JP2008309974A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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停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。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a printer, a copier, a facsimile machine, or a multifunction machine equipped with these functions, and more particularly to charging a charging device for power failure of an amorphous silicon photosensitive drum. The present invention relates to an image forming apparatus using a roller.
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)。 In recent years, a scorotron charging method with a large amount of ozone generation has been installed as a method to place electric charge on the surface of the photosensitive drum of image forming apparatuses such as printers, copiers, facsimiles, or multifunction devices equipped with these functions using electrophotographic technology. This is an environmental problem, and a charging roller system that generates very little ozone is becoming mainstream (see, for example, Patent Document 1).
このような帯電ローラを用いた画像形成装置では、画像形成処理を重ねるにつれて帯電ローラの表面にシリカ等のトナー外添剤や帯電時の放電生成物が付着し易く、この付着物によって帯電ローラの表面に抵抗ムラが発生してしまう。 In an image forming apparatus using such a charging roller, as the image forming process is repeated, a toner external additive such as silica or a discharge product at the time of charging is likely to adhere to the surface of the charging roller. Resistance unevenness occurs on the surface.
また、放電生成物は水溶性であることから、特に、高湿環境下では抵抗値が著しく低下してしまう。 In addition, since the discharge product is water-soluble, the resistance value is significantly lowered particularly in a high humidity environment.
このため、放電生成物の付着によって帯電ローラの表面抵抗値が低下した部分から過剰な電流が流れてしまうばかりでなく、その表面抵抗値が低下した部分に対向する感光体の表面部分においても局部的に電流が流れてしまう。 For this reason, not only an excessive current flows from the portion where the surface resistance value of the charging roller is reduced due to the adhesion of the discharge product, but also a local portion on the surface portion of the photoreceptor facing the portion where the surface resistance value is reduced. Current flows.
さらに、この感光体へと局部的に流れた電流は、感光体の耐圧がある場合には過剰帯電による白色斑点状の異常画像の発生要因となり、感光体の耐圧が足りない場合には感光体破壊によって黒色斑点状の異常画像の発生要因となる。
上述した帯電ローラ方式の画像形成装置の感光体に、アモルファスシリコン系の感光体ドラムを用いた場合、アモルファスシリコンは表面抵抗が低いため、帯電ローラ表面の付着状況によって帯電ローラの表面抵抗にムラが発生し、特に、高湿環境下では顕著に抵抗ムラが発生し易く、抵抗の低い部分からのリークにより感光体ドラムを破壊する虞があった。 When an amorphous silicon photosensitive drum is used as the photosensitive member of the above-described charging roller type image forming apparatus, the surface resistance of the charging roller varies depending on the charging roller surface because amorphous silicon has low surface resistance. In particular, resistance unevenness is likely to occur remarkably in a high-humidity environment, and the photosensitive drum may be destroyed due to leakage from a portion with low resistance.
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、アモルファスシリコン系の感光体ドラムにおけるリーク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 leakage in an amorphous silicon 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帯電時の電流値の標準偏差が予め設定された閾値以上の場合には高湿環境であると判定する判定回路と、該判定回路の判定結果が高湿環境であると判定した場合に前記感光体ドラムのエージング動作を実施する制御回路とを備えていることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention has a charging roller for charging the surface of an amorphous silicon photosensitive drum, and a high value when a standard deviation of a current value when charging the photosensitive drum is equal to or larger than a preset threshold value. And a control circuit that performs an aging operation of the photosensitive drum when a determination result of the determination circuit is determined to be a high-humidity environment. .
この際、前記判定回路は前記感光体ドラムを1周分以上回転させたうえで前記感光体ドラムへの帯電時の電流値の標準偏差測定を行い、前記制御回路はその標準偏差が前記閾値以下に低下するまでエージング動作を継続するのが好ましい。 At this time, the determination circuit measures the standard deviation of the current value at the time of charging the photosensitive drum after rotating the photosensitive drum for one turn or more, and the control circuit has the standard deviation equal to or less than the threshold value. It is preferable to continue the aging operation until the value decreases.
また、前記判定回路による測定時は通常印字動作時よりも帯電ローラへの印加電圧を低い状態で行うのが好ましい。 Further, it is preferable that the voltage applied to the charging roller is lower in the measurement by the determination circuit than in the normal printing operation.
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におけるリーク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 leakage in the amorphous silicon photosensitive drum.
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。 Next, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be 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. is there.
(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
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
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
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系の感光体ドラム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、図3に示すように、通常設定として、DC(Vdc)=400V、AC(Vpp)=1.4KV、周波数1.5kHzとした。さらに、感光体ドラム13の周速は150mm/sである。
The amorphous silicon
本実施の形態では帯電ローラ14の流れ込み電流を感光体ドラム13の1周分以上の測定データより標準偏差を算出し、その標準偏差が予め設定された閾値以上の場合には、印字動作を行わず、標準偏差が閾値以下に下がるまで感光体ドラム13の空回り(エージング)動作を実施する。
In the present embodiment, the standard deviation is calculated from the measurement data of the current flowing into the
ここで、標準偏差が大きい、即ち、測定電流のばらつきが大きいということは、帯電ローラ14の表面抵抗ムラが大きく、帯電ローラ14表面の付着物の吸水によるムラが発生していることになる。
Here, when the standard deviation is large, that is, when the variation in the measurement current is large, the surface resistance unevenness of the
この状態で通常印字する際の帯電バイアス条件で印字すると、帯電ローラ14の表面抵抗の低い部分からのリークにより感光体ドラム13を破壊する可能性があるため、検出に必要な最低限の電圧(例えば、Vdc=200V、Vpp=1.4KV、周波数1.5kHz)を帯電ローラ14に印加することが望ましい。
If printing is performed under the charging bias conditions for normal printing in this state, the
また、この標準偏差が閾値以下になると、帯電ローラ14の表面付着物の水分が抜け、抵抗ムラが低減されたと判断し、通常印字動作へと移行することができる。さらに、この電流測定値からプリンタ本体2の内部が高湿環境であることも判定することができることから、感光体ドラム13の像流れ防止としてのエージング動作を行う際のトリガーにもなる。
If the standard deviation is less than or equal to the threshold value, it can be determined that the moisture on the surface of the charging
図4は、高湿環境下における帯電時間と帯電電流との関係を示すグラフ図である。この図4に示すピークP1及びピークP2は、過電流の状態であり、波形が落ち着くまで画像形成処理動作が実行されないことを示す。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between charging time and charging current in a high humidity environment. The peaks P1 and P2 shown in FIG. 4 indicate an overcurrent state and indicate that the image forming processing operation is not executed until the waveform is settled.
図5は帯電時間と帯電電流との関係を示すグラフ図である。この図5に示すように、帯電ローラ14への印加開始より10秒間は標準偏差δ=22.9あるが、印加開始30秒後には標準偏差δ=0.9となる。ここで、電流の耐リーク性を20%とすると、50μAよりも20%Upした60μAを限界とすると、20秒以上、σ=3.6以下であることが必要である。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between charging time and charging current. As shown in FIG. 5, the standard deviation δ = 22.9 is 10 seconds from the start of application to the charging
そこで、上述した閾値を、この60μA、σ=3.6以下とし、判定回路23でこの閾値を監視し、閾値以上の場合には制御回路22にエージング開始信号を出力する。
Therefore, the above-described threshold is set to 60 μA and σ = 3.6 or less, and this threshold is monitored by 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。
Based on the determination result, the
また、判定回路23は、この感光体ドラム13のエージングによって標準偏差が閾値以下に下がったと判定した場合には、制御回路22にエージング停止信号を出力する。
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のエージング(空回転)を停止した後、画像形成処理(通常印字動作)を開始する。
Based on the determination result, 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
22…制御回路
23…判定回路
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JP2012063389A (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Ricoh Co Ltd | Conductive member evaluation device and conductive member evaluation method |
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