JP2021096374A - Image forming apparatus - Google Patents

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駿介 松下
Shunsuke Matsushita
駿介 松下
延喜 吉田
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延喜 吉田
直樹 福島
Naoki Fukushima
直樹 福島
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Abstract

To prevent the occurrence of leakage between an image carrier and a developer carrier.SOLUTION: An image forming apparatus has: a removable process cartridge that has an image carrier, an electrifying member, a developer carrier that is opposite to the image carrier in a non-contact state and carries a developer, a developing frame body that is provided with an opening part for communicating a developer storage chamber and a developing chamber and supports the developer carrier, a rotating member that is rotated in conjunction with the developer carrier, and a sealing member that seals the opening part and is partially fixed to the rotating member; an application unit that applies a developing bias to the developer carrier; a detection unit that detects the value of current between the image carrier and the developer carrier; and a control unit that detects whether the value of current exceeds a threshold while the developing bias is applied to the developer carrier and controls an AC voltage to be equal to or less than the threshold. The time required for the control unit to control the AC voltage to be equal to or less than the threshold is shorter than the time required from the start of opening the opening part by taking up the sealing member by the rotation of the rotating member until the end of the opening.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、電子写真方式を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on a recording medium using an electrophotographic method.

電子写真方式(電子写真プロセス)を用いたプリンタ等の画像形成装置では、像担持体に形成された静電潜像を現像するために、様々な現像装置が使用されている。その一例として、キャリアを含まずにトナーのみを使用した現像剤を用いて現像する1成分現像方式であって、像担持体とこれに対向する現像剤担持体とが所定の間隙(ギャップ)を設けて配されている1成分非接触現像方式が知られている。 In an image forming apparatus such as a printer using an electrophotographic method (electrophotographic process), various developing apparatuss are used to develop an electrostatic latent image formed on an image carrier. As an example, in a one-component developing method in which development is performed using a developer that uses only toner without containing carriers, a predetermined gap is formed between the image carrier and the developer carrier facing the image carrier. A one-component non-contact developing method provided and arranged is known.

非接触現像方式では、現像剤担持体に直流電圧と交流電圧が重畳された現像バイアスが印加されることで、帯電したトナーが現像剤担持体から像担持体へと飛翔し、像担持体に形成された静電潜像へトナー像が現像される。像担持体に現像されたトナー像は、用紙などの記録媒体に転写、定着される。 In the non-contact developing method, a development bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied to the developer carrier, so that the charged toner flies from the developer carrier to the image carrier and becomes the image carrier. A toner image is developed on the formed electrostatic latent image. The toner image developed on the image carrier is transferred and fixed on a recording medium such as paper.

ところで、非接触現像方式では、像担持体および現像剤担持体に駆動がかかることで、像担持体と現像剤担持体との間に設けられている前記ギャップが変動する場合がある。前記ギャップの変動により像担持体と現像剤担持体の間の電界強度が変動することで、形成された画像に濃度ムラが発生する等の問題があった。 By the way, in the non-contact developing method, the gap provided between the image carrier and the developer carrier may fluctuate due to the driving of the image carrier and the developer carrier. There is a problem that density unevenness occurs in the formed image because the electric field strength between the image carrier and the developer carrier fluctuates due to the fluctuation of the gap.

この問題に対して、現像バイアスにおける交流電圧のピーク間電圧(ピークトゥピーク値)を大きくすることで、トナーが現像剤担持体から像担持体へと十分飛翔し、濃度ムラの発生を抑制することが可能である。しかし、前記現像バイアスにおける交流電圧のピーク間電圧が大きくなると、像担持体の表面電位との電位差が大きくなる。そのため、現像剤担持体と像担持体との間に放電が生じ、放電によって放電電流が流れる電流リーク(以下、リークと称する)が発生し、形成される画像にノイズが発生するという問題があった。 To solve this problem, by increasing the inter-peak voltage (peak-to-peak value) of the AC voltage in the development bias, the toner sufficiently flies from the developer carrier to the image carrier, and the occurrence of density unevenness is suppressed. It is possible. However, when the inter-peak voltage of the AC voltage in the development bias becomes large, the potential difference from the surface potential of the image carrier becomes large. Therefore, there is a problem that a discharge occurs between the developer carrier and the image carrier, a current leak (hereinafter referred to as a leak) in which a discharge current flows due to the discharge occurs, and noise is generated in the formed image. It was.

そのため、特許文献1においては、像担持体と現像剤担持体との間に流れる電流値に基づいてインピーダンス測定を行うことで、リークが発生するピーク間電圧(ピークトゥピーク値)の限界値(リーク限界)を検知している。 Therefore, in Patent Document 1, by measuring the impedance based on the current value flowing between the image carrier and the developer carrier, the limit value of the peak-to-peak voltage (peak-to-peak value) at which leakage occurs (peak-to-peak value) ( Leak limit) is detected.

特開2005−78015号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-78015

しかしながら、特許文献1に記載の技術においては、次のような問題があった。 However, the technique described in Patent Document 1 has the following problems.

像担持体と現像剤担持体とのギャップ中にトナーが介在していると、トナーの抵抗により、像担持体と現像剤担持体との間の抵抗が上昇し、リークが発生しにくくなる。そのため、現像剤担持体にトナーが存在していない状態が最もリークが発生しやすい状態である。 When toner is interposed in the gap between the image carrier and the developer carrier, the resistance between the toner carrier increases the resistance between the image carrier and the developer carrier, and leakage is less likely to occur. Therefore, the state in which the toner is not present on the developer carrier is the state in which leakage is most likely to occur.

したがって、特許文献1に記載の技術のように、トナーが介在している状態で検知したリーク限界を基にピーク間電圧を設定していた場合、現像装置内のトナーが減少するなどにより現像剤担持体に担持されるトナーの量が減少すると、リークが発生してしまう可能性がある。 Therefore, when the peak voltage is set based on the leak limit detected in the state where the toner is present as in the technique described in Patent Document 1, the developing agent is reduced due to the decrease of the toner in the developing apparatus. Leaks can occur when the amount of toner carried on the carrier is reduced.

本発明の目的は、現像剤担持体に担持されるトナーの量に関わらず、像担持体と現像剤担持体との間で発生するリークを抑制することである。 An object of the present invention is to suppress a leak generated between an image carrier and a developer carrier regardless of the amount of toner supported on the developer carrier.

上記目的を達成するため、本発明は、回転可能な像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電部材と、前記像担持体に対して非接触状態で対向するように設けられ、現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、現像剤を収容するための現像剤収容室と、前記現像剤担持体が回転可能に設けられた現像室と、前記現像剤収容室と前記現像室とを連通する開口部が設けられ、前記現像剤担持体を支持する現像枠体と、前記現像枠体に回転可能に設けられ、前記現像剤担持体に連動して回転する回転部材と、前記現像枠体に設けられた前記開口部を封止し、一部が前記回転部材に固定された封止部材と、を有し、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジと、前記現像剤担持体に直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアスを印加する印加部と、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に流れる電流値を検出する検出部と、前記電流値を検出する検出時において前記現像剤担持体に前記現像バイアスが印加された状態で、前記検出部により検出された電流値が閾値を超えたか否かを検知し、閾値以下となるように前記交流電圧を制御する制御部と、を有し、前記制御部により前記閾値以下となるように前記交流電圧を制御するために要する時間が、前記回転部材の回転により前記封止部材を巻き取って前記開口部を開封し始めてから開封し終えるまでに要する時間よりも短いことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is provided with a rotatable image carrier, a charging member for charging the image carrier, and a developing agent so as to face the image carrier in a non-contact state. A rotatable developer carrier for carrying the developer, a developer accommodating chamber for accommodating the developer, a developing chamber in which the developer carrier is rotatably provided, a developer accommodating chamber and the developing chamber. A developing frame body that is provided with an opening for communicating with the developer and supports the developing agent carrier, a rotating member that is rotatably provided in the developing frame body and rotates in conjunction with the developing agent carrier, and the above. A process cartridge that seals the opening provided in the developing frame, has a sealing member partially fixed to the rotating member, and is removable from the image forming apparatus, and the developing agent. An application unit that applies a development bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed on the carrier, a detection unit that detects the current value flowing between the image carrier and the developer carrier, and the current value are used. At the time of detection, with the development bias applied to the developer carrier, it is detected whether or not the current value detected by the detection unit exceeds the threshold value, and the AC voltage is set to be equal to or lower than the threshold value. The time required for the control unit to control the AC voltage so as to be equal to or lower than the threshold value is such that the sealing member is wound up by the rotation of the rotating member and the opening is opened. It is characterized in that it is shorter than the time required from the start of opening the part to the end of opening.

本発明によれば、現像剤担持体に担持されるトナーの量に関わらず、像担持体と現像剤担持体との間で発生するリークを抑制することができる。 According to the present invention, leakage generated between the image carrier and the developer carrier can be suppressed regardless of the amount of toner supported on the developer carrier.

画像形成装置の全体構成の概略図Schematic diagram of the overall configuration of the image forming apparatus 現像容器の断面図Cross-sectional view of the developing container (a)、(b)トナーシール巻き取り構成に関する説明図(A), (b) Explanatory drawing about toner seal winding configuration 現像バイアス印加と放電検出に関する構成を示す説明図Explanatory drawing which shows configuration about development bias application and discharge detection 検出部によるリーク電流検出に関する説明図Explanatory drawing about leakage current detection by detection part 実施例1に係る放電発生検出動作の流れを示すフローチャートA flowchart showing the flow of the discharge generation detection operation according to the first embodiment. 実施例1に係る放電検出動作の駆動タイミングを示すタイミングチャートTiming chart showing the drive timing of the discharge detection operation according to the first embodiment 実施例1、比較例1において放電動作検出時で設定したVppと検出された電流値の関係図Diagram of the relationship between the Vpp set at the time of detecting the discharge operation and the detected current value in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例2に係る放電発生検出動作の流れを示すフローチャートA flowchart showing the flow of the discharge generation detection operation according to the second embodiment. 実施例2に係る放電検出動作の駆動タイミングを示すタイミングチャートTiming chart showing the drive timing of the discharge detection operation according to the second embodiment

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail exemplarily with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the following examples should be appropriately changed depending on the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope of the invention to the following examples.

〔実施例1〕
図1を参照して、画像形成装置の全体構成を画像形成動作とともに説明する。図1は、実施例1に係る画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。
[Example 1]
With reference to FIG. 1, the overall configuration of the image forming apparatus will be described together with the image forming operation. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment.

<画像形成装置の説明>
画像形成装置は、電子写真方式を用いたレーザプリンタであり、装置本体Mに対してプロセスカートリッジ20が着脱可能に構成されている。ここで、画像形成装置の装置本体Mとは、画像形成装置においてプロセスカートリッジ20を除いた構成部品を示すものである。また、本発明が適用可能な画像形成装置はここに示すものに限られない。例えば、複数のプロセスカートリッジ20を備え、中間転写ベルト(中間転写体)を用いて複数像のトナー像を記録媒体に転写してカラー画像を形成するカラーレーザプリンタにも本発明は適用可能である。
<Explanation of image forming apparatus>
The image forming apparatus is a laser printer using an electrophotographic method, and the process cartridge 20 is detachably attached to the apparatus main body M. Here, the apparatus main body M of the image forming apparatus indicates a component of the image forming apparatus excluding the process cartridge 20. Further, the image forming apparatus to which the present invention is applicable is not limited to those shown here. For example, the present invention is also applicable to a color laser printer provided with a plurality of process cartridges 20 and using an intermediate transfer belt (intermediate transfer body) to transfer a plurality of image toner images to a recording medium to form a color image. ..

像担持体(被帯電体)としての感光ドラム1は、導電性ドラムの外周面にOPC(有機光半導体)感光層を形成したものである。感光ドラム1は、装置本体の不図示の駆動源から駆動力を受けて、所定のプロセススピード(例えば385mm/sec)をもって図1の時計回り方向に回転駆動される。 The photosensitive drum 1 as an image carrier (charged body) has an OPC (organic optical semiconductor) photosensitive layer formed on the outer peripheral surface of the conductive drum. The photosensitive drum 1 receives a driving force from a driving source (not shown) of the main body of the apparatus, and is rotationally driven in the clockwise direction of FIG. 1 at a predetermined process speed (for example, 385 mm / sec).

帯電部材としての帯電ローラ4は、所定のタイミングで帯電バイアスが印加され、感光ドラム1の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。露光部としてのレーザビームスキャナ6は、帯電された感光ドラム1に対して画像情報に応じたレーザ光を走査露光(照射)することで、感光ドラム1の表面に静電潜像を形成する。 A charging bias is applied to the charging roller 4 as a charging member at a predetermined timing, and the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential. The laser beam scanner 6 as an exposure unit forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 by scanning and exposing (irradiating) the charged photosensitive drum 1 with a laser beam corresponding to the image information.

現像部としての現像装置は、感光ドラム1の表面に形成された静電潜像に対して現像剤としてのトナーにより現像を行う。現像装置は、現像ローラ7、現像ブレード8、現像容器9、撹拌部材10によって構成されている。現像ローラ7は、感光ドラム1に対向して配設され、感光ドラム1にトナーを供給するための現像剤担持体である。現像ブレード8は、現像ローラ7に担持されたトナーの層厚を規制し、トナーに電荷を付与するための規制部材である。撹拌部材10は、現像容器9内のトナーの搬送・撹拌を行う。現像容器9については、後述する。 The developing apparatus as a developing unit develops an electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 with toner as a developing agent. The developing apparatus includes a developing roller 7, a developing blade 8, a developing container 9, and a stirring member 10. The developing roller 7 is arranged so as to face the photosensitive drum 1, and is a developer carrier for supplying toner to the photosensitive drum 1. The developing blade 8 is a regulating member for regulating the layer thickness of the toner supported on the developing roller 7 and imparting an electric charge to the toner. The stirring member 10 conveys and stirs the toner in the developing container 9. The developing container 9 will be described later.

現像ローラ7は、装置本体Mの不図示の駆動源から駆動力を受けて、図1の反時計回り方向に回転駆動される。現像ローラ7の表面には、現像ブレード8によって電荷が付与されたトナー層(磁性穂)が形成される。そして、現像ローラ7は交流電圧と直流電圧を重畳させた現像バイアスが印加されることで、現像バイアスの電界により現像ローラ7に担持されたトナーが感光ドラム1へ飛翔し、感光ドラム1の表面に形成された静電潜像がトナー像として現像される。 The developing roller 7 receives a driving force from a driving source (not shown) of the apparatus main body M and is rotationally driven in the counterclockwise direction of FIG. A toner layer (magnetic spike) charged by the developing blade 8 is formed on the surface of the developing roller 7. Then, when a development bias in which an AC voltage and a DC voltage are superimposed is applied to the developing roller 7, the toner carried on the developing roller 7 flies to the photosensitive drum 1 due to the electric field of the developing bias, and the surface of the photosensitive drum 1 is surfaced. The electrostatic latent image formed on the surface is developed as a toner image.

一方、記録媒体Pは給送ローラなどによって給送され、感光ドラム1と転写ローラ11とのニップ部にて、転写バイアスが印加された転写ローラ11によって感光ドラム1の表面に現像されたトナー像(現像剤像)が転写される。トナー像が転写された記録媒体Pは、感光ドラム1の表面から分離されて定着装置12に送られ、加熱・加圧されて、転写されたトナー像が記録媒体Pに定着される。 On the other hand, the recording medium P is fed by a feeding roller or the like, and a toner image developed on the surface of the photosensitive drum 1 by the transfer roller 11 to which a transfer bias is applied at the nip portion between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 11. (Developer image) is transferred. The recording medium P on which the toner image is transferred is separated from the surface of the photosensitive drum 1 and sent to the fixing device 12, heated and pressurized, and the transferred toner image is fixed on the recording medium P.

記録媒体Pに転写されず感光ドラム1の表面に残ったトナーは、感光ドラム1に当接して感光ドラム1をクリーニングするクリーニング部としてのクリーニングブレード2により除去され、クリーニング容器5に収容される。その後、感光ドラム1の表面は再び帯電ローラ4により帯電され、上述の工程を繰り返し、一連の画像形成のサイクルが行われる。 The toner that is not transferred to the recording medium P and remains on the surface of the photosensitive drum 1 is removed by the cleaning blade 2 as a cleaning unit that comes into contact with the photosensitive drum 1 and cleans the photosensitive drum 1, and is housed in the cleaning container 5. After that, the surface of the photosensitive drum 1 is charged again by the charging roller 4, and the above steps are repeated to perform a series of image formation cycles.

本実施例では、感光ドラム1、帯電ローラ4、クリーニングブレード2、クリーニング容器5、及び現像ローラ7、現像ブレード8、現像容器9、撹拌部材10が、プロセスカートリッジ20として一体化されている。そしてプロセスカートリッジ20は、画像形成装置の装置本体Mに対して着脱可能となっている。 In this embodiment, the photosensitive drum 1, the charging roller 4, the cleaning blade 2, the cleaning container 5, and the developing roller 7, the developing blade 8, the developing container 9, and the stirring member 10 are integrated as the process cartridge 20. The process cartridge 20 is removable from the device main body M of the image forming apparatus.

<現像容器の概要>
図2を用いて、現像容器9の構成を説明する。図2は現像容器の断面図である。
<Outline of developing container>
The configuration of the developing container 9 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the developing container.

現像容器9は、現像剤担持体である現像ローラ7を支持する現像枠体である。現像容器9は、トナーを収容するための現像剤収容室であるトナー収容室9aと、反時計回り方向に回転する現像ローラ7が設けられた現像室9bと、トナー収容室9aと現像室9bとを連通する開口部である開口9cが設けられている。 The developing container 9 is a developing frame that supports the developing roller 7, which is a developing agent carrier. The developing container 9 includes a toner accommodating chamber 9a which is a developing agent accommodating chamber for accommodating toner, a developing chamber 9b provided with a developing roller 7 rotating counterclockwise, and a toner accommodating chamber 9a and a developing chamber 9b. An opening 9c, which is an opening for communicating with the above, is provided.

現像室9bには、現像ローラ7に担持されたトナーの層厚を規制するための規制部材である現像ブレード8が配置されている。 In the developing chamber 9b, a developing blade 8 which is a regulating member for regulating the layer thickness of the toner supported on the developing roller 7 is arranged.

トナー収容室9aには、トナーの搬送・撹拌を行う撹拌部材10が回転可能に設けられている。撹拌部材10は、撹拌シート10aと撹拌軸10bとから構成されている。撹拌シート10aの一端が撹拌軸10bに取り付けられており、撹拌軸10bが時計回り方向に回転することで、撹拌シート10aも回転する。撹拌シート10aが回転することで、トナー収容室9a内のトナーは、撹拌され、トナー収容室9aから開口9cを介して現像室9bへと搬送される。 The toner accommodating chamber 9a is rotatably provided with a stirring member 10 that conveys and stirs the toner. The stirring member 10 is composed of a stirring sheet 10a and a stirring shaft 10b. One end of the stirring sheet 10a is attached to the stirring shaft 10b, and the stirring shaft 10b rotates in the clockwise direction, so that the stirring sheet 10a also rotates. By rotating the stirring sheet 10a, the toner in the toner accommodating chamber 9a is agitated and conveyed from the toner accommodating chamber 9a to the developing chamber 9b through the opening 9c.

撹拌部材10によりトナー収容室9aから現像室9bに搬送されたトナーは、現像ローラ7に供給される。現像ローラ7に供給されたトナーは、現像ローラ7の表面に担持され、現像ブレード8によりトナーの層厚が規制される。現像ブレード8により規制されたトナーは、摩擦帯電により適切な電荷が付与される。 The toner conveyed from the toner accommodating chamber 9a to the developing chamber 9b by the stirring member 10 is supplied to the developing roller 7. The toner supplied to the developing roller 7 is supported on the surface of the developing roller 7, and the layer thickness of the toner is regulated by the developing blade 8. The toner regulated by the developing blade 8 is given an appropriate charge by triboelectric charging.

以下に、現像装置を構成する現像ローラ7、現像ブレード8、撹拌部材10の主なパラメータを例示する。 Below, the main parameters of the developing roller 7, the developing blade 8, and the stirring member 10 constituting the developing apparatus are illustrated.

現像ローラ7は、外径を14mm、材質を金属系(ニッケル/アルミニウム/SUS)、表面粗さをRa0.2〜1.0μm、回転速度を385mm/sec(通常プリント時)とする。 The developing roller 7 has an outer diameter of 14 mm, a material of metal (nickel / aluminum / SUS), a surface roughness of Ra0.2 to 1.0 μm, and a rotation speed of 385 mm / sec (normal printing).

現像ブレード8は、材質をウレタン、厚みを1.0mmとする。 The developing blade 8 is made of urethane and has a thickness of 1.0 mm.

撹拌部材10は、材質をポリカーボネート、厚みを130μm、回転速度を60rpm(通常プリント時)とする。 The material of the stirring member 10 is polycarbonate, the thickness is 130 μm, and the rotation speed is 60 rpm (normally at the time of printing).

<トナーシール巻き取り構成>
図3(a)、図3(b)を用いて、トナーシールの巻き取り構成について説明する。図3(a)、図3(b)はトナーシール巻き取り構成に関する説明図である。
<Toner seal winding configuration>
The winding configuration of the toner seal will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). 3A and 3B are explanatory views of a toner seal winding configuration.

現像容器9が新品状態で出荷される場合には、現像容器9から外部にトナーが漏れることを防止する必要がある。そのため、図3(a)のように、現像容器9において、トナーが収容されるトナー収容室9aと現像ローラ7が収容される現像室9bとの間の開口9cは、封止部材であるトナーシール13によって封止されている。トナーシール13は、その一部がトナーシール13の開封部材としての回転部材であるトナーシール巻取軸14に固定されている。図3(b)のようにトナーシール13は、トナーシール巻取軸14が回転することでトナーシール巻取軸14に巻き取られ、開口9cが開封される。また、本実施例においては、トナーシール巻取軸14は撹拌軸10bを兼ねており、撹拌軸10bの回転と連動してトナーシール巻取軸14が回転し、撹拌部材10が1回転することでトナーシール13がトナーシール巻取軸14に巻き取られる。撹拌軸10bの回転駆動力は、まず装置本体Mの駆動源(不図示)から現像ローラ7が回転駆動力を伝達され、さらに現像ローラ7の回転駆動力がギアを介して撹拌軸10bに伝達される。つまり、現像ローラ7と撹拌軸10b、トナーシール巻取軸14は連動して回転する。ここで、本実施例の通常のプリント動作時における撹拌シート10aの回転速度は60rpmとした。したがって、トナーシール13は、通常のプリント動作時の周速で動作した場合に、1secで巻き取られることになる。なお、ここでは回転部材であるトナーシール巻取軸14は撹拌部材10の撹拌軸10bを兼ねる構成を例示したが、これに限定されるものではない。回転部材であるトナーシール巻取軸14を、撹拌部材10とは別に独立して、現像枠体である現像容器9に回転可能に設けた構成としてもよい。 When the developing container 9 is shipped in a new state, it is necessary to prevent toner from leaking from the developing container 9 to the outside. Therefore, as shown in FIG. 3A, in the developing container 9, the opening 9c between the toner accommodating chamber 9a accommodating the toner and the developing chamber 9b accommodating the developing roller 7 is a toner as a sealing member. It is sealed by a seal 13. A part of the toner seal 13 is fixed to the toner seal winding shaft 14 which is a rotating member as an opening member of the toner seal 13. As shown in FIG. 3B, the toner seal 13 is wound around the toner seal winding shaft 14 by rotating the toner seal winding shaft 14, and the opening 9c is opened. Further, in this embodiment, the toner seal winding shaft 14 also serves as the stirring shaft 10b, the toner seal winding shaft 14 rotates in conjunction with the rotation of the stirring shaft 10b, and the stirring member 10 rotates once. The toner seal 13 is wound around the toner seal winding shaft 14. The rotational driving force of the stirring shaft 10b is first transmitted by the developing roller 7 from the driving source (not shown) of the apparatus main body M to the rotating driving force of the developing roller 7, and further transmitted to the stirring shaft 10b via the gear. Will be done. That is, the developing roller 7, the stirring shaft 10b, and the toner seal winding shaft 14 rotate in conjunction with each other. Here, the rotation speed of the stirring sheet 10a during the normal printing operation of this embodiment is set to 60 rpm. Therefore, the toner seal 13 is wound up in 1 sec when it operates at the peripheral speed during normal printing operation. Although the structure in which the toner seal winding shaft 14 which is a rotating member also serves as the stirring shaft 10b of the stirring member 10 is illustrated here, the present invention is not limited to this. The toner seal winding shaft 14 which is a rotating member may be rotatably provided in the developing container 9 which is a developing frame body independently of the stirring member 10.

<感光ドラムと現像ローラ間の放電検出構成の説明>
次に図4を用いて、現像ローラ7への現像バイアスの印加、及び感光ドラム1と現像ローラ7間の放電検出に関する構成を説明する。図4は、現像バイアス印加と放電検出に関する構成を示す説明図である。
<Explanation of discharge detection configuration between photosensitive drum and developing roller>
Next, with reference to FIG. 4, a configuration relating to application of a development bias to the developing roller 7 and discharge detection between the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration relating to development bias application and discharge detection.

図4に示すように、現像ローラ7は、画像形成時にトナーを担持するスリーブ7aを有し、スリーブ7aの長手方向の両端には円形のキャップ7bが嵌入されている。現像ローラ7は、ローラ軸7cを中心に回転駆動される。ここでは、感光ドラム1の外径は30mm、現像ローラ7の外径は感光ドラム1の外径より小さい14mmとしている。 As shown in FIG. 4, the developing roller 7 has a sleeve 7a that supports toner at the time of image formation, and circular caps 7b are fitted at both ends of the sleeve 7a in the longitudinal direction. The developing roller 7 is rotationally driven around the roller shaft 7c. Here, the outer diameter of the photosensitive drum 1 is 30 mm, and the outer diameter of the developing roller 7 is 14 mm, which is smaller than the outer diameter of the photosensitive drum 1.

また、現像ローラ7は、感光ドラム1との間に空隙(SDギャップ)を設けた非接触状態で対向するように設けられている。本実施例では、キャップ7bはスリーブ7aより外径が大きく、キャップ7bの外周面が感光ドラム1の表面に当接する構成となっている。これにより、現像ローラ7と感光ドラム1との間に所定の空隙(SDギャップ)が設けられ、現像ローラ7と感光ドラム1とが非接触状態で対向する。ここでは、所定の空隙として、200μmのSDギャップが設けられている。 Further, the developing roller 7 is provided so as to face the photosensitive drum 1 in a non-contact state with a gap (SD gap). In this embodiment, the cap 7b has a larger outer diameter than the sleeve 7a, and the outer peripheral surface of the cap 7b is in contact with the surface of the photosensitive drum 1. As a result, a predetermined gap (SD gap) is provided between the developing roller 7 and the photosensitive drum 1, and the developing roller 7 and the photosensitive drum 1 face each other in a non-contact state. Here, an SD gap of 200 μm is provided as a predetermined gap.

なお、現像ローラ7と感光ドラム1の間に所定の空隙(SDギャップ)を設ける構成はこれに限定されるものではない。例えば、現像ローラ7と感光ドラム1を回転可能に支持する枠体によって現像ローラ7と感光ドラム1の間に所定の空隙を設けた構成としてもよい。 The configuration in which a predetermined gap (SD gap) is provided between the developing roller 7 and the photosensitive drum 1 is not limited to this. For example, a predetermined gap may be provided between the developing roller 7 and the photosensitive drum 1 by a frame body that rotatably supports the developing roller 7 and the photosensitive drum 1.

また、現像ローラ7のローラ軸7cには、感光ドラム1へのトナーの供給のため、直流電圧印加部30と交流電圧印加部31が接続されている。直流電圧印加部30と交流電圧印加部31は、現像ローラ7に直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加するための印加部である。 Further, a DC voltage application unit 30 and an AC voltage application unit 31 are connected to the roller shaft 7c of the developing roller 7 in order to supply toner to the photosensitive drum 1. The DC voltage application unit 30 and the AC voltage application unit 31 are application units for applying a development bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed on the developing roller 7.

直流電圧印加部30は、現像ローラ7に印加する直流成分を発生させる回路であり、その出力は交流電圧印加部31に入力される。そして、直流電圧印加部30は、出力制御部32を有している。出力制御部32は、直流電圧印加部30が出力するバイアスの値を制御部としてのCPU40の指示に応じて制御する。 The DC voltage application unit 30 is a circuit that generates a DC component applied to the developing roller 7, and its output is input to the AC voltage application unit 31. The DC voltage application unit 30 has an output control unit 32. The output control unit 32 controls the value of the bias output by the DC voltage application unit 30 according to the instruction of the CPU 40 as the control unit.

また、交流電圧印加部31は、直流電圧印加部30の出力する直流電圧を平均値(面積中心値)とする交流電圧を出力する回路である。交流電圧印加部31は、例えば、周波数f=2.5kHz、Duty50%の矩形波状(パルス状)の交流電圧を出力する。そして、交流電圧印加部31は、Vpp制御部33を有している。Vpp制御部33は、交流電圧のピーク間電圧(ピークトゥピーク値)であるVppを制御部としてのCPU40の指示に応じて制御する。 Further, the AC voltage application unit 31 is a circuit that outputs an AC voltage having the DC voltage output by the DC voltage application unit 30 as an average value (area center value). The AC voltage application unit 31 outputs, for example, a rectangular wave-shaped (pulse-shaped) AC voltage having a frequency f = 2.5 kHz and a duty of 50%. The AC voltage application unit 31 has a Vpp control unit 33. The Vpp control unit 33 controls Vpp, which is an inter-peak voltage (peak-to-peak value) of the AC voltage, in response to an instruction from the CPU 40 as a control unit.

検出部35は、感光ドラム1と現像ローラ7との間に流れる電流値を検出する検出部である。検出部35は、直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスを印加した時に現像ローラ7と感光ドラム1との間に流れる電流を電圧に変換する検出回路36と、変換された電圧信号を増幅し、放電検出信号としてCPU40に出力するアンプ37とで構成される。A/D変換器38は、アンプ37からの放電検出信号をA/D変換する。CPU40は、A/D変換器38によりA/D変換されたアンプ37の出力から、現像ローラ7と感光ドラム1との間に発生した電流の大きさを認識することができる。後述するが、CPU40は、電流値を検出する検出時において現像ローラ7に現像バイアスが印加された状態で、検出部35により検出された電流値が閾値を超えたか否かを検知し、閾値以下となるように前記交流電圧を制御する制御部である。 The detection unit 35 is a detection unit that detects the current value flowing between the photosensitive drum 1 and the developing roller 7. The detection unit 35 amplifies the detection circuit 36 that converts the current flowing between the development roller 7 and the photosensitive drum 1 into a voltage when a development bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied, and the converted voltage signal. It is composed of an amplifier 37 that outputs a discharge detection signal to the CPU 40. The A / D converter 38 A / D converts the discharge detection signal from the amplifier 37. The CPU 40 can recognize the magnitude of the current generated between the developing roller 7 and the photosensitive drum 1 from the output of the amplifier 37 that has been A / D converted by the A / D converter 38. As will be described later, the CPU 40 detects whether or not the current value detected by the detection unit 35 exceeds the threshold value in a state where the development bias is applied to the developing roller 7 at the time of detection of detecting the current value, and is equal to or less than the threshold value. It is a control unit that controls the AC voltage so as to be.

<リーク電流検出の説明>
図5を用いて、検出部35によるリーク電流の検出について説明する。図5は現像バイアス印加の交流電圧と電流値の波形図である。
<Explanation of leak current detection>
The detection of the leak current by the detection unit 35 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a waveform diagram of an AC voltage and a current value applied with a development bias.

図5は、べた白画像を形成中の交流電圧印加部31によって現像ローラ7に印加された交流電圧の波形(図中の点線)と、現像ローラ7と感光ドラム1の間に流れる電流値の波形(図中の実線)をプロットしたものである。感光ドラム1と現像ローラ7との電位差によって現像ローラ7表面の電荷が移動するため、交流電圧の電位が変化した時に電流が流れる。本実施例の構成は、交流電圧印加部31が印加する交流電圧が矩形波状であるため、図5に示すように、交流電圧が負から正に変化する時間t=0のタイミングでは、電位差の変化に伴い電流値が流れる。一方、交流電圧が負から正に変化するタイミングから一定の時間が経過したタイミングでは、交流電圧が一定となり、これに応じて電流値が0付近の値となっている。ここで、時間Tは交流電圧の1周期の時間であり、T=1/周波数fである。また、交流電圧が負から正に変化するタイミングから一定の時間としてt=T/4のタイミングを例示している。 FIG. 5 shows the waveform of the AC voltage applied to the developing roller 7 by the AC voltage applying unit 31 forming a solid white image (dotted line in the figure) and the current value flowing between the developing roller 7 and the photosensitive drum 1. It is a plot of the waveform (solid line in the figure). Since the electric charge on the surface of the developing roller 7 moves due to the potential difference between the photosensitive drum 1 and the developing roller 7, a current flows when the potential of the AC voltage changes. In the configuration of this embodiment, since the AC voltage applied by the AC voltage application unit 31 has a rectangular wave shape, as shown in FIG. 5, at the timing of the time t = 0 when the AC voltage changes from negative to positive, the potential difference is The current value flows with the change. On the other hand, at the timing when a certain time elapses from the timing when the AC voltage changes from negative to positive, the AC voltage becomes constant, and the current value becomes a value near 0 accordingly. Here, the time T is the time of one cycle of the AC voltage, and T = 1 / frequency f. Further, the timing of t = T / 4 is illustrated as a constant time from the timing when the AC voltage changes from negative to positive.

なお、本実施例では感光ドラム1と現像ローラ7との間に流れる電流値を検出するタイミングを、交流電圧が負から正になるタイミングから一定時間であるT/4経過後としているが、これに限定されるものではない。図5に点線で示すように、交流電圧は正側(又は負側)において負から正(又は正から負)に変化する領域から、交流電圧が一定となる領域に変化している。このように交流電圧が一定となる領域に相当するタイミングであれば、交流電圧が負から正になるタイミングから一定の時間はT/4に限定されるものではない。また負から正になるタイミングから一定の時間が経過したときだけでなく、正から負になるタイミングから一定の時間が経過したときであってもよい。交流電圧が一定となる領域に相当するタイミング(電圧の変化がおおよそ0となるタイミング)であれば、交流電圧が負から正又は正から負になるタイミングから任意の一定時間後でも同様の効果が得られる。 In this embodiment, the timing for detecting the current value flowing between the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 is set after T / 4 has elapsed, which is a certain time from the timing when the AC voltage changes from negative to positive. It is not limited to. As shown by the dotted line in FIG. 5, the AC voltage changes from a region where the AC voltage changes from negative to positive (or positive to negative) on the positive side (or negative side) to a region where the AC voltage becomes constant. As long as the timing corresponds to the region where the AC voltage becomes constant as described above, the constant time from the timing when the AC voltage changes from negative to positive is not limited to T / 4. Further, not only when a certain time elapses from the timing when it changes from negative to positive, but also when a certain time elapses from the timing when it changes from positive to negative. If the timing corresponds to the region where the AC voltage becomes constant (the timing when the voltage change becomes approximately 0), the same effect can be obtained even after an arbitrary fixed time from the timing when the AC voltage changes from negative to positive or positive to negative. can get.

本実施例では、制御部であるCPU40は、現像ローラ7に印加する交流電圧Vppが負から正になるタイミングから一定の時間が経過したときに検出部35により検出された電流値を用いて閾値との比較を行う。このように構成することで、現像ローラ7に印加する交流電圧が変化した時に、感光ドラム1と現像ローラ7との間に流れる電流値によってリーク電流を直接検知することができる。 In this embodiment, the CPU 40, which is a control unit, uses the current value detected by the detection unit 35 when a certain time elapses from the timing when the AC voltage Vpp applied to the developing roller 7 changes from negative to positive to a threshold value. Make a comparison with. With this configuration, when the AC voltage applied to the developing roller 7 changes, the leak current can be directly detected by the current value flowing between the photosensitive drum 1 and the developing roller 7.

リークが発生するVppは感光ドラム1と現像ローラ7との間のインピーダンスによって決まる。したがって、感光ドラム1と現像ローラ7の駆動によるSDギャップの変動によりリークが発生するVppが変化し、特にSDギャップが最も狭いタイミングが最もリークが発生しやすい条件となる。そのため、感光ドラム1および現像ローラ7を回転駆動させ、感光ドラム1が1回転するまでの時間(T2)、上述したリーク電流の検出を継続的に行うことでリークの発生をより正確に判断することができる。なお、本実施例においては感光ドラム1の回転速度が385mm/sec、外径が30mmであるため、感光ドラム1が1回転するまでの時間T2は0.25secとなる。 The Vpp at which the leak occurs is determined by the impedance between the photosensitive drum 1 and the developing roller 7. Therefore, the Vpp at which the leak occurs changes due to the fluctuation of the SD gap due to the drive of the photosensitive drum 1 and the developing roller 7, and the timing at which the SD gap is the narrowest is the condition in which the leak is most likely to occur. Therefore, the occurrence of the leak is more accurately determined by rotating the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 and continuously detecting the leakage current described above for the time (T2) until the photosensitive drum 1 rotates once. be able to. In this embodiment, since the rotation speed of the photosensitive drum 1 is 385 mm / sec and the outer diameter is 30 mm, the time T2 until the photosensitive drum 1 makes one rotation is 0.25 sec.

<トナーシール巻き取り動作>
次に本実施例におけるトナーシール巻き取り動作について説明する。なお、トナーシール巻き取り動作はプロセスカートリッジが新品である場合において行う動作である。
<Toner seal winding operation>
Next, the toner seal winding operation in this embodiment will be described. The toner seal winding operation is an operation performed when the process cartridge is new.

まず、装置本体Mに電源がONされると、CPU40の指示で不図示の駆動機構により現像ローラ7が回転駆動される。現像ローラ7の駆動が開始されると、ギアを介して撹拌部材10の撹拌軸10bへと回転駆動力が伝達され、これと連動してトナーシール巻取軸14が回転する。トナーシール巻取軸14が1回転すると、トナーシール13がトナーシール巻取軸14に巻き取られ、開口9cが開封される。開口9cが開封されたのち、CPU40の指示で駆動機構による現像ローラ7への回転駆動が停止される。 First, when the power is turned on to the apparatus main body M, the developing roller 7 is rotationally driven by a drive mechanism (not shown) according to the instruction of the CPU 40. When the driving of the developing roller 7 is started, the rotational driving force is transmitted to the stirring shaft 10b of the stirring member 10 via the gear, and the toner seal winding shaft 14 rotates in conjunction with this. When the toner seal winding shaft 14 makes one rotation, the toner seal 13 is wound around the toner seal winding shaft 14 and the opening 9c is opened. After the opening 9c is opened, the rotational drive to the developing roller 7 by the drive mechanism is stopped by the instruction of the CPU 40.

本実施例におけるトナーシール巻き取り動作に要する時間(T3)は、トナーシール巻取軸14の回転によりトナーシール13を巻き取って開口9cを開封し始めてから開封し終えるまでに要する時間とほぼ同義である。トナーシール13は撹拌部材10と連動して回転しているため、通常のプリント動作時と同じ回転速度で動作した場合、トナーシール巻き取り動作に要する時間T3は1secとなる。 The time (T3) required for the toner seal winding operation in this embodiment is substantially synonymous with the time required from the start of winding the toner seal 13 by the rotation of the toner seal winding shaft 14 to the opening 9c and the completion of opening. Is. Since the toner seal 13 rotates in conjunction with the stirring member 10, the time T3 required for the toner seal winding operation is 1 sec when the toner seal 13 is operated at the same rotation speed as during the normal printing operation.

<実施例1における放電発生検出動作のフローチャート>
次に図6及び図7を用いて、実施例1に係る画像形成装置の放電発生検出動作の制御の流れについて説明する。図6は実施例1に係る画像形成装置の放電発生検出動作の流れの一例を示すフローチャートである。また、図7は実施例1に係る放電検出動作の駆動タイミングを示すタイミングチャートである。
<Flowchart of discharge generation detection operation in Example 1>
Next, the flow of control of the discharge generation detection operation of the image forming apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the flow of the discharge generation detection operation of the image forming apparatus according to the first embodiment. Further, FIG. 7 is a timing chart showing the drive timing of the discharge detection operation according to the first embodiment.

以下に説明する、放電発生検出動作では、感光ドラム1と現像ローラ7との間に流れる電流値の変化量が閾値を超えたか否かを判断し、その結果から現像ローラ7に印加する現像バイアス(交流電圧Vpp)を制御する。この放電発生検出動作は、制御部であるCPU40(図2参照)により実行する。なお、この放電発生検出動作は、プロセスカートリッジ20が新品である場合に行われるトナーシール巻き取り動作とともに行われる。 In the discharge generation detection operation described below, it is determined whether or not the amount of change in the current value flowing between the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 exceeds the threshold value, and the development bias applied to the developing roller 7 is determined from the result. (AC voltage Vpp) is controlled. This discharge generation detection operation is executed by the CPU 40 (see FIG. 2), which is a control unit. This discharge generation detection operation is performed together with the toner seal winding operation performed when the process cartridge 20 is new.

まず、画像形成装置の電源がONされ、放電発生検出動作が開始されると(スタート)、CPU40の指示で、不図示の駆動機構により、感光ドラム1、現像ローラ7等の各回転体の駆動が開始される(ステップS101)。この各回転体の駆動は、上述のトナーシール巻き取り動作と連動しているため、トナーシール巻き取り動作が終了するまでの時間継続される。次に、帯電ローラ4に帯電バイアスを印加し、直流電圧印加部30によって現像ローラ7に直流電圧−300Vを印加する(ステップS102)。ステップS102から感光ドラム1が1回転する時間(T2)が経過することで(ステップS103)、感光ドラム1の表面が全周にわたって設定した表面電位−500Vになる。次に、現像ローラ7に印加する交流電圧Vppを設定する。通紙中の温湿度の変化やSDギャップの変動を考慮し、現像ローラ7に印加する交流電圧Vppを画像形成時の設定よりオフセット値分だけ高い交流電圧Vppに設定する(ステップS104)。ここでは、現像ローラ7に印加する交流電圧を、画像形成時の交流電圧より200V高い交流電圧Vppに設定する。次に、前記設定した交流電圧Vppを現像ローラ7に印加した際に、現像ローラ7と感光ドラム1との間に流れる電流値が所定値である閾値を超えたかどうかを判断する(ステップS105)。ここでは、図6を用いて説明したように、交流電圧が負から正となるタイミングから一定の時間T/4が経過したときの前記電流値が閾値を超えたかどうかを判断する。本実施例では閾値を10μAとしている。 First, when the power of the image forming apparatus is turned on and the discharge generation detection operation is started (start), each rotating body such as the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 is driven by a drive mechanism (not shown) according to the instruction of the CPU 40. Is started (step S101). Since the driving of each rotating body is interlocked with the above-mentioned toner seal winding operation, the time until the toner seal winding operation is completed is continued. Next, a charging bias is applied to the charging roller 4, and a DC voltage −300V is applied to the developing roller 7 by the DC voltage application unit 30 (step S102). When the time (T2) for one rotation of the photosensitive drum 1 elapses from step S102 (step S103), the surface of the photosensitive drum 1 becomes the set surface potential −500 V over the entire circumference. Next, the AC voltage Vpp applied to the developing roller 7 is set. The AC voltage Vpp applied to the developing roller 7 is set to an AC voltage Vpp higher by an offset value than the setting at the time of image formation in consideration of changes in temperature and humidity and fluctuations in the SD gap during paper passing (step S104). Here, the AC voltage applied to the developing roller 7 is set to an AC voltage Vpp that is 200 V higher than the AC voltage at the time of image formation. Next, when the set AC voltage Vpp is applied to the developing roller 7, it is determined whether or not the current value flowing between the developing roller 7 and the photosensitive drum 1 exceeds a threshold value which is a predetermined value (step S105). .. Here, as described with reference to FIG. 6, it is determined whether or not the current value exceeds the threshold value when T / 4 elapses for a certain period of time from the timing when the AC voltage changes from negative to positive. In this example, the threshold value is set to 10 μA.

そしてステップS105で前記電流値が前記閾値を超えていた場合、感光ドラム1と現像ローラ7との間にリークが発生しているため、CPU40は現像バイアスの交流電圧VppをOFFする(ステップS106)。ステップS106で一度VppをOFFする理由として、一たび現像リークが発生すると連続的に電流が流れることによって現像リークが続いてしまうことがあり、連続的に生じる現像リークを一度断絶させている。このようにリークが発生していた場合、その時点で画像形成中に現像ローラ7に印加する交流電圧Vppを所定の値に設定する(ステップS107)。ここでは、前記所定の値を、高地環境も含めてリークが発生しない交流電圧である1.5kVに設定する。続いて、帯電バイアスと現像バイアスをOFFし(ステップS108)、その後、感光ドラム1と現像ローラ7の駆動を停止させ(ステップS109)、放電発生検出動作を終了する(エンド)。この場合、CPU40により閾値以下となるように現像バイアス(交流電圧Vpp)を制御する動作に要する時間は、最小で図7に示すように、感光ドラム1が1回転する時間(T2)と、交流電圧が負から正となるタイミングから一定の時間(T/4)を加算した時間T2+T/4となる。ここで、CPU40により閾値以下となるように現像バイアスを制御する動作に要する時間をT4とする。 When the current value exceeds the threshold value in step S105, the CPU 40 turns off the AC voltage Vpp of the development bias because a leak has occurred between the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 (step S106). .. The reason why Vpp is turned off once in step S106 is that once a development leak occurs, the development leak may continue due to the continuous flow of current, and the continuously generated development leak is cut off once. When such a leak occurs, the AC voltage Vpp applied to the developing roller 7 during image formation at that time is set to a predetermined value (step S107). Here, the predetermined value is set to 1.5 kV, which is an AC voltage that does not cause leakage including the high altitude environment. Subsequently, the charging bias and the developing bias are turned off (step S108), and then the driving of the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 is stopped (step S109), and the discharge generation detection operation is terminated (end). In this case, the minimum time required for the operation of controlling the development bias (AC voltage Vpp) so as to be equal to or lower than the threshold value by the CPU 40 is the time (T2) for the photosensitive drum 1 to rotate once and the AC as shown in FIG. The time T2 + T / 4 is obtained by adding a certain time (T / 4) from the timing when the voltage changes from negative to positive. Here, the time required for the operation of controlling the development bias so as to be equal to or less than the threshold value by the CPU 40 is defined as T4.

ここで、交流電圧の1周期の時間T、感光ドラム1が1回転するまでの時間T2、トナーシール巻き取り動作に要する時間T3とすると、これらの時間の関係は、T≪T2<T3である。ステップS105で前記電流値が前記閾値を超えていた場合、制御部であるCPU40により閾値以下となるように現像バイアス(交流電圧Vpp)を制御するために要する時間はT4である。そのため、前記時間T4は、トナーシール巻取軸14の回転によりトナーシール13を巻き取って開口9cを開封し始めてから開封し終えるまでに要する時間T3よりも短い(T4<T3)。 Here, assuming that the time T for one cycle of the AC voltage, the time T2 for the photosensitive drum 1 to rotate once, and the time T3 required for the toner seal winding operation, the relationship between these times is T << T2 <T3. .. When the current value exceeds the threshold value in step S105, the time required for the CPU 40, which is the control unit, to control the development bias (AC voltage Vpp) so as to be equal to or lower than the threshold value is T4. Therefore, the time T4 is shorter than the time T3 required from when the toner seal 13 is wound by the rotation of the toner seal winding shaft 14 and the opening 9c is started to be opened until the opening is completed (T4 <T3).

一方、ステップS105で前記電流値が前記閾値を超えていない場合、すなわち電流値が閾値以下の場合、Vppを印加してから感光ドラム1が1回転する時間T2の期間、ステップS105を繰り返す(ステップS110)。前記期間において電流値が継続して閾値以下の場合、その時点のリーク検知時の交流電圧Vppからオフセット値分(200V)下げた値を画像形成時の交流電圧Vppに決定する(ステップS111)。続いて、現像バイアスと帯電バイアスをOFFし(ステップS108)、その後、感光ドラム1、現像ローラ7等の各回転体の駆動を停止させ(ステップS109)、放電発生検出動作を終了する(エンド)。この場合、CPU40により閾値以下となるように交流電圧を制御する動作に要する時間は、感光ドラム1が1回転する時間(T2)と、感光ドラム1が1回転する時間(T2)を加算した時間T2+T2である。 On the other hand, when the current value does not exceed the threshold value in step S105, that is, when the current value is equal to or less than the threshold value, step S105 is repeated for a period of time T2 in which the photosensitive drum 1 makes one rotation after applying Vpp (step S105). S110). When the current value is continuously below the threshold value in the above period, the value obtained by lowering the AC voltage Vpp at the time of leak detection at that time by the offset value (200 V) is determined as the AC voltage Vpp at the time of image formation (step S111). Subsequently, the development bias and the charging bias are turned off (step S108), and then the driving of each rotating body such as the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 is stopped (step S109), and the discharge generation detection operation is terminated (end). .. In this case, the time required for the operation of controlling the AC voltage so as to be equal to or lower than the threshold value by the CPU 40 is the time obtained by adding the time for one rotation of the photosensitive drum 1 (T2) and the time for one rotation of the photosensitive drum 1 (T2). It is T2 + T2.

以上のことから、CPU40により閾値以下となるように現像バイアス(交流電圧Vpp)を制御する動作に要する時間は、ステップS105で電流値が閾値を超える場合よりも、ステップS105で電流値が閾値を超えていない場合の方が、動作が完了するまでの時間は長くなる(T4<T2+T2)。 From the above, the time required for the operation of controlling the development bias (AC voltage Vpp) so as to be equal to or lower than the threshold value by the CPU 40 is such that the current value sets the threshold value in step S105 rather than the case where the current value exceeds the threshold value in step S105. If it does not exceed, the time until the operation is completed becomes longer (T4 <T2 + T2).

上述の放電発生検出動作はプロセスカートリッジ20が新品である場合に行っている。したがって、ステップS101から始める回転駆動はトナーシール巻き取り動作と連動して動作することになる。そのため、ステップS109の動作は、ステップS107またはS111の画像形成時のVppの設定が完了し、且つ、トナーシール巻き取り動作が完了した後に実行される。 The discharge generation detection operation described above is performed when the process cartridge 20 is new. Therefore, the rotary drive starting from step S101 operates in conjunction with the toner seal winding operation. Therefore, the operation of step S109 is executed after the setting of Vpp at the time of image formation in step S107 or S111 is completed and the toner seal winding operation is completed.

本実施例においては、S109の動作が完了するのに要する時間はT2+T2であるため、0.50secとなる。これに対して、トナーシール巻き取り動作に要する時間T3は1.00secである。すなわち、制御部であるCPU40により閾値以下となるように現像バイアス(交流電圧Vpp)を制御するために要する時間T2+T2は、トナーシール巻取軸14の回転によりトナーシール13を巻き取って開口9cを開封し始めてから開封し終えるまでに要する時間T3よりも短い(T2+T2<T3)。したがって、本実施例ではトナーシール巻き取り動作が完了する前にステップS109の動作が実行されることになる。 In this embodiment, the time required to complete the operation of S109 is T2 + T2, which is 0.50 sec. On the other hand, the time T3 required for the toner seal winding operation is 1.00 sec. That is, the time T2 + T2 required to control the development bias (AC voltage Vpp) so as to be equal to or less than the threshold value by the CPU 40, which is the control unit, is such that the toner seal 13 is wound by the rotation of the toner seal winding shaft 14 to open the opening 9c. The time required from the start of opening to the end of opening is shorter than T3 (T2 + T2 <T3). Therefore, in this embodiment, the operation of step S109 is executed before the toner seal winding operation is completed.

<実験1>
ここで、実施例1の効果を示すために、比較例1を用いて行った実験について説明する。
<Experiment 1>
Here, in order to show the effect of Example 1, an experiment conducted using Comparative Example 1 will be described.

本実験は温度23℃、湿度50%の環境において、放電検出動作並びにトナーシール巻き取り動作を実行した場合において、放電検出動作により画像形成中のVppとして設定される値を実施例1と比較例1で比較した。なお、本実験では図6に示す放電検出動作のステップS104におけるVppを複数の設定のもとで行った。 In this experiment, when the discharge detection operation and the toner seal winding operation are executed in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%, the value set as Vpp during image formation by the discharge detection operation is compared with Example 1. Compared with 1. In this experiment, Vpp in step S104 of the discharge detection operation shown in FIG. 6 was performed under a plurality of settings.

比較例1は感光ドラム1の回転速度が130mm/sec、撹拌部材10の回転速度が60rpmである構成とする。この構成は、トナーシール巻き取り動作に要する時間T3は実施例1と同様、1secである、また、感光ドラム1が1回転する時間T2が0.73secであるため、ステップS109の動作が完了するのに要する時間T2+T2は1.46secとなる。つまり、比較例1はCPU40により閾値以下となるように現像バイアス(交流電圧Vpp)を制御する動作に要する時間T2+T2よりもトナーシール巻き取り動作に要する時間T3の方が短い構成となる(T2+T2>T3)。 In Comparative Example 1, the rotation speed of the photosensitive drum 1 is 130 mm / sec, and the rotation speed of the stirring member 10 is 60 rpm. In this configuration, the time T3 required for the toner seal winding operation is 1 sec as in the first embodiment, and the time T2 for one rotation of the photosensitive drum 1 is 0.73 sec, so that the operation of step S109 is completed. The time required for T2 + T2 is 1.46 sec. That is, Comparative Example 1 has a configuration in which the time T3 required for the toner seal winding operation is shorter than the time T2 + T2 required for the operation of controlling the development bias (AC voltage Vpp) so as to be equal to or less than the threshold value by the CPU 40 (T2 + T2>. T3).

一方、実施例1は、前述したように感光ドラム1の回転速度が385mm/sec、撹拌部材10の回転速度が60rpmである。そのため、感光ドラム1が1回転するまでの時間T2は0.25secとなり、ステップS109の動作が完了するのに要する時間T2+T2は0.50secとなる。したがって、実施例1はCPU40により閾値以下となるように現像バイアス(交流電圧Vpp)を制御する動作に要する時間T2+T2よりもトナーシール巻き取り動作に要する時間T3の方が長い構成となる(T2+T2<T3)。 On the other hand, in Example 1, as described above, the rotation speed of the photosensitive drum 1 is 385 mm / sec, and the rotation speed of the stirring member 10 is 60 rpm. Therefore, the time T2 until the photosensitive drum 1 makes one rotation is 0.25 sec, and the time T2 + T2 required to complete the operation of step S109 is 0.50 sec. Therefore, in the first embodiment, the time required for the toner seal winding operation T3 is longer than the time required for the operation of controlling the development bias (AC voltage Vpp) so as to be equal to or less than the threshold value by the CPU 40 (T2 + T2 < T3).

図8および表1に本実験の結果をまとめた。図8は実施例1、比較例1において放電発生検出動作時に設定したVppと検出部により検出された電流値の関係を示す図である。図8における横軸は放電発生検出動作時に設定したVpp、横軸は検出部により検出された電流値の最大値である。 The results of this experiment are summarized in FIG. 8 and Table 1. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the Vpp set during the discharge generation detection operation in Example 1 and Comparative Example 1 and the current value detected by the detection unit. In FIG. 8, the horizontal axis is the Vpp set during the discharge generation detection operation, and the horizontal axis is the maximum value of the current value detected by the detection unit.

まず、図8について説明する。実験の結果、放電発生検出動作で設定したVppに対して検出部により検出された電流値が実施例1と比較例1で異なっている。Vppが3000Vのとき、実施例1の構成では電流値は閾値である10μAを超えているのに対して、比較例1の構成では電流値は閾値を超えていないという結果になった。 First, FIG. 8 will be described. As a result of the experiment, the current value detected by the detection unit with respect to the Vpp set in the discharge generation detection operation is different between Example 1 and Comparative Example 1. When Vpp was 3000 V, the current value exceeded the threshold value of 10 μA in the configuration of Example 1, whereas the current value did not exceed the threshold value in the configuration of Comparative Example 1.

すでに説明している通り、SDギャップ中にトナーが介在していると、トナーの抵抗により感光ドラム1と現像ローラ7との間の抵抗が高くなり、リークが発生しにくくなってしまい、放電発生検出動作において検出される電流値が低下してしまう。 As already explained, if toner is present in the SD gap, the resistance between the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 increases due to the resistance of the toner, making it difficult for leaks to occur and causing discharge. The current value detected in the detection operation drops.

本実験において、実施例1はトナーシール巻き取り動作が完了する前にリーク電流の検出が終了しているため、リーク電流の検出時にはSDギャップ中にトナーが介在していない。これに対して、比較例1はトナーシール巻き取り動作がリーク電流の検出終了前に完了しているため、リーク電流の検出時にSDギャップ中にトナーが介在している。つまり今回の実験結果は、リーク電流の検出時にSDギャップ中にトナーが介在しているか否かの違いである。 In this experiment, in Example 1, since the detection of the leak current is completed before the toner seal winding operation is completed, the toner does not intervene in the SD gap when the leak current is detected. On the other hand, in Comparative Example 1, since the toner seal winding operation is completed before the completion of the leakage current detection, the toner is present in the SD gap when the leak current is detected. That is, the result of this experiment is whether or not toner is present in the SD gap when the leak current is detected.

Figure 2021096374
Figure 2021096374

次に、表1について説明する。表1は実施例1、比較例1において放電発生検出動作時に設定したVppに対して、画像形成時の値として設定されたVppにおいて現像リークの発生の有無を示している。画像形成動作を実行した際に現像リークが発生しなかった場合には〇、発生した場合には×としている。現像リークの発生の有無は放電発生検出動作の後に、LETTERサイズの記録材に印字率0%のいわゆる全白画像を500枚印字したときに、記録材にトナーが印字されたか否かで判断している。現像リークが発生しなければ記録材にはトナーが印字されないが、現像リークが発生すると記録材に意図していないトナーが印字されてしまう。したがって、全白画像を印字した際にトナーが印字されたか否かで現像リークが発生の有無を判断することが可能である。 Next, Table 1 will be described. Table 1 shows the presence or absence of a development leak at the Vpp set as the value at the time of image formation with respect to the Vpp set at the time of the discharge generation detection operation in Example 1 and Comparative Example 1. If a development leak does not occur when the image formation operation is executed, it is marked with 〇, and if it does occur, it is marked with x. The presence or absence of a development leak is determined by whether or not toner is printed on the recording material when 500 sheets of so-called all-white images with a printing rate of 0% are printed on the LETTER size recording material after the discharge generation detection operation. ing. If no development leak occurs, toner will not be printed on the recording material, but if a development leak occurs, unintended toner will be printed on the recording material. Therefore, it is possible to determine whether or not a development leak has occurred based on whether or not the toner is printed when the all-white image is printed.

図8を用いて実験の結果を説明したように、Vppが3000Vの結果に着目する。Vppが3000Vのとき、実施例1の構成では電流値は閾値(10μA)を超えているのに対して、比較例1の構成では電流値は閾値を超えていないという結果になった。その結果、表1に示すように、実施例1では設定されたVppではリークが発生すると判断し、本構成において確実にリークが発生しない所定の値である1500Vに設定した。これに対して、比較例1では通紙中の温湿度の変化やSDギャップの変動を加味するとリーク発生のリスクがあるのにもかかわらず画像形成時のVppを2800Vとしてしまった。これらのVppが設定されたことにより、実施例1では現像リークの発生が無かったのに対して、比較例1では現像リークが発生してしまった。 As explained with reference to FIG. 8, attention is paid to the result of Vpp of 3000V. When Vpp was 3000 V, the current value exceeded the threshold value (10 μA) in the configuration of Example 1, whereas the current value did not exceed the threshold value in the configuration of Comparative Example 1. As a result, as shown in Table 1, it was determined that a leak would occur at the Vpp set in the first embodiment, and the value was set to 1500 V, which is a predetermined value at which the leak does not surely occur in this configuration. On the other hand, in Comparative Example 1, the Vpp at the time of image formation was set to 2800 V even though there was a risk of leakage when the change in temperature and humidity during paper passing and the change in SD gap were taken into consideration. Since these Vpps were set, no development leak occurred in Example 1, whereas a development leak occurred in Comparative Example 1.

以上に示したように、比較例1のようにCPU40により閾値以下となる現像バイアスに設定する動作に要する時間がトナーシール巻き取り動作に要する時間より長い構成の場合、リークが発生しにくい条件でリークの発生の有無を検知してしまう。そのため、比較例1のような構成では、画像形成時に設定するVppに対してリークが発生するか否かの判断を誤ってしまう場合があった。これに対し、本実施例1の構成は、CPU40により閾値以下となる現像バイアスに設定する動作に要する時間がトナーシール巻き取り動作に要する時間よりも短い構成であるため、画像形成時に設定するVppに対してリークが発生するか否かを正しく判断することができる。その結果、長期にわたる使用においてリークが発生しない画像形成装置を提供することができる。 As shown above, in the case of a configuration in which the time required for the operation of setting the development bias to be equal to or less than the threshold value by the CPU 40 is longer than the time required for the toner seal winding operation as in Comparative Example 1, leakage is unlikely to occur. The presence or absence of a leak is detected. Therefore, in the configuration as in Comparative Example 1, it may be erroneous to determine whether or not a leak occurs with respect to the Vpp set at the time of image formation. On the other hand, in the configuration of the first embodiment, the time required for the operation of setting the development bias to be equal to or less than the threshold value by the CPU 40 is shorter than the time required for the toner seal winding operation. It is possible to correctly judge whether or not a leak occurs. As a result, it is possible to provide an image forming apparatus in which leakage does not occur in long-term use.

なお、本実施例に記載されているSDギャップ、帯電バイアス、現像バイアス、電流値の閾値などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The SD gap, charging bias, development bias, current value threshold, etc. described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to those unless otherwise specified. Absent.

〔実施例2〕
次に実施例2に係る画像形成装置について説明する。なお、本例では、放電検出制御が実施例1と異なるだけであり、その他の構成は実施例1とほぼ同様である。従って、本例では、上述した実施例1と同様な構成に関しては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
[Example 2]
Next, the image forming apparatus according to the second embodiment will be described. In this example, the discharge detection control is different from that of the first embodiment, and the other configurations are almost the same as those of the first embodiment. Therefore, in this example, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment described above, so that detailed description thereof will be omitted.

前述した実施例1では、放電発生検出動作時にリークを検出した場合に、リークが発生しない所定の値にVppを設定していた。これに対し、実施例2では、放電発生検出動作時にリークを検出した場合において、リークが発生しないVppを再検出して画像形成時のVppを決定する。なお、本実施例では、現像ローラ7は感光ドラム1とは別の駆動源から駆動力を受けて、感光ドラム1とは別に独立して回転駆動される構成となっている。以下、詳しく説明する。 In the first embodiment described above, when a leak is detected during the discharge generation detection operation, Vpp is set to a predetermined value at which no leak occurs. On the other hand, in the second embodiment, when a leak is detected during the discharge generation detection operation, the Vpp at which the leak does not occur is re-detected and the Vpp at the time of image formation is determined. In this embodiment, the developing roller 7 receives a driving force from a driving source different from that of the photosensitive drum 1, and is rotationally driven independently of the photosensitive drum 1. The details will be described below.

<実施例2における放電発生検出動作のフローチャート>
図9及び図10を用いて、実施例2に係る画像形成装置の放電発生検出動作の制御の流れについて説明する。図9は実施例2に係る画像形成装置の放電発生検出動作の流れの一例を示すフローチャートである。また、図10は実施例2に係る放電検出動作の駆動タイミングを示すタイミングチャートである。
<Flowchart of discharge generation detection operation in Example 2>
A flow of control of the discharge generation detection operation of the image forming apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a flowchart showing an example of the flow of the discharge generation detection operation of the image forming apparatus according to the second embodiment. Further, FIG. 10 is a timing chart showing the drive timing of the discharge detection operation according to the second embodiment.

まず、画像形成装置の電源がONされ、放電発生検出動作が開始されると(スタート)、CPU40の指示で、不図示の駆動機構により、感光ドラム1、現像ローラ7等の各回転体の回転が開始される(ステップS201)。次に、帯電ローラ4に帯電バイアスを印加し、直流電圧印加部30によって現像ローラ7に直流電圧−300Vを印加する(ステップS202)。ステップS202から感光ドラム1が1回転する時間(T2)が経過することで(ステップS203)、感光ドラム1の表面が全周にわたって設定した表面電位−500Vになる。次に、現像ローラ7に印加する交流電圧Vppを設定する。通紙中の温湿度の変化やSDギャップの変動を考慮し、現像ローラ7に印加する交流電圧Vppを画像形成時の設定よりオフセット値分だけ高い交流電圧Vppに設定する(ステップS204)。ここでは、現像ローラ7に印加する交流電圧を、画像形成時の交流電圧より200V高い交流電圧Vppに設定する。次に、前記設定した交流電圧Vppを現像ローラ7に印加した際に、現像ローラ7と感光ドラム1との間に流れる電流値が所定値である閾値を超えたかどうかを判断する(ステップS205)。ここでは、図6を用いて説明したように、交流電圧が負から正となるタイミングから一定の時間T/4が経過したときの前記電流値が閾値を超えたかどうかを判断する。本実施例では閾値を10μAとしている。 First, when the power of the image forming apparatus is turned on and the discharge generation detection operation is started (start), the rotating bodies such as the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 are rotated by a drive mechanism (not shown) according to the instruction of the CPU 40. Is started (step S201). Next, a charging bias is applied to the charging roller 4, and a DC voltage −300V is applied to the developing roller 7 by the DC voltage application unit 30 (step S202). When the time (T2) for one rotation of the photosensitive drum 1 elapses from step S202 (step S203), the surface of the photosensitive drum 1 becomes the set surface potential −500 V over the entire circumference. Next, the AC voltage Vpp applied to the developing roller 7 is set. The AC voltage Vpp applied to the developing roller 7 is set to an AC voltage Vpp higher by an offset value than the setting at the time of image formation in consideration of changes in temperature and humidity and fluctuations in the SD gap during paper passing (step S204). Here, the AC voltage applied to the developing roller 7 is set to an AC voltage Vpp that is 200 V higher than the AC voltage at the time of image formation. Next, when the set AC voltage Vpp is applied to the developing roller 7, it is determined whether or not the current value flowing between the developing roller 7 and the photosensitive drum 1 exceeds a threshold value which is a predetermined value (step S205). .. Here, as described with reference to FIG. 6, it is determined whether or not the current value exceeds the threshold value when T / 4 elapses for a certain period of time from the timing when the AC voltage changes from negative to positive. In this example, the threshold value is set to 10 μA.

そしてステップS205で前記電流値が前記閾値を超えていた場合、感光ドラム1と現像ローラ7との間にリークが発生しているため、CPU40は現像バイアスの交流電圧VppをOFFし、現像ローラ7の回転駆動を停止させる(ステップS206)。このとき、撹拌軸10bとトナーシール巻取軸14は現像ローラ7に連動して回転するため、現像ローラの停止と同時に停止される。続いて、現像ローラ7の駆動を停止させた状態のまま、画像形成時のVppの設定を現在の設定より低い電圧に下げる(ステップS207)。ここでは、画像形成時のVppを、電流値を検出する検出時に現像ローラ7に印加された現像バイアス(交流電圧Vpp)より200V低い電圧に下げた値に再設定する。そのうえで、再設定したVppを現像ローラ7に印加した際に、交流電圧が負から正となるタイミングから一定の時間T/4が経過したときの電流値が閾値を超えたかどうかを判断する(ステップS208)。 When the current value exceeds the threshold value in step S205, a leak has occurred between the photosensitive drum 1 and the developing roller 7, so that the CPU 40 turns off the AC voltage Vpp of the developing bias and the developing roller 7 is turned off. (Step S206). At this time, since the stirring shaft 10b and the toner seal winding shaft 14 rotate in conjunction with the developing roller 7, they are stopped at the same time as the developing roller is stopped. Subsequently, while the drive of the developing roller 7 is stopped, the Vpp setting at the time of image formation is lowered to a voltage lower than the current setting (step S207). Here, the Vpp at the time of image formation is reset to a value lowered to a voltage 200 V lower than the development bias (AC voltage Vpp) applied to the developing roller 7 at the time of detecting the current value. Then, when the reset Vpp is applied to the developing roller 7, it is determined whether or not the current value when T / 4 elapses for a certain period of time from the timing when the AC voltage changes from negative to positive exceeds the threshold value (step). S208).

そしてステップS208で電流値が閾値を超えていた場合、ステップS207に戻って、現像ローラ7に印加するVppを段階的に下げて、電流値が閾値以下となるまで前述の動作を繰り返し実行する。 Then, when the current value exceeds the threshold value in step S208, the process returns to step S207, the Vpp applied to the developing roller 7 is gradually lowered, and the above-mentioned operation is repeatedly executed until the current value becomes equal to or less than the threshold value.

一方、ステップS208で電流値が閾値を超えていない場合、すなわち電流値が閾値以下の場合、Vppを印加してから感光ドラム1が1回転する時間T2の期間、ステップS208を繰り返す(ステップS209)。前記期間において電流値が継続して閾値以下の場合、その時点のリーク検知時の交流電圧Vppからオフセット値分(200V)下げた値を画像形成時の交流電圧Vppに決定する(ステップS210)。その後、現像ローラ7の回転駆動を再度開始する(ステップS211)。このとき、撹拌軸10bとトナーシール巻取軸14は現像ローラ7に連動して回転するため、現像ローラの駆動開始と同時に回転が開始される。そして、時間T3−T2の間、現像ローラ7が回転したのちに、現像バイアスと帯電バイアスをOFFし(ステップS212)、続いて感光ドラム1、現像ローラ7等の各回転体の駆動を停止させ(ステップS213)、放電発生検出動作を終了する(エンド)。 On the other hand, when the current value does not exceed the threshold value in step S208, that is, when the current value is equal to or less than the threshold value, step S208 is repeated for a period of time T2 in which the photosensitive drum 1 makes one rotation after applying Vpp (step S209). .. When the current value is continuously below the threshold value in the above period, the value obtained by lowering the AC voltage Vpp at the time of leak detection at that time by the offset value (200 V) is determined as the AC voltage Vpp at the time of image formation (step S210). After that, the rotational drive of the developing roller 7 is restarted (step S211). At this time, since the stirring shaft 10b and the toner seal winding shaft 14 rotate in conjunction with the developing roller 7, the rotation starts at the same time as the driving of the developing roller starts. Then, after the developing roller 7 rotates during the time T3-T2, the developing bias and the charging bias are turned off (step S212), and then the driving of each rotating body such as the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 is stopped. (Step S213), the discharge generation detection operation is terminated (end).

なお、ステップS211において現像ローラ7を再度回転駆動させるのは、実施例1と同様、実施例2においても放電発生検出動作とトナーシール巻き取り動作が連動しているためである。ステップS208の段階では、図10に示すように、現像ローラ7はT4の時間しか経過していないため、トナーシール巻き取り動作が完了していない。したがって、時間T3−T4の間、現像ローラ7を回転駆動させる必要がある。 The reason why the developing roller 7 is rotationally driven again in step S211 is that the discharge generation detection operation and the toner seal winding operation are linked in the second embodiment as in the first embodiment. At the stage of step S208, as shown in FIG. 10, since the developing roller 7 has only passed the time of T4, the toner seal winding operation is not completed. Therefore, it is necessary to rotationally drive the developing roller 7 during the time T3-T4.

また、ステップS205で電流値が閾値を超えていない場合、すなわち電流値が閾値以下の場合、帯電ローラ4に帯電バイアスを印加してから感光ドラム1が1回転する時間T2の期間、ステップS205を繰り返す(ステップS214)。前記期間において電流値が継続して閾値以下の場合、その時点のリーク検知時の交流電圧Vppからオフセット分(200V)下げた値である1.8kVを画像形成時の交流電圧Vppに決定する(ステップS215)。その後、現像バイアスと帯電バイアスをOFFし(ステップS212)、感光ドラム1、現像ローラ7等の各回転体の駆動を停止させ(ステップS213)、放電発生検出動作を終了する(エンド)。この場合、CPU40により閾値以下となるように現像バイアスを制御する動作に要する時間は、感光ドラム1が1回転する時間(T2)と、感光ドラム1が1回転する時間(T2)を加算した時間T2+T2である。 Further, when the current value does not exceed the threshold value in step S205, that is, when the current value is equal to or less than the threshold value, step S205 is performed during the period T2 of the time T2 in which the photosensitive drum 1 makes one rotation after applying the charging bias to the charging roller 4. Repeat (step S214). When the current value is continuously below the threshold value in the above period, 1.8 kV, which is a value obtained by subtracting the offset (200 V) from the AC voltage Vpp at the time of leak detection at that time, is determined as the AC voltage Vpp at the time of image formation ( Step S215). After that, the development bias and the charging bias are turned off (step S212), the driving of each rotating body such as the photosensitive drum 1 and the developing roller 7 is stopped (step S213), and the discharge generation detection operation is terminated (end). In this case, the time required for the operation of controlling the development bias so as to be equal to or less than the threshold value by the CPU 40 is the time obtained by adding the time for one rotation of the photosensitive drum 1 (T2) and the time for one rotation of the photosensitive drum 1 (T2). It is T2 + T2.

本実施例では、ステップS205で電流値が閾値を超えていた場合においてVppを200V下げた値に設定しているが、下げ幅はこれに限定されない。より短時間でリークが発生しないVppを検出するために下げ幅を大きくすることも可能である、また、リークが発生するVppをより詳しく調べるために下げ幅を小さくすることも可能である。 In this embodiment, when the current value exceeds the threshold value in step S205, Vpp is set to a value reduced by 200 V, but the amount of reduction is not limited to this. It is possible to increase the reduction width in order to detect Vpp in which leakage does not occur in a shorter time, and it is also possible to decrease the reduction width in order to investigate Vpp in which leak occurs in more detail.

<実験2>
ここで、実施例2の効果を示すために、実施例1および比較例1を比較対象として実験を行った。本実験は実施例1と同一条件で実施した。表2に本実験の結果をまとめた。
<Experiment 2>
Here, in order to show the effect of Example 2, an experiment was conducted with Example 1 and Comparative Example 1 as comparison targets. This experiment was carried out under the same conditions as in Example 1. Table 2 summarizes the results of this experiment.

Figure 2021096374
Figure 2021096374

表2は実施例2、実施例1、比較例1において放電検出時に設定したVppに対して、画像形成時の値として設定されたVppにおいて現像リークの発生の有無を示している。表2において、画像形成動作を実行した際に現像リークが発生しなかった場合には〇、発生した場合には×としている。なお、現像リークの発生の有無の判断は、表1の場合と同様である。ここで放電検出時に設定したVppが3000Vの結果に着目する。実施例1では設定されたVppではリークが発生すると判断して所定の値である1500Vに設定し、比較例1ではリークのリスクがある2800Vに設定していたのに対して、実施例2ではVppを2600Vに設定している。これは、Vppが3000Vの場合においては、実施例1と同様にSDギャップ内にトナーが介在しない状態でリークが発生すると一度判断した後に、再度200Vオフセットした値を用いてリークの発生の有無を判断したためである。これらのVppが設定されたことにより、実施例1および実施例2では現像リークの発生が無かったのに対して、比較例1では現像リークが発生するという結果になった。 Table 2 shows the presence or absence of a development leak at the Vpp set as the value at the time of image formation with respect to the Vpp set at the time of discharge detection in Example 2, Example 1, and Comparative Example 1. In Table 2, when the development leak does not occur when the image forming operation is executed, it is evaluated as ◯, and when it occurs, it is evaluated as ×. The determination of the presence or absence of a development leak is the same as in Table 1. Here, attention is paid to the result that the Vpp set at the time of discharge detection is 3000V. In Example 1, it was determined that a leak would occur at the set Vpp, and it was set to 1500V, which is a predetermined value. In Comparative Example 1, it was set to 2800V, which has a risk of leakage, whereas in Example 2, it was set to 2800V. Vpp is set to 2600V. This is because, when Vpp is 3000 V, it is once determined that a leak occurs in a state where toner does not intervene in the SD gap, as in Example 1, and then the presence or absence of a leak is determined using a value offset by 200 V again. This is because I made a decision. By setting these Vpps, the development leak did not occur in Example 1 and Example 2, whereas the development leak occurred in Comparative Example 1.

以上に示したように、実施例2では、SDギャップ内にトナーが介在していない状態で、Vppを変化させながらリークの発生の有無を検出することができる。そのため、放電検出時のVppとして設定した値においてリークが発生すると判断された場合においても、リークが発生しない範囲でより高いVppを選択することが可能となる。その結果、長期にわたる使用においてリークが発生しない画像形成装置を提供することができる。 As shown above, in the second embodiment, it is possible to detect the presence or absence of leakage while changing the Vpp in a state where the toner does not intervene in the SD gap. Therefore, even when it is determined that a leak occurs at the value set as Vpp at the time of discharge detection, it is possible to select a higher Vpp within the range where the leak does not occur. As a result, it is possible to provide an image forming apparatus in which leakage does not occur in long-term use.

なお、本実施例に記載されているSDギャップ、帯電バイアス、現像バイアス、電流値の閾値などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The SD gap, charging bias, development bias, current value threshold, etc. described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to those unless otherwise specified. Absent.

〔他の実施例〕
前述した実施例では、露光部としてレーザビームスキャナを使用したが、これに限定されるものではなく、例えばLEDアレイ等を使用しても良い。
[Other Examples]
In the above-described embodiment, the laser beam scanner is used as the exposure unit, but the present invention is not limited to this, and for example, an LED array or the like may be used.

また前述した実施例では、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして、感光ドラム1と、該感光ドラム1に作用するプロセス手段としての帯電部材,現像部,クリーニング部を一体に有するプロセスカートリッジ20を例示した。しかし、プロセスカートリッジ20は、これに限定されるものではない。感光ドラム1の他に、帯電部材、現像部、クリーニング部のうち、いずれか1つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。 Further, in the above-described embodiment, the photosensitive drum 1 and the charging member, the developing unit, and the cleaning unit as the process means acting on the photosensitive drum 1 are integrated as a process cartridge that can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus. The process cartridge 20 having is illustrated. However, the process cartridge 20 is not limited to this. In addition to the photosensitive drum 1, a process cartridge having any one of a charging member, a developing unit, and a cleaning unit may be used.

更に前述した実施例では、感光ドラム1を含むプロセスカートリッジ20が画像形成装置の装置本体に対して着脱可能な構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば感光ドラム1とこれに作用する各プロセス手段がそれぞれ組み込まれた画像形成装置、或いは感光ドラム1とこれに作用するプロセス手段がそれぞれ着脱可能な画像形成装置としても良い。 Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the process cartridge 20 including the photosensitive drum 1 is removable from the device main body of the image forming apparatus is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, an image forming apparatus in which the photosensitive drum 1 and each process means acting on the photosensitive drum 1 are incorporated may be used, or an image forming apparatus in which the photosensitive drum 1 and the process means acting on the photosensitive drum 1 are detachably attached to each other may be used.

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。あるいは、記録媒体担持体を使用し、該記録媒体担持体に担持された記録媒体に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であってもよい。あるいは、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録媒体に一括して転写する画像形成装置であってもよい。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。 Further, in the above-described embodiment, the printer is exemplified as the image forming apparatus, but the present invention is not limited thereto. For example, it may be another image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile apparatus, or another image forming apparatus such as a multifunction device combining these functions. Alternatively, it may be an image forming apparatus that uses a recording medium carrier and sequentially superimposes and transfers toner images of each color on the recording medium supported on the recording medium carrier. Alternatively, it is an image forming apparatus that uses an intermediate transfer body, sequentially superimposes and transfers toner images of each color on the intermediate transfer body, and collectively transfers the toner images carried on the intermediate transfer body to a recording medium. May be good. Similar effects can be obtained by applying the present invention to these image forming devices.

M …画像形成装置本体
P …記録媒体
1 …感光ドラム(像担持体)
2 …クリーニングブレード
4 …帯電ローラ(帯電部材)
6 …レーザビームスキャナ
7 …現像ローラ(現像剤担持体)
7a …スリーブ
7b …キャップ
7b …ローラ軸
8 …現像ブレード
9 …現像容器
9a …トナー収容室
9b …現像室
9c …開口
10 …撹拌部材
10a …撹拌シート
10b …撹拌軸
13 …トナーシール
14 …トナーシール巻取軸
20 …プロセスカートリッジ
30 …直流電圧印加部
31 …交流電圧印加部
32 …出力制御部
33 …Vpp制御部
35 …検出部
36 …検出回路
37 …アンプ
38 …A/D変換器
40 …CPU(制御部)
M ... Image forming apparatus main body P ... Recording medium 1 ... Photosensitive drum (image carrier)
2 ... Cleaning blade 4 ... Charging roller (charging member)
6 ... Laser beam scanner 7 ... Developing roller (developer carrier)
7a ... Sleeve 7b ... Cap 7b ... Roller shaft 8 ... Development blade 9 ... Development container 9a ... Toner storage chamber 9b ... Development chamber 9c ... Opening 10 ... Stirring member 10a ... Stirring sheet 10b ... Stirring shaft 13 ... Toner seal 14 ... Toner seal Winding shaft 20 ... Process cartridge 30 ... DC voltage application unit 31 ... AC voltage application unit 32 ... Output control unit 33 ... Vpp control unit 35 ... Detection unit 36 ... Detection circuit 37 ... Amplifier 38 ... A / D converter 40 ... CPU (Control unit)

Claims (8)

回転可能な像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記像担持体に対して非接触状態で対向するように設けられ、現像剤を担持する回転可能な現像剤担持体と、
現像剤を収容するための現像剤収容室と、前記現像剤担持体が回転可能に設けられた現像室と、前記現像剤収容室と前記現像室とを連通する開口部が設けられ、前記現像剤担持体を支持する現像枠体と、
前記現像枠体に回転可能に設けられ、前記現像剤担持体に連動して回転する回転部材と、
前記現像枠体に設けられた前記開口部を封止し、一部が前記回転部材に固定された封止部材と、
を有し、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジと、
前記現像剤担持体に直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアスを印加する印加部と、
前記像担持体と前記現像剤担持体との間に流れる電流値を検出する検出部と、
前記電流値を検出する検出時において前記現像剤担持体に前記現像バイアスが印加された状態で、前記検出部により検出された電流値が閾値を超えたか否かを検知し、閾値以下となるように前記交流電圧を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部により前記閾値以下となるように前記交流電圧を制御するために要する時間が、前記回転部材の回転により前記封止部材を巻き取って前記開口部を開封し始めてから開封し終えるまでに要する時間よりも短いことを特徴とする画像形成装置。
With a rotatable image carrier,
A charging member that charges the image carrier and
A rotatable developer carrier provided so as to face the image carrier in a non-contact state and carrying a developer, and a rotatable developer carrier.
The developing agent accommodating chamber for accommodating the developing agent, the developing chamber in which the developing agent carrier is rotatably provided, and the opening for communicating the developing agent accommodating chamber and the developing chamber are provided, and the developing is provided. A developing frame that supports the agent carrier and
A rotating member rotatably provided on the developing frame and rotating in conjunction with the developing agent carrier.
A sealing member that seals the opening provided in the developing frame and is partially fixed to the rotating member.
With a process cartridge that has and can be attached to and detached from the image forming apparatus,
An application unit that applies a development bias in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed on the developer carrier,
A detection unit that detects the current value flowing between the image carrier and the developer carrier, and
At the time of detection to detect the current value, with the development bias applied to the developer carrier, it is detected whether or not the current value detected by the detection unit exceeds the threshold value, and the value becomes equal to or less than the threshold value. With a control unit that controls the AC voltage
Have,
The time required for the control unit to control the AC voltage so as to be equal to or lower than the threshold value is from the time when the sealing member is wound by the rotation of the rotating member to the time when the opening is started to be opened and the time when the opening is completed. An image forming apparatus characterized in that it is shorter than the required time.
前記現像剤担持体に印加される交流電圧が矩形波状であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the AC voltage applied to the developer carrier has a rectangular wavy shape. 前記制御部は、前記現像剤担持体に印加する交流電圧が負から正又は正から負になるタイミングから一定の時間が経過したときに前記検出部により前記電流値を検出す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。 The control unit is characterized in that the detection unit detects the current value when a certain time elapses from the timing when the AC voltage applied to the developer carrier changes from negative to positive or positive to negative. The image forming apparatus according to claim 1 or 2. 前記検出部は、前記現像剤担持体に印加される交流電圧が一定となる領域において前記像担持体と前記現像剤担持体との間に流れる電流値を検出す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。 The detection unit is characterized in that it detects a current value flowing between the image carrier and the developer carrier in a region where the AC voltage applied to the developer carrier is constant. The image forming apparatus according to any one of 3 to 3. 前記制御部は、前記現像剤担持体に印加する交流電圧が負から正又は正から負になるタイミングから一定の時間が経過したときに前記検出部により検出された電流値が閾値を超えた場合に前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを前記電流値を検出する検出時に前記現像剤担持体に印加された現像バイアスより下げることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 When a certain time elapses from the timing when the AC voltage applied to the developer carrier changes from negative to positive or positive to negative, the current value detected by the detector exceeds the threshold value. The development bias applied to the developer carrier is lower than the development bias applied to the developer carrier at the time of detecting the current value, according to any one of claims 1 to 4. Image forming device. 前記制御部は、前記現像剤担持体又は前記像担持体が少なくとも1回転する時間において前記検出部により検出された電流値が閾値以下の場合に、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを変更しないことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The control unit changes the development bias applied to the developer carrier when the current value detected by the detector is equal to or less than the threshold value during the time during which the developer carrier or the image carrier rotates at least once. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the image forming apparatus is not provided. 前記現像剤担持体は前記像担持体とは別の駆動源から駆動力を受けることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the developer carrier receives a driving force from a driving source different from that of the image carrier. 前記制御部は、前記電流値が閾値を超えたと検知した場合に、前記現像剤担持体に印加する交流電圧を段階的に下げて、再び前記像担持体と前記現像剤担持体との間に流れる電流値が閾値を超えたか否かを検知し、前記閾値以下となるように現像バイアスに制御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。 When the control unit detects that the current value exceeds the threshold value, the control unit gradually lowers the AC voltage applied to the developer carrier, and again between the image carrier and the developer carrier. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein it detects whether or not the flowing current value exceeds the threshold value and controls the development bias so as to be equal to or less than the threshold value.
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