JP2009133997A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特にプロセスカートリッジの使用時間にともなう現像高圧出力の制御手法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine or a printer, and more particularly to a method for controlling a development high-voltage output according to the usage time of a process cartridge.
図4に従来の画像形成装置の一例を概略的に表す図を示す。同図において、画像形成装置33は、電子写真プロセスを実現させるための像担持体である感光ドラム40、感光ドラム表面を帯電せるための電荷を生成する高圧発生手段である帯電高圧回路43、帯電高圧回路43で生成した電荷を均一に感光ドラム40に載せるための帯電手段である帯電ローラ41、帯電した感光ドラム表面(帯電面)に画像データに応じてレーザ光を照射し静電潜像を形成するための静電潜像形成手段であるレーザ照射装置46、感光ドラム40に近接配置され感光ドラム上の静電潜像のトナーによる可視化をする現像処理を行う現像スリーブ39、現像剤であるトナーの保持をしているトナー容器38、トナーを現像スリーブ39から感光ドラム40へと移動させるための高圧発生手段である現像高圧回路36を備えている。また、感光ドラム40、帯電ローラ41、現像スリーブ39及びトナー容器38を内蔵し、画像形成装置本体と脱着自在なプロセスカートリッジ42を備えている。上記構成の画像形成装置33において、帯電高圧出力により帯電ローラ41を介して均一に帯電された感光ドラム上には、レーザ照射装置46から照射されたレーザ光により静電潜像が形成される。感光ドラム上の静電潜像は、現像スリーブ39に印加された現像高圧出力により現像をされることでトナー像となる。その後感光ドラム上のトナー像は転写装置44によって記録媒体(用紙)Pに転写される。最後にトナー像を転写された用紙Pは加熱/加圧手段を含む定着手段45に搬送され、そこでトナー像は用紙上に定着され画像形成装置33の機外に排出される。
FIG. 4 schematically shows an example of a conventional image forming apparatus. In the figure, an
ここでプロセスカートリッジ内に充填されているトナーの帯びている電荷に注目をする。このトナー電荷は図7に示すようにプロセスカートリッジの動作時間にともないマイナス方向に上昇をしていくことが知られている。従って、現像高圧出力の交流成分や直流成分の電圧等の設定を調整することなく画像形成装置33が印字動作を続けていくと、図8に示すように現像過程において現像高圧出力を印加した際に現像スリーブ39から感光ドラム40へと移動するトナーの量はトナー電荷の上昇にともない増えていく。よって、その結果として印字画像の濃度は印字を続けることで濃くなっていく。このような印字画像の経時的な濃度変化は画像の品質上は好ましいものではない。よってこのような現象を防止するために、従来例においては現像高圧出力の直流成分の電圧値をプロセスカートリッジ42の動作時間にともない変更する手法が知られている。というのも印字画像の濃度はトナー電荷の大きさの他に感光ドラム上の静電潜像部の表面電位VLと現像スリーブ39の表面電位DevVdcとの差Vcntによっても決定される。具体的には、感光ドラム40と現像スリーブ39の電位差Vcntが小さいほど濃度は薄く、大きいほど濃度は濃くなる。従って、図9に示すようにプロセスカートリッジ42の動作時間に応じて現像高圧出力の直流成分の電圧を上げていくことで、感光ドラム上の静電潜像部の表面電位と現像スリーブ39の表面電位との差は小さくなる。そのため、トナー電荷の上昇により濃くなる印字画像の濃度上昇を打ち消す形となる。これにより印字画像の濃度をプロセスカートリッジ42の動作時間によらず一定に保つことが出来る。
Here, attention is paid to the electric charge of the toner filled in the process cartridge. As shown in FIG. 7, this toner charge is known to increase in the negative direction with the operation time of the process cartridge. Accordingly, when the
濃度変更を抑制するために、現像剤担持体に印加する電圧を制御する技術としては、特許文献1が知られている。
上記したプロセスカートリッジ内に充填されているトナーは通常ある程度の粘度を持っている。従って、プロセスカートリッジ内での攪拌等によりトナーどうしがくっ付いてしまい、現像スリーブ上にトナーを一様に載せようとする際に偏りが出てしまうため、印字画像に対して濃度ムラが発生してしまうことが考えられる。また現像過程においてトナーを現像スリーブ39から感光ドラム40にトナーを移動させる際に、トナーどうしでくっ付いてしまうことで移動しづらくなる、トナーの粘度そのもので移動しづらくなるなど、現像過程が正常に行われないために印字画像の品質低下を起こしてしまうことが考えられる。そこで外添剤と呼ばれる流動性の高い添加剤をトナーと混ぜ合わせることにとよりトナーの粘度を下げ流動性を上げる対策を行っている。これにより現像スリーブ上に一様にトナーを載せる事が可能となる。また、トナーどうしがくっ付くことなく個々に離れているため正常な現像過程を行え、感光ドラム上の所望の場所に所望の量のトナーを移動させることができる。従って印字画像の品質を保つ事が出来るようになる。しかしながら、外添剤は通常トナーが感光ドラム40に移動した後も現像スリーブ上に留まっているが、現像高圧出力がある一定の値(外添剤移動開始電圧)を超えると外添剤も感光ドラム40に移動をし始める。よって図10に示すようにプロセスカートリッジ42の動作時間に応じて現像高圧出力の直流成分の電圧を上げていく制御を行う。これにより、交流成分の上限電圧が外添剤移動開始電圧を超え始めると、本来現像スリーブ39に留まっている外添剤が感光ドラム40へと移動をし始めるようになる。その結果として感光ドラム上に移動した外添剤は感光ドラム40に隣接して設置されている帯電ローラ41に付着してしまうようになる。そして帯電ローラ41への外添剤の付着が進み、外添材が多量に付着してしまうと帯電過程に影響を与え、印字画像に対して画像品質の低下を招くことになってしまう。
The toner filled in the process cartridge described above usually has a certain degree of viscosity. Therefore, the toner sticks to each other due to stirring in the process cartridge, and deviation occurs when trying to put the toner uniformly on the developing sleeve, resulting in uneven density in the printed image. It can be considered. In addition, when the toner is moved from the developing
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、プロセスカートリッジ42の動作時間に応じて、現像高圧出力の交流成分の電圧や周波数デューティー及び、直流成分の電圧を変化させるようにする。そうすることで、プロセスカートリッジ42の動作時間に伴い上昇をするトナー電荷に影響されること無く、印字画像の濃度を一定に保つ事が出来る画像形成装置33を提供することを目的とする。またトナーと混ぜ合わされた外添剤が感光ドラム40に付着してしまうことにより帯電ローラ41が汚れてしまうことを防止することが出来る画像形成装置33を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a situation, and the AC component voltage, frequency duty, and DC component voltage of the development high-voltage output are changed in accordance with the operation time of the
上記の目的を達成するために、本発明は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の表面の帯電面を画像データに応じて露光を行うことで静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、その前記像担持体の表面の静電潜像を、トナーによりトナー画像として可視化をする現像処理を行う現像手段とを有し、前記像担持体と前記帯電手段と前記現像手段とを含むプロセスカートリッジを画像形成装置本体に脱着自在とし、前記プロセスカートリッジの積算動作時間を記憶する記憶手段と、前記現像手段に対して交流成分と直流成分を重畳した高圧を一つのトランスから生成して印加する現像高圧出力手段と、現像高圧出力の交流成分及び直流成分の各設定を変化させる現像高圧設定変更手段とを有し、一成分現像方式による現像プロセスを行う画像形成装置において、前記現像高圧設定変更手段は、前記記憶手段の情報に基づいて現像高圧出力の交流成分及び直流成分の各設定を変化させ、前記現像高圧出力手段は、前記現像高圧設定変更手段の設定情報に基づいた現像高圧出力を現像手段に印加することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention comprises exposing an image carrier, a charging means for charging the surface of the image carrier, and a charged surface of the surface of the image carrier according to image data. An electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image with a developing means for developing the electrostatic latent image on the surface of the image carrier as a toner image with toner, A process cartridge including an image bearing member, the charging unit, and the developing unit is detachable from the main body of the image forming apparatus, a storage unit that stores an accumulated operation time of the process cartridge, an alternating current component and a direct current with respect to the developing unit A development high voltage output means for generating and applying a high voltage with superimposed components from a single transformer, and a development high voltage setting changing means for changing each setting of the AC component and the DC component of the development high voltage output. In the image forming apparatus performing the developing process, the development high voltage setting changing unit changes each setting of the AC component and the DC component of the development high voltage output based on the information in the storage unit, and the development high voltage output unit A development high voltage output based on setting information of the development high voltage setting changing means is applied to the development means.
本発明によれば、プロセスカートリッジ42の動作時間に伴いトナー電荷の上昇がみられるトナーを使用した画像形成装置において、プロセスカートリッジ42の動作時間に応じて現像高圧出力の交流成分の電圧や周波数デューティー及び、直流成分の電圧を変化させるよう制御を行うようにしている。
According to the present invention, in the image forming apparatus using toner in which the toner charge increases with the operation time of the
このような制御を行うことにより、プロセスカートリッジ42の動作時間に伴い変化をする印字画像の濃度を、変化することなく一定保つことが可能となる。またトナーに混ぜ合わされた外添剤が付着することで起こる帯電ローラ39の汚れを防止する事が可能となる。
By performing such control, it is possible to keep the density of the print image that changes with the operation time of the
(実施例1)
図4は本発明の実施形態に係る画像形成装置の電子写真プロセスの一例を示す図であり、その構成は従来例と同様である。40は感光ドラムであり帯電ローラ41、現像スリーブ39、転写ローラ44が隣接して配置されている。感光ドラム40はグランドに接地され、帯電ローラ41、現像スリーブ39、転写ローラ44はそれぞれのバイアス印加をするための高圧電源に接続されている。35はプロセスカートリッジの駆動を担うカートリッジモータであり、感光ドラム40、帯電ローラ41、現像スリーブ39、等を駆動させる。37は不揮発性のメモリでありプロセスカートリッジの情報を格納する。Pは記録媒体である印字用用紙である。
(Example 1)
FIG. 4 is a diagram showing an example of the electrophotographic process of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention, and the configuration thereof is the same as the conventional example.
感光ドラム40は帯電ローラ41に印加されるバイアスにより表面が一様にマイナスに帯電される。感光ドラム表面はレーザスキャナ46から照射されたレーザ光により画像データに応じて露光され、露光をされた部分が除電されることで静電潜像が形成される。感光ドラム表面の静電潜像は、現像スリーブ39に印加されるバイアスにより感光ドラム40上の露光部に移動をするトナーによって現像され、トナー画像として可視画像となる。感光ドラム表面のトナー画像は転写ローラ44に印加されるプラスバイアスにより用紙Pに転写される。トナー画像が転写された用紙Pは定着器45へと搬送され、熱及び圧力による定着処理を行った後に最終的な印字画像として画像形成装置33の機外へと排出される。
The surface of the
この時の現像高圧出力回路の構成を図3に示す。現像高圧出力は交流成分と直流成分を重畳したバイアス47であり、交流成分の電圧及び周波数、直流成分の電圧をそれぞれ可変することが可能である。交流成分の電圧可変を行っている信号はPWM信号であるDevACPWM48であり、交流成分の周波数可変を行っている信号はクロック信号であるDevACCLK49である。また直流成分の電圧可変を行っている信号はPWM信号であるDevDCPWM50である。
FIG. 3 shows the configuration of the development high-voltage output circuit at this time. The development high-voltage output is a
コントローラ(CPU)32は印字開始時に現像高圧出力の各設定値を記憶手段37から読み出した情報を基に設定する。そして制御信号であるDevACPWM48、DevACCLK49及びDevDCPWM50をその設定値で駆動することで所望の現像高圧値を出力する。この際、記憶手段37に格納されている情報は用紙の累積印字枚数の情報である。
The controller (CPU) 32 sets each setting value of the development high voltage output at the start of printing based on information read from the storage means 37. The control signals
図1に画像形成装置本体の現像高圧出力制御、プロセスカートリッジの動作時間決定手法を表すフローチャートを示す。 FIG. 1 is a flowchart showing a development high voltage output control of the main body of the image forming apparatus and an operation time determination method of the process cartridge.
画像形成装置33の印字が開始されると、まずCPU32は記憶手段37に格納されている当該プロセスカートリッジ42が行った印字の累積の印字枚数の読込みを行う(S1)。ここで、この累積の印字枚数をプロセスカートリッジ42の累積動作時間と見なすことで制御を行うようにしている。次に読み込んだ累積印字枚数情報に従って、現像高圧出力の各制御信号DevACPWM48、DevACCLK49及びDevDCPWM50の設定値を決定し設定をする(S2)。この時、現像高圧出力の直流電圧値を決めているDevDCPWM50に関しては、累積動作時間に伴い電圧値を高くするよう制御するため、信号のONデューティーを徐々に大きくしていくように設定を行う。一方、現像高圧出力の交流成分のクロック周波数を決めているDevACCLK49に関しては、累積動作時間に伴いクロックのONデューティーを高くするよう制御するため、信号のONデューティーを徐々に大きくしていくように設定を行う。また、交流成分の電圧を決めているDevACPWM48に関しては、累積動作時間に伴い電圧値を低くするよう制御するため、信号のONデューティーを徐々に大きくするように設定を行う。そして上記S2において設定をした値で現像高圧出力の印加を行う(S3)。このようにプロセスカートリッジ42の動作時間に伴い現像高圧出力を変化させる制御を行うようにしている。これによりトナー電荷がプロセスカートリッジ42の動作時間に伴い上昇をする影響で印字画像の濃度が濃くなってしまう現象に対して、現像高圧出力の直流成分の電圧を上げていくことで対応することが出来る。実際の動きとしては、上述したように印字画像の濃度は、感光ドラム上の静電潜像部の表面電位VLと現像スリーブ39の表面電位DevVdcとの電位差Vcntで決まるため、現像高圧出力の直流成分の電圧を高くするように変化させる。こうすることで電位差Vcntは小さくなり印字画像濃度は薄くなる方向へと遷移するため、トナー電荷の上昇で印字画像の濃度が濃くなる現象を相殺している。また現像高圧出力の直流成分の電圧を上げていくことで起きてしまう現像として、現像スリーブ39から感光ドラム40へ外添剤が移動してしまうという現象がある。外添剤は通常現像スリーブ39に留まってトナーの流動性を上げる作用をしているが、現像高圧出力が外添剤移動開始電圧に達すると外添剤の感光ドラム40への移動が始まる。そしてその結果として帯電ローラ41に外添剤が付着し帯電ローラ汚れが起きてしまう。この現象への対策として図2に示すように現像高圧出力の交流成分の周波数のONデューティーを大きくし、且つ交流成分の電圧を低くしていくことで対応することが出来る。実際の動きとしては、まず現像高圧出力の直流成分の電圧を上げた際に交流成分の電圧が外添剤移動開始電圧に達しないように、周波数のNOデューティーを上げていき交流成分の電圧の上限値を下げている。また、帯電高圧出力の直流電圧に対する現像高圧出力の交流成分の電圧の下限値の関係によりカブリと呼ばれる画像不良が発生するため、帯電高圧出力の直流電圧と現像高圧出力の交流成分の電圧の下限値との関係を一定とする必要がある。よって次に現像高圧出力の交流成分の電圧を低くしていくことで帯電高圧出力の直流電圧と現像高圧出力の交流成分の電圧の下限値との関係を一定に保っている。
When printing by the
続けて、帯電、露光、現像、転写、定着といった各画像形成過程を順に行っていく(S4)。そして用紙一枚分の印字作業が終了したかどうかの判断を行い(S5)、一枚分の印字が終了をした時に印字枚数カウンタをカウントアップする(S6)。続けてこのS4、S5、S6の各ステップを印字を行うための画像データが無くなるまで続け(S7)、この繰り返しの間に一枚分の印字が終了するたびに枚数カウンタのカウントアップを行う。そして印字を行うための画像データが無くなったならば、枚数カウンタでカウントされた値を記憶手段37に記憶されている累積印字枚数に加え、足し合わせた結果を新しい累積印字枚数として記憶手段37に更新格納をする(S8)。
Subsequently, image forming processes such as charging, exposure, development, transfer, and fixing are sequentially performed (S4). Then, it is determined whether or not the printing operation for one sheet is completed (S5), and when the printing for one sheet is completed, the printed sheet counter is counted up (S6). Subsequently, the steps S4, S5, and S6 are continued until there is no image data for printing (S7), and the number counter is incremented every time printing for one sheet is completed during this repetition. When there is no more image data for printing, the value counted by the number counter is added to the accumulated number of prints stored in the
最後に現像高圧出力の印加を停止し(S9)、画像形成装置は印字動作を停止する。 Finally, the application of the development high voltage output is stopped (S9), and the image forming apparatus stops the printing operation.
以上のように本実施例においては、現像高圧出力の各設定をプロセスカートリッジ42の動作時間に伴い変化させている。各設定はそれぞれ直流成分の電圧は高く、交流成分の電圧は低く、交流成分の周波数ONデューティーは大きくなるように変化させている。また、動作時間を印字枚数の累積枚数としてカウントしている。これにより、カートリッジ動作時間に伴う印字画像の濃度変化に対応する事が出来、また、外添剤による帯電ローラの汚れも防止する事が出来る。
As described above, in this embodiment, each setting of the development high voltage output is changed with the operation time of the
(実施例2)
図4は本発明の実施形態に係る画像形成装置の電子写真プロセスの一例を示す図である。その構成としては従来例と同様であるが、その現像高圧の制御が従来例と異なり特徴的なところである。各構成要素は実施例1で説明したものと同様である。
(Example 2)
FIG. 4 is a diagram showing an example of an electrophotographic process of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. The configuration is the same as in the conventional example, but the development high-pressure control is different from the conventional example. Each component is the same as that described in the first embodiment.
感光ドラム40は帯電ローラ41に印加されるバイアスにより一様に帯電される。感光ドラム表面はレーザ光により露光され、静電潜像が形成される。感光ドラム表面の静電潜像は、現像スリーブ39に印加されるバイアスにより現像され、トナー画像として可視画像となる。トナー画像は転写ローラ44に印加されるプラスバイアスにより用紙Pに転写される。用紙Pは定着器45へと搬送され、熱及び圧力による定着処理を行った後に画像形成装置33の機外へと排出される。
The
この時の現像高圧出力回路の構成を3図に示す。その各構成要素は実施例1で説明したものと同様である。 The configuration of the development high-voltage output circuit at this time is shown in FIG. Each component is the same as that described in the first embodiment.
コントローラ(CPU)32は印字開始時に現像高圧出力の各設定値を記憶手段から読み出した情報を基に設定する。そして制御信号であるDevACPWM48、DevACCLK49及びDevDCPWM50をその設定値で駆動することで所望の現像高圧値を出力する。この際、記憶手段37に格納されている情報はカートリッジモータ35の累積カートリッジモータ動作時間の情報である。
The controller (CPU) 32 sets each setting value of the development high voltage output at the start of printing based on information read from the storage means. Then,
図5に画像形成装置本体の現像高圧出力制御、プロセスカートリッジの動作時間決定手法を表すフローチャートを示す。 FIG. 5 is a flowchart showing a development high voltage output control of the image forming apparatus main body and a process cartridge operating time determination method.
画像形成装置33の印字が開始されると、まずCPU32は記憶手段37に格納されている当該プロセスカートリッジ42の駆動を担うカートリッジモータの累積の駆動時間の読込みを行う(S11)。ここで、この累積のカートリッジモータ駆動時間をプロセスカートリッジ42の累積動作時間と見なすことで制御を行うようにしている。次に読み込んだ累積カートリッジモータ駆動時間情報に従って、現像高圧出力の各制御信号DevACPWM48、DevACCLK49及びDevDCPWM50の設定値を決定し設定をする(S12)。この時、現像高圧出力の直流電圧値を決めているDevDCPWM50に関しては、累積動作時間に伴い電圧値を高くするよう制御するため、信号のONデューティーを徐々に大きくしていくように設定を行う。一方、現像高圧出力の交流成分のクロック周波数を決めているDevACCLK49に関しては、累積動作時間に伴いクロックのONデューティーを高くするよう制御するため、信号のONデューティーを徐々に大きくしていくように設定を行う。また、交流成分の電圧を決めているDevACPWM48に関しては、累積動作時間に伴い電圧値を低くするよう制御するため、信号のONデューティーを徐々に大きくするように設定を行う。そして上記S2において設定をした値で現像高圧出力の印加を行う(S13)。このようにプロセスカートリッジ42の動作時間に伴い現像高圧出力を変化させる制御を行うようにしている。これによりトナー電荷がプロセスカートリッジ42の動作時間に伴い上昇をする影響で印字画像の濃度が濃くなってしまう現象に対して、現像高圧出力の直流成分の電圧を上げていくことで対応することが出来る。実際の動きとしては、上述したように印字画像の濃度は、感光ドラム上の静電潜像部の表面電位VLと現像スリーブ39の表面電位DevVdcとの電位差Vcntで決まるため、現像高圧出力の直流成分の電圧を高くするように変化させる。こうすることで電位差Vcntは小さくなり印字画像濃度は薄くなる方向へと遷移するため、トナー電荷の上昇で印字画像の濃度が濃くなる現象を相殺している。また現像高圧出力の直流成分の電圧を上げていくことで起きてしまう現像として、現像スリーブ39から感光ドラム40へ外添剤が移動してしまうという現象がある。外添剤は通常現像スリーブ39に留まってトナーの流動性を上げる作用をしているが、現像高圧出力が外添剤移動開始電圧に達すると外添剤の感光ドラム40への移動が始まる。そしてその結果として帯電ローラ41に外添剤が付着し帯電ローラ汚れが起きてしまう。この現象への対策として図2に示すように現像高圧出力の交流成分の周波数のONデューティーを大きくし、且つ交流成分の電圧を低くしていくことで対応することが出来る。実際の動きとしては、まず現像高圧出力の直流成分の電圧を上げた際に交流成分の電圧が外添剤移動開始電圧に達しないように、周波数のNOデューティーを上げていき交流成分の電圧の上限値を下げている。また、帯電高圧出力の直流電圧に対する現像高圧出力の交流成分の電圧の下限値の関係によりカブリと呼ばれる画像不良が発生するため、帯電高圧出力の直流電圧と現像高圧出力の交流成分の電圧の下限値との関係を一定とする必要がある。よって次に現像高圧出力の交流成分の電圧を低くしていくことで帯電高圧出力の直流電圧と現像高圧出力の交流成分の電圧の下限値との関係を一定に保っている。
When printing of the
次にプロセスカートリッジ42の駆動を担う駆動手段であるカートリッジモータ35の駆動を開始する(S14)。このモータは感光ドラム40、現像スリーブ39、帯電ローラ41の回転駆動、トナー容器内のトナーの攪拌等プロセスカートリッジ42の全ての駆動を担っている。そしてプロセスカートリッジ42の駆動に同期してカートリッジモータ35の駆動時間の計測を開始する(S15)。
Next, the driving of the
続けて、帯電、露光、現像、転写、定着といった各画像形成過程を順に行っていく(S16)。そして印字を行うための画像データが無くなるまで各画像形成過程を順に繰り返し(S17)、印字を行うための画像データが無くなったならば、カートリッジモータ35を停止させる(S18)。この時カートリッジモータ35の停止と同期してカートリッジモータ35の駆動時間の計測を停止する(S19)。そして計測したカートリッジモータ35の駆動時間を記憶手段37に記憶されている累積カートリッジモータ駆動時間に加え、足し合わせた結果を新しい累積印字枚数として記憶手段37に更新格納をする(S20)。
Subsequently, image forming processes such as charging, exposure, development, transfer, and fixing are sequentially performed (S16). Each image forming process is repeated in order until there is no image data for printing (S17), and when there is no image data for printing, the
最後に現像高圧出力の印加を停止し(S21)、画像形成装置33は印字動作を停止する。
Finally, the application of the development high voltage output is stopped (S21), and the
以上のように本実施例においては、現像高圧出力の各設定をプロセスカートリッジ42の動作時間に伴い変化させている。各設定はそれぞれ直流成分の電圧は高く、交流成分の電圧は低く、交流成分の周波数ONデューティーは大きくなるように変化させている。また、動作時間をカートリッジモータの累積駆動時間としてカウントしている。これにより、カートリッジ動作時間に伴う印字画像の濃度変化に対応する事が出来、また、外添剤による帯電ローラの汚れも防止する事が出来る。
As described above, in this embodiment, each setting of the development high voltage output is changed with the operation time of the
(実施例3)
図4は本発明の実施形態に係る画像形成装置の電子写真プロセスの一例を示す図である。その構成としては従来例と同様であるが、その現像高圧の制御が従来例と異なり特徴的なところである。各構成要素は実施例1で説明したものと同様である。
(Example 3)
FIG. 4 is a diagram showing an example of an electrophotographic process of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. The configuration is the same as that of the conventional example, but the development high pressure control is different from the conventional example. Each component is the same as that described in the first embodiment.
感光ドラム40は帯電ローラ41に印加されるバイアスにより一様に帯電される。感光ドラム表面はレーザ光により露光され、静電潜像が形成される。感光ドラム表面の静電潜像は、現像スリーブ39に印加されるバイアスにより現像され、トナー画像として可視画像となる。トナー画像は転写ローラ44に印加されるプラスバイアスにより用紙Pに転写される。用紙Pは定着器45へと搬送され、熱及び圧力による定着処理を行った後に画像形成装置33の機外へと排出される。
The
この時の現像高圧出力回路の構成を3図に示す。その各構成要素は実施例1で説明したものと同様である。 The configuration of the development high-voltage output circuit at this time is shown in FIG. Each component is the same as that described in the first embodiment.
コントローラ(CPU)32は印字開始時に現像高圧出力の各設定値を記憶手段から読み出した情報を基に設定する。そして制御信号であるDevACPWM48、DevACCLK49及びDevDCPWM50をその設定値で駆動することで所望の現像高圧値を出力する。この際、記憶手段37に格納されている情報は画像データの累積画像データ数の情報である。
The controller (CPU) 32 sets each setting value of the development high voltage output at the start of printing based on information read from the storage means. The control signals
図6に画像形成装置本体の現像高圧出力制御、プロセスカートリッジの動作時間決定手法を表すフローチャートを示す。 FIG. 6 is a flowchart showing a development high-voltage output control of the image forming apparatus main body and a process cartridge operating time determination method.
画像形成装置33の印字が開始されると、まずCPU32は記憶手段37に格納されている当該プロセスカートリッジ42で印字を行った累積の画像データ数の読込みを行う(S31)。ここで、この累積の画像データ数をプロセスカートリッジ42の累積動作時間と見なすことで制御を行うようにしている。次に読み込んだ累積画像データ数情報に従って、現像高圧出力の各制御信号DevACPWM48、DevACCLK49及びDevDCPWM50の設定値を決定し設定をする(S32)。この時、現像高圧出力の直流電圧値を決めているDevDCPWM50に関しては、累積動作時間に伴い電圧値を高くするよう制御するため、信号のONデューティーを徐々に大きくしていくように設定を行う。一方、現像高圧出力の交流成分のクロック周波数を決めているDevACCLK49に関しては、累積動作時間に伴いクロックのONデューティーを高くするよう制御するため、信号のONデューティーを徐々に大きくしていくように設定を行う。また、交流成分の電圧を決めているDevACPWM48に関しては、累積動作時間に伴い電圧値を低くするよう制御するため、信号のONデューティーを徐々に大きくするように設定を行う。そして上記S2において設定をした値で現像高圧出力の印加を行う(S33)。このようにプロセスカートリッジ42の動作時間に伴い現像高圧出力を変化させる制御を行うようにしている。これによりトナー電荷がプロセスカートリッジ42の動作時間に伴い上昇をする影響で印字画像の濃度が濃くなってしまう現象に対して、現像高圧出力の直流成分の電圧を上げていくことで対応することが出来る。実際の動きとしては、上述したように印字画像の濃度は、感光ドラム上の静電潜像部の表面電位VLと現像スリーブ39の表面電位DevVdcとの電位差Vcntで決まるため、現像高圧出力の直流成分の電圧を高くするように変化させる。こうすることで電位差Vcntは小さくなり印字画像濃度は薄くなる方向へと遷移するため、トナー電荷の上昇で印字画像の濃度が濃くなる現象を相殺している。また現像高圧出力の直流成分の電圧を上げていくことで起きてしまう現像として、現像スリーブ39から感光ドラム40へ外添剤が移動してしまうという現象がある。外添剤は通常現像スリーブ39に留まってトナーの流動性を上げる作用をしているが、現像高圧出力が外添剤移動開始電圧に達すると外添剤の感光ドラム40への移動が始まる。そしてその結果として帯電ローラ41に外添剤が付着し帯電ローラ汚れが起きてしまう。この現象への対策として図2に示すように現像高圧出力の交流成分の周波数のONデューティーを大きくし、且つ交流成分の電圧を低くしていくことで対応することが出来る。実際の動きとしては、まず現像高圧出力の直流成分の電圧を上げた際に交流成分の電圧が外添剤移動開始電圧に達しないように、周波数のNOデューティーを上げていき交流成分の電圧の上限値を下げている。また、帯電高圧出力の直流電圧に対する現像高圧出力の交流成分の電圧の下限値の関係によりカブリと呼ばれる画像不良が発生するため、帯電高圧出力の直流電圧と現像高圧出力の交流成分の電圧の下限値との関係を一定とする必要がある。よって次に現像高圧出力の交流成分の電圧を低くしていくことで帯電高圧出力の直流電圧と現像高圧出力の交流成分の電圧の下限値との関係を一定に保っている。
When printing of the
次に画像形成を行う基となる画像データの読込みを開始する(S34)。この画像データに基づいてレーザスキャナ46がレーザを発光させ、感光ドラム上に静電潜像を形成する。そして読み込みを行っている画像データのデータ数のカウントを開始する(S35)。
Next, reading of image data that is a basis for image formation is started (S34). Based on this image data, the
続けて、帯電、露光、現像、転写、定着といった各画像形成過程を順に行っていく(S36)。そして印字を行うための画像データが無くなるまで各画像形成過程を順に繰り返し(S37)、印字を行うための画像データが無くなったならば、画像データのデータ数のカウントを停止する(S38)。そしてカウントした画像データ数を記憶手段37に記憶されている累積画像データ数に加え、足し合わせた結果を新しい累積印字枚数として記憶手段37に更新格納をする(S39)。
Subsequently, image forming processes such as charging, exposure, development, transfer, and fixing are sequentially performed (S36). Each image forming process is repeated in order until there is no image data for printing (S37), and when there is no image data for printing, counting of the number of image data is stopped (S38). Then, the counted number of image data is added to the cumulative number of image data stored in the
最後に現像高圧出力の印加を停止し(S40)、画像形成装置は印字動作を停止する。 Finally, the application of the development high voltage output is stopped (S40), and the image forming apparatus stops the printing operation.
以上のように本実施例においては、現像高圧出力の各設定をプロセスカートリッジ42の動作時間に伴い変化させている。各設定はそれぞれ直流成分の電圧は高く、交流成分の電圧は低く、交流成分の周波数ONデューティーは大きくなるように変化させている。また、動作時間を累積画像データ数としてカウントしている。これにより、カートリッジ動作時間に伴う印字画像の濃度変化に対応する事が出来、また、外添剤による帯電ローラの汚れも防止する事が出来る。
As described above, in this embodiment, each setting of the development high voltage output is changed with the operation time of the
また、上記構成の画像形成装置において、プロセスカートリッジ42の累積動作時間の格納をしている不揮発性の記憶手段37をプロセスカートリッジ上に持たせても良い。プロセスカートリッジ42に記憶手段37を搭載する事で、プロセスカートリッジ個々の動作時間に対応した現像高圧出力の制御を行うことが出来る。従って、画像形成装置33に装着されているプロセスカートリッジを途中で入替えた場合においても、そのときのプロセスカートリッジ42の状態に応じた適切な現像高圧出力を設定することが出来、安定した画像品質の出力画像を得ることが出来る。
Further, in the image forming apparatus having the above-described configuration, the process cartridge may be provided with a
34 エンジンコントローラ
36 現像回路
37 不揮発性メモリ
39 現像スリーブラム
40 感光ドラム
41 帯電ローラ
42 プロセスカートリッジ
44 転写ローラ
45 熱定着装置
34
Claims (6)
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US9423758B2 (en) | 2014-03-20 | 2016-08-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Power supply apparatus and image forming apparatus |
JP2016157090A (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming apparatus |
-
2007
- 2007-11-29 JP JP2007309011A patent/JP2009133997A/en active Pending
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