JP2013125263A - Image forming apparatus and charging control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置及び帯電制御方法に係り、特に、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合したデジタル複合機等の画像形成装置及びこの画像形成装置で実行される帯電制御方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a charging control method, and more particularly to an image forming apparatus such as a copying machine using an electrophotographic method, a printer, a facsimile, or a digital composite machine that combines these functions, and the image forming apparatus. The present invention relates to a charge control method to be executed.
この種の技術として、例えば特許文献1及び2に記載された発明が公知である。このうち特許文献1(特開2005−172907号公報)に記載された発明は、帯電DCバイアスの回路の状態に左右されない帯電ACバイアスが得られる高品質な画像形成装置を提供するため、被帯電体と前記被帯電体に接触し、その状態が維持された(以下、「当接」と称する。)帯電部材と、帯電部材に直流成分と交流成分とを重畳した帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加手段を備え、交流成分が定電流電源によって生成され、かつ直流成分が定電圧電源によって生成される画像形成装置において、定電流電源の電流設定値を可変できる機能を有した電流設定手段、定電圧電源の電圧設定値を可変できる機能を有した電圧設定手段、電圧設定値に基づき、前記電流設定値を定める制御手段を有することを特徴とするものである。 As this type of technology, for example, the inventions described in Patent Documents 1 and 2 are known. Of these, the invention described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-172907) provides a high-quality image forming apparatus that can obtain a charged AC bias that is not affected by the state of a charged DC bias circuit. A charging member that is in contact with the body and the object to be charged (hereinafter referred to as “contact”), and a charging bias that applies a charging bias in which a DC component and an AC component are superimposed on the charging member. In an image forming apparatus including an applying unit, wherein an alternating current component is generated by a constant current power source and a direct current component is generated by a constant voltage power source, a current setting unit having a function capable of changing a current setting value of the constant current power source, Voltage setting means having a function capable of varying the voltage setting value of the voltage power supply, and control means for determining the current setting value based on the voltage setting value
また、特許文献2(特開2010−244019号公報)に記載された発明は、DC帯電方式を用いる画像形成装置において、電位センサを用いることなく、感光体ドラムを目標電位に帯電させるため、回転可能な感光体と、感光体を帯電する帯電手段と、感光体と帯電部材との間で放電が行われるように所定の交流電圧と所定の直流電圧を重畳させたテストバイアスを帯電部材へ印加した際に流れる直流電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段の出力に基づき帯電バイアスを制御する制御手段と、を有することを特徴とするものである。 Further, the invention described in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-244019) is an image forming apparatus that uses a DC charging method, in order to charge the photosensitive drum to a target potential without using a potential sensor. A test bias in which a predetermined AC voltage and a predetermined DC voltage are superimposed is applied to the charging member so that discharge is performed between the photosensitive member and the charging member. And a control means for controlling the charging bias based on the output of the current detection means.
特許文献1記載の発明では、交流成分が定電流電源によって生成され、かつ直流成分が定電圧電源によって生成される画像形成装置において、定電圧電源の電圧設定値を変更することができる電圧設定回路が設定する電圧設定値に基づき電流設定値を定めていることから、直流成分電圧設定値に基づき交流成分電流設定値を決定している。ここで設定しているのは、交流成分電流値であり、帯電電位の低下を補正することはできない。特許文献2記載の発明では、帯電部材へ印加した際に流れる直流電流を検出して帯電バイアスを制御するようになっているが、直流電流は小さいので精度良く帯電バイアスを決定することはできない。いずれにしても帯電部材の負荷上昇により帯電電位が低下するのを補正することができないので、帯電電位を常に一定に保つことは不可能である。 In the invention described in Patent Document 1, in an image forming apparatus in which an alternating current component is generated by a constant current power source and a direct current component is generated by a constant voltage power source, a voltage setting circuit capable of changing a voltage setting value of the constant voltage power source Since the current setting value is determined based on the voltage setting value set by A, the AC component current setting value is determined based on the DC component voltage setting value. What is set here is an AC component current value, and a decrease in charging potential cannot be corrected. In the invention described in Patent Document 2, the direct current flowing when applied to the charging member is detected to control the charging bias. However, since the direct current is small, the charging bias cannot be determined with high accuracy. In any case, it is impossible to correct the decrease in the charging potential due to the increase in the load of the charging member, so it is impossible to keep the charging potential constant.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、帯電部材の負荷上昇による帯電電位の低下を補正し、帯電電位を常に一定に保持可能とすることにある。 Accordingly, a problem to be solved by the present invention is to correct a decrease in the charging potential due to an increase in the load on the charging member, and to keep the charging potential constant.
前記課題を解決するため、本発明は、画像を担持する像担持体と、帯電DCバイアスと帯電ACバイアスを重畳して前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電される前記像担持体の帯電AC電流を検知する検知手段と、前記帯電AC電流、前記帯電ACバイアス及び前記帯電DCバイアスを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検知手段によって検知された帯電AC電流と、検知された帯電AC電流に基づいて設定される帯電ACバイアスと、指示された現像バイアスとから帯電DCバイアスを決定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an image carrier that carries an image, a charging unit that charges the image carrier by superimposing a charging DC bias and a charging AC bias, and the charging unit that is charged by the charging unit. A detection unit that detects a charging AC current of the image carrier, and a control unit that controls the charging AC current, the charging AC bias, and the charging DC bias. The control unit is detected by the detection unit. The charging DC bias is determined from the charging AC current, the charging AC bias set based on the detected charging AC current, and the designated developing bias.
本発明によれば、帯電部材の負荷上昇による帯電電位の低下を補正し、帯電電位を常に一定に保持することができる。 According to the present invention, it is possible to correct a decrease in the charging potential due to an increase in the load on the charging member, and to keep the charging potential constant.
本発明は、現像バイアス、帯電AC電流、帯電ACバイアスに応じて帯電DCバイアスを決定して帯電部材の負荷上昇による帯電電位の低下を補正し、帯電電位を常に一定に保持できるようにしたことを特徴とする。 In the present invention, the charging DC bias is determined in accordance with the developing bias, the charging AC current, and the charging AC bias, and the decrease in the charging potential due to the increase in the load of the charging member is corrected, so that the charging potential can always be maintained constant It is characterized by.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図1は本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラー複写機の全体的な構成を示す図である。図において、本実施形態に係るカラー複写機1本体は、原稿搬送部3、原稿読込部4、光書き込み部(露光部)6、給紙部7、プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BK(以下、総体的には符号10で示す。)、中間転写ベルト17、2次転写ローラ18、定着部20、トナー容器28等を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a color copying machine as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, the main body of the color copying machine 1 according to the present embodiment includes a document transport unit 3, a document reading unit 4, an optical writing unit (exposure unit) 6, a sheet feeding unit 7,
原稿搬送部3は原稿を原稿読込部4に搬送し、原稿読込部4は原稿の画像情報を読み込む。光書き込み部6は入力画像情報に基づいたレーザ光を出射して各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラムに光書き込みを行う。給紙部7には転写紙等の記録媒体Pが収納され、2次転写部(2転写ローラ18位置)に作像タイミングに合わせて給紙される。プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部として機能し、それぞれ後述の感光体ドラム、帯電部、現像部、転写部、クリーニング部、及び潤滑剤供給部等を備え、帯電部と現像部との間に光書き込み部6から出射されたレーザ光により潜像が形成される。
The document transport unit 3 transports the document to the document reading unit 4, and the document reading unit 4 reads image information of the document. The
中間転写ベルト17はプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKで現像されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が重ねて1次転写される。2次転写ローラ18は中間転写ベルト17上に形成されたフルカラーのトナー像を記録媒体Pに2次転写し、記録媒体P上に画像を形成する。定着部20は記録媒体P上の未定着画像を定着し、定着後、記録媒体Pは装置外に排紙される。トナー容器28は各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの現像部に各色のトナーを補給するためのトナーを収納したものである。
On the
各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKは、1つの色のエンジン部の概略構成を示す図2に示すように、それぞれ像担持体としての感光体ドラム11、帯電部としての帯電ローラ(帯電部材)12、現像部13(現像装置)、クリーニング部(クリーニング装置)、潤滑剤供給装置(潤滑剤供給部)16が一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKは、寿命に達したときにカラー複写機1本体に対して交換される。各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKにおける感光体ドラム11上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される。なお、図2では、感光体ドラム11と1次転写ローラ14の配置が図1とは上下逆に図示されている。
Each
カラー複写機1では、原稿は原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光毎に読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部(不図示)で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理を行い、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。 In the color copying machine 1, the document is transported from the document table by the transport roller of the document transport unit 3 and placed on the contact glass of the document reading unit 4. Then, the document reading unit 4 optically reads the image information of the document placed on the contact glass. Specifically, the document reading unit 4 scans an image of a document on the contact glass while irradiating light emitted from an illumination lamp. Then, the light reflected from the original is imaged on the color sensor via the mirror group and the lens. The color image information of the original is read for each color separation light of RGB (red, green, blue) by a color sensor, and then converted into an electrical image signal. Further, the image processing unit (not shown) performs color conversion processing, color correction processing, spatial frequency correction processing, and the like based on the RGB color separation image signals, and color image information for yellow, magenta, cyan, and black. Get.
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は光書き込み部6に送信され、光書き込み部6からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム11上に向けて照射される。一方、4つの感光体ドラム11は、それぞれ、図の時計方向に回転しており、感光体ドラム11の表面は、帯電ローラ12と対向した位置で一様に帯電される。こうして、感光体ドラム11上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
Image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the
光書き込み部6において、光源から画像信号に対応して変調されたレーザ光が各色の感光体ドラム11毎に出射される。図示は省略するが、レーザ光はポリゴンミラーに入射して反射した後に複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分毎に別の光路を通過することになる。
In the
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目のプロセスカートリッジ10Yの感光体ドラム11表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー(不図示)により、感光体ドラム11の回転軸方向(主走査方向)に走査される。こうして、帯電ローラ12によって帯電された後の感光体ドラム11上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
Laser light corresponding to the yellow component is irradiated onto the surface of the photosensitive drum 11 of the
同様に、シアン成分のレーザ光は、紙面左から2番目のプロセスカートリッジ10Cの感光体ドラム11表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から3番目のプロセスカートリッジ10Mの感光体ドラム11表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目(中間転写ベルト17の走行方向に対して最も下流側)のプロセスカートリッジ10BK(黒色用作像部)の感光体ドラム11表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the cyan component laser light is applied to the surface of the photosensitive drum 11 of the second process cartridge 10 </ b> C from the left side of the sheet, thereby forming an electrostatic latent image of the cyan component. The laser beam corresponding to the magenta component is irradiated onto the surface of the photosensitive drum 11 of the
各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11表面は、それぞれ、現像部13との対向位置に達する。そして、各現像部13から感光体ドラム11上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11上の潜像が現像される。現像工程後の感光体ドラム11表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように1次転写ローラ14が設置されている。そして、1次転写ローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写)。
The surface of the photosensitive drum 11 on which the electrostatic latent image of each color is formed reaches a position facing the developing
1次転写後の感光体ドラム11表面は、それぞれクリーニング部との対向位置に達し、クリーニング部で感光体ドラム11上に残存する未転写トナーが回収される。その後、感光体ドラム11表面は、潤滑剤塗布部16の位置と除電部(不図示)の位置とを順次通過して、感光体ドラム11における一連の作像プロセスが終了する。クリーニング部は図2では図示されていないが、1次転写ローラ14と潤滑剤塗布部16の間に配置されている。
The surface of the photosensitive drum 11 after the primary transfer reaches a position facing the cleaning unit, and untransferred toner remaining on the photosensitive drum 11 is collected by the cleaning unit. Thereafter, the surface of the photosensitive drum 11 sequentially passes through the position of the
他方、感光体ドラム11上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト17表面は、図中の矢印方向に走行して、2次転写ローラ18の位置に達する。2次転写ローラ18の位置で、記録媒体P上に中間転写ベルト17上のフルカラーの画像が2次転写される。その後、中間転写ベルト17表面は、中間転写ベルトクリーニング部(不図示)の位置に達し、中間転写ベルト17上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収され、中間転写ベルト17上の一連の転写プロセスが完了する。
On the other hand, the surface of the
ここで、2次転写ローラ18位置の記録媒体Pは、給紙部7から搬送ガイド、レジストローラ19等を経由して搬送されたものである。詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送された転写紙Pが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ19に導かれる。レジストローラ19に達した記録媒体Pは、中間転写ベルト17上のトナー像とタイミングを合わせて、2次転写ローラ18の位置に向けて搬送される。その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着部20に導かれ、定着部20で定着ローラと加圧ローラとのニップでカラー画像が記録媒体P上に定着される。定着工程後の記録媒体Pは、排紙ローラ29によって装置本体1外に出力画像として排出された後に、排紙部5上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Here, the recording medium P at the position of the
図2において、エンジン部ENは、像担持体としての感光体ドラム11、感光体ドラム11の外周に当該ドラム11の回転方向に沿って配置された帯電ローラ12、光書き込み部6、現像器13、潤滑剤塗布部16、1次転写ローラ14、及び感光体11と1次転写ローラ14との間を移動する中間転写ベルト17とを備えている。なお、感光体ドラム11、帯電ローラ12、現像器13、潤滑剤塗布部16は図1のプロセスカートリッジ10として配置されている。帯電ローラ12には、帯電ローラ12の印加電圧を制御するためのAC電流測定部111、AC電源112、DC電源113及び制御部114が接続されている。
In FIG. 2, the engine unit EN includes a photosensitive drum 11 as an image carrier, a charging
感光体ドラム11は負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。図示は省略するが、感光体ドラム11は基層としての導電性支持体上に絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層(表面層)が順次積層されている。感光体ドラム11の導電性支持体(基層)としては、例えば、体積抵抗率が1010(Ω・cm)以下の導電性材料が使用される。 The photoreceptor drum 11 is a negatively charged organic photoreceptor, and a photosensitive layer or the like is provided on a drum-shaped conductive support. Although not shown, the photosensitive drum 11 is formed by sequentially laminating an undercoat layer as an insulating layer, a charge generation layer and a charge transport layer as a photosensitive layer, and a protective layer (surface layer) on a conductive support as a base layer. ing. As the conductive support (base layer) of the photosensitive drum 11, for example, a conductive material having a volume resistivity of 10 10 (Ω · cm) or less is used.
帯電ローラ12は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなるローラ部材であって、潤滑剤供給装置16に対して感光体ドラム11の回転方向下流側に配設されている。また、帯電ローラ12は、潤滑剤供給装置16によって感光体ドラム11上に供給された潤滑剤が付着しないように、感光体ドラム11に対して非接触で対向するように配設されている。また、帯電ローラ12と感光体ドラム11が非接触であるので、帯電ローラ12に感光体ドラム11からトナーあるいは紙粉などが付着するのを抑制することもできる。帯電ローラ12には後述するが電源部としてのAC電源112及びDC電源113から所定の電圧(帯電バイアス)が印加されて、これにより対向する感光体ドラム11の表面を一様に帯電する。帯電ローラ12は、抵抗が低すぎると感光体ドラム11にピンホールがあった場合に、過電流が流れていまい、抵抗が高すぎると、電圧降下が大きくなりすぎて帯電しなくなる。そこで、帯電ローラ12は、体積抵抗率が例えば103〜107(Ω・cm)の導電性部材を使用すると良い。
The charging
現像部13は、主として、感光体ドラム11に対向する現像ローラ13a、現像ローラ13aに対向する第1搬送スクリュ13b1、仕切部材を介して第1搬送スクリュ13b1に対向する第2搬送スクリュ13b2、及び現像ローラ13aに対向するドクターブレード13cから構成される。現像ローラ13aは、内部に設けられローラ周面に磁極を形成するマグネット及びマグネットの周囲を回転するスリーブを備え、マグネットによって現像ローラ13a(スリーブ)上に複数の磁極が形成されて現像ローラ13a上に現像剤が担持される。現像部13内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。
The developing
クリーニング部は、特に図示していないが、潤滑剤供給装置16に対して感光体ドラム11の回転方向上流側に配設されている。クリーニング部15には、感光体ドラム11に当接するクリーニングブレード、クリーニング部15内に回収されたトナーを廃トナーとして廃トナー回収容器に向けて搬送する搬送コイル等が設置されている。クリーニングブレードは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム11表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム11上に付着する未転写トナー等の付着物が機械的に掻き取られてクリーニング部内に回収されることになる。ここで、感光体ドラム11上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、記録媒体P(用紙)から生じる紙粉、帯電ローラ12による放電時に感光体ドラム11上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤等がある。
Although not particularly shown, the cleaning unit is disposed on the upstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 11 with respect to the
潤滑剤供給装置16は、固形潤滑剤16b、感光体ドラム11と固形潤滑剤16bとに接する潤滑剤供給ローラ16a(ブラシ状ローラ)、固形潤滑剤16bを潤滑剤供給ローラ16aに向けて付勢する圧縮スプリング、潤滑剤供給ローラ16aによって感光体ドラム11上に供給された潤滑剤を薄層化するブレード状部材16c等で構成される。なお、ブレード状部材16cは、潤滑剤供給ローラ16aに対して感光体ドラム11の回転方向下流側の位置で感光体ドラム11に対してカウンタ方向に当接するように構成されている。このように構成された潤滑剤供給装置16によって、感光体ドラム11上に薄層化された潤滑剤が供給される。
The
このような構成のエンジン部ENでは、感光体ドラム1の表面が帯電ローラ12によって帯電され、光書き込みユニット6によってレーザ光による画像の光書き込みが行われる。レーザ光による光書き込みによって形成された潜像は、現像器13によってトナー現像され、顕像化される。顕像化されたトナー画像は、1次転写ローラ14によって転写ベルト17上に1次転写され、転写ベルト17の回転方向下流側の図示しない2次転写部で転写紙上に転写され、画像が形成される。図1に示すように、このようなエンジン部ENがYMCKの4色転写ベルト8の回転方向に沿って並設され、フルカラーの画像が転写紙に形成されることになる。なお、単色の複写機では図2に示したエンジン部ENは1つのよいことは言うまでもない。
In the engine unit EN having such a configuration, the surface of the photosensitive drum 1 is charged by the charging
図3は、図2に示した帯電ローラ2の印加電圧を制御する制御構成における制御内容を示す説明図である。制御部114には、AC電流測定部111から帯電AC電流の測定値が、また、カラー複写機1の図示しないメイン制御装置のCPUから現像バイアスの指示値がそれぞれ入力される。なお、現像バイアスは、現像剤を用いて静電潜像を可視化する際に,静電潜像担持体(感光体ドラム11)と現像装置13の現像電極との間に加える電圧であり、帯電AC電流は、AC電源112から交流電圧が帯電部材(ここでは帯電ローラ12)に印加されたとき帯電部材に流れる電流である。制御部114は、帯電AC電流を検知するAC電流測定部111によって測定された測定値に基づいて帯電AC電流が一定となるように帯電ACバイアスを制御し、後述のようにして帯電DCバイアスを決定し、決定された帯電ACバイアスがAC電源112から、帯電DCバイアスがDC電源113からそれぞれ出力され、両者が重畳されて帯電ローラ2に印加される。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the control contents in the control configuration for controlling the voltage applied to the charging roller 2 shown in FIG. The
すなわち、帯電ACバイアスとしては、正逆放電を生じさせる以上のバイアスが必要であり、制御部114はAC電源112を帯電AC電流が一定となるように制御する。一般的には、例えば1.2kV〜3.0kVの間で設定され、制御される。帯電AC電流はAC電流測定部111によって測定された測定結果が制御部114に入力され、制御部114では、感光体ドラム1及び帯電ローラ2の線速、あるいはこれらの長手方向の幅、空隙の大きさなどに基づいて帯電ACバイアスを決定する。具体的には、帯電AC電流が0.4mA〜3mAとなるよう決定する。帯電AC電流が小さすぎると、帯電不足が生じてしまい、帯電AC電流が大きすぎると、過剰に放電してしまい、感光体ドラム1あるいは帯電ローラ2の劣化がしてしまう。そのため、前記範囲の帯電AC電流が好ましい。
That is, as the charging AC bias, a bias higher than that causing forward / reverse discharge is necessary, and the
帯電ACバイアス及び帯電AC電流は帯電ローラ12(一般的には帯電部材)の負荷特性を表しており、この値が大きいと帯電部材の負荷が大きいということになる。帯電ローラ12は通電により負荷が上昇する。負荷が上昇すると、帯電ACバイアスと帯電DCバイアスは小さくなる。ACについては帯電AC電流を一定にするので、過不足なく必要な帯電ACバイアスを得ることができるが、DCについては、バイアスが小さくなるので、結果的に帯電電位が低くなってしまう。
The charging AC bias and the charging AC current represent the load characteristics of the charging roller 12 (generally, a charging member). If this value is large, the load on the charging member is large. The load of the charging
図4は帯電ACバイアス(Vac)/帯電AC電流(Iac)と帯電電位(V)の関係を示す特性図である。帯電電位は−800Vを目標にしているが、負荷がある閾値以上に上がると帯電電位が低下していることがわかる。この閾値をRth(図3では6.18に相当する。)とした。この特性は、感光体ドラム1の線速:255mm/s、帯電幅:312mm、目標表面電位:−800V、感光体ドラム直径:40mm、及び帯電ローラ直径:12.55mmの場合のものである。 FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between charging AC bias (Vac) / charging AC current (Iac) and charging potential (V). The charging potential is set to −800 V, but it can be seen that the charging potential decreases when the load rises above a certain threshold. This threshold value was Rth (corresponding to 6.18 in FIG. 3). This characteristic is obtained when the photosensitive drum 1 has a linear velocity of 255 mm / s, a charging width of 312 mm, a target surface potential of −800 V, a photosensitive drum diameter of 40 mm, and a charging roller diameter of 12.55 mm.
制御部14で決定される帯電DCバイアス(Vdc)は、
Vac/Iac≦Rthの場合
Vdc=Vb+α ・・・(1)
Vac/Iac>Rthの場合
Vdc=Vb+α+β×(Log(Vac/Iac)−Log(Rth))
・・・(2)
ただし、
Vdc(V):帯電DCバイアス
Vb(V):現像バイアス
Vac(V):帯電ACバイアス
Iac(A):帯電AC電流
α、β:固定値
Rth:帯電ACバイアス/帯電AC電流の閾値
である。
The charging DC bias (Vdc) determined by the
When Vac / Iac ≦ Rth Vdc = Vb + α (1)
When Vac / Iac> Rth Vdc = Vb + α + β × (Log (Vac / Iac) −Log (Rth))
... (2)
However,
Vdc (V): charging DC bias Vb (V): development bias Vac (V): charging AC bias Iac (A): charging AC current
α, β: Fixed value
Rth: charging AC bias / charging AC current threshold.
前記の式では、負帯電と正帯電では符号が変わってくる。負帯電については絶対値として説明する。固定値αの値としては、40V〜200Vの範囲が好適であり、さらに好ましくは、80V〜140Vである。 In the above formula, the sign changes between negative charging and positive charging. Negative charging will be described as an absolute value. The value of the fixed value α is preferably in the range of 40V to 200V, more preferably 80V to 140V.
なお、固定値αが小さすぎると、現像電位と帯電電位の差が小さくなり、トナー地汚れが発生してしまう。固定値αが高すぎると、現像電位と帯電電位の差が大きくなり、2成分現像ではキャリア付着が発生してしまう。固定値βの値は、図4の高負荷側の傾きに相当するもので、負荷上昇に対する帯電電位の低下量を表すものである。具体的な値としては、−300〜−10000である。 If the fixed value α is too small, the difference between the developing potential and the charging potential becomes small, and toner background smearing occurs. If the fixed value α is too high, the difference between the developing potential and the charging potential becomes large, and carrier adhesion occurs in two-component development. The value of the fixed value β corresponds to the slope on the high load side in FIG. 4 and represents the amount of decrease in the charged potential with respect to the load increase. A specific value is −300 to −10000.
また、(2)式における(Vb+α)分が通常の制御で用いる現像バイアスに地肌ポテンシャルを足した値を表しており、帯電ACバイアス(Vac)/帯電AC電流(Iac)が抵抗に相当するものを表している。 Further, (Vb + α) in equation (2) represents a value obtained by adding the background potential to the developing bias used in normal control, and charging AC bias (Vac) / charging AC current (Iac) corresponds to resistance. Represents.
そこで、前述と同様に像担持体及び帯電部材の線速:255mm/s、帯電幅:312mm、像担持体直径:40mm、帯電部材直径:12.55mmである場合に、
現像バイアス:−700(V)
α:−100(V)
β:−3000(V)
Rth:106.18(Ω)
という条件で前記式に基づいて帯電DCバイアスVdcを決定して帯電ローラ12に印加したときの帯電ACバイアス(Vac)/帯電AC電流(Iac)と帯電電位(V)を測定すると、図5に示すような特性となる。
Therefore, when the linear velocity of the image carrier and the charging member is 255 mm / s, the charging width is 312 mm, the image carrier diameter is 40 mm, and the charging member diameter is 12.55 mm, as described above.
Development bias: -700 (V)
α: -100 (V)
β: -3000 (V)
Rth: 10 6.18 (Ω)
When the charging AC bias (Vac) / charging AC current (Iac) and the charging potential (V) when the charging DC bias Vdc is determined based on the above equation and applied to the charging
同図から、前記式に基づいて帯電DCバイアスを決定すると、帯電ローラ12の負荷上昇で感光体ドラム11表面の帯電電位が低下するのを補正することが可能となり、帯電電位を常に一定に保つことができる。
From this figure, when the charging DC bias is determined based on the above formula, it is possible to correct the decrease in the charging potential on the surface of the photosensitive drum 11 due to the increase in the load of the charging
その際、現像バイアスは像担持体11の露光後の露光部電位と現像能力(現像ガンマ特性)によって決定する。すなわち、トナー付着量を最適化するためには、現像バイアスがポイントとなるが、トナー付着量は現像ポテンシャルと現像能力である現像ガンマ特性で決まる。現像ポテンシャルは露光部電位と現像バイアスの差であり、トナー付着量を最適化するためには、露光部電位と現像ガンマ特性から最適な現像バイアスを決定すれば良い。 At this time, the developing bias is determined by the exposed portion potential of the image carrier 11 after exposure and the developing ability (development gamma characteristic). That is, in order to optimize the toner adhesion amount, the development bias becomes a point, but the toner adhesion amount is determined by the development potential and the development gamma characteristic which is the development ability. The development potential is the difference between the exposure portion potential and the development bias. To optimize the toner adhesion amount, an optimum development bias may be determined from the exposure portion potential and the development gamma characteristic.
また、図4に示すように帯電ローラ12の負荷が上昇すると、帯電ローラ12で電圧降下が生じるので帯電電位は低くなる。そこで、本実施形態では、低下した帯電電位に応じて(2)式に示すように帯電DCバイアスをかさ上げし、図5に示すように帯電電位を常に一定に保つようにした。これにより、帯電ローラ12の負荷が上昇して帯電電位が低下し、トナー地汚れが生じることがなくなる。なお、低下した帯電電位は帯電ローラ12の負荷から予測可能であり、帯電ローラ12の負荷(抵抗)は図4に示すように帯電AC電流(Iac)と帯電ACバイアス(Vac)から求めることができる。
Also, as shown in FIG. 4, when the load on the charging
さらに、環境により帯電ローラ12の抵抗が変化するので、帯電ACバイアスが一定の場合には帯電AC電流が変化してしまい、帯電不足あるいは過剰な帯電が発生する。これに対し、本実施形態では、AC電流測定部111で帯電AC電流を測定し、測定した結果に基づいて検知した帯電AC電流が一定となるように帯電ACバイアスを制御するので、環境や環境変化に拘わらず、帯電AC電流を一定にすることができる。
Furthermore, since the resistance of the charging
以上のように、本実施形態によれば、
1)帯電ローラの負荷上昇により低下する帯電電位を補正し、帯電電位を常に一定に保持することができる。
2)環境により帯電ローラ2の抵抗が変化しても、帯電AC電流が一定となるように帯電ACバイアスを制御するので、環境や環境変化に拘わらず、帯電不足あるいは過剰な帯電の発生を防止することができる。
(3)露光部電位と現像ガンマから最適な現像バイアスを決定することにより、トナー付着量を最適化することができる。
(4)帯電ローラ12の体積抵抗率を103〜107(Ω・cm)としたので、安定した帯電電位を得ることができる。
(5)帯電ローラ12は、感光体ドラム11に対して非接触で対向するように設けられているので、帯電ローラ12に感光体ドラム11からトナーあるいは紙粉などが付着するのを抑制することが可能で、安定した帯電電位を得ることができる。
などの効果を奏する。
As described above, according to the present embodiment,
1) It is possible to correct a charging potential that decreases due to an increase in the load on the charging roller, and to keep the charging potential constant.
2) Even if the resistance of the charging roller 2 changes depending on the environment, the charging AC bias is controlled so that the charging AC current is constant, so that insufficient charging or excessive charging is prevented regardless of the environment or environmental changes. can do.
(3) By determining the optimum developing bias from the exposed portion potential and the developing gamma, the toner adhesion amount can be optimized.
(4) Since the volume resistivity of the charging
(5) Since the charging
There are effects such as.
なお、特許請求の範囲における像坦持体は実施形態では感光体ドラム11に、帯電DCバイアスはVdcに、帯電ACバイアスはVacに、帯電手段は帯電ローラ12に、帯電AC電流はIacに、検知手段はAC電流測定部111に、制御手段は制御部114に、画像形成装置はカラー複写機1にそれぞれ対応する。
In the embodiment, the image carrier in the claims is the photosensitive drum 11, the charging DC bias is Vdc, the charging AC bias is Vac, the charging unit is the charging
なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲により規定される範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention, and all technical matters included in the technical idea described in the claims are included. The subject of the present invention. The above embodiment shows a preferable example, but those skilled in the art can realize various alternatives, modifications, variations, and improvements from the contents disclosed in this specification, These are included within the scope defined by the appended claims.
1 カラー複写機
11 感光体ドラム
12 帯電ローラ
111 AC電流測定部
114 制御部
Iac 帯電AC電流
Vac 帯電ACバイアス
Vdc 帯電DCバイアス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Color copier 11
Claims (8)
帯電DCバイアスと帯電ACバイアスを重畳して前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電される前記像担持体の帯電AC電流を検知する検知手段と、
前記帯電AC電流、前記帯電ACバイアス及び前記帯電DCバイアスを制御する制御手段と、
を備えた画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記検知手段によって検知された帯電AC電流と、検知された帯電AC電流に基づいて制御される帯電ACバイアスと、指示された現像バイアスとから帯電DCバイアスを決定すること
を特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries an image on the surface;
Charging means for charging the surface of the image carrier by superimposing a charging DC bias and a charging AC bias;
Detecting means for detecting a charging AC current of the image carrier charged by the charging means;
Control means for controlling the charging AC current, the charging AC bias, and the charging DC bias;
An image forming apparatus comprising:
The control unit determines a charging DC bias from a charging AC current detected by the detecting unit, a charging AC bias controlled based on the detected charging AC current, and an instructed developing bias. An image forming apparatus.
前記帯電DCバイアス(Vdc)は、
前記現像バイアスをVb、前記帯電AC電流をIac、帯電ACバイアスをVac、α、βを固定値、Rthを帯電ACバイアス/帯電AC電流の閾値としたとき、
Vac/Iac≦Rthの場合
Vdc=Vb+α
Vac/Iac>Rthの場合
Vdc=Vb+α+β×(Log(Vac/Iac)−Log(Rth))
で決定されること
を特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The charging DC bias (Vdc) is
When the developing bias is Vb, the charging AC current is Iac, the charging AC bias is Vac, α, β are fixed values, and Rth is a charging AC bias / charging AC current threshold,
When Vac / Iac ≦ Rth Vdc = Vb + α
When Vac / Iac> Rth Vdc = Vb + α + β × (Log (Vac / Iac) −Log (Rth))
An image forming apparatus determined by
前記制御手段は、前記検知手段によって検知された帯電AC電流に基づき、当該帯電AC電流が一定となるように前記帯電ACバイアスを制御すること
を特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
The image forming apparatus, wherein the control unit controls the charging AC bias based on the charging AC current detected by the detecting unit so that the charging AC current becomes constant.
前記現像バイアスは露光部電位と現像ガンマ特性によって決定されること
を特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image forming apparatus, wherein the developing bias is determined by an exposure portion potential and a developing gamma characteristic.
前記帯電手段の体積抵抗率が103〜107(Ω・cm)であること
を特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
The image forming apparatus, wherein the charging unit has a volume resistivity of 10 3 to 10 7 (Ω · cm).
前記像担持体と前記帯電手段とは非接触であること
を特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An image forming apparatus, wherein the image carrier and the charging unit are not in contact with each other.
前記現像バイアスは上位の制御手段から入力されること
を特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing bias is input from a host control unit.
前記帯電手段によって帯電される前記像担持体の帯電AC電流を検知手段により検知する工程と、
前記検知する工程で検知された帯電AC電流に基づいて帯電ACバイアスを制御する工程と、
前記検知する工程で検知された帯電AC電流、前記制御する工程で制御される帯電ACバイアス、及び指示された現像バイアスに基づいて帯電DCバイアスを決定する工程と、
を備えた画像形成装置の帯電制御方法。 Charging the surface of the image carrier carrying the image by charging the charging DC bias and charging AC bias by a charging means;
Detecting a charging AC current of the image carrier charged by the charging unit by a detecting unit;
Controlling the charging AC bias based on the charging AC current detected in the detecting step;
Determining a charging DC bias based on the charging AC current detected in the detecting step, the charging AC bias controlled in the controlling step, and the designated developing bias;
Charge control method for an image forming apparatus.
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- 2011-12-16 JP JP2011275847A patent/JP2013125263A/en active Pending
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