JP2008191521A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタ装置等の電子写真方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer apparatus.
電子写真法による画像形成は、次のような手順で行う。まず、像担持体である感光体を帯電手段により一定の電位に帯電し(主帯電)、次いで画像露光を行って感光体表面に原稿像に対応する静電潜像を形成する。次いで、この静電潜像を現像してトナー像を形成し、トナー像を所定の用紙等の記録材に転写する。トナー像転写後においては、クリーニングにより感光体表面に付着残存しているトナーや紙粉を除去し、さらに除電を行って残留電位の除去が行われる。これにより画像形成の一サイクルが完了する。 Image formation by electrophotography is performed according to the following procedure. First, a photoconductor as an image carrier is charged to a constant potential by a charging means (main charge), and then image exposure is performed to form an electrostatic latent image corresponding to the original image on the surface of the photoconductor. Next, the electrostatic latent image is developed to form a toner image, and the toner image is transferred to a recording material such as predetermined paper. After the toner image is transferred, the toner and paper dust remaining on the surface of the photosensitive member are removed by cleaning, and the residual potential is removed by performing static elimination. This completes one cycle of image formation.
ここで、感光体の帯電電圧を適切に得るため、前述の帯電手段に関しては次のような従来例がある(例えば、特許文献1、2参照)。 Here, in order to appropriately obtain the charging voltage of the photoconductor, there are the following conventional examples of the above-described charging means (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1では、帯電手段の除電について工夫をしている。具体的には、除電光量をどの程度に設定するかという問題に対し、光除電の光量を、感光体の両対数プロット光減衰特性曲線の変曲点に相当する露光量の2〜3倍に設定している。これにより、感光体の種類を問わず一定の効率で安定して除電を行う。 In patent document 1, it devises about the static elimination of a charging means. Specifically, in response to the problem of how much the charge removal amount is set, the light removal amount is set to 2 to 3 times the exposure amount corresponding to the inflection point of the logarithmic plot light attenuation characteristic curve of the photoconductor. It is set. As a result, the static elimination is stably performed with a constant efficiency regardless of the type of the photoconductor.
特許文献2では、帯電手段として制御しやすいことで広く用いられているスコロトロン・タイプのコロナ帯電器を用いている。尚、コロナ帯電器には、コロナ放電電極と導電性シールドからなるコロトロン・タイプと、それらにグリッド電極を加えたスコロトロン・タイプがある。そして、スコロトロン・タイプのコロナ帯電器を用い、まず、グリッド電極に、所定の二点或いは複数点の電圧を印加する。そして、それらの印加電圧における感光体ドラム電位をそれぞれ検知し、それらの検知値より、感光体表面電位を目標電位にするために必要とされるグリッド印加電圧を求め、グリッド電極に印加する。これらの制御を、電源投入後又はウォーミングアップ後からの一定時間経過後に行うことで装置内部の温度変化、感光体に起因する帯電能力の変動を防止する。 In Patent Document 2, a scorotron type corona charger that is widely used because it is easy to control as a charging means is used. The corona charger includes a corotron type including a corona discharge electrode and a conductive shield, and a scorotron type obtained by adding a grid electrode to them. Then, using a scorotron type corona charger, first, two or more predetermined voltages are applied to the grid electrode. Then, the photosensitive drum potentials at these applied voltages are respectively detected, and the grid applied voltage required for setting the photosensitive member surface potential to the target potential is obtained from the detected values, and applied to the grid electrodes. These controls are performed after a certain time has elapsed since the power was turned on or after warming up, thereby preventing temperature changes in the apparatus and fluctuations in charging ability due to the photoreceptor.
また、従来では、画像形成を行うにあたり、以下のように暗減衰量を測定し、画像形成条件を決定していた。即ち、予め帯電手段により感光体ドラムを帯電させ、この帯電面が電位センサを通過したときの第一の電位と、更にドラムを一周させた後の第二の電位から暗減衰量を測定していた。 Conventionally, when forming an image, the dark attenuation amount is measured as follows to determine the image forming condition. In other words, the photosensitive drum is charged in advance by charging means, and the dark attenuation is measured from the first potential when the charged surface passes through the potential sensor and the second potential after the drum has made a further round. It was.
しかしながら、次のような問題があった。 However, there were the following problems.
特許文献1では、感光体の両対数プロット光減衰特性曲線の変曲点を、ある特定の環境において測定し、その測定環境においての適正な光除電の光量を設定している。しかし、画像形成装置がおかれている使用環境の変化に対応することをしていないため、使用環境に応じて適切に帯電電圧を得ることは困難である。 In Patent Document 1, an inflection point of a double logarithmic plot light attenuation characteristic curve of a photoconductor is measured in a specific environment, and an appropriate amount of light neutralization is set in the measurement environment. However, since it does not cope with a change in the usage environment in which the image forming apparatus is placed, it is difficult to obtain a charging voltage appropriately according to the usage environment.
また、特許文献2のように、グリッド印加電圧を求めるまでに、複数のグリッド印加電圧に対する感光体ドラム電位を測定する方法では、その測定回数分だけ生産性の低下を招くこととなる。 Further, as in Patent Document 2, in the method of measuring the photosensitive drum potential with respect to a plurality of grid application voltages until the grid application voltage is obtained, the productivity is reduced by the number of times of measurement.
また、従来の暗減衰量の測定では、ドラムを一周させるため、測定時間分生産性が低下してしまう。また、ドラムを一周させる為、ドラムの周辺に当接した部材の影響で、精度の高い暗減衰量を測定することが困難であった。 Further, in the conventional dark attenuation measurement, since the drum is rotated once, the productivity is reduced by the measurement time. In addition, since the drum is made to make one round, it is difficult to measure the dark attenuation amount with high accuracy due to the influence of the member in contact with the periphery of the drum.
そこで本発明の目的は、画像形成を行うにあたり、使用環境に応じた画像形成条件を短時間に得ることが可能な画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of obtaining image forming conditions corresponding to the use environment in a short time when performing image formation.
前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、
画像を担持する像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、
前記像担持体に静電潜像を形成するために露光する露光手段と、
前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記像担持体の表面を除電する除電手段と、
前記像担持体の表面電位を検知する電位検知手段と、を備えた画像形成装置において、
画像形成終了後の後回転時において、
前記帯電手段によって帯電される非画像領域であって、前記除電手段により除電される領域の残留電位を前記電位検知手段にて検知し、
この検知結果に基いて画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
A typical configuration according to the present invention for achieving the above object is as follows:
An image carrier for carrying an image, and charging means for charging the image carrier;
Exposure means for exposing to form an electrostatic latent image on the image carrier;
Developing means for developing the electrostatic latent image as a toner image;
Transfer means for transferring the toner image to a recording material;
Neutralizing means for neutralizing the surface of the image carrier;
In an image forming apparatus comprising: a potential detection unit that detects a surface potential of the image carrier;
During post-rotation after image formation,
A non-image area charged by the charging means, the residual potential of the area to be neutralized by the static elimination means is detected by the potential detection means,
And control means for controlling the image forming conditions based on the detection result.
以上の構成により、使用環境の変動下にあっても、良好な画像を得るための画像形成条件を、短時間に得ることが可能な画像形成装置を提供することができる。 With the above configuration, it is possible to provide an image forming apparatus capable of obtaining image forming conditions for obtaining a good image in a short time even under a change in use environment.
〔第1実施形態〕
図を用いて本発明の第1実施形態を説明する。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、記録材(例えば紙)の最大通紙サイズがA3サイズのレーザビームプリンタであり、電子写真方式、転写方式、コロナ帯電方式、反転現像方式、を採用している。 FIG. 1 shows an image forming apparatus. The image forming apparatus shown in the figure is a laser beam printer having a recording material (for example, paper) whose maximum sheet passing size is A3 size, and employs an electrophotographic system, a transfer system, a corona charging system, and a reverse development system. .
(画像形成装置の全体構成)
本実施形態に係る画像形成装置は、図1に示すように、像担持体としての感光体ドラム1を備えている。そして、この感光体ドラム1の周囲には、その回転方向(矢印R1方向)に沿ってプロセス手段が配置される。プロセス手段としては、帯電手段としてコロナ帯電器2、露光装置(露光手段)3、電位測定手段10、現像手段として現像器4、がある。またプロセス手段としては、転写手段として転写ローラ5、クリーニングブレード8、除電手段としての除電ユニット9及び温湿度検知手段(不図示)が配設される。また、記録材Pの搬送方向に沿っての転写ローラ5の下流側には、定着手段としての定着器6が配設されている。尚、除電ユニット9は、転写ローラ5より感光体ドラム1の回転方向下流側で且つコロナ帯電器2より感光体ドラム1の回転方向上流側において感光体ドラム1の除電をする。
(Overall configuration of image forming apparatus)
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a photosensitive drum 1 as an image carrier. Then, around the photosensitive drum 1, process means are arranged along the rotation direction (arrow R1 direction). The process means includes a corona charger 2 as a charging means, an exposure device (exposure means) 3, a potential measuring means 10, and a developing device 4 as a developing means. As process means, a transfer roller 5 and a cleaning blade 8 as transfer means, a static elimination unit 9 as static elimination means, and a temperature / humidity detection means (not shown) are arranged. A fixing device 6 as a fixing unit is disposed on the downstream side of the transfer roller 5 along the conveyance direction of the recording material P. The neutralization unit 9 neutralizes the photosensitive drum 1 downstream of the transfer roller 5 in the rotation direction of the photosensitive drum 1 and upstream of the corona charger 2 in the rotation direction of the photosensitive drum 1.
(感光体ドラム)
画像形成装置は、像担持体として感光体ドラム1(回転ドラム型の電子写真感光体)を備える。感光体ドラム1は、負帯電特性のOPC(有機光半導体)で形成された感光層を有する。感光体ドラム1は、直径50mmに形成されていて、中心支軸(不図示)を中心に100mm/secのプロセススピード(周速度)をもって矢示R1方向に回転駆動される。
(Photosensitive drum)
The image forming apparatus includes a photosensitive drum 1 (rotary drum type electrophotographic photosensitive member) as an image carrier. The photosensitive drum 1 has a photosensitive layer formed of OPC (organic optical semiconductor) having negative charging characteristics. The photosensitive drum 1 is formed with a diameter of 50 mm, and is driven to rotate in the direction indicated by the arrow R1 with a process speed (circumferential speed) of 100 mm / sec around a central support shaft (not shown).
図2に感光体ドラム1の層構成を模式的に示す。同図に示すように、感光体ドラム1は、内側(同図中の下側)に導電性ドラム基体(導電性基体:例えば、アルミニウム製シリンダ)1aを有する。導電性ドラム基体1aの表面には、内側から順に、光の干渉を抑えるとともに上層の接着性を向上させる下引き層1bと、電荷発生層1cと、電荷輸送層1dとの3層を塗り重ねた構成である。このうち電荷発生層1cと電荷輸送層1dとによって感光層を構成している。 FIG. 2 schematically shows the layer structure of the photosensitive drum 1. As shown in the figure, the photosensitive drum 1 has a conductive drum base (conductive base: for example, an aluminum cylinder) 1a on the inner side (lower side in the figure). On the surface of the conductive drum base 1a, three layers of an undercoat layer 1b that suppresses light interference and improves the adhesion of the upper layer, a charge generation layer 1c, and a charge transport layer 1d are applied in order from the inside. It is a configuration. Of these, the charge generation layer 1c and the charge transport layer 1d constitute a photosensitive layer.
(コロナ帯電器)
図1に示す画像形成装置は、帯電手段としてコロナ帯電器2を有する。コロナ帯電器2は、コロナ放電電極と導電性シールド及びグリッド電極を備えたスコロトロン・タイプである。コロナ帯電器2は、コロナ放電電極に電圧を印加する電圧印加手段(不図示)とグリッド電極に電圧を印加する帯電バイアス印加電源S1とを有し、感光体ドラム1表面(外周面)を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。
(Corona charger)
The image forming apparatus shown in FIG. 1 has a corona charger 2 as charging means. The corona charger 2 is a scorotron type having a corona discharge electrode, a conductive shield, and a grid electrode. The corona charger 2 has voltage applying means (not shown) for applying a voltage to the corona discharge electrode and a charging bias applying power source S1 for applying a voltage to the grid electrode, and the surface (outer peripheral surface) of the photosensitive drum 1 is predetermined. Charge uniformly to the polarity and potential.
上述の帯電バイアス印加電源S1によってコロナ帯電器2のグリッド電極に印加される印加電圧は、制御手段7によって制御される。制御手段7には、コロナ帯電器2による感光体ドラム1への帯電が終了する直前の帯電領域が、除電ユニット9により除電された後の残留電位を電位測定手段(電位検知手段)10により検知し、その検知結果からの情報が入力されるようになっている。 The applied voltage applied to the grid electrode of the corona charger 2 by the charging bias application power source S1 is controlled by the control means 7. In the control means 7, the potential measurement means (potential detection means) 10 detects the residual potential after the charge removal area 9 is neutralized in the charging area immediately before the charging of the photosensitive drum 1 by the corona charger 2 is completed. However, information from the detection result is input.
(露光装置)
図1の画像形成装置は、帯電処理された感光体ドラム1表面に静電潜像を形成する情報書き込む露光手段として露光装置3を備えている。露光装置3は、本実施形態では、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。露光装置3は、画像読み取り装置(不図示)等のホスト処理から画像形成装置本体側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光Lを出力する。このレーザ光Lは、帯電処理済みの回転中の感光体ドラム1表面を、露光位置bにおいて走査露光(イメージ露光)する。この走査露光により、感光体ドラム1表面の帯電面のうち、レーザ光Lが照射された部分の電位が低下し、画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。
(Exposure equipment)
The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes an exposure device 3 as an exposure unit for writing information for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged photosensitive drum 1. In the present embodiment, the exposure device 3 is a laser beam scanner using a semiconductor laser. The exposure device 3 outputs a laser beam L modulated in accordance with an image signal sent from the host processing such as an image reading device (not shown) to the image forming apparatus main body. The laser light L scans (image exposes) the surface of the rotating photosensitive drum 1 that has been charged at the exposure position b. By this scanning exposure, the potential of the portion irradiated with the laser beam L on the charged surface of the surface of the photosensitive drum 1 is lowered, and an electrostatic latent image corresponding to the image information is formed.
(現像器)
現像器4は、感光体ドラム1上の静電潜像に現像剤(トナー)を供給し、静電潜像をトナー像として可視化する。本実施形態の現像器4は、二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置である。
(Developer)
The developing device 4 supplies a developer (toner) to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 and visualizes the electrostatic latent image as a toner image. The developing device 4 of the present embodiment is a two-component magnetic brush developing type reversal developing device.
現像器4は、現像容器4a、現像スリーブ4b、マグネットローラ4c、現像剤コーティングブレード4d、現像剤攪拌部材4f、トナーホッパー4gを有する。なお、図1中の符号4eは、現像容器4a内に収納された二成分現像剤4eを示している。 The developing device 4 includes a developing container 4a, a developing sleeve 4b, a magnet roller 4c, a developer coating blade 4d, a developer stirring member 4f, and a toner hopper 4g. In addition, the code | symbol 4e in FIG. 1 has shown the two-component developer 4e accommodated in the developing container 4a.
現像容器4aは、二成分現像剤4eを収納するとともに、現像スリーブ4b等を回転可能に支持する。現像スリーブ4bは、非磁性の円筒状の部材であり、外周面の一部を外部に露出させて現像容器4a内に回転可能に配置される。マグネットローラ4cは、非回転に固定された状態で、現像スリーブ4bの内側に挿設される。現像剤コーティングブレード4dは、現像スリーブ表面にコートされる二成分現像剤4eの層厚を規制する。現像剤攪拌部材4fは、現像容器4a内の底部側に配設されて、二成分現像剤4eを攪拌するとともに現像スリーブ4bに向けて搬送する。トナーホッパー4gは、現像容器4aに補給する補給用トナーを収納した容器である。 The developing container 4a accommodates the two-component developer 4e and rotatably supports the developing sleeve 4b and the like. The developing sleeve 4b is a non-magnetic cylindrical member, and is rotatably disposed in the developing container 4a with a part of the outer peripheral surface exposed to the outside. The magnet roller 4c is inserted inside the developing sleeve 4b while being fixed in a non-rotating state. The developer coating blade 4d regulates the layer thickness of the two-component developer 4e coated on the surface of the developing sleeve. The developer agitating member 4f is disposed on the bottom side in the developing container 4a and agitates the two-component developer 4e and conveys it toward the developing sleeve 4b. The toner hopper 4g is a container that stores replenishment toner to be replenished to the developing container 4a.
現像容器4a内の二成分現像剤4eは、トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材4fにより攪拌される。本実施形態において、磁性キャリアの抵抗は約1013Ω・cm、粒径は40μmである。トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。 The two-component developer 4e in the developing container 4a is a mixture of toner and magnetic carrier, and is stirred by the developer stirring member 4f. In this embodiment, the magnetic carrier has a resistance of about 10 13 Ω · cm and a particle size of 40 μm. The toner is triboelectrically charged to negative polarity by rubbing with the magnetic carrier.
上述の現像スリーブ4bは、感光体ドラム1との最近接距離(S−Dgap)を350μmに保持した状態で、感光体ドラム1に近接するように対向配設される。この感光体ドラム1と現像スリーブ4bとの対向部が現像位置cとなる。現像スリーブ4bはその表面が、現像位置cにおいて感光体ドラム1表面の移動方向とは逆方向に移動する方向に回転駆動される。つまり、感光体ドラム1の矢印R1方向の回転に対して、矢印R4方向に回転駆動されている。 The developing sleeve 4b described above is disposed to face the photosensitive drum 1 in a state where the closest distance (S-Dgap) to the photosensitive drum 1 is maintained at 350 μm. The facing portion between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 4b is a developing position c. The developing sleeve 4b is rotationally driven in a direction in which the surface thereof moves in the direction opposite to the moving direction of the surface of the photosensitive drum 1 at the developing position c. That is, the photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of the arrow R4 with respect to the rotation in the direction of the arrow R1.
この現像スリーブ4bの外周面に、内側のマグネットローラ4cの磁力により現像容器4a内の二成分現像剤4eの一部が磁気ブラシ層として吸着保持され、現像スリーブ4bの回転に伴って回転搬送される。磁気ブラシ層は、現像剤コーティングブレード4dにより所定の薄層に整層され、現像位置cにおいて感光体ドラム1表面に対して接触して感光体ドラム表面を適度に摺擦する。現像器4の現像スリーブ4bに印加される印加バイアス(現像バイアス)は、印加電源S2より印加され、制御手段7によって制御される。この制御手段7には、除電ユニット9により除電された後の感光体ドラム1の残留電位を、電位測定手段10により検知し、その検知結果からの情報が入力される。ここで、感光体ドラム1の残留電位を測る具体的な領域は、コロナ帯電器2による感光体ドラム1における帯電面のうち、コロナ帯電器2による感光体ドラム1への帯電が終了する直前の領域を示す。 A part of the two-component developer 4e in the developing container 4a is adsorbed and held as a magnetic brush layer on the outer peripheral surface of the developing sleeve 4b by the magnetic force of the inner magnet roller 4c, and is rotated and conveyed along with the rotation of the developing sleeve 4b. The The magnetic brush layer is layered into a predetermined thin layer by the developer coating blade 4d, and comes into contact with the surface of the photosensitive drum 1 at the developing position c to appropriately rub the surface of the photosensitive drum. An applied bias (development bias) applied to the developing sleeve 4 b of the developing device 4 is applied from the applied power source S 2 and is controlled by the control means 7. The control means 7 detects the residual potential of the photosensitive drum 1 after being neutralized by the static elimination unit 9 by the potential measuring means 10 and inputs information from the detection result. Here, a specific region for measuring the residual potential of the photosensitive drum 1 is a portion of the charging surface of the photosensitive drum 1 by the corona charger 2 immediately before the charging of the photosensitive drum 1 by the corona charger 2 is completed. Indicates the area.
上述の現像器4において、現像容器4a中の現像剤は回転する現像スリーブ4b表面に薄層としてコーティングされて現像位置cに搬送される。ここで現像剤中のトナーは、現像バイアス印加電源S2によって現像スリーブ4bに印加された現像バイアスによる電界により、感光体ドラム1上の静電潜像に対応して選択的に付着される。これにより、静電潜像がトナー像として現像される。本実施形態の場合は感光体ドラム1上の露光明部(レーザ光照射部分)にトナーが付着されて静電潜像が反転現像される。このとき、感光体ドラム1上に現像されたトナーの帯電量は−25μC/gである。 In the developing device 4 described above, the developer in the developing container 4a is coated as a thin layer on the surface of the rotating developing sleeve 4b and conveyed to the developing position c. Here, the toner in the developer is selectively attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 by the electric field generated by the developing bias applied to the developing sleeve 4b by the developing bias applying power source S2. As a result, the electrostatic latent image is developed as a toner image. In the case of the present embodiment, toner is attached to an exposed bright portion (laser light irradiation portion) on the photosensitive drum 1 and the electrostatic latent image is reversely developed. At this time, the charge amount of the toner developed on the photosensitive drum 1 is −25 μC / g.
現像位置cを通過した現像スリーブ4b上の現像剤薄層は、引き続く現像スリーブ4bの回転に伴い現像容器4a内の現像剤溜り部に戻される。現像容器4a内の二成分現像剤4eのトナー濃度を所定のほぼ一定範囲内に維持させるため、現像容器4a内の二成分現像剤4eのトナー濃度が例えば光学式トナー濃度センサ(不図示)によって検知される。そして、その検知情報に応じてトナーホッパー4gが駆動制御されて、トナーホッパー内のトナーが現像容器4a内の二成分現像剤4eに補給される。二成分現像剤4eに補給されたトナーは攪拌部材4fにより攪拌される。 The developer thin layer on the developing sleeve 4b that has passed the developing position c is returned to the developer reservoir in the developing container 4a with the subsequent rotation of the developing sleeve 4b. In order to maintain the toner concentration of the two-component developer 4e in the developing container 4a within a predetermined substantially constant range, the toner concentration of the two-component developer 4e in the developing container 4a is determined by, for example, an optical toner concentration sensor (not shown). Detected. Then, the toner hopper 4g is driven and controlled according to the detection information, and the toner in the toner hopper is supplied to the two-component developer 4e in the developing container 4a. The toner supplied to the two-component developer 4e is stirred by the stirring member 4f.
(転写手段、定着手段)
本実施形態では、転写手段として転写ローラ5が使用されている。この転写ローラ5は感光体ドラム1表面に所定の押圧力をもって圧接されており、その圧接ニップ部が転写位置dとなる。この転写位置dに給送機構部(不図示)から所定の制御タイミングにて記録材P(例えば、紙、透明フィルム)が給送される。
(Transfer means, fixing means)
In this embodiment, the transfer roller 5 is used as a transfer unit. The transfer roller 5 is pressed against the surface of the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force, and the pressure nip portion is a transfer position d. A recording material P (for example, paper, transparent film) is fed to the transfer position d at a predetermined control timing from a feeding mechanism (not shown).
転写位置dに給送された記録材Pは回転中の感光体ドラム1と転写ローラ5との間に挟持されて搬送される。記録材Pは、その間、転写ローラ5に対して、転写バイアス印加電源S3からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス(本実施形態では、+2kV)が印加される。これにより、表面に感光体ドラム1上のトナー像が順次に静電転写されていく。 The recording material P fed to the transfer position d is nipped between the rotating photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 and conveyed. In the meantime, the recording material P is applied with a positive transfer bias (in this embodiment, +2 kV) having a polarity opposite to the negative polarity which is the normal charging polarity of the toner from the transfer bias application power source S3 to the transfer roller 5. Is done. As a result, the toner images on the photosensitive drum 1 are sequentially electrostatically transferred onto the surface.
転写位置dを通ってトナー像の転写を受けた記録材Pは、感光体ドラム1表面から順次分離されて定着器6に搬送される。記録材Pは定着器6において、定着ローラ6aと加圧ローラ6bとによって加熱、加圧されて表面にトナー像が定着される。そして、画像形成物(プリント、コピー)として出力される。 The recording material P that has received the transfer of the toner image through the transfer position d is sequentially separated from the surface of the photosensitive drum 1 and conveyed to the fixing device 6. The recording material P is heated and pressed by the fixing roller 6a and the pressure roller 6b in the fixing device 6 to fix the toner image on the surface. Then, it is output as an image formed product (print, copy).
(絶対水分量による帯電特性)
ここで、グリッド印加電圧に対する感光体の帯電電位の特性を示す。図3に示すように、帯電特性は画像形成装置がおかれている使用環境の絶対水分量により変化する。即ち、絶対水分量が少ない環境では、絶対水分量が多い環境と比較し、グリッド印加電圧に対する感光体帯電電位が低下し、且つ感光体ドラム1の残留電位が増加する傾向を示す。
(Charging characteristics based on absolute water content)
Here, the characteristics of the charging potential of the photosensitive member with respect to the grid applied voltage are shown. As shown in FIG. 3, the charging characteristics vary depending on the absolute moisture content in the usage environment in which the image forming apparatus is placed. That is, in an environment where the absolute moisture content is small, the photosensitive member charging potential with respect to the grid applied voltage tends to decrease and the residual potential of the photosensitive drum 1 tends to increase compared to an environment where the absolute moisture content is large.
これは、一般的に絶対水分量が少ない環境ほど放電効率が悪く、帯電電位が低下し、また感光体自体のインピーダンスが高くなるため、電荷の保持能力が高まり残留電位を増加させることによる。また、絶対水分量が少ない環境では現像剤の帯電量が高く、絶対水分量が多い環境と同等の濃度を得るためには、いわゆる現像コントラストを大きく、感光体ドラム1の表面電位を高く設定する必要がある。この場合、その電位状態で帯電、除電を繰り返すことは、感光体表層内の蓄積キャリアの増加による表面電位の暗減衰を悪化させ、光疲労の蓄積が起因の除電効果の低下による残留電位を増加させることとなる。尚、暗減衰とは、帯電された感光体の表面電位が、暗所においても注入キャリア、熱励起キャリア等により減衰していく現象である。 This is because the discharge efficiency is generally lower in an environment where the amount of absolute moisture is smaller, the charging potential is lowered, and the impedance of the photoreceptor itself is increased, so that the charge holding capability is increased and the residual potential is increased. Further, in an environment where the absolute moisture content is small, the developer charge amount is high, and in order to obtain a density equivalent to that in an environment where the absolute moisture content is large, the so-called development contrast is increased and the surface potential of the photosensitive drum 1 is set high. There is a need. In this case, repeated charging and discharging in that potential state deteriorates the dark decay of the surface potential due to an increase in the number of accumulated carriers in the surface layer of the photoconductor, and increases the residual potential due to a decrease in the static eliminating effect due to the accumulation of light fatigue. Will be allowed to. Dark decay is a phenomenon in which the surface potential of a charged photoreceptor is attenuated by injected carriers, thermally excited carriers, etc. even in a dark place.
[残留電位による暗減衰量の決定]
本実施形態の特徴部分について説明する。本実施形態は、電位測定手段10の位置(所定の第一の位置)から現像位置(所定の第二の位置)までの暗減衰量を、前回の画像形成時に予め測定した感光体ドラムの残留電位から求めることにある。こうすることで、従来の暗減衰量の測定時間よりも短い時間で測定ができ、生産性の低下を防止することができる。
[Determination of dark attenuation by residual potential]
The characteristic part of this embodiment is demonstrated. In the present embodiment, the residual amount of the photosensitive drum, in which the dark attenuation amount from the position (predetermined first position) of the potential measuring means 10 to the developing position (predetermined second position) is measured in advance at the time of previous image formation. It is to obtain from the potential. By doing so, it is possible to perform measurement in a time shorter than the conventional measurement time of dark attenuation, and it is possible to prevent a decrease in productivity.
以下、残留電位による暗減衰量の決定方法に関して、順を追って説明する。 Hereinafter, a method for determining the dark attenuation amount by the residual potential will be described in order.
(画像形成枚数による帯電特性)
また、図4に示すように、帯電特性は感光体の画像形成枚数によっても変化する。即ち、感光体ドラムの画像形成枚数が多い時は、感光体ドラムの画像形成枚数が少ない時と比較し、グリッド印加電圧に対する感光体帯電電位が低下し、且つ感光体ドラム1の残留電位が増加する傾向を示す。この感光体帯電電位の低下及び残留電位の増加は、一般的に画像形成枚数が多いほど、感光体自体の膜厚減少などによるインピーダンスの変化により帯電しにくくなることに起因する。また、上記の蓄積キャリアの増加、光疲労の蓄積によって前露光による電位減衰量が減少することに起因する。
(Charging characteristics depending on the number of images formed)
Further, as shown in FIG. 4, the charging characteristics also change depending on the number of images formed on the photoreceptor. That is, when the number of image formations on the photosensitive drum is large, compared to when the number of image formations on the photosensitive drum is small, the photosensitive member charging potential with respect to the grid applied voltage is lowered and the residual potential of the photosensitive drum 1 is increased. Show a tendency to The decrease in the charged potential of the photosensitive member and the increase in the residual potential are caused by the fact that the larger the number of images formed, the more difficult it is to charge due to a change in impedance due to a decrease in the film thickness of the photosensitive member itself. Further, this is because the potential attenuation due to pre-exposure decreases due to the increase in accumulated carriers and accumulation of light fatigue.
これらの特性から、本実施形態では、前回の画像形成時の残留電位の検知値から、使用環境、画像形成枚数などの状況を判断し、更に残留電位と暗減衰量との関係から得られる値を予め設定し当該値に基づいて次回の画像形成条件を設定する。具体的には次のとおりである。 From these characteristics, in this embodiment, the value obtained from the relationship between the residual potential and the dark attenuation amount is determined from the detection value of the residual potential at the time of previous image formation, judging the situation such as the use environment and the number of images formed. Is set in advance, and the next image forming condition is set based on the value. Specifically, it is as follows.
コロナ帯電器2から現像器4までの暗減衰量は、使用環境、画像形成枚数により異なり、例えば画像形成枚数が少ない場合や、絶対水分量が多い環境では暗減衰量が少なくなる。この場合、感光体ドラム1の表面電位と、現像器4に印加する現像バイアスの直流成分との間の電位差(以降Vbackと称す)を必要以上に増加させると、キャリアの付着を発生させる要因となるためできない。このため、使用環境や画像形成枚数などの条件で、暗減衰量が増加する分だけ、Vbackを増加させる必要がある。 The dark attenuation amount from the corona charger 2 to the developing device 4 differs depending on the use environment and the number of image formations. For example, the dark attenuation amount is small when the number of image formations is small or when the absolute water content is large. In this case, if the potential difference (hereinafter referred to as Vback) between the surface potential of the photosensitive drum 1 and the DC component of the developing bias applied to the developing device 4 is increased more than necessary, it is a factor that causes carrier adhesion. It can't be done. For this reason, it is necessary to increase Vback by the amount that the dark attenuation amount increases under conditions such as the use environment and the number of images formed.
図5は、測定環境の絶対水分量及び画像形成枚数の異なる感光体ドラムに対して測定した、残留電位VD_0と電位測定手段10から現像位置cまでの暗減衰量との関係を示したグラフである。本実施形態では、感光体ドラム1の表面電位を電位測定手段10の位置で−800Vになるようにコロナ帯電器2により帯電した。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the residual potential VD_0 and the dark attenuation amount from the potential measuring means 10 to the development position c, measured for the photosensitive drums having different absolute moisture amounts and the number of images formed in the measurement environment. is there. In the present embodiment, the surface potential of the photosensitive drum 1 is charged by the corona charger 2 so that it becomes −800 V at the position of the potential measuring means 10.
残留電位VD_0は、次のように測定する。まず、上記の帯電状態で画像形成を行い、画像形成が終了する。画像形成終了後も感光体ドラム1は回転し、画像形成終了直前にコロナ帯電器2による感光体ドラム1への帯電が行われた領域において、除電ユニット9により除電される。前記領域が除電ユニット9を通過した後、感光体ドラム1の前記領域のうち非画像形成領域の表面電位を、コロナ帯電器2より感光体ドラム1の回転方向下流側に設けられた電位測定手段10にて測定する。 The residual potential VD_0 is measured as follows. First, image formation is performed in the above charged state, and image formation is completed. Even after the image formation is completed, the photosensitive drum 1 is rotated, and is discharged by the charge removal unit 9 in a region where the photosensitive drum 1 is charged by the corona charger 2 immediately before the completion of the image formation. After the region has passed through the static elimination unit 9, the surface potential of the non-image forming region in the region of the photosensitive drum 1 is measured with the potential measuring means provided downstream of the corona charger 2 in the rotation direction of the photosensitive drum 1. Measure at 10.
また、電位測定手段10から現像位置cまでの暗減衰量とは、電位測定手段10の位置での表面電位(−800V)と現像位置cでの表面電位の実測値の差分である。図5の結果から、暗減衰量は、残留電位VD_0にほぼ比例して増加していると言える。このため、この傾向を勘案して、残留電位VD_0の測定値から、電位測定手段10から現像位置cまでの暗減衰量を算出し、算出された暗減衰量を画像形成のVbackにフィードバックする。このようにすることで、常に現像位置cでのVbackを一定に保つことが可能となる。 The dark attenuation amount from the potential measuring means 10 to the developing position c is a difference between the surface potential (−800 V) at the position of the potential measuring means 10 and the measured value of the surface potential at the developing position c. From the result of FIG. 5, it can be said that the dark attenuation amount increases almost in proportion to the residual potential VD_0. Therefore, taking this tendency into consideration, the dark attenuation amount from the potential measuring means 10 to the developing position c is calculated from the measured value of the residual potential VD_0, and the calculated dark attenuation amount is fed back to Vback for image formation. In this way, Vback at the development position c can always be kept constant.
図6は、残留電位VD_0の測定値に対するVback補正量を表す説明図である。横軸には残留電位VD_0を、縦軸にはVbackの補正量を取る。本実施形態では、使用環境の絶対水分量を0.9〜21.5、画像形成枚数の設定を20万枚とした。このため、図6の実線分に対応する部分が、測定された残留電位VD_0に対するVback補正量となる。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the Vback correction amount with respect to the measured value of the residual potential VD_0. The horizontal axis represents the residual potential VD_0, and the vertical axis represents the Vback correction amount. In the present embodiment, the absolute moisture content in the usage environment is set to 0.9 to 21.5, and the number of images formed is set to 200,000. Therefore, the portion corresponding to the solid line segment in FIG. 6 is the Vback correction amount for the measured residual potential VD_0.
図7は、図6より残留電位VD_0の測定値から算出した画像形成時のVback補正量を示すテーブル(図表)である。このテーブルの情報は、予め本体のメモリに格納されている。残留電位VD_0の測定値が制御手段7に入力した後、所望のバイアス制御がなされることで、所望のVbackを得る。ここで、所望のバイアス制御においては、帯電バイアス印加電源S1によってコロナ帯電器2のグリッド電極に印加される印加電圧を制御してもよい。また、現像バイアス印加電源S2による現像スリーブ4bに印加される現像バイアスを制御してもよい。また、それらの両方のバイアスを制御してもよい。 FIG. 7 is a table (table) showing the Vback correction amount at the time of image formation calculated from the measured value of the residual potential VD_0 from FIG. Information of this table is stored in advance in the memory of the main body. After the measured value of the residual potential VD_0 is input to the control means 7, a desired Vback is obtained by performing a desired bias control. Here, in the desired bias control, the applied voltage applied to the grid electrode of the corona charger 2 by the charging bias application power source S1 may be controlled. Further, the developing bias applied to the developing sleeve 4b by the developing bias applying power source S2 may be controlled. Also, both biases may be controlled.
本実施形態では、電位測定手段10の位置での表面電位を−800V一定にする制御をしている。このため、Vbackの補正として、現像バイアス側を制御している。また、明部電位と現像バイアスとの差であるVcontは、現像バイアスが決定されてから所定のVcontが得られるように露光量を調整することで所定の値に制御される。 In this embodiment, the surface potential at the position of the potential measuring means 10 is controlled to be constant at −800V. For this reason, the developing bias side is controlled as the correction of Vback. Also, Vcont, which is the difference between the bright portion potential and the development bias, is controlled to a predetermined value by adjusting the exposure amount so that a predetermined Vcont is obtained after the development bias is determined.
図8を用いて、Vbackを決定するまでの流れを説明する。図8に本実施形態におけるVbackを決定するまでの制御フローチャートを示す。 The flow until Vback is determined will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows a control flowchart until Vback is determined in the present embodiment.
まず、電源投入後又はウォーミングアップ後、電位測定手段10の位置での表面電位を−800V、現像バイアス−650V(Vback=−150V)、絶対水分量21.5の環境下であるとする。この場合において、2万枚の画像形成後の感光体ドラム1の残留電位VD_0を電位測定手段10にて測定する(S1)。本実施形態では−10Vであった。 First, it is assumed that the surface potential at the position of the potential measuring means 10 is −800 V, the developing bias is −650 V (Vback = −150 V), and the absolute moisture amount is 21.5 after the power is turned on or warmed up. In this case, the residual potential VD_0 of the photosensitive drum 1 after forming 20,000 images is measured by the potential measuring means 10 (S1). In this embodiment, it was -10V.
残留電位VD_0の検知値は、制御手段7に入力され、本体のメモリに格納された図7のテーブルによりVback補正量が算出される(S2)。本実施形態では−10Vである。すると、次の画像形成時のVback(本実施形態では−160V)にフィードバックされる(S3)。このように、残留電位VD_0の絶対値が大きい程、Vback補正量が大きくなるように制御する。 The detected value of the residual potential VD_0 is input to the control means 7, and the Vback correction amount is calculated from the table of FIG. 7 stored in the memory of the main body (S2). In this embodiment, it is −10V. Then, it is fed back to Vback (-160 V in this embodiment) at the time of the next image formation (S3). In this way, the control is performed so that the Vback correction amount increases as the absolute value of the residual potential VD_0 increases.
さらに、本実施形態において、電源投入後又はウォーミングアップ後、電位測定手段10の位置での表面電位を−800V、現像バイアス−650V(Vback=−150V)、絶対水分量21.5の環境下から、上記の制御を行う。そして制御を行いながら、絶対水分量と形成枚数をそれぞれ0.9(1万枚)、12.3(1万枚)、21.5(1万枚)として順不同に変化させつつ計20万枚の画像形成を行なった。 Further, in the present embodiment, after the power is turned on or after warming up, the surface potential at the position of the potential measuring means 10 is −800 V, the developing bias is −650 V (Vback = −150 V), and the absolute moisture amount is 21.5. Perform the above control. Then, while controlling, the absolute water content and the number of sheets formed were 0.9 (10,000 sheets), 12.3 (10,000 sheets), and 21.5 (10,000 sheets), respectively, while changing in random order, a total of 200,000 sheets. Image formation was performed.
一方、比較例として、Vbackを−150Vと一定にして画像形成を行なった。(電位測定手段10の位置での表面電位を−800V、現像バイアス−650V(Vback=−150V)として固定させて画像形成を行った。)このとき、上記と同様に絶対水分量と形成枚数をそれぞれ0.9(1万枚)、12.3(1万枚)、21.5(1万枚)として順不同に変化させつつ計20万枚の画像形成を行なった。 On the other hand, as a comparative example, image formation was performed with Vback kept constant at -150V. (Image formation was performed with the surface potential at the position of the potential measuring means 10 fixed at −800 V and the developing bias −650 V (Vback = −150 V).) At this time, the absolute water content and the number of sheets formed were set in the same manner as described above. A total of 200,000 sheets of images were formed while changing in an order of 0.9 (10,000 sheets), 12.3 (10,000 sheets), and 21.5 (10,000 sheets).
その結果、本実施形態のように、残留電位の検出結果に応じてVbackの設定を変化させた場合、良質な画像を維持できる寿命が延びた。具体的には、かぶりが発生しないレベルで良質な画像を維持できる寿命は、比較例の場合では約5万枚だったのに対し、本実施形態では20万枚まで延長することができた。 As a result, when the setting of Vback is changed according to the detection result of the residual potential as in the present embodiment, the lifetime that can maintain a good quality image is extended. Specifically, the lifetime that can maintain a high-quality image at a level where fog does not occur was about 50,000 sheets in the case of the comparative example, but could be extended to 200,000 sheets in this embodiment.
ここでは、感光体ドラム1の残留電位VD_0の測定のタイミングを、生産性に関与しない、いわゆる後回転での測定とした。即ち、電源投入後又はウォーミングアップ後から一定時間経過後における画像形成が終了する直前、コロナ帯電器2による感光体ドラム1への帯電が終了する直前の領域が除電ユニットにより除電された後の感光体ドラム1の残留電位とした。しかしながら、感光体ドラム1の残留電位VD_0の測定のタイミングは画像形成が終了する直前に限るものではなく、グリッド印加電圧がオフされる直前の全てのタイミングの数だけ存在する。このため、それらいずれのタイミングとしてもよい。 Here, the measurement timing of the residual potential VD_0 of the photosensitive drum 1 is set to the so-called post-rotation measurement that is not related to productivity. In other words, the photoreceptor after the neutralization unit has removed the area immediately before the end of image formation after a certain period of time has elapsed since the power was turned on or after warming up, and immediately before the charging of the photosensitive drum 1 by the corona charger 2 has ended. The residual potential of the drum 1 was set. However, the measurement timing of the residual potential VD_0 of the photosensitive drum 1 is not limited to just before the end of image formation, and there are as many timings as there are just before the grid application voltage is turned off. Therefore, any timing may be used.
例えば、仮に後回転での測定後に電源OFFやスリープ状態となっていたとしても、電源投入後又はウォーミングアップ後から目標グリッド電圧決定制御時までに、グリッド印加電圧がオフされる直前のタイミングが存在するとする。その場合、そこでの測定値を目標グリッド電圧決定制御に用いることもできる。 For example, even if the power is turned off or in the sleep state after the measurement in the post-rotation, there is a timing immediately before the grid applied voltage is turned off after the power is turned on or after warming up until the target grid voltage determination control. To do. In that case, the measured value can also be used for target grid voltage determination control.
また、感光体ドラム1の残留電位VD_0を後回転にて測定した後、電源OFFやスリープ状態となっていた時、電源OFF前に測定された残留電位VD_0を上記の目標グリッド電圧決定制御時に用いることも可能である。これは、残留電位VD_0を測定したタイミングと、その後の目標グリッド電圧決定制御時の絶対水分量の変化量が2〜3程度であれば、電源OFF時と目標グリッド電圧決定制御時の環境変化に対する残留電位VD_0の変化量はごくわずかであるからである。 Further, when the residual potential VD_0 of the photosensitive drum 1 is measured by post-rotation and then the power is turned off or in the sleep state, the residual potential VD_0 measured before the power is turned off is used for the target grid voltage determination control. It is also possible. This is because when the residual potential VD_0 is measured and the amount of change in the absolute water content during the subsequent target grid voltage determination control is about 2 to 3, the change in the environment during power OFF and during the target grid voltage determination control This is because the amount of change in the residual potential VD_0 is very small.
以上のように、まず、上記のような後回転やその他グリッド印加電圧がオフされる直前のタイミングにおいて残留電位VD_0を予め測定しておく。これにより、生産性に関わるタイミングでの制御時間を短縮することができ、生産性の低下を抑えながら、高い精度で目標電位を得ることができる。 As described above, first, the residual potential VD_0 is measured in advance at a timing immediately before the post-rotation or other grid application voltage as described above is turned off. Thereby, the control time at the timing related to productivity can be shortened, and the target potential can be obtained with high accuracy while suppressing the decrease in productivity.
また、本実施形態では、残留電位から暗減衰量を測定し、それを現像バイアスを変更することで、Vbackを所定の値に制御してるが、この限りではない。例えば、帯電バイアスを変更することでVbackを所定の値に制御してもよく、それらの組合せであっても良い。例えば、Vbackの補正量が−10Vだったとき、Vbackを−150Vから−160Vにひろげる際、現像バイアスを変えずに電位測定手段10の位置での感光体ドラム1の表面電位を−800Vから−810Vとなるように帯電バイアスを変更してもよい。 Further, in this embodiment, the dark attenuation is measured from the residual potential, and the Vback is controlled to a predetermined value by changing the developing bias, but this is not restrictive. For example, Vback may be controlled to a predetermined value by changing the charging bias, or a combination thereof. For example, when the Vback correction amount is -10V, when the Vback is expanded from -150V to -160V, the surface potential of the photosensitive drum 1 at the position of the potential measuring means 10 is changed from -800V to -160V without changing the developing bias. The charging bias may be changed to be 810V.
ここで、本実施形態では、後回転時とは、画像形成動作が終了してから次の画像形成開始信号までの時間をさす。 Here, in the present embodiment, the time of post-rotation refers to the time from the end of the image forming operation to the next image formation start signal.
〔第2実施形態〕
図を用いて本発明の第2実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[残留電位による目標帯電バイアスの決定]
本実施形態では、電位測定手段10の位置での感光体ドラム1の表面電位(目標となる帯電電位となる帯電条件)を、残留電位を用いて決定するものである。より詳しくは、本実施形態は、電位測定手段10の位置での感光体ドラム1の表面電位を目標電位とするためのグリッドバイアスを、画像形成にあたって測定される残留電位と、予め定められた一点の電圧をグリッドに印加したときの帯電電位から決定することにある。本実施形態によれば、従来のように予め定められた二点の電圧をグリッドに印加したときの帯電電位から目標グリッドバイアスを決定する方法に比べて、短時間に画像形成条件を決定することができ、生産性の低下を防止することができる。
[Determination of target charging bias based on residual potential]
In this embodiment, the surface potential of the photosensitive drum 1 at the position of the potential measuring means 10 (charging condition that becomes a target charging potential) is determined using the residual potential. More specifically, in the present embodiment, a grid bias for setting the surface potential of the photosensitive drum 1 at the position of the potential measuring means 10 as a target potential, a residual potential measured in image formation, and a predetermined point. The voltage is determined from the charging potential when the voltage is applied to the grid. According to the present embodiment, the image forming conditions are determined in a shorter time compared to the conventional method of determining the target grid bias from the charged potential when two predetermined voltages are applied to the grid. And a reduction in productivity can be prevented.
尚、電位測定手段10の位置での感光体ドラムの表面電位は、環境に応じて予め装置本体がテーブルとして所持している。以下、本実施形態における画像形成条件の決定方法に関して、順を追って説明する。 Incidentally, the surface potential of the photosensitive drum at the position of the potential measuring means 10 is previously held by the apparatus main body as a table according to the environment. Hereinafter, the method for determining the image forming condition in the present embodiment will be described in order.
図9に本実施形態に係る画像形成装置の概略を示す。図9において、スコロトロン・タイプのコロナ帯電器2は、感光体ドラム1に面して配置されている。電圧印加装置2Aからグリッド電圧を印加し、感光体ドラム1の表面を均一に帯電させる。感光体ドラム1は図示の例ではドラム型であり、図9において反時計周り方向に回転可能となる。 FIG. 9 shows an outline of the image forming apparatus according to the present embodiment. In FIG. 9, a scorotron type corona charger 2 is arranged facing the photosensitive drum 1. A grid voltage is applied from the voltage application device 2 </ b> A to uniformly charge the surface of the photosensitive drum 1. The photosensitive drum 1 is a drum type in the illustrated example, and can rotate counterclockwise in FIG.
本実施形態に係る構成は、感光体ドラム1に面して配置されているコロナ帯電器2と、コロナ帯電器2のグリッドに電圧を印加する電圧印加装置2Aと、コロナ帯電器2への印加バイアス(印加電圧)を制御する制御手段7と、電位測定手段10を有する。そして、画像形成が終了する直前等、コロナ帯電器2による感光体ドラム1への帯電が終了する直前の帯電領域(非画像領域)を除電ユニット9により除電する。そして、この除電された後の感光体ドラム1の残留電位及び予め定められた一点の電圧をグリッドに印加したときの帯電電位を検知する。そして、その検知値より、感光体帯電電位を目標電位にするために必要とされる印加電圧を求めるものである。本実施形態のように、残留電位と所定の1点の電圧をグリッドに印加した時の帯電電位から目標印加グリッドバイアスが求められる理由としては、上記残留電位を、「グリッド印加バイアスが0Vの時の帯電電位」と考えることができるからである。よって、従来のように、2点のグリッドバイアスを印加した時の帯電電位を得ることができるため、目標の帯電電位を得るために印加するグリッドバイアスを得ることができる。 The configuration according to the present embodiment includes a corona charger 2 disposed facing the photosensitive drum 1, a voltage application device 2 </ b> A that applies a voltage to the grid of the corona charger 2, and application to the corona charger 2. A control means 7 for controlling a bias (applied voltage) and a potential measuring means 10 are provided. Then, a charge area (non-image area) immediately before the end of charging of the photosensitive drum 1 by the corona charger 2 such as immediately before the end of image formation is discharged by the charge removal unit 9. Then, the residual potential of the photosensitive drum 1 after the neutralization and a charging potential when a predetermined voltage at one point is applied to the grid are detected. Then, based on the detected value, an applied voltage required for setting the photosensitive member charging potential to the target potential is obtained. As in the present embodiment, the reason why the target applied grid bias is obtained from the residual potential and the charging potential when a predetermined voltage at one point is applied to the grid is that the residual potential is expressed as “when the grid applied bias is 0V”. This is because it can be considered as “charging potential”. Therefore, since a charging potential when two grid biases are applied can be obtained as in the conventional case, a grid bias applied to obtain a target charging potential can be obtained.
次に、本実施形態における、電源投入後又はウォーミングアップ後からの一定時間経過後、感光体ドラム1の帯電電位を目標電位にするグリッド印加電圧Vg_targetを決定する制御(以後、目標グリッド電圧決定制御と称す)について詳細に説明する。図10は制御手順を説明するためのフローチャートであり、図11は感光体帯電電位とグリッド印加電圧の関係を示すグラフである。 Next, in the present embodiment, control for determining a grid applied voltage Vg_target that sets the charged potential of the photosensitive drum 1 to a target potential after a predetermined time has elapsed since power-on or warm-up (hereinafter referred to as target grid voltage determination control). Will be described in detail. FIG. 10 is a flowchart for explaining the control procedure, and FIG. 11 is a graph showing the relationship between the photosensitive member charging potential and the grid applied voltage.
まず、画像形成終了直前にコロナ帯電器2による感光体ドラム1への帯電が行われた領域は、除電ユニットにより除電される。その領域の感光体ドラム1の残留電位VD_0(本実施形態では−80V)を、コロナ帯電器2より感光体ドラム1の回転方向下流側に設けられている電位測定手段10にて測定しておく(S1)。 First, the area where the photosensitive drum 1 is charged by the corona charger 2 immediately before the end of image formation is discharged by the discharging unit. The residual potential VD_0 (−80 V in the present embodiment) of the photosensitive drum 1 in that region is measured by the potential measuring means 10 provided downstream of the corona charger 2 in the rotation direction of the photosensitive drum 1. (S1).
そして、目標グリッド電圧決定制御を開始する(S2)。このタイミングには、予め定められた一点のグリッド印加電圧Vg_rough(本実施形態では−750V)(S3)における感光体帯電電位VD_rough(本実施形態では−670V)(S4)のみを検知する。 Then, target grid voltage determination control is started (S2). At this timing, only the photosensitive member charging potential VD_rough (-670 V in this embodiment) (S4) at a predetermined grid application voltage Vg_rough (-750 V in this embodiment) (S3) is detected.
ここで、帯電電位を目標値VD_target(本実施形態では−700V)にする為に必要とされる印加電圧Vg_targetは、Vg_rough、VD_rough及びVD_0と、図11に示すような感光体帯電電位と印加電圧との関係にある。このため、目標とするグリッド印加電圧Vg_targetは、下式によって求められる。 Here, the applied voltage Vg_target required for setting the charging potential to the target value VD_target (-700 V in the present embodiment) is Vg_rough, VD_rough and VD_0, and the photosensitive member charging potential and applied voltage as shown in FIG. Is in a relationship. Therefore, the target grid applied voltage Vg_target is obtained by the following equation.
Vg_target={Vg_rough /(VD_rough−VD_0)}×(VD_target−VD_0)
(Vg_rough:目標電位に対する粗調時のグリッド印加電圧、
VD_rough:粗調時のグリッド印加電圧Vg_roughを印加した時の粗調電位、
Vg_target:補正後のグリッド印加電圧、
VD_target:感光体ドラム1の目標電位、
VD_0:感光体ドラム1の残留電位)
Vg_target = {Vg_rough / (VD_rough−VD_0)} × (VD_target−VD_0)
(Vg_rough: grid applied voltage during coarse adjustment with respect to the target potential,
VD_rough: Coarse adjustment potential when applying the grid applied voltage Vg_rough during coarse adjustment,
Vg_target: Grid applied voltage after correction,
VD_target: target potential of the photosensitive drum 1,
VD_0: Residual potential of photosensitive drum 1)
上式から、感光体ドラム1の帯電電位を目標電位にするグリッド印加電圧Vg_targetは−788Vとなり(S5)、その算出された電圧をグリッドに印加した時の実際の電位は、帯電電位の目標値とほぼ一致した。 From the above equation, the grid applied voltage Vg_target that sets the charged potential of the photosensitive drum 1 to the target potential is −788 V (S5), and the actual potential when the calculated voltage is applied to the grid is the target value of the charged potential. Almost matched.
ここでは、感光体ドラム1の残留電位VD_0の測定のタイミングを、生産性に関与しない、いわゆる後回転での測定とした。即ち、電源投入後又はウォーミングアップ後から一定時間経過後における画像形成が終了する直前、コロナ帯電器2による感光体ドラム1への帯電が終了する直前の領域が除電ユニットにより除電された後の感光体ドラム1の残留電位とした。しかしながら、感光体ドラム1の残留電位VD_0の測定のタイミングは画像形成が終了する直前に限るものではなく、グリッド印加電圧がオフされる直前の全てのタイミングの数だけ存在する。このため、それらいずれのタイミングとしてもよい。 Here, the measurement timing of the residual potential VD_0 of the photosensitive drum 1 is set to the so-called post-rotation measurement that is not related to productivity. That is, the photoreceptor after the neutralization unit has removed the area immediately before the end of image formation after a certain period of time has passed since the power was turned on or after warming up, and immediately before the charging of the photosensitive drum 1 by the corona charger 2 has ended. The residual potential of the drum 1 was set. However, the measurement timing of the residual potential VD_0 of the photosensitive drum 1 is not limited to just before the end of image formation, and there are as many timings as there are just before the grid application voltage is turned off. Therefore, any timing may be used.
例えば、仮に後回転での測定後に電源OFFやスリープ状態となっていたとしても、電源投入後又はウォーミングアップ後から目標グリッド電圧決定制御時までに、グリッド印加電圧がオフされる直前のタイミングが存在するとする。その場合、そこでの測定値を目標グリッド電圧決定制御に用いることもできる。 For example, even if the power is turned off or in the sleep state after the measurement in the post-rotation, there is a timing immediately before the grid applied voltage is turned off after the power is turned on or after warming up until the target grid voltage determination control. To do. In that case, the measured value can also be used for target grid voltage determination control.
また、感光体ドラム1の残留電位VD_0を後回転にて測定した後、電源OFFやスリープ状態となっていた時、電源OFF前に測定された残留電位VD_0を上記の目標グリッド電圧決定制御時に用いることも可能である。これは、残留電位VD_0を測定したタイミングと、その後の目標グリッド電圧決定制御時の絶対水分量の変化量が2〜3程度であれば、電源OFF時と目標グリッド電圧決定制御時の環境変化に対する残留電位VD_0の変化量はごくわずかであるからである。 Further, when the residual potential VD_0 of the photosensitive drum 1 is measured by post-rotation and then the power is turned off or in the sleep state, the residual potential VD_0 measured before the power is turned off is used for the target grid voltage determination control. It is also possible. This is because when the residual potential VD_0 is measured and the amount of change in the absolute water content during the subsequent target grid voltage determination control is about 2 to 3, the change in the environment during power OFF and during the target grid voltage determination control This is because the amount of change in the residual potential VD_0 is very small.
以上のように、まず、上記のような後回転やその他グリッド印加電圧がオフされる直前のタイミングにおいて残留電位VD_0を予め測定しておく。そして、電源投入後又はウォーミングアップ後からの一定時間経過後に行う目標グリッド電圧決定制御時に、グリッド印加電圧に対する感光体帯電電位を一点のみの測定に留める。これにより、生産性に関わるタイミングでの制御時間を短縮することができ、生産性の低下を抑えながら、高い精度で目標電位を得ることができる。 As described above, first, the residual potential VD_0 is measured in advance at a timing immediately before the post-rotation or other grid application voltage as described above is turned off. Then, at the time of target grid voltage determination control that is performed after a certain period of time has elapsed since the power is turned on or after warming up, the photosensitive member charging potential with respect to the grid applied voltage is measured only at one point. Thereby, the control time at the timing related to productivity can be shortened, and the target potential can be obtained with high accuracy while suppressing the decrease in productivity.
この制御方法によれば、画像形成装置がおかれている使用環境の絶対水分量の変化や、感光体の画像形成枚数の増加など、それぞれのタイミングに応じて適切に目標グリッド電圧を算出することができる。 According to this control method, the target grid voltage can be calculated appropriately in accordance with each timing, such as a change in the absolute moisture content in the usage environment in which the image forming apparatus is placed and an increase in the number of images formed on the photoreceptor. Can do.
尚、ここでは感光体ドラム表面電位を所定の電位に設定する手段として帯電手段としてグリッド電極を備えたスコロトロン式のコロナ帯電器を併用し、グリッドバイアスを用いたが、これに限るものではない。例えば、グリッドバイアスと同様に感光体ドラムを所定の表面電位に設定する手段であれば本実施形態の構成を適用することができる。 Here, as a means for setting the surface potential of the photosensitive drum to a predetermined potential, a scorotron type corona charger provided with a grid electrode is used as a charging means and a grid bias is used. However, the present invention is not limited to this. For example, the configuration of the present embodiment can be applied as long as it is a means for setting the photosensitive drum to a predetermined surface potential in the same manner as the grid bias.
また、スコロトロン式のコロナ帯電器を用いる場合、コロナ放電電極を定電流制御したり、グリッド電極を定電圧制御すると好ましい。 Further, when a scorotron type corona charger is used, it is preferable that the corona discharge electrode is controlled at a constant current or the grid electrode is controlled at a constant voltage.
L…レーザ光、P…記録材、S1…帯電バイアス印加電源、S2…現像バイアス印加電源、S3…転写バイアス印加電源、b…露光位置、c…現像位置、d…転写位置、1…感光体ドラム、1a…導電性ドラム基体、1b…層、1c…電荷発生層、1d…電荷輸送層、2…コロナ帯電器、2A…電圧印加装置、3…露光装置、4…現像器、4a…現像容器、4b…現像スリーブ、4c…マグネットローラ、4d…現像剤コーティングブレード、4e…二成分現像剤、4f…現像剤攪拌部材、4g…トナーホッパー、5…転写ローラ、6…定着器、7…制御手段、8…クリーニングブレード、9…除電ユニット、10…電位測定手段 L: laser beam, P: recording material, S1: charging bias application power source, S2: development bias application power source, S3: transfer bias application power source, b: exposure position, c ... development position, d ... transfer position, 1 ... photoreceptor Drum, 1a ... conductive drum substrate, 1b ... layer, 1c ... charge generation layer, 1d ... charge transport layer, 2 ... corona charger, 2A ... voltage application device, 3 ... exposure device, 4 ... developer, 4a ... development Container, 4b ... developing sleeve, 4c ... magnet roller, 4d ... developer coating blade, 4e ... two-component developer, 4f ... developer stirring member, 4g ... toner hopper, 5 ... transfer roller, 6 ... fixing device, 7 ... Control means, 8 ... cleaning blade, 9 ... static elimination unit, 10 ... potential measuring means
Claims (9)
画像形成終了後の後回転時において、前記帯電手段によって帯電される非画像領域であって、前記除電手段により除電される領域の残留電位を前記電位検知手段にて検知し、この検知結果に基いて画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries an image, a charging unit that charges the image carrier, an exposure unit that exposes the image carrier to form an electrostatic latent image, and develops the electrostatic latent image as a toner image An image development device, a transfer device that transfers the toner image to a recording material, a charge removal device that neutralizes the surface of the image carrier, and a potential detection device that detects the surface potential of the image carrier. In the forming device,
At the time of post-rotation after the end of image formation, the potential detection means detects the residual potential of the non-image area charged by the charging means and the area removed by the charge removal means, and based on the detection result. And an image forming apparatus comprising: control means for controlling image forming conditions.
Vg_target={Vg_rough /(VD_rough−VD_0)}×(VD_target−VD_0)
(Vg_rough:目標電位に対する粗調時のグリッド印加電圧、
VD_rough:粗調時のグリッド印加電圧Vg_roughを印加した時の粗調電位、
Vg_target:補正後のグリッド印加電圧、
VD_target:感光体ドラム1の目標電位、
VD_0:感光体ドラム1の残留電位) The image forming apparatus according to claim 5, wherein the control unit determines a charging bias to be applied to the charging unit based on the following equation.
Vg_target = {Vg_rough / (VD_rough−VD_0)} × (VD_target−VD_0)
(Vg_rough: grid applied voltage during coarse adjustment with respect to the target potential,
VD_rough: Coarse adjustment potential when applying the grid applied voltage Vg_rough during coarse adjustment,
Vg_target: Grid applied voltage after correction,
VD_target: target potential of the photosensitive drum 1,
VD_0: Residual potential of photosensitive drum 1)
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