JP6617579B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置に係り、特に、直流電圧と交流電圧を重畳した帯電電圧を感光体に印加する際に、感光体の感光層の膜厚に応じて交流電圧のピーク間電圧を制御して膜厚のムラの悪化を抑制するようにした点に特徴を有するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a composite machine of these, and in particular, when a charging voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed is applied to the photosensitive body, the photosensitive layer of the photosensitive body. This is characterized in that the peak-to-peak voltage of the AC voltage is controlled in accordance with the film thickness to suppress the deterioration of film thickness unevenness.
従来から、複写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光体に形成された静電潜像に現像装置からトナーを供給して、感光体に形成された静電潜像を現像するようにしている。また、トナー像を転写した後の感光体の表面に残留トナーを、クリーニングブレードを有するクリーニング装置によって感光体の表面から除去するようにしている。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, toner is supplied from a developing device to an electrostatic latent image formed on a photoconductor to develop the electrostatic latent image formed on the photoconductor. ing. Further, residual toner is removed from the surface of the photoconductor by a cleaning device having a cleaning blade after transferring the toner image.
感光体は、印字枚数に応じて、感光体に接触しているクリーニングブレードにより感光体の表面における感光層が削れて、感光層の膜厚が薄くなっていく。この感光層の削れ量は、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧によって感光体の表面における感光層を帯電させる場合、帯電の電圧の振幅、即ち交流電圧のピーク間電圧(Vpp)が大きいほど大きくなる。これは過放電により、放電時の感光体表面の感光層に加わる負荷が大きくなることで、感光層が削れやすくなるからである。 According to the number of printed sheets, the photosensitive layer on the surface of the photosensitive member is scraped by the cleaning blade in contact with the photosensitive member, and the thickness of the photosensitive layer is reduced. When the photosensitive layer on the surface of the photosensitive member is charged with a charging voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage, the amount of abrasion of the photosensitive layer increases as the amplitude of the charging voltage, that is, the peak voltage (Vpp) of the AC voltage increases. growing. This is because overloading increases the load applied to the photosensitive layer on the surface of the photoreceptor at the time of discharging, so that the photosensitive layer is easily scraped.
一方で、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)が低すぎると、感光体表面の感光層が帯電不足となり画像不良が発生する。そのため、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)は、画像不良の発生がない範囲で可能な限り低く設定するのが望ましい。ここで、帯電不足とならずに画像不良の発生がない画像形成に適した交流電圧のピーク間電圧(Vpp)は、感光層の膜厚によって異なり、感光層の膜厚が薄い感光体ほど小さくなる。図13は感光層の膜厚と画像形成に適した交流電圧のピーク間電圧(Vpp)の関係を示している。 On the other hand, if the peak-to-peak voltage (Vpp) of the AC voltage is too low, the photosensitive layer on the surface of the photosensitive member becomes insufficiently charged and image defects occur. For this reason, it is desirable to set the peak-to-peak voltage (Vpp) of the AC voltage as low as possible within a range where no image defect occurs. Here, the peak-to-peak voltage (Vpp) of the AC voltage suitable for image formation that does not cause insufficient charging and does not cause image defects varies depending on the film thickness of the photosensitive layer, and becomes smaller as the photosensitive film has a thinner photosensitive layer. Become. FIG. 13 shows the relationship between the film thickness of the photosensitive layer and the peak-to-peak voltage (Vpp) of the AC voltage suitable for image formation.
しかし、感光体表面における感光層の膜厚は必ずしも均一でないため、感光層の膜厚にムラがある感光体に、ピーク間電圧(Vpp)が一定の交流電圧を直流電圧に重畳して帯電させた場合、感光層の膜厚の薄いところでは感光層表面の負荷が大きくなり、感光層の削れ量が大きくなる。そのため、膜厚の薄いところはさらに膜厚が薄くなり、膜厚のムラが拡大して行く。 However, since the film thickness of the photosensitive layer on the surface of the photoconductor is not necessarily uniform, an AC voltage with a constant peak-to-peak voltage (Vpp) is superimposed on the DC voltage and charged on the photoconductor with uneven film thickness. In such a case, the load on the surface of the photosensitive layer is increased where the photosensitive layer is thin, and the amount of abrasion of the photosensitive layer is increased. For this reason, the film thickness is further reduced where the film thickness is thin, and the unevenness of the film thickness increases.
ここで、図14に、感光体の周方向に感光層の膜厚にムラがある場合に、ピーク間電圧(Vpp)が一定の交流電圧を直流電圧に重畳して帯電した状態の初期状態と耐久末期の膜厚ムラの関係を示している。図14においては、矢印の上方向が感光層の厚みが厚いことを示している。ピーク間電圧(Vpp)が一定の交流電圧を重畳させて帯電する場合、膜厚の薄い箇所では、過放電状態となり、感光層表面の負荷が大きくなる。その結果、感光層の削れ量が大きくなって、膜厚がどんどん薄くなり、感光層の膜厚のムラが悪化することになる。図14に示すように、初期状態に比べて耐久末期においては、感光層の膜厚の薄い箇所が多く削られ、感光層の膜厚のムラが悪化している。 Here, FIG. 14 shows an initial state in which an AC voltage having a constant peak-to-peak voltage (Vpp) is superimposed on a DC voltage and charged when there is unevenness in the film thickness of the photosensitive layer in the circumferential direction of the photoreceptor. It shows the relationship of film thickness unevenness at the end of durability. In FIG. 14, the upward direction of the arrow indicates that the photosensitive layer is thick. When charging is performed by superimposing an alternating voltage with a constant peak-to-peak voltage (Vpp), an overdischarged state occurs at a portion where the film thickness is thin, and the load on the surface of the photosensitive layer increases. As a result, the shaving amount of the photosensitive layer is increased, the film thickness is gradually reduced, and the unevenness of the film thickness of the photosensitive layer is deteriorated. As shown in FIG. 14, at the end of the durability compared with the initial state, many portions where the photosensitive layer is thin are scraped, and the unevenness of the photosensitive layer is aggravated.
前述したように、感光体の感光層にムラがある場合には、ピーク間電圧(Vpp)が一定の交流電圧を直流電圧に重畳することで、感光体の感光層の削れ量に差が生じ、膜厚のムラが悪化する。従来は、感光層の膜厚のムラが軽徴なうちに感光体を交換することで、品質上の問題にはならないように対処していた。しかし、近年の高耐久化により、感光層の膜厚が厚い感光体を使用するようになったため、感光体の耐久末期においては、感光層の膜厚のムラが顕著になり、品質上の不具合が発生するという課題が発生している。 As described above, when the photosensitive layer of the photoconductor is uneven, a difference occurs in the abrasion amount of the photoconductive layer of the photoconductor by superimposing an alternating voltage with a constant peak-to-peak voltage (Vpp) on the DC voltage. Unevenness of film thickness worsens. Conventionally, it has been dealt with so as not to cause a quality problem by exchanging the photoconductor while the film thickness unevenness of the photosensitive layer is slight. However, due to the recent increase in durability, a photosensitive member having a thick photosensitive layer has been used, so that at the end of the durability of the photosensitive member, unevenness in the thickness of the photosensitive layer becomes significant, resulting in a quality defect. There is a problem that occurs.
一方、感光層の膜厚が厚い場合でも、最適な帯電電圧を設置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)。 On the other hand, even when the film thickness of the photosensitive layer is large, an image forming apparatus in which an optimum charging voltage is installed has been proposed (for example, see Patent Document 1).
この特許文献1においては、感光体の使用頻度による感光層の膜厚の変化量に応じて直流電圧に重畳する交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を設定して、感光体の軸方向に沿って膜厚のばらつきが生じても膜厚の厚くなる箇所で帯電不良が生じることを抑制している。即ち、この特許文献1のものでは、感光体の軸方向において感光層の膜厚にばらつきがあるときに、膜厚が厚い箇所が帯電不良にならないように、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を設定している。このため、感光層の膜厚が薄い箇所では、過放電状態となり、感光層表面の負荷が大きくなって、感光層の削れ量が大きくなるという難点がある。
In this
そこで、本発明は、感光体の感光層の周方向の膜厚を検出して、その膜厚に応じて周方向で帯電電圧における交流電圧のピーク間電圧を制御することにより、感光層の膜厚が薄い箇所における帯電電圧が過剰とならないようにして、感光層の膜厚のムラが悪化することを抑制することを課題とする。 Therefore, the present invention detects the film thickness in the circumferential direction of the photosensitive layer of the photoconductor, and controls the peak-to-peak voltage of the AC voltage in the charging voltage in the circumferential direction according to the film thickness. It is an object of the present invention to prevent deterioration in film thickness unevenness of the photosensitive layer by preventing the charging voltage from being excessive in a portion having a small thickness.
本発明における画像形成装置おいては、前記のような課題を解決するため、感光層が設けられた感光体と、この感光層を帯電させる帯電装置と、直流電圧と交流電圧を重畳した帯電電圧を前記帯電装置に印加する帯電電源部と、前記感光層に画像情報に応じた露光を行う露光装置と、前記感光層の表面を清掃するクリーニング装置と、前記感光体の周方向の位置を検出する位置検出部と、前記感光体に流れる電流量を検出する電流測定部と、前記位置検出部の出力と電流測定部の出力に基づき前記感光体の周方向の感光層の膜厚を求める膜厚検出手段と、前記帯電装置に印加する交流電圧のピーク間電圧を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記膜厚検出手段の出力に基づき、前記感光層の周方向の膜厚に応じて前記帯電装置に印加する交流電圧のピーク間電圧を制御することを特徴とする。 In the image forming apparatus of the present invention, in order to solve the above-described problems, a photosensitive member provided with a photosensitive layer, a charging device for charging the photosensitive layer, and a charging voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage. Is applied to the charging device, an exposure device that exposes the photosensitive layer according to image information, a cleaning device that cleans the surface of the photosensitive layer, and a circumferential position of the photoconductor. A position detecting unit that detects the film thickness of the photosensitive layer in the circumferential direction of the photoconductor based on the output of the position detecting unit and the output of the current measuring unit. A thickness detection unit, and a control unit that controls a peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging device, the control unit based on an output of the film thickness detection unit, the film in the circumferential direction of the photosensitive layer Applied to the charging device according to thickness And controlling the peak-to-peak voltage of the AC voltage that.
本発明は、前記制御部が前記膜厚検出手段で求めた感光体の周方向の位置での感光層の膜厚に応じて前記帯電電源部の交流電圧のピーク間電圧を制御することで、感光層の膜厚が薄い箇所の帯電電位が過剰にならないように制御される。このため、感光層の負荷が大きくなることが抑制され、感光層の削れ量が大きくなることが防止できる。 In the present invention, the control unit controls the peak-to-peak voltage of the AC voltage of the charging power source unit according to the film thickness of the photosensitive layer at the position in the circumferential direction of the photoconductor determined by the film thickness detection unit. Control is performed so that the charged potential at the portion where the photosensitive layer is thin is not excessive. For this reason, an increase in the load on the photosensitive layer is suppressed, and an increase in the amount of abrasion of the photosensitive layer can be prevented.
また、感光体の周方向における感光層の膜厚を求めるにあたっては、前記感光体の周方向の位置を検出する位置検出部と、前記感光体に流れる電流量を検出する電流測定部とを設け、前記膜厚検出手段により、前記位置検出部の出力と電流測定部の出力に基づいて、感光体の周方向における感光層の膜厚を求めるようにすることができる。 Further, when determining the film thickness of the photosensitive layer in the circumferential direction of the photoconductor, a position detection unit for detecting the circumferential position of the photoconductor and a current measurement unit for detecting the amount of current flowing through the photoconductor are provided. The film thickness detection means can determine the film thickness of the photosensitive layer in the circumferential direction of the photoconductor based on the output of the position detection unit and the output of the current measurement unit.
また、前記制御部に、前記露光装置の露光量を制御する手段を設け、前記制御部により、前記感光体における感光層の膜厚が薄い位置に作用させる交流電圧のピーク間電圧を感光層の平均膜厚に対応する交流電圧のピーク間電圧より低くすると共に、その位置での露光量を多くするように制御することが好ましい。このように感光層の膜厚が薄い箇所において、交流電圧のピーク間電圧を低くする一方、露光量を多くすることで、感光層の削れを抑制すると共に、画像部における帯電電位レベルを一定にして濃度ムラの発生をなくすことができる。 The controller is provided with means for controlling the exposure amount of the exposure apparatus, and the controller controls the peak-to-peak voltage of the AC voltage that acts on the photosensitive member at a position where the photosensitive layer is thin. It is preferable to control so as to lower the voltage between the peaks of the AC voltage corresponding to the average film thickness and to increase the exposure amount at that position. As described above, in the portion where the film thickness of the photosensitive layer is small, the voltage between the peaks of the AC voltage is lowered, while the exposure amount is increased to suppress the abrasion of the photosensitive layer and to keep the charged potential level in the image portion constant. Thus, density unevenness can be eliminated.
また、前記位置検出部は、前記感光体に取り付けたロータリーエンコーダーを備え、このロータリーエンコーダー出力に基づき前記感光体の周方向の位置を検出するように構成することができる。 The position detection unit may include a rotary encoder attached to the photoconductor, and may be configured to detect a circumferential position of the photoconductor based on the output of the rotary encoder.
また、前記感光層の表面に形成されたトナー像が転写される転写ベルトを設けた場合には、前記位置検出部が転写ベルトに転写されたトナー像を検出する検出センサーを有するようにし、前記感光層に位置始点検出用トナー像を形成し、前記転写ベルトに転写された位置始点検出用トナー像を前記検出センサーで検出し、前記検出センサーで前記位置始点検出用トナー像を検出したタイミングに基づき、前記位置検出部により前記感光体の周方向の位置を検出するように構成することができる。 In the case where a transfer belt to which the toner image formed on the surface of the photosensitive layer is transferred is provided, the position detection unit has a detection sensor for detecting the toner image transferred to the transfer belt, A toner image for position start point detection is formed on the photosensitive layer, the toner image for position start point detection transferred to the transfer belt is detected by the detection sensor, and the toner image for position start point detection is detected by the detection sensor. Based on this, the position detection unit can be configured to detect the circumferential position of the photoconductor.
また、前記帯電装置に接触帯電ローラーを用いた場合には、前記電流測定部において、感光体と接触帯電ローラー間に流れる電流値に基づき膜厚を算出するように構成できる。 Further, when a contact charging roller is used in the charging device, the current measuring unit can calculate the film thickness based on the current value flowing between the photoconductor and the contact charging roller.
また、前記感光体の表面に形成されたトナー像が転写される転写ベルトを設けた場合には、前記電流測定部において、前記転写ベルトを介して感光体に流れる電流値に基づき膜厚を算出するように構成できる。 Further, when a transfer belt on which the toner image formed on the surface of the photoconductor is transferred is provided, the current measurement unit calculates the film thickness based on the value of the current flowing through the photoconductor through the transfer belt. Can be configured to
本発明によれば、感光体の周方向の膜厚に応じて帯電装置に印加する交流電圧のピーク間電圧を制御することで、感光層の膜厚が薄い箇所の帯電電位が過剰になることが防止して感光層の負荷が大きくなることを抑制し、感光層の削れ量が大きくなることが防止でき、感光層のムラの悪化を抑制できる。 According to the present invention, by controlling the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging device in accordance with the film thickness in the circumferential direction of the photoconductor, the charging potential at the portion where the film thickness of the photosensitive layer is thin becomes excessive. Prevents the photosensitive layer from increasing in load, prevents the photosensitive layer from being scraped off, and prevents the photosensitive layer from becoming uneven.
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。 Next, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. The image forming apparatus according to the present invention is not limited to the one shown in the following embodiment, and can be implemented with appropriate modifications within a range not changing the gist thereof.
まず、この発明の実施形態にかかる画像形成装置の全体構成について、図1を参照して説明する。この実施形態の画像形成装置においては、図1に示すように、画像形成装置1内に4つのイメージングカートリッジ10A〜10Dを装着させるようにしている。
First, the overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the image forming apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 1, four
ここで、前記の各イメージングカートリッジ10A〜10Dには、感光体11と、この感光体11の感光層11aの表面を帯電させる帯電装置12と、感光層11aの表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置20と、感光層11aの表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト2に転写させた後に残留するトナーを感光層11aの表面から除去するクリーニング装置14とが設けられている。帯電された感光層11aの表面には、露光装置50から画像情報に応じた露光が行われ、感光層11aの表面に静電潜像が形成される。この露光装置50は、例えば、レーザーダイオード(光源)とポリゴンミラーを用いて露光を行うものである。レーザダーオードから画像信号に応じて変調されたレーザビームは、ポリゴンミラーで走査され、感光体11の感光層11a上に照射される。レーザーダイオードに与える電流量を変化させることにより、露光量を変化させることができる。
Here, in each of the
そして、この実施形態に係る画像形成装置において、フルカラーの画像形成を行うにあたっては、前記の各イメージングカートリッジ10A〜10Dにおける各現像装置20に、黒色、黄色、マゼンダ色、シアン色の異なった色彩のトナーを収容させ、各イメージングカートリッジ10A〜10Dにおいて、各感光体11の感光層11aの表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成する。
In the image forming apparatus according to this embodiment, when full color image formation is performed, each developing
次いで、このように各イメージングカートリッジ10A〜10Dにおける感光体11の感光層11aの表面に形成された各色彩のトナー像を、それぞれ一次転写ローラー13により中間転写ベルト2に順々に転写させて、この中間転写ベルト2の上にフルカラーのトナー像を形成する。
Next, the toner images of each color formed on the surface of the
一方、給紙ローラー3により記録媒体Sを給紙し、タイミングローラー4によってこの記録媒体Sを適当なタイミングで前記の中間転写ベルト2と転写ローラー5との間に導き、中間転写ベルト2上に形成された前記のフルカラーのトナー像をこの記録媒体Sに転写させる一方、この記録媒体Sに転写されずに中間転写ベルト2上に残ったトナーをベルトクリーニング装置6によって中間転写ベルト2から除去させる。
On the other hand, the recording medium S is fed by the paper feed roller 3, and this recording medium S is guided between the
そして、前記のようにフルカラーのトナー像が転写された記録媒体Sを定着装置7に導き、前記のフルカラーのトナー像を記録媒体Sに定着させた後、この記録媒体Sを排紙ローラー8により排紙させるようにしている。
Then, the recording medium S on which the full-color toner image is transferred as described above is guided to the fixing device 7, and after fixing the full-color toner image on the recording medium S, the recording medium S is discharged by the
なお、画像形成装置は前記のようなものに限定されず、図示していないが、複数の現像装置を保持させた回転式現像装置を回転させて、各現像装置を順々に感光体に導くようにしてフルカラーの画像形成を行うようにしたフルカラーの画像形成装置や、白黒の画像形成を行う画像形成装置であってもよい。 The image forming apparatus is not limited to the one described above, and although not shown in the drawing, a rotary developing device holding a plurality of developing devices is rotated to sequentially guide each developing device to the photoreceptor. Thus, a full-color image forming apparatus configured to perform full-color image formation or an image forming apparatus performing black-and-white image formation may be used.
次に、この実施形態におけるイメージングカートリッジ10A〜10Dについて具体的に説明する。図2に示すように、イメージングカートリッジ10A〜10Dは、現像装置20と感光体ユニット110とで構成されている。
Next, the
感光体ユニット110は、感光体11と帯電装置12及びクリーニングブレード14aを備えたクリーニング装置14で構成されている。帯電装置12は、接触帯電部材としての接触帯電ローラー12aと、この接触帯電ローラー12aの表面を清掃する清掃部材としての清掃ローラー12bを有する。帯電装置12には、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧が与えられる。
The
また、現像装置20においては、トナーとキャリアを含む現像剤を用いるようにしている。ここで、現像装置20においては、図2に示すように、内周側にマグネット部材22bが設けられた現像担持体としての現像ローラー22が、前記の感光体11と所要間隔を介して対向するように設けられている。この現像ローラー22は、非磁性の円筒スリーブ22aを有する。マグネット部材22bは、例えば、5つの磁石が周面沿いに所定の間隔で配置されている。
In the developing
また、この現像装置20においては、図2に示すように、その装置本体21内に、前記の現像ローラー22に沿って前記の現像剤を搬送させる第1搬送部23が設けられ、この第1搬送部23内に、回転軸の周囲に現像剤を混合攪拌しながら搬送させるスクリュー状の羽根部材が設けられた第1攪拌部材24が設けられる。そして、この第1搬送部23の下方に隔壁25を介して前記の第1搬送部23と現像剤を逆方向に搬送させる第2搬送部26が設けられ、この第2搬送部26内に、回転軸の周囲に現像剤を混合攪拌しながら搬送させるスクリュー状の羽根部材が設けられた第2攪拌部材27が設けられている。
Further, in the developing
更に、前記の第1搬送部23と第2搬送部26との間に設けられた隔壁25の端部に、前記の第1搬送部23と第2搬送部26とを連通させる循環口(図示せず)が設けられ、これらの循環口を通して現像剤を第1搬送部23と第2搬送部26との間で循環させるようになっている。
Further, a circulation port (see FIG. 5) for communicating the
また、この現像装置20においては、第1搬送部23に設けられた第1攪拌部材24を回転させて現像剤を混合攪拌しながら搬送する途中において、この第1攪拌部材24により前記の現像ローラー22の円筒スリーブ22a上に現像剤を供給し、このように供給された現像剤を現像ローラー22によって感光体11と対向する位置に搬送させる途中において、搬送される現像剤の量を規制部材29により規制するようにしている。そして、このように量が規制された現像剤を現像ローラー22により感光体11と対向する位置に導き、現像剤中のトナーを感光体11に供給して、感光体11の感光層11aに形成された静電潜像を現像するようにしている。
Further, in the developing
そして、前述したように、感光体11の感光層11aの表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト2に転写され、感光層11aに残った残留トナーはクリーニングブレード14aを備えたクリーニング装置14にて取り除かれる。
As described above, the toner image formed on the surface of the
例えば、感光体11は、導電性支持体の外表面に、下引層と、静電潜像を形成する感光層11aを順に積層した構成を有する。感光体11の感光層11aは、電荷発生機能を有する電荷発生層と、電荷輸送機能を有する電荷輸送層とを積層した機能分離型の層構成を備える。
For example, the
また、図3に示すように、帯電装置12の接触帯電ローラー12aには、直流電圧に交流電圧を重畳させた帯電電圧が帯電電源部250により印加される。帯電電源部250は、直流電圧を印加する直流電源部251と、直流電源部251の直流電圧に重畳させる交流電圧を印加する交流電源部252と、接触帯電ローラー12aを流れる電流値を測定する電流測定部253とを備える。
As shown in FIG. 3, a charging voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied to the
制御部200は、画像形成装置1の各部を制御するものであり、帯電装置12に印加させる帯電電圧を設定するように帯電電源部250に対して制御信号を与えている。この帯電装置12に印加させる帯電電圧を設定するために、制御部200は、直流電源部251による直流電圧と、交流電源部252による交流電圧のピーク間電圧(Vpp)とを設定する。この交流電圧のピーク間電圧(Vpp)は、感光体11の平均膜厚に対応する画像形成に適した交流電圧のピーク間電圧(Vpp)が基準として設定される。
The
また、この制御部200には、感光体11の周方向の位置を検出する位置検出部280からの出力が入力され、この位置検出部280の出力に基づいて、感光体11の周方向の位置を算出する。この位置検出部280は、感光体11にロータリーエンコーダー(図示せず)を取り付け、感光体11の回転に伴うロータリーエンコーダーの出力により感光体11の周方向の位置、即ち、回転開始時からの周方向の位置を角度情報として制御部200へ出力する。制御部200は、位置検出部280の出力に基づき、感光体11の感光層11aの膜厚検出時の位置情報を算出する。
The
また、制御部200は、電流測定部253で測定された電流値を受けて、感光体11と接触帯電ローラー12aを流れる電流値を検出し、この検出した結果に基づき感光体11の感光層11aの膜厚を検出する。この制御部200と位置検出部280と電流測定部253により、感光体11の周方向の感光層11aの膜厚を検出する膜厚検出手段を構成する。即ち、制御部200は、位置検出部280により検出した感光体11の周方向の位置における電流測定部253による電流値により、感光層11aの膜厚を算出し、感光体11の周方向の位置に関連づけた感光層11aの膜厚をメモリ290に格納する。
The
このようにして、感光体11の1周分に膜厚を算出し、感光層11aの周方向の膜厚プロファイルがメモリ290に格納される。そして、膜厚プロファイルに対して、制御部200は、感光体11の周方向の膜厚に応じて、接触帯電ローラー12aに印加する帯電電位の交流電圧のピーク間電圧(Vpp)の補正量を算出し、その補正データをメモリ290に格納する。
In this way, the film thickness is calculated for one rotation of the
また、制御部200は、一次転写ローラー13に印加する電圧を供給する転写電源部260を制御し、この転写電源部260から一次転写ローラー13に適切な転写電圧を印加させる。
Further, the
また、制御部200は、露光装置50の光量を制御するために露光電源部270を制御する。即ち、制御部200は、感光体11における感光層11aの膜厚に応じて露光電源部270を制御して、露光装置50から感光層11aに対する露光量を適切に制御する。ここで、感光層11aの平均膜厚に応じて基準となる供給電圧が、例えば1000mVに設定され、感光層11aの平均膜厚に対する周方向の膜厚の偏差により、供給電圧を補正する補正電圧が算出され、感光層11aの周方向の膜厚に応じて露光量を制御するように、制御部200が露光電源部270を制御する。
Further, the
次に、帯電電源部250から接触帯電ローラー12aに対して帯電電圧を印加させるにあたっては、図3に示すように、直流電源部251から出力される直流電圧に、交流電源部252から交流電圧を重畳させた帯電電圧を帯電電源部250から接触帯電ローラー12aに印加させて、回転する感光体11の表面における感光層11aを所定の電位に帯電処理させる。
Next, when applying the charging voltage from the charging
ここで、制御部200は、直流電源部251から接触帯電ローラー12aに印加する直流電圧の直流電圧値と、交流電源部252から接触帯電ローラー12aに印加する交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を制御する。
Here, the
電流測定部253は、感光体11を介して接触帯電ローラー12aに流れる電流値を測定する。電流測定部253で測定された電流値のデータは、制御部200に入力され、制御部200は電流測定部253の出力から感光層11aの膜厚を算出する。この算出した膜厚は、位置検出部280からの位置情報により、感光体11の位置に関連づけられる。
The
そして、制御部200は、画像形成中に印加する交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を感光体11の感光層11aの膜厚に応じて変更することにより、感光層11aが過剰帯電されない帯電条件を決定している。制御部200は、電流測定部253から入力される電流値の情報に基づいて、感光体11の感光層11aの膜厚を算出し、算出した膜厚プロファイルにより、接触帯電ローラー12aに印加される交流電圧の適切なピーク間電圧(Vpp)を設定する。
The
なお、帯電装置12の接触帯電ローラー12aに対して直流電圧に交流電圧を重畳させて印加し、感光体11を帯電させる方式では、接触帯電ローラー12aと感光体11との間にプラス側への放電とマイナス側への放電とが交互に起こり、感光体11の感光層11aの表面を均一に帯電させる。また、通常の画像形成時において、前記の直流電源部251から接触帯電ローラー12aに印加する直流電圧は、画像濃度制御などで決定した条件によって決定される。
ピーク間電圧(Vpp)を制御している。
In the system in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage and applied to the
The peak-to-peak voltage (Vpp) is controlled.
また、前記の図13に示すように、画像形成装置1では、感光体11の感光層11aの膜厚に対して、画像形成時に最適な交流電圧のピーク間電圧(Vpp)があり、制御部200は、感光層11aの平均膜厚に基づいて基準となる交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を設定し、この基準となる交流電圧のピーク間電圧に対して、感光体11の感光層11の周方向の膜厚の差に対応して、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を補正して帯電電源部250の制御を実行する。
Further, as shown in FIG. 13, the
ここで、クリーニング装置14は、図1〜図3に示すように、感光体11の表面にクリーニングブレード14aを当接させて、中間転写ベルト2に転写されずに感光層11aに残った残留トナーを除去するようにしており、この場合、感光体11の表面における感光層11aは、クリーニングブレード14aによる摺擦等により削られ、画像形成の増加に連れて感光層11aの膜厚が次第に薄くなっていく。
Here, as shown in FIGS. 1 to 3, the
ここで、前述したように感光体11の表面における感光層11aの膜厚が、その周方向においてムラがある場合において、感光体11に一定のピーク間電圧(Vpp)の交流電圧を印加すると、膜厚の薄い箇所では、帯電電位が高い状態となる。そのため、感光層11a表面の負荷が大きく、感光層11aの削れ量が大きくなって、膜厚がどんどん薄くなり、感光層11aの膜厚のムラが悪化することになる。
Here, as described above, when the film thickness of the
そして、この実施形態においては、図3に示すように、感光体11を帯電する際に流れる直流電流を前記の電流測定部253で測定し、この電流値に基づいて、前記の制御部200において、感光体11の感光層11aの膜厚を算出するようにしている。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the direct current that flows when the
ここで、感光体11の感光層11aの膜厚が薄くなると、感光体11の表面の静電容量が増加し、感光体11が除電された状態から所定の帯電電位まで帯電するために必要な電流が大きくなる。このため、感光体11を帯電する際に流れる直流電流を電流測定部253で測定することにより感光層11aの膜厚を検出することができる。
Here, when the film thickness of the
そして、感光体11に接触した接触帯電ローラー12aに対して、帯電電源部250から直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する。感光体11の感光層11aの膜厚検知は、感光体11の表面を所定の電位に帯電させる際に接触帯電ローラー12aから感光体11へ流れ込む電流量を電流測定部253で検出して行われる。制御部200は、その測定値に基づいて感光体11の感光層11aの現在の膜厚を算出する。
Then, a charging voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied from the charging
そして、図4に示すように、制御部200は、検知した感光層11aの周方向の膜厚に応じて交流電源部250のピーク間電圧(Vpp)を変更する。即ち、感光層11aの膜厚が薄い位置におけるピーク間電圧(Vpp)を低くして、帯電電位が過剰にならないように制御し、膜厚の削れ量が多くならないようする。このように制御することで、耐久末期においても膜厚のムラが悪化しないように制御している。
As shown in FIG. 4, the
図7に、制御部200に与えられた位置検出部280からのデータと電流測定部253からのデータに基づき、感光体11の感光層11aの周方向の膜厚の変化を測定した例を示す。感光層11aの平均膜厚を0として、感光体11の1周分について、感光層11aの膜厚のムラを(+)方向と(−)方向として測定し、この測定結果をメモリ290に格納する。
FIG. 7 shows an example in which the change in the film thickness in the circumferential direction of the
そして、前記の制御部200が、感光層11aの平均膜厚に対応した画像形成時に画像形成に最適な交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を設定する。
The
次いで、制御部200は、前記のように測定した感光層11aの膜厚のムラの測定結果に基づき、平均膜厚との差分を算出し、平均膜厚との差分に基づいて、の平均膜厚に対応したピーク間電圧(Vpp)から補正するピーク間電圧(Vpp)の振幅量(Vpp補正量)を算出する。そして、図7の算出した感光層11aにおける周方向の膜厚ムラに対応する前記のVpp補正量を算出し、その結果をメモリ290に格納する。
Next, the
そして、前記の制御部200により、図8に示すように、図7に示す感光層11aの膜厚が平均膜厚より厚い箇所においては、Vpp補正量を(+)にして交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を大きくする一方、図7に示す感光層11aの膜厚が平均膜厚より薄い箇所においては、Vpp補正量を(−)にして、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を小さくする。
Then, as shown in FIG. 8, the
このようにすると、感光層11aの膜厚が平均膜厚より薄い箇所においては、感光層11aの膜厚が平均膜厚より厚い箇所に比べて、感光層11a表面に加わる負荷が少なくなって、感光体11の周方向における感光層11aの膜厚ムラが抑制されるようになる。
In this way, the load applied to the surface of the
ここで、このように交流電源部252から印加させる交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を補正する際、直流電源部251から印加させる直流電圧は、感光層11aの膜厚に応じた補正制御は行わない。その理由は、感光層11aの膜厚に応じて、直流電圧の補正制御を行うと、非画像部の帯電電位Voが一定とならず、非画像部のノイズが悪化してしまうからである。
Here, when the peak-to-peak voltage (Vpp) of the AC voltage applied from the AC
しかし、このように交流電源部252から印加させる交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を補正する一方、直流電源部251から印加させる直流電圧を補正しないようにする制御を行わない場合において、図5に示すように、感光層11aに一定の光量を照射させると、感光層11aの膜厚による静電容量の関係から、画像部の帯電電位Viが一定とならないために、形成される画像に濃度差が生じてしまう。
However, in the case where the control is performed not to correct the DC voltage applied from the DC
このため、この実施形態では、図6に示すように、感光層11aの膜厚が薄いために、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を小さくした箇所においては、露光装置50からの露光量を多くして、画像部の帯電電位Viが一定になるようにしている。
For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 6, since the film thickness of the
具体的には、図7の算出した膜厚に対して、図8に示す交流電圧のピーク間電圧(Vpp)の補正量を設定した場合に、露光装置50の露光量を制御させるにあたり、図9に示すものにおいては、感光体11の周方向に対する露光電源部270から露光装置50に出力する電圧値を、感光層11aの膜厚が平均膜厚になった部分における基準となる露光用電圧に対して、感光層11aの膜厚に対応させて、露光補正量(mV)として、露光装置50に出力する電圧値を補正するようにしている。そして、感光層11aの膜厚が厚くて、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)を(+)側に補正した箇所では、露光量を少なくするために、露光補正量(mV)を(−)側に補正する一方、感光層11aの膜厚が薄く、ピーク間電圧(Vpp)を(−)側に補正した箇所では、露光量を多くするために、露光補正量(mV)を(+)側に補正して、画像部の帯電電位Viを一定にして濃度ムラの発生をなくすようにしている。
Specifically, when the correction amount of the peak-to-peak voltage (Vpp) of the AC voltage shown in FIG. 8 is set with respect to the calculated film thickness of FIG. 9, the voltage value output from the exposure
ここで、画像形成装置1における、感光体11における感光層11aの膜厚の検出と、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)におけるVpp補正量、露光電源部270から露光装置50に出力する露光用電圧における露光補正量(mV)の算出制御は、例えば、画像形成装置1を立ち上げる準備段階で実行したり、所定枚数(例えば、1000枚)の画像形成ごとに画像間隔を拡大して割り込むように実行される。
Here, in the
次に、画像形成装置1において、感光体11における感光層11aの膜厚の検出と、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)におけるVpp補正量、露光電源部270から露光装置50に出力する露光用電圧における露光補正量(mV)の算出制御を、図10を参照して説明する。
Next, in the
膜厚検出動作を開始すると、ステップS1において、制御部200は、接触帯電ローラー12aに印加する直流電圧を、一定の電圧に設定するように直流電源部251を制御し、直流電圧に重畳される交流電圧のピーク間電圧(Vpp)も、一定の電圧に設定するように交流電源部252を制御する。
When the film thickness detection operation is started, in step S1, the
そして、ステップS2において、接触帯電ローラー12aに一定の直流電圧に一定の交流電圧を重畳させた帯電電位を印加し、感光体11を1周回転させ、電流測定部253で電流値を測定し、位置検出部280で位置情報を検出し、これらデータが制御部200に送られ、メモリ290に格納される。
In step S2, a charging potential obtained by superimposing a constant AC voltage on a constant DC voltage is applied to the
続いて、ステップS3において、制御部200は、メモリ290から読み出した感光体11の1周分の測定値に基づいて感光体11の感光層11aの膜厚を算出する。そして、ステップS4において、算出した膜厚値を感光体11の位置情報と関連づけてメモリ290に格納する。
Subsequently, in step S <b> 3, the
そして、ステップS5において、算出した感光層11aの膜厚の平均膜厚を求め、この平均膜厚と算出した膜厚との差分を算出する。この実施形態では、図7に示すような感光体11の1周分の角度に対応して感光層11aの平均膜厚と差分膜厚の膜厚プロファイルが得られる。
In step S5, an average film thickness of the calculated
続いて、ステップS6において、制御部200は、メモリ290から感光体11の周方向の0°から360°まで、順次膜厚の差分値を読み出す。そして、ステップS7において、読み出した位置の感光層11aの差分が所定値以下、例えば0.5μm以下か否か判断する。そして、差分が所定値以下の場合には、補正はせずにステップS10に進む。そして、ステップS10において、感光体11の1周分のデータの読み出しが終了したか否か判断し、終了していない場合には、ステップS6に戻り、次の位置の膜厚の差分値を読み出す。
Subsequently, in step S <b> 6, the
また、ステップS7において、読み出した差分値が所定値を超えていると制御部200が判断すると、ステップS8に進む。ステップS8において、読み出した膜厚の差分値に基づき、制御部200は、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)におけるVpp補正量(V)と露光補正量(mV)を算出する。
In step S7, when the
そして、ステップS9において、制御部200は、算出したVpp補正量(V)と露光補正量(mV)をメモリ290に格納する。
In step S <b> 9, the
続いて、ステップS10において、感光体11の1周分のデータの読み出しが終了したか否か判断し、終了していない場合には、ステップS6に戻り、前述の動作を感光体11の1周分終了するまで繰り返す。このようにして、図8および図9に示す接触帯電ローラー12aへ印加する交流電圧のピーク間電圧(Vpp)におけるVpp補正量(V)プロファイルと、露光装置50に出力する露光用電圧における露光補正量(mV)プロファイルが算出され、この値がメモリ290に格納される。
Subsequently, in step S10, it is determined whether or not the reading of data for one rotation of the
そして、感光体11の1周分のデータの読み出しが終了すると、膜厚検出動作を終了し(ステップS11)、画像形成装置1における感光体11の感光層11aの膜厚検出と合わせて、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)におけるVpp補正量(V)、露光装置50に出力する露光用電圧における露光補正量(mV)の算出動作を終了する。
When the reading of data for one rotation of the
そして、この算出制御動作により得られた感光体11における感光層11aの周方向の膜厚検出結果と、交流電圧のピーク間電圧(Vpp)におけるVpp補正量(V)、露光装置50に出力する露光用電圧における露光補正量(mV)とに基づき、制御部200は、帯電電源部250を制御し、接触帯電ローラー12aに対する帯電電位を制御する。また、制御部200は、露光電源部270を制御し、露光装置50の露光量を制御する。このように、感光体11の感光層11aの膜厚に応じて交流電圧のピーク間電圧(Vpp)と露光量が制御されて画像が形成される。
Then, the result of detecting the film thickness in the circumferential direction of the
図11は、帯電制御部分の回路構成の第1の変更例を示すブロック図である。ここで、図3に示す回路構成では、感光体11の位置検出を感光体11に設けたロータリーエンコーダーにより行っているが、この図11に示す構成では、位置検出部280はIDCセンサー281を用いて位置検出を行うものである。
FIG. 11 is a block diagram showing a first modification of the circuit configuration of the charging control portion. Here, in the circuit configuration shown in FIG. 3, the position of the
そして、この位置検出部280は、膜厚検出動作終了直後に、感光体11に始点位置検出用トナー像を形成し、この始点位置検出用トナー像を中間転写ベルト2に転写し、転写された位置検出用トナー像を検出用センサー281で検出する。この実施形態では、検出用センサー281としてIDCセンサーを用いている。位置検出部280は、この膜厚検出動作終了のタイミングと検出センサー281で位置検出用トナー像を検出したタイミングから感光体11の位置情報を検出する。そして、制御部200は位置検出部280の位置情報とその位置での膜厚とを関連づけてメモリ290に格納する。その他の構成は、図4と同じであるので、説明の重複を避けるために、同じ構成には同じ符号を付して、説明を省略する。
Then, immediately after the end of the film thickness detection operation, the
図12は、帯電制御部分の回路構成の第2の変更例を示すブロック図である。ここで、図3に示す回路構成では、感光体11の膜厚検出を、接触帯電ローラー12aに印加する帯電電圧の電流測定部253からの出力に基づいて制御部200が検出している。これに対して、この図12に示す構成では、一次転写ローラー13に印加する転写バイアスの電流を電流測定部261で測定し、中間転写ベルト2を介して感光体11に流れる電流値が測定される。その測定値を制御部200に与え、制御部200が電流測定部261の出力に基づき、感光体11の感光層11aの膜厚を算出する。
FIG. 12 is a block diagram showing a second modification of the circuit configuration of the charging control portion. Here, in the circuit configuration shown in FIG. 3, the
そして、この図12に示す構成では、感光体11の感光層11aの膜厚の検出は、転写電流を一定電圧で印加しながら感光体11を1周駆動し、中間転写ベルト2を介して感光体11に流れる電流値プロファイルを制御部200は、メモリ290に格納する。また、制御部200は、測定した電流値プロファイルから感光体11の感光層11aの周方向の膜厚プロファイルを算出して、メモリ290に感光体11の位置情報に関連づけて格納する。その他の構成は、図4と同じであるので、説明の重複を避けるために、同じ構成には同じ符号を付して、説明を省略する。
In the configuration shown in FIG. 12, the film thickness of the
1 画像形成装置
2 中間転写ベルト
3 給紙ローラー
4 タイミングローラー
5 転写ローラー
6 ベルトクリーニング装置
7 定着装置
8 排紙ローラー
10A イメージングカートリッジ
10B イメージングカートリッジ
10C イメージングカートリッジ
10D イメージングカートリッジ
11 感光体
11a 感光層
12 帯電装置
12a 接触帯電ローラー
13 一次転写ローラー
14 クリーニング装置
14a クリーニングブレード
20 現像装置
22 現像ローラー
50 露光装置
200 制御部
250 帯電電源部
251 直流電源部
252 交流電源部
253 電流測定部
260 転写電源部
270 露光電源部
280 位置検出部
290 メモリ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記制御部は、前記膜厚検出手段の出力に基づき、前記感光層の周方向の膜厚に応じて前記帯電装置に印加する交流電圧のピーク間電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。 A photosensitive member provided with a photosensitive layer, a charging device for charging the photosensitive layer, a charging power supply unit for applying a charging voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage to the charging device, and the photosensitive layer according to image information. An exposure apparatus for performing exposure, a cleaning apparatus for cleaning the surface of the photosensitive layer, a film thickness detecting means for determining a film thickness of the photosensitive layer in the circumferential direction of the photosensitive member, and a peak of an AC voltage applied to the charging device A control unit for controlling the voltage between,
The control unit controls the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging device according to the film thickness in the circumferential direction of the photosensitive layer based on the output of the film thickness detecting means. .
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