JP2007171469A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】感光層の膜厚検知動作を行う場合であっても、BCRの発生を防止して、感光体の磨耗やクリーニング部材のダメージ等が生じるのを抑制する。
【解決手段】表面に感光層が成膜された感光体1と、前記感光体1を帯電させる帯電器2と、前記感光体1の表面にトナー像を形成する現像器4と、前記帯電器2による電流値に基づいて前記感光層についての膜厚検知を行う膜厚検知手段と、前記膜厚検知手段が膜厚検知を行う際には前記帯電器2における帯電パラメータと前記現像器4における現像パラメータとの少なくとも一方を画像形成時とは異なる設定とするパラメータ設定手段と、を備えて電子写真方式の画像形成装置を構成する。
【選択図】図1
【解決手段】表面に感光層が成膜された感光体1と、前記感光体1を帯電させる帯電器2と、前記感光体1の表面にトナー像を形成する現像器4と、前記帯電器2による電流値に基づいて前記感光層についての膜厚検知を行う膜厚検知手段と、前記膜厚検知手段が膜厚検知を行う際には前記帯電器2における帯電パラメータと前記現像器4における現像パラメータとの少なくとも一方を画像形成時とは異なる設定とするパラメータ設定手段と、を備えて電子写真方式の画像形成装置を構成する。
【選択図】図1
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものであり、特に感光体膜厚検知動作を行う機能を有した画像形成装置に関する。
近年、電子写真方式の画像形成装置が広く普及している。電子写真方式とは、感光体を帯電器により帯電させた後、書き込み用光源を発光させて感光体上に静電潜像を形成(露光)し、これを現像器でトナーにより現像して可視化し、その可視像を感光体から印刷用紙等の記録媒体に転写して出力する方式である。
このような電子写真方式の画像形成装置では、長期間使用していると、感光体表面に形成された感光層の膜厚が減少し、初期に比べて感光体の帯電能力が低下してしまうことが知られている。
このことから、電子写真方式の画像形成装置の中には、感光体における感光層の膜厚検知動作を行う機能を有したものがある。感光層の膜厚を検知できれば、その膜厚の検知結果を基に使用限度を認識したり、あるいはその膜厚変化に応じて感光体の帯電量を制御し得るからである。感光層の膜厚検知動作は、記録媒体上への画像出力を行う画像形成動作とは別に、例えばその画像形成動作に先立つタイミングで、感光体における感光層を帯電器により帯電させ、そのときの印加電流の積算値を測定し、その測定結果から感光層の膜厚を推定する、といったものが一般的である(例えば、特許文献1参照)。
このような電子写真方式の画像形成装置では、長期間使用していると、感光体表面に形成された感光層の膜厚が減少し、初期に比べて感光体の帯電能力が低下してしまうことが知られている。
このことから、電子写真方式の画像形成装置の中には、感光体における感光層の膜厚検知動作を行う機能を有したものがある。感光層の膜厚を検知できれば、その膜厚の検知結果を基に使用限度を認識したり、あるいはその膜厚変化に応じて感光体の帯電量を制御し得るからである。感光層の膜厚検知動作は、記録媒体上への画像出力を行う画像形成動作とは別に、例えばその画像形成動作に先立つタイミングで、感光体における感光層を帯電器により帯電させ、そのときの印加電流の積算値を測定し、その測定結果から感光層の膜厚を推定する、といったものが一般的である(例えば、特許文献1参照)。
ところで、従来における感光層の膜厚検知動作では、感光体表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する画像形成時とは異なり、感光体表面にトナー像を形成することなく、しかも帯電後の感光体に対する周毎の除電を行わないにも拘らず、画像形成時と同一のプロセス条件(例えば帯電器における帯電パラメータ)で、当該膜厚検知動作を行っている。そのため、膜厚検知動作時には、画像形成時と比べて、感光体の暗減衰が少なくなって帯電電位が大きくなり、相対的に現像器との間の電位差が増大するので、トナー現像材のキャリアが感光体側へ転移してしまうBCR(ビーズ・キャリー・オーバー)という現象が起こりやすくなる。特に、現像器でのトナー濃度が低くなっているときには発生しやすい。このようなBCRは、残留トナーや付着汚染物等を除去するためのクリーニング部材に傷や打痕等のダメージを与える要因となり得る。また、BCRが感光体に与えるエネルギーにより感光体表面付近の材料の分子間力が小さくなるため、クリーニング部材との摺擦により感光体が磨耗する度合の増大を招く要因ともなり得る。そのため、BCRについては、その発生を防止すべきである。
そこで、本発明は、感光層の膜厚検知動作を行う場合であっても、BCRの発生を防止して、感光体の磨耗やクリーニング部材のダメージ等が生じるのを抑制することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために案出された画像形成装置で、表面に感光層が成膜された感光体と、前記感光体を帯電させる帯電器と、前記感光体の表面にトナー像を形成する現像器と、前記帯電器による電流値に基づいて前記感光層についての膜厚検知を行う膜厚検知手段と、前記膜厚検知手段が膜厚検知を行う際には、前記帯電器における帯電パラメータと前記現像器における現像パラメータとの少なくとも一方を、前記感光体表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する画像形成時とは異なる設定とするパラメータ設定手段とを備えることを特徴とする。
上記構成の画像形成装置では、膜厚検知手段が膜厚検知を行う際に、パラメータ設定手段が帯電パラメータと現像パラメータとの少なくとも一方を、画像形成時とは異なる設定とする。帯電パラメータの設定としては、例えば帯電器が帯電を行う際の印加電流の値を画像形成時よりも小さくすることが考えられる。また、現像パラメータの設定としては、例えば現像器に印加するバイアス電圧の値を画像形成時よりも大きくすることが考えられる。このような帯電パラメータまたは現像パラメータの設定を行えば、画像形成時と同一のパラメータ設定を行った場合に比べて、膜厚検知を行う際の感光体と現像器との間の電位差増大が抑制されることになる。
本発明に係る画像形成装置によれば、膜厚検知を行う際の感光体と現像器との間の電位差増大を抑制し得るので、BCRの発生防止が可能となる。すなわち、感光層の膜厚検知動作を行う場合であっても、BCRの発生防止を通じて、感光体の磨耗やクリーニング部材のダメージ等を抑制することができる。しかも、パラメータ設定によりBCR発生を防止するので、そのために装置構成が複雑化したり装置の大型化やコスト増大等を招いたりするのを回避することができる。
以下、図面に基づき本発明に係る画像形成装置について説明する。ここで説明する画像形成装置は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等に用いられる電子写真方式のものである。
先ず、本発明に係る画像形成装置の概略構成について説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の概略構成例を示す説明図である。図例のように、電子写真方式の画像形成装置は、感光体1と、帯電器2と、露光器3と、現像器4と、転写器5と、クリーニング部材6と、除電器7と、電源8と、制御部9と、を備えて構成されている。
図1は、本発明に係る画像形成装置の概略構成例を示す説明図である。図例のように、電子写真方式の画像形成装置は、感光体1と、帯電器2と、露光器3と、現像器4と、転写器5と、クリーニング部材6と、除電器7と、電源8と、制御部9と、を備えて構成されている。
感光体1は、像担持体として機能するもので、例えば所定周速で回転駆動されるドラム状のものである。この感光体1の表面(周上の面)には、像担持体として機能するために、感光層(ただし不図示)が形成されている。
帯電器2は、感光体1を帯電させるものであり、例えば感光体1の表面に接して所定の極性・電位に一様に帯電(例えば負帯電)させるローラタイプのものを用いることが考えられる。
露光器3は、帯電器2による帯電後の感光体1の表面に対して、画像変調されたレーザビームを照射(走査露光)して、その感光体1の表面に静電潜像を形成するものである。
現像器4は、感光体1の表面にトナーを供給することで、その感光体1の表面に形成された静電潜像を現像して、可視像であるトナー像を形成するものである。
転写器5は、感光体1の表面に形成されたトナー像を、その感光体1から印刷用紙等の記録媒体に転写するものである。
クリーニング部材6は、次の像形成に備えるべく、転写器5によるトナー像の転写が行われた後における感光体1の表面上の残留物(残留トナーや付着汚染物等)を、その表面との摺擦により除去するブレード状(板状)のものである。
除電器7は、感光体1の表面に対する除電露光を行って、その表面に形成された静電潜像を消去するものである。
電源8は、必要に応じて上述した各部、特に帯電器2および現像器4に対して、電源供給を行うものである。このうち、帯電器2に対しては、感光体1の帯電のために、交流電圧と直流電圧とを重畳した電圧を供給するようになっている。また、現像器4に対しては、感光体1へのトナー供給のために、バイアス電圧を供給するようになっている。
制御部9は、上述した各部1〜9に対する動作制御を行うものである。この制御部9が行う動作制御には、電源8が行う電源供給についての制御が含まれる。すなわち、制御部9は、電源8が行う電源供給について、当該電源8に動作指示を与えたり、動作する際の電圧値や電流値等といったパラメータを設定したり、電源8が行う電源供給をモニタリングしたりする。このような動作制御を通じて、制御部9では、後述するように、感光体1における感光層についての膜厚検知を行い得るのである。なお、この制御部9が行う電源供給制御やそのモニタリングの手法の詳細については、従来と同様に公知技術を利用して実現すればよいため、ここではその説明を省略する。
次に、以上のように構成された画像形成装置の処理動作例について説明する。
図2は、本発明に係る画像形成装置における処理動作の一具体例を示す説明図である。
図2は、本発明に係る画像形成装置における処理動作の一具体例を示す説明図である。
画像形成装置が行う処理動作としては、感光体1の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する画像形成動作と、感光体1における感光層についての膜厚検知を行う膜厚検知動作とがある。画像形成動作は、ユーザ操作によるジョブ発行や上位装置からの指示によるジョブ発行等があると、これに応じて行う処理動作である。また、膜厚検知動作は、例えば装置起動時や画像形成動作開始前等といった所定タイミングで行う処理動作である。
画像形成動作を行う場合には、帯電器2が感光体1を一定極性の電荷で帯電させるとともに、その帯電後の感光体1の表面に対し露光器3が走査露光を行って、その感光体1の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像器4による顕像化でトナー像となる。このとき、現像器4は、電源8からのバイアス電圧の供給によって生じる感光体1の表面との電位差を利用して、その感光体1の表面にトナーを供給し、これにより静電潜像の顕像化を行う。静電潜像の顕像化によるトナー像の形成後は、感光体1の表面に記録媒体が接触した状態で、転写器5が静電潜像と同極性の電荷を印加して、その感光体1の表面上のトナー像を記録媒体に転写させる。これにより、記録媒体上に可視像が形成されて出力されることになる。その後は、クリーニング部材6が感光体1の表面に残留するトナーや付着汚染物等を除去するとともに、除電器7が感光体1の表面に対する全面露光を行って残留電荷を消去して、次の画像形成動作に備える。
このとき、図2(b)に示すように、帯電器2は、感光体1を帯電させるべく、当該感光体1に対して、−400〜−1000V程度、具体的には例えば−700VのDC電圧Vdcを印加する。また、このときの現像器4におけるバイアス電圧VBias Aは例えば−580V程度である。したがって、画像形成動作時、すなわち除電器7による除電を経て帯電された状態の感光体1の表面における電位Vh1は例えば−700V程度であり、現像器4との間の電位差|Vh1−VBias A|は例えば120V程度となる。なお、帯電開始当初(感光体1の1週目)にDC電圧Vdcよりも小さな電圧を印加するのは(図中におけるVm対応期間)、段階的な電圧印加を行うことで帯電を確実なものとするためである。現像器4におけるバイアス電圧についても同様である。したがって、動作開始当初から帯電の確実性を確保し得る場合であれば、段階的な電圧印加を行わなくても構わない。
一方、膜厚検知動作を行う場合には、上述した画像形成動作の場合と同様に、帯電器2が感光体1を一定極性の電荷で帯電させる。この帯電は、感光体1の表面における電位が飽和するまで行う。したがって、必要であれば、除電器7を動作させず感光体1に対し周毎の除電を行うことなく、当該感光体1の複数周にわたって帯電を行う。そして、帯電器2が感光体1を帯電させると、その際に電源8から帯電器2に供給された電流の積算値について、制御部9がそのモニタリング(検知および測定)を行う。すなわち、このときに電源8が行う電流値の推移をモニタリングし、その電位値を積分することによって、感光体1に蓄積された電荷量を算出する。これにより、感光体1における感光層の膜厚が検知されることになる。つまり、つまり、感光層の膜厚と帯電によって蓄えられる電荷量とは一義的な関係にあるため、その対応関係に関する情報を予め特定しておけば、感光層を帯電させるときに流れる電流の積算値を測定することで、その感光層の膜厚を検知することができるのである。
なお、膜厚検知を正確に行なうためには、感光体1が蓄えることができる電荷量を正確に計測する必要がある。そのため、感光体1を複数周回転された後の電荷量を測定することが好ましい。
また、膜厚と帯電器2を流れる電流もある程度の相関がある。そのため、より簡易な膜厚検知方法として、帯電器2を流れる電流値によって膜厚を推定的に検知することも可能である。
なお、膜厚検知を正確に行なうためには、感光体1が蓄えることができる電荷量を正確に計測する必要がある。そのため、感光体1を複数周回転された後の電荷量を測定することが好ましい。
また、膜厚と帯電器2を流れる電流もある程度の相関がある。そのため、より簡易な膜厚検知方法として、帯電器2を流れる電流値によって膜厚を推定的に検知することも可能である。
ところで、感光層の膜厚検知動作を行う場合には、既に説明したように、BCRの発生が問題となり得る。これは、膜厚検知動作を行う場合、感光体1の感光層を飽和電位まで帯電させるべく当該動作中には除電器7を動作させないため、画像形成動作時と比べて暗減衰が少なくなり、これにより感光体1における帯電電位が上述した画像形成動作の場合よりも大きくなってしまうからである。具体的には、感光体1の表面における電位Vh0が、画像形成動作の場合より例えば50V程度大きくなる。したがって、画像形成動作時と同一のプロセス条件で膜厚検知動作を行ったのでは、感光体1の帯電電位が大きくなるのに伴って現像器4との間の電位差も大きくなることから、BCRが発生し易くなるのである。
このことから、本実施形態における画像形成装置では、膜厚検知動作を行う際に、以下に述べるような特徴的な処理動作を行う。すなわち、膜厚検知動作を行う際に、制御部9は、プロセス条件についてのパラメータ設定を、画像形成動作時とは異なる設定とするのである。プロセス条件についてのパラメータとしては、帯電器2における帯電パラメータ(帯電器2による帯電電位の大きさを特定するパラメータ)と、現像器4における現像パラメータ(現像器4におけるバイアス電圧の大きさを特定するパラメータ)とが挙げられる。制御部9は、これらのパラメータのいずれか一つについて画像形成動作時と異なる設定にするものであっても、あるいは複数のパラメータを異なる設定にするものであってもよい。つまり、制御部9は、帯電パラメータと現像パラメータとの少なくとも一方を、画像形成時とは異なる設定とする、本発明におけるパラメータ設定手段として機能するものである。
ここで、制御部9によるパラメータ設定について、現像パラメータの設定を例に挙げて詳しく説明する。
例えば、現像器4における現像パラメータとして、当該現像器4に印加するバイアス電圧VBias Bを設定する場合であれば、制御部9は、図2(a)に示すように、膜厚検知動作を行う際には、そのバイアス電圧VBias Bの値を、画像形成時におけるバイアス電圧VBias Aよりも大きく設定する期間を設ける。具体的には、画像形成時におけるバイアス電圧VBias Aの設定値が例えば−580V程度であれば、感光体1の表面における電位差(Vh0−Vh1)を考慮して、膜厚検知動作を行う際におけるバイアス電圧VBias Bの設定値を、例えば50V程度大きく設定する。この設定は、「大きく設定する期間」があればよく、膜厚検知動作の全期間にわたって適用しても、あるいは膜厚検知動作中の一部の期間のみに適用してもよい。したがって、膜厚検知動作時においても、動作開始当初には、画像形成時と同様に、段階的な電圧印加を行うことが考えられる(図中におけるVm対応期間)。
例えば、現像器4における現像パラメータとして、当該現像器4に印加するバイアス電圧VBias Bを設定する場合であれば、制御部9は、図2(a)に示すように、膜厚検知動作を行う際には、そのバイアス電圧VBias Bの値を、画像形成時におけるバイアス電圧VBias Aよりも大きく設定する期間を設ける。具体的には、画像形成時におけるバイアス電圧VBias Aの設定値が例えば−580V程度であれば、感光体1の表面における電位差(Vh0−Vh1)を考慮して、膜厚検知動作を行う際におけるバイアス電圧VBias Bの設定値を、例えば50V程度大きく設定する。この設定は、「大きく設定する期間」があればよく、膜厚検知動作の全期間にわたって適用しても、あるいは膜厚検知動作中の一部の期間のみに適用してもよい。したがって、膜厚検知動作時においても、動作開始当初には、画像形成時と同様に、段階的な電圧印加を行うことが考えられる(図中におけるVm対応期間)。
バイアス電圧VBias Bの設定値については、帯電器2による帯電後の感光体1の表面電位、さらに詳しくは除電器7の動作有無に起因する画像形成時と膜厚検知動作との電位差に基づいて決定すればよい。感光体1の表面電位(画像形成時と膜厚検知動作との電位差)については、実験やシミュレーション等で得られる経験則を通じて特定することが考えられる。すなわち、経験則に基づいてバイアス電圧VBias Bの値を予め決定しておき、その値(固定値)を用いて制御部9が電源8や現像器4等に対する操作指示を与えるようにする。
ただし、感光体1の表面電位については、帯電器2への電源供給のモニタリング結果に基づいて検知することも考えられる。すなわち、電源8が行う電源供給をモニタリングし、その結果を基にすれば、制御部9は、感光体1の表面電位をリアルタイムで検知することも可能である。したがって、制御部9が感光体1の表面電位を検知可能である場合には、その検知結果に応じてバイアス電圧VBias Bの設定値を可変させてもよい。具体的には、バイアス電圧VBias Bについての設定初期値を、感光体1の表面電位を検知結果に応じて可変させることが考えられる。また、例えば経験則から得られる関係式を予め設定しておき、その関係式を用いつつ、感光体1の表面電位の検知結果を基にして、バイアス電圧VBias Aの設定値を算出するといったことも考えられる。つまり、制御部9は、感光体1の表面電位をモニタリングして、そのモニタリング結果に応じてバイアス電圧VBias Bの設定値を特定する、本発明におけるモニタリング手段として機能するものであってもよい。
このような現像パラメータの設定を行うと、制御部9は、その設定内容で電圧供給を行うように、電源8に対し指示を与える。この指示に従い、電源8は、現像器4に対しバイアス電圧を供給する。したがって、膜厚検知動作の際には、現像器4におけるバイアス電圧VBias Bが、例えば画像形成時のバイアス電圧VBias Aである−580Vよりも50V程度大きい同一極性の−630V程度となる。
以上のように、膜厚検知動作を行う際に、現像器4に印加するバイアス電圧VBias Bの値を、画像形成時におけるバイアス電圧VBias Aよりも大きく設定すれば、膜厚検知動作中に除電器7を動作させないことで、画像形成動作時よりも暗減衰が少なくなり、これにより感光体1における帯電電位が当該画像形成動作の場合よりも大きくなっても、感光体1と現像器4との間の電位差を当該画像形成動作の場合と同等に抑えることが可能となる。つまり、膜厚検知動作を行う際に、現像パラメータの設定を画像形成動作時とは異なる設定とすることで、当該画像形成動作時と同一のパラメータ設定を行った場合に比べて、膜厚検知を行う際の感光体1と現像器4との間の電位差増大が抑制されることになる。
したがって、現像パラメータの設定を画像形成動作時とは異なる設定とすれば、膜厚検知を行う際の感光体1と現像器4との間の電位差増大を抑制し得るので、結果としてBCRの発生防止が実現可能となる。すなわち、感光層の膜厚検知動作を行う場合であっても、BCRの発生防止を通じて、感光体1の磨耗やクリーニング部材のダメージ等を抑制することができる。しかも、現像パラメータの設定によりBCR発生を防止すれば、制御部9が実行する制御プログラミングのみの変更で対応することが可能であり、電位差増大抑制のための除電器等を追加する必要がないので、そのために装置構成が複雑化したり装置の大型化やコスト増大等を招いたりするのを回避することができる。
また、現像パラメータの設定にあたり、上述したように、経験則を通じて感光体1の表面電位を特定し、その表面電位に基づいてバイアス電圧VBias Bの値を設定すれば、BCRの発生防止が確実となる点で、非常に好適なものとなる。
さらには、感光体1の表面電位をモニタリングして、そのモニタリング結果に応じてバイアス電圧VBias Bの設定を可変させれば、感光層の膜厚変化や装置使用環境の変化等の要因により膜厚検知を行う際の感光体1と現像器4との間の電位差に変動が生じても、その変動に柔軟かつ的確に対応し得るようになる点で、非常に好適なものとなる。その場合に、感光体1の表面電位とバイアス電圧VBias Bの設定値との関係は、モニタリング対象である膜厚検知動作時の感光体1の表面電位を「a」、固定値である画像形成動作時の感光体1の表面電位を「b」、バイアス電圧VBias Bの設定値を「c」、バイアス電圧VBias Aの設定値を「d」とすると、「a−c≦b−d」となるようなものであればよい。
さらには、感光体1の表面電位をモニタリングして、そのモニタリング結果に応じてバイアス電圧VBias Bの設定を可変させれば、感光層の膜厚変化や装置使用環境の変化等の要因により膜厚検知を行う際の感光体1と現像器4との間の電位差に変動が生じても、その変動に柔軟かつ的確に対応し得るようになる点で、非常に好適なものとなる。その場合に、感光体1の表面電位とバイアス電圧VBias Bの設定値との関係は、モニタリング対象である膜厚検知動作時の感光体1の表面電位を「a」、固定値である画像形成動作時の感光体1の表面電位を「b」、バイアス電圧VBias Bの設定値を「c」、バイアス電圧VBias Aの設定値を「d」とすると、「a−c≦b−d」となるようなものであればよい。
なお、ここでは、制御部9によるパラメータ設定として、現像パラメータの設定を例に挙げたが、現像パラメータではなく帯電パラメータの設定を画像形成動作時と相違させる場合、または帯電パラメータと現像パラメータとの両方の設定を画像形成動作時と相違させる場合であっても、感光体1と現像器4との間の電位差増大抑制を通じてBCRの発生防止は可能である。
続いて、帯電パラメータの設定について、具体例を挙げて詳しく説明する。
図3は、帯電パラメータについての具体例を示す説明図である。
図3は、帯電パラメータについての具体例を示す説明図である。
一般に、膜厚検知動作を行う場合には、正しい電荷量測定(電流積算値の測定)のため、どのような条件下でも一定の電圧Vdcを印加し、一定の電位が保てる電流Iacを流す必要がある。この点については、画像形成動作時と同じ設定とすれば問題が生じない。したがって、上述したように、現像パラメータの設定によりBCRの発生防止を図る場合には、帯電パラメータを画像形成動作時と同じ設定とすることが考えられる。
ここで、画像形成動作時における電流設定について説明する。
AC+DC重畳帯電方式では、図3(a)に示すように、AC電流値Iacを大きくすると、それに伴って帯電電位Vhも上昇する。ところが、AC電流値がある電流値Ith以上になると、電圧Vdcの設定付近の電位に収束するように、帯電電位Vhが一定となっていく。その電流値(以下「電流変極点」という)Ithは、例えば0.6mA程度である。
この電流変極点Ithは、装置使用環境(画像形成装置の周辺温度等)や感光層の膜厚等によって多少変動する。また、電流変極点Ith付近における帯電電位Vhは安定しておらず、部分的な画質欠陥に繋がる帯電不良が生じ易い。
したがって、画像形成動作時における電流設定は、通常電流変極点Ithよりも十分大きな値Iac(op)することが多い。具体的には、例えば1.0mA程度に設定して、安全マージンを十分に確保することが考えられる。
AC+DC重畳帯電方式では、図3(a)に示すように、AC電流値Iacを大きくすると、それに伴って帯電電位Vhも上昇する。ところが、AC電流値がある電流値Ith以上になると、電圧Vdcの設定付近の電位に収束するように、帯電電位Vhが一定となっていく。その電流値(以下「電流変極点」という)Ithは、例えば0.6mA程度である。
この電流変極点Ithは、装置使用環境(画像形成装置の周辺温度等)や感光層の膜厚等によって多少変動する。また、電流変極点Ith付近における帯電電位Vhは安定しておらず、部分的な画質欠陥に繋がる帯電不良が生じ易い。
したがって、画像形成動作時における電流設定は、通常電流変極点Ithよりも十分大きな値Iac(op)することが多い。具体的には、例えば1.0mA程度に設定して、安全マージンを十分に確保することが考えられる。
ところが、膜厚検知動作時には、感光体1の表面がある安定帯電電位になっていれば、多少の画質欠陥があっても、感光層の膜厚の測定に支障が生じることはない。
また、膜厚検知動作時におけるBCRの発生は、現像パラメータとは別に、または現像パラメータと併せて、帯電パラメータの設定を画像形成動作時と相違させることでも、その防止が可能である。つまり、感光体1の表面の帯電電位Vhが画像形成動作時よりも小さければ、現像器4との間の電位差が抑制されることになるので、結果としてBCRの発生防止が可能となる。
また、膜厚検知動作時におけるBCRの発生は、現像パラメータとは別に、または現像パラメータと併せて、帯電パラメータの設定を画像形成動作時と相違させることでも、その防止が可能である。つまり、感光体1の表面の帯電電位Vhが画像形成動作時よりも小さければ、現像器4との間の電位差が抑制されることになるので、結果としてBCRの発生防止が可能となる。
これらのことから、膜厚検知動作を行う際には、制御部9が帯電器2における帯電パラメータを以下に述べるように設定することが考えられる。すなわち、制御部9は、帯電器2における帯電パラメータとして、その帯電器2が帯電を行う際の印加電流を設定する場合に、その印加電流の値Iac(q)を、画像形成動作時における電流設定値Iac(op)よりも小さく、かつ、感光体の表面電位が収束に向かう電流変極点Ithよりも大きく設定する。具体的には、例えば、電流変極点Ith=0.6mAよりも大きく、画像形成動作時における電流設定値Iac(op)=1.0mAよりも小さい、Iac(q)=0.8mA程度に設定する。
このときの帯電パラメータの設定は、「Iac(op)>Iac(q)>Ith」の関係を満たすことになる。この関係式は、Ithで割ると、「Iac(op)/Ith>Iac(q)/Ith>1」となる。したがって、上述した帯電パラメータの設定によれば、画像形成動作時におけるマージン量を「M(op)≡Iac(op)/Ith」、膜厚検知動作時におけるマージン量を「M(q)≡Iac(q)/Ith」とすると、電流変極点Ithからのマージン量について、「M(op)>M(q)>1」の関係が成り立つことになる。
また、AC+DC重畳帯電方式における帯電パラメータとしては、印加電流設定の他に、AC周波数設定がある。
AC周波数設定については、通常、プロセス速度(感光体1の駆動速度等)に略比例した周波数f(op)とする。ところが、AC周波数を下げた場合には、Iac(op)やIthもこれに比例して下がることが知られている。
したがって、このAC周波数についても、画像形成動作時よりも小さく設定することで、膜厚検知動作を行う際に感光体1へ与えるエネルギーを小さく抑えて、その感光体1へのダメージを減らすことが可能となる。
AC周波数設定については、通常、プロセス速度(感光体1の駆動速度等)に略比例した周波数f(op)とする。ところが、AC周波数を下げた場合には、Iac(op)やIthもこれに比例して下がることが知られている。
したがって、このAC周波数についても、画像形成動作時よりも小さく設定することで、膜厚検知動作を行う際に感光体1へ与えるエネルギーを小さく抑えて、その感光体1へのダメージを減らすことが可能となる。
このことから、制御部9は、帯電器2における帯電パラメータとして、その帯電器2が帯電を行う際のAC周波数を設定する場合に、そのAC周波数の値f(q)を、画像形成動作時におけるAC周波数の値f(op)よりも小さく設定するものであってもよい。具体的には、例えば、プロセス速度が160mm/sである場合において、画像形成動作時におけるAC周波数f(op)=1300Hzよりも小さくなるように、膜厚検知動作を行う際のAC周波数をf(q)=1000Hz程度に設定することが考えられる。つまり、このときの帯電パラメータの設定は、「f(op)>fac(q)」の関係を満たすようにする。
このようなAC周波数の設定を行えば、感光体1へ与えるエネルギーを小さく抑えられることから、上述した印加電流設定の場合と同様に、感光体1の表面と現像器4との間の電位差を抑制でき、結果としてBCRの発生防止が可能となる。しかも、AC周波数を下げることで、放電開始に必要な電流も比例して下がることから、膜厚検知動作を行う際の電流低減も実現可能となり、消費電力削減等を図る上で非常に好適なものとなる。
なお、膜厚検知動作を行う際における帯電パラメータの設定としては、印加電流設定のみを行っても、AC周波数設定のみを行っても、あるいはこれらの両方を行ってもよく、いずれの場合であってもBCRの発生防止が可能である。
ただし、帯電パラメータを設定する際の基準となるものについては、例えば電流変極点Ithのように、装置使用環境(画像形成装置の周辺温度等)や感光層の膜厚等によって多少変動するものも存在する。したがって、このような変動にも柔軟かつ的確に対応することを可能にすべく、帯電パラメータの設定にあたっては、既に行った膜厚検知動作での膜厚検知結果または装置使用環境のモニタリング結果に応じて、帯電器2が帯電を行う際の印加電流、印加電圧またはAC周波数の少なくとも一つを変化させるようにすることも考えられる。例えば、温度や湿度といった装置使用環境等と、所望電位に帯電させるのに必要な電流値等とは、それぞれの変動が互いに一義的な関係にあるため、その対応関係を予め特定しておけば、装置使用環境等に変動があっても、適切な帯電パラメータの設定が可能となるからである。その場合において、装置使用環境については、温度センサや湿度センサ等の公知技術を利用して、そのモニタリングを行えばよい。また、このような変動への対応を画像形成動作時に行う機能を有していれば、その機能を利用して膜厚検知動作時における変動に対応することが考えられるが、その場合においても、膜厚検知動作を行う際の帯電パラメータは、画像形成動作時とは異なるように設定されることになる。
以上に、本発明の好適な実施具体例として、本実施形態の画像形成装置を説明したが、本発明はその内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、パラメータ設定の具体的な数値等については、本実施形態で説明した内容に限定されないことは勿論である。
1…感光体、2…帯電器、3…露光器、4…現像器、5…転写器、6…クリーニング部材、7…除電器、8…電源、9…制御部
Claims (7)
- 表面に感光層が成膜された感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電器と、
前記感光体の表面にトナー像を形成する現像器と、
前記帯電器による電流値に基づいて前記感光層についての膜厚検知を行う膜厚検知手段と、
前記膜厚検知手段が膜厚検知を行う際には、前記帯電器における帯電パラメータと前記現像器における現像パラメータとの少なくとも一方を、前記感光体表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する画像形成時とは異なる設定とするパラメータ設定手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記パラメータ設定手段は、前記現像器における現像パラメータとして当該現像器に印加するバイアス電圧を設定するものであり、前記膜厚検知手段が膜厚検知を行う際には前記バイアス電圧の値を前記画像形成時よりも大きく設定する期間を設ける
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記バイアス電圧は、前記帯電器による帯電後の前記感光体の表面電位に基づいて設定される
ことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 - 前記前記感光体の表面電位をモニタリングして前記パラメータ設定手段に通知するモニタリング手段を備える
ことを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。 - 前記パラメータ設定手段は、前記帯電器における帯電パラメータとして当該帯電器が帯電を行う際の印加電流を設定するものであり、前記膜厚検知手段が膜厚検知を行う際には前記印加電流の値を前記画像形成時よりも小さく、かつ、前記感光体の表面電位が収束に向かう電流変極点よりも大きく設定する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記パラメータ設定手段は、前記帯電器における帯電パラメータとして当該帯電器が帯電を行う際のAC周波数を設定するものであり、前記膜厚検知手段が膜厚検知を行う際には前記AC周波数の値を前記画像形成時よりも小さく設定する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記パラメータ設定手段は、前記膜厚検知手段による膜厚検知結果または装置使用環境のモニタリング結果に応じて、前記帯電器が帯電を行う際の印加電流、印加電圧またはAC周波数の少なくとも一つを変化させる
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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