JP4985686B2 - 帯電装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
導電軸と、前記導電軸の外周に被膜された帯電部材本体と、前記帯電部材本体の表面に被膜され且つ微粒子が分散されて前記微粒子による凸凹が表面に形成された表面層と、を有し、被帯電体に対向して配置された帯電部材と、
予め設定された直流電圧と定電流制御される交流電圧とが重畳された帯電電圧を、前記帯電部材に印加する帯電電源と、
白点状の画像欠陥が不発生となる前記交流電圧が定電流制御される際の定電流値と、前記帯電部材近傍の温度である環境温度との関係である予め設定された温度依存性を記憶する温度依存性記憶手段と、
色点状の画像欠陥が不発生となる定電流値と、前記環境温度および前記帯電部材近傍の湿度である環境湿度との関係である予め設定された湿度依存性を記憶する湿度依存性記憶手段と、
前記環境温度を検出する環境温度検出手段と、
前記環境湿度を検出する環境湿度検出手段と、
前記環境温度に対する前記温度依存性に応じた定電流値と、前記環境温度および前記環境湿度に対応する前記湿度依存性に応じた定電流値と、に基づいて、白点が不発生且つ色点が不発生となる定電流値を使用して、前記帯電部材に前記帯電電圧を印加する帯電電圧制御手段であって、前記環境温度が前記温度閾値より小さい場合には、前記温度依存性に基づいて、前記環境温度に対応する前記定電流値を使用して、前記帯電電源を介して、前記帯電電圧を前記帯電部材に印加すると共に、前記環境温度が前記温度閾値より大きい場合には、前記湿度依存性に基づいて、前記環境湿度および前記環境温度に対応する前記定電流値を使用して、前記帯電電圧を前記帯電部材に印加する前記帯電電圧制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
実験結果に基づいて、環境湿度に応じて予め設定された前記温度閾値を記憶する温度閾値記憶手段と、
前記温度閾値記憶手段に記憶された前記温度閾値と、前記環境湿度検出手段で検出された環境湿度と、に基づいて、検出された環境湿度に対応する温度閾値を設定する温度閾値設定手段と、
を備えたことを特徴とする。
被帯電体としての像保持体と、
前記像保持体に対向して配置され且つ前記像保持体表面を帯電させる請求項1または2に記載の帯電装置と、
帯電された前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
前記像保持体表面の潜像を可視像に現像する現像器と、
前記像保持体表面の可視像を媒体に転写する転写装置と、
媒体表面の可視像を定着する定着装置と、
を備えたことを特徴とする。
また、請求項1、3に記載の発明によれば、温度閾値に基づいて温度依存性と湿度依存性とを切り替えることができる。
請求項2に記載の発明によれば、環境湿度に応じて温度閾値を設定しない場合に比べて、過剰な電圧による劣化を低減することができる。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
図1において、本発明の実施例1の画像形成装置の一例としてのプリンタUは、画像が記録される媒体の一例としての記録媒体Sが収容される給紙容器TR1が下部に収容されており、上面には媒体積載部の一例としての媒体排出部TRhが設けられている。また、前記プリンタUの上部には、操作者が指示を入力する動作指示入力部の一例としてのユーザインタフェースUIが設けられている。
図1において、実施例1のプリンタUは、画像形成装置本体U1と、前記画像形成装置本体U1の右側下端部に設けられた回転中心U2aを中心として開閉可能な開閉部U2を有する。前記開閉部U2は、後述するプロセスカートリッジの交換や紙詰まりした記録媒体Sを除去するために前記画像形成装置本体U1の内部を開放する図示しない開放位置と、図1に示す画像形成動作が実行される通常時に保持される通常位置との間を移動可能に構成されている。
図1において、前記潜像書込装置ROSの右方にはY(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),K(黒)の各色の可視像の一例としてのトナー像を形成する画像記録部の一例としての可視像形成装置UY,UM,UC,UKが配置されている。
図2において、K(黒)の可視像形成装置UKは回転する被帯電体、および、像保持体の一例としての感光体Pkを有する。前記感光体Pkの周囲には、帯電ロールCRk、感光体表面の静電潜像を可視像に現像する現像器の一例としての現像装置Gk、感光体Pk表面を除電する除電部材Jk、感光体Pk表面に残留した現像剤を除去する像保持体清掃器の一例としての感光体クリーナCLk等が配置されている。
実施例1の黒色の可視像形成装置UKは、感光体Pk、帯電器CRk、現像装置Gk、除電部材Jk、感光体クリーナCLk、現像剤補給容器H1〜H4+R3〜R7等が一体
的に着脱可能な着脱体、いわゆるプロセスカートリッジUKにより構成されており、開閉部U2を開放位置に移動した状態で画像形成装置本体U1に対して着脱可能に構成されている。
他の色の可視像形成装置UY,UM,UCも、黒色の可視像形成装置UKと同様に、画像形成装置本体U1に対して着脱可能な着脱体、いわゆる、プロセスカートリッジUY,UM,UCにより構成されている。なお、実施例1のプリンタUでは、各プロセスカートリッジUY〜UKは、上下方向に並んで配置されている。
前記画像濃度センサSN0の媒体搬送ベルトBの媒体搬送方向の下流側には、搬送部材清掃器の一例としてのベルトクリーナCLbが配置されている。また、前記駆動ロールRdに、媒体搬送ベルトBを挟んで対向する位置には、記録媒体Sを媒体搬送ベルトBに吸着させる記録媒体吸着部材の一例としての媒体吸着ロールRkが配置されている。
記録媒体搬送路SHの記録媒体Sは、繰出部材の一例として、媒体搬送ベルトBへの給紙時期を調整するレジロールRrに送られる。レジロールRrは、所定のタイミングで、駆動ロールRdと媒体吸着ロールRkとの対向領域である記録媒体吸着位置Q6に記録媒体Sを繰り出す。前記記録媒体吸着位置Q6に搬送された記録媒体Sは、前記媒体搬送ベルトBに静電吸着される。
前記転写領域Q3y,Q3m,Q3c,Q3kにおいて媒体搬送ベルトBの裏面側に配置された転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kには、制御部Cにより制御される電源回路Eから所定のタイミングでトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される。
多色画像の場合、前記各感光体Py〜Pk上のトナー像は前記転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kにより媒体搬送ベルトB上の記録媒体Sに重ねて転写される。また、単色画像、いわゆる、モノクロ画像の場合、感光体Pk上にK(黒)のトナー像のみが形成され、このK(黒)のトナー像のみが転写器T1kにより記録媒体Sに転写される。
トナー像転写後の感光体Py〜Pkは、除電領域Qjy〜Qjkで除電部材Jy〜Jkにより除電された後、清掃領域Q4y〜Q4kにおいて感光体クリーナCLy〜CLkにより表面に残留したトナーが回収されて清掃され、再び帯電ロールCRy〜CRkにより帯電される。
記録媒体Sが離隔した後の前記媒体搬送ベルトBは、前記ベルトクリーナCLbにより清掃される。
図2において、前記帯電ロールCRkは、前後方向に延びる導電性材料で形成された回転軸の一例としての導電軸1を有し、前記導電軸1の周面には、帯電部材本体の一例としての帯電ロール本体2が支持されている。なお、実施例1の帯電ロール本体2は、カーボンブラック等の導電性粒子が配合された弾性ゴム製の弾性層を有し、弾性層の表面は絶縁性の樹脂薄膜で構成された表面層によって被膜されている。なお、実施例1の前記帯電ロール本体2の表面層は、数μmの層厚の樹脂薄膜中に直径数μmの微粒子が分散されたものを使用しており、前記帯電ロール本体2の表面には、微小な凸凹が形成されている。なお、表面層として、厚さ9μmのナイロン樹脂を使用可能であり、表面層に分散させる微粒子としては、一例として、トナー粒子径と同程度の直径5μm程度のナイロン樹脂が使用可能である。
図3は本発明の実施例1の画像形成装置の制御部が備えている各機能をブロック図で示した図である。
図3において、実施例1のプリンタUの制御部Cは、いわゆる、マイクロコンピュータにより構成されており、外部との信号の入出力、および、入出力信号レベルの調節等を行う入出力信号調節部の一例としての入出力インターフェース、いわゆる、I/O、必要な処理を実行するためのプログラム、および、データ等が記憶された補助記憶装置の一例としてのリードオンリーメモリ、いわゆる、ROMや、ハードディスクドライブ、いわゆる、HDD、必要なデータを一時的に記憶するためのランダムアクセスメモリ、いわゆる、RAM、前記ROMや、前記HDDに記憶されたプログラムに応じた処理を行う中央演算処理装置、いわゆる、CPU、ならびにクロック発振器等を有する計算機の一例としてのコンピュータにより構成されており、前記ROMに記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
前記制御部Cには、次の信号出力要素の出力信号が入力されている。
SN1:温度計
環境温度検出手段の一例としての温度計SN1は、プリンタUの環境温度Teを検出し、その検出信号を制御部Cに入力する。
SN2:湿度計
環境湿度検出手段の一例としての湿度計SN2は、プリンタUの環境湿度Huを検出し、その検出信号を制御部Cに入力する。
制御部Cは、次の被制御要素D1,Eの制御信号を出力している。
D1:メインモータ駆動回路
主駆動源駆動回路の一例としてのメインモータ駆動回路D1は、主駆動源の一例としてのメインモータM1を駆動することにより、感光体Py〜Pk、現像器Gy〜Gk、定着装置Fの加熱ロールFh、排紙ロールRh等を回転駆動する。
前記電源回路Eは、現像用電源回路E1、帯電用電源回路E2、転写用電源回路E3、定着用電源回路E4を有し電源を供給する。
E1:現像用電源回路
現像用電源回路E1は、現像器Gy〜Gkに現像電圧を印加する。
E2:帯電用電源回路
帯電電源の一例としての帯電用電源回路E2は、帯電ロールCRy〜CRkに帯電電圧を印加する。
E3:転写用電源回路
転写用電源回路E3は、転写ロールT1y〜T1kに転写電圧を印加する。
E4:定着用電源回路
定着用電源回路E4は、定着装置Fの加熱ロールFhの加熱部材の一例としてのヒータに加熱用の電力を供給する。
制御部Cは、前記信号入力要素の出力信号に応じて、前記各被制御要素の動作を制御するためのプログラムにより、次の機能実現手段を有している。
C1:ジョブ制御手段
画像形成動作制御手段の一例としてのジョブ制御手段C1は、画像情報送信装置等から送信された画像情報に応じて、帯電ロールCRy〜CRk、転写ロールT1y〜T1k、定着装置F等の動作を制御して、画像形成動作の一例としてのジョブを実行する。
主駆動源回転制御手段の一例としてのメインモータ回転制御手段C2は、前記メインモータ駆動回路D1を介して前記メインモータM1の回転を制御して、感光体Py〜Pk、現像器Gy〜Gk、定着装置Fの加熱ロールFh、および、排紙ロールRh等の駆動を制御する。
C3:電源回路制御手段
電源回路制御手段C3は、電源回路Eの作動を制御して、現像器Gy〜Gk、帯電ロールCRy〜CRk、転写ロールT1y〜T1k、および、定着装置Fの加熱ロールFhのヒータ等を制御する電圧、電流の供給を制御する。
基準電流設定手段C4は、累積印刷枚数記録手段C4Aと、基準電流検知開始判別手段C4Bと、基準電流検知手段C4Cと、基準電流記憶手段C4Dと、基準電流更新手段C4Eとを有する。実施例1の基準電流設定手段C4は、定電流制御される前記帯電ロールCRy〜CRkの交流電圧における定電流値Iacの基準となる基準電流値Ikの設定を行う。
C4A:累積印刷枚数記録手段
累積印刷枚数記録手段C4Aは、前記プリンタUが記録媒体Sに対し印刷した枚数として、累積印刷枚数nを記録する。
基準電流検知開始判別手段C4Bは、前記基準電流値Ikの検知を開始するか否かの判別を行う。実施例1の基準電流検知開始判別手段C4Bは、前記プリンタUが記録媒体Sに対し印刷した枚数として、累積印刷枚数nが、予め設定された開始判別枚数naを超過したか否かを判別することで、前記基準電流値Ikの検知を開始するか否かを判別する。なお、前記開始判別枚数naとして、例えば、na=100[枚]が使用可能である。
基準電流検知手段C4Cは、前記基準電流値Ikの検知を行う。実施例1の基準電流検知手段C4Cは、前記基準電流検知開始判別手段C4Bによって、前記基準電流値Ikの検知を開始すると判断された場合、定電流制御された前記帯電ロールCRy〜CRkの交流電圧における前記基準電流値Ikの検知を行う。具体的には、前記感光体Py〜Pk表面の電位を図示しない表面電位計で測定しながら、前記帯電ロールCRy〜CRkの交流電圧を順次増加させて、前記感光体Py〜Pk表面の電位の増加が停止して一定となった、いわゆる、飽和状態の交流電圧を検知し、検知した交流電圧に基づいて基準電流値Ikの検知を行う。なお、このような前記帯電ロールCRy〜CRkの基準電流値Ikを検知する技術は、従来公知であり、例えば、特開2004−333789号公報、特開2007−52125号公報、および、特開2007−187933号公報などに記載されているため詳細な説明は省略する。
基準電流記憶手段C4Dは、前記基準電流値Ikを記憶する。実施例1の基準電流記憶手段C4Dは、前記基準電流検知手段C4Cによって検知された前記基準電流値Ikを記憶する。
C4E:基準電流更新手段
基準電流更新手段C4Eは、前記基準電流検知手段C4Cで前記基準電流値Ikが検知されると、前記基準電流記憶手段C4Dに記憶された前記基準電流値Ikを更新する。
環境温度検出手段C5は、前記環境温度Teを検出する。実施例1の環境温度検出手段C5は、プリンタUの前記帯電ロールCRy〜CRk近傍の温度である前記環境温度Teを前記温度計SN1によって検出する。
C6:環境湿度検出手段
環境湿度検出手段C6は、前記環境湿度Huを検出する。実施例1の環境湿度検出手段C6は、前記プリンタUの前記帯電ロールCRy〜CRk近傍の湿度である前記環境湿度Huを前記湿度計SN2によって検出する。
C7:温度依存性記憶手段
温度依存性記憶手段C7は、前記帯電電圧における前記交流電圧が定電流制御される際に、帯電不良により白点が不発生となる定電流値Iacと、前記環境温度Teとの関係である温度依存性を記憶する。
実施例1では、前記定電流値Iacは、前記基準電流設定手段C4によって設定された前記基準電流値Ikに、前記環境温度Teに依存して変化する温度補正値の一例としての温度マージンMtを掛け合わせることで、導出され、実施例1の温度依存性記憶手段C7は、前記環境温度Teに対する前記温度マージンMtを対応づけた温度補正表の一例としての温度補正テーブルTA1を、温度依存性として記憶する。
前記環境温度Teが10℃未満の場合の前記温度マージンMtは22%、10℃以上12℃未満の場合の前記温度マージンMtは20%、12℃以上14℃未満の場合の前記温度マージンMtは17%、14℃以上16℃未満の場合の前記温度マージンMtは15%、16℃以上18℃未満の場合の前記温度マージンMtは15%、18℃以上20℃未満の場合の前記温度マージンMtは7%、20℃以上22℃未満の場合の前記温度マージンMtは8%、22℃以上30℃未満の場合の前記温度マージンMtは8%、30℃以上の場合の前記温度マージンMtは11%として記憶する。なお、前記環境温度Teに対する前記温度マージンMtの具体的な数値は、例示した数値に限定されず、設計や仕様等に応じて任意に変更可能である。
温度閾値記憶手段C8は、前記定電流値Iacを前記温度依存性に基づいて演算するか、前記環境温度Teおよび前記環境湿度Huと、色点、および、黒点が不発生となる前記定電流値Iacとの関係である湿度依存性に基づいて演算するかを判別するための環境温度の閾値である温度閾値Taを記憶する。実施例1では、予め設定された前記温度閾値Taとして、Ta=18[℃]を記憶する。なお、前記温度閾値の具体的な数値は、例示した数値に限定されず、設計や仕様等に応じて任意に変更可能である。
C9:温度環境判別手段
温度環境判別手段C9は、前記環境温度Teが予め設定された前記温度閾値Ta以上の温度の環境か否かの判別を行う。実施例1の温度環境判別手段C9は、前記環境温度検出手段C5によって検出された前記環境温度Teが、前記温度閾値Ta以上であるか否かの判別を行うことで、前記温度閾値Ta以上の温度の環境か否かの判別を行う。
C10:湿度依存性記憶手段
湿度依存性記憶手段C10は、色点および黒点が不発生となる定電流値Iacと、前記環境温度Teおよび前記環境湿度Huとの関係である湿度依存性を記憶する。
実施例1では、前記定電流値Iacは、前記温度閾値Ta以上の環境の場合に、前記環境温度Teに依存して変化する前記温度マージンMtに、前記環境湿度Huに依存して変化する補正値の一例としてのマージン補正値Mh1が加算された湿度依存性の一例としての湿度マージンMh、すなわち、Mh=Mt+Mh1を、前記基準電流設定手段C4によって設定された前記基準電流値Ikに、掛け合わせることで導出される。実施例1の湿度依存性記憶手段C10は、湿度依存性としての前記湿度マージンMhを記憶する代わりに、前記環境湿度Huと、前記マージン補正値Mh1とを対応づけた湿度補正表の一例としての湿度補正テーブルTA2を記憶する。
前記環境湿度Huが20%RH未満の場合の前記マージン補正値Mh1は6%、前記環境湿度Huが20%RH以上30%RH未満の場合の前記マージン補正値Mh1は6%、前記環境湿度Huが30%RH以上40%RH未満の場合の前記マージン補正値Mh1は6%、前記環境湿度Huが40%RH以上50%RH未満の場合の前記マージン補正値Mh1は7%、前記環境湿度Huが50%RH以上60%RH未満の場合の前記マージン補正値Mh1は7%、前記環境湿度Huが60%RH以上70%RH未満の場合の前記湿度マージン補正値Mh1は9%、前記環境湿度Huが70%RH以上80%RH未満の場合の前記湿度マージン補正値Mh1は10%、前記環境湿度Huが80%RH以上の場合の前記湿度マージン補正値Mh1は11%として記憶する。なお、前記環境湿度Huに対する前記湿度マージン補正値Mh1の具体的な数値は、例示した数値に限定されず、設計や仕様等に応じて任意に変更可能である。
補正値設定手段の一例としてのマージン設定手段C11は、前記定電流値Iacを導出するための前記基準電流値Ikを補正する補正値の一例としてのマージンMaを設定する。実施例1のマージン設定手段C11は、前記環境温度Teが前記温度閾値Ta以下の場合に、前記温度依存性記憶手段C7によって記憶された前記温度補正テーブルTA1における前記環境温度Teに対応した前記温度マージンMtを前記マージンMaに設定し、また、前記環境温度Teが前記温度閾値Ta以上の場合、前記環境温度Teに対応した前記温度マージンMtに、前記湿度補正テーブルTA2における前記環境湿度Huに対応した前記マージン補正値Mh1を、加算した前記湿度マージンMhを前記マージンMaに設定する。
定電流設定手段C12は、予め設定された前記基準電流値Ikを、前記マージン設定手段C11によって設定された前記マージンMaによって補正し、定電流値Iacを設定する。実施例1の定電流設定手段C12は、前記基準電流値Ikに前記マージンMaをかけ合わせることにより、演算された定電流値Iacを設定する。
C13:帯電電圧制御手段
帯電電圧制御手段C13は、前記帯電用電源回路E2を制御して、交流電圧が前記定電流設定手段C12によって設定された前記定電流値Iacで定電流制御された帯電電圧を、前記帯電ロールCRy〜CRkに印加する。
なお、帯電ロールCRy〜CRk、帯電用電源回路E2、および、各手段C3〜C13等により、帯電装置(CRy〜CRk+E2+C3〜C13)が構成されている。
次に、本発明の実施例1のプリンタUの処理の流れをフローチャートを使用して説明する。
(実施例1の帯電電圧制御処理のフローチャートの説明)
図6は本発明の実施例1の画像形成装置での帯電電圧制御処理のフローチャートである。
図6のフローチャートの各ステップの処理は、プリンタUのROM等に記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理はプリンタUの他の各処理と並行して並列処理で実行される。
図6に示すフローチャートはプリンタUの電源が投入された時に開始される。
ST2において、環境温度Teを検出する。そして、ST3に移る。
ST3において、検出された環境温度Teに対応した温度マージンMtを、予め設定された温度補正テーブルTA1から導出、設定する。そして、ST4に移る。
ST4において、検出された環境温度Teが、予め設定された温度閾値Taの18℃以上か否かを判別する。イエス(Y)の場合は、ST5に移り、ノー(N)の場合は、ST8に移る。
ST6において、検出された環境湿度Huに対応した湿度マージン補正値Mh1を、予め設定された湿度補正テーブルTA2から導出、設定する。そして、ST7に移る。
ST7において、以下の(1)〜(3)の処理を実行し、ST9に移る。
(1)温度マージンMtに湿度マージン補正値Mh1を加算することにより導出された湿度マージンMhをマージンMaに設定する。
(2)前記マージンMaを、予め設定された基準電流値Ikに掛け合わせて、定電流値Iacを導出、設定する。
(3)前記定電流値Iacで定電流制御された帯電電圧を帯電ロールCRy〜CRkに印加する。
(1)温度マージンMtをマージンMaに設定する。
(2)前記マージンMaを予め設定された基準電流値Ikに掛け合わせて、前記定電流値Iacを導出、設定する。
(3)前記定電流値Iacで定電流制御された帯電電圧を前記帯電ロールCRy〜CRkに印加する。
ST10において、前記プリンタUが記録媒体Sに対し印刷した枚数として、前記累積印刷枚数nを記録する。そして、ST11に移る。
ST11において、帯電電圧の印加を停止する。そして、ST12に移る。
ST12において、前記累積印刷枚数nが予め設定された開始判別回数naを超過したか否かを判別する。イエス(Y)の場合は、ST13に移り、ノー(N)の場合は、ST1に移る。
ST13において、以下の(1)〜(3)の処理を実行する。そして、ST1に移る。
(1)前記帯電ロールCRy〜CRkの交流電圧を増加させ、飽和状態となる交流電圧を検知する。
(2)検知された飽和時の交流電圧を基準電流値Ikに設定する検知を行う。
(3)前記累積印刷枚数nを0に初期化する。
前記構成を備えた本発明の実施例1のプリンタUでは、ジョブが実行される際に、温度計SN1によって検出されたジョブ実行時の環境温度Teに対応した温度マージンMtが、予め設定された温度補正テーブルTA1より導出される。
検出された前記環境温度Teが前記温度閾値Taの18℃以下の場合、前記温度マージンMtを、設定された基準電流値Ikに掛け合わせることによって、定電流値Iacが導出、設定される。
また、前記環境温度Teが予め設定された温度閾値Taの18℃以上の場合、湿度計SN2によって検出された環境湿度Huに対応したマージン補正値Mh1が、湿度補正テーブルTA2より導出され、前記温度マージンMtに加算されることによって、湿度マージンMhが導出される。そして、前記湿度マージンMhを、設定された基準電流値Ikに掛け合わせることによって、定電流値Iacが導出、設定される。
次に本発明の実施例1の構成における効果を確認するために実験例1および実験例2を行った。
実験例1,2は、富士ゼロックス株式会社製のDCC450を使用して行った。したがって、帯電ロールCRkとして、金属製の導電軸1の表面にカーボンブラック等の導電材を分散した弾性ゴム層の弾性層を被覆し、弾性層の表面に直径数μmのナイロン微粒子を分散した厚さ9μmのナイロン樹脂層を形成した直径約12mmの部材を用いた。また、感光体Pkとして、有機感光体を使用し、電荷輸送層の厚さが34μmの直径約30mmの感光体ドラムを使用した。そして、実験例1,2では、前記帯電ロールCRkに対して、−700Vの直流電圧に、基準電流値をIk=1.5[mA]、Vpp=1.7[kV]の交流電圧を重畳した帯電電圧を印加した。したがって、前記感光体Pkの表面における帯電表面電位が約−700Vに帯電する。
実験例1では、温度環境毎に、白点が発生しない下限のマージンMaを測定した。また実験例2では、湿度を固定した場合の温度環境毎に、色点が発生しない下限のマージンMaを測定した。
なお、前記マージンMaは、10℃,15℃,20℃,25℃,30℃,35℃、および、40℃の環境温度下で測定した。
実験例1−1では、表面に微小な凸凹が形成された実施例1の帯電ロールCRkを使用して、白点が不発生になる下限の前記マージンMaを求めた。
(比較例1−1)
比較例1−1では、表面に微小な凸凹が少ない従来の帯電ロールを使用して、白点が不発生になる下限の前記マージンMaを求めた。
実験例2−1では、環境湿度が20%RHの状態において、実験例1−1と同様の前記帯電ロールCRkを使用して、色点や黒点が不発生になる下限の前記マージンMaを求めた。
(実験例2−2)
実験例2−2では、環境湿度が50%RHの状態において、実験例1−1と同様の前記帯電ロールCRkを使用して、色点や黒点が不発生になる下限の前記マージンMaを求めた。
(実験例2−3)
実験例2−3では、環境湿度が80%RHの状態において、実験例1−1と同様の前記帯電ロールCRkを使用して、色点や黒点が不発生になる下限の前記マージンMaを求めた。
図7において、環境温度が10℃〜40℃の範囲の場合、実験例1−1は、比較例1−1と比べて、白点が発生しない下限のマージンが低くなっており、表面に微小な凸凹が形成された前記帯電ロールCRkでは、凸凹の少ない従来の前記帯電ロールに比べて、低いマージンで白点が不発生となることが確認された。
また、実験例2−1、実験例2−2、および、実験例2−3から、色点や黒点が発生しない下限のマージンは、実験例2−1、実験例2−2、実験例2−3の順で低くなっており、表面に微小な凸凹が形成された前記帯電ロールCRkでは、環境湿度Huが低いほど、色点や黒点が不発生となることが確認された。
よって、実施例1では、閾値が1つとなると共に、全ての温度、湿度環境で白点および色点等が不発生となり、画像欠陥の発生が低減されている。
この実施例2は、下記の点で前記実施例1と相違しているが、他の点では前記実施例1と同様に構成されている。
図8は本発明の実施例2の画像形成装置の制御部が備えている各機能をブロック図で示した図であり、実施例1の図3に対応する説明図である。
制御部Cは、実施例1の温度依存性記憶手段C7、温度閾値記憶手段C8、温度環境判別手段C9、湿度依存性記憶手段C10、および、マージン設定手段C11に替えて、温度依存性記憶手段C7′、温度閾値記憶手段C8′、湿度依存性記憶手段C10′、温度閾値設定手段C21、湿度関数設定手段C22、温度環境判別手段C23、および、マージン設定手段C24を有する。
なお、前記制御部Cのその他の構成要素については、実施例1と同様であるため、詳細な説明を省略する。
C7′:温度依存性記憶手段
実施例2の温度依存性記憶手段C7′は、実施例1の温度依存性記憶手段C7に記憶された温度補正テーブルTA1と異なり、温度依存性の一例として、図7に示す温度Tと白点が不発生となるマージンとの関係である温度関数f1(T)を記憶する。
C8′:温度閾値記憶手段
温度閾値記憶手段C8′は、環境湿度Huに対応した予め設定された温度閾値を記憶する。実施例2の温度閾値記憶手段C8′は、前記温度閾値Ta′として、環境湿度Huが20%RH以下の場合、前記温度閾値Ta′は31℃、20%RH〜50%RHの場合は28℃、50%RH〜80%RH、および、80%RH以上の場合は15℃と記憶する。すなわち、図7に示す実験結果に基づいて、各環境湿度Huで、白点が発生しない下限のマージンが、色点や黒点が発生しない下限のマージンと同じ値になる温度を記憶する。なお、前記温度閾値Ta′の具体的な数値は、例示した数値に限定されず、設計や仕様等に応じて任意に変更可能である。
湿度依存性記憶手段C10′は、実施例1の湿度依存性記憶手段C10に記憶された湿度補正テーブルTA2と異なり、湿度依存性の一例として、図7に示す、湿度に対する、温度Tと色点が不発生となるマージンとの関係である湿度関数f2(T)、f3(T)、f4(T)を記憶する。
C21:温度閾値設定手段
温度閾値設定手段C21は、前記環境湿度検出手段C6で検出された環境湿度Huに対応した前記温度閾値Ta′を、前記温度閾値記憶手段C8′に記憶された温度閾値の中から選択し、設定する。
湿度関数設定手段C22は、検出された環境湿度Huに対応した湿度関数を設定する。実施例2では、環境湿度Huに対応した関数として図7に示す実験結果に基づいて、環境湿度Huが20%RH未満の場合は、低湿用の湿度関数f2(T)、環境湿度Huが20%RH以上50%RH未満の場合は、中湿用の湿度関数f3(T)、環境湿度Huが50%RH以上80%RH未満、および、80%RH以上の場合は、高湿用の湿度関数f4(T)の湿度関数が予め記憶されている。そして、実施例2の湿度関数設定手段C22では、f2(T)〜f4(T)の中から、環境湿度Huに対応する湿度関数が選択、設定される。
温度環境判別手段C23は、前記環境温度検出手段C5で検出された前記環境温度Teに基づいて、前記温度閾値設定手段C21で設定された前記温度閾値Ta′以上の温度の環境か否かの判別を行う。
C24:マージン設定手段
補正値設定手段の一例としてのマージン設定手段C24は、温度対応マージン設定手段C24Aと、湿度対応マージン設定手段C24Bとを有し、定電流値Iacを導出するための基準電流値Ikを補正する補正値の一例としてのマージンMa′を設定する。
温度対応補正値設定手段の一例としての温度対応マージン設定手段C24Aは、温度関数と、前記環境温度Teとに基づいて、前記環境温度Teに対応するマージンMa′を設定する。実施例2の温度対応マージン設定手段C24Aは、前記環境温度Teが前記温度閾値Ta′未満である場合に、図7に示す実験結果に基づいて、予め記憶された温度Tに依存する温度関数f1(T)と、前記環境温度Teとに基づいて、温度関数f1(Te)の値を演算し、この値をマージンMa′として設定する。
湿度対応補正値設定手段の一例としての湿度対応マージン設定手段C24Bは、湿度関数と、環境温度Teとに基づいて、前記環境温度Teに対応するマージンMa′を設定する。実施例2の湿度対応マージン設定手段C24Bは、前記環境温度Teが前記温度閾値Ta′以上である場合に、前記湿度関数設定手段C22で設定された湿度関数f2(T)〜f4(T)と、前記環境温度Teとに基づいて、湿度関数の値を演算し、この値をマージンMa′として設定する。
次に、本発明の実施例2のプリンタUの処理の流れをフローチャートを使用して説明する。
(実施例2の帯電電圧制御処理のフローチャートの説明)
図9は本発明の実施例2の画像形成装置での帯電電圧制御処理のフローチャートであり、実施例1の図6に対応する説明図である。
ここで、実施例2の画像形成装置での帯電電圧制御処理のフローチャートは、実施例1の画像形成装置での帯電電圧制御処理のフローチャートに比べ、ST2〜ST8に替えて、以下のST31〜ST37を実行する。なお、その他の処理ST1,ST9〜ST13については、実施例1と同様であるため、詳細な説明を省略する。
ST32において、以下の(1),(2)の処理を実行し、ST33に移る。
(1)検出された前記環境湿度Huに対応する温度閾値Ta′を設定する。
(2)検出された前記環境湿度Huに対応する湿度関数を湿度関数f2(T)〜f4(T)の中から選択し、設定する。
ST33において、環境温度Teを検出する。そしてST34に移る。
ST35において、設定された前記湿度関数と、前記環境温度Teとに基づいて、前記湿度関数の値を演算し、この値をマージンMa′として設定する。そして、ST37に移る。
ST37において、以下の(1),(2)の処理を実行し、ST9に移る。
(1)前記マージンMa′を、予め設定された基準電流値Ikに掛け合わせて、定電流値Iacを導出、設定する。
(2)前記定電流値Iacで定電流制御された帯電電圧を帯電ロールCRy〜CRkに印加する。
前記構成を備えた本発明の実施例2のプリンタUでは、ジョブが実行される際に、検出された環境湿度Huに基づいて、温度閾値Ta′が設定されると共に、湿度関数f2(T)〜f4(T)の中から、環境湿度Huに対応する湿度関数が選択される。
温度計SN1によって検出された環境温度Teが、温度閾値Ta′以上の場合、設定された湿度関数から演算された湿度関数の値がマージンMa′として設定される。そして、前記マージンMa′を基準電流値Ikに掛け合わせることで、定電流値Iacが導出、設定される。
よって、前記マージンMa′は、環境湿度Huに対応した前記温度閾値Ta′と、前記環境温度Teとに基づいて、前記温度関数f1(T)と、前記湿度関数f2(T)〜f4(T)の中より前記環境湿度Huに対応して選択された湿度関数とが切り替えられる。
この実施例3は、下記の点で前記実施例1、2と相違しているが、他の点では前記実施例1、2と同様に構成されている。
図10は本発明の実施例3の画像形成装置の制御部が備えている各機能をブロック図で示した図であり、実施例1の図3に対応する説明図である。
実施例3の制御部Cは、実施例2の温度閾値記憶手段C8′、温度閾値設定手段C21、温度関数設定手段C22、マージン設定手段C24に替えて、湿度環境判別手段C31と、マージン設定手段C32とを有する。
なお、前記制御部Cのその他の構成要素については、実施例1、2と同様であるため、詳細な説明を省略する。
C31:湿度環境判別手段
湿度環境判別手段C31は、環境湿度検出手段C6で検出された環境湿度Huに基づいて、プリンタUの湿度環境を判別する。実施例3の湿度環境判別手段C31は、環境湿度Huが20%RH未満の低湿環境、20%RH以上50%RH未満の中湿環境、50%RH以上の高湿環境のいずれかを判別することで、湿度環境を判別する。
C32:マージン設定手段
マージン設定手段C32は、温度依存マージン演算手段C32Aと、湿度依存マージン演算手段C32Bと、マージン判別手段C32Cを有し、定電流値Iacを導出するための基準電流値Ikを補正する補正値の一例としてのマージンMa″を設定する。
温度依存マージン演算手段C32Aは、温度依存性記憶手段C7′に記憶された温度関数f1(T)と環境温度Teとに基づいて、温度依存マージン値Mt″を演算する。実施例3の温度依存マージン演算手段C32Aは、Mt″=f1(Te)を演算して、温度依存マージンMt″を導出する。
C32B:湿度依存マージン演算手段
湿度依存マージン演算手段C32Bは、湿度依存性記憶手段C10′に記憶された湿度関数f2(T)〜f4(T)の中の環境湿度Huに対応する湿度関数f2(T)〜f4(T)と、環境温度Teとに基づいて、湿度依存マージン値Mh″を演算する。実施例3の湿度依存マージン演算手段C32Bは、例えば、環境湿度Huが低湿の場合、低湿用の湿度関数f2(T)から、Mh″=f2(Te)を演算することで、湿度依存マージンMh″を導出する。
マージン判別手段C32Cは、演算された温度依存マージンMt″と、演算された湿度依存マージンMh″と、に基づいて、マージンMt″、Mh″のいずれかをマージンMa″と判別する。実施例3のマージン判別手段C32Cは、温度依存マージンMt″と湿度依存マージンMh″のうち、値の大きな一方をマージンMa″と判別する。したがって、マージン設定手段C32は、マージン判別手段C32Aで判別されたマージンMa″を、基準電流値Ikを補正するマージンMa″として設定する。
次に、本発明の実施例3のプリンタUの処理の流れをフローチャートを使用して説明する。
(実施例3の帯電電圧制御処理のフローチャートの説明)
図11は本発明の実施例3の画像形成装置での帯電電圧制御処理のフローチャートであり、実施例2の図9に対応する説明図である。
ここで、実施例3の画像形成装置での帯電電圧制御処理のフローチャートは、実施例2の画像形成装置での帯電電圧制御処理のフローチャートに比べ、ST31〜ST37に替えて、以下のST41〜ST46を実行する。なお、その他の処理ST1,ST9〜ST13については、実施例1と同様であるため、詳細な説明を省略する。
(1)環境湿度Huを検出する。
(2)環境温度Teを検出する。
ST42において、次の処理(1)、(2)を実行し、ST43に移る。
(1)検出された環境温度Teと、温度関数f1(T)とから、温度依存マージンMa″を導出する。
(2)検出された環境湿度Huに対応する湿度関数を湿度関数f2(T)〜f4(T)を選択し、選択された湿度関数f2(T)〜f4(T)と環境温度Teから、湿度依存マージンMh″を導出する。
ST44において、温度依存マージンMt″をマージンMa″に設定し、ST46に移る。
ST45において、湿度依存マージンMh″をマージンMa″に設定し、ST46に移る。
ST46において、以下の(1),(2)の処理を実行し、ST9に移る。
(1)前記マージンMa″を、予め設定された基準電流値Ikに掛け合わせて、定電流値Iacを導出、設定する。
(2)前記定電流値Iacで定電流制御された帯電電圧を帯電ロールCRy〜CRkに印加する。
前記構成を備えた実施例3のプリンタUでは、温度関数f1(T)から導出された温度依存マージンMt″と、湿度関数f2(T)〜f4(T)から導出された湿度依存マージンMh″と、の中で、いずれか大きな値が、マージンMa″として使用される。したがって、実施例3では、実施例1、2と異なり、閾値を使用しなくても、図7に示すように、白点および色点の両方が不発生のマージンMa″が設定される。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)〜(H06)を下記に例示する。
(H01)前記実施例において、画像形成装置の一例としてのプリンタUを例示したが、これに限定されず、FAXや複写機あるいはこれらすべて、または複数の機能を備えた複合機とすることも可能である。また、カラーの画像形成装置に限定されず、モノクロの画像形成装置により構成することも可能であり、いわゆるタンデム式の画像形成装置に限定されず、ロータリ式等の画像形成装置にも適用可能である。
(H03)前記実施例において、環境湿度Huに対応した湿度関数を、湿度関数f2(T)〜f4(T)の中から選択する構成を例示したが、これに限定されず、湿度関数が追加され、対応する環境湿度Huの区分がより細分化された湿度関数群の中から湿度関数を選択する構成とすることも可能である。また、温度閾値Taが1つの実施例1の構成や、3段階設定された温度閾値Ta′の実施例2の構成に限定されず、温度閾値を増加して、環境温度Teに基づき、温度関数f1(T)と、湿度関数とをより細かく切り替える構成とすることも可能である。
(H05)前記実施例において、例示した具体的な数値や材料等は、設計や仕様等に応じて、適宜変更可能である。
(H06)前記実施例において、マージンと基準電流値とを掛け合わせることで定電流値を導出する構成を例示したが、この構成に限定されず、例えば、基準電流値が固定の場合、マージンを使用せずに、定電流値と温度、湿度との関係である関数やテーブルが設定可能となり、マージンを使用して演算をすることで間接的に定電流値を演算しなくても、定電流値を直接導出することも可能となる。
2…帯電部材本体、
C7,C7′…温度依存性記憶手段、
C8,C8′…温度閾値記憶手段、
C9…温度環境判別手段、
C10,C10′…湿度依存性記憶手段、
C13…帯電電圧制御手段、
C21…温度閾値設定手段、
CRy〜CRk…帯電部材、
CRy〜CRk+E2+C3〜C13…帯電装置、
E2…帯電電源、
F…定着装置、
Gy〜Gk…現像器、
Hu…環境湿度、
Iac…定電流値、
Mh,f2(T),f3(T),f4(T)…湿度依存性、
Py〜Pk…被帯電体、像保持体、
ROS…潜像形成装置、
S…媒体、
SN1…環境温度検出手段、
SN2…環境湿度検出手段、
T1y〜T1k…転写装置、
Ta,Ta′…温度閾値、
TA1,f1…温度依存性、
Te…環境温度、
U…画像形成装置。
Claims (3)
- 導電軸と、前記導電軸の外周に被膜された帯電部材本体と、前記帯電部材本体の表面に被膜され且つ微粒子が分散されて前記微粒子による凸凹が表面に形成された表面層と、を有し、被帯電体に対向して配置された帯電部材と、
予め設定された直流電圧と定電流制御される交流電圧とが重畳された帯電電圧を、前記帯電部材に印加する帯電電源と、
白点状の画像欠陥が不発生となる前記交流電圧が定電流制御される際の定電流値と、前記帯電部材近傍の温度である環境温度との関係である予め設定された温度依存性を記憶する温度依存性記憶手段と、
色点状の画像欠陥が不発生となる定電流値と、前記環境温度および前記帯電部材近傍の湿度である環境湿度との関係である予め設定された湿度依存性を記憶する湿度依存性記憶手段と、
前記環境温度を検出する環境温度検出手段と、
前記環境湿度を検出する環境湿度検出手段と、
前記環境温度に対する前記温度依存性に応じた定電流値と、前記環境温度および前記環境湿度に対応する前記湿度依存性に応じた定電流値と、に基づいて、白点が不発生且つ色点が不発生となる定電流値を使用して、前記帯電部材に前記帯電電圧を印加する帯電電圧制御手段であって、前記環境温度が前記温度閾値より小さい場合には、前記温度依存性に基づいて、前記環境温度に対応する前記定電流値を使用して、前記帯電電源を介して、前記帯電電圧を前記帯電部材に印加すると共に、前記環境温度が前記温度閾値より大きい場合には、前記湿度依存性に基づいて、前記環境湿度および前記環境温度に対応する前記定電流値を使用して、前記帯電電圧を前記帯電部材に印加する前記帯電電圧制御手段と、
を備えたことを特徴とする帯電装置。 - 実験結果に基づいて、環境湿度に応じて予め設定された前記温度閾値を記憶する温度閾値記憶手段と、
前記温度閾値記憶手段に記憶された前記温度閾値と、前記環境湿度検出手段で検出された環境湿度と、に基づいて、検出された環境湿度に対応する温度閾値を設定する温度閾値設定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の帯電装置。 - 被帯電体としての像保持体と、
前記像保持体に対向して配置され且つ前記像保持体表面を帯電させる請求項1または2に記載の帯電装置と、
帯電された前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成装置と、
前記像保持体表面の潜像を可視像に現像する現像器と、
前記像保持体表面の可視像を媒体に転写する転写装置と、
媒体表面の可視像を定着する定着装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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