JP5337452B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、感光体を用いた電子写真方式の画像形成装置に関し、特に接触式の帯電装置へ印加する交流バイアスの最適値を決定する方法に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus using a photoreceptor, and more particularly to a method for determining an optimum value of an AC bias applied to a contact-type charging device.
コピー機、プリンタ、FAX等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤(以下、トナーという)が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像装置内のトナーによって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。このような画像形成装置においては、感光体表面を帯電させる装置として、例えば細いワイヤー等を電極として、高電圧を印加されることで放電するコロナ放電装置と、導電性の芯に導電性ゴム、高抵抗被覆層などを設けた帯電ローラに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置とが広く利用されてきた。 In an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, or a FAX, a powder developer (hereinafter referred to as toner) is mainly used, and an electrostatic image formed on an image carrier such as a photosensitive drum. In general, the latent image is visualized with toner in the developing device, and the toner image is transferred onto a recording medium, and then a fixing process is performed. In such an image forming apparatus, as a device for charging the surface of the photoreceptor, for example, a corona discharge device that discharges when a high voltage is applied using a thin wire or the like as an electrode, a conductive rubber on a conductive core, A contact-type charging device that applies a voltage in a state where a charging member typified by a charging roller provided with a high-resistance coating layer or the like is in contact with the surface of a photoreceptor has been widely used.
しかし、コロナ放電装置は高電圧を必要とする上、ワイヤーからの放電により発生するオゾン、NOxやSOx等の放電生成物が帯電装置のシールドやグリッド表面に付着する。一方、接触式の帯電装置は、低電圧で動作可能でありオゾンの発生が少ないという長所がある。 However, the corona discharge device requires a high voltage, and discharge products such as ozone, NOx and SOx generated by the discharge from the wire adhere to the shield and grid surface of the charging device. On the other hand, the contact-type charging device has an advantage that it can operate at a low voltage and generates less ozone.
接触式帯電装置に電圧を印加する方式には、帯電部材に直流バイアス(Vdc)のみを印加する直流帯電方式と、直流バイアス(Vdc)に交流バイアス(Vpp)を重畳して印加する交流帯電方式とがある。このうち、交流帯電方式は、感光体と帯電部材との間に振動電界を形成し、交流成分が感光体表面の帯電電位の凹凸を均し、直流成分が所定の電位に収束させるため、感光体表面をムラ無く均一に帯電できるという利点がある。 As a method of applying a voltage to the contact charging device, a DC charging method in which only a DC bias (Vdc) is applied to the charging member, and an AC charging method in which an AC bias (Vpp) is applied in a superimposed manner on the DC bias (Vdc). There is. Among them, the AC charging method forms an oscillating electric field between the photosensitive member and the charging member, the AC component leveles the unevenness of the charging potential on the surface of the photosensitive member, and the DC component converges to a predetermined potential. There is an advantage that the body surface can be uniformly charged without unevenness.
帯電部材として帯電ローラを用い、交流帯電方式によりアモルファスシリコン(以下、a−Siという)感光体ドラムの表面を帯電させた場合、感光体の表面電位V0はVppに比例するが、Vppが所定値以上になると一定となる。一方、Vppと直流成分電流(Idc)との関係は、図5に示すようにVppが一定以上になると傾きが緩やかになるような変曲点を持つ曲線となり、表面電位V0と交流バイアスVppの関係とほぼ一致している。 When a charging roller is used as a charging member and the surface of an amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) photosensitive drum is charged by an AC charging method, the surface potential V0 of the photosensitive member is proportional to Vpp, but Vpp is a predetermined value. Above that, it becomes constant. On the other hand, as shown in FIG. 5, the relationship between Vpp and the DC component current (Idc) is a curve having an inflection point where the slope becomes gentle when Vpp exceeds a certain level, and the surface potential V0 and the AC bias Vpp are It is almost consistent with the relationship.
そして、Vppが低すぎると電圧が不足して感光体表面が均一に帯電されず画像ムラが発生する。逆に、Vppが高すぎると帯電ローラと感光体の間の放電電流が増大し、放電生成物が感光体表面に付着することによりドラム表面の摩擦係数が上昇し、ブレード鳴きやトナー付着が発生する。また高温高湿環境においては、放電生成物が水分を吸収し表面抵抗が低下することによる文字ボケが発生する。 If Vpp is too low, the voltage is insufficient and the surface of the photoconductor is not uniformly charged, resulting in image unevenness. On the other hand, if Vpp is too high, the discharge current between the charging roller and the photoconductor increases, and the discharge product adheres to the photoconductor surface, increasing the friction coefficient of the drum surface, causing blade noise and toner adhesion. To do. In a high-temperature and high-humidity environment, character blurring occurs due to the discharge product absorbing moisture and reducing the surface resistance.
このVppとIdcの関係を利用して、例えば特許文献1に示すように、基準となる交流バイアスVpp[n]から電圧値を一定量上昇させたVpp[n+]を印加した時の直流電流成分Idcの上昇量ΔIdcが所定の閾値以下となるVpp[n]を最適値とする制御方法が開示されている。
特許文献1の方法では、Vppを所定量ずつ上昇させながらVppの変化に対するΔIdcを算出し、ΔIdcが閾値を下回る場合に、そのときのVppを適正電圧に決定していた。そして、電圧不足による感光体表面の帯電不良の発生を防止するために、十分に低い閾値が設定されていた。
In the method of
図6は、VppとIdcの変化量ΔIdcとの関係を示すグラフ(Vpp−ΔIdc曲線)である。図6に示すように、ΔIdcが閾値aを僅かに上回っていた場合(図の●で表示)は、Vppはさらに所定量上昇させた電圧(図の○で表示)に調整されてしまい、適正な電圧よりも過剰なVppを印加することになる。そうすると、放電生成物の発生が増大し、高湿環境下で像流れが発生したり、感光体表面の摩擦抵抗が上昇し、感光体から記録媒体或いは中間転写体への転写(一次転写)効率の低下、クリーニングブレードの鳴き(摩擦音)や端部の巻き上がり等の不具合が発生したりする。 FIG. 6 is a graph (Vpp-ΔIdc curve) showing the relationship between Vpp and the change amount ΔIdc of Idc. As shown in FIG. 6, when ΔIdc is slightly higher than the threshold value a (indicated by ● in the figure), Vpp is further adjusted to a voltage increased by a predetermined amount (indicated by ○ in the figure), and is appropriate. Excessive Vpp is applied to a higher voltage. As a result, the generation of discharge products increases, image flow occurs in a high humidity environment, and the frictional resistance of the surface of the photoconductor increases, so that the transfer (primary transfer) efficiency from the photoconductor to the recording medium or intermediate transfer member is increased. In some cases, such as a decrease in the temperature, a cleaning blade squealing (frictional sound), and an end roll-up.
また、Vppの調整ステップ(上昇幅)を小さくする方法も考えられるが、単にステップを小さくしただけではVppの変化量に対するΔIdcの変化量も小さくなってしまい、電流検出精度から誤検知の可能性も高くなるため、高精度な電流検知システムが必要になるという問題点があった。或いは、Vppの調整ステップだけを小さくしてIdcの測定を行い、ΔIdcの算出は大きめのステップで行うとしても、Idcの測定回数が多くなるため帯電バイアスの補正に要する時間が長くなってしまう。 Although a method of reducing the adjustment step (rising width) of Vpp is also conceivable, if the step is simply reduced, the change amount of ΔIdc with respect to the change amount of Vpp is also reduced, and the possibility of erroneous detection from the current detection accuracy. Therefore, there is a problem that a highly accurate current detection system is required. Alternatively, even if only the adjustment step of Vpp is performed to measure Idc and ΔIdc is calculated in a larger step, the number of times of measuring Idc increases, so that the time required to correct the charging bias becomes longer.
本発明は、上記問題点に鑑み、帯電装置に印加する交流バイアスを短時間で適正領域に設定することにより、画像ムラがない高画質な画像を形成できるとともに、ブレード鳴き等の不具合が発生しない画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention can form a high-quality image without image unevenness by setting an AC bias applied to a charging device in an appropriate region in a short time, and does not cause problems such as blade squealing. An object is to provide an image forming apparatus.
上記目的を達成するために本発明は、感光体と、直流バイアス及び交流バイアスを重畳した帯電バイアスを印加することにより前記感光体表面を一様に帯電させる接触式の帯電装置と、該帯電装置に帯電バイアスを印加したときの直流成分電流に基づいて交流バイアスの最適値Vpp[A]を決定する制御手段と、を備えた画像形成装置において、基準交流バイアスをVpp[n]とし、所定の直流バイアス及びVpp[n]を重畳した帯電バイアスを印加したときの直流成分電流をIdc[n]とするとき、前記制御手段は、Vpp[n]を段階的に上昇させたときの直流成分電流の変化量ΔIdcを算出するとともに、ΔIdcを2つの閾値と比較してVpp[A]を2段階で決定することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a photosensitive member, a contact-type charging device that uniformly charges the surface of the photosensitive member by applying a DC bias and a charging bias superimposed with an AC bias, and the charging device. And a control means for determining an optimum AC bias value Vpp [A] based on a DC component current when a charging bias is applied to the reference AC bias as Vpp [n]. When the DC component current when the DC bias and the charging bias superimposed with Vpp [n] are applied is Idc [n], the control means uses the DC component current when Vpp [n] is increased stepwise. A change amount ΔIdc is calculated, and Δpp is compared with two threshold values to determine Vpp [A] in two stages.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記2つの閾値のうち低い方の閾値をa、高い方の閾値をb、Vpp[n]の1段階当たりの上昇幅をΔVppとするとき、閾値aは、ΔIdcの変曲点よりも所定量高い値に設定され、閾値bは、閾値aとの差分b−aが、ΔIdcが変曲点に到達する直前におけるΔVpp当たりのΔIdcの変化量よりも小さく、且つ1/2ΔVpp当たりのΔIdcの変化量よりも大きくなるように設定されることを特徴としている。 In the image forming apparatus having the above-described configuration, when the lower threshold value of the two threshold values is a, the higher threshold value is b, and the increase width per step of Vpp [n] is ΔVpp, The threshold value a is set to a value higher by a predetermined amount than the inflection point of ΔIdc, and the threshold value b is the amount of change in ΔIdc per ΔVpp immediately before the difference ba from the threshold value a reaches ΔIdc. And is set to be larger than the change amount of ΔIdc per 1 / 2ΔVpp.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、以下の式(1)、(2)によりVpp[A]を決定することを特徴としている。
Vpp[A]=Vpp[n]−1/2ΔVpp(ただしa<ΔIdc≦b)・・・(1)
Vpp[A]=Vpp[n]−ΔVpp(ただしΔIdc≦a) ・・・(2)
According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the control unit determines Vpp [A] according to the following equations (1) and (2).
Vpp [A] = Vpp [n] −1 / 2ΔVpp (where a <ΔIdc ≦ b) (1)
Vpp [A] = Vpp [n] −ΔVpp (where ΔIdc ≦ a) (2)
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記2つの閾値a、bは、装置内部又は外部の温度及び/又は湿度に基づいて設定されることを特徴としている。 In the image forming apparatus having the above-described configuration, the two threshold values a and b are set based on temperature and / or humidity inside or outside the apparatus.
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、前記帯電装置にVpp[A]の定数倍kVpp[A](k≧1)を出力することを特徴としている。 According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the control unit outputs a constant multiple kVpp [A] (k ≧ 1) of Vpp [A] to the charging device.
本発明の第1の構成によれば、Idc[n]の測定回数を多くすることなく、短時間で最適値Vpp[A]を精度良く決定することができ、感光体ドラムの劣化や帯電装置の抵抗値バラツキに係わらず、常に適正な交流バイアスを帯電装置に出力できる。 According to the first configuration of the present invention, the optimum value Vpp [A] can be determined with high accuracy in a short time without increasing the number of times of measurement of Idc [n]. Regardless of the resistance value variation, an appropriate AC bias can always be output to the charging device.
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の画像形成装置において、2つの閾値のうち低い方の閾値aをΔIdcの変曲点よりも所定量高い値に設定し、高い方の閾値bを、閾値aとの差分b−aが、ΔIdcが変曲点に到達する直前におけるΔVpp当たりのΔIdcの変化量よりも小さく、且つ1/2ΔVpp当たりのΔIdcの変化量よりも大きくなるように設定することにより、ΔVppに応じた閾値a、bを設定して最適値Vpp[A]の決定精度を高めることができる。 According to the second configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first configuration, the lower threshold value a of the two threshold values is set to a value higher by a predetermined amount than the inflection point of ΔIdc, The difference b−a between the higher threshold value b and the threshold value a is smaller than the change amount of ΔIdc per ΔVpp immediately before ΔIdc reaches the inflection point, and more than the change amount of ΔIdc per 1 / 2ΔVpp. By setting the value to be larger, the thresholds a and b corresponding to ΔVpp can be set to increase the determination accuracy of the optimum value Vpp [A].
また、本発明の第3の構成によれば、上記第2の構成の画像形成装置において、閾値a、bと算出されたΔIdcとを用いて式(1)、(2)からVpp[A]を容易に算出することができる。 According to the third configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the second configuration, Vpp [A] is obtained from the equations (1) and (2) using the threshold values a and b and the calculated ΔIdc. Can be easily calculated.
また、本発明の第4の構成によれば、上記第1乃至第3のいずれかの構成の画像形成装置において、装置内部又は外部の温度及び/又は湿度に基づいて閾値a、bを設定することにより、天候や設置場所等による温湿度環境の変化に係わらず、常に適正な交流バイアスを設定可能となる。 Further, according to the fourth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having any one of the first to third configurations, the threshold values a and b are set based on the temperature and / or humidity inside or outside the apparatus. This makes it possible to always set an appropriate AC bias regardless of changes in the temperature and humidity environment due to the weather, installation location, or the like.
また、本発明の第5の構成によれば、上記第1乃至第4のいずれかの構成の画像形成装置において、帯電装置にVpp[A]の定数倍kVpp[A](k≧1)を出力することにより、電圧不足による画像ムラが生じないように出力電圧に余裕をもたせることができる。 According to the fifth configuration of the present invention, in the image forming apparatus having any one of the first to fourth configurations, the charging device is set to a constant multiple kVpp [A] (k ≧ 1) of Vpp [A]. By outputting, it is possible to give a margin to the output voltage so that image unevenness due to insufficient voltage does not occur.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の画像形成装置における画像形成部の構成を示す概略断面図である。図1において、画像形成部15には、感光体ドラム1の回転方向(時計方向)に沿って、帯電ローラ2、露光ユニット3、現像装置4、転写ローラ5、クリーニング装置6、及び除電ランプ7が配設されている。感光体ドラム1は、例えばアルミドラムにa−Siから成る感光層が積層されたものであり、感光体ドラム1に接触した状態で帯電ローラ2に高電圧を印加することにより、感光体ドラム1の表面を一様に帯電させるようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an image forming unit in the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 1, an
帯電ローラ2は、芯金(軸)と、芯金の周囲に形成された弾性層とで構成されている。弾性層は、合成ゴムなどの半導電性弾性部材から形成され、実施形態においてはエピクロロヒドリンゴムから形成されている。帯電ローラ2の表面(弾性層の表面)は感光体ドラム1の表面に接触しており、帯電ローラ2の芯金は放電に必要な電圧を供給することができる電圧供給回路(図示せず)に接続されている。また、帯電ローラ2に付着したトナーを除去するためのクリーニングブラシ11が配置されている。
The
露光ユニット3は、画像データに基づいて、光ビーム(例えばレーザビーム)を帯電された感光体ドラム1に照射し、レーザビームを受けた部分の帯電を減衰させて感光体ドラム1の表面に静電潜像を形成する。現像装置4は、感光体ドラム1に対向配置された現像スリーブ4a(現像剤担持体)を備え、内部に収容されたトナーを現像スリーブ4aにより感光体ドラム1の静電潜像に付着させてトナー像(可視像)を形成する。
The
周知の如く、除電ランプ7による除電後、帯電ローラ2によって均一に帯電された感光体ドラム1上に露光ユニット3により静電潜像が記録され、その静電潜像を反転現像にて現像装置4でトナー像に顕像化し、トナー像を転写ローラ5にてシート上に転写する。トナー像が転写されたシートは定着部8に搬送され、定着ローラ対8aにより加熱及び加圧されてトナー像が永久像とされる。転写ローラ5で転写されなかった未転写トナーは、残留トナーとしてクリーニング装置6のクリーニングローラ9及びクリーニングブレード10により感光体ドラム1表面から除去され、除去された残留トナーは回収スクリュー等のトナー回収装置(図示せず)によって廃棄ボトル(図示せず)へと搬送される。
As is well known, an electrostatic latent image is recorded by the
図2は、本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。図1と共通する部分には同一の符号を付している。画像形成装置100は、画像形成部15、画像入力部20、AD変換部40、制御部41、記憶部42、操作パネル43、直流成分電流センサ44、温湿度センサ45等を含む構成である。なお、画像形成装置100を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置100全体の制御手段は複雑なものとなる。そこで、ここでは画像形成部15の制御に必要となる部分についてのみ説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the image forming apparatus of the present invention. Portions common to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The
画像入力部20は、画像形成装置100が複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するCCD等から構成される画像読取部であり、画像形成装置100がプリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像信号を受信する受信部である。画像入力部20より入力された画像信号はAD変換部40においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部42内の画像メモリ50に送出される。
When the
画像形成部15は、感光体ドラム1、帯電ローラ2、露光ユニット3、現像装置4、転写ローラ5等から構成され、AD変換部40において変換され画像メモリ50に記憶された画像データをもとに感光体ドラム1上に静電潜像を形成する。感光体ドラム1、転写ローラ5、及び定着部8内の定着ローラ対8a(図1参照)等はメインモータ(図示せず)により回転駆動され、制御部41はメインモータに制御信号を送信して感光体ドラム1や転写ローラ5、定着ローラ対8a等の回転及び停止を制御する。
The
制御部41は、設定されたプログラムに従って画像形成部15、定着部8、画像入力部20等の画像形成装置各部を全般的に制御するとともに、画像入力部20から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光ユニット3は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム1上に潜像を形成する。
The
記憶部42は、画像メモリ50、RAM51、及びROM52を備えており、画像メモリ50は、画像入力部20において入力され、AD変換部40においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部41に送出する。RAM51及びROM52は、制御部41の処理プログラムや処理内容等を記憶する。また、帯電ローラ2に印加される直流バイアス及び交流バイアスの基準値や、交流バイアスの最適値を決定する制御プログラム(後述)も記憶される。
The
操作パネル43は、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部(いずれも図示せず)とから構成されており、ユーザが印刷条件等の設定を行う他、例えば画像形成装置100がファクシミリ機能を有する場合は、記憶部42にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。
The
直流成分電流センサ44は、帯電ローラ2に直流バイアス及び交流バイアスが重畳して印加されたときの直流成分電流値を検知し、検知結果は制御部41に送信される。制御部41は、検知結果に基づいて帯電ローラ2に印加される交流バイアスの最適値を決定するとともに、その時の最適値を記憶部42内のRAM51に記憶する。温湿度センサ45は、装置内部の温度及び湿度、特に感光体ドラム1の表面若しくは周辺の温度及び湿度を検知するものであり、感光体ドラム1の近傍に配置される。
The DC component
次に、本発明の画像形成装置において帯電ローラへ印加する交流バイアスの最適値を決定する制御について説明する。図3は、本発明の画像形成装置における帯電ローラへ印加する交流バイアスの制御手順を示すフローチャートである。図1及び図2を参照しながら、図3のステップに沿って帯電ローラへ印加する交流バイアスの最適値を決定する手順について説明する。 Next, control for determining the optimum value of the AC bias applied to the charging roller in the image forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of the AC bias applied to the charging roller in the image forming apparatus of the present invention. With reference to FIGS. 1 and 2, the procedure for determining the optimum value of the AC bias applied to the charging roller along the steps of FIG. 3 will be described.
先ず、初期交流バイアスVpp[0]が決定される(ステップS1)。帯電ローラ2の帯電特性が温度の影響を受けにくい場合はVpp[0]を固定値としても良い。また、温度の影響を受けて帯電特性が変化し易い場合は温湿度センサ45により検知された機内温度データとRAM51(又はROM52)に記憶された初期交流バイアス設定テーブルを用いてVpp[0]を決定しても良い。ここではVpp[0]を900V(固定値)に設定している。
First, the initial AC bias Vpp [0] is determined (step S1). When the charging characteristic of the charging
次に、Vpp[0]に直流バイアスVdc[M]を重畳した帯電バイアスを帯電ローラ2に印加する(ステップS2)。ここで、Vdc[M]は感光体ドラム1の表面電位が目標値となる常温での直流バイアスの適正値であり、感光体ドラム1及び帯電ローラ2を含むドラムユニット毎に記憶された固有値である。また、このときの直流電流成分Idc[0]を直流成分電流センサ44により検出し、RAM51に記憶しておく。
Next, a charging bias obtained by superimposing the DC bias Vdc [M] on Vpp [0] is applied to the charging roller 2 (step S2). Here, Vdc [M] is an appropriate value of the DC bias at normal temperature at which the surface potential of the
次に、n=1として(ステップS3)、Vpp[n−1](=Vpp[0])に所定電圧(以下、ΔVppという。ここでは200V)を加えてVpp[n]とする(ステップS4)。また、Vppの補正制御において、何らかの原因でVppの適正ポイントを検出できなかった場合でも、数枚程度の印字であれば問題が発生しないVppの上限値をVpp[MAX]として設定する。通常は装置の使用環境における狙いのVppよりも300〜400V高い電圧を設定する。そして、Vpp[n]が交流バイアスの最大値(上限値)Vpp[MAX]以下であるか否かが判断される(ステップS5)。Vpp[n]がVpp[MAX]を上回る場合はVpp[MAX]を最適値Vpp[A]に決定する(ステップS6)。一方、Vpp[n]がVpp[MAX]以下である場合はVpp[n]にVdc[M]を重畳した帯電バイアスを帯電ローラ2に印加し、そのときの直流電流成分Idc[n]を直流成分電流センサ44により検出する(ステップS7)。
Next, n = 1 is set (step S3), and a predetermined voltage (hereinafter referred to as ΔVpp. Here, 200V) is added to Vpp [n−1] (= Vpp [0]) to obtain Vpp [n] (step S4). ). Further, in the Vpp correction control, even if the appropriate point of Vpp cannot be detected for some reason, the upper limit value of Vpp is set as Vpp [MAX], which does not cause a problem if printing is performed for several sheets. Usually, a voltage higher by 300 to 400 V than the target Vpp in the usage environment of the apparatus is set. Then, it is determined whether or not Vpp [n] is equal to or less than the maximum value (upper limit value) Vpp [MAX] of the AC bias (step S5). When Vpp [n] exceeds Vpp [MAX], Vpp [MAX] is determined as the optimum value Vpp [A] (step S6). On the other hand, when Vpp [n] is equal to or lower than Vpp [MAX], a charging bias obtained by superimposing Vdc [M] on Vpp [n] is applied to the charging
次に、検出されたIdc[n]と、Vpp[n−1]にVdc[M]を重畳した帯電バイアスを印加した時の直流電流成分Idc[n−1]との差(ΔIdc)を算出し、ΔIdcが閾値a以下であるか否かを判断する(ステップS8)。ΔIdcが閾値a以下である場合は1つ前のVpp[n−1]、即ちVpp[n]−ΔVppをVpp[A]に決定する(ステップS9)。n=1の場合、Vpp[A]=Vpp[0](=900V)となる。 Next, a difference (ΔIdc) between the detected Idc [n] and a direct current component Idc [n−1] when a charging bias in which Vdc [M] is superimposed on Vpp [n−1] is applied is calculated. Then, it is determined whether or not ΔIdc is equal to or less than the threshold value a (step S8). When ΔIdc is equal to or smaller than the threshold value a, the previous Vpp [n−1], that is, Vpp [n] −ΔVpp is determined as Vpp [A] (step S9). In the case of n = 1, Vpp [A] = Vpp [0] (= 900 V).
一方、ΔIdcが閾値aよりも大きい場合は、次にΔIdcが閾値b(b>a)以下であるか否かを判断する(ステップS10)。ΔIdcが閾値b以下である場合はVpp[n]からΔVppの1/2を差し引いた値、即ちVpp[n]−1/2ΔVppをVpp[A]に決定する(ステップS11)。n=1の場合、Vpp[A]=(900+200)−1/2×200=1,000Vとなる。 On the other hand, if ΔIdc is larger than threshold value a, it is next determined whether ΔIdc is equal to or smaller than threshold value b (b> a) (step S10). When ΔIdc is equal to or less than the threshold value b, a value obtained by subtracting 1/2 of ΔVpp from Vpp [n], that is, Vpp [n] −1 / 2ΔVpp is determined as Vpp [A] (step S11). In the case of n = 1, Vpp [A] = (900 + 200) −1 / 2 × 200 = 1,000V.
また、ステップS10でΔIdcが閾値bよりも大きい場合はnに1を加算し(ステップS12)、ステップS4に戻ってVpp[A]が決定されるまで同様の手順を繰り返す(ステップS5〜S12)。そして、ステップS6、S9、またはS11で決定されたVpp[A]に1.1を乗じた値を帯電ローラ2に出力する(ステップS13)。 If ΔIdc is larger than the threshold value b in step S10, 1 is added to n (step S12), and the same procedure is repeated until returning to step S4 and determining Vpp [A] (steps S5 to S12). . Then, a value obtained by multiplying Vpp [A] determined in step S6, S9, or S11 by 1.1 is output to the charging roller 2 (step S13).
上記の制御により、図4に示すように、ΔIdc≦aの場合(図に■で表示)は交流バイアスの上昇幅ΔVpp(200V)だけ低いVpp[n−1](図に□で表示)がVpp[A]として採用され、a<ΔIdc≦bの場合(図に●、▲で表示)はVpp[n]からΔVppの1/2(100V)を差し引いたバイアス値(図に○、△で表示)がVpp[A]として採用されるため、ΔIdcが閾値bから一定幅以上低くならない範囲に決定される。 With the above control, as shown in FIG. 4, when ΔIdc ≦ a (indicated by ■ in the figure), Vpp [n−1] (indicated by □ in the figure) that is lower by the AC bias increase width ΔVpp (200 V) is obtained. Adopted as Vpp [A], when a <ΔIdc ≦ b (indicated by ● and ▲ in the figure), a bias value obtained by subtracting 1/2 (100 V) of ΔVpp from Vpp [n] (indicated by ○ and △ in the figure) Display) is adopted as Vpp [A], and therefore, ΔIdc is determined to be within a range not lower than the threshold value b by a certain width or more.
従って、Idc[n]の測定回数を多くすることなく、短時間でVpp[A]を精度良く決定することができ、画像ムラが無い高画質な画像を形成できるとともに、高湿環境下での像流れや感光体表面の摩擦抵抗の上昇による転写(一次転写)効率の低下、クリーニングブレードの鳴き(摩擦音)や端部の巻き上がり等の不具合も効果的に抑制できる。 Therefore, Vpp [A] can be accurately determined in a short time without increasing the number of times of measurement of Idc [n], and a high-quality image without image unevenness can be formed, and in a high humidity environment. Problems such as a decrease in transfer (primary transfer) efficiency due to an increase in image flow and frictional resistance on the surface of the photosensitive member, a squealing (frictional sound) of the cleaning blade, and winding up of the end can be effectively suppressed.
また、第1の閾値a及び第2の閾値bはVpp−ΔIdc曲線(図4参照)に応じて適宜変更可能であるが、低い方の閾値aはVpp−ΔIdc曲線の変曲点Pから所定値(2μA程度)だけ高く設定し、高い方の閾値bは、閾値a、bの差が変曲点Pの直前におけるΔVpp(=200V)当たりのΔIdcの変化量d1よりも小さく、且つ1/2・ΔVpp(=100V)当たりのΔIdcの変化量d2よりも大きくなるように設定することが好ましい。このようにΔVppに応じて閾値a、bを設定することで、ΔIdcが閾値a、bの両方を大幅に超えてしまったり、閾値bを超えるが閾値aは超えない範囲が広くなったりしてVpp[A]の決定精度が低下するおそれがなくなる。また、ここではΔVppを200Vに設定したが、この値についても変更可能である。 The first threshold value a and the second threshold value b can be appropriately changed according to the Vpp-ΔIdc curve (see FIG. 4), but the lower threshold value a is predetermined from the inflection point P of the Vpp-ΔIdc curve. The higher threshold value b is set higher by a value (about 2 μA). The difference between the threshold values a and b is smaller than the change amount d1 of ΔIdc per ΔVpp (= 200 V) immediately before the inflection point P, and 1 / It is preferably set to be larger than the change amount d2 of ΔIdc per 2 · ΔVpp (= 100 V). By setting the thresholds a and b according to ΔVpp in this way, ΔIdc greatly exceeds both the thresholds a and b, or the range that exceeds the threshold b but does not exceed the threshold a becomes wide. There is no possibility that the accuracy of determining Vpp [A] will be reduced. Further, although ΔVpp is set to 200 V here, this value can also be changed.
さらに、Vpp−ΔIdc曲線は機内温度により変化するため、予め閾値a、bの組み合わせを複数組設定しておき、温湿度センサ45により検知され機内温度データに応じて閾値a、bを選択できるようにすれば、最適値Vpp[A]をより精度良く決定することができる。閾値a、bを複数組設定した例を表1に示す。
Furthermore, since the Vpp-ΔIdc curve changes depending on the in-machine temperature, a plurality of combinations of threshold values a and b are set in advance so that the threshold values a and b can be selected according to the in-machine temperature data detected by the temperature /
なお、ステップS13においてVpp[A]に定数1.1を乗じた値を実際の出力値としているのは、電圧不足による画像ムラが生じないように出力値に余裕をもたせているためである。従って、Vpp[A]に乗じる定数kは1以上であれば良く、例えばk=1.05としても良いし、k=1としてVpp[A]をそのまま出力値に用いても良い。 The reason why the actual output value is obtained by multiplying Vpp [A] by the constant 1.1 in step S13 is that the output value has a margin so that image unevenness due to insufficient voltage does not occur. Therefore, the constant k to be multiplied by Vpp [A] may be 1 or more, for example, k = 1.05, or k = 1 and Vpp [A] may be used as an output value as it is.
Vpp[A]を決定する制御は、装置の電源ON時や待機モード(スリープモード)からの復帰時の他、連続印刷の開始時に実行しても良い。これにより、定着部8からの放熱による機内の温湿度変化に応じて適切な帯電バイアスを印加することができ、画像ムラが無い高画質な画像を形成できるとともに、ブレード鳴き等の不具合の発生を防止可能となる。
The control for determining Vpp [A] may be executed at the start of continuous printing as well as when the apparatus is turned on or returned from the standby mode (sleep mode). As a result, an appropriate charging bias can be applied according to the temperature and humidity change in the machine due to heat radiation from the fixing
その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態では、帯電ローラ2を備えた画像形成装置を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、他の接触式の帯電装置、例えば導電性繊維をブラシ状に束ね、その先端を感光体表面に接触させる帯電ブラシ等を備えた画像形成装置にも同様に適用できる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above-described embodiment, the image forming apparatus including the charging
また、上記実施形態においては温湿度センサ45により検知された機内温度を用いて閾値a、bの組を選択する例について説明したが、機内湿度を用いて閾値a、bを選択することもできる。また、温湿度センサ45に代えて装置外部の温度及び湿度を検知する機外温湿度センサを設け、機外温度及び湿度に対応した閾値a、bを用いてVpp[A]を決定することも可能である。また、電源ON時、及び待機モードからの復帰時にVpp[A]を決定する制御を行う他、例えば所定の印刷枚数毎にVpp[A]を決定しても良い。
Moreover, although the example which selects the group of threshold value a and b using the internal temperature detected by the temperature /
また、本発明はモノクロ画像形成用の画像形成装置に限られるものではなく、タンデム式のカラー画像形成装置、或いはファクシミリやプリンタ等の、接触式の帯電装置を用いる他の画像形成装置にも全く同様に適用することができる。 Further, the present invention is not limited to an image forming apparatus for forming a monochrome image, and is not limited to a tandem color image forming apparatus or other image forming apparatuses using a contact charging device such as a facsimile or a printer. The same can be applied.
本発明は、直流バイアス及び交流バイアスを重畳した帯電バイアスを印加することにより感光体表面を一様に帯電させる接触式の帯電装置を備えた画像形成装置に利用可能であり、基準交流バイアスをVpp[n]と所定の直流バイアスとを重畳した帯電バイアスを印加したときの直流成分電流をIdc[n]とするとき、Vpp[n]を段階的に上昇させたときの直流成分電流の変化量ΔIdcを算出するとともに、ΔIdcを2つの閾値a、bと比較して交流バイアスの最適値Vpp[A]を2段階で決定するものである。 The present invention can be applied to an image forming apparatus including a contact-type charging device that uniformly charges the surface of a photoreceptor by applying a charging bias in which a DC bias and an AC bias are superimposed. The amount of change in the DC component current when Vpp [n] is increased stepwise, where Idc [n] is the DC component current when a charging bias in which [n] and a predetermined DC bias are superimposed is applied. ΔIdc is calculated, and ΔIdc is compared with two threshold values a and b to determine the optimum AC bias value Vpp [A] in two stages.
これにより、感光体ドラムの劣化や帯電装置の抵抗値バラツキ、環境変化等によってVpp−Idc曲線が変化した場合にも、適正な交流バイアスを短時間で決定して帯電装置に出力できるため、電圧不足による画像ムラや電圧過剰によるブレード鳴き等の不具合の発生しない画像形成装置を提供することができる。 As a result, even when the Vpp-Idc curve changes due to deterioration of the photosensitive drum, variation in resistance value of the charging device, environmental change, etc., an appropriate AC bias can be determined and output to the charging device in a short time. It is possible to provide an image forming apparatus that does not cause problems such as image unevenness due to shortage and blade squeal due to excessive voltage.
このとき、交流バイアスの上昇幅ΔVppに応じた閾値a、bを設定するために、2つの閾値のうち低い方の閾値aをΔIdcの変曲点よりも所定量高い値に設定し、高い方の閾値bを、閾値aとの差分b−aが、ΔIdcが変曲点に到達する直前におけるΔVpp当たりのΔIdcの変化量よりも小さく、且つ1/2ΔVpp当たりのΔIdcの変化量よりも大きくなるように設定すれば良い。そして、a<ΔIdc≦bのときはVpp[n]−1/2ΔVpp、ΔIdc≦aのときはVpp[n]−ΔVppにより最適値Vpp[A]を算出することで、Vpp[A]を簡単に精度良く決定できる。 At this time, in order to set the thresholds a and b corresponding to the increase width ΔVpp of the AC bias, the lower threshold a of the two thresholds is set to a value higher by a predetermined amount than the inflection point of ΔIdc, and the higher one The difference b−a between the threshold value b and the threshold value a is smaller than the change amount of ΔIdc per ΔVpp immediately before ΔIdc reaches the inflection point, and is larger than the change amount of ΔIdc per 1 / 2ΔVpp. It should be set as follows. When a <ΔIdc ≦ b, Vpp [n] −1 / 2ΔVpp is calculated, and when ΔIdc ≦ a, Vpp [n] −ΔVpp is used to calculate the optimum value Vpp [A]. Can be determined accurately.
また、装置内部又は外部の温度及び/又は湿度に基づいて2つの閾値a、bを設定すれば、天候や設置場所等による温湿度環境の変化に係わらず適正な交流バイアスを精度良く設定することができ、さらに高画質な画像を形成できる画像形成装置となる。 In addition, if two thresholds a and b are set based on the temperature and / or humidity inside or outside the apparatus, an appropriate AC bias can be accurately set regardless of changes in the temperature and humidity environment due to the weather or installation location. And an image forming apparatus capable of forming a higher quality image.
1 感光体ドラム
2 帯電ローラ(帯電装置)
3 露光ユニット
4 現像装置
5 転写ローラ
6 クリーニング装置
7 定着部
15 画像形成部
20 画像入力部
40 AD変換部
41 制御部(制御手段)
42 記憶部
44 直流成分電流センサ
45 温湿度センサ
100 画像形成装置
1
3
42
Claims (4)
該帯電装置に帯電バイアスを印加したときの直流成分電流に基づいて交流バイアスの最適値Vpp[A]を決定する制御手段と、を備えた画像形成装置において、
基準交流バイアスをVpp[n](n=1,2,・・・)とし、所定の直流バイアス及びVpp[n]を重畳した帯電バイアスを印加したときの直流成分電流をIdc[n]とするとき、前記制御手段は、Vpp[n]が交流バイアスの上限値Vpp[MAX]を上回る場合はVpp[n]をVpp[A]に設定し、
Vpp[n]がVpp[MAX]以下である場合は、基準交流バイアスをVpp[n−1]からVpp[n]までΔVppだけ上昇させたときの直流成分電流の変化量ΔIdcを算出するとともに、ΔIdcを閾値aと比較し、ΔIdcが閾値a以下である場合はVpp[n−1]をVpp[A]に設定し、
ΔIdcが閾値aよりも大きい場合はΔIdcを閾値b(b>a)と比較し、ΔIdcが閾値b以下である場合はVpp[n]−1/2ΔVppをVpp[A]に設定し、ΔIdcが閾値bよりも大きい場合は基準交流バイアスをVpp[n+1]までΔVppだけ上昇させ、Vpp[A]が設定されるまで上記手順を繰り返すことを特徴とする画像形成装置。 A contact-type charging device that uniformly charges the surface of the photosensitive member by applying a charging bias in which a DC bias and an AC bias are superimposed;
An image forming apparatus comprising: a control unit that determines an optimum value Vpp [A] of an AC bias based on a DC component current when a charging bias is applied to the charging device;
The reference AC bias is Vpp [n] (n = 1, 2,...), And the DC component current when applying a predetermined DC bias and a charging bias superimposed with Vpp [n] is Idc [n]. The control means sets Vpp [n] to Vpp [A] when Vpp [n] exceeds the upper limit Vpp [MAX] of the AC bias,
When Vpp [n] is equal to or less than Vpp [MAX], the change amount ΔIdc of the DC component current when the reference AC bias is increased by ΔVpp from Vpp [n −1] to Vpp [n] ΔIdc is compared with threshold value a . If ΔIdc is equal to or less than threshold value a, Vpp [n−1] is set to Vpp [A],
When ΔIdc is greater than threshold a, ΔIdc is compared with threshold b (b> a), and when ΔIdc is less than or equal to threshold b, Vpp [n] −1 / 2ΔVpp is set to Vpp [A], and ΔIdc is An image forming apparatus, wherein if greater than the threshold value b, the reference AC bias is increased by ΔVpp to Vpp [n + 1], and the above procedure is repeated until Vpp [A] is set .
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