JP5106034B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
Vair=C1/(C1+C2)‥‥(1)式
になる。
312+6.2d[V]‥‥(2)式
を越えると放電が起き、帯電が行なわれる。はじめて放電が起きる電圧は(1)式と(2)式が等しくなった場合のdに関する二次方程式が重解を持つときであるので(C2もdの関数)、このときのVが放電開始電圧Vthに相当する。このようにして求められた理論値のVthは実験値と非常に良い一致を示す。
I=ε・ε0・L・Vp・Vd/d・・・(3)式
(I:帯電電流、ε:感光体の誘電率、ε0:真空中の誘電率、L:有効帯電幅、Vp:プロセススピード、Vd:感光体表面電位、d=感光体の膜厚)
V=((d/ε・L・Vp)+R))I−Vth・・・(4)式
(V:帯電ローラ印加電圧、d=感光体の膜厚、ε:感光体の誘電率、L:有効帯電幅、Vp:プロセススピード、R:Cローラ抵抗値、I:帯電電流、Vth:放電開始電圧)
定電圧制御回路においては、(3)式によりプロセススピードと帯電電流とは比例関係に有り、プロセススピードが増加すると帯電電流もそれに応じて増加する。また、印加電圧と感光体の電位、ならびにVthの関係は、(4)式で表せられることから、プロセススピードと帯電電流は相殺され、VならびにVthに変化は無い。
C1=εS/t
(ε:感光体の誘電率、S:放電面積(定数)、t:感光体の厚み)
で表されるため、使用によって感光体の厚みが減少するとC1は増加する。
前記像担持体に当接して直流電圧を印加され前記像担持体表面を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材に流れる直流電流を検出する電流検出部と、
前記帯電部材に印加される電圧を制御する制御部とを備える画像形成装置であって、
非画像形成中に、前記直流電圧の変化に対する前記直流電流の変化の変化量が所定の値以下となるまで複数の直流電圧が印加され、前記複数の直流電圧を印加された時に、前記電流検出部はそれぞれの直流電流を検出し、
前記制御部は、前記電流検出部の検出結果に応じて画像形成時に帯電部材に印加される直流電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
(a)帯電ローラ2と感光体ドラム1の間に所定の電圧を段階的に印加し、その時に帯電部材に流れる帯電電流値を検出する。なお、電圧を印加する感光体ドラム1の領域は、前露光部11により所定の電位まで除電されている。
(b)印加した電圧と検出された複数の電流値から、放電安定開始電圧Vaを算出し、Vaから放電開始電圧Vthを求める。算出方法は後述する。
(c)求めたVthにより、目標とするドラム電位Vdとなるように電圧Vを印加するように制御する。ここでVd=V+Vthとなる。
(1)プロセススピードが変化した場合
図10はプロセススピードが300mm/secと速い場合、150mm/secと遅い場合の印加電圧と帯電電流の関係をプロットしたグラフである。プロセススピードが変わると帯電面積が変化し、帯電面積は電流と比例することから、プロセススピードが速いと帯電電流は増加し、プロセススピードが遅いと帯電電流は減少する。また、前提として前述したようにプロセススピードが変わっても放電開始電圧Vthは変化しないことから、放電安定開始電圧Vaもプロセススピードで変化しなければ理論上正しいといえる。プロセススピードを異ならせて、図8で示した検知方法を用いて放電安定開始電圧Vaと、Vaから放電開始電圧Vthを求めた。プロセススピード以外の条件は、感光体ドラムの膜厚は30μm、環境はL/L環境で共通とした。なお、本実施例において感光体ドラムの膜厚とは、CT層(電荷移動層)の厚さを指している。結果を表1に示す。Vaを用いて算出した放電開始電圧Vthは表面電位計を用いて実測した値とほぼ同じ値となっていた。また、プロセススピードによって放電安定開始電圧Vaは変化していなかった。
(2)感光体ドラムの膜厚が変化した場合
図11は感光体ドラムの膜厚が15μmと薄い場合、30μmと厚い場合の印加電圧と帯電電流の関係をプロットしたグラフである。感光体ドラムの膜厚が変わると感光体のインピーダンスが変化し、放電開始電圧Vthが変わる。つまり膜厚が薄いと帯電電流は増加してVthは低くなり、膜厚が厚いと帯電電流は減少してVthは高くなる。そこで、放電安定開始電圧Vaも放電開始電圧Vthと同じように電圧変化すると理論上正しいと言える。
(3)環境が変化した場合
図12は環境が高温高湿(H/H)、低温低湿(L/L)の場合の印加電圧と帯電電流の関係をプロットしたグラフである。環境が変わると帯電ローラのインピーダンスが変化し、放電開始電圧Vthが変わる。つまり高温高湿(H/H)環境だと帯電電流は増加してVthは低くなり、低温低湿(L/L)だと帯電電流は減少してVthは高くなる。そこで、放電安定開始電圧Vaも放電開始電圧Vthと同じように変化すると理論上正しいと言える。
そして、帯電電流の差分が増化から一定になる境界部分の電圧(放電安定開始電圧Va)を検出する。(S4、S5)
そして、Vaに基いて画像形成時に印加電圧Vdcを帯電ローラに印加する。(S6)具体的には、Vaに所定の電圧を加えて所望の感光ドラムの目標電位Vdとなるように印加電圧Vdcを設定する。本実施例において、補正値が70V、Va=−640V、Vth=−570V、Vd=−600Vであったとすれば、
│Vdc│=│Vd│+│Vth│=│Vd│+(│Va│−70(V))
の関係式から、画像形成時に帯電ローラには−1170Vの電圧を印加すればよいことになる。
2 帯電部材
3 電源部
4 レーザビームスキャナ
5 現像器
6 転写ローラ
7 ガイド
8 定着器
9 クリーニングブレード
10 CPU
11 前露光部
12 電流検知回路
L レーザビーム
P 転写材
Claims (4)
- 静電潜像を担持する像担持体と、
前記像担持体に当接して直流電圧を印加され前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材に流れる直流電流を検出する電流検出部と、
前記帯電部材に印加される電圧を制御する制御部とを備える画像形成装置であって、
非画像形成中に、前記直流電圧の変化に対する前記直流電流の変化の変化量が所定の値以下となるまで複数の直流電圧が印加され、前記複数の直流電圧を印加された時に、前記電流検出部はそれぞれの直流電流を検出し、
前記制御部は、前記電流検出部の検出結果に応じて画像形成時に帯電部材に印加される直流電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記直流電圧の変化に対する前記直流電流の変化の変化量が所定の値以下となる領域の、直流電流の値に応じて画像形成時に印加される電圧を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記直流電圧の変化に対する前記直流電流の変化の変化量が所定の値より大きい状態から所定の値以下となった時の直流電圧を境界電圧として、
前記画像形成時に印加される電圧は、前記境界電圧に基準電圧を上乗せした電圧であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記直流電圧の変化に対する前記直流電流の変化の変化量が所定の値より大きい状態から所定の値以下となった時の直流電圧を境界電圧として、
非画像形成時に前記帯電部材に異なる複数の直流電圧を印加する時は、小さい電圧から大きい電圧へと段階的に印加していき、前記境界電圧が算出された時点で直流電圧の印加を終了することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
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