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JP4154292B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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JP4154292B2
JP4154292B2 JP2003188737A JP2003188737A JP4154292B2 JP 4154292 B2 JP4154292 B2 JP 4154292B2 JP 2003188737 A JP2003188737 A JP 2003188737A JP 2003188737 A JP2003188737 A JP 2003188737A JP 4154292 B2 JP4154292 B2 JP 4154292B2
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JP
Japan
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transfer
voltage
bias
photoconductor
photosensitive drum
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進介 小林
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Canon Inc
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Publication date
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式で画像を形成する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、図9に示すようなレーザビームプリンタが知られており、このレーザビームプリンタにおいては、像担持体と、これに当接させた転写手段との間に記録材を通過させるとともに、転写手段に転写バイアスを印加して、像担持体表面に形成されているトナー像が、記録材に転写される。
【0003】
図9に矢印Xで示す方向に回転する感光体1の表面が、高圧電源11に接続された帯電ローラ2によって一様に帯電され、該帯電面上で、画像信号に基づき変調されたレーザビーム3が走査され、帯電面上に静電潜像が形成される。感光体1上の静電潜像は、現像器4のトナー5により現像されてトナー像となって転写部位Nに到来する。帯電ローラ2は、所定の押圧力でもって感光体1の外周面に圧接され、感光体1の回転に従動回転する。帯電ローラ2には高圧電源11から芯金を介して、帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧Vppを有するAC成分とDC成分との重畳電圧が帯電ローラ2に印加され、回転駆動されている感光体1の外周面がAC印加方式で均一に接触帯電処理される。
【0004】
転写部位Nは感光体1と、感光体1に当接する導電性転写ローラ10とのニップ部からなり、感光体1上のトナー像部分がこの転写部位Nに到来するタイミングに合わせて、記録材7がニップ部を通過する。この時、転写ローラ10には電源13によって転写バイアスが印加され、感光体1側のトナー像が記録材7に転移する。その後、トナー像を担持した記録材7は転写部位Nを離れて不図示の定着部位に搬送される。
【0005】
このようなレーザビームプリンタにおいて、感光体、トナー等の消耗品の交換メンテナンスの簡便性を図る目的で、トナー収納部や現像手段、感光体、帯電手段、廃トナー容器を含むクリーニング手段などを、プロセスカートリッジとして一体化し、レーザビームプリンタに対して着脱可能に構成されているものも多い。
【0006】
また、これらカートリッジに記憶手段(メモリ)を搭載しカートリッジ情報を管理するものもある。特許文献1に記載されているように、メモリ内にカートリッジ使用量を記憶して種々のプロセス条件を変更するものもある。例えば、帯電電流値を切り替えたり、露光量を調節する。これらは、カートリッジが異なっているにも関わらず、使用された量が同じであれば同一の制御がなされている。
【0007】
また、この種のレーザビームプリンタの転写バイアス制御に関しては、先にATVC(Active Transfer Voltage Control)方式が提案されている。この方式は、転写時に転写ローラ10に印加する転写バイアスを最適化する手段であり、レーザビームプリンタの前回転中に転写ローラ10から感光ドラム1に所望の定電流バイアスを印加し、その時の初期検出電圧Voから転写ローラ10の抵抗値を検出し、転写時にその抵抗値に応じた定電圧バイアスを選択することにより、転写バイアスを最適化するものである。この場合、転写印加定電圧Vtは、A、Bを定数したとき、次の式(ATVC式)で表される。
Vt = AVo + B
【0008】
また、半導電性のゴム材等製の転写ローラ10は、その抵抗値が、装置の置かれている環境(以下「装置の置かれている環境」を「環境」ともいう。)によって大きく変化し易く、低湿環境では高湿環境より大きい。その特性は、特に、近年多く用いられているイオン導電性ソリッドゴムにおいて顕著であり、このイオン導電性ソリッドゴムは一種の環境センサとして利用することができる。例えば、プリント前に転写ローラ10を定電流制御し、感光体1を通して転写ローラ10に生じた初期検出電圧Voから装置の置かれている環境を判断することができる。
【0009】
【特許文献1】
米国特許5272503号明細書
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電性転写ローラ10の抵抗値に基づき環境を判断するに際して、導電性転写ローラ10以外の要因の影響により、耐久により検出精度が悪くなったり、転写不良が発生するという問題があった。
【0011】
プリント前に行う転写定電流制御は、感光体の帯電ローラにより帯電された部分にバイアスが印加される。帯電はAC印加方式を使用しており、印加電圧として正負の電圧を交互にし、放電・逆放電を繰り返すため、この放電による被帯電体である感光体の表面劣化が大きく、劣化した感光体表面部分がクリーニングブレードなどの当接部との摩擦により削り取られ、これにより感光体の感光層が次第に薄くなっていくことになる。
【0012】
このように感光体の感光層が次第に薄くなっていくと、ATVC制御によって検出される電圧Voが下がるため、この電圧Voに基づき判断される環境が使用初期段階の環境と異なってくる。
【0013】
また、電圧Voが下がることにより、転写不良等の問題が発生する。
【0014】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決し、使用初期から寿命の終わりまで高品質な画像を安定して形成することができるレーザビームプリンタを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、トナー像を担持する感光体と、前記感光体と転写ニップを形成する転写手段と、前記感光体上のトナー像を転写材に転写するための転写バイアスを前記転写手段に印加するバイアス印加手段と、前記転写バイアス印加手段から前記転写手段へ出力されたバイアスの電圧値を検出する電圧検出手段と、を有し、前記転写ニップに転写材が存在しないときに、前記バイアス印加手段が定電流制御されたバイアスを前記転写手段へ印加した時に前記電圧検出手段が検出電圧値を検出し、前記検出電圧値に基づいて前記バイアスを設定する画像形成装置において、前記感光体を有するカートリッジを有し、前記カートリッジを交換することで、前記転写手段を残して前記感光体を交換することが可能であり、前記感光体の積算使用量が増えると増加する補正電圧値を、前記検出電圧値に加算して前記転写バイアスを設定することを特徴とする。
【0016】
請求項2の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記カートリッジは、記憶手段を有し、前記記憶手段は前記感光体の積算使用量を記憶し、前記記憶手段が記憶する前記感光体の積算使用量を基に前記補正電圧値を設定することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0019】
<第1の実施の形態>
図1は本発明の第1の実施の形態を示す。これはレーザビームプリンタの例であり、本レーザビームプリンタは、像担持体として感光ドラム1を有し、この感光ドラム1の周囲に、帯電ローラ2、現像器4、転写ローラ10を有し、感光ドラム1の上方に、スキャナユニット3、クリーニング容器8を有する。
【0020】
感光ドラム1、帯電ローラ2、現像器4、及びクリーニング容器8は、一体化して、レーザビームプリンタ本体に着脱自在なプロセスカートリッジ12として構成されている。
【0021】
感光ドラム1は、中空のアルミニウム製の基体上に光導電性の有機感光体を塗布してなるものである。帯電ローラ2は半導電性のゴムローラからなっている。現像器4は、カートリッジ12内に現像部として一体となっており、感光ドラム1と対向させた現像ブレード4a、現像スリーブ4b、及びトナー5を有する。
【0022】
転写ローラ10は、イオン導電性ソリッドゴム製のものであり、φ6の鉄製の芯金にイオン導電系のNBR(ニトリルブタジエンゴム)により弾性層を形成し、φ14.5、硬度45度(Asker-C 500g加重時)としたものである。転写ローラ10の抵抗値は、N/N(常温常湿)環境で700MΩ程度である。イオン導電性ソリッドゴムは、環境に応じてその抵抗値が大きく変化するという顕著な特性を有する。図5は転写ローラ10の各環境での抵抗値を表にして示す。
【0023】
感光ドラム1の表面を帯電ローラ2で一様にマイナスに帯電させた後、スキャナユニット3からのレーザビームにより、感光ドラム1を露光し、露光された領域のみを除電して潜像を形成する。そして、現像器4のトナー5を現像ブレード4aと現像スリーブ4bの間で感光ドラム1の帯電表面と同極性に摩擦帯電させ、感光ドラム2と現像スリーブ4bが対向する現像ギャップ部において、電界の作用によりトナー5を浮遊振動させつつ感光ドラム1の潜像に選択的に付着させて、その潜像をトナー像とし、その後、感光ドラム1を、転写ローラ10と感光ドラム1で形成される転写ニップ部まで回転させる。
【0024】
転写ニップ部において、感光ドラム1上のトナー像を記録材7側に静電的に引き付けて移動させるため、記録材7の裏面と接する転写ローラ10に、トナー像と逆極性の高電圧が不図示の手段で印加され、記録材7の裏面がトナー5と逆極性に帯電されて転写電荷が付与され、その結果、トナー像が記録材7に転写され保持される。本実施の形態では、転写バイアスの制御に関し、従来の技術の欄で述べたATVC方式を採用している。
【0025】
そして、トナー像が転写された記録材7は不図示の加熱定着器に搬送され、そのトナー像がこの加熱定着器より永久固着される。他方、転写後の感光ドラム1においては、その表面に、極性の異なるトナー等の付着物がわずかに残るが、この付着物は、感光ドラム1が転写ニップ部を通過した後、クリーニング容器8の位置において当接されたクリーニングブレード9により、掻き落とされ清掃される。その後、感光ドラム1は次回のプリントのために待機する。
【0026】
6は現像器4の有する記憶手段であり、感光ドラム1の表面膜が劣化開始する前の使用初期段階において前回転中に所定の定電流バイアスを転写ローラ10から感光ドラム1に流して検出された初期検出電圧Voを記憶するとともに、使用初期段階後のプリント枚数をカウントするものである。記憶手段6は、信号情報を書き換え可能に記憶、保持するものならば特に制限は受けないが、例えばRAMや、書き換え可能なROM等の電気的な記憶手段、磁気記憶媒体や磁気バブルメモリ、光磁気メモリ等の磁気的記憶手段などが使用される。本実施の形態においては、記憶手段6として、取り扱い易さやコストの点からNV(Non Volatile)RAMを使用している。
【0027】
16はエンジン制御部であり、高圧電源13と、CPU(central processing unit)14と、メモリ15と、NVRAM19とを有する。高圧電源13は、帯電ローラ2と転写ローラ10にバイアス電圧を印加するものである。CPU14は、高圧電源13を含む本レーザビームプリンタの各部を制御するものである。メモリ15は、CPU14の作業領域として使用されている。NVRAM19は、初期検出電圧Vo≦500とVo′=Cn/10(ただしCnはカウンタ枚数である。)とを対応させて記憶してあり、500<初期検出電圧Vo≦1200とVo′=Cn/15(ただしCnはカウンタ枚数である。)とを対応させ、1200<初期検出電圧VoとVo′=Cn/60(ただしCnはカウンタ枚数である。)とを対応させて記憶してある。これらプリンタ枚数と補正電圧Vo′との関係を図2(a)、(b)、及び(c)に示す。
【0028】
次に、前回転からバイアス電圧決定に至るまでの制御手順の一例を説明する。まず、使用初期段階後において、感光ドラム1の前回転中に所定の定電流バイアスを転写ローラ10から感光ドラム1に流して初期検出電圧Voを検出し、この検出した初期検出電圧Voを記憶手段6にストアする。
【0029】
そして、初期検出電圧VoがVo≦500の範囲にあると判定された場合は、NVRAM19から、補正電圧Vo′の計算式としてVo′=Cn/10(ただしCnはカウンタ枚数である。)を取り出す。
【0030】
初期検出電圧Voが500<Vo≦1200の範囲にあると判定された場合は、NVRAM19から、補正電圧Vo′の計算式としてVo′=Cn/15(ただしCnはカウンタ枚数である。)を取り出す。
【0031】
検出電圧Voが1200<Voの範囲にあると判定された場合は、NVRAM19から、補正電圧Vo′の計算式としてVo′=Cn/60(ただしCnはカウンタ枚数である。)を取り出す。
【0032】
いま、記憶手段6から取り出された初期検出電圧Voが例えば550Vであり、NVRAM19から式Vo′=Cn/10(ただしCnはカウンタ枚数である。)が取り出されたとする。そして、使用初期段階後の前回転中に、所定の定電流バイアスが転写ローラ10から感光ドラム1に流され例えば350Vが検出され、記憶手段6からカウンタ枚数Cnとして例えば3000枚が取り出されたとする。
【0033】
プリント枚数がドラム寿命の3000枚に達したとき、感光ドラム1の表面膜厚は、図3に照らすと、表面膜厚の減少量がプリント枚数に比例して約3μm/1000枚であるから、約9μm減少することになる。
【0034】
また、この例では、検出電圧Vaとして350Vが検出されたとしたが、例えばN/N(常温常湿)環境において抵抗値が0.2GΩである転写ローラの場合、使用初期段階での検出電圧Voが550Vであるのに対して、3000枚のプリント後の検出電圧は、転写ローラの抵抗値に対する検出電圧との関係の一例を示す図4に照らすと、約350Vが得られる。
【0035】
上記カウンタ枚数Cnとして3000枚が取り出された後、この枚数が補正電圧Vo′の計算式としてのVo′=Cn/10(ただしCnはカウンタ枚数である。)に代入され、この計算式から補正電圧Vo′として200Vが得られる。ついで、350V(検出された電圧)に200V(補正電圧Vo′)が加算され、補正後の電圧Vmとして550Vが得られるから、図6を参照すると、本レーザビームプリンタの置かれている環境が、N/N(常温常湿)環境)と判定されることになる。
【0036】
ちなみに、従来例における環境判断においては、本実施の形態において検出電圧として350V(<500V)が検出されたので、図6を参照すると、本レーザビームプリンタの置かれている環境がH/H(高温高湿)環境)と判定されることになる。
【0037】
したがって、ATVC制御で検出された検出電圧Voと、プリント枚数(カウンタ枚数)に応じた感光ドラム1の表面膜厚の劣化状況から、耐久によらず、レーザビームプリンタの置かれている環境を正確に判定することができる。
【0038】
また、これにより、プリント時の転写印加定電圧や、帯電バイアス、現像バイアス、定着の制御等を最適に行うことができる。
【0039】
<第2の実施の形態>
図7は本発明の第2の実施の形態を示す。これは、レーザビームプリンタの例である。図7において、図1と同一部分は同一符号を付してある。76はエンジン制御部であり、高圧電源73と、CPU74と、メモリ75と、NVRAM79とを有する。高圧電源73は、転写ローラ10に転写バイアス電圧を印加するものである。CPU74は、高圧電源73を含む本レーザビームプリンタの各部を制御するものである。メモリ75は、CPU74の作業領域として使用されている。NVRAM79は、初期検出電圧Vo≦500とVo′=Cn/10(ただしCnはカウンタ枚数である。)とを対応させて記憶してあり、500<初期検出電圧Vo≦1200とVo′=Cn/15(ただしCnはカウンタ枚数である。)とを対応させ、1200<初期検出電圧VoとVo′=Cn/60(ただしCnはカウンタ枚数である。)とを対応させて記憶してある。これらプリンタ枚数と補正電圧Vo′との関係を図2(a)、(b)、及び(c)に示す。
【0040】
17はコントローラであり、PC18からの画像データをビデオデータに変換し、エンジン制御部76及びCPU74に転送するものである。
【0041】
本実施の形態においては、ATVC制御の定電流値は4μAに設定されており、4μAの定電流値は、感光ドラム1に転写帯電による転写メモリを発生させない値として設定されている。転写電流が小さい場合、べた黒部において飛散った画像となる。転写電流が大きい場合、転写電流が記録材を突き抜けて、べた黒部及びハーフトーン画像において、白ポチ、黒ポチ状の斑点が発生することになる。
【0042】
図8は転写バイアス制御手順の一例を示すフローチャートである。ステップS1で、エンジン制御部76内のCPU74がPC18からのプリント命令を受信すると、ステップS2にて、第1の実施の形態と同様にして、感光ドラム1の前回転中に所定の定電流バイアスを転写ローラ10から感光ドラム1に流して初期検出電圧Voを検出し、検出した初期検出電圧Voを記憶手段6にストアする。そして、初期検出電圧Voに予め関係付けしてある計算式をNVRAM19から取り出し、この計算式に、記憶手段6の初期検出電圧Voを代入して補正電圧Vo′を計算する。
【0043】
そして、ステップS3にて、初期検出電圧Voと補正電圧Vo′とを、ATVC式、すなわち、
Vt = 1.2(Vo+Vo′) + 1.1
に代入して、転写印加定電圧Vtを求め、その後、ステップS4にて、プリントを開始する。
【0044】
いま、記憶手段6から取り出された初期検出電圧Voが例えば350Vであり、NVRAM19から式Vo′=Cn/10(ただしCnはカウンタ枚数である。)が取り出され、記憶手段6からカウンタ枚数Cnとして例えば3000枚が取り出されたとする。
【0045】
そうすると、このカウンタ枚数がVo′=Cn/10(ただしCnはカウンタ枚数である。)に代入されて、補正電圧Vo′として300Vが計算され、そして、初期検出電圧Voと補正電圧Vo′が上記ATVC式に代入され、転写印加定電圧Vtとして781.1(V)が計算される。
【0046】
得られた転写印加定電圧Vtは最適な転写印加電圧であり、この転写印加電圧を印加すれば、転写不良現象の発生しない領域に転写電流を制御でき、良好な画像を得ることができる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、第1の発明によれば、上記のように構成したので、耐久によらず正確な環境を検出することができる。
【0048】
また、第2の発明によれば、耐久後においても適正な転写電圧を印加することができ、感光体劣化に起因する転写不良を抑止することができ、安定した画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】第1の実施の形態におけるプリント枚数と補正電圧Vo′の関係の一例を示す図である。
【図3】第1の実施の形態におけるプリント枚数と膜厚減少量の関係の一例を示す図である。
【図4】第1の実施の形態における転写ローラ抵抗値とVoダウン量の関係の一例を示す図である。
【図5】第1の実施の形態における環境と転写ローラ抵抗値の関係の一例を表にして示す図である。
【図6】第1の実施の形態における検出電圧Voと環境の関係の一例を表にして示す図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態を示すブロック図である。
【図8】第2の実施の形態における転写バイアス制御の手順の一例を示すフローチャートである。
【図9】レーザビームプリンタの構造の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 感光ドラム
2 帯電ローラ
4 現像器
6 記憶手段
10 転写ローラ
12 プロセスカートリッジ
13 高圧電源
14 CPU
15 メモリ
17 コントローラ
18 PC
19 NVRAM
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image by electrophotography.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a laser beam printer as shown in FIG. 9 is known. In this laser beam printer, a recording material is passed between an image carrier and a transfer means in contact with the image carrier, and a transfer material is transferred. A transfer bias is applied to the means, and the toner image formed on the surface of the image carrier is transferred to the recording material.
[0003]
The surface of the photoreceptor 1 rotating in the direction indicated by the arrow X in FIG. 9 is uniformly charged by the charging roller 2 connected to the high-voltage power supply 11, and the laser beam modulated based on the image signal on the charging surface. 3 is scanned to form an electrostatic latent image on the charged surface. The electrostatic latent image on the photoreceptor 1 is developed by the toner 5 of the developing device 4 and becomes a toner image and arrives at the transfer portion N. The charging roller 2 is pressed against the outer peripheral surface of the photosensitive member 1 with a predetermined pressing force, and is rotated by the rotation of the photosensitive member 1. A superposed voltage of an AC component and a DC component having a peak-to-peak voltage Vpp more than twice the charging start voltage is applied to the charging roller 2 from the high-voltage power source 11 through a cored bar, and is rotated and driven. The outer peripheral surface of the photosensitive member 1 is uniformly contact-charged by the AC application method.
[0004]
The transfer portion N is composed of a nip portion between the photosensitive member 1 and the conductive transfer roller 10 in contact with the photosensitive member 1, and the recording material is aligned with the timing when the toner image portion on the photosensitive member 1 arrives at the transfer portion N. 7 passes through the nip. At this time, a transfer bias is applied to the transfer roller 10 by the power supply 13, and the toner image on the photoreceptor 1 side is transferred to the recording material 7. Thereafter, the recording material 7 carrying the toner image leaves the transfer portion N and is conveyed to a fixing portion (not shown).
[0005]
In such a laser beam printer, for the purpose of simplifying replacement maintenance of consumables such as a photoconductor and toner, a toner storage unit, a developing unit, a photoconductor, a charging unit, a cleaning unit including a waste toner container, etc. Many are integrated as a process cartridge and configured to be detachable from the laser beam printer.
[0006]
There are also cartridges that manage cartridge information by mounting storage means (memory) on these cartridges. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707, there are some that store the amount of cartridge used in a memory and change various process conditions. For example, the charging current value is switched or the exposure amount is adjusted. These are controlled in the same way as long as the amount used is the same despite the different cartridges.
[0007]
As for the transfer bias control of this type of laser beam printer, an ATVC (Active Transfer Voltage Control) method has been proposed previously. This method is a means for optimizing the transfer bias applied to the transfer roller 10 at the time of transfer. A desired constant current bias is applied from the transfer roller 10 to the photosensitive drum 1 during the pre-rotation of the laser beam printer, and the initial value at that time is applied. The transfer bias is optimized by detecting the resistance value of the transfer roller 10 from the detection voltage Vo and selecting a constant voltage bias according to the resistance value at the time of transfer. In this case, the transfer application constant voltage Vt is expressed by the following equation (ATVC equation) when A and B are constant.
Vt = AVo + B
[0008]
Further, the resistance value of the transfer roller 10 made of a semiconductive rubber material or the like greatly varies depending on the environment in which the device is placed (hereinafter, “the environment in which the device is placed” is also referred to as “environment”). It is easy to do, and the low humidity environment is larger than the high humidity environment. The characteristic is particularly remarkable in ion conductive solid rubber that is widely used in recent years, and this ion conductive solid rubber can be used as a kind of environmental sensor. For example, it is possible to control the constant current of the transfer roller 10 before printing and determine the environment in which the apparatus is located from the initial detection voltage Vo generated on the transfer roller 10 through the photosensitive member 1.
[0009]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 5,272,503 specification
[Problems to be solved by the invention]
However, when determining the environment based on the resistance value of the conductive transfer roller 10, there is a problem that detection accuracy deteriorates due to durability or a transfer defect occurs due to the influence of factors other than the conductive transfer roller 10.
[0011]
In the transfer constant current control performed before printing, a bias is applied to a portion charged by the charging roller of the photoreceptor. Charging uses an AC application method, and positive and negative voltages are alternately applied as the applied voltage, and discharge and reverse discharge are repeated. Therefore, the surface of the photoreceptor to be charged is greatly deteriorated by this discharge, and the surface of the deteriorated photoreceptor The portion is scraped off by friction with a contact portion such as a cleaning blade, whereby the photosensitive layer of the photoreceptor is gradually thinned.
[0012]
As the photosensitive layer of the photosensitive member becomes thinner in this manner, the voltage Vo detected by the ATVC control decreases, and the environment determined based on this voltage Vo becomes different from the environment at the initial stage of use.
[0013]
In addition, a problem such as a transfer failure occurs due to a decrease in the voltage Vo.
[0014]
Therefore, an object of the present invention is to provide a laser beam printer that can solve the above-described problems and can stably form a high-quality image from the initial use to the end of its life.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a photoconductor for carrying a toner image, a transfer unit for forming a transfer nip with the photoconductor, and a transfer bias for transferring the toner image on the photoconductor to a transfer material. Bias applying means for applying to the transfer means, and voltage detecting means for detecting the voltage value of the bias output from the transfer bias applying means to the transfer means, and when the transfer material is not present in the transfer nip, in the image forming apparatus biasing means detects said voltage detecting means detects a voltage value when the constant current control bias applied to the transfer means, for setting the bias on the basis of the detected voltage value, the photosensitive member having a cartridge having, by replacing the cartridge, it is possible to exchange the photoreceptor leaving the transfer means, the integrated use of the photosensitive member The corrected voltage value that increases with increases, and sets the transfer bias is added to the detected voltage value.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the cartridge includes a storage unit, the storage unit stores an accumulated usage amount of the photosensitive member, and the storage unit stores the storage unit. The correction voltage value is set based on the accumulated usage amount of the photoreceptor .
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. This is an example of a laser beam printer. This laser beam printer has a photosensitive drum 1 as an image carrier, and has a charging roller 2, a developing device 4, and a transfer roller 10 around the photosensitive drum 1. A scanner unit 3 and a cleaning container 8 are provided above the photosensitive drum 1.
[0020]
The photosensitive drum 1, the charging roller 2, the developing device 4, and the cleaning container 8 are integrated into a process cartridge 12 that is detachable from the laser beam printer main body.
[0021]
The photosensitive drum 1 is formed by coating a photoconductive organic photoreceptor on a hollow aluminum base. The charging roller 2 is a semiconductive rubber roller. The developing device 4 is integrated as a developing unit in the cartridge 12 and includes a developing blade 4 a, a developing sleeve 4 b, and a toner 5 facing the photosensitive drum 1.
[0022]
The transfer roller 10 is made of an ion conductive solid rubber, and an elastic layer is formed on an iron cored bar of φ6 by an ion conductive NBR (nitrile butadiene rubber), φ14.5, hardness 45 degrees (Asker- C when weighting 500 g). The resistance value of the transfer roller 10 is about 700 MΩ in an N / N (room temperature and humidity) environment. The ion conductive solid rubber has a remarkable characteristic that its resistance value changes greatly according to the environment. FIG. 5 is a table showing the resistance values of the transfer roller 10 in each environment.
[0023]
After the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly negatively charged by the charging roller 2, the photosensitive drum 1 is exposed by a laser beam from the scanner unit 3, and only the exposed area is neutralized to form a latent image. . Then, the toner 5 of the developing device 4 is frictionally charged between the developing blade 4a and the developing sleeve 4b with the same polarity as the charged surface of the photosensitive drum 1, and an electric field is generated in the developing gap portion where the photosensitive drum 2 and the developing sleeve 4b face each other. The toner 5 is selectively attached to the latent image on the photosensitive drum 1 while floating and vibrating by the action, and the latent image is used as a toner image. Thereafter, the photosensitive drum 1 is transferred by the transfer roller 10 and the photosensitive drum 1. Rotate to nip.
[0024]
In the transfer nip portion, the toner image on the photosensitive drum 1 is electrostatically attracted and moved to the recording material 7 side, so that a high voltage having a polarity opposite to that of the toner image is not applied to the transfer roller 10 in contact with the back surface of the recording material 7. Applied by the means shown in the figure, the back surface of the recording material 7 is charged with a polarity opposite to that of the toner 5 to give a transfer charge. As a result, the toner image is transferred and held on the recording material 7. In the present embodiment, the ATVC method described in the section of the prior art is used for the control of the transfer bias.
[0025]
Then, the recording material 7 onto which the toner image has been transferred is conveyed to a heat fixing device (not shown), and the toner image is permanently fixed by the heat fixing device. On the other hand, on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer, a slight amount of deposits such as toner having different polarities remain on the surface, but these deposits remain in the cleaning container 8 after the photosensitive drum 1 passes through the transfer nip portion. The cleaning blade 9 abutted at the position is scraped off and cleaned. Thereafter, the photosensitive drum 1 stands by for the next printing.
[0026]
Reference numeral 6 denotes a storage unit included in the developing device 4, which is detected by passing a predetermined constant current bias from the transfer roller 10 to the photosensitive drum 1 during the pre-rotation in the initial use stage before the surface film of the photosensitive drum 1 starts to deteriorate. The initial detection voltage Vo is stored, and the number of prints after the initial use stage is counted. The storage means 6 is not particularly limited as long as it can store and hold signal information in a rewritable manner. For example, an electrical storage means such as a RAM or a rewritable ROM, a magnetic storage medium, a magnetic bubble memory, an optical Magnetic storage means such as a magnetic memory is used. In the present embodiment, an NV (Non Volatile) RAM is used as the storage means 6 from the viewpoint of ease of handling and cost.
[0027]
An engine control unit 16 includes a high voltage power supply 13, a CPU (central processing unit) 14, a memory 15, and an NVRAM 19. The high voltage power supply 13 applies a bias voltage to the charging roller 2 and the transfer roller 10. The CPU 14 controls each part of the laser beam printer including the high voltage power supply 13. The memory 15 is used as a work area for the CPU 14. The NVRAM 19 stores the initial detection voltage Vo ≦ 500 and Vo ′ = Cn / 10 (where Cn is the number of counters) in association with each other, and 500 <initial detection voltage Vo ≦ 1200 and Vo ′ = Cn / 15 (where Cn is the number of counters) and 1200 <initial detection voltage Vo and Vo ′ = Cn / 60 (where Cn is the number of counters) are stored in association with each other. The relationship between the number of printers and the correction voltage Vo ′ is shown in FIGS. 2 (a), (b), and (c).
[0028]
Next, an example of a control procedure from the pre-rotation to the bias voltage determination will be described. First, after the initial stage of use, a predetermined constant current bias is passed from the transfer roller 10 to the photosensitive drum 1 during the pre-rotation of the photosensitive drum 1 to detect the initial detection voltage Vo, and the detected initial detection voltage Vo is stored in the storage means. Store in 6.
[0029]
When it is determined that the initial detection voltage Vo is in the range of Vo ≦ 500, Vo ′ = Cn / 10 (where Cn is the number of counters) is extracted from the NVRAM 19 as a calculation formula for the correction voltage Vo ′. .
[0030]
When it is determined that the initial detection voltage Vo is in the range of 500 <Vo ≦ 1200, Vo ′ = Cn / 15 (where Cn is the number of counters) is extracted from the NVRAM 19 as a calculation formula for the correction voltage Vo ′. .
[0031]
When it is determined that the detection voltage Vo is in the range of 1200 <Vo, Vo ′ = Cn / 60 (where Cn is the number of counters) is extracted from the NVRAM 19 as a calculation formula for the correction voltage Vo ′.
[0032]
Assume that the initial detection voltage Vo taken out from the storage means 6 is 550 V, for example, and the expression Vo ′ = Cn / 10 (where Cn is the number of counters) is taken out from the NVRAM 19. Then, during the pre-rotation after the initial stage of use, a predetermined constant current bias is applied from the transfer roller 10 to the photosensitive drum 1, for example, 350V is detected, and for example, 3000 sheets are taken out from the storage means 6 as the counter number Cn. .
[0033]
When the number of printed sheets reaches the drum life of 3000 sheets, the surface film thickness of the photosensitive drum 1 is about 3 μm / 1000 in proportion to the number of printed sheets in light of FIG. It will decrease by about 9 μm.
[0034]
In this example, 350 V is detected as the detection voltage Va. For example, in the case of a transfer roller having a resistance value of 0.2 GΩ in an N / N (room temperature and humidity) environment, the detection voltage Vo at the initial use stage is used. Is 550V, the detected voltage after printing 3000 sheets is about 350V in light of FIG. 4 which shows an example of the relationship between the detected voltage and the resistance value of the transfer roller.
[0035]
After 3000 sheets are taken out as the counter number Cn, this number is substituted into Vo ′ = Cn / 10 (where Cn is the number of counters) as a calculation formula of the correction voltage Vo ′, and correction is made from this calculation formula. 200V is obtained as the voltage Vo ′. Next, 200 V (correction voltage Vo ′) is added to 350 V (detected voltage), and 550 V is obtained as the corrected voltage Vm. Referring to FIG. 6, the environment where the laser beam printer is placed is shown. N / N (room temperature and humidity) environment).
[0036]
Incidentally, in the environmental judgment in the conventional example, 350 V (<500 V) is detected as the detection voltage in the present embodiment. Therefore, referring to FIG. 6, the environment where the laser beam printer is placed is H / H ( High temperature and high humidity) environment).
[0037]
Therefore, from the detection voltage Vo detected by the ATVC control and the deterioration state of the surface film thickness of the photosensitive drum 1 according to the number of printed sheets (counter number), the environment where the laser beam printer is placed is accurately determined regardless of the durability. Can be determined.
[0038]
This also makes it possible to optimally control transfer application constant voltage, charging bias, developing bias, fixing, and the like during printing.
[0039]
<Second Embodiment>
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. This is an example of a laser beam printer. In FIG. 7, the same parts as those in FIG. An engine control unit 76 includes a high voltage power source 73, a CPU 74, a memory 75, and an NVRAM 79. The high voltage power source 73 applies a transfer bias voltage to the transfer roller 10. The CPU 74 controls each part of the laser beam printer including the high voltage power source 73. The memory 75 is used as a work area for the CPU 74. The NVRAM 79 stores the initial detection voltage Vo ≦ 500 and Vo ′ = Cn / 10 (where Cn is the number of counters) in association with each other, and 500 <initial detection voltage Vo ≦ 1200 and Vo ′ = Cn / 15 (where Cn is the number of counters) and 1200 <initial detection voltage Vo and Vo ′ = Cn / 60 (where Cn is the number of counters) are stored in association with each other. The relationship between the number of printers and the correction voltage Vo ′ is shown in FIGS. 2 (a), (b), and (c).
[0040]
Reference numeral 17 denotes a controller that converts image data from the PC 18 into video data and transfers the video data to the engine control unit 76 and the CPU 74.
[0041]
In the present embodiment, the constant current value for ATVC control is set to 4 μA, and the constant current value of 4 μA is set as a value that does not cause the transfer memory to be generated on the photosensitive drum 1 due to transfer charging. When the transfer current is small, the image is scattered in the solid black part. When the transfer current is large, the transfer current penetrates the recording material, and white spots and black spots appear in the solid black portion and the halftone image.
[0042]
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a transfer bias control procedure. When the CPU 74 in the engine control unit 76 receives a print command from the PC 18 in step S1, a predetermined constant current bias is applied during the pre-rotation of the photosensitive drum 1 in step S2, as in the first embodiment. Is transferred from the transfer roller 10 to the photosensitive drum 1 to detect the initial detection voltage Vo, and the detected initial detection voltage Vo is stored in the storage means 6. Then, a calculation formula preliminarily related to the initial detection voltage Vo is extracted from the NVRAM 19, and the correction voltage Vo ′ is calculated by substituting the initial detection voltage Vo of the storage means 6 into this calculation formula.
[0043]
In step S3, the initial detection voltage Vo and the correction voltage Vo ′ are converted into an ATVC equation, that is,
Vt = 1.2 (Vo + Vo ′) + 1.1
Then, the transfer application constant voltage Vt is obtained, and then printing is started in step S4.
[0044]
Now, the initial detection voltage Vo taken out from the storage means 6 is, for example, 350 V, and the expression Vo ′ = Cn / 10 (where Cn is the number of counters) is taken out from the NVRAM 19 and the number of counters Cn is taken out from the storage means 6. For example, assume that 3000 sheets are taken out.
[0045]
Then, this counter sheet number is substituted for Vo ′ = Cn / 10 (where Cn is the counter sheet number), 300 V is calculated as the correction voltage Vo ′, and the initial detection voltage Vo and the correction voltage Vo ′ are calculated as described above. Substituted into the ATVC equation, 781.1 (V) is calculated as the transfer application constant voltage Vt.
[0046]
The obtained transfer application constant voltage Vt is an optimum transfer application voltage. When this transfer application voltage is applied, the transfer current can be controlled in a region where the transfer failure phenomenon does not occur, and a good image can be obtained.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the first invention, since the structure described above, it is possible to detect the exact environment regardless of the durability.
[0048]
Further, according to the second invention, it is possible to apply a proper transfer voltage after endurance, it is possible to suppress the transfer failure caused by photoreceptor deterioration, provides stable the images be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a relationship between the number of printed sheets and a correction voltage Vo ′ in the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a relationship between the number of printed sheets and a film thickness reduction amount in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between a transfer roller resistance value and a Vo down amount in the first embodiment.
FIG. 5 is a table showing an example of a relationship between an environment and a transfer roller resistance value in the first embodiment.
FIG. 6 is a table showing an example of a relationship between a detection voltage Vo and the environment in the first embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a transfer bias control procedure according to the second embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional example of the structure of a laser beam printer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging roller 4 Developing device 6 Storage means 10 Transfer roller 12 Process cartridge 13 High voltage power supply 14 CPU
15 Memory 17 Controller 18 PC
19 NVRAM

Claims (2)

トナー像を担持する感光体と、前記感光体と転写ニップを形成する転写手段と、前記感光体上のトナー像を転写材に転写するための転写バイアスを前記転写手段に印加するバイアス印加手段と、前記転写バイアス印加手段から前記転写手段へ出力されたバイアスの電圧値を検出する電圧検出手段と、を有し、前記転写ニップに転写材が存在しないときに、前記バイアス印加手段が定電流制御されたバイアスを前記転写手段へ印加した時に前記電圧検出手段が検出電圧値を検出し、前記検出電圧値に基づいて前記バイアスを設定する画像形成装置において、
前記感光体を有するカートリッジを有し、前記カートリッジを交換することで、前記転写手段を残して前記感光体を交換することが可能であり、前記感光体の積算使用量が増えると増加する補正電圧値を、前記検出電圧値に加算して前記転写バイアスを設定することを特徴とする画像形成装置。
A photoconductor that carries a toner image; a transfer unit that forms a transfer nip with the photoconductor; and a bias applying unit that applies a transfer bias to the transfer unit to transfer the toner image on the photoconductor to a transfer material; Voltage detecting means for detecting a voltage value of a bias output from the transfer bias applying means to the transfer means, and the bias applying means controls constant current when no transfer material is present in the transfer nip. an image forming apparatus for setting the bias on the basis has been a bias to detect the voltage detecting means detects a voltage value when applied to the transfer means, the detected voltage value,
A correction voltage that includes a cartridge having the photoconductor, and that can be replaced by replacing the cartridge, leaving the transfer means, and increases as the accumulated usage of the photoconductor increases. image forming apparatus characterized by value, and sets the transfer bias is added to the detected voltage value.
前記カートリッジは、記憶手段を有し、前記記憶手段は前記感光体の積算使用量を記憶し、前記記憶手段が記憶する前記感光体の積算使用量を基に前記補正電圧値を設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The cartridge includes a storage unit, the storage unit stores an accumulated usage amount of the photoconductor, and sets the correction voltage value based on the accumulated usage amount of the photoconductor stored by the storage unit. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
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