JP7027812B2 - Image forming device, image forming method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置、画像形成方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, an image forming method, and a program.
従来、電子写真方式の画像形成装置において、感光体の表面電位を均一に帯電処理する工程がある。その工程中には、直流電圧を帯電ローラに印加して、帯電ローラを感光体表面と接触させて感光体表面へ放電させて、感光体を帯電させるという接触DC帯電方式が採用されている。
この接触DC帯電方式では、感光体を回転させるにつれて、感光体の表層面に形成されている膜が削れていく。そして、膜厚が薄くなるにつれて、帯電ローラへの印加電圧と感光体の表面に帯電する電圧との関係が変化し、作像に必要な感光体の表面電位を保てなくなる。この結果、印刷された画像に不具合が生じるため、感光体の交換が必要になっていた。
そこで、作像に必要な感光体の表面電位を保つためには、適切な帯電電圧を膜厚に応じて発生させる必要があり、予め帯電電流Iと帯電電圧Vとの関係を表すI-V特性を算出して、I-V特性の傾きから感光体の膜厚を予測するという技術が知られている。
特許文献1には、感光体の膜厚を算出することを目的として、温湿度に応じた補正値を使用することで、温湿度による測定ズレを無くし、印加時の帯電電流と帯電電圧が示すI-V特性に基づいて膜厚を算出し、算出結果に補正値を加算するという方法が開示されている。
Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, there is a step of uniformly charging the surface potential of a photoconductor. During the process, a contact DC charging method is adopted in which a DC voltage is applied to the charging roller to bring the charging roller into contact with the surface of the photoconductor and discharge it to the surface of the photoconductor to charge the photoconductor.
In this contact DC charging method, as the photoconductor is rotated, the film formed on the surface layer surface of the photoconductor is scraped off. Then, as the film thickness becomes thinner, the relationship between the voltage applied to the charging roller and the voltage charged on the surface of the photoconductor changes, and the surface potential of the photoconductor required for image formation cannot be maintained. As a result, the printed image becomes defective, and it is necessary to replace the photoconductor.
Therefore, in order to maintain the surface potential of the photoconductor required for image formation, it is necessary to generate an appropriate charging voltage according to the film thickness, and IV representing the relationship between the charging current I and the charging voltage V in advance. A technique of calculating the characteristics and predicting the film thickness of the photoconductor from the inclination of the IV characteristics is known.
In
しかしながら、従来技術にあっては、温湿度影響の変化に起因して感光体の膜厚についての算出結果が異なるという問題があった。
特許文献1にあっては、感光体の膜厚の算出結果に補正値を加算している。しかし、感光体を除電した後の残留電位は、除電前に印加した電圧や、温湿度環境に依存して変動していた。この結果、正確なI-V特性を求めることができないという問題は解消できていない。
本発明の一実施形態は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、除電後の感光体の残留電位を一定にすることにある。
However, in the prior art, there is a problem that the calculation result of the film thickness of the photoconductor is different due to the change in the influence of temperature and humidity.
In
One embodiment of the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to make the residual potential of the photoconductor constant after static elimination.
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、周回する感光体の周面を帯電させる帯電部材に、帯電バイアスを印加する電圧印加部と、前記帯電部材に前記帯電バイアスを印加した際の当該帯電部材から前記感光体に流れる出力電流を表すフィードバック信号を生成する電流検知部と、前記電流検知部により生成されたフィードバック信号に基づいて、前記電圧印加部を制御する制御部と、前記感光体を除電する除電手段と、環境温度を検出する温度検出部と、を備えた画像形成装置であって、前記制御部は、1回の測定周期中において順次に、前記環境温度に応じて補正した帯電電圧を前記帯電部材に印加するように前記電圧印加部を制御し、前記除電手段が除電するように制御し、前記帯電バイアスを前記帯電部材に印加するように前記電圧印加部を制御し、前記帯電バイアスを前記帯電部材に印加した際の前記出力電流を検出するように前記電流検知部を制御し、前記除電手段が除電するように制御する測定周期制御部と、前記測定周期制御部に対して、複数の測定周期が連続する場合に、それぞれの測定周期において、前記フィードバック信号が表す前記出力電流と前記電圧印加部が印加した前記帯電バイアスとにより構成されるI-V特性を導くため、前記帯電バイアスを異なるように制御する帯電バイアス制御部と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
本発明によれば、除電後の感光体の残留電位を一定にすることができる。 According to the present invention, the residual potential of the photoconductor after static elimination can be made constant.
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
本発明は、除電後の感光体の残留電位を一定にするために、以下の構成を有する。
すなわち、本発明の画像形成装置は、周回する感光体の周面を帯電させる帯電部材に、帯電バイアスを印加する電圧印加部と、帯電部材に前記帯電バイアスを印加した際の帯電部材から感光体に流れる出力電流を表すフィードバック信号を生成する電流検知部と、電流検知部により生成されたフィードバック信号に基づいて、電圧印加部を制御する制御部と、感光体を除電する除電手段と、環境温度を検出する温度検出部と、を備えた画像形成装置であって、制御部は、1回の測定周期中において順次に、環境温度に応じて補正した帯電電圧を帯電部材に印加するように電圧印加部を制御し、除電手段が除電するように制御し、帯電バイアスを帯電部材に印加するように電圧印加部を制御し、帯電バイアスを帯電部材に印加した際の出力電流を検出するように電流検知部を制御し、除電手段が除電するように制御する測定周期制御部と、測定周期制御部に対して、複数の測定周期が連続する場合に、それぞれの測定周期において、前記フィードバック信号が表す前記出力電流と前記電圧印加部が印加した前記帯電バイアスとにより構成されるI-V特性を導くため、帯電バイアスを異なるように制御する帯電バイアス制御部と、を備えることを特徴とする。
以上の構成を備えることにより、除電後の感光体の残留電位を一定にすることができる。
上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。 但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
上記の本発明の特徴に関して、以下、図面を用いて詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings.
The present invention has the following configuration in order to keep the residual potential of the photoconductor constant after static elimination.
That is, in the image forming apparatus of the present invention, the photoconductor is composed of a voltage application unit that applies a charging bias to the charging member that charges the peripheral surface of the rotating photoconductor, and a charging member that applies the charging bias to the charging member. A current detector that generates a feedback signal that represents the output current flowing through the current, a control unit that controls the voltage application unit based on the feedback signal generated by the current detector, a static elimination means that eliminates static electricity from the photoconductor, and an environmental temperature. It is an image forming apparatus provided with a temperature detecting unit for detecting a current, and the control unit sequentially applies a charging voltage corrected according to the environmental temperature to the charging member during one measurement cycle. Control the application unit, control the static elimination means to eliminate static electricity, control the voltage application unit so that the charging bias is applied to the charging member, and detect the output current when the charging bias is applied to the charging member. When a plurality of measurement cycles are continuous with respect to the measurement cycle control unit that controls the current detection unit and controls the static elimination means to eliminate static electricity , the feedback is given in each measurement cycle. It is provided with a charging bias control unit that controls the charging bias differently in order to derive an IV characteristic composed of the output current represented by the signal and the charging bias applied by the voltage application unit . It is a feature.
By providing the above configuration, the residual potential of the photoconductor after static elimination can be made constant.
The features of the present invention described above will be described in detail with reference to the following drawings. However, unless there is a specific description, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, etc. described in this embodiment are merely explanatory examples, not the purpose of limiting the scope of the present invention to that alone. ..
The above-mentioned features of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
<一般的な電子写真プロセス>
図1は、一般的な画像形成装置100に採用されている電子写真プロセスの全体構成を示す図である。
図1には、一般的な直接DC帯電方式の電子写真プロセスの構成であり、感光体1、帯電ローラ(帯電部材)2、露光部3、現像部4、転写ローラ5、ブレード6、除電器7、高圧電源(帯電)8、出力フィードバック部9(電流検知部または電圧検知部)、制御ユニット10、A/D変換部10a、を備えている。
感光体1が周回されており、高圧電源8により発生された直流の高電圧を帯電ローラ(帯電部材)2に印加し、感光体1の表面を一様に帯電する。その後、露光部3により画像信号に応じたイメージ光により感光体1の表面に露光がなされ、感光体1の表面に静電潜像が形成される。
<First Embodiment>
<General electrophotographic process>
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an electrophotographic process adopted in a general
FIG. 1 shows a configuration of a general direct DC charging type electrophotographic process, which includes a
The
そして、現像部4によって感光体1の表面の静電潜像がトナー像に現像され、感光体1上のトナー像は転写ローラ5によって記録媒体に転写される。その後、定着手段によって定着されることにより記録媒体上に画像を形成する。
また、除電器7が照射したLED光により感光体1の表面の電荷を除去した後に帯電処理を行う。
特許文献1では、制御部の制御により、複数の異なる電圧を感光体に印加して帯電させ、印加時の電流を検知し、I-V特性を算出して、その特性の傾きから膜厚を検出することが知られている。
Then, the electrostatic latent image on the surface of the
Further, after removing the electric charge on the surface of the
In
<第1実施形態に係る画像形成装置に採用される電子写真プロセス>
図2は、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置100に採用される電子写真プロセスの全体構成を示す図である。
制御ユニット10、A/D変換部10a、CPU(central processing unit)10b、ROM(read only memory)10c、RAM(random access memory)10dを備えている。
<Electrophotograph process adopted in the image forming apparatus according to the first embodiment>
FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of an electrophotographic process adopted in the
It includes a
<従来技術によるI-V特性検出>
次に、除電器7により除電されてから帯電ローラ2により帯電バイアスを印加する前までの感光体1上のA点(除電後の表面電位)と、帯電ローラ2により帯電バイアスを印加した後のB点(帯電後の表面電位)に着目して説明する。
制御ユニット10は、帯電時のI-V特性を導くために、複数の異なる電圧を印加してその時の帯電電流をA/D変換部10aを介して検知する。
<I-V characteristic detection by conventional technology>
Next, the point A (surface potential after static elimination) on the
In order to derive the IV characteristic at the time of charging, the
仮に、複数の異なる電圧として、複数の制御ステップにおいて、4点の電圧を印加することとして説明する。この際に、制御ステップは下記[S1]~[S5]となる。
[S1] 電圧V1の帯電電圧を印加し、その時の電流I1を検知する。
[S2] 電圧V2の帯電電圧を印加し、その時の電流I2を検知する。
[S3] 電圧V3の帯電電圧を印加し、その時の電流I3を検知する。
[S4] 電圧V4の帯電電圧を印加し、その時の電流I4を検知する。
[S5] [S1]~[S4]を実行した際の、印加電圧と検知電流からI-V特性を導き(図3参照)、感光体1の膜厚を算出する。
なお、電圧V1~V4は、それぞれ異なる電圧値とする。なお、複数の異なる電圧は、2点以上であればよい。
Suppose that four different voltages are applied in a plurality of control steps as a plurality of different voltages. At this time, the control steps are the following [S1] to [S5].
[S1] The charging voltage of the voltage V1 is applied, and the current I1 at that time is detected.
[S2] A charging voltage of voltage V2 is applied, and the current I2 at that time is detected.
[S3] A charging voltage of voltage V3 is applied, and the current I3 at that time is detected.
[S4] A charging voltage of voltage V4 is applied, and the current I4 at that time is detected.
[S5] The IV characteristics are derived from the applied voltage and the detection current when [S1] to [S4] are executed (see FIG. 3), and the film thickness of the
The voltages V1 to V4 have different voltage values. It should be noted that the plurality of different voltages may be two or more points.
<I-V特性グラフ>
図3は、特許文献2に記載されたI-V特性を示すグラフ図である。
特許文献2では、図3に示すI-V特性グラフの傾きに基づいて、感光体の膜厚を求める技術が開示されている。
詳しくは、帯電ローラ(帯電部材)2を介して感光体1を帯電する際に、帯電ローラ2と感光体1との間に流れる電流Idcと、感光体1の感光層の膜厚dとの間には、Idc=k/d(Kは定数)が成り立つ。
この方法では、除電後の電位(A点)が一定であることが必要になる。
<IV characteristic graph>
FIG. 3 is a graph showing the IV characteristics described in
Specifically, when the
In this method, it is necessary that the potential (point A) after static elimination is constant.
<電位変動と電流量>
図4は、除電後の電位が一定になる場合の電位変動と電流量を示すグラフ図である。
図4に示すA点及びB点は感光体1の表面電位を表し、B点に向かう矢印が帯電の電流量を表す。
<Potential fluctuation and current amount>
FIG. 4 is a graph showing the potential fluctuation and the amount of current when the potential after static elimination becomes constant.
Points A and B shown in FIG. 4 represent the surface potential of the
<帯電バイアスと除電後の表面電位との関係>
図5(a)は、帯電バイアスと除電後の表面電位との関係を示すグラフ図である。
図5(a)には、温湿度や印加電圧によって除電後の電位が変化することを表しており、常温常湿MM環境下ではさほど変化がないが、低温低湿LL環境下では著しく変化することを表している。また、環境によって残留電化の差があることを示している。常温常湿MM環境下ではさほど変わらない特性を表しているが、低温低湿LL環境下では変動が大きくなることを表している。
図5(a)に示すように、常温常湿MM環境下では、帯電バイアスとして900Vを感光体1に印加した後に除電した場合に19Vの残留電位が残る。次いで、1000Vを印加した後に除電した場合に20Vの残留電位が残り、傾きズレが1V生じる。
次いで、1100Vを印加した後に除電した場合に21Vの残留電位が残り、傾きズレが2V生じる。次いで、1200Vを印加した後に除電した場合に22Vの残留電位が残り、傾きズレが3V生じる。
<Relationship between charge bias and surface potential after static elimination>
FIG. 5A is a graph showing the relationship between the charge bias and the surface potential after static elimination.
FIG. 5A shows that the potential after static elimination changes depending on the temperature and humidity and the applied voltage, and it does not change so much in a normal temperature and humidity MM environment, but it changes remarkably in a low temperature and low humidity LL environment. Represents. It also shows that there is a difference in residual electrification depending on the environment. It shows the characteristics that do not change so much under the normal temperature and humidity MM environment, but shows that the fluctuation becomes large under the low temperature and low humidity LL environment.
As shown in FIG. 5A, in a normal temperature and humidity MM environment, a residual potential of 19V remains when 900V is applied to the
Next, when static electricity is removed after applying 1100 V, a residual potential of 21 V remains, and a tilt deviation of 2 V occurs. Next, when 1200 V is applied and then static elimination occurs, a residual potential of 22 V remains, and a tilt deviation of 3 V occurs.
一方、低温低湿LL環境下では、帯電バイアスとして900Vを感光体1に印加した後に除電した場合に75Vの残留電位が残る。次いで、1000Vを印加した後に除電した場合に82Vに残留電位が残り、傾きズレが7V生じる。
次いで、1100V印加を印加した後に除電した場合に84Vに残留電位が残り、傾きズレ9V生じる。次いで、1200V印加を印加した後に除電した場合に88Vに残留電位が残り、傾きズレ13V生じる。
以上のように、低温低湿LL環境下と常温常湿MM環境下とでは、除電後の電位(A点)が温湿度によって変動し、一定ではない。また、感光体1に印加する電圧によって変動し、一定ではない。
On the other hand, in a low temperature and low humidity LL environment, a residual potential of 75 V remains when 900 V is applied to the
Next, when static electricity is removed after applying 1100 V, a residual potential remains at 84 V, and a tilt deviation of 9 V occurs. Next, when the charge is removed after applying 1200 V, the residual potential remains at 88 V, and a tilt deviation of 13 V occurs.
As described above, the potential (point A) after static elimination fluctuates depending on the temperature and humidity under the low temperature and low humidity LL environment and the normal temperature and normal humidity MM environment, and is not constant. Further, it varies depending on the voltage applied to the
<光量と残留電位の関係>
図5(b)は、除電時に感光体1に照射される光量と残留電位の関係を示すグラフ図である。
除電時には、除電器7から感光体1にLED光が照射される。
除電時に感光体1に照射された光量と残留電位の関係は、図5(b)に示すように、光量が高くなるほど残留電位は低くなり、光量が低くなるほど残留電位は高く留まる。このため、残留電位を0Vにするには照射時間を極めて長くする必要があり、実装上難しい。また、光量を上げるほど感光体1にダメージを与えることになる。このため、除電後の残留電位は0Vにならない。
<Relationship between light intensity and residual potential>
FIG. 5B is a graph showing the relationship between the amount of light applied to the
At the time of static elimination, the LED light is irradiated from the
As shown in FIG. 5B, the relationship between the amount of light applied to the
<温度湿度環境下での傾きと膜厚との関係>
図6は、温度湿度環境下での傾き(I-V特性)と膜厚との関係を示すグラフ図である。
従来技術にあっては、膜厚と傾きの関係は一定になることを理想としている。しかしながら、図5(a)を参照して説明した問題に起因して、図6に示すように、低温低湿LL環境(例えば、10℃、15%)では、常温常湿MM環境(例えば、23℃、50%)、高温高湿HH環境(例えば、27℃、80%)と比べて誤差が大きくなることを表している。
すなわち、図5(a)に示す帯電バイアスと除電後の表面電位との関係、図6に示す温度湿度環境下での傾き(I-V特性)と膜厚との関係、という2つのことから、図4に示すように除電後の電位が常に一定になることは、成り立たないことが理解できる。
なお、感光体の膜厚は、新品時において34um程度であり、交換が必要であると判断する膜厚は13umである。
<Relationship between inclination and film thickness in temperature and humidity environment>
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the inclination (IV characteristic) and the film thickness in a temperature / humidity environment.
In the prior art, it is ideal that the relationship between the film thickness and the inclination is constant. However, due to the problem described with reference to FIG. 5 (a), as shown in FIG. 6, in a low temperature and low humidity LL environment (for example, 10 ° C., 15%), a normal temperature and normal humidity MM environment (for example, 23). ° C., 50%), indicating that the error is larger than that in a high temperature and high humidity HH environment (for example, 27 ° C., 80%).
That is, from the two points of the relationship between the charging bias shown in FIG. 5A and the surface potential after static elimination, and the relationship between the inclination (IV characteristic) and the film thickness in the temperature and humidity environment shown in FIG. It can be understood that the fact that the potential after static elimination is always constant as shown in FIG. 4 does not hold.
The film thickness of the photoconductor is about 34 um when it is new, and the film thickness that is determined to require replacement is 13 um.
<除電後の電位変動による電流変化>
図7は、除電後の電位変動による電流変化を示すグラフ図である。
図7に示す各A点に関する矢印は電圧の移動量を表しており、電流量は移動量に比例する。本来、I-V特性を導き出すために必要な電流は図7に示すA点に関する左側矢印の電流である。つまり、除電後のA点の電位が一定である時の帯電電流である。
しかし、温度湿度環境下や、印加する電位差によって除電後の電位は、右側矢印のように変動する。
すなわち、左側矢印(印加時の電圧)と右側矢印(除電後の電圧)との差が誤差ΔVとなり、帯電電流値が変動し、I/V特性が変わってくることが理解できる。
<Current change due to potential fluctuation after static elimination>
FIG. 7 is a graph showing a current change due to a potential fluctuation after static elimination.
The arrow for each point A shown in FIG. 7 represents the amount of voltage movement, and the amount of current is proportional to the amount of movement. Originally, the current required to derive the IV characteristic is the current indicated by the left arrow with respect to point A shown in FIG. 7. That is, it is a charging current when the potential at point A after static elimination is constant.
However, the potential after static elimination fluctuates as shown by the arrow on the right side under the temperature and humidity environment and the applied potential difference.
That is, it can be understood that the difference between the left arrow (voltage at the time of application) and the right arrow (voltage after static elimination) becomes an error ΔV, the charging current value fluctuates, and the I / V characteristics change.
<除電後の電位ズレによる傾き変動>
図8は、除電後の電位ズレによる傾き変動を示すグラフ図である。
図8に示す傾きα1は本来の理想的な傾きで示すI/V特性であり、傾きα2は除電後の電位が一定ではないことに起因して変わってしまった傾きである。このため、傾きα2を用いた場合、正確に感光体1の膜厚を算出できないといった問題があった。
なお、低温低湿LL環境と高温高湿HH環境とでは、除電後の残留電位にズレが生じるので、I-V特性の傾きから求めた膜厚に1um程度の算出誤差が発生する。
<Inclination fluctuation due to potential shift after static elimination>
FIG. 8 is a graph showing tilt fluctuation due to potential deviation after static elimination.
The slope α1 shown in FIG. 8 is an I / V characteristic shown by the original ideal slope, and the slope α2 is a slope that has changed due to the fact that the potential after static elimination is not constant. Therefore, when the inclination α2 is used, there is a problem that the film thickness of the
Since the residual potential after static elimination is different between the low temperature and low humidity LL environment and the high temperature and high humidity HH environment, a calculation error of about 1 um occurs in the film thickness obtained from the slope of the IV characteristic.
<従来技術による制御方法>
図9は、従来技術による制御方法を示すサブルーチンのフローチャートである。
ステップS10は、従来技術において用いられた帯電I-V特性検出制御処理である。
まず、ステップS15では、変数Nをリセットして、N=1とする。
ステップS20では、帯電電圧(a*N+b)を印加する。なお、aとbは係数である。
ステップS25では、所定のサンプリング周期において電流Iを検出する。
ステップS30では、感光体1を1回周回させ、除電器7からLED光を感光体1の表面に照射して除電する。
ステップS35では、変数Nをカウントアップする(N=N+1)。
ステップS40では、変数Nのカウント数が4以上か否かを判断する。変数Nが4より小さい場合にはステップS20に戻り、変数Nが4以上である場合にはステップS45に進む。
ステップS45では、印加した電圧Vと検出した電流Iに基づいて、I-V特性を導き、帯電I-V特性検出制御処理を終了して、メインルーチンに復帰する。
<Control method by conventional technology>
FIG. 9 is a flowchart of a subroutine showing a control method according to the prior art.
Step S10 is a charging IV characteristic detection control process used in the prior art.
First, in step S15, the variable N is reset so that N = 1.
In step S20, a charging voltage (a * N + b) is applied. Note that a and b are coefficients.
In step S25, the current I is detected in a predetermined sampling cycle.
In step S30, the
In step S35, the variable N is counted up (N = N + 1).
In step S40, it is determined whether or not the count number of the variable N is 4 or more. If the variable N is smaller than 4, the process returns to step S20, and if the variable N is 4 or more, the process proceeds to step S45.
In step S45, the IV characteristic is derived based on the applied voltage V and the detected current I, the charging IV characteristic detection control process is terminated, and the process returns to the main routine.
<従来技術による帯電電圧の印加方法>
図10は、従来技術による帯電電圧の印加方法を示すグラフ図である。
[1]時刻t1において、感光体1に帯電電圧V1を印加し、その時の電流I1をA/D変換部10aを介して検知する。
[2]時刻t2において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
[3]時刻t3において、感光体1に帯電電圧V2を印加し、その時の電流I2をA/D変換部10aを介して検知する。
[4]時刻t4において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
[5]時刻t5において、感光体1に帯電電圧V3を印加し、その時の電流I3をA/D変換部10aを介して検知する。
[6]時刻t6において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
[7]時刻t7において、感光体1に帯電電圧V4を印加し、その時の電流I4をA/D変換部10aを介して検知する。
[8]時刻t8において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
[9]帯電電圧V1~V4と検知した電流I1~I4に基づいて、I/V特性の傾きを算出して、感光体1の膜厚を算出する。
<Method of applying charging voltage by conventional technology>
FIG. 10 is a graph showing a method of applying a charging voltage according to the prior art.
[1] At time t1, a charging voltage V1 is applied to the
[2] At time t2, the
[3] At time t3, a charging voltage V2 is applied to the
[4] At time t4, the
[5] At time t5, a charging voltage V3 is applied to the
[6] At time t6, the
[7] At time t7, a charging voltage V4 is applied to the
[8] At time t8, the
[9] Based on the charging voltages V1 to V4 and the detected currents I1 to I4, the slope of the I / V characteristic is calculated to calculate the film thickness of the
<第1実施形態>
図11は、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置100の主要部の構成を示す機能ブロック図である。
画像形成装置100は、機能ブロックとして、制御部20、感光体駆動部21、帯電ユニット22、露光部3、現像部4、転写ユニット23、除電器7、記憶部24、温度検出部25、を備えている。
画像形成装置100は、図2に示す制御ユニット10の機能ブロックとして、制御部20を備えている。
図2に示す制御ユニット10は、上述したように例えばCPU10b、ROM10c、RAM10dを有するマイコンにより構成されている。
CPU10bは、ROM10cからオペレーティングシステムOSを読み出してRAM10d上に展開してOSを起動し、OS管理下において、ROM10cからアプリケーションソフトウエアのプログラム(処理モジュール)を読み出し、各種処理を実行することで、図11に示す制御部20を実現する。
制御部20は、A/D変換部10aを介して電流検知部22bにより生成されたフィードバック信号に基づいて、電圧印加部22aを制御する。制御部20の内部には、駆動制御部20a、測定周期制御部20b、帯電バイアス制御部20c、決定部20d、膜厚算出部20e、感光体寿命判断部20f、等のソフトウエアモジュールをプログラムとして備えている。
<First Embodiment>
FIG. 11 is a functional block diagram showing a configuration of a main part of the
The
The
As described above, the
The
The
駆動制御部20aは、感光体駆動部21の周回を制御する。
測定周期制御部20bは、1回の測定周期中において順次に、一定の帯電電圧Vkを帯電ローラ2に印加するように電圧印加部22aを制御し、除電器7が除電するように制御し、帯電バイアスを帯電ローラ2に印加するように電圧印加部22aを制御し、帯電バイアスを印加した際の電流をA/D変換部10aを介して検出するように電流検知部22bを制御し、除電器7が除電するように制御する。
測定周期制御部20bは、検知された残留電圧が閾値を超えているか否を判断し、残留電圧が閾値を超えていない場合には、電圧印加部22aにより一定の帯電電圧Vkを帯電ローラ2に印加する動作をスキップする。
The
The measurement
The measurement
帯電バイアス制御部20cは、測定周期制御部20bに対して、複数の測定周期が連続する場合に、それぞれの測定周期における帯電バイアスを異なるように制御する。
帯電バイアス制御部20cは、測定周期制御部20bに対して、複数の測定周期が連続する場合に、後続の測定周期における帯電バイアスを先行する測定周期よりも順次高くなるように制御する。また、帯電バイアス制御部20cは、測定周期制御部20bに対して、複数の測定周期が連続する場合に、後続の測定周期における帯電バイアスを先行する測定周期よりも順次低くなるように制御する。
帯電バイアス制御部20cは、膜厚算出部20eにより算出された感光体1の膜厚に応じて、帯電バイアスが最適になるように制御する。
The charge
The charge
The charge
決定部20dは、制御を実行するか否かを判断する。
膜厚算出部20eは、フィードバック信号が表す出力電流と電圧印加部22aが印加した帯電電圧とにより構成されるI-V特性の傾きに基づいて、感光体1の膜厚を算出する。膜厚算出部20eは、電圧印加部22aが印加した帯電電圧とフィードバック信号が表す出力電流とにより構成されるI-V特性の傾きを算出し、記憶部24のデータテーブルから当該傾きに対応する膜厚を算出する。
感光体寿命判断部20fは、膜厚算出部20eにより算出された感光体1の膜厚に基づいて、感光体1の最適な寿命を判断する。
The
The film
The photoconductor
感光体駆動部21は、駆動制御部20aの制御によりモータを回転させて、感光体1を回転させる。
帯電ユニット22は、電圧印加部22a、電流検知部22b、電圧検知部22cを備える。
電圧印加部22aは、周回する感光体1の周面を帯電させる帯電ローラ2に、帯電バイアスを印加する。
電流検知部22bは、帯電ローラ2から感光体1に流れる出力電流をA/D変換部10aを介して検知してフィードバック信号を生成する。
電圧検知部22cは、除電器7を起動した後に、感光体1に残留している残留電圧をA/D変換部10aを介して検知する。
The
The charging
The
The
After starting the
露光部3は、感光体1の表面を露光させる。
現像部4は、トナーに帯電させ、感光体1の表面にトナー像を現像させる。
転写ユニット23は、電圧印加部23a、ローラ駆動部23bを備え、トナー像を記録媒体に転写する。
電圧印加部23aは、転写電圧を転写ローラ5に印加して、感光体1の表面のトナー像を記録媒体に転写する。
ローラ駆動部23bは、駆動制御部20aの制御によりモータを回転させて、転写ローラ5を回転させて、感光体1上のトナー像を記録媒体に転写される。
除電器7は、LED光を感光体1の表面に照射して、感光体1の表面に印加された電位を除電する。
記憶部24は、I-V特性と膜厚との関係を表すデータテーブルを予め記憶する。これにより、印加した帯電電圧と出力電流とにより構成されるI-V特性に係る傾きを算出し、データテーブルから算出された傾きに対応する膜厚を算出することで、膜厚検出時の計算負荷を軽減することができる。
温度検出部25は、環境温度を検出する。
The
The developing
The
The
The
The
The
The
<感光体の帯電電圧と時間との関係>
本発明の実施形態では、図8に示す問題を解決するため、I/V特性を導き出す印加電圧V1から電圧V4を印加する前に、一定の帯電電圧Vkを印加することで、除電後の電位バラツキを抑制することが可能となる。
一定の帯電電圧Vkとは、感光体1が帯電可能となる電圧以上であり、印加による感光体1の電圧疲労が少ない電圧までとし、例えば、400V~800Vとする。
<Relationship between charging voltage of photoconductor and time>
In the embodiment of the present invention, in order to solve the problem shown in FIG. 8, the potential after static elimination is applied by applying a constant charging voltage Vk before applying the voltage V4 from the applied voltage V1 for deriving the I / V characteristics. It is possible to suppress the variation.
The constant charging voltage Vk is a voltage that is equal to or higher than the voltage at which the
<制御処理1>
図12は、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置100の制御処理を示すサブルーチンのフローチャートである。
ステップS100は、第1実施形態において用いられた帯電I-V特性検出制御処理である。
まず、ステップS15では、測定周期制御部20bは、変数Nをリセットして、N=1とする。
ステップS105では、測定周期制御部20bは、電圧印加部22aを制御し、感光体1に一定の帯電電圧Vkを印加する。
ステップS110では、測定周期制御部20bは、感光体駆動部21を制御し、感光体1を1回周回させ、また測定周期制御部20bは、除電器7を制御し、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
ステップS20では、測定周期制御部20bは、電圧印加部22aを制御し、帯電電圧(a*N+b)を印加する。なお、aとbは係数である。
<
FIG. 12 is a flowchart of a subroutine showing a control process of the
Step S100 is the charging IV characteristic detection control process used in the first embodiment.
First, in step S15, the measurement
In step S105, the measurement
In step S110, the measurement
In step S20, the measurement
ステップS25では、測定周期制御部20bは、電流検知部22bを制御し、所定のサンプリング周期においてA/D変換部10aを介して電流Iを検出する。ほぼ同時に、測定周期制御部20bは、電圧検知部22cを制御し、所定のサンプリング周期においてA/D変換部10aを介して電圧Vを検出する。
ステップS30では、測定周期制御部20bは、感光体駆動部21を制御し、感光体1を1回周回させ、また測定周期制御部20bは、除電器7を制御し、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
ステップS35では、測定周期制御部20bは、変数Nをカウントアップする(N=N+1)。
ステップS40では、測定周期制御部20bは、変数Nのカウント数が4以上か否かを判断する。変数Nが4より小さい場合にはステップS105に戻り、変数Nが4以上である場合にはステップS45に進む。
ステップS45では、測定周期制御部20bは、印加した電圧Vと検出した電流Iに基づいて、I-V特性を導き、帯電I-V特性検出制御処理を終了して、メインルーチンに復帰する。
In step S25, the measurement
In step S30, the measurement
In step S35, the measurement
In step S40, the measurement
In step S45, the measurement
これにより、1回の測定周期中において順次に、一定の帯電電圧Vkを帯電ローラ2に印加するように電圧印加部22aを制御し、除電器7が除電するように制御し、帯電バイアスを帯電ローラ2に印加するように電圧印加部22aを制御し、帯電バイアスを印加した際の電流を検出するように電流検知部22bを制御し、除電器7が除電するように制御することで、除電後の感光体1の残留電位を一定にすることができる。
かつ、測定周期制御部20bに対して、複数の測定周期が連続する場合に、それぞれの測定周期における帯電バイアスを異なるように制御することで、除電後の感光体1の残留電位が一定になった後に、精度良く印加した帯電バイアスの電圧と帯電バイアスを印加した際の電流とを検出することができる。
As a result, the
Moreover, when a plurality of measurement cycles are continuous, the residual potential of the
また、複数の測定周期が連続する場合に、後続の測定周期における帯電バイアスを先行する測定周期よりも順次高くなるように制御してもよく、精度良く印加した帯電バイアスの電圧と帯電バイアスを印加した際の電流とを検出することができる。
さらに、複数の測定周期が連続する場合に、後続の測定周期における帯電バイアスを先行する測定周期よりも順次低くなるように制御してもよく、精度良く印加した帯電バイアスの電圧と帯電バイアスを印加した際の電流とを検出することができる。
以上により、帯電I-V特性の傾きを正確に算出することができ。
Further, when a plurality of measurement cycles are continuous, the charge bias in the subsequent measurement cycle may be controlled to be sequentially higher than the preceding measurement cycle, and the voltage of the charge bias applied with high accuracy and the charge bias may be applied. It is possible to detect the current when the voltage is applied.
Further, when a plurality of measurement cycles are continuous, the charge bias in the subsequent measurement cycle may be controlled to be sequentially lower than the preceding measurement cycle, and the voltage of the charge bias applied with high accuracy and the charge bias may be applied. It is possible to detect the current when the voltage is applied.
From the above, the slope of the charged IV characteristic can be calculated accurately.
図13は、感光体1の帯電電圧と時間との関係を示すグラフ図である。
[1]時刻t1~t2間において、感光体1に一定の帯電電圧Vkを印加する。
[2]時刻t2~t3間において、感光体1に帯電電圧V1を印加し、その時の電流I1をA/D変換部10aを介して検知する。ほぼ同時に、A/D変換部10aを介して電圧V2を検出する。
[3]時刻t3~t4間において、感光体1に一定の帯電電圧Vkを印加する。
[4]時刻t4~t5間において、感光体1に帯電電圧V2を印加し、その時の電流I2をA/D変換部10aを介して検知する。ほぼ同時に、A/D変換部10aを介して電圧V2を検出する。
[5]時刻t5~t6間において、感光体1に一定の帯電電圧Vkを印加する。
[6]時刻t6~t7間において、感光体1に帯電電圧V3を印加し、その時の電流I3をA/D変換部10aを介して検知する。ほぼ同時に、A/D変換部10aを介して電圧V3を検出する。
[7]時刻t7~t8間において、感光体1に一定の帯電電圧Vkを印加する。
[8]時刻t8~t9間において、感光体1に帯電電圧V4を印加し、その時の電流I4をA/D変換部10aを介して検知する。ほぼ同時に、A/D変換部10aを介して電圧V4を検出する。
[9]帯電電圧V1~V4と検知した電流I1~I4に基づいて、I/V特性の傾きを算出して、感光体1の膜厚を算出する。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the charging voltage of the
[1] A constant charging voltage Vk is applied to the
[2] A charging voltage V1 is applied to the
[3] A constant charging voltage Vk is applied to the
[4] A charging voltage V2 is applied to the
[5] A constant charging voltage Vk is applied to the
[6] A charging voltage V3 is applied to the
[7] A constant charging voltage Vk is applied to the
[8] A charging voltage V4 is applied to the
[9] Based on the charging voltages V1 to V4 and the detected currents I1 to I4, the slope of the I / V characteristic is calculated to calculate the film thickness of the
<本発明の画像形成装置による帯電電圧の印加方法>
図14は、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置100による帯電電圧の印加方法を示すグラフ図である。
[1]時刻t1において、感光体1に一定の帯電電圧Vkを印加する。
[2]時刻t2において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
[3]時刻t3において、感光体1に帯電電圧V1を印加し、その時の電流I1をA/D変換部10aを介して検知する。
[4]時刻t4において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
[5]時刻t5において、感光体1に一定の帯電電圧Vkを印加する。
[6]時刻t6において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
[7]時刻t7において、感光体1に帯電電圧V2を印加し、その時の電流I2をA/D変換部10aを介して検知する。
[8]時刻t8において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
[9]時刻t9において、感光体1に一定の帯電電圧Vkを印加する。
[10]時刻t10において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
<Method of applying charging voltage by the image forming apparatus of the present invention>
FIG. 14 is a graph showing a method of applying a charging voltage by the
[1] At time t1, a constant charging voltage Vk is applied to the
[2] At time t2, the
[3] At time t3, a charging voltage V1 is applied to the
[4] At time t4, the
[5] At time t5, a constant charging voltage Vk is applied to the
[6] At time t6, the
[7] At time t7, a charging voltage V2 is applied to the
[8] At time t8, the
[9] At time t9, a constant charging voltage Vk is applied to the
[10] At time t10, the
[11]時刻t11において、感光体1に帯電電圧V3を印加し、その時の電流I3をA/D変換部10aを介して検知する。
[12]時刻t12において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
[13]時刻t13において、感光体1に一定の帯電電圧Vkを印加する。
[14]時刻t14において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
[15]時刻t15において、感光体1に帯電電圧V4を印加し、その時の電流I4をA/D変換部10aを介して検知する。
[16]時刻t16において、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
[17]帯電電圧V1~V4と検知した電流I1~I4に基づいて、I/V特性の傾きを算出して、感光体1の膜厚を算出する。
[11] At time t11, a charging voltage V3 is applied to the
[12] At time t12, the
[13] At time t13, a constant charging voltage Vk is applied to the
[14] At time t14, the
[15] At time t15, a charging voltage V4 is applied to the
[16] At time t16, the
[17] Based on the charging voltages V1 to V4 and the detected currents I1 to I4, the slope of the I / V characteristic is calculated to calculate the film thickness of the
ここで、帯電電圧を印加した際に感光体1から帯電ローラ(帯電部材)2に流れる電流について説明する。
帯電電流Idcは、感光体1の単位面積あたりの容量C0、感光体1の長さL、線速λ、感光体1の帯電印加後電圧Vd、感光体1の帯電印加前電圧Vd0により算出する。帯電電流Idcの算出式(1)は、
Idc=C0*L*λ*(Vd-Vd0) (1)
となる。
I-V特性の傾きαを算出するために印加された帯電電流Id1、Id2は、
Id1=C0*L*λ*(Vd1-Vd01) (2)
Id2=C0*L*λ*(Vd1-Vd02) (3)
となる。
Here, the current flowing from the
The charging current Idc is calculated by the capacity C0 per unit area of the
Idc = C0 * L * λ * (Vd-Vd0) (1)
Will be.
The charging currents Id1 and Id2 applied to calculate the slope α of the IV characteristic are
Id1 = C0 * L * λ * (Vd1-Vd01) (2)
Id2 = C0 * L * λ * (Vd1-Vd02) (3)
Will be.
傾きαを算出するための式(4)は、
α=(Id2-Id1)/(Vd2-Vd1)
=C0*L*λ*(Vd2-Vd1)/(Vd2-Vd1)
={C0*L*λ*(Vd2-Vd02)-C0*L*λ*(Vd1-Vd01)}/(Vd2-Vd1)
={(C0*L*λ*Vd2-C0*L*λ*Vd02)
-(C0*L*λ*Vd1-C0*L*λ*Vd01)/(Vd2-Vd1) (4)
Equation (4) for calculating the slope α is
α = (Id2-Id1) / (Vd2-Vd1)
= C0 * L * λ * (Vd2-Vd1) / (Vd2-Vd1)
= {C0 * L * λ * (Vd2-Vd02) -C0 * L * λ * (Vd1-Vd01)} / (Vd2-Vd1)
= {(C0 * L * λ * Vd2-C0 * L * λ * Vd02)
-(C0 * L * λ * Vd1-C0 * L * λ * Vd01) / (Vd2-Vd1) (4)
よって、除電後の電位(Vd0)を一定にすることで、
α={(C0*L*λ*Vd2)-(C0*L*λ*Vd1)}/(Vd2-Vd1)
α=(Id2-Id1)/(Vd2-Vd1)=C0*L*λ
が成り立つ。
このため、除電後の電位を一定にすることで、温湿度に関わらず一定の傾きを得ることができる。
要するに、温湿度環境が変わって、除電後の電位が変わっても、その電位がI-V特性を算出するまで一定の電位ならば、I-V特性が示す傾きαは一定である。
Therefore, by keeping the potential (Vd0) after static elimination constant,
α = {(C0 * L * λ * Vd2)-(C0 * L * λ * Vd1)} / (Vd2-Vd1)
α = (Id2-Id1) / (Vd2-Vd1) = C0 * L * λ
Is true.
Therefore, by keeping the potential after static elimination constant, a constant inclination can be obtained regardless of the temperature and humidity.
In short, even if the temperature / humidity environment changes and the potential after static elimination changes, if the potential is constant until the IV characteristic is calculated, the slope α indicated by the IV characteristic is constant.
<常温常湿MM環境下と低温低湿LL環境下とにおいて取得したI-V特性>
図15は、図11に示す帯電電圧の印加方法を用いて、常温常湿MM環境下と低温低湿LL環境下とにおいて取得したI-V特性を示すグラフ図である。
図12に示すように、常温常湿MM環境下においてI-V特性から傾きαMMを算出した場合と、低温低湿LL環境下においてI-V特性から傾きαLLを算出した場合とを比較すると、両者が平行することを確認することができる。
<IV characteristics acquired under normal temperature and humidity MM environment and low temperature and low humidity LL environment>
FIG. 15 is a graph showing the IV characteristics acquired under the normal temperature and humidity MM environment and the low temperature and low humidity LL environment by using the charging voltage application method shown in FIG.
As shown in FIG. 12, a comparison between the case where the slope α MM is calculated from the IV characteristics under a normal temperature and humidity MM environment and the case where the slope α LL is calculated from the IV characteristics under a low temperature and low humidity LL environment is compared. , It can be confirmed that both are parallel.
<第2実施形態>
<制御処理2>
図16は、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置100の制御処理を示すサブルーチンのフローチャートである。
ステップS200は、第2実施形態において用いられた帯電I-V特性検出制御処理である。
まず、ステップS15では、測定周期制御部20bは、変数Nをリセットして、N=1とする。
ステップS205では、測定周期制御部20bは、除電後のA点の電位を測定する。
ステップS210では、測定周期制御部20bは、A点の電位が閾値以上か否かを判断する。A点の電位が閾値以上である場合にはステップS105に進み、一方、A点の電位が閾値未満である場合にはステップS25に進む。
ステップS105、S110、S20は、第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
<Second Embodiment>
<
FIG. 16 is a flowchart of a subroutine showing a control process of the
Step S200 is the charging IV characteristic detection control process used in the second embodiment.
First, in step S15, the measurement
In step S205, the measurement
In step S210, the measurement
Since steps S105, S110, and S20 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
ステップS105では、測定周期制御部20bは、電圧印加部22aを制御し、感光体1に一定の帯電電圧Vkを印加する。
ステップS110では、測定周期制御部20bは、感光体駆動部21を制御し、感光体1を1回周回させ、また測定周期制御部20bは、除電器7を制御し、除電器7からLED光を感光体1に照射して除電する。
ステップS25~S35は、第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
ステップS40では、測定周期制御部20bは、変数Nのカウント数が4以上か否かを判断する。変数Nが4より小さい場合にはステップS105に戻り、変数Nが4以上である場合にはステップS45に進む。
ステップS45では、測定周期制御部20bは、印加した電圧Vと検出した電流Iに基づいて、I-V特性を導き、帯電I-V特性検出制御処理を終了して、メインルーチンに復帰する。
In step S105, the measurement
In step S110, the measurement
Since steps S25 to S35 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
In step S40, the measurement
In step S45, the measurement
これにより、検知された残留電圧が閾値を超えていない場合には、一定の帯電電圧Vkを帯電ローラ2に印加する動作をスキップすることで、制御時間を短縮することができる。
As a result, when the detected residual voltage does not exceed the threshold value, the control time can be shortened by skipping the operation of applying a constant charging voltage Vk to the charging
<測定周期制御部>
上述したステップS105では、測定周期制御部20bが感光体1に一定の帯電電圧Vkを印加するようにしていたが、本発明はこのような点に限定されるものではない。
すなわち、画像形成装置100は、環境温度を検出する温度検出部25を備え、測定周期制御部20bは、一定の帯電電圧Vkを環境温度に応じて補正するように構成してもよい。
例えば、低温低湿LL環境下では除電後の電位が高くなるので、LL:Vk=900Vとし、MM:Vk=1000V、HH:Vk=1100Vの一定電圧とする。
または、低温低湿LL環境下では除電後の電位が高くなるので、LL:Vk=900Vとし、常温常湿MM環境下と高温高湿HH環境では除電後の電位があまり変化ないので、MM:Vk=1000V、HH:Vk=1000Vとしてもよい。
これにより、一定の帯電電圧Vkを環境温度に応じて補正することで、除電後の感光体1の残留電位を一定にすることができる。
<Measurement cycle control unit>
In step S105 described above, the measurement
That is, the
For example, in a low temperature and low humidity LL environment, the potential after static elimination becomes high, so LL: Vk = 900V, MM: Vk = 1000V, and HH: Vk = 1100V, which are constant voltages.
Alternatively, since the potential after static elimination is high in a low temperature and low humidity LL environment, LL: Vk = 900V, and since the potential after static elimination does not change much in a normal temperature and humidity MM environment and a high temperature and high humidity HH environment, MM: Vk. = 1000V, HH: Vk = 1000V may be used.
As a result, the residual potential of the
<第3実施形態>
<制御処理3>
図17は、本発明の第3実施形態に係る画像形成装置100の制御処理を示すフローチャートである。
ステップS300は、第3実施形態において用いられた制御処理である。
ステップS305では、測定周期制御部20bは、上述した帯電I-V特性検出制御処理[1]又は[2]のサブルーチンをコールする。
ステップS310では、膜厚算出部20eは、ステップS305において求めたI-V特性の傾きから感光体1の膜厚を求め、制御を終了する。
<Third Embodiment>
<
FIG. 17 is a flowchart showing a control process of the
Step S300 is the control process used in the third embodiment.
In step S305, the measurement
In step S310, the film
これにより、フィードバック信号が表す出力電流と印加した帯電電圧とにより構成されるI-V特性の傾きに基づいて、感光体1の膜厚を算出することで、感光体1の膜厚状態を認識することができる。
以上により、温湿度に関わらず膜厚を正確に算出することができる。膜厚を算出する際に温湿度計を必要としないので、その分の製造コストを削減することができる。
As a result, the film thickness state of the
From the above, the film thickness can be calculated accurately regardless of the temperature and humidity. Since a thermo-hygrometer is not required to calculate the film thickness, the manufacturing cost can be reduced accordingly.
<第4実施形態>
<制御処理4>
図18は、本発明の第4実施形態に係る画像形成装置100の制御処理を示すフローチャートである。
ステップS400は、第4実施形態において用いられた制御処理である。
ステップS305~S310は、第3実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
ステップS405では、感光体寿命判断部20fは、感光体1の膜厚が閾値以下か否かを判断する。感光体1の膜厚が閾値以下である場合にはステップS410に進み、一方、感光体1の膜厚が閾値より大きい場合には制御を終了する。
感光体1の膜厚が閾値(例えば、13~14um)以下である場合には、ステップS410では、感光体寿命判断部20fは、感光体1の寿命到達時の処理を実行する。例えば、感光体1の寿命が到達したことを表すメッセージを表示パネルに表示する。次いで、制御を終了する。
<Fourth Embodiment>
<
FIG. 18 is a flowchart showing a control process of the
Step S400 is the control process used in the fourth embodiment.
Since steps S305 to S310 are the same as those in the third embodiment, the description thereof will be omitted.
In step S405, the photoconductor
When the film thickness of the
これにより、算出された感光体1の膜厚に基づいて、感光体1の最適な寿命を判断するので、感光体1の個々の状態に合わせた寿命判断が可能となり、従来技術による推定方法より高精度に感光体1の寿命を測ることができる。
以上のように、感光体1の膜厚が劣化した度合いを把握し、個々の感光体1に合った寿命を判断することができる。
As a result, the optimum life of the
As described above, it is possible to grasp the degree of deterioration of the film thickness of the
<第5実施形態>
<制御処理5>
図19は、本発明の第5実施形態に係る画像形成装置100の制御処理を示すフローチャートである。
ステップS500は、第5実施形態において用いられた制御処理である。
ステップS305~S310は、第3実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
ステップS505では、帯電バイアス制御部20cは、感光体1の膜厚が閾値1以下か否かを判断する。感光体1の膜厚が閾値1以下である場合にはステップS510に進み、一方、感光体1の膜厚が閾値1より大きい場合にはステップS515に進む。
感光体1の膜厚が閾値1以下である場合には、ステップS510では、帯電バイアス制御部20cは、帯電の印加電圧をVAに決定する。
感光体1の膜厚が閾値1より大きい場合には、ステップS515では、帯電バイアス制御部20cは、感光体1の膜厚が閾値2以下か否かを判断する。感光体1の膜厚が閾値2以下である場合にはステップS520に進み、一方、感光体1の膜厚が閾値2より大きい場合にはステップS525に進む。
感光体1の膜厚が閾値2以下である場合には、ステップS520では、帯電バイアス制御部20cは、帯電の印加電圧をVBに決定する。
<Fifth Embodiment>
<
FIG. 19 is a flowchart showing a control process of the
Step S500 is the control process used in the fifth embodiment.
Since steps S305 to S310 are the same as those in the third embodiment, the description thereof will be omitted.
In step S505, the charge
When the film thickness of the
When the film thickness of the
When the film thickness of the
感光体1の膜厚が閾値2より大きい場合には、ステップS525では、帯電バイアス制御部20cは、感光体1の膜厚が閾値3以下か否かを判断する。感光体1の膜厚が閾値3以下である場合にはステップS530に進み、一方、感光体1の膜厚が閾値3より大きい場合にはステップS535に進む。
感光体1の膜厚が閾値3以下である場合には、ステップS530では、帯電バイアス制御部20cは、帯電の印加電圧をVCに決定する。
感光体1の膜厚が閾値3より大きい場合には、ステップS535では、帯電バイアス制御部20cは、帯電の印加電圧をVDに決定する。
なお、上述した閾値の大きさは、閾値1<閾値2<閾値3の順にその値が大きくなるように予め設定されている。
When the film thickness of the
When the film thickness of the
When the film thickness of the
The size of the threshold value described above is preset so that the value increases in the order of
これにより、算出された感光体1の膜厚に応じて、帯電バイアスが最適になるように制御することで、過度に高い帯電バイアスを印加することを回避することができ、感光体の寿命を永く保つことができる。
As a result, by controlling the charge bias to be optimum according to the calculated film thickness of the
<測定周期制御部>
図20は、感光体1の膜厚に対応した一定電圧の値を示す図表である。
図20には、感光体1の膜厚が15um以下、15um~25um、25um以上である場合に、それぞれ一定電圧Vkの値を900V、1000V、1100Vに補正することを示している。
測定周期制御部20bは、膜厚算出部20eにより算出された感光体1の膜厚に応じて、図20に示すテーブルを参照して、一定の帯電電圧Vkを補正してもよい。
これにより、一定の帯電電圧Vkを感光体1の膜厚に応じて補正することで、除電後の感光体1の残留電位を一定にすることができる。
以上により、感光体の膜厚についての経年劣化に合わせた最適な表面電位に係る制御を行うことができる。
<Measurement cycle control unit>
FIG. 20 is a chart showing a constant voltage value corresponding to the film thickness of the
FIG. 20 shows that when the film thickness of the
The measurement
Thereby, by correcting the constant charging voltage Vk according to the film thickness of the
As described above, it is possible to control the optimum surface potential of the film thickness of the photoconductor according to the deterioration over time.
<本実施形態の態様例の作用、効果のまとめ>
<第1態様>
本態様の画像形成装置100は、周回する感光体1の周面を帯電させる帯電ローラ2に、帯電バイアスを印加する電圧印加部22aと、帯電ローラ2に帯電バイアスを印加した際の帯電ローラ2から感光体1に流れる出力電流を表すフィードバック信号を生成する電流検知部22bと、電流検知部22bにより生成されたフィードバック信号に基づいて、電圧印加部22aを制御する制御部20と、感光体1を除電する除電器7と、環境温度を検出する温度検出部25と、を備えた画像形成装置100であって、制御部20は、1回の測定周期中において順次に、環境温度に応じて補正した帯電電圧Vkを帯電ローラ2に印加するように電圧印加部22aを制御し、除電器7が除電するように制御し、帯電バイアスを帯電ローラ2に印加するように電圧印加部22aを制御し、帯電バイアスを帯電ローラ2に印加した際の出力電流を検出するように電流検知部22bを制御し、除電器7が除電するように制御する測定周期制御部20bと、測定周期制御部20bに対して、複数の測定周期が連続する場合に、それぞれの測定周期において、前記フィードバック信号が表す前記出力電流と前記電圧印加部が印加した前記帯電バイアスとにより構成されるI-V特性を導くため、帯電バイアスを異なるように制御する帯電バイアス制御部20cと、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、1回の測定周期中において順次に、環境温度に応じて補正した帯電電圧Vkを帯電ローラ2に印加するように電圧印加部22aを制御し、除電器7が除電するように制御し、帯電バイアスを帯電ローラ2に印加するように電圧印加部22aを制御し、帯電バイアスを帯電ローラ2に印加した際の出力電流を検出するように電流検知部22bを制御し、除電器7が除電するように制御することで、除電後の感光体1の残留電位を一定にすることができる。
また、測定周期制御部20bに対して、複数の測定周期が連続する場合に、それぞれの測定周期において、前記フィードバック信号が表す前記出力電流と前記電圧印加部が印加した前記帯電バイアスとにより構成されるI-V特性を導くため、帯電バイアスを異なるように制御することで、除電後の感光体1の残留電位が一定になった後に、精度良く印加した帯電バイアスの電圧と帯電バイアスを印加した際の電流とを検出することができる。
以上により、帯電I-V特性の傾きを正確に算出することができる。
<Summary of Actions and Effects of Examples of Embodiments>
<First aspect>
In the
According to this aspect, the
Further, when a plurality of measurement cycles are continuous with respect to the measurement
From the above, the slope of the charged IV characteristic can be accurately calculated.
<第2態様>
本態様の帯電バイアス制御部20cは、測定周期制御部20bに対して、複数の測定周期が連続する場合に、後続の測定周期における帯電バイアスを先行する測定周期よりも順次高くなるように制御することを特徴とする。
本態様によれば、複数の測定周期が連続する場合に、後続の測定周期における帯電バイアスを先行する測定周期よりも順次高くなるように制御することで、精度良く印加した帯電バイアスの電圧と帯電バイアスを印加した際の電流とを検出することができる。
<Second aspect>
The charge
According to this aspect, when a plurality of measurement cycles are continuous, the charge bias in the subsequent measurement cycle is controlled to be sequentially higher than the preceding measurement cycle, so that the voltage and charge of the charge bias applied with high accuracy are obtained. It is possible to detect the current when a bias is applied.
<第3態様>
本態様の帯電バイアス制御部20cは、測定周期制御部20bに対して、複数の測定周期が連続する場合に、後続の測定周期における帯電バイアスを先行する測定周期よりも順次低くなるように制御することを特徴とする。
本態様によれば、複数の測定周期が連続する場合に、後続の測定周期における帯電バイアスを先行する測定周期よりも順次低くなるように制御することで、精度良く印加した帯電バイアスの電圧と帯電バイアスを印加した際の電流とを検出することができる。
<Third aspect>
The charge
According to this aspect, when a plurality of measurement cycles are continuous, the charge bias in the subsequent measurement cycle is controlled to be sequentially lower than the preceding measurement cycle, so that the voltage and charge of the charge bias applied with high accuracy are obtained. It is possible to detect the current when a bias is applied.
<第4態様>
本態様の画像形成装置100は、除電器7を起動した後に、感光体1に残留している残留電圧を検知する電圧検知部22cと、測定周期制御部20bは、検知された残留電圧が閾値を超えているか否を判断し、残留電圧が閾値を超えていない場合には、電圧印加部22aにより環境温度に応じて補正した帯電電圧Vkを帯電ローラ2に印加する動作をスキップすることを特徴とする。
本態様によれば、検知された残留電圧が閾値を超えていない場合には、環境温度に応じて補正した帯電電圧Vkを帯電ローラ2に印加する動作をスキップすることで、制御時間を短縮することができる。
<Fourth aspect>
In the
According to this aspect, when the detected residual voltage does not exceed the threshold value, the control time is shortened by skipping the operation of applying the charging voltage Vk corrected according to the environmental temperature to the charging
<第5態様>
本態様の制御部20は、フィードバック信号が表す出力電流と電圧印加部22aが印加した帯電電圧とにより構成されるI-V特性に基づいて、感光体1の膜厚を算出する膜厚算出部20eを備えることを特徴とする。
本態様によれば、フィードバック信号が表す出力電流と印加した帯電電圧とにより構成されるI-V特性に基づいて、感光体1の膜厚を算出することで、感光体1の膜厚状態を認識することができる。
< Fifth aspect>
The
According to this aspect, the film thickness state of the
<第6態様>
本態様の制御部20は、膜厚算出部20eにより算出された感光体1の膜厚に基づいて、感光体1の最適な寿命を判断する感光体寿命判断部20fを備えることを特徴とする。
本態様によれば、算出された感光体1の膜厚に基づいて、感光体1の最適な寿命を判断するので、感光体1の個々の状態に合わせた寿命判断が可能となり、従来技術による推定方法より高精度に感光体1の寿命を測ることができる。
< Sixth aspect>
The
According to this aspect, since the optimum life of the
<第7態様>
本態様の帯電バイアス制御部20cは、膜厚算出部20eにより算出された感光体1の膜厚に応じて、帯電バイアスが最適になるように制御することを特徴とする。
本態様によれば、算出された感光体1の膜厚に応じて、帯電バイアスが最適になるように制御することで、過度に高い帯電バイアスを印加することを回避することができ、感光体の寿命を永く保つことができる。
< 7th aspect>
The charge
According to this aspect, by controlling so that the charging bias is optimized according to the calculated film thickness of the
<第8態様>
本態様の画像形成装置100は、I-V特性と膜厚との関係を表すデータテーブルを予め記憶する記憶部24を備え、膜厚算出部20eは、電圧印加部22aが印加した帯電電圧とフィードバック信号が表す出力電流とにより構成されるI-V特性に係る傾きを算出し、記憶部24のデータテーブルから当該傾きに対応する膜厚を算出することを特徴とする。
本態様によれば、印加した帯電電圧と出力電流とにより構成されるI-V特性に係る傾きを算出し、データテーブルから算出された傾きに対応する膜厚を算出することで、膜厚検出時の計算負荷を軽減することができる。
< 8th aspect>
The
According to this aspect, the film thickness is detected by calculating the slope related to the IV characteristic composed of the applied charging voltage and the output current, and calculating the film thickness corresponding to the slope calculated from the data table. The calculation load of time can be reduced.
<第9態様>
本態様の測定周期制御部20bは、膜厚算出部20eにより算出された感光体1の膜厚に応じて、環境温度に応じて補正した帯電電圧Vkを補正することを特徴とする。
本態様によれば、環境温度に応じて補正した帯電電圧Vkを感光体1の膜厚に応じて補正することで、除電後の感光体1の残留電位を一定にすることができる。
< 9th aspect>
The measurement
According to this aspect, the residual potential of the
<第10態様>
本態様の画像形成方法は、周回する感光体1の周面を帯電させる帯電ローラ2に、帯電バイアスを印加する電圧印加部22aと、帯電ローラ2に帯電バイアスを印加した際の帯電ローラ2から感光体1に流れる出力電流を表すフィードバック信号を生成する電流検知部22bと、電流検知部22bにより生成されたフィードバック信号に基づいて、電圧印加部22aを制御する制御部20と、感光体1を除電する除電器7と、環境温度を検出する温度検出部25と、を備えた画像形成装置100による画像形成方法であって、制御部20は、1回の測定周期中において、環境温度に応じて補正した帯電電圧Vkを帯電ローラ2に印加するように電圧印加部22aを制御し、除電器7が除電するように制御し、帯電バイアスを帯電ローラ2に印加するように電圧印加部22aを制御し、帯電バイアスを帯電ローラ2に印加した際の電流を検出するように電流検知部22bを制御し、除電器7が除電するように制御する測定周期制御ステップ(図15、S100)と、測定周期制御ステップに対して、複数の測定周期が連続する場合に、それぞれの測定周期において、前記フィードバック信号が表す前記出力電流と前記電圧印加部が印加した前記帯電バイアスとにより構成されるI-V特性を導くため、帯電バイアスを異なるように制御する帯電バイアス制御ステップ(図15、S20)と、を備えることを特徴とする。
第10態様の作用、及び効果は第1態様と同様であるので、その説明を省略する。
<10th aspect>
The image forming method of this embodiment is performed from a
Since the operation and effect of the tenth aspect are the same as those of the first aspect, the description thereof will be omitted.
<第11態様>
本態様のプログラムは、第10態様に記載の画像形成方法における各ステップをプロセッサに実行させることを特徴とするプログラム。
本態様によれば、各ステップをプロセッサに実行させることができる。
< 11th aspect>
The program of this aspect is a program characterized by causing a processor to execute each step in the image forming method according to the tenth aspect.
According to this aspect, each step can be executed by the processor.
1…感光体、2…帯電ローラ、3…露光部、4…現像部、5…転写ローラ、6…ブレード、7…除電器、8…高圧電源、9…出力フィードバック部、10…制御ユニット、10a…A/D変換部、20…制御部、20a…駆動制御部、20b…測定周期制御部、20c…帯電バイアス制御部、20d…決定部、20e…膜厚算出部、20f…感光体寿命判断部、21…感光体駆動部、22…帯電ユニット、22a…電圧印加部、22b…電流検知部、22c…電圧検知部、23…転写ユニット、23a…電圧印加部、23b…ローラ駆動部、24…記憶部、25…温度検出部、100…画像形成装置 1 ... Photoreceptor, 2 ... Charging roller, 3 ... Exposure section, 4 ... Developing section, 5 ... Transfer roller, 6 ... Blade, 7 ... Static eliminator, 8 ... High voltage power supply, 9 ... Output feedback section, 10 ... Control unit, 10a ... A / D conversion unit, 20 ... control unit, 20a ... drive control unit, 20b ... measurement cycle control unit, 20c ... charge bias control unit, 20d ... determination unit, 20e ... film thickness calculation unit, 20f ... photoconductor life Judgment unit, 21 ... Photoreceptor drive unit, 22 ... Charging unit, 22a ... Voltage application unit, 22b ... Current detection unit, 22c ... Voltage detection unit, 23 ... Transfer unit, 23a ... Voltage application unit, 23b ... Roller drive unit, 24 ... Storage unit, 25 ... Temperature detection unit, 100 ... Image forming device
Claims (11)
前記帯電部材に前記帯電バイアスを印加した際の当該帯電部材から前記感光体に流れる出力電流を表すフィードバック信号を生成する電流検知部と、
前記電流検知部により生成されたフィードバック信号に基づいて、前記電圧印加部を制御する制御部と、
前記感光体を除電する除電手段と、
環境温度を検出する温度検出部と、
を備えた画像形成装置であって、
前記制御部は、
1回の測定周期中において順次に、前記環境温度に応じて補正した帯電電圧を前記帯電部材に印加するように前記電圧印加部を制御し、前記除電手段が除電するように制御し、前記帯電バイアスを前記帯電部材に印加するように前記電圧印加部を制御し、前記帯電バイアスを前記帯電部材に印加した際の前記出力電流を検出するように前記電流検知部を制御し、前記除電手段が除電するように制御する測定周期制御部と、
前記測定周期制御部に対して、複数の測定周期が連続する場合に、それぞれの測定周期において、前記フィードバック信号が表す前記出力電流と前記電圧印加部が印加した前記帯電バイアスとにより構成されるI-V特性を導くため、前記帯電バイアスを異なるように制御する帯電バイアス制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 A voltage application unit that applies a charging bias to the charging member that charges the peripheral surface of the orbiting photoconductor,
A current detection unit that generates a feedback signal representing an output current flowing from the charging member to the photoconductor when the charging bias is applied to the charging member.
A control unit that controls the voltage application unit based on the feedback signal generated by the current detection unit, and a control unit.
With the static elimination means for eliminating static electricity from the photoconductor,
A temperature detector that detects the environmental temperature and
It is an image forming apparatus equipped with
The control unit
During one measurement cycle, the voltage application unit is controlled so as to sequentially apply a charging voltage corrected according to the environmental temperature to the charging member, and the static elimination means is controlled to eliminate static electricity, and the charging is performed. The voltage application unit is controlled so as to apply a bias to the charging member, the current detection unit is controlled so as to detect the output current when the charging bias is applied to the charging member, and the static elimination means A measurement cycle control unit that controls static elimination,
When a plurality of measurement cycles are continuous with respect to the measurement cycle control unit, the output current represented by the feedback signal and the charging bias applied by the voltage application unit are configured in each measurement cycle. An image forming apparatus comprising: a charge bias control unit that controls the charge bias differently in order to derive the IV characteristic .
前記測定周期制御部は、前記検知された残留電圧が閾値を超えているか否を判断し、前記残留電圧が前記閾値を超えていない場合には、前記電圧印加部により前記環境温度に応じて補正した帯電電圧を前記帯電部材に印加する動作をスキップすることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A voltage detection unit that detects the residual voltage remaining in the photoconductor after the static elimination means is activated, and
The measurement cycle control unit determines whether or not the detected residual voltage exceeds the threshold value, and if the residual voltage does not exceed the threshold value, the voltage application unit corrects it according to the environmental temperature. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the operation of applying the charged charging voltage to the charging member is skipped.
前記膜厚算出部は、前記電圧印加部が印加した帯電電圧と前記フィードバック信号が表す前記出力電流とにより構成されるI-V特性に係る傾きを算出し、前記記憶部のデータテーブルから当該傾きに対応する膜厚を算出することを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。 It is provided with a storage unit that stores in advance a data table showing the relationship between the IV characteristics and the film thickness.
The film thickness calculation unit calculates a slope related to the IV characteristic composed of the charging voltage applied by the voltage application unit and the output current represented by the feedback signal, and the slope is calculated from the data table of the storage unit. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the film thickness corresponding to the above is calculated.
前記帯電部材に前記帯電バイアスを印加した際の当該帯電部材から前記感光体に流れる出力電流を表すフィードバック信号を生成する電流検知部と、
前記電流検知部により生成されたフィードバック信号に基づいて、前記電圧印加部を制御する制御部と、
前記感光体を除電する除電手段と、
環境温度を検出する温度検出部と、
を備えた画像形成装置による画像形成方法であって、
前記制御部は、
1回の測定周期中において、前記環境温度に応じて補正した帯電電圧を前記帯電部材に印加するように前記電圧印加部を制御し、前記除電手段が除電するように制御し、前記帯電バイアスを前記帯電部材に印加するように前記電圧印加部を制御し、前記帯電バイアスを前記帯電部材に印加した際の前記出力電流を検出するように前記電流検知部を制御し、前記除電手段が除電するように制御する測定周期制御ステップと、
前記測定周期制御ステップに対して、複数の測定周期が連続する場合に、それぞれの測定周期において、前記フィードバック信号が表す前記出力電流と前記電圧印加部が印加した前記帯電バイアスとにより構成されるI-V特性を導くため、前記帯電バイアスを異なるように制御する帯電バイアス制御ステップと、を備えることを特徴とする画像形成方法。 A voltage application unit that applies a charging bias to the charging member that charges the peripheral surface of the orbiting photoconductor,
A current detection unit that generates a feedback signal representing an output current flowing from the charging member to the photoconductor when the charging bias is applied to the charging member.
A control unit that controls the voltage application unit based on the feedback signal generated by the current detection unit, and a control unit.
With the static elimination means for eliminating static electricity from the photoconductor,
A temperature detector that detects the environmental temperature and
It is an image forming method by an image forming apparatus equipped with.
The control unit
During one measurement cycle, the voltage application unit is controlled so that the charging voltage corrected according to the environmental temperature is applied to the charging member, the static elimination means is controlled to eliminate static electricity, and the charging bias is applied. The voltage application unit is controlled so as to be applied to the charging member, the current detection unit is controlled so as to detect the output current when the charging bias is applied to the charging member, and the static elimination means eliminates static electricity. And the measurement cycle control step to control
When a plurality of measurement cycles are continuous with respect to the measurement cycle control step, the output current represented by the feedback signal and the charging bias applied by the voltage application unit are configured in each measurement cycle. An image forming method comprising: a charge bias control step for controlling the charge bias differently in order to derive the IV characteristic .
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