JP2020027139A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表面に有機保護層を有する有機感光ドラムでも、感光ドラムの表面の凹凸が増大することを抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】表面に有機保護層を有する有機感光ドラムと、電源から出力された交流電圧及び直流電圧の重畳電圧により、有機感光ドラムを帯電する帯電ローラと、帯電ローラに流れる電流値を検出する電流検出回路と、有機感光ドラムに当接して有機感光ドラムから中間転写ベルトに転写後に有機感光ドラムの表面に残留したトナーを有機感光ドラムの移動に伴って除去するクリーニングブレードと、を備える。制御部は、電源から帯電ローラに所定の直流電圧を印加した際に帯電ローラに流れる電流値の絶対値の所定画像形成枚数当たりの予想摩耗量P1が耐久想定摩耗量Pnより小さい場合に、予想摩耗量P1に基づいて、電源から帯電ローラに印加する電流量を大きくする帯電電流量補正処理モードを実行可能である。【選択図】図7
Description
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等により記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式の画像形成装置は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、及びこれらの複数の機能を有する複合機等として広く応用されている。この種の画像形成装置では、非磁性のトナーと磁性のキャリアとを主成分とする二成分現像剤を用いて、感光ドラムに形成された静電像を現像するものが広く普及している。
感光体である感光ドラムの表面には、帯電、露光、現像、転写、クリーニングにおいて、電気的外力や機械的外力が直接加えられるため、感光ドラムには、これら外力に対する耐久性も要求される。具体的には、これら外力による表面の傷や摩耗の発生に対する耐久性、即ち、耐傷性及び耐摩耗性が要求される。感光ドラムの表面の耐傷性や耐摩耗性を向上させる技術としては、例えば、結着樹脂として硬化性樹脂を用いた硬化層を表面層とした感光ドラムが知られている。また、炭素−炭素二重結合を有するモノマーと炭素−炭素二重結合を有する電荷輸送性モノマーとを熱または光のエネルギにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層を表面層とした感光ドラムが知られている。更に、同一分子内に連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を電子線のエネルギにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層を表面層とした感光ドラムが知られている。このように、近年、感光ドラムの周面の耐傷性や耐摩耗性を向上させる技術として、感光ドラムの表面層を硬化層とし、もって表面層の機械的強度を高めるという技術が確立されてきている。
また、画像形成装置のトナーとして、高画質化、トナー消費量の低減のために、従来よりも粒径の小さなトナーを用いることが多くなっている。転写性を向上させるために、トナーの球形度を上げて、より真球に近いトナーを用いることも多い。感光ドラムの表面上に転写後に残留した粒径の小さいトナーや、真球に近いトナーのクリーニングは困難なことが知られている。このようなトナーを感光ドラムの表面から清掃する構成として、クリーニングブレードのエッジをコーティングして感光ドラムへの追従性を向上させる技術が提案されている(特許文献1参照)。
近年、感光体の長寿命化のために表面に耐摩耗性の高い有機保護層を設けた有機感光ドラムが普及している。また、例えば一次転写部においては、有機感光ドラムに現像されたトナー像を被転写体に転写する転写部材を、付勢部材によって有機感光ドラムに付勢している。このため、画像形成装置の長期間使用中に、現像装置から有機感光ドラムへ転移した現像剤のキャリアが一次転写部で有機感光ドラムとの間に付勢部材の付勢力により挟み込まれる可能性がある。この場合、表面に有機保護層を設けた有機感光ドラムであっても、表面にキャリアによる凹みができることがある。形成された凹みは、有機感光ドラムの表面が削れることで徐々に浅くなり、また表面に沿って引き延ばされることで有機感光ドラムの移動方向(周方向)に繋がっていく。
表面に有機保護層を設けた有機感光ドラムでは、長期間使用につれてキャリアによる凹みが一定の割合で形成されるとき、キャリアによる凹みが削れるのに要する時間が多くかかるため、有機感光ドラムの表面の凹みの数が増加する。このため、有機感光ドラムの表面の凹みの有る所と無い所の段差や、凹みの摩耗具合等で有機感光ドラムの表面に凹凸が生じる。有機感光ドラムの表面の凹みの数が多いと、特許文献1に記載のクリーニングブレードでは転写残トナーを堰き止めることができず、クリーニング不良を発生してしまう虞がある。このため、表面に有機保護層を設けて表面の摩耗量を低下させた有機感光ドラムにおいて、表面の凹凸の増大を抑制することが望まれていた。
本発明は、表面に有機保護層を有する有機感光ドラムでも、感光ドラムの表面の凹凸が増大することを抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、静電像を担持して移動可能で、表面に有機保護層を有する有機感光体と、交流電圧及び直流電圧を出力する電源と、前記電源から出力された交流電圧及び直流電圧の重畳電圧により、前記有機感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段に流れる電流値を検出する電流検出手段と、帯電された前記有機感光体を露光して静電像を形成する露光手段と、トナー及びキャリアを含む現像剤により前記有機感光体の静電像を現像する現像手段と、前記有機感光体に現像されたトナー像を被転写体に転写する転写部材と、前記転写部材を前記有機感光体に向けて付勢する付勢部材と、前記有機感光体に当接し、前記有機感光体から前記被転写体に転写後に前記有機感光体の表面に残留したトナーを前記有機感光体の移動に伴って除去するクリーニングブレードと、前記電源を制御可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電源から前記帯電手段に所定の直流電圧を印加した際に前記帯電手段に流れる電流値の絶対値の所定画像形成枚数当たりの増加量が所定量より小さい場合に、前記増加量に基づいて、前記電源から前記帯電手段に印加する電流量を大きくするモードを実行可能であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、静電像を担持して移動可能で、表面に有機保護層を有する有機感光体と、交流電圧及び直流電圧を出力する電源と、前記電源から出力された交流電圧及び直流電圧の重畳電圧により、前記有機感光体を帯電する帯電手段と、帯電された前記有機感光体を露光して静電像を形成する露光手段と、トナー及びキャリアを含む現像剤により前記有機感光体の静電像を現像する現像手段と、前記有機感光体に現像されたトナー像を被転写体に転写する転写部材と、前記転写部材を前記有機感光体に向けて付勢する付勢部材と、前記有機感光体に当接し、前記有機感光体から前記被転写体に転写後に前記有機感光体の表面に残留したトナーを前記有機感光体の移動に伴って除去するクリーニングブレードと、前記電源を制御可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、画像形成ジョブ当たりの画像形成枚数が所定枚数より多くなった場合に、画像形成ジョブ当たりの画像形成枚数が前記所定枚数より多くなった画像形成ジョブの次に実行される画像形成ジョブにおいて、前記電源から前記帯電手段に印加する電流量を大きくするモードを実行可能であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、静電像を担持して移動可能で、表面に有機保護層を有する有機感光体と、交流電圧及び直流電圧を出力する電源と、前記電源から出力された交流電圧及び直流電圧の重畳電圧により、前記有機感光体を帯電する帯電手段と、帯電された前記有機感光体を露光して静電像を形成する露光手段と、トナー及びキャリアを含む現像剤により前記有機感光体の静電像を現像する現像手段と、前記有機感光体に現像されたトナー像を被転写体に転写する転写部材と、前記転写部材を前記有機感光体に向けて付勢する付勢部材と、前記有機感光体に当接し、前記有機感光体から前記被転写体に転写後に前記有機感光体の表面に残留したトナーを前記有機感光体の移動に伴って除去するクリーニングブレードと、前記電源を制御可能な制御手段と、を備え、前記制御手段は、所定画像形成枚数当たりのトナーの消費量に関する値に基づいて、前記電源から前記帯電手段に印加する電流量を大きくするモードを実行可能であることを特徴とする。
本発明によれば、感光ドラムの表面の摩耗量が不足する場合でも、感光ドラムの表面の凹凸が増大することを抑制できる。
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態を、図1〜図9を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置1の一例としてタンデム型のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置1に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施することができる。
以下、本発明の第1の実施形態を、図1〜図9を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置1の一例としてタンデム型のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置1に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施することができる。
図1に示すように、画像形成装置1は、装置本体10と、不図示のシート給送部と、画像形成部40と、不図示のシート排出部と、制御部11とを備えている。画像形成装置1は、不図示の原稿読取装置、パーソナルコンピュータ等のホスト機器、あるいはデジタルカメラやスマートフォン等の外部機器からの画像信号に応じて、4色フルカラー画像を記録材に形成することができる。尚、記録材であるシートSは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である合成樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。
本実施形態では、非磁性のトナーと磁性のキャリアとを有する二成分現像剤を使用している。トナーは、着色剤を有した結着樹脂からなる母体と、母体に添加される添加剤とを有している。トナーとしては、負帯電性ポリエステル系樹脂を主体とした樹脂バインダに顔料を混練したものを粉砕分級して得られた平均粒径が約6μmのトナーを用いている。キャリアは、表面酸化あるいは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれらの合金、あるいは酸化物フェライトなどが使用可能である。キャリアの粒径は、小さすぎると現像時にキャリアが像担持体に付着しやすくなり、大きすぎると現像時にキャリアがトナー像を乱してしまうので、本実施形態では平均体積粒径40μmのフェライトキャリアを用いた。本実施形態において現像容器内には300gの現像剤を収容し、設置時の現像剤はトナーとキャリアとの重量比を1:9とした。
画像形成部40は、シート給送部から給送されたシートSに対して、画像情報に基づいて画像を形成可能である。画像形成部40は、プロセスカートリッジ50y,50m,50c,50kと、トナーボトル41y,41m,41c,41kと、露光装置42y,42m,42c,42kと、中間転写ユニット44と、二次転写部45と、定着部46と、を備えている。尚、本実施形態の画像形成装置1は、フルカラーに対応するものであり、プロセスカートリッジ50y,50m,50c,50kは、イエロー(y)、マゼンタ(m)、シアン(c)、ブラック(k)の4色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図1中では4色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示すが、図2以降及び明細書中では色の識別子を付さずに符号のみで説明する場合がある。
プロセスカートリッジ50は、トナー像を担持して移動する感光ドラム51と、帯電ローラ52と、現像装置20と、不図示の前露光装置と、クリーニングブレード55と、を有している。プロセスカートリッジ50は、一体にユニット化されて、装置本体10に対して着脱可能に構成されている。
<感光ドラム>
感光ドラム51は、回転可能であり、画像形成に用いられる静電像を担持して移動可能である。感光ドラム51は、両端部をフランジによって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより回転駆動される。本実施形態では、感光ドラム51は、軸方向の長さ340mm、外径30mmであり、中心支軸を中心に200mm/secのプロセススピード(周速度)で、図1中の矢印方向に回転される。
感光ドラム51は、回転可能であり、画像形成に用いられる静電像を担持して移動可能である。感光ドラム51は、両端部をフランジによって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより回転駆動される。本実施形態では、感光ドラム51は、軸方向の長さ340mm、外径30mmであり、中心支軸を中心に200mm/secのプロセススピード(周速度)で、図1中の矢印方向に回転される。
感光ドラム51は、帯電特性が負帯電性の回転ドラム型の有機感光ドラムである。図2に示すように、感光ドラム51は、アルミニウム製シリンダ(導電性基体)511の表面に、下地層512と、有機材料からなる電荷発生層513と、厚さ約20μmの電荷輸送層514と、を下から順に塗り重ねた構成をしている。感光ドラム51の表面層(保護層)は、結着樹脂として硬化性樹脂を用いて硬化層(有機保護層)515としている。即ち、感光ドラム51は、表面に有機保護層を有する有機感光体である。尚、本実施形態では、硬化層515として硬化性樹脂を用いた場合について説明しているが、これには限られない。例えば、硬化層515として、炭素−炭素二重結合を有するモノマーと炭素−炭素二重結合を有する電荷輸送性モノマーとを熱または光のエネルギにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層を適用してもよい。あるいは、硬化層515として、同一分子内に連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を電子線のエネルギにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層を適用してもよい。
<帯電ローラ>
帯電ローラ(帯電手段)52は、感光ドラム51の表面を一様に帯電処理する接触式帯電手段であり、従動して回転するゴムローラを用いており、感光ドラム51の表面を均一に帯電する。帯電ローラ52は、軸方向の長さ330mm、直径14mmであり、ステンレス製の芯金の外回りに導電ゴム層を形成した構成である。帯電ローラ52は、芯金の両端部をそれぞれ不図示の軸受部材により回転自在に保持されると共に、不図示の押圧ばねによって感光ドラム51に向かって付勢して、感光ドラム51の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。これにより、帯電ローラ52は、感光ドラム51の回転に従動して回転する(周速度は300mm/sec)。
帯電ローラ(帯電手段)52は、感光ドラム51の表面を一様に帯電処理する接触式帯電手段であり、従動して回転するゴムローラを用いており、感光ドラム51の表面を均一に帯電する。帯電ローラ52は、軸方向の長さ330mm、直径14mmであり、ステンレス製の芯金の外回りに導電ゴム層を形成した構成である。帯電ローラ52は、芯金の両端部をそれぞれ不図示の軸受部材により回転自在に保持されると共に、不図示の押圧ばねによって感光ドラム51に向かって付勢して、感光ドラム51の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。これにより、帯電ローラ52は、感光ドラム51の回転に従動して回転する(周速度は300mm/sec)。
帯電ローラ52は、感光ドラム51との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して帯電する。帯電ローラ52の芯金には、交流電圧及び直流電圧を出力する電源70(図3参照)より所定の条件の帯電電圧が印加される。例えば、印加する直流電圧を−500V、交流電圧をその環境における放電開始電圧の2倍以上の値に設定すると、回転する感光ドラム51の画像形成部が約−500Vに一様に帯電処理される。即ち、帯電ローラ52は、電源70から出力された交流電圧及び直流電圧の重畳電圧により、感光ドラム51を帯電する。尚、画像形成中に印加される直流電圧は、−500Vに限定されるものではなく、環境や感光ドラム51及び帯電ローラ52の使用耐久状況などに応じて、良好な画像形成に適する電位に適宜設定される。
<露光装置>
露光装置(露光手段)42は、帯電処理された感光ドラム51の面に静電潜像を形成する情報書き込み手段であり、半導体レーザを用いたレーザスキャナである。レーザビームスキャナは、画像読取装置などのホスト処理装置から画像形成装置1側に送られた画像情報に対応して変調されたレーザ光を出力して、一様に帯電処理された回転する感光ドラム51の表面をレーザ走査露光する。このレーザ走査露光により、感光ドラム51の表面のレーザ光で照射されたところの電位が低下し、回転する感光ドラム51の表面には、画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。即ち、露光装置42は、帯電された感光ドラム51を露光して静電像を形成する。
露光装置(露光手段)42は、帯電処理された感光ドラム51の面に静電潜像を形成する情報書き込み手段であり、半導体レーザを用いたレーザスキャナである。レーザビームスキャナは、画像読取装置などのホスト処理装置から画像形成装置1側に送られた画像情報に対応して変調されたレーザ光を出力して、一様に帯電処理された回転する感光ドラム51の表面をレーザ走査露光する。このレーザ走査露光により、感光ドラム51の表面のレーザ光で照射されたところの電位が低下し、回転する感光ドラム51の表面には、画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。即ち、露光装置42は、帯電された感光ドラム51を露光して静電像を形成する。
<現像装置>
現像装置(現像手段)20は、感光ドラム51上の静電潜像に従ってトナーを供給し、静電潜像をトナー像として反転現像する。即ち、現像装置20は、トナー及びキャリアを含む現像剤により感光ドラム51の静電像を現像する。現像装置20は、現像スリーブ24を有しており、現像スリーブ24の軸方向の長さは325mmである。本実施形態では、現像スリーブ24はトナー及びキャリアを含む二成分現像剤による磁気ブラシを保持し、感光ドラム51に接触させながら現像を行う。感光ドラム51に付着したトナーの平均帯電量は、約−30μC/gである。
現像装置(現像手段)20は、感光ドラム51上の静電潜像に従ってトナーを供給し、静電潜像をトナー像として反転現像する。即ち、現像装置20は、トナー及びキャリアを含む現像剤により感光ドラム51の静電像を現像する。現像装置20は、現像スリーブ24を有しており、現像スリーブ24の軸方向の長さは325mmである。本実施形態では、現像スリーブ24はトナー及びキャリアを含む二成分現像剤による磁気ブラシを保持し、感光ドラム51に接触させながら現像を行う。感光ドラム51に付着したトナーの平均帯電量は、約−30μC/gである。
現像装置20には、不図示の電源から所定の現像バイアスが印加される。本実施形態では、現像バイアスは、直流電圧(Vdc)と交流電圧(Vac)とを重畳した振動電圧である。この振動電圧は、例えば、周波数8.0kHz、ピーク間電圧1.8kV、矩形波の交流電圧を重畳した電圧である。直流電圧は、現像部における感光ドラム51の電位に対して適正なカブリ取り電位になるように適宜設定される。
<中間転写ユニット>
感光ドラム51に現像されたトナー像は、中間転写ユニット44に対して一次転写される。一次転写後の感光ドラム51は、不図示の前露光装置によって表面を除電される。クリーニングブレード55は、カウンタブレード方式であり、感光ドラム51に対して所定の押圧力で当接されている。一次転写後、中間転写ユニット44に転写されずに感光ドラム51の表面に残留したトナーは、感光ドラム51に当接して設けられたクリーニングブレード55によって除去され、回収されて次の作像工程に備える。
感光ドラム51に現像されたトナー像は、中間転写ユニット44に対して一次転写される。一次転写後の感光ドラム51は、不図示の前露光装置によって表面を除電される。クリーニングブレード55は、カウンタブレード方式であり、感光ドラム51に対して所定の押圧力で当接されている。一次転写後、中間転写ユニット44に転写されずに感光ドラム51の表面に残留したトナーは、感光ドラム51に当接して設けられたクリーニングブレード55によって除去され、回収されて次の作像工程に備える。
<クリーニングブレード>
クリーニングブレード55は、一次転写における中間転写ベルト44bへのトナー像転写後に、感光ドラム51に若干残留する転写残トナーを、感光ドラム51の表面から除去する。即ち、クリーニングブレード55は、感光ドラム51に当接し、感光ドラム51から中間転写ベルト44bに転写後に感光ドラム51の表面に残留したトナーを感光ドラム51の移動に伴って除去する。本実施形態におけるクリーニングブレード55はウレタンゴムからなる平板状の形状であり、軸方向の長さは330mmであり、30gf/cmの線圧で感光ドラム51に押圧されている。
クリーニングブレード55は、一次転写における中間転写ベルト44bへのトナー像転写後に、感光ドラム51に若干残留する転写残トナーを、感光ドラム51の表面から除去する。即ち、クリーニングブレード55は、感光ドラム51に当接し、感光ドラム51から中間転写ベルト44bに転写後に感光ドラム51の表面に残留したトナーを感光ドラム51の移動に伴って除去する。本実施形態におけるクリーニングブレード55はウレタンゴムからなる平板状の形状であり、軸方向の長さは330mmであり、30gf/cmの線圧で感光ドラム51に押圧されている。
中間転写ユニット44は、駆動ローラ44aや従動ローラ44d、一次転写ローラ47y,47m,47c,47k等の複数のローラと、これらのローラに巻き掛けられ、トナー像を担持する無端状の中間転写ベルト44bとを備えている。一次転写ローラ47y,47m,47c,47kは、感光ドラム51y,51m,51c,51kにそれぞれ対向して配置され、中間転写ベルト44bに当接し、感光ドラム51に現像されたトナー像を被転写体である中間転写ベルト44bに一次転写する。
<一次転写ローラ>
一次転写ローラ(転写部材)47は、感光ドラム51との間に中間転写ベルト44bを挟む方向に付勢ばね(付勢部材)47sにより所定の押圧力をもって圧接され、その圧接ニップ部が一次転写部である。即ち、付勢ばね47sは、中間転写ユニット44に設けられ、一次転写ローラ47を感光ドラム51に向けて付勢する。一次転写ローラ47には、不図示の電源からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写電圧、本実施形態では+600Vが印加される。これにより、感光ドラム51の表面側のトナー像が、中間転写ベルト44bの表面に順次に静電転写されていく。
一次転写ローラ(転写部材)47は、感光ドラム51との間に中間転写ベルト44bを挟む方向に付勢ばね(付勢部材)47sにより所定の押圧力をもって圧接され、その圧接ニップ部が一次転写部である。即ち、付勢ばね47sは、中間転写ユニット44に設けられ、一次転写ローラ47を感光ドラム51に向けて付勢する。一次転写ローラ47には、不図示の電源からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写電圧、本実施形態では+600Vが印加される。これにより、感光ドラム51の表面側のトナー像が、中間転写ベルト44bの表面に順次に静電転写されていく。
<中間転写ベルト>
中間転写ベルト44bは、感光ドラム51に当接して感光ドラム51との間で一次転写部を形成する。中間転写ベルト44bに一次転写ローラ47によって正極性の一次転写バイアスを印加することにより、感光ドラム51に形成された負極性を持つトナー像が一次転写部で中間転写ベルト44bに順次多重に一次転写される。中間転写ベルト44bの材料としては、例えば、樹脂系又は金属芯体入りのゴムベルト、樹脂及びゴムからなるベルトを適用でき、あるいはトナーの飛び散りや中抜けなどの良化など画像向上性を意識して弾性層を有するベルトを用いてもよい。本実施形態では、中間転写ベルト44bとして、厚さは80μm、全周は900mmで、ポリイミドにカーボン分散し、体積抵抗率を108Ωcmオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。
中間転写ベルト44bは、感光ドラム51に当接して感光ドラム51との間で一次転写部を形成する。中間転写ベルト44bに一次転写ローラ47によって正極性の一次転写バイアスを印加することにより、感光ドラム51に形成された負極性を持つトナー像が一次転写部で中間転写ベルト44bに順次多重に一次転写される。中間転写ベルト44bの材料としては、例えば、樹脂系又は金属芯体入りのゴムベルト、樹脂及びゴムからなるベルトを適用でき、あるいはトナーの飛び散りや中抜けなどの良化など画像向上性を意識して弾性層を有するベルトを用いてもよい。本実施形態では、中間転写ベルト44bとして、厚さは80μm、全周は900mmで、ポリイミドにカーボン分散し、体積抵抗率を108Ωcmオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。
二次転写部45は、二次転写内ローラ45aと、二次転写外ローラ45bとを備えている。二次転写外ローラ45bは、中間転写ベルト44bに当接して中間転写ベルト44bとの間で二次転写部45を形成する。二次転写外ローラ45bに正極性の二次転写バイアス(例えば、+800V)を印加することにより、中間転写ベルト44bに一次転写されたフルカラーのトナー像を二次転写部45でシートSに二次転写する。
定着部46は、定着ローラ46a及び加圧ローラ46bを備えている。定着ローラ46aと加圧ローラ46bとの間をシートSが挟持され搬送されることにより、シートSに転写されたトナー像は加熱及び加圧されてシートSに定着される。シート排出部は、定着後、排出経路から搬送されるシートSを給送し、例えば、排出口から排出して排出トレイに積載する。
<制御部>
図3に示すように、制御部11はコンピュータにより構成され、例えばCPU12と、各部を制御するプログラムを記憶するROM13と、データを一時的に記憶するRAM14と、外部と信号を入出力する入出力回路15(I/F)とを備えている。CPU12は、画像形成装置1の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。CPU12は、入出力回路15を介して、シート給送部、画像形成部40、シート排出部等に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。ROM13には、シートSに画像を形成するための画像形成制御シーケンス等が記憶される。RAM14には、後述する枚数カウンタCが記憶される。RAM14及びROM13は、画像形成装置1内の基板内のメモリでもよく、あるいはドラムカートリッジに設置されるタグ内のメモリでもよい。制御部11は、電源70などに接続され、電源70に設けられた交流電源71及び直流電源72を制御可能である。また、制御部11は、電源70から帯電ローラ52に所定の直流電圧を印加した際に帯電ローラ52に流れる電流値の絶対値の所定画像形成枚数当たりの増加量が所定量より小さい場合に、後述する帯電電流量補正処理モードを実行する(図7参照)。
図3に示すように、制御部11はコンピュータにより構成され、例えばCPU12と、各部を制御するプログラムを記憶するROM13と、データを一時的に記憶するRAM14と、外部と信号を入出力する入出力回路15(I/F)とを備えている。CPU12は、画像形成装置1の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。CPU12は、入出力回路15を介して、シート給送部、画像形成部40、シート排出部等に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。ROM13には、シートSに画像を形成するための画像形成制御シーケンス等が記憶される。RAM14には、後述する枚数カウンタCが記憶される。RAM14及びROM13は、画像形成装置1内の基板内のメモリでもよく、あるいはドラムカートリッジに設置されるタグ内のメモリでもよい。制御部11は、電源70などに接続され、電源70に設けられた交流電源71及び直流電源72を制御可能である。また、制御部11は、電源70から帯電ローラ52に所定の直流電圧を印加した際に帯電ローラ52に流れる電流値の絶対値の所定画像形成枚数当たりの増加量が所定量より小さい場合に、後述する帯電電流量補正処理モードを実行する(図7参照)。
<電流検知回路>
感光ドラム51と接地電位との間には、電流検知回路(電流検出手段)73が設けられている。電流検知回路73は、振動電圧の直流電圧によって帯電ローラ52から感光ドラム51に流れる直流電流Iを測定するための抵抗73Rと、交流電圧によって感光ドラム51に流れる交流電流をバイパスするためのコンデンサ73Cとを有している。電流検知回路73は、帯電ローラ52に印加される振動電圧により発生する直流電流及び交流電流を制御部11でモニタするための構成であって、この構成が感光ドラム51の感光層の膜厚測定を実行可能である。即ち、電流検知回路73は、帯電ローラ52に流れる電流値を検出する。制御部11は、抵抗73Rの端子間電圧を測定し、その測定値に基づいて感光ドラム51の感光層の膜厚を算出する。
感光ドラム51と接地電位との間には、電流検知回路(電流検出手段)73が設けられている。電流検知回路73は、振動電圧の直流電圧によって帯電ローラ52から感光ドラム51に流れる直流電流Iを測定するための抵抗73Rと、交流電圧によって感光ドラム51に流れる交流電流をバイパスするためのコンデンサ73Cとを有している。電流検知回路73は、帯電ローラ52に印加される振動電圧により発生する直流電流及び交流電流を制御部11でモニタするための構成であって、この構成が感光ドラム51の感光層の膜厚測定を実行可能である。即ち、電流検知回路73は、帯電ローラ52に流れる電流値を検出する。制御部11は、抵抗73Rの端子間電圧を測定し、その測定値に基づいて感光ドラム51の感光層の膜厚を算出する。
次に、このように構成された画像形成装置1における画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まず感光ドラム51が回転して表面が帯電ローラ52により帯電される。そして、露光装置42により画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム51に対して発光され、感光ドラム51の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーが付着することにより、現像されてトナー画像として可視化され、中間転写ベルト44bに一次転写される。一次転写後、中間転写ユニット44に転写されずに感光ドラム51上に残留したトナーは、クリーニングブレード55によって除去される。
一方、このようなトナー像の形成動作に並行してシートSが供給され、中間転写ベルト44bのトナー画像にタイミングを合わせて、搬送経路を介してシートSが二次転写部45に搬送される。中間転写ベルト44bからシートSに画像が二次転写され、シートSは、定着部46に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されてシートSの表面に定着され、装置本体10から排出される。
<感光ドラムの膜厚の検知のメカニズム>
次に、本実施形態の画像形成装置1における感光ドラム51の膜厚の検知について説明する。図4に、感光ドラム51の膜厚と帯電ローラ52から感光ドラム51に直流電圧を印加したときに流れる直流電流Iとの関係を示す。帯電ローラ52により与えられる感光ドラム51の表面電位V0と感光ドラム51の感光層の膜厚dとの間には、下記の数式1の関係が成立する。膜厚dは感光層の表面から導電性基体511の表面までの距離、Qは感光層に与えられる単位面積あたりの電荷量、Cは感光層の単位面積あたりの静電容量、ε0は真空中の誘電率、εrは感光層の比誘電率をそれぞれ示す。
Q=CV0=ε0・εr・1/d・V0 ・・・数式1
次に、本実施形態の画像形成装置1における感光ドラム51の膜厚の検知について説明する。図4に、感光ドラム51の膜厚と帯電ローラ52から感光ドラム51に直流電圧を印加したときに流れる直流電流Iとの関係を示す。帯電ローラ52により与えられる感光ドラム51の表面電位V0と感光ドラム51の感光層の膜厚dとの間には、下記の数式1の関係が成立する。膜厚dは感光層の表面から導電性基体511の表面までの距離、Qは感光層に与えられる単位面積あたりの電荷量、Cは感光層の単位面積あたりの静電容量、ε0は真空中の誘電率、εrは感光層の比誘電率をそれぞれ示す。
Q=CV0=ε0・εr・1/d・V0 ・・・数式1
数式1から明らかなように、感光ドラム51が摩耗して感光層の膜厚dが減少すると、同一の表面電位V0では電荷Qは大きくなる。即ち、感光ドラム51の膜厚dを測定するには、電荷Q、即ち直流電流Iを測定すればよい。このようにして求められた感光ドラム51の感光層の膜厚dに基づき、感光ドラム51の寿命を予測することができる。また、より高精度に寿命を予想するために、測定された直流電流Iと初期の直流電流I0との差分ΔIを用いる場合もある。これは、決まっている膜厚に対してどれだけ削れているかという観点から寿命を見積もるという方法である。本実施形態では、ΔIを、感光ドラム51で画像不良が発生するときの摩耗量を直流電流で表したΔI0で割った値をパーセントで表した値をLF値と呼び、感光ドラム51の寿命予測に用いている。
<直流電流検知>
本実施形態では、感光ドラム51の膜厚を検知するために、直流電流検知を実施する。直流電流検知は、感光ドラム51に帯電ローラ52による振動高圧を印加している時に電流検知回路73が直流電流を検知することで実施される。本実施形態では、制御部11は、所定画像形成枚数(例えば、5万枚)を検知すると、帯電ローラ52に通常画像形成時と異なる振動高圧を印加させると同時に、電流検知回路73に直流電流の検知を行わせる。
本実施形態では、感光ドラム51の膜厚を検知するために、直流電流検知を実施する。直流電流検知は、感光ドラム51に帯電ローラ52による振動高圧を印加している時に電流検知回路73が直流電流を検知することで実施される。本実施形態では、制御部11は、所定画像形成枚数(例えば、5万枚)を検知すると、帯電ローラ52に通常画像形成時と異なる振動高圧を印加させると同時に、電流検知回路73に直流電流の検知を行わせる。
ここでは、例えば、帯電ローラ52の直流電圧は700V、交流電圧は直流電流検知制御の直前に画像形成装置1内の制御により適正な値に設定する。直流電圧は基本的には何Vでもよいが、大きい方が直流電流も増加して分解能が上がるため、リークなどの弊害がないところまで上げる方が望ましい。直流電圧に重畳する交流電圧は、感光ドラム51と帯電ローラ52との間に十分な放電が確保されて、直流電圧に等しい帯電電位(VD)を感光ドラム51に形成できる電圧であることが好ましい。図5(a)に示すように、交流電圧が十分でないと、帯電ローラ52に印加した直流電圧を感光ドラム51の帯電電位(ドラム電位)に十分に反映できない。図5(b)に示すように、交流電圧が十分でないと、帯電ローラ52を流れて測定される直流電流Iと直流電圧の関係が不安定になる。
<感光ドラムの表面の摩耗>
感光ドラム51は、帯電ローラ52から高圧を印加されることで表層の分子鎖が破壊され脆くなる。脆くなった感光ドラム51の表層は、クリーニングブレード55によって削り取られる。図6に、帯電工程で感光ドラム51に印加される高圧の交流成分の放電電流量と10万枚当たりの感光ドラム51の摩耗量との関係を示す。本実施形態では、制御前の放電電流量を70μAに設定している。図6に示すように、放電電流量を変更することで感光ドラム51の摩耗量を調整可能なことが分かる。上記の工程が含まれる画像形成を繰り返し行った感光ドラム51の膜厚は減少し、直流電流検知で直流電流の変化が検知される。
感光ドラム51は、帯電ローラ52から高圧を印加されることで表層の分子鎖が破壊され脆くなる。脆くなった感光ドラム51の表層は、クリーニングブレード55によって削り取られる。図6に、帯電工程で感光ドラム51に印加される高圧の交流成分の放電電流量と10万枚当たりの感光ドラム51の摩耗量との関係を示す。本実施形態では、制御前の放電電流量を70μAに設定している。図6に示すように、放電電流量を変更することで感光ドラム51の摩耗量を調整可能なことが分かる。上記の工程が含まれる画像形成を繰り返し行った感光ドラム51の膜厚は減少し、直流電流検知で直流電流の変化が検知される。
但し、この画像形成による感光ドラム51の膜厚の減少は長時間を要する工程であり、直流電流検知で差分を出すためには長期間の画像形成が必要になる。本実施形態では直流電流検知で差分を出すために、膜厚検知の実施間隔を画像形成枚数5万枚ごとにしている。尚、膜厚検知の実施間隔は画像形成枚数には限らず、感光ドラム51が帯電ローラ52から高圧を受けた時間である帯電印加時間や、高圧を受けながら駆動した距離である帯電走行距離、または前回実施タイミングからのある固定の時間でもよい。
次に、上述した本実施形態の画像形成装置1において、帯電電流量補正処理モードを実行する際の手順について、図7に示すフローチャートに沿って説明する。制御部11は、画像形成ジョブの入力により、画像形成ジョブの前回転時において、前回の制御実行時に記憶された枚数カウンタCを参照し(ステップS11)、枚数カウンタCが制御実行枚数n1以上であるか否かを判断する(ステップS12)。ここでは、例えば、制御実行枚数n1=5万枚としている。尚、5万枚に限られないのは勿論である。制御部11は、枚数カウンタCが制御実行枚数n1以上でないと判断した場合は(ステップS12のNO)、処理を終了する。
制御部11は、枚数カウンタCが制御実行枚数n1以上であると判断した場合は(ステップS12のYES)、膜厚検知処理を実行する(ステップS13)。ここでは、感光ドラム51の膜厚dを得るために、直流電流Iを測定し、数式1を利用して算出する。制御部11は、膜厚検知処理の結果に基づいて、膜厚の予測値である予測膜厚d1を算出する(ステップS14)。制御部11は、得られた予測膜厚d1と、耐久の初期に測定した初期膜厚d0との差分(d0−d1)を予想摩耗量P1として算出する(ステップS15)。
制御部11は、予想摩耗量P1が耐久想定摩耗量Pnより小さいか否かを判断する(ステップS16)。制御部11は、予想摩耗量P1が耐久想定摩耗量Pnより小さくないと判断した場合は(ステップS16のNO)、処理を終了する。制御部11は、予想摩耗量P1が耐久想定摩耗量Pnより小さいと判断した場合は(ステップS16のYES)、追加で必要な摩耗量を、テーブルを参照して算出する(ステップS17)。例えば、制御前の摩耗量よりも0.2μm以上多く削ると適正な摩耗量となる場合は、帯電電流量を70μAから85μAに上げるようにする。制御部11は、算出した摩耗量に基づく帯電電流量の変化量により、帯電電流量の補正処理を実行し(ステップS18、帯電電流量補正処理モード)、処理を終了する。
即ち、制御部11は、電源70から帯電ローラ52に所定の直流電圧を印加する。その際に、制御部11は、帯電ローラ52に流れる電流値の絶対値の所定画像形成枚数(例えば、5万枚)当たりの予想摩耗量(増加量)P1が耐久想定摩耗量(所定量)Pnより小さい場合に、帯電電流量補正処理モードを実行する。帯電電流量補正処理モードは、予想摩耗量P1に基づいて、電源70から帯電ローラ52に印加する電流量を大きくするモードである。また、制御部11は、所定画像形成枚数以上(例えば、5万枚以上)の画像形成を実行するごとに、帯電電流量補正処理モードを実行可能である。また、制御部11は、画像形成ジョブの前回転時に帯電電流量補正処理モードを実行可能である。尚、帯電電流量補正処理モードでの電流量は、交流電圧により流れる電流量である。
ここで、感光ドラム51の凹凸形状は、例えばレーザ顕微鏡、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子間力顕微鏡などの顕微鏡を用いて観察することができる。レーザ顕微鏡としては、例えば、以下の機器を利用可能である。例えば、(株)キーエンス製の超深度形状測定顕微鏡VK−8550、超深度形状測定顕微鏡VK−9000、超深度形状測定顕微鏡VK−9500、VK−X200、VK−X100、オリンパス(株)製の走査型共焦点レーザ顕微鏡OLS3000である。光学顕微鏡としては、例えば、(株)キーエンス製のデジタルマイクロスコープVHX−500、デジタルマイクロスコープVHX−300を利用可能である。電子顕微鏡としては、例えば、(株)キーエンス製の3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡VE−9800、3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡VE−8800、(株)島津製作所製の走査型電子顕微鏡SUPERSCAN SS−550を利用可能である。原子間力顕微鏡としては、例えば、(株)キーエンス製のナノスケールハイブリッド顕微鏡VN−8000、(株)島津製作所製の走査型プローブ顕微鏡SPM−9600を利用可能である。上記顕微鏡を用いて、所定の倍率により、測定視野内の表面形状を計測することができる。また、感光ドラム51の表面の凹凸形状は下記方法により数値化した。上記顕微鏡を用いて、所定の倍率により、測定視野内の形状プロファイルを測定した後、感光ドラム51の移動方向のプロファイルを微分し、測定視野内を面平均して算出した。上記数値が大きい程、感光ドラム51の表面の凹凸が大きくなっていると判断する。
図8に、帯電電流量補正処理を行わない条件で、耐久によって感光ドラム51の摩耗量が異なるときに感光ドラム51の表面の凹凸の推移の違いを示す(比較例)。図8から、想定される感光ドラム51の凹凸のラインよりも感光ドラム51の摩耗量が少ないと、感光ドラム51の凹凸が大きくなることが分かる。本実施形態の画像形成装置1においては、感光ドラム51の凹凸が18を超えると、クリーニングブレード55が外添剤の阻止層を形成できず、クリーニング不良が発生する虞がある。一方、想定される凹凸のラインよりも感光ドラム51の摩耗量が多いと、感光ドラム51の凹凸は小さくなるが、感光ドラム51の摩耗過多によって寿命を短くしてしまう。
これに対し、本実施形態の画像形成装置1によれば、帯電電流量補正処理を実行している。このため、図9の実施例に示すように、画像形成枚数が初期5万枚時点で帯電電流量補正処理を実行した後、徐々に想定摩耗量に近づいている。これにより、感光ドラム51の表面の凹凸がクリーニング性の厳しくなる閾値18まで上昇しないように制御することが可能となった。
上述したように、本実施形態の画像形成装置1によれば、制御部11は、電源70から帯電ローラ52に所定の直流電圧を印加する。その際に、帯電ローラ52に流れる電流値の絶対値の所定画像形成枚数当たりの増加量が所定量より小さい場合に、帯電電流量補正処理モードを実行する。これにより、感光ドラム51の摩耗量が想定より少ない場合に摩耗させるので、感光ドラムの表面の摩耗量が不足してキャリアにより感光ドラム51の表面に凹凸が形成されていても、感光ドラム51の表面の凹凸が増大することを抑制できる。即ち、表面に有機保護層を有する感光ドラム51でも、感光ドラム51の表面の凹凸が増大することを抑制できる。
また、本実施形態の画像形成装置1によれば、膜厚検知処理を実行しているので、実際の膜厚を予測して想定値との差分から摩耗量の多い少ないを判断することができる。このため、帯電電流量補正処理モードの実行タイミングを高精度に判断することができる。
尚、上述した実施形態の画像形成装置1では、画像形成ジョブの実行開始時の前回転時に図7に示すフローチャートの制御を実行し、帯電電流量を変更してから画像形成動作を開始しているが、これには限られない。例えば、画像形成ジョブの実行終了時の後回転時に図7に示すフローチャートの制御を実行し、次の画像形成ジョブの実行時に帯電電流量を変更してもよい。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態を、図10のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置1の単位画像形成ジョブ毎の平均画像形成枚数から、感光ドラム51の摩耗量を予測し、感光ドラム51の摩耗量が適正か否かの判断をする点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第2の実施形態を、図10のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置1の単位画像形成ジョブ毎の平均画像形成枚数から、感光ドラム51の摩耗量を予測し、感光ドラム51の摩耗量が適正か否かの判断をする点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
第1の実施形態では、感光ドラム51の膜厚検知結果から感光ドラム51の摩耗量が適正か否かの判断をしていた。しかし、小型のプリンタ等では膜厚検知手段を備えていないこともある。
一方、例えば連続で複数枚を印刷する場合は、プリント準備のための前回転や、シート搬送のための後回転が1枚毎に印刷する場合に比べて少なくなり、単位枚数当たりの感光ドラム51の走行距離が短くなる。単位枚数当たりの感光ドラム51の走行距離が短くなると、単位枚数当たりの感光ドラム51の摩耗量が減少する。感光ドラム51の摩耗量が減少すると感光ドラム51の表面の凹凸が蓄積していくため、感光ドラム51の表面の凹凸が増大し、クリーニングブレード55でトナーをクリーニングしにくくなる。そこで、本実施形態では、単位枚数当たりの走行距離が少なくなったときに帯電ローラ52から感光ドラム51に印加する電流量を増大させる。電流量を増大させることにより、感光ドラム51の摩耗量を増やして、感光ドラム51の表面の凹凸を適正な範囲内に維持するようにする。
次に、上述した本実施形態の画像形成装置1において、帯電電流量補正処理モードを実行する際の手順について、図10に示すフローチャートに沿って説明する。制御部11は、画像形成ジョブの入力により、画像形成ジョブの前回転時において、前回の制御実行時に記憶された枚数カウンタCを参照し(ステップS21)、枚数カウンタCが制御実行枚数n2以上であるか否かを判断する(ステップS22)。ここでは、例えば、制御実行枚数n2=1000枚としている。尚、1000枚に限られないのは勿論である。制御部11は、枚数カウンタCが制御実行枚数n2以上でないと判断した場合は(ステップS22のNO)、処理を終了する。
制御部11は、枚数カウンタCが制御実行枚数n2以上であると判断した場合は(ステップS22のYES)、所定期間内の画像形成ジョブ数Pを算出する(ステップS23)。枚数カウンタCをジョブ数Pで割った値C/Pが、所定期間内の1画像形成ジョブ当たりの平均画像形成枚数になる。
制御部11は、1画像形成ジョブ当たりの平均画像形成枚数C/Pが、帯電電流制御の変更閾値となる1画像形成当たりの平均画像形成枚数V1以上であるか否かを判断する(ステップS24)。制御部11は、平均画像形成枚数C/Pが平均画像形成枚数V1以上でないと判断した場合は(ステップS24のNO)、処理を終了する。制御部11は、平均画像形成枚数C/Pが平均画像形成枚数V1以上であると判断した場合は(ステップS24のYES)、追加で必要な摩耗量を画像形成ジョブ数P−帯電電流量のテーブルを参照して算出する(ステップS25)。例えば、制御前の摩耗量よりも0.2μm以上多く削ると適正な摩耗量となる場合は、帯電電流量を70μAから85μAに上げるようにする。制御部11は、算出した摩耗量に基づく帯電電流量の変化量により、帯電電流量の補正処理を実行し(ステップS26、帯電電流量補正処理モード)、処理を終了する。
即ち、制御部11は、画像形成ジョブ当たりの画像形成枚数C/Pが平均画像形成枚数(所定枚数)V1より多くなった場合に、そのようになった画像形成ジョブの次に実行される画像形成ジョブにおいて、帯電電流量補正処理モードを実行可能である。
上述したように、本実施形態の画像形成装置1によれば、画像形成ジョブ当たりの平均画像形成枚数C/Pが所定枚数V1より多くなった場合に、帯電電流量補正処理モードを実行する。これにより、感光ドラム51の摩耗量が想定より少ない場合に摩耗させるので、表面に有機保護層を有する感光ドラム51でも、感光ドラム51の表面の凹凸が増大することを抑制できる。
また、本実施形態の画像形成装置1によれば、画像形成ジョブ当たりの平均画像形成枚数C/Pに基づいて帯電電流量補正処理モードを実行している。このため、1回の画像形成ジョブにおける画像形成枚数の多い少ないに関わらず、安定したクリーニング性を長期に亘って維持することができる。
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態を、図11のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、トナー消費量に基づいて感光ドラム51の摩耗量を予測し、感光ドラム51の摩耗量が適正か否かの判断をする点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第3の実施形態を、図11のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、トナー消費量に基づいて感光ドラム51の摩耗量を予測し、感光ドラム51の摩耗量が適正か否かの判断をする点で、第1の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
第1の実施形態では、感光ドラム51の膜厚検知結果から感光ドラム51の摩耗量が適正か否かの判断をしていた。しかし、小型のプリンタ等では膜厚検知手段を備えていないこともある。
ここで、耐久によるキャリアの劣化による現像性の低下を抑制するために、トナーボトルに一定量のキャリアを混ぜたものを使用し、トナーとともにキャリアも供給する画像形成装置が提案されている。このような画像形成装置においては、画像印字面積が大きい場合にはトナーの消費量が増えるため、キャリアの供給量も増加する。現像装置20に収容されたキャリアのうち、一部が現像装置20から感光ドラム51に転移する。転移したキャリアが転写部で感光ドラム51との間に挟まれると感光ドラム51の表面に凹みを作ることがあり、画像印字面積が少ない場合と比較して、感光ドラム51の表面の凹みが増加する。したがって、感光ドラム51の表面の凹凸を一定以下に抑えるためには、感光ドラム51の摩耗量を増やす必要がある。即ち、画像形成する画像の画像比率とトナー消費量と感光ドラム51の凹凸とには相関があるため、本実施形態では、形成する画像の画像比率に基づいて、感光ドラム51の摩耗量を予測し、感光ドラム51の摩耗量が適正か否かを判断する。
次に、上述した本実施形態の画像形成装置1において、帯電電流量補正処理モードを実行する際の手順について、図11に示すフローチャートに沿って説明する。制御部11は、画像形成ジョブの入力により、画像形成ジョブの前回転時において、前回の制御実行時に記憶された枚数カウンタCを参照し(ステップS31)、枚数カウンタCが制御実行枚数n3以上であるか否かを判断する(ステップS32)。ここでは、例えば、制御実行枚数n3=1000枚としている。尚、1000枚に限られないのは勿論である。制御部11は、枚数カウンタCが制御実行枚数n3以上でないと判断した場合は(ステップS32のNO)、処理を終了する。
制御部11は、枚数カウンタCが制御実行枚数n3以上であると判断した場合は(ステップS32のYES)、所定枚数間のトナー消費量Tを算出する(ステップS33)。尚、制御部11は、トナー消費量Tを、画像比率、画像印字面積、ビデオカウント値等から算出することができる。トナー消費量Tを枚数カウンタCで割った値T/Cが、所定期間内の1枚当たりのトナー消費量になる。
制御部11は、所定期間内の1枚当たりのトナー消費量T/Cが、帯電電流制御の変更閾値となる1画像形成ジョブ当たりの平均画像形成枚数V2以上であるか否かを判断する(ステップS34)。制御部11は、トナー消費量T/Cが平均画像形成枚数V2以上でないと判断した場合は(ステップS34のNO)、処理を終了する。制御部11は、トナー消費量T/Cが平均画像形成枚数V2以上であると判断した場合は(ステップS34のYES)、追加で必要な摩耗量をトナー消費量T−帯電電流量のテーブルを参照して算出する(ステップS35)。例えば、制御前の摩耗量よりも0.2μm以上多く削ると適正な摩耗量となる場合は、帯電電流量を70μAから85μAに上げるようにする。制御部11は、算出した摩耗量に基づく帯電電流量の変化量により、帯電電流量の補正処理を実行し(ステップS36、帯電電流量補正処理モード)、処理を終了する。
即ち、制御部11は、所定画像形成枚数当たりのトナーの消費量T/Cに関する値に基づいて、帯電電流量補正処理モードを実行可能である。また、本実施形態では、トナーの消費量T/Cに関する値は、所定画像形成枚数当たりの平均画像比率である。制御部11は、平均画像比率(T/C)が平均画像形成枚数(所定値)V2より大きくなった場合に、その次に実行される画像形成ジョブにおいて、帯電電流量補正処理モードを実行可能である。
上述したように、本実施形態の画像形成装置1によれば、所定画像形成枚数当たりのトナーの消費量T/Cに関する値に基づいて、帯電電流量補正処理モードを実行する。これにより、トナーの消費量が多い場合に摩耗させるので、表面に有機保護層を有する感光ドラム51でも、感光ドラム51の表面の凹凸が増大することを抑制できる。
また、本実施形態の画像形成装置1によれば、所定画像形成枚数当たりのトナーの消費量T/Cに関する値に基づいて、帯電電流量補正処理モードを実行している。このため、トナー消費量に関わらず、安定したクリーニング性を長期に亘って維持することができる。
<第4の実施形態>
次に、本発明の第4の実施形態を、図12のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、第1の実施形態と同様に膜厚検知結果に基づいて摩耗量を算出すると共に、第3の実施形態と同様にトナー消費量に基づいて感光ドラム51の摩耗量を予測し、感光ドラム51の摩耗量が適正か否かの判断をする。それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第4の実施形態を、図12のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、第1の実施形態と同様に膜厚検知結果に基づいて摩耗量を算出すると共に、第3の実施形態と同様にトナー消費量に基づいて感光ドラム51の摩耗量を予測し、感光ドラム51の摩耗量が適正か否かの判断をする。それ以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
本実施形態では、例えば、画像形成枚数5万枚ごとに膜厚検知処理に基づいて帯電電流量補正処理モードを実行すると共に、画像形成枚数1000枚ごとにトナー消費量に基づいて帯電電流量補正処理モードを実行する。
次に、上述した本実施形態の画像形成装置1において、帯電電流量補正処理モードを実行する際の手順について、図12に示すフローチャートに沿って説明する。制御部11は、画像形成ジョブの入力により、画像形成ジョブの前回転時において、前回の制御実行時に記憶された枚数カウンタCを参照し(ステップS11)、枚数カウンタCが制御実行枚数n1以上であるか否かを判断する(ステップS12)。ここでは、例えば、制御実行枚数n1=5万枚としている。制御部11は、枚数カウンタCが制御実行枚数n1以上であると判断した場合は(ステップS12のYES)、膜厚検知処理を実行する(ステップS13)。尚、以降のステップS14〜S18は第1の実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
制御部11は、枚数カウンタCが制御実行枚数n1以上でないと判断した場合は(ステップS12のNO)、枚数カウンタCが制御実行枚数n3以上であるか否かを判断する(ステップS32)。ここでは、例えば、制御実行枚数n3=1000枚としている。以降のステップS33〜S36は第3の実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
上述したように、本実施形態の画像形成装置1によれば、膜厚検知処理を実行しているので、実際の膜厚を予測して想定値との差分から摩耗量の多い少ないを判断することができる。このため、帯電電流量補正処理モードの実行タイミングを高精度に判断することができる。しかも、所定画像形成枚数当たりのトナーの消費量T/Cに関する値に基づいて、帯電電流量補正処理モードを実行している。このため、トナー消費量に関わらず、安定したクリーニング性を長期に亘って維持することができる。
尚、上述した実施形態の画像形成装置1では、第1の実施形態と第3の実施形態とを併せて処理するようにしているが、これには限られず、例えば、第1の実施形態と第2の実施形態とを併せて処理するようにしてもよい。
また、上述した各実施形態の画像形成装置1では、制御部11は、帯電電流量補正処理モードにおいて、帯電ローラ52のみを使用して電流量を大きくしているが、これには限られない。例えば、感光ドラム51に電圧を印加可能な電圧印加手段として、一次転写ローラ47を適用し、制御部11は、帯電電流量補正処理モードの実行時に、一次転写ローラ47から感光ドラム51に印加する電圧を補助的に大きくするようにしてもよい。
1…画像形成装置、11…制御部(制御手段)、20,20c,20k,20m,20y…現像装置(現像手段)、42,42c,42k,42m,42y…露光装置(露光手段)、44b…中間転写ベルト(被転写体)、47,47c,47k,47m,47y…一次転写ローラ(転写部材)、47s…付勢ばね(付勢部材)、51,51c,51k,51m,51y…感光ドラム(有機感光体)、52,52c,52k,52m,52y…帯電ローラ(帯電手段)、55,55c,55k,55m,55y…クリーニングブレード、70…電源、73…電流検知回路(電流検出手段)。
Claims (9)
- 静電像を担持して移動可能で、表面に有機保護層を有する有機感光体と、
交流電圧及び直流電圧を出力する電源と、
前記電源から出力された交流電圧及び直流電圧の重畳電圧により、前記有機感光体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段に流れる電流値を検出する電流検出手段と、
帯電された前記有機感光体を露光して静電像を形成する露光手段と、
トナー及びキャリアを含む現像剤により前記有機感光体の静電像を現像する現像手段と、
前記有機感光体に現像されたトナー像を被転写体に転写する転写部材と、
前記転写部材を前記有機感光体に向けて付勢する付勢部材と、
前記有機感光体に当接し、前記有機感光体から前記被転写体に転写後に前記有機感光体の表面に残留したトナーを前記有機感光体の移動に伴って除去するクリーニングブレードと、
前記電源を制御可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電源から前記帯電手段に所定の直流電圧を印加した際に前記帯電手段に流れる電流値の絶対値の所定画像形成枚数当たりの増加量が所定量より小さい場合に、前記増加量に基づいて、前記電源から前記帯電手段に印加する電流量を大きくするモードを実行可能である、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、所定画像形成枚数以上の画像形成を実行するごとに、前記モードを実行可能である、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、画像形成ジョブの前回転時に前記モードを実行可能である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、所定画像形成枚数当たりのトナーの消費量に関する値に基づいて、前記モードを実行可能である、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 静電像を担持して移動可能で、表面に有機保護層を有する有機感光体と、
交流電圧及び直流電圧を出力する電源と、
前記電源から出力された交流電圧及び直流電圧の重畳電圧により、前記有機感光体を帯電する帯電手段と、
帯電された前記有機感光体を露光して静電像を形成する露光手段と、
トナー及びキャリアを含む現像剤により前記有機感光体の静電像を現像する現像手段と、
前記有機感光体に現像されたトナー像を被転写体に転写する転写部材と、
前記転写部材を前記有機感光体に向けて付勢する付勢部材と、
前記有機感光体に当接し、前記有機感光体から前記被転写体に転写後に前記有機感光体の表面に残留したトナーを前記有機感光体の移動に伴って除去するクリーニングブレードと、
前記電源を制御可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、画像形成ジョブ当たりの画像形成枚数が所定枚数より多くなった場合に、画像形成ジョブ当たりの画像形成枚数が前記所定枚数より多くなった画像形成ジョブの次に実行される画像形成ジョブにおいて、前記電源から前記帯電手段に印加する電流量を大きくするモードを実行可能である、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 静電像を担持して移動可能で、表面に有機保護層を有する有機感光体と、
交流電圧及び直流電圧を出力する電源と、
前記電源から出力された交流電圧及び直流電圧の重畳電圧により、前記有機感光体を帯電する帯電手段と、
帯電された前記有機感光体を露光して静電像を形成する露光手段と、
トナー及びキャリアを含む現像剤により前記有機感光体の静電像を現像する現像手段と、
前記有機感光体に現像されたトナー像を被転写体に転写する転写部材と、
前記転写部材を前記有機感光体に向けて付勢する付勢部材と、
前記有機感光体に当接し、前記有機感光体から前記被転写体に転写後に前記有機感光体の表面に残留したトナーを前記有機感光体の移動に伴って除去するクリーニングブレードと、
前記電源を制御可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、所定画像形成枚数当たりのトナーの消費量に関する値に基づいて、前記電源から前記帯電手段に印加する電流量を大きくするモードを実行可能である、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記トナーの消費量に関する値は、前記所定画像形成枚数当たりの平均画像比率であり、
前記制御手段は、前記平均画像比率が所定値より大きくなった場合に、前記平均画像比率が前記所定値より大きくなった画像形成ジョブの次に実行される画像形成ジョブにおいて、前記モードを実行可能である、
ことを特徴とする請求項4又は6に記載の画像形成装置。 - 前記有機感光体に電圧を印加可能な電圧印加手段を備え、
前記制御手段は、前記モードの実行時に、前記電圧印加手段から前記有機感光体に印加する電圧を大きくする、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記電流量は、交流電圧により流れる電流量である、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018150789A JP2020027139A (ja) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018150789A JP2020027139A (ja) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 画像形成装置 |
Publications (1)
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JP2020027139A true JP2020027139A (ja) | 2020-02-20 |
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ID=69619998
Family Applications (1)
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JP2018150789A Pending JP2020027139A (ja) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 画像形成装置 |
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JP (1) | JP2020027139A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020079816A (ja) * | 2018-11-12 | 2020-05-28 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム |
-
2018
- 2018-08-09 JP JP2018150789A patent/JP2020027139A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020079816A (ja) * | 2018-11-12 | 2020-05-28 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム |
JP7275535B2 (ja) | 2018-11-12 | 2023-05-18 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム |
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