JP4807973B2

JP4807973B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4807973B2
Application number: JP2005177681A
Authority: JP
Inventors: 正樹津川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2025-06-17
Also published as: JP2006350087A

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体である感光体を帯電装置で一様に帯電させて、当該一様に帯電された感光体に画像データで変調されたレーザ光を照射することで感光体に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された感光体に現像剤を供給して現像することで感光体上に現像剤像を形成して、感光体上の現像剤像を転写紙に転写して、画像形成している

このような画像形成装置で形成する画像の品質を良好なものとするためには、帯電装置で感光体を一様に帯電することが重要である。そこで、帯電装置においては、像担持体である感光体を帯電させるための帯電部材に対して直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加し、帯電部材と感光体との間に放電を生じさせて感光体を一様に帯電させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１３８８０１号公報

ところが、直流電圧に交流電圧を重畳する方式の帯電装置を有する画像形成装置においては、高圧電源から出力した交流電流が導線の持つキャパシタ成分により周辺部品へ漏れ出てしまうために帯電電流量がばらつくことにより、感光体にフィルミング現象が発生し、このフィルミング部が帯電できなくなって異常画像が発生してしまうという問題がある。ここで、フィルミングとは、像担持体である感光体表面が放電やその他の要因等により劣化し、トナーや紙粉等が感光体表面に固着することである。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、直流電圧に交流電圧を重畳する方式の帯電装置を有する画像形成装置において、高圧電源から出力される電流が通る導線の持つキャパシタ成分により周辺部品に漏れる交流電流を補い、フィルミング現象や画像不良を防ぐことを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明の画像形成装置は、直流電圧に交流電圧を重畳させた高電圧を供給する高圧電源と、前記高圧電源から出力される電流が通る所定の長さの導線を介して接続され、前記高圧電源から直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加されることにより像担持体の周面を所定の電位に帯電させる帯電部材と、前記高圧電源から前記帯電部材に対して帯電電圧を印加する際に、前記高圧電源から出力される出力電流量に対して前記帯電部材が接続される前記導線の長さによって決められる電流補正量を加えて前記像担持体が画像形成に必要な帯電電流量を保つ電流量補正手段と、を備え、前記電流量補正手段は、前記像担持体の回転速度により印加する交流電圧の周波数の違いにより変化する漏れ電流、および、前記像担持体を複数有している場合における前記各像担持体に対する出力有無の組み合わせにより変化する漏れ電流を、前記高圧電源から出力される出力電流量に加える、ことを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記電流量補正手段は、前記高圧電源から出力される電流量を下記式のように補正する、
Ｉ_out＝Ｉ₁＋（αＬＩ ₁ ＋Ｉβ）
Ｉ_out：高圧電源から出力する電流量
Ｌ：導線の長さ
Ｉ₁：像担持体が画像形成時に必要な電流量
αＬＩ ₁：導線から周辺部品へ漏れる電流
Ｉβ：各色の出力有無による漏れ電流量の違い、交流電圧の周波数による漏れ電流量の違いに基づく値
ことを特徴とする。

請求項１にかかる発明によれば、高圧電源から帯電部材に対して帯電電圧を印加する際に、高圧電源から出力される電流量を導線の長さに応じて補正して記像担持体が画像形成に必要な帯電電流量を保つようにしたことにより、導線の持つキャパシタ成分により周辺部品に漏れる交流電流を補い、フィルミング現象や画像不良を防ぐことができるという効果を奏する。また、画像形成時における感光体の回転速度により印加する交流電圧の周波数が異なるために導線から周辺部品に漏れる電流量も異なることから、周波数の違いにより変化する漏れ電流を補い、かつ、像担持体を複数有している場合における各像担持体に対する出力有無の組み合わせにより変化する漏れ電流を補い、像担持体が画像形成に必要な帯電電流量を保つことができるという効果を奏する。

また、請求項２にかかる発明によれば、電流量補正手段は、高圧電源から出力される電流量を下記式のように補正する、
Ｉ_out＝Ｉ₁＋（αＬＩ ₁ ＋Ｉβ）
Ｉ_out：高圧電源から出力する電流量
Ｌ：導線の長さ
Ｉ₁：像担持体が画像形成時に必要な電流量
αＬＩ ₁：導線から周辺部品へ漏れる電流
Ｉβ：各色の出力有無による漏れ電流量の違い、交流電圧の周波数による漏れ電流量の違いに基づく値
ことにより、高圧電源から出力される電流量を導線の長さに応じて補正して記録担持体が画像形成に必要な帯電電流量を保つことができ、導線の持つキャパシタ成分により周辺部品に漏れる交流電流を補い、フィルミング現象や画像不良を防ぐことができるという効果を奏する。また、画像形成時における感光体の回転速度により印加する交流電圧の周波数が異なるために導線から周辺部品に漏れる電流量も異なることから、周波数の違いにより変化する漏れ電流を補い、かつ、像担持体を複数有している場合における各像担持体に対する出力有無の組み合わせにより変化する漏れ電流を補い、像担持体が画像形成に必要な帯電電流量を保つことができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。

本発明の実施の一形態を図１ないし図４に基づいて説明する。本実施の形態は画像形成装置としていわゆるタンデム型のカラー画像形成装置を適用した例である。

図１は、本発明の実施の一形態にかかるカラー画像形成装置１００の作像部１０１を示す概略構成図である。図１に示すように、カラー画像形成装置１００の作像部１０１は、像担持体としての感光体ドラム１を複数個（ここでは、４つ）有している。すなわち、カラー画像形成装置１００は、転写紙（図示せず）を搬送する転写紙搬送ベルトユニット１０の上辺に沿ってＫ（ブラック），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｙ（イエロー）の４色に対応した感光体ドラム１を並べた、いわゆるタンデム型フルカラー画像形成装置である。本実施の形態において、各感光体ドラム１を中心とする像形成ユニット１０２の構成は同一であるので、以下において一つの像形成ユニット１０２を代表して説明する。

図２は、感光体ドラム１を中心とする像形成ユニット１０２を示す概略構成図である。図２に示すように、像担持体としての感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の表面を帯電する帯電装置２、静電潜像に各色トナーを供給して現像して色毎にトナー像を得る現像装置３、転写紙搬送ベルトユニット１０にトナー像を転写する転写ローラ４、転写後の感光体ドラム１の表面に残留するトナーを除去するクリーニングユニット５、転写後の感光体ドラム１の表面に残留する電荷を除去する除電ランプ（ＱＬ）６等が配設されている。帯電装置２は、帯電部材である帯電ローラ２ａとクリーニングブラシ（ブラシローラ）２ｂが備えられている。クリーニングユニット５は、ブレードタイプのクリーニング手段である。また、本実施の形態においては、一様帯電された感光体ドラム１の表面上に光を照射して静電潜像を形成する固体光書込み装置であるＬＥＤアレイヘッド７が各像形成ユニット１０２毎に設けられている。

ここで、図３は帯電装置２の帯電ローラ２ａに対するバイアス電圧の印加を示す説明図である。図３に示す高圧電源２０は、直流電圧Ｖｄｃに周波数ｆの交流電圧Ｖａｃを重畳させた帯電方式により電流を出力する。すなわち、各像形成ユニット１０２の帯電装置２の帯電ローラ２ａに対しては、高圧電源２０から直流電圧Ｖｄｃに周波数ｆの交流電圧Ｖａｃを重畳したバイアス電圧（Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が印加される。これにより、像形成ユニット１０２の回転する各感光体ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。

次に、カラー画像形成装置１００に内蔵される制御系について説明する。図４に示すように、この制御系は、装置全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）５０を備え、このＣＰＵ５０に対してＲＯＭ（Read Only Memory）５１、ＲＡＭ（Random Access Memory）５２、各種パラメータ及び制御プログラムを記憶させるＮＶ−ＲＡＭ（不揮発性ＲＡＭ）５３が接続されている。ＮＶ−ＲＡＭ５３は、製品データを保存しており、その付け替えによりＰＣＢ交換時にも製品データを引き継ぐ事を可能にしている。また、ＮＶ−ＲＡＭ５３は内部を複数エリアに分割して同一データを保存する方法でソフトウェア上の設定を行う。更にＣＰＵ５０には、本装置の操作をオペレータに行わせる操作部５４、本装置の電装品のメカコントロール制御全般のＩ/Ｆを行う電装制御部５５、画像データを格納する画像メモリ５６、画像加工処理を行う画像処理部５７が接続されている。また、ＣＰＵ５０及び電装制御部５５には高圧電源２０が接続されており、帯電装置２の帯電ローラ２ａに対して所定の帯電用放電電圧を与える。

ところで、図３に示したように、本実施の形態のカラー画像形成装置１００においては、高圧電源２０から出力した電流がそれぞれ長さ（Ｌ１〜Ｌ４）の異なる導線２１〜２４を通る途中に導線２１〜２４の持つキャパシタ成分により周辺部品へ一部漏れ出た後に各々の帯電ローラ２ａによって帯電を行うことになる。つまり、高圧電源２０から出力された電流量から導線２１〜２４のキャパシタ成分により周辺部品へ漏れ出る電流量を引いた電流量が感光体ドラム１を流れる電流量となる。そのため、このままでは帯電電流量がばらつくことになり、各感光体ドラム１にフィルミング現象が発生し、このフィルミング部が帯電できなくなって異常画像が発生してしまう。

そこで、本実施の形態のカラー画像形成装置１００においては、感光体ドラム１が画像形成に必要な帯電電流量を保つべく、導線２１〜２４の長さ（Ｌ１〜Ｌ４）によって決められる電流補正量を出力電流に加えて出力を行うようにした。以下において、この点について説明する。

本実施の形態においては、高圧電源２０に対して導線２１〜２４の長さ（Ｌ１〜Ｌ４）によって決められる電流補正量を出力電流に加えて出力を行わせる電流補正処理を、カラー画像形成装置１００のＮＶ−ＲＡＭ５３にインストールされたコンピュータプログラムによってＣＰＵ５０を動作させて実行する（電流量補正手段）。

ここで、電流補正処理を行わない場合には、
感光体ドラム１を帯電させる電流：Ｉ
周辺部品へ漏れる電流：Ｉ_L
高圧電源２０の出力電流：Ｉ_out
とすると、
Ｉ＝Ｉ_out−Ｉ_L
となる。つまり、感光体ドラム１を帯電させるのに必要な電流量Ｉを流すためには、高圧電源２０から出力する電流Ｉ_outを“Ｉ_out＋Ｉ_L”にすれば良いことになる。

ところで、周辺部品へ漏れる電流ＩＬは、導線２１〜２４の長さ、Ｋ（ブラック），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｙ（イエロー）の出力有無の組み合わせ、交流電圧Ｖａｃの周波数ｆにより変化する。具体的には、各像担持体に対する出力有無の組み合わせにより漏れ電流が変化し、画像形成時における感光体ドラム１の回転速度により印加する交流電圧の周波数ｆが異なるために導線２１〜２４から周辺部品に漏れる電流量も異なるためである。

そこで、本実施の形態においては、カラー画像形成装置１００が画像形成時に高圧電源２０から出力する場合、各Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙの出力において、導線２１〜２４の長さ（Ｌ１〜Ｌ４）、Ｋ（ブラック），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｙ（イエロー）の出力有無の組み合わせ、交流電圧Ｖａｃの周波数ｆにより周辺部品へ漏れる電流ＩＬを決定し、高圧電源２０から出力する電流Ｉ_outに加えて出力を行うようにＣＰＵ５０が動作する。

例えば、
感光体ドラム１が画像形成時に必要な電流量：Ｉ₁
導線の長さ：Ｌ
導線から周辺部品へ漏れる電流：αＬＩ₁
各色の出力有無による漏れ電流量の違い、交流電圧Ｖａｃの周波数ｆによる漏れ電流量の違いに基づく値：Ｉβ
とすると、ＣＰＵ５０は、下記式（１）に示すように高圧電源２０から出力する電流量Ｉ_outを制御する。
Ｉ_out＝Ｉ₁＋（αＬＩ₁＋Ｉβ）（１）
なお、値Ｉβは、各色の出力有無による漏れ電流量の違い、交流電圧Ｖａｃの周波数ｆによる漏れ電流量の違いを表等に当てはめて決定することができる。

このように本実施の形態によれば、高圧電源２０から帯電ローラ２ａに対して帯電電圧を印加する際に、高圧電源２０から出力される電流量を導線２１〜２４の長さに応じて補正して感光体ドラム１が画像形成に必要な帯電電流量を保つようにする。これにより、導線２１〜２４の持つキャパシタ成分により周辺部品に漏れる交流電流を補い、フィルミング現象や画像不良を防ぐことができる。

また、感光体ドラム１を複数有している場合には、電流量補正手段は、各感光体ドラム１に対応する各帯電ローラ２ａが接続されている各導線２１〜２４の長さに応じて高圧電源２０から出力される電流量を補正して各感光体ドラム１が画像形成に必要な帯電電流量を保つことにより、各感光体ドラム１が画像形成に必要な帯電電流量を保つことができる。

また、電流量補正手段は、各感光体ドラム１に対する出力有無の組み合わせも考慮して高圧電源２０から出力される電流量を補正して各感光体ドラム１が画像形成に必要な帯電電流量を保つことにより、出力の有無の組み合わせにより変化する漏れ電流を補って各感光体ドラム１が画像形成に必要な帯電電流量を保つことができる。

また、電流量補正手段は、交流電圧の周波数ｆも考慮して高圧電源２０から出力される電流量を補正して各感光体ドラム１が画像形成に必要な帯電電流量を保つことにより、画像形成時における感光体ドラム１の回転速度により印加する交流電圧の周波数ｆが異なるために導線２１〜２４から周辺部品に漏れる電流量も異なることから、周波数ｆの違いにより変化する漏れ電流を補い、感光体ドラム１が画像形成に必要な帯電電流量を保つことができる。

本発明の実施の一形態にかかるカラー画像形成装置の作像部を示す概略構成図である。感光体ドラムを中心とする像形成ユニットを示す概略構成図である。帯電装置の帯電ローラに対するバイアス電圧の印加を示す説明図である。カラー画像形成装置に内蔵される制御系を示すブロック図である。

符号の説明

１像担持体
２ａ帯電部材
２０高圧電源
２１〜２４導線
１００画像形成装置

Claims

直流電圧に交流電圧を重畳させた高電圧を供給する高圧電源と、
前記高圧電源から出力される電流が通る所定の長さの導線を介して接続され、前記高圧電源から直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加されることにより像担持体の周面を所定の電位に帯電させる帯電部材と、
前記高圧電源から前記帯電部材に対して帯電電圧を印加する際に、前記高圧電源から出力される出力電流量に対して前記帯電部材が接続される前記導線の長さによって決められる電流補正量を加えて前記像担持体が画像形成に必要な帯電電流量を保つ電流量補正手段と、
を備え、
前記電流量補正手段は、前記像担持体の回転速度により印加する交流電圧の周波数の違いにより変化する漏れ電流、および、前記像担持体を複数有している場合における前記各像担持体に対する出力有無の組み合わせにより変化する漏れ電流を、前記高圧電源から出力される出力電流量に加える、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記電流量補正手段は、前記高圧電源から出力される電流量を下記式のように補正する、
Ｉ_out＝Ｉ₁＋（αＬＩ ₁ ＋Ｉβ）
Ｉ_out：高圧電源から出力する電流量
Ｌ：導線の長さ
Ｉ₁：像担持体が画像形成時に必要な電流量
αＬＩ ₁：導線から周辺部品へ漏れる電流
Ｉβ：各色の出力有無による漏れ電流量の違い、交流電圧の周波数による漏れ電流量の違いに基づく値
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。