JP2011128345A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の、電子写真式の画像形成装置に関し、特に、感光体ドラムの表面を接触若しくは非接触の状態で帯電させる帯電部材を備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a laser printer, and a facsimile, and more particularly to an image forming apparatus provided with a charging member that charges a surface of a photosensitive drum in a contact or non-contact state. It is.
電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、感光体ドラムの表面を均一に帯電させる好適な手段としては、コロナ放電器を備えたコロナ帯電方式と、帯電ローラに代表される導電性の帯電部材を備えた接触帯電方式とがある。コロナ放電器はオゾン等のコロナ生成物が多く発生するので、オゾンにより空気中の成分が分解され、NOxやSOx等のイオン生成物が生成される。そのため、近年ではコロナ帯電方式に代えて接触帯電方式が採用される傾向が認められる。この接触帯電方式は、特にDC電圧若しくはDC電圧にAC電圧を重畳した電圧を印加することによりオゾン、NOx、SOx等の発生を抑制可能である。 In an image forming apparatus using an electrophotographic process, suitable means for uniformly charging the surface of the photosensitive drum include a corona charging method including a corona discharger and a conductive charging member typified by a charging roller. There is a contact charging system. Since many corona products such as ozone are generated in the corona discharger, components in the air are decomposed by ozone, and ion products such as NOx and SOx are generated. For this reason, in recent years, it has been recognized that the contact charging method is adopted instead of the corona charging method. This contact charging method can suppress generation of ozone, NOx, SOx, and the like by applying a DC voltage or a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage.
しかし、接触帯電方式では感光体表面の帯電工程が表面近傍での放電により行われるため、感光層の摩耗が促進される。特に有機感光層(OPC)を有する感光体を用いる場合、感光層が摩耗すると静電容量が増大し、画像形成に最適な静電潜像を形成するために感光体表面に与えるべき電荷量が変化する。また、感光体の摩耗が進行すると、感光体の耐圧特性が低下するため、帯電部材に高電圧が印加されたときに感光層がピンホールと呼ばれる局所的な絶縁破壊を起こしやすい。このピンホールは画像上で黒点となって現れ、画像品質上の大きな問題となる。従って、長期間に亘って安定した画像を出力するためには、感光層の層厚(膜厚)に応じた帯電電圧に制御する必要がある。 However, in the contact charging method, since the charging process on the surface of the photoreceptor is performed by discharge near the surface, the wear of the photosensitive layer is promoted. In particular, when using a photoreceptor having an organic photosensitive layer (OPC), the electrostatic capacity increases as the photosensitive layer wears, and the amount of charge to be applied to the surface of the photoreceptor in order to form an electrostatic latent image optimal for image formation is reduced. Change. In addition, when the wear of the photoconductor progresses, the pressure resistance characteristics of the photoconductor deteriorates. Therefore, when a high voltage is applied to the charging member, the photoconductive layer tends to cause local dielectric breakdown called a pinhole. This pinhole appears as a black spot on the image, which is a big problem in image quality. Therefore, in order to output a stable image over a long period of time, it is necessary to control the charging voltage according to the layer thickness (film thickness) of the photosensitive layer.
そこで、画像形成装置の使用期間中における感光層の膜厚を検出し、プロセス設定条件を制御する方法が種々提案されており、例えば特許文献1には、帯電電流値と感光体の静電容量及び感光層の膜厚との関係を用いて、検知された帯電電流値から感光層の膜厚を算出するか、或いは装置の使用時間から感光層の摩耗量を推定し、膜厚変動に応じて現像バイアス及び帯電バイアスを制御する画像形成装置が開示されている。
Therefore, various methods for detecting the film thickness of the photosensitive layer during the use period of the image forming apparatus and controlling the process setting conditions have been proposed. For example,
また、特許文献2には、画像形成装置の使用状態や設置環境の変化等の時間推移に基づいて検知電流量を補正し、補正された検知結果に応じてプロセス設定条件を制御する画像形成装置が開示されている。また、特許文献3には、感光体の温度と流れ込み電流に対応して定まる感光層の膜厚に関するデータを記憶手段に格納しておき、実際に検知された感光体への流れ込み電流及び感光体の温度と、記憶手段に格納されたデータとに基づいて感光層の膜厚を算出する画像形成装置が開示されている。
さらに、特許文献4には、放電電流値を条件として係数Kを選択し、Kを係数とした関数によって像担持体の消耗値Wを算出するとともに、消耗値Wを積算して算出された積算消耗値Sに基づいて像担持体の寿命を判定する像担持体の寿命検知装置及び画像形成装置が開示されている。
Further, in
しかしながら、特許文献1の方法では、帯電電流が検知できれば膜厚が求められることになっているが、実際には環境温度や連続印字中の感光層の光疲労等により、同じ膜厚であっても帯電電流は大きく変化するため膜厚の予測が困難であった。また、使用時間と感光層の摩耗量との関係については、感光体の駆動中に常に画像形成時の電圧が印加されていれば帯電電流の検出値をテーブルに参照することで膜厚の予測が可能であるが、実際には使用状態によって帯電電圧が印加されない状態で感光体が回転している時間が異なるため、使用時間のみで膜厚を予測することも困難であった。
However, in the method of
また、特許文献2の方法では、検知電流によって算出された多数の膜厚データから近似線を導き、膜厚を補正していくために、メモリ容量を増大させて多数のデータを格納しておく必要があり、装置のコストアップに繋がるという問題点があった。また、特許文献3の方法では、感光体の温度と表面電位を精確に検出する温度検出手段及び表面電位検出手段が必要であり、特に複数の感光体を使用するカラー画像形成装置においてはコストアップに繋がる。
Further, in the method of
また、特許文献4では、DC電圧にAC電圧を重畳した電圧を帯電ローラに印加する構成のため、像担持体と帯電ローラとの間に流れる放電電流値とAC電圧の周波数(帯電周波数)とに基づいて係数Kを決定している。そして、Kを決定するためのテーブルが予め記憶素子に記憶されている(段落[0085]、図6)。そのため、Kの値に対応する放電電流値が所定の幅(範囲)を持つことになり、放電電流値の微小な変化に応じた係数Kの最適値を決定できず、ひいては像担持体の消耗値Wを精度良く算出することができなかった。
Further, in
なお、感光体表面を非接触の状態で帯電させる場合においても、帯電部材と感光体とが近接している場合は上述したような接触帯電方式と同様の問題が生じる。 Even when the surface of the photosensitive member is charged in a non-contact state, if the charging member and the photosensitive member are close to each other, a problem similar to that of the contact charging method as described above occurs.
本発明は、上記問題点に鑑み、感光体表面の感光層の摩耗量を精確に予測するとともに、予測した摩耗量に基づいて帯電電圧を制御することにより長期間に亘って高画質な画像形成が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention accurately predicts the wear amount of the photosensitive layer on the surface of the photoreceptor and controls the charging voltage based on the predicted wear amount to form a high-quality image over a long period of time. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing the above.
上記目的を達成するために本発明は、表面に感光層が形成された像担持体と、該像担持体の表面に接触若しくは非接触状態で直流電圧のみからなる帯電バイアスを印加することで前記像担持体表面を帯電させる帯電部材と、該帯電部材に直流電圧を印加する電圧印加手段と、該電圧印加手段により帯電バイアスを印加したとき前記像担持体と前記帯電部材との間に流れる帯電電流を検出する電流検出手段と、前記像担持体の駆動時間t1、前記帯電部材への帯電バイアスの印加時間t2を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された前記像担持体の駆動時間t1、前記帯電部材への帯電バイアスの印加時間t2、及び前記電流検出手段により検出された帯電電流iに基づいて感光層の摩耗量Mを算出し、摩耗量Mを積算して得られた積算摩耗量ΣMに応じて前記帯電部材に印加される帯電バイアスを基準値から補正する制御手段と、を備えた画像形成装置である。 In order to achieve the above object, the present invention provides an image carrier having a photosensitive layer formed on the surface thereof, and applying a charging bias consisting of only a DC voltage in a contact or non-contact state to the surface of the image carrier. A charging member that charges the surface of the image carrier, a voltage applying unit that applies a DC voltage to the charging member, and a charge that flows between the image carrier and the charging member when a charging bias is applied by the voltage applying unit. Current detection means for detecting current, drive time t1 of the image carrier, storage means for storing charging bias application time t2 to the charging member, and drive time of the image carrier stored in the storage means The wear amount M of the photosensitive layer is calculated on the basis of t1, the charging bias application time t2 to the charging member, and the charging current i detected by the current detecting means, and the wear amount M is accumulated. Ma And control means for correcting the reference value charging bias applied to the charging member according to the amount ΣM an image forming apparatus having a.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、算出された積算摩耗量ΣMを前記記憶手段に記憶するとともに、積算摩耗量ΣMが前回の帯電バイアスの補正時から所定量増加する毎に帯電バイアスを補正することを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the control unit stores the calculated integrated wear amount ΣM in the storage unit, and the integrated wear amount ΣM increases by a predetermined amount from the previous correction of the charging bias. It is characterized in that the charging bias is corrected every time.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記摩耗量Mは、以下の式(1)により算出されることを特徴としている。
M=r×t1+s×i×t2 ・・・(1)
ただし、
r:像担持体を所定の線速で駆動させたときの、帯電バイアスを印加しない場合の単位時間当たりの摩耗レート
s:像担持体を所定の線速で駆動させたときの、単位時間、単位帯電電流当たりの摩耗レート
である。
In the image forming apparatus having the above-described configuration, the wear amount M is calculated by the following equation (1).
M = r × t1 + s × i × t2 (1)
However,
r: wear rate per unit time when the image bearing member is driven at a predetermined linear velocity when no charging bias is applied s: unit time when the image carrier is driven at a predetermined linear velocity, This is the wear rate per unit charging current.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記記憶手段には、装置内部の環境条件に応じた複数の前記摩耗レートsが記憶されていることを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the storage unit stores a plurality of wear rates s corresponding to environmental conditions inside the apparatus.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記記憶手段には、前記像担持体の線速に応じた複数の前記摩耗レートr、sが記憶されていることを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the storage unit stores a plurality of wear rates r and s corresponding to the linear velocity of the image carrier.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記像担持体及び前記帯電部材を複数組有し、像担持体毎に算出される前記摩耗量M及び前記積算摩耗量ΣMに基づいて各帯電部材に印加される帯電バイアスが個別に制御されることを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, a plurality of sets of the image carrier and the charging member are provided, and each charge is determined based on the wear amount M and the accumulated wear amount ΣM calculated for each image carrier. The charging bias applied to the member is individually controlled.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記帯電バイアスは、感光層の初期層厚と前記積算摩耗量ΣMとに応じて決まる絶縁破壊発生電圧よりも低く設定されることを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, the charging bias is set lower than a dielectric breakdown occurrence voltage determined according to an initial layer thickness of the photosensitive layer and the accumulated wear amount ΣM. .
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記感光層が有機感光層であることを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the photosensitive layer is an organic photosensitive layer.
本発明の第1の構成によれば、帯電部材に直流電圧のみからなる帯電バイアスを印加する場合、像担持体の駆動時間t1、帯電バイアスの印加時間t2、及び帯電電流iに基づいて摩耗量Mを算出し、算出された摩耗量Mを積算して積算摩耗量ΣMを算出することにより、帯電電流の影響を受ける印字中の摩耗量に加えて、帯電電流の影響を排除した非印字時の摩耗量を算出することができる。また、算出された積算摩耗量ΣMに基づいて帯電バイアスを制御することにより、感光層の摩耗量に応じた適切な帯電バイアスを決定することができる。 According to the first configuration of the present invention, when a charging bias consisting of only a DC voltage is applied to the charging member, the wear amount is based on the driving time t1 of the image carrier, the charging bias application time t2, and the charging current i. By calculating M and integrating the calculated wear amount M to calculate the integrated wear amount ΣM, in addition to the wear amount during printing that is affected by the charging current, non-printing that eliminates the effect of the charging current The amount of wear can be calculated. Further, by controlling the charging bias based on the calculated integrated wear amount ΣM, it is possible to determine an appropriate charging bias according to the wear amount of the photosensitive layer.
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の画像形成装置において、算出された積算摩耗量ΣMを記憶手段に記憶しておき、積算摩耗量ΣMが前回の帯電バイアスの補正時から所定量増加する毎に帯電バイアスを補正することにより、層厚の変化に応じた適切な間隔で補正が入るため、補正間隔が短すぎることによる待ち時間の増加や補正間隔が長すぎることによる帯電不具合等を抑制することができる。 Further, according to the second configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first configuration, the calculated accumulated wear amount ΣM is stored in the storage unit, and the accumulated wear amount ΣM is equal to the previous charging bias. By correcting the charging bias every time it increases by a predetermined amount from the time of correction, correction is entered at an appropriate interval according to the change in layer thickness, so the waiting time increases due to the correction interval being too short or the correction interval is too long It is possible to suppress charging problems caused by the above.
また、本発明の第3の構成によれば、上記第1又は第2の構成の画像形成装置において、摩耗レートrと像担持体の駆動時間t1の積で表される物理的な摩耗量と、摩耗レートs、帯電電流i、帯電バイアスの印加時間t2の積で表される帯電バイアス印加による摩耗量の増加分とを別個に計算して加算することで、例えば短時間で多量の印字を連続して行う場合と、少量の印字を何度も行う場合のどちらの場合でも摩耗量Mを精度良く算出することができる。 According to the third configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first or second configuration, the physical wear amount represented by the product of the wear rate r and the drive time t1 of the image carrier is obtained. , Wear rate s, charging current i, charging bias application time t2 represented by the product of wear amount increase by charging bias application separately calculated and added, for example, a large amount of printing in a short time The wear amount M can be calculated with high accuracy both in the case of performing continuously and in the case of performing a small amount of printing many times.
また、本発明の第4の構成によれば、上記第3の構成の画像形成装置において、装置内部の環境条件に応じた複数の摩耗レートsを記憶しておくことで、装置内部の環境条件に係わらず摩耗量の予測精度がより高くなる。 According to the fourth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the third configuration, a plurality of wear rates s corresponding to the environmental conditions inside the apparatus are stored, so that the environmental conditions inside the apparatus are stored. Regardless of this, the prediction accuracy of the wear amount becomes higher.
また、本発明の第5の構成によれば、上記第3又は第4の構成の画像形成装置において、像担持体の線速に応じた複数の摩耗レートr、sを記憶しておくことで、様々なモードでの摩耗量をより精度良く予測することができる。 According to the fifth configuration of the invention, in the image forming apparatus having the third or fourth configuration, a plurality of wear rates r and s corresponding to the linear velocity of the image carrier are stored. The amount of wear in various modes can be predicted with higher accuracy.
また、本発明の第6の構成によれば、上記第1乃至第5のいずれかの構成の画像形成装置において、像担持体及び帯電部材を複数組有する場合、像担持体毎に算出される摩耗量M及び積算摩耗量ΣMに基づいて帯電部材毎に帯電バイアスを個別に制御することにより、例えばタンデム型カラー画像形成装置における各像担持体の使用状況に応じて適切な帯電バイアスを印加することができる。 According to the sixth configuration of the present invention, when the image forming apparatus having any one of the first to fifth configurations includes a plurality of sets of image carriers and charging members, the calculation is performed for each image carrier. By appropriately controlling the charging bias for each charging member based on the wear amount M and the accumulated wear amount ΣM, for example, an appropriate charging bias is applied according to the use state of each image carrier in the tandem type color image forming apparatus. be able to.
また、本発明の第7の構成によれば、上記第1乃至第6のいずれかの構成の画像形成装置において、帯電バイアスを、感光層の初期層厚と積算摩耗量ΣMとに応じて決まる絶縁破壊発生電圧よりも低く設定することにより、ピンホールの発生を確実に防止することができる。 According to the seventh configuration of the present invention, in the image forming apparatus having any one of the first to sixth configurations, the charging bias is determined according to the initial layer thickness of the photosensitive layer and the accumulated wear amount ΣM. By setting the voltage lower than the dielectric breakdown voltage, pinholes can be reliably prevented.
また、本発明の第8の構成によれば、上記第1乃至第7のいずれかの構成の画像形成装置において、感光層が摩耗し易い有機感光層である像担持体においても適切な帯電バイアスを印加してピンホールの発生リスクを低下させることができる。 According to the eighth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having any one of the first to seventh configurations, an appropriate charging bias can be applied to an image carrier that is an organic photosensitive layer in which the photosensitive layer is easily worn. Can be applied to reduce the risk of pinholes.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラープリンタ100本体内には4つの画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdが、図1では右側から順に配設されている。これらの画像形成部Pa〜Pdは、異なる4色(シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus equipped with the developing device of the present invention. Here, a tandem color image forming apparatus is shown. In the main body of the
この画像形成部Pa〜Pdには、各色の可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム1a、1b、1c及び1dが配設されており、さらに駆動手段(図示せず)により図1において時計回りに回転する中間転写ベルト8が各画像形成部Pa〜Pdに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム1a〜1d上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム1a〜1dに当接しながら移動する中間転写ベルト8上に順次転写されて重畳された後、二次転写ローラ9の作用によって記録媒体の一例としての転写紙P上に転写され、さらに、定着部7において転写紙P上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム1a〜1dを図1において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム1a〜1dに対する画像形成プロセスが実行される。
The image forming portions Pa to Pd are provided with
トナー像が転写される転写紙Pは、装置下部の用紙カセット16内に収容されており、給紙ローラ12a及びレジストローラ対12bを介して二次転写ローラ9と後述する中間転写ベルト8の駆動ローラ11との間のニップへと搬送される。中間転写ベルト8には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラ9から見て中間転写ベルト8の移動方向の下流側には中間転写ベルト8表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナ19が配置されている。
The transfer paper P onto which the toner image is transferred is accommodated in a
次に、画像形成部Pa〜Pdについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム1a〜1dの周囲及び下方には、感光体ドラム1a〜1dを帯電させる帯電装置2a、2b、2c及び2dと、各感光体ドラム1a〜1dに画像情報を露光する露光ユニット4と、感光体ドラム1a〜1d上にトナー像を形成する現像装置3a、3b、3c及び3dと、感光体ドラム1a〜1d上に残留した現像剤(トナー)を除去するクリーニング装置5a、5b、5c及び5dが設けられている。
Next, the image forming units Pa to Pd will be described. There are charging
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置2a〜2dによって感光体ドラム1a〜1dの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット4によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム1a〜1d上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置3a〜3dには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置3a〜3d内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合には不図示のトナー補給装置から各現像装置3a〜3dにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置3a〜3dにより感光体ドラム1a〜1d上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット4からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
When image data is input from a host device such as a personal computer, first, the surfaces of the
そして、一次転写ローラ6a〜6dにより一次転写ローラ6a〜6dと感光体ドラム1a〜1dとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム1a〜1d上のイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が中間転写ベルト8上に一次転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム1a〜1dの表面に残留したトナーがクリーニング装置5a〜5dにより除去される。
Then, the
中間転写ベルト8は、上流側の搬送ローラ10と、下流側の駆動ローラ11とに掛け渡されており、駆動モータ(図示せず)による駆動ローラ11の回転に伴い中間転写ベルト8が時計回りに回転を開始すると、転写紙Pがレジストローラ対12bから所定のタイミングで中間転写ベルト8に隣接して設けられた二次転写ローラ9へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Pは定着部7へと搬送される。
The
定着部7に搬送された転写紙Pは、定着ローラ対13により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Pの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Pは、複数方向に分岐した分岐部14によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Pの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ対15によって排出トレイ17に排出される。
The transfer paper P conveyed to the fixing
一方、転写紙Pの両面に画像を形成する場合は、定着部7を通過した転写紙Pの一部を一旦排出ローラ対15から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Pは排出ローラ対15を逆回転させることにより分岐部14で用紙搬送路18に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラ対12bに再搬送される。そして、中間転写ベルト8上に形成された次の画像が二次転写ローラ9により転写紙Pの画像が形成されていない面に転写され、定着部7に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラ対15から排出トレイ17に排出される。
On the other hand, when images are formed on both sides of the transfer paper P, a part of the transfer paper P that has passed through the fixing
図2は、図1における画像形成部Pa付近の拡大図である。なお、画像形成部Pb〜Pdについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。感光体ドラム1aの周囲には、ドラム回転方向(図2の反時計回り)に沿って帯電装置2a、現像装置3a、クリーニング装置5a、及び除電ランプ20が配設され、中間転写ベルト8を挟んで一次転写ローラ6aが配置されている。
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the image forming portion Pa in FIG. Since the image forming units Pb to Pd have basically the same configuration, description thereof is omitted. Around the
帯電装置2aは、感光体ドラム1aに接触してドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラ21と、帯電ローラ21をクリーニングするための帯電クリーニングローラ23とを有している。本発明においては、発生するオゾン量を少なくし、且つ帯電バイアス電源42(図3参照)のコストを低減するために、直流電圧のみからなる帯電バイアスを帯電ローラ21に印加している。
The charging
現像装置3aは、2本の攪拌搬送スクリュー25と、磁気ローラ27と、現像ローラ29とを有する二成分現像式であり、磁気ローラ27表面に起立する磁気ブラシを用いて現像ローラ29にトナー薄層を形成し、現像ローラ29にトナーと同極性(正)の現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを飛翔させる。
The developing
クリーニング装置5aは、クリーニングブレード31及び回収スクリュー33を有している。
The
感光体ドラム1a表面の、中間転写ベルト8との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード31が感光体ドラム1aに当接した状態で固定されている。クリーニングブレード31としては、例えばJIS硬度が78°のポリウレタンゴム製のブレードが用いられ、その当接点において感光体接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。なお、クリーニングブレード31の材質及び硬度、寸法、感光体ドラム1aへの食い込み量及び圧接力等は、感光体ドラム1aの仕様に応じて適宜設定される。クリーニングブレード31によって感光体ドラム1a表面から除去された残留トナーは、回収スクリュー33の回転に伴ってクリーニング装置5aの外部に排出される。
A
クリーニング装置5aと帯電装置2aの間には除電ランプ20が配置されている。除電ランプ20は、感光体ドラム1a表面に光照射することによりドラム表面の残留電荷を除去する。
A neutralizing
次に、本発明の画像形成装置の制御経路について説明する。図3は、本発明の画像形成装置に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、カラープリンタ100を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、カラープリンタ100全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。
Next, the control path of the image forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing an example of a control path used in the image forming apparatus of the present invention. In addition, since various controls of each part of the apparatus are performed when the
制御部90は、中央演算処理装置としてのCPU(Central Processing Unit)91、読み出し専用の記憶部であるROM(Read Only Memory)92、読み書き自在の記憶部であるRAM(Random Access Memory)93、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部94、カウンタ95、カラープリンタ100内の各装置に制御信号を送信したり操作部50からの入力信号を受信したりする複数(ここでは2つ)のI/F(インターフェイス)96を少なくとも備えている。また、制御部90は、装置本体内部の任意の場所に配置可能である。
The
ROM92には、カラープリンタ100の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、カラープリンタ100の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。RAM93には、カラープリンタ100の制御途中で発生した必要なデータや、カラープリンタ100の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。具体的には、各感光体ドラム1a〜1dの駆動時間t1、各帯電装置2a〜2dへの帯電バイアスの印加時間t2、後述する感光層の摩耗レートr、s、及びこれらを用いて算出された感光層の摩耗量M、積算摩耗量ΣMの他、感光層の摩耗量(層厚)に対するシフト電圧(補正値)との関係を記憶した帯電バイアス補正テーブルも格納されている。カウンタ95は、印刷枚数や駆動時間t1、帯電バイアス印加時間t2を積算してカウントする。
The
また、制御部90は、カラープリンタ100における各部分、装置に対し、CPU91からI/F96を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がI/F96を通じてCPU91に送信される。制御部90が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成ユニットPa〜Pd、露光ユニット4、一次転写ローラ6a〜6d、定着部7、二次転写ローラ9、画像入力部40、バイアス制御回路41、操作部50等が挙げられる。
The
画像入力部40は、カラープリンタ100がパーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部40より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部94に送出される。
The
バイアス制御回路41は、帯電バイアス電源42、現像バイアス電源43、及び転写バイアス電源44と接続され、制御部90からの出力信号によりこれらの各電源を作動させるものであり、これらの各電源はバイアス制御回路41からの制御信号によって、帯電装置2a〜2d、磁気ローラ27、現像ローラ29、一次転写ローラ6a〜6d、二次転写ローラ9に所定のバイアスを印加する。帯電電流センサ45は、帯電ローラ21に帯電バイアスが印加されたときに帯電ローラ21と感光体ドラム1a〜1dとの間に流れる電流値を検知し、検知結果は制御部90に送信される。
The
操作部50には、液晶表示部51、各種の状態を示すLED52が設けられており、ユーザは操作部50を操作して指示を入力することで、カラープリンタ100の各種の設定をし、画像形成等の各種機能を実行させる。液晶表示部51は、カラープリンタ100の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したり、タッチパネルとして、両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定など各種設定を行えるようになっている。
The
その他、操作部50には、画像形成を開始するようにユーザが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ/クリアボタン、カラープリンタ100の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。
In addition, the
次に、本発明の画像形成装置における感光層の摩耗量の予測方法について説明する。図1に示したような接触式の帯電装置2a〜2dを備えた画像形成装置においては、帯電ローラ21に帯電バイアスを印加した状態で装置を駆動する画像形成時と、帯電ローラ21に帯電バイアスを印加しない状態で装置を駆動する非画像形成時とで、感光体ドラム1a〜1d表面に形成された感光層の単位時間当たりの摩耗量(摩耗レート)が異なる。
Next, a method for predicting the wear amount of the photosensitive layer in the image forming apparatus of the present invention will be described. In the image forming apparatus provided with the contact-
感光体ドラム1a〜1dが摩耗する主な要因としては、感光体ドラム1a〜1dに接触する中間転写ベルト8、クリーニングブレード31による物理的な摩耗が挙げられる。この物理的な摩耗は、中間転写ベルト8、及びクリーニングブレード31等の接触部材が感光体ドラム1a〜1dに所定の圧力で押圧され、トナー外添剤である酸化チタン等の高硬度微粒子を含む現像剤が介在した状態で感光体ドラム1a〜1dが接触部材に対し線速差をもって回転し、感光体ドラム1a〜1dの回転により接触部材と感光体ドラム1a〜1dとの間に摩擦が生じることで発生する。
The main factor that the
画像形成時においては、上記の物理的な摩耗に加えて、帯電ローラ21から感光体ドラム1a〜1dへ流れる帯電電流により摩耗が促進される。そのため、帯電バイアスを印加する画像形成時の感光層の摩耗レートは帯電バイアスを印加しない非画像形成時の感光層の摩耗レートに比べて大きくなる。また、後述するように、直流電圧のみからなる帯電バイアスを印加したときの摩耗レートは、感光体ドラムと帯電装置との間に流れる帯電電流iに比例する。
During image formation, in addition to the above physical wear, wear is promoted by a charging current flowing from the charging
そこで、帯電バイアスを印加しない状態での単位時間当たりの感光層の摩耗レート(以下、摩耗レートrという)と、帯電バイアスを印加した場合の単位時間、単位帯電電流当たりの摩耗レート(以下、摩耗レートsという)とを予め求めておき、感光体ドラムの駆動時間と摩耗レートrとの積で算出される物理的な摩耗量、及び帯電バイアスの印加時間と帯電電流i、摩耗レートsとの積で算出される帯電バイアス印加による摩耗量の増加分を加算すれば、感光層の摩耗量を予測することができる。 Therefore, the wear rate of the photosensitive layer per unit time without applying a charging bias (hereinafter referred to as wear rate r), and the wear rate per unit time and unit charging current when applied with a charging bias (hereinafter referred to as wear). (Referred to as rate s), the physical wear amount calculated by the product of the photosensitive drum driving time and the wear rate r, the charging bias application time, the charging current i, and the wear rate s. The wear amount of the photosensitive layer can be predicted by adding the increase in the wear amount due to the application of the charging bias calculated by the product.
即ち、感光体ドラムの駆動時間をt1、帯電バイアスの印加時間をt2とすると、感光層の摩耗量Mは以下の式(1)で表される。
M=r×t1+s×i×t2 ・・・(1)
That is, assuming that the photosensitive drum driving time is t1 and the charging bias application time is t2, the wear amount M of the photosensitive layer is expressed by the following equation (1).
M = r × t1 + s × i × t2 (1)
画像形成時においてはt1=t2であるため、感光層の摩耗量Mは、図4(a)に示すように、物理的な摩耗量(r×t1)と放電による摩耗量の増加分(s×i×t2)の和となる。一方、非画像形成時においてはt2=0であるため、感光層の摩耗量Mは、図4(b)に示すように、物理的な摩耗量(r×t1)のみとなる。 Since t1 = t2 at the time of image formation, the wear amount M of the photosensitive layer is equal to the physical wear amount (r × t1) and the increase in wear due to discharge (s) as shown in FIG. Xi * t2). On the other hand, since t2 = 0 at the time of non-image formation, the wear amount M of the photosensitive layer is only the physical wear amount (r × t1) as shown in FIG.
そして、画像形成装置の使用期間中に任意の時間毎の摩耗量Mを複数回(M1、M2・・・)算出し、さらにMを積算して積算摩耗量ΣMを算出する。積算摩耗量ΣMの算出例を表1に示す。表1では、駆動時間t1の積算値が10分を超えたジョブの終了後に摩耗量MをM1〜M10の10回分算出し、各M1〜M10の算出結果を積算して積算摩耗量ΣMを求めている。 Then, the wear amount M for each arbitrary time is calculated a plurality of times (M1, M2,...) During the use period of the image forming apparatus, and M is added to calculate the integrated wear amount ΣM. A calculation example of the integrated wear amount ΣM is shown in Table 1. In Table 1, the wear amount M is calculated for 10 times M1 to M10 after completion of the job in which the integrated value of the drive time t1 exceeds 10 minutes, and the integrated wear amount ΣM is obtained by integrating the calculation results of M1 to M10. ing.
なお、感光層の初期層厚のスペックは決まっており(例えば36±2μm)、所定の環境条件において感光体ドラム1a〜1d表面が狙いの表面電位となるような帯電バイアスの基準値が各画像形成部Pa〜Pdにおいて設定されている。そして、得られた感光層の積算摩耗量ΣMに応じて、初期層厚がスペックの下限値である場合であっても絶縁破壊発生電圧を超えないように帯電ローラ21へ印加する帯電バイアスを制御することにより、感光層のピンホール発生を防止して長期間に亘って安定した画像を出力することができる。以下、摩耗レートr、sの具体的な求め方について説明する。
Note that the specification of the initial layer thickness of the photosensitive layer is determined (for example, 36 ± 2 μm), and the reference value of the charging bias is set so that the surface of the
(摩耗レートrの求め方)
図1の画像形成装置における接触式の帯電装置2a〜2dを、スコロトロン式の帯電装置に変更し、連続印字を行ったときの印字時間に対する摩耗量をプロットする。スコロトロン式の帯電装置を使用した場合、放電による摩耗量の増加はほぼ無視できる程度となる。従って、感光層の摩耗量は接触部材(中間転写ベルト8、クリーニングブレード31)による物理的な摩耗によるものとみなされ、各部材の接触状態に大きな変動がなければ摩耗量は感光体ドラムの駆動時間に比例する。
(How to find the wear rate r)
The contact
図5は、感光体ドラムの駆動時間x1(分)を横軸に、感光層の摩耗量y1(μm)を縦軸にとり、感光体ドラムを所定の線速(例えば168mm/s)で回転させて連続印字したときのグラフである。図5に示すグラフは、一次式y1=0.0005x1で表される直線となるから、傾き0.0005が摩耗レートr(感光体ドラムを線速168mm/sで駆動させたときの、1分間当たりの感光層の摩耗量)に相当する。 FIG. 5 shows the photosensitive drum drive time x1 (min) on the horizontal axis and the photosensitive layer wear amount y1 (μm) on the vertical axis, and the photosensitive drum is rotated at a predetermined linear velocity (for example, 168 mm / s). This is a graph when continuous printing is performed. Since the graph shown in FIG. 5 is a straight line represented by the linear expression y1 = 0.0005 × 1, the inclination 0.0005 is a wear rate r (one minute when the photosensitive drum is driven at a linear speed of 168 mm / s). Equivalent to the amount of abrasion of the photosensitive layer).
(摩耗レートsの求め方)
図1の画像形成装置において、帯電装置2a〜2dの帯電ローラ21と感光体ドラム1a〜1dとの間に一定電流(例えば0μA、30μA、50μA、70μA)を印加して感光体ドラム1a〜1dを画像形成時と同じ速度で回転させる。途中、クリーニングブレード31のめくれを防止するために、必要に応じて潤滑剤としてトナーを補給する。そして、初期状態、及び所定時間経過後に感光層の層厚を測定し、各電流値に対する単位時間当たりの摩耗量を算出する。
(How to find the wear rate s)
In the image forming apparatus of FIG. 1, a constant current (for example, 0 μA, 30 μA, 50 μA, and 70 μA) is applied between the charging
図6は、帯電電流x2(μA)を横軸に、各電流値に対する単位時間(100分)当たりの感光層の摩耗量から0μAでの摩耗量を差し引いた放電による摩耗量の増加分y2(μm/100分)を縦軸にとり、感光体ドラムを所定の線速(例えば168mm/s)で回転させて連続印字したときのグラフである。図6に示すグラフは、一次式y2=0.003x2+0.0056で表される直線となるから、傾き0.003が感光体ドラムを線速168mm/sで100分間駆動させたときの、単位帯電電流(1μA)当たりの摩耗量の増加分に相当する。従って、摩耗レートs(感光体ドラムを線速168mm/sで駆動させたときの、1分間・1μA当たりの摩耗量の増加分)は0.003/100=0.00003となる。 FIG. 6 shows an increase y2 in wear amount due to discharge obtained by subtracting the wear amount at 0 μA from the wear amount of the photosensitive layer per unit time (100 minutes) for each current value with the charging current x2 (μA) on the horizontal axis. (μm / 100 minutes) is a graph in which the vertical axis indicates the photosensitive drum and the photosensitive drum is rotated at a predetermined linear velocity (for example, 168 mm / s) for continuous printing. Since the graph shown in FIG. 6 is a straight line represented by the linear expression y2 = 0.003 × 2 + 0.0056, the unit charge when the photosensitive drum is driven at a linear speed of 168 mm / s for 100 minutes with an inclination of 0.003. This corresponds to an increase in the amount of wear per current (1 μA). Therefore, the wear rate s (the increase in wear per minute / μA when the photosensitive drum is driven at a linear speed of 168 mm / s) is 0.003 / 100 = 0.00003.
上述した方法により感光層の摩耗量を算出することで、図1に示したようなカラープリンタにおいて、例えばモノクロ印字動作時に画像形成部Pdの帯電装置2dにのみ帯電バイアスが印加され、画像形成部Pa〜Pcの帯電装置2a〜2cに帯電バイアスが印加されていないような場合でも、帯電電流の影響を排除した感光体ドラム1a〜1cの感光層の摩耗量を精度良く算出することができる。
By calculating the wear amount of the photosensitive layer by the above-described method, in the color printer as shown in FIG. 1, for example, during monochrome printing operation, a charging bias is applied only to the
また、短時間で多量の印字を連続して行う場合(ドラム駆動時間t1≒帯電バイアス印加時間t2)と、少量の印字を何度も行う場合(ドラム駆動時間t1>帯電バイアス印加時間t2)のどちらの場合でも摩耗量を精度良く算出することができる。また、帯電ローラ21から感光体ドラム1a〜1dへの放電量(≒帯電電流)がわかれば摩耗量を算出できるため、使用環境によらず摩耗量を精度良く算出することができる。
Further, when a large amount of printing is continuously performed in a short time (drum driving time t1≈charging bias application time t2) and when a small amount of printing is performed many times (drum driving time t1> charging bias application time t2). In either case, the wear amount can be calculated with high accuracy. Further, since the wear amount can be calculated if the discharge amount (≈charging current) from the charging
なお、特に高湿環境の場合、帯電ローラ21表面が吸湿すると感光体ドラム1a〜1dとの接触部からの電荷注入割合が増加するため、検出された電流値に対する摩耗レートsは減少する。そのため、装置の使用環境、特に湿度条件に対応して複数の摩耗レートsを予め記憶させておき、湿度検出センサで検出された装置内部の湿度に応じて摩耗レートsを変更して摩耗量を算出すれば、摩耗量の予測精度がより高くなる。
In particular, in a high humidity environment, if the surface of the charging
図7は、本発明の画像形成装置における帯電バイアスの制御例を示すフローチャートである。図1〜図4を参照しながら、図7のステップに沿って感光層の層厚の予測値に基づく帯電バイアスの制御手順について説明する。図1に示したカラープリンタ100において印字が実行されると、画像形成部Pa〜Pd毎に各感光体ドラム1a〜1dの駆動時間t1及び帯電バイアスの印加時間t2をカウントする(ステップS1)。t1、t2のカウントはt1の積算カウント値が10分に達するまで継続され(ステップS2)、10分に達したときは全速モード(例えば168mm/s)での帯電電流を帯電電流センサ45により検出する(ステップS3)。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of charging bias control in the image forming apparatus of the present invention. The charging bias control procedure based on the predicted value of the layer thickness of the photosensitive layer will be described along the steps of FIG. 7 with reference to FIGS. When printing is executed in the
ステップS3で検出された帯電電流は、ドラム駆動10分間の帯電ON時間中の帯電電流iとみなされる。また、1/2線速、3/4線速など、全速モードと異なるモードで画像形成が行われる場合は、電流検知は全速モード時にのみ行い、積算カウント値に1/2、3/4等の係数を掛けてドラム駆動時間t1、帯電バイアス印加時間t2を補正する。t1、t2はROM93に格納される。
The charging current detected in step S3 is regarded as the charging current i during the charging ON time for 10 minutes of drum driving. In addition, when image formation is performed in a mode different from the full speed mode, such as 1/2 line speed and 3/4 line speed, current detection is performed only in the full speed mode, and the integrated count value is 1/2, 3/4, etc. The drum driving time t1 and the charging bias application time t2 are corrected by multiplying by the coefficient. t1 and t2 are stored in the
そして、式(1)を用いてドラム駆動10分毎の感光層の摩耗量Mを算出し(ステップS4)、t1及びt2をリセットする(ステップS5)。さらに、算出された摩耗量Mを積算して積算摩耗量ΣMを算出し(ステップS6)、ΣMをRAM93に保存する(ステップS7)。次に、ΣMが1μm増えたか否かが判断され(ステップS8)、ΣMが1μm増えた場合は帯電バイアスの基準値に対するシフト電圧(補正値)を帯電バイアス補正テーブルから参照して帯電バイアスを補正し(ステップS8)、次回以降の画像形成時における帯電バイアスの印加に反映させる。具体的には、帯電バイアスを感光層の層厚に応じて決まる絶縁破壊発生電圧よりも低く、且つ所望のドラム表面電位が得られるような電圧値に設定する。 Then, the wear amount M of the photosensitive layer every 10 minutes of drum driving is calculated using the equation (1) (step S4), and t1 and t2 are reset (step S5). Further, the calculated wear amount M is integrated to calculate an integrated wear amount ΣM (step S6), and ΣM is stored in the RAM 93 (step S7). Next, it is determined whether or not ΣM has increased by 1 μm (step S8). If ΣM has increased by 1 μm, the charging bias is corrected by referring to the charging bias correction table with reference to the shift voltage (correction value) for the charging bias reference value. (Step S8), and this is reflected in the application of the charging bias at the next and subsequent image formation. Specifically, the charging bias is set to a voltage value that is lower than the dielectric breakdown occurrence voltage determined according to the layer thickness of the photosensitive layer and that can obtain a desired drum surface potential.
帯電バイアスを補正した後はステップS1に戻り、同様の手順で摩耗量Mを算出してRAM93内に保存された積算摩耗量ΣMに加算して上書き保存し、直前の帯電バイアス補正時からΣMが1μm増える毎に帯電バイアスの補正を行う。なお、帯電バイアスの最適値は装置内部の温湿度条件等、感光層の層厚以外のファクターによっても変化するため、実際の帯電バイアスは複数のファクターで決まるシフト電圧を加算して決定される。
After correcting the charging bias, the process returns to step S1, and the wear amount M is calculated in the same procedure, added to the accumulated wear amount ΣM stored in the
上記のように帯電バイアスの制御を行うことで、感光層が摩耗した場合にも感光層の層厚に応じて感光体ドラムの表面電位を一定に維持するために必要十分な帯電バイアスを印加することができる。従って、感光層のピンホールによる黒点やドラム表面電位の低下による画像カブリのない高品質な画像を長期間に亘り安定して出力できる画像形成装置となる。また、感光層のピンホールの発生も抑制されるため、感光体ドラムの長寿命化にも寄与する。 By controlling the charging bias as described above, a necessary and sufficient charging bias is applied to maintain the surface potential of the photosensitive drum constant according to the layer thickness of the photosensitive layer even when the photosensitive layer is worn. be able to. Therefore, an image forming apparatus capable of stably outputting a high-quality image free from black spots due to pinholes in the photosensitive layer and image fogging due to a decrease in drum surface potential over a long period of time. Moreover, since the occurrence of pinholes in the photosensitive layer is also suppressed, it contributes to the extension of the life of the photosensitive drum.
さらに、ドラム駆動時間t1、帯電バイアス印加時間t2、積算摩耗量ΣM、及び摩耗レートr、sを記憶しておけば感光層の摩耗量に基づく帯電バイアス制御が可能となるため、これらが格納されるRAM93の容量を小さくすることができる。
Further, if the drum driving time t1, the charging bias application time t2, the accumulated wear amount ΣM, and the wear rates r and s are stored, the charging bias control based on the wear amount of the photosensitive layer becomes possible, and these are stored. The capacity of the
また、1/2線速、3/4線速等の通常線速(全速モード)と異なる線速のときに、通常線速から大きく帯電条件を変える場合や、ユーザの使用態様によっては通常線速と異なる線速で使用頻度が高い場合も考えられる。そのような場合は、摩耗レートr、sの値を線速毎に複数設定しておき、摩耗量Mの算出を線速の異なるジョブ毎に分けて行うようにすることで、様々なモードでの摩耗量をより精度良く予測することができる。 In addition, when the line speed is different from the normal line speed (full speed mode) such as 1/2 line speed, 3/4 line speed, etc., when the charging condition is largely changed from the normal line speed, or depending on the use mode of the user, the normal line It is also conceivable that the frequency of use is high at a linear speed different from the speed. In such a case, by setting a plurality of values of the wear rates r and s for each linear velocity, the wear amount M is calculated separately for each job with a different linear velocity. Can be predicted with higher accuracy.
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対配置などは、特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、感光層の摩耗量Mを算出する際の駆動時間の積算カウント値や帯電バイアスの補正トリガーとなる積算摩耗量ΣMの増加幅についても一例に過ぎず、感光層の特性や初期層厚等に応じて適宜変更可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, the materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the above embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, but merely illustrative examples, unless otherwise specified. . In addition, the cumulative count value of the driving time when calculating the wear amount M of the photosensitive layer and the increase width of the cumulative wear amount ΣM that becomes a correction trigger for the charging bias are merely examples, and the characteristics of the photosensitive layer, the initial layer thickness, etc. It can be appropriately changed depending on the situation.
また、上記実施形態において、帯電ローラ21は、感光体ドラム1a〜1dの表面に接触して感光体ドラム1a〜1dの表面を帯電させるよう構成されているが、帯電ローラ21が感光体ドラム1a〜1dの表面に近接して配置され、非接触の状態で帯電させるように構成される実施形態においても、実質的に同じ作用により実質的に同じ効果を奏することができる。
In the above-described embodiment, the charging
また、本発明は図1に示したタンデム型のカラープリンタに限らず、アナログ又はデジタル式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ、ロータリー式或いはタンデム式のカラー複写機、ファクシミリ等の、種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。 The present invention is not limited to the tandem type color printer shown in FIG. 1, and various image forming apparatuses such as an analog or digital monochrome copying machine, a monochrome printer, a rotary or tandem color copying machine, a facsimile, and the like. Of course, it can be applied to. Hereinafter, the effects of the present invention will be described in more detail with reference to examples.
図1に示した画像形成装置を用いて、実際に連続印字を行った場合、或いは帯電バイアスをOFFとして駆動を行った場合の感光層の摩耗量と、式(1)を用いて算出される摩耗量の予測値とを比較した。試験方法としては、所定時間毎に帯電電流と感光層の層厚を測定し、感光体ドラムの駆動時間に対する摩耗量の実測値の推移をプロットした。一方、予め決定された摩耗レートr、s(ここではr=0.0005、s=0.00003)と、測定された帯電電流iとから式(1)を用いて摩耗量の予測値を算出し、実測値と同様にプロットした。結果を図8に示す。 Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the wear amount of the photosensitive layer when the continuous printing is actually performed, or when the driving is performed with the charging bias OFF, and the calculation is performed using the equation (1). The predicted amount of wear was compared. As a test method, the charging current and the thickness of the photosensitive layer were measured every predetermined time, and the transition of the measured value of the wear amount with respect to the driving time of the photosensitive drum was plotted. On the other hand, a predicted wear amount is calculated using Equation (1) from the predetermined wear rates r and s (here, r = 0.0005, s = 0.00003) and the measured charging current i. And plotted in the same manner as the actually measured values. The results are shown in FIG.
図8に示すように、式(1)により算出した感光層の摩耗量の予測値(図に□で表示)と、感光層の摩耗量の実測値(図に●で表示)とは、連続印字時(図に実線で表示)と帯電バイアスOFF時(図に破線で表示)の両方でよく一致していることがわかる。この結果より、本発明の方法を用いて感光層の摩耗量を精度良く予測できるとともに、摩耗量の予測値に基づいて帯電バイアスを適正に制御可能であることが確認された。 As shown in FIG. 8, the predicted value of the amount of wear of the photosensitive layer (indicated by □ in the figure) calculated by the equation (1) and the actual amount of wear of the photosensitive layer (indicated by ● in the figure) are continuous. It can be seen that there is a good match both when printing (shown with a solid line in the figure) and when charging bias is OFF (shown with a broken line in the figure). From this result, it was confirmed that the wear amount of the photosensitive layer can be accurately predicted using the method of the present invention, and the charging bias can be appropriately controlled based on the predicted value of the wear amount.
本発明は、感光体ドラムの表面に接触若しくは非接触状態で直流電圧のみからなる帯電バイアスを印加してドラム表面を帯電させる帯電部材を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、感光層の摩耗量を精度良く予測し、感光層の層厚に応じた適切な帯電バイアスを印加することでピンホールの発生を効果的に抑制でき、像担持体の長寿命化も促進可能な画像形成装置を提供することができる。 The present invention can be used in an image forming apparatus including a charging member that charges a drum surface by applying a charging bias including only a DC voltage to the surface of the photosensitive drum in a contact or non-contact state. By utilizing the present invention, the amount of wear of the photosensitive layer can be accurately predicted, and the occurrence of pinholes can be effectively suppressed by applying an appropriate charging bias according to the layer thickness of the photosensitive layer. It is possible to provide an image forming apparatus capable of promoting the life extension.
特に、感光層が摩耗し易いOPC等の有機感光体を備えた画像形成装置に適用した場合、感光層の摩耗に伴うピンホールの発生リスクを低下させて装置の長寿命化、出力画像の画質及びメンテナンス性の向上を図ることができる。 In particular, when applied to an image forming apparatus equipped with an organic photoconductor such as OPC where the photosensitive layer is subject to wear, the risk of pinholes associated with wear of the photosensitive layer is reduced, the life of the apparatus is extended, and the output image quality is improved. In addition, it is possible to improve the maintainability.
Pa〜Pd 画像形成部
1a〜1d 感光体ドラム(像担持体)
2a〜2d 帯電装置
3a〜3d 現像装置
4 露光ユニット
5a〜5d クリーニング装置
6a〜6d 一次転写ローラ
8 中間転写ベルト
9 二次転写ローラ
20 除電ランプ
21 帯電ローラ(帯電部材)
41 バイアス制御回路(電圧印加手段)
42 帯電バイアス電源(電圧印加手段)
45 帯電電流センサ(電流検出手段)
90 制御部(制御手段)
93 RAM(記憶手段)
95 カウンタ
100 カラープリンタ
Pa to Pd
2a to
41 Bias control circuit (voltage application means)
42 Charging bias power supply (voltage application means)
45 Charging current sensor (current detection means)
90 Control unit (control means)
93 RAM (storage means)
95
Claims (8)
該像担持体の表面に接触若しくは非接触状態で直流電圧のみからなる帯電バイアスを印加することで前記像担持体表面を帯電させる帯電部材と、
該帯電部材に直流電圧を印加する電圧印加手段と、
該電圧印加手段により帯電バイアスを印加したとき前記像担持体と前記帯電部材との間に流れる帯電電流を検出する電流検出手段と、
前記像担持体の駆動時間t1、前記帯電部材への帯電バイアスの印加時間t2を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された前記像担持体の駆動時間t1、前記帯電部材への帯電バイアスの印加時間t2、及び前記電流検出手段により検出された帯電電流iに基づいて感光層の摩耗量Mを算出し、摩耗量Mを積算して得られた積算摩耗量ΣMに応じて前記帯電部材に印加される帯電バイアスを基準値から補正する制御手段と、を備えた画像形成装置。 An image carrier having a photosensitive layer formed on the surface;
A charging member that charges the surface of the image carrier by applying a charging bias consisting of only a direct current voltage in contact or non-contact with the surface of the image carrier;
Voltage applying means for applying a DC voltage to the charging member;
Current detecting means for detecting a charging current flowing between the image carrier and the charging member when a charging bias is applied by the voltage applying means;
Storage means for storing a driving time t1 of the image carrier and a charging bias application time t2 to the charging member;
The wear amount M of the photosensitive layer is calculated based on the driving time t1 of the image carrier stored in the storage means, the charging bias application time t2 to the charging member, and the charging current i detected by the current detection means. An image forming apparatus comprising: control means for correcting a charging bias applied to the charging member from a reference value according to an accumulated wear amount ΣM obtained by calculating and accumulating the wear amount M.
M=r×t1+s×i×t2 ・・・(1)
ただし、
r:像担持体を所定の線速で駆動させたときの、帯電バイアスを印加しない場合の単位時間当たりの摩耗レート
s:像担持体を所定の線速で駆動させたときの、単位時間、単位帯電電流当たりの摩耗レート
である。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the wear amount M is calculated by the following formula (1).
M = r × t1 + s × i × t2 (1)
However,
r: wear rate per unit time when the image bearing member is driven at a predetermined linear velocity when no charging bias is applied s: unit time when the image carrier is driven at a predetermined linear velocity, This is the wear rate per unit charging current.
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