JP2008309973A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ・複写機・ファクシミリ或いはこれらを機能的に備えた複合機といった電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、アモルファスシリコン系の感光体ドラムを帯電する帯電デバイスに帯電ローラを用いた画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE
近年、電子写真技術を応用したプリンタ・複写機・ファクシミリ或いはこれらを機能的に備えた複合機といった画像形成装置の感光体ドラム表面に電荷を乗せる方式として、オゾン発生量の多いスコロトロン帯電方式を搭載することが環境面において問題となっており、オゾン発生量の極めて少ない帯電ローラ方式が主流になりつつある(例えば、特許文献1参照)。
ところで、感光体ドラムの帯電電流と帯電電位とは正の相関を有しており、一般的な画像形成処理時には、帯電・露光・現像・転写・除電のプロセスをこの順で繰り返し行っている。 Incidentally, the charging current of the photosensitive drum and the charging potential have a positive correlation, and charging, exposure, development, transfer, and charge removal processes are repeated in this order during a general image forming process.
この際、所望の帯電電位Voを得るのに必要な電流をIdc−0とした時には、除電工程を経て常に帯電電位0Vからの帯電が必要となるため、感光体ドラムへの流れ込み電流(帯電電流)はIdc−0となる。 At this time, when the current required to obtain the desired charging potential Vo is Idc-0, charging from the charging potential of 0 V is always required through the static elimination step, so that the current flowing into the photosensitive drum (charging current) ) Becomes Idc-0.
一方、除電工程を行わない場合、帯電してから再度もとの帯電電位に復帰させるまでの間には、図7に示すような暗減衰特性により、初期のVoよりも低い状態で帯電領域に戻って再帯電が行われる。 On the other hand, in the case where the static elimination process is not performed, during the period from charging to returning to the original charging potential again, due to the dark decay characteristics as shown in FIG. Return and recharge.
従って、この時に必要とされる電流は、暗減衰分だけ補う電流で所望の帯電電位Voを得られることになる。 Therefore, the current required at this time can obtain a desired charging potential Vo with a current supplemented by the dark decay.
さらに、露光行程で感光体ドラムの表面に静電潜像を作成することにより、感光体ドラムの帯電電位は低下するが、微小ドットの潜像を形成した場合に、感光体ドラムが高湿環境下にあって、しかも、感光体ドラムの表面抵抗が低い状態では、潜像の流れ(像流れ)が発生する。 Furthermore, by creating an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum during the exposure process, the charged potential of the photosensitive drum is reduced. However, when a latent image of fine dots is formed, the photosensitive drum is in a high humidity environment. In the state where the surface resistance of the photosensitive drum is low, a latent image flow (image flow) occurs.
これは、潜像が感光体ドラムの表面方向に流れ、潜像が浅くなることを意味している。図8は、このような潜像の変化の状態を示す。したがって像流れが発生している状態と像流れが発生していない状態とでは、潜像状態が異なり、結果として帯電電位も異なることから、再帯電に必要な電流値に差が生じることになり、図9に示すように、像流れが発生していない状態の方が再帯電電流は小さくなるといった問題が生じていた。 This means that the latent image flows toward the surface of the photosensitive drum and the latent image becomes shallow. FIG. 8 shows the state of such a latent image change. Therefore, the state where the image flow is occurring and the state where the image flow is not occurring are different in the latent image state, and as a result, the charging potential is also different, resulting in a difference in the current value necessary for recharging. As shown in FIG. 9, there is a problem that the recharging current is smaller when no image flow occurs.
また、感光体ドラムにアモルファスシリコンを用いた場合、感光体ドラムの表面抵抗は低く、オゾン生成物の付着などにより、光学手段にて形成した潜像が感光体表面方向に流れる、いわゆる像流れの不具合が高湿環境下において発生し易いという問題が発生していた。 In addition, when amorphous silicon is used for the photosensitive drum, the surface resistance of the photosensitive drum is low, and the latent image formed by the optical means flows in the direction of the photosensitive member surface due to adhesion of ozone products. There has been a problem that defects are likely to occur in a high humidity environment.
このため、感光体ドラムの内部にヒータを設けたり、電位センサー等で像流れを判定することも考えられるが、いずれの方式も高価な部材が必要となってしまう。 For this reason, it is conceivable to provide a heater inside the photosensitive drum, or to determine the image flow using a potential sensor or the like, but either method requires an expensive member.
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、感光体ドラムでの像流れの発生を抑制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。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the occurrence of image flow on a photosensitive drum.
本発明の画像形成装置は、アモルファスシリコン系の感光体ドラムの表面を帯電する帯電ローラと、前記感光体ドラムへの流れ込み電流によって前記感光体ドラムに像流れが発生しているか否かを判定する検出回路と、前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光デバイスと、画像形成処理後の前記感光体ドラムの帯電電位を除電する除電デバイスと、を備えていることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention determines whether or not an image flow is generated on the photosensitive drum by a charging roller for charging the surface of the amorphous silicon photosensitive drum and an inflow current to the photosensitive drum. It comprises a detection circuit, an exposure device that forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum, and a static elimination device that neutralizes the charged potential of the photosensitive drum after image formation processing. .
この際、検出回路は、前記感光体ドラムを前記帯電ローラで帯電する際の帯電電位Voを得るのに必要な電流をIdc−0、前記除電デバイスによる除電を行わないとした場合に前記帯電ローラにより前記感光体ドラムを再帯電させた時に流れる電流をIdc−1、その時の帯電ローラ直下の帯電電位をVo−1、前記露光デバイスにより前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成した後に前記感光体ドラムが1回転した時に流れる電流をIdc−2、その時の帯電電位をVo−2とした時に、Idc−0とIdc−1との差分αと、Idc−0とIdc−2の差分βとにより画像流れを判定するのが好ましい。 At this time, the detection circuit detects that the current required for obtaining the charging potential Vo when the photosensitive drum is charged by the charging roller is Idc-0, and the charging roller when the discharging device does not perform discharging. After forming the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum by the exposure device, Idc-1 is a current that flows when the photosensitive drum is recharged by Vo, and the charging potential immediately below the charging roller is Vo-1. The difference α between Idc-0 and Idc-1 and the difference between Idc-0 and Idc-2 when the current that flows when the photosensitive drum rotates once is Idc-2 and the charging potential at that time is Vo-2. It is preferable to determine the image flow based on β.
また、前記検出回路は、β−αから像流れが発生していると判定した場合に、β−αを常時モニタして像流れが発生していないと判定するまで、前記感光体ドラムのエージング動作を実施するのが好ましい。 Further, when the detection circuit determines that an image flow is generated from β-α, the photoconductor drum is aged until it is determined that no image flow is generated by constantly monitoring β-α. It is preferable to perform the operation.
本発明の画像形成装置は、感光体ドラムでの像流れの発生を抑制することができる。 The image forming apparatus of the present invention can suppress the occurrence of image flow on the photosensitive drum.
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置をプリンタに適用し、図面を参照して説明する。 Next, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a printer and described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの説明図、図2は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの要部(画像形成部)の説明図、図3は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタを用いて像流れの発生を確認する際の印字パターン(25%)の説明図、図4は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタを用いて像流れの発生を確認した際の像流れ発生時と像流れ無時の表面電位と印字率との関係を示す比較グラフ図、図5は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタを用いて像流れの発生を確認した際の感光体ドラムの表面電位と帯電ローラの帯電電流との関係を示すグラフ図、図6は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタにおける判定回路の判定基準を示すグラフ図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of a main part (image forming unit) of the printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of a print pattern (25%) when confirming the occurrence of image flow using a printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a comparative graph showing the relationship between the surface potential and the printing rate when the image flow is generated and when no image flow is detected, using a printer as an image forming apparatus. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the surface potential of the photosensitive drum and the charging current of the charging roller when the occurrence of image flow is confirmed using the printer as the image forming apparatus according to the embodiment. In a printer as an image forming apparatus It is a graph showing a criterion of the determination circuit.
(プリンタ1の全体構成)
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ1は、画像形成装置本体としてのプリンタ本体2の内部にスライド変位可能に格納された給紙カセット3と、給紙カセット3に収納された転写紙(図示せず)を取り出す給紙部4と、プリンタ本体2の正面に設置された手差トレイ5と、手差しトレイ5にセットされた転写紙(図示せず)を取り出す手差給紙部6と、各給紙部4,6から供給された転写紙が搬送される搬送経路7と、搬送経路7のシート搬送方向上流側で各給紙部4,6が合流する部位よりもシート搬送方向下流側に配置されたレジストローラ対8と、レジストローラ対8よりも搬送経路7のシート搬送方向下流側に配置されて転写紙の一面に画像を形成する画像形成部9と、画像形成部9よりも搬送経路7のシート搬送方向下流側に配置されて転写紙の一面に形成された画像(未定着トナー像)を定着する定着装置10と、定着装置10を通過した転写紙の他面に画像を形成する場合に搬送経路7の定着装置10よりも搬送経路下流側からレジストローラ対8よりも搬送経路7のシート搬送方向上流側に引き戻す反転経路11と、搬送経路7の終端部に設けられた排紙部12とを備えている。
(Overall configuration of printer 1)
As shown in FIG. 1, a
(画像形成部9の構成)
画像形成部9は、感光体ドラム13と、感光体ドラム13の周囲に配置された帯電ローラ14、露光デバイス15、現像デバイス16、転写デバイス17、クリーニングデバイス18、除電デバイス19等を備えている。
(Configuration of the image forming unit 9)
The image forming unit 9 includes a
感光体ドラム13には、アモルファスシリコン系感光体ドラムが用いられており、その構成は導電性基体上にSi:H:B:Oなどからなるキャリア注入阻止層、Si:Hなどからなるキャリア励起・輸送層(光導電層)、SiC:Hなどからなる表面保護層が順次積層されている。
As the
帯電ローラ14は、感光体ドラム13の上方に設置されており、感光体ドラム13を一様に帯電させるための装置である。
The
露光装デバイス15は、例えば、図示を略す画像データ入力部で読み取った原稿画像に対する画像データやパーソナルコンピュータ等から出力された画像データに基づいて、感光体ドラム13上に静電潜像を形成するための装置である。
The
現像デバイス16は、その静電潜像が形成された感光体ドラム13の表面に現像ローラ20を介してトナーを供給してトナー像を形成する装置である。尚、本実施例で用いられるトナーは、磁性粉を含有するほか、トナー粒子の表面に研磨微粒子が固定されている。研磨微粒子として、硬度が大きな微粒子、例えばアルミナ、ジルコニア、チタニアなどの金属酸化物が適している。トナー粒子には研磨微粒子の他、流動性や帯電性を調整する目的でシリカなどの微量子を添加しても良い。
The developing
これにより、画像形成部9は、感光体ドラム13が図示しない駆動手段によって所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動され、その表面が帯電ローラ14によって所定の極性・電位に均一に帯電される。
As a result, in the image forming unit 9, the
帯電後の感光体ドラム13は、その表面に露光デバイス15によって静電潜像が形成される。ここで、露光デバイス15は、パーソナルコンピュータ等から出力された画像データに基づいて、感光体ドラム13の表面にレーザー光(鎖線参照)を照射し、感光体ドラム13の表面のレーザー光照射部分の電荷を除去して画像情報に応じた静電潜像を形成する。
An electrostatic latent image is formed on the surface of the charged
そして、感光体ドラム13の表面に形成された静電潜像は、現像デバイス16の現像ローラ20によってトナーコンテナ21から供給された電荷を有するトナーが静電的に付着されて未定着トナー像として現像される。さらに、その未定着トナー像は、転写デバイス17によって転写紙に転写像として転写される。
The electrostatic latent image formed on the surface of the
さらに、転写紙に未定着トナー像を転写した感光体ドラム13は、クリーニングデバイス18によって残留トナー等が除去された後、次の画像形成時の帯電のために除電デバイス19によって除電処理が施される。
Further, the
ところで、本発明の画像形成装置における帯電ローラ14は、図2に示すように、プリンタ1の全体を制御する制御回路22を介して判定回路23によって帯電電位が制御される。
Incidentally, the charging potential of the charging
制御回路(CPU)22は、ROM等のメモリ24に格納された各種制御プログラムに基づいて画像形成処理全般に係わる制御を行う。また、メモリ24は、本発明の帯電制御に係わる制御プログラムも格納しており、この制御プログラムを実行する制御回路22とでマイクロコンピュータを構成している。尚、画像形成処理を実行する際の画像データ等は、このメモリ24とは別のRAM又はHDD等の記憶媒体(図示せず)に一時的に記憶される。
A control circuit (CPU) 22 performs control related to the entire image forming process based on various control programs stored in a
次に、判定回路23を利用した帯電制御の制御例を、実験例を示しつつ説明する。
Next, a control example of charging control using the
この実験に使用したアモルファスシリコンの感光体ドラム13は、外径30mm、膜厚20μm、長さ254mmとし、帯電ローラ14は、外径12mm、長さ220mm、芯金の外径6mmのものを使用した。さらに、表面電位は約250Vになるように設定し、帯電ローラ14の印加はDC=400V、AC=1.4KV、周波数1.5kHzに設定した。さらに、感光体ドラム13の周速は150mm/sである。
The amorphous silicon
尚、この実験に使用した25%パターン例を図3に示す。この際、印字性能(解像度)が600dpiの場合、1inch=25.4mmであるため、25.4mm/600dpi=0.042mmとなり、1ドットは0.042mm(42.2μm)である。 An example of the 25% pattern used in this experiment is shown in FIG. At this time, when the printing performance (resolution) is 600 dpi, since 1 inch = 25.4 mm, 25.4 mm / 600 dpi = 0.42 mm, and one dot is 0.042 mm (42.2 μm).
図4に示すように、帯電電位Voを250Vに設定し、印字率25%のパターンを使用したところ、感光体ドラム13に像流れが発生している状態の表面電位は160V、像流れ発生していない状態の表面電位は45Vとなった。また、実際に25%パターンで表面電位が75V以上になると画像上でも流れを検出することができた。
As shown in FIG. 4, when the charging potential Vo is set to 250 V and a pattern with a printing rate of 25% is used, the surface potential in the state where the image flow is generated on the
ここで、帯電電位Vo=160Vの時の帯電電流をIdc−2、Vo=45Vの時の帯電電流をIdc=1とすると、図5に示すように、その電流値はそれぞれ約59μA、110μAとなり、潜像の差は再帯電電流に差を生じていることが判る。尚、Vo=75Vが限界ラインとすると、電流Idcは85μA以上が必要であることが判る。 Here, if the charging current when the charging potential Vo = 160V is Idc-2 and the charging current when Vo = 45V is Idc = 1, the current values are about 59 μA and 110 μA, respectively, as shown in FIG. It can be seen that the difference between the latent images causes a difference in the recharging current. If Vo = 75V is the limit line, it can be seen that the current Idc needs to be 85 μA or more.
従って、判定回路23は、感光体ドラム13を帯電ローラ14で帯電する際の帯電電位Voを得るのに必要な電流をIdc−0、除電デバイス19による除電を行わないとした場合に帯電ローラ14により感光体ドラム13を再帯電させた時に流れる電流をIdc−1、その時の帯電ローラ14直下の帯電電位をVo−1、露光デバイス15により感光体ドラム13の表面に静電潜像を形成した後に感光体ドラム13が1回転した時に流れる電流をIdc−2、その時の帯電電位をVo−2とした時に、図6に示すように、Idc−0とIdc−1との差分αと、Idc−0とIdc−2の差分βとにより画像流れの発生を判定する。
Accordingly, the
また、判定回路23は、β−αから像流れが発生していると判定した場合に、β−αを常時モニタし、像流れが発生していないと判定するまで、像流れ発生信号を制御回路22へと出力する。
Further, when the
制御回路22は、この判定結果に基づいて、図示しない感光体ドラム13の駆動源を制御し、感光体ドラム13をエージング(空回転)させて感光体ドラム13の水分を除去することにより、像流れを解消する。
Based on the determination result, the control circuit 22 controls the driving source of the photosensitive drum 13 (not shown), and agees the photosensitive drum 13 (idle rotation) to remove moisture from the
このように、本発明の画像形成装置によれば、判定回路23によってアモルファスシリコン系の感光体ドラム13の帯電流れ込み電流値より画像流れによる潜像の乱れを検出することにより、画像流れを抑制することができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the
ところで、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置をプリンタ1に適用して説明したが、複合機等の画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。
In the above embodiment, the image forming apparatus of the present invention is applied to the
1…プリンタ
13…感光体ドラム
14…帯電ローラ
15…露光デバイス
19…除電デバイス
22…制御回路(検出回路)
23…判定回路(検出回路)
DESCRIPTION OF
23: Determination circuit (detection circuit)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007157092A JP2008309973A (en) | 2007-06-14 | 2007-06-14 | Image forming apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8472818B2 (en) | 2010-01-14 | 2013-06-25 | Ricoh Company, Ltd. | Image carrier deterioration degree evaluating device, image carrier failure predicting device, and image forming apparatus |
KR20200090878A (en) * | 2018-03-05 | 2020-07-29 | 가부시키가이샤 리코 | Information processing apparatus, information processing system, information processing method and recording medium |
-
2007
- 2007-06-14 JP JP2007157092A patent/JP2008309973A/en active Pending
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KR20200090878A (en) * | 2018-03-05 | 2020-07-29 | 가부시키가이샤 리코 | Information processing apparatus, information processing system, information processing method and recording medium |
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