JP2020148987A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表面電位センサーを用いることなく像担持体の表面電位を精度よく調整可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、画像形成部と、帯電電圧電源と、現像電圧電源と、トナー電流検出機構と、制御部と、を備える。画像形成部は、像担持体と、帯電部材と、露光装置と、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤中のトナーを担持する現像剤担持体を有する現像装置と、を含む。トナー電流検出機構は、現像剤担持体に現像電圧を印加したときに現像剤担持体から像担持体にトナーが移動することにより流れるトナー電流を検出する。制御部は、帯電部材に複数の帯電電圧を印加して像担持体を異なる表面電位に帯電させて同一の基準画像を現像したときのトナー電流を検出し、帯電電圧とトナー電流の積分値との関係に基づいて、表面電位を目標電位とするための帯電電圧を算出する。【選択図】図2
Description
本発明は、像担持体に接触する帯電部材を備えた複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、像担持体の表面電位を調整する方法に関するものである。
電子写真プロセスを用いた従来の画像形成装置においては、帯電装置により均一に帯電された感光体ドラム等の像担持体上に露光装置からレーザー照射を行うことにより静電潜像を形成し、現像装置により静電潜像にトナーを付着させてトナー像とした後、トナー像を用紙(記録媒体)上に転写し、定着処理を行う画像形成プロセスが実行される。
従来の画像形成装置では、感光体ドラムの表面電位を検知するために表面電位センサーが設けられていた。そして、表面電位センサーの検知結果に基づいて帯電装置の帯電電圧や現像装置の現像電圧等が調整されていた。
近年、高価な表面電位センサーを用いずに、温湿度およびドラム駆動時間等の条件から目標のドラム表面電位を得るための帯電電圧を予測する制御が広く行われている。
また、特許文献1には、トナー担持体とトナー担持体に対向して非接触で配置された対向部材との間に印加された交流電圧により、トナー担持体と対向部材との間をトナーが往復移動することにより生ずるトナー電流を検出する際、トナー担持体と対向部材とに並列してキャパシタを接続することにより、トナー担持体と対向部材の間に流れる充放電電流を相殺してトナー電流のみを検出する技術が開示されている。また、トナー電流の検出結果に基づき、トナー電流検出値として適切なパラメーターを求め、現像電圧等の画像形成条件にフィードバックすることも記載されている。
しかしながら、帯電電圧の予測制御においては、予測精度が十分ではなく、目標のドラム表面電位から外れることがあり、カブリ画像等の画像不具合の発生原因となっていた。特に、有機感光層を有する有機感光体(OPC)ドラムでは、ドラムの膜厚変化が少ない使用初期の短期間においてドラム表面電位が大きく変化し、目標とする表面電位からずれるという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、表面電位センサーを用いることなく像担持体の表面電位を精度よく調整可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、画像形成部と、帯電電圧電源と、現像電圧電源と、トナー電流検出機構と、制御部と、を備えた画像形成装置である。画像形成部は、表面に感光層が形成される像担持体と、像担持体の表面に接触して像担持体を帯電させる帯電部材と、帯電部材により帯電された像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、像担持体に対向配置され、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤中のトナーを担持する現像剤担持体を有し、像担持体に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、を含む。帯電電圧電源は、帯電部材に直流電圧を含む帯電電圧を印加する。現像電圧電源は、現像剤担持体に現像電圧を印加する。トナー電流検出機構は、現像剤担持体に現像電圧を印加したときに現像剤担持体から像担持体にトナーが移動することにより流れるトナー電流を検出する。制御部は、画像形成部、帯電電圧電源、および現像電圧電源を制御する。制御部は、帯電部材に複数の帯電電圧を印加して像担持体を異なる表面電位に帯電させて同一の基準画像を現像したときのトナー電流を検出し、帯電電圧とトナー電流の積分値との関係に基づいて、表面電位を目標電位とするための帯電電圧を算出する。
本発明の第1の構成によれば、基準画像を現像したときに現像剤担持体と像担持体との間に流れるトナー電流の積分値を用いて帯電電圧を補正することにより、像担持体の帯電特性の変化を精度よく把握して適切な帯電電圧を印加することができ、像担持体の帯電不良に起因するカブリ画像の発生を効果的に抑制することができる。また、高価な表面電位センサーを用いることなく像担持体の表面電位を一定に維持できるため、画像形成装置の低コスト化にも寄与する。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置100の内部構造を示す側面断面図である。画像形成装置(ここではモノクロプリンター)100内には、帯電、露光、現像および転写の各工程によりモノクロ画像を形成する画像形成部Pが配設されている。画像形成部Pには、感光体ドラム5の回転方向(図1の反時計回り方向)に沿って、帯電装置4、露光装置(レーザー走査ユニット等)7、現像装置8、転写ローラー14、クリーニング装置19、および除電装置6が配設されている。
感光体ドラム5は、例えば、アルミニウム製のドラム素管の表面に、感光層として正帯電性光導電体である有機感光層(OPC)が形成される。感光体ドラム5は、ドラム駆動部(図示せず)によって、支軸を中心に一定速度で回転駆動される。
画像形成動作を行う場合、図1の反時計回り方向に回転する感光体ドラム5が帯電装置4により一様に帯電され、原稿画像データに基づく露光装置7からのレーザービームにより感光体ドラム5上に静電潜像が形成され、現像装置8により静電潜像に現像剤中のトナーが付着されてトナー像が形成される。
現像装置8へのトナーの供給はトナーコンテナ9から行われる。なお、画像データはパーソナルコンピューター(図示せず)等から送信される。また、感光体ドラム5の表面に除電光を照射して残留電荷を除去する除電装置6が、感光体ドラム5の回転方向に対しクリーニング装置19の下流側に設けられている。
上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム5に向けて、用紙(記録媒体)が給紙カセット10又は手差し給紙装置11から用紙搬送路12およびレジストローラー対13を経由して搬送され、転写ローラー14により感光体ドラム5の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は感光体ドラム5から分離され、定着装置15に搬送されてトナー像が定着される。定着装置15を通過した用紙は、用紙搬送路16により装置上部に搬送され、用紙の片面のみに画像を形成する場合(片面印字時)は、排出ローラー対17により排出トレイ18に排出される。
一方、用紙の両面に画像を形成する場合(両面印字時)は、用紙の後端が用紙搬送路16の分岐部20を通過した後に搬送方向を逆転させる。これにより、用紙は分岐部20から分岐する反転搬送路21に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラー対13に再搬送される。そして、感光体ドラム5上に形成された次のトナー像が、転写ローラー14によって用紙の画像が形成されていない面に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着装置15に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラー対17により排出トレイ18に排出される。
図2は、画像形成装置100の制御経路を含む画像形成部P周辺の部分拡大図である。帯電装置4は、感光体ドラム5に接触するように配置され感光体ドラム5を帯電処理する帯電ローラー41を備える。
帯電ローラー41は、芯金41aに導電層41bを被覆することにより形成されており、感光体ドラム5に当接するように配置されている。導電層41bは、架橋ゴム中にイオン導電剤を配合することによりイオン導電性を有するものである。架橋ゴムとしてはエピクロルヒドリンゴム等が用いられる。イオン導電剤としては、4級アンモニウム塩やホウ酸塩等が用いられる。
図2に示すように、感光体ドラム5が反時計回り方向に回転すると、感光体ドラム5の表面に接触する帯電ローラー41が時計回り方向に従動回転する。このとき、帯電ローラー41に所定の帯電電圧を印加することにより、感光体ドラム5の表面が一様に帯電される。
帯電ローラー41は、直流電圧に交流電圧が重畳された帯電電圧を生成する帯電電圧電源43に接続されている。帯電電圧電源43は、交流定電圧電源および直流定電圧電源(いずれも図示せず)を備える。交流定電圧電源は、昇圧トランス(図示せず)を用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を出力する。直流定電圧電源は、昇圧トランスを用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を整流した直流電圧を出力する。
現像装置8は、感光体ドラム5に対向配置され、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤(以下、単に現像剤ともいう)を担持する現像ローラー30を備える。現像ローラー30は、直流電圧に交流電圧が重畳された現像電圧を生成する現像電圧電源44に接続されている。現像電圧電源44の構成は帯電電圧電源43と同様である。現像ローラー30に所定の現像電圧を印加することにより、現像ローラー30に担持された現像剤中のトナーが感光体ドラム5の表面に飛翔し、静電潜像がトナー像に現像される。トナー電流検出機構50は、現像ローラー41と感光体ドラム5の間に流れるトナー電流を検出する。
次に、画像形成装置100の制御システムについて図2を参照して説明する。画像形成装置100には、CPU等で構成される主制御部80が設けられている。主制御部80は、ROMやRAM等からなる記憶部70に接続される。主制御部80は、記憶部70に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて画像形成装置100の各部(帯電装置4、除電装置6、露光装置7、現像装置8、転写ローラー14、クリーニング装置19、定着装置15、帯電電圧電源43、現像電圧電源44、電圧制御部45、トナー電流検出機構50等)を制御する。
電圧制御部45は、現像ローラー30に現像電圧を印加する現像電圧電源44、帯電ローラー41に帯電電圧を印加する帯電電圧電源43を制御する。なお、電圧制御部45は、記憶部70に記憶される制御プログラムで構成されていてもよい。
主制御部80には液晶表示部90、送受信部91が接続されている。液晶表示部90は、ユーザーが画像形成装置100の各種設定を行うためのタッチパネルとして機能するとともに、画像形成装置100の状態、画像形成状況や印字枚数等を表示する。送受信部91は、電話回線やインターネット回線を用いて外部との通信を行う。
図3は、感光体ドラム5および現像装置8に接続されるトナー電流検出機構50を示す模式図である。トナー電流検出機構50は、第1接続部Aと、第2接続部Bと、トナー電流検出部Cとを有する。
第1接続部Aおよび第2接続部Bは、それぞれ現像電圧電源44に直列に接続される。第1接続部Aおよび第2接続部Bは、それぞれ接地点(グランド)Gに接続される。現像電圧電源44が現像ローラー30に現像電圧を印加することによって、第1接続部Aおよび第2接続部Bの各々に電流が流れる。
トナー電流検出部Cは、第1電流検出部50dと、第2電流検出部50eとを有する。第1電流検出部50dは、第1接続部Aを流れる電流を検出する。第2電流検出部50eは、第2接続部Bを流れる電流を検出する。トナー電流検出部Cは、第2電流検出部50eの検出値から第1電流検出部50dの検出値を引いた値をトナー電流として検出する。トナー電流については後述する。
第1接続部Aは、第1抵抗50gと、第2抵抗50hと、キャパシタ50iと、第3抵抗50jとを有する。第2抵抗50h、キャパシタ50i、第1電流検出部50dおよび第3抵抗50jは、現像電圧電源44に対して、キャパシタ50i、第1電流検出部50d、第3抵抗50jの順に直列に接続される。第3抵抗50jは接地点Gに接続される。
第1抵抗50gは、キャパシタ50iに並列に接続される。第1抵抗50gは、第2抵抗50h、第1電流検出部50dおよび第3抵抗50jと直列に接続される。第1抵抗50gは、第2抵抗50hと第1電流検出部50dとの間に配置される。
第2接続部Bは、現像領域50kと、第4抵抗50mとを有する。現像領域50kは、現像ローラー30と感光体ドラム5との間に位置する領域である。
現像領域50k、第2電流検出部50e、および第4抵抗50mは、現像電圧電源44に対して、現像領域50k、第2電流検出部50e、および第4抵抗50mの順に直列に接続される。第4抵抗50mは接地点Gに接続される。
現像電圧電源44により現像ローラー30にトナーと同極性(ここではプラス)の現像電圧が印加されることで、現像ローラー30と感光体ドラム5との間に電位差が発生し、帯電したトナーが現像領域50kを介して現像ローラー30と感光体ドラム5との間で移動し、現像ローラー30に担持されたトナーが感光体ドラム5に供給される。その結果、感光体ドラム5の表面に形成された静電潜像がトナー像に現像される。また、帯電したトナーが現像ローラー30と感光体ドラム5との間を移動することで、現像領域50kに電流が流れる。
現像ローラー30と感光体ドラム5との間をトナーが移動する際、現像領域50kが現像剤で満たされているので、トナーが現像剤中を移動する。従って、現像ローラー30と感光体ドラム5との間には、キャパシタ成分に加えて現像剤による抵抗成分も存在している。キャパシタ成分は、現像ローラー30と感光体ドラム5との間の静電容量である。
トナー電流は、トナーが現像ローラー30と感光体ドラム5との間(以下、DS間という)を移動することによって生じる電流をいう。トナー電流は、DS間のトナーの移動によってのみ生じる電流であり、DS間を流れる電流がキャパシタ成分および抵抗成分の影響を受けない場合の電流値である。トナー電流は、DS間を移動するトナー(移動トナー)の量と相関を有し、移動トナーの量に応じた値を有する。詳細には、移動トナーの量が多くなるほどトナー電流が大きくなる。
図3に示した電流検出機構50では、現像ローラー30と感光体ドラム5との間の現像領域50kに並列して配置されるキャパシタ50iと、キャパシタ50iに並列および直列に接続される第1抵抗50g、第2抵抗50hを設けることにより、トナー電流を正確に検出することができる。
以下、本発明の特徴部分である、感光体ドラム5の表面電位を目標値とするために帯電ローラー41に印加する帯電電圧を、トナー電流に基づいて設定する方法について説明する。図4は、帯電電圧、感光体ドラム5の表面電位、露光後電位、および現像ローラー30に印加される現像電圧の直流成分の関係を示す図である。
先ず、感光体ドラム5の使用開始時において帯電ローラー41に基準帯電電圧Vst1(例えば1300V)を印加して感光体ドラム5の表面電位(明電位)を目標電位V0(例えば450V)に帯電させる。次に、帯電させた感光体ドラム5の表面に露光装置7により基準画像(ハーフ画像)の静電潜像を露光したときの露光後電位(暗電位)をVL(例えば200V)とする。また、現像ローラー30に印加する現像電圧の直流成分をVdc(例えば350V)とする。このとき、DS間でトナーが移動する際の実行電位差Vdc−VLは350−200=150Vとなる。
そして、静電潜像の現像開始から現像終了までにDS間に流れるトナー電流の基準積分値Ist1(例えば0.30μC)をトナー電流検出機構50により検出する。このときの基準帯電電圧Vst1(=1300V)および基準積分値Ist1(0.30μC)を第1基準データとして記憶部70に記憶する。
次に、帯電ローラー41に上記と異なる基準帯電電圧Vst2(例えば1250V)を印加して感光体ドラム5の表面電位(明電位)をV0′(例えば400V)に帯電させる。次に、帯電させた感光体ドラム5の表面に露光装置7により上記と同一の基準画像の静電潜像を露光する。露光による表面電位の低下量は上記と同一(250V)であるため、露光後電位(暗電位)VL′は400−250=150Vとなる。また、現像ローラー30に印加する現像電圧の直流成分をVdc(例えば350V)とする。このとき、DS間でトナーが移動する際の実行電位差Vdc−VL′は350−150=200Vとなる。
そして、静電潜像の現像開始から現像終了までにDS間に流れるトナー電流の基準積分値Ist2(例えば0.40μC)をトナー電流検出機構50により検出する。このときの基準帯電電圧Vst2(=1250V)および基準積分値Ist2(0.40μC)を第2基準データとして記憶部70に記憶する。
図5は、帯電電圧と感光体ドラム5の表面電位との関係を示すグラフである。図5において、感光体ドラム5の帯電特性の初期値、帯電特性が上昇した場合、帯電特性が低下した場合をそれぞれ◆、■、△のデータ系列で示す。図5に示すように、感光体ドラム5の帯電特性が変化すると、表面電位を目標電位V0(450V)にするための帯電電圧も変化する。しかし、帯電電圧の変化量に対する表面電位の変化量の割合(グラフの傾き)は一定である。
図6は、帯電電圧とトナー電流の積分値との関係を示すグラフである。図6に示すように、帯電電圧とトナー電流の積分値とは一定の相関関係を示すため、第1基準データおよび第2基準データに基づいてΔV/ΔI(図6の直線の傾き)を算出しておくことで、帯電電圧Vの補正量を算出することができる。
図7は、基準画像の現像開始から終了までにDS間に流れるトナー電流の推移を示すグラフである。トナー電流は現像ローラー30に印加される現像電圧の直流成分Vdcと基準画像の露光後電位(暗電位)VLとの実行電位差Vdc−VLに依存して決定されるものであり、トナー帯電量の変化には依存しない。例えば、トナー電流の積分値Istが0.30μCであるとすると、トナー帯電量が20μC/gであるときトナー現像量は0.30/20=0.015gとなり、トナー帯電量が15μC/gであるときトナー現像量は0.30/15=0.02gとなる。
図8は、本実施形態の画像形成装置100における感光体ドラム5の表面電位調整制御の第1の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図1〜図7を参照しながら、図8のステップに沿って表面電位の調整手順について詳細に説明する。
先ず、主制御部80から電圧制御部45に制御信号を送信することにより、帯電電圧電源43から帯電ローラー41に所定の帯電電圧V(例えば1300V)を印加する(ステップS1)。これにより、感光体ドラム5が所定の表面電位に帯電される。次に、露光装置7により基準画像の静電潜像を露光し、現像電圧電源44から現像ローラー30に現像電圧を印加して基準画像の現像を開始する(ステップS2)。
次に、主制御部80は基準画像の現像が終了したか否かを判定する(ステップS3)。現像が終了している場合は(ステップS3でYes)、トナー電流検出機構50により基準画像の現像開始から終了までにDS間に流れるトナー電流の積分値Iを測定する(ステップS4)。そして、測定された積分値Iと第1基準値Ist1との差分I−Ist1を算出する(ステップS5)。例えばI=0.20μC、Ist1=0.30μCとすると、I−Ist1=0.20−0.30=−0.10μCとなる。
一方、主制御部80は、記憶部70に記憶された第1基準データおよび第2基準データに基づいて、トナー電流の積分値の変化量ΔIに対する帯電電圧の変化量ΔVの割合ΔV/ΔIを算出する(ステップS6)。前述したように、第1基準データは基準帯電電圧Vst1=1300V、Ist1=0.30μCであり、第2基準データは基準帯電電圧Vst2=1250V、Ist2=0.40μCであるから、ΔV/ΔI=(1300−1250)/(0.30−0.40)=−50V/0.10μCとなる。
次に、ステップS5で算出されたI−Ist1(=−0.10μC)と、ステップS6で算出されたΔV/ΔI(=−50V/0.10μC)から帯電電圧Vの補正量を算出する(ステップS7)。
具体的には、第1基準データにおいて感光体ドラム5を目標電位V0(=450V)に帯電させるときのトナー電流の積分値は0.30μCであるから、帯電電圧Vの補正量は(0.30μC−0.20μC)×(−50V/0.10μC)=0.10×(−50/0.10)=−50Vとなる。
その後、ステップS1で印加した帯電電圧V(=1300V)にステップS7で算出された補正量(−50V)を加算して補正帯電電圧V′(=1250V)を算出する(ステップS8)。
図8の制御例では、帯電電圧Vとして基準帯電電圧Vst1(1300V)を印加したところ、感光体ドラム5の帯電特性が上昇したことによりトナー電流の積分値(0.20μC)が目標電位V0のときの基準積分値Ist1(0.30μC)よりも小さくなったため、図5および図6に示した関係を用いて帯電電圧Vを補正帯電電圧V′(1250V)に補正することで、感光体ドラム5を目標電位V0に帯電させることができた。
図9は、本実施形態の画像形成装置100における感光体ドラム5の表面電位調整制御の第2の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図1〜図7を参照しながら、図9のステップに沿って表面電位の調整手順について詳細に説明する。図9に示す第2の制御例では、前述した第1基準データ、第2基準データのうち第1基準データのみを用いる。
先ず、主制御部80から電圧制御部45に制御信号を送信することにより、帯電電圧電源43から帯電ローラー41に所定の第1帯電電圧V1(例えば1300V)を印加する(ステップS1)。これにより、感光体ドラム5が所定の表面電位に帯電される。次に、露光装置7により基準画像の静電潜像を露光し、現像電圧電源44から現像ローラー30に現像電圧を印加して第1基準画像の現像を開始する(ステップS2)。
次に、主制御部80は第1基準画像の現像が終了したか否かを判定する(ステップS3)。現像が終了している場合は(ステップS3でYes)、トナー電流検出機構50により第1基準画像の現像開始から終了までにDS間に流れるトナー電流の第1積分値I1を測定する(ステップS4)。
次に、帯電電圧電源43から帯電ローラー41に第1帯電電圧V1と異なる第2帯電電圧V2(例えば1200V)を印加する(ステップS5)。そして、露光装置7により第1基準画像と同一の静電潜像を露光し、現像電圧電源44から現像ローラー30に現像電圧を印加して第2基準画像の現像を開始し、トナー電流検出機構50により第2基準画像の現像開始から終了までにDS間に流れるトナー電流の第2積分値I2を測定する(ステップS6〜S8)。
主制御部80は、第1帯電電圧V1、第2帯電電圧V2、および測定された第1積分値I1、第2積分値I2に基づいて、トナー電流の積分値の変化量ΔIに対する帯電電圧の変化量ΔVの割合ΔV/ΔIを算出する(ステップS9)。例えば、第1帯電電圧V1=1300V、I1=0.20μCであり、第2帯電電圧V2=1200V、I2=0.40μCであるとき、ΔV/ΔI=(1300−1200)/(0.20−0.40)=−50V/0.10μCとなる。
次に、記憶部70に記憶された第1基準データの基準積分値Ist1(=0.30μC)と、ステップS9で算出されたΔV/ΔI(=−50V/0.10μC)とを用いて基準帯電電圧Vst1からの補正量を算出する(ステップS10)。具体的には、基準帯電電圧Vst1からの補正量は(0.30μC−0.20μC)×(−50V/0.10μC)=0.10×(−50/0.10)=−50Vとなる。その後、基準帯電電圧Vst1(=1300V)にステップS10で算出された補正量(−50V)を加算して補正帯電電圧V′(=1250V)を算出する(ステップS11)。
図9の制御例では、帯電ローラー41に第1帯電電圧V1および第2帯電電圧V2を印加したときのDS間に流れるトナー電流の第1積分値I1および第2積分値I2を測定し、トナー電流の積分値の変化量ΔIに対する帯電電圧の変化量ΔVの割合ΔV/ΔIを算出した。そして、基準帯電電圧Vst1(1300V)からの補正量(−50V)を算出して補正帯電電圧V′(1250V)に補正することで、感光体ドラム5を目標電位V0に帯電させることができた。
以上のように、基準画像を現像したときにDS間に流れるトナー電流の積分値を用いて帯電電圧を補正することにより、感光体ドラム5の帯電特性の変化を精度よく把握して適切な帯電電圧を印加することができ、感光体ドラム5の帯電不良に起因するカブリ画像の発生を効果的に抑制することができる。また、高価な表面電位センサーを用いることなく感光体ドラム5の表面電位を一定に維持できるため、画像形成装置100の低コスト化にも寄与する。
また、本実施形態の表面電位調整制御においては、表面電位の調整精度を確保する上において、トナー電流を正確に測定することが重要であり、DS間に並列して配置されたキャパシタ50iと、キャパシタ50iと直列および並列に配列された抵抗50h、50gとを有するトナー電流検出機構50を用いることが特に有効である。
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では二成分現像剤を担持する現像ローラー30を備えた現像装置8について説明したが、これに限定されるものではなく、現像ローラー30に二成分現像剤中のトナーのみを供給するトナー供給ローラーを備えた現像装置等の、二成分現像剤を用いる種々の現像装置を備えた画像形成装置に適用可能である。
また、トナー電流検出機構50についても図3に示した本実施形態の構成に限定されるものではなく、DS間に流れるトナー電流を正確に測定可能な構成であれば他の構成を用いることもできる。
また、上記実施形態では画像形成装置100として図1に示したようなモノクロプリンターを例に挙げて説明したが、モノクロプリンターに限らず、モノクロおよびカラー複写機、デジタル複合機、カラープリンター、ファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。
本発明は、像担持体に接触する帯電部材を用いて像担持体を帯電させる接触帯電式の帯電装置を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、帯電部材の寿命を精度よく予測可能な画像形成装置を提供することができる。
4 帯電装置
5 感光体ドラム(像担持体)
6 除電装置
7 露光装置
8 現像装置
14 転写ローラー
30 現像ローラー(現像剤担持体)
41 帯電ローラー(帯電部材)
43 帯電電圧電源
44 現像電圧電源
45 電圧制御部
50 トナー電流検出機構
50i キャパシタ
50g 第1抵抗
50h 第2抵抗
50k 現像領域
70 記憶部
80 主制御部(制御部)
100 画像形成装置
A 第1接続部
B 第2接続部
C トナー電流検出部
5 感光体ドラム(像担持体)
6 除電装置
7 露光装置
8 現像装置
14 転写ローラー
30 現像ローラー(現像剤担持体)
41 帯電ローラー(帯電部材)
43 帯電電圧電源
44 現像電圧電源
45 電圧制御部
50 トナー電流検出機構
50i キャパシタ
50g 第1抵抗
50h 第2抵抗
50k 現像領域
70 記憶部
80 主制御部(制御部)
100 画像形成装置
A 第1接続部
B 第2接続部
C トナー電流検出部
Claims (5)
- 表面に感光層が形成された像担持体と、
前記像担持体の表面に接触して前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材により帯電された前記像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、
前記像担持体に対向配置され、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤中の前記トナーを担持する現像剤担持体を有し、前記像担持体に形成された前記静電潜像に前記トナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、
を含む画像形成部と、
前記帯電部材に直流電圧を含む帯電電圧を印加する帯電電圧電源と、
前記現像剤担持体に現像電圧を印加する現像電圧電源と、
前記現像剤担持体に前記現像電圧を印加したときに前記現像剤担持体から前記像担持体に前記トナーが移動することにより流れるトナー電流を検出するトナー電流検出機構と、
前記画像形成部、前記帯電電圧電源、および前記現像電圧電源を制御する制御部と、
を備えた画像形成装置において、
前記制御部は、
前記帯電部材に複数の前記帯電電圧を印加して前記像担持体を異なる表面電位に帯電させて同一の基準画像を現像したときの前記トナー電流を検出し、前記帯電電圧と前記トナー電流の積分値との関係に基づいて、前記表面電位を目標電位とするための前記帯電電圧を算出することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、
前記像担持体の使用開始時において前記帯電部材に基準帯電電圧Vst1を印加して前記像担持体を前記目標電位に帯電させた後、前記像担持体の表面に基準画像を形成したときの前記基準画像の現像開始から現像終了までに流れる前記トナー電流の基準積分値Ist1を検出し、前記基準帯電電圧Vst1および前記基準積分値Ist1を第1基準データとして取得しておき、
前記帯電部材に所定の第1帯電電圧V1を印加して前記像担持体を所定の表面電位に帯電させた後、前記像担持体の表面に前記基準画像を形成したときの前記基準画像の現像開始から現像終了までに流れる前記トナー電流の第1積分値I1を検出し、
前記帯電部材に前記第1帯電電圧V1と異なる第2帯電電圧V2を印加して前記像担持体を所定の表面電位に帯電させた後、前記像担持体の表面に前記基準画像を形成したときの前記基準画像の現像開始から現像終了までに流れる前記トナー電流の第2積分値I2を検出し、
前記第1帯電電圧V1、前記第2帯電電圧V2および前記第1積分値I1、前記第2積分値から前記トナー電流の変化量ΔIに対する前記帯電電圧の変化量の割合ΔV/ΔIを算出し、
ΔV/ΔIに基づいて前記基準帯電電圧Vst1からの補正量を算出し、前記基準帯電電圧Vst1を補正して前記表面電位を目標電位とするための前記帯電電圧を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、
前記像担持体の使用開始時において前記帯電部材に相異なる基準帯電電圧Vst1、Vst2を印加した後、前記像担持体の表面に前記基準画像を形成したときの前記基準画像の現像開始から現像終了までに流れる前記トナー電流の基準積分値Ist1、Ist2を検出し、前記基準帯電電圧Vst1および前記基準積分値Ist1を第1基準データ、前記基準帯電電圧Vst2および前記基準積分値Ist2を第2基準データとして取得しておき、
前記帯電部材に所定の帯電電圧V1を印加して前記像担持体を所定の表面電位に帯電させた後、前記像担持体の表面に前記基準画像を形成したときの前記基準画像の現像開始から現像終了までに流れる前記トナー電流の積分値I1を検出し、
前記第1基準値Vst1、Ist1および前記第2基準値Vst2、Ist2から前記トナー電流の変化量ΔIに対する前記帯電電圧の変化量の割合ΔV/ΔIを算出し、
ΔV/ΔIに基づいて前記帯電電圧V1からの補正量を算出し、前記帯電電圧V1を補正して前記表面電位を目標電位とするための前記帯電電圧を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記トナー電流検出機構は、
前記現像剤担持体と前記像担持体との間の現像領域に並列に配置され、一端が前記現像剤担持体に接続されるとともに他端がグランドに接続されるキャパシタと、
前記キャパシタに直列および並列に配置される複数の抵抗と、
前記現像剤担持体と前記グランドとの間に流れる電流を検出する第1電流検出部と、前記像担持体と前記グランドとの間に流れる電流を検出する第2電流検出部と、を有し、前記第2電流検出部を流れる電流値から前記第1電流検出部を流れる電流値を差し引いた値を前記トナー電流として検出するトナー電流検出部と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記像担持体は、表面に前記感光層として有機感光層が形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019048159A JP2020148987A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019048159A JP2020148987A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 画像形成装置 |
Publications (1)
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JP2020148987A true JP2020148987A (ja) | 2020-09-17 |
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ID=72429657
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019048159A Pending JP2020148987A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2020148987A (ja) |
-
2019
- 2019-03-15 JP JP2019048159A patent/JP2020148987A/ja active Pending
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