JP3566372B2 - Image forming device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、プロセスカートリッジを利用した複写機、レーザビームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図8に、電子写真方式の画像形成装置の例としてレーザビームプリンタを示す。なお、同図は、レーザビームプリンタ100の感光ドラム周辺の構成の概略を模式的に示す図である。このレーザビームプリンタ100は、像担持体として、矢印R1方向に回転自在に指示されたドラム状の感光体(以下「感光ドラム」という)101を有する。感光ドラム101の周囲には、その回転方向に沿って順に、感光ドラム101表面を一様に帯電する帯電ローラ(帯電部材)102、感光ドラム101表面に光照射して静電潜像を形成する露光装置103、静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像器104、感光ドラム101上のトナー像を転写材P上に転写する転写ローラ(転写部材)105、感光ドラム101表面の転写残トナーを除去するクリーニング装置106が配設されている。さらに、これらの動作を制御する制御装置107が配置されている。
【0003】
制御装置107はパソコンやワークステションなどの外部機器(不図示)からの絵や文書のデータを画像データに変換したり、その画像データに基づいて露光装置103のオン、オフを制御したりする他、プリンタ本体の各装置の制御なども行っている。
【0004】
上述のレーザビームプリンタ100において、画像形成を繰り返してプリント(画像形成)枚数が増加すると、消耗品であるトナーが無くなったり、消耗部材としての感光ドラム101が劣化したりする。これらの場合、現像器104にトナーを補給したり、感光ドラム101を交換したりして対応している。また、クリーニング装置106は、感光ドラム101表面から除去した廃トナーで満たされた場合など交換するようにしている。上述の感光ドラム101やクリーニング装置106の交換は、通常はサービスマンによって行われる。したがって、急を要する場合などサービス性に欠けるという問題があった。
【0005】
この問題を解決するため、図9に示すように交換ユニットを一つにまとめたプロセスカートリッジ110が使用されている。
【0006】
このものは、カートリッジ容器111に対して、感光ドラム101、帯電ローラ102、現像器104、クリーニング装置106を一体的に組み込んで構成されている。上述の現像器104は、トナーTを収納する現像容器104a、感光ドラム101a上の静電潜像にトナーTを付着させる現像ローラ104bを有し、またクリーニング装置106は、感光ドラム101表面から転写残トナーを掻き落とすクリーニングブレード106a、掻き落としたトナーを廃トナーとして回収する現像容器106bとを有する。このプロセスカートリッジ110を構成する各部材は、図8に示す前述のレーザビームプリンタの構成部材とほぼ同様に作用する。したがって、このプロセスカートリッジ110を画像形成装置本体に装着するときは、図8に示すレーザプリンタのごとく画像形成装置を構成することができる。このプロセスカートリッジ110のプリント本体に対する着脱は、ユーザーによって簡単に行うことができる、いわゆるメンテナンスフリーに構成されているため、ユーザーはプリント枚数の増加により、トナーが消費され、白ヌケ画像が出力されるまで、すなわち使用できる限界までプロセスカートリッジ110を有効に使用することができる。
【0007】
ここで、上述のような接触方式の帯電ローラ(帯電部材)を用いた場合の一般的な画像形成システムについて説明する。
【0008】
接触帯電は、電圧を印加した帯電部材を感光ドラム(像担持体)に当接させて、感光ドラムに電荷を直接的に転移させて感光ドラム表面を所用の電位に帯電するもので、帯電装置として従来より広く利用されているコロナ放電装置に比べて、感光ドラム表面に所望の電位を得るのに必要とされる印加電圧の低電圧化が図れること、帯電過程で発生するオゾン量がごく微量でありオゾン除去フィルターの必要性がなくなること、このため装置の排気系の構成が簡略化されること、メンテナンスフリーであること、等の長所を有する。
【0009】
上述の接触帯電は、例えば、電子写真方式(複写機、レーザビームプリンタ)や静電記録方式の画像形成装置において、感光体、誘電体等の像担持体、その他の感光ドラムを帯電処理する手段としてコロナ放電装置に変わるものとして注目され実用化もされている。
【0010】
この接触帯電方法においては、感光ドラム表面を均一に帯電処理するため、交流電圧(以下適宜「ACバイアス」という。)に直流電圧(以下適宜「DCバイアス」という)を重畳した振動電圧(以下適宜「振動バイアス」という。)を接触帯電部材に印加し、この接触帯電部材を感光ドラムに当接させて帯電を行う方式(特開昭63−149669号公報)がある。
【0011】
図10にその一実施態様を示す。感光ドラム101は、例えば、矢印R1方向に所定の周速度(プロセススピード)にて回転駆動されるドラム状の電子写真感光体である。感光ドラム101には、接触帯電部材としての帯電ローラ102が当接されている。帯電ローラ102は、芯金102aとその外周を囲繞する導電性ゴム等の導電性ローラ102bとによって構成されている。この帯電ローラ102は芯金102aの両端部にそれぞれ配置された押圧バネ102cの押圧力で感光ドラム101に対して所定の押圧力をもって圧接されており、感光ドラム101の矢印R1方向の回転に伴って、矢印R2方向に従動回転する。
【0012】
帯電ローラ102には、芯金102aに接触された接点板バネ(不図示)を介して電圧印加用電源102dが接続されている。感光ドラム101には、この電源102により帯電ローラ102を介して、感光ドラム101の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧VPPを有する振動電圧VACと直流電圧VDCとを重畳した電圧(VAC+VDC)が印加され、これにより、回転駆動されている感光ドラム101の表面は均一に帯電される。
【0013】
上述の接触帯電方法を使用した画像形成装置を図11に示す。同図に示す画像形成装置は、パソコンやワークステーションなどの外部機器からのプリント信号を受け、感光ドラム101は駆動された後、帯電ローラ102によって所定の電位に帯電される。以下、露光装置3による潜像の形成、現像機104による静電潜像の現像、転写ローラ105による転写材Pに対するトナー像の転写、定着器112による転写材P上のトナー像の定着等の各工程を経て、転写材P上にトナー像が形成される。
【0014】
ここで、感光ドラム101表面には、帯電ローラ102、クリーニングブレード106aが当接されており、クリーニングブレード106aは感光ドラム101との当接位置において、転写材Pに転写されずに感光ドラム101上に残った残留トナーを掻き落とし、廃トナーとしてクリーニング容器106bに回収している。クリーニングブレード106aは、残留トナーを掻き落とす際、上述の当接位置において残留トナーを介して感光ドラム101表面を少しずつ削っている。感光ドラム101はプリント枚数の増加に伴ってその表面が劣化する。したがって、表面がまったく削られない場合には、劣化した表面を使用してプリントを行うことになり、画像流れやフィルムミングなどの不良が発生する。ところが感光ドラム101は、上述のようにその表面が徐々に削られる。これにより、感光ドラム101表面は、劣化した部分が順次に除去され、新規な部分が露出される。そして、プリントは、この新規な部分を利用して行われるので、プリント枚数が増加した場合でも、画質の良好なプリントを得ることができる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述構成の画像形成装置(レーザビームプリンタ)によると、以下のような問題がある。
▲1▼白ヌケ発生前のカブリ画像の発生
上述の画像形成装置において、印字率の小さい画像プリントを続けた場合、プロセスカートリッジ110のプリント保証枚数以前に感光ドラム101が過剰に削れてしまい、帯電ローラ102による感光ドラム1への帯電電位が下がることにより発生する。詳しく説明すると、プロセスカートリッジ110のプリント保証枚数は、ある一定のドット比率(例えば、A4、4%印字6000枚)で保証されている。このため、プロセスカートリッジ110を設計する際、感光ドラム101の感光層の膜厚はドット比率を考慮したプリント保証枚数において、間欠プリント時においても感光ドラム削れによるカブリ画像の発生しない膜厚に設定されている。したがって、印字率の小さな画像のプリントを続けた場合、プリント保証枚数以上にプリントが可能であり、かつ、間欠プリントを続けた場合、過剰に感光ドラムが削れることになる。これにより、白ヌケ画像発生前に、カブリが発生することになる。これを防止するには、感光ドラム101の感光層の膜厚を十分に厚くしてやればよいが、膜厚のアップに伴う感光ドラム101の製造ラインでの効率ダウンや、材料費の増加により、プロセスカートリッジ110がコストアップするという不具合がある。
▲2▼帯電ローラ102の使用による感光ドラム削れ量の増加
これは、従来のコロナ帯電方式を用いた画像形成装置に比べ、接触帯電方式(帯電ローラ)を用いた画像形成装置の方が感光ドラム削れ量が多くなることがある。この原因を説明すると以下のようになる。図10に示すように帯電ローラ102には、電源102dによって振動電圧VACと直流電圧VDCとを重畳した電圧(VAC+VDC)が印加されている。ここで、振動電圧VACは交流成分であり感光ドラム101が帯電される際、振動電圧VACの変化に応じ感光ドラム101への放電電流が流れ、この放電電流の周期的変化により、感光ドラム101の安定帯電が可能となる。
【0016】
しかし、放電電流の電気エネルギーは、全て感光ドラム101の帯電に使われるのでなく、放電電流の電気エネルギーの一部は感光ドラム表面の高分子材料を電気的に刺激することで、高分子材料の分子結合に欠陥が生じ易くなる。これにより、感光ドラム表面は、トナーを介してのクリーニングブレード106aとの摺察により、削れ易くなっている。また、帯電ローラ102を用いた場合の感光ドラム削れ量は、VDCのみで帯電する場合に比べ、VDCにVACを重畳して帯電する場合の方が多いことが判っている。これは、VACのピーク間電圧VPPがVDCの約2倍以上のピーク値を持つ高い値であり、また、周期的に電流値が変化することで、放電電流が感光ドラム表面を周期的に振動刺激するため、感光ドラム表面の分子結合に欠陥を生じ易いからである。
【0017】
そこで、感光体の寿命検知を正確に行い、白ヌケ発生前のカブリ画像の発生を防止することを目的とするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、表面にトナー像が形成される感光体と前記感光体を帯電するための接触帯電部材と、前記感光体の総回転数に応じたデータを記憶する不揮発性記憶手段とを有するプロセスカートリッジを、画像形成装置本体に対して着脱自在に装着して使用する画像形成装置において、前記不揮発性記憶手段に対して前記感光体の総回転数に応じたデータの更新を行う制御手段を有し、プリント動作中に、前記感光体の回転する期間は、前記接触帯電部材に対して交流電圧と直流電圧とを印加した状態の第1期間と、前記接触帯電部材に対して直流電圧を印加して交流電圧を印加しない状態の第2期間とを有し、前記制御手段は、前記第1期間の前記感光体の総回転数に応じたデータと、前記第2期間の前記感光体の総回転数に応じたデータを実際の前記感光体の総回転数より少なくなるように補正したデータとに基づいて前記感光体の総回転数に応じたデータを求め、前記不揮発性記憶手段の前記総回転数に応じたデータの更新を行うことを特徴とする。
【0021】
【作用】
以上構成に基づき、プロセスカートリッジ内の不揮発性RAMには、読書き装置を介して、制御装置によって感光体の総回転数についてのデータが記憶される。このデータは、感光体の回転ごとに更新されるものであり、例えば、感光体の摩耗状態を的確に示すパラメータとなる。したがって、この不揮発性RAMが記憶している最新のデータに基づいて画像形成条件、例えば、帯電部材に対する印加電圧を設定するときは、感光体表面を良好に帯電することができる。
【0022】
また、例えば、感光体表面に対してクリーニング装置のクリーニングブレードが接触配置されている場合において、上述の帯電部材に対して印加される電圧が直流電圧のみである非印字プロセス時には、交流電圧と直流電圧とが重畳される印字プロセス時に比して、クリーニングブレードによる感光体表面の摩耗が少ない。そこで、前者の非プロセス時の感光体の回転数に補正を加える。交流電圧が印加されない分だけ感光体摩耗が少ないので、その分だけ少なく補正する。こうすることで、感光体の総回転数をより現実の感光体の摩耗に近い状態として把握することができる。
【0023】
感光体は、上述のように、印字プロセス時だけでなく、非印字プロセス時にも回転される。この非印字プロセスには、印字プロセスに係る転写材の搬送以外の、転写材の搬送も含まれ、この後者の搬送時には感光体は回転される。したがって同じ1枚の転写材に画像形成を行う場合でも、転写材搬送路の転写材搬送長さが長い程、感光体の回転数は増加する。そこで、画像形成に使用される転写材搬送路に応じて感光体の総回転数に補正を加える。これによっても、上述の、印加電圧によって補正を加える場合と同様に、感光体の総回転数をより現実の感光体の摩耗に近い状態として把握することができる。
【0024】
【実施例】
以下、図面に沿って、本発明の実施例について説明する。
〈実施例1〉
図1に、本発明に係る画像形成装置の一例としてレーザビームプリンタの全体模式構成図を示す。
【0025】
レーザプリンタMは、プリント(画像形成)対象となる転写材Pを収納するとともにプリンタ本体(画像形成装置本体)1に着脱自在に装着される給紙カセット2を有する。装着状態の給紙カセット2の先端側の上方には、給紙カセット2内の転写材Pの有無を検知する紙有無センサ3と、給紙カセット2内の転写材Pを給紙するための給紙ローラ5とが、また前方(同図の左方)には給紙カセット2を介して転写材Pのサイズを検知するサイズセンサ4(複数個のマイクロスイッチで構成されている)が配置されている。
【0026】
そして、転写材Pの搬送方向(同図の左方から右方に向かう方向)についての給紙ローラ5の下流側には、記録材Pを同期搬送するレジストローラ対6が配設されている。また、レジストローラ対6の下流には、後述するレーザスキャナ部7からのレーザ光に基づいて記録材P上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ8および転写帯電器21が配設されている。
【0027】
さらに、プロセスカートリッジ8の下流には記録材P上に形成されたトナー像を熱定着する定着器9が配設されており、定着器9の下流には排紙部の紙搬送状態を検知する排紙センサ10、記録材Pを排出する排紙ローラ11、そしてプリントの完了した記録材Pを積載する積載トレイ12が配設されている。
【0028】
プリンタ本体1の上部に配置されたレーザスキャナ部7は、後述の外部装置28から送り出される画像信号(VDO信号)に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット13、レーザユニット13からのレーザ光を後述の感光ドラム17上に走査するための、ポリゴンミラー14、結像レンズ群15、および折り返しミラー16を主要構成部材として構成されている。
【0029】
プリンタ本体1のほぼ中央に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジ8は、カートリッジ容器18に対して、感光ドラム(感光体)17、帯電ローラ(帯電部材)19、現像器20、そしてクリーニング装置22を一体的に組み込んでカートリッジ化したものである。なお、現像器20は、トナーの再補充が可能な構成となっており、またクリーニング装置22は、感光ドラム17表面に接触配置されたクリーニングブレード22aを有する。上述のプロセスカートリッジ8は、さらに、不揮発性RAM(以下「NVRAM」という。)29を備えており、このNVRAM29には、プロセスカートリッジ8が実際にプリントを行った回数の累積のデータが、感光ドラム17の回転数のデータとして記憶されている。
【0030】
同図中、プリンタ本体1下部に配置されたメインモータ23は、給紙クラッチ24を介して給紙ローラ5を駆動し、レジストクラッチ25を介してレジストローラ対6を駆動し、さらに、感光ドラム17、定着器9、排紙ローラ11等を駆動している。
【0031】
さらに、プリンタ本体1内には、レーザビームプリンタM全体を制御するプリンタ制御部(制御装置)26が配設されている。プリンタ制御部26は、図2に示すように、タイマ26a、ROM26b、RAM26c等を具備した読書き装置としてのMPU(マイクロコンピュータ)26dおよび各種入出力制御回路(不図示)等で構成されている。このプリンタ制御部26は、インターフェース27を介してパーソナルコンピュータ等の外部装置28に、またインターフェース30を介してプロセスカートリッジ8内のNVRAM29に接続されている。
【0032】
次いで、図3のフローチャートを参照しながら、上述構成のレーザビームプリンタMの動作について説明する。
【0033】
まず、プリント開始かどうか判断し(S1)、プロセスカートリッジ8に内蔵されているNVRAM29より、感光ドラム17のドラム回転数データをMPU26dが読み込む(S2)。ここでドラム回転数データと寿命回転数との比較を行い(S3)、ドラム回転数データが寿命回数データより小さい場合、プリント動作に入る(S4)、逆に大きい場合には、プロセスカートリッジ8の寿命報知を外部機器28に行って(S14)終了となる。すなわち、プロセスカートリッジ8のNVRAM29には、あらかじめドラム寿命回転数が書き込まれており、この値によりドラム回転数データの比較を行い、ドラム寿命の検知を行っている。
【0034】
次に、各モータが駆動し(S5)、タイマ26aがスタートした後(S6)、帯電ローラ19にDCバイアスVDCにACバイアスVACを重畳した高圧が印加され(S7)、プリント動作が行われ、このとき、タイマ26aにはドラム回転時間がカウントされている。
【0035】
次に、プリント動作終了かを判断し(S8)、続行の場合、ステップS4に戻りプリント動作を続けるとともに、ドラム回転数を累積してカウントしていく。逆にプリント終了の場合に帯電ローラ19に印加する高圧をOFFしてやり(S9)、タイマ26aをストップし(S10)、各モータを停止する(S11)。
【0036】
以上、カウントされた累積ドラム回転数データをNVRAM29に書き込む(S12)とともに、累積ドラム回転数データとドラム寿命データとをMPU26によって比較する(S13)。
【0037】
累積ドラム回転数データが寿命回転数より大きくない場合は、ステップS1に戻り、逆に大きい場合は、MPU26がカートリッジ寿命報知(S14)を外部機器28を介して行う。
【0038】
以上、説明したように帯電ローラ19を有するプロセスカートリッジ8において、プリント中、帯電ローラ19へのバイアス印加時におけるドラム回転数データを随時検知することで、ドラム寿命検知が可能であり、プロセスカートリッジ8の交換メッセージを外部機器28に出力することができる。これにより、例えば低印字率で間欠プリントを続けた場合に発生しがちな、白ヌケ画像発生前のカブリ画像の発生を防止できる。ここで、プロセスカートリッジ8のNVRAM29にあらかじめ書き込む寿命回転数については、プロセスカートリッジ8の印字保証枚数を、間欠プリントの際の帯電ローラ19にバイアス印加時における総回転数より大きく設定する必要がある。
【0039】
また、このときの感光ドラム17に塗工される感光層の膜厚は、上述の総回転数後の感光ドラム17の削れにおいても、カブリ画像が出力されない程度に設定する必要であることはいうまでもない。
〈実施例2〉
上述の実施例1で説明したように、帯電ローラ19を有するプロセスカートリッジ8において、NVRAM29にドラム回転数を随時書き込み、この回転数と寿命回転数とを比較することで、ドラム寿命検知を行い、プロセスカートリッジ交換メッセージを外部機器28に出力することで、白ヌケ前のカブリ画像の出力を防止している。
【0040】
しかしながら、帯電ローラ19に印加されるバイアスがDCバイアスにACバイアスを重畳したものである場合、DCバイアスのみの印加時に比して、ドラム削れ量が多いことが知られている。このドラム削れ量を低減する方策を以下に述べる。
【0041】
図4は、実施例2の動作を示すフローチャートである(図3と同じステップは、同一の符号を付し、その説明は省略する。)。画像形成装置の一例としてのレーザビームプリンタの構成は、実施例1の構成と同じである。本実施例2において実施例1と異なる点は、帯電ローラ19にDCバイアスの高圧を印加したときの時間t1 をタイマ1により、また、DCバイアスにACバイアスを重畳したバイアスを印加したときの時間t2 をタイマ2より別々にカウントしている点である。プリント動作が開始され(S4)、各モータが駆動されると(S5)、タイマ1をスタートし(S101)、帯電ローラ19のDCバイアスの高圧が印加される(S102)。そして印字プロセスが開始されると(S103)、タイマ2がスタートされ(S104)、帯電ローラ19のACバイアスの高圧が重畳される(S105)。印字プロセスが実行され(S106)、印字プロセスが終了すると(S107)、帯電ローラ19のACバイアスが切られ(S108)、タイマ2がストップされる(S109)。プリントが続行される場合は、ステップS103に戻り、一方プリントが終了される場合は、帯電ローラ19の高圧のDCをオフにする(S110)。なお、ステップS103において、印字プロセスが開始されずに待ちタイムがオーバーした場合には(S111)、帯電ローラ19の高圧のDCバイアスをオフする。ステップS111で待ちタイムがオーバーされない場合は、ステップS103に戻る。
【0042】
図4のステップS12で累積ドラム回転数を計算する際、DCバイアスのみが帯電ローラ19に印加されて、感光ドラム17が回転する時間はt1−t2、ACバイアスが重畳されて印加された時間はt2となる。ここで、t1−t2の時間においては、現像、転写などの非印字プロセス時には、印字プロセスが行われていないため、感光ドラム17をDCバイアスのみで帯電するだけで、感光ドラム17が回転していても、カブリトナーが感光ドラム17に付着することはなく、良好なプリントプロセスを示す。
【0043】
よって、印字プロセスに寄与する部分にのみ、DCバイアスにACバイアスを重畳させる。これ以外、例えば、給紙、排紙、後回転などのプロセスにおいては、DCバイアスのみを印加することでドラム削れ量を減らすことが可能である。このため、感光ドラム17の感光層の膜厚が実施例1と同じ場合は、ドラム寿命回転数が伸びる。一方、膜厚を薄くして実施例1と同じドラム寿命回転数に設定した場合、感光ドラム17の感光層の塗工材料が少なく済み、プロセスカートリッジ8のコストダウンが可能である。
【0044】
ここで、上述の実施例において、ステップS120での累積ドラム回転数は、以下のようにして求める。
【0045】
図1に示すレーザビームプリンタMにおいて、プロセスカートリッジ8の条件を変えず、一方は、帯電ローラ19にDCバイアスのみを印加した場合と、他方は、DCバイアスにACバイアスを重畳して印加した場合とでドラム削れ量をそれぞれ10個の平均値について比較したところ、1000枚当りのドラム削れ量は図5に示すようになった。すなわち、DCバイアスのみでのドラム削れ量は、DCバイアスにACバイアスを重畳した場合に比べ1/5以下であることが判った。よって、DCバイアスのみを印加したドラム回転数は、削れ量から判断して、DCバイアスにACバイアスを重畳した場合の回転数で代用すると1/5になる。
【0046】
そこで、累積ドラム回転数をn0、プロセススピードをvP、ドラム半径をRとすると、
n0={(1/5)×(t1−t2)vP/2πR}+{vP×t2/2πR}
となる。
【0047】
また、ドラム寿命回転数については、実施例1と同様、プロセスカートリッジ8の印字保証枚数を、間欠プリントを行った場合のドラム総回転数をn1 としたときのn1 よりも大きく設定する必要がある。
【0048】
以上、説明したように、実施例2では白ヌケ発生前のカブリ画像の発生を防止するとともに、ドラム削れ量を低減することでドラム寿命回転数を伸ばすことができ、感光層の膜厚を薄くしてやり、プロセスカートリッジ8のコストダウンが可能となる。
〈実施例3〉
図6に、図9に示したプロセスカートリッジ110を組み込んだ従来のレーザビームプリンタの概略構成を示す。120はスキャナと半導体から成る露光装置、121は反射ミラー、122は定着器、123はレジストローラ、124は給紙カセット、125はマルチパーパストレイ(以下「MPトレイ」という。)、126はフェイスアップトレイ(以下「FUトレイ」という。)、127はフェイスダウントレイ(以下「FDトレイ」という。)、128、129は給紙ローラ、130は両面ユニット、131は反転ローラである。
【0049】
まず、片面印字の場合、給紙カセット124またはMPトレイ125から給紙された転写材Pは、プロセスカートリッジ110の感光ドラム101上に形成されたトナー像が転写ローラ105によって転写された後、定着器122で定着された後、FUトレイ126またはFDトレイ127上に排出される。
【0050】
次に、両面印字の場合を説明する。片面印字された転写材Pは、定着器122を抜けて両面ユニット130に搬入され、転写材Pの後端が反転ローラ131に到達したとき、この反転ローラ131が回転して、レジストローラ123に再給紙される。その後、片面印字のときと同様にプリントされた後、FUトレイ126またはFDトレイ127に排出される。さらに、132はMPU、133は高圧ユニット、134はインターフェース、135は外部装置、136はモータである。
【0051】
このように、レーザビームプリンタが複数の給紙ユニット、複数の排紙ユニット、及び両面ユニットを備えた場合、プリントプロセスが多数の紙パスルート(転写材搬送路)を介して行われることになる。このため、従来のプロセスカートリッジ110で画像をプリントした場合、紙パスが長く、規定印字率でプリントした場合でも、プリント保証枚数前に感光ドラム101が削られてしまいカブリ画像が出力されることがあった。
【0052】
図7に、この問題を解決する構成を採用した実施例3のレーザビームプリンタ(画像形成装置)の概略構成を示す。同図に示すレーザビームプリンタMは、図6に示すレーザビームプリンタMのプロセスカートリッジ110側に、NVRAM138を組み込み、一方、プリント本体1側に、タイマ137a、ROM137b、RAM137cを有するMPU137を配置したものである。このMPU137は、インターフェース174を介して外部機器135と通信可能に接続されている。
【0053】
上述構成のレーザビームプリンタMでは、実施例2と同様、転写材Pに対するプリントは、種々の紙パスルートを介して行われる。これらのプリントにおいて、感光ドラム101に対する帯電ローラ102による帯電は、実際に印字プロセスが行われる場合には、DCバイアスにACバイアスが重畳された状態でなされるので、感光ドラム101は削られ易くなっている。しかし、それ以外の場合、つまり実際に印字プロセスが行われるのでない場合には、DCバイアスのみが印加された状態でなされるので、感光ドラム101はあまり削られない。
【0054】
このように、本実施例3の構成によると、プリント本体1が、複数の給紙パスや排紙パス、また両面ユニットを有する場合においても、感光ドラムの削れを低減して、カブリの発生を防止することができる。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、プロセスカートリッジ内の不揮発性RAMには、読書き装置を介して、制御装置によって感光体の総回転数についてのデータが記憶される。このデータは、感光体の回転ごとに更新されるものであり、例えば、感光体の摩耗状態を的確に示すパラメータとなる。したがって、この不揮発性RAMが記憶している最新のデータに基づいて画像形成条件、例えば、帯電部材に対する印加電圧を設定するときは、感光体表面を良好に帯電することができる。また、例えば、画像形成装置が感光体の寿命回転数を記憶しておくときは、画像形成時に、不揮発性RAMが記憶している感光体の総回転数のデータと寿命回転数と比較することが可能であり、画像形成枚数が多い場合のカブリ画像の出力を防止し良好な画像を出力することができる。
【0056】
また、例えば、感光体表面に対してクリーニング装置のクリーニングブレードが接触配置されている場合において、上述の帯電部材に対して印加される電圧が直流電圧のみである非印字プロセス時には、交流電圧と直流電圧とが重畳される印字プロセス時に比して、クリーニングブレードによる感光体表面の摩耗が少ない。そこで、前者の非プロセス時の感光体の回転数に補正を加える。交流電圧が印加されない分だけ感光体摩耗が少ないので、その分だけ少なく補正する。こうすることで、感光体の総回転数をより現実の感光体の摩耗に近い状態として把握することができ、感光体が寿命に達するまで、良好な画像を形成することができる。
【0057】
感光体は、上述のように、印字プロセス時だけでなく、非印字プロセス時にも回転される。この非印字プロセスには、印字プロセスに係る転写材の搬送以外の、転写材の搬送も含まれ、この後者の搬送時には感光体は回転される。したがって同じ1枚の転写材に画像形成を行う場合でも、転写材搬送路の転写材搬送長さが長い程、感光体の回転数は増加する。そこで、画像形成に使用される転写材搬送路に応じて感光体の総回転数に補正を加える。これによっても、上述の、印加電圧によって補正を加える場合と同様に、感光体の総回転数をより現実の感光体の摩耗に近い状態として把握することができ、
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のレーザビームプリンタの全体模式構成図。
【図2】実施例1のMPUおよびその周辺の構成を示す図。
【図3】実施例1のレーザビームプリンタのプリント動作を示すフローチャート。
【図4】実施例2のレーザビームプリンタのプリント動作を示すフローチャート。
【図5】実施例2において、帯電ローラに印加する電圧の違いによる、ドラム削れ量の違いを示す図。
【図6】従来のレーザビームプリンタの全体模式構成図。
【図7】実施例3のレーザビームプリンタの全体模式構成図。
【図8】従来のレーザビームプリンタの感光ドラム周辺の構成を示す図。
【図9】従来のプロセスカートリッジの構成を示す縦断面図。
【図10】従来の、帯電ローラによる帯電の様子を示す図。
【図11】従来のレーザビームプリンタの全体模式構成図。
【符号の説明】
1 画像形成装置本体(プリント本体)
9 定着装置
17 感光体(感光ドラム)
18 プロセスカートリッジ
19 帯電部材(帯電ローラ)
20 現像器
21 転写帯電器
22 クリーニング装置
22a クリーニングブレード
26 制御装置(プリンタ制御部)
26a タイマ
26b ROM
26c RAM
26d 読書き装置(MPU)
29 不揮発性RAM(NVRAM)
M 画像形成装置(レーザビームプリンタ)
P 転写材[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine and a laser beam printer using a process cartridge.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows a laser beam printer as an example of an electrophotographic image forming apparatus. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration around a photosensitive drum of the
[0003]
The
[0004]
In the above-described
[0005]
In order to solve this problem, as shown in FIG. 9, a
[0006]
This is configured by integrally incorporating a
[0007]
Here, a general image forming system using the above-mentioned contact type charging roller (charging member) will be described.
[0008]
In contact charging, a charging member to which a voltage is applied is brought into contact with a photosensitive drum (image carrier), and charges are directly transferred to the photosensitive drum to charge the surface of the photosensitive drum to a required potential. As compared with a corona discharge device that has been widely used in the past, the application voltage required to obtain a desired potential on the photosensitive drum surface can be reduced, and the amount of ozone generated in the charging process is extremely small. However, there are advantages such as eliminating the need for an ozone removal filter, simplifying the configuration of the exhaust system of the apparatus, and being maintenance-free.
[0009]
The above-described contact charging is performed, for example, in an image forming apparatus of an electrophotographic system (copier, laser beam printer) or an electrostatic recording system, a means for charging an image carrier such as a photoconductor, a dielectric, and other photosensitive drums. It has attracted attention as a substitute for corona discharge devices and has been put to practical use.
[0010]
In this contact charging method, in order to uniformly charge the surface of the photosensitive drum, an oscillating voltage (hereinafter, appropriately referred to as “DC bias”) superposed on an AC voltage (hereinafter, appropriately referred to as “AC bias”) is superimposed. (Referred to as "Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-149669") in which a "biasing bias" is applied to a contact charging member, and the contact charging member is brought into contact with a photosensitive drum to perform charging.
[0011]
FIG. 10 shows one embodiment. The
[0012]
A voltage applying
[0013]
FIG. 11 shows an image forming apparatus using the above-described contact charging method. The image forming apparatus shown in FIG. 1 receives a print signal from an external device such as a personal computer or a workstation, drives the
[0014]
Here, the charging
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, the image forming apparatus (laser beam printer) having the above configuration has the following problems.
{Circle around (1)} Generation of fog image before occurrence of white spots In the above-described image forming apparatus, if image printing with a small printing rate is continued, the
{Circle around (2)} Increase in the amount of photosensitive drum scraping due to the use of the charging
[0016]
However, not all of the electric energy of the discharge current is used for charging the
[0017]
Accordingly, it is an object of the present invention to accurately detect the life of the photoconductor and prevent the occurrence of a fog image before the occurrence of white spots.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1, wherein a photosensitive member having a surface on which a toner image is formed, a contact charging member for charging the photosensitive member, and a non-volatile storage means for storing data corresponding to the total number of rotations of the photosensitive member In the image forming apparatus in which the process cartridge having the following configuration is detachably attached to the image forming apparatus main body and used, the data is updated in the nonvolatile storage means in accordance with the total number of rotations of the photoconductor. Controlling means, during a printing operation, a period during which the photoconductor rotates, a first period in which an AC voltage and a DC voltage are applied to the contact charging member, and a period during which the contact member is applied. A second period in which a DC voltage is applied and an AC voltage is not applied, wherein the control unit controls the data according to the total number of rotations of the photoconductor in the first period and the second period in the second period. According to the total number of rotations of the photoconductor Data corresponding to the total number of rotations of the photoconductor is obtained based on the data corrected to be smaller than the actual total number of rotations of the photoconductor, and the data is determined according to the total number of rotations of the nonvolatile storage unit. It is characterized in that data is updated .
[0021]
[Action]
Based on the above-described configuration, data on the total number of rotations of the photoconductor is stored in the nonvolatile RAM in the process cartridge by the control device via the read / write device. This data is updated each time the photoconductor rotates, and is, for example, a parameter that accurately indicates the wear state of the photoconductor. Therefore, when the image forming conditions, for example, the voltage applied to the charging member are set based on the latest data stored in the nonvolatile RAM, the surface of the photoconductor can be charged well.
[0022]
Further, for example, when the cleaning blade of the cleaning device is arranged in contact with the surface of the photoreceptor and the non-printing process in which the voltage applied to the charging member is only the DC voltage, the AC voltage and the DC voltage are used. The abrasion of the photoconductor surface by the cleaning blade is less than in the printing process in which the voltage is superimposed. Therefore, a correction is made to the rotation speed of the photoconductor during the non-process. Since the wear of the photoconductor is small because the AC voltage is not applied, the correction is made smaller by that amount. By doing so, the total number of rotations of the photoconductor can be grasped as a state closer to actual wear of the photoconductor.
[0023]
As described above, the photoconductor is rotated not only during the printing process but also during the non-printing process. The non-printing process includes the transfer of the transfer material in addition to the transfer of the transfer material in the printing process, and the photosensitive member is rotated during the latter transfer. Therefore, even when an image is formed on the same one transfer material, the longer the transfer material transport length of the transfer material transport path, the higher the number of rotations of the photoconductor. Therefore, the total number of rotations of the photoconductor is corrected according to the transfer material conveyance path used for image formation. Also in this case, similarly to the case where the correction is performed by the applied voltage, the total number of rotations of the photoconductor can be grasped as a state closer to actual wear of the photoconductor.
[0024]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Example 1>
FIG. 1 shows an overall schematic configuration diagram of a laser beam printer as an example of an image forming apparatus according to the present invention.
[0025]
The laser printer M has a
[0026]
A
[0027]
Further, a fixing
[0028]
The laser scanner unit 7 disposed on the upper part of the printer body 1 includes a
[0029]
A
[0030]
In the figure, a
[0031]
Further, a printer control unit (control device) 26 for controlling the entire laser beam printer M is provided in the printer main body 1. As shown in FIG. 2, the
[0032]
Next, the operation of the laser beam printer M having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0033]
First, it is determined whether or not printing has started (S1), and the
[0034]
Next, each motor is driven (S5), and after the
[0035]
Next, it is determined whether the printing operation has been completed (S8). If the printing operation is to be continued, the process returns to step S4 to continue the printing operation, and accumulates and counts the number of rotations of the drum. Conversely, when printing is completed, the high voltage applied to the charging roller 19 is turned off (S9), the
[0036]
As described above, the counted cumulative drum rotational speed data is written into the NVRAM 29 (S12), and the cumulative drum rotational speed data and the drum life data are compared by the MPU 26 (S13).
[0037]
If the cumulative drum rotation speed data is not larger than the life rotation speed, the process returns to step S1, and if it is larger, the
[0038]
As described above, in the
[0039]
In addition, it is necessary to set the thickness of the photosensitive layer applied to the
<Example 2>
As described in the first embodiment, in the
[0040]
However, it is known that when the bias applied to the charging roller 19 is obtained by superimposing the AC bias on the DC bias, the drum scraping amount is larger than when only the DC bias is applied. A measure for reducing the drum scraping amount will be described below.
[0041]
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the second embodiment (the same steps as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted). The configuration of the laser beam printer as an example of the image forming apparatus is the same as the configuration of the first embodiment. Example 1 differs in this second embodiment, the time t 1 at the time of applying a high voltage DC bias by the timer 1 to the charging roller 19, also at the time of applying a bias obtained by superimposing an AC bias on a DC bias the time t 2 is a point that is counted separately from the
[0042]
When calculating the cumulative drum rotational speed in
[0043]
Therefore, the AC bias is superimposed on the DC bias only in the portion that contributes to the printing process. In addition, for example, in processes such as sheet feeding, sheet discharging, and post-rotation, it is possible to reduce the amount of drum scraping by applying only a DC bias. For this reason, when the thickness of the photosensitive layer of the
[0044]
Here, in the above-described embodiment, the cumulative drum rotation speed in step S120 is obtained as follows.
[0045]
In the laser beam printer M shown in FIG. 1, the condition of the
[0046]
Therefore, assuming that the accumulated drum rotation speed is n 0 , the process speed is v P , and the drum radius is R,
n 0 = {(1/5) × (t 1 −t 2 ) v P / 2πR} + {v P × t 2 / 2πR}
It becomes.
[0047]
Further, as with the first embodiment, it is necessary to set the number of prints guaranteed for the
[0048]
As described above, in the second embodiment, the generation of the fog image before the occurrence of white spots can be prevented, and the life of the drum can be increased by reducing the amount of scraping of the drum. As a result, the cost of the
<Example 3>
FIG. 6 shows a schematic configuration of a conventional laser beam printer incorporating the
[0049]
First, in the case of single-sided printing, the transfer material P supplied from the
[0050]
Next, the case of double-sided printing will be described. The transfer material P printed on one side passes through the fixing
[0051]
As described above, when the laser beam printer includes a plurality of paper feed units, a plurality of paper discharge units, and a duplex unit, the printing process is performed via a number of paper path routes (transfer material transport paths). For this reason, when an image is printed using the
[0052]
FIG. 7 illustrates a schematic configuration of a laser beam printer (image forming apparatus) according to a third embodiment that employs a configuration that solves this problem. The laser beam printer M shown in FIG. 6 has an
[0053]
In the laser beam printer M having the above-described configuration, printing on the transfer material P is performed via various paper path routes, as in the second embodiment. In these printings, the charging of the
[0054]
As described above, according to the configuration of the third embodiment, even when the print main body 1 has a plurality of paper feeding paths, paper discharging paths, and a duplex unit, the scraping of the photosensitive drum is reduced, and the generation of fog is reduced. Can be prevented.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, data on the total number of rotations of the photoconductor is stored in the nonvolatile RAM in the process cartridge by the control device via the read / write device. This data is updated each time the photoconductor rotates, and is, for example, a parameter that accurately indicates the wear state of the photoconductor. Therefore, when the image forming conditions, for example, the voltage applied to the charging member are set based on the latest data stored in the nonvolatile RAM, the surface of the photoconductor can be charged well. Further, for example, when the image forming apparatus stores the life rotation number of the photoconductor, the data of the total rotation number of the photoconductor stored in the nonvolatile RAM is compared with the life rotation number at the time of image formation. It is possible to prevent the output of a fog image when the number of formed images is large and to output a good image.
[0056]
Further, for example, when the cleaning blade of the cleaning device is arranged in contact with the surface of the photoreceptor and the non-printing process in which the voltage applied to the charging member is only the DC voltage, the AC voltage and the DC voltage are used. The abrasion of the photoconductor surface by the cleaning blade is less than in the printing process in which the voltage is superimposed. Therefore, a correction is made to the rotation speed of the photoconductor during the non-process. Since the wear of the photoconductor is small because the AC voltage is not applied, the correction is made smaller by that amount. By doing so, the total number of rotations of the photoconductor can be grasped as a state closer to actual wear of the photoconductor, and a good image can be formed until the life of the photoconductor reaches its end.
[0057]
As described above, the photoconductor is rotated not only during the printing process but also during the non-printing process. The non-printing process includes the transfer of the transfer material in addition to the transfer of the transfer material in the printing process, and the photosensitive member is rotated during the latter transfer. Therefore, even when an image is formed on the same one transfer material, the longer the transfer material transport length of the transfer material transport path, the higher the number of rotations of the photoconductor. Therefore, the total number of rotations of the photoconductor is corrected according to the transfer material conveyance path used for image formation. Also in this case, similarly to the case where the correction is performed by the applied voltage, the total number of rotations of the photoconductor can be grasped as a state closer to actual wear of the photoconductor,
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a laser beam printer according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an MPU and a periphery thereof according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a printing operation of the laser beam printer according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a printing operation of the laser beam printer according to the second embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a difference in drum scraping amount due to a difference in voltage applied to a charging roller in the second embodiment.
FIG. 6 is an overall schematic configuration diagram of a conventional laser beam printer.
FIG. 7 is an overall schematic configuration diagram of a laser beam printer according to a third embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration around a photosensitive drum of a conventional laser beam printer.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a conventional process cartridge.
FIG. 10 is a view showing a state of charging by a conventional charging roller.
FIG. 11 is an overall schematic configuration diagram of a conventional laser beam printer.
[Explanation of symbols]
1. Image forming apparatus main body (print main body)
9 Fixing
18 Process cartridge 19 Charging member (charging roller)
26c RAM
26d read / write device (MPU)
29 Nonvolatile RAM (NVRAM)
M image forming device (laser beam printer)
P transfer material
Claims (1)
前記不揮発性記憶手段に対して前記感光体の総回転数に応じたデータの更新を行う制御手段を有し、
プリント動作中に、前記感光体の回転する期間は、前記接触帯電部材に対して交流電圧と直流電圧とを印加した状態の第1期間と、前記接触帯電部材に対して直流電圧を印加して交流電圧を印加しない状態の第2期間とを有し、
前記制御手段は、前記第1期間の前記感光体の総回転数に応じたデータと、前記第2期間の前記感光体の総回転数に応じたデータを実際の前記感光体の総回転数より少なくなるように補正したデータとに基づいて前記感光体の総回転数に応じたデータを求め、前記不揮発性記憶手段の前記総回転数に応じたデータの更新を行うことを特徴とする画像形成装置。 A contact charging member for charging the photosensitive member and the photosensitive member on which a toner image is formed on the surface, a process cartridge having a non-volatile memory means for storing data corresponding to the total number of rotations of the photosensitive member, image In an image forming apparatus that is detachably attached to a forming apparatus body and used,
A control unit that updates data corresponding to the total number of rotations of the photoconductor with respect to the nonvolatile storage unit,
During a printing operation, a period during which the photoconductor rotates is a first period in which an AC voltage and a DC voltage are applied to the contact charging member, and a DC voltage is applied to the contact charging member. A second period in which no AC voltage is applied,
The control unit is configured to convert data corresponding to a total rotation number of the photoconductor in the first period and data corresponding to a total rotation number of the photoconductor in the second period from an actual total rotation number of the photoconductor. An image forming method comprising: obtaining data corresponding to the total number of rotations of the photoconductor based on the data corrected so as to reduce the number of rotations; and updating data according to the total number of rotations of the nonvolatile storage unit. apparatus.
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