JP4062442B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.
電子写真方式の画像形成装置としては、像担持体として例えば感光体ドラムを用いて、その表面に静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させて可視像化し用紙に転写する−といった画像形成を行うものが知られている。こうした画像形成装置では、最適な画像形成処理を行うために、使用するに従い生じるトナーの劣化や部材の劣化に対応して常時調整する必要がある。 As an electrophotographic image forming apparatus, for example, a photosensitive drum is used as an image carrier, an electrostatic latent image is formed on the surface, toner is attached to the electrostatic latent image, and a visible image is formed and transferred onto a sheet. What performs image formation such as “Yes” is known. In such an image forming apparatus, in order to perform an optimal image forming process, it is necessary to constantly adjust in accordance with the deterioration of the toner and the deterioration of the member that occur as the apparatus is used.
例えば、特許文献1では、最適な画像を保証するために、印刷枚数、環境変化、ジャム、現像器交換等の状態変化を判断し、プリンタ自体にて、電子写真前回転処理を開始し、濃度情報を検知し、最適な高圧バイアス値を予測した後、電子写真後回転処理を経て印刷可能状態に戻る点が記載されている。特許文献2では、転写条件を安定化させ、かつ導電性ブラシローラでのトナーの回収/吐き出しを安定的に機能させるべく、主制御部が転写バイアスを記録枚数に応じて変化させる点が記載されている。特許文献3では、両面連続通紙が所定枚数を超えた場合に、感光ドラムに接触する転写ローラの温度及び抵抗の上昇を検知し、所定枚数を超えた毎に転写ローラに対して定電流制御を行ってこのときの電圧に所定の電圧を加算した転写バイアスをプリンタ制御部によって決定し、この転写バイアスを転写ローラに印加する点が記載されている。特許文献4では、転写材の先端又は後端位置を検出するセンサと、転写材をカウントするカウンタとの出力に基づいて転写ローラに印加する電圧の電圧値、極性、タイミング等を制御する点が記載されている。特許文献5では、中間転写体にトナー像を転写するための1次転写部材に、繰り返し作像時カウントされる作像枚数に応じて、印加される電流が制御される点が記載されている。
上述した画像形成装置では、トナーカートリッジ又は現像器を着脱可能としてトナーを補給できるようにしたり、現像器自体を新品のものに交換するようにしている。現像器自体を交換するタイプのものでは、画像形成を行う枚数を多くするため内部に貯留するトナー量が多くなる。そのため、トナーの撹拌時間が長くなり、トナーの劣化が進むようになる。特に、トナーの撹拌によりトナーの粒径が次第に大きくなるとともに、現像には粒径の小さいものから使用される傾向があるため、使用時間が長くなるほどトナーの平均粒径が大きくなり、トナーの帯電性能が劣化してくる。 In the image forming apparatus described above, the toner cartridge or the developing device can be attached and detached so that the toner can be replenished, or the developing device itself can be replaced with a new one. In the type in which the developing device itself is replaced, the amount of toner stored inside increases because the number of sheets on which image formation is performed is increased. For this reason, the toner stirring time becomes longer, and the deterioration of the toner proceeds. In particular, the toner particle diameter gradually increases due to the stirring of the toner, and the toner tends to be used for development from the one having a small particle diameter. Performance will deteriorate.
トナーの帯電性能が劣化してくると、トナーを用紙に転写する際にトナーが転移しにくくなる。また、転写ローラ自体も使用するに従い抵抗値が大きくなるため、こうした使用に伴う劣化を考慮して画像形成を行っていかないと、画質低下を招くようになる。 When the charging performance of the toner deteriorates, it becomes difficult for the toner to transfer when the toner is transferred to the paper. Further, since the resistance value increases as the transfer roller itself is used, the image quality will be lowered unless image formation is performed in consideration of the deterioration caused by such use.
そこで、本発明は、上述した使用に伴う劣化にきめ細かく対応して画質低下を防止できる画像形成装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing deterioration in image quality in a fine manner in response to the deterioration associated with the use described above.
本発明に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される感光体ドラムと、所定量のトナーを貯蔵し前記感光体ドラムに形成された静電潜像にトナーを付着させて現像するとともにトナーの消費により交換される現像器と、前記感光体ドラムに当接するとともに前記感光体ドラムに形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、前記感光体ドラムを回転制御するとともに用紙に画像形成するように前記現像器及び前記転写手段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、装置内の温度を検知する温度検知センサと、前記転写手段の転写ローラと前記感光体ドラムとの間に流れるFB電流を検知する電流値検知回路とを備え、前記制御手段は、画像形成処理された用紙の枚数を累積して記憶するデータ記憶手段と、前記電流値検知回路の電流値を区分したn個の電流範囲及び前記温度検知センサの温度値を区分したn個の温度範囲をそれぞれ組み合せた領域に対応して最適な転写電圧値を設定するデータテーブルを画像形成処理された用紙の累積枚数の範囲毎に複数記憶するとともに前記データ記憶手段から現在の画像形成処理された用紙の累積枚数を読み出し当該データテーブルに基づいて転写電圧値を決定する転写電圧決定手段と、決定された転写電圧値に基づいて前記転写手段に転写電圧を印加する転写電圧制御手段とを備えていることを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention includes a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed, thereby developing by adhering toner to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum to store a predetermined amount of toner a developing device is exchanged by the consumption of the toner, the transfer means for transferring the toner image formed on the photosensitive drum to the sheet while in contact with the photosensitive drum, image on the sheet as well as rotation control of the photosensitive drum In an image forming apparatus comprising a developing unit and a control unit that controls the transfer unit so as to form a temperature detection sensor that detects a temperature in the apparatus, a transfer roller of the transfer unit, and a photosensitive drum and a current value detecting circuit for detecting the FB current flowing between said control means includes a data storage means for accumulating and storing the number of sheets on which image formation has been processed, the current sensing times A data table for setting an optimum transfer voltage value corresponding to a region where n current ranges obtained by dividing current values of n and n temperature ranges obtained by dividing temperature values of the temperature detection sensors are combined. A transfer voltage determining means for storing a plurality of sheets for each range of the accumulated number of sheets and reading a current accumulated number of sheets subjected to image formation processing from the data storage means and determining a transfer voltage value based on the data table ; And a transfer voltage control means for applying a transfer voltage to the transfer means based on the determined transfer voltage value.
上記のような構成を有することで、用紙への画像形成処理に関する使用実績データを累積して記憶しておき、その使用実績データに基づいて転写電圧を決定するので、使用に伴う劣化に対応してきめ細かく転写電圧を変更し最適な電圧でトナーを用紙に転写することができる。ここで、使用実績データは、トナーの劣化又は転写手段の劣化の進み具合に応じて累積されていくデータを意味する。 By having the configuration as described above, usage record data relating to image forming processing on paper is accumulated and stored, and the transfer voltage is determined based on the use record data. The transfer voltage can be finely changed, and the toner can be transferred to the paper with the optimum voltage. Here, the usage record data means data accumulated according to the progress of the deterioration of the toner or the deterioration of the transfer means.
特に、使用実績データとして画像形成処理された用紙の枚数又は現像器の駆動時間を累積しておくことでトナーの帯電性能の劣化の程度に合せて転写電圧を決定することができる。したがって、現像器内に貯留されるトナー量に対応してトナー量が多い場合に転写電圧を調整することが可能となる。 In particular, the transfer voltage can be determined in accordance with the degree of deterioration of the charging performance of the toner by accumulating the number of sheets on which image formation processing has been performed or the driving time of the developing device as usage record data. Therefore, the transfer voltage can be adjusted when the toner amount is large corresponding to the toner amount stored in the developing device.
また、使用実績データとして転写手段の駆動時間を累積しておくことで転写手段の劣化の程度に合せて転写電圧を決定することができる。したがって、トナー量に関わりなく転写電圧を調整することが可能となる。 Further, by accumulating the driving time of the transfer means as usage record data, the transfer voltage can be determined in accordance with the degree of deterioration of the transfer means. Therefore, the transfer voltage can be adjusted regardless of the toner amount.
また、現像器が交換されたことを検知してデータ記憶手段をリセットすることで、現像器が新品に交換された際に使用実績データを最初からカウントするようにすることができる。 Further, by detecting that the developing device has been replaced and resetting the data storage means, it is possible to count the usage record data from the beginning when the developing device is replaced with a new one.
また、使用実績データの累積値の所定範囲毎に対応して予め記憶された転写電圧値を読み出して決定するようにすることで、使用に伴う劣化に対応して累積値の許容範囲を設定して転写電圧値を決定するので、機種ごとにきめ細かく転写電圧を調整することができる。 In addition, the transfer voltage value stored in advance corresponding to each predetermined range of the accumulated value of the usage record data is read and determined, thereby setting the allowable range of the accumulated value corresponding to the deterioration due to use. Therefore, the transfer voltage value can be finely adjusted for each model.
また、使用実績データの累積値の所定増加分に対応して所定の電圧値を加算して転写電圧値を決定することで、記憶する転写電圧値に関するデータを少なくすることができ、より効率的に制御処理することができる。 Further, by determining a transfer voltage value by adding a predetermined voltage value corresponding to a predetermined increase in the accumulated value of the usage record data, data related to the transfer voltage value to be stored can be reduced and more efficient. Can be controlled.
また、装置内の環境条件を検知する検知手段からの検知信号に基づいて転写電圧値を変更することで、環境条件に対応して転写電圧をきめ細かく調整することができる。ここで、環境条件とは、転写電圧に影響を与えるパラメータを意味し、例えば、温度及び湿度が挙げられる。 Further, by changing the transfer voltage value based on the detection signal from the detection means for detecting the environmental condition in the apparatus, the transfer voltage can be finely adjusted according to the environmental condition. Here, the environmental condition means a parameter that affects the transfer voltage, and examples thereof include temperature and humidity.
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. The embodiments described below are preferable specific examples for carrying out the present invention, and thus various technical limitations are made. However, the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these forms.
図1は本発明に係る画像形成装置全体の概略断面図である。画像形成装置1の上部には原稿読取部2が配置され、その下部には、底面から給紙部3、記録部4が配されている。
FIG. 1 is a schematic sectional view of the entire image forming apparatus according to the present invention. A
原稿読取部2では、原稿カバー10が設けられた原稿トレイ11に載置された原稿が原稿搬送装置12により読取手段5に対向する位置に搬送されて原稿読取動作が行われ、原稿排紙トレイ13に排出される。書籍等を読み取る場合には、原稿カバー10を上方に回動してフラットベッドプラテン14に書籍等の被読取部分を配置し読取手段により読取動作が行われる。以上の構成は、いわゆるADF及びフラットベッドタイプと称される従来の原稿読取装置と同様のものである。
In the
給紙部3では、給紙カセット15が配置されており、フラッパ16に所定のサイズの用紙が複数枚積載されている。給紙カセット15の端部(図1の右端部)には、ピックアップローラ17が配置されている。そして、フラッパ16は、積載された用紙の上面がピックアップローラ17に圧接するように上方に付勢されている。この状態でピックアップローラ17が回転駆動すると、摩擦力により用紙が一枚ずつ用紙搬送路に給紙されるようになる。
In the paper feed unit 3, a
給紙された用紙は、まずフィードローラ18及びプレスローラ19により記録部4に搬送される。記録部4では、搬送された用紙に記録するために、現像器20、回転ブラシ21、帯電器22、感光体ドラム23、転写ローラ24、LEDプリントヘッド25及び定着ローラ26が備えられている。
The fed paper is first conveyed to the recording unit 4 by a
感光体ドラム23は、円筒状で、外周面に感光体として所定膜厚の光導電膜が設けられている。感光体ドラム23はメインモータにより回転駆動され、帯電器22、LEDプリントヘッド25及び現像器20によってその表面に像形成が行われる。帯電器22は、帯電ローラが用いられ、感光体ドラム23の表面に接触した状態で帯電電圧が印加されることで、感光体ドラム23の外周面を一様に帯電するように作用する。帯電ローラの代わりに公知の帯電ブラシを用いてもよい。なお、感光体ドラム23が帯電した状態とは、感光体ドラム23の表面に電荷が保持された状態を意味する。
The
LEDプリントヘッド25は、多数のLEDを並設してなり、入力された画情報に基づき感光ドラム13の外周面に光を照射し、外周面に画情報に対応する静電潜像を形成する。現像器20は、内部にトナーが貯留されており、トナーが消費されるとトナーは補給することなく新品と交換される。現像器20に取り付けられた供給ローラ27及び現像ローラ28によってトナーを感光体ドラム23表面に転移して表面に形成された静電潜像を可視像化する。現像ローラ28には現像電圧が印加されており、感光体ドラム23の表面の帯電電荷と現像電圧との間の電位差によって現像ローラ28の表面に付着したトナーが移動してトナー像が形成される。
The
転写ローラ24は、電子導電性ローラ又はイオン導電性ローラが主に用いられており、いずれも高電圧の転写電圧が印加されてその電界吸引力により感光体ドラム23の表面に現像されたトナーを移動させる。感光体ドラム23と転写ローラ24との間に用紙が存在している場合には用紙にトナーが転写されるようになる。用紙がない場合には感光体ドラム23の表面に転写ローラ24が当接した状態になっている。用紙に転写されたトナーは図示せぬ除電ブラシにより電荷が除かれる。
As the
回転ブラシ21は、転写ローラ24の下流側に配置されており、感光体ドラム23の表面に接触して表面に付着している紙粉を除去したり、転写されずに表面に残留したトナーを感光体ドラム23の表面で分散させるように作用する。回転ブラシ21には、一定の電圧が印加されており、残留トナーを効率よく分散させるようにしている。
The
転写されたトナー像は、定着ローラ26及びプレスローラ29によって狭持されて加熱・プレスされ用紙に定着される。定着ローラ26内にはヒータランプが設けられており、ヒータランプを発熱させて加熱する。定着された用紙は、排紙ローラ30及びプレスローラ31の間に狭持されて用紙排出トレイ32に搬出される。
The transferred toner image is nipped by the fixing
図1において、給紙部3から用紙排出トレイ32までを一点鎖線で示したのが、用紙搬送路である。また、装置本体1の側面には、反転搬送ユニット40が着脱自在に装着されており、その装着側面には、用紙搬出口41及び用紙搬入口42が形成されている。搬送ユニット40内には、フィードローラ43及びプレスローラ44、フィードローラ45及びプレスローラ46の2対の搬送ローラが上下に配設されている。そして、図1の二点鎖線で示すように反転搬送路が、排紙ローラ30と定着ローラ26との間の用紙搬送路から分岐して、2対の搬送ローラ43及び44、45及び46の間を通り、ローラ対18及び19とピックアップローラ17との間の用紙搬送路に合流するように形成される。
In FIG. 1, a sheet conveyance path is indicated by a one-dot chain line from the sheet feeding unit 3 to the
用紙搬送路には、排紙ローラ30と記録部4の定着ローラ26との間に用紙検知センサ33が配置されており、ローラ対18及び19とピックアップローラ17との間にも用紙検知センサ34が配置されている。用紙の片面のみに記録する場合には、一点鎖線で示す用紙搬送路に用紙を搬送し用紙検知センサ33及び34の検知信号に基づいて適宜動作制御されて画像形成が行われるが、用紙の両面に記録を行う場合には、片面記録された用紙を一旦用紙排出トレイ32に排出し、用紙の後端が用紙検知センサ33により検知されると、排紙ローラ30を逆回転して用紙を反転搬送路に搬入するように制御される。反転搬送路に搬入された用紙は再び搬送ローラ18及び19に搬入されて用紙搬送路を搬送され、もう一方の片面に記録が行われるようになる。
In the paper conveyance path, a
図2は、画像形成装置の全体ブロック図を示している。本実施形態では、ファクシミリ機能及び複写機能を備えており、具体的には、制御手段であるMPU100、ネットワークとの交信制御を行うNCU101、ファクシミリ交信制御を行うMODEM102、プログラム等を記憶するROM103、データ等を記憶するとともに使用実績データを累積して記憶する記憶部104aを有するRAM104、受信したり読み取った画像情報を記憶する画像メモリ105、画像情報を符号化又は復号化するCODEC106、操作者からの入力情報や警告等の報知情報を送受信する操作部107、画像情報を読み取るスキャナ108、外部のコンピュータ等からのプリント指令を受信するプリンタインタフェース109を備えている。これらの各機能ブロックは、互いにデータバス及びアドレスバスにより接続されており、MPU100により全体制御されるようになっている。そして、ファクシミリで受信した情報、スキャナで読み取った情報及びプリント指令とともに受信した情報は、記録部コントローラ110に送信されて用紙に画像形成されるようになる。
FIG. 2 is an overall block diagram of the image forming apparatus. In this embodiment, a facsimile function and a copying function are provided. Specifically, the
図3は、記録部4における回路構成を示す概略図である。上述したように感光体ドラム23の周囲には、その回転方向に沿って帯電器22、LEDプリントヘッド25、現像器20、転写ローラ24及び回転ブラシ21が順に配列されている。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a circuit configuration in the recording unit 4. As described above, around the
帯電器22には、帯電電圧印加回路50が接続されており、帯電電圧HVCが印加される。記録部コントローラ110からの制御信号に基づいて帯電電圧印加回路50が帯電電圧HVCを帯電器22に印加すると感光体ドラム23の表面は約−750Vに一様に帯電された状態となる。LEDプリントヘッド25には、記録部コントローラ110から画像情報に基づく記録信号が送信され、LEDにより感光体ドラム23の表面を照射し、感光体ドラム23の一様に帯電された表面を露光して画像情報に対応した静電潜像を形成する。
A charging
現像器20内の供給ローラ27、現像ローラ28及びブレード35には現像電圧印加回路51が接続されており、記録部コントローラ110からの制御信号に基づいて現像電圧印加回路51がそれぞれに電圧を印加する。供給ローラ27には所定の供給電圧(−600V〜−700V、好ましくは約−650V)が印加されて、現像器20内のトナーを負に帯電させながら現像ローラ28に供給する。現像ローラ28には所定の現像電圧HVB(−300V〜−400V、好ましくは−350V)が印加され、感光体ドラム23の表面に接触しながら露光部分との電位差を利用してトナーを転移する。また、ブレード35には所定のバイアス電圧(−600V〜−700V、好ましくは約−650V)が印加され、現像ローラ28の表面に対して弾性力によって圧接し現像ローラ28の表面に付着したトナー層の層厚を均一にする。
A developing
転写ローラ24には転写電圧印加回路52が接続されており、記録部コントローラ110からの制御信号に基づいて転写電圧印加回路52が転写電圧HVTを転写ローラ24に印加し、感光体ドラム23の表面に形成されたトナー像を電界吸引力により用紙に転写する。
A transfer
定着ローラ26にはヒータ駆動回路53が接続されており、記録部コントローラ110からの制御信号に基づいてヒータ駆動回路53が動作して定着ローラ26内のヒータランプを発熱させる。定着ローラ26の表面温度を検知するためにサーミスタ54が表面に接触して配置されており、サーミスタ54の検知信号に基づいて記録部コントローラ110はヒータ駆動回路53を制御し、定着ローラ53の表面温度を所定温度に維持するようにする。
A
回転ブラシ21には分散電圧印加回路55が接続されており、記録部コントローラ110からの制御信号に基づいて分散電圧印加回路55が分散電圧HVCLを回転ブラシ21に印加し、感光体ドラム23表面の残留トナーを効率よく分散させるようにする。
A distributed
記録部コントローラ110は、主モータ56及び副モータ57に対して制御信号を送信して駆動制御を行う。主モータ56は、記録部コントローラ110からの制御信号に基づいて、ピックアップローラ17、フィードローラ18、回転ブラシ21、感光体ドラム23、供給ローラ27、現像ローラ28、定着ローラ26、プレスローラ29を回転駆動させる。また、排紙ローラ30は、主モータ56からの回転駆動力によりクラッチを介して用紙を排紙する方向に回転されるようになっている。副モータ57は、記録部コントローラ110からの制御信号に基づいて、フィードローラ43及び45を回転駆動するとともに、排紙ローラ30をクラッチを介して用紙を反転搬送する方向に回転駆動する。
The
記録部コントローラ110は、装置内に配設された排気ファン58及び吸気ファン59に対しても制御信号を送信して装置内の吸排気制御を行う。排気ファン58は、装置内の空気を外部に排出し、吸気ファン59は、外気を装置内に取り込むように作用する。
The
転写ローラ24には、感光体ドラム23との間で流れるFB電流値を検知する電流値検知回路60が接続されており、その近傍には、装置内の環境条件を検知するセンサとして温度検知センサ61及び湿度検知センサ62が配設されている。
The
現像器20の近傍には、装着された現像器20が新品か否か検知する新品検知センサ63が配設されている。例えば、新品の現像器20に金属製の線材及びヒューズを電気的に接続して取り付けておき、新品検知センサ63の端子を現像器20が装着されたときに線材及びヒューズに当接するように配置する。新品検知センサ63の端子のうち線材の両端に当接した端子間に電流を流して現像器の装着の有無を検知し、ヒューズの両端に当接する端子間に電流を流して導通の有無を検知することで新品か否か検知する。そして、導通によりヒューズが溶断するので、一旦現像器を装着すれば、新品として検知されなくなる。新品検知センサ63の検知信号は現像器検知回路64に入力されて記録部コントローラ110に送信される。
In the vicinity of the developing
記録部コントローラ110は、転写ローラ24と感光体ドラム23との間に流れるFB電流値を記憶するFB電流値記憶部111を備えるとともに、記憶されたFB電流値とRAM104に記憶された使用実績データと温度検知センサ61及び湿度検知センサ62からの検知信号とに基づいて転写電圧を決定する転写電圧決定部112を備えている。
The
使用実績データとしては、画像形成処理された用紙の記録枚数、現像器20の駆動時間又は転写ローラ24の駆動時間が挙げられる。現像器20の駆動時間としては、トナーの帯電性能に影響を与えるアジテータの撹拌時間を累積すればよい。また、転写ローラ24の駆動時間としては、転写ローラ24に電圧印加される時間を累積すればよい。
The usage record data includes the number of sheets of paper subjected to image formation processing, the driving time of the developing
図4は、使用実績データとして用紙の記録枚数を用いた場合の転写電圧の推移を示しており、縦軸に転写電圧値をとり、横軸に記録枚数をとっている。転写電圧は、下限電圧Vminと上限電圧Vmaxとの間の最適領域で転写を行うと感光体ドラム23から用紙にトナーが良好に転写される。下限電圧Vminより転写電圧が低下すると、用紙へのトナー転移がうまく行われず、画質が低下するとともに感光体ドラム23に残留トナーが多くなる。また、上限電圧Vmaxよりも転写電圧が高くなると、感光体ドラム23からトナーが飛散して用紙や装置内を汚染するようになる。
FIG. 4 shows the transition of the transfer voltage when the number of recorded sheets of paper is used as usage record data. The vertical axis represents the transfer voltage value, and the horizontal axis represents the number of recorded sheets. When the transfer voltage is transferred in an optimum region between the lower limit voltage Vmin and the upper limit voltage Vmax, the toner is favorably transferred from the
図4に示すように、記録枚数が増加してくると、転写ローラ24の特性劣化及びトナーの帯電性能の劣化が進み、下限電圧Vmin及び上限電圧Vmaxは、上昇する傾向がある。そのため、グラフAに示すように、一定の転写電圧に保ったまま画像形成処理を続けていくと、転写電圧は下限電圧Vminを下回るようになり、画質低下といった問題が生じるようになる。こうした問題に対処するために、グラフBに示すように、下限電圧Vminの上昇に合せて転写電圧を上昇させるようにすればよい。転写電圧の上昇の程度は、予め実験等を行い、その測定結果から決定する。また、その測定結果に近似する数式を算出して用いるようにしてもよい。そして、現像器20に充填されるトナー量が最大の場合を想定して実験を行っておけば、それより少ないトナー量の現像器にも適用できる。
As shown in FIG. 4, when the number of recording sheets increases, the characteristics of the
図5は、図4の変形例で転写電圧が下限電圧Vminを下回らないように上昇させるために、記録枚数が所定枚数増加すると増加分Voを加算していくようにしている。このように設定することで、転写電圧値を決定するための記憶データを少なくて済み、効率よく決定処理を行うことができる。 In FIG. 5, in order to increase the transfer voltage so as not to fall below the lower limit voltage Vmin in the modification of FIG. 4, the increment Vo is added when the number of recording sheets increases by a predetermined number. By setting in this way, the storage data for determining the transfer voltage value can be reduced, and the determination process can be performed efficiently.
また、図6も図4の別の変形例で、記録枚数が所定枚数までは一定の転写電圧に保ち、所定枚数を超えると図4と同様に転写電圧を上昇させるようにしている。したがって、現像器に充填するトナー量が少ない場合には転写電圧を変化させる必要がなくなり、電圧制御をより効率化することができる。 FIG. 6 is another modification of FIG. 4, and the transfer voltage is maintained at a constant transfer voltage until the number of recording sheets reaches a predetermined number. When the number exceeds the predetermined number, the transfer voltage is increased as in FIG. Therefore, when the amount of toner filled in the developing device is small, it is not necessary to change the transfer voltage, and the voltage control can be made more efficient.
図7は、転写電圧印加回路52により所定の定電圧を印加した場合に感光体ドラム23と転写ローラ24との間に流れるFB電流の特性を示すグラフである。縦軸に転写電圧をとり、横軸に検知されるFB電流をとっている。このグラフに示すように、FB電流が小さいと最適な転写電圧は大きいが、FB電流が大きい場合には最適な転写電圧は小さくなる。そして、こうした関係は、記録枚数の増加とともに変化する。グラフEは記録枚数0枚(未記録の状態)の状態、グラフFは記録枚数1万枚の状態及びグラフGは記録枚数2万枚の状態をそれぞれ示しているが、記録枚数が増加するにつれて最適な転写電圧が上昇していくことがわかる。
FIG. 7 is a graph showing the characteristics of the FB current flowing between the
また、FB電流値は、環境条件によっても左右される。例えば、転写ローラがイオン導電性ローラの場合低温度で低湿度の状態では高抵抗となり、高温度で高湿度の状態では低抵抗になる。以上のように短期的な変動要因である環境条件と長期的な変動要因である使用実績データ(記録枚数)とを考慮して最適な転写電圧を決定するようにすれば、よりきめ細かい電圧制御を行うことができる。その一例として図8に示すようなデータテーブルを予め作成して記録部コントローラ110に記憶し、それに基づいて転写電圧決定部112で転写電圧を決定するようにすればよい。図8のデータテーブルは、温度検知センサ61で検知された温度T及び電流値検知回路60で検知されるFB電流値をそれぞれ複数の範囲に区分した領域毎に転写電圧値を記憶している。
Also, the FB current value depends on environmental conditions. For example, when the transfer roller is an ion conductive roller, the resistance is high when the temperature is low and the humidity is low, and the resistance is low when the temperature is high and the humidity is high. As described above, if the optimum transfer voltage is determined in consideration of the environmental conditions, which are short-term fluctuation factors, and the actual usage data (recording number), which is long-term fluctuation factors, finer voltage control is possible. It can be carried out. As an example, a data table as shown in FIG. 8 may be created in advance and stored in the
図8では、横軸にFB電流値をとり、電流値I0からInまでの範囲をn個の範囲(I0〜I1、・・・、Ii-1〜Ii、・・・、In-1〜In)に区分している。縦軸には温度をとり、温度T0からTnまでの温度範囲をn個の範囲(T0〜T1、・・・、Tj-1〜Tj、・・・、Tn-1〜Tn)に区分している。そして、マトリクス状に区分された領域である
電流範囲;Ii-1〜Ii
であって、
温度範囲;Tj-1〜Tj
の領域に関して、予め実験等により最適の転写電圧値Vijが領域毎に記憶されている。データテーブルに記憶された転写電圧値は、電流値が大きくなるほど(図8の横軸において右に行くほど)値が小さくなるように設定されており、温度が高くなるほど(図8の縦軸において上に行くほど)値が小さくなるように設定される。これは、上述したような転写ローラの特性に基づいている。
In Figure 8, taking the FB current value on the horizontal axis, the range of range from the current value I 0 to I n of n (I 0 ~I 1, ···, I i-1 ~I i, ··· , I n-1 to I n ). The vertical axis represents temperature, and the temperature range from temperature T 0 to T n is n ranges (T 0 to T 1 ,..., T j-1 to T j ,..., T n-1 It has been divided into ~T n). The current range which is a region divided in a matrix form; I i-1 to I i
Because
Temperature range; T j-1 to T j
For these areas, an optimum transfer voltage value V ij is stored for each area in advance through experiments or the like. The transfer voltage value stored in the data table is set to decrease as the current value increases (as it goes to the right in the horizontal axis in FIG. 8), and as the temperature increases (in the vertical axis in FIG. 8). It is set so that the value decreases as it goes up. This is based on the characteristics of the transfer roller as described above.
そして、データテーブル111は、記録部での使用実績データの範囲毎に設定されている。例えば、記録枚数の場合、1万枚以下、1万枚超2万枚以下、2万枚超3万枚以下・・・といったように枚数の範囲に対応して同じようなデータテーブルが設定される。 The data table 111 is set for each range of usage record data in the recording unit. For example, in the case of the number of recorded sheets, a similar data table is set corresponding to the range of the number of sheets, such as 10,000 sheets or less, more than 10,000 sheets, 20,000 sheets or less, more than 20,000 sheets, 30,000 sheets or less. The
図9から図12がこうしたデータテーブルを用いた処理フローを示しており、図13はそのタイムチャートを示している。 9 to 12 show a processing flow using such a data table, and FIG. 13 shows a time chart thereof.
装置本体の電源がオンされると、まずイニシャライズ処理が行われて(S100)、装置の初期設定が行われる。次に、新品検知センサ63の検知信号により現像器が装着されているか否かチェックし(S101)、装着されていない場合にはエラー報知する(S102)。現像器が装着されている場合には、現像器が新品か否か新品検知センサ63の検知信号によりチェックし(S103)、新品の場合にはRAM104の使用実績データ記憶部104aをリセットする(S104)。新品でない場合には、使用実績データを読出し(S105)、読み出された使用実績データに基づいて複数のデータテーブルのうち該当するデータテーブルが選択される(S106)。
When the power source of the apparatus main body is turned on, an initialization process is first performed (S100), and initial setting of the apparatus is performed. Next, it is checked whether or not the developing device is attached based on the detection signal of the new article detection sensor 63 (S101), and if it is not attached, an error is notified (S102). If the developing device is installed, it is checked whether the developing device is new or not by a detection signal of the new product detection sensor 63 (S103), and if it is new, the use result
次に、記録処理が時刻t0に開始されると、準備処理が行われ(S200)、主モータ56の回転制御が開始されて(S200a)電圧制御が開始される(S200b)。電圧制御では、帯電電圧HVCが印加され、現像電圧HVBとして正電圧が印加される。分散電圧HVCLが印加され、転写電圧HVTとして負電圧が印加される。ここで、現像電圧HVBとして正電圧を印加するのは、感光体ドラム23の外周面の未帯電部(電位が略0Vになっている部分)に残留しているトナーを効率的に現像ローラ28に回収するためである。また、転写電圧HVTとして負電圧を印加するのは、転写ローラ24の外周面に付着したトナーを感光体ドラム23の表面に回収するためである。
Next, when the recording process is started at time t 0 , a preparation process is performed (S200), rotation control of the
時刻t0からタイマT1及びT6がカウントを開始し(S201)、タイマT1がタイムアップしたか否かチェックされる(S202)。タイマT1がタイムアップすると、現像電圧HVBとして負電圧に切り換えられ、転写電圧HVTがオフされる(S203)。 From the time t 0 the timer T1 and T6 starts counting (S201), the timer T1 is checked whether or not the time is up (S202). When the timer T1 expires, the developing voltage HVB is switched to a negative voltage, and the transfer voltage HVT is turned off (S203).
タイマT1がタイムアップするタイミングでタイマT2がカウントを開始し(S204)、タイマT2がタイムアップすると(S205)転写電圧HVTとして試験電圧が印加される(S206)。試験電圧の印加と同時にタイマT3がカウントを開始する(S207)。そして、タイマT3がカウント中に電流値検知回路60が電流値をサンプリングし(S208)、タイマT3がタイムアップすると(S209)、複数回サンプリングした電流値の平均値をFB電流値としてFB電流値記憶部111に記憶する(S210)とともに、転写電圧HVTをオフする(S211)。
The timer T2 starts counting at the timing when the timer T1 expires (S204), and when the timer T2 expires (S205), a test voltage is applied as the transfer voltage HVT (S206). Simultaneously with the application of the test voltage, the timer T3 starts counting (S207). When the timer T3 counts, the current
タイマT3がタイムアップするタイミングでタイマT4がカウントを開始し(S212)、タイマT4がタイムアップすると(S213)、転写電圧HVTとして負電圧が印加される(S214)。タイマT4がタイムアップするタイミングでタイマT5がカウントを開始し(S215)、タイマT5がタイムアップすると(S216)転写電圧HVTがオフされる(S217)。 The timer T4 starts counting at the timing when the timer T3 expires (S212), and when the timer T4 expires (S213), a negative voltage is applied as the transfer voltage HVT (S214). The timer T5 starts counting at the timing when the timer T4 expires (S215), and when the timer T5 expires (S216), the transfer voltage HVT is turned off (S217).
次に、タイマT6がタイムアップするか否かチェックし(S218)、タイマT6がタイムアップすると定着温度が所定温度に達したか否かチェックされる(S219)。定着温度が所定温度に達して準備が完了すると、給紙クラッチがオンされる(S220)。そして、記憶された使用実績データ(この例では記録枚数)に1を加算して再度記憶する(S221)。給紙クラッチがオンされるとピックアップローラ17が回転して給紙カセット15から用紙が搬入される。
Next, it is checked whether or not the timer T6 expires (S218). When the timer T6 expires, it is checked whether or not the fixing temperature has reached a predetermined temperature (S219). When the fixing temperature reaches a predetermined temperature and the preparation is completed, the paper feed clutch is turned on (S220). Then, 1 is added to the stored use record data (the number of recorded sheets in this example) and stored again (S221). When the paper feed clutch is turned on, the
給紙動作が行われるとタイマT7がカウントを開始し(S222)、用紙検知センサ34が用紙の前端を検知してオンとなるか否かチェックされる(S223)。用紙検知センサ34がオフの状態でタイマT7がタイムアップしたか否かチェックされ(S224)、タイマT7がタイムアップした場合には、給紙クラッチがオンになったにもかかわらず、用紙が搬入されないので、紙詰まりや用紙切れ等が考えられる。このため、停止処理が行われ(S225)、主モータ56の回転が停止され、帯電電圧HVC、現像電圧HVB、転写電圧HVT及び分散電圧HVCLがオフされ、定着ローラの加熱処理も停止する。そして、エラー表示を行い(S226)、記録処理を終了する。
When the paper feeding operation is performed, the timer T7 starts counting (S222), and it is checked whether the
ステップS223において、用紙検知センサ34がオンとなると、タイマT8、T9、T10がカウントを開始し(S227)、タイマT10のタイムアップがチェックされて(S228)、タイマT10がタイムアップするタイミングでLEDプリントヘッド25による露光が開始される(S229)。次に、タイマT8のタイムアップがチェックされて(S230)、タイマT8がタイムアップするタイミングでステップS106において選択されたデータテーブルからステップS210において記憶されたFB電流値に基づいて転写電圧値が読み出されて決定される(S231)。
In step S223, when the
そして、タイマT8がタイムアップするタイミングで決定された転写電圧値より小さい正のプレ転写電圧値が転写電圧HVTとして印加される(S232)。プレ転写電圧値の印加中に回転ブラシ21や帯電器22に付着した残留トナーが感光体ドラム23の表面に転移し、これらの残留トナーは現像ローラ28に回収される。次に、タイマT9のタイムアップがチェックされ(S233)、タイマT9がタイムアップするタイミングでステップS231において決定された正の転写電圧値が転写電圧HVTとして印加されて(S233)用紙へトナーの転写が行われる。以後従来と同様の記録処理が続行される。
Then, a positive pre-transfer voltage value smaller than the transfer voltage value determined when the timer T8 times up is applied as the transfer voltage HVT (S232). During the application of the pre-transfer voltage value, residual toner attached to the rotating
以上の例では、使用実績データとして記録枚数を累積してカウントしているが、現像器20のアジテータの撹拌時間をタイマでカウントして累積するようにしてもよい。また、転写ローラ24に電圧印加される時間をタイマでカウントして累積するようにしてもよい。以上の処理フローでは、電源オンの際にデータテーブルを選択しているが、ユーザーの操作による指示、カバーの開閉時、スリープ状態の解除時といったときにデータテーブルを選択するようにしてもよい。
In the above example, the number of recorded sheets is accumulated and counted as the usage record data. However, the stirring time of the agitator of the developing
1 装置本体
2 原稿読取部
3 給紙部
4 記録部
5 読取手段
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