JP2008145908A - Charging device and image forming apparatus provided with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、像担持体を帯電する帯電装置および電子写真装置からなる画像形成装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of an image forming apparatus including a charging device for charging an image carrier and an electrophotographic apparatus.
静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置からなる従来の画像形成装置においては、感光体の表面が接触帯電装置によって一様に帯電された後に、露光装置によって感光体の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像が現像装置よってトナー像に現像されるとともに、中間転写体を介するかまたは直接に、転写装置によって紙等の転写材に転写される。最後に、転写材上のトナー像が定着器によって定着されることで、画像が形成される。 In a conventional image forming apparatus including an electrophotographic apparatus such as an electrostatic copying machine, a printer, or a facsimile, the surface of the photosensitive member is uniformly charged by the contact charging device, and then electrostatically applied to the surface of the photosensitive member by the exposure device. A latent image is formed. The electrostatic latent image is developed into a toner image by a developing device, and is transferred to a transfer material such as paper via an intermediate transfer member or directly. Finally, an image is formed by fixing the toner image on the transfer material by a fixing device.
従来の画像形成装置として、回転する感光体の表面を一様にかつ良好に帯電するために、2つの帯電部材をそれぞれ感光体に当接させた帯電装置を備える画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。この画像形成装置の帯電装置では、感光体回転方向上流側の第1帯電部材で感光体の表面を帯電した際の帯電ムラを、感光体回転方向下流側の第2帯電部材で取り除くことで、感光体を一様に帯電している。
ところで、前述の特許文献1に記載の帯電装置では、第1帯電部材に帯電ブラシが用いられるとともに、第2帯電部材に帯電ローラが用いられている。その場合、帯電ローラは導電性ゴムローラから構成されている。
しかし、後述するように導電性ゴムローラは、その電気抵抗R(Ω)が温度によって変化するという、抵抗の温度依存性を有する。このため、導電性ゴムローラでは低温から高温にわたって帯電ムラのない安定した良好な帯電を行うことが難しい。
Incidentally, in the charging device described in
However, as will be described later, the conductive rubber roller has a temperature dependency of resistance such that its electric resistance R (Ω) changes with temperature. For this reason, it is difficult for the conductive rubber roller to perform stable and good charging without uneven charging from low to high temperatures.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、像担持体をそれぞれ帯電する1つの帯電部材と帯電ローラとを備えて、低温から高温にわたって帯電ムラのない安定した良好な帯電を行うことのできる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a single charging member and a charging roller for charging the image carrier, respectively, so that there is no charge unevenness from a low temperature to a high temperature. It is an object of the present invention to provide a charging device and an image forming apparatus including the charging device.
前述の課題を解決するために、本発明によれば、制御装置により、画像形成装置内の温度が予め設定された設定温度より高いときには、二重帯電モードが選択される。これにより、像担持体が第1帯電部材により一次帯電され、その後帯電ローラにより二次帯電される。すなわち、画像形成装置内の温度が通常使用時での画像形成装置内の温度より高いときに、このように二重帯電モードを選択することで、帯電ムラのない良好な帯電を行うことができる。したがって、高温の環境では二重帯電モードにより、良好な画像形成を効果的に実現できる。 In order to solve the above-described problem, according to the present invention, the double charging mode is selected by the control device when the temperature in the image forming apparatus is higher than a preset temperature. As a result, the image carrier is primarily charged by the first charging member and then secondary charged by the charging roller. That is, when the temperature in the image forming apparatus is higher than the temperature in the image forming apparatus during normal use, it is possible to perform good charging without uneven charging by selecting the double charging mode in this way. . Therefore, good image formation can be effectively realized in the high temperature environment by the double charging mode.
一方、画像形成装置内の温度が前述の設定温度以下のときには、制御装置により、単一帯電モードが選択される。これにより、像担持体が帯電ローラのみにより帯電される。すなわち、画像形成装置内の温度が通常使用時での画像形成装置内の温度(常温)以下であるときに、このように単一帯電モードを選択することで、帯電ムラのない良好な帯電を行うことができる。したがって、常温以下の環境では単一帯電モードにより、良好な画像形成を効果的に実現できる。 On the other hand, when the temperature in the image forming apparatus is equal to or lower than the above set temperature, the single charging mode is selected by the control device. As a result, the image carrier is charged only by the charging roller. That is, when the temperature in the image forming apparatus is equal to or lower than the temperature in the image forming apparatus during normal use (room temperature), the single charging mode is selected in this way, so that excellent charging without uneven charging can be achieved. It can be carried out. Therefore, good image formation can be effectively realized by the single charging mode in an environment of room temperature or lower.
このようにして、本発明によれば、温度により電気抵抗が変化する帯電ローラを用いた帯電において、単一帯電モードおよび二重帯電モードのいずれかを画像形成装置内の温度に基づいて選択することで、低温から高温にわたって、より効果的な像担持体の帯電を行うことができる。 Thus, according to the present invention, in charging using a charging roller whose electric resistance varies with temperature, either the single charging mode or the double charging mode is selected based on the temperature in the image forming apparatus. Thus, the image carrier can be more effectively charged from a low temperature to a high temperature.
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically and partially showing an example of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
図1に示すように、この例の画像形成装置1は静電潜像およびトナー像が形成される像担持体である感光体2を備えているとともに、この感光体2は例えば筒状の感光ドラムからなり、図1において時計回りの回転方向αに回転される。感光体2の周囲に感光体2の回転方向α上流側から、順次、感光体2を接触帯電する帯電装置3、感光体2に静電潜像を書き込む光書込み装置4、感光体2の静電潜像をトナーで非接触ジャンピング現像する現像装置5、感光体2のトナー像を転写する転写装置6、および感光体2をクリーニングするクリーニング装置7を備えている。
As shown in FIG. 1, an
帯電装置3は感光体2に対して帯電を行う帯電ローラ(CR)3a(第2帯電部材)と、帯電ローラ3aより回転方向αの上流側で同じく感光体2に対して帯電を行う帯電ブラシ3d(第1帯電部材)とを備えている。帯電ローラ3aは感光体2の外周面に当接されているとともに、感光体2の回転方向αと逆方向β(図1において、反時計回り)に回転される。
The
帯電ローラ3aは従来から用いられている公知の帯電ローラを用いることができる。すなわち、帯電ローラ3aは、例えば特開平10−48916号公報に記載されている製造方法で製造することができる。すなわち、帯電ローラ3aは、例えばステンレス製の金属シャフト3bの上に、表装部が表面傾斜抵抗層となっている、例えば導電性ゴム等の円筒状の導電性エラストマ層3cが設けられて構成されている。この導電性エラストマ層3cは、軸方向に沿って一定の外径でかつほぼ一定の電気抵抗に設定されている。
As the
導電性エラストマ層3cを有する帯電ローラ3aの一例として、エピクロルヒドリウム(エピクロマーCG−102;ダイソー社製)100重量部に対して、導電材としてトリフルオロ酢酸ナトリウム、酸化亜鉛(ZnO)、加硫剤として2−メルカプトイミダゾリン(アクセル−22)2重量部をロールミキサで混練りし、直径6mmの金属製シャフトの表面にプレス成形し、直径12mmに研磨加工してシャフト表面に導電性ゴム弾性部材が形成されたローラを得た。その場合、トリフルオロ酢酸ナトリウムおよび酸化亜鉛(ZnO)の各添加量を任意に調整して、抵抗値の異なる5本の帯電ローラ3aを得た。これらの5本の帯電ローラ(1)ないし(5)の導電性エラストマ層3cの各抵抗値を表1に示す。
As an example of the
表1に示すように、帯電ローラ(1)の抵抗値は、比較的低温の10℃において3.0×1010Ω、常温の23℃において1.6×107Ω、比較的高温の35℃において2.4×106Ωである。また、帯電ローラ(2)の抵抗値は、10℃において4.0×108Ω、23℃において3.7×106Ω、35℃において6.8×105Ωである。更に、帯電ローラ(3)の抵抗値は、10℃において6.9×107Ω、23℃において1.5×106Ω、35℃において3.5×105Ωである。更に、帯電ローラ(4)の抵抗値は、10℃において1.4×107Ω、23℃において4.5×105Ω、35℃において1.1×105Ωである。更に、帯電ローラ(5)の抵抗値は、10℃において3.0×105Ω、23℃において6.0×104Ω、35℃において3.0×104Ωである。 As shown in Table 1, the resistance value of the charging roller (1) is 3.0 × 10 10 Ω at a relatively low temperature of 10 ° C., 1.6 × 10 7 Ω at a normal temperature of 23 ° C., and a relatively high temperature of 35 It is 2.4 × 10 6 Ω at ° C. The resistance value of the charging roller (2) is 4.0 × 10 8 Ω at 10 ° C., 3.7 × 10 6 Ω at 23 ° C., and 6.8 × 10 5 Ω at 35 ° C. Further, the resistance value of the charging roller (3) is 6.9 × 10 7 Ω at 10 ° C., 1.5 × 10 6 Ω at 23 ° C., and 3.5 × 10 5 Ω at 35 ° C. Further, the resistance value of the charging roller (4) is 1.4 × 10 7 Ω at 10 ° C., 4.5 × 10 5 Ω at 23 ° C., and 1.1 × 10 5 Ω at 35 ° C. Further, the resistance value of the charging roller (5) is 3.0 × 10 5 Ω at 10 ° C., 6.0 × 10 4 Ω at 23 ° C., and 3.0 × 10 4 Ω at 35 ° C.
各帯電ローラ(CR)の抵抗値の測定方法について説明する。図2に示すように、感光体2に用いられるアルミニウム管9上に被測定物である帯電ローラ(CR)3aを載置する。また、帯電ローラ(CR)3aの金属シャフト3bとアルミニウム管9とを定電圧電源10(アドバンテスト社製R8340A)により電気的に接続する。そして、帯電ローラ(CR)3aの両端部の金属シャフト3bにそれぞれ250gの荷重を、帯電ローラ(CR)3aがアルミニウム管9に圧接するようにかける。更に、アルミニウム管9を5rpmの回転速度で回転させる。この状態で、定電圧電源10から160Vの電圧を印加してこの定電圧電源10で流れる電流値を電流計10aで読み取る。最後に、読み取った電流値と電圧とに基づいて、V=IR(V:電圧、I:電流、R:抵抗)の式から抵抗値Rを計算する。
A method for measuring the resistance value of each charging roller (CR) will be described. As shown in FIG. 2, a charging roller (CR) 3 a that is an object to be measured is placed on an
また、帯電ブラシ3dは多数のブラシ毛を有するとともにブラシ支持部材3eに支持されている。そして、多数のブラシ毛の先端が感光体2の外周面に当接されている。帯電ブラシ3dも従来から用いられている公知の帯電ブラシを用いることができる。帯電ブラシ3dの例として、表2に示す。
The
表2に示すように、一例としてのブラシ1のブラシ毛は、材料が6ナイロン、繊度が220T/96F、密度240kf/inch2、原糸抵抗が7.1LogΩ、パイル長が5mm、である。また、ブラシ1の全体形状として、長さ(感光体2の軸方向に沿う)が300mm、幅が5mm、高さが5mmである。また、他の例としてのブラシ2のブラシ毛は、材料が6ナイロン、繊度が330T/48F、密度80kf/inch2、原糸抵抗が9.3LogΩ、パイル長が5mmである。また、ブラシ1の全体形状として、長さ(感光体2の軸方向に沿う)が300mm、幅が5mm、高さが5mmである。これらのブラシ1および2は、いずれも東英産業株式会社製のブラシである。
As shown in Table 2, the brush bristles of the
そして、この例の画像形成装置1では、後述するように感光体2は、画像形成装置1の使用環境(温度)に応じて、まず帯電ブラシ3dで帯電され、次いで帯電ローラ3aで帯電されるか(W帯電)、あるいは、帯電ローラ3aのみで帯電される(S帯電)。
In the
光書込み装置4は、帯電装置3で帯電された感光体2に例えばレーザ光等により静電潜像を書き込む。また、現像装置5は、現像ローラ5a、トナー供給ローラ5bおよびトナー層厚規制部材5cを有している。現像ローラ5aの両端部には、現像ころ5d(図1には、現像ローラ5aは1個のみ図示)が設けられている。これらの現像ころ5dは、現像ローラ・像担持体軸間距離規制部材を構成している。すなわち、これらの現像ころ5dが感光体2の外周面に当接することで、現像ローラ5aの軸中心と感光体2の軸中心との間の距離が規制される。これにより、現像ローラ5aの外周面と感光体2の外周面との間に所定の現像ギャップが設定されている。
The
そして、トナー供給ローラ5bによって現像ローラ5a上に現像剤であるトナー(不図示)が供給されるとともに、この現像ローラ5a上のトナーがトナー層厚規制部材5cによりその厚みを規制されて感光体2の方へ搬送され、搬送されたトナーで感光体2上の静電潜像がジャンピング現像されて感光体2上にトナー像が形成される。
Then, toner (not shown) as a developer is supplied onto the developing roller 5a by the toner supply roller 5b, and the toner on the developing roller 5a is regulated in thickness by the toner layer thickness regulating member 5c, so that the photoconductor. 2, the electrostatic latent image on the
転写装置6は転写ローラ6aを有し、この転写ローラ6aにより感光体2上にトナー像が転写紙や中間転写媒体等の転写媒体8に転写される。そして、トナー像が転写媒体8である転写紙に転写された場合には、転写紙上のトナー像が図示しない定着装置によって定着され、転写紙に画像が形成され、また、トナー像が転写媒体8である中間転写媒体に転写された場合には、中間転写媒体上のトナー像が更に転写紙に転写された後、転写紙上のトナー像が図示しない定着装置によって定着され、転写紙に画像が形成される。
The
クリーニング装置7は、ゴム等の弾性材からなるクリーニングブレード7aを有している。このクリーニングブレード7aはブレード支持部材7bに支持されているとともに、ブレード支持部材7bは図示しない画像形成装置1の装置本体(または、例えば帯電装置3、光書込み装置4、現像装置5、およびクリーニング装置7が一体に組み込まれたカートリッジ本体)に取り付けられている。そして、クリーニングブレード7aは感光体2の外周面に常時圧接されている。このクリーニングブレード7aにより感光体2がクリーニングされて、感光体2上の転写残りトナーが除去されて図示しないトナー回収部に回収される。
The
ところで、帯電ローラ3aの導電性エラストマ層3cの電気抵抗R(Ω)は、画像形成装置1内の温度(℃)によって変化する。例えば、前述の帯電ローラ(1)ないし(5)について説明すると、図3に示すように各帯電ローラ(1)ないし(5)のいずれもが、低温(10℃)で抵抗R(Ω)が高い。また、この低温から温度が上昇するにつれて抵抗R(Ω)が比較的大きく低下する。更に、常温(23℃)付近からは温度が高温(35℃)に向かって上昇するにつれて抵抗R(Ω)が比較的小さく低下する。このように、帯電ローラ3aの電気抵抗R(Ω)は低温側で高く、高温側で低い特性を有している。なお、画像形成装置1内の温度領域を低温(10℃)ないし高温(35℃)と設定したのは、画像形成装置1が通常使用されるときの画像形成装置1の温度がこの温度領域内に入る場合がほとんどであるからである。
Incidentally, the electric resistance R (Ω) of the
このように、画像形成装置1内の温度によって帯電ローラ3aの電気抵抗R(Ω)が変化すると、帯電ローラ3aによる感光体2の帯電特性も温度によって変化する。このため、感光体2の帯電が温度によって変化してしまい、一定の帯電が行われなくなる。そこで、この例の画像形成装置1では、帯電装置3による感光体2の帯電を画像形成装置1内の温度によって異ならせている。
As described above, when the electric resistance R (Ω) of the charging
すなわち、この例の帯電装置3では、帯電装置3を制御する制御装置である中央処理装置(CPU:後述の図6に図示)に画像形成装置1内の温度に応じて選択される2つの帯電モードが設定されている。これらの2つの帯電モードは、二重帯電モード(W帯電モード)と単一帯電モード(S帯電モード)とからなる。W帯電モードは、帯電ブラシ3dおよび帯電ローラ3aの各帯電電圧をともに放電開始電圧Vth(V)以上にして、帯電ブラシ3dにより感光体2を1次帯電するとともに帯電ローラ3aにより感光体2を2次帯電するモードである。また、S帯電モードは、第1帯電部材である帯電ブラシ3dの帯電電圧を放電開始電圧Vth(V)より小さくし、かつ帯電ローラ3aの帯電電圧を放電開始電圧Vth(V)以上にして、帯電ローラ3aのみにより感光体2を帯電するモードである。そして、画像形成装置1内の温度が予め設定された設定温度以下であるときには、S帯電モードが選択され、また、画像形成装置1内の温度が設定温度より大きいときには、W帯電モードが選択される。
That is, in the
その場合、この例の画像形成装置1では、前述の設定温度は次のように決定されている。
図4に示すように、良好な帯電が得られる帯電ローラ3aの抵抗R(Ω)は、S帯電モードおよびW帯電モードによってそれぞれ異なる。このことは本発明者らによる後述する各実験によって分かった。S帯電モードにおいては、良好な帯電が得られる帯電ローラ3aの抵抗R(Ω)の領域は106Ω〜108Ωである。帯電ローラ3aの抵抗R(Ω)が106Ωより小さいとリークによる帯電ムラが生じ、また、帯電ローラ3aの抵抗R(Ω)が108Ωより大きいと放電不足による帯電ムラが生じる。一方、W帯電モードにおいては、良好な帯電が得られる帯電ローラ3aの抵抗R(Ω)の領域は105Ω〜107Ωである。帯電ローラ3aの抵抗R(Ω)が105Ωより小さいとリークによる帯電ムラが生じ、また、帯電ローラ3aの抵抗R(Ω)が107Ωより大きいと放電不足による帯電ムラが生じる。なお、この場合のW帯電モードにおける一次帯電は前述の帯電ブラシ3dのうち、ブラシ1によって行われる。
In that case, in the
As shown in FIG. 4, the resistance R (Ω) of the charging
したがって、S帯電モードおよびW帯電モードの少なくとも一方の帯電モードにおいて良好な帯電が得られる帯電ローラ3aの抵抗R(Ω)の領域は105Ω〜108Ωである。したがって、この105Ω〜108Ωの抵抗R(Ω)の領域が、S帯電モードとW帯電モードとの切替によって良好な帯電が得られる帯電ローラ3aの抵抗R(Ω)の領域となる。また、S帯電モードおよびW帯電モードのいずれの帯電モードにおいても良好な帯電が得られる帯電ローラ3aの抵抗R(Ω)の領域は106Ω〜107Ωである。
Therefore, the region of the resistance R (Ω) of the charging
いま、例えば前述の帯電ローラ(1)ないし(5)を用いた場合について、前述の設定温度の設定を説明する。図3および図4に示すように、各帯電ローラ(1)ないし(5)の抵抗R(Ω)は温度によって変化する。その場合、前述の低温(10℃)ないし高温(35℃)の温度領域において、S帯電モードとW帯電モードとの切替によって得られる良好な帯電抵抗R(Ω)の領域に入る帯電ローラは、帯電ローラ(3)および(4)である。 Now, for example, when the above-described charging rollers (1) to (5) are used, the above-described setting of the set temperature will be described. As shown in FIGS. 3 and 4, the resistance R (Ω) of each of the charging rollers (1) to (5) varies depending on the temperature. In that case, in the temperature range from the low temperature (10 ° C.) to the high temperature (35 ° C.) described above, the charging roller that enters the region of good charging resistance R (Ω) obtained by switching between the S charging mode and the W charging mode is: Charge rollers (3) and (4).
そこで、画像形成装置内の温度によってS帯電モードとW帯電モードとを切り替えて、前述の温度領域で良好な帯電を得るためには、帯電ローラ(3)および(4)を用いることが適している。そして、これらの帯電ローラ(3)および(4)を用いてS帯電モードとW帯電モードとを切り替えるようにした場合の設定温度は次のように設定される。すなわち、S帯電モードおよびW帯電モードのいずれでも良好な帯電の抵抗R(Ω)領域である106Ω〜107Ωの中間点の抵抗R、5×106Ωとなる温度が設定温度として設定される。すなわち、帯電ローラ(3)および(4)を用いた場合の設定温度は、それぞれ、約19℃および約14℃に設定される。
Therefore, it is suitable to use the charging rollers (3) and (4) in order to switch between the S charging mode and the W charging mode depending on the temperature in the image forming apparatus and to obtain good charging in the above temperature range. Yes. The set temperature when the S charging mode and the W charging mode are switched using the charging rollers (3) and (4) is set as follows. That is, either good charging resistor R (Omega) is a
図5は、帯電による感光体の感光層表面電位の一例を示し、(a)はW帯電による感光層表面電位を示す図、(b)はS帯電による感光層表面電位を示す図である。
図5(a)に示すように、この例のW帯電モードでは、まず帯電ブラシ3dにより感光体2における基材2aの感光層2bの表面が(ー)帯電されて、(−)の表面電位となる。次に、帯電ローラ3aにより感光層2bの表面が(+)帯電されて、帯電ブラシ3dによる(−)電位より低い(−)の所定の表面電位となる。なお、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、帯電ブラシ3dにより感光層2bの表面が(−)の表面電位とされた後、更に、帯電ローラ3aにより感光層2bの表面が(−)帯電されて、帯電ブラシ3dによる(−)電位より高い(−)の所定の表面電位にすることもできる。
5A and 5B show an example of the photosensitive layer surface potential of the photosensitive member due to charging. FIG. 5A shows the photosensitive layer surface potential due to W charging, and FIG. 5B shows the photosensitive layer surface potential due to S charging.
As shown in FIG. 5A, in the W charging mode of this example, first, the surface of the photosensitive layer 2b of the substrate 2a of the
また、図5(b)に示すように、この例のS帯電モードでは、まず帯電ブラシ3dでは感光層2bの表面が帯電されず、(0)の表面電位となる。次に、帯電ローラ3aにより感光層2bの表面が(−)帯電されて、(−)の所定の表面電位となる。なお、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、放電開始電圧Vth以下の電圧を帯電ブラシ3dに印加することもできる。
Further, as shown in FIG. 5B, in the S charging mode of this example, the surface of the photosensitive layer 2b is not charged by the charging
図6は、帯電装置による感光体の帯電を温度によって異ならせるための温度依存帯電制御のブロック図である。
図6に示すように、この例の画像形成装置1は、温度依存帯電制御を行うために、画像形成装置1の作動を制御するための中央処理装置(CPU)11、画像形成装置1内の温度を検出する温度センサ12、画像形成装置に画像形成動作を行わせるための操作盤の操作キーあるいは操作画面上の操作タッチキー等の画像形成操作部材13、帯電ブラシ3d、および帯電ローラ3aを備えている。
FIG. 6 is a block diagram of temperature-dependent charging control for making the charging of the photosensitive member by the charging device different depending on the temperature.
As shown in FIG. 6, the
CPU11は、画像形成操作部材13からの画像形成操作信号が入力れると、温度センサ12からの温度検出信号に基づいて帯電ブラシ3dの1次帯電電圧および帯電ローラ3aの2次帯電電圧を制御する。その場合、この例の画像形成装置1では、その内部の温度が前述の設定温度以下である場合には、W帯電モードが選択される。このW帯電モードでは、帯電ブラシ3dに必要な1次帯電電圧を印加するとともに、帯電ローラ3aに必要な2次帯電電圧を印加する。これにより、感光体2は、帯電ブラシ3dで1次帯電されるとともに、帯電ローラ3aの導電性エラストマ層3cによって2次帯電される。その場合、必要な1次帯電電圧および2次帯電電圧は、バッチセンシングを行って決定する。また、画像形成装置1内の温度が予め設定された設定温度より大きい場合には、帯電ローラ3aのみに必要な2次帯電電圧を印加する。これにより、感光体2は帯電ローラ3aの導電性エラストマ層3cのみによって帯電される。
When the image forming operation signal from the image forming
図7は、帯電装置の温度依存帯電制御を行うためのフローを示す図である。
図7に示すように、この例の帯電装置3の帯電電圧の温度依存帯電制御は、まず、ステップS1で電源投入あるいは省エネモードからの復帰等により画像形成装置1の画像形成動作可能にセットされる。次いで、ステップS2で画像形成操作が行われたか否かが判断される。画像形成操作が行われないと判断されると、ステップS2の処理が繰り返される。
FIG. 7 is a diagram illustrating a flow for performing temperature-dependent charging control of the charging device.
As shown in FIG. 7, the temperature-dependent charging control of the charging voltage of the
画像形成操作が行われたと判断されると、ステップS3で画像形成装置1内の温度が測定される。次いで、ステップS4で測定された温度が設定温度より大きいと、ステップS5でW帯電モードが選択される。そして、ステップS6でバッチセンシングを行って今回の画像形成において帯電ブラシ3dに必要な1次帯電電圧を決定するとともに、帯電ローラ3aに必要な2次帯電電圧を決定する。次に、ステップS7で、決定した1次帯電電圧を帯電ブラシ3dに印加するとともに、決定した2次帯電電圧を帯電ローラ3aに印加することで、帯電ブラシ3dおよび帯電ローラ3aによる感光体2のW帯電が行われる。画像形成装置1内の温度が通常時使用温度(常温:23℃)より大きい時には、前述の図4に示すように帯電ローラ3aの電気抵抗R(Ω)が比較的小さくなる。したがって、このようにW帯電モードで感光体2を帯電することで、帯電ムラのない良好な感光体2の帯電が効果的に得られる。
If it is determined that an image forming operation has been performed, the temperature in the
また、ステップS4で検出された温度が設定温度以下であると、ステップS8でS帯電モードが選択される。そして、ステップS9でバッチセンシングを行って今回の画像形成において帯電ローラ3aに必要な2次帯電電圧を決定する。次に、ステップS10で、決定した2次帯電電圧を帯電ローラ3aに印加することで、帯電ローラ3aのみによる感光体2のS帯電が行われる。画像形成装置1内の温度が通常時使用温度(常温:23℃)以下である時には、前述の図4に示すように帯電ローラ3aの電気抵抗R(Ω)が比較的大きなる。したがって、このようにS帯電モードで感光体2を帯電することで、感光体2の表面が帯電ムラなく良好に帯電される。
If the temperature detected in step S4 is equal to or lower than the set temperature, the S charging mode is selected in step S8. In step S9, batch sensing is performed to determine a secondary charging voltage required for the charging
この例の画像形成装置1によれば、画像形成装置1内の温度が予め設定された設定温度より高いときには、W帯電モードが選択されて、感光体2が帯電ブラシ3dにより一次帯電され、その後帯電ローラ3aにより二次帯電される。すなわち、画像形成装置1内の温度が通常使用時での画像形成装置1内の温度より高いときに、このようにW帯電モードを選択することで、帯電ムラのない良好な帯電を行うことができる。したがって、高温の環境ではW帯電モードにより、良好な画像形成を効果的に実現できる。
According to the
一方、画像形成装置1内の温度が前述の設定温度以下のときには、S帯電モードが選択されて、感光体2が帯電ローラ3aのみにより帯電される。すなわち、画像形成装置1内の温度が通常使用時での画像形成装置1内の温度(常温)以下であるときに、このようにS帯電モードを選択することで、帯電ムラのない良好な帯電を行うことができる。したがって、常温以下の環境ではS帯電モードにより、良好な画像形成を効果的に実現できる。
On the other hand, when the temperature in the
このようにして、この例の画像形成装置1の帯電装置3によれば、温度により電気抵抗R(Ω)が変化する帯電ローラ3aを用いた帯電において、S帯電モードおよびW帯電モードのいずれかを画像形成装置1内の温度に基づいて選択することで、低温から高温にわたって、より効果的な感光体2の帯電を行うことができる。
In this way, according to the
次に、本発明により得られる効果を確認する実験を行った。
(実験装置)
実験装置は、市販のセイコーエプソン社(株)製のレーザーカラープリンタLP9000Cを使用した。その場合、LP9000C用感光体ユニットの帯電部を第1帯電部材としての帯電ブラシ3dと第2帯電部材としての帯電ローラ3aが取り付けられるように改造した。その他の感光体ドラム、クリーニングブレード、光書込装置、現像装置(純正のトナーを含む)、転写装置(中間転写ベルトを含む)、および定着装置は、いずれもLP9000Cのものを用いた。実験は、表3に示す実施例1〜4および比較例1〜8について行った。
Next, an experiment for confirming the effect obtained by the present invention was conducted.
(Experimental device)
As the experimental apparatus, a commercially available laser color printer LP9000C manufactured by Seiko Epson Corporation was used. In that case, the charging unit of the LP9000C photoconductor unit was modified so that a charging
実施例1〜4および比較例1〜8の共通の実験条件は、帯電ローラ3aに印加する帯電電圧が−1200Vの直流電圧であり、また、帯電ブラシ3dに印加する帯電電圧が−1500Vの直流電圧である。更に、プロセス速度が210mm/secであり、帯電ローラの周速と感光体の周速との周速比が1である。更に、現像印加電圧もDC電圧とAC電圧との重畳電圧であり、DC電圧VDC=−200V、AC電圧VPP=1400V、AC電圧の周波数f=3.0kHzの矩形波(50%デューティ)であり、更に転写印加電圧が+200Vである。
The experimental conditions common to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 8 are a DC voltage with a charging voltage applied to the charging
(印字試験)
印字試験は実施例1〜4および比較例1〜8のすべての実験で同じである。すなわち、10℃、23℃、および35℃の3種の温度環境で、A4サイズの普通紙にハーフトーン画像を2ないし3枚印字する。そして、印字した各印字画像を目視で確認して、濃度ムラがない場合を帯電が良好であると判定し、また、濃度ムラが認められた場合を帯電ムラが発生し、帯電が不良であると判定した。
(Print test)
The printing test is the same in all experiments of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 8. That is, two or three halftone images are printed on A4 size plain paper in three temperature environments of 10 ° C., 23 ° C., and 35 ° C. Then, each printed image is visually confirmed, and when there is no density unevenness, it is determined that charging is good, and when density unevenness is recognized, charging unevenness occurs and charging is poor. It was determined.
実施例1〜4および比較例1〜8の個別の実験条件について説明する。
(実施例1)
帯電ブラシ3dには表2に示すブラシ1を用い、また帯電ローラ3aには前述の帯電ローラ(3)を用いた。帯電モードの切替の閾値である設定温度は20℃に設定した。
(実施例2)
帯電ローラ3aには前述の帯電ローラ(4)を用いるとともに、設定温度を15℃に設定した。その他は、実施例1と同じである。
(実施例3)
帯電ブラシ3dには表2に示すブラシ2を用いた。その他は、実施例1と同じである。
(実施例4)
帯電ブラシ3dにはブラシ2を用いるとともに、帯電ローラ3aには帯電ローラ(4)を用い、更に設定温度を15℃に設定した。その他は、実施例1と同じである。
The individual experimental conditions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 8 will be described.
(Example 1)
The
(Example 2)
As the charging
(Example 3)
As the charging
Example 4
The
(比較例1)
帯電モードの切替を行わず、S帯電モードのみを採用した。その他は、実施例1と同じである。
(比較例2)
帯電モードの切替を行わず、W帯電モードのみを採用した。その他は、実施例1と同じである。
(比較例3)
帯電モードの切替を行わず、S帯電モードのみを採用した。その他は、実施例2と同じである。
(比較例4)
帯電モードの切替を行わず、W帯電モードのみを採用した。その他は、実施例2と同じである。
(Comparative Example 1)
Only the S charging mode was adopted without switching the charging mode. Others are the same as the first embodiment.
(Comparative Example 2)
Only the W charging mode was adopted without switching the charging mode. Others are the same as the first embodiment.
(Comparative Example 3)
Only the S charging mode was adopted without switching the charging mode. Others are the same as in the second embodiment.
(Comparative Example 4)
Only the W charging mode was adopted without switching the charging mode. Others are the same as in the second embodiment.
(比較例5)
帯電モードの切替を行わず、S帯電モードのみを採用した。その他は、実施例3と同じである。
(比較例6)
帯電モードの切替を行わず、W帯電モードのみを採用した。その他は、実施例3と同じである。
(比較例7)
帯電モードの切替を行わず、S帯電モードのみを採用した。その他は、実施例4と同じである。
(比較例8)
帯電モードの切替を行わず、W帯電モードのみを採用した。その他は、実施例4と同じである。
(Comparative Example 5)
Only the S charging mode was adopted without switching the charging mode. Others are the same as the third embodiment.
(Comparative Example 6)
Only the W charging mode was adopted without switching the charging mode. Others are the same as the third embodiment.
(Comparative Example 7)
Only the S charging mode was adopted without switching the charging mode. Others are the same as the fourth embodiment.
(Comparative Example 8)
Only the W charging mode was adopted without switching the charging mode. Others are the same as the fourth embodiment.
実験結果を表3に示す。表3から明らかなように、本発明の実施例1ないし4はいずれも、画像形成装置1内の温度が、低温(10℃)、常温(23℃)、および高温(35)℃)のいずれにおいても濃度ムラがなく、帯電ムラのない良好な帯電が得られた。
The experimental results are shown in Table 3. As apparent from Table 3, in all of Examples 1 to 4 of the present invention, the temperature in the
また、比較例1では、S帯電モードにおいて常温(23℃)以下の温度で濃度ムラが認められず、帯電ムラのない良好な帯電が得られた。しかし、高温(35℃)で濃度ムラが認められ、帯電ムラが発生して帯電不良となった。更に、比較例2では、W帯電モードにおいて高温(35℃)で濃度ムラが認められず、帯電ムラのない良好な帯電が得られた。しかし、常温(23℃)以下の温度で濃度ムラが認められ、帯電ムラが発生して帯電不良となった。 Further, in Comparative Example 1, no uneven density was observed at a temperature of room temperature (23 ° C.) or lower in the S charging mode, and good charging without uneven charge was obtained. However, density unevenness was observed at a high temperature (35 ° C.), and charging unevenness occurred, resulting in poor charging. Furthermore, in Comparative Example 2, no uneven density was observed at a high temperature (35 ° C.) in the W charging mode, and good charging without uneven charging was obtained. However, density unevenness was observed at a temperature of room temperature (23 ° C.) or less, and charging unevenness occurred, resulting in poor charging.
更に、比較例3では、S帯電モードにおいて低温(10℃)で濃度ムラが認められず、帯電ムラのない良好な帯電が得られた。しかし、常温(23℃)以上の温度で濃度ムラが認められ、帯電ムラが発生して帯電不良となった。更に、比較例4では、W帯電モードにおいて常温(23℃)以上の温度で濃度ムラが認められず、帯電ムラのない良好な帯電が得られた。しかし、低温(10℃)で濃度ムラが認められ、帯電ムラが発生して帯電不良となった。 Further, in Comparative Example 3, density unevenness was not observed at low temperature (10 ° C.) in the S charging mode, and good charging without uneven charging was obtained. However, density unevenness was observed at a temperature equal to or higher than normal temperature (23 ° C.), and charging unevenness occurred, resulting in poor charging. Further, in Comparative Example 4, in the W charging mode, no density unevenness was observed at a temperature of room temperature (23 ° C.) or higher, and good charging without charge unevenness was obtained. However, density unevenness was observed at a low temperature (10 ° C.), and charging unevenness occurred, resulting in poor charging.
更に、比較例5では、S帯電モードにおいて常温(23℃)以下の温度で濃度ムラが認められず、帯電ムラのない良好な帯電が得られた。しかし、高温(35℃)で濃度ムラが認められ、帯電ムラが発生して帯電不良となった。更に、比較例6では、W帯電モードにおいて高温(35℃)で濃度ムラが認められず、帯電ムラのない良好な帯電が得られた。しかし、常温(23℃)以下の温度で濃度ムラが認められ、帯電ムラが発生して帯電不良となった。 Further, in Comparative Example 5, in the S charging mode, density unevenness was not observed at a temperature of room temperature (23 ° C.) or less, and good charging without charge unevenness was obtained. However, density unevenness was observed at a high temperature (35 ° C.), and charging unevenness occurred, resulting in poor charging. Further, in Comparative Example 6, density unevenness was not observed at a high temperature (35 ° C.) in the W charging mode, and good charging without uneven charging was obtained. However, density unevenness was observed at a temperature of room temperature (23 ° C.) or less, and charging unevenness occurred, resulting in poor charging.
更に、比較例7では、S帯電モードにおいて低温(10℃)で濃度ムラが認められず、帯電ムラのない良好な帯電が得られた。しかし、常温(23℃)以上の温度で濃度ムラが認められ、帯電ムラが発生して帯電不良となった。更に、比較例8では、W帯電モードにおいて常温(23℃)以上の温度で濃度ムラが認められず、帯電ムラのない良好な帯電が得られた。しかし、低温(10℃)で濃度ムラが認められ、帯電ムラが発生して帯電不良となった。
これにより、本発明により所期の効果を得ることができることが確認された。
Furthermore, in Comparative Example 7, in the S charging mode, no density unevenness was observed at a low temperature (10 ° C.), and good charging without charge unevenness was obtained. However, density unevenness was observed at a temperature equal to or higher than normal temperature (23 ° C.), and charging unevenness occurred, resulting in poor charging. Further, in Comparative Example 8, in the W charging mode, no density unevenness was observed at a temperature equal to or higher than normal temperature (23 ° C.), and good charging without charge unevenness was obtained. However, density unevenness was observed at a low temperature (10 ° C.), and charging unevenness occurred, resulting in poor charging.
Thereby, it was confirmed that the intended effect can be obtained by the present invention.
図8(a)および(b)は、本発明にかかる帯電装置の実施の形態の他の例を示す図である。
前述の例の帯電装置3では、第1帯電部材に帯電ブラシ3dが用いられ、また、第2帯電部材に帯電ローラ3aが用いられている。しかし、本発明は、図8(a)に示すように第1帯電部材にも、帯電ローラ3a′(金属シャフト3b′,導電性エラストマ層3c′)を用いることができる。この場合、第2帯電部材には同じく帯電ローラ3aが用いられる。また、図8(b)に示すように第1帯電部材に、帯電ローラブラシ3a′(金属シャフト3b′,帯電ブラシ3d′)を用いることができる。この場合、第2帯電部材には同じく帯電ローラ3aが用いられる。
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing another example of the embodiment of the charging device according to the present invention.
In the
1…画像形成装置、2…感光体、3…帯電装置、3a…帯電ローラ(第2帯電部材)、3a′…帯電ローラあるいは帯電ローラブラシ(第1帯電部材)、3c,3c′…導電性エラストマ層、3d,3d′…帯電ブラシ(第1帯電部材)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記像担持体に、前記第1帯電部材より前記像担持体の回転方向下流で当接し、前記像担持体の表面を帯電する帯電ローラと、
温度を測定する温度測定手段と、
前記第1帯電部材と前記帯電ローラの両方で前記像担持体の表面を帯電する二重帯電モードと前記帯電ローラのみで前記像担持体の表面を帯電する単一帯電モードとが設定されて、前記第1帯電部材および前記帯電ローラにそれぞれ印加する帯電電圧を、前記二重帯電モードおよび前記単一帯電モードのいずれか選択した帯電モードで制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記温度測定手段で測定された温度が予め設定された設定温度以下のときには前記単一帯電モードを選択し、前記温度が前記設定温度より大きいときには前記二重帯電モードを選択することを特徴とする帯電装置。 A first charging member which is rotatably provided and contacts the image carrier, and charges the surface of the image carrier;
A charging roller that contacts the image carrier downstream of the first charging member in the rotation direction of the image carrier and charges the surface of the image carrier;
Temperature measuring means for measuring the temperature;
A double charging mode in which the surface of the image carrier is charged by both the first charging member and the charging roller and a single charging mode in which the surface of the image carrier is charged only by the charging roller are set, A control device for controlling a charging voltage applied to each of the first charging member and the charging roller in a charging mode selected from the double charging mode and the single charging mode;
The control device selects the single charging mode when the temperature measured by the temperature measuring means is equal to or lower than a preset temperature, and selects the double charging mode when the temperature is higher than the preset temperature. A charging device.
前記帯電装置が、請求項1または2記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that is rotatably provided to form an electrostatic latent image, a charging device that charges the image carrier, a writing device that writes an electrostatic latent image on the image carrier, and the image carrier At least a developing device for developing the electrostatic latent image on the image carrier to form a developer image on the image carrier, and a transfer device for transferring the developer image on the image carrier;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging device is a charging device according to claim 1.
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