JP5114345B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.
従来、電子写真式プリンタ等の画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラムを帯電部材としての帯電ローラによって帯電し、露光部が静電潜像を前記感光体ドラムに書き込み、現像剤担持体としての現像ローラと、該現像ローラに現像剤としてのトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラと、前記現像ローラ上にトナーの薄層を形成する層形成部材としての規制ブレードとを備える現像装置によって前記感光体ドラムの静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写部材としての転写ローラによって用紙上に転写する。また、転写後に感光体ドラム上に残留したトナーは、ゴム板から成るクリーニングブレードによって回収される。なお、トナー像が転写された用紙は、定着装置を通過することによって前記トナー像が定着された後に、画像形成装置の本体から排出される。 Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic printer, a photosensitive drum as an image carrier is charged by a charging roller as a charging member, an exposure unit writes an electrostatic latent image on the photosensitive drum, and a developer. A developing roller as a carrier, a toner supplying roller as a developer supplying member that supplies toner as a developer to the developing roller, and a regulating blade as a layer forming member that forms a thin layer of toner on the developing roller The electrostatic latent image on the photosensitive drum is developed by a developing device that includes a toner image to form a toner image, and the toner image is transferred onto a sheet by a transfer roller as a transfer member. The toner remaining on the photosensitive drum after the transfer is collected by a cleaning blade made of a rubber plate. The sheet on which the toner image has been transferred passes through the fixing device and is fixed by the toner image, and then is discharged from the main body of the image forming apparatus.
このような画像形成装置に配設される現像ローラ、トナー供給ローラ、転写ローラ及び帯電ローラとしては、導電性シャフトの周囲に、少なくとも導電性ゴム弾性層を設けた導電性ローラが用いられる。これらの導電性ローラには、独立又は共通の電源が接続され、正又は負の電圧が印加される。 As the developing roller, toner supply roller, transfer roller, and charging roller disposed in such an image forming apparatus, a conductive roller having at least a conductive rubber elastic layer around a conductive shaft is used. An independent or common power source is connected to these conductive rollers, and a positive or negative voltage is applied.
ところで、前記画像形成装置においては、環境条件によって、前記現像ローラやトナー供給ローラの導電性又はトナー自身の帯電特性が変化するため、前記現像ローラ上のトナーの帯電量や付着量が変化する。これにより、例えば、LL環境と呼ばれる低温低湿環境では、トナーの帯電量や付着量が高くなるため、非露光部へのトナー付着(以下、「汚れ」と呼ぶ)が発生してしまう。また、例えば、HH環境と呼ばれる高温多湿環境では、逆にトナーの帯電量が下がり現像ローラへの付着量が低下するため、トナー濃度の低下やかすれなどが発生してしまう。 By the way, in the image forming apparatus, since the conductivity of the developing roller and the toner supply roller or the charging characteristics of the toner itself changes depending on the environmental conditions, the charge amount and the adhesion amount of the toner on the developing roller change. As a result, for example, in a low temperature and low humidity environment called LL environment, the toner charge amount and adhesion amount increase, and toner adhesion (hereinafter referred to as “dirt”) occurs on the non-exposed portion. Further, for example, in a high-temperature and high-humidity environment called an HH environment, the toner charge amount decreases and the adhesion amount to the developing roller decreases, resulting in a decrease in toner density or fading.
そのため、電流測定部を配設し、該電流測定部によって測定した現像ローラに流れる電流(以下、「DB電流」と呼ぶ)の電流値に基づいてトナーの帯電量及び付着量を推定し、現像ローラに印加する電圧を決定する画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この場合、測定されたDB電流の電流値が所定値以下のときは、電流値に応じて印刷前のウォーミングアップ動作を延長するようになっている。
しかしながら、前記従来の画像形成装置においては、ウォーミングアップ動作の時間を制御したり、トナーの帯電量に基づいて現像ローラに印加する電圧を決定したりしても、画像形成装置が使用される環境条件によっては、画像の質が低下してしまうことがある。例えば、LL環境では、汚れが発生してしまうことがある。また、例えば、HH環境では用紙の裏面に汚れが発生してしまうことがある。 However, in the conventional image forming apparatus, the environmental conditions under which the image forming apparatus is used even if the warm-up operation time is controlled or the voltage to be applied to the developing roller is determined based on the charge amount of the toner. Depending on the case, the quality of the image may deteriorate. For example, dirt may occur in the LL environment. Further, for example, in the HH environment, the back surface of the paper may be stained.
本発明は、前記従来の画像形成装置の問題点を解決して、現像剤担持体に流れる電流値及び環境に応じて現像剤供給部材及び層形成部材に印加する電圧を決定することによって、現像剤供給部材及び層形成部材に適正な電圧を印加することができ、画像形成動作を繰り返しても過剰帯電による汚れが発生することがなく、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional image forming apparatus and determines the voltage applied to the developer supply member and the layer forming member according to the value of the current flowing through the developer carrying member and the environment. An image forming apparatus capable of applying an appropriate voltage to the agent supply member and the layer forming member and capable of forming a high-quality image without causing contamination due to excessive charging even when the image forming operation is repeated. The purpose is to provide.
そのために、本発明の画像形成装置においては、表面が帯電可能な像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成する露光部と、現像剤によって前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体上の現像剤を薄層に形成する層形成部材と、前記現像剤担持体に流れる電流値を測定する電流測定部と、環境を検出する環境検出部と、前記電流測定部が測定した電流値及び前記環境検出部が検出した環境に応じて、前記現像剤供給部材及び層形成部材に印加する電圧を決定する電圧補正条件決定部とを有する。 Therefore, in the image forming apparatus of the present invention, an image carrier that can be charged on the surface, an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the image carrier, and development that develops the electrostatic latent image using a developer. A developer carrier, a developer supply member that supplies the developer to the developer carrier, a layer forming member that forms the developer on the developer carrier into a thin layer, and a current that flows through the developer carrier. A current measuring unit for measuring a value; an environment detecting unit for detecting an environment; a current value measured by the current measuring unit and an environment detected by the environment detecting unit; A voltage correction condition determination unit that determines a voltage to be applied.
本発明によれば、画像形成装置は、現像剤担持体に流れる電流値及び環境に応じて現像剤供給部材及び層形成部材に印加する電圧を決定する。これにより、現像剤供給部材及び層形成部材に適正な電圧を印加することができ、画像形成動作を繰り返しても過剰帯電による汚れが発生することがなく、高品質の画像を形成することができる。 According to the present invention, the image forming apparatus determines the voltage to be applied to the developer supply member and the layer forming member according to the current value flowing through the developer carrying member and the environment. As a result, an appropriate voltage can be applied to the developer supply member and the layer forming member, and even when the image forming operation is repeated, contamination due to excessive charging does not occur, and a high-quality image can be formed. .
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は本発明の第1の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図において、10は本実施の形態における画像形成装置であり、例えば、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、プリンタ、ファクシミリ機及び複写機の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類のものであってもよい。ここでは、前記画像形成装置10が、電子写真方式によって画像を形成する電子写真式プリンタであるものとして説明する。なお、前記画像形成装置10は、カラー画像を形成する装置であってもよいが、モノクロ画像を形成する装置であるものとする。
In the figure,
ここで、21は、印刷媒体としての用紙であり、例えば、印刷用紙、OHP(Over Head Projector)シート等である。前記画像形成装置10の内部には、露光部としてのLED(Light Emitting Diode)ヘッド13を備える画像形成ユニット部24、及び、定着器としての定着ユニット25が用紙21の搬送路に沿って配設されている。
Here,
そして、用紙カセット等から成る用紙トレイ部26内に積層されてセットされた用紙21は、給紙ローラとしてのホッピングローラ27によって1枚ずつ分離された状態で給紙され、用紙21の搬送路に配設されたレジストローラ31に送り込まれる。
Then, the
続いて、用紙21は、レジストローラ31によって所定のタイミングで送り出され、搬送路に沿って搬送される途中で、画像形成ユニット部24と転写部材としての転写ローラ22とを備える画像形成部へ搬送され、トナー像が転写される。
Subsequently, the
そして、用紙21が定着ユニット25に送り込まれると、該定着ユニット25によって定着プロセスが行われ、加熱及び加圧され、トナー像が用紙21上に定着される。続いて、トナー像が定着された用紙21は、搬送ローラ34及び排出ローラ33によって排出され、画像形成装置10の上部におけるスタッカに収容される。
When the
次に、前記画像形成ユニット部24の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図1は本発明の第1の実施の形態における画像形成ユニット部の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming unit section according to the first embodiment of the present invention.
図に示されるように、画像形成ユニット部24は、回転可能に配設された像担持体としての感光体ドラム11、該感光体ドラム11に対向させて配設された回転可能な現像剤担持体としての現像ローラ14、該現像ローラ14に現像剤としてのトナー16を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ15、前記現像ローラ14上にトナー16の薄層を形成する層形成部材としての規制ブレード17、前記感光体ドラム11を帯電させる帯電部材としての帯電ローラ12、及び、前記感光体ドラム11上のかぶりトナー、転写後の残留トナー等を回収するためのゴム板から成るクリーニングブレード23を有する。なお、前記現像ローラ14、トナー供給ローラ15及び規制ブレード17は、現像装置の一部である。
As shown in the drawing, the
そして、感光体ドラム11の表面を帯電ローラ12によって帯電し、LEDヘッド13から照射される光で露光することにより、前記感光体ドラム11の表面に静電潜像を形成する。続いて、前記現像ローラ14、トナー供給ローラ15及び規制ブレード17を含む現像装置によって前記静電潜像を現像することにより、前記感光体ドラム11の表面にトナー像を形成する。そして、該トナー像は、転写ローラ22によって感光体ドラム11の表面から用紙21上に転写される。なお、転写後、感光体ドラム11上に残留したトナー16は、クリーニングブレード23で回収される。
Then, the surface of the photosensitive drum 11 is charged by the
ここで、前記帯電ローラ12、現像ローラ14、トナー供給ローラ15及び転写ローラ22は、導電性シャフトの周囲に、少なくとも導電性ゴム弾性層を設けた導電性ローラである。そして、前記帯電ローラ12、現像ローラ14、トナー供給ローラ15及び転写ローラ22には、独立又は共通の電源が接続され、正又は負の電圧が印加される。
Here, the
なお、本実施の形態において、現像ローラ14は、専用の高圧電源46に接続され、前記現像ローラ14に流れるDB電流は、電流検出部としての電流測定部47によって測定される。また、帯電ローラ12、トナー供給ローラ15、規制ブレード17及び転写ローラ22にも、それぞれ専用の電源が接続され、前記電流測定部47の測定結果に応じて適当な電圧が印加されている。
In the present embodiment, the developing
次に、前記画像形成装置10の制御系の構成について説明する。
Next, the configuration of the control system of the
図3は本発明の第1の実施の形態における画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control system of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図において、40は、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、インターフェイス等を備える制御部であり、USB(Universal Serial Bus)ケーブル等のケーブルやLAN(Local Area Network)等のネットワークを介して接続された上位装置34から印刷データ及び制御コマンドを受信し、画像形成装置10の全体の動作を制御して印刷動作を行わせる。
In the figure, a
そして、制御部40には、画像形成装置10の環境を検出する環境検出部35、制御条件を記憶する主記憶部41、LEDヘッド13を制御する露光制御部42、感光体ドラム11等を駆動するモータ44を制御するモータ制御部43、画像形成装置10の各部材へ電圧を印加する高圧電源46を制御する高圧電源制御部45、及び、電流測定部47が接続されている。なお、前記主記憶部41は、トナー供給ローラ15及び規制ブレード17に印加する電圧を決定する電圧補正条件決定部としての電圧条件決定部41aを備える。
The
次に、前記電流測定部47の構成について詳細に説明する。
Next, the configuration of the
図4は本発明の第1の実施の形態における電流測定部の構成を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the current measurement unit in the first embodiment of the present invention.
図に示されるように、電流測定部47は、増幅回路U1、反転増幅回路U2及びA/D(アナログ/デジタル)変換部48を備える。
As shown in the figure, the
そして、DB電流が流れる現像ローラ14と高圧電源46との間の導電経路の途中に基準抵抗R0(例えば、10K〔Ω〕)を接続し、該基準抵抗R0の両端の電圧を高インピーダンスの増幅回路U1によって差動増幅する。さらに、該増幅回路U1の出力電圧を反転増幅回路U2によって反転増幅する。そして、該反転増幅回路U2の出力電圧をA/D変換部48によってデジタル変換し、制御部40へ送出する。
A reference resistor R0 (for example, 10K [Ω]) is connected in the middle of the conductive path between the developing
図に示される例においては、例えば、1〔μA〕のDB電流が流れた場合、R0の両端の電圧は10〔mV〕となり、増幅回路U1によって2倍に増幅され、反転増幅回路U2によって10倍に増幅される。その結果、反転増幅回路U2の出力電圧は、200〔mV〕となる。 In the example shown in the figure, for example, when a DB current of 1 [μA] flows, the voltage at both ends of R0 becomes 10 [mV] and is amplified twice by the amplifier circuit U1 and 10 by the inverting amplifier circuit U2. Amplified twice. As a result, the output voltage of the inverting amplifier circuit U2 is 200 [mV].
次に、DB電流の測定方法について説明する。まず、DB電流を測定するタイミングについて説明する。 Next, a method for measuring the DB current will be described. First, the timing for measuring the DB current will be described.
図5は本発明の第1の実施の形態におけるDB電流を測定するタイミングを示すタイムチャートである。 FIG. 5 is a time chart showing the timing for measuring the DB current in the first embodiment of the present invention.
本実施の形態において、DB電流は、印刷前動作中にLEDヘッド13を全面露光させてベタ印刷を行うときに測定される。すなわち、ベタ印刷を行うときに、現像ローラ14に流れるDB電流を電流測定部47が測定する。なお、図において、タイミングT1は図1における点aの位置に対応し、タイミングT2は図1における点bの位置に対応する。
In the present embodiment, the DB current is measured when solid printing is performed by exposing the entire surface of the
ここで、DB電流をベタ印刷を行うときに測定する理由は、DB電流が帯電したトナー16の移動に伴う電荷の移動で決まるからである。例えば、白紙を印刷する場合のようにトナー16の移動がない場合、DB電流は非常に小さい。一方、ベタ印刷の場合は、多量のトナー16が感光体ドラム11へ移動するので、大きなDB電流が流れる。つまり、ベタ印刷を行うときにDB電流を測定することによって、DB電流の測定精度が上がり、トナー16の帯電量や絶対量を高い精度で推定することが可能となる。
Here, the reason why the DB current is measured when performing solid printing is that the DB current is determined by the movement of charges accompanying the movement of the charged
次に、現像ローラ14上のトナー16の電位とDB電流値との関係について説明する。
Next, the relationship between the potential of the
図6は本発明の第1の実施の形態における現像ローラ上のトナーの電位とDB電流値との関係を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the potential of the toner on the developing roller and the DB current value in the first embodiment of the present invention.
図において、横軸に示される現像剤担持体上の現像剤の電位、すなわち、現像ローラ14上のトナー16の電位は、現像ローラ14及びトナー供給ローラ15へ印加する電圧を変化させてトナー16の量を変え、表面電位計(Treck Mode 1344)を使用して測定した。
In the figure, the potential of the developer on the developer carrying member shown on the horizontal axis, that is, the potential of the
図に示されるように、現像ローラ14上のトナー16の電位が大きいほど、DB電流が多く流れることが分かる。これは、現像ローラ14上のトナー16の電位が、前記トナー16の帯電量及び絶対量で決まるためである。
As shown in the figure, it can be seen that the larger the potential of the
また、現像ローラ14上のトナー16の電位は、画像形成装置10を使用する環境や使用された印刷条件などで変化する。周知のとおり、トナー16は摩擦帯電によって帯電するため、低湿環境下では帯電量が大きくなり、多湿環境下では小さくなるからである。また、トナー16は帯電量が高いと現像ローラ14との鏡像力が大きくなり、トナー層の厚さが規制ブレード17によって規制されづらくなり、トナー供給ローラ15によるトナー16の掻(か)き取り力も小さくなるため、現像ローラ14上のトナー16の絶対量が多くなる。
Further, the potential of the
「背景技術」の項で説明したような従来の画像形成装置では、トナーの電位変化を環境センサで測定し、画像形成装置の各部材に印加する電圧をあらかじめ設定した補正電圧によって補正し、トナーの帯電量や付着量を調整するようになっている。また、環境センサを備えていない画像形成装置では、DB電流によってトナーの電位を予測し、該トナーの電位が所定値になるように各部材に印加する電圧を補正するようになっている。 In the conventional image forming apparatus as described in “Background Art”, the toner potential change is measured by an environmental sensor, and the voltage applied to each member of the image forming apparatus is corrected by a preset correction voltage. The amount of charge and the amount of adhesion are adjusted. Further, in an image forming apparatus that does not include an environmental sensor, the potential of toner is predicted by a DB current, and the voltage applied to each member is corrected so that the potential of the toner becomes a predetermined value.
しかしながら、トナーの電位変化を環境センサで測定する従来の画像形成装置の場合、実際のトナーの帯電量や付着量は測定しないので、例えば、HH環境と呼ばれる高温多湿環境下における長期間に亘(わた)る不使用での放置や、トナーの使用劣化などによってトナーの帯電性が変化したときには、最適な電圧を印加するのは困難であった。 However, in the case of the conventional image forming apparatus that measures the potential change of the toner with an environmental sensor, the actual charge amount and adhesion amount of the toner are not measured. For example, for a long period of time in a high temperature and high humidity environment called HH environment ( It is difficult to apply an optimum voltage when the chargeability of the toner changes due to leaving it unused or when the toner is deteriorated.
また、環境センサを備えていない従来の画像形成装置の場合、DB電流を検出することによってそのときのトナーの電位を推定することができるが、使用環境によってDB電流が変化したのか、あるいは、使用されたことで受けるトナーのダメージによってDB電流が変化したのかを判別することができない。特に、使用環境が変化することによって現像ローラ及びトナー供給ローラの導電性も変化するので、最適なDB電流値は異なる。そのため、DB電流を一定にするような補正では、過剰な電圧印加又は印加電圧不足によって、安定した画像を得ることができなかった。 Further, in the case of a conventional image forming apparatus that does not include an environmental sensor, the potential of the toner at that time can be estimated by detecting the DB current. As a result, it is impossible to determine whether the DB current has changed due to damage to the received toner. In particular, since the conductivity of the developing roller and the toner supply roller changes as the usage environment changes, the optimum DB current value differs. For this reason, in such a correction that makes the DB current constant, a stable image cannot be obtained due to excessive voltage application or insufficient applied voltage.
次に、画像形成装置10を使用する環境を数値化した環境検出値とDB電流値との関係について説明する。
Next, the relationship between the environment detection value obtained by quantifying the environment in which the
図7は本発明の第1の実施の形態における環境検出値とDB電流値との関係を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the environment detection value and the DB current value in the first embodiment of the present invention.
図において横軸に示される環境検出値は、画像形成装置10に環境センサを配設し、該環境センサによって画像形成装置10の使用環境の温度及び湿度を測定し、次の式(1)及び(2)に従って算出した値である。
絶対水蒸気量 =(飽和水蒸気量)*(湿度/100)
=(0.0225*(温度)*(温度)+0.1568*(温度)+
5.2058)*(湿度/100)・・・式(1)
環境検出値 = −0.0001*(絶対水蒸気量)*(絶対水蒸気量)*
(絶対水蒸気量)+0.0142*(絶対水蒸気量)*
(絶対水蒸気量)−0.6249*(絶対水蒸気量)+8.9869 ・・・式(2)
ただし、環境検出値の値は、1以上8以下の範囲内にあるものとし、前記式(2)によって算出された数値が1未満の場合は環境検出値の値を1とし、8を超えた場合は環境検出値の値を8とする。また、環境検出値の値は整数であるものとし、前記式(2)によって算出された数値が小数点以下の数値を備えるときは、小数点以下を切り捨てる。例えば、前記式(2)によって算出された数値が4以上かつ5未満のときは環境検出値=4とする。
The environment detection values shown on the horizontal axis in the figure are obtained by arranging an environment sensor in the
Absolute water vapor volume = (saturated water vapor volume) * (humidity / 100)
= (0.0225 * (temperature) * (temperature) + 0.1568 * (temperature) +
5.2058) * (humidity / 100) (1)
Environmental detection value = -0.0001 * (Absolute water vapor) * (Absolute water vapor) *
(Absolute water vapor) + 0.0142 * (Absolute water vapor) *
(Absolute water vapor amount) −0.6249 * (Absolute water vapor amount) +8.9869 Expression (2)
However, the value of the environmental detection value is in the range of 1 to 8, and when the numerical value calculated by the above equation (2) is less than 1, the value of the environmental detection value is 1 and exceeds 8. In this case, the value of the environment detection value is 8. Further, the value of the environment detection value is assumed to be an integer, and when the numerical value calculated by the equation (2) includes a numerical value after the decimal point, the decimal point is rounded down. For example, when the numerical value calculated by the equation (2) is 4 or more and less than 5, the environment detection value = 4.
図に示されるように、環境検出値が小さいほど、湿度が高くなるのでトナー16の帯電量が低下し、DB電流は小さくなることが分かる。逆に、環境検出値が大きいほど、湿度が低くなるのでトナー16の帯電量が増加し、DB電流が大きくなることが分かる。このように、環境によってトナー16の帯電特性が大きく異なるので、環境によらず、DB電流を一定にするのは困難である。
As shown in the figure, it can be seen that the smaller the environment detection value is, the higher the humidity is, so that the charge amount of the
そこで、本実施の形態においては、各環境で安定した画質の画像を形成可能なDB電流値(以下、「基準電流値」と言う)をあらかじめ求めておき、測定した画像形成装置10の使用環境の温度及び湿度から算出された環境検出値によって定められる基準電流値、及び、実際に測定したDB電流値に応じて、トナー供給ローラ15、規制ブレード17等に印加する電圧を補正するようになっている。
Therefore, in the present embodiment, a DB current value (hereinafter referred to as “reference current value”) capable of forming an image with stable image quality in each environment is obtained in advance, and the measured use environment of the
次に、トナー供給ローラ15に印加する電圧値を補正するために使用される供給電圧補正テーブルについて説明する。
Next, a supply voltage correction table used for correcting the voltage value applied to the
図8は本発明の第1の実施の形態におけるトナー供給ローラに印加する電圧値を補正するための供給電圧補正テーブルの例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing an example of a supply voltage correction table for correcting the voltage value applied to the toner supply roller in the first embodiment of the present invention.
図に示されるように、供給電圧補正テーブルは、あらかじめ実験によって求められた基準電流値よりも測定したDB電流値が小さいほど、また、環境が多湿環境になるほど、絶対値が大きな補正電圧が印加されるように設定されている。 As shown in the figure, the supply voltage correction table applies a correction voltage having a larger absolute value as the DB current value measured from the reference current value obtained in advance by experiment is smaller or the environment becomes humid. Is set to be.
なお、DB電流の絶対値はX1 <X2 ・・・<X21の順番となっている。 The absolute value of the DB current has become the order of X 1 <X 2 ··· <X 21.
X3 ≦DB電流<X4 で5≦E<6である場合、トナー供給ローラ15に印加される電圧は、基準となる電圧に−50〔V〕が加算される電圧へ補正される。
When X 3 ≦ DB current <X 4 and 5 ≦ E <6, the voltage applied to the
例えば、基準となる電圧が−300〔V〕である場合、トナー供給ローラ15に印加される電圧は、−350〔V〕へと補正される。
For example, when the reference voltage is −300 [V], the voltage applied to the
一方、X18≦DB電流<X19で2≦E<3である場合、トナー供給ローラ15に印加される電圧は、基準となる電圧に150〔V〕が加算される電圧へ補正される。
On the other hand, when X 18 ≦ DB current <X 19 and 2 ≦ E <3, the voltage applied to the
例えば、基準となる電圧が−300〔V〕である場合、トナー供給ローラ15に印加される電圧は、−150〔V〕へと補正される。
For example, when the reference voltage is −300 [V], the voltage applied to the
これは、多湿環境では、トナー16の帯電能力が低下するので、より大きな電圧を印加しないと高品質な画像を得ることができず、また、低湿環境では、トナー16の帯電能力が上がるので、小さな電圧変化でトナー16の帯電量は変化するからである。
This is because the charging ability of the
図に示される供給電圧補正テーブルにおいて、網掛けで表示された範囲は、各環境で良好な画像を得ることができるDB電流の範囲であり、この範囲におけるDB電流の平均値を基準電流値として設定した。なお、基準電流値を前記範囲におけるDB電流の上限値又は下限値に設定することもできる。 In the supply voltage correction table shown in the figure, the shaded range is a DB current range in which a good image can be obtained in each environment, and an average value of the DB current in this range is used as a reference current value. Set. The reference current value can also be set to the upper limit value or the lower limit value of the DB current in the above range.
また、本実施の形態においては、トナー供給ローラ15及び規制ブレード17に同じ電源から同じ電圧が印加されるように接続されている。
In this embodiment, the
なお、本実施の形態では、トナー供給ローラ15に印加する電圧を補正する例を示しているが、現像ローラ14、帯電ローラ12、転写ローラ22等に印加する電圧を補正してよいことは言うまでもない。
In this embodiment, the voltage applied to the
次に、前記構成の画像形成装置10の動作について説明する。
Next, the operation of the
図9は本発明の第1の実施の形態における画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
まず、上位装置34から印刷命令を受信すると、画像形成装置10は動作を開始する。制御部40は、モータ回転開始及び高圧印加開始を行い、モータ制御部43にモータ44の回転を開始させるとともに、高圧電源制御部45に高圧電源46から画像形成装置10の各部材への電圧印加を開始させる。
First, when a print command is received from the
続いて、制御部40は、環境検出部35に環境測定を行わせる。環境検出部35は、環境センサによって画像形成装置10の使用環境の温度及び湿度を測定し、環境検出値を算出して主記憶部41に記憶させる。
Subsequently, the
続いて、制御部40は、全面露光開始及びDB電流測定を行う。この場合、露光制御部42にLEDヘッド13を全面露光させてベタ印刷を行わせ、電流測定部47にDB電流値の測定を行わせる。
Subsequently, the
続いて、電圧条件決定部41aは、現像剤供給部材電圧補正テーブルより補正値を取得する。すなわち、図8に示される供給電圧補正テーブルから、主記憶部41に記憶させた環境検出値と測定したDB電流値とで決定されるトナー供給ローラ15の補正値を取得し、トナー供給ローラ15及び規制ブレード17に印加する電圧値を決定する。
Subsequently, the voltage
続いて、制御部40は、印刷動作を開始させ、トナー供給ローラ15及び規制ブレード17に補正した電圧を印加する。そして、画像形成装置10は一連の印刷動作を行った後、処理を終了する。
Subsequently, the
なお、DB電流値の測定は、ベタ印刷を伴うので、印刷ジョブ毎に実施することは好ましくない。なぜなら、印刷ジョブ毎にベタ印刷を行うと、トナー16の消費量が多くなるので、保証された枚数の用紙21に印刷をすることができなくなったり、転写残トナー等を回収しきれなくなったりしてしまう。さらに、スループットが低下する問題もある。そこで、本実施の形態では、使用されずに長期間放置された後(例えば、6時間経過後)、電源がONされた直後、前回のDB電流値の測定からの印刷枚数が100枚を超えた後、トナーカートリッジを交換した後等に実施するのが好ましい。
Note that the measurement of the DB current value involves solid printing, so it is not preferable to perform it for each print job. This is because, if solid printing is performed for each print job, the amount of
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS1 制御部40は、モータ回転開始及び高圧印加開始を行う。
ステップS2 制御部40は、環境検出部35に環境測定を行わせる。
ステップS3 制御部40は、全面露光開始及びDB電流測定を行う。
ステップS4 電圧条件決定部41aは、現像剤供給部材電圧補正テーブルより補正値を取得する。
ステップS5 制御部40は、印刷動作を開始させ、トナー供給ローラ15及び規制ブレード17に補正した電圧を印加する。
ステップS6 画像形成装置10は一連の印刷動作を行った後、処理を終了する。
Next, a flowchart will be described.
Step S1 The
Step S2 The
Step S3 The
Step S4: The voltage
Step S <b> 5 The
Step S6 The
このように、本実施の形態においては、測定した環境検出値及びDB電流値に応じて、トナー供給ローラ15及び規制ブレード17に印加する電圧値を補正することができるので、印刷動作を繰り返しても、過剰帯電による汚れが発生することがなく、高品質の画像を安定的に形成することができる。
As described above, in this embodiment, the voltage value applied to the
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第1の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted by providing the same code | symbol. The description of the same operation and the same effect as those of the first embodiment is also omitted.
図10は本発明の第2の実施の形態における画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the control system of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
本実施の形態における画像形成装置10の主記憶部41は、図に示されるように、電圧条件決定部41aに加えて、現像ローラ14の空転動作条件を決定する空転動作条件決定部41bと、感光体ドラム11の回転数をカウントするドラムカウンタ41cとを備える。なお、その他の点の構成については、前記第1の実施の形態と同様なので、説明を省略する。
As shown in the figure, the
次に、現像ローラ14の空転動作条件を決定するために使用される空転動作テーブルについて説明する。
Next, the idling operation table used for determining the idling operation condition of the developing
図11は本発明の第2の実施の形態における空転動作条件を決定するための空転動作テーブルの例を示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing an example of an idle operation table for determining an idle operation condition in the second embodiment of the present invention.
本実施の形態においては、DB電流値が基準電流値より小さいときに、あらかじめ予備動作を行うことによって、トナー16の帯電量を増加させて正規の状態に近付けた後、再度電圧補正を行って、印刷動作を開始するようになっている。
In this embodiment, when the DB current value is smaller than the reference current value, a preliminary operation is performed in advance to increase the charge amount of the
「背景技術」の項で説明したような従来の画像形成装置でも、このような予備動作を行うことがある。しかしながら、本発明の発明者は、環境検出値及びDB電流値に応じて予備動作の条件を決定する新規な方法を見出したものである。この方法により、非常に効率的に予備動作の条件を決定することができる。 Even a conventional image forming apparatus as described in the “Background Art” section may perform such a preliminary operation. However, the inventor of the present invention has found a novel method for determining the conditions for the preliminary operation according to the environment detection value and the DB current value. By this method, the conditions for the preliminary operation can be determined very efficiently.
なお、本実施の形態においては、現像ローラ22と感光体ドラム11とが互いに連結されて同時に回転することを前提として、感光体ドラム11の空転動作条件を決定することによって現像ローラ22の空転動作条件を決定する。また、該空転動作条件は、具体的には、回転数である。そもそも、印刷前にトナー16をあらかじめ帯電させることを目的とし、トナー16を摩擦帯電させるためには、現像ローラ22の回転が必要である。
In the present embodiment, the idling operation of the developing
「特許文献1」には、DB電流を測定して、予備動作条件を決定する方法が開示されている。しかし、この方法では、例えば、高温多湿環境下では基準電流値以上になるまでウォーミングアップとDB電流の測定とを繰り返さなければならず、トナーを多く消費してしまう。また、DB電流の測定回数を少なくするために、一回のウォーミングアップ時間を長くすると、逆に、低湿環境下ではトナーを過剰に帯電させ、汚れが発生してしまう。また、一定の電流値以下で予備動作を行うことがよいとされているが、一定の電流値の定義が明確でなく、環境による補正方法も開示されてない。 “Patent Document 1” discloses a method of determining a preliminary operation condition by measuring a DB current. However, in this method, for example, in a high-temperature and high-humidity environment, warm-up and DB current measurement must be repeated until the current value becomes equal to or higher than the reference current value, which consumes a large amount of toner. In addition, if the warm-up time is increased in order to reduce the number of times the DB current is measured, the toner is excessively charged in a low-humidity environment, resulting in contamination. Further, it is said that the preliminary operation is preferably performed at a constant current value or less, but the definition of the constant current value is not clear and a correction method according to the environment is not disclosed.
これに対し、本実施の形態においては、図に示されるような空転動作テーブルに従い、環境検出値及びDB電流値に応じて、感光体ドラム11の空転動作条件を決定する。そして、決定された空転動作条件に従って感光体ドラム11を空転させることによって現像ローラ14も回転させ、これにより、トナー16の帯電量をあらかじめ上昇させる、すなわち、予備帯電を行う。
In contrast, in the present embodiment, the idling operation condition of the photosensitive drum 11 is determined according to the environment detection value and the DB current value in accordance with the idling operation table as shown in the figure. Then, the developing
前記空転動作テーブルは、あらかじめ実験によって求めた基準電流値と測定したDB電流値との差が大きくなるほど、また、環境が高温環境になるほど、感光体ドラム11の回転数が多くなるように設定されている。逆に、基準電流値とDB電流値との差が小さくなるほど、また、環境が低湿環境になるぼど、感光体ドラム11の回転が少なくなるように設定されている。 The idling operation table is set so that the number of rotations of the photosensitive drum 11 increases as the difference between the reference current value obtained in advance by experiment and the measured DB current value increases, and as the environment becomes higher temperature. ing. On the contrary, the photosensitive drum 11 is set to rotate less as the difference between the reference current value and the DB current value becomes smaller and the environment becomes a low humidity environment.
次に、本実施の形態における予備帯電の動作タイミングについて説明する。 Next, the operation timing of preliminary charging in the present embodiment will be described.
図12は本発明の第2の実施の形態における予備帯電の動作タイミングを示すタイムチャートである。 FIG. 12 is a time chart showing the operation timing of the preliminary charging in the second embodiment of the present invention.
本実施の形態においては、タイミングT1からタイミングT2の間にLEDヘッド13を全面露光させてベタ印刷を行い、電流測定部47が1回目のDB電流の測定を行う。そして、空転動作条件決定部41bが図11に示されるような空転動作テーブルに従い、感光体ドラム11の空転動作条件を決定する。
In the present embodiment, the entire surface of the
続いて、タイミングT3からタイミングT4の間に空転動作を行い、空転動作条件として決定された回転数だけ感光体ドラム11を空転させる。これにより、トナー16の予備帯電が行われる。
Subsequently, the idling operation is performed between the timing T3 and the timing T4, and the photosensitive drum 11 is idly rotated by the number of rotations determined as the idling operation condition. Thereby, preliminary charging of the
続いて、タイミングT4からタイミングT5の間にLEDヘッド13を全面露光させてベタ印刷を行い、電流測定部47が2回目のDB電流の測定を行う。そして、電圧条件決定部41aが前記第1の実施の形態において説明した図8に示されるような供給電圧補正テーブルに従い、補正電圧を決定する。
Subsequently, during the timing T4 to the timing T5, the entire surface of the
続いて、タイミングT6からタイミングT7の間に、実際の印刷命令に従ってLEDヘッド13を露光させて通常印刷を行い、タイミングT8で一連の印刷動作を完了し、モータ44をOFFにし、各部材に印加する電圧をOFFにする。
Subsequently, during timing T6 to timing T7, the
次に、本実施の形態における画像形成装置10の動作について説明する。
Next, the operation of the
図13は本発明の第2の実施の形態における画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
まず、上位装置34から印刷命令を受信すると、画像形成装置10は動作を開始する。そして、制御部40は、環境検出部35に環境測定を行わせる。環境検出部35は、環境センサによって画像形成装置10の使用環境の温度及び湿度を測定し、環境検出値を算出して主記憶部41に記憶させる。
First, when a print command is received from the
続いて、制御部40は、モータ回転開始及び高圧印加開始を行い、モータ制御部43にモータ44の回転を開始させるとともに、高圧電源制御部45に高圧電源46から画像形成装置10の各部材への電圧印加を開始させる。
Subsequently, the
続いて、制御部40は、全面露光開始及びDB電流測定を行う。この場合、露光制御部42にLEDヘッド13を全面露光させてベタ印刷を行わせ、電流測定部47にDB電流値の測定を行わせる。
Subsequently, the
続いて、空転動作条件決定部41bは、空転動作テーブルより空転回転数Ddを取得する。すなわち、図11に示される空転動作テーブルから、感光体ドラム11を空転させる回転数である空転回転数Ddを取得する。また、感光体ドラム11の空転動作を開始させる直前の感光体ドラム11の回転数であるドラムカウントD0を取得する。 Subsequently, the idling operation condition determination unit 41b acquires the idling rotation speed Dd from the idling operation table. That is, the idling rotation speed Dd that is the rotation speed for idly rotating the photosensitive drum 11 is acquired from the idling operation table shown in FIG. Also, a drum count D0 that is the number of rotations of the photosensitive drum 11 immediately before starting the idling operation of the photosensitive drum 11 is acquired.
続いて、制御部40は、空転動作を開始させるとともに、高圧印加を開始させる。この場合、感光体ドラム11を空転させることによって現像ローラ14も回転させ、トナー16の帯電量をあらかじめ上昇させる。また、各部材に電圧を印加する。
Subsequently, the
続いて、制御部40は、感光体ドラム11が空転する回転数であるドラムカウントDcを取得する。そして、Dc−D0>Ddになるまで感光体ドラム11の空転を継続させる。
Subsequently, the
続いて、Dc−D0>Ddになると、再度、DB電流値の測定を行い、図8に示される供給電圧補正テーブルからトナー供給ローラ15の補正値を取得し、トナー供給ローラ15及び規制ブレード17に補正した電圧を印加して通常の印刷動作を行う。なお、Dc−D0>Ddになってから後の動作は、前記第1の実施の形態において説明したステップS1〜S6の動作と同様であるので、その説明を省略する。
Subsequently, when Dc−D0> Dd, the DB current value is measured again, the correction value of the
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS11 制御部40は、環境検出部35に環境測定を行わせる。
ステップS12 制御部40は、モータ回転開始及び高圧印加開始を行う。
ステップS13 制御部40は、全面露光開始及びDB電流測定を行う。
ステップS14 空転動作条件決定部41bは、空転動作テーブルより空転回転数Ddを取得する。
ステップS15 制御部40は、空転動作を開始させるとともに、高圧印加を開始させる。
ステップS16 制御部40は、ドラムカウントDcを取得する。
ステップS17 制御部40は、Dc−D0>Ddになるか否かを判別し、Dc−D0>Ddになる場合はステップS18に進み、Dc−D0>Ddにならない場合はステップS16に戻る。
ステップS18 制御部40は、モータ回転開始及び高圧印加開始を行う。
ステップS19 制御部40は、環境検出部35に環境測定を行わせる。
ステップS20 制御部40は、全面露光開始及びDB電流測定を行う。
ステップS21 電圧条件決定部41aは、現像剤供給部材電圧補正テーブルより補正値を取得する。
ステップS22 制御部40は、印刷動作を開始させ、トナー供給ローラ15及び規制ブレード17に補正した電圧を印加する。
ステップS23 画像形成装置10は一連の印刷動作を行った後、処理を終了する。
Next, a flowchart will be described.
Step S11 The
Step S12 The
Step S13: The
Step S14 The idling operation condition determination unit 41b acquires the idling rotation speed Dd from the idling operation table.
Step S15 The
Step S16 The
Step S17 The
Step S18 The
Step S19 The
Step S20 The
Step S21: The voltage
Step S <b> 22 The
Step S23 The
このように、本実施の形態においては、環境及びDB電流値に応じて印刷前の感光体ドラム11の空転動作条件を決定して、トナー16を予備帯電させることができるので、過剰な予備動作による汚れが発生することがない。
As described above, in the present exemplary embodiment, it is possible to preliminarily charge the
さらに、感光体ドラム11の空転動作によって、トナー16の帯電量を各環境で良好な画像が得られる帯電量まで上昇させ、最適な補正電圧を決定することができる。これにより、印刷中に補正電圧が大きすぎてトナー16の帯電量の上昇が大きくなり、画像品質の変化や汚れが発生するという問題を防止することができる。
Further, by the idling operation of the photosensitive drum 11, the charge amount of the
なお、本実施形態の変形例として、前記第1の実施の形態と本実施の形態とを組み合わせたものを使用することができる。つまり、前記変形例では、1回目のDB電流値の測定後、図11に示されるような空転動作テーブルに従って感光体ドラム11の空転数を決定し、同時に、図8に示されるような供給電圧補正テーブルに従ってトナー供給ローラ15に印加する電圧を決定する。そして、感光体ドラム11の空転動作を行うときにトナー供給ローラ15ヘ補正した電圧を印加し、その後、2回目のDB電流値の測定によって印刷時の印加電圧値を再度決定し、印刷動作を行う。
As a modification of the present embodiment, a combination of the first embodiment and the present embodiment can be used. That is, in the modified example, after the first DB current value is measured, the idling number of the photosensitive drum 11 is determined according to the idling operation table as shown in FIG. 11, and at the same time, the supply voltage as shown in FIG. The voltage to be applied to the
このような方法を採用することによって、感光体ドラム11の空転動作により効果的にトナー16を予備帯電させることが可能となるので、感光体ドラム11の空転数を少なくすることができ、スループットを低下させることなく、高品質の画像を安定的に形成することができる。
By adopting such a method, the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
10 画像形成装置
11 感光体ドラム
13 LEDヘッド
14 現像ローラ
15 トナー供給ローラ
16 トナー
17 規制ブレード
35 環境検出部
41a 電圧条件決定部
41b 空転動作条件決定部
47 電流測定部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
(b)該像担持体に静電潜像を形成する露光部と、
(c)現像剤によって前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、
(d)該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
(e)前記現像剤担持体上の現像剤を薄層に形成する層形成部材と、
(f)前記現像剤担持体に流れる電流値を測定する電流測定部と、
(g)環境を検出する環境検出部と、
(h)前記電流測定部が測定した電流値及び前記環境検出部が検出した環境に応じて、前記現像剤供給部材及び層形成部材に印加する電圧を決定する電圧補正条件決定部とを有することを特徴とする画像形成装置。 (A) an image carrier whose surface can be charged;
(B) an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the image carrier;
(C) a developer carrier that develops the electrostatic latent image with a developer;
(D) a developer supply member for supplying a developer to the developer carrying member;
(E) a layer forming member for forming the developer on the developer carrying member into a thin layer;
(F) a current measuring unit for measuring a current value flowing through the developer carrying member;
(G) an environment detection unit for detecting the environment;
(H) a voltage correction condition determining unit that determines a voltage to be applied to the developer supply member and the layer forming member according to the current value measured by the current measuring unit and the environment detected by the environment detecting unit. An image forming apparatus.
(b)該像担持体に静電潜像を形成する露光部と、
(c)現像剤によって前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、
(d)該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
(e)前記現像剤担持体上の現像剤を薄層に形成する層形成部材と、
(f)前記現像剤担持体に流れる電流値を測定する電流測定部と、
(g)環境を検出する環境検出部と、
(h)前記電流測定部が測定した電流値及び前記環境検出部が検出した環境に応じて、前記現像剤担持体の空転動作条件を決定する空転動作条件決定部とを有することを特徴とする画像形成装置。 (A) an image carrier whose surface can be charged;
(B) an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the image carrier;
(C) a developer carrier that develops the electrostatic latent image with a developer;
(D) a developer supply member for supplying a developer to the developer carrying member;
(E) a layer forming member for forming the developer on the developer carrying member into a thin layer;
(F) a current measuring unit for measuring a current value flowing through the developer carrying member;
(G) an environment detection unit for detecting the environment;
(H) An idle operation condition determining unit that determines an idle operation condition of the developer carrying member according to the current value measured by the current measurement unit and the environment detected by the environment detection unit. Image forming apparatus.
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