JP2016157074A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus.
コピー機、ファックス機等に用いられる画像形成装置は、一様に帯電させた電子写真感光体に画像情報に応じて選択的な露光をして潜像を形成する。そして、この潜像をトナーで顕像化して、このトナー像を記録媒体に転写することにより画像記録を行う。このような装置にあっては、前記電子写真感光体、及びこの電子写真感光体に作用する帯電部、クリーニング部等のプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを装置本体に着脱自在とする方式が採用される。この方式によれば、カートリッジに収容された感光体ドラムが寿命に達した場合に、ユーザがカートリッジを交換することで容易にメンテナンスを行うことが可能となっている。 An image forming apparatus used for a copying machine, a fax machine, or the like forms a latent image by selectively exposing a uniformly charged electrophotographic photosensitive member according to image information. The latent image is visualized with toner, and the toner image is transferred to a recording medium to perform image recording. In such an apparatus, the electrophotographic photosensitive member and process means such as a charging unit and a cleaning unit that act on the electrophotographic photosensitive member are integrally formed into a cartridge, and the cartridge can be attached to and detached from the apparatus main body. Is adopted. According to this method, when the photosensitive drum accommodated in the cartridge reaches the end of its life, the user can easily perform maintenance by replacing the cartridge.
しかし近年、環境保護などの観点から、このようなカートリッジのリサイクルが進められているが、その多くは、新品と同等の品質を維持できる部品のみを選別して再利用することで画像形成装置全体としての画像品質を保証するものであって、使用により性能が劣化する部品についての再利用は進んでいない。これは、性能が劣化した部品を再利用した場合において、画像不具合が発生することのないように、各部品の使用状況に応じた対策を適宜施す必要があるが、部品ごとのリサイクル履歴に関する情報を正確に識別する手段がないために、適切な対策を施すことができないという問題があるからである。 However, in recent years, recycling of such cartridges has been promoted from the viewpoint of environmental protection, etc., but most of them, the image forming apparatus as a whole is selected and reused only for parts that can maintain the same quality as new products. The reuse of parts whose performance deteriorates due to use has not been promoted. It is necessary to take appropriate measures according to the usage status of each part so that image defects do not occur when parts with degraded performance are reused. This is because there is a problem in that no appropriate measures cannot be taken because there is no means for accurately identifying the.
この問題を解決すべく、装置本体と装置本体に着脱自在に設けられたプロセスカートリッジと、を備える画像形成装置においては、プロセスカートリッジを構成する部品について、再利用回数等のリサイクル履歴情報をメモリ素子等からなる情報記録媒体に記録し、この情報記録媒体をプロセスカートリッジの外側表面に配設する方法が用いられる(特許文献1参照)。この場合、画像形成時において、読み取り手段によって情報記録媒体内のリサイクル記録情報を読み取り、読み取った再利用回数に応じて現像バイアス条件を最適な値に制御することで、画像形成装置全体としての画像品質を新品同等のものとする。 In order to solve this problem, in an image forming apparatus that includes an apparatus main body and a process cartridge that is detachably attached to the apparatus main body, recycling history information, such as the number of reuses, is stored in a memory element for parts constituting the process cartridge. For example, a method is used in which information is recorded on an information recording medium such as the like, and the information recording medium is disposed on the outer surface of the process cartridge (see Patent Document 1). In this case, at the time of image formation, the recycle recording information in the information recording medium is read by the reading unit, and the development bias condition is controlled to an optimum value according to the read number of reuses. Quality is equivalent to new.
上述したように、特許文献1の提案によると、再利用回数などのリサイクル履歴情報から性能の劣化が見られる部品について、最適な現像バイアス条件を設定することによって、その再利用を図ることが可能となっている。
As described above, according to the proposal of
しかし、特許文献1の画像形成装置では、プロセスカートリッジが使用される環境や条件によっては、同じ再利用回数でも部品における劣化が少ない場合や劣化が進んでいる場合があり、その場合に再利用回数に基づいて判定した部品の劣化状態に応じてプロセス条件を設定してしまうと、再利用回数に基づいて判定した部品の劣化状態と異なる劣化状態の部品において、感光体ドラムの短寿命化や帯電不良などの不具合リスクを高めてしまう可能性がある。
However, in the image forming apparatus disclosed in
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を鑑みてなされたものであり、プロセスカートリッジを構成する各部品において、各部品の状態に応じて最適なプロセス条件を設定可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems existing in the prior art, and an image forming apparatus capable of setting optimum process conditions according to the state of each component in each component constituting the process cartridge. The purpose is to provide.
上述の目的を達成する為の本発明に係る画像形成装置は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記帯電手段を介して前記電子写真感光体に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有するものである。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes an electrophotographic photosensitive member, a charging unit for charging the electrophotographic photosensitive member, and a voltage applying unit for applying a voltage to the charging unit. A current state detecting means for detecting a current state flowing through the electrophotographic photosensitive member via the charging means when a voltage is applied by the voltage applying means, and according to a detection result of the current state detecting means. And a control unit for setting process conditions.
さらに、本発明に係る他の画像形成装置は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記電子写真感光体又は前記帯電手段に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有するものである。 Furthermore, another image forming apparatus according to the present invention includes an electrophotographic photosensitive member, a charging unit for charging the electrophotographic photosensitive member, a voltage applying unit for applying a voltage to the charging unit, and the voltage A current condition detecting means for detecting a current state flowing in the electrophotographic photosensitive member or the charging means when a voltage is applied by the applying means, and a process condition is set according to a detection result of the current state detecting means. And a control unit.
さらに、本発明に係る他の画像形成装置は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記帯電手段を介して前記電子写真感光体に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、画像形成装置内の湿度を検知するための湿度検知手段と、前記絶対湿度検知手段が検知した湿度と前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有するものである。 Furthermore, another image forming apparatus according to the present invention includes an electrophotographic photosensitive member, a charging unit for charging the electrophotographic photosensitive member, a voltage applying unit for applying a voltage to the charging unit, and the voltage A current state detecting unit for detecting a current state flowing through the electrophotographic photosensitive member via the charging unit when a voltage is applied by the applying unit; and a humidity detecting unit for detecting the humidity in the image forming apparatus; And a controller that sets process conditions according to the humidity detected by the absolute humidity detector and the detection result of the current state detector.
さらに、本発明に係る他の画像形成装置は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記電子写真感光体及び前記帯電手段に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、画像形成装置内の湿度を検知するための湿度検知手段と、前記湿度検知手段が検知した湿度と前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有するものである。 Furthermore, another image forming apparatus according to the present invention includes an electrophotographic photosensitive member, a charging unit for charging the electrophotographic photosensitive member, a voltage applying unit for applying a voltage to the charging unit, and the voltage A current state detection unit for detecting a current state flowing through the electrophotographic photosensitive member and the charging unit when a voltage is applied by the application unit; a humidity detection unit for detecting humidity in the image forming apparatus; A controller configured to set process conditions according to the humidity detected by the humidity detector and the detection result of the current state detector;
本発明に係る画像形成装置によれば、プロセスカートリッジを構成する各部品の状態に応じて画像形成装置のプロセス条件を設定することができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the process conditions of the image forming apparatus can be set according to the state of each component constituting the process cartridge.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the present invention according to the claims, and all combinations of features described in the present embodiments are not necessarily essential to the solution means of the present invention. .
(第一実施形態〉
図1は本実施形態における画像形成装置に着脱可能に設けられたプロセスカートリッジ周辺の概略構成図である。ここで、プロセスカートリッジとは、カートリッジ枠体内に電子写真感光体と前記電子写真感光体に作用するプロセス手段とを一体に有するものであり、ユーザによって画像形成装置に取り外し可能に装着されるものをいう。また、プロセス手段とは、電子写真感光体を帯電させる帯電手段(例えば、帯電ローラ、帯電ブラシ、コロナ帯電器等)、現像剤を用いて電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段(例えば、現像ローラ、現像ブラシ等)、及び、電子写真感光体から現像剤像が記録媒体に転写された後に、前記電子写真感光体に残留する現像剤を除去するクリーニング手段(例えば、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等)等を有するものを含む。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram around a process cartridge that is detachably provided in the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. Here, the process cartridge is a cartridge having an electrophotographic photosensitive member and process means acting on the electrophotographic photosensitive member integrally in a cartridge frame and is detachably attached to the image forming apparatus by a user. Say. The process means is a charging means for charging the electrophotographic photosensitive member (for example, a charging roller, a charging brush, a corona charger), and developing the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member using a developer. Developing means (e.g., developing roller, developing brush, etc.) and cleaning means (e.g., removing developer remaining on the electrophotographic photosensitive member after the developer image is transferred from the electrophotographic photosensitive member to the recording medium). , Cleaning blades, cleaning brushes, etc.).
なお、プロセスカートリッジとは、前記電子写真感光体と前記プロセス手段のうち少なくとも一つを有するものも含まれる。また、記録媒体とは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、紙、シート、OHPシート、布等が含まれる。 The process cartridge includes a cartridge having at least one of the electrophotographic photosensitive member and the process means. The recording medium is an image on which an image is formed by an image forming apparatus, and includes, for example, paper, a sheet, an OHP sheet, a cloth, and the like.
本実施形態における画像形成装置は、転写方式電子写真プロセス、接触帯電方式、反転現像方式を用いており、画像形成のプロセススピード及び画像形成の画素密度を変更可能なレーザビーム画像形成装置である。 The image forming apparatus according to the present embodiment is a laser beam image forming apparatus that uses a transfer type electrophotographic process, a contact charging method, and a reversal development method, and can change the image forming process speed and the image forming pixel density.
図1に示す1は回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光体ドラムという。)である。感光体ドラム1は負帯電性のOPC(Organic Photo Conductors)と呼ばれる有機光導電体で、通常画像形成時には中心支軸を中心に矢印で示す反時計方向に回転駆動される。
1 is a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum). The
図2は、図1の感光体ドラム1の層構成図を示している。感光体ドラム1は、中心から順にアルミニウム製シリンダ(導電性ドラム基体)1aの表面に、光の干渉を抑えるとともに上層の接着性を向上させる下引き層1bと、光電荷発生層1cと、表面抵抗値が1015Ω・cm程度の電荷輸送層1dの3層を塗り重ねた構成をしている。
FIG. 2 is a layer configuration diagram of the
図1に示す2は感光体ドラム1の周面を一様に帯電処理する帯電手段としての接触帯電装置(接触帯電器)であり、本実施形態においては帯電ローラ(ローラ帯電器)を用いる。
この帯電ロ一ラ2は、芯金(支持部材)2aの両端部をそれぞれ不図示の軸受け部材により回転自在に保持されるとともに、押圧ばね2eによって感光体ドラム1方向に付勢して感光体ドラム1の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されており、感光体ドラム1の回転に従動して回転する。帯電ローラ2の感光体ドラム1に対する圧接位置が帯電位置(帯電ニップ位置)aである。
The
帯電ローラ2の芯金2aには電源S1より所定の条件の帯電バイアス電圧(印加バイアス電圧)が印加されることにより感光体ドラム1の周面が負極性になるように一様に接触帯電処理される。帯電ローラ2の構成については後述する。
The
図1に示す3は帯電処理された感光体ドラム1に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光装置であり、本実施形態においては半導体レーザ使用のレーザビームスキャナである。
Reference numeral 3 shown in FIG. 1 denotes an exposure apparatus as information writing means for forming an electrostatic latent image on the charged
露光装置3は、不図示の画像読み取り装置から画像形成装置側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して感光体ドラム1の一様帯電処理面を露光位置bにおいてレーザ走査露光L(イメージ走査露光)を行う。このレーザ走査露光Lによって感光体ドラム1面のレーザ光で照射されたところの電位が低下する。これにより、感光体ドラム1には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
The exposure device 3 outputs a laser beam modulated in accordance with an image signal sent from the image reading device (not shown) to the image forming device side, and the uniform charging processing surface of the
図1に示す4は感光体ドラム1上の静電潜像に現像剤(トナー)を供給し、静電潜像を可視化する現像手段であって、本実施形態においてはジャンピング現像装置(現像器)を用いている。感光体ドラム1面に形成された静電潜像はこの現像装置4により負に帯電した一成分磁性トナー(ネガトナー)で反転現像される。
Reference numeral 4 shown in FIG. 1 denotes a developing means for supplying a developer (toner) to the electrostatic latent image on the
現像装置4において、4aは現像容器、4bは非磁性の現像スリーブであり、この現像スリーブ4bはその外周面の一部を現像容器4aの外部に露呈させるように、現像容器4aにおいて回転可能に配設してある。4cは現像スリーブ4b内に非回転に固定して挿設したマグネットローラで、4dは現像剤コーティングブレード、4eは現像容器4aに収容した現像剤としての一成分磁性トナー、S2は現像スリーブ4bに対する現像バイアス印加電源である。
In the developing
矢印で示す反時計方向に回転する現像スリーブ4bの面に薄層としてコーティングされ、現像位置cに搬送された一成分磁性トナーが、現像バイアスによる電界によって感光体ドラム1に、静電潜像に対応して選択的に付着することで、静電潜像がトナー画像として現像される。本実施形態においては感光体ドラム1の露光明部(露光された部分)にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。
The one-component magnetic toner coated as a thin layer on the surface of the developing
感光体ドラム1に付着せずに現像位置cを通過した現像スリーブ4b上の現像剤薄層は、現像スリーブ4bの回転に伴って現像容器4a内の現像剤溜り部に戻される。
The developer thin layer on the developing
5は転写装置であり、本実施形態においては転写ローラを用いる。この転写ローラ5は感光体ドラム1に所定の押圧力をもって圧接されており、その圧接ニップ位置が転写位置dである。この転写位置dに、不図示の給紙機構部から記録媒体Pが給送される。
A
転写位置dに給送された記録媒体Pは回転する感光体ドラム1と転写ローラ5の間に挟持されて搬送され、その間、転写ローラ5に転写バイアス印加電源S3からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアスが印加されることで、転写位置dを挟持搬送されていく記録媒体Pの面に感光体ドラム1に現像されたトナー画像が静電転写されていく。
The recording medium P fed to the transfer position d is nipped and conveyed between the rotating
転写位置dを通ってトナー画像の転写を受けた記録媒体Pは感光体ドラム1から分離されて定着装置6(例えば熱ローラ定着装置、定着器)へ搬送されてトナー画像の定着処理を受け、画像形成物(プリント、コピー)として出力される。
The recording medium P that has received the transfer of the toner image through the transfer position d is separated from the
7はクリーニング手段としてのクリーニング装置であり、記録媒体Pに対するトナー画像転写後の感光体ドラム1面にクリーニングブレード7aを当接させて転写残トナーの除去を行う。eはクリーニングブレード7aの感光体ドラム1との当接部である。
A cleaning device 7 serves as a cleaning unit, and removes transfer residual toner by bringing a
次に、本実施形態における画像形成装置の動作シーケンスについて説明する。主なシーケンスとしては、初期回転動作(前多回転工程)、印字準備回転動作(前回転工程)、印字工程、転写工程、紙間工程、後回転動作がある。 Next, an operation sequence of the image forming apparatus in the present embodiment will be described. The main sequence includes an initial rotation operation (pre-multi-rotation process), a print preparation rotation operation (pre-rotation process), a printing process, a transfer process, an inter-sheet process, and a post-rotation operation.
まず初期回転動作(前多回転工程)について説明する。初期回転動作(前多回転工程)とは、画像形成装置の起動時の始動動作期間(起動動作期間、ウォーミング期間)であり、電源スイッチをオンすることにより、感光体ドラム1を回転駆動させ、定着装置の所定温度への立ち上げ等の所定のプロセス機器の準備動作を行う。この初期回転動作期間において、感光体ドラム1及び帯電ローラ2の状態を検知する。状態を検知する方法については後述する。
First, the initial rotation operation (pre-multi-rotation process) will be described. The initial rotation operation (pre-multi-rotation process) is a start-up operation period (start-up operation period, warming period) at the start-up of the image forming apparatus, and the
次に、印字準備回転動作(前回転工程)について説明する。印字準備回転動作(前回転工程)とは、プリント信号が入力されてから実際に画像形成(印字)工程動作がなされるまでの間の画像形成前の準備回転動作期間であり、初期回転動作中にプリント信号が入力されたときには初期回転動作に引き続いて実行される。 Next, the print preparation rotation operation (pre-rotation process) will be described. The print preparation rotation operation (pre-rotation process) is a preparation rotation operation period before image formation from when a print signal is input until the image formation (printing) process operation is actually performed. When a print signal is input to the input signal, it is executed following the initial rotation operation.
プリント信号の入力がないときには初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて感光体ドラム1の回転駆動が停止し、画像形成装置はプリント信号が入力されるまでスタンバイ(待機)状態に保たれる。プリント信号が入力されると印字準備回転動作が実行される。
When the print signal is not input, the drive of the main motor is temporarily stopped after the initial rotation operation is completed, and the rotation of the
次に、印字工程(画像形成工程、作像工程)について説明する。印字工程とは、所定の印字準備回転動作が終了すると、感光体ドラム1に対する帯電工程を含む作像プロセスが実行され、感光体ドラム1に形成されたトナー画像が記録媒体Pに転写される転写工程が行われ、定着装置によるトナー画像の定着処理がなされて画像形成物がプリントアウトされる工程である。連続印字(連続プリント)モードの場合は上記の印字工程が所定の設定プリント枚数n枚分繰り返して実行される。
Next, the printing process (image forming process, image forming process) will be described. The printing process is a transfer in which a toner image formed on the
次に、紙間工程について説明する。紙間工程とは、連続印字モードにおいて、記録媒体Pの後端部が転写位置dを通過した後、次の記録媒体P’の先端部が転写位置dに到達するまでの間の転写位置における記録紙の非通紙状態期間である。 Next, the inter-sheet process will be described. The inter-sheet process is a continuous printing mode at a transfer position after the trailing edge of the recording medium P passes the transfer position d and until the leading edge of the next recording medium P ′ reaches the transfer position d. This is the non-sheet passing state period of the recording paper.
次に、後回転動作について説明する。後回転動作は、最後の記録媒体Pの印字工程が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動を継続させて感光体ドラム1を回転駆動させる期間である。
Next, the post-rotation operation will be described. The post-rotation operation is a period in which the
所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光体ドラム1の回転駆動が停止され、画像形成装置は次のプリントスタ−ト信号が入力されるまでスタンバイ状態に保たれる。1枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、画像形成装置は後回転動作を経てスタンバイ状態になる。スタンバイ状態において、プリントスタート信号が入力されると、画像形成装置は前回転工程に移行する。
When the predetermined post-rotation operation is completed, the drive of the main motor is stopped, the rotation of the
これらの工程について、印字工程時は画像形成時の工程であり、初期回転動作、印字準備回転動作、紙間工程、後回転動作は非画像形成時の工程である。 As for these processes, the printing process is a process at the time of image formation, and the initial rotation operation, the print preparation rotation operation, the inter-sheet process, and the post-rotation operation are processes at the time of non-image formation.
次に、帯電ローラ2について図1を用いて詳細に説明する。接触帯電部材としての帯電ローラ2は、図1に示すように、芯金2aの外回りに、下層2bと、中間層2cと、表層2dを下から順次に積層した3層構成である。下層2bは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中間層2cは帯電ローラ2全体として均一な抵抗を得るための導電層であり、表層2dは感光体ドラム1上にピンホール等の欠陥によるリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
Next, the charging
図3は帯電ローラ2に対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。帯電ローラ2に対する電圧印加手段である帯電バイアス印加電源S1は、直流(DC)電源と交流(AC)電源を有しており、電源S1から直流電圧に周波数fの交流電圧を重畳した所定の重畳電圧(バイアス電圧Vdc+Vac)が芯金2aを介して帯電ローラ2に印加されることで、回転する感光体ドラム1が所定の電位に帯電処理される。
FIG. 3 is a block circuit diagram of a charging bias application system for the charging
13は制御回路であり、電源S1のDC電源11とAC電源12をオンオフ制御して帯電ローラ2に直流電圧と交流電圧の両方を重畳した重畳電圧を印加するように制御する機能と、DC電源11から帯電ローラ2に印加する直流電圧値とAC電源12から帯電ローラ2に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する機能を有している。
14は帯電ローラ2を介して感光体ドラム1に流れる交流電流実効値Xを測定する手段としての交流電流値測定回路である。この交流電流値測定回路14から制御回路13に、測定された交流電流値情報を出力する。
15は画像形成装置が設置されている環境を検知する手段としての環境センサ(温度センサと湿度センサ)である。この環境センサ15は制御回路13に、検知した環境情報を出力する。
そして、制御回路13は交流電流値測定回路14から出力された交流電流値情報と、環境センサ15から出力された環境情報から、印字工程内の帯電工程における帯電ローラ2に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値を求める。
Then, the
次に、印字時に帯電ローラ2に印加する交流電圧の制御方法について説明する。本実施形態では、帯電部材に印加する交流電圧を制御することで流れる交流電流値を制御するAC定電流制御方式を採用している。
Next, a method for controlling the AC voltage applied to the charging
AC定電流制御方式によれば、材料の抵抗が上昇するL・L環境(低温低湿度環境)では交流電圧のピーク間電圧値を上げ、逆に材料の抵抗が下降するH・H環境(高温高湿度環境)ではピーク間電圧値を下げることができるため、印加する交流電圧を常に一定となるように制御するAC定電圧制御方式に比べて放電の増減を抑制することが可能である。 According to the AC constant current control system, in the L / L environment (low temperature and low humidity environment) in which the material resistance increases, the AC peak voltage is increased, and conversely, the H / H environment (high temperature) in which the material resistance decreases. Since the peak-to-peak voltage value can be lowered in a high humidity environment), it is possible to suppress increase / decrease in discharge as compared with an AC constant voltage control method in which the applied AC voltage is controlled to be always constant.
ここで、帯電ローラ2は感光体ドラム1面に必ずしも接触している必要はなく、帯電ローラ2と感光体ドラム1との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数10μmの空隙(間隙)が存在している状態で非接触に近接配置されていてもよく(近接帯電)、本実施形態においてはこの近接帯電の場合も接触帯電の範疇とする。
Here, the charging
次に、感光体ドラム1と帯電ローラ2の状態検知について説明する。
Next, the state detection of the
図4は絶対湿度が6.0の場合に印加電圧に対して帯電ローラ2を介して感光体ドラム1に流れ込む電流量の推移を示した図であり、Z1は帯電ローラ2が感光体ドラム1よりも新品に近い状態である領域、Z2は感光体ドラム1と帯電ローラ2の劣化具合が同等である領域、Z3は感光体ドラム1が帯電ローラ2よりも新品に近い状態である領域を示している。図5のように印加電圧と電流量の関係が推移する理由と、それに対する印加バイアス電圧の制御について説明する。
FIG. 4 is a graph showing the transition of the amount of current flowing into the
感光体ドラム1単体の特性として稼働回数が進むと電荷輸送層1dが消耗され厚みが薄くなる。静電容量は、層の表面積が広く、厚さが薄いほど静電容量が増加するので、感光体ドラム1自体の静電容量が増大する。
As the number of operations increases as a characteristic of the
また、帯電ローラ2単体の特性としては稼働回数が進むと、帯電ローラ2の表層2dにトナーに含まれる高抵抗物質である外添剤が付着することによって表面抵抗が上昇する。
Further, as the characteristics of the charging
これらの特性を基に、感光体ドラム1と帯電ローラ2がともに同等の劣化具合の場合、感光体ドラム1より帯電ローラ2の方が劣化している場合、帯電ローラ2より感光体ドラム1の方が劣化している場合、感光体ユニットに異常が発生している場合の4パターンについて具体的に説明する。
Based on these characteristics, when both the
まず、感光体ドラム1と帯電ローラ2がともに同等の劣化具合の場合、通常時の最適印加バイアス電圧を印加するように制御を行う。
First, when both the
次に、感光体ドラム1よりも帯電ローラ2の方が劣化している状態である場合を説明する。この場合は、新品に近い状態で、表層2dが厚いため、静電容量が小さく、電流の流れ難い状態となっている感光体ドラム1と、外添剤汚れによる表面抵抗の上昇が発生して電流が流れ難い状態となっている帯電ローラ2が組み合わさった状態となる。この状態では、感光体ドラム1と帯電ローラ2がともに同等の劣化具合である場合よりも、印加電圧に対して帯電ローラ2を介して感光体ドラム1に流れる電流量が減少し、帯電不良等の不良画像を出さない為の必要電流量が増加するため、通常よりも高い印加バイアス電圧を印加する必要がある。
Next, the case where the charging
次に、帯電ローラ2よりも感光体ドラム1の方が劣化している状態である場合を説明する。この場合は、表層2dの薄膜化が進み、静電容量が増加したことで電流が流れ易い状態となっている感光体ドラム1と、外添剤汚れによる抵抗上昇が未発生であり、同じく電流が流れ易い状態となっている帯電ローラ2が組み合わさった状態となる。この状態では、感光体ドラム1と帯電ローラ2がともに同等の劣化具合である場合よりも、印加電圧に対して帯電ローラ2を介して感光体ドラム1に流れる電流値が増加し、帯電不良等の不良画像を出さない為の必要電流量が低下するため、通常よりも低い印加バイアス電圧を印加する必要がある。
Next, a case where the
次に、感光体ユニットに異常が発生している場合を説明する。任意の印加電圧に対し帯電ローラ2を介して感光体ドラム1に流れる電流量が、想定される範囲外の場合は、感光体ユニットとしての全体の抵抗や容量が高すぎるといった異常、もしくは全体の抵抗や容量が低すぎるといった異常が考えられる。
Next, a case where an abnormality has occurred in the photoreceptor unit will be described. If the amount of current flowing through the
感光体ユニットの全体抵抗もしくは容量が想定外に高く検出される状態というのは、感光体ユニットの設置ミスや、そもそも未設置の場合等が挙げられる。もし、感光体ユニットが未設置のまま印字動作を開始してしまうと、本来感光体ユニットに付着すべきトナーが機内に飛散する等、故障を引き起こす原因となる。また、感光体ユニットの全体抵抗もしくは容量が想定外に低く検出される状態というのは、感光体ユニットの設置ミスに加え、異常な部品組み状態等が挙げられる。この場合、電流が異常に流れやすくなってしまい、場合によっては本体への電流リークなど本体故障を引き起こす原因となる。 Examples of the state in which the overall resistance or capacity of the photosensitive unit is detected unexpectedly high include an installation error of the photosensitive unit or a case where it is not installed in the first place. If the printing operation is started with the photoconductor unit not installed, the toner that should originally adhere to the photoconductor unit may cause a failure such as scattering in the apparatus. The state in which the overall resistance or capacity of the photoconductor unit is detected unexpectedly low includes an abnormal component assembly state in addition to an installation error of the photoconductor unit. In this case, the current tends to flow abnormally, and in some cases, it causes a main body failure such as a current leak to the main body.
上記のような場合が考えられるため、任意の印加バイアス電圧に対し帯電部材を介して感光体に流れる電流量が、想定される範囲外の場合には異常があると判定し、エラー表示を出して印字不可状態に移行するなどして故障を防ぐ必要がある。 Since the above cases are conceivable, if the amount of current flowing through the photosensitive member via the charging member with respect to an arbitrary applied bias voltage is outside the assumed range, it is determined that there is an abnormality and an error display is displayed. Therefore, it is necessary to prevent a malfunction by shifting to a non-printable state.
本実施形態においては、初期回転動作期間において制御部13で感光体ドラム1及び帯電ローラ2の状態を検知して、その状態に応じて印加バイアスの制御を変更する。また、本実施形態における印加バイアス電圧とは、直流電圧に周波数fの交流電圧を重畳した重畳電圧である。
In the present embodiment, the
図5は図3に示した本実施形態における制御回路13の動作を示すフローチャートであり、図6は、絶対湿度Hが6.0の環境で検出した交流電流値による判定表と図5のフローチャートの記号に相当する電流値の表である。図5のフローチャートにおいて、初期回転動作が開始された後に印加バイアス電圧の制御を開始する。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the
S101において、帯電ローラ2に所定の直流電圧と交流電圧の両方を重畳した重畳電圧(本実施形態では1.0kV)を印加した時に帯電ローラ2を介して感光体ドラム1に流れる交流電流実効値Xを図3に示す交流電流値測定回路14で測定する。
In S101, the effective value of the alternating current that flows to the
S102において、S101で測定した交流電流実効値Xが830μA≧X>675μAの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であれば、S103で感光体ドラム1と帯電ローラ2がともに同等の劣化状態であると判定し、S104で、図3に示す帯電バイアス印加電源S1がこの場合の最適印加バイアス電圧である1.6kVを印加する。
In S102, it is determined whether or not the AC current effective value X measured in S101 is within a range of 830 μA ≧ X> 675 μA. If it is within the range, it is determined in S103 that the
S102で、830μA≧X>675μAの範囲内でなければ、S105において、交流電流実効値Xが990μA≧X>830μAの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であればS106で帯電ローラ2よりも感光体ドラム1が劣化している状態であると判定する。
If it is not in the range of 830 μA ≧ X> 675 μA in S102, it is determined in S105 whether the AC current effective value X is in the range of 990 μA ≧ X> 830 μA. If it is within the range, it is determined in S106 that the
この場合は、交流電流実効値Xが増加傾向にあり、帯電不良などの不良画像を出さないために必要な電流量が少なくなるため、S107で、感光体ドラム1と帯電ローラ2がともに同等の劣化状態である場合の印加バイアス電圧よりも低い1.55kVの印加バイアス電圧を図3に示す帯電バイアス印加電源S1が印加するように制御を行う。
In this case, the AC current effective value X tends to increase, and the amount of current required to prevent a defective image such as a charging failure from being reduced is reduced. In S107, both the
S105で、990μA≧X>830μAの範囲内でなければ、S108において、交流電流実効値Xが675μA≧X>540μAの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であればS109で感光体ドラム1よりも帯電ローラ2が劣化している状態であると判定する。
If it is not in the range of 990 μA ≧ X> 830 μA in S105, it is determined in S108 whether the AC current effective value X is in the range of 675 μA ≧ X> 540 μA. If it is within the range, it is determined in S109 that the charging
この場合は、交流電流実効値Xが減少傾向にあり、帯電不良などの不良画像を出さないために必要な電流量が増加するため、S110で、感光体ドラム1と帯電ローラ2がともに同等の劣化状態である場合の印加バイアス電圧よりも高い1.65kVの印加バイアス電圧を図3に示す帯電バイアス印加電源S1が印加するように制御を行う。
In this case, the AC current effective value X tends to decrease, and the amount of current necessary to prevent a defective image such as a charging failure from increasing increases. Therefore, in S110, both the
S108で、交流電流実効値Xが675μA≧X>540μAの範囲外であれば、S111で感光体ユニットに異常があると判定し、S112で、図3に示す表示装置16にエラー表示を行う。
If the AC current effective value X is outside the range of 675 μA ≧ X> 540 μA in S108, it is determined in S111 that there is an abnormality in the photosensitive unit, and an error is displayed on the
上記のように、帯電ローラ2から感光体ドラム1に流れ込む電流を検知することで、部品の状態を判定してその状態に応じた最適なプロセス条件を設定する事ができる。
As described above, by detecting the current flowing from the charging
(第二実施形態)
本実施形態では初期回転動作期間において制御部13で感光体ユニットもしくはその一部である感光体ドラム1及び帯電ローラ2の状態を検知し、その状態に加えて図3に示す環境センサ15による環境検知結果を考慮して、印加バイアス電圧の制御を変更するフローを切り替える。
(Second embodiment)
In the present embodiment, the
図7は絶対湿度Hが異なる場合の印加バイアス電圧に対して帯電ローラ2を介して感光体ドラム1に流れ込む電流量の推移を示した図である。図7(a)は第一実施形態で説明した絶対湿度Hが6.0の場合の電流量の推移で、図7(b)は絶対湿度Hが13.0の場合の電流量の推移を表しており、第一実施形態と同様に、Z1は帯電ローラ2が感光体ドラム1よりも新品に近い状態である領域、Z2は感光体ドラム1と帯電ローラ2の劣化具合が同等である領域、Z3は感光体ドラム1が帯電ローラ2よりも新品に近い状態である領域を示している。
FIG. 7 is a graph showing the transition of the amount of current flowing into the
帯電ローラ2は温湿度状態や耐久状態に合わせて抵抗値が変動するため、図7のように印加電圧に対する電流量のカーブが変動する。本実施形態では、図3に示す環境センサ15によって検出した温湿度データを用いて制御回路13で絶対湿度を算出し、その結果に応じて印加バイアス電圧の制御を変更するフローを切り替える。また、本実施形態における印加バイアス電圧とは、第一実施形態と同様に、直流電圧に周波数fの交流電圧を重畳した重畳電圧である。
Since the resistance value of the charging
図8は本実施形態における制御回路13の動作を示すフローチャートで、図9は図8のフローチャートにおけるフローBのフローチャート、図10は、絶対湿度Hが13.0の場合の検知電流値による判定表と図9のフローチャートの記号に相当する電流値の表である。図8のフローチャートにおいて、初期回転動作が開始された後に印加バイアス電圧の制御を開始する。
8 is a flowchart showing the operation of the
まず、S201において、環境センサ15と制御回路13によって導かれた絶対湿度Hと、帯電ローラ2の特性によって定められる絶対水分量基準値Tとを比較する。
First, in S <b> 201, the absolute humidity H guided by the
ここで、絶対湿度Hが絶対水分量基準値T以下であれば、通常時の制御フローA(第一実施形態で説明した制御フローのS101からS112)に従って制御を行う。 Here, if the absolute humidity H is equal to or less than the absolute water content reference value T, the control is performed according to the normal control flow A (S101 to S112 of the control flow described in the first embodiment).
S201において、絶対湿度Hが絶対水分量基準値Tを超えている場合は、図9に示す制御フローBに移行し、S301において、帯電ローラ2に、所定の直流電圧と交流電圧の両方を重畳した重畳電圧(本実施形態では1.0kV)を印加した際に、その時の帯電ローラ2を介して感光体ドラム1に流れる交流電流値Xを図3に示す交流電流値測定回路14で測定する。
If the absolute humidity H exceeds the absolute water content reference value T in S201, the process proceeds to the control flow B shown in FIG. 9, and both the predetermined DC voltage and AC voltage are superimposed on the charging
S302において、S301で測定した交流電流値Xが920μA≧X>750μAの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であれば、S303で感光体ドラム1と帯電ローラ2がともに同等の劣化状態であると判定し、S304で図3に示す帯電バイアス印加電源S1がこの場合の最適印加バイアス電圧である1.55kVを印加する。
In S302, it is determined whether or not the AC current value X measured in S301 is within a range of 920 μA ≧ X> 750 μA. If it is within the range, it is determined in S303 that both the
S302で、920μA≧X>750μAの範囲内でなければ、S305において、交流電流値Xが1100μA≧X>920μAの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であればS306で帯電ローラ2よりも感光体ドラム1が劣化している状態であると判定する。この場合は、交流電流値Xが増加傾向にあるので、S307で、感光体ドラム1と帯電ローラ2がともに同等の劣化状態である場合の印加バイアス電圧よりも低い1.5kVの最適印加バイアス電圧を図3に示す帯電バイアス印加電源S1が印加するように制御を行う。
If it is not in the range of 920 μA ≧ X> 750 μA in S302, it is determined in S305 whether the AC current value X is in the range of 1100 μA ≧ X> 920 μA. If it is within the range, it is determined in S306 that the
S305で、1100μA≧X≧920μAの範囲内でなければ、S308において、交流電流値Xが750μA≧X>600μAの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であればS309で感光体ドラム1よりも帯電ローラ2が劣化している状態であると判定する。この場合は、交流電流値Xが減少傾向にあるので、S310で感光体ドラム1と帯電ローラ2がともに同等の劣化状態である場合の印加バイアス電圧よりも高い1.6kVの最適印加バイアス電圧を図3に示す帯電バイアス印加電源S1が印加するように制御を行う。
If it is not in the range of 1100 μA ≧ X ≧ 920 μA in S305, it is determined in S308 whether the AC current value X is in the range of 750 μA ≧ X> 600 μA. If it is within the range, it is determined in S309 that the charging
S308で、交流電流値Xが750μA≧X>600μAの範囲外であれば、S311で感光体ユニットに異常があると判定し、S312で図3に示す表示装置16にエラー表示を行う。
If the AC current value X is outside the range of 750 μA ≧ X> 600 μA in S308, it is determined in S311 that there is an abnormality in the photoconductor unit, and an error is displayed on the
上記のように、絶対水分量や絶対湿度に応じて、帯電ローラを通じて感光体ドラムに流れ込む交流電流値に対する閾値を変更することで、部品の状態に応じて最適なプロセス条件を設定することができる。 As described above, by changing the threshold value for the AC current value that flows into the photosensitive drum through the charging roller in accordance with the absolute water content or absolute humidity, it is possible to set optimum process conditions according to the state of the component. .
(その他の実施形態)
上述した実施形態においては、少なくとも感光体と帯電部材を一体に備えた画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを有する画像形成装置について説明したが、これに限らず、画像形成装置本体において感光体や帯電部材などのプロセス手段が装置本体に設けられている構成であっても、本発明を適用する事ができる。
(Other embodiments)
In the above-described embodiments, the image forming apparatus having the process cartridge that is attachable to and detachable from the image forming apparatus main body integrally including at least the photoconductor and the charging member has been described. However, the image forming apparatus main body is not limited thereto. The present invention can also be applied to a configuration in which process means such as a charging member or the like is provided in the apparatus main body.
また、上述した実施形態においては、帯電部材を介して感光体に流れる電流の状態を検知することで感光体及び帯電部材の状態を判定する構成としているが、単色画像形成ばかりでなく、感光体と帯電部材との間に転写ドラムや転写ベルトなどの中間転写体を用いて、多重転写等により多色画像を形成する画像形成装置であっても、帯電部材を介して感光体に流れる電流の状態を検知することで感光体及び帯電部材の状態を判定する事ができる構成又は感光体と帯電部材それぞれに流れる電流の状態を検知することで感光体及び帯電部材の状態を判定する事ができる構成であれば本発明を適用する事ができる。 In the above-described embodiment, the state of the photoconductor and the charging member is determined by detecting the state of the current flowing through the photoconductor via the charging member. However, not only the monochrome image formation but also the photoconductor. Even in an image forming apparatus that forms a multicolor image by multiple transfer using an intermediate transfer member such as a transfer drum or a transfer belt between the charging member and the charging member, the current flowing through the photosensitive member via the charging member The state of the photosensitive member and the charging member can be determined by detecting the state, or the state of the photosensitive member and the charging member can be determined by detecting the state of the current flowing through each of the photosensitive member and the charging member. The present invention can be applied to any configuration.
また、上述した実施形態においては、画像形成装置の非画像形成時である初期回転動作時において適用したが、これに限らず、他の非画像形成時、すなわち印字準備回転動作期間、紙間工程時、後回転工程時において適用することもできる。 In the above-described embodiment, the image forming apparatus is applied during the initial rotation operation during non-image formation. However, the present invention is not limited to this, but during other non-image formation, that is, the print preparation rotation operation period, the inter-sheet process It can also be applied during the post-rotation process.
また、上述した実施形態においては、感光体ドラム1は表面抵抗値が1015Ω・cm程度の電荷輸送層を設けたものを使用したが、これに限らず、表面抵抗が109 Ω・cmから1015Ω・cm程度の範囲の電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであってもよい。電荷注入層を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層が上記の抵抗範囲にある場合も同等の効果がえられる。例えば、表層の体積抵抗値が約1013Ω・cm程度であるアモルファスシリコン感光体でもよい。
In the above-described embodiment, the
また、可撓性を有する帯電部材としては、上述した実施形態で用いた帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。 Further, as the charging member having flexibility, in addition to the charging roller used in the above-described embodiment, those having shapes and materials such as fur brushes, felts, and cloths can be used.
また、上述した実施形態においては、帯電部材を介して感光体に流れる電流状態を検知し、その検知結果に応じてプロセス条件として印加バイアス電圧を変更する構成としたが、これに限らず、プロセス条件として記録媒体を搬送する際のプロセススピードなどを変更する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the current state flowing through the photosensitive member via the charging member is detected, and the applied bias voltage is changed as a process condition according to the detection result. As a condition, a configuration may be adopted in which the process speed when the recording medium is conveyed is changed.
また、像担持体としての感光体の帯電面に対する情報書き込み手段としての像露光手段は、実施形態のレーザ走査手段以外にも、例えば、LEDのような固体発光素子アレイを用いたデジタル露光手段であってもよい。ハロゲンランプや蛍光灯等を原稿照明光源とするアナログ的な画像露光手段であってもよい。すなわち、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであればよい。 In addition to the laser scanning unit of the embodiment, the image exposure unit as the information writing unit with respect to the charged surface of the photosensitive member as the image carrier is, for example, a digital exposure unit using a solid light emitting element array such as an LED. There may be. An analog image exposure unit using a halogen lamp or a fluorescent lamp as a document illumination light source may be used. That is, it is sufficient if it can form an electrostatic latent image corresponding to image information.
また、静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。
一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性トナーについてはブレード等で非磁性トナーをスリーブ等の現像剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについてはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコーティングして搬送し、像担持体に対して非接触状態で適用して静電潜像を現像する方法(1成分非接触現像)と、上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングしたトナーを像担持体に対して接触状態で適用し、静電潜像を現像する方法(1成分接触現像)と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤(2成分現像剤)として用いて磁気力によって搬送し、像担持体に対して接触状態で適用して静電潜像を現像する方法(2成分接触現像)と、上記の2成分現像剤を像担持体に対して非接触状態で適用し、静電潜像を現像する方法(2成分非接触現像)との4種顛に大別される。
Further, the toner developing method and means for the electrostatic latent image are arbitrary. A reversal development method or a regular development method may be used.
In general, the electrostatic latent image is developed by coating nonmagnetic toner with a blade or the like on a developer carrying member such as a sleeve for nonmagnetic toner, and applying this on the developer carrying member for magnetic toner. And a method of developing the electrostatic latent image by applying it in a non-contact state to the image carrier (one-component non-contact development) and a developer carrying member as described above. A method of developing the electrostatic latent image by applying the toner coated on the image bearing member in contact with the image carrier (one-component contact development) and a mixture of toner particles and a magnetic carrier as a developer (2 As a component developer), conveyed by magnetic force, applied in contact with an image carrier and developed as an electrostatic latent image (two-component contact development), and the above two-component developer as an image carrier Suitable for non-contact with the body And they are classified into four 顛 the method (two-component non-contact development) for developing the electrostatic latent image.
また、転写手段は実施形態のローラ転写に限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式でもよい。 Further, the transfer means is not limited to the roller transfer of the embodiment, but may be a blade transfer, a belt transfer, other contact transfer charging methods, or a non-contact transfer charging method using a corona charger.
また、実施形態においては、帯電部材を介して感光体に流れる電流状態を検知して、感光体と帯電部材の状態検知を行ったが、これに限らず、感光体と帯電部材それぞれに流れる電流の状態を検知し、その検知結果を基に比較するなどして感光体と帯電部材の状態を判定し、プロセス条件を変更する構成としてもよい。 In the embodiment, the state of the current flowing through the charging member via the charging member is detected to detect the state of the photosensitive member and the charging member. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to adopt a configuration in which the process condition is changed by determining the states of the photosensitive member and the charging member by comparing the detected state and comparing them based on the detection result.
また、上述した実施形態における印加バイアス電圧には、直流電圧に周波数fの交流電圧を重畳した重畳電圧を用いたが、これに限らず、周波数の異なる交流電圧を直流電圧に重畳した重畳電圧を用いても良い。さらには、直流電圧のみを印加バイアス電圧として印加しても良いし、交流電圧のみを印加バイアス電圧として印加する構成としても良い。
In addition, the applied bias voltage in the above-described embodiment uses a superimposed voltage obtained by superimposing an alternating voltage of frequency f on a direct current voltage. It may be used. Further, only a DC voltage may be applied as the applied bias voltage, or only an AC voltage may be applied as the applied bias voltage.
1・・・感光体ドラム
2・・・帯電ローラ
S1・・・帯電バイアス印加電源
13・・・制御回路
14・・・交流電流値測定回路
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