JP2017219832A - Process cartridge, image forming apparatus, and image forming method - Google Patents

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洸輔 井加田
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順仁 内藤
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隆義 木原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus that can detect discharge unevenness in the longitudinal direction to achieve the proper amount of discharge, a process cartridge, and an image forming method.SOLUTION: An image forming apparatus sets at least one or more partial measurement areas in the longitudinal direction in a printable area on a photoreceptor drum 3; the photoreceptor drum 3 is charged to a certain potential by a charging roller 6, and subsequently the partial measurement areas and an area excluding the partial measurement areas are made to have different potentials from each other by a laser scanner 4; discharge information detection means detects information on partial discharge in the partial measurement areas; a bias voltage applied to the charging roller 6 during image formation is corrected on the basis of a measured value.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、帯電部材を介し被帯電体に帯電させる帯電装置を備えた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus including a charging device that charges an object to be charged via a charging member.

従来、電子写真方式を採用する画像形成装置には、ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)表面を所定の電位に均一に帯電処理する工程を含んでいる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus employing an electrophotographic method includes a step of uniformly charging a surface of a drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) to a predetermined potential.

帯電手段としては、例えばローラ帯電部材(以下、帯電ローラと記す)を感光ドラム表面に当接し、この帯電ローラに電圧を印加して感光ドラムを帯電する接触帯電方式が現在主流となっている。   As a charging means, for example, a contact charging method in which a roller charging member (hereinafter referred to as a charging roller) is brought into contact with the surface of the photosensitive drum and a voltage is applied to the charging roller to charge the photosensitive drum is currently mainstream.

帯電ローラに対する電圧の印加方法としては直流電圧を印加する方式と、直流電圧に交流電圧を重畳し、プラス側及びマイナス側への放電を交互に起こすことで帯電を均一化する方式がある。後者の方式においては、帯電ローラと感光ドラム間の抵抗性負荷に流れる抵抗負荷電流と、帯電ローラと感光ドラム間の容量性負荷に流れる容量負荷電流と、帯電ローラと感光ドラム間の放電電流とが流れ、これらが合計された電流が帯電ローラに流れる。この際、安定した帯電を得るためには放電電流量を所定値以上にすると良いことが経験的に分かっている。   As a method of applying a voltage to the charging roller, there are a method of applying a direct current voltage and a method of superimposing an alternating current voltage on the direct current voltage and alternately causing discharge to the plus side and the minus side to make the charge uniform. In the latter method, a resistive load current that flows through a resistive load between the charging roller and the photosensitive drum, a capacitive load current that flows through a capacitive load between the charging roller and the photosensitive drum, and a discharge current between the charging roller and the photosensitive drum. Flows, and a current obtained by adding them flows to the charging roller. At this time, it has been empirically found that the discharge current amount should be a predetermined value or more in order to obtain stable charging.

図18に、帯電ローラに交流電圧Vcを印加した際、帯電ローラに流れる電流Ic特性を示す。交流電圧Vcは交流電圧のピーク電圧値、電流Icは交流電流の実効値を示している。図18より、交流電圧Vcの振幅を徐々に上昇させると、これに伴って帯電電流が増加する。所定電圧Vhの2倍以下の場合には、交流電圧の振幅と帯電電流とは略比例している。これは抵抗負荷電流と容量負荷電流とが電圧振幅に比例するとともに、電圧振幅が小さいために放電現象が発生せず放電電流が流れないためである。そして、交流電圧をさらに大きくしていくと、所定電圧Vhの2倍で放電現象が始まる。この時、帯電電流Icは比例関係から外れ、放電電流Is分だけ多く流れる。ここで安定して帯電させるためには、この放電電流Isが所定値以上になるように交流電圧Vcを設定する必要がある。   FIG. 18 shows the characteristics of the current Ic flowing through the charging roller when the AC voltage Vc is applied to the charging roller. The alternating voltage Vc indicates the peak voltage value of the alternating voltage, and the current Ic indicates the effective value of the alternating current. As shown in FIG. 18, when the amplitude of the AC voltage Vc is gradually increased, the charging current increases accordingly. When the voltage is less than twice the predetermined voltage Vh, the amplitude of the AC voltage and the charging current are approximately proportional. This is because the resistance load current and the capacitive load current are proportional to the voltage amplitude, and since the voltage amplitude is small, the discharge phenomenon does not occur and the discharge current does not flow. When the AC voltage is further increased, the discharge phenomenon starts at twice the predetermined voltage Vh. At this time, the charging current Ic deviates from the proportional relationship and flows by the amount corresponding to the discharge current Is. Here, in order to stably charge, it is necessary to set the AC voltage Vc so that the discharge current Is becomes a predetermined value or more.

しかしながら、感光ドラムへの放電量が増えた場合、感光ドラムの削れ等の感光ドラム劣化を促進するとともに、放電生成物による高温高湿環境での画像流れ等の異常画像が発生する場合があった。よって、安定した帯電を得られ、かつ前記問題を解決するためには、放電量を極力抑えた必要最低限の電圧印加に制御する必要がある。しかし、感光ドラムへの印加電圧と放電量の関係は常に一定ではなく、感光ドラムの感光体層や誘電体層の膜厚、帯電部材や空気の環境変動等により変化する。放電量の変化による不具合は、前述の環境変動による原因の他に、帯電部材の製造ばらつきや汚れによる抵抗値変動、耐久による感光ドラムの静電容量変動、画像形成装置本体の高圧発生装置の特性ばらつきなどでも発生することが判っている。   However, when the amount of discharge to the photosensitive drum is increased, deterioration of the photosensitive drum such as abrasion of the photosensitive drum is promoted, and an abnormal image such as image flow in a high-temperature and high-humidity environment may occur due to discharge products. . Therefore, in order to obtain stable charging and to solve the above problem, it is necessary to control the application of the minimum necessary voltage with the amount of discharge suppressed as much as possible. However, the relationship between the voltage applied to the photosensitive drum and the amount of discharge is not always constant, and varies depending on the film thickness of the photosensitive layer and dielectric layer of the photosensitive drum, the environmental variation of the charging member and air, and the like. In addition to the causes of environmental fluctuations described above, problems caused by changes in the amount of discharge include fluctuations in the charging member manufacturing resistance and dirt resistance, fluctuations in the photosensitive drum capacitance due to durability, and characteristics of the high-voltage generator of the image forming apparatus main body. It has been found that even variations occur.

このような放電量の変化を抑制するために、「放電電流制御方式」が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この方式においては、帯電ローラに印加される交流印加電圧のピーク電圧とその微分波形のピーク電圧を検出し、放電電流値を算出する制御方式が提案されている(特許文献1参照)。   In order to suppress such a change in the discharge amount, a “discharge current control method” has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this method, a control method has been proposed in which the peak voltage of the AC applied voltage applied to the charging roller and the peak voltage of its differential waveform are detected and the discharge current value is calculated (see Patent Document 1).

特開2004−157501号公報JP 2004-157501 A

しかしながら、近年進んでいる画像形成装置の高寿命化や市場における使用方法の多様化に伴って、帯電ローラの画像形成プロセス方向と垂直な方向(以下長手方向)の汚れムラや感光ドラムの長手方向の膜厚ムラが生じてしまう場合があった。これは、例えば長手方向において印字部に偏りがある印刷パターンを出力し続けたり、感光ドラムに記録材が直接当接する方式の画像形成装置で封筒や葉書等の小サイズの記録材を使用し続けたりすること等により起きてしまう場合がある。   However, as the life of image forming apparatuses progressing in recent years and the use methods in the market are diversified, the unevenness of smear in the direction perpendicular to the image forming process direction of the charging roller (hereinafter referred to as the longitudinal direction) and the longitudinal direction of the photosensitive drum In some cases, the film thickness unevenness may occur. This is because, for example, a printing pattern in which the printing portion is biased in the longitudinal direction is continuously output, or a small-sized recording material such as an envelope or a postcard is continuously used in an image forming apparatus in which the recording material directly contacts the photosensitive drum. May occur due to accidents.

感光ドラムの長手方向の膜厚ムラや帯電ローラの長手方向の汚れムラが生じると長手方向で帯電ローラから感光ドラムへ電流が流れる際のインピーダンスが異なり放電しやすい部分と放電しにくい部分ができてしまう。この場合、上記放電電流制御方式では長手方向全体の放電量を検知しているため適正より低い放電量になる部分や、適正より高く放電して感光ドラムの削れが促進される部分が存在する場合がある。放電しにくい部分は帯電が不安定になり局所的に放電過剰部と放電不足部が生じてしまい、この放電不足部は現像部により現像されて白地部に黒ポチとなって現れる。この結果、白地に黒ポチが多数出てくる所謂砂地という画像弊害が発生してしまう場合があった。   If unevenness in the film thickness in the longitudinal direction of the photosensitive drum or uneven contamination in the longitudinal direction of the charging roller occurs, the impedance when the current flows from the charging roller to the photosensitive drum in the longitudinal direction is different, and there are parts that are easy to discharge and parts that are difficult to discharge. End up. In this case, when the discharge current control method detects the discharge amount in the entire longitudinal direction, there is a portion where the discharge amount is lower than appropriate, or there is a portion where discharge is higher than appropriate and acceleration of the photosensitive drum is promoted. There is. The portion that is difficult to discharge becomes unstable in charging, and an excessively discharged portion and an insufficiently discharged portion are locally generated. This insufficiently discharged portion is developed by the developing portion and appears as black spots on the white background portion. As a result, there is a case where an image detrimental effect such as so-called sandy ground where many black spots appear on a white background may occur.

帯電ローラの汚れムラや感光ドラムの膜厚ムラを事前に予測して放電量を決定すればよいが、このような現象はユーザーの使用状況によって大きく変化するので予測は困難である。   The discharge amount may be determined by predicting in advance the contamination unevenness of the charging roller and the film thickness unevenness of the photosensitive drum, but such a phenomenon varies greatly depending on the use situation of the user and is difficult to predict.

そこで本発明の目的は、長手方向の放電ムラを検知し、放電量を適正化することのできる画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus, a process cartridge, and an image forming method capable of detecting discharge unevenness in the longitudinal direction and optimizing the discharge amount.

上記目的を達成する為の本発明の構成は、潜像を担持する回転可能な像担持体と、前記像担持体を露光する露光手段と、前記像担持体を帯電する帯電部材と、前記帯電部材にバイアス電圧を印加するバイアス印加手段と、前記帯電部材と前記像担持体間で放電する電流量を検知する放電量検知手段と、前記放電量検知手段によって検知される放電電流量から前記帯電部材に印加するバイアス電圧を決定する放電電流制御手段と、前記帯電部材と前記像担持体間の放電に関する情報である放電情報を検出する放電情報検出手段とを有し、前記放電情報検出手段は、前記像担持体の面内の印字可能な領域の一部に回転方向に対し垂直な方向の幅が前記印字可能な領域の幅よりも小さい領域を部分測定領域と設定し、前記帯電部材により前記像担持体を一定の電位に帯電した後に前記露光手段によって前記部分測定領域と前記部分測定領域を除く領域とで互いに異なる電位を形成している時に前記部分測定領域と前記帯電部材との間の放電に関する部分放電情報を検出し、前記放電電流制御手段は、該部分放電情報に基づいて前記帯電部材に印加される画像形成におけるバイアス電圧を補正することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention includes a rotatable image carrier that carries a latent image, an exposure unit that exposes the image carrier, a charging member that charges the image carrier, and the charging member. A bias applying means for applying a bias voltage to the member, a discharge amount detecting means for detecting a current amount discharged between the charging member and the image carrier, and the charging from the discharge current amount detected by the discharge amount detecting means. A discharge current control means for determining a bias voltage applied to the member; and a discharge information detection means for detecting discharge information which is information relating to a discharge between the charging member and the image carrier, wherein the discharge information detection means A region in which the width in the direction perpendicular to the rotation direction is smaller than the width of the printable region in a part of the printable region in the surface of the image carrier is set as a partial measurement region, and the charging member The image carrier A portion related to the discharge between the partial measurement region and the charging member when the exposure unit forms different potentials in the partial measurement region and the region excluding the partial measurement region after charging to a constant potential. The discharge information is detected, and the discharge current control unit corrects a bias voltage in image formation applied to the charging member based on the partial discharge information.

以上説明したように、本発明によれば、長手方向の放電ムラを検知し、放電量を適正化することができる。   As described above, according to the present invention, discharge unevenness in the longitudinal direction can be detected and the discharge amount can be optimized.

実施例1に係るフローチャート図Flowchart according to the first embodiment. 実施例1に係る画像形成装置概略図Schematic of image forming apparatus according to Embodiment 1 実施例1に係る放電電流制御ブロック図Discharge current control block diagram according to the first embodiment 実施例1に係る放電電流制御回路図Discharge current control circuit diagram according to the first embodiment 実施例1に係る放電電流検出方法を示す図The figure which shows the discharge current detection method which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る放電電流制御検出波形図Discharge current control detection waveform diagram according to Example 1 実施例1に係るDCバイアス放電開始電圧検知ブロック図DC bias discharge start voltage detection block diagram according to the first embodiment 実施例1に係るDCバイアス放電開始電圧検知回路図DC bias discharge start voltage detection circuit diagram according to the first embodiment 実施例1に係るDC帯電バイアス印加時のV−I特性の概略図Schematic of VI characteristics when DC charging bias is applied according to Example 1 実施例1に係る放電開始電圧検知方法の概念図Conceptual diagram of a discharge start voltage detection method according to the first embodiment. 実施例1に係る感光ドラム電位の長手概略図Longitudinal schematic diagram of photosensitive drum potential according to Embodiment 1 実施例1に係る部分放電開始電圧測定の概略図Schematic of partial discharge start voltage measurement according to Example 1 実施例1に係る測定領域の概念図Conceptual diagram of measurement region according to Example 1 実施例1に係る長手での複数ACバイアスの放電開始電圧値差検出概念図FIG. 5 is a conceptual diagram of detection of a difference in discharge start voltage values of a plurality of AC biases in the longitudinal direction according to the first embodiment. 実施例1に係る長手での複数ACバイアスの放電開始電圧値差検出概念図FIG. 5 is a conceptual diagram of detection of a difference in discharge start voltage values of a plurality of AC biases in the longitudinal direction according to the first embodiment. 実施例1に係る放電量とACバイアスの関係図Relationship between discharge amount and AC bias according to Example 1 実施例2に係る放電量とACバイアスの関係図Relationship between discharge amount and AC bias according to Example 2 帯電ローラに交流電圧を印加した時の帯電ローラに流れる電流特性Characteristics of current flowing in charging roller when AC voltage is applied to charging roller 実施例3に係る放電開始電圧検知方法の概念図Schematic diagram of discharge start voltage detection method according to embodiment 3 実施例3に係る感光ドラムの電位と膜厚の関係図FIG. 6 is a relationship diagram of the potential and film thickness of the photosensitive drum according to the third embodiment. 実施例4に係る放電開始電圧検知方法の概念図Conceptual diagram of discharge start voltage detection method according to embodiment 4 実施例4に係る放電開始電圧検知時のACバイアスAC bias when detecting discharge start voltage according to embodiment 4

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. That is, it is not intended to limit the scope of the present invention to the following embodiments.

本実施例では、帯電部材と像担持体間に流れる放電電流を一定にするよう帯電部材に印加するバイアス電圧を制御する構成において、長手方向の部分的な放電情報を長手方向に複数検知する。そして、それらの値からバイアス電圧出力値の補正を行うことで放電量を適正化する。   In this embodiment, in the configuration in which the bias voltage applied to the charging member is controlled so that the discharge current flowing between the charging member and the image carrier is constant, a plurality of pieces of partial discharge information in the longitudinal direction are detected in the longitudinal direction. And the amount of discharge is optimized by correcting the bias voltage output value from these values.

以下、本発明に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置について、電子写真方式を例にとって説明する。   The process cartridge and the image forming apparatus according to the present invention will be described below by taking an electrophotographic system as an example.

<画像形成装置とプロセスカートリッジの構成と動作の概略>
図2は、プロセスカートリッジを装着している状態の画像形成装置1の概略図である。3は回転可能な像担持体である感光ドラム、4は半導体レーザー5にて感光ドラム3上にレーザービームを走査し、静電潜像を形成する露光手段であるレーザースキャナである。2は交換可能なプロセスカートリッジである。プロセスカートリッジ2は、感光ドラム3上を一様に帯電するための帯電部材である帯電ローラ6と、感光ドラム3上にレーザースキャナ4によって形成された静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体7と、現像剤を格納する現像器8から構成される。10は感光ドラム3に現像された現像剤像を所定の記録材11に転写するための転写ローラ、12は記録材11に転写された現像剤を熱と圧にて定着するための定着器、13は定着器の温度を制御するための温度サーミスタである。14は記録材を給紙する給紙ローラである。15は記録材の搬送と同期をとるトップセンサ、16は定着後の記録材11を排紙トレイ17へ排出するための排紙ローラ、18は定着後の記録材11の有無を検出するための排紙センサである。19は、CPU20を備え、画像形成装置1を構成する各部を制御するエンジンコントローラである。21は画像形成
装置1の外部環境を検知する環境センサである。
<Outline of Configuration and Operation of Image Forming Apparatus and Process Cartridge>
FIG. 2 is a schematic diagram of the image forming apparatus 1 in a state where a process cartridge is mounted. Reference numeral 3 denotes a photosensitive drum which is a rotatable image carrier. Reference numeral 4 denotes a laser scanner which is an exposure unit that scans a laser beam on the photosensitive drum 3 with a semiconductor laser 5 to form an electrostatic latent image. Reference numeral 2 denotes a replaceable process cartridge. The process cartridge 2 includes a charging roller 6 that is a charging member for uniformly charging the photosensitive drum 3 and a developer that develops the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 3 by the laser scanner 4 with the developer. It comprises a carrier 7 and a developing device 8 for storing a developer. 10 is a transfer roller for transferring the developer image developed on the photosensitive drum 3 to a predetermined recording material 11, and 12 is a fixing device for fixing the developer transferred to the recording material 11 with heat and pressure. Reference numeral 13 denotes a temperature thermistor for controlling the temperature of the fixing device. Reference numeral 14 denotes a paper feed roller for feeding a recording material. 15 is a top sensor that synchronizes with the conveyance of the recording material, 16 is a paper discharge roller for discharging the recording material 11 after fixing to the paper discharge tray 17, and 18 is for detecting the presence or absence of the recording material 11 after fixing. This is a paper discharge sensor. Reference numeral 19 denotes an engine controller that includes a CPU 20 and controls each part of the image forming apparatus 1. An environmental sensor 21 detects the external environment of the image forming apparatus 1.

また本実施例は、23°C50%RHの環境を使用し、解像度を600dpi、プロセススピード235mm/sec、露光量0.2μJ/cm2の条件で説明を行う。また、本実施例では負極性のトナーを使用したが、正極性のトナーを使用してもよい。この場合にはバイアス等の符号が全て逆となる以外の構成は負極性のトナーを使用する場合と同じである。   In the present embodiment, an environment of 23 ° C. and 50% RH is used, the resolution is 600 dpi, the process speed is 235 mm / sec, and the exposure amount is 0.2 μJ / cm 2. In this embodiment, negative polarity toner is used, but positive polarity toner may be used. In this case, the configuration except that the signs of the bias and the like are all reversed is the same as that in the case of using the negative polarity toner.

<帯電部の制御>
次に、本実施例での画像形成装置の帯電部の制御を行うブロック図を図3に示す。CPU20は、演算部30、記憶部31、交流電圧用駆動信号発生部32を有している。放電電流制御回路(バイアス印加手段)33内は、CPU20から信号を送られることで放電電流を制御しながら帯電ローラ6に電圧を印加している。ここでは、放電制御手段は、CPU20と放電電流制御回路33を含んで構成される。また、CPU20は、環境センサ21の出力値を検知し、出力値に応じた放電電流の制御を行っている。なお、放電電流制御回路33の詳細な動作については、以下で説明する。
<Charge control>
Next, FIG. 3 shows a block diagram for controlling the charging unit of the image forming apparatus in this embodiment. The CPU 20 includes a calculation unit 30, a storage unit 31, and an AC voltage drive signal generation unit 32. The discharge current control circuit (bias applying means) 33 applies a voltage to the charging roller 6 while controlling the discharge current by receiving a signal from the CPU 20. Here, the discharge control means includes a CPU 20 and a discharge current control circuit 33. Further, the CPU 20 detects the output value of the environmental sensor 21 and controls the discharge current according to the output value. The detailed operation of the discharge current control circuit 33 will be described below.

<放電電流制御>
本実施例における放電電流制御回路33を図4に示す。正弦波電圧印加部50で発生させた正弦波の交流高圧を、直流高圧回路51で出力される直流電圧に重畳させる。その振動電圧が帯電ローラ6に供給される。また、交流電流値検出手段としての交流電流検知部52の検知出力値に応じて、一定の振動電圧出力レベルとなるように交流電流値が制御されている。さらに放電電流制御回路33は、電圧振幅値検出部であるピーク電圧検出回路53と微分振幅値検出部である微分波形ピーク電圧検出回路54とを有する。これにより、CPU20は、出力する交流電圧のピーク値と微分波形ピーク値を検出することができる。ここでは、放電量検知手段は、ピーク電圧検出回路53、微分波形ピーク電圧検出回路54及びCPU20を含んで構成される。
<Discharge current control>
The discharge current control circuit 33 in this embodiment is shown in FIG. The AC high voltage of the sine wave generated by the sine wave voltage application unit 50 is superimposed on the DC voltage output from the DC high voltage circuit 51. The vibration voltage is supplied to the charging roller 6. Further, the alternating current value is controlled so as to have a constant oscillating voltage output level according to the detection output value of the alternating current detection unit 52 serving as the alternating current value detecting means. Further, the discharge current control circuit 33 includes a peak voltage detection circuit 53 that is a voltage amplitude value detection unit and a differential waveform peak voltage detection circuit 54 that is a differential amplitude value detection unit. Thereby, CPU20 can detect the peak value and differential waveform peak value of the alternating voltage output. Here, the discharge amount detection means includes a peak voltage detection circuit 53, a differential waveform peak voltage detection circuit 54, and the CPU 20.

図5を用いて本実施例における放電電流の検出方法について説明する。図5は、帯電ローラ6に交流電圧を印加した際、帯電ローラ6に流れる帯電電流を示す。横軸は交流電圧のピーク電圧の値、縦軸は交流電流の実効値を示している。図5に示すように、帯電交流電圧が放電開始電圧(Vh)の2倍以下の領域では、帯電電流値の帯電交流電圧に対する関係式は原点を通るほぼ比例の直線で表される。この領域においては帯電ローラ6と感光ドラム3との間の抵抗性負荷および容量性負荷に応じた電流が流れる。これに対し、帯電交流電圧が放電開始電圧(Vh)の2倍以上の領域においては、帯電ローラ6と感光ドラム3との間に放電電流が発生し、この放電電流値が加算された帯電電流値Icが流れる。放電開始領域においては、放電する場合の特性を500で表し、放電しない場合の特性を501で表す。ここで特性500および特性501の関係から放電電流値を算出することができる。また、放電する場合のピーク値Va、放電しない場合のピーク値Va´、帯電電流Icの場合に、放電電流値Isは、以下の式(1)により求められる。
Is=Ic×(Va´−Va)/Va´ ……式(1)
つまり、(Va´−Va)/Va´を知ることができれば帯電電流に対する放電量が検知できる。図6を用いて(Va´−Va)/Va´の求め方を説明する。図6(A)に帯電ローラ6に印加されている帯電交流電圧出力波形、図6(B)に帯電交流電圧出力の微分波形を示している。帯電交流電圧の出力波形は、放電の影響を受けてピーク付近のレベルがΔV(=(Va´−Va))だけ下がった形状になる。また、微分電圧の波形については位相が90°遅れるため、ピーク値が放電の影響を受けることがない。そのため、微分電圧のピーク値(Vb)が、放電しない場合の出力電圧のピークレベル(Va´)に相当する。したがって、(Va´−Va)/Va´を求めることができる。図5、図6に示した方法によって放電電流値Isを検知し、放電電流値Isになるように帯電電流値Ic
を調整している。
The method for detecting the discharge current in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the charging current that flows through the charging roller 6 when an AC voltage is applied to the charging roller 6. The horizontal axis represents the peak voltage value of the alternating voltage, and the vertical axis represents the effective value of the alternating current. As shown in FIG. 5, in a region where the charging AC voltage is not more than twice the discharge start voltage (Vh), the relational expression of the charging current value with respect to the charging AC voltage is represented by a substantially proportional straight line passing through the origin. In this region, a current corresponding to the resistive load and capacitive load between the charging roller 6 and the photosensitive drum 3 flows. On the other hand, in a region where the charging AC voltage is twice or more the discharge start voltage (Vh), a discharge current is generated between the charging roller 6 and the photosensitive drum 3, and the charging current obtained by adding the discharge current value is added. The value Ic flows. In the discharge start region, the characteristic when discharging is represented by 500, and the characteristic when not discharging is represented by 501. Here, the discharge current value can be calculated from the relationship between the characteristic 500 and the characteristic 501. In the case of the peak value Va when discharging, the peak value Va ′ when not discharging, and the charging current Ic, the discharge current value Is is obtained by the following equation (1).
Is = Ic × (Va′−Va) / Va ′ (1)
That is, if (Va′−Va) / Va ′ can be known, the discharge amount with respect to the charging current can be detected. A method of obtaining (Va′−Va) / Va ′ will be described with reference to FIG. FIG. 6A shows a charging AC voltage output waveform applied to the charging roller 6, and FIG. 6B shows a differential waveform of the charging AC voltage output. The output waveform of the charging AC voltage has a shape in which the level near the peak is lowered by ΔV (= (Va′−Va)) due to the influence of the discharge. Further, since the phase of the waveform of the differential voltage is delayed by 90 °, the peak value is not affected by the discharge. Therefore, the peak value (Vb) of the differential voltage corresponds to the peak level (Va ′) of the output voltage when not discharging. Therefore, (Va′−Va) / Va ′ can be obtained. The discharge current value Is is detected by the method shown in FIGS. 5 and 6, and the charging current value Ic is set so as to be the discharge current value Is.
Is adjusted.

本実施例では、長手方向の放電ムラという課題を解決するために、上述した放電電流制御に加え、長手方向の一部分の放電情報(以下、部分放電情報)を検知し、それらの値から帯電バイアス出力値を補正することにより放電量の適正化を行った。また本実施例では部分放電情報として一部分の放電開始電圧(以下、部分放電開始電圧)を測定した。   In this embodiment, in order to solve the problem of uneven discharge in the longitudinal direction, in addition to the above-described discharge current control, discharge information (hereinafter referred to as partial discharge information) of a portion in the longitudinal direction is detected, and the charging bias is determined from those values. The discharge amount was optimized by correcting the output value. In this example, a partial discharge start voltage (hereinafter, partial discharge start voltage) was measured as partial discharge information.

以下では、まず部分放電情報としての部分放電開始電圧を検知するために必要な放電開始電圧検知と、均一な帯電を行う方法を説明し、その後、部分放電情報としての部分放電開始電圧の検知方法を説明する。   In the following, first, a method for detecting the discharge start voltage necessary for detecting the partial discharge start voltage as partial discharge information and a method for performing uniform charging will be described, and then a method for detecting the partial discharge start voltage as partial discharge information. Will be explained.

<放電開始電圧検知>
長手方向の部分放電情報を検知するため、本実施例では図7に示すようにDCバイアス放電開始電圧検知回路(放電情報検出手段)34を有する。DCバイアス放電開始電圧検知回路34は、CPU20から信号を送られることで帯電ローラ6にDC電圧を印加しながら放電開始電圧を検知する。図8に本発明におけるDCバイアス放電開始電圧検知回路34の概略構成を示す。100は電圧設定回路部でPWM信号に応じて、バイアス値が変えられる。101はトランス駆動回路部、102は高圧トランス部である。103はフィードバック回路部でR61を介して出力電圧をモニタし、PWM信号の設定に応じた出力電圧値になるように設けられた回路である。104は電流検出回路部(電流検知手段)で、帯電ローラ6に流れる電流値I62とフィードバック回路から流れる電流値I61を加算した電流値I63をR63で検出して、J110からアナログ値としてCPU20に伝送される。感光ドラム3と帯電ローラ6間で放電が開始するまでは、感光ドラム3と帯電ローラ6間は絶縁されている。そのため、放電が開始されるまでは、検出抵抗R63に流れる電流はフィードバック回路部103から流れてくるI61のみである。I61は、PWM信号で設定されるVpwmとVref、R64、R65で決められる。
I61=(Vref−Vpwm)/R64−Vpwm/R65
<Discharge start voltage detection>
In order to detect the partial discharge information in the longitudinal direction, this embodiment has a DC bias discharge start voltage detection circuit (discharge information detection means) 34 as shown in FIG. The DC bias discharge start voltage detection circuit 34 detects a discharge start voltage while applying a DC voltage to the charging roller 6 by receiving a signal from the CPU 20. FIG. 8 shows a schematic configuration of the DC bias discharge start voltage detection circuit 34 in the present invention. Reference numeral 100 denotes a voltage setting circuit unit whose bias value is changed according to the PWM signal. 101 is a transformer drive circuit unit, and 102 is a high-voltage transformer unit. A feedback circuit unit 103 monitors the output voltage via R61, and is a circuit provided so as to have an output voltage value corresponding to the setting of the PWM signal. Reference numeral 104 denotes a current detection circuit unit (current detection means), which detects a current value I63 obtained by adding the current value I62 flowing through the charging roller 6 and the current value I61 flowing from the feedback circuit at R63, and transmits it to the CPU 20 from J110 as an analog value. Is done. Until the discharge between the photosensitive drum 3 and the charging roller 6 starts, the photosensitive drum 3 and the charging roller 6 are insulated. Therefore, until the discharge is started, the current flowing through the detection resistor R63 is only I61 flowing from the feedback circuit unit 103. I61 is determined by Vpwm and Vref, R64, R65 set by the PWM signal.
I61 = (Vref−Vpwm) / R64−Vpwm / R65

また、その電流値I61がフィードバック抵抗R61を流れることで、出力電圧Voutも以下のように設定される。
Vout=I61×R61+Vpwm≒I61×R61
つまり、図9の直線(1)に示すように、放電が開始されるまでは、PWM信号に応じたI61の電流しか電流検出回路部のR63には流れないため、電流値は直線となる。
Further, when the current value I61 flows through the feedback resistor R61, the output voltage Vout is also set as follows.
Vout = I61 × R61 + Vpwm≈I61 × R61
That is, as indicated by the straight line (1) in FIG. 9, until the discharge is started, only the current I61 corresponding to the PWM signal flows through R63 of the current detection circuit unit, and thus the current value is a straight line.

しかし、感光ドラム3と帯電ローラ6間で放電が開始されると、帯電ローラ6に流れる電流値I62とフィードバック回路から流れる電流値I61を加算したI63が、電流検出回路部のR63に流れる。つまり、電流値は、図9の曲線(2)に示すように放電が開始した時点で分岐点をもった曲線となる。このことより、帯電ローラ6に流れる電流は、曲線(2)から直線(1)を引いたIsdで算出することができる。   However, when discharge is started between the photosensitive drum 3 and the charging roller 6, I63 obtained by adding the current value I62 flowing through the charging roller 6 and the current value I61 flowing from the feedback circuit flows into R63 of the current detection circuit unit. That is, the current value is a curve having a branch point when the discharge starts as shown by the curve (2) in FIG. Thus, the current flowing through the charging roller 6 can be calculated as Isd obtained by subtracting the straight line (1) from the curve (2).

本実施例ではDCバイアスを操作しながら複数のIsdを計測し、あるIsdが所定の電流値になった時点をDCバイアス放電開始電圧と判断した。しかしながら、DCバイアス放電開始電圧を判断する方法はこれに限られない。例えば図10のように2つの異なるDCバイアスに対する放電量を測定し、そこから近似直線を引いて、この直線が放電量0となる点(図10のD)をDCバイアス放電開始電圧と判断するような方法でもよい。また精度の観点から測定点は2点に限らず増やしてもよい。   In this example, a plurality of Isd were measured while operating the DC bias, and the time when a certain Isd reached a predetermined current value was determined as the DC bias discharge start voltage. However, the method for determining the DC bias discharge start voltage is not limited to this. For example, as shown in FIG. 10, the discharge amounts for two different DC biases are measured, an approximate line is drawn therefrom, and the point at which this line becomes zero discharge amount (D in FIG. 10) is determined as the DC bias discharge start voltage. Such a method may be used. From the viewpoint of accuracy, the number of measurement points is not limited to two, and may be increased.

<長手方向に均一な帯電を行う方法>
次に、長手方向に均一な帯電を行う方法について説明する。長手方向の部分放電開始電圧を検知するためには、感光ドラム3を長手方向に均一に、すなわち一定電位に帯電する
必要がある。DCバイアス放電開始電圧は、帯電ローラ6の電位によって変化するため、長手方向で電位が均一でないとDCバイアス放電開始電圧から放電ムラを検知できない。長手方向に均一に帯電するには十分な帯電交流電圧を印加しなければならない。本実施例では現構成における帯電ACバイアスの最大値を印加している。また、その時に均一な帯電電位になっているかを確認する機構を持っていてもよい。
<Method of uniformly charging in the longitudinal direction>
Next, a method for uniformly charging in the longitudinal direction will be described. In order to detect the partial discharge start voltage in the longitudinal direction, it is necessary to charge the photosensitive drum 3 uniformly in the longitudinal direction, that is, to a constant potential. Since the DC bias discharge start voltage changes depending on the potential of the charging roller 6, discharge unevenness cannot be detected from the DC bias discharge start voltage unless the potential is uniform in the longitudinal direction. In order to uniformly charge in the longitudinal direction, a sufficient charging AC voltage must be applied. In this embodiment, the maximum value of the charging AC bias in the current configuration is applied. In addition, a mechanism for confirming whether the charging potential is uniform at that time may be provided.

以下に均一な帯電電位の確認機構について説明する。まず、所定のDCバイアスと最大のACバイアスを印加し、DCバイアス放電開始電圧検知回路34によりその時の長手方向全体のDCバイアス放電開始電圧Vdcth1(ave)を検知する。次に、ACバイアス(PWM)を1つステップダウンさせて同様に所定のDCバイアスとそのACバイアスを印加し、DCバイアス放電開始電圧検知回路34によりその時の長手方向全体のDCバイアス放電開始電圧Vdcth2(ave)を検知する。このとき、長手方向全体のDCバイアス放電開始電圧はそれぞれVdcth1(ave)=(1+C/Cd)Vpa+Vd1(ave),Vdcth2(ave)=(1+C/Cd)Vpa+Vd2(ave)と書ける。ここで、感光ドラム3の静電容量をCd、帯電ローラ6と感光ドラム3間の静電容量をCとしている。   A confirmation mechanism for uniform charging potential will be described below. First, a predetermined DC bias and a maximum AC bias are applied, and the DC bias discharge start voltage detection circuit 34 detects the DC bias discharge start voltage Vdcth1 (ave) in the entire longitudinal direction at that time. Next, the AC bias (PWM) is stepped down by one to apply a predetermined DC bias and the AC bias in the same manner, and the DC bias discharge start voltage detection circuit 34 applies the DC bias discharge start voltage Vdcth2 of the entire longitudinal direction at that time. (Ave) is detected. At this time, the DC bias discharge start voltages in the entire longitudinal direction can be written as Vdcth1 (ave) = (1 + C / Cd) Vpa + Vd1 (ave) and Vdcth2 (ave) = (1 + C / Cd) Vpa + Vd2 (ave), respectively. Here, the capacitance of the photosensitive drum 3 is Cd, and the capacitance between the charging roller 6 and the photosensitive drum 3 is C.

そして、Vdcth1(ave)−Vdcth2(ave)=Vd1(ave)−Vd2(ave)の関係式を得る。ここでVd1(ave)は最大のACバイアスで帯電された感光ドラム3の長手方向の平均の電位、Vd2(ave)は設定値が最大から一つステップダウンしたACバイアスで帯電された感光ドラム3の長手方向の平均の電位である。また、Vpaはパッシェン電圧であり、気圧と放電間距離の関数である。   Then, a relational expression of Vdcth1 (ave) −Vdcth2 (ave) = Vd1 (ave) −Vd2 (ave) is obtained. Here, Vd1 (ave) is the average potential in the longitudinal direction of the photosensitive drum 3 charged with the maximum AC bias, and Vd2 (ave) is the photosensitive drum 3 charged with the AC bias whose set value is one step down from the maximum. Is the average potential in the longitudinal direction. Vpa is a Paschen voltage, which is a function of the atmospheric pressure and the distance between discharges.

図11には感光ドラム3の長手方向の電位とACバイアスとの関係を示している。Vac1、Vac2、Vac3はそれぞれ帯電ローラ6に印加するACバイアスのピーク間の値であり、Vac1<Vac2<Vac3である。ACバイアスによる帯電は、正放電と逆放電を繰り返すことで一定の帯電電位に安定させるが、ACバイアスが低いと、放電の長手方向ムラがある場合に帯電電位の長手方向ムラを引き起こす(図11の(a))。しかしACバイアスを上げていけば放電量が長手方向全体で上昇し、感光ドラム3の帯電電位は均一化される(図11の(b))。そしてそれに伴って平均電位は上昇していく。さらにACバイアスを上げて長手方向全体で帯電電位が均一になると平均電位は一定の値にとどまる(図11の(c))。   FIG. 11 shows the relationship between the longitudinal potential of the photosensitive drum 3 and the AC bias. Vac1, Vac2, and Vac3 are values between the peaks of the AC bias applied to the charging roller 6, and Vac1 <Vac2 <Vac3. Charging by an AC bias is stabilized at a constant charging potential by repeating forward and reverse discharges. However, if the AC bias is low, charging potential longitudinal unevenness occurs when there is uneven longitudinal discharge (FIG. 11). (A)). However, if the AC bias is increased, the discharge amount increases in the entire longitudinal direction, and the charged potential of the photosensitive drum 3 is made uniform ((b) in FIG. 11). Along with this, the average potential increases. When the AC bias is further increased and the charging potential becomes uniform in the entire longitudinal direction, the average potential remains constant ((c) in FIG. 11).

このことから、Vdcth1(ave)とVdcth2(ave)を比較することで、感光ドラム3の帯電電位の均一性を確認できる。具体的には、Vdcth1=Vdcth2ならばVd1=Vd2であり長手方向は均一化されていると判断できる。逆にVdcth1≠Vdcth2ならばVd1≠Vd2であり、十分に帯電できていないと判断する。この場合はどの電圧でも品質的に安定した画像が提供できないので、プロセスカートリッジとして寿命をユーザーに報知する等の対応をとる必要がある。   From this, the uniformity of the charged potential of the photosensitive drum 3 can be confirmed by comparing Vdcth1 (ave) and Vdcth2 (ave). Specifically, if Vdcth1 = Vdcth2, Vd1 = Vd2 and it can be determined that the longitudinal direction is uniform. On the other hand, if Vdcth1 ≠ Vdcth2, Vd1 ≠ Vd2, and it is determined that the battery is not sufficiently charged. In this case, since a stable image in quality cannot be provided at any voltage, it is necessary to take measures such as notifying the user of the life as a process cartridge.

なお、本実施例では帯電バイアスに最大のACバイアスを印加したが、この限りではなく、十分に均一に帯電できるバイアスを予め検討等により明確にして、その値を使用しても良い。   In the present embodiment, the maximum AC bias is applied to the charging bias. However, the present invention is not limited to this. A bias that can be charged sufficiently uniformly may be clarified in advance by examination or the like, and the value may be used.

<部分放電情報の検知>
図12を用いて長手方向の部分放電情報としての部分放電開始電圧の検知について説明する。図12の横方向は長手方向の位置を表しており、縦方向は電位を表している。
<Detection of partial discharge information>
The detection of the partial discharge start voltage as the partial discharge information in the longitudinal direction will be described with reference to FIG. The horizontal direction in FIG. 12 represents the position in the longitudinal direction, and the vertical direction represents the potential.

まず図12(a)のように、上述通り最大のACバイアスを印加して感光ドラム3を均一に帯電(帯電電位:Vd)する。次に図12(b)のように感光ドラム3の印字可能領
域の一部に印字可能領域よりも長手方向の幅が小さい測定領域(以下、部分測定領域)D(i)を設定して、レーザースキャナ4により部分測定領域D(i)のみ露光し、露光電位(Vl)にする。長手方向で部分測定領域は複数箇所に設けてもよい。このとき、レーザースキャナ4によって露光された部分測定領域D(i)とこの部分測定領域を除く領域とが互いに異なる電位とされる。さらに、図12(c)のようにDCバイアス放電開始電圧検知回路34を用いて帯電ローラ6にDCバイアス(Vdc)を印加し、一部露光電位とした状態でDCバイアス放電開始電圧を測定する。この時、部分測定領域D(i)のみ放電し始めるので、部分測定領域D(i)のDCバイアス部分放電開始電圧Vdcth(i)が得られる。部分測定領域D(i)の感光ドラムの静電容量をCd(i)、帯電ローラ6と感光ドラム3間の静電容量をC(i)として等価回路を考える。そうすると、DCバイアス部分放電開始電圧の大きさはVdcth(i)=(1+C(i)/Cd(i))Vpa+|Vl|となる。
First, as shown in FIG. 12A, the maximum AC bias is applied as described above to uniformly charge the photosensitive drum 3 (charging potential: Vd). Next, as shown in FIG. 12B, a measurement area (hereinafter referred to as a partial measurement area) D (i) having a smaller width in the longitudinal direction than the printable area is set in a part of the printable area of the photosensitive drum 3, Only the partial measurement region D (i) is exposed by the laser scanner 4 to obtain an exposure potential (Vl). You may provide the partial measurement area | region in multiple places in the longitudinal direction. At this time, the partial measurement region D (i) exposed by the laser scanner 4 and the region excluding this partial measurement region are set to different potentials. Further, as shown in FIG. 12C, the DC bias discharge start voltage detection circuit 34 is used to apply a DC bias (Vdc) to the charging roller 6 and the DC bias discharge start voltage is measured with a partial exposure potential. . At this time, since only partial measurement region D (i) starts to discharge, DC bias partial discharge start voltage Vdcth (i) of partial measurement region D (i) is obtained. Consider an equivalent circuit where the electrostatic capacity of the photosensitive drum in the partial measurement region D (i) is Cd (i) and the electrostatic capacity between the charging roller 6 and the photosensitive drum 3 is C (i). Then, the magnitude of the DC bias partial discharge start voltage is Vdcth (i) = (1 + C (i) / Cd (i)) Vpa + | Vl |.

また、実際に画像を形成する時はDC+ACバイアスを印加するが、その時の部分測定領域D(i)のACバイアス部分放電開始電圧Vacth(i)は、Vacth(i)=2Vpa(1+C(i)/Cd(i))と書ける。ここでACバイアス部分放電開始電圧は、部分測定領域D(i)が帯電ローラ6から感光ドラム3へ放電を開始し始める電圧ではなく、感光ドラム3から帯電ローラ6へ逆放電もし始め、DCバイアスへ収束し始める電圧である。また、ACバイアス部分放電開始電圧はACバイアスのピーク間の値である。よって式(2)の関係式を満たす。
Vacth(i)=2(Vdcth(i)−|Vl|)……式(2)
長手方向全体のDCバイアス放電開始電圧をVdcth(ave)、長手方向全体のACバイアス放電開始電圧をVacth(ave)とすると、この関係式から式(3)を得ることができる。
Vacth(i)−Vacth(ave)=2(Vdcth(i)−Vdcth(ave))……式(3)
この式(3)により部分測定領域D(i)のACバイアス部分放電開始電圧を検知できる。実際は、このACバイアス部分放電開始電圧差Vacth(i)−Vacth(ave)を使用して補正を行う。ここで、Vdcth(ave)は、実際にDCバイアス放電開始電圧検知から長手方向全体のDCバイアス放電開始電圧を求めて使用している。しかしながらこの限りでなく、Vdcht(1),Vdcth(2)…Vdcht(N)の平均値を求めて使用しても良い。
Further, when an image is actually formed, a DC + AC bias is applied, and the AC bias partial discharge start voltage Vacth (i) of the partial measurement region D (i) at that time is Vacth (i) = 2Vpa (1 + C (i) / Cd (i)). Here, the AC bias partial discharge start voltage is not the voltage at which the partial measurement region D (i) starts to discharge from the charging roller 6 to the photosensitive drum 3, but also starts reverse discharge from the photosensitive drum 3 to the charging roller 6. This is the voltage that starts to converge. The AC bias partial discharge start voltage is a value between the peaks of the AC bias. Therefore, the relational expression (2) is satisfied.
Vacth (i) = 2 (Vdcth (i) − | Vl |) (2)
If the DC bias discharge start voltage in the entire longitudinal direction is Vdcth (ave), and the AC bias discharge start voltage in the entire longitudinal direction is Vactth (ave), Expression (3) can be obtained from this relational expression.
Vactth (i) -Vacth (ave) = 2 (Vdcth (i) -Vdcth (ave)) (3)
The AC bias partial discharge start voltage in the partial measurement region D (i) can be detected by this equation (3). Actually, correction is performed using this AC bias partial discharge start voltage difference Vacth (i) −Vacth (ave). Here, Vdcth (ave) is actually used by obtaining the DC bias discharge start voltage in the entire longitudinal direction from detection of the DC bias discharge start voltage. However, the present invention is not limited to this, and an average value of Vdcht (1), Vdcth (2)... Vdcht (N) may be obtained and used.

次に、部分放電開始電圧検知を行う部分測定領域について説明する。図13(a)に本実施例の部分測定領域を示す。図13の横方向は感光ドラム3の長手方向(回転方向に垂直な方向)を示す。本実施例では、感光ドラム3の面内の印字可能領域の長手方向を均一に7等分してそれぞれの領域で上記部分放電開始電圧検知を行った。しかしながら、部分測定領域の設定方法はこの限りでなく、等分でなくても良い。また、図13(b)のように紙のサイズに合わせて部分測定領域を決めてもよい。この場合は感光ドラム3の削れを考慮に入れて測定できるので、精度向上となる。さらには、紙の使用履歴をCPU20等に格納しておき、紙の使用履歴に応じて部分測定領域を変更等しても良い。   Next, a partial measurement region in which partial discharge start voltage detection is performed will be described. FIG. 13A shows a partial measurement region of this example. 13 indicates the longitudinal direction of the photosensitive drum 3 (direction perpendicular to the rotation direction). In this embodiment, the longitudinal direction of the printable area in the surface of the photosensitive drum 3 is uniformly divided into seven equal parts, and the partial discharge start voltage is detected in each area. However, the method for setting the partial measurement region is not limited to this, and it may not be equally divided. Further, as shown in FIG. 13B, the partial measurement region may be determined according to the size of the paper. In this case, since the measurement can be performed taking into account the shaving of the photosensitive drum 3, the accuracy is improved. Furthermore, the paper usage history may be stored in the CPU 20 or the like, and the partial measurement area may be changed according to the paper usage history.

また、感光ドラム3の削れの予測や帯電ローラ6の汚れの予測から予め放電開始電圧が大きくなる領域が分かっている場合などは、その領域のみ部分放電開始電圧を測定しても効果がある。この場合は、長手方向全体を対象とした放電開始電圧検知手段から全体のDCバイアス放電量開始電圧Vdcth(ave)を求めておく必要がある。   In addition, when a region where the discharge start voltage is large is known in advance from prediction of shaving of the photosensitive drum 3 or prediction of contamination of the charging roller 6, it is effective to measure the partial discharge start voltage only in that region. In this case, it is necessary to obtain the entire DC bias discharge amount start voltage Vdcth (ave) from the discharge start voltage detecting means for the entire longitudinal direction.

<補正方法>
次に、ACバイアス部分放電開始電圧から帯電バイアス出力値の補正を行う方法について説明する。
図14(a)は横軸が長手方向、縦軸が画像形成プロセス進行方向であり、感光ドラム3の部分測定領域を表している。本実施例では図14(a)のようにD(1)から順番に部分放電開始電圧を検知していった。しかし、方法はこの限りでなく、例えば測定する順番を変えたり、図15のように部分測定領域の検知に間隔があっても良い。図14(b)はそれぞれの部分測定領域におけるACバイアス部分放電開始電圧と長手全体のACバイアス放電開始電圧との差を示している。Vacth(i)−Vacth(ave)の最も大きい領域が最も放電しにくい部分であり、最も小さい領域が最も放電しやすい部分である。図14(b)に示す検知結果であれば、D(6)が最も放電しにくい部分であり、D(1)が最も放電しやすい部分である。以上で得られた部分測定領域におけるACバイアス部分放電開始電圧から補正を行う。
<Correction method>
Next, a method for correcting the charging bias output value from the AC bias partial discharge start voltage will be described.
In FIG. 14A, the horizontal axis represents the longitudinal direction, and the vertical axis represents the image forming process progress direction, which represents a partial measurement region of the photosensitive drum 3. In this example, the partial discharge start voltage was detected in order from D (1) as shown in FIG. However, the method is not limited to this, and for example, the order of measurement may be changed, or there may be an interval in the detection of the partial measurement region as shown in FIG. FIG. 14B shows the difference between the AC bias partial discharge start voltage in each partial measurement region and the AC bias discharge start voltage over the entire length. A region where Vacth (i) −Vacth (ave) is the largest is a portion where discharge is most difficult, and a region where the Vacth (i) −Vacth (ave) is largest is a portion where discharge is most likely. If it is a detection result shown in Drawing 14 (b), D (6) will be the part which is hard to discharge most, and D (1) will be the part which is easy to discharge. Correction is performed from the AC bias partial discharge start voltage in the partial measurement region obtained as described above.

図16に放電量とACバイアスの関係を示す。図16においては、感光ドラム3全体の放電量とACバイアスの関係が実線で示されている。そして、感光ドラム3の一番放電しやすい領域(図14(b)の例ではD(1))の放電量とACバイアスの関係が粗い破線で示されている。また、感光ドラム3の一番放電しにくい領域(図14(b)の例ではD(6))の放電量とACバイアスの関係が細かい破線で示されている。ACバイアスはピーク間の電圧値である。図16のように最も放電しにくい部分は放電特性が放電開始電圧差分シフトしてしまう。このため、全体の放電量が目標放電量に達していても、放電しにくい部分では放電量が目標放電量に達していない(図16のA)。図16(a)において縦軸の目標値を通り横軸に水平な破線と実線のグラフとの交点のACバイアスが、感光ドラム3の全体放電量が目標値となる場合のACバイアスを示す。上述の交点を通り縦軸に平行な破線と細かい破線との交点Aは、感光ドラム3全体の放電量が目標値となるような値のACバイアスを印加した際における、一番放電しにくい領域の放電量を示す。この場合の放電量は、図16(a)から分かるように目標値より少ない。このような場合、上記課題で述べたように砂地が発生してしまう場合がある。   FIG. 16 shows the relationship between the discharge amount and the AC bias. In FIG. 16, the relationship between the discharge amount of the entire photosensitive drum 3 and the AC bias is indicated by a solid line. The relationship between the discharge amount of the photosensitive drum 3 that is most likely to be discharged (D (1) in the example of FIG. 14B) and the AC bias is indicated by a rough broken line. Further, the relationship between the discharge amount of the region of the photosensitive drum 3 where discharge is most difficult (D (6) in the example of FIG. 14B) and the AC bias is indicated by a fine broken line. The AC bias is a voltage value between peaks. As shown in FIG. 16, the discharge characteristic shifts at the discharge start voltage difference in the portion where the discharge is most difficult. For this reason, even if the total discharge amount reaches the target discharge amount, the discharge amount does not reach the target discharge amount in the portion where it is difficult to discharge (A in FIG. 16). In FIG. 16A, the AC bias at the intersection of the broken line and the solid line graph passing through the target value on the vertical axis and on the horizontal axis indicates the AC bias when the total discharge amount of the photosensitive drum 3 becomes the target value. The intersection A between the broken line parallel to the vertical axis passing through the above-described intersection and the fine broken line is an area where discharge is most difficult when an AC bias having a value such that the discharge amount of the entire photosensitive drum 3 becomes the target value is applied. The amount of discharge is shown. The discharge amount in this case is smaller than the target value as can be seen from FIG. In such a case, sandy ground may be generated as described in the above problem.

また、図16のように一番放電しやすい部分も、放電特性が放電開始電圧差分だけ流れやすい側にシフトしてしまう。そのため放電しやすい部分は過剰に放電量が流れてしまう。放電量が多いと感光ドラム3への局所的な削れ量が増えしまい、感光ドラム3に局所的なキズをつけてしまう場合がある。   Also, the portion where discharge is most likely as shown in FIG. 16 is shifted to the side where the discharge characteristics easily flow by the discharge start voltage difference. For this reason, the discharge amount excessively flows in the portion that is easily discharged. If the amount of discharge is large, the amount of local abrasion on the photosensitive drum 3 increases, and the photosensitive drum 3 may be locally scratched.

露光による帯電電位から露光電位への変化は、露光による感光ドラム3でのキャリア(帯電が負帯電ならホール、正帯電なら電子)の生成と、そのキャリアによる表面電荷の中和によって起きる。しかし、露光電位は中和された表面電荷だけでなくドラムの静電容量にも依存する。簡単に式で書くと以下のようになる。
Vl=Vd+qd/ε……式(4)
ここでqは単位面積当たりのキャリアの電荷、dは感光ドラム3の膜厚、εは誘電率である。厳密にはqも膜厚に依存し式(4)はもう少し複雑になるが、関係自体は大きく変わらず、膜厚が少なくなると、VlはVdに近づく。つまり膜厚が少ないキズ部では、露光しても露光電位が十分に落ちない場合があり、ベタ黒等を印字するとキズ部は印字されず、画像に縦白スジが出てしまう場合があった。
The change from the charged potential to the exposure potential due to exposure occurs due to the generation of carriers (holes if the charge is negative, electrons if the charge is negative) and neutralization of the surface charge by the carriers due to the exposure. However, the exposure potential depends not only on the neutralized surface charge but also on the drum capacitance. A simple expression is as follows.
Vl = Vd + qd / ε Equation (4)
Here, q is the carrier charge per unit area, d is the film thickness of the photosensitive drum 3, and ε is the dielectric constant. Strictly speaking, q also depends on the film thickness and Equation (4) becomes a little more complicated, but the relationship itself does not change greatly, and Vl approaches Vd as the film thickness decreases. In other words, the exposure potential may not drop sufficiently even when exposed in a scratched area with a small film thickness. If solid black or the like is printed, the scratched area may not be printed, and vertical white lines may appear in the image. .

本実施例の補正方法は、感光ドラムの削れ量を抑えて画像に縦白スジが発生するのを抑制しながら、砂地を低減する補正方法である。   The correction method of the present embodiment is a correction method for reducing sand while suppressing vertical shading in an image by suppressing the amount of shaving of the photosensitive drum.

具体的方法としては、許容できる限界の削れ量を引き起こす放電量(I0)の時のACバイアス(V0)に対し、V0−(Vacth(ave)−Vacth(min))を削れ量許容閾値(Vth)として設定する。ここでVacth(min)は一番放電しやすい領域のACバイアス部分放電開始電圧である。I0は検討等によって予め求めておき、CPU20等に格納しておく。図16(a)では、放電量I0を通り、横軸に平行な一点
鎖線と、感光ドラム3全体の関係を示す実線との交点のACバイアスがV0である。そして、このV0に対して上述のように定められるVthは、図16(a)に示すように、一番放電しやすい領域の関係を示す粗い破線が、I0を通り横軸に平行な一点鎖線と交わる点のACバイアスである。このとき、Vthを通り縦軸に平行な破線と、一番放電しにくい領域の関係を示す細かい鎖線との交点がCである。すなわち、一番放電しやすい領域において許容できる限界の削れ量を引き起こす放電量(I0)となるようなACバイアスを設定した場合の、一番放電しにくい領域の関係をCで示している。放電量の目標値を通り横軸に平行な破線と一番放電しやすい領域の関係を示す粗い破線との交点BにおけるACバイアスの値は、一番放電しにくい領域の放電量が目標値となるようなACバイアスの値である。そして、図16(a)のように交点BのACバイアスが交点CのACバイアスより小さければ、交点Aから交点BまでACバイアスを補正する。つまり、全体が目標放電量に達するACバイアスに対して、交点BでのACバイアス値と交点AでのACバイアス値との差分であるVacth(max)−Vacth(ave)だけ加算する。ここでVacth(max)は一番放電しやすい領域のACバイアス部分放電開始電圧であり、Vacth(max)−Vacth(ave)は上述の式3から求められる。これにより一番放電しにくい部分も、目標とする放電量が流れる。また、交点BのACバイアスは交点CのACバイアスより小さいから、交点Aから交点BまでACバイアスを補正したとしても、一番放電しやすい領域においても許容できる限界の削れ量を超えることはない。
As a specific method, V0− (Vacth (ave) −Vacth (min)) is set to an allowable threshold value (Vth) for the AC bias (V0) at the discharge amount (I0) that causes an allowable limit amount of wear. ). Here, Vacth (min) is the AC bias partial discharge start voltage in the region where discharge is most likely to occur. I0 is obtained in advance by examination or the like and stored in the CPU 20 or the like. In FIG. 16A, the AC bias at the intersection point of the alternate long and short dash line passing through the discharge amount I0 and parallel to the horizontal axis and the solid line indicating the entire relationship of the photosensitive drum 3 is V0. As shown in FIG. 16A, Vth determined as described above with respect to this V0 is a dashed line indicating that the rough broken line indicating the relationship of the most easily discharged region passes through I0 and is parallel to the horizontal axis. AC bias at the point of intersection. At this time, C is the intersection of a broken line that passes through Vth and is parallel to the vertical axis, and a fine chain line that indicates the relationship between the regions that are most difficult to discharge. That is, C indicates the relationship of the region where discharge is most difficult when the AC bias is set such that the discharge amount (I0) that causes the allowable amount of shaving is set in the region where discharge is most likely to occur. The AC bias value at the intersection B between the broken line passing through the target value of the discharge amount and parallel to the horizontal axis and the rough broken line indicating the relationship between the discharge region and the discharge value in the region where discharge is most difficult is the target value. This is the AC bias value. If the AC bias at the intersection B is smaller than the AC bias at the intersection C as shown in FIG. 16A, the AC bias is corrected from the intersection A to the intersection B. That is, Vacth (max) −Vacth (ave), which is the difference between the AC bias value at the intersection B and the AC bias value at the intersection A, is added to the AC bias that reaches the target discharge amount as a whole. Here, Vacth (max) is the AC bias partial discharge start voltage in the region where discharge is most likely, and Vacth (max) −Vacth (ave) is obtained from Equation 3 above. As a result, the target discharge amount flows even in the portion where discharge is most difficult. Further, since the AC bias at the intersection B is smaller than the AC bias at the intersection C, even if the AC bias is corrected from the intersection A to the intersection B, it does not exceed the allowable cutting amount even in the region where discharge is most likely to occur. .

図16(b)のように交点BのACバイアスが交点CのACバイアスより大きければ、ACバイアスをVthに設定し、これ以上放電量が上がらないように制御する。これは、図16(a)と同様に交点Aから交点BまでACバイアスを補正すると、交点BでのACバイアスが交点CでのACバイアスより大きいため、一番放電しやすい領域において許容できる限界の削れ量を引き起こす放電量(I0)を超えてしまうからである。これにより、一番放電しやすい部分も、許容できる限界の削れ量にとどめることができる。   If the AC bias at the intersection B is larger than the AC bias at the intersection C as shown in FIG. 16B, the AC bias is set to Vth, and control is performed so that the discharge amount does not increase any more. This is because, when the AC bias is corrected from the intersection A to the intersection B as in FIG. 16A, the AC bias at the intersection B is larger than the AC bias at the intersection C. This is because the discharge amount (I0) that causes the amount of shaving is exceeded. As a result, the portion that is most likely to be discharged can be limited to an allowable cutting amount.

この補正方法により、感光ドラムの削れ量を抑えて画像に縦白スジが発生するのを抑制しながら、砂地を抑制することができる。   With this correction method, it is possible to suppress the sand while suppressing the amount of shaving of the photosensitive drum and suppressing the occurrence of vertical white stripes in the image.

<効果の確認>
本実施例の効果を確認するために、上記補正方法と従来の放電電流制御方法である比較例において帯電不良の画像弊害を確認した。比較例の構成は、本実施例の構成に対し帯電バイアス出力値の補正を行わず、従来の放電電流制御を行う。その他は本実施例と同様なので説明は割愛する。測定は、4%印字率でキヤノン製CS680紙B5サイズを2枚間欠で30000枚通紙し、5000枚毎にキヤノン製CS680紙 A3サイズでベタ白画像1枚とベタ黒画像1枚を印刷した。通紙は感光ドラム3の中央部に紙が通るように行った。帯電不良の画像弊害としては、ベタ白画像に砂地の有無やそのレベルで確認した。感光ドラムの削れの画像弊害としては、ベタ黒に白スジ発生の有無やそのレベルで確認した。
<Confirmation of effect>
In order to confirm the effect of this embodiment, the image defect due to charging failure was confirmed in the above correction method and the comparative example which is the conventional discharge current control method. The configuration of the comparative example performs conventional discharge current control without correcting the charging bias output value with respect to the configuration of the present embodiment. Others are the same as in the present embodiment, and the description is omitted. Measurement was performed by intermittently printing 30000 sheets of Canon CS680 paper B5 size at 4% printing rate, and printing a solid white image and a solid black image every 5000 sheets with Canon CS680 paper A3 size. . The paper was passed so that the paper passed through the central portion of the photosensitive drum 3. As an adverse effect of charging failure, the solid white image was confirmed by the presence or level of sand. The negative effect of shaving the photosensitive drum was confirmed by the presence and level of white streaks on solid black.

結果を表1に示す。表の砂地の部分の○は砂地発生なしを表している。△は砂地が発生しているが1cm2あたり5個以下、×は1cm2あたり5個より多く発生していることを表している。表の縦白スジの部分の○は縦白スジ発生なしを表している。△はスジがうっすら見える程度、×ははっきり見える程度を表している。結果を見ると、比較例では25000枚で砂地が△になっているのに対し、本実施例では発生が無いことが分かる。また、縦白スジは発生していないことも分かる。このことから本実施例は、感光ドラム3の削れ量を抑制しながら、砂地を抑制することができると分かった。

Figure 2017219832
<フローチャート> The results are shown in Table 1. ○ in the sand part of the table indicates that no sand is generated. Δ indicates that sand is generated, but 5 or less per 1 cm 2, and x indicates that 5 or more are generated per 1 cm 2. A circle in the vertical white stripe portion of the table indicates that no vertical white stripe is generated. Δ indicates the extent to which lines are visible, and × indicates the extent to which the stripes are clearly visible. From the results, it can be seen that there is no occurrence in this example, whereas the sandy area is Δ in 25,000 sheets in the comparative example. It can also be seen that no vertical white stripes have occurred. From this, it was found that the present embodiment can suppress the sand while suppressing the shaving amount of the photosensitive drum 3.
Figure 2017219832
<Flowchart>

次に図1のフローチャートを用いて、本実施例における長手方向の部分放電情報の検出フローを含む画像形成方法について説明する。     Next, the image forming method including the detection flow of the partial discharge information in the longitudinal direction in the present embodiment will be described using the flowchart of FIG.

まず画像形成装置1にプリントコマンドが受信される(A101)と放電電流制御が開始され(A102)目標の放電量を出すための帯電バイアスが決定される。その後、部分放電情報を検知するかどうかを決定する(A103)。放電の長手方向ムラは感光ドラム3の長手方向削れムラや帯電ローラ6の汚れムラ等の経時変化によって起きるので、部分放電情報は常に測定する必要はない。本実施例の構成では、発生から顕在化まで1000枚程度かかることが分かっている。このため、本実施例では1000枚に1回部分放電情報の測定を行い、部分放電情報を検知しないと判断した場合は、CPU20に格納しておいた一番最近行ったデータを補正値として補正を行っている(A111)。しかしながらこれに限らず画像形成装置の構成に則した頻度で行えばよい。部分放電情報を検知すると判断した場合は、最初の測定領域の測定を開始する(A104)。まず、帯電ローラ6によって感光ドラム3を均一に帯電できるよう十分にバイアスを印加する(A105)。そして測定領域を露光し(A106)、DCバイアス放電開始電圧検知34によりDCバイアス放電開始電圧を検知する(A107)。測定が終了したら全ての領域を測定したか判断を行う(A108)。まだ測定領域全て測定していないと判断すれば、まだ測定していない領域を測定領域として(A109)A105に戻り、測定を開始する。測定領域全て測定したと判断すれば、測定値に基づいて放電電流制御の帯電バイアスを補正(A110)し、プリントを開始する(A112)。   First, when a print command is received by the image forming apparatus 1 (A101), discharge current control is started (A102), and a charging bias for obtaining a target discharge amount is determined. Thereafter, it is determined whether or not partial discharge information is detected (A103). Since the longitudinal unevenness of the discharge is caused by changes over time such as the uneven shaving of the photosensitive drum 3 or the unevenness of the charging roller 6, the partial discharge information need not always be measured. With the configuration of this example, it is known that it takes about 1000 sheets from generation to actualization. Therefore, in this embodiment, partial discharge information is measured once per 1000 sheets, and if it is determined that partial discharge information is not detected, the most recently performed data stored in the CPU 20 is corrected as a correction value. (A111). However, the present invention is not limited to this, and may be performed at a frequency according to the configuration of the image forming apparatus. When it is determined that the partial discharge information is detected, the measurement of the first measurement region is started (A104). First, a sufficient bias is applied so that the photosensitive drum 3 can be uniformly charged by the charging roller 6 (A105). Then, the measurement area is exposed (A106), and the DC bias discharge start voltage is detected by the DC bias discharge start voltage detection 34 (A107). When the measurement is completed, it is determined whether all areas have been measured (A108). If it is determined that all the measurement areas have not been measured yet, the area not yet measured is set as the measurement area (A109) and the process returns to A105 to start measurement. If it is determined that all the measurement areas have been measured, the charging bias for discharge current control is corrected (A110) based on the measured values, and printing is started (A112).

以上のようなフローを実施することにより、部分放電情報としての部分放電開始電圧を検知し、帯電バイアスを補正できる。   By performing the flow as described above, it is possible to detect the partial discharge start voltage as the partial discharge information and correct the charging bias.

なお、不揮発性メモリをプロセスカートリッジに設置して、目標放電電流値や使用状況
や使用環境等のバイアス電圧の決定に用いる情報等を、不揮発性メモリに記憶させても良い。プロセスカートリッジは画像形成装置本体から着脱可能であり、不揮発性メモリによってそれぞれのプロセスカートリッジに情報を持たせることができるので、それぞれのプロセスカートリッジに適切なバイアスを設定できる。
Note that a non-volatile memory may be installed in the process cartridge, and information used to determine a target discharge current value, a use status, a bias voltage such as a use environment, and the like may be stored in the non-volatile memory. The process cartridge is removable from the main body of the image forming apparatus, and information can be given to each process cartridge by the nonvolatile memory, so that an appropriate bias can be set for each process cartridge.

なお、本実施例の構成はこれに限られたものではない。スピードや露光量等は本実施例を行うための一例にすぎない。また、本実施例では放電情報として放電開始電圧を検知し、部分放電情報として部分放電開始電圧を測定したが、この限りでなく、例えば放電情報として放電電流を検知して、一部分的な放電電流(以下、部分放電電流)を測定してもよい。放電電流の検知の場合、例えば一定の帯電電圧下での部分放電電流を検知することで長手方向の放電ムラを検知できる。   Note that the configuration of the present embodiment is not limited to this. Speed, exposure amount, etc. are only examples for carrying out this embodiment. In this embodiment, the discharge start voltage is detected as the discharge information, and the partial discharge start voltage is measured as the partial discharge information. However, the present invention is not limited thereto. For example, the discharge current is detected as the discharge information, and the partial discharge current is detected. (Hereinafter, partial discharge current) may be measured. In the case of detecting the discharge current, for example, the discharge unevenness in the longitudinal direction can be detected by detecting the partial discharge current under a constant charging voltage.

実施例1は、感光ドラム3の削れ量を抑えて画像に縦白スジが発生するのを抑制しながら、砂地を抑制する補正方法であった。本実施例は、より高寿命な構成においても砂地を発生させることを抑制する補正方法であることを特徴とする。なお、実施例1と重複する部分については説明を割愛する。   The first embodiment is a correction method for suppressing sand while suppressing the amount of shaving of the photosensitive drum 3 and suppressing the occurrence of vertical white stripes in an image. The present embodiment is characterized in that it is a correction method that suppresses the generation of sandy land even in a configuration with a longer lifetime. In addition, description is omitted about the part which overlaps with Example 1. FIG.

図17に放電量とACバイアスの関係を示す。図17のように最も放電しにくい部分は放電特性が放電開始電圧差分シフトしてしまう。このため、全体の放電量が目標放電量に達していても、放電しにくい部分では放電量が目標放電量に達していない(図17のA)。このような場合、上記従来技術の課題で述べたように砂地が発生してしまうことがある。このような場合、実施例1の補正方法は有効であるが、高寿命化により印字枚数が多くなると、砂地の抑制は困難であることがあった。   FIG. 17 shows the relationship between the discharge amount and the AC bias. As shown in FIG. 17, the discharge characteristic shifts at the discharge start voltage difference in the portion where discharge is most difficult. For this reason, even if the total discharge amount reaches the target discharge amount, the discharge amount does not reach the target discharge amount in the portion where it is difficult to discharge (A in FIG. 17). In such a case, sandy ground may occur as described in the problem of the prior art. In such a case, the correction method of the first embodiment is effective, but when the number of printed sheets increases due to a long life, it is sometimes difficult to suppress the sand.

そこで、本実施例では閾値をなくして、砂地をなくすために図17のAからBまでACバイアスの補正を行った。つまり、ACバイアスを常にVacth(max)−Vacth(ave)だけ加算した。   Therefore, in this embodiment, the AC bias is corrected from A to B in FIG. 17 in order to eliminate the threshold and eliminate the sand. That is, the AC bias was always added by Vacth (max) −Vacth (ave).

この補正方法により、長手方向で最も放電しにくい部分に目標の放電量が流れるので、砂地を抑制することができる。   With this correction method, the target discharge amount flows in the portion where discharge is most difficult in the longitudinal direction, so that sand can be suppressed.

<効果の確認>
本実施例の効果を確認するために、実施例1と同様の効果確認を行った。確認対象は本実施例、実施例1、そして実施例1で用いた比較例の3つを対象とした。また、本実施例の効果は砂地の抑制であるので、砂地のみの確認を行った。測定に関しては実施例1と同様なので説明は割愛する。
<Confirmation of effect>
In order to confirm the effect of the present example, the same effect confirmation as in Example 1 was performed. The target of confirmation was the three of the present example, Example 1, and the comparative example used in Example 1. Moreover, since the effect of a present Example is suppression of sandy land, only sandy land was confirmed. Since the measurement is the same as in Example 1, the description thereof is omitted.

確認結果を表2に示す。結果をみると、本実施例では砂地の発生が無いことが分かる。このことから本実施例では、砂地を抑制することができると分かった。

Figure 2017219832
The confirmation results are shown in Table 2. From the results, it can be seen that there is no sand formation in this example. From this, it was found that the sand can be suppressed in this example.
Figure 2017219832

なお、本実施例の構成はこれに限られたものではない。スピードや露光量等は本実施例を行うための一例にすぎない。また、本実施例では放電情報として放電開始電圧を検知し、部分放電情報として部分放電開始電圧を測定したが、この限りでなく、例えば放電情報として放電電流を検知して、部分放電電流を測定してもよい。   Note that the configuration of the present embodiment is not limited to this. Speed, exposure amount, etc. are only examples for carrying out this embodiment. In this embodiment, the discharge start voltage is detected as the discharge information, and the partial discharge start voltage is measured as the partial discharge information. However, the present invention is not limited to this. For example, the discharge current is detected as the discharge information and the partial discharge current is measured. May be.

実施例1、2は、部分放電情報検知の部分測定領域を露光部として部分放電情報を検知していた。本実施例は、部分放電情報検知の部分測定領域を、レーザースキャナ4によって露光しない非露光部とし、当該部分測定領域を除く非測定領域を、レーザースキャナ4によって露光する露光部とする。本実施例では、このようにして部分測定領域と部分測定領域を除く領域とが互いに異なる電位とされる。これにより、実施例1、2に対し部分放電情報の検知精度向上を行い、より高寿命な構成においても砂地の発生を抑制することを特徴としている。なお、実施例1、2と重複する部分については説明を割愛する。また、本実施例では部分放電情報として部分放電開始電圧を測定した。   In Examples 1 and 2, partial discharge information was detected using a partial measurement area for partial discharge information detection as an exposure unit. In this embodiment, a partial measurement area for partial discharge information detection is a non-exposed part that is not exposed by the laser scanner 4, and a non-measurement area other than the partial measurement area is an exposure part that is exposed by the laser scanner 4. In the present embodiment, the partial measurement region and the region excluding the partial measurement region are thus set to different potentials. Thereby, the detection accuracy of partial discharge information is improved with respect to the first and second embodiments, and generation of sand is suppressed even in a configuration with a longer life. In addition, description is abbreviate | omitted about the part which overlaps with Example 1,2. In this example, the partial discharge start voltage was measured as partial discharge information.

実施例1ではDCバイアス部分放電開始電圧Vdcth(i)を求めるときに露光電位Vlの項が入っており、露光電位Vlが長手方向で大きく変化していないと考えていた。しかし、例えば感光ドラム3の膜厚が薄くなっていくと、帯電電位を長手方向に均一にしていても露光電位が感光ドラム3の膜厚によって大きく変化してしまう場合があった。図20に感光ドラム3の露光部と非露光部の電位の膜厚による変化を実線で示している。感光ドラム3の膜厚が薄くなってきたときに露光電位の膜厚依存性は大きくなっており、膜厚差による露光電位差は大きい。これは近年進んでいる画像形成装置の高寿命化により顕著になってきている。   In Example 1, when the DC bias partial discharge start voltage Vdcth (i) was obtained, the term of the exposure potential Vl was included, and it was considered that the exposure potential Vl did not change significantly in the longitudinal direction. However, for example, as the film thickness of the photosensitive drum 3 decreases, the exposure potential may change greatly depending on the film thickness of the photosensitive drum 3 even if the charging potential is uniform in the longitudinal direction. In FIG. 20, the change due to the film thickness of the potential of the exposed portion and the non-exposed portion of the photosensitive drum 3 is indicated by a solid line. When the film thickness of the photosensitive drum 3 decreases, the film thickness dependence of the exposure potential increases, and the exposure potential difference due to the film thickness difference is large. This has become prominent due to the long life of the image forming apparatus which has been progressing in recent years.

このような場合には、露光電位Vlは測定領域において異なると考えられ(Vl=Vl(i))、式(2)から式(3)は求められず、式(5)のようになる。
Vacth(i)−Vacth(ave)=2(Vdcth(i)−Vdcth(ave))+2(|Vl(ave)|−|Vl(i)|)……式(5)
In such a case, it is considered that the exposure potential Vl is different in the measurement region (Vl = Vl (i)), and Equation (3) cannot be obtained from Equation (2), and Equation (5) is obtained.
Vacth (i) −Vacth (ave) = 2 (Vdcth (i) −Vdcth (ave)) + 2 (| Vl (ave) | − | Vl (i) |) (5)

つまり、式(5)の右辺第二項分の誤差が生じる。このような状態で式(3)を用いて補正すると、2(|Vl(ave)|−|Vl(i)|)だけ低く補正してしまうことになる場合がある。例えば、膜厚差によって放電ムラが生じている場合に、部分放電開始電圧が高い領域を検知しようとしても、部分放電開始電圧が高い領域は膜厚が厚い領域なの
で|Vl(ave)|>|Vl(i)|となる。すなわち、2(|Vl(ave)|−|Vl(i)|)(>0)分だけ低く補正されてしまい、十分なバイアスを印加できずに砂地が発生してしまうことがあった。
That is, an error corresponding to the second term on the right side of Equation (5) occurs. If correction is performed using Equation (3) in such a state, there is a case where correction is performed by 2 (| Vl (ave) | − | Vl (i) |). For example, when discharge unevenness occurs due to a difference in film thickness, even if an attempt is made to detect a region where the partial discharge start voltage is high, the region where the partial discharge start voltage is high is a region where the film thickness is thick, so | Vl (ave) |> | Vl (i) |. That is, the correction is performed by 2 (| Vl (ave) |-| Vl (i) |) (> 0), and sand may be generated without applying a sufficient bias.

そこで、本実施例では部分測定領域を非露光部とすることで露光電位の影響を回避している。そのため精度よく部分放電開始電圧を検知できる。以下、図19を用いて本実施例における長手方向の部分放電開始電圧の検知について詳細に説明する。図19の横方向は長手方向の位置を示しており、縦方向は電位を表している。   Therefore, in this embodiment, the influence of the exposure potential is avoided by setting the partial measurement region as a non-exposed portion. Therefore, the partial discharge start voltage can be detected with high accuracy. Hereinafter, the detection of the partial discharge start voltage in the longitudinal direction in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. The horizontal direction in FIG. 19 indicates the position in the longitudinal direction, and the vertical direction indicates the potential.

まず、図19(a)のように感光ドラム3を均一に帯電(帯電電位:Vd)する。次に、図19(b)のようにレーザースキャナ4により部分測定領域D(i)以外の領域を露光し、露光電位(Vl)にする。さらに、図19(c)のようにDCバイアス放電開始電圧検知回路34を用いて帯電ローラ6にDCバイアス(Vdc)を印加し、部分測定領域D(i)のみ放電する領域でDCバイアス放電開始電圧を測定する。その結果、部分測定領域D(i)のDCバイアス部分放電開始電圧Vdcth(i)が得られる。部分測定領域D(i)の感光ドラム3の静電容量をCd(i)、帯電ローラ6と感光ドラム3間の静電容量をC(i)とすると、DCバイアス放電開始電圧は、Vdcth(i)=(1+C(i)/Cd(i))Vpa+Vdとなる。ここで、Vpaはパッシェン電圧であり、気圧と放電間距離の関数である。図20に破線で示すように、帯電電位はACバイアスにより膜厚に関係なく均一に帯電されるので、膜厚に大きく依存しない。よって、実施例1と同様に式(3)を得ることができる。
Vacth(i)−Vacth(ave)=2(Vdcth(i)−Vdcth(ave))……式(3)
つまり、本実施例では測定する領域を非露光部とすることにより、露光電位変化の影響を回避している。そのため、精度よく部分放電開始電圧を検知できる。
First, as shown in FIG. 19A, the photosensitive drum 3 is uniformly charged (charging potential: Vd). Next, as shown in FIG. 19B, a region other than the partial measurement region D (i) is exposed by the laser scanner 4 to obtain an exposure potential (Vl). Further, as shown in FIG. 19C, a DC bias (Vdc) is applied to the charging roller 6 by using the DC bias discharge start voltage detection circuit 34, and the DC bias discharge is started in a region where only the partial measurement region D (i) is discharged. Measure the voltage. As a result, the DC bias partial discharge start voltage Vdcth (i) of the partial measurement region D (i) is obtained. When the electrostatic capacity of the photosensitive drum 3 in the partial measurement region D (i) is Cd (i) and the electrostatic capacity between the charging roller 6 and the photosensitive drum 3 is C (i), the DC bias discharge start voltage is Vdcth ( i) = (1 + C (i) / Cd (i)) Vpa + Vd. Here, Vpa is a Paschen voltage, which is a function of the atmospheric pressure and the distance between discharges. As indicated by a broken line in FIG. 20, the charging potential is uniformly charged by the AC bias regardless of the film thickness, and thus does not greatly depend on the film thickness. Therefore, the expression (3) can be obtained as in the first embodiment.
Vactth (i) -Vacth (ave) = 2 (Vdcth (i) -Vdcth (ave)) (3)
That is, in this embodiment, the area to be measured is a non-exposed portion, thereby avoiding the influence of exposure potential change. Therefore, the partial discharge start voltage can be detected with high accuracy.

<効果の確認>
本実施例の効果を確認するために、実施例2と同様の効果確認を行った。確認対象としては本実施例、実施例1、実施例2及び実施例1で用いた比較例の4つを対象とした。測定に関しては実施例1、2と同様のため説明を割愛する。確認結果を表3に示す。結果を見ると、本実施例では実施例1、2にくらべて砂地の発生をより抑制できているのが分かる。
<Confirmation of effect>
In order to confirm the effect of the present example, the same effect confirmation as in Example 2 was performed. As confirmation targets, four examples of the present example, the first example, the second example, and the comparative example used in the first example were targeted. Since the measurement is the same as in Examples 1 and 2, description thereof is omitted. The confirmation results are shown in Table 3. From the results, it can be seen that in this embodiment, the generation of sandy land can be further suppressed as compared with Examples 1 and 2.

これは、実施例1、2においては通紙枚数後半で、上述したように膜厚による露光電位依存性による測定誤差によって十分なバイアス補正ができなかったためと考えられる。それに対し、本実施例では適正に補正できているのが分かる。

Figure 2017219832
This is considered to be because, in Examples 1 and 2, in the latter half of the number of sheets passed, sufficient bias correction could not be performed due to the measurement error due to the exposure potential dependency due to the film thickness as described above. On the other hand, it can be seen that the present embodiment can be corrected appropriately.
Figure 2017219832

なお、本実施例の構成はこれに限られたものではない。スピードや露光量、感光ドラム膜厚等は本実施例を行うための一例にすぎない。また、本実施例では放電情報として放電開始電圧を検知し、部分放電情報として部分放電開始電圧を測定したが、この限りでなく、例えば放電情報として放電電流を検知して、部分放電電流を測定してもよい。   Note that the configuration of the present embodiment is not limited to this. Speed, exposure amount, photosensitive drum film thickness, and the like are merely examples for carrying out this embodiment. In this embodiment, the discharge start voltage is detected as the discharge information, and the partial discharge start voltage is measured as the partial discharge information. However, the present invention is not limited to this. For example, the discharge current is detected as the discharge information and the partial discharge current is measured. May be.

実施例1から3は、部分放電情報検知としての部分放電開始電圧検知にDCバイアス放電開始電圧検知回路34を使用していた。本実施例では、部分放電開始電圧検知に放電電流制御回路33を使用しても実施例1と同様の効果が得られる構成を説明する。すなわち、本実施例では、放電電流制御回路33が放電情報検知手段を構成する。なお、実施例1と重複する部分については同様の符号を用いて説明を割愛する。本実施例では部分放電情報として部分放電開始電圧を測定した。   In Examples 1 to 3, the DC bias discharge start voltage detection circuit 34 is used for partial discharge start voltage detection as partial discharge information detection. In the present embodiment, a configuration in which the same effect as in the first embodiment can be obtained even when the discharge current control circuit 33 is used for partial discharge start voltage detection will be described. That is, in the present embodiment, the discharge current control circuit 33 constitutes a discharge information detection unit. In addition, about the part which overlaps with Example 1, description is omitted using the same code | symbol. In this example, the partial discharge start voltage was measured as partial discharge information.

図21を用いて長手方向の部分放電開始電圧の検知について説明する。図21は、横軸は長手方向の位置を表しており、縦軸は電位を表している。   The detection of the partial discharge start voltage in the longitudinal direction will be described with reference to FIG. In FIG. 21, the horizontal axis represents the position in the longitudinal direction, and the vertical axis represents the potential.

まず、図21(a)のように感光ドラム3を均一に帯電(帯電電位:Vd)する。次に,図21(b)のようにレーザースキャナ4により部分測定領域D(i)のみ露光し、露光電位(Vl)にする。そして、図21(c)のように放電電流制御回路33を用いて帯電ローラ6にDC+ACバイアスを印加する。このときバイアスが図21(c)のように片側のピークが固定され(Vt)もう片側に増幅するようにする。具体的には、DCバイアスをVt+Vac/2となるように設定し、ACバイアスと連動するようにする。ここで、Vtは放電開始しない領域のバイアスに設定される。例えば、Vdやその近傍の値等に設定すればよい。図22に、印加するAC帯電バイアスの時間変化を示す。図22のように片側に徐々に増幅するようにして、部分測定領域D(i)のみ放電する状態で放電開始電圧を測定する。その結果、部分測定領域D(i)が放電を開始し、部分測定領域D(i)の放電開始電圧Vacth´(i)が得られる。   First, as shown in FIG. 21A, the photosensitive drum 3 is uniformly charged (charging potential: Vd). Next, as shown in FIG. 21B, only the partial measurement region D (i) is exposed by the laser scanner 4 to obtain an exposure potential (Vl). Then, a DC + AC bias is applied to the charging roller 6 using the discharge current control circuit 33 as shown in FIG. At this time, the bias is fixed to the peak on one side (Vt) as shown in FIG. 21 (c) and amplified to the other side. Specifically, the DC bias is set to be Vt + Vac / 2 and is linked with the AC bias. Here, Vt is set to a bias in a region where discharge does not start. For example, Vd or a value in the vicinity thereof may be set. FIG. 22 shows the change over time of the applied AC charging bias. As shown in FIG. 22, the discharge start voltage is measured in a state where only the partial measurement region D (i) is discharged so as to be gradually amplified to one side. As a result, the partial measurement region D (i) starts discharging, and the discharge start voltage Vacth ′ (i) of the partial measurement region D (i) is obtained.

放電開始電圧Vacth´(i)の大きさは、
Vacth´(i)=(1+C(i)/Cd(i))Vpa+|Vl|−|Vt|となる。
The magnitude of the discharge start voltage Vactth ′ (i) is
Vacth ′ (i) = (1 + C (i) / Cd (i)) Vpa + | Vl | − | Vt |

また、ACバイアス放電開始電圧Vacth(i)は実施例1と同様に、Vacth(i)=2Vpa(1+C(i)/Cd(i))と書ける。よって、Vacth(i)=2(Vacth´(i)−|Vl|+|Vt|)……式(6)の関係式を満たす。   Similarly to the first embodiment, the AC bias discharge start voltage Vacth (i) can be written as Vacth (i) = 2Vpa (1 + C (i) / Cd (i)). Therefore, Vacth (i) = 2 (Vacth ′ (i) − | Vl | + | Vt |), which satisfies the relational expression (6).

放電開始電圧Vacth´(i)の平均をVacth´(ave)、ACバイアス放電開始電圧の平均をVacth(ave)とすると、この関係式から式(7)を得ることができる。
Vacth(i)−Vacth(ave)=2(Vacth´(i)−Vacth´(ave))……式(7)
If the average of the discharge start voltage Vacth ′ (i) is Vacth ′ (ave) and the average of the AC bias discharge start voltage is Vacth (ave), Expression (7) can be obtained from this relational expression.
Vacth (i) −Vacth (ave) = 2 (Vacth ′ (i) −Vacth ′ (ave)) (7)

この式(7)により、測定領域D(i)のACバイアス放電開始電圧を検知できる。なお、本実施例では、部分測定領域を露光部としたが、実施例3のように非露光部としてもよい。   From this equation (7), the AC bias discharge start voltage in the measurement region D (i) can be detected. In the present embodiment, the partial measurement region is the exposed portion, but it may be a non-exposed portion as in the third embodiment.

本実施例について実施例1と同様の効果確認を行ったところ、実施例1の表1と同様の結果が得られた。このことから、本実施例から部分放電開始電圧検知に放電電流制御回路33を使用しても実施例1と同様の効果が得られることがわかった。   When the effect similar to Example 1 was confirmed about the present Example, the result similar to Table 1 of Example 1 was obtained. From this, it was found that the same effect as in Example 1 can be obtained even if the discharge current control circuit 33 is used for partial discharge start voltage detection from this example.

なお、本実施例の構成はこれに限られたものではない。スピードや露光量、等は本実施例を行うための一例にすぎない。また、本実施例では放電情報として放電開始電圧を検知し、部分放電情報として部分放電開始電圧を測定したが、この限りでなく、例えば放電情報として放電電流を検知して、部分放電電流を測定してもよい。   Note that the configuration of the present embodiment is not limited to this. Speed, exposure amount, etc. are only examples for carrying out this embodiment. In this embodiment, the discharge start voltage is detected as the discharge information, and the partial discharge start voltage is measured as the partial discharge information. However, the present invention is not limited to this. For example, the discharge current is detected as the discharge information and the partial discharge current is measured. May be.

1:画像形成装置、3:感光ドラム、4:レーザースキャナ、6:帯電ローラ、19:エンジンコントローラ、20:CPU、33:放電電流制御回路、34:DCバイアス放電開始電圧検知回路 1: image forming apparatus, 3: photosensitive drum, 4: laser scanner, 6: charging roller, 19: engine controller, 20: CPU, 33: discharge current control circuit, 34: DC bias discharge start voltage detection circuit

Claims (11)

潜像を担持する回転可能な像担持体と、
前記像担持体を露光する露光手段と、
前記像担持体を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材にバイアス電圧を印加するバイアス印加手段と、
前記帯電部材と前記像担持体間で放電する電流量を検知する放電量検知手段と、前記放電量検知手段によって検知される放電電流量から前記帯電部材に印加するバイアス電圧を決定する放電電流制御手段と、
前記帯電部材と前記像担持体間の放電に関する情報である放電情報を検出する放電情報検出手段とを有し、
前記放電情報検出手段は、前記像担持体の面内の印字可能な領域の一部に回転方向に対し垂直な方向の幅が前記印字可能な領域の幅よりも小さい領域を部分測定領域と設定し、前記帯電部材により前記像担持体を一定の電位に帯電した後に前記露光手段によって前記部分測定領域と前記部分測定領域を除く領域とで互いに異なる電位を形成している時に前記部分測定領域と前記帯電部材との間の放電に関する部分放電情報を検出し、
前記放電電流制御手段は、該部分放電情報に基づいて前記帯電部材に印加される画像形成におけるバイアス電圧を補正することを特徴とする画像形成装置。
A rotatable image carrier carrying a latent image;
Exposure means for exposing the image carrier;
A charging member for charging the image carrier;
Bias applying means for applying a bias voltage to the charging member;
A discharge amount detecting means for detecting a current amount discharged between the charging member and the image carrier; and a discharge current control for determining a bias voltage applied to the charging member from a discharge current amount detected by the discharge amount detecting means. Means,
Discharge information detecting means for detecting discharge information which is information relating to discharge between the charging member and the image carrier;
The discharge information detecting means sets, as a partial measurement area, an area in which a width in a direction perpendicular to a rotation direction is smaller than a width of the printable area in a part of the printable area in the surface of the image carrier. The partial measurement region when the image bearing member is charged to a constant potential by the charging member and the exposure unit forms different potentials in the partial measurement region and the region other than the partial measurement region. Detecting partial discharge information relating to discharge between the charging member and
The image forming apparatus, wherein the discharge current control unit corrects a bias voltage in image formation applied to the charging member based on the partial discharge information.
前記放電情報は放電開始電圧であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the discharge information is a discharge start voltage. 前記放電情報は放電電流であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the discharge information is a discharge current. 前記部分測定領域を、前記露光手段によって露光される露光部とし、前記部分測定領域を除く領域を、前記露光装置によって露光されない非露光部とすることで、前記部分測定領域と前記部分測定領域を除く領域とが互いに異なる電位にされることにより、前記部分放電情報を検出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The partial measurement area is an exposure part exposed by the exposure means, and the area excluding the partial measurement area is a non-exposed part that is not exposed by the exposure apparatus, so that the partial measurement area and the partial measurement area are 4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the partial discharge information is detected by setting different potentials to the excluded region. 5. 前記部分測定領域を、前記露光手段によって露光されない非露光部とし、前記部分測定領域を除く領域を、前記露光装置によって露光される露光部とすることで、前記部分測定領域と前記部分測定領域を除く領域とが互いに異なる電位にされることにより、前記部分放電情報を検出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The partial measurement region and the partial measurement region are defined as a non-exposed portion that is not exposed by the exposure unit, and a region other than the partial measurement region is an exposed portion that is exposed by the exposure apparatus. 4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the partial discharge information is detected by setting different potentials to the excluded region. 5. 前記放電情報検出手段は、前記帯電部材に直流のバイアス電圧を印加した場合の放電情報を検知することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the discharge information detection unit detects discharge information when a DC bias voltage is applied to the charging member. 前記放電情報検出手段は、前記帯電部材に直流のバイアス電圧に交流のバイアス電圧を重畳させて印加した場合の放電情報を検知することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の画像形成装置。   6. The discharge information detection unit according to claim 1, wherein the discharge information detection unit detects discharge information when an AC bias voltage is superimposed on a DC bias voltage and applied to the charging member. Image forming apparatus. 前記放電電流制御手段によって、前記帯電部材に直流のバイアス電圧に交流のバイアス電圧を重畳させて印加した場合の放電情報を検知することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 7, wherein the discharge current control unit detects discharge information when an AC bias voltage is superimposed on the charging member and applied to the charging member. 前記部分測定領域は、記録材の幅に応じて設定されることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the partial measurement region is set according to a width of the recording material. 請求項1ないし9のいずれか1項に記載されている画像形成装置の本体に着脱可能なプ
ロセスカートリッジであって、前記像担持体と、前記帯電部材と、バイアス電圧の決定に用いる情報を記憶させた不揮発性メモリとを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. A process cartridge that is attachable to and detachable from a main body of the image forming apparatus according to claim 1, and stores information used for determining the image carrier, the charging member, and a bias voltage. And a non-volatile memory.
潜像を担持する回転可能な像担持体と
前記像担持体を露光する露光手段と
前記像担持体を帯電する帯電部材と
前記帯電部材にバイアス電圧を印加するバイアス印加手段と
前記帯電部材と前記像担持体間で放電する電流量を検知する放電量検知手段と
前記放電量検知手段で得られる放電電流量から前記帯電部材に印加するバイアス電圧を決定する放電電流制御手段とを有している画像形成装置における画像形成方法であって、
前記像担持体の面内の印字可能な領域の一部に回転方向に対し垂直な方向の幅が前記印字可能な領域よりも小さく設定された部分測定領域に対して、
前記帯電部材により前記像担持体を一定の電位に帯電する工程と、
前記露光手段により前記部分測定領域と前記部分測定領域を除く領域とを互いに異なる電位とする工程と、
前記部分測定領域と前記帯電部材との間の放電に関する部分放電情報を検出する工程と、
前記部分放電情報に基づいて前記帯電部材に印加される画像形成におけるバイアス電圧を補正する工程を有することを特徴とする画像形成方法。
A rotatable image carrier for carrying a latent image; an exposure means for exposing the image carrier; a charging member for charging the image carrier; a bias applying means for applying a bias voltage to the charging member; the charging member; A discharge amount detecting means for detecting a current amount discharged between the image carriers;
An image forming method in an image forming apparatus, comprising: a discharge current control unit that determines a bias voltage applied to the charging member from a discharge current amount obtained by the discharge amount detection unit,
For a partial measurement area in which the width in the direction perpendicular to the rotation direction is set to be smaller than the printable area in a part of the printable area in the surface of the image carrier,
Charging the image carrier to a constant potential by the charging member;
Making the partial measurement region and the region excluding the partial measurement region different potentials by the exposure means;
Detecting partial discharge information regarding discharge between the partial measurement region and the charging member;
An image forming method comprising a step of correcting a bias voltage in image formation applied to the charging member based on the partial discharge information.
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