JP2023003685A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023003685A JP2023003685A JP2021104913A JP2021104913A JP2023003685A JP 2023003685 A JP2023003685 A JP 2023003685A JP 2021104913 A JP2021104913 A JP 2021104913A JP 2021104913 A JP2021104913 A JP 2021104913A JP 2023003685 A JP2023003685 A JP 2023003685A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- image
- developing
- charging
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
【課題】カブリの特性が変化する状況が生じた場合においても、効率よくカブリを検出してカブリの発生を適切に抑える画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体と、感光体を帯電する帯電部と、帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、感光体に静電潜像を形成する露光部と、静電潜像に対応するトナー像を形成する現像部と、現像電圧を印加する現像電圧印加部と、トナー像に光を照射して、画像濃度を検出する画像濃度センサと、現像部の回転速度を印刷モードよりも高い速度まで増加させて、現像電圧印加部および帯電電圧印加部を制御して現像電圧および帯電電圧の少なくとも一方を予め定められた範囲で変化させつつ、画像濃度測定用のトナー像を形成させ、画像濃度測定用のトナー像に光を照射して得られた反射光に基づき、感光体のカブリ濃度を画像濃度センサに検出させ、カブリ濃度が最小となるように帯電電圧および前記現像電圧を再設定する制御部を有する。【選択図】図7
Description
この発明は、画像形成装置に関する。
従来の画像形成装置において、帯電装置によって帯電後、露光装置によって露光を行うことにより感光体ドラム上に静電潜像を形成した後、トナーを含む現像剤により顕像化することによってトナー像を形成するものが知られている。
このような帯電装置を搭載した画像形成装置において、前回の印刷(現像槽内の撹拌)から長時間放置された場合や、新たなトナー補給が行われた場合、また、トナー消費量が少ない印字が連続して現像装置内にトナーが長時間滞留して撹拌された場合などで、トナーの帯電性が大きく変化した結果、転写不良や本来白地となるべき非画像(背景)領域に不良帯電トナーが付着するカブリなどの問題が生じることがある。
しかしながら、このようなカブリに寄与するトナー量は微量であるため、画質調整(プロセスコントロール)時のカブリの検出が困難という問題があった。
従来、このようなカブリの検出に関連した発明として、感光体上にカブリトナー像を形成して像担持体に転写する動作を複数回行って複数のカブリトナー像が前記像担持体上において重なるようにし、その際に前記像担持体の1回転周期内において2色以上のカブリトナー像を形成し、前記像担持体上において重なって形成された各色のカブリトナー像の濃度を濃度センサによって検出し、検出された各色のカブリトナー像の濃度からそれぞれの色についてのカブリの有無を判定することを特徴とするカラー画像形成装置の発明が開示されている(例えば、特許文献1を参照)。
また、感光体上に非画像領域の静電潜像を作像し、通常時の現像バイアスVb1に対してAC成分のVppが大きい現像バイアスVb2を用いてマイナス極性のトナーで現像し、通常時よりもプラス成分の大きい電圧δ2だけ感光体にプラスの電荷が多く供給することにより、通常のプリント時では出現しない電気抵抗値が低下している感光体の部分にかぶりトナー像を顕像化させ、かぶりトナー像の出現の有無の判定によりオーバーコート層の膜厚を監視できる画像形成装置の発明が開示されている(例えば、特許文献2を参照)。
さらに、カブリを防止する方法として、感光体ドラム表面の非画像領域に対応する部分に不良帯電トナーが付着することを防止してクリーニングするため、所定の電位(クリーニングフィールド)を事前に設定する技術も知られている(例えば、特許文献3を参照)。
しかしながら、特に高温高湿度環境下で画像形成装置を放置した場合やトナーを補給した直後は、カブリの特性が変化することが知られている。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、カブリの特性が変化する状況が生じた場合においても、従来よりも効率よくカブリを検出してカブリの発生を適切に抑える画像形成装置を提供することにある。
(1)この発明は、感光体と、前記感光体を帯電する帯電部と、前記帯電部に予め定められた帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、前記感光体に静電潜像を形成する露光部と、前記感光体にトナーを供給する現像ローラにより前記静電潜像に対応するトナー像を形成する現像部と、前記現像部に予め定められた現像電圧を印加する現像電圧印加部と、予め定められた段階で前記トナー像に光を照射して、その反射光に基づき、画像濃度を検出する画像濃度センサと、前記感光体、前記帯電部、前記帯電電圧印加部、前記露光部、前記現像部、前記現像電圧印加部および前記画像濃度センサを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記現像部に前記現像ローラの回転速度を印刷モードよりも高い予め定められた速度まで増加させて、前記現像電圧印加部および前記帯電電圧印加部を制御して前記現像電圧および前記帯電電圧の少なくとも一方を予め定められた範囲で変化させつつ、前記帯電部および前記現像部を制御して画像濃度測定用のトナー像を形成させ、前記画像濃度測定用のトナー像に光を照射して得られた反射光に基づき、前記感光体のカブリ濃度を前記画像濃度センサに検出させ、前記カブリ濃度が最小となるように前記帯電電圧および前記現像電圧を再設定することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
この発明によれば、カブリの特性が変化する状況が生じた場合においても、従来よりも効率よくカブリを検出してカブリの発生を適切に抑える画像形成装置を実現する。
この発明において、「画像形成装置」は、トナーによる像形成に電子写真方式を用いるプリンタなどの複写(コピー機能)機能を有する複写機や複合機、または複写以外の機能をも含むMFP(Multifunctional Peripheral:多機能周辺装置)など、画像を形成して出力する装置である。
「予め定められた段階で前記トナー像に光を照射」は、画像形成装置がモノクロ複合機の場合は、感光体上にトナー像が形成された段階で前記トナー像に光を照射する。
一方、画像形成装置がカラー複合機の場合は、中間転写ベルト上にトナー像が転写された段階で前記トナー像に光を照射するようにしてもよい。
一方、画像形成装置がカラー複合機の場合は、中間転写ベルト上にトナー像が転写された段階で前記トナー像に光を照射するようにしてもよい。
実施形態1において、この発明の「感光体」は、感光体ドラム59によって実現する。また、この発明の「帯電部」は、帯電ローラ60によって実現する。また、この発明の「露光部」は、光学系ユニット50によって実現する。また、この発明の「現像部」は、現像ユニット61によって実現する。
さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
(2)この発明による画像形成装置において、前記制御部は、予め定められた条件に基づき、前記感光体のカブリの検出が必要であると判断した場合、前記感光体のカブリ濃度を低減するための再設定処理が必要であると判断し、前記帯電部および前記現像部を制御して前記画像濃度測定用のトナー像を形成させるものであってもよい。
このようにすれば、予め定められた条件に基づいてカブリの検出が必要であると判断することによって、従来よりも効率よくカブリを検出してカブリの発生を適切に抑える画像形成装置を実現することができる。
(3)この発明による画像形成装置において、周囲の温度および湿度を計測する温湿度センサをさらに備え、前記温度および前記湿度が予め定められた値以上になった後、前記画像形成部が予め定められた時間以上動作していない場合に、前記制御部は、前記感光体のカブリの検出が必要であると判断し、前記帯電部および前記現像部を制御して前記画像濃度測定用のトナー像を形成させるものであってもよい。
このようにすれば、高温高湿度環境下で画像形成装置を放置した場合にカブリの特性が変化する状況が生じた場合においても、従来よりも効率よくカブリを検出してカブリの発生を適切に抑える画像形成装置を実現することができる。
(4)この発明による画像形成装置において、前記現像部に一度に予め定められた量以上のトナーが補給された場合、前記制御部は、前記感光体のカブリの検出が必要であると判断し、前記帯電部および前記現像部を制御して前記画像濃度測定用のトナー像を形成させるものであってもよい。
このようにすれば、一度に予め定められた量以上のトナーの補給を行った場合にカブリの特性が変化する状況が生じた場合においても、従来よりも効率よくカブリを検出してカブリの発生を適切に抑える画像形成装置を実現することができる。
(5)この発明による画像形成装置において、前記制御部は、前記現像部に前記現像ローラの回転速度を印刷モードよりも高い予め定められた速度まで増加させる代わりに、前記現像電圧の交流成分の絶対値を印刷モードよりも高い予め定められた値まで増加させて、前記現像電圧印加部および前記帯電電圧印加部を制御して前記現像電圧および前記帯電電圧の少なくとも一方を予め定められた範囲で変化させつつ、前記帯電部および前記現像部を制御して画像濃度測定用のトナー像を形成させ、前記画像濃度測定用のトナー像に光を照射して得られた反射光に基づき、前記感光体のカブリ濃度を前記画像濃度センサに検出させるものであってもよい。
このようにすれば、カブリの特性が変化する状況が生じたとき、カブリ濃度の変化が小さくて検出しにくい場合であっても、現像K値を既定値よりも上げる代わりに、現像電圧の交流成分の絶対値を既定値より上げることでカブリ濃度を検出しやすくするため、従来よりも効率よくカブリを検出してカブリの発生を適切に抑える画像形成装置を実現することができる。
(6)この発明による画像形成装置において、周囲の温度および湿度を計測する温湿度センサをさらに備え、前記制御部は、前記感光体のカブリ濃度を前記画像濃度センサに検出させる際、前記帯電部に前記帯電電圧の変化の範囲を前記温度および湿度に応じて変化させるものであってもよい。
このようにすれば、カブリの特性が変化する状況が生じたとき、周囲の温度および湿度に応じて帯電電圧の変化の範囲を適切に変化させることで、従来よりも効率よくカブリを検出してカブリの発生を適切に抑える画像形成装置を実現することができる。
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
〔実施形態1〕
<デジタル複合機1の構成>
以下、図1および図2に基づき、この発明の実施形態1に係る画像形成装置の一例としてのデジタル複合機1の概要について説明する。
<デジタル複合機1の構成>
以下、図1および図2に基づき、この発明の実施形態1に係る画像形成装置の一例としてのデジタル複合機1の概要について説明する。
図1は、この発明の実施形態1に係るデジタル複合機1の外観を示す斜視図である。また、図2は、図1のデジタル複合機1の内部構成を示す断面図である。
デジタル複合機1は、複写機能やスキャナ機能、ファクシミリ機能を有し、原稿から読み取った画像データをデジタル処理して出力する装置である。
デジタル複合機1は、印刷モードとしてコピー(複写)機能、プリント機能、FAX機能を有しており、操作部182(図3)からの操作入力や、パーソナルコンピュータ等の外部装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷機能が、制御部10(図3)によって選択される。
<デジタル複合機1の内部構成>
図2において、デジタル複合機1はカラー複合機であり、光学系ユニット50、第1~第4可視像形成ユニット51~54、中間転写ベルト55、2次転写ユニット56、定着部2、内部用紙給送ユニット57および手差し用紙給送ユニット58ならびに排紙トレイ75を備える。
図2において、デジタル複合機1はカラー複合機であり、光学系ユニット50、第1~第4可視像形成ユニット51~54、中間転写ベルト55、2次転写ユニット56、定着部2、内部用紙給送ユニット57および手差し用紙給送ユニット58ならびに排紙トレイ75を備える。
デジタル複合機1は、これら第1~第4可視像形成ユニット51~54、中間転写ベルト55および2次転写ユニット56を用いてトナー像を形成する。
光学系ユニット50では、4つのレーザー光源64からのビームが4組の感光体ドラム59,65,66,67に届くように配置される。
第1可視像形成ユニット51は、感光体ドラム59と、帯電ローラ60と、光学系ユニット50と、現像ユニット61aと、1次転写ユニット62aとを有する。
像担持体となる感光体ドラム59の周囲に、帯電ローラ60、現像ユニット61aおよびクリーニングユニット63が配置されている。
これらのユニットにより、感光体ドラム59にトナー像が形成され、トナー像が中間転写ベルト55に転写される。
感光体ドラム59は、トナー像が表面に形成される像担持体であり、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状、円柱状または薄膜シート状(好ましくは円筒状)の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。
感光体ドラム59は、モーターギヤに係合された感光体ドラム59に取り付けられた図示しない感光体ドラム駆動ギヤによって、図2の紙面に向かって反時計周りの方向に、例えば、周速度163mm/sで回転する。
1次転写ユニット62aは、中間転写ベルト55を介して感光体ドラム59に圧接するように配置される。
他の第2~第4可視像形成ユニット52~54についても、第1可視像形成ユニット51と同様の構成であるため、説明を省略する。
各ユニット51~54の現像ユニット61a,61b,61c,61dには、黒色(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色のトナーがそれぞれ収容される。
以下、各色の現像ユニット61a,61b,61c,61dを代表して、現像ユニット61と記載することもある。
また、各色の1次転写ユニット62a,62b,62c,62dを代表して、1次転写ユニット62と記載することもある。
また、各色の1次転写ユニット62a,62b,62c,62dを代表して、1次転写ユニット62と記載することもある。
中間転写ベルト55は、各色のトナー像が転写され、表面に各色のカラートナー像が重畳される。
中間転写ベルト55は、テンションローラ68,69によって駆動され回動する。
中間転写ベルト55のテンションローラ68側に当接して2次転写ユニット56が配置される。
中間転写ベルト55は、テンションローラ68,69によって駆動され回動する。
中間転写ベルト55のテンションローラ68側に当接して2次転写ユニット56が配置される。
2次転写ユニット56は、転写ローラ621a等でトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧を転写領域に印加することにより、中間転写ベルト55上に形成されたカラートナー像を内部用紙給送ユニット57および手差し用紙給送ユニット58から、それぞれ給送ローラ73および74によって送られてきた記録媒体31に転写する。
その後、カラートナー像が転写された記録媒体31は定着部2の位置まで搬送される。
また、中間転写ベルト55に当接してテンションローラ69側に配置される廃トナーボックス70には、2次転写後、中間転写ベルト55の表面に残ったトナーが回収される。
定着部2は、2次転写ユニット56の下流側に配置される。
定着部2は、定着ベルト71および加圧ローラ72から構成される。
加圧ローラ72は、図示しない加圧機構により定着ベルト71に所定の圧力で圧接される。
また、定着部2の下流には、排紙トレイ75が設けられている。
定着部2は、定着ベルト71および加圧ローラ72から構成される。
加圧ローラ72は、図示しない加圧機構により定着ベルト71に所定の圧力で圧接される。
また、定着部2の下流には、排紙トレイ75が設けられている。
次に、図3に基づき、デジタル複合機1の概略構成を説明する。
図3は、図1のデジタル複合機1の概略構成を示すブロック図である。
図3は、図1のデジタル複合機1の概略構成を示すブロック図である。
図3に示すように、デジタル複合機1は、制御部10、画像読取部11、画像形成部12、記憶部13、画像処理部14、通信部15、タイマ16、操作パネル18、電源19、電圧印加部20および温湿度センサ21を備える。
以下、デジタル複合機1の各構成要素を説明する。
制御部10は、デジタル複合機1を統合的に制御するものであって、CPU、RAM、ROM、各種のインターフェース回路等からなる。
制御部10は、デジタル複合機1全体の動作をコントロールするために、各センサの検出、モーター、クラッチ、操作パネル18等、あらゆる負荷の監視・制御を行う。
画像読取部11は、原稿セット台に置かれた原稿または用紙トレイから搬送されてきた原稿を検出して読み取り、画像データを生成する部分である。
画像形成部12は、画像処理部14によって生成された画像データを用紙上に印刷出力する部分であり、LSU121を備える。
LSU121は、画像読取部11によって取得されたデジタル信号からなる画像情報に対応するレーザー光を帯電状態にある感光体ドラム59,65,66,67の表面に照射して、静電潜像を形成する装置である。
記憶部13は、デジタル複合機1の各種機能を実現するために必要な情報や、制御プログラムなどを記憶する素子や記憶媒体である。例えば、RAMやROM等の半導体素子、ハードディスク、フラッシュ記憶部、SSD等の記憶媒体が用いられる。
なお、データを保持する領域がハードディスクドライブで、プログラムを保持する領域がフラッシュ記憶部で構成するといったように、プログラムとデータが異なる装置に保持されてもよい。
画像処理部14は、画像読取部11によって読み取られた原稿の画像を適正な電気信号に変換して画像データを生成する部分である。
通信部15は、ネットワーク等を介して、コンピュータや携帯情報端末、外部の情報処理装置やファクシミリ装置等との通信をおこない、メールやFAXなどの種々の情報をこれら外部の通信装置と送受信する部分である。
タイマ16は、時間を計測してカウントする部分であり、例えば、内蔵時計やネットワークを通じて時刻を取得する。
画像濃度センサ17は、感光体ドラム59に光を当て、その反射光から画像濃度を読み取るための反射型センサである。
画像濃度センサ17は、例えば、画質調整時には、感光体ドラム59に形成されたテスト用のパッチに光を当て、反射光から当該パッチの画像濃度を読み取ることにより、画質調整を行う。
画像濃度センサ17は、例えば、画質調整時には、感光体ドラム59に形成されたテスト用のパッチに光を当て、反射光から当該パッチの画像濃度を読み取ることにより、画質調整を行う。
操作パネル18は、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display)を備えたユニットであり、表示部181および操作部182を備える。
表示部181は、ユーザーに各種情報の表示を行う部分である。
表示部181は、例えば、CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ、ELディスプレイなどで構成され、オペレーティングシステムやアプリケーションソフトウェアが処理状態など電子的なデータを表示するためのモニタやラインディスプレイなどの表示装置である。
制御部10は、表示部181を通じて、デジタル複合機1の動作および状態の表示を行う。
表示部181は、例えば、CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ、ELディスプレイなどで構成され、オペレーティングシステムやアプリケーションソフトウェアが処理状態など電子的なデータを表示するためのモニタやラインディスプレイなどの表示装置である。
制御部10は、表示部181を通じて、デジタル複合機1の動作および状態の表示を行う。
操作部182は、例えばタッチパネルを備え、ユーザーからの印刷等の指令を受け付ける部分でもある。
電源19は、デジタル複合機1の各部に電力を供給し、例えば、AT電源、ATX電源、SFX電源などが用いられる。
電源19は、帯電用電源191および現像用電源192を備える。
電源19は、帯電用電源191および現像用電源192を備える。
電圧印加部20は、電圧を印加する部分であり、帯電電圧印加部201および現像電圧印加部202を備える。
帯電電圧印加部201は、予め定められた帯電電圧を帯電ローラ60に印加する。
現像電圧印加部202は、予め定められた現像電圧を現像ローラ611aに印加する。
帯電電圧印加部201は、予め定められた帯電電圧を帯電ローラ60に印加する。
現像電圧印加部202は、予め定められた現像電圧を現像ローラ611aに印加する。
温湿度センサ21は、デジタル複合機1の周囲の温度および湿度を計測するセンサである。
<デジタル複合機1の中間転写ベルト55のクリーニング動作>
次に、図4に基づき、デジタル複合機1の中間転写ベルト55のクリーニング動作を説明する。
次に、図4に基づき、デジタル複合機1の中間転写ベルト55のクリーニング動作を説明する。
図4は、図1のデジタル複合機1の第1可視像形成ユニット51の概略構成を示す説明図である。
なお、以下の説明において、第1可視像形成ユニット51を例として説明するが、他の第2~第4可視像形成ユニット52~54についても同様である。
図4において、感光体ドラム59は、回転方向R1(紙面に向かって反時計回りの方向)に回転する。
帯電ローラ60は、感光体ドラム59の回転を受けて回転方向R2(紙面に向かって時計回りの方向)に回転する。
実施形態1において、帯電ローラ60は、感光体ドラム59に従動するが、従動でなくてもよい。
帯電ローラ60は、感光体ドラム59の回転を受けて回転方向R2(紙面に向かって時計回りの方向)に回転する。
実施形態1において、帯電ローラ60は、感光体ドラム59に従動するが、従動でなくてもよい。
画像形成時において、感光体ドラム59の表面は、帯電ローラ60により一様に帯電される。
実施形態1において、感光体ドラム59表面を一様に、またオゾンを極力発生させることなく帯電するために、帯電ローラ方式が採用されている。
実施形態1において、感光体ドラム59表面を一様に、またオゾンを極力発生させることなく帯電するために、帯電ローラ方式が採用されている。
図4に示すように、帯電ローラ60は、バネ等の図示しない付勢力により感光体ドラム59の表面に帯電に適した所定の圧力で圧接し、感光体ドラム59の回転に追従的に回転する。
帯電電圧印加部201は、帯電ローラ60の芯金601の部分に帯電用電源191(高圧電源回路)から所定の帯電電圧を印加することにより、感光体ドラム59の表面を所定の電圧(例えば、-0V~-800V)で帯電させる。
光学系ユニット50は、帯電された感光体ドラム59の表面をレーザー光源64からのビームで露光することによって、感光体ドラム59の露光後の表面電位VLを例えば、-100V以下にして、静電潜像を形成する。
なお、この発明は、正規現像方式および反転現像方式のいずれの方式にも適用可能であるが、実施形態1では、反転現象方式で説明する。
光学系ユニット50からのレーザー光は、不図示のポリゴンミラーや各種レンズを通して、感光体ドラム59へ照射される。
レーザー光源64は画像情報に基づいて制御され、感光体ドラム59の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。
現像ユニット61aは、感光体ドラム59上の静電潜像を現像し、トナー像を形成する。
感光体ドラム59上に形成された静電潜像は、現像ユニット61aによってトナーとキャリアを含む現像剤612aにより顕像化され、トナー像が形成される。
感光体ドラム59上に形成された静電潜像は、現像ユニット61aによってトナーとキャリアを含む現像剤612aにより顕像化され、トナー像が形成される。
図4に示すように、現像ユニット61aは、感光体ドラム59に対向して設けられる現像用のユニットであり、現像剤担持体としての現像ローラ611aは、感光体ドラム59の回転軸に平行な回転軸に回転自在に設けられる。
現像ユニット61aは、例えば硬質の合成樹脂などからなる中空の容器状部材である。現像ユニット61aの中には、前述のようにトナーとキャリアとを含む2成分現像剤が収容されるが、トナーだけを含む1成分現像剤であってもよい。
現像ローラ611aは、極性が異なる磁石部材を略交互に周方向に配置して形成されたマグローラである。
現像ローラ611aは、その磁力によって現像ユニット61a内に収容された現像剤612aを吸着する。
吸着された現像剤612aは、図示しない現像剤規制部材によって所定量の厚さに規制され、現像ローラ611aと感光体ドラム59とが近接する現像ニップ部に運ばれる。
現像ローラ611aは、その磁力によって現像ユニット61a内に収容された現像剤612aを吸着する。
吸着された現像剤612aは、図示しない現像剤規制部材によって所定量の厚さに規制され、現像ローラ611aと感光体ドラム59とが近接する現像ニップ部に運ばれる。
現像電圧印加部202は、現像ローラ611aの芯金613aの部分に現像用電源192(高圧電源回路)から所定の現像電圧を印加することにより、所定の電圧で帯電させる。
現像電圧は、感光体ドラム59の非露光部の表面電位Vd(-600V)よりも低い値に設定され、かつ、露光部の表面電位VL(-100V)よりも高い値に設定される。
その結果、感光体ドラム59の帯電極性と同極性(実施形態1では負極性)に帯電したトナーが感光体ドラム59の露光部の表面電位VLに吸着してトナー像を形成する(反転現像)。
一方、感光体ドラム59の非露光部の表面電位Vdは、現像ローラ611aの電位Vbよりも低いため、トナーの付着は防止される。
1次転写ユニット62aの転写ローラ621aには、トナーと逆極性の電圧が印加されており、感光体ドラム59に現像されたトナー像を、1次転写ユニット62aと感光体ドラム59が近接する転写領域で、中間転写ベルト55上に転写する。
実施形態1において、1次転写ユニット62aは、転写ローラ621aを用いた構成となっているが、ベルトやワイヤーであってもよい。
その他の第2~第4可視像形成ユニット52~54も同様に動作し、順次、中間転写ベルト55上にトナー像を転写する。
中間転写ベルト55上のトナー像は2次転写ユニット56まで搬送される。
図2に示すように、内部用紙給送ユニット57の給送ローラ73または手差し用紙給送ユニット58の給送ローラ74から、記録媒体31がそれぞれ搬送経路RT1またはRT2を経由して供給される。
そして、トナーとは逆極性の電圧が2次転写ユニット56によって印加され、トナー像が記録媒体31に転写される。
図2に示すように、内部用紙給送ユニット57の給送ローラ73または手差し用紙給送ユニット58の給送ローラ74から、記録媒体31がそれぞれ搬送経路RT1またはRT2を経由して供給される。
そして、トナーとは逆極性の電圧が2次転写ユニット56によって印加され、トナー像が記録媒体31に転写される。
トナー像を担持した記録媒体31は、定着部2に搬送され、定着ベルト71および加圧ローラ72によって十分に加熱され、未定着のトナー像が記録媒体31に溶融・固着し、搬送経路RT4を経由して排出ローラERから排紙トレイ75に排出される。
両面印刷の場合は、定着部2を通過して記録媒体31の表面の画像形成が終了した後、搬送経路RT3を経由して記録媒体31を反転させて裏面の画像形成を行う。
転写後の感光体ドラム59には、中間転写ベルト55に転写されなかった転写残トナーが付着する。
この転写残トナーは、クリーニングユニット63に取り付けられたクリーニングブレード63aによって掻きとられ、クリーニングユニット63内部に、廃トナーとして回収される。
この転写残トナーは、クリーニングユニット63に取り付けられたクリーニングブレード63aによって掻きとられ、クリーニングユニット63内部に、廃トナーとして回収される。
除電ユニット76は、感光体ドラム59の表面の電荷を除去する。
なお、除電ユニット76の位置は、転写後から帯電前であれば、どこでも構わない。
なお、除電ユニット76の位置は、転写後から帯電前であれば、どこでも構わない。
クリーニングローラ77は、帯電ローラ60に対向する位置に設けられ、帯電ローラ60の表面をクリーニングする。
次に、図5~図11に基づき、実施形態1のデジタル複合機1によるクリーニングフィールドCLFの再設定処理について説明する。
実施形態1では、感光体ドラム59の表面のレーザー光の当っていない非画像領域に対応する部分に不良帯電トナーが付着することを防止してクリーニングするため、所定の電位(クリーニングフィールド)を設定している。
通常、クリーニングフィールドCLFは事前に設定された値Vo-Vbを用いるが、高温・高湿度環境下でデジタル複合機1を放置した場合や、トナーを補給した直後にカブリの特性が変化すると、既定のCLFにおいてカブリが発生してしまうことがある。
図5は、従来のデジタル複合機1において、中温・中湿度環境にて一定期間放置した場合のカブリ濃度変化を示すグラフである。
図5において、横軸はクリーニングフィールドCLF(V)を示し、縦軸は、カブリ濃度を示す。
図5において、横軸はクリーニングフィールドCLF(V)を示し、縦軸は、カブリ濃度を示す。
図5において、中温は、室温(例えば、20℃~25℃)程度の温度であり、中湿度は、例えば60%以下の湿度である。
図5に示すように、中温・中湿度環境にて1日間放置した後のカブリ濃度と3日間放置した後のカブリ濃度とは、クリーニングフィールドCLFが260Vよりも大きい場合は大きな違いが見られるが、クリーニングフィールドCLFが260V以下の場合は、それほど大きな違いはない。
一方、現像ユニットを継続使用し、100K(10万枚)の用紙の印刷を行った場合、1日間放置した後のカブリ濃度よりも5日間放置した後のカブリ濃度が大きくなっていることが分かる。
図6は、従来のデジタル複合機1において、高温・高湿度環境にて一定期間放置した場合のカブリ濃度変化を示すグラフである。
図6において、横軸はクリーニングフィールドCLF(V)を示し、縦軸は、カブリ濃度を示す。
図6において、横軸はクリーニングフィールドCLF(V)を示し、縦軸は、カブリ濃度を示す。
図6において、高温は、室温よりも高い温度(例えば、26℃~30℃)であり、高湿度は、例えば60%よりも高い湿度である。
図6に示すように、高温・高湿度環境にて1晩放置した後のカブリ濃度と、2日間放置した後のカブリ濃度と、5日間放置した後のカブリ濃度とは大きく異なり、カブリ濃度が最小となるクリーニングフィールドCLFも異なる。
また、現像ユニットを継続使用し、100K(10万枚)の用紙の印刷を行った場合、2日間放置した後のカブリ濃度は、上記3つの場合のカブリ濃度と大きく異なることが分かる。
従来のデジタル複合機1のカブリの特性は、図5および図6からも分かるように高温・高湿度環境下でデジタル複合機1を放置した場合や、一度に予め定められた量以上のトナー補給が入った場合などの使用状況によって大きく変化する。
このように、カブリの特性が変化するような状況が発生した場合、カブリの発生を防止するために、制御部10は、クレーニングフィールドCLFを再度設定しなおす必要がある。
図7は、図1のデジタル複合機1のクリーニングフィールドCLFの再設定処理の一例を示すフローチャートである。
図7のステップS1において、制御部10は、クリーニングフィールドCLFの再設定が必要か否かを判定する(ステップS1)。
ここで、クリーニングフィールドCLFの再設定が必要な場合として、例えば、高温高湿度環境下で予め定められた時間以上画像形成が行われなかった場合やトナーの補給を行った場合などがあげられる。
これらの場合に該当すると、カブリの特性が変化する可能性が大きいため、クリーニングフィールドCLFの再設定を行う必要がある。
制御部10は、温湿度センサ21にデジタル複合機1の周囲の温度および湿度を計測させ、予め定められた温度および湿度以上になった場合に高温高湿度環境下にあるものとしてタイマ16による時間の計測を開始し、高温高湿度環境下にある状態が予め定められた時間以上継続したときに、クリーニングフィールドCLFの再設定が必要であると判定する。
クリーニングフィールドCLFの再設定が必要である場合(ステップS1の判定がYesの場合)、ステップS2において、制御部10は、画像形成部12に現像K値を既定値よりも大きい3.0に上げて、現像電圧印加部202に既定の現像電圧を印加させる(ステップS2)。
ここで、現像K値とは、ドラム59の回転速度に対する現像ローラ611aの回転速度(周速)の周速比である。
例えば、現像K値が2の場合は、通常の周速に対して2倍の周速で回転することを示す。
例えば、現像K値が2の場合は、通常の周速に対して2倍の周速で回転することを示す。
一般に、現像ローラ611aの周速が大きいほど、感光体ドラム59へのトナーの付着が多くなる傾向にあることが知られている。
カブリに寄与するトナー量は微量であり、通常は、画像濃度センサ17によるカブリ濃度の検出が困難であるため、実施形態1においては、現像K値を通常よりも大きくすることで、カブリ濃度の検出を容易にする。
次に、ステップS3において、制御部10は、クリーニングフィールドCLFが150Vとなるように、帯電電圧の変化の中央値Vocを設定する(ステップS3)。
次に、ステップS4において、制御部10は、帯電電圧印加部201を制御して帯電ローラ60に印加すべき帯電電圧を、中央値Vocを中心に±50Vの範囲で段階的に変化させる(ステップS4)。
図8は、図1のデジタル複合機1のクリーニングフィールドCLFの再設定処理時の帯電電圧および現像電圧の変化の一例を示すグラフである。
図8において、横軸は時間を示し、縦軸は帯電電圧(V)を示す。
図8において、横軸は時間を示し、縦軸は帯電電圧(V)を示す。
ここで、クリーニングフィールドCLFは、帯電電圧Voと現像電圧Vbの差、すなわち、CLF=Vo-Vbの関係がある。
図8において、現像電圧Vbを既定値に固定し、中央値Vocを中心に±50Vの範囲で帯電電圧Voを段階的に変化させ、CLFが100V,125V,150V,175Vおよび200Vの5段階で変化するように電圧が印加される。
図8の例では、CLFが5段階で変化する例を示したが、CLFをより細かい段階(例えば、75V,100V,125V,150V,175V,200Vおよび225Vの7段階など)で変化するようにしてもよい。
次に、図7のステップS5において、制御部10は、感光体ドラム59上のカブリの濃度を画像濃度センサ17に検出させる(ステップS5)。
なお、トナー像を中間転写ベルト55に転写後、中間転写ベルト55上でトナー像の濃度を検出するようにしてもよい。
なお、トナー像を中間転写ベルト55に転写後、中間転写ベルト55上でトナー像の濃度を検出するようにしてもよい。
図9は、図1のデジタル複合機1のクリーニングフィールドCLFの再設定処理時のクリーニングフィールドCLFとカブリ濃度との関係の現像K値依存性の一例を示すグラフである。
図9において、横軸はクリーニングフィールドCLF(V)を示し、縦軸は、カブリ濃度を示す。
図9において、横軸はクリーニングフィールドCLF(V)を示し、縦軸は、カブリ濃度を示す。
図9に示すように、帯電電圧Voを変化させ、クリーニングフィールドCLFが100(V)から350(V)に変化したとき、そのカブリ濃度は、150(V)で最小になることがわかる。
また、K=1.5からK=2.0、K=3.0のように、現像K値が上がるほど、カブリ濃度の変化が大きくなることがわかる。
図10は、図1のデジタル複合機1のクリーニングフィールドCLFの再設定処理時のクリーニングフィールドCLFと画像濃度センサ17の読取値との関係の現像K値依存性の一例を示すグラフである。
図10において、横軸はクリーニングフィールドCLF(V)を示し、縦軸は、画像濃度センサ17の読取値を示す。
図10において、横軸はクリーニングフィールドCLF(V)を示し、縦軸は、画像濃度センサ17の読取値を示す。
図10に示すように、帯電電圧Voを変化させ、クリーニングフィールドCLFが100(V)から350(V)に変化したとき、画像濃度センサ17の読取値は、150(V)で最大になることがわかる。
また、K=1.5からK=2.0、K=3.0のように、現像K値が上がるほど、カブリ濃度の変化が大きくなることがわかる。
図9において、クリーニングフィールドCLFの変化に対するカブリ濃度の変化のグラフを示したが、実際に画像濃度センサ17によって検出されるのは、図10に示すような感光体ドラム59または中間転写ベルト55に光を当てたときの反射光の読取値である。
そのため、制御部10は、画像濃度センサ17によって検出された反射光の読取値からカブリ濃度を算出する。
図11は、図1のデジタル複合機1のクリーニングフィールドCLFの再設定処理時のカブリ濃度と画像濃度センサ17の読取値との関係の一例を示すグラフである。
図11の横軸はカブリ濃度を示し、縦軸は画像濃度センサ17の読取値を示す。
図11の横軸はカブリ濃度を示し、縦軸は画像濃度センサ17の読取値を示す。
図11に示すように、カブリ濃度が大きいほど不良帯電トナーが多く付着するため、反射光が少なくなり、その結果、画像濃度センサ17の読取値が小さくなる。
制御部10は、図11の関係を用いて、画像濃度センサ17によって検出された反射光の読取値からカブリ濃度を算出する。
次に、図7のステップS6において、制御部10は、画像濃度センサ17の検出結果に基づき、カブリ濃度が最小値となるクリーニングフィールドCLFを再設定する(ステップS6)。
続くステップS7において、制御部10は、現像K値を印刷モードの1.5に下げる(ステップS7)。
このようにして、カブリの特性が変化する状況が生じた場合においても、現像K値を既定値より上げてカブリ濃度を検出しやすくした上で、クリーニングフィールドCLFを適切な値に再設定することで、従来よりもカブリの発生を抑えるデジタル複合機1を実現することができる。
〔実施形態2〕
次に、図12に基づき、この発明の実施形態2のデジタル複合機1によるクリーニングフィールドCLFの再設定処理について説明する。
次に、図12に基づき、この発明の実施形態2のデジタル複合機1によるクリーニングフィールドCLFの再設定処理について説明する。
実施形態2のデジタル複合機1の構成は、実施形態1(図1~図4)と同一であるため、説明を省略する。
図12は、この発明の実施形態2のデジタル複合機1のクリーニングフィールドCLFの再設定処理の一例を示すフローチャートである。
図12のステップS11,S13およびS17~S20の処理は、図7(実施形態1)のステップS1,S2およびS4~S7の処理にそれぞれ対応するため、説明を省略する。
ここでは、図7に記載のないステップS12およびS14~S16の処理について説明する。
ステップS11において、クリーニングフィールドCLFの再設定が必要である場合(ステップS11の判定がYesの場合)、ステップS12において、制御部10は、温湿度センサ21にデジタル複合機1の周囲の温度および湿度を計測させる(ステップS12)。
次に、ステップS13において、画像形成部12に現像K値を既定値よりも大きい3.0に上げて、現像電圧印加部202に既定の現像電圧を印加させた後(ステップS13)、ステップS14において、制御部10は、湿度が60%よりも高いか否かを判定する(ステップS14)。
湿度が60%よりも高い場合(ステップS14の判定がYesの場合)、ステップS15において、制御部10は、クリーニングフィールドCLFが125Vとなるように、帯電電圧の変化の中央値Vocを設定する(ステップS15)。
一方、湿度が60%よりも高くない場合(ステップS14の判定がNoの場合)、ステップS16において、制御部10は、クリーニングフィールドCLFが175Vとなるように、帯電電圧の変化の中央値Vocを設定する(ステップS16)。
なお、上の例においては、湿度の違いに応じて、帯電電圧の変化の中央値Vocを設定したが、温度の違いも考慮して異なる中央値Vocを設定するようにしてもよい。
このようにして、カブリの特性が変化する状況が生じた場合においても、周囲の温度・湿度を考慮してクリーニングフィールドCLFを適切な値に再設定することで、従来よりもカブリの発生を抑えるデジタル複合機1を実現することができる。
〔実施形態3〕
次に、図13に基づき、この発明の実施形態3のデジタル複合機1によるクリーニングフィールドCLFの再設定処理について説明する。
次に、図13に基づき、この発明の実施形態3のデジタル複合機1によるクリーニングフィールドCLFの再設定処理について説明する。
実施形態3のデジタル複合機1の構成は、実施形態1(図1~図4)と同一であるため、説明を省略する。
図13は、この発明の実施形態3のデジタル複合機1のクリーニングフィールドCLFの再設定処理の一例を示すフローチャートである。
図13のステップS21,S22およびS24~S29の処理は、図11(実施形態2)のステップS11,S12およびS14~S19の処理にそれぞれ対応するため、説明を省略する。
ここでは、図11に記載のないステップS23およびS30の処理について説明する。
ステップS22において、温湿度センサ21にデジタル複合機1の周囲の温度および湿度を計測させた後(ステップS22)、ステップS23において、制御部10は、現像電圧の交流成分のピーク・ツー・ピーク電圧Vppの絶対値を1100に上げて、現像電圧印加部202に既定の現像電圧を印加させる(ステップS23)。
一般に、現像電圧の交流成分のピーク・ツー・ピーク電圧Vppの絶対値を上げると、現像ローラ611aと感光体ドラム59との間でトナー粒子の往復運動がより激しくなって現像性が上がるため、画像濃度が上がるとともにカブリ濃度まで上がってしまう。それゆえ、カブリ濃度が検出しやすくなる。
次に、ステップS29において、画像濃度センサ17の検出結果に基づき、カブリ濃度が最小値となるクリーニングフィールドCLFを再設定した後(ステップS29)、ステップS30において、制御部10は、現像電圧の交流成分のピーク・ツー・ピーク電圧Vppを湿度に応じて予め定められた値に戻す(ステップS30)。
例えば、低湿度環境では画像濃度が出にくいため、Vppを高めに設定し、高湿度環境では画像濃度が出やすいため、Vppを低めに設定する。
このようにして、カブリの特性が変化する状況が生じた場合においても、現像電圧の交流成分の絶対値を既定値より上げてカブリ濃度を検出しやすくした上で、クリーニングフィールドCLFを適切な値に再設定することで、従来よりもカブリの発生を抑えるデジタル複合機1を実現することができる。
この発明の好ましい態様は、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含む。
前述した実施形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
前述した実施形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
1:デジタル複合機、 2:定着部、 10:制御部、 11:画像読取部、 12:画像形成部、 13:記憶部、 14:画像処理部、 15:通信部、 16:タイマ、 17:画像濃度センサ、 18:操作パネル、 19:電源、 20:電圧印加部、 21:温湿度センサ、 31:記録媒体、 50:光学系ユニット、 51:第1可視像形成ユニット、 52:第2可視像形成ユニット、 53:第3可視像形成ユニット、 54:第4可視像形成ユニット、 55:中間転写ベルト、 56:2次転写ユニット、 57:内部用紙給送ユニット、 58:手差し用紙給送ユニット、 59,65,66,67:感光体ドラム、 60:帯電ローラ、 61,61a,61b,61c,61d:現像ユニット、 62,62a,62b,62c,62d:1次転写ユニット、 63:クリーニングユニット、 63a:クリーニングブレード、 64:レーザー光源、 68,69:テンションローラ、 70:廃トナーボックス、 71:定着ベルト、 72:加圧ローラ、 73,74:給送ローラ、 75:排紙トレイ、 76:除電ユニット、 77:クリーニングローラ、 121:LSU、 181:表示部、 182:操作部、 191:帯電用電源、 192:現像用電源、 201:帯電電圧印加部、 202:現像電圧印加部、 601:芯金、 611a:現像ローラ、 612a:現像剤、 613a:芯金、 621a:転写ローラ、 CLF:クリーニングフィールド、 ER:排出ローラ、 R1,R2:回転方向、 RT1,RT2,RT3,RT4:搬送経路、 Vb:現像電圧、 Vd,VL:表面電位、 Vo:帯電電圧、 Voc:帯電電圧の変化の中央値、 Vpp:現像電圧の交流成分のピーク・ツー・ピーク電圧
Claims (6)
- 感光体と、
前記感光体を帯電する帯電部と、
前記帯電部に予め定められた帯電電圧を印加する帯電電圧印加部と、
前記感光体に静電潜像を形成する露光部と、
前記感光体にトナーを供給する現像ローラにより前記静電潜像に対応するトナー像を形成する現像部と、
前記現像部に予め定められた現像電圧を印加する現像電圧印加部と、
予め定められた段階で前記トナー像に光を照射して、その反射光に基づき、画像濃度を検出する画像濃度センサと、
前記感光体、前記帯電部、前記帯電電圧印加部、前記露光部、前記現像部、前記現像電圧印加部および前記画像濃度センサを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記現像部に前記現像ローラの回転速度を印刷モードよりも高い予め定められた速度まで増加させて、前記現像電圧印加部および前記帯電電圧印加部を制御して前記現像電圧および前記帯電電圧の少なくとも一方を予め定められた範囲で変化させつつ、前記帯電部および前記現像部を制御して画像濃度測定用のトナー像を形成させ、前記画像濃度測定用のトナー像に光を照射して得られた反射光に基づき、前記感光体のカブリ濃度を前記画像濃度センサに検出させ、前記カブリ濃度が最小となるように前記帯電電圧および前記現像電圧を再設定することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、予め定められた条件に基づき、前記感光体のカブリの検出が必要であると判断した場合、前記感光体のカブリ濃度を低減するための再設定処理が必要であると判断し、前記帯電部および前記現像部を制御して前記画像濃度測定用のトナー像を形成させる請求項1に記載の画像形成装置。
- 周囲の温度および湿度を計測する温湿度センサをさらに備え、
前記温度および前記湿度が予め定められた値以上になった後、前記画像形成部が予め定められた時間以上動作していない場合に、前記制御部は、前記感光体のカブリ濃度を低減するための再設定処理が必要であると判断し、前記帯電部および前記現像部を制御して前記画像濃度測定用のトナー像を形成させる請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記現像部に一度に予め定められた量以上のトナーが補給された場合、前記制御部は、前記感光体のカブリ濃度を低減するための再設定処理が必要であると判断し、前記帯電部および前記現像部を制御して前記画像濃度測定用のトナー像を形成させる請求項1または3に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記現像部に前記現像ローラの回転速度を印刷モードよりも高い予め定められた速度まで増加させる代わりに、前記現像電圧の交流成分の絶対値を印刷モードよりも高い予め定められた値まで増加させて、前記現像電圧印加部および前記帯電電圧印加部を制御して前記現像電圧および前記帯電電圧の少なくとも一方を予め定められた範囲で変化させつつ、前記帯電部および前記現像部を制御して画像濃度測定用のトナー像を形成させ、前記画像濃度測定用のトナー像に光を照射して得られた反射光に基づき、前記感光体のカブリ濃度を前記画像濃度センサに検出させる請求項1~4のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 周囲の温度および湿度を計測する温湿度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記感光体のカブリ濃度を前記画像濃度センサに検出させる際、前記帯電部に前記帯電電圧の変化の範囲を前記温度および湿度に応じて変化させる請求項1~5のいずれか1つに記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021104913A JP2023003685A (ja) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021104913A JP2023003685A (ja) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023003685A true JP2023003685A (ja) | 2023-01-17 |
Family
ID=85100422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021104913A Pending JP2023003685A (ja) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023003685A (ja) |
-
2021
- 2021-06-24 JP JP2021104913A patent/JP2023003685A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2014228630A (ja) | 画像形成装置及び画像濃度制御方法 | |
US8078069B2 (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
JP2009175675A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2009210628A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008020818A (ja) | 画像形成装置および画像安定化方法 | |
JP5150340B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US9042744B2 (en) | Image forming apparatus | |
US11733631B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5396700B2 (ja) | 画像形成装置及びかぶり解消方法 | |
JP2014048446A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2007240607A (ja) | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP5380126B2 (ja) | トナー付着量検出方法及びカラー画像形成装置 | |
JP2023003685A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008076792A (ja) | 画像形成装置 | |
JP7302366B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP5097602B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2003241544A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4631325B2 (ja) | 画像濃度調整装置、及びこれを用いた画像形成装置 | |
JP7303715B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2023085891A (ja) | 画像形成装置 | |
CN112099322B (zh) | 图像形成装置 | |
US20230125186A1 (en) | Image forming apparatus | |
US20240168405A1 (en) | Image forming apparatus | |
JP2013127584A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2010181666A (ja) | カラー画像形成装置 |