JP2008046322A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】帯電ローラの抵抗値が変化した場合でも、且つ感光体の電流−電圧特性が変化した場合でも適正な帯電バイアスを出力する。
【解決手段】バイアス補正手段により、初期設定値としての第1の帯電バイアスが印加されたときに検出された第1の帯電電流値と目標帯電電流値とを比較し、該比較結果に基づいて第2の帯電バイアスを求める第1の演算を行い、次に、第2の帯電バイアスが印加されたときに検出された第2の帯電電流値と目標帯電電流値とを比較し、該比較結果に基づいて第3の帯電バイアスを求める第2の演算を所定回数繰り返す、第1のバイアス補正演算を行うとともに、感光体の温度に関する感光体情報に基づいて、第1のバイアス補正演算の結果得られた帯電バイアスを補正する第2のバイアス補正演算を行う。
【選択図】図3

Description

本発明は、帯電ローラを用いて感光体表面を帯電する機能を備えた画像形成装置に関し、特に帯電バイアスの補正が可能な画像形成装置に関するものである。
近年、電子写真方式を用いた画像形成装置の帯電機構として、オゾンの発生が抑制される特徴を有する帯電ローラ方式が広く採用されている。この帯電ローラは、環境やライフにより抵抗値が変化することから、帯電ローラのこの抵抗変化に応じて最適なバイアスを印加するべく、帯電電流を検出した結果を基に出力バイアスを決定する方法が提案されている。
特開2004−205583号公報
ところが、帯電電流を正確に検出するのは非常に難しい課題である。なぜならば、特に抵抗値が上昇した帯電ローラにおける電流(帯電電流)は、バイアス(帯電バイアス)の印加直後から時間が経過するにつれて変動するため、該電流を検出するタイミングをいつにするかによってその検出結果が異なるものとなってしまい、最悪の場合は適正なバイアスを出力できなくなる。
このような課題を解決するべく、例えば特許文献1には、バイアス印加時の帯電部材に流れる電流の検出を複数回繰り返し、前回の検出時からの変化量が或る閾値より小さくなった場合に画像形成動作を開始する方法が開示されている。しかしながらこの方法では、帯電ローラの抵抗値が大幅に上昇した場合、上記変化量が閾値より小さくなる、すなわち抵抗値が安定するまでに時間がかかり、画像形成動作が開始されるまでの時間(所謂エージング時間)が非常に長くなってしまうという問題がある。また、帯電電流の検出結果からバイアスの出力値を決定する方法は、感光体の電流−電圧特性(I−V特性)が温度によって変化した場合、適正なバイアスを出力できないという欠点がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、帯電ローラの抵抗値が変化した場合でも画像形成動作が開始されるまでの時間が長くなることなく適正な帯電バイアスを出力することができ、且つ、感光体の電流−電圧特性が変化した場合でも適正な帯電バイアスを出力することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明に係る画像形成装置は、感光体の表面を帯電ローラを用いて所定の電位に帯電する画像形成装置において、前記帯電ローラに帯電バイアスを印加するバイアス印加手段と、前記帯電バイアスを印加したときの帯電電流を検出する電流検出手段と、前記感光体の表面が所要の表面電位に帯電されているときの帯電電流値であって、目標とする目標帯電電流値を記憶する記憶手段と、前記帯電バイアスの補正を行うバイアス補正手段と、前記感光体の温度に関する感光体情報を検出する感光体情報検出手段とを備え、前記バイアス補正手段は、初期設定値としての第1の帯電バイアスが前記バイアス印加手段により印加されたときに前記電流検出手段により検出された第1の帯電電流値と、前記記憶手段に記憶されている目標帯電電流値とを比較し、該比較結果に基づいて第2の帯電バイアスを求める第1の演算を行い、次に、前記第2の帯電バイアスが前記バイアス印加手段により印加されたときに前記電流検出手段により検出された第2の帯電電流値と前記目標帯電電流値とを比較し、該比較結果に基づいて第3の帯電バイアスを求める第2の演算を所定回数繰り返す、第1のバイアス補正演算を行うとともに、前記感光体情報検出手段により検出された感光体情報に基づいて、前記第1のバイアス補正演算の結果得られた帯電バイアスを補正する第2のバイアス補正演算を行うことを特徴とする。
上記構成によれば、バイアス補正手段により、初期設定値としての第1の帯電バイアスがバイアス印加手段により印加されたときに電流検出手段により検出された第1の帯電電流値と、記憶手段に記憶されている目標帯電電流値とを比較し、該比較結果に基づいて第2の帯電バイアスを求める第1の演算を行い、次に、第2の帯電バイアスがバイアス印加手段により印加されたときに電流検出手段により検出された第2の帯電電流値と目標帯電電流値とを比較し、該比較結果に基づいて第3の帯電バイアスを求める第2の演算を所定回数繰り返す、第1のバイアス補正演算が行われるとともに、感光体情報検出手段により検出された感光体情報に基づいて、第1のバイアス補正演算の結果得られた帯電バイアスを補正する第2のバイアス補正演算が行われる。
また、上記構成において、前記バイアス補正手段は、前記第1のバイアス補正演算における全演算の回数を2回とすることが好ましい(請求項2)。
これによれば、バイアス補正手段によって、第1のバイアス補正演算において全演算の回数、すなわち第1の演算及び第2の演算を含めた全体の演算回数が2回とされる。つまり、この場合、先ず第1の演算が行われ(これで演算回数が1回となる)、次に第2の演算が1回行われる(第2の演算の繰り返し回数が1回)。これにより合計2回すなわち第2回目までの演算が行われる。
また、上記構成において、前記バイアス補正手段は、前記目標帯電電流値をIdc(T)とすると、前記第1のバイアス補正演算において、下記(1)式を用いて算出した第nのバイアス補正値を第nの帯電バイアスに加算して第n+1の帯電バイアスを求めるようにしてもよい(請求項3)。
(Idc(T)−Idc(n))*k・・・(1)
但し、Idc(n)は第nの帯電電流値、「k」は補正係数、記号「*」は乗算、記号「n」は繰り返し回数第n回目(nは自然数)を示す。
これによれば、バイアス補正手段により、第1のバイアス補正演算において、上記(1)式を用いて算出した第nのバイアス補正値が第nの帯電バイアスに加算されて第n+1の帯電バイアスが求められる。
また、上記構成において、前記感光体情報検出手段は、電源オン時からの積算プリント枚数、若しくは電源オン時からの装置の積算稼動時間を前記感光体情報として検出するようにしてもよい(請求項4)。
これによれば、感光体情報検出手段によって、電源オン時からの積算プリント枚数、若しくは電源オン時からの装置の積算稼動時間が感光体情報として検出される。
また、上記構成において、前記感光体情報検出手段は、前記感光体の温度を前記感光体情報として検出するようにしてもよい(請求項5)。
これによれば、感光体情報検出手段によって、感光体の温度が感光体情報として検出される。
さらに、上記構成において、電源オン時で且つ装置内温度−装置外温度≦所定温度となる条件、若しくは電源オン時で且つ前回の印刷ジョブにおける印刷動作終了時点からの経過時間≧所定時間となる条件を満たすか否かの判定を行う判定手段をさらに備え、前記判定手段により前記条件を満たすと判定された場合に、前記感光体情報検出手段は、前記感光体情報を所定の初期情報にリセットし、前記バイアス補正手段は、前記第1及び第2のバイアス補正演算によりバイアス補正してなる帯電バイアスを所定の初期値にリセットするようにしてもよい(請求項6)。
これによれば、判定手段によって、電源オン時で且つ装置内温度−装置外温度≦所定温度となる条件、若しくは電源オン時で且つ前回の印刷ジョブにおける印刷動作終了時点からの経過時間≧所定時間となる条件を満たすか否かの判定が行われ、条件を満たすと判定された場合に、感光体情報検出手段によって、感光体情報が所定の初期情報にリセットされ、またバイアス補正手段によって、第1及び第2のバイアス補正演算によりバイアス補正されてなる帯電バイアスが所定の初期値にリセットされる。
請求項1記載の発明によれば、或る帯電バイアスが印加されるときの帯電電流値を目標帯電電流値とを比較し、該比較結果に基づいてこの帯電バイアスを補正するという演算を繰り返し行う第1のバイアス補正演算が行われ(ただし、このとき第1のバイアス補正演算における全演算の回数を例えば2回などと予め決めて行うようにする)、さらに、感光体の温度に関する感光体情報に基づいて、第1のバイアス補正演算の結果得られた帯電バイアスを補正する第2のバイアス補正演算が行われる構成であるため、帯電ローラの抵抗値が変化した場合でも画像形成動作が開始されるまでの時間が長くなることなく適正な帯電バイアスを出力することができ、且つ、感光体の電流−電圧特性が変化した場合でも適正な帯電バイアスを出力することができる。
請求項2記載の発明によれば、第1のバイアス補正演算における全演算の回数が2回とされるため、当該第1のバイアス補正演算における所要の帯電バイアス補正精度を得るための必要最小限度の繰り返し演算回数(2回)を確保しつつ、次の第2のバイアス補正演算に迅速に移行する、すなわち画像形成動作が開始されるまでの時間をより短縮することができる。
請求項3記載の発明によれば、第1のバイアス補正演算における各繰り返し演算において、上記(1)式を用いて算出した第nのバイアス補正値を第nの帯電バイアスに加算して第n+1の帯電バイアスを求めるようにするため、簡易な演算式を用いて効率良く第1のバイアス補正演算を行うことができる。
請求項4記載の発明によれば、電源オン時からの積算プリント枚数、若しくは電源オン時からの装置の積算稼動時間が感光体情報とされるため、プリント枚数や稼動時間をカウントするという簡易な構成に基づいて容易に感光体情報を得ることができ、ひいては効率良く第2のバイアス補正演算を行うことができる。
請求項5記載の発明によれば、感光体の温度が感光体情報とされるため、感光体自身の温度(感光体付近の温度或いは感光体そのものの温度)に基づいて高精度で第2のバイアス補正演算を行うことができる。
請求項6記載の発明によれば、電源オン時で且つ装置内温度−装置外温度≦所定温度となる条件、若しくは電源オン時で且つ前回の印刷ジョブにおける印刷動作終了時点からの経過時間≧所定時間となる条件に応じて、感光体情報及び帯電バイアスがリセットされる構成であるため、例えば何らかのマシントラブルにより(ユーザによる操作の場合も含む)、ごく短時間で電源がオフ/オンされた場合に、感光体の温度が低下していないのに帯電バイアスがリセットされてしまうことを防止することができ、ひいては確実に帯電バイアスの補正を行うことが可能となる。
図1は、本発明に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す断面図である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真方式によりトナーを用いて静電潜像の現像を行う、複合機、プリンタ或いはファクシミリ等が対象となる。本実施形態では、この画像形成装置としてプリンタ1を例に挙げて説明する。プリンタ1は、プリンタ本体10内に画像形成部2が設けられている。同図に示すように、画像形成部2は、用紙に対する画像の形成を行うものであり、感光体ドラム3、感光体ドラム3の周囲に配設された帯電部4、露光部5、現像部6、転写部7及びクリーニング部8を備えている。
図2は、画像形成部2を概略的に示す部分拡大図である。感光体ドラム3は、図中に示す矢印方向に回転可能に支持された像担持体であり、ここでは、アモルファスシリコン(Amorphous Silicon;a−Si)からなる感光体ドラム(a−Siドラム)が採用されている。このa−Siドラムは、所定のドラム状体(円筒体)の表面にアモルファスシリコンの膜が蒸着等により形成されてなるものである。このアモルファスシリコン膜は、膜表面硬度が極めて高いという特性を有している。なお、感光体ドラム3は、ここではドラム径が約30mmであり、また約310mm/secのスピード(線速;回転周速度)で回転するものが採用されている。
帯電部4は、感光体ドラム3の表面(ドラム表面)を所定の電位、例えば約+250Vに一様に帯電させるものである。帯電部4は、感光体ドラム3と対向配置された帯電ローラ41を備えており、この帯電ローラ41を感光体ドラム3に押圧した状態で帯電を行う。帯電ローラ41は、例えば所定の芯金に、ローラ径が例えば約12mmとなるようエピクロルヒドリンゴム(Epichlorhydrin rubber)等のイオン導電材(半導電特性を有する材料)からなる弾性層が形成されてなるものである。なお、このエピクロルヒドリンゴムの表面粗さRzは例えば約10μmとされる。
ところで、通常、帯電ローラ41には上述のようにイオン導電材が用いられているため、環境(温度や湿度)やライフ(経時)によりその抵抗値が変動する。さらに、帯電ローラ41により帯電される感光体ドラム3においても、感光体のI−V特性が温度に応じて変化することから、当初の帯電バイアスのままでは、ドラム表面を所要の表面電位に帯電させることができなくなる。そこで本実施形態では、所要の表面電位が得られるように帯電バイアス(Vdc)の補正を行っている。この帯電バイアスの補正については後記で詳述する。
露光部5は、感光体ドラム3をレーザービームによって露光する所謂レーザスキャナユニットである。露光部5は、後述の画像データ記憶部40等から送信されてきた画像データに基づいてレーザーダイオードから出力されたレーザービームLをドラム表面に照射することで、ドラム表面上に静電潜像を形成する。なお、図2に示す露光部5は、図1における露光部5を簡略的に示すものである。
現像部6は、ドラム表面に形成された静電潜像上にトナーを付着させて画像を顕在化するものである。現像部6は、感光体ドラム3と非接触で対向配置された現像ローラ61、トナーを収納するトナー収納部62及び規制ブレード63(穂切り板)等を備えて構成される。規制ブレード63は、トナー収納部62から現像ローラ61に供給されるトナー量が適正量となるよう規制する。具体的には、現像ローラ61のスリーブ(図示省略)の表面に所謂穂立ち状態(磁気ブラシの状態)で付着するトナーに対し、該トナーを穂切りして、つまり層厚を規制してその付着量を一定に調整するものである。この付着量の調整によりスリーブ上に略同じ層厚を有したトナー薄層が形成される。
転写部7は、トナー像を用紙に対して転写するものである。具体的には、転写部7は、感光体ドラム3に対向配置される転写ローラ71を備え、符号Aで示す矢印方向に搬送されてきた用紙P(転写材)を転写ローラ71によって感光体ドラム3に押し当てた状態で、ドラム表面に顕在化されたトナー像を用紙P上に転写する。
クリーニング部8は、クリーニングブレード81等を備えて構成され、上記転写部7による転写が終了した後のドラム表面に残留しているトナー(転写残トナー)を清掃するものである。クリーニングブレード81は、例えばその端部がドラム表面に圧接されており、これによりドラム表面の残留トナーが機械的に除去される。なお、クリーニング部8と帯電部4との間に、LED光等の除電用光線によって感光体表面を除電する、つまり残留電位(電荷)を消去する除電部(イレース光源)(図示省略)を備えている。
また、プリンタ1は、画像形成部2(感光体ドラム3)へ向けて給紙を行う給紙部9、及び用紙に転写されたトナー像の定着を行う定着部11を備えている。給紙部9は、各サイズの用紙を収納する給紙カセット91、収納されている用紙を取り出すためのピックアップローラ92、用紙が搬送される経路である搬送路93、及び搬送路93中の用紙の搬送を行う搬送ローラ94等を備え、給紙カセット91から1枚ずつ送り出された用紙を転写ローラ71と感光体ドラム3とのニップ部へ向けて搬送する。給紙部9はトナー像が転写された用紙(上記用紙P)を搬送路95を経て定着部11へ搬送し、さらに、定着部11で定着処理された用紙を、搬送ローラ96や排出ローラ97によってプリンタ本体10の上部に設けられた用紙排出トレイ12まで搬送する。
定着部11はヒートローラ11a及び圧ローラ11bからなり、ヒートローラ11aの熱によって用紙上のトナーを溶かし、圧ローラ11bによって圧力を加えて用紙上にトナー像を定着させる。
図3は、プリンタ1の電気的な構成の一例を示すブロック図である。同図に示すように、プリンタ1は、ネットワークI/F(インターフェース)部30、画像データ記憶部40、操作パネル部50、記録部60、センサ部70及び制御部100等を備えている。ネットワークI/F部30は、LAN等のネットワークを介して接続されたPC等の情報処理装置(外部装置)との間における種々のデータの送受信を制御するものである。画像データ記憶部40は、ネットワークI/F部30を介してPC等から送信されてきた画像データを一時的に記憶するものである。操作パネル部50は、プリンタ1のフロント部等に設けられ、ユーザからの各種の指示情報(コマンド)が入力される入力キーとして機能したり、或いは所定の情報を表示するものである。記録部60は、上記画像形成部2、給紙部9及び定着部11から構成され、画像データ記憶部40に記憶されるなどした画像データに基づいて用紙に対する画像情報の記録(印刷)を行うものである。
センサ部70は、プリンタ1各部の温度を検出するものである。具体的には、プリンタ1機内の温度、及びプリンタ1の外気(機外)温度を検出する。プリンタ1機内の温度については、例えば感光体ドラム3付近(近傍)に設けた温度センサによって検出する。プリンタ1の外気温度については、例えばプリンタ本体10の外壁面等に設けた外気温度測定が可能な温度センサ(外気温センサ)等を用いて検出する。なお、特に、プリンタ1機内の温度については、要は、感光体ドラム3の感光体がどれ位の温度となっているのかが判定(推定)可能であればよく、例えば定着部11に設けられた温度センサとしてのサーミスタ(Thermistor)(定着サーミスタ)によって検出した温度を所定の関係式により換算したものを用いてもよい。もちろん、感光体(感光体ドラム3)の温度を例えば温度センサを用いて直接検出する構成としてもよく、この場合、センサ部70は、感光体の温度を直接計測するものとして機能する。
制御部100は、プリンタ1の制御プログラム等を記憶するROM(Read Only Memory)、一時的にデータを保管するRAM(Random Access Memory)、及び上記制御プログラム等をROMから読み出して実行するマイクロコンピュータ等からなり、操作パネル部500等において入力された所定の指示情報や、プリンタ1の各所に設けられた各種センサ(上記センサ部70を含む)からの検出信号に応じて装置全体の制御を行うものである。制御部100は、帯電バイアス印加部101、帯電電流検出部102、補正演算部103、比較情報記憶部104、枚数計数部105、時間計測部106、温度計測部107及びリセット判定部108を備えている。
帯電バイアス印加部101は、帯電ローラ41に対して帯電バイアスVdcを印加する(帯電バイアスの印加制御を行う)ものである。記号Vdcは、帯電電圧の直流(DC)成分を示している。この帯電バイアスVdcはDC成分のみでもよいし、これに交流(AC)成分が重畳されたものであってもよい。ただし、ドラム表面の帯電電位自体は直流成分のバイアス(DCバイアス)Vdcによって決定される。本実施形態では、DC成分に交流成分が重畳されたものを用いる。
帯電電流検出部102は、帯電バイアス印加部101によって帯電ローラ41に帯電バイアスVdcを印加したときの帯電電流(DC電流)Idcを検出するものである。この帯電電流Idcは、帯電ローラ41側で検出、すなわち例えば帯電ローラ41を流れている帯電電流を検出してもよいし、感光体ドラム3側で検出、すなわち例えば帯電ローラ41からドラム表面に流れた帯電電流を検出してもよい。なお、このように感光体ドラム3の表面電位を直接検出せずに帯電電流を検出するようにするのは、表面電位を測定する手段は一般的にコスト高となってしまい、また、その分だけ設置スペースが必要となり装置が大型化してしまうのでこれを回避するためである。
補正演算部103は、帯電バイアスVdcを補正する補正演算(バイアス補正処理)を行うものである。具体的には、補正演算部103は、初期設定としての帯電バイアスが帯電バイアス印加部101により帯電ローラ41に印加されたときに帯電電流検出部102により検出された帯電電流Idcと、後述のターゲット電流Idc(T)との情報を用いて、これらの比較演算を行い、これら電流値Idcと電流値Idc(T)との差に補正係数k(この補正係数「k」については後記で説明する)を乗じてなるバイアス補正値を上記初期設定の帯電バイアスVdcに加算(オン)することで新たな帯電バイアスつまり帯電バイアスが補正されてなる被補正帯電バイアスを算出する。補正演算部103は、この被補正帯電バイアスの情報を帯電バイアス印加部101へ出力する。次いで、この被補正帯電バイアスが帯電バイアス印加部101により帯電ローラ41に印加されたとき帯電電流検出部102により検出された帯電電流Idcを検出し、同様に、この検出した帯電電流Idcとターゲット電流Idc(T)との差に補正係数kを乗じてなるバイアス補正値を上記被補正帯電バイアスに加算して新たな帯電バイアスを算出する(この被補正帯電バイアスの情報も同様に帯電バイアス印加部101へ出力される)。このように補正演算部103は、帯電電流値(Idc)と比較値(Idc(T))とから補正値(バイアス補正値)を求め、この補正値を用いて帯電バイアスを修正して新たな帯電バイアスを設定し、この帯電バイアスを帯電バイアス印加部101に与えるというルーチンを所要回数繰り返す演算を行う(この演算を第1のバイアス補正演算とする)。
かかる繰り返し演算は、下記(1)式により算出した第nのバイアス補正値を第nの帯電バイアスに加算して第n+1の帯電バイアスを求める演算であると言うことができる。
(Idc(T)−Idc(n))*k・・・(1)
但し、記号「*」は乗算(以降同様)、「n」は繰り返し回数n回目(nは自然数)、Idc(n)は第nの帯電電流を示す。記号「k」は上記補正係数である。
本実施形態では、後述のフローチャートにも示すように、当該演算を2回だけ繰り返す(n=2までとする)構成としているが、3回以上繰り返してもよい(繰り返し回数が多いほど補正精度が高まる)。ただし、あまり繰り返し回数が多いと画像形成動作が開始されるまでの時間が長くなるため、所定の適正繰り返し回数、例えば3、4回程度の回数に設定することが望ましい。この繰り返し回数は、予め決められた値(固定値)として設定される回数であってもよいし、例えば帯電バイアスの補正による変化の度合い(例えば補正前と補正後の帯電バイアスの差)が所定レベルになれば当該繰り返し演算が打ち切られるようにすることで定まる回数であってもよい(この場合においても、繰り返し回数が多くならない程度に数回で打ち切られる回数となるような所定レベルが設定される)。なお、上記初期設定としての帯電バイアスの情報は、例えば補正演算部103或いは帯電バイアス印加部101に記憶されている。上記補正係数kの情報は、例えば補正演算部103に記憶されている。また、上述では新たな帯電バイアスを求めるべくバイアス補正値を帯電バイアスへ“加算”するとしているが、この加算には“減算”(つまりマイナス値を加算する)の意味も含まれているものとする。実際としては帯電バイアスは低下していくため、この低下分を補うべくバイアス補正値を加算することになる。また、バイアス補正値を(1)式以外の式に基づいて求めてもよいし、当該バイアス補正値を用いて帯電バイアスを補正する演算方法も上記加減算以外(例えば乗算や除算)であってよい。
さらに、補正演算部103は、プリンタ1の電源をオンしてからの積算プリント枚数(総印刷枚数)の情報に基づいて、上記第1のバイアス補正演算の結果得られた帯電バイアスVdcをさらに補正する演算(これを第2のバイアス補正演算とする)を行う。具体的には、補正演算部103は、積算プリント枚数に応じたバイアス補正値を決定し、例えば積算プリント枚数が500枚以上である場合、例えば10(V)をバイアス補正値とし、1000枚以上である場合には例えば20(V)をバイアス補正値とし、このバイアス補正値を帯電バイアスVdcに加算する。これは、印刷を繰り返すごとに感光体の温度が上昇し、すなわち積算プリント枚数が多くなるほど感光体の温度が高くなり(例えば図4に示すように、積算プリント枚数が500枚、1000枚・・・と増加するにつれて、感光体温度(℃)が上昇する関係を有している)、I−V特性が変化する(例えば図5に示すように、感光体温度(℃)が上昇するにつれて、帯電電圧が250Vで一定であるとしたときの帯電電流値(μA)が上昇する関係を有している)ことから、積算プリント枚数を謂わば感光体の温度を推定する指標として用い、積算プリント枚数に応じて設定されるバイアス補正値(例えば上記10V、20Vの電圧値)を帯電バイアスに加算するものである。このことから、第2のバイアス補正演算とは、感光体の温度に応じて帯電バイアスを補正する演算であると言える。
上記感光体の温度を推定する指標としては、積算プリント枚数に限らず、例えば、プリンタ1の電源をオンしてからのプリンタ1の積算稼動時間(駆動時間)を用いてもよい。すなわち、積算稼動時間と感光体の温度とには、例えば上記図4に示すように(上記積算プリント枚数及び感光体温度の関係と併記している)、積算稼動時間(分)が増加するにつれて、感光体温度(℃)が上昇する関係が有ることから、当該積算稼動時間を感光体の温度を推定する指標として用い、積算稼動時間に応じて設定されるバイアス補正値(例えば上記10V、20Vの電圧値)を帯電バイアスに加算するようにしてもよい。要は、感光体の温度と何らかの対応関係を有した情報(感光体情報)であればいずれの情報を用いてもよい。もちろん、感光体ドラム3付近に温度センサを設置してこれにより検出した温度を感光体情報(感光体温度)として用いてもよいし、感光体ドラム3(感光体)自身の温度を検出する温度センサを設置して、直接、感光体を測定して得た温度を感光体情報(感光体温度)として用いてもよい。なお、補正演算部103は、これら積算プリント枚数、積算稼動時間、或いは感光体温度の情報をそれぞれ後述の枚数計数部105、時間計測部106、或いは温度計測部107から取得する。
また、補正演算部103は、後述のリセット判定部108による判定結果に応じて、上記第1及び第2のバイアス補正演算によって補正した帯電バイアス(被補正帯電バイアス)を、所定の初期値に、例えば第2のバイアス補正演算を行う前の値(第1のバイアス補正演算後の帯電バイアス値)にリセットする。これを、第1及び第2のバイアス補正演算を行う前の値、すなわち上記初期設定としての帯電バイアス値にリセットするようにしてもよい。
比較情報記憶部104は、上記第1のバイアス補正演算における各繰り返し演算において、順次、帯電バイアスを印加したときに得られる帯電電流と比較する情報(比較値)を記憶するものである。この比較情報とは、予め測定するなどして求められた、正常な表面電位(上記+250V)がドラム表面上にのっているときの、すなわちドラム表面が所要の表面電位に帯電されているときの謂わば目標値となるターゲット電流Idc(T)の情報を記憶するものである。なお、感光体のI−V特性は厳密に言えば感光体ドラムごとに異なるため、このIdc(T)はマシン製造時における各プリンタの感光体ドラムそれぞれについて測定したものを記憶させることが望ましい。また、実際には、ターゲット電流Idc(T)の情報のみが記憶されているのではなく、正常な表面電位(上記+250V)に帯電するための電圧値の情報もこのターゲット電流Idc(T)と併せて記憶されている。
枚数計数部105は、印刷した枚数を計数するものである。枚数計数部105は、1枚のプリント動作が終了、例えば転写部7での転写動作が終了する毎に、これをカウントすることでプリント枚数を計数してもよい。また、搬送路93或いは95中にフォトカプラ等の光学センサを備えておき、この光学センサの位置を用紙が通過したことを検出することで当該計数を行ってもよい。もちろん、機械的なスイッチによって用紙の通過を検出する構成としてもよい。この構成において、枚数計数部105は、プリンタ1の電源がオンされてからのプリント枚数の合計値(積算プリント枚数)を計数する。例えば電源がオンされてからの或る印刷ジョブが100枚、次の印刷ジョブが200枚であったとすると、枚数計数部105は、積算プリント枚数が300枚であると計数する。この計数(枚数)情報は、例えば枚数計数部105内に記憶される。なお、枚数計数部105は、後述のリセット判定部108による判定結果に応じて積算プリント枚数を初期値、例えばゼロ枚にリセットする。
時間計測部106は、内部クロック等によって、プリンタ1の電源がオンされてからのプリンタ1の積算稼動時間(駆動時間)を計測するものである。電源がオフされた時、この積算稼動時間は消去(リセット)されることなくそのまま時間計測部106内に保存(記憶)される。また、時間計測部106は、前回の印刷ジョブにおける印刷動作終了時点(最終プリント時)からの経過時間を計測する。この経過時間の計測は、例えば電源がオフされた後も上記内部クロックを用いて継続される。なお、時間計測部106は、後述のリセット判定部108による判定結果に応じて積算稼動時間を初期値、例えばゼロ秒にリセットする。
温度計測部107は、センサ部70からの検出情報に基づいて、プリンタ1機内の温度(内部温度)及びプリンタ1の外気温度(外部温度)を計測するものである。
リセット判定部108は、電源がオンされた時点で、プリンタ1機内の温度−プリンタ1の外気温度≦所定温度となる条件(第1の条件)を満たすか否か、すなわち例えばプリンタ1内部の感光体ドラム3付近(近傍)の温度とプリンタ1外部の温度との差が或る温度(例えば後述の3℃)以下となるまで当該感光体ドラム3付近の温度が低下したか否か、若しくは、電源がオンされた時点で、前回の印刷ジョブにおける印刷動作終了時点からの経過時間≧所定時間となる条件(第2の条件)を満たすか否か、すなわち例えば前回の印刷ジョブが終了してからの経過時間が一定時間(例えば後述の15分)以上経過したか否か、の判定(リセット判定)を行うものである。
プリンタ1機内の温度(装置内温度)は、電源がオフされるとその時点から徐々に低下し、やがてプリンタ1の外気温度(装置外温度)に近づいてくる。これに関し、感光体ドラム3(感光体)の温度(ドラム温度)と装置外温度との温度差(ドラム温度−装置外温度)と、電源がオフされてからの経過時間(放置時間)との関係は、例えば図6における符号301で示すグラフ(温度推移特性301)で示される。電源がオンされているときの感光体ドラム3の温度が例えば32℃(感光体ドラムの飽和温度は例えば20℃の室温+10℃強)であるとする、すなわち当該室温20℃との温度差が約12℃であるとすると、温度推移特性301に示すように、電源がオフされた時にこの温度差12℃であったものが時間の経過に伴い低下し、例えば15分後には約3℃にまで低下する。本実施形態では、上記第1の条件における所定温度をこの「3℃」と設定し、また、上記第2の条件における所定時間をこの「15分」と設定するものとする。なお、上記プリンタ1機内の温度における感光体ドラム3(感光体)の温度として、上記感光体ドラム3付近の温度ではなく、感光体ドラム3(感光体)そのものの温度を用いてもよい。
ところで、上記第1の条件の別の例として、定着部11に設けられた定着サーミスタによる検出温度(定着サーミスタ温度)を上記プリンタ1機内の温度としてもよい。すなわち、上記図6に、定着サーミスタ温度と装置外温度との温度差(定着サーミスタ温度−装置外温度)と、電源がオフされてからの経過時間(放置時間)との関係を温度推移特性302として示す。この温度推移特性302と温度推移特性301とは図6に示す関係を有していることから、上記ドラム温度を定着サーミスタ温度から推定してもよい。この場合、上記第1の条件における所定温度として、上記3℃の代わりに、温度推移特性302におけるこの3℃のときと同じ経過時間(15分)での40℃を用いてもよい、すなわち、ドラム温度−装置外温度=0.075×所定温度という換算式を用い、この式の所定温度として、定着サーミスタ温度−装置外温度から求めた40℃を用いるようにしてもよい。
リセット判定部108によって、上記第1の条件若しくは第2の条件を満たすと判定された場合には、枚数計数部105及び補正演算部103における積算プリント枚数及び被補正帯電バイアス、若しくは時間計測部106及び補正演算部103における積算稼動時間及び被補正帯電バイアスがリセットされる。
このようにリセット判定部108を備えてリセット判定を行う構成とするのは、例えば何らかのマシントラブルにより(ユーザによる操作の場合も含む)、ごく短時間で電源がオフ/オンされた場合に、感光体の温度が低下していないのに帯電バイアスがリセットされてしまうといったことを防止するためである。換言すれば、電源オン時に、感光体の温度が低下しているのに、補正されたバイアス値が使用されてしまわないようにするためである。なお、実際の装置(プリンタ1)において、上記第1の条件での判定を行わない構成であり且つ上記感光体情報としての感光体温度を扱わない場合には、温度計測部107を備えてなくてもよい。上記第2の条件での判定を行わない構成であり且つ積算稼動時間を扱わない場合には、時間計測部106を備えてなくてもよい。また、積算プリント枚数を扱わない場合には、枚数計数部105を備えてなくてもよい。
ここで、上記補正演算部103による第1のバイアス補正演算における補正係数「k」について説明する。この補正係数kの値は、例えば以下の(1.1)式から導き出される数値とされる。
ΔV=(ΔQ*d)/(ε*ε*ΔS) ・・・(1.1)
但し、記号「/」は除算を示す(以降同様)。
また、ΔV:表面電位の変化量、ΔQ:電荷の変化量(すなわちΔQは電流量を示す)、d:感光体厚み(感光体の膜厚)、S:帯電面積、ε:感光体の誘電率、ε:真空の誘電率を示す。
また、上記(1.1)式は、以下の(1.2)式を式変形してなる(1.3)式から導かれる。
Q=C*V=ε*ε*(S/d)*V ・・・(1.2)
V=(Q*d)/(ε*ε*S) ・・・(1.3)
ここで、或る性能のプリンタ(例えば45枚機)を例に挙げて、例えばΔQ=1、d=16μm、S=(220*307)mm、及び各誘電率を上記(1.1)式に代入すると、ΔV≒2となる。但し、Sにおける数値220は帯電ローラの帯電有効幅220mmを示し、数値307は、当該45枚機の線速307mm/sec(感光体の1秒間の移動距離)を示す。
かかる代入結果から、電流1μAあたりで表面電位が約2V変化するということが示される。従って、上記(1)式の(Idc(T)−Idc(n))*kを考えた場合、45枚機においては、検出される帯電電流(Idc(n))が例えば75μAであり、例えば80μAのターゲット電流Idc(T)に比べて5μA低下しているとなれば(Idc(T)−Idc(n)=5μA)、感光体の表面電位は5*2=10V低下していることになり、この10V分を補正する必要があるということになる。
別の例えば30枚機の場合には、線速が178mm/secであるが、同様に上記(1.1)式に代入すると、ΔV≒4となり、感光体の表面電位は5*4=20V低下していることになり、この20V分を補正する必要があるということになる。要するに、補正係数kは上記(1.1)式に示すΔVであり(k=ΔV)、その単位は本実施形態においては(V/μA)であり、また、このkは感光体の移動速度(線速)によって変化する値である。
図7は、本実施形態に係る帯電バイアスの補正動作の一例に関するフローチャートである。先ず、例えばユーザによる操作パネル部50等からの指示入力により、或る印刷ジョブについての印刷開始指令がなされる(ステップS1)。帯電バイアス印加部101は、この印刷ジョブに対する実際の画像形成動作を行う前に、帯電ローラ41に帯電バイアスVdc(A)を印加し、帯電電流検出部102は、この帯電バイアスVdc(A)が印加されているときの帯電電流Idc(A)を検出する(ステップS2)。ただし、この帯電バイアスVdc(A)は初期設定値としての帯電バイアスである。
次に、補正演算部103は、上記ステップS2において検出された帯電電流Idc(A)と、比較情報記憶部104に予め記憶されているターゲット電流Idc(T)とを比較する、具体的にはIdc(T)からIdc(A)を減算してこれら電流値の差を求める(ステップS3)。そして、補正演算部103は、(Idc(T)−Idc(A))*kの式(上記(1)式のn=1の場合に相当)によりバイアス補正値を算出し、この算出したバイアス補正値を上記帯電バイアスVdc(A)に加算(反映)して帯電バイアスVdc(B)を算出し、この帯電バイアスVdc(B)の情報を帯電バイアス印加部101へ出力する(ステップS4)。このステップS2〜S4の動作が繰り返し演算1回目にあたる。
次に、同様に、帯電バイアス印加部101は帯電ローラ41に帯電バイアスVdc(B)を印加し、帯電電流検出部102はこの帯電バイアスVdc(B)が印加されているときの帯電電流Idc(B)を検出する(ステップS5)。補正演算部103は、この検出された帯電電流Idc(B)とターゲット電流Idc(T)との比較を行い(ステップS6)、(Idc(T)−Idc(B))*kの式(上記(1)式のn=2の場合に相当)により算出されたバイアス補正値を、帯電バイアスVdc(B)に加算して帯電バイアスVdc(C)を算出して帯電バイアス印加部101へ出力する(ステップS7)。このステップS5〜S7の動作が繰り返し演算2回目にあたる。本実施形態では、このように繰り返し演算を2回で終了し、これにより、第1のバイアス補正演算の結果としての帯電バイアスVdc(C)を得る。
次に、補正演算部103は、プリンタ1の電源がオンされてからの積算プリント枚数の情報を枚数計数部105から取得する(ステップS8)。そして、補正演算部103は、積算プリント枚数が0枚以上500枚未満である場合には(ステップS9のYES)、例えば感光体の温度上昇による影響は少ないものとして、帯電ローラ41に印加する帯電バイアスを上記第1のバイアス補正演算で求めた帯電バイアスVdc(C)をそのまま用いるように決定する(ステップS12)。補正演算部103は、積算プリント枚数が500枚以上1000枚未満である場合には(ステップS9のNO、ステップS10のYES)、帯電ローラ41に印加する帯電バイアスを、上記第1のバイアス補正演算で求めた帯電バイアスVdc(C)にバイアス補正値10Vを加算(反映)して帯電バイアスVdc(C)+10Vを求める(ステップS13)また、積算プリント枚数が1000枚以上である場合には(ステップS10のNO、ステップS11)、帯電ローラ41に印加する帯電バイアスを、上記第1のバイアス補正演算で求めた帯電バイアスVdc(C)にバイアス補正値20Vを加算して帯電バイアスVdc(C)+20Vを求める(ステップS14)。これにより、第2のバイアス補正演算の結果としての帯電バイアス値(ステップS12におけるVdc(C)、ステップS13におけるVdc(C)+10V、ステップS14におけるVdc(C)+20V)が得られる。
なお、上記ステップS9〜S11における積算プリント枚数の値は500枚、1000枚に限定されず、また、場合分けの段数もステップS9〜S11の3つに限定されない。例えば0枚以上300枚未満、300枚以上700枚未満、700枚以上1500枚未満、1500枚以上などとしてもよい。
また、上記ステップS8における枚数情報取得動作は、ステップS1とステップS2の間で行ってもよい。また、上述したように積算プリント枚数の代わりに、積算稼動時間としてもよい。この場合、ステップS9〜S10のそれぞれの条件は例えば0分≦積算稼動時間<10分、10≦積算稼動時間<20分、20分≦積算稼動時間などとされる。同様に、積算プリント枚数の代わりに感光体温度としてもよい。これらの場合、ステップS8で取得される情報は、積算稼動時間或いは感光体温度の情報となる。
このように、ターゲット電流Idc(T)が得られるような帯電バイアスに近づけるように第1のバイアス補正演算によりバイアス補正され、且つ感光体温度の影響(感光体ドラム3の温度特性)も考慮されて第2のバイアス補正演算によりバイアス補正されて、最終的な帯電バイアスの値が決定される。これにより、帯電ローラの抵抗値が変化した場合(或いは抵抗値が大幅に上昇して電流検知の誤差が大きくなってしまっている場合)でも画像形成動作が開始されるまでのエージング時間が長くなることなく適正な帯電バイアスを出力することができ、且つ、感光体のI−V特性が変化した場合でも適正な帯電バイアスを出力することができる。
この後、上記ステップS1における印刷ジョブに対する画像形成処理(印刷動作)が実行される(ステップS15)。例えばこの印刷ジョブが100枚の印刷を行うものであり、決定された帯電バイアスがVdc(C)+10Vであるとすると、1枚から100枚目までそれぞれこの帯電バイアスVdc(C)+10Vが帯電ローラ41に印加され、順に印刷(画像形成)が行われる。このとき、枚数計数部105はこの実際に印刷した枚数をカウント(積算)していく。このとき、後述のように積算プリント枚数がリセットされていなければ、そのまま前の値に加算されていく。
なお、ステップS15の画像形成処理において、初めに例えば上記ステップS9における積算プリント枚数の条件(0以上500枚未満)を満たし、上記ステップS12の帯電バイアスVdc(c)で連続印刷を開始したものの、この印刷ジョブの途中でプリント枚数が500枚を超えた場合には、この500枚を超えた時点で(この印刷ジョブの継続中に)、現在設定されているVdc(c)の値からVdc(C)+10V(ステップS13の帯電バイアス値)に切り替えるようにしてもよい。また、現在の印刷ジョブが終了するまではバイアス値を変更せずそのままVdc(c)で行う(次の新たな印刷ジョブを行うときに当該バイアス値の変更を反映させる)ようにしてもよい。何れにしても、プリント枚数つまり感光体温度に応じて帯電バイアスVdcが補正される構成であればよく、その補正を行う方法やタイミングは任意のものが採用可能である。
図8は、帯電バイアスのリセット動作の一例に関するフローチャートである。プリンタ1の電源がオンされると(ステップS31)、リセット判定部108は、温度計測部107による温度計測情報に基づいて、プリンタ1機内の温度(例えば感光体ドラム3付近の温度)−プリンタ1の外気温度≦所定温度(例えば3℃)となる条件を満たすか否かの判定を行う(ステップS32)。そして、この条件を満たすと判定された場合には(ステップS32のYES)、枚数計数部105は、積算プリント枚数の情報を初期値にリセットし、補正演算部103は、被補正帯電バイアスを初期設定値にリセットする(ステップS33)。この条件を満たさないと判定された場合には(ステップS32のNO)、枚数計数部105及び補正演算部103における現在の積算プリント枚数及び被補正帯電バイアスの値がそのまま維持される。その後、所定の印刷ジョブが実行される(ステップS35)。このステップS35において、上記図7に示すフローが行われる。
なお、上記ステップS32において、リセット判定部108は、時間計測部106による時間計測情報に基づいて、前回の印刷ジョブにおける印刷動作終了時点からの経過時間≧所定時間となる条件を満たすか否かの判定を行ってもよい。また、上記ステップS33において、時間計測部106は積算稼動時間の情報を初期値にリセットし(ただし、このリセット後、時間カウントが開始される)、補正演算部103は被補正帯電バイアスを初期設定値にリセットするようにしてもよい。
また、感光体情報として積算稼動時間のカウントを行う場合、上記ステップS31で電源をオンした時点で、この積算稼動時間(駆動時間)のカウントが開始される。また、この積算稼動時間のカウントを行う場合、リセットが必要でない上記ステップS34においては、積算プリント枚数の場合とは違って、カウント値は同じ値で維持されるのではなく、積算が進行する(例えば前回電源をオフしたときの積算稼動時間から時間カウントが進められる)。
図9に、本実施形態における帯電バイアス補正を行う場合と、帯電バイアス補正を行わない場合とにおける感光体ドラムの表面電位推移の一例について示す。縦軸は表面電位V0(V)を、横軸は電源をオンしてからの積算プリント枚数を示す。ただし、ドラムユニット(感光体ドラム)は、この電源をオンした時点で既に200k枚(20万枚)ランニングされた状態のものが用いられている。同図に示す表面電位変化特性501は、本実施形態における上記(1)式を用いた繰り返し演算による第1のバイアス補正演算及び感光体の温度を考慮した第2のバイアス補正演算による帯電バイアス補正を行う場合の表面電位推移を示しており、表面電位変化特性502は、第1のバイアス補正演算のみによる帯電バイアス補正を行う場合の表面電位推移を示している。また、表面電位変化特性503は、帯電バイアス補正を行わない場合の表面電位推移を示している。これによれば、表面電位変化特性503では積算プリント枚数が増加するにつれてドラム表面の電位は大きく低下するが、表面電位変化特性501では表面電位が略一定に維持されることが分かる。なお、表面電位変化特性502の場合であっても、表面電位は同等に維持されている。
図10は、上記図9の場合と同様、本実施形態における帯電バイアス補正を行う場合と、帯電バイアス補正を行わない場合とにおける感光体ドラムの表面電位推移の一例について示す図である。ただし、横軸を電源をオンしてからの積算稼働時間(分)とする。ドラムユニットは、この電源をオンした時点で既に200k枚(20万枚)のランニングによる時間が経過した状態のものが用いられている。同図に示すように、表面電位変化特性513では積算稼働時間が増加するにつれてドラム表面の電位は大きく低下するが、表面電位変化特性511では表面電位が略一定に維持される。表面電位変化特性512の場合も表面電位は同等に維持される。
以上のように本発明の画像形成装置(プリンタ1)によれば、帯電ローラ41に帯電バイアス(Vdc)を印加する帯電バイアス印加部101(バイアス印加手段)と、帯電バイアスを印加したときの帯電電流(Idc)を検出する帯電電流検出部102(電流検出手段)と、感光体(感光体ドラム3)の表面が所要の表面電位に帯電されているときの帯電電流値であって、目標とする目標帯電電流値(ターゲット電流Idc(T))を記憶する比較情報記憶部104(記憶手段)と、帯電バイアスの補正を行う補正演算部103(バイアス補正手段)と、感光体の温度に関する感光体情報を検出する感光体情報検出手段とを備え、補正演算部103により、初期設定値としての第1の帯電バイアス(Vdc(A))が帯電バイアス印加部101により印加されたときに帯電電流検出部102により検出された第1の帯電電流値(Idc(A))と、比較情報記憶部104に記憶されている目標帯電電流値とを比較し、該比較結果に基づいて第2の帯電バイアス(Vdc(B))を求める第1の演算を行い、次いで、この第2の帯電バイアスが帯電バイアス印加部101により印加されたときに帯電電流検出部102により検出された第2の帯電電流値(Idc(B))と目標帯電電流値とを比較し、該比較結果に基づいて第3の帯電バイアスを求める第2の演算を所定回数繰り返す、第1のバイアス補正演算(第1のバイアス補正演算は、第1の演算と、所定回数繰り返される第2の演算とからなる)が行われるととともに、感光体情報検出手段(枚数計数部105、時間計測部106、或いは温度計測部107)により検出された感光体情報(積算プリント枚数、積算稼動時間、或いは感光体そのものの温度)に基づいて、上記第1のバイアス補正演算の結果得られた帯電バイアス(例えば図7に示すステップS7におけるVdc(C))を補正する(例えば図7に示すステップS13、S13におけるVdc(C)+10V、Vdc(C)+20Vとなるように補正する)第2のバイアス補正演算が行われる。
このように、或る帯電バイアスVdcが印加されるときの帯電電流値Idcを目標帯電電流値Idc(T))とを比較し、該比較結果に基づいてこの帯電バイアスVdcを補正するという演算を繰り返し実行する第1のバイアス補正演算が行われ(このとき全体の繰り返し演算回数を例えば2回などと予め決めて行うようにする)、さらに、感光体の温度に関する感光体情報に基づいて、第1のバイアス補正演算の結果得られた帯電バイアスを補正する第2のバイアス補正演算が行われる構成であるため、帯電ローラ41の抵抗値が変化した場合でも画像形成動作が開始されるまでの時間が長くなることなく適正な帯電バイアスを出力することができ、且つ、感光体ドラム3の感光体のI−V特性が変化した場合でも適正な帯電バイアスを出力することができる。
また、補正演算部103によって、第1のバイアス補正演算における繰り返し演算が第2回目まで実行されるため、すなわち、第1のバイアス補正演算における全演算の回数、つまり上記第1の演算及び第2の演算を含めた全体の演算回数が2回とされるため(先ず第1の演算が行われて演算回数が1回となり、次に第2の演算が1回行われることで合計2回の演算回数となる)、当該第1のバイアス補正演算における所要の帯電バイアス補正精度を得るための必要最小限度の繰り返し回数を確保しつつ、次の第2のバイアス補正演算に迅速に移行する、すなわち画像形成動作が開始されるまでの時間をより短縮することができる。
また、補正演算部103によって、第1のバイアス補正演算における各繰り返し演算において、上記(1)式を用いて算出した第nのバイアス補正値を第nの帯電バイアスに加算して第n+1の帯電バイアスを求めるようにするため、簡易な演算式を用いて効率良く第1のバイアス補正演算を行うことができる。
また、感光体情報検出手段(枚数計数部105、若しくは時間計測部106)によって、プリンタ1の電源オン時からの積算プリント枚数、若しくは電源オン時からの装置の積算稼動時間が感光体情報として検出される、すなわち電源オン時からの積算プリント枚数、若しくは電源オン時からの装置の積算稼動時間が感光体情報とされるため、プリント枚数や稼動時間をカウントするという簡易な構成に基づいて容易に感光体情報を得ることができ、ひいては効率良く第2のバイアス補正演算を行うことができる。
また、感光体情報検出手段(温度計測部107)によって、感光体(感光体ドラム3)の温度が感光体情報として検出される、すなわち感光体付近(近傍)を計測して得られた温度或いは感光体を直接計測して得られた温度が感光体情報とされるため、感光体自身の温度に基づいて高精度で第2のバイアス補正演算を行うことができる。
さらに、リセット判定部108(判定手段)によって、電源オン時で且つ装置内温度−装置外温度≦所定温度となる条件、若しくは電源オン時で且つ前回の印刷ジョブにおける印刷動作終了時点からの経過時間≧所定時間となる条件を満たすか否かの判定が行われ、条件を満たすと判定された場合に、感光体情報検出手段(枚数計数部105、若しくは時間計測部106)によって、感光体情報が所定の初期情報(初期値)にリセットされ、また補正演算部103によって、第1及び第2のバイアス補正演算によりバイアス補正されてなる帯電バイアスが所定の初期値にリセットされる。これにより、例えば何らかのマシントラブルにより(ユーザによる操作の場合も含む)、ごく短時間で電源がオフ/オンされた場合に、感光体の温度が低下していないのに帯電バイアスがリセットされてしまうことを防止することができ、ひいては確実に帯電バイアスの補正を行うことが可能となる。
なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各種構成の追加、変更を伴うことが可能である。例えば、プリンタ1は、図1に示すようなモノクロ印刷を行う構成に限らず、カラー印刷を行う構成(カラープリンタ)であってもよい。
本発明に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す断面図である。 図1に示すプリンタの画像形成部を概略的に示す部分拡大図である。 上記プリンタの電気的な構成の一例を示すブロック図である。 上記プリンタにおける積算プリント枚数及び積算稼働時間と感光体温度との関係を示すグラフ図である。 上記プリンタにおける感光体温度と帯電電流値との関係を示すグラフ図である。 上記プリンタにおける感光体ドラム(感光体)温度と装置外温度との温度差、及び定着サーミスタ温度と装置外温度との温度差の、時間経過に伴う温度推移を示すグラフ図である。 本実施形態に係る帯電バイアスの補正動作の一例に関するフローチャートである。 帯電バイアスのリセット動作の一例に関するフローチャートである。 帯電バイアス補正を行う場合と帯電バイアス補正を行わない場合とにおける感光体ドラムの表面電位推移の一例について示すグラフ図である。 帯電バイアス補正を行う場合と帯電バイアス補正を行わない場合とにおける感光体ドラムの表面電位推移の一例について示すグラフ図である。
符号の説明
1 プリンタ(画像形成装置)
2 画像形成部
3 感光体ドラム(感光体)
4 帯電部
41 帯電ローラ
5 露光部
6 現像部
61 現像ローラ
62 トナー収納部
63 規制ブレード
7 転写部
70 センサ部
71 転写ローラ
8 クリーニング部
81 クリーニングブレード
100 制御部
101 帯電バイアス印加部(バイアス印加手段)
102 帯電電流検出部(電流検出手段)
103 補正演算部(バイアス補正手段)
104 比較情報記憶部(記憶手段)
105 枚数計数部(感光体情報検出手段)
106 時間計測部(感光体情報検出手段)
107 温度計測部(感光体情報検出手段)
108 リセット判定部(判定手段)

Claims (6)

  1. 感光体の表面を帯電ローラを用いて所定の電位に帯電する画像形成装置において、
    前記帯電ローラに帯電バイアスを印加するバイアス印加手段と、
    前記帯電バイアスを印加したときの帯電電流を検出する電流検出手段と、
    前記感光体の表面が所要の表面電位に帯電されているときの帯電電流値であって、目標とする目標帯電電流値を記憶する記憶手段と、
    前記帯電バイアスの補正を行うバイアス補正手段と、
    前記感光体の温度に関する感光体情報を検出する感光体情報検出手段とを備え、
    前記バイアス補正手段は、
    初期設定値としての第1の帯電バイアスが前記バイアス印加手段により印加されたときに前記電流検出手段により検出された第1の帯電電流値と、前記記憶手段に記憶されている目標帯電電流値とを比較し、該比較結果に基づいて第2の帯電バイアスを求める第1の演算を行い、
    次に、前記第2の帯電バイアスが前記バイアス印加手段により印加されたときに前記電流検出手段により検出された第2の帯電電流値と前記目標帯電電流値とを比較し、該比較結果に基づいて第3の帯電バイアスを求める第2の演算を所定回数繰り返す、第1のバイアス補正演算を行うとともに、
    前記感光体情報検出手段により検出された感光体情報に基づいて、前記第1のバイアス補正演算の結果得られた帯電バイアスを補正する第2のバイアス補正演算を行うことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記バイアス補正手段は、前記第1のバイアス補正演算における全演算の回数を2回とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記バイアス補正手段は、
    前記目標帯電電流値をIdc(T)とすると、
    前記第1のバイアス補正演算において、下記(1)式を用いて算出した第nのバイアス補正値を第nの帯電バイアスに加算して第n+1の帯電バイアスを求めることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
    (Idc(T)−Idc(n))*k・・・(1)
    但し、Idc(n)は第nの帯電電流値、「k」は補正係数、記号「*」は乗算、記号「n」は繰り返し回数第n回目(nは自然数)を示す。
  4. 前記感光体情報検出手段は、
    電源オン時からの積算プリント枚数、若しくは電源オン時からの装置の積算稼動時間を前記感光体情報として検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記感光体情報検出手段は、
    前記感光体の温度を前記感光体情報として検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 電源オン時で且つ装置内温度−装置外温度≦所定温度となる条件、若しくは電源オン時で且つ前回の印刷ジョブにおける印刷動作終了時点からの経過時間≧所定時間となる条件を満たすか否かの判定を行う判定手段をさらに備え、
    前記判定手段により前記条件を満たすと判定された場合に、
    前記感光体情報検出手段は、前記感光体情報を所定の初期情報にリセットし、
    前記バイアス補正手段は、前記第1及び第2のバイアス補正演算によりバイアス補正してなる帯電バイアスを所定の初期値にリセットすることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
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