JP5538846B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1(a)に画像形成装置であるプリンタの構成を示す。感光ドラム101は静電潜像を担持する像担持体である。回転多面鏡103はスキャナモータ104によって回転する。レーザビーム105は光源としての半導体レーザ102から発射され、感光ドラム101上(像担持体上)を走査する。帯電ローラ106は感光ドラム101上を一様に帯電する。不図示の現像バイアス印加回路部(第二印加手段)により現像バイアスを印加された現像機107は、感光ドラム101上に形成された静電潜像をトナーにて現像する。なお、本実施例では、現像バイアスとして直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を不図示の現像ローラに印加することで静電潜像をトナーで現像する方式である。なお、現像方式としては感光ドラム101に現像ローラを接触させ、現像ローラに直流電圧を印加して現像する方式を採用することもできる。感光ドラム101、帯電ローラ106、現像機107は着脱可能なカートリッジ100を構成する。すなわち、感光ドラム101はカートリッジ100を着脱することで着脱可能となっている。転写ローラ108は現像機107にて現像されたトナー像を所定の記録媒体である記録用紙に転写する。定着ローラ109は記録用紙に転写されたトナーを熱にて融着する。カセット給紙ローラ110は1回転することにより、記録用紙のサイズを識別する機能を有するカセットから用紙を給紙し、搬送路に送り出す。手差し給紙ローラ111は記録用紙のサイズを識別する機能を有しない手差し給紙口から用紙を搬送路に送り込む。オプションカセット給紙ローラ112は着脱可能で記録用紙のサイズを識別する機能を有するカセットから用紙を搬送路に送り込む。封筒フィーダ給紙ローラ113は着脱可能で封筒のみ積載可能な封筒フィーダから用紙を1枚ずつ搬送路に送り込む。搬送ローラ114、115はカセットから給紙された用紙を搬送する。
図1(b)は画像形成装置を制御するための制御系の回路構成ブロック図である。プリンタコントローラ201は、不図示のホストコンピュータ等の外部機器から送られる画像コードデータをプリンタの印字に必要なビットデータに展開するとともに、プリンタ内部情報を読み取りそれを表示する。エンジン制御部202はプリンタエンジンの各部をプリンタコントローラ201の指示に従って動作を制御するとともに、プリンタコントローラ201へプリンタ内部情報を報知する。用紙搬送制御部203はエンジン制御部202の指示に従い、記録用紙搬送のためのモータ、ローラ等の駆動/停止を行う。高圧制御部204は帯電、現像、転写等各工程における各高電圧の出力制御をエンジン制御部202の指示に従って行う。光学系制御部205はスキャナモータ104の駆動/停止、レーザビーム105の点灯をエンジン制御部202の指示に従って制御する。センサ入力部206は各種センサによる検出結果をエンジン制御部202に入力する。定着温度制御部207は定着器の温度をエンジン制御部202の指定した温度に調節する。
図2(a)に本実施例の画像形成装置の要部概略図を示し、図1と同じ構成には同じ符号を付す。本実施例の画像形成装置は、前露光用光源1205と、帯電バイアス印加回路部301(第一印加手段)、カートリッジメモリ1208を有する。カートリッジメモリ1208には、例えば、カートリッジが画像形成装置に新規に装着されるものであるか否かの情報が記憶される。エンジン制御部202は、カートリッジメモリ1208に記憶された情報に基づき新規のカートリッジが画像形成装置に装着されたと判断された時点から後述する一連の制御を開始する。
図2(b)に本実施例の帯電バイアス印加回路部301の概略構成を示す。電圧設定回路部302はPWM信号に応じてバイアス値を変えることができる。トランス駆動回路部303は高電圧を生成する高圧トランス部304を駆動する。フィードバック回路部306は、フィードバック抵抗R61を介して出力電圧Voutをモニタし、PWM信号の設定に応じた出力電圧値になるように設けられる。電流検出回路部305は、帯電体(又は帯電部材等の負荷)に流れる電流値I62とフィードバック回路部306から流れる電流値I61を加算した電流値I63を検出抵抗R63で検出して、J501からアナログ値としてエンジン制御部202に伝送する。
I61=(Vref−Vpwm)/R64−Vpwm/R65
Vout=I61×R61+Vpwm≒I61×R61
前露光を行うDC帯電の系においては、プリントごとに前露光部としてのLED等の発光部からの光を感光ドラム101にあてると、光の影響で感光ドラム101上にドラムメモリ(残留電荷)が生じる。このため、ドラムメモリ部の電位の状態により、図3(b)に示すようにドラム電圧の基準電位がずれてしまう。その結果、図4(a−1)に示すドラムメモリがない場合に比べて図4(a−2)に示すように例えば−100Vのドラムメモリがある場合には、電位の設定がアンバランスとなり、濃度ムラ、かぶり、トナー飛散といった画像不良が生じる可能性がある。この場合、ドラム電圧の基準電位がずれた分、すなわちドラムメモリ電位分の値を補正する必要がある。なお、VLは明部電位、Vdは暗部電位(帯電電位)、Vdcは現像バイアスの直流電圧である。そこで、帯電バイアス印加回路部301を用いて、カートリッジを新規に装着したとき(カートリッジ初期時、新品時)の、感光ドラム101上にドラムメモリが生じる前の初期放電開始電圧を検出し、カートリッジメモリ1208に記録する。その後、プリントごとに帯電バイアス印加回路部301を用いて感光ドラム101上の光メモリが生じたときの放電開始電圧を検知し、初期放電開始電圧との差分により感光ドラム101上の光メモリを算出する。図4(b)はドラム電位がない場合とドラム電位がある場合とで放電開始電圧にずれが生じることを説明する図である。ここで、曲線〔2〕は、感光ドラム101の使用初期に感光ドラム101に流れる電流の曲線を示す。曲線〔2〕´は感光ドラム101が使用により劣化して、感光ドラム上にドラムメモリ(残留電荷)が生じた状態における、感光ドラム101に流れる電流の曲線を示す。そこで、初期放電開始電圧と放電開始電圧との差分を算出し、その算出値に基づき、帯電体に印加する電圧、現像スリーブに印加する電圧を補正するといった制御が必要となる。
本実施例のフローチャートを図5に示す。エンジン制御部202は、ステップS300(以下S300のように記す)で電源ON又はプリントコマンドを受信する。エンジン制御部202は、S301でカートリッジ(CRGと図示する)が新規に装着されたか否か(すなわち、感光ドラム101が新品であるか否か)の判断をカートリッジメモリ1208等に記憶された情報を用いて判断する。S301でエンジン制御部202はカートリッジが新規に装着されたと判断するとS302の処理に進む。S302でエンジン制御部202は、前多回転又は前回転等の帯電体である感光ドラム101の回転を開始し、感光ドラム101が回転している非画像領域にて、所定の駆動信号で前露光用光源1205の光素子を発光させる、すなわち前露光を行う(S303)。ここで、非画像領域とは、画像形成装置が画像形成動作を行う前、後、そして複数回の画像形成動作の間の領域を指すものとする。エンジン制御部202はS304で帯電バイアス印加回路部301により所定のDCバイアス(PWM〔1〕)を印加する。S305でエンジン制御部202は電流検出回路部305により帯電体から流れてくる電流I62とフィードバック回路部306から流れてくる電流I61に流れる電流値を合計した電流I63をJ501からアナログ値として検出する。エンジン制御部202は電流検出回路部305により検知した検出値より、上記に示した理論より放電電流を算出する。
図7に記録用紙の搬送速度である搬送スピードと印加電圧と放電電流の関係の概略図を記す。図7に示すとおり搬送スピードに対しての感光ドラム101−帯電ローラ106間のインピーダンスが異なってくることから、搬送スピードにあった放電電流値を設定する必要があることがわかる。例えば図7に示すように、搬送スピードが速い場合にはΔ値を大きく設定する必要があり、搬送スピードが遅い場合にはΔ値を小さく設定する必要がある。
本実施例のフローチャートを図8に示す。S400からS410までの処理は図5のS300からS310までの処理と同じなので説明を省略する。S411でエンジン制御部202は、プリントコマンドを受信した後、搬送スピードがppm〔1〕かppm〔2〕なのかを判断する。ここで、ppm〔1〕は第一搬送速度、ppm〔2〕は第二搬送速度で、ppm〔1〕>ppm〔2〕の関係にあるものとする。S411でエンジン制御部202は、搬送スピードがppm〔1〕であると判断した場合、S412で搬送スピードにppm〔1〕を設定し、S413で放電が開始したと判断するためのΔ値を第一所定値であるαと設定する。S414からS427までの処理は図5のS311からS324までの処理と同じであるため説明を省略する。ただし、S421でエンジン制御部202は、算出値と比較するときに、S413でΔ値として設定したα値を用いて、算出値がα値の公差内か否かを判断する。
Claims (2)
- 画像が形成される像担持体と、前記像担持体を一様に帯電する帯電手段と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、を備え、情報を記憶する記憶手段を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、
前記像担持体に前記静電潜像を形成する前に前記像担持体を露光する前露光手段と、
前記帯電手段に直流電圧を印加する第一印加手段と、
前記現像手段に直流電圧を印加する第二印加手段と、
前記帯電手段に流れる電流を検出する検出手段と、
前記画像形成装置に装着された前記カートリッジが新品である場合に、前記像担持体に画像を形成しない非画像形成期間において前記前露光手段によって前記像担持体を露光してから、前記第一印加手段によって前記帯電手段に直流電圧を印加し、前記直流電圧を印加した際に前記帯電手段に流れる電流を前記検出手段により検出して、検出結果に基づき、前記像担持体と前記帯電手段の間で放電が発生した際の放電電流値を求め、求めた放電電流値が所定範囲になるように前記帯電手段に印加する前記直流電圧を調整し、調整した前記直流電圧を初期の直流電圧として前記記憶手段に記憶するように制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記カートリッジを用いて画像形成を実行した後に、前記像担持体に画像を形成しない非画像形成期間において前記前露光手段によって前記像担持体を露光してから、前記第一印加手段によって前記帯電手段に直流電圧を印加し、前記直流電圧を印加した際に前記帯電手段に流れる電流を前記検出手段により検出して、検出結果に基づき前記放電電流値を求め、求めた放電電流値が所定範囲になるように前記帯電手段に印加する前記直流電圧を調整し、調整した前記直流電圧と前記記憶手段に記憶された前記初期の直流電圧の差分を求め、前記第二印加手段からの直流電圧を前記差分で補正した直流電圧を前記現像手段に印加するように制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記カートリッジが使用された後、記録媒体の搬送速度が第一搬送速度の場合、前記所定範囲を第一範囲とし、前記記録媒体の搬送速度が前記第一搬送速度よりも遅い第二搬送速度の場合、前記所定範囲を前記第一範囲よりも小さい第二範囲とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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