JP2022069075A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus.
複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置では、均一に帯電された感光体ドラム(像担持体)の表面を露光することで形成された静電潜像にトナーを付着させ、トナー像として現像する画像形成プロセスが広く利用されている。高品質な画像を得るためには、感光体ドラムの表面電位に対し、適正な電位差を設けた現像バイアスによって現像を行うことが求められる。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, toner is adhered to an electrostatic latent image formed by exposing the surface of a uniformly charged photoconductor drum (image carrier) to form a toner image. The image forming process of developing the image is widely used. In order to obtain a high-quality image, it is required to perform development with a development bias provided with an appropriate potential difference with respect to the surface potential of the photoconductor drum.
このため、画像形成を行うときの、実際の感光体ドラムの表面電位を検出する必要があり、従来、表面電位センサーを用いて感光体ドラムの表面電位を検出していた。 Therefore, it is necessary to detect the actual surface potential of the photoconductor drum when forming an image, and conventionally, the surface potential of the photoconductor drum has been detected by using a surface potential sensor.
しかしながら、表面電位センサーは、高価であり、さらに飛散したトナー等が付着すると、正しく測定することができなくなるといった課題があった。そこで、表面電位センサー等の高価なセンサーを用いることなく、感光体ドラムの表面電位を得る技術が提案され、その一例が特許文献1に開示されている。
However, the surface potential sensor is expensive, and if scattered toner or the like adheres to the surface potential sensor, there is a problem that accurate measurement cannot be performed. Therefore, a technique for obtaining the surface potential of the photoconductor drum without using an expensive sensor such as a surface potential sensor has been proposed, and an example thereof is disclosed in
特許文献1の電子写真装置は、感光体上にパルス状の静電電位パターンを形成し、現像ローラーにバイアスを印加し、静電電位パターンを現像する際に感光体から現像ローラーに流れ込む電流を測定して感光体上の表面電位を得る。具体的には、パルス状の静電電位パターンの切り替わるポイントで電流をモニターすることで、感光体の表面電位を推定する。これにより、表面電位センサーを用いることなく、感光体上の表面電位を得ることができる。
The electrophotographic apparatus of
特許文献1で開示された電子写真装置でモニターする電流は、感光体や帯電部材等の経年変化等の影響を受け易く、不安定であって、誤差を含み易いことが課題であった。これにより、感光体上の表面電位の精度が低下することが懸念された。
The problem is that the current monitored by the electrophotographic apparatus disclosed in
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は表面電位センサー等の高価なセンサーを用いることなく、像担持体の表面電位を高精度に得るとともに、表面電位を得るまでに要する時間を短くすることが可能な画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is required to obtain the surface potential of the image carrier with high accuracy and to obtain the surface potential without using an expensive sensor such as a surface potential sensor. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of shortening the time.
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、帯電装置と、現像装置と、現像電源と、電流測定部と、算出部とを備える。前記像担持体には、表面に静電潜像が形成される。前記帯電装置は、前記像担持体に帯電バイアスを印加して前記像担持体を帯電させる。前記現像装置は、前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する。前記現像電源は、前記現像装置に所定の現像バイアス電圧を印加する。前記電流測定部は、前記現像装置を流れる現像電流を測定する。前記算出部は、前記電流測定部によって測定された前記現像電流に基づいて、前記所定の現像バイアス電圧に応じた前記帯電バイアスの設定値を算出する。前記帯電装置は、前記現像電源が前記現像装置に所定の現像バイアス電圧を印加している場合に、前記像担持体に印加する複数段階の前記帯電バイアスを設定する。前記電流測定部は、前記複数段階の前記帯電バイアスごとに、対応する前記現像電流を測定する。 The image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier, a charging device, a developing device, a developing power source, a current measuring unit, and a calculating unit. An electrostatic latent image is formed on the surface of the image carrier. The charging device applies a charging bias to the image carrier to charge the image carrier. The developing device supplies toner to the image carrier and develops the electrostatic latent image formed on the image carrier to form a toner image. The developing power supply applies a predetermined development bias voltage to the developing apparatus. The current measuring unit measures the developing current flowing through the developing device. The calculation unit calculates the setting value of the charging bias according to the predetermined development bias voltage based on the development current measured by the current measurement unit. The charging device sets a plurality of stages of the charging bias applied to the image carrier when the developing power source applies a predetermined development bias voltage to the developing device. The current measuring unit measures the corresponding developing current for each of the plurality of stages of the charging bias.
本発明によれば、表面電位センサー等の高価なセンサーを用いることなく、像担持体の表面電位を高精度に得るとともに、表面電位を得るまでに要する時間を短くすることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain the surface potential of the image carrier with high accuracy and shorten the time required to obtain the surface potential without using an expensive sensor such as a surface potential sensor.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description is not repeated.
図1を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置1の構成について説明する。図1は、画像形成装置1の構成の一例を示す図である。画像形成装置1は、例えば、タンデム方式のカラープリンターである。
The configuration of the
図1に示すように、画像形成装置1は、操作部2、給紙部3、搬送部4、トナー補給部5、画像形成部6、転写部7、定着部8、排出部9、及び制御部10を備える。
As shown in FIG. 1, the
操作部2は、ユーザーからの指示を受け付ける。操作部2は、ユーザーからの指示を受け付けると、ユーザーからの指示を示す信号を制御部10へ送信する。操作部2は、液晶ディスプレー21及び複数の操作キー22を含む。液晶ディスプレー21は、例えば、各種処理結果を表示する。操作キー22は、例えば、テンキー、及びスタートキーを含む。操作部2は、画像形成処理の実行を示す指示が入力されると、画像形成処理の実行を示す信号を制御部10へ送信する。この結果、画像形成装置1による画像形成動作が開始される。
The
給紙部3は、給紙カセット31、及び給紙ローラー群32を有する。給紙カセット31は、複数枚の用紙Pを収容可能である。給紙ローラー群32は、給紙カセット31に収容された用紙Pを1枚ずつ搬送部4へ給紙する。用紙Pは記録媒体の一例である。
The
搬送部4は、ローラー及びガイド部材を備える。搬送部4は、給紙部3から排出部9まで延在する。搬送部4は、画像形成部6及び定着部8を経由するように、給紙部3から排出部9まで用紙Pを搬送する。
The transport unit 4 includes a roller and a guide member. The transport unit 4 extends from the
トナー補給部5は、画像形成部6にトナーを補給する。トナー補給部5は、第1装着部51Y、第2装着部51C、第3装着部51M、及び第4装着部51Kを備える。トナー補給部5は現像剤補給部の一例である。トナーは現像剤の一例である。
The
第1装着部51Yには第1トナーコンテナ52Yが、装着される。同様に、第2装着部51Cには第2トナーコンテナ52Cが、第3装着部51Mには第3トナーコンテナ52Mが、第4装着部51Kには第4トナーコンテナ52Kが装着される。なお、第1装着部51Y~第4装着部51Kの構成は、装着されるトナーコンテナの種類が異なるのみで他の構成は同様である。このため、第1装着部51Y~第4装着部51Kを総称して、「装着部51」と記載する場合がある。
The
第1トナーコンテナ52Y、第2トナーコンテナ52C、第3トナーコンテナ52M、及び第4トナーコンテナ52Kには、トナーがそれぞれ収容される。本実施形態において、第1トナーコンテナ52Yには、イエロートナーが収容される。第2トナーコンテナ52Cには、シアントナーが収容される。第3トナーコンテナ52Mには、マゼンタトナーが収容される。第4トナーコンテナ52Kには、ブラックトナーが収容される。
Toner is contained in the
画像形成部6は、露光装置61、第1画像形成ユニット62Y、第2画像形成ユニット62C、第3画像形成ユニット62M、及び第4画像形成ユニット62Kを備える。
The
第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kの各々は、帯電装置63、現像装置64、及び感光体ドラム65を有する。感光体ドラム65は、像担持体の一例である。
Each of the first
帯電装置63、及び現像装置64は、感光体ドラム65の周面に沿って配置される。本実施形態において、感光体ドラム65は、図1の矢印R1で示す方向(時計回り)に回転する。
The charging
帯電装置63は、感光体ドラム65を放電によって所定の極性に均一に帯電させる。本実施形態において、帯電装置63は、感光体ドラム65を正の極性に帯電させる。露光装置61は、帯電した感光体ドラム65にレーザー光を照射する。これにより、感光体ドラム65の表面に静電潜像が形成される。
The charging
現像装置64は、感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像装置64は、トナー補給部5からトナーが補給される。現像装置64は、トナー補給部5から補給されたトナーを感光体ドラム65の表面に供給する。この結果、感光体ドラム65の表面にトナー像が形成される。
The developing
本実施形態において、第1画像形成ユニット62Yが有する現像装置64は、第1装着部51Yと接続する。したがって、第1画像形成ユニット62Yが有する現像装置64には、イエロートナーが補給される。よって、第1画像形成ユニット62Yが有する感光体ドラム65の表面には、イエロートナー像が形成される。
In the present embodiment, the developing
第2画像形成ユニット62Cが有する現像装置64は、第2装着部51Cと接続する。したがって、第2画像形成ユニット62Cが有する現像装置64には、シアントナーが補給される。よって、第2画像形成ユニット62Cが有する感光体ドラム65の表面には、シアントナー像が形成される。
The developing
第3画像形成ユニット62Mが有する現像装置64は、第3装着部51Mと接続する。したがって、第3画像形成ユニット62Mが有する現像装置64には、マゼンタトナーが補給される。よって、第3画像形成ユニット62Mが有する感光体ドラム65の表面には、マゼンタトナー像が形成される。
The developing
第4画像形成ユニット62Kが有する現像装置64は、第4装着部51Kと接続する。したがって、第4画像形成ユニット62Kが有する現像装置64には、ブラックトナーが補給される。よって、第4画像形成ユニット62Kが有する感光体ドラム65の表面には、ブラックトナー像が形成される。
The developing
転写部7は、第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kが有する各感光体ドラム65の表面に形成された各トナー像を用紙Pに重ねて転写する。本実施形態において、転写部7は、二次転写方式によって各トナー像を用紙Pに重ねて転写する。詳しくは、転写部7は、4つの一次転写ローラー71、中間転写ベルト72、駆動ローラー73、従動ローラー74、二次転写ローラー75、及び濃度センサー76を有する。
The
中間転写ベルト72は、4つの一次転写ローラー71、駆動ローラー73、及び、従動ローラー74に張架された無端ベルトである。中間転写ベルト72は、駆動ローラー73の回転に応じて駆動する。図1において、中間転写ベルト72は、反時計回りに周回する。従動ローラー74は、中間転写ベルト72の駆動に応じて回転駆動する。
The
第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kは、中間転写ベルト72の下面の駆動方向Dに沿って、中間転写ベルト72の下面と対向して配置される。本実施形態において、第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kは、中間転写ベルト72の下面の駆動方向Dの上流側から下流側に向けて第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kの順で配置される。
The first
各一次転写ローラー71は、中間転写ベルト72を介して各感光体ドラム65に対向して配置され、各感光体ドラム65に向けて押圧されている。このため、各感光体ドラム65の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト72に順次転写される。本実施形態において、中間転写ベルト72には、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、及びブラックトナー像がこの順で重ねて転写される。以下、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、及びブラックトナー像が重ねられたトナー像を「積層トナー像」と記載する場合がある。
Each
二次転写ローラー75は、中間転写ベルト72を介して駆動ローラー73に対向して配置される。二次転写ローラー75は、駆動ローラー73に向けて押圧されている。これにより、二次転写ローラー75と駆動ローラー73との間に転写ニップが形成される。用紙Pが転写ニップを通過すると、中間転写ベルト72上の積層トナー像が用紙Pに転写される。本実施形態において、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、及びブラックトナー像がこの順で、上層から下層となるように用紙Pに転写される。積層トナー像が転写された用紙Pは、搬送部4によって定着部8へ向けて搬送される。
The
濃度センサー76は、第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kよりも下流側において中間転写ベルト72に対向して配置されており、感光体ドラム65上に形成された積層トナー像の濃度を測定する。なお、濃度センサー76は、中間転写ベルト72上の積層トナー像の濃度を測定するものでもよく、また、用紙P上に定着されたトナー像の濃度を測定するものでもよい。
The
定着部8は、加熱部材81、及び加圧部材82を備える。加熱部材81、及び加圧部材82は互いに対向して配置され、定着ニップを形成する。画像形成部6から搬送された用紙Pは、定着ニップを通過することにより所定の定着温度で加熱されながら、加圧される。この結果、積層トナー像が用紙Pに定着する。用紙Pは、搬送部4によって定着部8から排出部9へ向けて搬送される。
The fixing
排出部9は、排出ローラー対91及び排出トレイ93を有する。排出ローラー対91は、排出口92を介して排出トレイ93へ用紙Pを搬送する。排出口92は、画像形成装置1の上部に形成される。
The discharge unit 9 has a
制御部10は、画像形成装置1が備える各部の動作を制御する。制御部10は、プロセッサー11と、記憶部12とを備える。プロセッサー11は、例えばCPU(Central Processing Unit)を備える。記憶部12は、半導体メモリーのようなメモリーを備え、HDD(Hard Disk Drive)を備えてもよい。記憶部12は、制御プログラムを記憶している。プロセッサー11は、制御プログラムを実行することによって、画像形成装置1の動作を制御する。
The control unit 10 controls the operation of each unit included in the
次に、図2を参照して、現像装置64の構成について詳細に説明する。図2は、現像装置64の構成の一例を示す図である。詳しくは、図2は、第1画像形成ユニット62Yが有する第1現像装置64Yを示す。なお、図2では、理解を容易にするために感光体ドラム65を2点鎖線で図示している。本実施形態において、第1現像装置64Yは、2成分現像方式によって感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像する。図1を参照して既に説明したように、第1現像装置64Yの現像容器640は、第1トナーコンテナ52Yに接続する。したがって、第1現像装置64Yの現像容器640には、イエロートナーがトナー補給口640hを介して補給される。
Next, the configuration of the developing
図2に示すように、第1現像装置64Yは、現像容器640の内部に現像ローラー641、第1攪拌スクリュー643、第2攪拌スクリュー644、及びブレード645を有する。詳しくは、現像ローラー641は、第2攪拌スクリュー644と対向して配置される。ブレード645は、現像ローラー641と対向して配置される。
As shown in FIG. 2, the first developing
現像容器640は、仕切り壁640cによって第1攪拌室640aと第2攪拌室640bとに区画される。仕切り壁640cは、現像ローラー641の軸方向に延びる。第1攪拌室640aと第2攪拌室640bとは、仕切り壁640cの長手方向の両端の外方において連通している。
The developing
第1攪拌室640aには、第1攪拌スクリュー643が配置される。第1攪拌室640aには、磁性体キャリアが収容されている。第1攪拌室640aには、非磁性体のトナーがトナー補給口640hを介して補給される。図2に示す例では、第1攪拌室640aには、イエロートナーが補給される。
A first stirring
第2攪拌室640bには、第2攪拌スクリュー644が配置される。第2攪拌室640bには、磁性体のキャリアが収容されている。
A
イエロートナーは、第1攪拌スクリュー643及び第2攪拌スクリュー644によって攪拌されてキャリアと混合される。この結果、キャリア、及びイエロートナーからなる2成分現像剤が構成される。2成分現像剤は、現像剤の一例であるため、以下「現像剤」と省略して記載することがある。
The yellow toner is stirred by the first stirring
第1攪拌スクリュー643及び第2攪拌スクリュー644は、第1攪拌室640aと第2攪拌室640bとの間で現像剤を循環させて攪拌する。この結果、トナーが所定の極性に帯電する。本実施形態において、トナーは、正の極性に帯電する。
The
現像ローラー641は、非磁性の回転スリーブ641aと、マグネット体641bとによって構成される。マグネット体641bは、回転スリーブ641aの内部に固定して配置される。マグネット体641bは、複数の磁極を含む。現像剤は、マグネット体641bの磁力によって、現像ローラー641に吸着する。この結果、現像ローラー641の表面に磁気ブラシが形成される。
The developing
本実施形態において、現像ローラー641は、図2の矢印R2(反時計回り)で示す方向に回転する。現像ローラー641は、回転することによって磁気ブラシをブレード645と対向する位置まで搬送する。ブレード645は、現像ローラー641との間にギャップ(隙間)が形成されるように配置されている。したがって、磁気ブラシの厚さがブレード645によって規定される。ブレード645は、現像ローラー641と感光体ドラム65とが対向する位置よりも磁気ローラー642の回転方向の上流側に配置される。
In this embodiment, the developing
現像ローラー641には、所定の電圧が印加される。これにより、表面に形成された現像剤層が感光体ドラム65と対向する位置まで搬送され、現像剤中のトナーが感光体ドラム65に付着される。
A predetermined voltage is applied to the developing
具体的には、第1現像装置64Yは、電流測定部646と、算出部647と、現像電源648とを更に備える。
Specifically, the first developing
電流測定部646は、例えば、現像電源648と現像ローラー641との間に接続される。現像電源648は、第1現像装置64Yの現像ローラー641に所定の現像バイアス電圧を印加する。電流測定部646は、現像電源648によって印加された現像バイアス電圧に応じて、第1現像装置64Y及び感光体ドラム65と現像ローラー641との間を流れる現像電流を検知する。電流測定部646は、例えば、電流計からなり、現像電流の電流値を測定する。
The
次に、図3A及び図3Bを参照して、第1現像装置64Yを流れる現像電流について説明する。図3A及び図3Bは、電流測定部646によって測定される現像電流を示す図である。
Next, the developing current flowing through the first developing
例えば、電流測定部646は、第1現像装置64Yが感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像している間の現像電流の電流値を測定する。
For example, the
本実施形態において、ユーザーによる画像形成処理の実行を示す指示が画像形成装置1に入力されると、制御部10は、画像形成装置1が備える各部に画像形成動作を開始するよう画像形成部6を制御する。具体的には、制御部10は、帯電装置63、第1現像装置64Y、現像電源648及び露光装置61を制御する。
In the present embodiment, when an instruction indicating the execution of the image forming process by the user is input to the
帯電装置63は、制御部10による制御により、感光体ドラム65の表面を所定の帯電電位(表面電位V0)に帯電させる。詳しくは、帯電装置63が感光体ドラム65に帯電バイアスV1を印加すると、感光体ドラム65の表面が表面電位V0に帯電する。
The charging
現像電源648は、制御部10による制御により、現像ローラー641に現像バイアス電圧を印加する。現像バイアス電圧は、直流成分及び交流成分を含む。図3Aは、直流成分の大きさ(Vdc1)が表面電位V0より小さい現像バイアス電圧が、現像ローラー641に印加された場合を示す。なお、現像バイアス電圧は、交流成分を含まなくてもよい。
The developing
露光装置61は、制御部10による制御により、帯電装置63が表面電位V0に帯電させた感光体ドラム65にレーザー光を照射する。これにより、感光体ドラム65の表面に静電潜像が形成される。
The
第1現像装置64Yは、感光体ドラム65の表面に静電潜像が形成されると、制御部10による制御により、感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像する。
When the electrostatic latent image is formed on the surface of the
このとき、電流測定部646は、現像電流の電流値を測定する。図3Aにおいて、現像電流Id1は、現像ローラー641に形成された磁気ブラシ中のトナーが現像ローラー641へ移動するときに流れる電流と、現像ローラー641に形成された磁気ブラシを通して感光体ドラム65から流れる電流Ia1とを合わせた電流である。
At this time, the
一方、図3Bは、直流成分の大きさ(Vdc2)が表面電位V0より大きい現像バイアス電圧が、現像ローラー641に印加された場合を示す。図3Bにおいて、現像電流Id2は、トナーが感光体ドラム65へ現像されるときに流れる電流Ia2と、現像ローラー641に形成された磁気ブラシを通して感光体ドラム65へ流れる電流とを合わせた電流である。
On the other hand, FIG. 3B shows a case where a development bias voltage having a DC component magnitude (Vdc2) larger than the surface potential V0 is applied to the developing
このように、電流測定部646によって計測される現像電流の向きは、現像バイアス電圧の直流成分が表面電位V0より大きい場合と、現像バイアス電圧の直流成分が表面電位V0より小さい場合とで逆になる。
As described above, the direction of the development current measured by the
また、現像バイアス電圧の直流成分が表面電位V0と等しい場合、現像電界強度がゼロとなり、現像電流の大きさはゼロを示す。このことから、現像電流の大きさがゼロとなる場合の現像バイアス電圧の直流成分を表面電位V0と予測することができる。 When the DC component of the development bias voltage is equal to the surface potential V0, the development electric field strength becomes zero and the magnitude of the development current indicates zero. From this, it can be predicted that the DC component of the development bias voltage when the magnitude of the development current becomes zero is the surface potential V0.
次に、図3及び図4を参照して、表面電位の算出について説明する。図4は、現像電流と現像バイアス電圧との対応関係を示すグラフである。図4は、縦軸に現像電流を示し、横軸に現像バイアス電圧を示す。 Next, the calculation of the surface potential will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 4 is a graph showing the correspondence between the development current and the development bias voltage. In FIG. 4, the vertical axis shows the developing current and the horizontal axis shows the developing bias voltage.
例えば、現像電源648は、現像バイアス電圧Vdc1を現像ローラー641に印加する。このとき、電流測定部646は、現像電流Id1の電流値を測定する。算出部647は、現像電源648が印加している現像バイアス電圧Vdc1と、電流測定部646によって測定された現像電流Id1の電流値とを取得する(図3A)。
For example, the developing
また、現像電源648は、現像バイアス電圧Vdc2を現像ローラー641に印加する。このとき、電流測定部646は、現像電流Id2の電流値を測定する。算出部647は、現像電源648が印加している現像バイアス電圧Vdc2と、電流測定部646によって測定された現像電流Id2の電流値とを取得する(図3B)。
Further, the developing
算出部647は、取得した現像バイアス電圧Vdc1及び現像電流Id1と、現像バイアス電圧Vdc2及び現像電流Id2とに基づいて、現像電流が流れなくなる現像バイアス電圧を表面電位V0として算出する。
The
本実施形態において、第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kの各々が有する現像装置64の構成は、トナー補給部5から補給されるトナーの種類が異なるのみで、他の構成は略同様である。したがって、第2画像形成ユニット62C~第4画像形成ユニット62Kが有する第2現像装置64C~第4現像装置64Kの構成の説明については、説明を省略する。
In the present embodiment, the configurations of the developing
例えば、制御部10は、算出部647が算出した表面電位V0に基づいて、現像電源648が現像ローラー641に印加する現像バイアス電圧Vdcを決定する。
For example, the control unit 10 determines the development bias voltage Vdc applied to the
これにより、静電潜像の現像を行う際、適正な電位差を設けた現像バイアス電圧を現像ローラー641に印加することができ、より高品質な画像の形成が可能になる。
As a result, when developing an electrostatic latent image, a development bias voltage provided with an appropriate potential difference can be applied to the developing
このような表面電位の算出は、例えば、画像形成処理の実行を示す指示がユーザーによって画像形成装置1に入力されてから、制御部10が画像形成動作を開始するよう画像形成部6を制御する前に行われる。
In such calculation of the surface potential, for example, the
上記の手法を利用して、複数の帯電バイアスに応じた表面電位を算出することで、帯電バイアスと表面電位との対応関係(帯電特性)を求めることができる。 By calculating the surface potential corresponding to a plurality of charging biases by using the above method, the correspondence relationship (charging characteristics) between the charging bias and the surface potential can be obtained.
次に、図3A~図5を参照して、本実施形態における画像形成装置1の帯電特性について説明する。図5は、画像形成装置1の帯電特性を示すグラフである。図5は、縦軸に表面電位を示し、横軸に帯電バイアスを示す。
Next, the charging characteristics of the
例えば、帯電装置63が、帯電バイアスV1の代わりに、帯電バイアスV1A、V1B、V1Cを感光体ドラム65に印加し、算出部647が、それぞれの帯電バイアスに対して上記の表面電位の算出処理を行うと、表面電位V0A、V0B、V0Cが算出される。
For example, the charging
このように算出された帯電特性に基づいて、制御部10は、帯電装置63が画像形成処理時に印加する帯電バイアスを設定する。例えば、制御部10は、感光体ドラム65の表面を表面電位V0Xに帯電させる場合、帯電装置63が印加する帯電バイアスを帯電バイアスV1Xに設定する。このように、帯電特性を算出することにより、画像形成時に設定したい表面電位に設定することができる。
Based on the charging characteristics calculated in this way, the control unit 10 sets the charging bias applied by the charging
しかしながら、上記の手法では、帯電特性を求めるために、複数の帯電バイアスごとに、現像バイアス電圧を現像ローラー641に複数段階印加して現像電流を測定する必要があり、所望の表面電位に設定するまでに時間がかかる。
However, in the above method, in order to obtain the charging characteristics, it is necessary to apply a developing bias voltage to the developing
これに対して、本実施形態では、以下の手法を用いて、上記所要時間を短縮する。 On the other hand, in the present embodiment, the required time is shortened by using the following method.
本実施形態において、画像形成時に設定したい表面電位が表面電位V0Xであるとする。例えば、画像形成処理の実行を示す指示がユーザーによって画像形成装置1に入力されると、制御部10は、表面電位V0Xと同じ大きさの現像バイアス電圧VdcXを現像ローラー641に印加するよう現像電源648を制御する。また、制御部10は、現像バイアス電圧VdcXに応じた帯電バイアスの設定値を算出するよう算出部647を制御する。
In the present embodiment, it is assumed that the surface potential to be set at the time of image formation is the surface potential V0X. For example, when an instruction indicating execution of the image forming process is input to the
例えば、制御部10は、感光体ドラム65に帯電バイアスV1Aを印加して感光体ドラム65の表面を表面電位V0Aに帯電させるよう帯電装置63を制御する。このとき、電流測定部646では、現像電流IdAが測定される。制御部10は、例えば、表面電位V0Aが表面電位V0Xより小さくなるように、印加する帯電バイアスV1Aを決定する。
For example, the control unit 10 controls the charging
算出部647は、電流測定部646によって測定された現像電流IdAの電流値を取得する。また、算出部647は、帯電装置63が印加している帯電バイアスV1Aを取得する。
The
次に、制御部10は、例えば、感光体ドラム65に帯電バイアスV1Bを印加して感光体ドラム65の表面を表面電位V0Bに帯電させるよう帯電装置63を制御する。このとき、電流測定部646では、現像電流IdBが測定される。制御部10は、例えば、表面電位V0Bが表面電位V0Xより大きくなるように、印加する帯電バイアスV1Bを決定する。
Next, the control unit 10 controls the charging
算出部647は、電流測定部646によって測定された現像電流IdBの電流値を取得する。また、算出部647は、帯電装置63が印加している帯電バイアスV1Bを取得する。
The
次に、図3A~図6を参照して、現像電流IdA、IdBと算出された帯電バイアスV1A、V1Bとの関係について説明する。図6は、現像電流と帯電バイアスとの関係を示すグラフである。図6は、縦軸に現像電流を示し、横軸に帯電バイアスを示す。 Next, with reference to FIGS. 3A to 6, the relationship between the developed currents IdA and IdB and the calculated charging biases V1A and V1B will be described. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the developing current and the charging bias. In FIG. 6, the vertical axis shows the developing current and the horizontal axis shows the charging bias.
算出部647は、取得した帯電バイアスV1A及び現像電流IdAと、帯電バイアスV1B及び現像電流IdBとに基づいて、現像電流が流れなくなるときの帯電バイアスV1Xを算出する。
The
このように、現像バイアス電圧を固定して帯電バイアスを変化させて現像電流が流れなくなるときの帯電バイアスV1Xを算出することで、帯電特性の算出が省略されて、所望の表面電位に設定するまでの時間が短縮できる。 In this way, by fixing the development bias voltage and changing the charge bias to calculate the charge bias V1X when the development current stops flowing, the calculation of the charge characteristics is omitted and the desired surface potential is set. Time can be shortened.
本実施形態において、帯電バイアスV1Xを算出するために、帯電バイアスV1A、V1Bの2つを用いているが、これに限らず、3つ以上の帯電バイアスを用いてもよい。用いる帯電バイアスの数が増加するほど、算出される帯電バイアスV1Xの精度は高くなるが、所要時間も増加する。 In the present embodiment, two charging biases V1A and V1B are used to calculate the charging bias V1X, but the present invention is not limited to this, and three or more charging biases may be used. As the number of charge biases used increases, the accuracy of the calculated charge bias V1X increases, but the required time also increases.
また、感光体ドラム65の帯電特性が使用環境、膜厚、転写バイアス及び帯電装置63のローラー抵抗等により変化するため、帯電特性に応じて帯電バイアスの設定値及び数を設定すると、帯電バイアスV1Xを高精度に算出することができる。
Further, since the charging characteristics of the
次に、図7を参照して、本実施形態に係る帯電バイアス設定プロセスについて説明する。図7は、本実施形態に係る帯電バイアス設定プロセスを示すフローチャートである。 Next, the charge bias setting process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a flowchart showing the charge bias setting process according to the present embodiment.
まず、制御部10は、ユーザーによる画像形成処理の実行を示す指示が画像形成装置1に入力されると(ステップS11)、所望の表面電位V0Xと同じ大きさの現像バイアス電圧VdcXを現像ローラー641に印加するよう現像電源648を制御する(ステップS12)。
First, when an instruction indicating the execution of the image forming process by the user is input to the image forming apparatus 1 (step S11), the control unit 10 applies a developing bias voltage VdcX having the same magnitude as the desired surface potential V0X to the developing
制御部10は、所定の帯電バイアスを設定して感光体ドラム65に印加するよう帯電装置63を制御する(ステップS13)。電流測定部646は、現像電流を測定する(ステップS14)。
The control unit 10 controls the charging
制御部10は、現像電流が流れなくなるときの帯電バイアスV1Xの算出が可能であるか否かを判定する(ステップS15)。制御部10は、算出部647による帯電バイアスV1Xの算出が行われるのに十分な現像電流が測定されていない場合(ステップS15でNo)、異なる帯電バイアスを感光体ドラム65に印加するよう帯電装置63を制御する(ステップS13)。
The control unit 10 determines whether or not the charging bias V1X can be calculated when the developing current stops flowing (step S15). When the development current sufficient for the calculation of the charge bias V1X by the
一方、制御部10は、算出部647による帯電バイアスV1Xの算出が行われるのに十分な現像電流が測定された場合(ステップS15でYes)、帯電バイアスV1Xの算出を行うよう算出部647を制御する(ステップS16)。
On the other hand, the control unit 10 controls the
制御部10は、算出部647によって算出された帯電バイアスV1Xを設定し(ステップS17)、画像形成処理を実行する(ステップS18)。 The control unit 10 sets the charge bias V1X calculated by the calculation unit 647 (step S17), and executes the image formation process (step S18).
本実施形態において、算出部647は、例えば、算出した帯電バイアスV1Xが、前回の算出結果と所定の基準値以上異なっている場合、帯電バイアスV1Xを測定ミスであると判定する。この場合、算出部647は、帯電バイアスV1Xの再計算を行ってもよいし、前回の算出結果を帯電バイアスV1Xとしてもよい。
In the present embodiment, for example, when the calculated charge bias V1X differs from the previous calculation result by a predetermined reference value or more, the
また、本実施形態において、算出部647は、現像電流が流れなくなるときの帯電バイアスを算出する構成としたが、これに限らず、感光体ドラム65の表面が帯電していない状態において流れる現像電流と同じ大きさの現像電流が流れる場合の帯電バイアスを算出してもよい。
Further, in the present embodiment, the
本実施形態において、表面電位の算出は、画像形成処理の実行の前に限らず、画像形成処理の実行後及び実行中に行われてもよい。また、例えば、ユーザーから入力された指示に従い、画像形成処理が実行されることなく表面電位の算出だけが行われてもよい。 In the present embodiment, the calculation of the surface potential is not limited to before the execution of the image forming process, but may be performed after or during the execution of the image forming process. Further, for example, according to an instruction input from the user, only the surface potential may be calculated without executing the image forming process.
次に、本発明が実施例に基づき具体的に説明されるが、本発明は以下の実施例によって限定されない。 Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.
本発明の実施例では、画像形成装置1として複合機を使用した。複合機は、TASKalfa2550Ci(京セラドキュメントソリューションズ株式会社)改造機であった。
In the embodiment of the present invention, a multifunction device was used as the
複合機の実験条件は次の通りであった。
・感光体ドラム65:アモルファスシリコン(a-Si)ドラム
・感光体ドラム65の膜厚:20μm
・帯電装置63:帯電ローラーの芯金の外径 6mm、ゴム肉厚3mm、ゴム抵抗6.0LogΩ
・帯電バイアス:直流及び交流、Vpp1000V、周波数3kHz
・ブレード645:SUS430、磁性
・ブレード645の厚み:1.5mm
・現像ローラー641の表面形状:ローレット加工+ブラスト
・現像ローラー641の外径:20mm
・現像ローラー641の凹部:周方向80列
・現像ローラー641の周速/感光体ドラム65の周速:1.8
・現像ローラー641及び感光体ドラム65間の距離:0.30mm
・現像バイアス電圧の交流成分:Vpp1200V、duty50%、短形波、8kHz
・トナー:粒子径6.8μm、正帯電性
・キャリア:粒子径38μm、フェライト・樹脂コートキャリア
・トナー濃度:6%
・プリント速度:55枚/分
・現像バイアス電圧の直流成分設定:250V
The experimental conditions of the multifunction device were as follows.
・ Photoreceptor drum 65: Amorphous silicon (a—Si) drum ・ Film thickness of photoconductor drum 65: 20 μm
-Charging device 63: Outer diameter of the core metal of the charging
-Charging bias: DC and AC, Vpp1000V, frequency 3kHz
-Blade 645: SUS430,
・ Surface shape of developing roller 641: knurling + blasting ・ Outer diameter of developing roller 641: 20 mm
・ Recessed portions of the developing roller 641: 80 rows in the circumferential direction ・ Peripheral speed of the developing
Distance between the developing
-AC component of development bias voltage: Vpp1200V, duty50%, square wave, 8kHz
-Toner: Particle diameter 6.8 μm, Positive chargeability-Carrier: Particle diameter 38 μm, Ferrite-Resin coat carrier-Toner concentration: 6%
・ Print speed: 55 sheets / minute ・ DC component setting of development bias voltage: 250V
次に、図8及び図9を参照して、本実施例に係る画像形成装置1において算出された表面電位について説明する。
Next, the surface potential calculated in the
図8は、本実施例に係る画像形成装置1において、4段階の帯電バイアスを感光体ドラム65にそれぞれ印加した場合に測定された現像電流を示す表である。
FIG. 8 is a table showing the development currents measured when a four-step charging bias is applied to the
図9は、図8に示す帯電バイアスと現像電流との関係を示すグラフである。図7は、縦軸に現像電流を示し、横軸に帯電バイアスを示す。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the charging bias shown in FIG. 8 and the developing current. In FIG. 7, the vertical axis shows the developing current and the horizontal axis shows the charging bias.
本実施例において、280[V]の帯電バイアスを印加した場合、測定された現像電流は、1.8[μA]である。320[V]の帯電バイアスを印加した場合、測定された現像電流は、0.5[μA]である。360[V]の帯電バイアスを印加した場合、測定された現像電流は、-0.4[μA]である。400[V]の帯電バイアスを印加した場合、測定された現像電流は、-1.26[μA]である。 In this embodiment, when a charging bias of 280 [V] is applied, the measured development current is 1.8 [μA]. When a charging bias of 320 [V] is applied, the measured development current is 0.5 [μA]. When a charging bias of 360 [V] is applied, the measured development current is −0.4 [μA]. When a charging bias of 400 [V] is applied, the measured development current is −1.26 [μA].
図9に示すように、本実施例に係る画像形成装置1において、現像電流が流れなくなるときの帯電バイアスは、347[V]と算出される。
As shown in FIG. 9, in the
また、本実施例において、感光体ドラム65は、アモルファスシリコンドラムであったが、これに限らず、正帯電有機感光体ドラムであってもよい。感光体ドラム65にアモルファスシリコンドラムを用いた場合、感光層の誘電率が正帯電有機感光体ドラムよりも高くなり、電流が流れやすく、また、キャリア抵抗値が小さくなることから、測定精度が高くなる。
Further, in this embodiment, the
また、本実施例において、2成分現像剤を用いたが、これに限らず、1成分現像剤を用いてもよい。 Further, in this embodiment, the two-component developer is used, but the present invention is not limited to this, and a one-component developer may be used.
以上、図面(図1~図9)を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings (FIGS. 1 to 9). However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various embodiments without departing from the gist thereof. The drawings are schematically shown mainly for each component for easy understanding, and the thickness, length, number, etc. of each of the illustrated components are different from the actual ones for the convenience of drawing creation. .. Further, the material, shape, dimensions, etc. of each component shown in the above embodiment are merely examples, and are not particularly limited, and various changes can be made without substantially deviating from the effects of the present invention. be.
本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。 The present invention can be used in the field of image forming apparatus.
1 :画像形成装置
10 :制御部
63 :帯電装置
64 :現像装置
65 :感光体ドラム
641 :現像ローラー
646 :電流測定部
647 :算出部
648 :現像電源
Id1、Id2、IdA、IdB :現像電流
V0、V0A、V0B、V0X :表面電位
V1、V1A、V1B、V1X :帯電バイアス
Vdc、Vdc1、Vdc2、VdcX :現像バイアス電圧
1: Image forming device 10: Control unit 63: Charging device 64: Developing device 65: Photoconductor drum 641: Developing roller 646: Current measuring unit 647: Calculation unit 648: Developing power supply Id1, Id2, IdA, IdB: Developing current V0 , V0A, V0B, V0X: Surface potential V1, V1A, V1B, V1X: Charging bias Vdc, Vdc1, Vdc2, VdcX: Development bias voltage
Claims (4)
前記像担持体に帯電バイアスを印加して前記像担持体を帯電させる帯電装置と、
前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記現像装置に所定の現像バイアス電圧を印加する現像電源と、
前記現像装置を流れる現像電流を測定する電流測定部と、
前記電流測定部によって測定された前記現像電流に基づいて、前記所定の現像バイアス電圧に応じた前記帯電バイアスの設定値を算出する算出部と
を備え、
前記帯電装置は、前記現像電源が前記現像装置に所定の現像バイアス電圧を印加している場合に、前記像担持体に印加する複数段階の前記帯電バイアスを設定し、
前記電流測定部は、前記複数段階の前記帯電バイアスごとに、対応する前記現像電流を測定する、画像形成装置。 An image carrier on which an electrostatic latent image is formed on the surface,
A charging device that applies a charging bias to the image carrier to charge the image carrier, and
A developing device that supplies toner to the image carrier and develops the electrostatic latent image formed on the image carrier to form a toner image.
A developing power supply that applies a predetermined development bias voltage to the developing device, and
A current measuring unit that measures the developing current flowing through the developing device,
A calculation unit for calculating a set value of the charging bias according to the predetermined development bias voltage based on the development current measured by the current measurement unit is provided.
The charging device sets the charging bias in a plurality of stages to be applied to the image carrier when the developing power supply applies a predetermined development bias voltage to the developing device.
The current measuring unit is an image forming apparatus that measures the corresponding developing current for each of the plurality of stages of the charging bias.
前記算出部は、前記帯電バイアスごとに対応する前記現像電流に基づいて、前記非帯電現像電流と等しい前記現像電流が流れる場合の前記帯電バイアスを算出する、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。 The current measuring unit measures the uncharged developing current flowing through the developing device in an uncharged state in which the charging device does not charge the image carrier.
The calculation unit according to claim 1 or 2, wherein the calculation unit calculates the charge bias when the development current equal to the uncharged development current flows based on the development current corresponding to each charge bias. Image forming device.
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