JP2019095645A - Image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置は、筒状の感光体の周面を一様に帯電させ、感光体が安定に回転している状態で画像データに応じた光照射(パターン露光)を行い、それによって周面の帯電荷を部分的に消去して潜像(静電潜像)を形成する。そして、感光体の周面にトナーを付着させて潜像をトナー像として可視化し、そのトナー像を用紙に転写することにより用紙に画像を形成する。 The electrophotographic image forming apparatus uniformly charges the circumferential surface of a cylindrical photosensitive member, performs light irradiation (pattern exposure) according to image data while the photosensitive member is rotating stably. To partially erase the charge on the peripheral surface to form a latent image (electrostatic latent image). Then, toner is attached to the circumferential surface of the photosensitive member to visualize the latent image as a toner image, and the toner image is transferred to the sheet to form an image on the sheet.
画像形成装置の使用により感光体は次第に摩耗する。その影響として、パターン露光における帯電荷の消失する1ドット分の除電領域が、感光体の表層部の膜厚が減少するにつれて狭くなる、という現象がある。除電領域が狭くなると、画像の品質が低下する。例えば、この除電領域にトナーを付着させる反転現像による画像形成においては、画像が全体的に淡くなったり、文字または細い線がかすれたり、カラー再現性が低下したりする。 The use of the image forming device causes the photoreceptor to wear gradually. As an effect thereof, there is a phenomenon that the charge removal region for one dot where the charge in the pattern exposure disappears becomes narrower as the film thickness of the surface layer portion of the photosensitive member decreases. If the charge removal area is narrowed, the quality of the image is degraded. For example, in image formation by reversal development in which toner is attached to the static elimination area, the entire image becomes pale, characters or thin lines are blurred, and color reproducibility is deteriorated.
除電領域が狭くなるのを抑えるための先行技術として、特許文献1、2に記載の技術がある。
As a prior art for suppressing that a static elimination area | region becomes narrow, there exists a technique of
特許文献1には、感光体の膜厚に関する画像形成枚数などの情報に基づいて、レーザ光による露光の光量を制御することが開示されている。
特許文献2には、波長およびスポットサイズが異なる第1のレーザ光と第2のレーザ光とを重ねて照射することが可能に露光手段を構成し、画像形成枚数または累積露光時間に応じて両レーザ光の光量の比率を変更することが開示されている。
In
また、感光体の経時変化に伴う画像欠陥を低減するための先行技術として、特許文献3に記載の技術がある。特許文献3には、トナー像を転写した後の感光体に光を照射して除電する画像形成装置において、転写後の除電のために照射する光の波長を感光体の周囲温度に応じて変更することが開示されている。
Further, as a prior art for reducing an image defect caused by a change with time of a photosensitive member, there is a technique described in
なお、潜像を形成するための光照射に関わる他の先行技術として、特許文献4、5に記載の技術がある。
As other prior art related to light irradiation for forming a latent image, there are techniques described in
特許文献4には、ポリゴンミラーを用いてレーザ光を偏向する方式の光照射を行う画像形成装置において、潜像の書出し位置を決定するために、潜像形成用のレーザ光とは波長が異なるレーザ光を発するレーザ発光手段を設けることが開示されている。
According to
特許文献5には、発振波長が異なる複数個のレーザ光源を有し、発振波長が長いレーザ光源を用いて多階調画像を形成し、発振波長が短いレーザ光源を用いて文字画像を形成する画像形成装置が開示されている。
画像形成装置に対してCPP(Cost Per Page) の低減が要望されており、消耗部品の1つである感光体について、その寿命の延長が求められている。ここでいう感光体の寿命とは、適正な画質の画像を形成することができる期間である。 There is a demand for reduction of CPP (Cost Per Page) for an image forming apparatus, and for the photosensitive member which is one of the consumable parts, the extension of the life is required. Here, the life of the photosensitive member is a period in which an image of appropriate image quality can be formed.
感光体の摩耗は避けられない。特に、帯電ローラを接触させる方式を採用した場合には、放電による感光体の劣化から表面を削りながら帯電させることになるので、非接触式と比べて摩耗の進行が速い。 Wear of the photoreceptor is inevitable. In particular, in the case of adopting a method in which the charging roller is in contact, the surface of the photosensitive member is charged while being scraped due to the deterioration of the photosensitive member due to the discharge.
寿命を延長するための感光体を厚く形成しておくことが考えられる。しかし、感光体の寿命には照射光の制御が関係し、そのために感光体を厚くするだけでは寿命は延びない。 It is conceivable to form a thick photosensitive member for prolonging the life. However, the control of the irradiation light is related to the life of the photosensitive member, and the life can not be extended only by thickening the photosensitive member.
例えば、上に述べた特許文献1の技術のようにレーザ光量を制御する場合に、感光体が新しい初期の段階では、レーザ発光がLED発光に切り替わってしまう下限値ぎりぎりに光量を設定し、その後に膜厚が減少するにつれて光量を増やしていく。この場合に、初期の膜厚を従来よりも厚くしたとすると、初期においては、レーザ光の照射により帯電荷の消失する除電領域が大きくなり過ぎて所望の解像度が得られない。そして、この除電領域を狭めようにも光量は既に下限値であってさらに下げることができない。つまり、膜厚が従来の初期の膜厚に減少するまで所望の画質が得られない。したがって、従来よりも厚くした感光体は実用に適さないことになる。
For example, when controlling the amount of laser light as in the technique of
また、特許文献2の技術のように第1のレーザ光と第2のレーザ光とを重ねて照射する手法には、複数の光ビームを所望の精度で重ね合わせるのが難しく、しかも1つの感光体に対して複数のレーザ光源を設けることにより光学系が複雑になるという問題がある。
In the method of overlapping and irradiating the first laser beam and the second laser beam as in the technique of
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、感光体の寿命を従来よりも長くすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to make the life of a photosensitive member longer than before.
本発明の実施形態に係る画像形成装置は、潜像を担持する感光体を有し、前記潜像に対応した画像を形成する画像形成装置であって、光ビームを射出する波長可変の光源を有し、前記感光体に対してその表面を前記潜像に応じて部分的に除電するよう前記光ビームを照射するプリントヘッドと、膜厚情報などによって示される前記感光体の摩耗の進行状況に応じて前記光ビームの波長および光量を制御する制御部と、を有する。 An image forming apparatus according to an embodiment of the present invention is an image forming apparatus having a photosensitive member carrying a latent image and forming an image corresponding to the latent image, wherein a wavelength variable light source emitting a light beam is used. Print head that emits the light beam to partially discharge the surface of the photosensitive member according to the latent image, and the progress of wear of the photosensitive member indicated by film thickness information and the like. And a control unit configured to control the wavelength and the light amount of the light beam.
本発明によると、感光体の膜厚の減少の許容範囲を従来よりも拡げることができ、初期の膜厚を従来よりも大きくして感光体の寿命を延ばすことができる。 According to the present invention, the allowable range of reduction in the film thickness of the photosensitive member can be expanded as compared with the conventional case, and the initial film thickness can be made larger than in the conventional case to extend the life of the photosensitive member.
図1には本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成の概要が、図2には感光体4を有するイメージングユニット3の構成が、それぞれ示されている。
FIG. 1 shows an outline of the configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the configuration of an
図1に示す画像形成装置1は、コピー機、プリンタ、ファクシミリ機、イメージリーダなどの機能を集約したMFP(Multi-functional Peripheral :多機能機または複合機)である。画像形成装置1は、自動原稿送り装置(ADF:Auto Document Feeder)1A、フラットベッド型のスキャナ1B、プリンタ部1C、および給紙部1Dなどを備える。
An
自動原稿送り装置1Aは、原稿トレイにセットされた原稿(シート)をスキャナ1Bの読取り位置へ搬送する。スキャナ1Bは、自動原稿送り装置1Aから搬送されてきたシート状の原稿またはプラテンガラスの上にセットされた各種の原稿から画像を読み取って画像データを生成する。
The
プリンタ部1Cは、コピー、ネットワークプリンティング(PCプリント)、ファクシミリ受信、およびボックスプリントなどの印刷ジョブにおいて、用紙(記録用シート)Pの片面または両面にカラーまたはモノクロの画像を形成する。例えば、コピージョブにおいては、スキャナ1Bにより生成された画像データに基づいて画像を形成する。
The printer unit 1C forms a color or monochrome image on one side or both sides of a sheet (recording sheet) P in print jobs such as copying, network printing (PC printing), facsimile reception, and box printing. For example, in a copy job, an image is formed based on the image data generated by the
プリンタ部1Cは、電子写真方式のタンデム型のプリンタエンジン2を備えている。プリンタエンジン2は、4個のイメージングユニット3y,3m,3c,3k、プリントヘッド6、および中間転写ベルト10などを有する。
The
イメージングユニット3y〜3kは、それぞれ筒状の感光体4、帯電ローラ5、現像器7、クリーナ8、および清掃ローラ9などのデバイスとともに、感光体4の個体情報などを記憶する図示しないメモリを有する。イメージングユニット3y〜3kの基本的な構成は同様であるので、以下においてこれらを区別せずに「イメージングユニット3」と記すことがある。
The
プリントヘッド6は、イメージングユニット3y〜3kのそれぞれに対してパターン露光を行うための光としてレーザビームLBを射出する。レーザビームLBは、放射強度が近似的にガウス分布を呈するいわゆるガウシアンビームである。
The
中間転写ベルト10は、トナー像の一次転写における被転写部材である。中間転写ベルト10は、一対のローラ間に巻回されて回転する。中間転写ベルト10の内側には、イメージングユニット3y,3m,3c,3kごとに一次転写ローラ11が配置されている。
The
給紙部1Dは、複数の給紙カセット12a,12b,12cを有し、選択されたいずれかの給紙カセットから用紙Pを取り出して上方のプリンタ部1Cに供給する。
The sheet feeding unit 1D has a plurality of
カラー印刷モードにおいて、イメージングユニット3y〜3kは、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、およびK(ブラック)の4色のトナー像を並行して形成する。4色のトナー像は、回転中の中間転写ベルト10に順次に一次転写される。最初にYのトナー像が転写され、それに重なるようMのトナー像、Cのトナー像、およびKのトナー像が順次に転写される。
In the color printing mode, the
一次転写されたトナー像は、二次転写ローラ16と対向するとき、給紙部1Dからタイミングローラ15を経て搬送されてきた用紙Pに二次転写される。その後、用紙Pは、分離部材18により除電され、定着器17の内部を通って排紙トレイ19へ送り出される。定着器17を通過するとき、加熱および加圧によってトナー像が用紙Pに定着する。なお、画像形成装置1にフィニッシャが連結される場合には、用紙Pは、排紙トレイ19に代えて設けられる連絡搬送路に搬入されてフィニッシャに送られる。
When the primary transfer toner image faces the
図2において、感光体4は、支持体であるドラムと一体に一方向に回転する。帯電ローラ5は、接触式の帯電部材であり、感光体4に当接して回転しながら感光体4の周面を帯電させる。感光体4の周面のうちの一様に帯電した部分に対して画像データに基づいてパターン露光を行うことにより、印刷するべき画像の潜像を形成することができる。パターン露光、すなわち潜像の形成に際しては、プリントヘッド6において、感光体4の回転軸方向にレーザビームLBを偏向する主走査が行われる。また、感光体4を定速回転させる副走査が行われる。
In FIG. 2, the
現像器7は、感光体の周面にトナーを付着させて潜像をトナー像として可視化する。現像器7は、例えばトナーをキャリアと混合して撹拌することにより帯電させる。そして、帯電したトナーを感光体4と近接する現像位置へ供給する。
The developing
クリーナ8は、トナー像の一次転写が終わった後の感光体ローラ4の周面から残留トナーおよび電荷を除去する。その方式は、例えばブレードクリーニング方式である。
The
清掃ローラ9は、帯電ローラ5を清掃する清掃部材である。清掃ローラ9は、帯電ローラ5に当接して回転しながら帯電ローラ5の周面からトナーその他の異物を除去する。
The cleaning
中間転写ベルト10の近傍には、一次転写位置を通過した転写面の明暗に応じた信号を出力する濃度センサ21が設けられている。これにより、トナー像が通過するときの濃度センサ21の出力に基づいて、像の濃淡および下地部におけるトナー付着量などを測定することができる。
In the vicinity of the
画像の形成に際して、帯電ローラ5が高圧電源回路によりマイナスの電位にバイアスされ、帯電ローラ5と接する感光体4の表面にマイナスの電荷が付与される。これと並行して現像器7もマイナスの電位にバイアスされ、現像器7内のトナーがマイナスの電荷を帯びる。感光体4の表面とトナーとが同電位となるよう高圧電源回路の出力が調整される。
When forming an image, the charging
さて、画像形成装置1は、従来よりも厚い感光体4の実装を可能にする機能を有している。以下、この機能を中心に画像形成装置1の構成および動作を説明する。
Now, the
図3にはプリントヘッド6の構成が示されている。詳しくは、図3(A)には前面側から見た構成が、図3(B)には上方から見た構成が、図3(C)には光源ユニット60の構成が、それぞれ示されている。また、図4にはレーザ光源61の例が示されている。
The configuration of the
図3(A)および(B)の通り、プリントヘッド6は、光源ユニット60、ポリゴンミラー65、ポリゴンモータ66、fθレンズ67、反射ミラー68〜76、および光センサ77を有する。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
光源ユニット60は、イメージングユニット3y〜3kに1つずつ設けられた4個の感光体4のそれぞれに対して、潜像に応じた露光のための単一のレーザビームLBを射出する手段である。カラー印刷では、Y、M、C、Kの各色に対応する計4つのレーザビームLBy,LBm,LBc,LBkが光源ユニット60から射出される。
The
反射ミラー68は、光源ユニット60から射出されたレーザビームLBをポリゴンミラー65に導く。ポリゴンミラー65は、ポリゴンモータ66により高速回転し、レーザビームLBを主走査方向に偏向する。fθレンズ67は、角度偏向されたレーザビームLBの進行方向を感光体4において等速の主走査を行うよう補正する。
The
fθレンズ67を通過したレーザビームLBは、反射ミラー69〜75によりイメージングユニット3y〜3kのそれぞれの感光体4に導かれ、感光体4の表面を照射する。
The laser beam LB that has passed through the
また、レーザビームLBは、潜像の形成領域に対応する光路の外に配置された反射ミラー76により光センサ77に導かれる。光センサ77によるレーザビームLBの検出信号は、主走査の同期のためのSOS(Start of Scan )信号として用いられる。
Further, the laser beam LB is guided to the
図3(C)に示すように、光源ユニット60は、レーザ光源61y,61m,61c,61k、コリメータレンズユニット63y,63m,63c,63k、および反射ミラーユニット64y,64m,64c,64kを有する。すなわち、イメージングユニット3y〜3kに対応するようにレーザ光源、コリメータレンズユニット、および反射ミラーが4個ずつ設けられている。
As shown in FIG. 3C, the
以下において、レーザ光源61y〜61kを区別することなく「レーザ光源61」と記すことがある。同様に、コリメータレンズユニット63y〜63kを「コリメータレンズユニット63」と記し、反射ミラー64y〜64kを「反射ミラー64」と記すことがある。
Hereinafter, the
レーザ光源61は、射出するレーザ光の波長の変更が可能な発光デバイスである。その構成を後に述べる。
The
コリメータレンズユニット63は、コリメータレンズ631とレンズ移動機構632とを備える。レンズ移動機構632は、コリメータレンズ631をその光軸方向に前後に微小移動させることができる。
The collimator lens unit 63 includes a
反射ミラーユニット64は、反射ミラー641とミラー移動機構642とを備える。ミラー移動機構642は、反射ミラー641をレーザビームLBの入出角度が変わるよう2方向に微小回転させることができる。
The reflection mirror unit 64 includes a
本実施形態の光源ユニット60においては、レンズ移動機構632とミラー移動機構642とによって光路補正機構62が構成されている。光路補正機構62は、波長の変更または環境温度の変化に起因する感光体4における照射位置の微妙なずれを補正するために設けられている。光路補正機構62は、コリメータレンズ631を基準位置に対して例えば±5段階に移動させ、反射ミラー641の角度位置を基準位置に対して例えば±5段階に変更するよう制御される。
In the
レーザ光源61により射出されたレーザ光(非コリメートビーム)Lbは、コリメータレンズ631においてコリメート(平行化)されてレーザビームLBとなる。レーザビームLBは、反射ミラー641において反射して反射ミラー68に向かう。4個の反射ミラー641は、それぞれが他の反射ミラー641の光路から外れるよう互いの間に段差を設けて配置されている。ただし、反射ミラー641としてハーフミラーを用い、段差を設けることなく4個の反射ミラー641を配置してもよい。
The laser beam (non-collimated beam) Lb emitted by the
図4(A)において、レーザ光源61aは、半導体レーザ611とその外部に配置された回折格子( グレーティング) 612とを有する。半導体レーザ611は、駆動回路から供給される発光用の駆動電流の大きさに応じた光量(光度エネルギー)のレーザ光Lbを射出する。
In FIG. 4A, a
回折格子612は、半導体レーザ611の光導波路に対する角度が可変に支持されている。レーザ光源61aは、この回折格子612をMEMS(Micro Electro Mechanical System) 技術を用いて変位させることにより、半導体レーザ611が射出するレーザ光Lbの波長λを変更するよう構成されている。波長λが予め定められた基準波長λsとなる回折格子612の角度位置を0とし、右回転を+、左回転を−として例えば±10段階程度の変位が可能とされている。
The
図4(B)において、レーザ光源61bは、屈折率制御電流に応じた波長のレーザ光を射出する半導体レーザ613を備える。半導体レーザ613は、発光のための光導波路614と、波長変更のための回析格子が作り込まれた光導波路615とを有する。光導波路614から発光用の駆動電流の大きさに応じた光量のレーザ光Lbが射出される。このレーザ光Lbの波長は、光導波路615に流れる屈折率制御電流を増減することより変更される。屈折率制御電流について、波長λが基準波長λsとなる値を0とし、増加を+、減少を−として例えば±10段階程度の制御を行うことができる。
In FIG. 4B, the
図5には画像形成装置1の制御に関わる要部の構成が示されている。
FIG. 5 shows the configuration of the main parts related to the control of the
画像形成装置1は、画像形成装置1の全体の動作を制御するメイン制御部100、プリンタエンジン2の制御を受け持つエンジン制御部120、およびプリントヘッド6の制御を受け持つPH制御部160を有する。これらの制御部100,120,160は、それぞれ制御プログラムを実行するプロセッサおよびその周辺デバイス(ROM、RAMなど)を備えている。
The
メイン制御部100は、操作パネル1Eを用いるユーザの操作によりまたはネットワーク通信により入力されるジョブを受け付けてその実行を制御する。例えば、コピージョブにおいては、エンジン制御部130およびPH制御部160に画像形成のための準備を指令し、スキャナ1Bおよび画像処理部150を制御して印字データ信号S6をPH制御部160に与える。印字データ信号S6は、潜像の形成に際してパターン露光のためのレーザ発光制御の基となる信号である。
エンジン制御部120は、感光体4および中間転写ベルト10を含む種々の回転体を回転させるモータ群30の駆動回路32、および電子写真プロセスに必要な高圧電力を出力する高圧電源回路35などに対して制御信号を出力する。また、濃度センサ21からの検出信号S21を量子化して濃度検出データD21としてメイン制御部100に入力する。
The
PH制御部160は、レーザ光源61、回析格子駆動源610、レンズモータ630、およびミラーモータ640のそれぞれの駆動回路、およびポリゴンモータ66の駆動回路660に対して制御信号を出力する。例えば4色(Y、M、C、K)のそれぞれに対応するレーザ光源31の駆動回路には、各色の印字データ信号S6に従ってレーザ発光を断続させる発光制御信号S61を与える。
The
回析格子駆動源610は、図4(A)のレーザ光源61aを用いる場合には、回析格子612を変位させる回析格子モータであり、図4(B)のレーザ光源61bを用いる場合には、光導波路615に屈折率制御電流を供給する電源回路である。
The diffraction grating drive
レンズモータ630は、コリメータレンズユニット63に設けられてコリメータレンズ631を移動させるモータであり、ミラーモータ640は、反射ミラーユニット64に設けられて反射ミラー641を回転させるモータである。
The
また、PH制御部160には、光源ユニット60の近傍または内部に設けられてレーザ光源61の周辺温度を検出する温度センサ78から温度検出信号S78が入力される。
In addition, a temperature detection signal S78 is input to the
PH制御部160は、メイン制御部100からマシン状態情報D1を取得する。マシン状態情報D1は、画像形成装置1の動作モード、ステータス、各部のコンディションなどを示す情報であり、感光体4の摩耗の進行状況を示す膜厚情報D4を含む。PH制御部160は、膜厚情報D4または温度検出信号S78に応じた波長λのレーザビームLBを射出するよう光源ユニット60を制御する。この制御に用いる設定テーブルなどを記憶する記憶部165がPH制御部160に設けられている。
The
図6には感光体4の分光感度特性の一例が示されている。図6では、感光体4が新品である初期段階、感光体4が基準の膜厚Hsまで摩耗した段階、および感光体4が寿命80%の膜厚まで摩耗した段階のそれぞれにおける分光感度特性がまとめて示されている。
An example of the spectral sensitivity characteristic of the
基準の膜厚Hsとは、波長λが基準波長λsに定めた780nmでありかつ光量Uを下限値としたレーザビームLBを照射したときに、感光体4の表面におけるレーザビームLBのスポットに対応して帯電荷の消失する除電領域が画質の上で適切な大きさになる膜厚である。
The standard film thickness Hs corresponds to the spot of the laser beam LB on the surface of the
また、寿命80%の膜厚とは、感光体4の最大許容摩耗量(膜厚の初期値と膜厚下限値との差)に対する現在までの摩耗量(初期値とそのときの膜厚との差)の割合が80%であるとき、つまり寿命まで残り20%であるときの膜厚である。 Further, the film thickness having a life of 80% means the wear amount up to the present (initial value and the film thickness at that time with respect to the maximum allowable wear amount of the photosensitive member 4 (the difference between the film thickness initial value and film thickness lower limit). Film thickness is 80%, that is, the film thickness when the remaining life is 20%.
図6の例においては、レーザビームLBに対する感光体4の感度は、700〜880nmの波長範囲内において波長λが長くなるにつれて単調に高くなる。感光体4の膜厚が減少するにつれて感度は低下するが、分光感度特性は、膜厚の減少にかかわらずほぼ同様である。
In the example of FIG. 6, the sensitivity of the
つまり、レーザビームLBの波長λを基準波長λs(780nm)からそれよりも短い波長に変更すると、感度は低くなり、逆に長い波長に変更すると、感度は高くなる。以下において、波長λを変更することを「波長シフト」と記すことがある。そして、感度が低くなる波長シフトを「低感度側への波長シフト」と記し、感度が高くなる波長シフトを「高感度側への波長シフト」と記すことがある。 That is, when the wavelength λ of the laser beam LB is changed from the reference wavelength λs (780 nm) to a shorter wavelength, the sensitivity becomes lower, and conversely, when the wavelength λ is changed to a longer wavelength, the sensitivity becomes higher. In the following, changing the wavelength λ may be referred to as “wavelength shift”. The wavelength shift at which the sensitivity decreases may be described as "wavelength shift to the low sensitivity side", and the wavelength shift at which the sensitivity increases may be described as "wavelength shift to the high sensitivity side".
図7には感光体4の層構造の例およびレーザビームLBの照射による感光体4の状態の変化が、図8には感光体の感度と露光領域82の大きさXとの関係およびレーザ光量Uと露光領域82の大きさXとの関係が、それぞれ模式的に示されている。
FIG. 7 shows an example of the layer structure of the
図7(B)に示すように、感光体4は、導電性基体41、下引き層42、および感光層43から構成される。これらのうち、感光層43は、電荷発生層44と電荷輸送層45との2層構造とされている。これらの層の材質は公知のものでよい。
As shown in FIG. 7B, the
導電性基体41は、アルミニウムまたは他の金属からなり、下引き層42および感光層43を支持する。導電性基体41は、帯電ローラ5による帯電において、プラスの電位にバイアスされる。
The
下引き層42は、導電性基体41と感光層43との接合性を高めるために設けられ、導電性粒子を分散させた樹脂バインダからなる。
The
電荷発生層44は、アゾ原料またはキノン顔料などの電荷発生物質を分散させた樹脂バインダからなる。
The
電荷輸送層45は、電荷輸送物質を分散させた樹脂バインダからなる。電荷輸送物質の例として、4,4’−ジメチル−4”−(β−フェニルスチリル)トリフェニルアミンがある。樹脂バインダの例として、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂などがある。
The
このような感光体4の寿命は、電荷輸送層45が摩耗してその膜厚Hが下限値になるまでの期間である。つまり、電荷輸送層45の膜厚が感光体4の寿命に深く関係し、電荷発生層44、下引き層42、および導電性基体41の寸法は、感光体4の寿命に直接には関係しない。つまり、本実施形態において、感光体4の膜厚Hは、実質的には電荷輸送層45の膜厚である。以下において例示する感光体4の膜厚Hの具体値は、電荷輸送層45の膜厚Hの値である。
Such a life of the
さて、感光層43の表面を一様にマイナスに帯電させておいた状態でレーザビームLBを照射すると、電荷発生層44のうちの露光領域(感光領域)82にプラスの電荷およびマイナスの電荷が発生する。
When the surface of the
露光領域82は、図7(A)に示すように、電荷輸送層45が感応する大きさの照射エネルギーがレーザビームLBにより与えられる領域であり、照射エネルギーが所定値以上であるスポット81内に生じる。
As shown in FIG. 7A, the
露光領域82の大きさ(外径)Xは、図8(A)に示すように、電荷輸送層45の感度に依存する。すなわち、低感度の場合の露光領域82aよりも中感度の場合の露光領域82bは大きく、高感度の場合の露光領域82cはさらに大きい(Xa<Xb<Xc)。
The size (outside diameter) X of the
また、露光領域82の大きさXは、図8(B)に示すように、レーザビームLBの光量(レーザ光量)Uに依存する。すなわち、レーザ光量Uが少ない場合の露光領域82dよりもレーザ光量Uが多い場合の露光領域82eは大きい(Xd<Xe)。
The size X of the
図7(B)に戻って、電荷発生層44に発生した電荷のうち、マイナスの電荷は、下引き層42を通って導電性基体41へ移動する。他方、プラスの電荷は、図7(C)に示すように電荷発生層44から電荷輸送層45の表層部に移動する。このとき、電荷は、表層部に近づくにつれて面方向に拡がる。表層部に移動した電荷は、感光層43の表面のマイナスの電荷を打ち消す。これにより、図7(D)に示すように、感光層43の表面において、電荷の消失した除電領域83が形成される。
Referring back to FIG. 7B, of the charges generated in the
図9には感光体4の膜厚HとレーザビームLBの波長λと除電領域83の大きさZとの関係が模式的に示されている。
FIG. 9 schematically shows the relationship between the film thickness H of the
図9(A)においては、感光体4の膜厚H1は比較的に大きい。波長λaのレーザビームLBが照射され、それにより大きさX1の露光領域82において電荷が発生し、そのうつのプラス電荷により表面のマイナス電荷が打ち消されて除電領域83が形成される。この除電領域83の大きさZ1は、画像の解像度および濃度が適正な良質の画像が得られる基準の大きさZsとなっている。
In FIG. 9A, the film thickness H1 of the
図9(B)においては、電荷輸送層45が摩耗して図9(A)の状態と比べて薄くなっている。すなわち膜厚H2は、図9(A)の状態の膜厚H1よりも小さい。図9(B)の状態において、図9(A)の場合と同様に波長λaのレーザビームLBを照射すると、図9(A)の場合と同様に、大きさX1の露光領域82において電荷が発生し、プラス電荷により表面のマイナス電荷が打ち消されて除電領域83が形成される。しかし、電荷輸送層45が薄いので、プラス電荷の面方向の拡がりが少なく、除電領域83の大きさZ2は、基準の大きさZsよりも小さい。そのため、除電領域83にトナーを付着させて形成される画像の品質が低下する。
In FIG. 9 (B), the
そこで、画像形成装置1は、レーザビームLBの波長λを波長λaよりも電荷輸送層45における感度が高い波長λcに変更する。すなわち高感度側への波長シフトを行う。この波長シフトを行うことにより、図9(C)に示されるように、露光領域82の大きさX3が増大し(X3>X1)、電荷輸送層45が薄くなったことによるプラス電荷の面方向の拡がりの減少が補われ、除電領域83の大きさZ3は基準の大きさZsとなっている。
Therefore, the
なお、波長シフトと合わせてレーザ光量Uを調整してもよい。例えば、イメージングユニット3内のメモリに記憶されている個体情報を参照して、感光体4の特性の個体差を光量制御により補って除電領域83の寸法精度を高めることができる。
The laser light amount U may be adjusted together with the wavelength shift. For example, with reference to the individual information stored in the memory in the
波長シフトの行うタイミングは、画像形成装置1が画像安定化処理を行うタイミングとすることができる。画像安定化処理は、色の再現を一定の状態に保つために電子写真プロセス条件を調整する処理であり、電源オン時、多数枚の印刷を行っているとき、画像形成装置1内の温度が変化したときなど、予め定められた実行条件に当てはまるときに行われる。
The timing at which the wavelength shift is performed can be the timing at which the
図10には波長シフトの第1例の設定テーブルT1および回析格子位置の温度補正テーブルT4の例が、図11には波長シフトの第1例およびそれに対応する光量制御の例が、それぞれ示されている。 FIG. 10 shows an example of the setting table T1 of the first example of the wavelength shift and an example of the temperature correction table T4 of the diffraction grating position, and FIG. 11 shows the first example of the wavelength shift and an example of the light amount control corresponding thereto. It is done.
図10において、感光体4における膜厚Hの初期値は40μmとされ、下限値は12.5μmとされている。すなわち、電荷輸送層45がおよそ27.5μm摩耗すると、感光体4の寿命が尽きるものとされている。
In FIG. 10, the initial value of the film thickness H of the
図10の設定テーブルT1では、感光体4の寿命が尽きるまでの摩耗の進行がA、B、Cの3段階に区分され、段階ごとにレーザ波長λ、レーザ波長λに対応する回析格子612の位置、および光路補正機構62による補正値が設定されている。
In the setting table T1 of FIG. 10, the progress of wear until the end of the life of the
段階Aは、膜厚Hが初期値の40μmから基準の膜厚(34μm)まで減少する初期段階である。段階Bは、膜厚Hが基準の膜厚から寿命80%の膜厚まで減少する中期段階である。そして、段階Cは、膜厚Hが寿命80%の膜厚から下限値まで減少する末期段階である。 Stage A is an initial stage in which the film thickness H decreases from an initial value of 40 μm to a reference film thickness (34 μm). Stage B is a middle stage in which the film thickness H decreases from the standard film thickness to a film thickness of 80% of life. Stage C is the final stage in which the film thickness H decreases from the film thickness with a life of 80% to the lower limit value.
PH制御部160は、メイン制御部100から取得した膜厚情報D4に基づいて、現在の段階がA、B、Cのいずれであるかを判別し、判別した段階の設定内容を設定テーブルT1から読み出し、その設定内容を適用してプリントヘッド6を制御する。
The
その際に、温度補正テーブルT4を参照し、プリントヘッド6の温度に応じて、回析格子612の位置を補正する。例えば、段階Aにおいて、設定テーブルT1が示す回析格子位置の設定値は「−6」である。このときプリントヘッド6の温度が例えば20℃であると、温度補正テーブルT4が示す補正の設定値は「−1」である。この場合、「−6」に「−1」を加算した「−7」を回析格子位置の設定値とすることにより、波長720nmのレーザ光を射出するようレーザ光源61aを制御する。
At this time, the position of the
膜厚情報D4は、おおよその膜厚Hを示すものであればよく、膜厚Hを厳密に示すものでなくてもよい。例えば、累積印刷枚数、感光体の累積回転回数、帯電ローラ5の累積オン時間など、膜厚Hと相関のある情報を膜厚情報D4とすることができる。ただし、膜厚Hを測定する機能を実装する場合には、膜厚Hの測定値を膜厚情報D4とすればよい。
The film thickness information D4 may be any as long as it indicates an approximate film thickness H, and may not exactly indicate the film thickness H. For example, information having a correlation with the film thickness H such as the cumulative number of printed sheets, the cumulative number of rotations of the photosensitive member, and the cumulative on time of the charging
設定テーブルT1に従う制御において、レーザ波長λは、図11(A)に示すように膜厚Hに応じて変更される。A、B、Cの各段階において、レーザ波長λの設定は一定であるので、図9で述べたように膜厚Hの減少に伴って除電領域83が狭くなる。そこで、図11(B)に示すように、除電領域83が基準の大きさZsになるようレーザ光量Uを調整する。
In the control according to the setting table T1, the laser wavelength λ is changed according to the film thickness H as shown in FIG. Since the setting of the laser wavelength λ is constant at each of the stages A, B, and C, the
図12には波長シフトの第2例の設定テーブルT2が、図13には波長シフトの第2例およびそれに対応する光量制御の例が、それぞれ示されている。 FIG. 12 shows a setting table T2 of the second example of wavelength shift, and FIG. 13 shows a second example of wavelength shift and an example of light amount control corresponding thereto.
図12においても、図10と同様に、感光体4の膜厚(電荷輸送層45の膜厚H)の初期値は40μmとされ、下限値は12.5μmとされている。 Also in FIG. 12, as in FIG. 10, the initial value of the film thickness of the photosensitive member 4 (the film thickness H of the charge transport layer 45) is 40 μm, and the lower limit is 12.5 μm.
図12の設定テーブルT2では、感光体4の摩耗の進行がA1、A2、A3、B1、B2、C1、C2の8段階に区分されている。この区分は、図20の設定テーブルT1におけるA、B、Cの各段階をさらに複数に区分したものである。図12では、各段階に対応する膜厚Hの最大値が示されている。例えば段階A1に対応する膜厚Hの範囲は、40μmから次の段階A2の最大値(38μm)までの範囲である。
In the setting table T2 of FIG. 12, the progress of the wear of the
設定テーブルT2においても、8個の段階ごとにレーザ波長λ、レーザ波長λに対応する回析格子612の位置、および光路補正機構62による補正値が設定されている。
Also in the setting table T2, the laser wavelength λ, the position of the
PH制御部160は、膜厚情報D4に基づいて、現在の段階を判別し、判別した段階の設定内容を設定テーブルT2から読み出し、その設定内容を適用してプリントヘッド6を制御する。また、上に述べたように、温度補正テーブルT4を参照し、プリントヘッド6の温度に応じて、回析格子612の位置を補正する。
The
設定テーブルT2に従う制御において、レーザ波長λは、図13(A)に示すように膜厚Hに応じて変更される。 In the control according to the setting table T2, the laser wavelength λ is changed according to the film thickness H as shown in FIG.
図13の例においては、図13(B)に示すように、膜厚Hの変化幅が比較的に小さい段階A1〜A3、および段階B2、C1、C2において、レーザ光量Uを一定とする。そして、膜厚Hの変化幅が比較的に大きい段階B1において、電荷の消失する範囲が基準の大きさZsになるようレーザ光量Uを調整する。つまり、図13の例は、段階を細分化してレーザ波長λをきめ細かく変更することにより、レーザ光量Uを調整することなく、除電領域83を基準の大きさZsに近い大きさに保つ期間を設ける例である。
In the example of FIG. 13, as shown in FIG. 13B, the laser light quantity U is made constant in the stages A1 to A3 in which the variation width of the film thickness H is relatively small and the stages B2, C1, and C2. Then, in step B1 in which the change width of the film thickness H is relatively large, the laser light amount U is adjusted so that the range in which the charge disappears becomes the reference size Zs. That is, in the example of FIG. 13, by finely dividing the steps and finely changing the laser wavelength λ, a period for keeping the
図14には波長シフトの第3例の設定テーブルT3が、図15には段階変更テーブルT5,T7の例および同時シフト制限テーブルTの例が、それぞれ示されている。 FIG. 14 shows a setting table T3 of the third example of the wavelength shift, and FIG. 15 shows an example of the stage change tables T5 and T7 and an example of the simultaneous shift limit table T, respectively.
図14においても、図10、図12と同様に、感光体4の膜厚(電荷輸送層45の膜厚H)の初期値は40μmとされ、下限値は12.5μmとされている。 Also in FIG. 14, as in FIGS. 10 and 12, the initial value of the film thickness of the photosensitive member 4 (film thickness H of the charge transport layer 45) is 40 μm, and the lower limit is 12.5 μm.
図14の設定テーブルT3では、感光体4の摩耗の進行が1〜9の9段階に区分されており、段階ごとにレーザ波長λ、レーザ波長λに対応する回析格子612の位置、および光路補正機構62による補正値が設定されている。
In the setting table T3 of FIG. 14, the progress of the wear of the
図15(A)に示す段階変更テーブルT5は、レーザ光源61の劣化の度合いおよび例えば画像安定化処理において測定された画質に応じてレーザ波長λを変更するために設けられている。この段階変更テーブルT5に従って、設定テーブルT3における9個の段階のうちの設定値を読み出す対象段階が、膜厚情報D4により示される段階(元の段階)から他の段階に変更される。詳しくは、以下の通りである。
A stage change table T5 shown in FIG. 15A is provided to change the laser wavelength λ in accordance with the degree of deterioration of the
段階変更テーブルT5において、レーザ光源61の劣化の度合いは、レーザ光源61の寿命(耐久時間)に対する累積発光時間の比率Rで表わされる。この比率Rが80%未満の範囲と80%以上を5%刻みで区分した4個の範囲との計5個の範囲に区分され、これらの範囲ごとに対象段階の変更先が定められている。
In the stage change table T5, the degree of deterioration of the
例えば、比率Rが80%未満である場合は、変更先が「変更なし」であるので、元の段階が対象段階となる。比率Rが80%〜85%である場合は、変更先が「1つ後の段階」であるので、対象段階は、元の段階の次の段階となる。例えば、元の段階が段階4である場合に、対象段階は、段階5となる。また、比率Rが95%以上である場合は、元の段階の4つ後の段階が対象段階となる。
For example, if the ratio R is less than 80%, the change destination is “no change”, so the original stage is the target stage. If the ratio R is 80% to 85%, the target phase is the next phase of the original phase, since the change destination is “the stage after one”. For example, if the original stage is
レーザ光源61の光量は、レーザ光源61の寿命に近づくにつれて低下するので、比率Rが大きいほど、より高感度側へ波長λをシフトさせるよう対象段階の変更先が定められている。
The light amount of the
また、段階変更テーブルT5において、画質の指標は、テストパターンを印刷して測定される線幅Wおよびトナー付着量Qとされている。 Further, in the step change table T5, indices of image quality are a line width W and a toner adhesion amount Q measured by printing a test pattern.
線幅Wは、基準範囲よりも「細い」、「基準範囲内」、および基準範囲よりも「太い」の3つに区分されている。対象段階の変更先は、線幅Wが細い場合に、波長λを高感度側へ1段階分だけシフトし、線幅Wが太い場合に低感度側へ1段階分だけシフトするよう定められている。 The line width W is divided into three, "thin", "within the reference range", and "thicker" than the reference range. The change destination of the target step is determined to shift the wavelength λ by one step to the high sensitivity side when the line width W is thin, and to shift by one step to the low sensitivity side when the line width W is large. There is.
トナー付着量Qは、基準範囲よりも「少ない」、「基準範囲内」、および基準範囲よりも「多い」の3つに区分されている。対象段階の変更先は、トナー付着量Qが少ない場合に、波長λを高感度側へ1段階分だけシフトし、トナー付着量Qが多い場合に低感度側へ1段階分だけシフトするよう定められている。 The toner adhesion amount Q is divided into three, "less than", "within the reference range", and "more than" the reference range. The change destination of the target step is determined so that the wavelength λ is shifted to the high sensitivity side by one step when the toner adhesion amount Q is small, and shifted to the low sensitivity side when the toner adhesion amount Q is large. It is done.
PH制御部160は、膜厚情報D4に基づいて、現在の段階を判別し、判別した段階を対象段階に仮決めし、段階変更テーブルT5から変更先を読み出して対象段階を決定する。そして、対象段階の設定内容を設定テーブルT3から読み出し、その設定内容を適用してプリントヘッド6を制御する。その際に、上に述べたように、温度補正テーブルT4を参照し、プリントヘッド6の温度に応じて、回析格子612の位置を補正する。
The
なお、対象段階の変更は、比率R、線幅W、およびトナー付着量Qのいずれかのみに応じて行ってもよいし、これらのうちの複数に応じて行ってもよい。 The change of the target stage may be performed according to only one of the ratio R, the line width W, and the toner adhesion amount Q, or may be performed according to a plurality of them.
ところで、波長シフトの実施には、Y、M、C、Kの各色について個別に実施する態様と、4色またはカラー印刷用のY、M、Cの3色について一斉に行う態様とがある。複数の色について一斉に行う後者の態様を以下において「同時シフト」と記す。 By the way, the implementation of wavelength shift includes an embodiment implemented individually for each color of Y, M, C, K, and an embodiment implemented simultaneously for three colors Y, M, C for four colors or color printing. The latter mode of simultaneously performing for a plurality of colors is hereinafter referred to as "simultaneous shift".
同時シフトは、対象とする複数の色のいずれかについて、感光体4の摩耗が進んで設定テーブルT3における対象段階が以前と変わる場合に、その最新の対象段階を他の色についても対象段階とする波長シフトである。
In the simultaneous shift, when abrasion of the
図15(B)に示す同時シフト制限テーブルT6は、同時シフトをする膜厚Hの範囲と同時シフトをしない膜厚Hの範囲とを示すものである。 The simultaneous shift limit table T6 shown in FIG. 15B indicates the range of the film thickness H at which simultaneous shift is performed and the range of the film thickness H at which simultaneous shift is not performed.
図15(B)の例の同時シフト制限テーブルT6によると、膜厚Hが30μmを超える場合および膜厚Hが22μm未満である場合には同時シフトをしない。そして、膜厚Hが30〜22μmの範囲内である場合に同時シフトをする。すなわち、1つの色について決定した対象段階が段階1〜4または段階7〜9である場合は同時シフトを行わず、決定した対象段階が段階5、6である場合に同時シフトを行う。
According to the simultaneous shift limitation table T6 of the example of FIG. 15B, simultaneous shift is not performed when the film thickness H exceeds 30 μm and when the film thickness H is less than 22 μm. The simultaneous shift is performed when the film thickness H is in the range of 30 to 22 μm. That is, simultaneous shifts are not performed when the target stages determined for one color are
以上のように設定テーブルT1,T2,T3に基づく波長シフトは、画像安定化処理が実施されるときに、必要に応じて行われる。そして、シフト後の波長λは、少なくとも次回の画像安定化処理が実施されるまで、印刷の制御における設定値の1つとして保持される。 As described above, the wavelength shift based on the setting tables T1, T2 and T3 is performed as needed when the image stabilization process is performed. Then, the wavelength λ after the shift is held as one of setting values in the control of printing until at least the next image stabilization processing is performed.
画像形成装置1は、このような波長シフトの他に、印刷モードに応じて一時的に波長λを変更する波長シフト(これを「一時波長シフト」と記す)を行うことができる。図15(C)に示す段階変更テーブルT7は、一時波長シフトに関わる設定を示すものである。
The
段階変更テーブルT7においては、解像度Mおよび用紙Pの種類(紙種J)により分類される4つの印刷モードについて、設定テーブルT2,T3における対象段階の変更先が定められている。 In the stage change table T7, the change destination of the target stage in the setting tables T2 and T3 is defined for the four print modes classified according to the resolution M and the type of paper P (paper type J).
解像度Mが600dpiである通常解像度モードには、変更先として「変更なし」が定められている。これに対して、解像度Xが1200dpiである高解像度モードには、変更先として「1つ前の段階」が定められている。これにより、元の対象段階が例えば設定テーブルT3における段階4である場合に、対象段階は、段階3に変更される。そして、高解像度モードの印刷が終わると、元の段階4に戻される。低感度側への一時波長シフトを行うことにより、ドットを高精細化することができる。
In the normal resolution mode in which the resolution M is 600 dpi, "no change" is defined as the change destination. On the other hand, in the high resolution mode in which the resolution X is 1200 dpi, "the previous stage" is defined as the change destination. Thus, when the original target stage is, for example,
紙種Jが普通紙である通常用紙モードには、変更先として「変更なし」が定められている。これに対して、紙種Jが厚紙である厚紙モードには、変更先として「2つ前の段階」が定められている。これにより、元の対象段階が例えば設定テーブルT3における段階4である場合に、対象段階は、段階2に変更される。そして、高解像度モードの印刷が終わると、元の段階4に戻される。
In the normal paper mode in which the paper type J is plain paper, “no change” is defined as the change destination. On the other hand, in the thick paper mode in which the paper type J is thick paper, “the second previous stage” is defined as the change destination. Thus, when the original target stage is, for example,
厚紙モードでは、定着時に用紙Pを十分に加熱するなどの理由により、電子写真プロセスに関わる各部の動作を規定するシステム速度を通常用紙モードのシステム速度よりも遅くする。このため、感光体4の周速度が遅くなるので、レーザビームLBの照射における単位時間当たりの照射エネルギーが大きくなり、そのために露光領域82およびそれに対応する除電領域83が拡がってしまう。そこで、低感度側への一時波長シフトを行う。これにより、レーザビームLBの光量Uを絞ることなく、除電領域83の大きさZを適正化し、所望の画質の画像を形成することができる。
In the heavy paper mode, the system speed defining the operation of each part involved in the electrophotographic process is made slower than that of the normal paper mode, for example, because the paper P is sufficiently heated at the time of fixing. As a result, the peripheral speed of the
図16には画像形成装置1における処理の流れが示されている。
A flow of processing in the
動作に必要な電力が供給される電源オン状態において(#101)、各所に記憶されている耐久情報および各種センサの出力などを収集してマシン状態情報D1を取得し(#102)、画像安定化処理を行うか否かをマシン状態情報D1に基づいて判断する(#103)。 In the power-on state (# 101) where the power necessary for operation is supplied (# 101), the machine status information D1 is acquired by collecting the durability information and outputs of various sensors stored in various places (# 102), and the image is stable It is judged based on the machine state information D1 whether or not the conversion processing is to be performed (# 103).
画像安定化処理を行うと判断した場合は(#103でYES) 、画像安定化処理を行い(#104)、画像安定化処理を行わないと判断した場合は(#103でNO) 、入力された印刷ジョブを実行する(#105)。 If it is determined that the image stabilization process is to be performed (YES in # 103), the image stabilization process is performed (# 104). If it is determined that the image stabilization process is not to be performed (NO in # 103) The print job is executed (# 105).
印刷ジョブの実行中に、例えば用紙Pの片面の印刷を行うごとに、印刷を継続するか否かを判断する(#106)。すなわち、印刷ジョブにより指定された印刷枚数分の印刷が終了したか否かをチェックする。 During execution of the print job, for example, each time printing on one side of the sheet P is performed, it is determined whether printing is continued (# 106). That is, it is checked whether the printing for the number of print sheets designated by the print job is completed.
印刷を継続しないと判断した場合は(#106でNO)、印刷終了処理を行う(#107)。印刷終了処理では、プリンタエンジン2を待機状態に移行させたり、ジョブの実行履歴情報を更新したりする
印刷を継続すると判断した場合は(#106でYES)、ステップ#102へ戻り、改めて最新のマシン状態情報D1を取得する。印刷ジョブの実行により連続印刷枚数が所定値を超えたり内部温度が大きく上昇したりすると、次のステップ#103において画像安定化処理を行うと判断する。この場合は、印刷ジョブの実行を中断して画像安定化処理を行う(#104)。
If it is determined that printing is not to be continued (NO in # 106), print end processing is performed (# 107). In the print end process, the
図17には画像安定化処理の流れが示されている。 FIG. 17 shows the flow of the image stabilization process.
まず、テストパターンのトナー像を印刷し、濃度センサ21の出力に基づいて画像品質を検知する(#201)。このとき、線幅W、トナー付着量Q、および色ずれ量などを測定する。 First, a toner image of a test pattern is printed, and the image quality is detected based on the output of the density sensor 21 (# 201). At this time, the line width W, the toner adhesion amount Q, the color shift amount, and the like are measured.
次に、波長シフト要否判定を行い(#202)、判定の結果が「シフト必要」である場合は(#203でYES)、波長シフト処理を行う(#205)。判定の結果が「シフト不要」である場合は(#203でNO)、レーザ波長λ、および光路補正機構62を含む光学系についての現在の設定を保持する(#204)。
Next, wavelength shift necessity determination is performed (# 202), and if the result of the determination is "shift required" (YES in # 203), wavelength shift processing is performed (# 205). If the result of the determination is "shift not required" (NO in # 203), the current setting for the optical system including the laser wavelength λ and the optical
そして、ステップ#201で測定した線幅Wおよびトナー付着量Qと設定されているレーザ波長λとに基づいて、光量設定用の制御テーブルを参照してレーザ光量Uを調整する(#206)。これにより、スポット81に対応する露光領域82の大きさXが変わり、除電領域83の大きさZが最適化される。
Then, the laser light amount U is adjusted with reference to the control table for setting the light amount based on the line width W and the toner adhesion amount Q measured in
その後、帯電、現像、および転写などの条件を調整するその他の設定を行い(#207)、必要に応じてトナー像を再度形成して画像品質を確認し(#208)、画像安定化処理を終える。 Thereafter, other settings for adjusting conditions such as charging, development, and transfer are performed (# 207), and a toner image is formed again as necessary to confirm the image quality (# 208), and the image stabilization process is performed. Finish.
図18には画像安定化処理における波長シフト要否判定処理の流れの第1例が、図19には波長シフト要否判定処理の流れの第2例が、それぞれ示されている。 FIG. 18 shows a first example of the flow of the wavelength shift necessity determination process in the image stabilization process, and FIG. 19 shows a second example of the flow of the wavelength shift necessity determination process.
図18の例においては、感光体4の膜厚Hが減少して摩耗の進行の段階が変わった場合に(#301でYES)、シフト必要と判定する(#306)。また、レーザ光源61の累積発光時間が所定値以上である場合(#302でYES)、高解像度モードである場合(#303でYES)、およびシステム速度が遅い印刷モードである場合にも(#304でYES)、シフト必要と判定する(#306)。これらの場合のいずれでもなければ(#301〜#304でNO)、シフト不要と判定する(#305)。
In the example of FIG. 18, when the film thickness H of the
図19の例においては、感光体4の膜厚Hが減少して摩耗の進行の段階が変わった場合に(#401でYES)、シフト必要と判定する(#405)。また、線幅Wが基準範囲内でない場合(#402でNO)、およびトナー付着量Qが基準範囲内でない場合にも(#403でNO)、シフト必要と判定する(#405)。これらの場合のいずれでもなければ(#404でNO、#402〜#403でYES)、シフト不要と判定する(#404)。
In the example of FIG. 19, when the film thickness H of the
図20には画像安定化処理における波長シフト処理の流れの第1例が、図21には波長シフト処理の流れの第2例が、それぞれ示されている。 FIG. 20 shows a first example of the flow of wavelength shift processing in image stabilization processing, and FIG. 21 shows a second example of the flow of wavelength shift processing.
図20の例においては、高感度側への波長シフトを行うか低感度側への波長シフトを行うかを判定するシフト方向判定処理を行う(#501)。 In the example of FIG. 20, shift direction determination processing is performed to determine whether wavelength shift to the high sensitivity side or wavelength shift to the low sensitivity side is performed (# 501).
シフト方向判定処理による判定の結果が「低感度側」である場合は、低感度側への波長シフトを行い(#502、#503)、判定の結果が「高感度側」である場合は、高感度側への波長シフトを行う(#502、#504)。 If the result of determination by the shift direction determination process is "low sensitivity side", wavelength shift to the low sensitivity side is performed (# 502, # 503), and if the result of determination is "high sensitivity side", The wavelength is shifted to the high sensitivity side (# 502, # 504).
図21の例においては、図20の例と同様にシフト方向判定処理を行い(#601)、続いて、4色についての波長シフトを行うか否かを判断する(#602)。すなわち、感光体4の摩耗の進行の段階が同時シフトを制限する段階であるか否かをチェックする。
In the example of FIG. 21, shift direction determination processing is performed as in the example of FIG. 20 (# 601), and subsequently, it is determined whether wavelength shift for four colors is to be performed (# 602). That is, it is checked whether the stage of progress of wear of the
同時シフトを行うと判断し(#602でYES)、かつシフト方向判定処理による判定の結果が「低感度側」である場合は、4色について低感度側への波長シフトを行う(#603、#604)。 If it is determined that simultaneous shift is to be performed (YES in # 602) and the result of determination by the shift direction determination process is "low sensitivity", wavelength shift to low sensitivity is performed for four colors (# 603, # 604).
同時シフトを行うと判断し(#602でYES)、かつシフト方向判定処理による判定の結果が「高感度側」である場合は、4色について高感度側への波長シフトを行う(#603、#605)。 If it is determined that simultaneous shift is to be performed (YES in # 602) and the result of determination by the shift direction determination process is "high sensitivity side", wavelength shift to the high sensitivity side is performed for four colors (# 603, # 605).
他方、同時シフトを行わないと判断し(#602でNO)、かつシフト方向判定処理による判定の結果が「低感度側」である場合は、シフトが必要な色のみについて低感度側への波長シフトを行う(#606、#607)。 On the other hand, if it is determined that simultaneous shift is not to be performed (NO in # 602) and the result of determination by the shift direction determination process is "low sensitivity side", the wavelength toward the low sensitivity side for only colors that need to be shifted. The shift is performed (# 606, # 607).
同時シフトを行わないと判断し(#602でNO)、かつシフト方向判定処理による判定の結果が「高感度側」である場合は、シフトが必要な色のみについて高感度側への波長シフトを行う(#606、#608)。 If it is determined that simultaneous shift is not to be performed (NO in # 602), and if the result of determination by the shift direction determination process is “high sensitivity side”, wavelength shift to the high sensitivity side is performed only for colors that need to be shifted. Perform (# 606, # 608).
図22には波長シフト処理におけるシフト方向判定処理の流れの第1例が、図23にはシフト方向判定処理の流れの第2例が、それぞれ示されている。 FIG. 22 shows a first example of the flow of shift direction determination processing in wavelength shift processing, and FIG. 23 shows a second example of the flow of shift direction determination processing.
図22の例においては、波長シフトが必要になった要因をチェックする(#701)。要因が感光体4の膜厚Hの減少である場合は、シフト方向を高感度側と判定する(#702)。要因が印刷の解像度またはシステム速度である場合は、シフト方向を低感度側と判定する(#703)。
In the example of FIG. 22, the factor which required the wavelength shift is checked (# 701). If the factor is a decrease in the film thickness H of the
また、要因が、レーザ光源61の累積発光時間である場合は、さらなる高感度側への波長シフトが可能か否かをチェックする(#704)。すなわち、既にレーザ波長λの設定値がその可変範囲の上限値とされているか否かをチェックする。
If the factor is the accumulated light emission time of the
高感度側への波長シフトが可能である場合は(#704でYES)、シフト方向を高感度側と判定する(#705)。高感度側への波長シフトが可能ではない場合は(#704でNO)、現在のレーザ波長λの設定値を維持する(#706)。この場合は、実質的な処理を行うことなく波長シフト処理へリターンする。 If wavelength shift to the high sensitivity side is possible (YES in # 704), the shift direction is determined to be the high sensitivity side (# 705). If the wavelength shift to the high sensitivity side is not possible (NO in # 704), the current setting value of the laser wavelength λ is maintained (# 706). In this case, the wavelength shift processing is returned without performing any substantial processing.
図23の例においては、波長シフトが必要になった要因が感光体4の膜厚Hの減少である場合に(#802)、シフト方向を高感度側と判定する(#802)。 In the example of FIG. 23, when the factor that requires wavelength shift is a decrease in the film thickness H of the photosensitive member 4 (# 802), it is determined that the shift direction is the high sensitivity side (# 802).
線幅Wが基準範囲内の幅よりも太い場合に(#803)、シフト方向を低感度側と判定する(#804)。線幅Wが基準範囲内の幅よりも細いが、トナー付着量Qが基準範囲内の量よりも多い場合も(#805)、シフト方向を低感度側と判定する(#804)。 If the line width W is thicker than the width within the reference range (# 803), the shift direction is determined to be the low sensitivity side (# 804). Even when the line width W is thinner than the width within the reference range, but the toner adhesion amount Q is larger than the amount within the reference range (# 805), the shift direction is determined to be the low sensitivity side (# 804).
線幅Wが基準範囲内の幅よりも細く(#803)、かつトナー付着量Qが基準範囲内の量よりも少ない場合は(#805)、シフト方向を高感度側と判定する(#806)。 If the line width W is smaller than the width within the reference range (# 803) and the toner adhesion amount Q is smaller than the amount within the reference range (# 805), the shift direction is determined to be the high sensitivity side (# 806) ).
以上の実施形態によると、感光体4に照射する光の波長λを感光体4の摩耗の進行に合わせて感度が高くなるよう変更するので、膜厚Hの減少の許容範囲を従来よりも拡げることができ、初期の膜厚Hを従来よりも大きくして感光体4の寿命を延ばすことができる。
According to the above embodiment, the wavelength λ of the light irradiated to the
上に述べた実施形態においては、レーザ波長λの可変範囲を感光体4の分光感度特性において感度が単調に変化する波長範囲としたが、これに限らない。1以上の極値(山または谷)をもつ分光感度特性を呈する感光体4を使用する場合において、極値を含む波長範囲をレーザ波長λの可変範囲とすることができる。その場合に、変更後の波長として選択可能な波長(感度が等しい)が複数あるときには、変更前の波長に近い波長を選択する。近い波長を選択することにより、回析格子612および光路補正機構62の光学部品の変位量が少なくなり、変位の過不足が抑えられて波長シフトの精度が高まる。
In the embodiment described above, the variable range of the laser wavelength λ is a wavelength range in which the sensitivity monotonously changes in the spectral sensitivity characteristic of the
レーザ波長λの変更に伴うスポット81の位置ずれを光路補正機構62を用いて機械的に補正したが、これに代えてまたは併用してレーザ光源61の発光タイミング(主走査開始タイミング)を制御してスポット81の位置ずれを補正してもよい。
Although the positional deviation of the spot 81 caused by the change of the laser wavelength λ is mechanically corrected using the optical
上に述べた実施形態において、顕著な温度依存性のない発光デバイスを光源として用いる場合または光源の温度を一定に保つ手段を設ける場合には、波長シフトに際して温度補正を省略することができる。 In the embodiment described above, when using a light emitting device without significant temperature dependence as a light source or providing means for keeping the temperature of the light source constant, temperature correction can be omitted in wavelength shift.
上に述べた実施形態においては、感光体4の摩耗の進行を3以上の段階に区分する例を挙げたが、2つの段階に区分してもよい。
In the embodiment described above, an example was given in which the progress of the wear of the
例えば、膜厚Hが初期値から第1の設定値まで減少する初期段階(図11の段階A)においては、波長λを第1の波長(720nm)に設定する。そして、膜厚Hが第1の設定値から第2の設定値まで減少する中期段階(図11の段階B)、およびその後の末期段階(図11の段階C)においては、波長λを第1の波長よりも感光体4の感度が高い第2の波長(780nm)に設定する。
For example, in the initial stage (stage A in FIG. 11) in which the film thickness H decreases from the initial value to the first set value, the wavelength λ is set to the first wavelength (720 nm). Then, in the middle stage (step B in FIG. 11) in which the film thickness H decreases from the first set value to the second set value, and in the end stage thereafter (step C in FIG. 11) The second wavelength (780 nm) in which the sensitivity of the
または、膜厚Hが初期値から設定値(18μm)まで減少する非末期段階(図11の段階A、B)においては、基準波長λsをレーザビームLBの波長λとして設定する。そして、その後の末期段階(図11の段階C)においては、基準波長λsよりも感光体4の感度が高い波長(860nm)をレーザビームLBの波長λとして設定する。
Alternatively, in the non-end stage (steps A and B in FIG. 11) in which the film thickness H decreases from the initial value to the set value (18 μm), the reference wavelength λs is set as the wavelength λ of the laser beam LB. Then, in the final stage (step C in FIG. 11), a wavelength (860 nm) at which the sensitivity of the
ただし、膜厚Hの初期値、設定値、設定する波長λの値は、感光体4の分光感度特性および光源の発光特性などに応じて適宜選定すればよく、ここに挙げた具体例に限るものではない。
However, the initial value of the film thickness H, the setting value, and the value of the wavelength λ to be set may be appropriately selected according to the spectral sensitivity characteristic of the
その他、画像形成装置1の全体または各部の構成、処理の内容、順序、またはタイミングなどは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
In addition, the configuration of the entire or each part of the
1 画像形成装置
4 感光体
6 プリントヘッド
61 レーザ光源(光源)
62 光路補正機構
81 スポット
83 除電領域
D4 膜厚情報
160 PH制御部(制御部)
Lb レーザ光(光ビーム)
LB レーザビーム(光ビーム)
U 光量
Zs 基準の大きさ(所定の大きさ)
λ 波長
1
62 light path correction mechanism 81
Lb laser beam (light beam)
LB laser beam (light beam)
U light intensity Zs standard size (predetermined size)
λ wavelength
Claims (12)
光ビームを射出する波長可変の光源を有し、前記感光体に対してその表面を前記潜像に応じて部分的に除電するよう前記光ビームを照射するプリントヘッドと、
前記感光体の摩耗の進行状況に応じて前記光ビームの波長および光量を制御する制御部と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus having a photosensitive member carrying a latent image and forming an image corresponding to the latent image,
A print head having a variable wavelength light source for emitting a light beam and irradiating the photosensitive body with the light beam so as to partially discharge the surface of the photosensitive member in accordance with the latent image;
And a controller configured to control the wavelength and the light amount of the light beam in accordance with the progress of the wear of the photosensitive member.
An image forming apparatus characterized by
請求項1記載の画像形成装置。 The control unit controls the wavelength and the light amount of the light beam according to the progress of the wear of the photosensitive member indicated by the film thickness information.
An image forming apparatus according to claim 1.
請求項1または2記載の画像形成装置。 The control unit changes the wavelength of the light beam so that the sensitivity of the photosensitive member becomes higher as wear of the photosensitive member progresses, and the charge removal region corresponding to the spot of the light beam on the photosensitive member is a predetermined one. Adjust the light quantity of the light beam to be of a size,
An image forming apparatus according to claim 1.
請求項3記載の画像形成装置。 The control unit changes the wavelength of the light beam at each of three or more stages where the progress of wear of the photosensitive member is classified.
An image forming apparatus according to claim 3.
請求項2または3記載の画像形成装置。 The control unit sets the wavelength of the light beam to a first wavelength at an initial stage in which the film thickness of the photoconductor decreases from an initial value to a first set value, and the film thickness of the photoconductor is In the middle stage where the first set value is decreased to the second set value, the wavelength of the light beam is set to a second wavelength at which the sensitivity of the photosensitive member is higher than the first wavelength.
The image forming apparatus according to claim 2.
請求項5記載の画像形成装置。 In the final stage where the film thickness of the photosensitive member decreases from the second set value to the lower limit value, the control unit controls the wavelength of the light beam to be higher than that of the second wavelength. Set to 3 wavelengths,
An image forming apparatus according to claim 5.
請求項3記載の画像形成装置。 In the non-end stage where the film thickness of the photosensitive member decreases from an initial value to a set value, the control unit controls the light at a reference wavelength capable of setting the discharge area to the predetermined size by controlling the light amount. In the final stage, which is set as the wavelength of the beam and the film thickness of the photosensitive member decreases from the set value to the lower limit value, the wavelength of the photosensitive member whose sensitivity is higher than the reference wavelength is set as the wavelength of the light beam. ,
An image forming apparatus according to claim 3.
前記制御部は、電子写真プロセスの条件を補正する画像安定化処理が行われるときに、前記膜厚情報を取得して前記光ビームの波長を設定する、
請求項2記載の画像形成装置。 An electrophotographic image forming apparatus,
The control unit acquires the film thickness information and sets the wavelength of the light beam when an image stabilization process for correcting the conditions of the electrophotographic process is performed.
An image forming apparatus according to claim 2.
前記制御部は、前記複数の光源のいずれかにより射出される前記光の波長の設定を変更するときに、他の光源により射出される前記光の波長の設定も同様に変更する、
請求項1ないし8のいずれかに記載の画像形成装置。 A plurality of the photosensitive members are provided, and the light source is provided in the print head so as to correspond to each of the plurality of photosensitive members,
When changing the setting of the wavelength of the light emitted by any of the plurality of light sources, the control unit similarly changes the setting of the wavelength of the light emitted by another light source.
An image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8.
請求項1ないし9のいずれかに記載の画像形成装置。 The control unit switches the wavelength of the light beam according to an image forming operation mode, a condition, or an image quality.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 9.
請求項10記載の画像形成装置。 A plurality of modes with different resolutions or system speeds are defined as the operation mode, an accumulated emission time of the light source in the print head is defined as the condition, and toner adhesion per line area and unit area is defined as the image quality The amount is fixed,
The image forming apparatus according to claim 10.
前記制御部は、前記光ビームの波長および内部の温度に応じて前記照射位置のずれをなくすよう前記光路補正機構を制御する、
請求項1ないし11のいずれかに記載の画像形成装置。 The print head includes an optical path correction mechanism that corrects the irradiation position of the light beam on the photosensitive member,
The control unit controls the light path correction mechanism so as to eliminate the deviation of the irradiation position according to the wavelength of the light beam and the internal temperature.
An image forming apparatus according to any one of claims 1 to 11.
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