JP2014191065A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of efficiently removing water on the surface of an image carrier before the start of printing operation.SOLUTION: An image forming apparatus includes an image carrier, a first conductive member, bias application means, and control means, and rotates the image carrier to perform image formation on the surface of the image carrier. The image carrier has a photosensitive layer formed on an outer peripheral surface. The first conductive member is in contact with the photosensitive layer of the image carrier. The bias application means applies bias including AC bias to the first conductive member. The control means controls the bias application means. The image forming apparatus can execute a temperature increasing mode to apply, to the first conductive member, an AC bias having a peak-to-peak value twice or larger than a discharge start voltage between the first conductive member and the image carrier, while the rotation of the image carrier is stopped during non-image formation, to increase temperature of the surface of the image carrier.

Description

本発明は、感光体ドラムを用いた画像形成装置に関し、特に感光体ドラム表面の水分の除去方法に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus using a photosensitive drum, and more particularly to a method for removing moisture on the surface of a photosensitive drum.

コピー機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤(以下、トナーという)が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像装置内のトナーによって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。感光体ドラムは円筒基材の表面に十〜数十μmの感光層が形成されたものであるが、感光層は構成する主材料により有機感光体、セレン砒素感光体、アモルファスシリコン(以下a−Siと記す)感光体等に分類できる。   In an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine, a powder developer (hereinafter referred to as toner) is mainly used, and an electrostatic image formed on an image carrier such as a photosensitive drum. In general, the latent image is visualized with toner in the developing device, and the toner image is transferred onto a recording medium, and then a fixing process is performed. The photosensitive drum is formed by forming a photosensitive layer of 10 to several tens of μm on the surface of a cylindrical base material. The photosensitive layer is composed of an organic photoreceptor, a selenium arsenide photoreceptor, amorphous silicon (hereinafter a- (Referred to as Si) and a photoreceptor.

有機感光体は比較的安価であるが、磨耗しやすく頻繁に交換する必要がある。また、セレン砒素感光体は有機感光体に比べて長寿命であるが、毒性を有する物質であるため取り扱いが困難であるという欠点を持つ。一方、a−Si感光体は有機感光体に比べて高価であるが、無害な物質で取り扱いが容易であり、高硬度で優れた耐久性(有機感光体の5倍以上)を有しており、長期間使用後も感光体としての特性がほとんど劣化せず高画質が保持できる。そのため、ランニングコストも低く、環境に対する安全性も高い優れた像担持体である。   Organic photoreceptors are relatively inexpensive but are prone to wear and require frequent replacement. In addition, the selenium arsenide photoconductor has a longer life than the organic photoconductor, but has a drawback that it is difficult to handle because it is a toxic substance. On the other hand, a-Si photoconductors are more expensive than organic photoconductors, but they are harmless, easy to handle, and have high hardness and excellent durability (more than 5 times that of organic photoconductors). Even after long-term use, the characteristics as a photoreceptor are hardly deteriorated and high image quality can be maintained. Therefore, it is an excellent image carrier with low running cost and high safety to the environment.

これらの感光体ドラムを用いた画像形成装置においては、その特性から、使用条件によっては画像がかすれたようになったり、或いは画像の周囲が滲んだようになったりする、いわゆる画像流れが発生しやすいことが知られている。画像流れの発生要因は、帯電装置を用いて感光体ドラム表面の帯電を行うと、帯電装置の放電によりオゾンが発生する。この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。このイオン生成物は水溶性であることにより、感光体ドラムに付着し、感光体ドラム表面の0.1μm程度の粗さ構造内に入り込むために、汎用機で使用されるクリーニングシステムでは取り除くことができず、さらに、これらが大気中の水分を取り込むことで感光体ドラム表面の抵抗が低下する。これにより、感光体ドラム表面に形成された静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、その結果、画像流れを生じることがある。この現象は、特にブレード等による表面磨耗が少なく、感光体表面の分子構造が水分を吸着しやすいa−Si感光体において顕著である。   In the image forming apparatus using these photosensitive drums, a so-called image flow in which the image becomes faint or the periphery of the image becomes blurred depending on the use conditions occurs due to its characteristics. It is known to be easy. The cause of the image flow is that when the surface of the photosensitive drum is charged using a charging device, ozone is generated by discharging of the charging device. The components in the air are decomposed by the ozone, and ion products such as NOx and SOx are generated. Since this ion product is water-soluble, it adheres to the photosensitive drum and enters into a roughness structure of about 0.1 μm on the surface of the photosensitive drum, so that it can be removed by a cleaning system used in a general-purpose machine. In addition, the resistance of the surface of the photosensitive drum is lowered by taking in moisture in the atmosphere. As a result, a lateral flow of potential occurs at the edge portion of the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum, and as a result, an image flow may occur. This phenomenon is particularly remarkable in an a-Si photosensitive member in which surface abrasion due to a blade or the like is small and the molecular structure of the photosensitive member surface easily adsorbs moisture.

このような画像流れの発生を防止する方法は、従来種々提案されており、例えば、感光体ドラム内部や、感光体ドラムに当接している摺擦部材の内部に発熱体(ヒーター)を設けて、機内の温湿度センサーで検知した温度、湿度により発熱体を制御して加熱し、感光体ドラム表面に付着している水分を蒸発させて、画像流れの発生を防止する方法が知られている。   Various methods for preventing the occurrence of such an image flow have been proposed. For example, a heating element (heater) is provided inside the photosensitive drum or a rubbing member in contact with the photosensitive drum. There is a known method for preventing the occurrence of image flow by controlling and heating a heating element according to the temperature and humidity detected by an in-machine temperature and humidity sensor to evaporate water adhering to the surface of the photosensitive drum. .

しかし、感光体ドラムの内部にヒーターを配置する方法では、ヒーターと電源との接続には摺動電極を用いる必要がある。そのため、ヒーターと電源とを接続する摺動部が存在することで、感光体ドラムの総回転時間が長くなってくると、摺動部で接点不良を起こすという問題があった。また、省エネや環境対応の必要性が高まる昨今、待機時や通常印字時における消費電力の低減が強く求められている。特に、タンデム式のフルカラー画像形成装置のように複数のドラムユニットを有するものでは、その消費電力は大きく、ヒーターを搭載することは望ましくない。カセットヒーターや定着装置周囲の熱を感光体ドラム周辺に送る方法等もあるが、周辺の現像器等も加熱されてしまい効率的ではない。   However, in the method of disposing a heater inside the photosensitive drum, it is necessary to use a sliding electrode for connection between the heater and the power source. For this reason, there is a problem in that if there is a sliding portion connecting the heater and the power source, the contact portion is defective in the sliding portion when the total rotation time of the photosensitive drum becomes long. In recent years, the need for energy saving and environmental measures is increasing, and there is a strong demand for reducing power consumption during standby and normal printing. In particular, a device having a plurality of drum units such as a tandem type full-color image forming apparatus consumes a large amount of power, and it is not desirable to mount a heater. There is a method of sending the heat around the cassette heater and the fixing device to the periphery of the photosensitive drum, but the peripheral developing unit is also heated, which is not efficient.

そこで、特許文献1には、直流電圧のみからなる帯電用電圧、若しくは画像形成時よりも低い交流電圧を直流電圧に重畳してなる帯電用電圧を印加する弱帯電期間を、正規の帯電期間の開始前、終了後、または複数の正規の帯電期間の間の所定期間に設定することで、画像形成時以外の帯電バイアスの印加による放電生成物の発生を抑制する画像形成装置が開示されている。   Therefore, in Patent Document 1, a weak charging period in which a charging voltage consisting only of a DC voltage or a charging voltage formed by superimposing an AC voltage lower than that at the time of image formation on the DC voltage is set as a normal charging period. An image forming apparatus that suppresses the generation of discharge products due to application of a charging bias other than during image formation by setting it to a predetermined period before starting, after finishing, or between a plurality of regular charging periods is disclosed. .

また、特許文献2には、クリーニングブレードにより感光体ドラム表面から水分を除去する第1水分除去工程と、現像ローラー上のトナーを感光体ドラム側に搬送して感光体ドラム表面の水分をトナーに吸着させ、トナーと共に除去する第2水分除去工程と、帯電ローラーに電圧を印加して帯電ローラー及び感光体ドラム表面の水分を除去する第3水分除去工程を順次行う水分除去モードを実行可能な画像形成装置が開示されている。   Further, Patent Document 2 discloses a first moisture removing step for removing moisture from the surface of the photosensitive drum by a cleaning blade, and transporting the toner on the developing roller to the photosensitive drum side to convert the moisture on the surface of the photosensitive drum into toner. An image capable of executing a moisture removal mode in which a second moisture removal step of adsorbing and removing together with toner and a third moisture removal step of applying a voltage to the charging roller to remove moisture on the surface of the charging roller and the photosensitive drum are sequentially performed. A forming apparatus is disclosed.

特開2007−94354号公報JP 2007-94354 A 特開2012−141541号公報JP 2012-141541 A

しかしながら、特許文献1の方法は、放電生成物の発生は抑制できるものの、感光体ドラム表面の水分を除去するものではない。そのため、温湿度等の環境条件に応じて感光体ドラム表面の研磨時間を長くとるなどの対策が必要となっていた。一方、特許文献2の方法では、第2水分除去工程において一定量以上のトナーを感光体ドラムに強制的に供給する必要があり、印字動作以外でのトナー消費量が増加してしまう。また、第1〜第3水分除去工程を順次行う必要があるため水分の除去に時間を要するという問題点もあった。   However, although the method of Patent Document 1 can suppress the generation of discharge products, it does not remove moisture on the surface of the photosensitive drum. Therefore, it is necessary to take measures such as increasing the polishing time of the surface of the photosensitive drum according to environmental conditions such as temperature and humidity. On the other hand, in the method of Patent Document 2, it is necessary to forcibly supply a certain amount or more of toner to the photosensitive drum in the second moisture removing step, and the toner consumption amount other than the printing operation increases. In addition, since it is necessary to sequentially perform the first to third moisture removing steps, there is a problem that it takes time to remove moisture.

本発明は、上記問題点に鑑み、印字動作の開始前に像担持体表面の水分を効率良く除去できる画像形成装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of efficiently removing moisture on the surface of an image carrier before starting a printing operation.

上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、像担持体と、第1導電部材と、バイアス印加手段と、制御手段と、を備え、像担持体を回転させて像担持体表面に画像形成を行う画像形成装置である。像担持体は、外周面に感光層が形成される。第1導電部材は、像担持体の感光層に接触する。バイアス印加手段は、導電部材に交流バイアスを含むバイアスを印加する。制御手段は、バイアス印加手段を制御する。画像形成装置は、非画像形成時に像担持体の回転を停止した状態で、第1導電部材と像担持体との間の放電開始電圧の2倍以上のピークツーピーク値を有する交流バイアスを第1導電部材に印加して像担持体表面を昇温する昇温モードを実行可能である。   In order to achieve the above object, a first configuration of the present invention includes an image carrier, a first conductive member, a bias applying unit, and a control unit, and the image carrier surface is rotated by rotating the image carrier. The image forming apparatus performs image formation. The image carrier has a photosensitive layer formed on the outer peripheral surface. The first conductive member is in contact with the photosensitive layer of the image carrier. The bias applying unit applies a bias including an AC bias to the conductive member. The control means controls the bias application means. The image forming apparatus applies an AC bias having a peak-to-peak value that is at least twice the discharge start voltage between the first conductive member and the image carrier while rotation of the image carrier is stopped during non-image formation. It is possible to execute a temperature raising mode in which the temperature is raised on the surface of the image carrier by being applied to one conductive member.

本発明の第1の構成によれば、非画像形成時に像担持体に接触する第1導電部材へ、第1導電部材と像担持体との間の放電開始電圧の2倍以上のピークツーピーク値を有する交流バイアスを印加することにより、像担持体自体が昇温するので、像担持体の内部や外部にヒーターを配置する方法に比べて、像担持体周辺の雰囲気(空気)など余分なものまで加熱するエネルギーが不要である。また、像担持体を停止させた状態で昇温させるため、回転によって発生する気流により像担持体が冷却されるおそれもなく、効率的な昇温が可能となる。従って、像担持体表面の水分を短時間で効率良く除去することができ、長期間に亘って画像流れの発生を効果的に防止することができる。   According to the first configuration of the present invention, the peak-to-peak that is twice or more the discharge start voltage between the first conductive member and the image carrier is applied to the first conductive member that contacts the image carrier during non-image formation. By applying an AC bias having a value, the temperature of the image carrier itself rises. Therefore, compared to a method in which a heater is disposed inside or outside the image carrier, there is an extra atmosphere (air) around the image carrier. No energy is required to heat things. Further, since the temperature is raised in a state where the image carrier is stopped, there is no fear that the image carrier is cooled by the air flow generated by the rotation, and an efficient temperature rise is possible. Therefore, the moisture on the surface of the image carrier can be efficiently removed in a short time, and the occurrence of image flow can be effectively prevented over a long period of time.

本発明の第1実施形態に係るカラープリンター100の全体構成を示す概略断面図1 is a schematic cross-sectional view showing an overall configuration of a color printer 100 according to a first embodiment of the present invention. 図1における画像形成部Pa周辺の部分拡大図Partial enlarged view of the periphery of the image forming portion Pa in FIG. 第1実施形態のカラープリンター100の制御経路を示すブロック図1 is a block diagram showing a control path of a color printer 100 according to a first embodiment. 帯電ローラー22への交流バイアスの印加によって感光体ドラム1a〜1dが昇温する原理を説明するための等価回路を示す図The figure which shows the equivalent circuit for demonstrating the principle that the photoreceptor drums 1a-1d heat-up by the application of the alternating current bias to the charging roller 22. 感光体ドラム1a〜1dを印字動作中と同一線速で回転駆動させた状態と、感光体ドラム1a〜1dを印字動作中の1/2の線速で回転駆動させた状態と、感光体ドラム1a〜1dを停止させた状態とで昇温モードを実行したときの感光体ドラム1a〜1dの昇温量を示すグラフA state in which the photosensitive drums 1a to 1d are rotationally driven at the same linear speed as during the printing operation, a state in which the photosensitive drums 1a to 1d are rotationally driven at a linear speed that is 1/2 that of the printing operation, and a photosensitive drum The graph which shows the temperature rising amount of the photosensitive drums 1a to 1d when the temperature increasing mode is executed in a state where 1a to 1d are stopped. 帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを変化させて昇温モードを実行したときの感光体ドラム1a〜1dの昇温量を示すグラフThe graph which shows the temperature rising amount of the photoconductive drums 1a-1d when changing the frequency f of the alternating current bias applied to the charging roller 22 and executing temperature rising mode. 帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数f、及びVppを変化させて昇温モードを実行したときの感光体ドラム1a〜1dの昇温量を示すグラフThe graph which shows the temperature rising amount of the photoconductive drums 1a-1d when changing the frequency f of the alternating current bias applied to the charging roller 22 and Vpp and executing the temperature rising mode. 帯電ローラー22に印加する交流バイアスのVppを増加させたときの放電電流の推移を示すグラフThe graph which shows transition of the discharge current when increasing Vpp of the alternating current bias applied to the charging roller 22 相対湿度60%、65%、70%、80%、90%、及び100%における機内温度(℃)と絶対湿度(g/cm3)との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the internal temperature (degreeC) and absolute humidity (g / cm < 3 >) in relative humidity 60%, 65%, 70%, 80%, 90%, and 100%. 感光体ドラム1a〜1d付近の相対湿度を65%以下に下げるのに必要な感光体ドラム1a〜1dの表面温度の昇温量を示すグラフGraph showing the amount of temperature rise of the surface temperature of the photosensitive drums 1a to 1d necessary for lowering the relative humidity in the vicinity of the photosensitive drums 1a to 1d to 65% or less 帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを0〜12kHzまで変化させたときの感光体ドラム1a〜1dの表面電位V0の変化を示すグラフA graph showing changes in the surface potential V0 of the photosensitive drums 1a to 1d when the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22 is changed from 0 to 12 kHz. 帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを3000Hz、Vppを1600Vに固定し、直流バイアスVdcを0、350V、500Vの3段階に変化させたときの感光体ドラム1a〜1d表面の昇温量の変化を示すグラフThe amount of temperature rise on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d when the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22 is fixed to 3000 Hz, Vpp is fixed to 1600V, and the DC bias Vdc is changed in three stages of 0, 350V, and 500V. Graph showing changes in 帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを3000Hz、Vppを1600Vに固定し、直流バイアスVdcを0、350V、500Vの3段階に変化させたときの耐久印字後の帯電ローラー22の体積抵抗値の変化を示すグラフThe volume resistance value of the charging roller 22 after durable printing when the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22 is fixed to 3000 Hz, Vpp is fixed to 1600 V, and the DC bias Vdc is changed in three stages of 0, 350 V, and 500 V. Graph showing changes in

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るカラープリンター100の構成を示す概略図である。カラープリンター100本体内には4つの画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdが、搬送方向上流側(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 in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a color printer 100 according to the first embodiment of the present invention. In the main body of the color printer 100, four image forming portions Pa, Pb, Pc, and Pd are sequentially arranged from the upstream side in the transport direction (the right side in FIG. 1). These image forming portions Pa to Pd are provided corresponding to images of four different colors (cyan, magenta, yellow, and black), and cyan, magenta, and yellow are respectively performed by charging, exposure, development, and transfer processes. And a black image are sequentially formed.

これらの画像形成部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、ここではアルミドラムの外周面にa−Si感光層が形成されたa−Si感光体が用いられている。さらに駆動手段(図示せず)により図1において時計回り方向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上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラー9の作用によって記録媒体の一例としての転写紙P上に二次転写され、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。例えば感光体ドラム1a〜1dを図1において反時計回り方向に回転させながら、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。   These image forming portions Pa to Pd are provided with photosensitive drums 1a, 1b, 1c and 1d which carry visible images (toner images) of the respective colors. Here, a- An a-Si photoreceptor on which a Si photosensitive layer is formed is used. Further, an intermediate transfer belt 8 that is rotated clockwise in FIG. 1 by a driving means (not shown) is provided adjacent to each of the image forming portions Pa to Pd. The toner images formed on the photosensitive drums 1a to 1d are sequentially primary-transferred and superimposed on the intermediate transfer belt 8 that moves while contacting the photosensitive drums 1a to 1d, and then the secondary transfer roller. 9 is secondarily transferred onto a transfer paper P as an example of a recording medium, and further fixed on the transfer paper P in the fixing unit 7 and then discharged from the apparatus main body. For example, the image forming process for each of the photosensitive drums 1a to 1d is executed while rotating the photosensitive drums 1a to 1d in the counterclockwise direction in FIG.

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、給紙ローラー12a及びレジストローラー対12bを介して二次転写ローラー9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、感光体ドラム1aに対し中間転写ベルト8の回転方向上流側には中間転写ベルト8を挟んでテンションローラー11に対向するベルトクリーニングユニット19が配置されている。   The transfer paper P onto which the toner image is transferred is accommodated in a paper cassette 16 at the lower part of the apparatus, and is conveyed to the secondary transfer roller 9 via the paper feed roller 12a and the registration roller pair 12b. A sheet made of dielectric resin is used for the intermediate transfer belt 8, and a (seamless) belt having no seam is mainly used. Further, a belt cleaning unit 19 facing the tension roller 11 with the intermediate transfer belt 8 interposed therebetween is disposed on the upstream side in the rotation direction of the intermediate transfer belt 8 with respect to the photosensitive drum 1a.

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〜5dが設けられている。   Next, the image forming units Pa to Pd will be described. There are charging devices 2a, 2b, 2c and 2d for charging the photosensitive drums 1a to 1d and image information on the photosensitive drums 1a to 1d around and below the photosensitive drums 1a to 1d, which are rotatably arranged. The exposure unit 4 for exposing the toner, the developing devices 3a, 3b, 3c and 3d for forming toner images on the photosensitive drums 1a to 1d, and the developer (toner) remaining on the photosensitive drums 1a to 1d are removed. Cleaning devices 5a to 5d are provided.

以下、図2を用いて画像形成部Paについて詳細に説明するが、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。図2に示すように、感光体ドラム1aの周囲には、ドラム回転方向(図1の反時計回り方向)に沿って帯電器2a、現像装置3a、クリーニング装置5aが配設され、中間転写ベルト8を挟んで一次転写ローラー6aが配置されている。   Hereinafter, the image forming unit Pa will be described in detail with reference to FIG. 2. However, the image forming units Pb to Pd have basically the same configuration, and thus description thereof is omitted. As shown in FIG. 2, a charger 2a, a developing device 3a, and a cleaning device 5a are disposed around the photosensitive drum 1a along the drum rotation direction (counterclockwise direction in FIG. 1). A primary transfer roller 6 a is disposed with 8 interposed therebetween.

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ー22と、帯電ローラー22をクリーニングするための帯電クリーニングローラー23とを有している。帯電ローラー22は、金属製のシャフトの外周面に、エピクロルヒドリンゴム等の導電性材料で形成されたローラー体が形成された構成である。   The charging device 2 a includes a charging roller 22 that contacts the photosensitive drum 1 a and applies a charging bias to the drum surface, and a charging cleaning roller 23 for cleaning the charging roller 22. The charging roller 22 has a configuration in which a roller body made of a conductive material such as epichlorohydrin rubber is formed on the outer peripheral surface of a metal shaft.

現像装置3aは、2本の攪拌搬送スクリュー24と、磁気ローラー25と、現像ローラー26とを有しており、現像ローラー26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 device 3a includes two agitating and conveying screws 24, a magnetic roller 25, and a developing roller 26, and a developing bias having the same polarity (positive) as that of toner is applied to the developing roller 26 on the drum surface. Let the toner fly.

クリーニング装置5aは、クリーニングローラー27、クリーニングブレード28、及び回収スクリュー29を有している。クリーニングローラー27は感光体ドラム1aに所定の圧力で圧接されており、図示しない駆動手段により感光体ドラム1aとの当接面において同一方向に回転駆動されるが、その周速は感光体ドラム1aの周速よりも速く(ここでは1.2倍)制御されている。クリーニングローラー27としては、例えば金属シャフトの周囲にローラー体としてEPDMゴム製でアスカC硬度55°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。ローラー体の材質としてはEPDMゴムに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカC硬度が10〜90°の範囲のものが好適に使用される。   The cleaning device 5 a includes a cleaning roller 27, a cleaning blade 28, and a recovery screw 29. The cleaning roller 27 is in pressure contact with the photosensitive drum 1a at a predetermined pressure, and is driven to rotate in the same direction on the contact surface with the photosensitive drum 1a by a driving unit (not shown), but the peripheral speed thereof is the photosensitive drum 1a. It is controlled faster than the peripheral speed (1.2 times here). Examples of the cleaning roller 27 include a structure in which a foam layer made of EPDM rubber and having an Asuka C hardness of 55 ° is formed as a roller body around a metal shaft. The material of the roller body is not limited to EPDM rubber, but may be a rubber or foamed rubber body of another material, and those having an Asuka C hardness of 10 to 90 ° are preferably used.

感光体ドラム1a表面の、クリーニングローラー27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28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28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28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。   A cleaning blade 28 is fixed in contact with the photosensitive drum 1a on the photosensitive drum 1a surface downstream of the contact surface with the cleaning roller 27 in the rotational direction. As the cleaning blade 28, for example, a polyurethane rubber blade having a JIS hardness of 78 ° is used, and is attached at a predetermined angle with respect to the tangential direction of the photosensitive member at the contact point. The material, hardness, dimensions, the amount of biting into the photosensitive drum 1a, the pressure contact force, and the like of the cleaning blade 28 are appropriately set according to the specifications of the photosensitive drum 1a.

クリーニングローラー27及びクリーニングブレード28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29の回転に伴ってクリーニング装置5aの外部に排出され、トナー回収容器(図示せず)に搬送されて貯留される。本発明に用いられるトナーとしては、トナー粒子表面に研磨剤としてシリカ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。   The residual toner removed from the surface of the photosensitive drum 1a by the cleaning roller 27 and the cleaning blade 28 is discharged to the outside of the cleaning device 5a as the recovery screw 29 rotates, and is conveyed to a toner recovery container (not shown). Stored. As the toner used in the present invention, silica, titanium oxide, strontium titanate, alumina or the like is embedded in the toner particle surface as an abrasive and held so as to partially protrude on the surface. Those that are electrostatically attached to the surface are used.

ユーザーにより画像形成開始が入力されると、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によって光照射し、各感光体ドラム1a〜1d上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置3a〜3dは、感光体ドラム1a〜1dに対向配置された現像ローラーを備え、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ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。このトナーは、現像装置3a〜3dの現像ローラー26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 the start of image formation is input by the user, first, the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d are uniformly charged by the charging devices 2a to 2d, and then light is irradiated by the exposure unit 4 to each of the photosensitive drums 1a to 1d. An electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed on the top. Each of the developing devices 3a to 3d includes a developing roller disposed so as to face the photosensitive drums 1a to 1d, and each of the developing devices 3a to 3d is filled with a predetermined amount of a two-component developer including yellow, cyan, magenta, and black toners. This toner is supplied onto the photosensitive drums 1 a to 1 d by the developing roller 26 of the developing devices 3 a to 3 d and electrostatically adheres to the electrostatic latent image formed by exposure from the exposure unit 4. A toner image is formed.

そして、一次転写ローラー6a〜6dにより一次転写ローラー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、除電ランプ(図示せず)によって残留電荷が除去される。   Then, the primary transfer rollers 6a to 6d apply an electric field at a predetermined transfer voltage between the primary transfer rollers 6a to 6d and the photosensitive drums 1a to 1d, and yellow, cyan, magenta, and the like on the photosensitive drums 1a to 1d. A black toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 8. These four color images are formed with a predetermined positional relationship predetermined for forming a predetermined full-color image. Thereafter, in preparation for the subsequent formation of a new electrostatic latent image, the toner remaining on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d is removed by the cleaning devices 5a to 5d, and the residual charges are removed by a charge eliminating lamp (not shown). Is done.

中間転写ベルト8は、従動ローラー10、駆動ローラー11を含む複数の懸架ローラーに掛け渡されており、駆動モーター(図示せず)による駆動ローラー11の回転に伴い中間転写ベルト8が時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Pがレジストローラー対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ー9へ搬送され、中間転写ベルト8と二次転写ローラー9とのニップ部(二次転写ニップ部)において転写紙P上にフルカラー画像が二次転写される。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 intermediate transfer belt 8 is stretched around a plurality of suspension rollers including a driven roller 10 and a drive roller 11, and the intermediate transfer belt 8 rotates in the clockwise direction as the drive roller 11 is rotated by a drive motor (not shown). When the rotation is started, the transfer paper P is conveyed from the registration roller pair 12b to the secondary transfer roller 9 provided adjacent to the intermediate transfer belt 8 at a predetermined timing, and the transfer between the intermediate transfer belt 8 and the secondary transfer roller 9 is performed. The full color image is secondarily transferred onto the transfer paper P at the nip portion (secondary transfer nip portion). The transfer paper P onto which the toner image is transferred is conveyed to the fixing unit 7.

定着部7に搬送された転写紙Pは、定着ローラー対13のニップ部(定着ニップ部)を通過する際に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ー対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 unit 7 is heated and pressurized when passing through the nip portion (fixing nip portion) of the pair of fixing rollers 13, and the toner image is fixed on the surface of the transfer paper P, so that a predetermined full color is obtained. An image is formed. The transfer paper P on which the full-color image is formed is distributed in the transport direction by the branching portion 14 that branches in a plurality of directions. When an image is formed on only one side of the transfer paper P, it is discharged as it is onto the discharge tray 17 by the discharge roller pair 15.

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ー対15から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Pは排出ローラー対15を逆回転させることにより分岐部14で反転搬送路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ー対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ー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 unit 7 is once protruded from the discharge roller pair 15 to the outside of the apparatus. Thereafter, the transfer paper P is distributed to the reverse conveyance path 18 by the branching section 14 by rotating the discharge roller pair 15 in the reverse direction, and is re-conveyed to the registration roller pair 12b with the image surface reversed. Then, after the next image formed on the intermediate transfer belt 8 is transferred by the secondary transfer roller 9 to the surface of the transfer paper P where the image is not formed, and conveyed to the fixing unit 7 to fix the toner image. , And discharged to the discharge tray 17.

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、本発明の第1実施形態のカラープリンター100に用いられる制御手段の一実施形態を説明するためのブロック図である。なお、カラープリンター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、カラープリンター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について重点的に説明する。   Next, the control path of the image forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram for explaining an embodiment of the control means used in the color printer 100 according to the first embodiment of the present invention. In addition, since various controls of each part of the apparatus are performed when the color printer 100 is used, the control path of the entire color printer 100 becomes complicated. Therefore, here, a portion of the control path that is necessary for the implementation of the present invention will be mainly described.

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、カウンター95、カラープリンター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、カラープリンター100本体内部の任意の場所に配置可能である。   The control unit 90 includes a central processing unit (CPU) 91 as a central processing unit, a read only memory (ROM) 92 that is a read-only storage unit, a random access memory (RAM) 93 that is a read / write storage unit, A plurality of I / Fs (interfaces) for transmitting control signals to the devices in the temporary storage unit 94, the counter 95, and the color printer 100 for storing image data and the like and receiving input signals from the operation unit 50 96 at least. Further, the control unit 90 can be arranged at an arbitrary location inside the color printer 100 main body.

ROM92には、カラープリンター100の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、カラープリンター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、カラープリンター100の制御途中で発生した必要なデータや、カラープリンター100の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。カウンター95は、印字枚数をカウントする。なお、カウンター95を別途設けなくても、例えばRAM93で印字枚数を記憶するようにしてもよい。   The ROM 92 stores a program for controlling the color printer 100, numerical values necessary for control, and the like that are not changed during use of the color printer 100. The RAM 93 stores necessary data generated during control of the color printer 100, data temporarily required for control of the color printer 100, and the like. The counter 95 counts the number of printed sheets. For example, the RAM 93 may store the number of prints without providing the counter 95 separately.

また、制御部90は、カラープリンター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。本実施形態における制御部90が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Pa〜Pd、露光ユニット4、一次転写ローラー6a〜6d、定着部7、二次転写ローラー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 control unit 90 transmits a control signal from the CPU 91 to the respective units and devices in the color printer 100 through the I / F 96. In addition, a signal indicating the state and an input signal are transmitted from each part or device to the CPU 91 through the I / F 96. As each part and device controlled by the control unit 90 in the present embodiment, for example, the image forming units Pa to Pd, the exposure unit 4, the primary transfer rollers 6a to 6d, the fixing unit 7, the secondary transfer roller 9, and the image input unit. 40, a bias control circuit 41, an operation unit 50, and the like.

画像入力部40は、パーソナルコンピューター等からカラープリンター100に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 image input unit 40 is a receiving unit that receives image data transmitted from the personal computer or the like to the color printer 100. The image signal input from the image input unit 40 is converted into a digital signal and then sent to the temporary storage unit 94.

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、転写バイアス電源44、及びクリーニングバイアス電源45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42〜45を作動させるものである。これらの各電源42〜45は、バイアス制御回路41からの制御信号によって、帯電バイアス電源42は帯電装置2a〜2d内の帯電ローラー22に、現像バイアス電源43は現像装置3a〜3d内の磁気ローラー27及び現像ローラー29に、転写バイアス電源44は一次転写ローラー6a〜6d及び二次転写ローラー9に、クリーニングバイアス電源45はクリーニング装置5a〜5d内のクリーニングローラー27に、それぞれ所定のバイアスを印加する。   The bias control circuit 41 is connected to the charging bias power source 42, the developing bias power source 43, the transfer bias power source 44, and the cleaning bias power source 45, and operates these power sources 42 to 45 in response to output signals from the control unit 90. is there. Each of these power sources 42 to 45 is controlled by a control signal from the bias control circuit 41. The charging bias power source 42 is supplied to the charging roller 22 in the charging devices 2a to 2d, and the developing bias power source 43 is supplied to the magnetic roller in the developing devices 3a to 3d. 27 and the developing roller 29, the transfer bias power supply 44 applies a predetermined bias to the primary transfer rollers 6a to 6d and the secondary transfer roller 9, and the cleaning bias power supply 45 applies a predetermined bias to the cleaning roller 27 in the cleaning devices 5a to 5d, respectively. .

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、カラープリンター100の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。カラープリンター100の各種設定はパーソナルコンピューターのプリンタードライバーから行われる。   The operation unit 50 is provided with a liquid crystal display unit 51 and LEDs 52 that indicate various states, and displays the state of the color printer 100 and displays the image forming status and the number of copies to be printed. Various settings of the color printer 100 are performed from a printer driver of a personal computer.

その他、操作部50には、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、カラープリンター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 operation unit 50 is provided with a stop / clear button used when image formation is stopped, a reset button used when various settings of the color printer 100 are set to a default state, and the like.

機内温度センサー97aは、カラープリンター100内部の温度、特に感光体ドラム1a〜1dの表面若しくは周辺の温度を検知するものであり、画像形成部Pa〜Pdの近傍に配置される。機外温度センサー97bは、カラープリンター100外部の温度を検知するものであり、機外湿度センサー98は、カラープリンター100外部の湿度を検知するものである。機外温度センサー97b、機外湿度センサー98は、例えば発熱部分の影響を受けにくい図1の用紙カセット16側方の吸気ダクト(図示せず)近辺に設置されるが、カラープリンター100外部の温度或いは湿度を正確に検出可能な他の場所に設置することもできる。   The in-machine temperature sensor 97a detects the temperature inside the color printer 100, in particular, the temperature of the surface or the periphery of the photosensitive drums 1a to 1d, and is disposed in the vicinity of the image forming portions Pa to Pd. The external temperature sensor 97b detects the temperature outside the color printer 100, and the external humidity sensor 98 detects the humidity outside the color printer 100. The outside temperature sensor 97b and the outside humidity sensor 98 are installed near the air intake duct (not shown) on the side of the paper cassette 16 in FIG. Alternatively, it can be installed in another place where humidity can be accurately detected.

本実施形態のカラープリンター100は、非画像形成時、例えば、カラープリンター100を電源オフ状態やスリープ(省電力)モードから印字開始状態まで立ち上げる際に、感光体ドラム1a〜1dに接触する帯電ローラー22に交流(AC)バイアスを印加して感光体ドラム1a〜1dの表面を昇温させる昇温モードを実行可能としている。   The color printer 100 according to the present embodiment is charged in contact with the photosensitive drums 1a to 1d during non-image formation, for example, when the color printer 100 is started from a power-off state or a sleep (power saving) mode to a printing start state. It is possible to execute a temperature raising mode in which an alternating current (AC) bias is applied to the roller 22 to raise the temperature of the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d.

帯電ローラー22を構成する金属製のシャフトとエピクロルヒドリンゴム等の導電性材料で形成されたローラー体とは電気抵抗の差が大きい。そのため、帯電ローラー22に交流バイアスを印加することで、シャフトとローラー体との間、或いはローラー体内部で発熱が生じる。帯電ローラー22で発生した熱は感光体ドラム1a〜1dに伝導され、感光体ドラム1a〜1dの表面を昇温させる。   There is a large difference in electrical resistance between a metal shaft constituting the charging roller 22 and a roller body formed of a conductive material such as epichlorohydrin rubber. Therefore, application of an AC bias to the charging roller 22 generates heat between the shaft and the roller body or inside the roller body. The heat generated by the charging roller 22 is conducted to the photosensitive drums 1a to 1d, and the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d are heated.

また、感光体ドラム1a〜1dの表面が昇温する原理については以下のようも考えられる。帯電ローラー22及び感光体ドラム1a〜1dは誘電体である。これらの関係は、図4に示すようなコンデンサーと抵抗の等価回路で表される。誘電体に電界を印加すると、誘電体内部に存在する電子やイオンなどが分極して正負の極性双極子が電界の方向に向きを揃えようとする。1秒間に何百万回も極性が入れ替わる数Hz〜数百MHzの高周波交流の電界中では、電界の反転に追従しようとする双極子の激しい運動による摩擦が発熱を生みだす。   Further, the principle of raising the temperature of the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d can be considered as follows. The charging roller 22 and the photosensitive drums 1a to 1d are dielectrics. These relationships are represented by an equivalent circuit of a capacitor and a resistor as shown in FIG. When an electric field is applied to the dielectric, electrons and ions existing inside the dielectric are polarized, and the positive and negative polar dipoles try to align their directions in the direction of the electric field. In a high-frequency AC electric field of several Hz to several hundreds of MHz where the polarity is switched millions of times per second, friction due to intense movement of the dipole trying to follow the inversion of the electric field generates heat.

例えば、図4のような感光体ドラム1a〜1dと帯電ローラー22の等価回路において、印加する交流バイアスをE、周波数をf、系全体の抵抗をR、静電容量をCとすると、印加バイアスEと同位相であるIrについて、P=E×Irの発熱が起こる。   For example, in the equivalent circuit of the photosensitive drums 1a to 1d and the charging roller 22 as shown in FIG. 4, when the applied AC bias is E, the frequency is f, the resistance of the entire system is R, and the capacitance is C, the applied bias For Ir which is in phase with E, heat generation of P = E × Ir occurs.

ここで角周波数ω=2πf、|Ir(jω)|/|Ic(jω)|=tanδとおくと、tanδ=1/(2πf・CR)、1/R=2πf・C・tanδとなる。従って、発熱する電力P=E・|Ir(jω)|=E^2/R=E^2・(2πf・C・tanδ)となる。このことより、昇温は印加バイアスEの2乗、周波数f、静電容量Cに比例するといえる。   Here, when the angular frequency ω = 2πf and | Ir (jω) | / | Ic (jω) | = tan δ, tan δ = 1 / (2πf · CR) and 1 / R = 2πf · C · tan δ are obtained. Therefore, the generated power P = E · | Ir (jω) | = E ^ 2 / R = E ^ 2 · (2πf · C · tan δ). From this, it can be said that the temperature rise is proportional to the square of the applied bias E, the frequency f, and the capacitance C.

この構成により、感光体ドラム1a〜1d自体が昇温するので、感光体ドラム1a〜1dの内部や外部にヒーターを配置する方法に比べて、感光体ドラム周辺の雰囲気(空気)など余分なものまで加熱するエネルギーが不要であり、効率的な昇温が可能となる。なお、帯電ローラー22に印加するバイアスが直流(DC)バイアスである場合は昇温効果がないか、或いは極めて小さいため、交流バイアスを印加する必要がある。   With this configuration, the temperature of the photosensitive drums 1a to 1d themselves is increased, so that an extra atmosphere such as the atmosphere (air) around the photosensitive drum is provided as compared with a method in which a heater is disposed inside or outside the photosensitive drums 1a to 1d. The energy to heat up is unnecessary, and an efficient temperature rise is possible. In addition, when the bias applied to the charging roller 22 is a direct current (DC) bias, there is no temperature increase effect or it is extremely small, and therefore it is necessary to apply an AC bias.

次に、感光体ドラム1a〜1dの回転駆動の有無と感光体ドラム1a〜1dの昇温効果との関係について調査した。図1に示したようなタンデム型のカラープリンター100において、感光体ドラム1a〜1dとして外径30mm、厚さ2mmのアルミ素管の表面にa−Si感光層を積層したa−Si感光体を用い、外径12mm、肉厚2mmの帯電ローラー22を接触させた。このときの感光体ドラム−帯電ローラー系全体の静電容量Cは600pF、抵抗Rは1.3MΩであった。   Next, the relationship between the presence / absence of rotational driving of the photosensitive drums 1a to 1d and the temperature rise effect of the photosensitive drums 1a to 1d was investigated. In the tandem type color printer 100 shown in FIG. 1, an a-Si photosensitive member in which an a-Si photosensitive layer is laminated on the surface of an aluminum tube having an outer diameter of 30 mm and a thickness of 2 mm as the photosensitive drums 1a to 1d. The charging roller 22 having an outer diameter of 12 mm and a wall thickness of 2 mm was used. The electrostatic capacity C of the entire photosensitive drum-charging roller system at this time was 600 pF, and the resistance R was 1.3 MΩ.

また、昇温モード中に帯電ローラー22に印加する帯電バイアスとして、350Vの直流バイアス(Vdc)に、ピークツーピーク値(Vpp)=1600Vの交流バイアスを重畳したバイアスを設定した。なお、印字動作中に帯電ローラー22に印加する帯電バイアスとして、400Vの直流バイアス(Vdc)に、ピークツーピーク値(Vpp)=1200V、周波数2300Hzの交流バイアスを重畳したバイアスを設定した。   Further, as a charging bias to be applied to the charging roller 22 during the temperature raising mode, a bias obtained by superimposing an AC bias with a peak-to-peak value (Vpp) = 1600 V on a DC bias (Vdc) of 350 V was set. As a charging bias to be applied to the charging roller 22 during the printing operation, a bias obtained by superimposing an AC bias having a peak-to-peak value (Vpp) = 1200 V and a frequency of 2300 Hz on a DC bias (Vdc) of 400 V was set.

そして、28℃、80%RHの環境下、感光体ドラム1a〜1dを印字動作中と同一線速(157mm/sec)で回転駆動させた状態と、感光体ドラム1a〜1dを印字動作中の1/2の線速(78.5mm/sec)で回転駆動させた状態と、感光体ドラム1a〜1dを停止させた状態とで昇温モードを実行したときの、感光体ドラム1a〜1d表面の昇温量の変化を測定した。結果を図5に示す。   Then, in an environment of 28 ° C. and 80% RH, the photosensitive drums 1a to 1d are driven to rotate at the same linear speed (157 mm / sec) as that during the printing operation, and the photosensitive drums 1a to 1d are being printed. Surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d when the temperature rising mode is executed in a state where the rotational driving is performed at a linear speed of ½ (78.5 mm / sec) and a state where the photosensitive drums 1a to 1d are stopped. The change in the temperature rise was measured. The results are shown in FIG.

図5に示すように、感光体ドラム1a〜1dを停止させた状態で昇温モードを実行した場合(図5の太線)は、感光体ドラム1a〜1d表面の昇温量は5分間で4.0deg以上であった。一方、感光体ドラム1a〜1dを印字動作中の1/2の線速で回転させた状態で昇温モードを実行した場合(図5の破線)は、感光体ドラム1a〜1d表面の昇温量は5分間で2.5degであり、感光体ドラム1a〜1dを印字動作中と同一線速で回転させた状態で昇温モードを実行した場合(図5の実線)は、感光体ドラム1a〜1d表面の昇温量は5分間で1.5degであった。これは、感光体ドラム1a〜1dを回転させながら帯電ローラー22に交流バイアスを印加すると、感光体ドラム1a〜1d周りに発生する気流により感光体ドラム1a〜1dが冷却されてしまい昇温効率が低下するためであると考えられる。従って、感光体ドラム1a〜1dの回転を停止した状態で帯電ローラー22に交流バイアスを印加する必要がある。   As shown in FIG. 5, when the temperature rising mode is executed with the photosensitive drums 1a to 1d stopped (thick line in FIG. 5), the temperature rising amount on the surface of the photosensitive drums 1a to 1d is 4 in 5 minutes. 0.0 deg or more. On the other hand, when the temperature raising mode is executed with the photosensitive drums 1a to 1d being rotated at a linear speed of ½ during the printing operation (broken line in FIG. 5), the temperature rises on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d. The amount is 2.5 deg in 5 minutes, and when the temperature rising mode is executed in a state where the photosensitive drums 1a to 1d are rotated at the same linear velocity as that during the printing operation (solid line in FIG. 5), the photosensitive drum 1a. The amount of temperature rise on the 1d surface was 1.5 deg in 5 minutes. This is because, when an AC bias is applied to the charging roller 22 while rotating the photosensitive drums 1a to 1d, the photosensitive drums 1a to 1d are cooled by the airflow generated around the photosensitive drums 1a to 1d, and the temperature rise efficiency is improved. This is thought to be due to a decrease. Accordingly, it is necessary to apply an AC bias to the charging roller 22 in a state where the rotation of the photosensitive drums 1a to 1d is stopped.

次に、帯電ローラー22に印加する交流バイアスのファクターと感光体ドラム1a〜1dの昇温効果との関係について調査した。カラープリンター100の感光体ドラム1a〜1d、帯電ローラー22の仕様は上記と同様とした。また、昇温モード中及び印字動作中に帯電ローラー22に印加する帯電バイアスも上記と同様とした。   Next, the relationship between the factor of the AC bias applied to the charging roller 22 and the temperature rise effect of the photosensitive drums 1a to 1d was investigated. The specifications of the photosensitive drums 1a to 1d and the charging roller 22 of the color printer 100 were the same as described above. The charging bias applied to the charging roller 22 during the temperature raising mode and during the printing operation was the same as described above.

そして、28℃、80%RHの環境下、感光体ドラム1a〜1dを停止させた状態で昇温モードを実行し、帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを2400〜5000Hzの範囲で変化させたときの感光体ドラム1a〜1d表面の昇温量の変化を測定した。結果を図6に示す。なお、図6中、周波数fが2400Hzの昇温量を実線で、周波数fが3000Hzの昇温量を破線で、周波数fが4000Hzの昇温量を点線で、周波数fが5000Hzの昇温量を太線でそれぞれ示す。   Then, in the environment of 28 ° C. and 80% RH, the temperature rising mode is executed with the photosensitive drums 1 a to 1 d being stopped, and the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22 is changed in the range of 2400 to 5000 Hz. Changes in the amount of temperature rise on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d were measured. The results are shown in FIG. In FIG. 6, the temperature rise with a frequency f of 2400 Hz is indicated by a solid line, the temperature rise with a frequency f of 3000 Hz is indicated by a broken line, the temperature rise with a frequency f of 4000 Hz is indicated by a dotted line, and the temperature rise with a frequency f of 5000 Hz. Are indicated by bold lines.

図6から明らかなように、感光体ドラム1a〜1d表面の昇温量は帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fが高くなるほど大きくなる。画像流れの発生しない相対湿度は70%以下であることが知られており、28℃、80%RH環境下で相対湿度を70%以下に下げるためには、感光体ドラム1a〜1dの表面温度を30.2℃以上に昇温する必要がある。   As is apparent from FIG. 6, the temperature rise amount on the surfaces of the photosensitive drums 1 a to 1 d increases as the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22 increases. It is known that the relative humidity at which no image flow occurs is 70% or less, and in order to lower the relative humidity to 70% or less in an environment of 28 ° C. and 80% RH, the surface temperature of the photosensitive drums 1a to 1d. Must be heated to 30.2 ° C. or higher.

そこで、昇温量の目標値を(30.2−28.0)=2.2(deg)と設定すると、昇温の所要時間は、図6から周波数fが5000Hzのとき2.8分、4000Hzのとき4.2分、3000Hz以下のとき5分以上であることがわかる。通常、カラープリンター100のウォームアップの所要時間は5分程度に設定されるため、28℃、80%RH環境下では周波数fを4000Hz以上とすることで感光体ドラム1a〜1dの表面温度をウォームアップの所要時間内に画像流れの発生しない温度まで昇温させることができる。   Therefore, if the target value of the temperature rise is set to (30.2-28.0) = 2.2 (deg), the time required for the temperature rise is 2.8 minutes when the frequency f is 5000 Hz from FIG. It can be seen that it is 4.2 minutes at 4000 Hz and 5 minutes or more at 3000 Hz or less. Normally, the time required for warming up the color printer 100 is set to about 5 minutes. Therefore, in a 28 ° C. and 80% RH environment, the surface temperature of the photosensitive drums 1a to 1d is warmed by setting the frequency f to 4000 Hz or higher. The temperature can be raised to a temperature at which no image flow occurs within the time required for up.

また、画像流れの防止に必要な感光体ドラム1a〜1d表面の昇温量は、カラープリンター100の周囲環境(温湿度)によって変化する。そのため、予め周囲環境に対応した最適なバイアス印加時間を設定した環境補正テーブルをROM92(或いはRAM93)に記憶しておき、昇温モード実行時には感光体ドラム1a〜1d表面の水分を除去するのに必要最低限の時間だけ交流バイアスの印加を継続することにより、ユーザーの待ち時間を極力短縮して画像形成効率を最大限に高めることができる。   Further, the amount of temperature rise on the surfaces of the photosensitive drums 1 a to 1 d necessary for preventing image flow varies depending on the ambient environment (temperature and humidity) of the color printer 100. Therefore, an environmental correction table in which an optimum bias application time corresponding to the surrounding environment is set in advance is stored in the ROM 92 (or RAM 93), and moisture on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d is removed when the temperature raising mode is executed. By continuing the application of the AC bias for the minimum necessary time, the waiting time of the user can be shortened as much as possible to maximize the image forming efficiency.

なお、ここでは記載しないが、周波数fを印字動作中と同様の2300Hzに設定した場合は十分な昇温効果が認められなかった。この結果より、感光体ドラム1a〜1dを効果的に昇温するためには帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを印字動作中よりも高くすることが好ましいことが確認された。   Although not described here, when the frequency f is set to 2300 Hz, which is the same as during the printing operation, a sufficient temperature rise effect is not recognized. From this result, it was confirmed that the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22 is preferably higher than that during the printing operation in order to effectively raise the temperature of the photosensitive drums 1a to 1d.

ところで、カラープリンター100で実行される昇温モードは、前述したように帯電ローラー22に交流バイアスを印加する状態が印字動作中とは異なり、感光体ドラム1a〜1dは停止状態であり、放電領域が感光体ドラム1a〜1d表面の一定箇所に集中する。その結果、帯電ローラー22に過度な交流バイアスを印加してしまうと、放電電荷の授受による感光層の静電破壊(絶縁破壊)が進行し、色点や色筋などの画像不良を引き起こしてしまうおそれがある。また、帯電ローラー22を形成する導電性材料の変質や劣化につながるおそれもある。従って、帯電ローラー22には適切な交流バイアスを印加する必要が生じる。   By the way, in the temperature raising mode executed by the color printer 100, the state where the AC bias is applied to the charging roller 22 as described above is different from that during the printing operation, and the photosensitive drums 1a to 1d are in the stopped state, and the discharge region. Are concentrated at certain locations on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d. As a result, if an excessive AC bias is applied to the charging roller 22, electrostatic breakdown (insulation breakdown) of the photosensitive layer due to transfer of discharge charges proceeds, causing image defects such as color spots and color streaks. There is a fear. Further, there is a possibility that the conductive material forming the charging roller 22 may be altered or deteriorated. Therefore, it is necessary to apply an appropriate AC bias to the charging roller 22.

帯電ローラー22に印加する適切な交流バイアスのピークツーピーク値(Vpp)を設定するために、図5と同様の試験条件で、帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを3000Hzと5000Hzに変化させるとともに、Vppを1000〜1600Vの範囲で変化させたときの感光体ドラム1a〜1d表面の昇温量の変化を測定した。結果を図7に示す。なお、図7中、周波数fを3000Hzとし、Vppを1000Vとしたときの昇温量を実線、1200Vとしたときの昇温量を点線、1600Vとしたときの昇温量を破線で示す。また、周波数fを5000Hzとし、Vppを1200Vとしたときの昇温量を一点鎖線で、1600Vとしたときの昇温量を太線で示す。   In order to set the peak-to-peak value (Vpp) of the appropriate AC bias applied to the charging roller 22, the AC bias frequency f applied to the charging roller 22 is changed between 3000 Hz and 5000 Hz under the same test conditions as in FIG. In addition, changes in the amount of temperature rise on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d when Vpp was changed in the range of 1000 to 1600V were measured. The results are shown in FIG. In FIG. 7, the temperature rise when the frequency f is 3000 Hz and the Vpp is 1000 V is indicated by a solid line, and the temperature rise when the voltage is 1200 V is indicated by a dotted line and the temperature rise when the frequency is 1600 V is indicated by a broken line. The temperature rise when the frequency f is 5000 Hz and the Vpp is 1200 V is indicated by a one-dot chain line, and the temperature rise when the frequency f is 1600 V is indicated by a thick line.

図7から明らかなように、帯電ローラー22に印加する交流バイアスのVppによって感光体ドラム1a〜1d表面の昇温特性は変化し、Vppが1200Vの交流バイアスを印加することで、Vppが1600Vの交流バイアスを印加した場合と同様の昇温効果を得ることができる。一方、Vppが1000Vの交流バイアスを印加した場合、昇温効果はほとんど現れていないことがわかる。このとき、昇温効果が認められた1200VのVppは、帯電ローラー22と感光体ドラム1a〜1dとの間の放電開始電圧Vthの2倍となっている。   As apparent from FIG. 7, the temperature rise characteristics of the surfaces of the photosensitive drums 1 a to 1 d vary depending on the AC bias Vpp applied to the charging roller 22, and by applying an AC bias with Vpp of 1200 V, Vpp is 1600 V. The same temperature increase effect as when an AC bias is applied can be obtained. On the other hand, when an AC bias having a Vpp of 1000 V is applied, it can be seen that the temperature rising effect hardly appears. At this time, 1200 V Vpp in which the temperature rise effect was recognized is twice the discharge start voltage Vth between the charging roller 22 and the photosensitive drums 1a to 1d.

なお、本明細書中でいう「放電開始電圧」とは、帯電ローラー22に直流バイアスを印加し、直流バイアスの電圧値を徐々に増加させたとき、帯電ローラー22と感光体ドラム1a〜1dとの間に放電が発生する電圧値を指すものとする。   The “discharge start voltage” in the present specification means that when a DC bias is applied to the charging roller 22 and the voltage value of the DC bias is gradually increased, the charging roller 22 and the photosensitive drums 1a to 1d. It shall refer to the voltage value at which discharge occurs during

即ち、放電開始電圧Vthの2倍以上のVppを有する交流バイアスを帯電ローラー22に印加する交流バイアス値として設定することによって、感光体ドラム1a〜1dの昇温を行うことができる。特に、交流バイアスのVppを放電開始電圧Vthの2倍に設定することで、安定した放電状態を維持しながら感光体ドラム1a〜1dの昇温を行うことができる。その結果、過度な電圧を印加することによる感光層へのダメージを最小限に抑えつつ、画像流れの発生を効果的に抑制することができる。   That is, the photosensitive drums 1 a to 1 d can be heated by setting an AC bias having a voltage Vpp that is twice or more the discharge start voltage Vth as an AC bias value to be applied to the charging roller 22. In particular, by setting the AC bias Vpp to twice the discharge start voltage Vth, the photosensitive drums 1a to 1d can be heated while maintaining a stable discharge state. As a result, it is possible to effectively suppress the occurrence of image flow while minimizing damage to the photosensitive layer due to application of an excessive voltage.

以上の結果をまとめると、昇温モードの実行時に、帯電ローラー22と感光体ドラム1a〜1dとの間の放電開始電圧Vthの2倍以上のVppを有する交流バイアスを帯電ローラー22に印加する必要があり、印字動作中よりも高い周波数を有する交流バイアスを印加すればより好ましい。   To summarize the above results, it is necessary to apply to the charging roller 22 an AC bias having a Vpp of at least twice the discharge start voltage Vth between the charging roller 22 and the photosensitive drums 1a to 1d when the temperature raising mode is executed. It is more preferable to apply an AC bias having a higher frequency than during the printing operation.

ここで、放電開始電圧Vthは、カラープリンター100の設置環境や帯電ローラー22の抵抗等によっても変化するため、感光体ドラム1a〜1dの昇温効率を一定に保つために、所定期間毎に放電開始電圧Vthを測定し、測定された放電開始電圧Vthに基づいて帯電ローラー22に印加する交流バイアスのVppを決定することが好ましい。また、Vppが同じであっても、周波数fが大きいほど感光体ドラム1a〜1dの昇温効果は高くなるため、周波数fを高めに設定して昇温時間(交流バイアス印加時間)を短縮し、感光層のダメージを低減することが好ましい。   Here, since the discharge start voltage Vth also changes depending on the installation environment of the color printer 100, the resistance of the charging roller 22, and the like, the discharge is performed at predetermined intervals in order to keep the temperature rising efficiency of the photosensitive drums 1a to 1d constant. It is preferable to measure the start voltage Vth and determine the AC bias Vpp to be applied to the charging roller 22 based on the measured discharge start voltage Vth. Even if Vpp is the same, the effect of increasing the temperature of the photosensitive drums 1a to 1d increases as the frequency f increases, so the frequency f is set higher to shorten the temperature increase time (AC bias application time). It is preferable to reduce damage to the photosensitive layer.

放電開始電圧Vthは、例えば次のような方法によって測定される。交流バイアスのVppを増加させながら放電電流を測定すると、図8に示すように、放電電流はVppに比例して増加し、所定のVppまで達すると増加が止まり、放電電流値はほぼ一定値を示す。この放電電流の回折点となるVppが、放電開始電圧Vthの2倍となる。図8に示したような傾向は、放電電流値だけでなく、感光体ドラム1a〜1dの表面電位等でも同様の傾向を示すため、感光体ドラム1a〜1dの表面電位の変化に基づいて放電開始電圧Vthを測定することもできる。   The discharge start voltage Vth is measured by the following method, for example. When the discharge current is measured while increasing the AC bias Vpp, as shown in FIG. 8, the discharge current increases in proportion to Vpp, and stops increasing when reaching a predetermined Vpp, and the discharge current value is substantially constant. Show. Vpp, which is the diffraction point of this discharge current, is twice the discharge start voltage Vth. The tendency as shown in FIG. 8 shows not only the discharge current value but also the surface potential of the photosensitive drums 1a to 1d, etc., so that the discharge is performed based on the change in the surface potential of the photosensitive drums 1a to 1d. The starting voltage Vth can also be measured.

なお、上記実施形態では、帯電ローラー22に交流バイアスを印加して昇温モードを実行しているが、交流バイアスを印加する部材は帯電ローラー22に限らず、感光体ドラム1a〜1dに接触する導電部材であれば良い。このような導電部材としては、クリーニングローラー27等が挙げられる。クリーニングローラー27への交流バイアスの印加はクリーニングバイアス電源45によって行われる。   In the above embodiment, the AC bias is applied to the charging roller 22 to execute the temperature raising mode. However, the member to which the AC bias is applied is not limited to the charging roller 22 and contacts the photosensitive drums 1a to 1d. Any conductive member may be used. An example of such a conductive member is the cleaning roller 27. The AC bias is applied to the cleaning roller 27 by a cleaning bias power supply 45.

また、帯電ローラー22のように印字動作中にバイアスを印加して使用する導電部材に印字動作中以外においてもバイアスを印加すると、導電部材の劣化が促進され、耐用期間を縮めるおそれがあるが、印字動作以外にバイアスを印加する導電部材として、クリーニングローラー27のように印字動作中にバイアスを印加しない部材を用いると、バイアスの印加による耐用期間の短縮を考慮する必要がなくなる。   In addition, when a bias is applied to a conductive member that is used by applying a bias during a printing operation like the charging roller 22 even during a printing operation, deterioration of the conductive member is promoted, and there is a possibility that the service life is shortened. When a member that does not apply a bias during the printing operation, such as the cleaning roller 27, is used as a conductive member that applies a bias in addition to the printing operation, it is not necessary to consider the shortening of the service life due to the application of the bias.

ところで、感光体ドラム1a〜1dに接触している導電部材、例えば帯電ローラー22やクリーニングローラー27等は、金属製のシャフトに導電性材料で形成されたローラー体を接着剤で固定している場合が多く、高周波数の交流バイアスを印加すると接着剤が部分的に剥れ、帯電ムラを生じるおそれがある。そこで、金属製のシャフトとローラー体との固定に接着剤を用いていない帯電ローラー22やクリーニングローラー27を用いるようにすれば、高周波数の交流バイアスを印加したときに導電性材料とシャフトが剥れることなく、短時間で感光体ドラム1a〜1dを昇温させることができる。接着剤を用いずに金属製のシャフトとローラー体とを固定する方法としては、例えばローラー体にシャフトを圧入固定する方法が挙げられる。   By the way, the conductive members that are in contact with the photosensitive drums 1a to 1d, such as the charging roller 22 and the cleaning roller 27, have a roller body made of a conductive material fixed to a metal shaft with an adhesive. In many cases, when a high-frequency AC bias is applied, the adhesive partly peels off, which may cause uneven charging. Therefore, if the charging roller 22 and the cleaning roller 27 that do not use an adhesive are used for fixing the metal shaft and the roller body, the conductive material and the shaft peel off when a high frequency AC bias is applied. Therefore, the temperature of the photosensitive drums 1a to 1d can be increased in a short time. As a method of fixing the metal shaft and the roller body without using an adhesive, for example, a method of press-fitting and fixing the shaft to the roller body can be mentioned.

次に、本発明の第2実施形態に係るカラープリンター100について説明する。カラープリンター100の構成や制御経路については図1〜図3に示した第1実施形態と同様である。本実施形態のカラープリンター100は、昇温モードにおいて帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを、カラープリンター100の使用環境(温湿度)に応じて変更する。   Next, a color printer 100 according to the second embodiment of the present invention will be described. The configuration and control path of the color printer 100 are the same as those in the first embodiment shown in FIGS. The color printer 100 according to the present embodiment changes the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22 in the temperature raising mode according to the use environment (temperature and humidity) of the color printer 100.

前述したように、交流バイアスの周波数fを大きくするほど感光体ドラム1a〜1dの昇温効果も高くなる。一方、周波数fを大きくすると、感光体ドラム1a〜1dの表面へ放電生成物が付着し易くなる。その結果、感光体ドラム1a〜1d表面の摩擦係数μが上昇し、クリーニングブレード28の捲れや摩擦音が発生する。   As described above, the higher the AC bias frequency f, the higher the temperature rise effect of the photosensitive drums 1a to 1d. On the other hand, when the frequency f is increased, discharge products are likely to adhere to the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d. As a result, the friction coefficient μ on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d increases, and the cleaning blade 28 is bent and a frictional sound is generated.

しかし、高温高湿環境下等の画像流れが発生しやすい環境においては、感光体ドラム1a〜1dを十分に昇温させて画像流れを抑制するとともに、ユーザーの待ち時間を短縮して利便性を向上させる必要がある。そこで、カラープリンター100内部の温度(機内温度)及び湿度(機内湿度)に基づいて帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを変更する。   However, in an environment where image flow is likely to occur, such as in a high-temperature and high-humidity environment, the photosensitive drums 1a to 1d are sufficiently heated to suppress the image flow, and the waiting time of the user is shortened for convenience. There is a need to improve. Therefore, the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22 is changed based on the temperature (in-machine temperature) and humidity (in-machine humidity) inside the color printer 100.

図9は、相対湿度が60%、65%、70%、80%、90%、及び100%における機内温度(℃)と絶対湿度(g/cm3)との関係を示すグラフ(飽和水蒸気曲線)である。例えば、カラープリンター100が30℃、相対湿度80%の環境下に設置されているとすると、カラープリンター100内部の感光体ドラム1a〜1d付近も同様の環境になっていると考えられる。図9から、機内温度30℃、相対湿度80%での絶対湿度は24.3g/cm3である。 FIG. 9 is a graph (saturated water vapor curve) showing the relationship between in-machine temperature (° C.) and absolute humidity (g / cm 3 ) when the relative humidity is 60%, 65%, 70%, 80%, 90%, and 100%. ). For example, if the color printer 100 is installed in an environment of 30 ° C. and a relative humidity of 80%, it is considered that the vicinity of the photosensitive drums 1 a to 1 d inside the color printer 100 is also the same environment. From FIG. 9, the absolute humidity at an in-machine temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 80% is 24.3 g / cm 3 .

ここで、絶対湿度は空気中の水分量を表すから、機内温度が変化しても絶対湿度は変化しないものとすると、感光体ドラム1a〜1dの表面温度が上昇すると、図9の矢印で示すように相対湿度は低下する。例えば、感光体ドラム1a〜1dの表面温度が33.9℃まで上昇すると、相対湿度は65%となり、画像流れは発生しない。   Here, since absolute humidity represents the amount of moisture in the air, assuming that the absolute humidity does not change even if the in-machine temperature changes, the surface temperature of the photosensitive drums 1a to 1d rises, as indicated by the arrows in FIG. As such, the relative humidity decreases. For example, when the surface temperature of the photosensitive drums 1a to 1d rises to 33.9 ° C., the relative humidity becomes 65%, and no image blur occurs.

機内温度をIT[℃]、機内相対湿度をIH[%RH]、感光体ドラム1a〜1dの表面温度をPT[℃]、感光体ドラム1a〜1d表面付近の相対湿度をPH[%RH]とすると、機内飽和水蒸気圧e(IT)、機内飽和水蒸気量a(IT)、機内絶対湿度A(IH)、感光体ドラム1a〜1d付近の飽和水蒸気圧e(PT)は、それぞれ次の式で表される。
e(IT)=6.1078*107.5*IT/(IT+237.3) [hPa]
a(IT)=217*e(IT)/(IT+273.15)[g/m3
A(IH)=a(IT)*IH/100[g/m3
e(PT)=6.1078*107.5*PT/(PT+237.3) [hPa]
The in-machine temperature is IT [° C.], the in-machine relative humidity is IH [% RH], the surface temperature of the photosensitive drums 1a to 1d is PT [° C.], and the relative humidity near the surface of the photosensitive drums 1a to 1d is PH [% RH]. Then, the in-machine saturated water vapor pressure e (IT), the in-machine saturated water vapor amount a (IT), the in-machine absolute humidity A (IH), and the saturated water vapor pressure e (PT) in the vicinity of the photosensitive drums 1a to 1d are respectively expressed by the following equations. It is represented by
e (IT) = 6.1078 * 10 7.5 * IT / (IT + 237.3) [hPa]
a (IT) = 217 * e (IT) / (IT + 273.15) [g / m 3 ]
A (IH) = a (IT) * IH / 100 [g / m 3 ]
e (PT) = 6.1078 * 10 7.5 * PT / (PT + 237.3) [hPa]

図10は、感光体ドラム1a〜1d付近の相対湿度を65%以下に下げるのに必要な感光体ドラム1a〜1dの表面温度の昇温量を示すグラフである。なお、図10中、機内温度が10℃のときの必要昇温量を◇のデータ系列、20℃のときの必要昇温量を□のデータ系列、30℃のときの必要昇温量を△のデータ系列、40℃のときの必要昇温量を○のデータ系列で示す。   FIG. 10 is a graph showing the amount of increase in the surface temperature of the photosensitive drums 1a to 1d necessary for lowering the relative humidity near the photosensitive drums 1a to 1d to 65% or less. In FIG. 10, the required temperature rise when the in-machine temperature is 10 ° C. is the data series ◇, the required temperature rise when 20 ° C. is the data series □, and the required temperature rise when 30 ° C. is Δ The required temperature rise at 40 ° C. is shown as a data series.

図10から明らかなように、機内温湿度条件によって、必要昇温量が変わり、機内温度、機内相対湿度が高いほど必要昇温量は増加する。従って、図6に示したように、カラープリンター100の設置環境に応じて周波数fを変えるのが効果的である。具体的には、高温高湿環境下では周波数fを大きくすることで、感光体ドラム1a〜1dの昇温効果を高めるとともに、ユーザーの待ち時間を短縮することができる。一方、低温低湿環境下では周波数fを小さくすることで、感光体ドラム1a〜1d表面の摩擦係数μの上昇を抑制することができる。   As is apparent from FIG. 10, the required temperature rise varies depending on the temperature and humidity conditions in the machine, and the required temperature rise increases as the machine temperature and the machine relative humidity increase. Therefore, it is effective to change the frequency f according to the installation environment of the color printer 100 as shown in FIG. Specifically, by increasing the frequency f in a high-temperature and high-humidity environment, it is possible to increase the effect of raising the temperature of the photosensitive drums 1a to 1d and reduce the waiting time of the user. On the other hand, by increasing the frequency f in a low temperature and low humidity environment, it is possible to suppress an increase in the friction coefficient μ on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d.

機内温度は、機内温度センサー97aによって所定の時間毎に常に検出される。また、機内相対湿度は、機外と機内の絶対水分量(温度により決まる)が同じものであると見なした上で、機外湿度センサー98によって所定の時間毎に常に検出される機外湿度と機内温度から算出される。   The in-machine temperature is always detected every predetermined time by the in-machine temperature sensor 97a. Further, the in-machine relative humidity is assumed to be the same amount of absolute moisture (determined by temperature) outside the machine and is always detected by the outside humidity sensor 98 every predetermined time. And calculated from the in-machine temperature.

なお、昇温モードにおける周波数の変更は、なるべく実行直前の検出温度及び湿度を用いて行うことが好ましいが、他のタイミングで検出した温湿度を用いて行ってもよい。また、所定の回数温湿度の検出を行い、各検出値の平均値を用いることもできる。   Note that the frequency change in the temperature raising mode is preferably performed using the detected temperature and humidity immediately before execution as much as possible, but may be performed using the temperature and humidity detected at another timing. It is also possible to detect the temperature and humidity a predetermined number of times and use the average value of the detected values.

次に、本発明の第3実施形態に係るカラープリンター100について説明する。カラープリンター100の構成や制御経路については図1〜図3に示した第1実施形態と同様である。本実施形態のカラープリンター100は、昇温モードにおいて帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを、感光体ドラム1a〜1dの使用開始時からの累積印字枚数に応じて変更する。   Next, a color printer 100 according to a third embodiment of the present invention will be described. The configuration and control path of the color printer 100 are the same as those in the first embodiment shown in FIGS. The color printer 100 of the present embodiment changes the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22 in the temperature raising mode according to the cumulative number of printed sheets from the start of use of the photosensitive drums 1a to 1d.

一般に、a−Si感光体ドラムは、長期間の使用により感光層が酸化され、水分子や放電生成物をより吸着しやすくなる。また、帯電ローラー22中の配合剤も漏出してくる。そのため、感光体ドラム1a〜1dを含むドラムユニットの使用期間が長くなるにつれて画像流れの発生が顕著になり、使用初期に比べて画像流れの解消に時間を要する。   In general, in an a-Si photosensitive drum, the photosensitive layer is oxidized by long-term use, and water molecules and discharge products are more easily adsorbed. Further, the compounding agent in the charging roller 22 also leaks out. For this reason, as the use period of the drum unit including the photoconductive drums 1a to 1d becomes longer, the occurrence of image flow becomes more prominent, and it takes time to eliminate the image flow compared to the initial use.

本実施形態では、カウンター95(図3参照)でカウントされた感光体ドラム1a〜1dの使用開始時からの累積印字枚数(耐久枚数)に応じて帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数を変化させることとした。これにより、ドラムユニットの耐用期間の終期においても短時間で画像流れを解消することができる。   In the present embodiment, the frequency of the AC bias applied to the charging roller 22 is changed according to the cumulative number of printed sheets (durable number) from the start of use of the photosensitive drums 1a to 1d counted by the counter 95 (see FIG. 3). I decided to let them. As a result, the image flow can be eliminated in a short time even at the end of the useful life of the drum unit.

通常、カラープリンター100のウォームアップ時間は5分程度に設定される。そこで、28℃、80%RHの環境下、帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを変化させて昇温モードを実行し、感光体ドラム1a〜1dの使用開始時からの各通電時間(累積印字枚数)に対して、5分以内に画像流れを解消できるか否かを調査した。   Normally, the warm-up time of the color printer 100 is set to about 5 minutes. Accordingly, in the environment of 28 ° C. and 80% RH, the temperature raising mode is executed by changing the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22, and each energization time from the start of use of the photosensitive drums 1a to 1d ( It was investigated whether or not the image flow could be eliminated within 5 minutes.

カラープリンター100の感光体ドラム1a〜1d、帯電ローラー22の仕様は第1実施形態と同様とした。また、昇温モード中に帯電ローラー22に印加する帯電バイアスは、第1実施形態と同様に直流バイアス(Vdc)を350V、交流バイアスのピークツーピーク値(Vpp)を1800Vとし、印字動作中に帯電ローラー22に印加する帯電バイアスも、第1実施形態と同様に直流バイアス(Vdc)を400V、交流バイアスのピークツーピーク値(Vpp)を1200V、周波数を2300Hzとした。結果を表1に示す。   The specifications of the photosensitive drums 1a to 1d and the charging roller 22 of the color printer 100 are the same as those in the first embodiment. The charging bias applied to the charging roller 22 during the temperature raising mode is set such that the DC bias (Vdc) is 350 V and the AC bias peak-to-peak value (Vpp) is 1800 V in the same manner as in the first embodiment. Similarly to the first embodiment, the charging bias applied to the charging roller 22 is 400 V, the DC bias peak-to-peak value (Vpp) is 1200 V, and the frequency is 2300 Hz. The results are shown in Table 1.

Figure 2014191065
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表1に示すように、累積印字枚数が50k枚(50,000枚)までは周波数4000Hzの交流バイアスを印加することで5分以内に画像流れが解消された。その後、累積印字枚数が100k枚(100,000枚)、300k枚(300,000枚)、600k枚(600,000枚)と増加するにつれて、5分以内に画像流れを解消するために必要な交流バイアスの周波数も5000Hz、6000Hz、7000Hzに上昇した。   As shown in Table 1, the image flow was eliminated within 5 minutes by applying an AC bias with a frequency of 4000 Hz until the cumulative number of printed sheets reached 50k (50,000). After that, as the cumulative number of printed sheets increases to 100k (100,000), 300k (300,000), and 600k (600,000), it is necessary to eliminate the image flow within 5 minutes. The frequency of the AC bias also increased to 5000 Hz, 6000 Hz, and 7000 Hz.

この結果より、感光体ドラム1a〜1dの使用初期においては周波数を小さく(4000Hz以下に)設定しておき、累積印字枚数の増加に応じて周波数を段階的に大きくすることで、感光体ドラム1a〜1dの耐用期間全体に亘って画像流れの発生を効果的に抑制しつつ、感光体ドラム1a〜1d表面の摩擦係数μの上昇を抑制し、且つウォームアップ時間を短縮することができる。   From this result, the photosensitive drum 1a to 1d is set to a low frequency (below 4000 Hz) in the initial stage of use, and the frequency is increased stepwise in accordance with the increase in the cumulative number of printed sheets. It is possible to suppress an increase in the coefficient of friction μ on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d and to shorten the warm-up time while effectively suppressing the occurrence of image flow over the entire life of ˜1d.

次に、本発明の第4実施形態に係るカラープリンター100について説明する。カラープリンター100の構成や制御経路については図1〜図3に示した第1実施形態と同様である。本実施形態のカラープリンター100は、昇温モードの実行時に、帯電ローラー22と感光体ドラム1a〜1dとの間で放電が発生しない高周波数の交流バイアスを帯電ローラー22に印加する。   Next, a color printer 100 according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The configuration and control path of the color printer 100 are the same as those in the first embodiment shown in FIGS. The color printer 100 according to the present embodiment applies a high-frequency AC bias to the charging roller 22 so that no discharge is generated between the charging roller 22 and the photosensitive drums 1a to 1d when the temperature raising mode is executed.

図11は、帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを0〜12kHzまで変化させたときの感光体ドラム1a〜1dの表面電位V0の変化を示すグラフである。その他の試験条件は図5及び図6と同様とした。   FIG. 11 is a graph showing changes in the surface potential V0 of the photosensitive drums 1a to 1d when the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22 is changed from 0 to 12 kHz. Other test conditions were the same as those in FIGS.

また、交流バイアスの周波数fを4kHz〜10kHzまで変化させたときに感光体ドラム1a〜1d表面が目標温度(ここでは30.2℃)に到達するまでの時間と、感光体ドラム1a〜1d及び帯電ローラー22へのダメージとの関係を表2に示す。表2において、感光体ドラム1a〜1d及び帯電ローラー22へのダメージは、ハーフ画像出力時のローラー筋の発生レベルを目視により観察し、ローラー筋の発生が顕著であり実用上問題のあるレベルを×、ローラー筋の発生が認められるが実用上問題のないレベルを△、ローラー筋の発生が認められないレベルを○とした。   Further, when the AC bias frequency f is changed from 4 kHz to 10 kHz, the time until the surface of the photosensitive drums 1a to 1d reaches the target temperature (30.2 ° C. in this case), the photosensitive drums 1a to 1d, and Table 2 shows the relationship with damage to the charging roller 22. In Table 2, the damage to the photosensitive drums 1a to 1d and the charging roller 22 was observed by visually observing the level of roller streaks during half-image output, and the level of occurrence of roller streaks was remarkable and problematic in practice. ×, a level where occurrence of roller streak is observed but no problem in practice is indicated by Δ, and a level where occurrence of roller streak is not recognized is indicated by ○.

Figure 2014191065
Figure 2014191065

図11に示すように、帯電ローラー21に印加する交流バイアスの周波数fが1kHz〜8kHzまでは表面電位V0が230〜250Vと高く、周波数fが8kHz以上になるとV0が急激に低下していることがわかる。この理由は、帯電ローラー21を構成する導電性材料にはイオン導電剤が使用されており、交流バイアスの周波数fをある一定以上の高周波数に設定すると、導電性材料中のイオンが周波数fに追従して振動できなくなり、放電が発生しなくなるためである。   As shown in FIG. 11, the surface potential V0 is as high as 230 to 250 V when the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 21 is 1 kHz to 8 kHz, and V0 rapidly decreases when the frequency f is 8 kHz or more. I understand. The reason for this is that an ionic conductive agent is used for the conductive material constituting the charging roller 21, and if the frequency f of the AC bias is set to a certain high frequency, the ions in the conductive material are changed to the frequency f. This is because it cannot follow and vibrate, and discharge does not occur.

また、表2に示すように、周波数fが高くなるにつれて感光体ドラム1a〜1d表面の昇温スピードは速くなり、8kHz以上になると感光体1a〜1d及び帯電ローラー22へのダメージも低減されることが確認された。   As shown in Table 2, as the frequency f increases, the temperature rise speed of the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d increases. When the frequency f is 8 kHz or higher, damage to the photosensitive members 1a to 1d and the charging roller 22 is also reduced. It was confirmed.

そこで、本実施形態では、上記の周波数特性を利用して、帯電ローラー22と感光体ドラム1a〜1dとの間で放電が発生しない高周波数の交流バイアスを帯電ローラー22に印加することによって、電子やイオンの振動のみを引き起こして感光体ドラム1a〜1dの昇温を行うことができる。その結果、バイアスが一定箇所に集中することによる感光層へのダメージを最小限に抑えつつ、画像流れの発生を効果的に抑制することができる。   Therefore, in the present embodiment, by utilizing the frequency characteristics described above, a high-frequency AC bias that does not generate discharge between the charging roller 22 and the photosensitive drums 1 a to 1 d is applied to the charging roller 22, thereby generating electrons. In addition, the photosensitive drums 1a to 1d can be heated only by causing vibration of ions. As a result, it is possible to effectively suppress the occurrence of image blur while minimizing damage to the photosensitive layer due to concentration of the bias at a certain location.

次に、本発明の第5実施形態に係るカラープリンター100について説明する。カラープリンター100の構成や制御経路については図1〜図3に示した第1実施形態と同様である。本実施形態のカラープリンター100は、昇温モードの実行時に、交流バイアスに加えて、帯電ローラー22と感光体ドラム1a〜1dとの間の放電開始電圧Vth以下の直流バイアスを帯電ローラー22に印加する。   Next, a color printer 100 according to a fifth embodiment of the invention will be described. The configuration and control path of the color printer 100 are the same as those in the first embodiment shown in FIGS. In the color printer 100 of the present embodiment, in addition to the AC bias, a DC bias that is equal to or lower than the discharge start voltage Vth between the charging roller 22 and the photosensitive drums 1 a to 1 d is applied to the charging roller 22 in addition to the AC bias. To do.

図12及び図13は、それぞれ帯電ローラー22に印加する交流バイアスの周波数fを3000Hz、Vppを1600Vに固定し、直流バイアスVdcを0、350V、500Vの3段階に変化させたときの感光体ドラム1a〜1d表面の昇温量の変化、及び耐久印字後の帯電ローラー22の体積抵抗値の変化を示すグラフである。その他の試験条件は図5及び図6と同様とした。   FIGS. 12 and 13 respectively show the photosensitive drum when the frequency f of the AC bias applied to the charging roller 22 is fixed at 3000 Hz, Vpp is fixed at 1600 V, and the DC bias Vdc is changed in three stages of 0, 350 V, and 500 V. It is a graph which shows the change of the temperature rising amount of 1a-1d surface, and the change of the volume resistance value of the charging roller 22 after durable printing. Other test conditions were the same as those in FIGS.

図12に示すように、感光体ドラム1a〜1d表面の昇温量は、交流バイアスの周波数f、Vppが一定であれば、直流バイアスVdcに係わらずほぼ一定であることが確認された。昇温量の目標値を(30.2−28.0)=2.2(deg)と設定すると、昇温の所要時間は直流バイアスVdcが0、350V、500Vのいずれの場合であっても約6分であることがわかる。   As shown in FIG. 12, it was confirmed that the amount of temperature rise on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d is substantially constant regardless of the DC bias Vdc if the AC bias frequency f and Vpp are constant. If the target value of the temperature rise is set to (30.2-28.0) = 2.2 (deg), the time required for the temperature rise will be no matter whether the DC bias Vdc is 0, 350V, or 500V. It turns out that it is about 6 minutes.

また、図13に示すように、直流バイアスVdcが高くなるにつれて耐久印字後の帯電ローラー22の体積抵抗値は上昇し、直流バイアスVdcを0とした場合は300k枚(300,000枚)印字後においても帯電ローラー22の体積抵抗値はほとんど上昇しないことが確認された。   As shown in FIG. 13, as the DC bias Vdc increases, the volume resistance value of the charging roller 22 after durable printing increases. When the DC bias Vdc is set to 0, after printing 300k sheets (300,000 sheets). It was also confirmed that the volume resistance value of the charging roller 22 hardly increased.

印字動作中においては、所定の抵抗、及び誘電率を有する帯電ローラー22に直流バイアスVdcを印加することで、感光体ドラム1a〜1dの表面電位を所望の値となるように帯電させている。一方、昇温モードにおいては、前述したように周期性を有する交流バイアスを印加することで帯電ローラー22を発熱させるものであり、直流バイアスは帯電ローラー22を発熱させるために必ずしも必要ではない。   During the printing operation, the surface potential of the photosensitive drums 1a to 1d is charged to a desired value by applying a DC bias Vdc to the charging roller 22 having a predetermined resistance and dielectric constant. On the other hand, in the temperature raising mode, the charging roller 22 is heated by applying the AC bias having periodicity as described above, and the DC bias is not necessarily required to heat the charging roller 22.

その上、直流バイアスVdcを印加すると、帯電ローラー22内の配合剤等が感光体ドラム1a〜1d側に流出してしまい、帯電ローラー22の体積抵抗値が上昇する。その結果、帯電ローラー22の耐用期間が短くなる。また、感光体ドラム1a〜1d表面の帯電ローラー22が接触する部分に放電生成物が付着したり、絶縁破壊によりリークが発生したりするという問題もある。   In addition, when the DC bias Vdc is applied, the compounding agent or the like in the charging roller 22 flows out to the photosensitive drums 1a to 1d, and the volume resistance value of the charging roller 22 increases. As a result, the service life of the charging roller 22 is shortened. In addition, there is a problem that the discharge product adheres to the portions of the photosensitive drums 1a to 1d on which the charging roller 22 contacts, or leakage occurs due to dielectric breakdown.

そこで、本実施形態では、昇温モードの実行時に帯電ローラー22に印加する直流バイアスをなるべく低くすることで、帯電ローラー22の劣化を抑制することとした。具体的には、帯電ローラー22に印加する直流バイアスを放電開始電圧Vth以下とすることで、帯電ローラー22の耐用期間を確保しつつ、感光体ドラム1a〜1d表面への放電生成物の付着や、絶縁破壊によるリークの発生も抑制することができる。   Therefore, in the present embodiment, deterioration of the charging roller 22 is suppressed by reducing the DC bias applied to the charging roller 22 as much as possible when the temperature raising mode is executed. Specifically, by setting the DC bias applied to the charging roller 22 to be equal to or lower than the discharge start voltage Vth, the discharge product adheres to the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d while ensuring the service life of the charging roller 22. Further, the occurrence of leakage due to dielectric breakdown can be suppressed.

また、昇温モードの実行時に帯電ローラー22に印加する直流バイアスを0とすれば、帯電ローラー22及び感光体ドラム1a〜1dの劣化をより一層抑制することができる。さらに、昇温モードの実行時に、印字動作中に印加する直流バイアス(ここでは正)と逆極性(ここでは負)の直流バイアスを帯電ローラー22に印加すれば、偏極イオンを戻すことができるため、帯電ローラー22の耐用期間を延ばすこともできる。   Further, if the DC bias applied to the charging roller 22 when the temperature raising mode is executed is set to 0, the deterioration of the charging roller 22 and the photosensitive drums 1a to 1d can be further suppressed. Furthermore, when a DC bias (positive here) and a reverse polarity (negative here) applied during the printing operation is applied to the charging roller 22 during the temperature raising mode, the polarized ions can be returned. Therefore, the service life of the charging roller 22 can be extended.

次に、本発明の第6実施形態に係るカラープリンター100について説明する。カラープリンター100の構成や制御経路については図1〜図3に示した第1実施形態と同様である。本実施形態のカラープリンター100は、非画像形成時に、感光体ドラム1a〜1dに接触する帯電ローラー22、クリーニングローラー27に交流バイアスを印加して感光体ドラム1a〜1dの表面を昇温させる昇温モードを実行可能としている。   Next, a color printer 100 according to a sixth embodiment of the present invention will be described. The configuration and control path of the color printer 100 are the same as those in the first embodiment shown in FIGS. The color printer 100 according to this embodiment applies an AC bias to the charging roller 22 and the cleaning roller 27 that are in contact with the photosensitive drums 1a to 1d during non-image formation to increase the temperature of the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d. The temperature mode can be executed.

本実施形態の構成によれば、感光体ドラム1a〜1dに接触する複数の導電部材(ここでは帯電ローラー22、クリーニングローラー27)に交流バイアスを印加することで、帯電ローラー22のみに交流バイアスを印加する第1実施形態に比べて感光体ドラム1a〜1d表面の昇温時間が短くなるため、ユーザーの待ち時間を短縮することができる。   According to the configuration of this embodiment, an AC bias is applied only to the charging roller 22 by applying an AC bias to a plurality of conductive members (here, the charging roller 22 and the cleaning roller 27) that are in contact with the photosensitive drums 1a to 1d. Compared to the first embodiment to be applied, the temperature rising time on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d is shortened, so that the waiting time of the user can be shortened.

その他本発明は、上記各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。例えば上記各実施形態においては、感光体ドラム1a〜1dとしてa−Si感光体を用いた例について説明したが、有機感光体やセレン砒素感光体を用いた場合についても全く同様に説明される。   In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the a-Si photosensitive member is used as the photosensitive drums 1a to 1d has been described, but the case where the organic photosensitive member or the selenium arsenic photosensitive member is used is also described in the same manner.

また、本発明は図1に示したような中間転写方式のカラープリンター100に限られるものではなく、直接転写方式のカラー複写機及びプリンター、モノクロ複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、種々の画像形成装置に適用できる。直接転写方式の場合、感光体ドラムには導電性の転写ローラーが接触して転写ニップ部を形成する。そのため、転写ローラーに交流バイアスを印加して昇温モードを実行することができる。   Further, the present invention is not limited to the intermediate transfer type color printer 100 as shown in FIG. 1, but includes various types such as a direct transfer type color copier and printer, a monochrome copier, a digital multifunction machine, and a facsimile machine. It can be applied to an image forming apparatus. In the case of the direct transfer method, a conductive transfer roller is brought into contact with the photosensitive drum to form a transfer nip portion. Therefore, it is possible to execute the temperature raising mode by applying an AC bias to the transfer roller.

本発明は、像担持体として感光体ドラムを用いた画像形成装置における感光体ドラム表面の水分の除去に利用可能である。本発明の利用により、感光体ドラム表面の水分を短時間で効率良く除去することができ、長期間に亘って画像流れの発生を効果的に防止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 to remove moisture on the surface of a photosensitive drum in an image forming apparatus using a photosensitive drum as an image carrier. By utilizing the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus that can efficiently remove moisture on the surface of the photosensitive drum in a short time and can effectively prevent the occurrence of image flow over a long period of time.

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
8 中間転写ベルト
22 帯電ローラー(第1導電部材)
27 クリーニングローラー(第2導電部材)
28 クリーニングブレード
41 バイアス制御回路(バイアス印加手段)
42 帯電バイアス電源(バイアス印加手段)
43 現像バイアス電源
44 転写バイアス電源(バイアス印加手段)
45 クリーニングバイアス電源(バイアス印加手段)
90 制御部(制御手段)
97a 機内温度センサー
97b 機外温度センサー
98 機外湿度センサー
100 カラープリンター
1a to 1d Photosensitive drum (image carrier)
2a to 2d charging device 3a to 3d developing device 4 exposure unit 5a to 5d cleaning device 8 intermediate transfer belt 22 charging roller (first conductive member)
27 Cleaning roller (second conductive member)
28 Cleaning blade 41 Bias control circuit (bias application means)
42 Charging bias power supply (bias application means)
43 Development bias power supply 44 Transfer bias power supply (bias application means)
45 Cleaning bias power supply (bias application means)
90 Control unit (control means)
97a In-machine temperature sensor 97b Outside temperature sensor 98 Outside humidity sensor 100 Color printer

Claims (11)

外周面に感光層が形成された像担持体と、
該像担持体の感光層に接触する第1導電部材と、
該第1導電部材に交流バイアスを含むバイアスを印加するバイアス印加手段と、
該バイアス印加手段を制御する制御手段と、
を備え、前記像担持体を回転させて前記像担持体表面に画像形成を行う画像形成装置において、
非画像形成時に前記像担持体の回転を停止した状態で、前記第1導電部材と前記像担持体との間の放電開始電圧の2倍以上のピークツーピーク値を有する交流バイアスを前記第1導電部材に印加して前記像担持体表面を昇温する昇温モードを実行可能としたことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier having a photosensitive layer formed on the outer peripheral surface;
A first conductive member in contact with the photosensitive layer of the image carrier;
Bias applying means for applying a bias including an AC bias to the first conductive member;
Control means for controlling the bias applying means;
In an image forming apparatus for forming an image on the surface of the image carrier by rotating the image carrier,
An AC bias having a peak-to-peak value that is at least twice the discharge start voltage between the first conductive member and the image carrier in a state where the rotation of the image carrier is stopped during non-image formation. An image forming apparatus, wherein a temperature raising mode in which a temperature of the surface of the image carrier is applied by applying to a conductive member is executable.
前記昇温モードの実行時に、前記第1導電部材に画像形成時よりも高い周波数を有する交流バイアスを印加することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an AC bias having a higher frequency than that at the time of image formation is applied to the first conductive member during execution of the temperature raising mode. 画像形成装置内部の温度及び湿度を検知する温湿度検知手段が設けられており、
前記制御手段は、前記昇温モードの実行に前記第1導電部材に印加される交流バイアスの周波数を、前記温湿度検知手段により検知された温度及び湿度に応じて変更することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
Temperature / humidity detection means for detecting the temperature and humidity inside the image forming apparatus is provided,
The said control means changes the frequency of the alternating current bias applied to a said 1st electrically-conductive member in execution of the said temperature rising mode according to the temperature and humidity detected by the said temperature / humidity detection means, It is characterized by the above-mentioned. Item 3. The image forming apparatus according to Item 2.
前記制御手段は、前記像担持体の使用開始時からの通電時間に応じて前記昇温モードの実行に前記第1導電部材に印加される交流バイアスの周波数を段階的に高くすることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の画像形成装置。   The control means increases the frequency of the AC bias applied to the first conductive member stepwise in accordance with the energization time from the start of use of the image carrier in the execution of the temperature raising mode. The image forming apparatus according to claim 2 or 3. 前記昇温モードの実行時に、前記像担持体と前記第1導電部材との間で放電が発生しない領域の周波数を有する交流バイアスを印加することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。   3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein an AC bias having a frequency in a region where no discharge is generated between the image carrier and the first conductive member is applied when the temperature raising mode is executed. . 前記バイアス印加手段は、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたバイアスを前記第1導電部材に印加可能であり、
前記昇温モードの実行時に、前記第1導電部材と前記像担持体との間の放電開始電圧以下の直流バイアスを前記交流バイアスに重畳して印加することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。
The bias applying means can apply a bias obtained by superimposing an AC bias on a DC bias to the first conductive member,
The DC bias that is equal to or lower than the discharge start voltage between the first conductive member and the image carrier is applied in a superimposed manner on the AC bias when the temperature raising mode is executed. The image forming apparatus according to claim 5.
前記昇温モードの実行時に、前記第1導電部材に印加される直流バイアスを0とすることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 6, wherein a DC bias applied to the first conductive member is set to 0 when the temperature raising mode is executed. 前記第1導電部材は、金属製のシャフトの外周面に所定の誘電率を有する導電性材料でローラー体を形成した導電ローラーであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の画像形成装置。   8. The conductive roller according to claim 1, wherein the first conductive member is a conductive roller in which a roller body is formed of a conductive material having a predetermined dielectric constant on an outer peripheral surface of a metal shaft. The image forming apparatus described. 前記像担持体には、さらに一つ以上の第2導電部材が接触しており、前記制御手段は、前記第1導電部材及び前記第2導電部材に交流バイアスを印加して前記昇温モードを実行することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の画像形成装置。   One or more second conductive members are further in contact with the image carrier, and the control means applies an AC bias to the first conductive member and the second conductive member to perform the temperature increase mode. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is executed. 前記第2導電部材の一部には、画像形成時にバイアスを印加しないことを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 9, wherein no bias is applied to a part of the second conductive member during image formation. 前記像担持体の外周面に形成される感光層が、アモルファスシリコン感光層であることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の画像形成装置。   11. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photosensitive layer formed on the outer peripheral surface of the image carrier is an amorphous silicon photosensitive layer.
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