JP3154628B2 - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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- JP3154628B2 JP3154628B2 JP28266394A JP28266394A JP3154628B2 JP 3154628 B2 JP3154628 B2 JP 3154628B2 JP 28266394 A JP28266394 A JP 28266394A JP 28266394 A JP28266394 A JP 28266394A JP 3154628 B2 JP3154628 B2 JP 3154628B2
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電圧を印加した帯電
部材を像担持体に接触させて帯電を行う画像形成装置に
関するものである。
部材を像担持体に接触させて帯電を行う画像形成装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の画像形成装置は、例えば図５に示
すような構成となっている。すなわち、この画像形成装
置は、図示を省略した駆動手段によって図示矢印方向に
回転駆動される像担持体である感光ドラム１と、感光ド
ラム１に帯電を行う接触方式帯電部材である接触方式帯
電ローラ２と、上記感光ドラム１に形成された潜像を現
像剤によって可視像化する現像装置３と、この現像装置
３によって現像されたトナー像を転写紙７上に転写する
転写帯電器５と、転写紙７に転写されたトナー像を加
熱、加圧して溶融固着し、画像を得る定着装置６とを備
えたもので、上記感光ドラム１はアルミシリンダの外周
面に有機半導体（ＯＰＣ）、Ａ−Ｓｉ、ＣｄＳ、Ｓｅな
どからなる光導電体を塗布して構成され、画像模様に従
ったレーザ露光８の照射により上記感光ドラム１に潜像
が形成される。また、上記感光ドラム１上の転写残トナ
ーは公知のブレード手段のクリーニング装置４によって
清掃されるように構成されている。
すような構成となっている。すなわち、この画像形成装
置は、図示を省略した駆動手段によって図示矢印方向に
回転駆動される像担持体である感光ドラム１と、感光ド
ラム１に帯電を行う接触方式帯電部材である接触方式帯
電ローラ２と、上記感光ドラム１に形成された潜像を現
像剤によって可視像化する現像装置３と、この現像装置
３によって現像されたトナー像を転写紙７上に転写する
転写帯電器５と、転写紙７に転写されたトナー像を加
熱、加圧して溶融固着し、画像を得る定着装置６とを備
えたもので、上記感光ドラム１はアルミシリンダの外周
面に有機半導体（ＯＰＣ）、Ａ−Ｓｉ、ＣｄＳ、Ｓｅな
どからなる光導電体を塗布して構成され、画像模様に従
ったレーザ露光８の照射により上記感光ドラム１に潜像
が形成される。また、上記感光ドラム１上の転写残トナ
ーは公知のブレード手段のクリーニング装置４によって
清掃されるように構成されている。
【０００３】ところで、図６に示す接触方式帯電ローラ
２は、従来のコロナ帯電器に比べて人体に有害なオゾン
の発生が極めて少ない長所を有しているので、近年実用
化されるようになってきている。上記帯電ローラ２は、
芯金２ａ上に導電性のゴム２ｂおよび高抵抗表面層２ｃ
が設けられている。この高抵抗表面層２ｃは感光ドラム
１にピンホールなどの低耐圧欠陥部が生じた場合、この
部分に帯電電流が集中し、帯電ローラ２の表面電位が降
下して横筋の帯電不良が発生することを防ぐために施さ
れている。また、上記感光ドラム１を略−７００Ｖに均
一に帯電させるために、上記芯金２ａには−７００Ｖの
直流電圧に、定電流に制御された交流電圧が重畳された
電圧を印加する。この場合、上記交流電圧は、交流帯電
による微小な電位ムラと画像パターンの干渉により生じ
る濃度ムラ（モアレ）とを防止する周波数に定める必要
がある。この周波数は、画像形成装置のプロセススピー
ドと画像１ドットの大きさによって決定し、例えばプロ
セススピードが１００mm／sec で６００dpi の画像形成
装置では、略１０００Hzが好ましい。
２は、従来のコロナ帯電器に比べて人体に有害なオゾン
の発生が極めて少ない長所を有しているので、近年実用
化されるようになってきている。上記帯電ローラ２は、
芯金２ａ上に導電性のゴム２ｂおよび高抵抗表面層２ｃ
が設けられている。この高抵抗表面層２ｃは感光ドラム
１にピンホールなどの低耐圧欠陥部が生じた場合、この
部分に帯電電流が集中し、帯電ローラ２の表面電位が降
下して横筋の帯電不良が発生することを防ぐために施さ
れている。また、上記感光ドラム１を略−７００Ｖに均
一に帯電させるために、上記芯金２ａには−７００Ｖの
直流電圧に、定電流に制御された交流電圧が重畳された
電圧を印加する。この場合、上記交流電圧は、交流帯電
による微小な電位ムラと画像パターンの干渉により生じ
る濃度ムラ（モアレ）とを防止する周波数に定める必要
がある。この周波数は、画像形成装置のプロセススピー
ドと画像１ドットの大きさによって決定し、例えばプロ
セススピードが１００mm／sec で６００dpi の画像形成
装置では、略１０００Hzが好ましい。
【０００４】一方、上記帯電ローラ２の高抵抗表面層２
ｃは環境変化、特に湿度の影響を受けやすく、低湿度環
境下では抵抗の増加および誘電率の減少によりインピー
ダンスが増加し、逆に高湿度環境下では抵抗の減少およ
び誘電率の増加によりインピーダンスが減少する。その
ため、上記帯電ローラ２の交流電圧を定電圧制御しよう
としても、高抵抗表面層２ｃのインピーダンス変動によ
って、帯電部における電圧を一定にすることができな
い。したがって、上記帯電ローラ２に印加される交流電
圧は、特開平１−２６７６６７号公報に詳述されている
ように一般に定電流制御されている。
ｃは環境変化、特に湿度の影響を受けやすく、低湿度環
境下では抵抗の増加および誘電率の減少によりインピー
ダンスが増加し、逆に高湿度環境下では抵抗の減少およ
び誘電率の増加によりインピーダンスが減少する。その
ため、上記帯電ローラ２の交流電圧を定電圧制御しよう
としても、高抵抗表面層２ｃのインピーダンス変動によ
って、帯電部における電圧を一定にすることができな
い。したがって、上記帯電ローラ２に印加される交流電
圧は、特開平１−２６７６６７号公報に詳述されている
ように一般に定電流制御されている。
【０００５】このように従来の画像形成装置において、
感光ドラム１を均一に帯電させるためには、特開昭６１
−２９８４１９号公報に開示されているように帯電ロー
ラ２の印加バイアスは感光ドラム１の表面電位に相当す
る直流電圧に帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧
（Ｖpp）を有する交流電圧を重畳印加するのが一般的で
あり、上記定電流値はこの条件を満たし、かつ感光ドラ
ム１へのトナー融着、帯電音などを抑えるべく最小の値
に定める必要がある。
感光ドラム１を均一に帯電させるためには、特開昭６１
−２９８４１９号公報に開示されているように帯電ロー
ラ２の印加バイアスは感光ドラム１の表面電位に相当す
る直流電圧に帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧
（Ｖpp）を有する交流電圧を重畳印加するのが一般的で
あり、上記定電流値はこの条件を満たし、かつ感光ドラ
ム１へのトナー融着、帯電音などを抑えるべく最小の値
に定める必要がある。
【０００６】しかしながら、従来の画像形成装置におい
て、定電流値を一定値に固定したままでは、温度・湿度
などの環境変化、特に湿度変動が生じる時、最適な値の
上記交流電圧のＶppでないと、帯電不良が発生する。
て、定電流値を一定値に固定したままでは、温度・湿度
などの環境変化、特に湿度変動が生じる時、最適な値の
上記交流電圧のＶppでないと、帯電不良が発生する。
【０００７】例えば３０℃の高温で、８０％の高湿度環
境、および１５℃の低温で、１０％の低湿度環境の２条
件で、各環境とも同一の帯電ローラ２を使用し、また上
記２条件の環境内に帯電ローラ２を放置して十分に外気
と接触させた状態で、帯電ローラ２への印加電圧の交流
成分のＶppを変動させて帯電条件を変化させた時の帯電
性（帯電不良）について観察をしたところ、以下のよう
な結果が得られた。
境、および１５℃の低温で、１０％の低湿度環境の２条
件で、各環境とも同一の帯電ローラ２を使用し、また上
記２条件の環境内に帯電ローラ２を放置して十分に外気
と接触させた状態で、帯電ローラ２への印加電圧の交流
成分のＶppを変動させて帯電条件を変化させた時の帯電
性（帯電不良）について観察をしたところ、以下のよう
な結果が得られた。
【０００８】３０℃、８０％の高温高湿度環境下でＶpp
を変化させ、帯電性の良否を観察したところ、交流電圧
のＶppが１１５０Ｖ以上に達した時、安定した帯電を得
ることができた。これに対して、交流電圧のＶppが１１
５０Ｖに満たない時、画像上には帯電不良による黒点が
確認された。なお、この場合の交流電流は、６４０μＡ
であった。
を変化させ、帯電性の良否を観察したところ、交流電圧
のＶppが１１５０Ｖ以上に達した時、安定した帯電を得
ることができた。これに対して、交流電圧のＶppが１１
５０Ｖに満たない時、画像上には帯電不良による黒点が
確認された。なお、この場合の交流電流は、６４０μＡ
であった。
【０００９】一方、１５℃、１０％の低温低湿度環境下
でＶppを変化させ、帯電性の良否を観察したところ、交
流電圧のＶppが１８４０Ｖ以上に達した時、安定した帯
電を得ることができた。これに対して、交流電圧のＶpp
が１８４０Ｖに満たない時、画像上には帯電不良による
黒点が確認された。なお、この場合の交流電流は、７６
０μＡであった。
でＶppを変化させ、帯電性の良否を観察したところ、交
流電圧のＶppが１８４０Ｖ以上に達した時、安定した帯
電を得ることができた。これに対して、交流電圧のＶpp
が１８４０Ｖに満たない時、画像上には帯電不良による
黒点が確認された。なお、この場合の交流電流は、７６
０μＡであった。
【００１０】上述の結果から、良好な帯電を得るために
必要な交流電流値が環境により異なるとき、従来はより
高い方の電流値に、定電流値を決定することが一般的
で、上述の結果の場合は７６０μＡを定電流値としてい
た。
必要な交流電流値が環境により異なるとき、従来はより
高い方の電流値に、定電流値を決定することが一般的
で、上述の結果の場合は７６０μＡを定電流値としてい
た。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像形成装置では、高温高湿度環境下で定電流値を７６
０μＡに定めたときの交流電圧のＶppは１３００Ｖとな
り、高温高湿度環境下で安定した帯電を得るために必要
とする交流電圧のＶppに比べかなり高い値になるので、
感光ドラム１へのトナー融着が発生するという問題があ
る。
画像形成装置では、高温高湿度環境下で定電流値を７６
０μＡに定めたときの交流電圧のＶppは１３００Ｖとな
り、高温高湿度環境下で安定した帯電を得るために必要
とする交流電圧のＶppに比べかなり高い値になるので、
感光ドラム１へのトナー融着が発生するという問題があ
る。
【００１２】周知の通り、交番電界を印加する接触帯電
方式において、定電流値を大きくするにつれ、高電圧の
Ｖppでは、トナー融着の発生は増加する傾向にあり、特
にトナー融着が発生しやすい高温高湿度環境下ではＶpp
をできる限り低くする必要がある。実際に、定電流値を
７６０μＡに固定し高温高湿度環境下で、６０００枚印
字の間欠耐久試験を行った結果、感光ドラム１上にトナ
ー融着が発生してしまった。また、定電流値を６４０μ
Ａに定め同条件で耐久試験を行った感光ドラム１にはト
ナー融着の発生はなかった。
方式において、定電流値を大きくするにつれ、高電圧の
Ｖppでは、トナー融着の発生は増加する傾向にあり、特
にトナー融着が発生しやすい高温高湿度環境下ではＶpp
をできる限り低くする必要がある。実際に、定電流値を
７６０μＡに固定し高温高湿度環境下で、６０００枚印
字の間欠耐久試験を行った結果、感光ドラム１上にトナ
ー融着が発生してしまった。また、定電流値を６４０μ
Ａに定め同条件で耐久試験を行った感光ドラム１にはト
ナー融着の発生はなかった。
【００１３】また近年、レーザプリンタなどの画像形成
装置は、高画質化の要望が強く、解像度で言えば、６０
０dpi や８００dpi 、さらにはパルス幅変調（ＰＷＭ）
などの画像処理を行った多値画像化といった方向に進ん
できているため、感光ドラム１上の軽微なトナー融着で
も画像上に現われてしまう。さらに、カラー化も進んで
おり、一般にカラー画像形成装置では白黒画像形成装置
と比べ低融点のトナーが使用されているので、トナー融
着がより発生しやすい。このため、トナー融着の発生を
抑える目的で定電流値を６４０μＡに定めると、低温低
湿度環境で帯電不良が発生してしまうという問題が生じ
る。
装置は、高画質化の要望が強く、解像度で言えば、６０
０dpi や８００dpi 、さらにはパルス幅変調（ＰＷＭ）
などの画像処理を行った多値画像化といった方向に進ん
できているため、感光ドラム１上の軽微なトナー融着で
も画像上に現われてしまう。さらに、カラー化も進んで
おり、一般にカラー画像形成装置では白黒画像形成装置
と比べ低融点のトナーが使用されているので、トナー融
着がより発生しやすい。このため、トナー融着の発生を
抑える目的で定電流値を６４０μＡに定めると、低温低
湿度環境で帯電不良が発生してしまうという問題が生じ
る。
【００１４】ところで、帯電不良が発生し始める電流値
が環境により異なる原因としては、以下のように考える
ことができる。上記帯電ローラ２の表面抵抗は、場所に
よって微小なばらつきがあり、この表面抵抗のばらつき
は帯電ローラの水分量が増加するにつれて少なくなる。
一方、定電流制御では帯電ローラ２全体のインピーダン
ス変動を打ち消すものの、表面抵抗の微小なばらつきま
でを減少できず、そのため帯電ローラ２内の水分量が少
なくなる低温低湿度環境下で均一な帯電を得るために電
流を幾分大きく設定しなければならない。
が環境により異なる原因としては、以下のように考える
ことができる。上記帯電ローラ２の表面抵抗は、場所に
よって微小なばらつきがあり、この表面抵抗のばらつき
は帯電ローラの水分量が増加するにつれて少なくなる。
一方、定電流制御では帯電ローラ２全体のインピーダン
ス変動を打ち消すものの、表面抵抗の微小なばらつきま
でを減少できず、そのため帯電ローラ２内の水分量が少
なくなる低温低湿度環境下で均一な帯電を得るために電
流を幾分大きく設定しなければならない。
【００１５】図７は、環境の絶対水分量とピーク間電圧
Ｖppの関係を表わしている。上記絶対水分量は、乾燥空
気１あたりの水分重量を表わす。上記従来例で説明した
画像形成装置では図７中の曲線Ａより下側の領域では帯
電不良が発生し、曲線Ｂより上側の領域ではトナー融着
が発生する。また曲線Ｃは低温低湿度環境（１５℃、１
０％、絶対水分量１１×１０-4ｋｇ／ｋｇ）の均一な帯
電が得られる最低限の電流値で、定電流制御を行ったと
きのＶppを表わす。この電流値では、水分量が１７５×
１０-4ｋｇ／ｋｇ以上のとき、曲線Ｂを越えるため、ト
ナー融着が発生してしまう。
Ｖppの関係を表わしている。上記絶対水分量は、乾燥空
気１あたりの水分重量を表わす。上記従来例で説明した
画像形成装置では図７中の曲線Ａより下側の領域では帯
電不良が発生し、曲線Ｂより上側の領域ではトナー融着
が発生する。また曲線Ｃは低温低湿度環境（１５℃、１
０％、絶対水分量１１×１０-4ｋｇ／ｋｇ）の均一な帯
電が得られる最低限の電流値で、定電流制御を行ったと
きのＶppを表わす。この電流値では、水分量が１７５×
１０-4ｋｇ／ｋｇ以上のとき、曲線Ｂを越えるため、ト
ナー融着が発生してしまう。
【００１６】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、帯電の安定と像担持体へのトナ
ー融着の防止とを両立させるようにした画像形成装置を
提供することを目的とする。
ためになされたもので、帯電の安定と像担持体へのトナ
ー融着の防止とを両立させるようにした画像形成装置を
提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】そこで、上記目的を達成
するため、この発明に係る画像形成装置では、像担持体
表面に接触すると共に、外部より交流成分と直流成分と
を重畳した電圧を印加して帯電を行う帯電部材と、装置
本体内の温度、湿度の少なくともいずれか一方を検知す
る検知手段とを有し、上記交流成分を所定の電流値に定
電流制御するものであって、上記検知手段の検知結果に
応じて環境条件を複数のエリアに分割し、帯電部材への
印加バイアスを各エリア毎に定められた電流値により定
電流制御させる制御手段を備えたことを特徴とする。
するため、この発明に係る画像形成装置では、像担持体
表面に接触すると共に、外部より交流成分と直流成分と
を重畳した電圧を印加して帯電を行う帯電部材と、装置
本体内の温度、湿度の少なくともいずれか一方を検知す
る検知手段とを有し、上記交流成分を所定の電流値に定
電流制御するものであって、上記検知手段の検知結果に
応じて環境条件を複数のエリアに分割し、帯電部材への
印加バイアスを各エリア毎に定められた電流値により定
電流制御させる制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】好ましくは、上記制御手段は、上記検知手
段による温度・湿度の少なくともいずれか一方の検知よ
り一定時間後にその結果に応じて上記電流値を変化させ
るものである。
段による温度・湿度の少なくともいずれか一方の検知よ
り一定時間後にその結果に応じて上記電流値を変化させ
るものである。
【００１９】また好ましくは、上記制御手段は、上記検
知手段によって温度・湿度の少なくともいずれか一方の
検知を一定時間間隔で複数回行い、その検知結果の平均
値に応じて上記電流値を変化させるものである。
知手段によって温度・湿度の少なくともいずれか一方の
検知を一定時間間隔で複数回行い、その検知結果の平均
値に応じて上記電流値を変化させるものである。
【００２０】さらに好ましくは、上記制御手段は、上記
検知手段によって温度・湿度の少なくともいずれか一方
の検知を一定時間間隔で複数回行い、その検知結果Ｈ
１、Ｈ２、…、Ｈｎにあらかじめ定めた重み係数α１、
α２、…、αｎを乗算し、その値に応じて上記電流値を
変化させるものである。
検知手段によって温度・湿度の少なくともいずれか一方
の検知を一定時間間隔で複数回行い、その検知結果Ｈ
１、Ｈ２、…、Ｈｎにあらかじめ定めた重み係数α１、
α２、…、αｎを乗算し、その値に応じて上記電流値を
変化させるものである。
【００２１】また好ましくは、上記制御手段は、上記検
知手段によって温度・湿度の少なくともいずれか一方の
検知を特定の時間間隔ｔで行い、以下の計算式 Ｈn-1 ＋α（Ｈn −Ｈn-1 ）・ｅｘｐ（−β・ｔ） ただし、α，β：定数、Ｈn ：今回の検知結果、Ｈ
n-1 ：前回の検知結果、により求まる値に応じて上記電
流値を変化させるものである。
知手段によって温度・湿度の少なくともいずれか一方の
検知を特定の時間間隔ｔで行い、以下の計算式 Ｈn-1 ＋α（Ｈn −Ｈn-1 ）・ｅｘｐ（−β・ｔ） ただし、α，β：定数、Ｈn ：今回の検知結果、Ｈ
n-1 ：前回の検知結果、により求まる値に応じて上記電
流値を変化させるものである。
【００２２】
【作用】以上の構成に基づき、検知手段が検知した温度
・湿度の値に応じて環境条件を複数のエリアに分割し、
制御手段により帯電部材への印加バイアスを各エリア毎
に定められた電流値により定電流制御することによっ
て、帯電の安定と像担持体へのトナー融着の防止とを両
立する。
・湿度の値に応じて環境条件を複数のエリアに分割し、
制御手段により帯電部材への印加バイアスを各エリア毎
に定められた電流値により定電流制御することによっ
て、帯電の安定と像担持体へのトナー融着の防止とを両
立する。
【００２３】また、急激な環境変動が生じた場合におい
ても、温度・湿度の少なくともいずれか一方の検知より
一定時間後に、帯電部材の水分量を予想することにより
適切な帯電バイアスを定め、定められた電流値により定
電流制御する。
ても、温度・湿度の少なくともいずれか一方の検知より
一定時間後に、帯電部材の水分量を予想することにより
適切な帯電バイアスを定め、定められた電流値により定
電流制御する。
【００２４】さらに、上記検知を一定時間間隔で複数回
行ってその検知結果の平均値により、帯電部材の水分量
を予想することにより適切な帯電バイアスを定め、定め
られた電流値により定電流制御する。
行ってその検知結果の平均値により、帯電部材の水分量
を予想することにより適切な帯電バイアスを定め、定め
られた電流値により定電流制御する。
【００２５】さらにまた、あらかじめ定めた重み係数と
上記検知結果との積の和により、帯電部材の水分量を予
想することにより適切な帯電バイアスを定め、定められ
た電流値により定電流制御する。
上記検知結果との積の和により、帯電部材の水分量を予
想することにより適切な帯電バイアスを定め、定められ
た電流値により定電流制御する。
【００２６】なおまた、外気の水分量に対して指数関数
的に変化する帯電ローラ内の水分量を近似式によって求
め、この式によって求めた値に応じて電流値を変化させ
て帯電バイアスを定め、定められた電流値により定電流
制御する。
的に変化する帯電ローラ内の水分量を近似式によって求
め、この式によって求めた値に応じて電流値を変化させ
て帯電バイアスを定め、定められた電流値により定電流
制御する。
【００２７】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。 〈実施例１〉図１は、第１実施例に係る一次バイアス制
御を示し、環境の絶対水分量とピーク間電圧Ｖppとの関
係を表わしている。上記絶対水分量は、乾燥空気１ｋｇ
あたりの水分重量を表わす。図１中の曲線Ａより下の領
域では帯電不良が発生し、曲線Ｂより上の領域ではトナ
ー融着が発生する。曲線Ｃは１５℃の低温、１０％の低
湿度、絶対水分量１１×１０-4ｋｇ／ｋｇの環境で均一
な帯電が得られる最低限の電流値７６０μＡにより定電
流制御を行ったときのＶppを表わす。この電流値では、
水分量が１７５×１０-4ｋｇ／ｋｇ以上のとき、トナー
融着が発生してしまう。また、曲線Ｄは電流値７００μ
Ａで定電流制御を行ったときのＶppを表わす。この定電
流値では水分量が１５０×１０-4ｋｇ／ｋｇ以上のと
き、均一な帯電が得られ、かつトナー融着も発生しな
い。そこで、あらかじめ装置本体に温度および湿度を検
知する検知手段としてのセンサを設けておき、このセン
サの検知結果より環境の絶対水分量を制御手段により計
算し、水分量が１５０×１０-4ｋｇ／ｋｇ未満の時、定
電流値は７６０μＡに定め、水分量が１５０×１０-4ｋ
ｇ／ｋｇ以上の時は定電流値を７００μＡに設定するこ
とによって、全環境下で均一な帯電が得られ、かつトナ
ー融着も防止できる。
明する。 〈実施例１〉図１は、第１実施例に係る一次バイアス制
御を示し、環境の絶対水分量とピーク間電圧Ｖppとの関
係を表わしている。上記絶対水分量は、乾燥空気１ｋｇ
あたりの水分重量を表わす。図１中の曲線Ａより下の領
域では帯電不良が発生し、曲線Ｂより上の領域ではトナ
ー融着が発生する。曲線Ｃは１５℃の低温、１０％の低
湿度、絶対水分量１１×１０-4ｋｇ／ｋｇの環境で均一
な帯電が得られる最低限の電流値７６０μＡにより定電
流制御を行ったときのＶppを表わす。この電流値では、
水分量が１７５×１０-4ｋｇ／ｋｇ以上のとき、トナー
融着が発生してしまう。また、曲線Ｄは電流値７００μ
Ａで定電流制御を行ったときのＶppを表わす。この定電
流値では水分量が１５０×１０-4ｋｇ／ｋｇ以上のと
き、均一な帯電が得られ、かつトナー融着も発生しな
い。そこで、あらかじめ装置本体に温度および湿度を検
知する検知手段としてのセンサを設けておき、このセン
サの検知結果より環境の絶対水分量を制御手段により計
算し、水分量が１５０×１０-4ｋｇ／ｋｇ未満の時、定
電流値は７６０μＡに定め、水分量が１５０×１０-4ｋ
ｇ／ｋｇ以上の時は定電流値を７００μＡに設定するこ
とによって、全環境下で均一な帯電が得られ、かつトナ
ー融着も防止できる。
【００２８】第１実施例では、水分量により環境を２つ
のエリアに分けたが、３つ以上に分ければ、より効果的
であることは言うまでもない。
のエリアに分けたが、３つ以上に分ければ、より効果的
であることは言うまでもない。
【００２９】以上のように環境条件を温度・湿度に応じ
て複数のエリアに分割し、帯電ローラへの印加バイアス
を各エリア毎に定められた電流値により制御手段で定電
流制御することによって、帯電の安定と像担持体として
の感光ドラムへのトナー融着防止とを両立させることが
できる。 〈実施例２〉第２実施例では、急激な環境変動が生じた
場合においても、帯電ローラの水分量を予想することに
より、帯電ローラへの帯電バイアスを定め、帯電の安定
と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立させるよう
にしている。
て複数のエリアに分割し、帯電ローラへの印加バイアス
を各エリア毎に定められた電流値により制御手段で定電
流制御することによって、帯電の安定と像担持体として
の感光ドラムへのトナー融着防止とを両立させることが
できる。 〈実施例２〉第２実施例では、急激な環境変動が生じた
場合においても、帯電ローラの水分量を予想することに
より、帯電ローラへの帯電バイアスを定め、帯電の安定
と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立させるよう
にしている。
【００３０】すなわち、均一な帯電を得るための電流値
が温度・湿度により変化するのは、外気の水分量変動に
伴い、帯電ローラ内の水分量も変化し、その結果表面抵
抗のばらつきが変わるためであることはすでに説明した
とおりである。しかしながら、急激な環境変化が生じた
場合、帯電ローラの水分量変化は外気の水分量変化に追
従しきれない。例えば、この発明に使用された帯電ロー
ラの場合、環境を低温低湿度環境（１５℃、１０％、１
１×１０-4ｋｇ／ｋｇ）から高温高湿度環境（３０℃、
８０％、２１５×１０-4ｋｇ／ｋｇ）へ急激に変化させ
たとき、帯電ローラの水分量が一定になるまで約４８時
間が必要である。さらに、帯電ローラの水分量を直接測
定することは技術的に困難である。したがって、急激な
環境変動が生じた場合においても、適切な帯電バイアス
を印加するためには、環境の水分量変化により、帯電ロ
ーラの水分量を予想する必要がある。
が温度・湿度により変化するのは、外気の水分量変動に
伴い、帯電ローラ内の水分量も変化し、その結果表面抵
抗のばらつきが変わるためであることはすでに説明した
とおりである。しかしながら、急激な環境変化が生じた
場合、帯電ローラの水分量変化は外気の水分量変化に追
従しきれない。例えば、この発明に使用された帯電ロー
ラの場合、環境を低温低湿度環境（１５℃、１０％、１
１×１０-4ｋｇ／ｋｇ）から高温高湿度環境（３０℃、
８０％、２１５×１０-4ｋｇ／ｋｇ）へ急激に変化させ
たとき、帯電ローラの水分量が一定になるまで約４８時
間が必要である。さらに、帯電ローラの水分量を直接測
定することは技術的に困難である。したがって、急激な
環境変動が生じた場合においても、適切な帯電バイアス
を印加するためには、環境の水分量変化により、帯電ロ
ーラの水分量を予想する必要がある。
【００３１】図２は、環境が低温低湿度環境（１５℃、
１０％、１１×１０-4ｋｇ／ｋｇ）から高温高湿度環境
（３０℃、８０％、２１５×１０-4ｋｇ／ｋｇ）へ変化
したときの絶対水分量を表わしている。第１実施例では
水分量の閾値を１５０×１０-4ｋｇ／ｋｇに定めたが、
図２中においては、時間Ｔ１で水分量が閾値に達してい
る。しかしながら、時間Ｔ１の時点で定電流値を変化さ
せると、帯電ローラの水分量変化が追従しきれなくて帯
電不良を生じてしまう恐れがある。そこで制御手段によ
り閾値を越えたときの時間Ｔ１より一定時間（帯電ロー
ラの水分量が十分に追従する時間）後のＴ２の時点に定
電流値を変化させる。第２実施例では、この時間を例え
ば８時間に定めることにより、一般的に起こりうる環境
変化に対応できた。
１０％、１１×１０-4ｋｇ／ｋｇ）から高温高湿度環境
（３０℃、８０％、２１５×１０-4ｋｇ／ｋｇ）へ変化
したときの絶対水分量を表わしている。第１実施例では
水分量の閾値を１５０×１０-4ｋｇ／ｋｇに定めたが、
図２中においては、時間Ｔ１で水分量が閾値に達してい
る。しかしながら、時間Ｔ１の時点で定電流値を変化さ
せると、帯電ローラの水分量変化が追従しきれなくて帯
電不良を生じてしまう恐れがある。そこで制御手段によ
り閾値を越えたときの時間Ｔ１より一定時間（帯電ロー
ラの水分量が十分に追従する時間）後のＴ２の時点に定
電流値を変化させる。第２実施例では、この時間を例え
ば８時間に定めることにより、一般的に起こりうる環境
変化に対応できた。
【００３２】以上のように、制御手段により環境の水分
量が閾値に達してから一定時間後に定電流値を変化する
ことにより、急激な環境変動が生じた場合においても、
帯電の安定と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立
させることができる。 〈実施例３〉第３実施例では、急激な環境変動が生じた
場合においても、帯電ローラの水分量を予想することに
より、より短時間で適切な帯電バイアスを定め、帯電の
安定と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立させる
ようにしている。
量が閾値に達してから一定時間後に定電流値を変化する
ことにより、急激な環境変動が生じた場合においても、
帯電の安定と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立
させることができる。 〈実施例３〉第３実施例では、急激な環境変動が生じた
場合においても、帯電ローラの水分量を予想することに
より、より短時間で適切な帯電バイアスを定め、帯電の
安定と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立させる
ようにしている。
【００３３】図３は、環境が低温低湿度環境（１５℃、
１０％、１１×１０-4ｋｇ／ｋｇ）から高温高湿度環境
（３０℃、８０％、２１５×１０-4ｋｇ／ｋｇ）へ変化
したときの絶対水分量を表わしている。
１０％、１１×１０-4ｋｇ／ｋｇ）から高温高湿度環境
（３０℃、８０％、２１５×１０-4ｋｇ／ｋｇ）へ変化
したときの絶対水分量を表わしている。
【００３４】すなわち、第３実施例では、あらかじめ装
置本体内に取り付けてある温度・湿度センサを用い、一
定時間おきに環境の絶対水分量を測定する。図３中、現
在の水分量測定時刻がＴ１で、その時の水分量がＨ１で
あるとし、また前回の水分量測定時刻がＴ２で、その時
の水分量がＨ２であるとする。ここで制御手段は、水分
量Ｈ１とＨ２との平均値（Ｈ１＋Ｈ２）／２の値が水分
量の閾値を越えた時点（図３中Ｔ１）で定電流値を変化
させる。第３実施例では、水分量の測定間隔を３時間に
定めることにより、一般的に起こりうる環境変化に対応
できた。
置本体内に取り付けてある温度・湿度センサを用い、一
定時間おきに環境の絶対水分量を測定する。図３中、現
在の水分量測定時刻がＴ１で、その時の水分量がＨ１で
あるとし、また前回の水分量測定時刻がＴ２で、その時
の水分量がＨ２であるとする。ここで制御手段は、水分
量Ｈ１とＨ２との平均値（Ｈ１＋Ｈ２）／２の値が水分
量の閾値を越えた時点（図３中Ｔ１）で定電流値を変化
させる。第３実施例では、水分量の測定間隔を３時間に
定めることにより、一般的に起こりうる環境変化に対応
できた。
【００３５】以上のように、上記温度・湿度センサによ
り水分量を一定の時間間隔で２回測定し、その平均値が
水分量の閾値を越えた時点で制御手段により定電流値を
変化させることにより、急激な環境変動が生じた場合に
おいても、帯電の安定と感光ドラムへのトナー融着の防
止とを両立させることができる。 〈実施例４〉第４実施例では、複雑な環境変動が生じた
場合においても、帯電ローラの水分量を予想することに
より、より短時間で適切な帯電バイアスを定め、帯電の
安定と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立させる
ようにしている。
り水分量を一定の時間間隔で２回測定し、その平均値が
水分量の閾値を越えた時点で制御手段により定電流値を
変化させることにより、急激な環境変動が生じた場合に
おいても、帯電の安定と感光ドラムへのトナー融着の防
止とを両立させることができる。 〈実施例４〉第４実施例では、複雑な環境変動が生じた
場合においても、帯電ローラの水分量を予想することに
より、より短時間で適切な帯電バイアスを定め、帯電の
安定と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立させる
ようにしている。
【００３６】図４は、環境が低温低湿度環境（１５℃、
１０％、１１×１０-4ｋｇ／ｋｇ）から高温高湿度環境
（３０℃、８０％、２１５×１０-4ｋｇ／ｋｇ）へ変化
したときの絶対水分量を表している。
１０％、１１×１０-4ｋｇ／ｋｇ）から高温高湿度環境
（３０℃、８０％、２１５×１０-4ｋｇ／ｋｇ）へ変化
したときの絶対水分量を表している。
【００３７】すなわち、第４実施例では、あらかじめ装
置本体内に取り付けてある温度・湿度センサを用い、一
定時間おきに環境の絶対水分量をｎ回測定する。図４
中、現在の水分量の測定時刻をＴ１、また前回の水分量
測定時刻をＴ２とし、それより前の時刻を順次遡ってＴ
３、Ｔ４、Ｔ５、…、Ｔｎとし、各時刻における水分量
をＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５、…、Ｈｎとし、各時
刻における重み係数α１、α２、α３、α４、α５、
…、αｎの和が１になるように定める。そして、制御手
段は、各時刻における重み係数と水分量との積α１・Ｈ
１＋α２・Ｈ２＋α３・Ｈ３＋α４・Ｈ４＋α５・Ｈ５
＋…＋αｎ・Ｈｎの値が水分量の閾値を越えた時点（図
４中Ｔ１）で定電流値を変化させている。第４実施例で
は、水分量の測定間隔を１時間、測定回数ｎを５、重み
係数をα１＝１６／３１、α２＝８／３１、α３＝４／
３１、α４＝２／３１、α５＝１／３１、に定めること
により、一般的に起こりうる環境変化に対応できた。
置本体内に取り付けてある温度・湿度センサを用い、一
定時間おきに環境の絶対水分量をｎ回測定する。図４
中、現在の水分量の測定時刻をＴ１、また前回の水分量
測定時刻をＴ２とし、それより前の時刻を順次遡ってＴ
３、Ｔ４、Ｔ５、…、Ｔｎとし、各時刻における水分量
をＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５、…、Ｈｎとし、各時
刻における重み係数α１、α２、α３、α４、α５、
…、αｎの和が１になるように定める。そして、制御手
段は、各時刻における重み係数と水分量との積α１・Ｈ
１＋α２・Ｈ２＋α３・Ｈ３＋α４・Ｈ４＋α５・Ｈ５
＋…＋αｎ・Ｈｎの値が水分量の閾値を越えた時点（図
４中Ｔ１）で定電流値を変化させている。第４実施例で
は、水分量の測定間隔を１時間、測定回数ｎを５、重み
係数をα１＝１６／３１、α２＝８／３１、α３＝４／
３１、α４＝２／３１、α５＝１／３１、に定めること
により、一般的に起こりうる環境変化に対応できた。
【００３８】以上、制御手段は、複雑な環境変動が生じ
た場合においても、帯電ローラの水分量を予想すること
により、より短時間で適切な帯電バイアスを定め、帯電
の安定と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立させ
ることができる。 〈実施例５〉帯電ローラ内の水分量は、外気の水分量変
化に対して指数関数的に変化する。そこであらかじめ定
数αおよびβを定め、特定の時間間隔ｔで温度・湿度の
検知を行う。そして、今回の検知結果をＨn 、前回の検
知結果をＨn-1 とするとき、帯電ローラ内の水分量は、
制御手段によりＨn-1 ＋α（Ｈn −Ｈn-1 ）・ｅｘｐ
（−β・ｔ）で近似的に求めることができる。上記式に
より求められた値に応じて上記電流値を変化させること
により、より短時間で適切な帯電バイアスを定め、帯電
の安定と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立させ
ることができる。第５実施例によると、αを０．４５、
βを０．０１、また時間間隔ｔを３時間と定めたとき、
環境変化に対応できた。
た場合においても、帯電ローラの水分量を予想すること
により、より短時間で適切な帯電バイアスを定め、帯電
の安定と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立させ
ることができる。 〈実施例５〉帯電ローラ内の水分量は、外気の水分量変
化に対して指数関数的に変化する。そこであらかじめ定
数αおよびβを定め、特定の時間間隔ｔで温度・湿度の
検知を行う。そして、今回の検知結果をＨn 、前回の検
知結果をＨn-1 とするとき、帯電ローラ内の水分量は、
制御手段によりＨn-1 ＋α（Ｈn −Ｈn-1 ）・ｅｘｐ
（−β・ｔ）で近似的に求めることができる。上記式に
より求められた値に応じて上記電流値を変化させること
により、より短時間で適切な帯電バイアスを定め、帯電
の安定と感光ドラムへのトナー融着の防止とを両立させ
ることができる。第５実施例によると、αを０．４５、
βを０．０１、また時間間隔ｔを３時間と定めたとき、
環境変化に対応できた。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
によれば、検知手段が検知した温度・湿度の少なくとも
いずれか一方の値に応じて環境条件を複数のエリアに分
割し、帯電部材への印加バイアスを各エリア毎に定めら
れた電流値により定電流制御するようにしたので、帯電
の安定と像担持体へのトナー融着の防止とを両立させる
ことができる。
によれば、検知手段が検知した温度・湿度の少なくとも
いずれか一方の値に応じて環境条件を複数のエリアに分
割し、帯電部材への印加バイアスを各エリア毎に定めら
れた電流値により定電流制御するようにしたので、帯電
の安定と像担持体へのトナー融着の防止とを両立させる
ことができる。
【００４０】また、急激な環境変動が生じた場合におい
ても、温度・湿度の少なくともいずれか一方の検知より
一定時間後に、帯電部材の水分量を予想することにより
適切な帯電バイアスを定め、定められた電流値により定
電流制御するようにしたので、帯電の安定と像担持体へ
のトナー融着の防止とを両立させることができる。
ても、温度・湿度の少なくともいずれか一方の検知より
一定時間後に、帯電部材の水分量を予想することにより
適切な帯電バイアスを定め、定められた電流値により定
電流制御するようにしたので、帯電の安定と像担持体へ
のトナー融着の防止とを両立させることができる。
【００４１】さらに、上記検知を一定時間間隔で複数回
行ってその検知結果の平均値により、帯電部材の水分量
を予想することにより適切な帯電バイアスを定め、定め
られた電流値により定電流制御するようにしたので、帯
電の安定と像担持体へのトナー融着の防止とを両立させ
ることができる。
行ってその検知結果の平均値により、帯電部材の水分量
を予想することにより適切な帯電バイアスを定め、定め
られた電流値により定電流制御するようにしたので、帯
電の安定と像担持体へのトナー融着の防止とを両立させ
ることができる。
【００４２】さらにまた、あらかじめ定めた重み係数と
上記検知結果との積により、帯電部材の水分量を予想す
ることにより適切な帯電バイアスを定め、定められた電
流値により定電流制御するようにしたので、帯電の安定
と像担持体へのトナー融着の防止とを両立させることが
できる。
上記検知結果との積により、帯電部材の水分量を予想す
ることにより適切な帯電バイアスを定め、定められた電
流値により定電流制御するようにしたので、帯電の安定
と像担持体へのトナー融着の防止とを両立させることが
できる。
【００４３】なおまた、外気の水分量に対して指数関数
的に変化する帯電ローラ内の水分量を近似式によって求
め、この式によって求めた値に応じて電流値を変化させ
て帯電バイアスを定め、定められた電流値により定電流
制御するようにしたので、帯電の安定と像担持体へのト
ナー融着の防止とを両立させることができる。
的に変化する帯電ローラ内の水分量を近似式によって求
め、この式によって求めた値に応じて電流値を変化させ
て帯電バイアスを定め、定められた電流値により定電流
制御するようにしたので、帯電の安定と像担持体へのト
ナー融着の防止とを両立させることができる。
【図１】この発明に係る画像形成装置の第１実施例の一
次バイアス制御を示す特性図である。
次バイアス制御を示す特性図である。
【図２】同上の第２の実施例の一次バイアス制御を示す
特性図である。
特性図である。
【図３】同上の第３の実施例の一次バイアス制御を示す
特性図である。
特性図である。
【図４】同上の第４の実施例の一次バイアス制御を示す
特性図である。
特性図である。
【図５】一般的な画像形成装置の一例を示す概略構成図
である。
である。
【図６】同上の帯電ローラ２を示す断面図である。
【図７】環境の絶対水分量とピーク間電圧Ｖppとの関係
を示す特性図である。
を示す特性図である。
１ 像担持体（感光ドラム） ２ 帯電部材（帯電ローラ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−39183（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−134520（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11571（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11572（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−107879（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−108109（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−95479（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−95480（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−124037（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−175514（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20689（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−209931（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 15/02
Claims (5)
- 【請求項１】 像担持体表面に接触すると共に、外部よ
り交流成分と直流成分とを重畳した電圧を印加して帯電
を行う帯電部材と、装置本体内の温度、湿度の少なくと
もいずれか一方を検知する検知手段とを有し、上記交流
成分を所定の電流値に定電流制御する画像形成装置にお
いて、 上記検知手段の検知結果に応じて環境条件を複数のエリ
アに分割し、帯電部材への印加バイアスを各エリア毎に
定められた電流値により定電流制御させる制御手段を備
えたことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】 上記制御手段は、上記検知手段による温
度・湿度の少なくともいずれか一方の検知より一定時間
後に、その検知結果に応じて上記電流値を変化させるも
のであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。 - 【請求項３】 上記制御手段は、上記検知手段によって
温度・湿度の少なくともいずれか一方の検知を一定時間
間隔で複数回行い、その検知結果の平均値に応じて上記
電流値を変化させるものであることを特徴とする請求項
１記載の画像形成装置。 - 【請求項４】 上記制御手段は、上記検知手段によって
温度・湿度の少なくともいずれか一方の検知を一定時間
間隔で複数回行い、その検知結果Ｈ１、Ｈ２、…、Ｈｎ
にあらかじめ定めた重み係数α１、α２、…、αｎを乗
算し、その値に応じて上記電流値を変化させるものであ
ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 【請求項５】 上記制御手段は、上記検知手段によって
温度・湿度の少なくともいずれか一方の検知を特定の時
間間隔ｔで行い、以下の計算式 Ｈn-1 ＋α（Ｈn −Ｈn-1 ）・ｅｘｐ（−β・ｔ） ただし、α，β：定数、Ｈn ：今回の検知結果、Ｈ
n-1 ：前回の検知結果、 により求まる値に応じて上記電流値を変化させるもので
あることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28266394A JP3154628B2 (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28266394A JP3154628B2 (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08123152A JPH08123152A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3154628B2 true JP3154628B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=17655443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28266394A Expired - Lifetime JP3154628B2 (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154628B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7027747B2 (en) | 2002-07-31 | 2006-04-11 | Ricoh Company, Limited | Method of and apparatus for forming image using a Non-Contact Charger |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3279152B2 (ja) * | 1995-10-04 | 2002-04-30 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置の制御方法 |
| JP3403105B2 (ja) * | 1998-12-15 | 2003-05-06 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
| JP2007279382A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Fuji Xerox Co Ltd | カラー画像形成装置 |
-
1994
- 1994-10-20 JP JP28266394A patent/JP3154628B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7027747B2 (en) | 2002-07-31 | 2006-04-11 | Ricoh Company, Limited | Method of and apparatus for forming image using a Non-Contact Charger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08123152A (ja) | 1996-05-17 |
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| Date | Code | Title | Description |
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