JP2007286445A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御部115は、露光装置111を制御して感光体ドラム110に濃度検知用トナー像を形成し、光学的センサ106で濃度検知用トナー像を検知する。光学的センサ106は、LED光を濃度検知用トナー像に照射するので、感光体ドラム110の照射部分と照射されない部分との間の表面電位差を拡大して露光痕跡を残す。そこで、制御部115は、濃度検知用トナー像が一次転写ローラ113を通過するタイミングで、転写電源114から、通常の転写バイアス電圧とは逆極性の回復バイアス電圧を出力させる。一次転写ローラ113に印加された回復バイアス電圧は、感光体ドラム110の照射部分の表面電位を一次帯電の方向に回復させる。
【選択図】図1
Description
図1は第1実施形態の画像形成装置における感光体ドラム周辺の構成の説明図である。
図2は転写バイアス電圧と転写電流との関係を示す線図、図3は転写バイアス電圧制御の説明図である。
(1)定電流で第一のターゲット電流(It)を印加して、そのときの検知電圧(V1)を検出する。
(2)検知電圧(V1)に対して100V低い電圧(V11)と、100V高い電圧(V12)とを定電圧で印加して、それぞれにおける検知電流(I11)、(I12)を検出する。
(3)電圧(V11)、(V12)と検知電流(I11)、(I12)との関係から、Yのターゲット電流(Ity)に対する必要電圧(Vy)を導き出す。
(4)現像装置101を作動させる。
(5)Yのターゲット電流(Ity)を印加して、そのときの検知電圧(Vy1)を検出する。
(6)検知電圧(Vy1)に対して100V低い電圧(Vy11)と、100V高い電圧(Vy12)とを定電圧で印加して、それぞれにおける検知電流(Iy11)、(Iy12)を検出する。
(7)電圧(Vy11)、(Vy12)と検知電流(Iy11)、(Iy12)との関係からYのターゲット電流(Ity)に対する必要電圧(Vy2)を導き出す。
(8)必要電圧(Vy2)−必要電圧(Vy)を演算して現像オフセット分として保存して、前回転時の制御結果に加算する。
図1に示す構成において、感光体ドラム110の直径から使用する転写材サイズにより画像上に画像メモリが発生しない条件がある。例えばA4サイズにおいては、トナー像が感光体ドラム110のほぼ同じ位相位置に形成される。従って、紙間で光学的センサ106によるLED露光を行うと、露光により発生する画像メモリは、次の紙間に現れるため画像上には画像メモリとして発生しない。
図1に示す構成において、濃度検知用トナー像形成時における回復バイアス電圧の設定は、通常作像時における各色の暗電位設定に基づき設定される。各色の暗電位に対して光学的センサ106によるLED露光領域における明電位が変化するため、各色において画像メモリが発生しない明電位領域までシフトできる回復バイアス電圧を設定する必要がある。
図1に示す構成において、画像メモリの発生は、濃度検知用トナー像形成時における光学的センサ106によるLED露光量により良化する傾向がある。これは、画像メモリが露光時における非露光域における暗電位と明電位との差分に依存することを意味する。これにより、LED露光量を抑えることにより、画像メモリの発生を防止することができる。しかし、光学的センサ106によるLED露光量自体を減少させることにより画像安定制御に支障をきたすため、ある一定の露光量は維持しなければならない制約が生じる。
図4は潜像幅と画像メモリ幅との差分を説明する線図である。図1に示す構成において、制御例5では、感光体ドラム110上に照射されるLED露光時間と分散系による回折散乱を含めた変化分を補償する形で回復バイアス電圧の印加時間を制御する。ここでは、感光体ドラム110の周速度283mm/secに対して濃度検知用トナー像検出用の光学的センサ106によるLED露光時間を設定することにより、感光体ドラム110上に形成される潜像長さが決定される。例として、上記周速度に対して露光時間を70msecと設定すると、理論潜像幅は約20mmとなる。しかし、分散系、特に複写機における感光体ドラム110及び現像装置101付近における分散系として挙げられるトナーは、使用する光学的センサ106のLED波長との関係性から回折散乱を起し易い。従って、理論潜像幅よりも長い画像メモリが画像上に現れる。
図5は第2実施形態の画像形成装置における感光体ドラム周辺の構成の説明図、図6は前露光における露光量の線図、図7は前露光における紙間の制御の説明図である。第2実施形態の画像形成装置200は、クリーニング装置104の上流側に前露光装置109を設けた以外は第1実施形態の画像形成装置100と同様に構成される。従って、図5中、図1と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
図8は第3実施形態の画像形成装置の概略構成を説明する断面図、図9は光学的センサによる濃度検知用トナー像検知の説明図である。図10はパターン画像検知部によるレジストレーション補正用パターン画像検知の説明図、図11は中間転写ベルトにおけるレジストレーション補正用パターン画像の配置の説明図である。図12は光学的センサによる露光の説明図、図13は転写電流と感光体ドラム表面電位との関係を示す線図である。図14は感光体ドラム表面電位に対する光学的センサによる露光の影響の説明図、図15は紙間におけるバイアス電圧制御の説明図、図16はバイアス電圧設定の説明図である。
ただし、ΔVはトナーの最大電荷密度等により決定(本実施例では、23℃50%の常温/常湿環境においてΔV=100V)とした。
そして、転写コントラストT1″をVs1部の電位に対して調整して転写電圧T1を決定した。
図17は第4実施形態における紙間でのバイアス電圧制御の説明図である。第4実施形態の画像形成装置は、基本的構成が第3実施形態と同様なので、詳細の説明は割愛する。
(1)感光体ドラム1a、1b、1c、1d上で濃度検知用トナー像32を形成する紙間S6
(2)中間転写ベルト51上でトナー濃度を検知するトナー像やレジストレーション補正パターン画像62を形成する紙間S5
(3)一次転写ローラ53a、53b、53c、53d、中間転写ベルト51、感光体ドラム1a、1b、1c、1d等のインピーダンスを検知する紙間S7
図18は第5実施形態の画像形成装置の概略構成を説明する断面図である。第5実施形態の特徴とするところは、第3、第4実施形態における中間転写ベルト51に相当する部分が、転写搬送ベルト211になっているところである。第5実施形態でも、以下の3種類の紙間を持たせることで、第4実施形態と同様の効果を得ることができる。
(1)感光体ドラム221上で光学的センサ225で検知する濃度検知用トナー像を形成する紙間
(2)転写材搬送ベルト211上でトナー濃度やレジストレーションを検知するトナー像を形成する紙間
(3)転写部材224、転写材搬送ベルト211、感光体ドラム221等のインピーダンスを検知する紙間
第1実施形態の画像形成装置100は、感光層を有する感光体ドラム110と、感光体ドラム110を一様に帯電する一次帯電器107と、帯電された感光体ドラム110を露光して静電像を形成する露光装置111と、静電像の露光部へ電荷を有するトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置101と、感光体ドラム110上のトナー像を転写領域にて静電的に転写材へ転写する一次転写ローラ113と、一次転写ローラ113に電圧を印加する転写電源114と、感光体ドラム110に形成された検知用トナー像を光学的に検知する光学的センサ106とを備える。転写電源114を制御して、光学的センサ106に露光された検知用トナー像が転写領域を通過する時に、トナーと同極性の電圧を一次転写ローラ113に印加させる制御部115を備える。検知用トナー像が前記転写領域を通過する時に一次転写ローラ113に印加される電圧は、一次帯電器107に帯電された感光体ドラム110の電位との差異が放電開始電圧未満であるとともに、検知用トナー像が光学的センサ106に露光された感光体ドラム110の領域の電位との差異が放電開始電圧以上である。
|Ilim|≦ε0・εr・Vp・L・|Vs|/d
の関係を満たす。
33 検出光の発光部(LED)
34 受光部(フォトダイオード)
58 二次転写手段(二次転写部)
62 第2検知用トナー像(レジストレーション補正用パターン画像)
100、200 画像形成装置
101、4a、4b、4c、4d 現像装置
102 帯電回復手段(転写装置)
103 クリーニングブレード
104、6a、6b、6c、6d クリーニング装置
105 ポスト帯電器
106 検知手段(光学的センサ)
107、2a、2b、2c、2d 帯電手段(一次帯電器)
108 前露光装置
109 前露光装置
109E 飛散防止板
110、1a、1b、1c、1d 像担持体(感光体ドラム)
111、3a、3b、3c、3d 露光装置
112、51 転写材、中間転写体(中間転写ベルト)
113、53a、53b、53c、53d 転写部材(一次転写ローラ)
114 電源(転写電源)
115 制御手段(制御部)
116 環境検知センサ
123a、123b、123c、123d 第1検知手段(光学的センサ)
123e 第2検知手段(パターン画像検知部)
211 転写材搬送ベルト
Claims (4)
- 感光層を有する像担持体と、
前記像担持体を一様に帯電する帯電手段と、
帯電された前記像担持体を露光して静電像を形成する露光手段と、
前記静電像の露光部へ電荷を有するトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上の前記トナー像を転写領域にて静電的に転写材へ転写する転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する電源と、
前記像担持体に形成された検知用トナー像を光学的に検知する検知手段と、を備える画像形成装置において、
前記電源を制御して、前記検知手段に露光された前記検知用トナー像が前記転写領域を通過する時に、前記トナーと同極性の電圧を前記転写部材に印加させる制御手段を備え、
前記検知用トナー像が前記転写領域を通過する時に前記転写部材に印加される電圧は、前記帯電手段に帯電された前記像担持体の電位との差異が放電開始電圧未満であるとともに、前記検知用トナー像が前記検知手段に露光された前記像担持体の領域の電位との差異が放電開始電圧以上である、ことを特徴とする画像形成装置。 - 温度若しくは湿度を検知する環境検知手段を有し、
前記制御手段は、前記環境検知手段の検知結果に基づき、検知手段に露光された前記検知用トナー像が前記転写領域を通過する時に前記転写部材に印加される電圧を可変制御することを特徴とする請求項1の画像形成装置。 - 感光層を有する像担持体と、
前記像担持体を一様に帯電する帯電手段と、
帯電された前記像担持体を露光して静電像を形成する露光手段と、
前記静電像の露光部に帯電するトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上の前記トナー像を転写領域にて中間転写体へ転写する転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する電源と
前記像担持体に形成された第1検知用トナー像を光学的に検知する第1検知手段と、
前記像担持体から前記中間転写体に転写された第2検知用トナー像を前記中間転写体上で検知する第2検知手段と、を備える画像形成装置において、
前記電源を制御して、前記第1及び第2検知用トナー像が前記転写領域を通過する時、前記トナーの極性と反対極性の電圧を前記転写部材へ印加させる制御手段を備え、
前記第1検知用トナー像が前記転写領域を通過する時に前記転写部材に印加される電圧の絶対値は、検知される前記第2検知用トナー像が前記転写領域を通過するときに前記転写部材に印加される電圧の絶対値よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。 - 前記像担持体の表面層の比誘電率をεr、厚さをdとし、真空誘電率をε0とし、前記像担持体の表面速度をVpとし、
前記中間転写体と前記転写部材の接触する領域の前記中間転写体移動方向の長さをLとし、前記第1検知手段によって露光された領域の表面電位をVsとし、前記露光された領域を流れる電流の電流値はIlimとしたとき、
前記第1検知用トナー像が前記転写領域を通過する時に前記転写部材に印加される電圧は、
|Ilim|≦ε0・εr・Vp・L・|Vs|/d
の関係を満たすことを特徴とする請求項3の画像形成装置。
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