JP2020086286A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide an image forming apparatus that makes a charging current or a charging voltage appropriate according to the surface nature of a charging member to be used.SOLUTION: An image forming apparatus including a charging member 311 brought into pressure contact with a surface of a photoreceptor 300 comprises: surface detection means 326 that detects the surface nature of the charging member 311; and width changing means 322, 324, 325 that change a contact width between the surface of the photoreceptor 300 and the charging member 311 in the direction of movement of the surface. The image forming apparatus is further provided with width control means that controls the width changing means according to a result of detection performed by the surface detection means 326.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.

従来、感光体表面に加圧当接させる帯電部材を備えた画像形成装置が知られている。例えば特許文献1には、帯電部材である帯電ローラと感光体との接触圧が、帯電ローラの材質に応じて定められた接触圧に一致するように制御する接触圧制御手段を有する画像形成装置が記載されている。これによれば、帯電ローラと感光体との接触面でのインピーダンス変化を防止でき、感光体に帯電される帯電出力電圧を一定に維持できる旨記載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an image forming apparatus including a charging member that is brought into pressure contact with the surface of a photoconductor. For example, in Patent Document 1, an image forming apparatus having a contact pressure control means for controlling the contact pressure between a charging roller, which is a charging member, and a photoconductor to match the contact pressure determined according to the material of the charging roller. Is listed. According to this, it is described that the impedance change at the contact surface between the charging roller and the photoconductor can be prevented, and the charge output voltage charged on the photoconductor can be maintained constant.

しかし、特許文献1の画像形成装置では、材質が同じでも帯電部材によって表面粗さなどの表面性が異なる場合に、帯電電流あるいは帯電電圧が適正でなくなってしまうおそれがある。 However, in the image forming apparatus of Patent Document 1, even if the same material is used, the charging current or the charging voltage may become incorrect when the surface properties such as surface roughness differ depending on the charging member.

上述した課題を解決するために、本発明は、感光体表面に加圧当接させる帯電部材を備えた画像形成装置において、前記帯電部材の表面形状を検出する表面検出手段と、前記表面の移動方向における前記感光体表面と前記帯電部材との接触幅を変更する幅変更手段と、前記検出手段の検出結果に応じて前記接触幅変更手段を制御する幅制御手段とを設けたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a surface detection means for detecting the surface shape of the charging member, and a movement of the surface in an image forming apparatus provided with a charging member that is brought into pressure contact with the surface of the photosensitive member. A width changing means for changing a contact width between the surface of the photoconductor and the charging member in a direction, and a width control means for controlling the contact width changing means according to a detection result of the detecting means. To do.

本発明によれば、使用する帯電部材の表面性に応じた適切な帯電電流あるいは帯電電圧にすることができる。 According to the present invention, an appropriate charging current or charging voltage can be set according to the surface property of the charging member used.

カラープリンタ1の内部機構の概略構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an internal mechanism of the color printer 1. 作像ユニット100の帯電装置の電源制御の主要部を示すブロック図。3 is a block diagram showing a main part of power supply control of the charging device of the image forming unit 100. FIG. 作像ユニット100の感光体300を帯電する帯電装置310の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a charging device 310 that charges the photoconductor 300 of the image forming unit 100. 帯電ローラ311の走行距離に応じた表面粗さ(Rz〔μm〕)の変化を示すグラフ。6 is a graph showing a change in surface roughness (Rz [μm]) according to the traveling distance of the charging roller 311. 帯電ポチと呼ばれる異常画像の発生を防止するためのVppの下限値と帯電ローラの加圧力との関係を示すグラフ。6 is a graph showing the relationship between the lower limit value of Vpp for preventing the occurrence of an abnormal image called charging spot and the pressing force of the charging roller.

本発明を画像形成装置である電子写真方式のカラープリンタに適用した一実施形態について説明する。
図1はカラープリンタ1の内部機構の概略構成図である。このカラープリンタ1は、4つの作像ユニットを搭載する4連タンデム方式の画像形成装置である。カラープリンタ1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーを用いてカラー画像形成を行う。カラープリンタ1は、その下部に記録媒体としての用紙を収納する給紙カセット11、12を配した給紙部10を配置している。その上方に作像部20及び転写部30を配置した構成を備える。
An embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic color printer which is an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal mechanism of the color printer 1. The color printer 1 is a four-tandem tandem type image forming apparatus equipped with four image forming units. The color printer 1 forms a color image using toner of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). The color printer 1 has a paper feed unit 10 in which paper feed cassettes 11 and 12 for accommodating paper sheets as recording media are arranged below the color printer 1. The image forming unit 20 and the transfer unit 30 are arranged above the image forming unit 20.

作像部20は、像担持体である感光体ドラム110Y、110M、110C、110K(以下、特に色を特定する必要が無ければ感光体ドラム110という、他の部材も同じ)を備えた4個の作像ユニット100Y、100M、100C、100Kを備える。各作像ユニット100には、帯電装置、現像装置、クリーニング装置が設けられている。感光体を含み、帯電装置、現像装置、感光体クリーニング装置のうち少なくとも一つを含み装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジを形成することで、作像手段を一体化して、セット性・メインテナンス性をよくし、また、対感光体位置制度を向上させる。 The image forming unit 20 includes four photoconductor drums 110Y, 110M, 110C, and 110K (hereinafter, the other photoconductor drums 110 are the same unless otherwise specified) which are image carriers. Image forming units 100Y, 100M, 100C and 100K. Each image forming unit 100 is provided with a charging device, a developing device, and a cleaning device. By forming a process cartridge that includes a photoconductor and at least one of a charging device, a developing device, and a photoconductor cleaning device and can be attached to and detached from the main body of the device, the image forming unit is integrated to improve the settability and maintenance. Well, and also improve the photoconductor position system.

転写部30は、複数のローラ31、32、33に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトで構成した中間転写体としての中間転写ベルト34と、各感光体ドラム110Y、110M、110C、110Kに潜像を形成する潜像形成装置である光書込ユニット40と、用紙にトナー像を定着させる定着装置50等が配置されている。また、給紙カセット11、12から定着装置50までの間には、用紙を搬送する搬送経路60が形成されている。 The transfer unit 30 includes an intermediate transfer belt 34 as an intermediate transfer member configured by a flexible endless belt wound around a plurality of rollers 31, 32, 33, and the photosensitive drums 110Y, 110M, 110C, 110K. An optical writing unit 40 that is a latent image forming device that forms a latent image, a fixing device 50 that fixes a toner image on a sheet, and the like are arranged. Further, a transport path 60 for transporting a sheet is formed between the sheet cassettes 11 and 12 and the fixing device 50.

中間転写ベルト34には、ローラ32と対向する部位に2次転写装置となる2次転写ローラ35を搬送経路に臨ませて設置し、ローラ31と対向する部位にベルト表面を清掃するベルトクリーニング装置37を設置している。 The intermediate transfer belt 34 is provided with a secondary transfer roller 35, which serves as a secondary transfer device, facing the roller 32 at a portion facing the roller 32, and a belt cleaning device that cleans the belt surface at a portion facing the roller 31. 37 are installed.

作像部20は、中間転写ベルト34のうちローラ31とローラ32との間に配置される中間転写ベルト34の下部側ベルト走行辺に対向するように配置されている。各作像ユニット100Y、100M、100C、100Kは、中間転写ベルト34に接するように各感光体ドラム110Y、110M、110C、110Kを配置している。各感光体ドラム110Y、110M、110C、110Kが中間転写ベルト34に接する位置における中間転写ベルト34の内側には、1次転写を行う転写装置としての転写ローラがそれぞれ設けてある。なお、図中符号70Y、70M、70C、70Kは補給用トナーを収納するトナーボトルを示している。 The image forming unit 20 is arranged so as to face the lower belt running side of the intermediate transfer belt 34 of the intermediate transfer belt 34, which is arranged between the roller 31 and the roller 32. In each of the image forming units 100Y, 100M, 100C and 100K, the photoconductor drums 110Y, 110M, 110C and 110K are arranged so as to be in contact with the intermediate transfer belt 34. Inside the intermediate transfer belt 34 at the position where each of the photoconductor drums 110Y, 110M, 110C and 110K is in contact with the intermediate transfer belt 34, a transfer roller as a transfer device for performing primary transfer is provided. It should be noted that reference numerals 70Y, 70M, 70C, and 70K in the drawings denote toner bottles that store replenishment toner.

このカラープリンタ1では、作像ユニット100Y、100M、100C、100Kの感光体ドラム110Y、110M、110C、110Kが帯電装置で帯電された後、光書込ユニット40で所定パターンによって露光され、感光体ドラム110Y、110M、110C、110Kが現像装置で現像される。これに呼応して、給紙カセット11、12から搬送された転写用紙は、作像部20に搬送され、転写部30で感光体ドラム110Y、110M、110C、110Kから順次トナーが転写され、定着装置50で定着され排出される。 In this color printer 1, after the photoconductor drums 110Y, 110M, 110C and 110K of the image forming units 100Y, 100M, 100C and 100K are charged by a charging device, they are exposed by a predetermined pattern by an optical writing unit 40 to form photoconductors. The drums 110Y, 110M, 110C and 110K are developed by the developing device. In response to this, the transfer sheet conveyed from the sheet feeding cassettes 11 and 12 is conveyed to the image forming unit 20, and the transfer unit 30 sequentially transfers the toner from the photoconductor drums 110Y, 110M, 110C, and 110K and fixes the toner. It is fixed by the device 50 and discharged.

図2は作像ユニット100の帯電装置の電源制御の主要部を示すブロック図である。
カラープリンタ全体の制御を司る制御手段としての制御部200を備えており、制御部200は、演算手段たるCPU201と、システムOS、プリンタプロセスに必要な各種制御プログラム、プリンタのPDL(Page Description Language )処理系、システムの初期設定値等を納めたROM202や、ワークメモリ用のRAM203等で構成されている。この制御部200には、文字情報等を表示する液晶ディスプレイ等から構成される表示部や、テンキー等などによって操作者から入力情報を受け付けて制御部200に送る操作受付手段としての操作部204も接続されている。そして、帯電装置の帯電部材として帯電ローラ用の帯電出力電源205、後述する接触幅変更手段のカム用のモータ駆動回路206,帯電ローラの表面性を検出するため、表面に光を入射させるとともに表面からの反射光を受光する反射型の光学センサの回路207も接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a main part of power supply control of the charging device of the image forming unit 100.
The control unit 200 is provided as a control unit that controls the entire color printer. The control unit 200 includes a CPU 201 as a calculation unit, a system OS, various control programs required for a printer process, and a PDL (Page Description Language) of the printer. It is composed of a ROM 202 storing a processing system, system initial setting values, and the like, a RAM 203 for work memory, and the like. The control unit 200 also includes a display unit configured by a liquid crystal display or the like for displaying character information and the like, and an operation unit 204 as an operation receiving unit that receives input information from an operator through a ten-key pad or the like and sends it to the control unit 200. It is connected. Then, as a charging member of the charging device, a charging output power source 205 for the charging roller, a motor drive circuit 206 for the cam of the contact width changing means, which will be described later, and the surface property of the charging roller are detected. A circuit 207 of a reflection type optical sensor that receives reflected light from is also connected.

図3は作像ユニット100の感光体300を帯電する帯電装置310の説明図である。感光体300としては次のものを用いている。感光体ドラムが直径φ30mmで、感光体表面には無機微粒子(例えば酸化アルミニウム微粒子)を含有して架橋樹脂(例えばポリカーボネート)により固められた高硬度な保護層が設けられている。 FIG. 3 is an explanatory diagram of the charging device 310 that charges the photoconductor 300 of the image forming unit 100. The following is used as the photoconductor 300. The photosensitive drum has a diameter of 30 mm, and a high-hardness protective layer containing inorganic fine particles (for example, aluminum oxide fine particles) and hardened by a cross-linking resin (for example, polycarbonate) is provided on the surface of the photosensitive drum.

帯電ローラ311として、オゾン発生量の低減と帯電電位の安定化のために、直流電圧に交流電圧を重畳した接触AC帯電ローラを採用している。帯電ローラ311は、軸体の外周に、導電性弾性体からなる抵抗調整層が形成され、さらにその外周に、塗膜により保護層(表層樹脂)を形成している。この表面層は、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂を主成分とする材料に導電剤を配合したものからなる。例えば、直径φ8mm金属芯金上に2mmのヒドリンゴムからなる弾性層が設けられている。その表面には、およそ5μm表面層を設けて、弾性ゴム層からの汚染成分の染み出しによる感光体汚染を防止している。表面層は、微粒子(例えばアクリル微粒子)を含有する架橋樹脂からなり表面に前記微粒子による凹凸形状が現れている。 As the charging roller 311, a contact AC charging roller in which a DC voltage is superposed with an AC voltage is used in order to reduce the ozone generation amount and stabilize the charging potential. In the charging roller 311, a resistance adjusting layer made of a conductive elastic body is formed on the outer periphery of the shaft body, and a protective layer (surface layer resin) is formed on the outer periphery by a coating film. This surface layer is made of a material containing a resin such as a polyamide resin, a fluorine resin, an acrylic resin, or a urethane resin as a main component and a conductive agent. For example, an elastic layer made of hydrin rubber having a diameter of 2 mm is provided on a metal core having a diameter of 8 mm. A surface layer of about 5 μm is provided on the surface of the elastic rubber layer to prevent the contamination of the photoreceptor due to the exudation of the contaminant components. The surface layer is made of a cross-linked resin containing fine particles (for example, acrylic fine particles), and unevenness due to the fine particles appears on the surface.

帯電ローラ311は、帯電出力電源205によって帯電に係る電圧が印加される。この帯電出力電源205は、交流電源回路からの交流電圧と直流電源回路からの直流電圧とを重畳した帯電出力電圧を定電流制御によって出力する。この帯電ローラ311は軸320の両端それぞれがスライダ321に回転動可能に取り付けられている。各スライダ321が保持部材としての帯電ローラホルダ322にガイドされて感光体300に対する接離方向に移動可能になっている。帯電ローラホルダ322のスライダ対向面とスライダ321との間に付勢手段としてスプリング323が位置するように帯電ローラホルダ322に保持されている。このスプリング323の力でスライダ321を介して帯電ローラ311を感光体300に押圧する。 A voltage related to charging is applied to the charging roller 311 by the charging output power source 205. The charging output power supply 205 outputs a charging output voltage obtained by superimposing the AC voltage from the AC power supply circuit and the DC voltage from the DC power supply circuit by constant current control. Both ends of a shaft 320 of the charging roller 311 are rotatably attached to the slider 321. Each slider 321 is guided by a charging roller holder 322 as a holding member and is movable in a contacting/separating direction with respect to the photoconductor 300. The charging roller holder 322 holds the spring 323 as a biasing means between the slider facing surface of the charging roller holder 322 and the slider 321. The force of this spring 323 presses the charging roller 311 against the photoconductor 300 via the slider 321.

そして、本実施形態の帯電装置310では、帯電ローラホルダ322が感光体に対する接離方向に移動可能にガイド324によってガイドされるとともに、カム部材325でスプリング323の付勢力に抗して帯電ローラホルダ322の感光体から離間する方向の移動を規制している。このカム部材325はスプリング323の帯電ローラ311とは反対側の端部の位置を規制しているともいえる。帯電ローラ311をスプリングの力に抗して固定するため帯電ローラホルダ322に当接する楕円形状のカム部材325を設置し、カムを回転させることで帯電ローラホルダ322を押し上げるという機構構造的にも簡易的な機構である。このカム部材325は、例えば楕円形をしており、ギヤ等を介してステッピングモータなどの回転位置制御可能なカム用モータによって回転駆動される。 In the charging device 310 according to the present exemplary embodiment, the charging roller holder 322 is guided by the guide 324 so as to be movable in the contacting/separating direction with respect to the photoconductor, and the cam member 325 resists the biasing force of the spring 323 to charge the charging roller holder. The movement of 322 in the direction away from the photoconductor is regulated. It can be said that the cam member 325 regulates the position of the end of the spring 323 opposite to the charging roller 311. In order to fix the charging roller 311 against the force of the spring, an elliptical cam member 325 that comes into contact with the charging roller holder 322 is installed, and the cam is rotated to push up the charging roller holder 322. Mechanism. The cam member 325 has, for example, an elliptical shape, and is rotationally driven by a cam motor such as a stepping motor capable of controlling the rotational position via a gear or the like.

図3(a)はカム部材325の回転軸から距離が比較的大きな箇所で帯電ローラホルダ322を規制している状態、図3(b)は同距離が比較的小さな箇所で規制している状態を示す。前者の方が帯電ローラホルダ322が比較的感光体300に近い位置に規制され、比較的大きな加圧力で帯電ローラ311を感光体300に押しつける。この結果、帯電ローラ311の変形による帯電ニップの感光体表面移動方向の幅(以下、帯電ニップ幅という)は図3(a)の幅Na方が図3(b)の幅Nbに比して大きくなる。帯電ローラ311以外の感光体300と接触しているモジュールに構成配置の変更やスプリング機能の追加などの影響を及ぼすことなく、ニップ長さを可変することができる。 FIG. 3A shows a state in which the charging roller holder 322 is regulated at a location relatively large in distance from the rotation axis of the cam member 325, and FIG. 3B shows a state in which the charging roller holder 322 is regulated at a relatively small distance. Indicates. In the former case, the charging roller holder 322 is restricted to a position relatively close to the photoconductor 300, and the charging roller 311 is pressed against the photoconductor 300 with a relatively large pressing force. As a result, as for the width of the charging nip in the movement direction of the photosensitive member surface (hereinafter referred to as the charging nip width) due to the deformation of the charging roller 311, the width Na in FIG. 3A is larger than the width Nb in FIG. 3B. growing. The nip length can be changed without affecting the modules other than the charging roller 311 that are in contact with the photoconductor 300, such as changing the configuration and adding a spring function.

移動可能な帯電ローラホルダ322,ガイド324,カム部材325により接触幅変更手段の機構部が構成されている。このカム用モータをモータ駆動回路206で駆動する。帯電ローラ311の表面に対向させた表面性を検出するための光学センサ326も配置されている。光学的に表面性を検出するのに代え、機械的に表面性(表面粗さ)を検出してもよい。 The movable charging roller holder 322, the guide 324, and the cam member 325 constitute a mechanism portion of a contact width changing unit. This cam motor is driven by the motor drive circuit 206. An optical sensor 326 for detecting the surface property facing the surface of the charging roller 311 is also arranged. Instead of optically detecting the surface property, the surface property (surface roughness) may be mechanically detected.

図4は帯電ローラ311の走行距離に応じた表面粗さ(Rz〔μm〕)の変化を示すグラフである。本実施形態の帯電ローラ311は使用が進み走行距離が大きくなるほど表面粗さが小さくな。符号A、B、Cは初期の表面粗さが互いに異なる帯電ローラについてグラフを示すもので、3つの中では初期の表面粗さが大きい順、A、B、Cとなる。このような初期の表面粗さの相違は帯電ローラの製造バラツキによる。バラツキを小さくする(Rz交差を厳しく設定する)ことは製造コストの上昇を招くためある程度のバラツキは許容せざるを得ない。 FIG. 4 is a graph showing changes in surface roughness (Rz [μm]) according to the traveling distance of the charging roller 311. The surface roughness becomes smaller as the charging roller 311 of the present embodiment is used and the traveling distance becomes longer. Reference numerals A, B, and C show graphs of the charging rollers having different initial surface roughnesses. Among the three, A, B, and C are in the descending order of the initial surface roughness. Such a difference in the initial surface roughness is due to manufacturing variations of the charging roller. Reducing the variation (strictly setting the Rz crossing) causes an increase in manufacturing cost, and thus the variation must be allowed to some extent.

最初から走行距離が長くなるにつれて互いの表面粗さの違いは小さくなっていく。150KMほどになると差が殆どなくなる。このように走行距離が大きくなるほど表面粗さが小さくなるのは、表面層の凹凸を形成している微粒子の部分が摩耗で削れたり、脱落したりして表面がなめらかになっていくためである。 From the beginning, the difference in surface roughness becomes smaller as the mileage becomes longer. At about 150KM, there is almost no difference. The reason why the surface roughness becomes smaller as the traveling distance increases is that the surface of the fine particles forming the unevenness of the surface layer is scraped off due to abrasion or comes off and the surface becomes smooth. ..

図5は帯電ポチと呼ばれる異常画像の発生を防止するための直流、交流重畳帯電電圧のピークツウピーク〔Vpp〕の下限値と帯電ローラの加圧力との関係を、帯電ローラの表面粗さ(A、B、C)毎に横に並べて表示したグラフである。帯電ポチとは、数百μm程度の点状白抜けでハーフトーンで目立ちやすい異常画像である。局部的な過剰放電によって生じている。この異常画像はピークツウピークを大きくしていけば解消できるので、これの発生を防止できるピークツウピークの下限が存在する。縦軸はこの下限(帯電ポチスレッシュ)を示す。 FIG. 5 shows the relationship between the lower limit value of the peak-to-peak [Vpp] of the DC/AC superimposed charging voltage and the pressing force of the charging roller to prevent the occurrence of an abnormal image called charging spot, and the surface roughness of the charging roller ( It is the graph which displayed side by side for every A, B, and C). The charging spot is an abnormal image that is halftone and easily noticeable with spot-shaped white spots of several hundred μm. It is caused by local over discharge. Since this abnormal image can be eliminated by increasing the peak-to-peak, there is a peak-to-peak lower limit that can prevent the occurrence of the abnormal image. The vertical axis shows this lower limit (charging potential).

この下限が帯電ローラの表面粗さによって異なる。具体的には、表面粗さが小さくなるほど(A、B、Cと小さくなるほど)下限のピークツウピークが大きくなる。この結果、表面粗さが小さい帯電ローラほど帯電プチを発生させないためには大きなピークツウピークが必要になる。表面粗さの大小は上述のように製造バラツキによって生じたり、図4に示すように経時変化で生じたりする。 This lower limit depends on the surface roughness of the charging roller. Specifically, the lower the surface roughness (the smaller A, B, and C), the larger the lower limit peak-to-peak. As a result, a charging roller having a smaller surface roughness requires a larger peak-to-peak value so as not to generate a charging petit. The magnitude of the surface roughness is caused by the manufacturing variation as described above, or is caused by the change with time as shown in FIG.

どのような表面粗さであっても確実に帯電ポチの発生を防止するためには十分に大きなピークツウピークを用いればよいが、これでは、感光体メダカと呼ばれる別の異常画像や感光体のフィルミングによる異常画像を生じさせたり、過剰放電による感光体の損傷を招いて感光体の寿命を短くしたりしてしまう。 It is sufficient to use a sufficiently large peak-to-peak value in order to reliably prevent the occurrence of charging spots regardless of the surface roughness, but in this case, another abnormal image called photoconductor medaka or photoconductor An abnormal image may be generated due to filming, or the photoreceptor may be damaged due to excessive discharge to shorten the life of the photoreceptor.

感光体メダカとは、トナーの添加剤であるシリカや紙に含まれる炭酸カルシウムなどが感光体3の表面に付着・固定化し、これらが固定化した箇所では光書込によっても電位低下が起こりにくく画像上の白抜けを生じる。これらの付着固定が副走査方向に延びる流線形状でしかも、メダカが群れをなしているように複数集合して生じる。この結果、上記画像上の白抜けも流線形状ものが複数集合した形で生じ、メダカが群れをなしているように見えることから感光体メダカとよばれる。 The photoconductor medaka means that silica, which is a toner additive, and calcium carbonate contained in paper adheres to and is immobilized on the surface of the photoconductor 3, and the potential is less likely to drop even by optical writing at the place where these are immobilized. White spots appear on the image. These adherences and fixations occur in a streamlined shape extending in the sub-scanning direction, and a plurality of medaka fish are gathered together in a group. As a result, the white spots on the image also occur in the form of a plurality of streamlined shapes, and the medaka appears to form a swarm, which is called a photoconductor medaka.

本発明者らは、種々の実験により、図5に傾向を示すように、何れの表面粗さにおいても、帯電ローラの加圧力を大きくするほど、帯電ポチの異常画像の発生を防止するピークツウピークを小さくできる(上昇を抑制できる)ことを発見した。加圧力が大きいほど帯電ニップ幅が大きくなる。この結果、直流、交流重畳帯電電圧の交流分による電荷のやり取りの機会が増え、帯電ポチの原因である局部的な過剰放電箇所とその周りとの電荷の差が緩和されるためと考えられる。 As shown in FIG. 5 by various experiments, the inventors of the present invention have shown that as shown in FIG. 5, the peak to prevent the abnormal image of the charging spot from being generated as the pressing force of the charging roller is increased at any surface roughness. It was discovered that the peak can be made smaller (the rise can be suppressed). The larger the pressing force, the larger the charging nip width. As a result, it is considered that the chances of exchanging charges by the alternating current component of the DC and AC superimposed charging voltage are increased, and the difference in the electric charges between the local excessive discharge location and the surrounding area, which is the cause of the charging pot, is alleviated.

以上、判明したことに基づいて図3に示す光学センサ326の出力に基づいて帯電ローラ311の表面性(具体的には表面粗さRz)を検出する。そして、この結果に基づいて幅変更機構のカム部材325の回転位置切替による加圧力変更制御を行う。具体的には、帯電ローラの表面粗さと、その表面粗さに対応するカムの回転位置との関係を予め実験で求めておいてROM202などの記憶部に記憶させておく。このカムの回転位置は、その表面粗さのときに帯電ポチの異常画像の発生を防止するピークツウピークの下限に対応させた帯電ローラ加圧力に対応する。そして、光学センサ326を用いて検出した表面粗さに対応するカムの回転位置を記憶させておいて関係から求め、カムの回転位置の変更が必要な場合には変更を行うように制御する。 Based on the above findings, the surface property (specifically, the surface roughness Rz) of the charging roller 311 is detected based on the output of the optical sensor 326 shown in FIG. Then, based on this result, the pressing force changing control is performed by switching the rotational position of the cam member 325 of the width changing mechanism. Specifically, the relationship between the surface roughness of the charging roller and the rotational position of the cam corresponding to the surface roughness is experimentally obtained in advance and stored in a storage unit such as the ROM 202. The rotational position of the cam corresponds to the charging roller pressing force corresponding to the lower limit of the peak-to-peak that prevents the occurrence of an abnormal image of the charging pot when the surface is rough. Then, the rotational position of the cam corresponding to the surface roughness detected by using the optical sensor 326 is stored and determined from the relationship, and when the rotational position of the cam needs to be changed, it is controlled so as to be changed.

以上、本実施形態よれば、帯電ローラ311のRzバラツキによって異常画像に不利になることなく、Vppを低く設定できる。また、帯電ローラ311のRe交差を厳しく設定する必要が無いため、コストアップを回避できる。 As described above, according to the present embodiment, Vpp can be set low without being disadvantageous to an abnormal image due to Rz variation of the charging roller 311. Further, since it is not necessary to strictly set the Re intersection of the charging roller 311, it is possible to avoid cost increase.

以上の実施形態のようなフィードバック制御に代え、次のような制御を採用することもできる。すなわち、まず、図4に示すように、帯電ローラは経時で表面が削れ、Rzが変化していく、走行距離とRzの変化量との関係を予め実験で求めておいてROM202などの記憶部に記憶させておく。図4からわかるように径時で帯電ローラのRzは減衰していくので、実験データを基に決められた走行距離においてRzを予測することができる。 Instead of the feedback control as in the above embodiment, the following control can be adopted. That is, first, as shown in FIG. 4, the surface of the charging roller is abraded over time, and Rz changes, and the relationship between the traveling distance and the change amount of Rz is previously obtained by an experiment and a storage unit such as the ROM 202 is used. To remember. As can be seen from FIG. 4, Rz of the charging roller decreases with time, so that Rz can be predicted at the traveling distance determined based on the experimental data.

そして、マシンの組みつけの段階で帯電ローラ311のRzを測り、操作部204などを用いてマシン稼働時(画像形成装置の使用初期)の初期設定にて値を入力する。その後は、ROM202などの記憶部に記憶させておいた、図4に示すような初期の表面粗さ毎の走行距離とRzの変化量との関係、および、先の実施形態で用いた表面粗さに対応するカムの回転位置との関係に基づき、カムの回転を決めて必要に応じてカムを回し、加圧量を決定する。これにより、マシン稼働時の入力した初期設定値に応じて、その後の幅変更のさせ方を設定可能としている。この制御は、作像中に光学センサを用いた検出に基づく制御といった余計な制御をすることなく稼働させることができる。帯電ローラ311の走行距離は、代替特性として画像形成枚数を用いて把握することができる。画像形成枚数は使用量把握手段として枚数カウンタでカウントできる。 Then, the Rz of the charging roller 311 is measured at the stage of assembling the machine, and the value is input using the operation unit 204 or the like in the initial setting when the machine is operating (initial use of the image forming apparatus). After that, the relationship between the traveling distance and the change amount of Rz for each initial surface roughness as shown in FIG. 4 stored in the storage unit such as the ROM 202, and the surface roughness used in the previous embodiment. The rotation amount of the cam is determined based on the relationship with the rotational position of the cam corresponding to the height, and the cam is rotated as necessary to determine the pressurization amount. This makes it possible to set how to change the width thereafter according to the input initial setting value when the machine is operating. This control can be operated without extra control such as control based on detection using an optical sensor during image formation. The traveling distance of the charging roller 311 can be grasped by using the number of image formed sheets as an alternative characteristic. The number of formed images can be counted by a number counter as a usage amount grasping means.

なお、上述のように特許文献1には、帯電ローラと感光体との接触面でのインピーダンス値の変動に伴う画質不良やうなり音の発生を防止する目的で、カムを用いて帯電ローラと感光体の接触圧を変化させることで、インピーダンス(それに伴って帯電出力電圧)を変化させる構成が開示されている。 As described above, in Patent Document 1, a cam is used to prevent charging of the charging roller and the photosensitive member in order to prevent image quality from being deteriorated or beat noise due to a change in impedance value at a contact surface between the charging roller and the photosensitive member. There is disclosed a configuration in which the impedance (and accordingly the charging output voltage) is changed by changing the contact pressure of the body.

カムを用いて帯電ローラ加圧を制御する点では本発明の実施形態と似ている。しかし、表面粗さRzに適した帯電出力電圧設定にはなっていないため、帯電ローラ作製時にRzが大きくなったローラに対しては過剰放電による短寿命化、Rzが小さくなったローラに対しては異常画像に不利になるという問題は解消できない。 It is similar to the embodiment of the present invention in that the cam is used to control the pressing of the charging roller. However, since the charging output voltage setting is not suitable for the surface roughness Rz, a roller having a large Rz at the time of manufacturing the charging roller has a short life due to excessive discharge, and a roller having a small Rz has a small value. Cannot solve the problem of being disadvantageous to abnormal images.

従来技術と異なり、本実施形態では帯電ポチ等の異常画像への感度がある表面粗さRzにのみ応じたニップ長さに設定でき、Vppをより低く設定できるため、結果として感光体の寿命を延ばすことができる(Rzが大きくなると帯電ポチに有利になる結果、帯電ローラの加圧力が上がると(ニップが周方向に長くなり)帯電ポチに有利になる。)。さらにマシン稼動時の初期設定にて加圧量を決定するすれば、作像中に余計な制御をすることなく稼働させることができる。 Unlike the prior art, in the present embodiment, the nip length can be set only in accordance with the surface roughness Rz that is sensitive to abnormal images such as charging spots, and Vpp can be set lower, resulting in a longer life of the photoconductor. It can be extended (as Rz becomes large, it becomes advantageous for the charging pot, and as a result, the pressing force of the charging roller rises (the nip becomes longer in the circumferential direction), which is advantageous for the charging pot). Furthermore, if the amount of pressurization is determined by the initial setting when the machine is operating, it can be operated without extra control during image formation.

1 :カラープリンタ
10 :給紙部
11 :給紙カセット
12 :給紙カセット
20 :作像部
30 :転写部
31 :ローラ
32 :ローラ
33 :ローラ
34 :中間転写ベルト
35 :2次転写ローラ
37 :ベルトクリーニング装置
40 :光書込ユニット
50 :定着装置
60 :搬送経路
100 :作像ユニット
110 :感光体ドラム
200 :制御部
201 :CPU
202 :ROM
203 :RAM
204 :操作部
205 :帯電出力電源
206 :モータ駆動回路
207 :回路
300 :感光体
310 :帯電装置
311 :帯電ローラ
320 :軸
321 :スライダ
322 :帯電ローラホルダ
323 :スプリング
324 :ガイド
325 :カム部材
326 :光学センサ
1: Color printer 10: Paper feeding unit 11: Paper feeding cassette 12: Paper feeding cassette 20: Image forming unit 30: Transfer unit 31: Roller 32: Roller 33: Roller 34: Intermediate transfer belt 35: Secondary transfer roller 37: Belt cleaning device 40: Optical writing unit 50: Fixing device 60: Conveying path 100: Image forming unit 110: Photosensitive drum 200: Control unit 201: CPU
202: ROM
203: RAM
204: Operation unit 205: Charging output power source 206: Motor driving circuit 207: Circuit 300: Photoconductor 310: Charging device 311: Charging roller 320: Shaft 321, Slider 322: Charging roller holder 323: Spring 324: Guide 325: Cam member 326: Optical sensor

特開平9−297455号公報JP-A-9-297455

Claims (10)

感光体の表面に加圧当接させる帯電部材を備えた画像形成装置において、
前記帯電部材の表面性を検出する表面検出手段と、
前記表面の移動方向における前記感光体の表面と前記帯電部材との接触幅を変更する幅変更手段と、
前記表面検出手段の検出結果に応じて前記幅変更手段を制御する幅制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus equipped with a charging member that presses against the surface of the photoconductor,
Surface detection means for detecting the surface property of the charging member,
Width changing means for changing the contact width between the surface of the photoconductor and the charging member in the moving direction of the surface,
An image forming apparatus comprising: a width control unit that controls the width changing unit according to a detection result of the front surface detecting unit.
請求項1の画像形成装置において、
前記表面検出手段で検出する前記表面性が表面粗さであることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus, wherein the surface property detected by the surface detecting means is surface roughness.
請求項1又は2の画像形成装置において、
前記表面検出手段は、前記帯電部材に入射させた光の反射光から前記表面性を検出することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus, wherein the surface detection unit detects the surface property from reflected light of light incident on the charging member.
感光体の表面に加圧当接させる帯電部材を備えた画像形成装置において、
前記帯電部材として使用により表面粗さが小さくなっていくものを用い、
前記帯電部材の使用量を把握する使用量把握手段と、
前記感光体の表面の移動方向における前記感光体の表面と前記帯電部材との接触幅を変更する幅変更手段と、
前記使用量把握手段の把握結果に応じて前記幅変更手段を制御する幅制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus equipped with a charging member that presses against the surface of the photoconductor,
Use the one whose surface roughness becomes smaller by using as the charging member,
Usage amount grasping means for grasping the usage amount of the charging member,
Width changing means for changing the contact width between the surface of the photoconductor and the charging member in the moving direction of the surface of the photoconductor,
An image forming apparatus comprising: a width control unit that controls the width changing unit according to a grasped result of the usage amount grasping unit.
請求項1乃至4の何れか一に記載の画像形成装置において、
前記帯電部材は、微粒子を含有する架橋樹脂からなり表面に前記微粒子による凹凸形状が現れた表面層を有することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the charging member has a surface layer made of a crosslinked resin containing fine particles, and a surface layer on the surface of which irregularities are formed by the fine particles.
請求項1乃至5の何れか一に記載の画像形成装置において、
前記帯電部材は、回転可能なローラであることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The image forming apparatus, wherein the charging member is a rotatable roller.
請求項1乃至6の何れか一に記載の画像形成装置において、
前記幅変更手段は、前記感光体の表面に対する前記帯電部材の加圧力を変更することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The image forming apparatus, wherein the width changing unit changes the pressure applied to the surface of the photoconductor by the charging member.
請求項7に記載の画像形成装置において、
前記幅変更手段は、前記帯電部材を前記感光体に対して接離する方向に移動可能に保持する保持部材と、前記帯電部材を前記感光体の表面に押圧する方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段の前記帯電部材とは反対側の端部の位置を前記付勢手段の付勢力に抗して規制するカム部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 7,
The width changing means includes a holding member that holds the charging member so as to be movable toward and away from the photoconductor, and a biasing means that biases the charging member in a direction to press the surface of the photoconductor. And a cam member that regulates the position of the end of the biasing unit opposite to the charging member against the biasing force of the biasing unit.
請求項1乃至8の何れか一に記載の画像形成装置において、
前記幅変更手段は、画像形成装置の使用初期に幅変更のさせ方を設定可能であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The image forming apparatus, wherein the width changing unit can set a width changing method at an initial stage of use of the image forming apparatus.
請求項1乃至9の何れか一に記載の画像形成装置において、
前記感光体を含み、帯電装置、現像装置及び感光体クリーニング装置のうち少なくとも一つを含み装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 9,
An image forming apparatus comprising a process cartridge that includes the photoconductor, includes at least one of a charging device, a developing device, and a photoconductor cleaning device, and is removable from the apparatus main body.
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