3Aと、感光体ドラム2の周囲の環境を検知する環境検知手段3Bとが設けられている。
また、感光体ドラム2の例えば下方には、感光体ドラム2に形成された静電潜像を液体トナーで現像する現像手段19が設けられ、感光体ドラム2の側方には、感光体ドラム2の表面に空気を吹き付けて液体トナーを乾燥させるブロワーからなる乾燥手段13が設けられ、感光体ドラム2の例えば上方には、当該ドラム2表面の印刷画を圧力転写される転写ローラ6と、この転写ローラ6上方からバックアップして転写ローラ6のたわみによる押圧の逃げを防ぎ、全体に強い印圧を加えるバックアップローラ7とが設けられている。さらに、以上の感光体ドラム2、転写ローラ6等の駆動を含む印刷機1全体を制御する制御手段20が設けられている。
【0016】
感光体ドラム2には第1サーボモータ8、転写ローラ6には第2サーボモータ9、バックアップローラ7には第3サーボモータ10がそれぞれ設けられており、これらのサーボモータ8,9,10の駆動により、感光体ドラム2、転写ローラ6及びバックアップローラ7は同期駆動するように構成されている。
感光体ドラム2と転写ローラ6とは直径が同一寸法に形成されており、また、バックアップローラ7と感光体ドラム2とも同一寸法の直径となっている。
転写ローラ6は、転写ローラ着脱アクチュエータ67(図6参照)により、感光体ドラム2に対して着脱可能となっており、バックアップローラ7は、バックアップローラアクチュエータ68(図6参照)により、転写ローラ6に対して着脱可能となっている。
なお、転写ローラ6、バックアップローラ7と感光体ドラム2とは、各々異なる大きさの径であってもよい。
【0017】
露光器4は、図2に示すように、一定回転で回転するポリゴンスキャナ91と、このポリゴンスキャナ91からのレーザ光を集光するfθレンズ92と、ポリゴンスキャナ91に入射させるレーザダイオード93とを含み構成され、レーザダイオード93から出力されたレーザ光は、ポリゴンスキャナ91に入射され、かつ反射し、fθレンズ92を経て感光体ドラム2上を走査する。
【0018】
ここで、感光体ドラム2には、図3に示すように、描画領域H、非描画領域I等が形成されている。
すなわち、感光体ドラム2の周長Gの中央部に所定寸法の描画領域Hが矩形状に形成されるとともに、その両端側にそれぞれ非描画領域Iが形成されている。この非描画領域Iは感光体ドラム2の表面上では描画領域Hに隣り合って連続して形成されることになる。
描画領域Hの一方側端部が描画開始ラインAとされるとともに、他方側端部が最終描画ラインBとなっている。一方、感光体ドラム2の幅Fに対して、前記ポリゴンスキャナ91による走査が行われる走査幅Eが決められ、走査幅Eにおいて、走査開始ライン、つまり描画開始ラインAの一端が描画原点Cとされ、走査終了ライン、つまり最終描画ラインBの他端が描画終了点Dとされている。そして、描画原点Cのエンコーダ検出角が位相同期制御部40に記憶される(図7参照)。
【0019】
レーザダイオード93から出力されたレーザ光が感光体ドラム2上を走査する際、図4に示すように、描画位置との同期のため、プロセス制御部35から露光制御部30を経てダミー信号が最初に出力され、そのダミー信号に対応して露光器4から描画用同期信号が出力されるが、ポリゴンスキャナ91から反射され、fθレンズ92を経てミラー95で再度反射させたレーザ光を同期検出用フォトディテクタ94で検出した検出位置が、上記描画用同期信号として出力される。そして、同期信号検出位置から所定の時間tを経過後、描画信号により描画が開始され、描画データが作成されるようになっている。
なお、レーザダイオード93の制御回路、ポリゴンスキャナ91の制御回路は、露光制御部30内に設けられている。
【0020】
図1において、帯電器3は感光体ドラム2の描画領域Hと非描画領域Iとに帯電を行うためのスコロトロン帯電器であり、グリッド電極に印加するバイアス電圧を制御することで、感光体ドラム2の表面に帯電される電位が調整される。
帯電器3と感光体ドラム2との関係が図5に示されている。
図5において、帯電器3は、感光体ドラム2の最終描画ラインBが対向すると、所定電圧、例えば、5〜6KVのコロナワイヤ印加電圧Vcを印加し、さらに、グリッド電極に所定のバイアス電圧、つまり、グリッド電圧Vgを印加し、感光体ドラム2の表面にコロナ放電を行って所定の感光体ドラム表面電位Voを得る。なお、感光体ドラム2は、その軸芯2Aに図示しないスリップリングが設けられ、電圧がグランドに落とされている。
【0021】
グリッド電圧Vgと感光体ドラム表面電位Voとは正比例関係にある(図8参照)。
感光体ドラム2の表面温度が大凡20℃〜35℃にある場合には、グリッド電圧Vgと感光体ドラム表面電位Voとは、Vo=α×Vg+βで示される1次関数となる。
グリッド電圧Vgにより得られる感光体ドラム2の目標表面電位Voに対してVsとなった場合には、ΔVo=Vo−Vsとすると、前述の1次関数の傾きαは温度によって変化しないため、目標表面電位Voを得るためのVgの修正値Vgcは、Vgc=Vg−(ΔVo/α)となり、グリッド電圧をVgからVgcとすることで、感光体ドラム2の表面電位を目標電位に維持することができる。この制御はプロセス制御部35で行われる。
【0022】
図1に戻って、表面電位計3Aは、既存の電位計を用いることができるものであり、ドラム表面において帯電された非描画領域Iの電位を測定し、その測定結果のデータをプロセス制御部35に送るものである。
環境検知手段3Bは、感光体ドラム2の表面又はその周辺の温度を測定する温度計であり、その測定結果のデータをプロセス制御部35に送るものである。
【0023】
現像手段19は、現像機本体5と、この現像機本体5に設けられる現像ローラ15とを備えて構成されている。
現像機本体5は、基台5A及びその基台5Aの上に設けられた複数のトナー収容室5B,5C,5D,5Eを有する。
トナー収容室5Bには、プロセスカラー4色のうち1色目の、例えば黄版の液体トナーが収容されており、トナー収容室5Cには、プロセスカラー4色のうち2色目の、例えば紅版の液体トナーが収容されており、トナー収容室5Dには、プロセスカラー4色のうち3色目の、例えば藍版の液体トナーが収容されており、トナー収容室5Eには、プロセスカラー4色のうち4色目の、例えば黒版の液体トナーが収容されている。
【0024】
現像ローラ15は、トナー収容室5Bに設けられた第1現像ローラ15B、トナー収容室5Cに設けられた第2現像ローラ15C、トナー収容室5Dに設けられた第3現像ローラ15D、トナー収容室5Eに設けられた第4現像ローラ15Eで構成され、これら現像ローラ15B等により、各収容室5B,5C,5D,5E内の液体トナーをそれぞれ感光体ドラム2に供給することができるようになっている。
【0025】
これらの各現像ローラ15B〜15Eは、感光体ドラム2上に形成する各色静電潜像に対応して選択される。この選択は、後で述べるプロセス制御部35から出力される現像機移動モータ11への指令に基づいて、当該モータ11により現像機移動機構12を駆動させ、各現像ローラ15B〜15Eを現像位置へ位置決めすることで実現されるようになっている。また、各現像ローラ15B〜15Eの駆動は、感光体ドラム2に対して、所定の固定速度比を維持している。
印刷用紙Wは、印刷用紙搬送手段を構成する用紙搬送アクチュエータ49(図6参照)から、バックアップローラ7と転写ローラ6との間に供給され、転写ローラ6上の印刷画が圧力転写されるようになっている。
【0026】
図6には、以上のような印刷機1の制御手段20が示され、この制御手段20は、描画データ作成部25、露光制御部30、プロセス制御部35、及び位相同期制御部40で構成されている。
描画データ作成部25では、描画する描画データを、印刷画像データに基づいて、例えば、パソコンやワークステーションなどの小形のコンピュータシステムを使って編集・印刷を行い,出版物などを作成するシステムであるDTP(desktop publishing)システムを使用して作成し、作成した描画データの出力は、例えば、PSファイル、PDF(Portable Document Format)ファイル、TIFF(Tagged Image File Format)ファイル等を使用して行われる。
【0027】
また、それぞれのファイルフォーマットに対応した機能については、前記描画データ作成部25が所持しており、その機能を使用して印刷機1で使用する描画データを作成する。なお、4色分版処理、RIP(Raster Image Processor)処理等も、ファイルフォーマットに対応して描画データ作成部25が処理を行うようになっている。
作成された描画データは露光制御部30に伝達され、その露光制御部30で、露光器4を駆動するための信号(露光信号)に変換されるとともに、その露光信号が露光器4に伝達される。
【0028】
次に、図7に基づいて前記位相同期制御部40について説明する。
位相同期制御部40は統合制御部として動作するDSP(デジタル・シグナルプロセッサ)部41、サーボコントローラ部42、入出力I/F53により構成されている。
サーボコントローラ部42は、第1サーボコントローラ43、第2サーボコントローラ44、及び第3サーボコントローラ45を含み構成され、各サーボコントローラ43,44,45は、前記第1サーボモータ8、第2サーボモータ9及び第3サーボモータ10にそれぞれ対応して設けられ、入出力I/F53を介して、駆動指令信号、位相信号をプロセス制御部35、露光制御部30との間でやりとりしている。
【0029】
DSP部41は、サーボコントローラ部42の各サーボコントローラ43,44,45へ、同時に各々単独の位置指令(回転角)信号を与える。
各サーボコントローラ43,44,45に出された位置指令信号は、それぞれ第1サーボアンプ46、第2サーボアンプ47、及び第3サーボアンプ48に送られ、各サーボアンプ46,47,48から、その位置指令信号に対応した駆動信号を、前記第1サーボモータ8、第2サーボモータ9、及び第3サーボモータ10にそれぞれ出力し、第1エンコーダ50、第2エンコーダ51、及び第3エンコーダ52によるフィードバック信号を、それぞれサーボコントローラ43,44,45へ入力する。
【0030】
第1、第2、第3の各サーボコントローラ43,44,45は、それぞれ、固定周期(サーボ系サンプリング周期)の位置ループ55,56,57を構成し、各サーボ系を制御するソフトウェア・サーボ機能を持つ。
DSP部41は、低速運転時には速度指令に応じた時間間隔を維持し、位置指令信号を連続して各サーボコントローラ43,44,45へ発信する。この時、DSP部41のソフトウェア同期により感光体ドラム2、転写ローラ6、バックアップローラ7の同期性を維持する。
また、加速時、減速時には、所定の目標角加速度による加速時間、減速時間に従った変化率を維持しつつ位置指令信号を連続して発信し、DSP部41のソフトウェア同期により、感光体ドラム2、転写ローラ6、バックアップローラ7の同期性を維持する。
【0031】
プロセス制御部35は帯電器3の電位を制御する帯電制御手段を兼ねるものである。帯電制御手段として機能するプロセス制御部35は、表面電位計3Aから入力された感光体ドラム2の表面電位のデータと、環境検知手段3Bから入力された感光体ドラム2の周囲や表面の温度データとに応じて、帯電器3の電位を制御する構成である。
この際、プロセス制御部35は、グリッド電圧Vgと感光体ドラム表面電位Voとの関係が所定の温度データ毎に予め入力された情報を記憶するメモリを備え、環境検知手段3Bから入力された温度データに従ってグリッド電圧Vgを所定値に制御する。
【0032】
ここで、感光体ドラム2の温度特性を予め求めておき、その特性グラフを参照してグリッド電圧Vgを求める。温度特性は、使用する感光体ドラム2の材質が決定されれば、採用する特性グラフも決定される。
図8及び図9は、感光体ドラム2の温度特性を示すグラフの一例である。例えば、図8は近似的に求められたグラフである。この図8において、感光体ドラム2の温度とドラム表面電位とからグリッド電圧Vgを求める。
より厳密に言うと、グリッド電圧Vgと感光体ドラム表面電位Voとの関係を示すグラフは、図9に示される通り、ドラム周辺の温度によって傾きが変化する。よりきれいな印刷を行うには、図9に示されるグラフに基づいてグリッド電圧Vgを求める。
【0033】
図9において、感光体ドラム2の表面温度が20℃の時のグラフの傾きはa20であり、同様に、表面温度が25℃の時のグラフの傾きがa25であり、表面温度が30℃の時のグラフの傾きがa30であり、表面温度が35℃の時のグラフの傾きがa35である。図9においても、図8と同様に、感光体ドラム2の温度とドラム表面電位とからグリッド電圧Vgを求める。
なお、本実施形態では、グラフを直線で近似したが、多項式近似や表の形式にして必要な値を検索してもよい。
【0034】
次に、本実施形態の印刷手順を図10及び図11を参照して説明する。
図10で示されるフローチャートにおいて、まず、感光体ドラム2を回転し(ST1)、最終描画ラインに帯電器3が対向したか否かを判断する(ST2)。最終描画ラインに帯電器3が対向したなら、帯電器3をオンして感光体ドラム2の非描画領域Iに帯電し(ST3)、さらに、表面電位計3Aで感光体ドラム2の非描画領域Iにおける表面電位を計測する(ST4)。
その後、帯電制御手段としてのプロセス制御部35で、表面電位計3Aから入力された感光体ドラム2の表面電位のデータと、環境検知手段3Bから入力された感光体ドラム2の周囲や表面の温度データとに応じて帯電器3のグリッド電圧Vgを制御する(ST5)。これにより、非描画領域Iを含むドラム表面全体が所定の電圧Vに帯電されることになる(図11(A)参照)。
【0035】
その後、1色目の現像ローラを現像位置に配置し(ST6)、さらに、描画開始ラインが露光器4の露光位置に到達すると、露光制御部30では描画位置との同期を維持しながら1色目の、例えば黄版の描画用の1ラインの描画を行う(ST7)。これにより、露光した部分Pの電荷が消去される(図11(B)参照)。
感光体ドラム2の周速は、ポリゴンスキャナ91の1面走査時間で1ドット分の移動を行うように予め設定されており、また、予め決められている最終ラインの描画まで、感光体ドラム2の周長及び幅の2次元の同期性を維持して描画が実行される。
【0036】
描画原点Cが現像位置に到達すると現像が行われ、1色目の液体トナーが1色目用の現像ローラ15Bから感光体ドラム2表面の潜像上に転移して印刷画が形成される(ST8)。これにより、電荷が消去された部分PにトナーTが付着される(図11(C)参照)。
1色目の最終ラインの現像が終了した後、2色目の現像のため現像手段19を移動し(ST9)、2色目の現像ローラを現像位置に配置する(ST10)。
これと並行して描画原点Cが描画位置に到達すると、露光制御部30では2色目の描画を開始する(ST11)。この時の感光体ドラム2の回転との同期は1色目と同様に行われ、以後同様に、2色目現像(ST12)、現像機移動(ST13)、3色目の現像ローラの現像位置への配置(ST14)、3色目描画(ST14)、3色目の現像(ST16)、現像機移動(ST17)、4色目の現像ローラの現像位置への配置(ST18)、4色目描画(ST19)、4色目の現像(ST20)を行う。4色目現像を行った後は、現像手段19を現像機移動機構12により初期位置に移動させる。
【0037】
以上の工程は、感光体ドラム2に対して転写ローラ6が係合を離脱されており、4色目の現像が終了した後、転写ローラ6の感光体ドラム2への着を行い、バックアップローラ7の転写ローラ6への着を行い(ST22)、感光体ドラム2から転写ローラ6へ画像を転写し(ST23)、転写ローラ6から印刷用紙Wに画像を転写して(ST24)、印刷を終了する。なお、帯電器3は、4色目の最終ラインが帯電器3の位置を通過した後、オフとなる。
【0038】
以上のように構成された本実施形態では、次のような効果が得られる。
(1)感光体ドラム2に帯電させる電位の調整をするにあたり、感光体ドラム2に帯電された電位を表面電位計3Aで測定し、この電位の測定結果に応じて帯電電位をプロセス制御部35で制御する構成としたので、帯電時と電位制御時との時間が短縮されることで、全体の作業時間が短縮される他、感光体ドラム2の表面等の温度が変化しても、その温度変化に十分に対応して感光体ドラム2の表面に帯電される電位を調整することができることになり、現像プロセスが安定し、印刷再現性が損なわれることがない。
【0039】
(2)感光体ドラム2の周囲の環境を検知する環境検知手段3Bを備え、この環境検知手段3Bによる検知結果に応じてプロセス制御部35が帯電器3の電位を制御する構成としたので、環境検知手段3Bによって検知された感光体ドラム2の周囲の環境に応じてプロセス制御部35が制御されることになり、感光体ドラム2の周囲の環境が変化しても、その環境変化に迅速に対応することで、ドラム表面の帯電電位を効率的に調整することができる。
【0040】
(3)環境検知手段3Bは感光体ドラム2の表面又はその周辺の温度を測定する温度計であるため、温度は感光体ドラム2の帯電電位に大きな影響を与える環境因子であるとともに、この温度を計測する温度計は比較的に安価に手に入れやすいことから、感光体ドラム2の周囲の環境変化に十分に対応した印刷機1を安価に提供することができる。
【0041】
(4)帯電器3は、感光体ドラム2の軸方向に沿って形成された非描画領域Iにテスト帯電を行う構成であるため、非描画領域Iを感光体ドラム2の表面の軸方向に沿って広く確保できることになり、当該領域における帯電状態を正確に測定することができる。そのため、感光体ドラム2の表面の電位制御が確実に行われることになり、より感光体ドラム2の周囲の環境変化に対応することができる。しかも、非描画領域Iのドラム周方向に並んで描画領域Hが形成されているので、非描画領域Iでテスト帯電及び電位調整を行った直後に描画領域Hでの画像形成作業を引き続き行うことができる。
特に、本実施形態では、4色の印刷を行うために現像手段19を移動する構成であるため、感光体ドラム2の表面には軸方向に沿って形成される非描画領域Iが不可欠となり、この不可欠の非描画領域Hを有効に利用して帯電電位を測定する。
【0042】
(5)プロセス制御部35はスコロトロン帯電器のグリッド電極に印加するバイアス電圧を制御する構成であるため、スコロトロン帯電器3のグリッド電極にかける電圧を制御することで、感光体ドラム2の表面に帯電する電位を簡単に制御することができる。そのため、より感光体ドラム2の周囲の環境変化に対応することができる。
【0043】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できるものであれば、次のような変形形態でもよいものである。
例えば、前記実施形態では印刷機1を印刷用として用いているが、この印刷機1は試し刷り、つまり、校正用としても使用できる。
また、前記実施形態では、環境検知手段3Bを感光体ドラム2の表面又はその周辺の温度を測定する温度計としたが、本発明では、環境検知手段を、この温度計に代え、あるいは、温度計に加えて感光体ドラム2の表面又はその周辺の湿度を測定する湿度計としてもよい。感光体ドラム2の表面に帯電する電位に湿度が大きな影響を及ぼすため、環境検知手段3Bとして、温度計及び/又は湿度計とすることで、より効果的な環境変化への対応を確保することができる。
【0044】
さらに、本実施形態では、非描画領域Iを感光体ドラム2の周方向に延びて形成したり、所定のスポット形状に形成するものでもよい。例えば、非描画領域Iを感光体ドラム2の端縁において周方向に沿って形成する場合には、この感光体ドラムの軸方向寸法や帯電器3のが場寸法を印刷紙の幅方向寸法より大きくする必要がある。
【0045】
【発明の効果】
本発明によれば、全体の作業時間を短縮することができるとともに、感光体ドラムの周囲の環境変化に対応して感光体ドラムの表面電位を調整し形成される画像の品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体を示す概略構成図である。
【図2】前記実施形態における露光系の例を示す概略図である。
【図3】前記実施形態における感光体ドラム上での描画領域、非描画領域、描画原点等を示す図である。
【図4】前記実施形態における描画開始時の同期検出タイミング例を示す図である。
【図5】前記実施形態における感光体ドラムと帯電手段との関係を示す概略図である。
【図6】前記実施形態における制御手段を示すブロック図である。
【図7】前記実施形態における位相同期駆動系を示すブロック図である。
【図8】グリッド電圧と感光体ドラム表面電位との関係を示すグラフである。
【図9】グリッド電圧と感光体ドラム表面電位との関係を示すグラフである。
【図10】前記実施形態の方法を説明するためのフローチャートである。
【図11】(A)感光体ドラムに帯電された状態を示す模式図、(B)帯電された部分に露光された状態を示す模式図、(C)露光された部分に現像された状態を示す模式図である。
【符号の説明】
1 印刷機(画像形成装置)
2 感光体ドラム
3 帯電手段(帯電器)
3A 表面電位計
3B 環境検知手段
4 露光手段(露光器)
19 現像手段
35 プロセス制御部(帯電制御手段)
I 非描画領域
H 描画領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus for forming an image using a photosensitive drum and a method for forming the image.
[0002]
[Background Art]
As an image forming apparatus, for example, the surface of a photoconductor drum on which an image is formed is charged, the surface of the photoconductor drum is exposed after charging to form an electrostatic latent image, and the liquid toner is applied to the surface of the photoconductor drum after exposure. 2. Description of the Related Art An electrophotographic printing machine which supplies an image to develop an electrostatic latent image is known.
In this printing machine, the potential charged on the surface of the photoconductor drum is affected by the temperature of the surface of the photoconductor drum, the ambient temperature, and other environments, thereby changing the sensitivity characteristics of the photoconductor drum.
Conventionally, in order to compensate for a specific change in the sensitivity of the photosensitive drum, a test print is performed once, and the fluctuation of the surface potential is estimated from the result of the test print. Based on this analogy result, the potential charged on the photosensitive drum is adjusted.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional example, the variation of the surface potential of the photosensitive drum is estimated from the print result of the test print, and the potential of the photosensitive drum when actually working is adjusted based on the analogy result. The time elapses between the time when the printing operation is performed and the time when the printing operation is actually performed after the potential of the drum surface is adjusted. Therefore, a large work time is required as a whole. In addition, the environment such as temperature may change with the lapse of time between the time of measurement and the time of printing, and it is not always possible to sufficiently adjust the potential charged on the photosensitive drum in response to the environmental change.
Therefore, there is a disadvantage that the developing process becomes unstable and print reproducibility is impaired.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of shortening the entire operation time and adjusting the surface potential of the photosensitive drum in response to environmental changes around the photosensitive drum to improve the quality of an image formed. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for forming the same.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention aims to achieve the above object by performing charging in a non-drawing area of the photosensitive drum and controlling the charging potential according to the result of the potential measured in this area.
Specifically, in the present invention according to the image forming apparatus, the surface of the photosensitive drum on which an image is formed on the surface is charged by a charging unit, and after the charging by the charging unit, the surface of the photosensitive drum is exposed by an exposure unit. An image forming apparatus for forming an electrostatic latent image on the surface of the photoconductive drum by developing the electrostatic latent image on the surface of the photoconductive drum by applying liquid toner to the surface of the photoconductive drum after exposure by the exposure unit. A surface voltmeter for measuring the surface potential of the photosensitive drum, and a charging control unit for controlling the potential of the charging unit, wherein the charging unit charges a non-drawing area on the surface of the photosensitive drum. The surface voltmeter measures a surface potential in a non-drawing area charged by the charging unit, and the charging control unit controls the potential of the charging unit according to a measurement result by the surface voltmeter. It is characterized by.
[0006]
Further, the present invention according to the image forming method is developed by using the above-described image forming apparatus as a method, and charges the surface of a photosensitive drum on which an image is formed, and exposes the surface of the photosensitive drum after charging. Forming an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor drum after exposure, and supplying a liquid toner to the surface of the photoconductor drum to develop the electrostatic latent image on the surface of the photoconductor drum. In adjusting the potential to be applied, the non-drawing area on the surface of the photosensitive drum is charged, the potential of the charged non-drawing area is measured, and the photosensitive drum is charged according to the measurement result of the potential. It is characterized in that the potential is controlled.
[0007]
In the present invention, before the image forming operation is finally performed, the photosensitive drum is rotated, and the non-drawing area of the image on the photosensitive drum is charged by the charging unit, and the charged non-drawing area is charged. Is measured by a surface voltmeter, and the potential for charging the photosensitive drum is controlled by charging control means in accordance with the measurement result of the potential.
[0008]
After the adjustment of the potential for charging the photoconductor drum is completed, the photoconductor drum is continuously rotated to perform a normal image forming operation, and at least a drawing area on the drum surface is charged by the charging unit.
The surface of the drum charged by the charging unit is exposed by the exposing unit to form an electrostatic latent image, and then the developing unit supplies liquid toner to the drum surface to develop the electrostatic latent image on the drum surface. The developed image is finally transferred to a print sheet to form an image.
[0009]
In the present invention having this configuration, when adjusting the potential charged on the photosensitive drum, the potential charged on the photosensitive drum is measured, and the charging potential is controlled according to the measurement result of the potential. It is possible to reduce the time between the charging and the potential control in the non-drawing area, thereby reducing the working time, and even if the environment such as temperature changes between these points, it is sufficient for the environmental change. Accordingly, the potential charged on the surface of the photosensitive drum can be adjusted. Therefore, the development process is stabilized, and the print reproducibility is not impaired, so that the quality of the formed image is improved.
In addition, since the charging is performed in the non-drawing area, the test portion does not involve the image forming area such as printing, so that the image quality is not degraded from this point. In addition, since there is no need to charge the drawing area, there is no need to provide a special time for a test, and the working time can be reduced.
On the other hand, it is also conceivable to measure the potential of the drum surface by performing test charging on the drawing area. It is necessary to remove electricity by applying light or the like, and after the removal of electricity, an operation of charging again is involved, so that the operation time becomes long.
[0010]
Here, in the present invention according to the image forming apparatus, the image forming apparatus further includes an environment detecting unit that detects an environment around the photoconductor drum, and the charging control unit changes a potential of the charging unit according to a detection result by the environment detecting unit. A controlled configuration is preferred.
In the invention of this configuration, the charging control means is controlled in accordance with the environment around the photosensitive drum detected by the environment detecting means, and the charging potential on the drum surface can be efficiently changed in response to a change in environment. Can be adjusted.
[0011]
Further, it is preferable that the environment detecting means is a thermometer for measuring a temperature on or around the surface of the photosensitive drum and / or a hygrometer for measuring a humidity on or around the surface of the photosensitive drum.
In the present invention of this configuration, temperature and humidity are environmental factors that greatly affect the charging potential of the photosensitive drum, and thermometers and hygrometers that measure these environmental factors are relatively inexpensive and easily available. Since the apparatus is an apparatus, it is possible to provide an inexpensive image forming apparatus that sufficiently responds to changes in the environment around the photosensitive drum.
[0012]
In the present invention according to the image forming apparatus, it is preferable that the charging unit charges a non-drawing area between ends of a drawing area formed along a circumferential direction of the photosensitive drum.
In the present invention having this configuration, after performing the test charging in the non-drawing area and adjusting the potential, the image forming work can be continued in the drawing area formed side by side with the non-drawing area. Can be shortened.
In addition, since the non-drawing area can be secured along the axial direction of the surface of the photosensitive drum, the charged state can be checked along the axial direction, so that the potential control of the surface of the photosensitive drum can be reliably performed. Thus, it is possible to cope with a change in the environment around the photosensitive drum.
[0013]
Further, in the present invention according to the image forming apparatus, the charging unit is preferably a scorotron charger, and the charging control unit is preferably configured to control a bias voltage applied to a grid electrode of the scorotron charger.
In the present invention having this configuration, the potential applied to the surface of the photosensitive drum can be easily controlled by controlling the voltage applied to the grid electrode of the scorotron charger. Therefore, it is possible to accurately cope with environmental changes around the photosensitive drum.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an image forming apparatus according to the present embodiment is a printing press 1, and the printing press 1 converts drawing data created based on print image data into colors such as yellow, magenta, cyan, and black. It performs printing by image-on-image in which images are sequentially superimposed to form an image, and includes a
[0015]
In the vicinity of the
Further, for example, below the
[0016]
The
The
The
The
[0017]
As shown in FIG. 2, the
[0018]
Here, a drawing area H, a non-drawing area I, and the like are formed on the
That is, a drawing area H of a predetermined size is formed in a rectangular shape at the center of the circumferential length G of the
One end of the drawing area H is a drawing start line A, and the other end is a final drawing line B. On the other hand, a scanning width E at which scanning by the
[0019]
When the laser beam output from the
The control circuit of the
[0020]
In FIG. 1, a
FIG. 5 shows the relationship between the
In FIG. 5, when the final drawing line B of the
[0021]
The grid voltage Vg and the photosensitive drum surface potential Vo are in a direct proportional relationship (see FIG. 8).
When the surface temperature of the
When Vs with respect to the target surface potential Vo of the
[0022]
Returning to FIG. 1, an existing electrometer can be used as the
The environment detecting means 3B is a thermometer for measuring the temperature of the surface of the
[0023]
The developing
The developing machine
In the toner storage chamber 5B, the first of the four process colors, for example, yellow liquid toner, is stored. In the
[0024]
The developing
[0025]
These developing
The print paper W is supplied between the
[0026]
FIG. 6 shows the
The drawing
[0027]
The functions corresponding to the respective file formats are possessed by the drawing
The created drawing data is transmitted to the
[0028]
Next, the phase
The phase
The
[0029]
The
The position command signals output to the
[0030]
The first, second, and
The
During acceleration and deceleration, a position command signal is continuously transmitted while maintaining a change rate in accordance with a predetermined target angular acceleration according to the acceleration time and the deceleration time. , The
[0031]
The
At this time, the
[0032]
Here, the temperature characteristic of the
FIG. 8 and FIG. 9 are examples of graphs showing the temperature characteristics of the
Strictly speaking, the graph showing the relationship between the grid voltage Vg and the photoconductor drum surface potential Vo changes in slope depending on the temperature around the drum, as shown in FIG. To perform finer printing, the grid voltage Vg is obtained based on the graph shown in FIG.
[0033]
In FIG. 9, when the surface temperature of the
In the present embodiment, the graph is approximated by a straight line. However, a necessary value may be searched using a polynomial approximation or a table.
[0034]
Next, a printing procedure according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
In the flowchart shown in FIG. 10, first, the
Thereafter, a
[0035]
Thereafter, the developing roller for the first color is arranged at the developing position (ST6). Further, when the drawing start line reaches the exposure position of the
The peripheral speed of the
[0036]
When the drawing origin C reaches the developing position, development is performed, and the liquid toner of the first color is transferred from the developing
After the development of the final line of the first color is completed, the developing
In parallel with this, when the drawing origin C reaches the drawing position, the
[0037]
In the above steps, the
[0038]
In the embodiment configured as described above, the following effects can be obtained.
(1) In adjusting the potential charged on the
[0039]
(2) An environment detecting unit 3B for detecting the environment around the
[0040]
(3) Since the environment detecting means 3B is a thermometer for measuring the temperature of the surface of the
[0041]
(4) Since the
In particular, in the present embodiment, since the developing
[0042]
(5) Since the
[0043]
The present invention is not limited to the above embodiments, and the following modifications may be made as long as the objects of the present invention can be achieved.
For example, in the above embodiment, the printing press 1 is used for printing, but the printing press 1 can also be used for test printing, that is, for proofreading.
Further, in the above embodiment, the environment detecting means 3B is a thermometer for measuring the temperature of the surface of the
[0044]
Further, in the present embodiment, the non-drawing area I may be formed to extend in the circumferential direction of the
[0045]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to shorten the whole working time, the quality of the image formed by adjusting the surface potential of a photoconductor drum according to the environmental change surrounding a photoconductor drum improves.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an entire image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an exposure system in the embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a drawing area, a non-drawing area, a drawing origin, and the like on the photosensitive drum in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a synchronization detection timing at the time of starting drawing in the embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a relationship between a photosensitive drum and a charging unit in the embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing control means in the embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing a phase synchronous drive system in the embodiment.
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a grid voltage and a photosensitive drum surface potential.
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a grid voltage and a photosensitive drum surface potential.
FIG. 10 is a flowchart for explaining a method of the embodiment.
11A is a schematic diagram illustrating a state where a photosensitive drum is charged, FIG. 11B is a schematic diagram illustrating a state where a charged portion is exposed, and FIG. 11C is a diagram illustrating a state where the exposed portion is developed. FIG.
[Explanation of symbols]
1 printing machine (image forming device)
2 Photoconductor drum
3 Charging means (charging device)
3A surface electrometer
3B Environment detection means
4 Exposure means (exposure device)
19 Developing means
35 Process control unit (charging control means)
I Non-drawing area
H Drawing area
Claims (6)
前記感光体ドラムの表面電位を測定する表面電位計と、前記帯電手段の電位を制御する帯電制御手段とを備え、
前記帯電手段は、前記感光体ドラムの表面の非描画領域に帯電を行い、前記表面電位計は前記帯電手段で帯電された非描画領域での表面電位を測定し、前記帯電制御手段は、前記表面電位計での測定結果に応じて前記帯電手段の電位を制御することを特徴とする画像形成装置。The surface of the photosensitive drum on which an image is formed is charged by a charging unit, and after charging by the charging unit, the surface of the photosensitive drum is exposed by an exposure unit to form an electrostatic latent image. An image forming apparatus for developing the electrostatic latent image on the surface of the photoconductor drum by supplying a liquid toner to the surface of the photoconductor drum by a developing unit.
A surface potentiometer for measuring the surface potential of the photosensitive drum, and a charging control unit for controlling the potential of the charging unit,
The charging unit charges a non-drawing region on the surface of the photoconductor drum, the surface voltmeter measures a surface potential in the non-drawing region charged by the charging unit, and the charging control unit includes: An image forming apparatus, wherein the potential of the charging unit is controlled in accordance with a measurement result of a surface voltmeter.
前記感光体ドラムに帯電させる電位を調整するにあたり、前記感光体ドラムの表面の非描画領域に帯電を行い、この帯電された非描画領域の電位を測定し、この電位の測定結果に応じて前記感光体ドラムに帯電する電位を制御することを特徴とする画像形成方法。The surface of the photosensitive drum on which an image is formed is charged, and after charging, the surface of the photosensitive drum is exposed to create an electrostatic latent image.After the exposure, the liquid toner is supplied to the surface of the photosensitive drum. An image forming method for developing the electrostatic latent image on the surface of the photoconductor drum,
In adjusting the potential charged on the photosensitive drum, charging is performed on a non-drawing area on the surface of the photosensitive drum, the potential of the charged non-drawing area is measured, and the potential is measured in accordance with the measurement result of the potential. An image forming method comprising controlling a potential charged on a photosensitive drum.
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