JP2009139637A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.
特許文献1は、像担持体の膜厚に応じた電流量を検知して記憶し、環境条件の変化などの時間推移に基づいて検知結果を補正してプロセス設定条件を制御する画像形成装置を開示する。
本発明は、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出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。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of accurately detecting the current electrical state of an image carrier.
上記目的を達成するため、請求項1に係る本発明は、複数の被覆層により被覆され、回転する像保持体と、この像保持体に接触又は近接して該像保持体を帯電させる帯電部材と、この帯電部材に対し、交流電圧と直流電圧とを重畳させた電圧を印加する給電手段と、前記帯電部材に流れる直流電流を検出する直流電流検出手段と、この直流電流検出手段が所定期間に検出した直流電流を記憶する記憶手段と、前記直流電流検出手段が検出した現在の直流電流を、前記記憶手段が直近の所定期間内に記憶した直流電流に基づいて補正する補正手段とを有する画像形成装置である。
In order to achieve the above object, the present invention according to
請求項2に係る本発明は、前記像保持体の周囲の温度及び湿度の少なくともいずれかを環境条件として検出する環境条件検出手段をさらに有し、前記補正手段は、前記環境条件検出手段の検出結果に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項1記載の画像形成装置である。
The present invention according to
請求項3に係る本発明は、前記補正手段が、前記像保持体の回転速度に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項1又は2記載の画像形成装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the correction unit corrects a current direct current based on a rotation speed of the image carrier.
請求項4に係る本発明は、前記帯電部材に流れる交流電流を検出する交流電流検出手段をさらに有し、前記補正手段は、前記交流電流検出手段が検出した交流電流に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項1乃至3いずれか記載の画像形成装置である。
The present invention according to
請求項5に係る本発明は、前記像保持体の帯電電荷量を検出する電荷量検出手段と、この電荷量検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の被覆層の層厚を算出する層厚算出手段とをさらに有する請求項1乃至4いずれか記載の画像形成装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a charge amount detection means for detecting a charge amount of the image carrier, and a layer for calculating a layer thickness of the plurality of coating layers based on a detection result of the charge amount detection means. The image forming apparatus according to
請求項6に係る本発明は、前記補正手段が、前記層厚算出手段の算出結果に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項5記載の画像形成装置である。
The present invention according to claim 6 is the image forming apparatus according to
請求項1に係る本発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出することができる。 According to the first aspect of the present invention, the current electrical state of the image carrier can be detected with higher accuracy than when the present configuration is not provided.
請求項2に係る本発明によれば、請求項1に係る本発明の効果に加えて、像保持体の周囲の温度及び湿度の少なくともいずれかが変化しても、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出することができる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the present invention according to the first aspect, even if at least one of the temperature and the humidity around the image carrier changes, the electricity of the current image carrier is changed. The target state can be detected with high accuracy.
請求項3に係る本発明によれば、請求項1又は2に係る本発明の効果に加えて、像保持体の回転速度の影響を考慮して、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出することができる。 According to the third aspect of the present invention, in addition to the effect of the present invention according to the first or second aspect, the electrical state of the current image carrier is accurately determined in consideration of the influence of the rotation speed of the image carrier. Can be detected well.
請求項4に係る本発明によれば、請求項1乃至3いずれかに係る本発明の効果に加えて、帯電部材に流れる交流電流の影響を考慮して、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the effect of the present invention according to any one of the first to third aspects, the electrical state of the current image carrier is considered in consideration of the influence of the alternating current flowing through the charging member. Can be detected with high accuracy.
請求項5に係る本発明によれば、請求項1乃至4いずれかに係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、複数の被覆層の層厚を精度よく算出することができる。
According to the present invention of
請求項6に係る本発明によれば、請求項5に係る本発明の効果に加えて、複数の被覆層の層厚が変化しても、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the effect of the present invention according to the fifth aspect, even if the thickness of the plurality of coating layers changes, the current electrical state of the image carrier is accurately detected. can do.
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1及び図2において、本発明の実施形態に係る画像形成装置10の概要が示されている。画像形成装置10は、画像形成部12と、原稿読取装置14とを有する。画像形成部12は、例えばゼログラフィ方式のもので、用紙などの記録媒体が積載された例えば4段の給紙トレイ16a,16b,16c,16d及び手差しトレイ18とを有し、これらトレイ16a〜16d、18から記録媒体搬送路20に供給された記録媒体に画像を形成するようになっている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show an outline of an
即ち、画像形成部12は、例えば円筒状の回転する像保持体22と、この像保持体22を一様に接触帯電する例えば帯電ロールからなる帯電部材24と、この帯電部材24により一様に帯電された像保持体22に静電潜像を形成する露光装置(光書込み装置)26と、この露光装置26により形成された像保持体22上の潜像を現像剤で可視化する現像装置28と、この現像装置28により形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写装置30と、像保持体22に残った現像剤をクリーニングするクリーナ32とを有する。
In other words, the
帯電部材24は、例えばゴムなどの弾性を有する部材を表面に有し、像保持体22に接触して回転する。露光装置26は、レーザ走査方式のもので、例えば原稿読取装置14で読み取った原稿の画像をレーザのオンオフ信号に変えて出力する。転写装置30は例えば転写ロールから構成され、この転写装置30により現像剤像が転写された記録媒体が定着装置34に送られ、この定着装置34により現像剤像が記録媒体に定着される。現像剤像が定着された記録媒体は、排出トレイ36に排出される。
The
記録媒体搬送路20には、複数の記録媒体搬送ロール38が設けられている。この記録媒体搬送ロール38の一つとして、転写装置30上流側近傍には、レジストロール40が配置されている。このレジストロール40は、供給された記録媒体を一時停止させ、像保持体22に潜像が形成されるタイミングと同期して記録媒体を転写装置30に供給するように制御される。
A plurality of recording
原稿読取装置14は、原稿を光学的に読み取る光学系42と、自動原稿送り装置44とを有する。
光学系42は、自動原稿送り装置44により送られた原稿を流し読みする機能と、反射ミラー等を走査して原稿台ガラス54上に載置された原稿を読み取る機能とを備えている。
The document reading device 14 includes an
The
自動原稿送り装置44は、多数の原稿が載置される原稿載置台56と、原稿を搬送する原稿搬送路58と、画像を読み取った後の原稿が排出される排出台60とを有する。
The
また、画像形成装置10は、制御ユニット66、温度湿度センサ67、表示装置及びキーボードなどを含むユーザインタフェース装置(UI装置)68、HDD・CD装置などの記憶装置70及び通信装置72などを有する。制御ユニット66は、CPU74及びメモリ76などを含み、画像形成装置10を構成する各部を制御する。メモリ76は、例えば後述する直流電流検出部86が所定期間に検出した直流電流を記憶するようにされている。温度湿度センサ67は、画像形成装置10の周囲の温度及び湿度(環境条件)を検出し、制御ユニット66に対して出力する。
このように、画像形成装置10は、コンピュータとしての機能を含み、記憶媒体78又は通信装置72を介して受け入れたプログラムを実行することにより、印刷などの処理を行う。
The
As described above, the
次に、像保持体22、帯電部材24及びその周辺について詳述する。
図3は、像保持体22、帯電部材24及びその周辺の構成の詳細を示す模式図である。帯電部材24には、高圧電源82が接続されている。高圧電源82は、交流電源(AC)及び直流電源(DC)を有し、制御ユニット66の制御に応じて、所定の直流電圧Vdcに交流電圧Vacを重畳した電圧を帯電部材24に印加する。例えば、高圧電源82は、1000Hzの周波数でピーク間電圧Vppが800〜2500V程度の交流電圧を帯電部材24に対して印加し、−750V程度の直流電圧Vdcを帯電部材24に対して印加して、所定の電流を帯電部材24に供給するようにされている。電流検出部84は、直流電流検出部86及び交流電流検出部88を有し、高圧電源82が帯電部材24に対して流す直流電流及び交流電流を検出し、制御ユニット66に対して出力する。
Next, the
FIG. 3 is a schematic diagram showing details of the configuration of the
制御ユニット66は、例えばプログラムとして構成された補正部90、電荷量検出部92及び層厚算出部94を含む。補正部90は、直流電流検出部86が検出した現在の直流電流を、メモリ76が直近の所定期間内に記憶した直流電流、交流電流検出部88が検出した交流電流、像保持体22の回転速度(プロセススピード)、及び後述する層厚算出部94の算出結果に応じて補正する。電荷量検出部92は、直流電流検出部86又は交流電流検出部88の検出結果に応じて、帯電部材24の帯電電荷量を検出する。層厚算出部94は、電荷量検出部92の検出結果に応じて、後述する感光層98の層厚を算出する。
The
像保持体22は、例えば接地されたアルミニウムなどからなる円筒状の導電性支持体96と、この導電性支持体96の外面を覆う感光層98とを有する。感光層98は、図4に示すように、例えば電荷発生層100、電荷輸送層(CT層)102及び保護層(OC層)104から構成される。電荷発生層100は、例えば層厚(膜厚)が0.15μmにされており、電荷キャリア生成材料を含んで導電性支持体96を被覆している。電荷輸送層102は、電荷キャリア輸送材料を含み例えば比誘電率が3である部材からなり、層厚が約20μmにされ、電荷発生層100外側に積層されている。保護層104は、例えば比誘電率が4.5である部材からなり、層厚が約5μmにされ、電荷輸送層102の外側に積層されている。また、保護層104は、電荷輸送層102よりも硬度が高くされている。例えば、電荷輸送層102が1000サイクルの処理で約30nmの摩耗となるのに対し、保護層104は1000サイクルの処理で約3nmの摩耗となるようにされている。
The
図5は、一定の環境(所定の温度湿度)において、像保持体22を所定期間使用した場合に、直流電流検出部86が検出した直流電流Idcを示すグラフである。
像保持体22の感光層98が単層である場合には、直流電流検出部86が検出する直流電流Idcは下式1により表され、数十分の時間では直流電流検出部86が検出する直流電流は図5に示したようには変化しないものと考えられる。
FIG. 5 is a graph showing the direct current Idc detected by the direct
When the
Idc=(V−V0)・ε0・ε・L・VP/D ・・・(1)
Idc:直流電流値(現在の値)
V:高圧電源82の印加電圧
V0:像保持体22の初期表面電位
ε0:真空の誘電率
ε:感光層98の比誘電率
VP:プロセススピード
D:感光層98の層厚
L:像保持体22の帯電有効長
Idc = (V−V0) · ε0 · ε · L · VP / D (1)
Idc: DC current value (current value)
V: Applied voltage of high-
V0: initial surface potential of the
ε0: Dielectric constant of vacuum
ε: relative dielectric constant of
VP: Process speed
D: Layer thickness of
L: Effective charging length of the
ここでそれぞれの値がとりうる範囲はおおよそ以下のようになる。
Idc:直流電流値(現在の値) 0〜200μA
V:高圧電源82の印加電圧 −300〜−1000V
V0:像保持体22の初期表面電位 0〜−300V
ε0:真空の誘電率 8.85E−12
ε:感光層98の比誘電率 1〜10
VP:プロセススピード 50〜400mm/s
D:感光層98の層厚 10〜40μm
L:像保持体22の帯電有効長 100〜400mm
Here, the range that each value can take is roughly as follows.
Idc: DC current value (current value) 0 to 200 μA
V: Applied voltage of high-voltage power supply 82 -300 to -1000 V
V0: Initial surface potential of the
ε0: Dielectric constant of vacuum 8.85E-12
ε: relative dielectric constant of
VP: Process speed 50-400mm / s
D: Layer thickness of photosensitive layer 98: 10 to 40 μm
L: Effective charging length of the
一方、像保持体22の感光層98が上述したように電荷発生層100、電荷輸送層102及び保護層104から構成される(複数層から構成される)場合、像保持体22の表面電位が変化しなくても、直流電流検出部86が検出する直流電流Idcが図5に示したように変化することを本発明者は発見した。したがって、制御ユニット66内に設けられた補正部90は、直流電流検出部86が検出した直流電流Idcを例えば下式2などによって補正する必要がある。
On the other hand, when the
Idc=(V−V0)・ε0・ε・L・VP/D+A ・・・(2)
Idc:直流電流値(現在の補正値)
V:高圧電源82の印加電圧
V0:像保持体22の初期表面電位
ε0:真空の誘電率
ε:感光層98の比誘電率
VP:プロセススピード
D:感光層98の層厚
L:像保持体22の帯電有効長
A:補正項
Idc = (V−V0) · ε0 · ε · L · VP / D + A (2)
Idc: DC current value (current correction value)
V: Applied voltage of high-
V0: initial surface potential of the
ε0: Dielectric constant of vacuum
ε: relative dielectric constant of
VP: Process speed
D: Layer thickness of
L: Effective charging length of the
A: Correction term
ここで、補正項Aは、例えば下式3によって表される。
Here, the correction term A is expressed by the
図6は、式3に示した係数a(t)の経過時間tに対する変化を示すグラフである。図6に示すように、係数a(t)は、経過時間tが短い場合には1に近い値になり、経過時間tが長くなると急激に0に近い値になるようにされている。したがって、t分前の直流電流Idcの補正値は、経過時間tが短いほど補正項Aに対する影響が大きい。
なお、補正部90が補正した直流電流Idcは、少なくとも直近の所定期間分(例えば60分の間に補正部90が補正した直流電流Idcそれぞれ)がメモリ76に記憶されるようになっている。
ここで、補正部90は、直流電流Idcが検出された後に所定期間(例えば60分)よりも長い時間経過した場合、検出後に所定期間よりも長い時間を経過した直流電流Idcの値は、現在の直流電流Idcを補正するためには不要である(影響を与えない)としている。
FIG. 6 is a graph showing the change of the coefficient a (t) shown in
Note that the DC current Idc corrected by the correcting
Here, when a time longer than a predetermined period (for example, 60 minutes) has elapsed after the DC current Idc is detected, the
図7は、補正部90が補正してメモリ76が記憶した直流電流Idcと、補正部90が経過時間に応じて補正した補正量との関係を示すグラフである。
画像形成装置10において画像が形成される場合、像保持体22には直流電流Idcが流れ、補正部90が補正した直流電流Idcをメモリ76が記憶する。補正部90が経過時間に応じて補正した補正量は、画像が形成された時間よりも遅れて増加し、画像形成が中止された時間よりも遅れて減少する。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the DC current Idc corrected by the
When an image is formed in the
さらに、直流電流値Idcは、温度湿度センサ67が検出した温度及び湿度(環境条件)、像保持体22の回転速度(プロセススピード)、交流電流検出部88が検出した交流電流Iac、及び層厚算出部94が算出した感光層98の層厚の変化に応じて変化する直流電流Idc(t)に対する係数をそれぞれ用いて補正項Aが変化するように補正されることにより、補正精度が向上する。
Further, the direct current value Idc includes the temperature and humidity (environmental conditions) detected by the temperature /
図8は、補正項Aを算出するために用いられる直流電流Idc(t)に対する係数をそれぞれ示すグラフである。
図8(A)に示すように、温度の変化に応じて変化する直流電流Idc(t)に対する係数は、温度が低い場合には1に近い値になり、温度が高くなると急激に0に近い値になるようにされている。
図8(B)に示すように、湿度の変化に応じて変化する直流電流Idc(t)に対する係数は、湿度が低い場合には1に近い値になり、湿度が高くなると急激に0に近い値になるようにされている。
図8(C)に示すように、感光層98の層厚の変化に応じて変化する直流電流Idc(t)に対する係数は、感光層98の層厚が厚い場合には1に近い値になり、感光層98の層厚が薄くなるにつれて0に近い値になるようにされている。
図8(D)に示すように、像保持体22の回転速度(プロセススピード)の変化に応じて変化する直流電流Idc(t)に対する係数は、プロセススピードが遅い場合には1に近い値になり、プロセススピードが速くなるにつれて小さな値になるようにされている。
図8(E)に示すように、交流電流検出部88が検出した交流電流Iacの変化に応じて変化する直流電流Idc(t)に対する係数は、交流電流Iacが大きい場合には1に近い値になり、交流電流Iacが小さくなるにつれて小さな値になるようにされている。
FIG. 8 is a graph showing coefficients for the direct current Idc (t) used to calculate the correction term A.
As shown in FIG. 8A, the coefficient for the direct current Idc (t) that changes according to the change in temperature is close to 1 when the temperature is low, and rapidly close to 0 when the temperature is high. To be value.
As shown in FIG. 8B, the coefficient for the direct current Idc (t) that changes according to the change in humidity is close to 1 when the humidity is low, and rapidly close to 0 when the humidity is high. To be value.
As shown in FIG. 8C, the coefficient for the direct current Idc (t) that changes according to the change in the layer thickness of the
As shown in FIG. 8D, the coefficient for the direct current Idc (t) that changes according to the change in the rotation speed (process speed) of the
As shown in FIG. 8E, the coefficient for the direct current Idc (t) that changes according to the change in the alternating current Iac detected by the alternating
図9に図5で示された特性に対し上記補正をした場合の検出直流電流値、補正項A、補正後直流電流値を示す。検出される直流電流は増加するが補正をすることでほぼ一定の値とすることができる。 FIG. 9 shows the detected DC current value, the correction term A, and the corrected DC current value when the above-described correction is performed on the characteristics shown in FIG. Although the detected direct current increases, it can be set to a substantially constant value by correction.
10 画像形成装置
14 画像形成部
22 像保持体
24 帯電部材
66 制御ユニット
67 温度湿度センサ
74 CPU
76 メモリ
82 高圧電源
84 電流検出部
86 直流電流検出部
88 交流電流検出部
90 補正部
92 電荷量検出部
94 層厚算出部
96 導電性支持体
98 感光層
100 電荷発生層
102 電荷輸送層
104 保護層
DESCRIPTION OF
76
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JP2007315811A JP2009139637A (en) | 2007-12-06 | 2007-12-06 | Image forming apparatus |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2017044957A (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-02 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
CN112683905A (en) * | 2020-12-22 | 2021-04-20 | 威海华菱光电股份有限公司 | Control method and control device of sheet object detection device and processor |
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2007
- 2007-12-06 JP JP2007315811A patent/JP2009139637A/en active Pending
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