JP6332227B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、感光体を帯電する帯電部材を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including a charging member that charges a photoreceptor.
従来、レーザープリンタ、デジタル複合機などの画像形成装置では、光導電性を有する感光体の表面を、帯電部材によって一様に帯電させ、露光器によって露光して静電潜像を形成した後、この静電潜像を、現像器によってトナー像に現像する。次に、このトナー像を、転写部によって紙等の被印刷物の表面に転写した後、定着部によって被印刷物の表面に定着させることで、一連の画像形成の工程が完了する。また、トナー像転写後の感光体は、その表面に残留したトナーをクリーニング部によって除去し、さらに必要に応じて除電ランプを用いて露光して除電することによって、次の画像形成に備える。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a laser printer or a digital multi-function peripheral, the surface of a photoconductive photoconductor is uniformly charged by a charging member, and exposed by an exposure device to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image is developed into a toner image by a developing device. Next, the toner image is transferred onto the surface of the printed material such as paper by the transfer unit, and then fixed on the surface of the printed material by the fixing unit, thereby completing a series of image forming steps. Further, the photoconductor after transfer of the toner image is prepared for the next image formation by removing the toner remaining on the surface thereof by a cleaning unit, and further using a static elimination lamp to remove the static electricity as necessary.
感光体には、光導電性を有する種々の材料からなる種々の構造を有するものがあり、特に、アモルファスシリコン感光体が、高強度でかつ耐久性に優れる上、実用的な感度を有するため、近年特に注目されている。しかし、アモルファスシリコン感光体は、画像流れを生じ易いという問題がある。 Some photoreceptors have various structures made of various materials having photoconductivity, and in particular, amorphous silicon photoreceptors have high strength and excellent durability and practical sensitivity. In recent years, it has attracted particular attention. However, the amorphous silicon photoconductor has a problem that it tends to cause an image flow.
即ち、感光体を帯電する帯電部材に通電して放電させると、その際に発生するオゾンによって空気中の成分が分解されて、NOxやSOx等のイオン生成物が発生する。また、それとともにアモルファスシリコン感光体の表面が酸化されて、イオン生成物や水分子等を吸着し易い酸化膜が形成される。そして、この酸化膜に、放電によって発生したイオン生成物が吸着される。そうすると、イオン生成物は水溶性であって空気中の水分を取り込み易い上、酸化膜自体も水を吸着し易いため、特に高湿条件下において、多量の水を吸着して、感光体の表面抵抗が著しく低下する。また、被印刷物である紙から発生して感光体の表面に付着する紙粉も、吸水性であって水を吸着し易いため、感光体の表面抵抗を低下させる原因となる。このため、感光体の表面に形成した静電潜像のエッジ部で電位の横流れ(リーク)が起こり、その結果として形成画像に画像流れが生じる。 That is, when a charging member that charges the photosensitive member is energized and discharged, the components in the air are decomposed by ozone generated at that time, and ion products such as NOx and SOx are generated. At the same time, the surface of the amorphous silicon photoreceptor is oxidized to form an oxide film that easily adsorbs ion products and water molecules. The ion product generated by the discharge is adsorbed on the oxide film. As a result, the ion product is water-soluble and easily absorbs moisture in the air, and the oxide film itself easily adsorbs water. Resistance is significantly reduced. Also, the paper dust generated from the paper to be printed and adhering to the surface of the photoreceptor is water-absorbing and easily adsorbs water, which causes a reduction in the surface resistance of the photoreceptor. For this reason, a lateral flow (leakage) of the potential occurs at the edge portion of the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor, and as a result, an image flow occurs in the formed image.
そこで、画像流れの発生を防止すべく、アモルファスシリコン感光体の表面を定期的にリフレッシュ(研磨)して、吸着したイオン生成物や水分、あるいは紙粉等を、表面の酸化膜ごと除去する技術が提案されている(特許文献1)。このような画像形成装置では、感光体をクリーニングするために、トナーを除去する部材(クリーニングブレード)と同体又は別体で研磨部材(研磨ローラー)を設けている。そして、例えば、画像形成装置の運転開始時や運転終了時等の任意の時点で、研磨剤や研磨剤を加えた廃トナー等を、研磨部材と感光体との当接部に存在させながら、研磨部材を感光体の表面に当接させた状態で感光体を一定時間、回転させることによって、感光体の表面をリフレッシュしている。 Therefore, in order to prevent the occurrence of image flow, the surface of the amorphous silicon photoreceptor is periodically refreshed (polished) to remove the adsorbed ion products, moisture, paper dust, etc. together with the oxide film on the surface. Has been proposed (Patent Document 1). In such an image forming apparatus, in order to clean the photosensitive member, a polishing member (polishing roller) is provided as a member separate from or separate from a member (cleaning blade) that removes toner. Then, for example, at any time such as when the operation of the image forming apparatus is started or when the operation is finished, the abrasive or waste toner added with the abrasive is present in the contact portion between the polishing member and the photoconductor, The surface of the photoconductor is refreshed by rotating the photoconductor for a predetermined time while the polishing member is in contact with the surface of the photoconductor.
また、近年、コロトロン方式やスコロトロン方式の帯電部材に代えて、オゾン発生量の少ない接触配置又は近接配置されて感光体を帯電する帯電部材(帯電ローラー等)が用いられる。この帯電部材には、直流電圧と交流電圧が重畳された振動電圧を印加して感光体を帯電させるものがあるが、温湿度等の環境変動や、感光体や帯電部材等の経年変化に拘らず、精度の良い交流電圧の適正ピーク間電圧値(Vpp)を設定できるものが提案されている(特許文献2、特許文献3)。 In recent years, instead of the corotron or scorotron charging member, a charging member (charging roller or the like) that charges the photosensitive member with a contact arrangement or a proximity arrangement that generates less ozone is used. Some of these charging members apply an oscillating voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed to charge the photosensitive member. However, the charging member is related to environmental changes such as temperature and humidity, and secular changes of the photosensitive member and the charging member. However, what can set the appropriate peak-to-peak voltage value (Vpp) of the AC voltage with high accuracy has been proposed (Patent Documents 2 and 3).
感光体の表面状態、つまり感光体の表面に形成される酸化膜の厚みや、そこへ吸着するイオン生成物や紙粉の量、吸湿の程度等は、画像形成装置が使用される環境条件、特に湿度や、使用する紙の材質等によって大きく変化する。このため、上記したような画像形成装置では、どのような使用環境下においても画像流れが発生するのを防止するために、感光体の表面を過剰気味に研磨するように、研磨時間等のリフレッシュの条件を設定する必要がある。この場合、例えば、夏季、雨天時等の高湿度の状態が続いて吸湿の程度が極めて高い環境等を基準として、研磨量を設定することになり、研磨時間が長く設定されてしまう。しかしながら、画像形成装置は、吸湿の程度があまり高くない平常状態で使用されることが多く、このような平常状態において感光体を無駄に削り過ぎることになり、感光体の寿命を必要以上に縮めるおそれがある。また、研磨時間を長く設定することで、消費電力が無駄に増加してしまう。 The surface condition of the photoconductor, that is, the thickness of the oxide film formed on the surface of the photoconductor, the amount of ion products and paper powder adsorbed on the surface, the degree of moisture absorption, etc. In particular, it varies greatly depending on the humidity and the material of the paper used. For this reason, in the image forming apparatus as described above, in order to prevent the image flow from occurring under any use environment, the polishing time or the like is refreshed so that the surface of the photoconductor is excessively polished. It is necessary to set the conditions. In this case, for example, the polishing amount is set on the basis of an environment where a high humidity state continues in summer, rainy weather, etc. and the degree of moisture absorption is extremely high, and the polishing time is set long. However, the image forming apparatus is often used in a normal state where the degree of moisture absorption is not so high. In such a normal state, the photoconductor is scraped excessively, and the life of the photoconductor is shortened more than necessary. There is a fear. Moreover, power consumption will increase uselessly by setting polishing time long.
そこで、本発明は上記事情を考慮し、感光体の寿命を縮めたり、消費電力の無駄を生じたりせずに、感光体の表面を的確にリフレッシュして画像流れの発生を防止することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention has an object to prevent the occurrence of image flow by accurately refreshing the surface of the photoconductor without shortening the life of the photoconductor or wasting power consumption. And
本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電部材と、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を生成して前記帯電部材に印加する高圧発生部と、前記交流電圧のピーク間電圧値を制御する電圧制御部と、前記帯電部材及び前記像担持体の間の直流電流値を検出する電流検出部と、前記像担持体の表面を清掃するクリーニング部と、前記クリーニング部の実行を制御するクリーニング制御部と、を備え、前記電圧制御部は、前記ピーク間電圧値を昇圧するように前記高圧発生部を制御しつつ前記電流検出部によって直流電流値を検出したときの前記ピーク間電圧値と前記直流電流値との関係を表す二次元座標上の想定特性曲線を算出し、前記クリーニング制御部は、前記想定特性曲線に現れる2つの変曲点の電圧差が小さいほど前記クリーニング部の実行時間を長く設定することを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention generates an image carrier that carries a toner image, a charging member that charges the image carrier, and an oscillating voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed, and applies the vibration voltage to the charging member. A high voltage generator, a voltage controller for controlling a peak-to-peak voltage value of the AC voltage, a current detector for detecting a direct current value between the charging member and the image carrier, and a surface of the image carrier. A cleaning unit for cleaning, and a cleaning control unit for controlling execution of the cleaning unit, wherein the voltage control unit controls the high-voltage generation unit so as to boost the peak-to-peak voltage value. To calculate an assumed characteristic curve on a two-dimensional coordinate representing the relationship between the peak-to-peak voltage value and the DC current value when the DC current value is detected, and the cleaning control unit 2 appears in the assumed characteristic curve. And sets long the smaller the voltage difference between the inflection point execution time of the cleaning unit of.
このような構成を採用することで、クリーニング制御部が、想定特性曲線に現れる2つの変曲点の電圧差が小さいほどクリーニング部の実行時間を長く設定することにより、像担持体の表面抵抗が低下したときに、比較的長い実行時間でクリーニング部を実行して、像担持体をリフレッシュして表面抵抗の低下を回避することができる。これにより、像担持体は、表面に静電潜像を適切に維持することができ、静電潜像のエッジ部での電位の横流れを防止すると共に、形成画像の画像流れを防止することができる。なお、クリーニング制御部は、想定特性曲線に現れる2つの変曲点の電圧差が比較的大きい場合にはクリーニング部の実行時間を比較的短く設定するため、像担持体の表面抵抗が通常であれば、クリーニング部の実行時間を短くすることができる。これにより、クリーニング部が像担持体を無駄に削り過ぎることがなくなり、像担持体の寿命を必要以上に縮めることがなく、クリーニング部の実行に掛かる消費電力を抑えることができる。このように、環境条件によって特性の変化する帯電部材の直流電流値を測定することで、像担持体及び帯電部材の表面近傍の環境を正確に把握して適正なリフレッシュ(研磨)制御を行うことができる。 By adopting such a configuration, the cleaning control unit sets the execution time of the cleaning unit longer as the voltage difference between the two inflection points appearing in the assumed characteristic curve is smaller, thereby reducing the surface resistance of the image carrier. When it decreases, the cleaning unit can be executed with a relatively long execution time to refresh the image carrier to avoid a decrease in surface resistance. As a result, the image carrier can appropriately maintain the electrostatic latent image on the surface, and can prevent the lateral flow of the potential at the edge portion of the electrostatic latent image and the image flow of the formed image. it can. The cleaning control unit sets the execution time of the cleaning unit to be relatively short when the voltage difference between the two inflection points appearing in the assumed characteristic curve is relatively large, so that the surface resistance of the image carrier is normal. In this case, the execution time of the cleaning unit can be shortened. As a result, the cleaning unit does not waste the image carrier excessively, the life of the image carrier is not shortened more than necessary, and the power consumption required for execution of the cleaning unit can be suppressed. In this way, by measuring the direct current value of the charging member whose characteristics change depending on the environmental conditions, it is possible to accurately grasp the environment in the vicinity of the surface of the image carrier and the charging member and perform appropriate refresh (polishing) control. Can do.
前記クリーニング部は、前記像担持体の表面をリフレッシュする摺擦研磨部材を備えると良い。 The cleaning unit may include a rubbing polishing member that refreshes the surface of the image carrier.
このような構成を採用することで、クリーニング制御部は、像担持体の表面をリフレッシュする実行時間の制御を、研磨ローラー等の摺擦研磨部材を駆動制御する時間の制御という簡易な手法で実現することができる。 By adopting such a configuration, the cleaning control unit realizes the control of the execution time for refreshing the surface of the image carrier by a simple method of controlling the time for driving and controlling the rubbing polishing member such as the polishing roller. can do.
前記クリーニング制御部は、前記想定特性曲線において前記2つの変曲点が存在しない場合、前記クリーニング部を実行しなくても良い。 The cleaning control unit may not execute the cleaning unit when the two inflection points do not exist in the assumed characteristic curve.
このような構成を採用することで、像担持体の表面抵抗が通常の場合には、クリーニング部を実行しないことで、クリーニング部が像担持体を削ることを回避し、像担持体の寿命をより伸ばすと共に、クリーニング部の実行に掛かる消費電力をより抑えることができる。 By adopting such a configuration, when the surface resistance of the image carrier is normal, the cleaning unit is not executed, so that the cleaning unit avoids shaving the image carrier and the life of the image carrier is shortened. In addition, the power consumption required for execution of the cleaning unit can be further suppressed.
前記クリーニング制御部は、前記想定特性曲線において前記2つの変曲点が存在した場合、前記想定特性曲線における前記変曲点が1つになるまで前記クリーニング部の実行を継続しても良い。 When the two inflection points exist in the assumed characteristic curve, the cleaning control unit may continue the execution of the cleaning unit until the inflection point in the assumed characteristic curve becomes one.
このような構成を採用することで、クリーニング制御部は、像担持体の表面抵抗が通常になるまでクリーニング部を実行して、像担持体を適正にリフレッシュすることができる。 By adopting such a configuration, the cleaning control unit can properly refresh the image carrier by executing the cleaning unit until the surface resistance of the image carrier becomes normal.
上記した画像形成装置は、装置本体内の温度及び湿度の様々な組み合わせ毎に対応する複数のピーク間電圧値からなるピーク間電圧値テーブルを記憶した記憶部を更に備え、前記電圧制御部は、前記装置本体内の温度及び湿度に基づいて、前記記憶部に記憶された前記ピーク間電圧値テーブルから前記ピーク間電圧値を読み取る。 The image forming apparatus described above further includes a storage unit that stores a peak-to-peak voltage value table including a plurality of peak-to-peak voltage values corresponding to various combinations of temperature and humidity in the apparatus body, and the voltage control unit includes: Based on the temperature and humidity in the apparatus main body, the peak-to-peak voltage value is read from the peak-to-peak voltage value table stored in the storage unit.
このような構成を採用することで、電圧制御部は、画像形成装置(装置本体)の環境に応じて、適切に高圧発生部を制御して、適切な想定特性曲線を算出することが可能となる。 By adopting such a configuration, the voltage control unit can appropriately control the high voltage generation unit and calculate an appropriate assumed characteristic curve according to the environment of the image forming apparatus (apparatus body). Become.
本発明によれば、感光体の寿命を縮めたり、消費電力の無駄を生じたりせずに、感光体の表面を的確にリフレッシュして画像流れの発生を防止することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to accurately refresh the surface of the photoconductor to prevent the occurrence of image flow without shortening the life of the photoconductor or wasting power consumption.
まず、本発明の一実施形態に係る電子写真方式のプリンター1(画像形成装置)の全体の構成について図1を参照しながら説明する。 First, an overall configuration of an electrophotographic printer 1 (image forming apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
プリンター1は、箱型形状のプリンター本体2(装置本体)を備え、プリンター本体2の下部には、用紙S(記録媒体)を収納する給紙カセット3が収容され、プリンター本体2の上面には排紙トレイ4が設けられる。プリンター本体2の上面には、排紙トレイ4の側方に上カバー5が開閉可能に取り付けられ、上カバー5の下方にはトナーコンテナ6が収納される。
The
プリンター本体2の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット(LSU)で構成される露光器7が排紙トレイ4の下方に配置され、露光器7の下方には、画像形成部8が設けられる。画像形成部8には、像担持体である感光体ドラム10(像担持体)が回転可能に設けられ、感光体ドラム10の周囲には、帯電ローラー11(帯電部材)と、現像器12と、転写ローラー13と、クリーニング部14とが、感光体ドラム10の回転方向(図1の矢印X参照)に沿って配置される。
An
感光体ドラム10は、例えば、アルミニウム製シリンダの表面に正帯電性光導電体であるアモルファスシリコン層が蒸着されて形成され、約30mmの直径を有する。感光体ドラム10は、ドラム駆動部42(図2参照)によって、支軸を中心に定速回転駆動されるように構成される。
The
帯電ローラー11は、図2に示すように、芯金23に、導電性及び弾力性を有するエクロルヒドリンゴム等の材料からなる導電層24を被覆することにより構成される。帯電ローラー11は、導電層24の表面が感光体ドラム10の表面に接触しつつ回転可能に設けられる。帯電ローラー11は、高圧発生部25に接続されていて、高圧発生部25から振動電圧が印加されることによって帯電するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the charging
高圧発生部25は、交流電圧を出力する交流電源26と、直流電圧を出力する直流電源27と、感光体ドラム10及び帯電ローラー11の間で生じた直流電流の値Idc(以下、直流電流値Idcと称する)を検出する電流検出部28と、を備える。高圧発生部25は、交流電源26からの交流電圧と直流電源27からの直流電圧とを重畳して振動電圧を発生させて帯電ローラー11に印加する。交流電源26は、下記の電圧制御部43によって制御されたピーク間電圧値Vppを有する交流電圧を出力し、直流電源27は、一定の直流電圧を出力する。
The
クリーニング部14は、箱型形状の筐体30と、クリーニングブレード31と、研磨ローラー32と、を備える。筐体30は、一端部に開口33を有し、開口33を感光体ドラム10の表面に向けて配置される。クリーニングブレード31は、感光体ドラム10の回転方向Xの下流側で、筐体30の開口33の縁部に取り付けられ、一端部が感光体ドラム10の表面に当接するように配置される。研磨ローラー32は、感光体ドラム10の表面をリフレッシュする摺擦研磨部材であり、感光体ドラム10の回転方向Xにおいてクリーニングブレード31よりも上流側で、筐体30の内部で回転可能に設けられ、研磨ローラー32の表面が開口33を介して感光体ドラム10の表面に接触するように配置される。
The
プリンター本体2の内部には、用紙Sの搬送経路15が設けられている。搬送経路15の上流端には給紙部16が設けられ、搬送経路15の中流部には、感光体ドラム10と転写ローラー13によって構成される転写部17が設けられ、搬送経路15の下流部には定着部18が設けられ、搬送経路15の下流端には排紙部20が設けられている。搬送経路15の下方には、両面印刷用の反転経路21が形成されている。
A
次に、このような構成を備えたプリンター1の画像形成動作について説明する。
Next, an image forming operation of the
プリンター1に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着部18の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター1に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
When the
プリンター1は、例えば、408mm/sのシステム速度で動作して、先ず、帯電ローラー11によって感光体ドラム10の表面が帯電された後、露光器7からのレーザー光(図1の二点鎖線参照)により感光体ドラム10に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器12がトナー(例えば、磁性一成分現像剤)によりトナー像に現像する。
The
一方、給紙部16によって給紙カセット3から取り出された用紙Sは、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部17へと搬送され、転写部17において感光体ドラム10上のトナー像が用紙Sに転写される。トナー像を転写された用紙Sは、搬送経路15を下流側へと搬送されて定着部18に進入し、この定着部18において用紙Sにトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Sは、排紙部20から排紙トレイ4に排出される。なお、感光体ドラム10上に残留したトナーは、クリーニング部14によって回収される。
On the other hand, the paper S taken out from the
次に、プリンター1の制御システムについて図2を参照して説明する。
Next, the control system of the
プリンター1には、CPU等で構成される制御部40が設けられ、制御部40は、ROMやRAM等からなる記憶部41に接続される。制御部40は、記憶部41に格納された制御プログラムや制御用データに基づいてプリンター1の各部(帯電ローラー11、現像器12、転写ローラー13、クリーニング部14、給紙部16、定着部18等)を制御するように構成される。
The
例えば、制御部40は、ドラム駆動部42、電圧制御部43、クリーニング制御部44、温度センサー45及び湿度センサー46に接続される。なお、電圧制御部43及びクリーニング制御部44は、記憶部41に記憶される制御プログラムで構成されていても良い。温度センサー45は、プリンター本体2内の温度を検知するものであり、及び湿度センサー46は、プリンター本体2内の湿度を検知するものである。
For example, the
記憶部41は、帯電ローラー11に印加される振動電圧の制御に用いられるピーク間電圧値Vppとして、異なる複数のピーク間電圧値Vppを予め記憶したピーク間電圧値テーブル47を有する。例えば、ピーク間電圧値テーブル47は、図3に示すようなピーク間電圧値Vpp(A)、Vpp(B)、Vpp(C)、Vpp(D)、Vpp(E)を記憶する。なお、ピーク間電圧値Vpp(A)、Vpp(B)は、下記の想定特性曲線L(図3参照)に現れる変曲点Oの電圧値よりも低圧側と想定される値に設定され、ピーク間電圧値Vpp(D)、Vpp(E)は、下記の想定特性曲線L(図3参照)に現れる変曲点Oの電圧値よりも高圧側と想定される値に設定される。また、ピーク間電圧値テーブル47は、プリンター本体2内の温度及び湿度の様々な組み合わせ毎に対応する複数のピーク間電圧値Vpp(A)、Vpp(B)、Vpp(C)、Vpp(D)、Vpp(E)を記憶するとよい。
The storage unit 41 includes a peak-to-peak voltage value table 47 in which a plurality of different peak-to-peak voltage values Vpp are stored in advance as the peak-to-peak voltage values Vpp used for controlling the vibration voltage applied to the charging
ドラム駆動部42は、制御部40によって制御されて感光体ドラム10を回転駆動させるドラムモーター等で構成される。
The
電圧制御部43は、高圧発生部25を制御して、高圧発生部25に振動電圧を帯電ローラー11へと印加させるように構成される。具体的には、電圧制御部43は、適正ピーク間電圧値Vppを有する交流電圧を発生させるように高圧発生部25の交流電源26を制御する。
The
例えば、適正ピーク間電圧値Vppは、印字動作前等のタイミングで決定され、適正ピーク間電圧値Vppの決定方法は、以下の通りである。電圧制御部43は、記憶部31のピーク間電圧値テーブル47から複数のピーク間電圧値Vppを読み取り、複数のピーク間電圧値Vppをそれぞれ有する複数の交流電圧を順次発生させるように、ピーク間電圧値Vppを昇圧しつつ高圧発生部25の交流電源26を制御する。電圧制御部43は、好ましくは、温度センサー45で検知されたプリンター本体2内の温度と、湿度センサー46で検知されたプリンター本体2内の湿度との組み合わせに基づいてピーク間電圧値テーブル47から複数のピーク間電圧値Vppを読み取るとよい。
For example, the appropriate peak-to-peak voltage value Vpp is determined at a timing before the printing operation or the like, and the method for determining the appropriate peak-to-peak voltage value Vpp is as follows. The
また、電圧制御部43は、各ピーク間電圧値Vppを有する交流電圧を発生させたときに、感光体ドラム10及び帯電ローラー11の間に生じる直流電流値Idc、即ち、各ピーク間電圧値Vppに対応する直流電流値Idcを電流検出部28から取得する。例えば、電圧制御部43は、図3に示すように、ピーク間電圧値テーブル47に記憶される複数のピーク間電圧値Vpp(A)、Vpp(B)、Vpp(C)、Vpp(D)、Vpp(E)にそれぞれ対応する複数の直流電流値Idc(A)、Idc(B)、Idc(C)、Idc(D)、Idc(E)を取得する。
Further, the
そして、電圧制御部43は、複数のピーク間電圧値Vppとこれらに対応する直流電流値Idcとの関係を表す二次元座標上の想定特性曲線Lを算出し、この想定特性曲線Lを参照して想定特性曲線L上に現れる変曲点O、Pを検出する。例えば、電圧制御部43は、図3に示すように、複数のピーク間電圧値Vpp(A)、Vpp(B)、Vpp(C)、Vpp(D)、Vpp(E)と、これらに対応する複数の直流電流値Idc(A)、Idc(B)、Idc(C)、Idc(D)、Idc(E)との関係を表す想定特性曲線Lを算出する。
Then, the
ここで、電圧制御部43は、変曲点Oの電圧値よりも低圧側と想定されるピーク間電圧値Vpp(A)、Vpp(B)と、これらに対応する直流電流値Idc(A)、Idc(B)とからなる想定特性曲線L上の座標A(Vpp(A),Idc(A))、座標B(Vpp(B),Idc(B))を通る直線M1を算出する。また、電圧制御部43は、中間のピーク間電圧値Vpp(C)と、これに対応する直流電流値Idc(C)とからなる想定特性曲線L上の座標C(Vpp(C),Idc(C))を通り、ピーク間電圧値Vppを表す座標軸に平行な直線M2を算出する。そして、電圧制御部43は、直線M1と直線M2との交点座標を変曲点Oとして検出すると共に、変曲点Oに対応するピーク間電圧値Vppを適正ピーク間電圧値Vpp(O)として決定する。
Here, the
更に、電圧制御部43は、変曲点の電圧値よりも高圧側と想定されるピーク間電圧値Vpp(D)、Vpp(E)と、これらに対応する直流電流値Idc(D)、Idc(E)とからなる想定特性曲線L上の座標D(Vpp(D),Idc(D))、座標E(Vpp(E),Idc(E))を通る直線M3を算出する。そして、電圧制御部43は、直線M2と直線M3との交点座標を変曲点Pとして検出すると共に、変曲点Pに対応するピーク間電圧値Vpp(P)を算出する。このようにして、電圧制御部43は、図3に示す想定特性曲線Lから2つの変曲点O、Pを検出することができる。
Further, the
クリーニング制御部44は、クリーニング部14を制御して、クリーニング部14に帯電ローラー11の表面のクリーニングを所定の実行時間(エージング時間)の間、実行させるように構成される。クリーニング制御部44は、電圧制御部43によって想定特性曲線Lから検出された2つの変曲点O、Pに基づいて、クリーニング部14の実行時間を設定し、具体的には、2つの変曲点O、Pの電圧差(ピーク間電圧値Vppの差)が小さいほど、クリーニング部14の実行時間を長く設定する。例えば、クリーニング制御部44は、2つの変曲点O、Pの電圧差が200V以下の場合には、実行時間を8分間に設定し、200〜500Vの場合には、実行時間を5分間に設定し、500V以上の場合には、実行時間を2分間に設定する。
The
本実施形態では上述のように、プリンター1は、トナー像を担持する感光体ドラム10(像担持体)と、感光体ドラム10を帯電させる帯電ローラー11(帯電部材)と、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を生成して帯電ローラー11に印加する高圧発生部25と、交流電圧のピーク間電圧値Vppを制御する電圧制御部43と、帯電ローラー11及び感光体ドラム10の間の直流電流値Idcを検出する電流検出部28と、感光体ドラム10の表面を清掃するクリーニング部14と、クリーニング部14の実行を制御するクリーニング制御部44と、を備える。そして、電圧制御部43は、ピーク間電圧値Vppを昇圧するように高圧発生部25を制御しつつ電流検出部28によって直流電流値Idcを検出したときのピーク間電圧値Vppと直流電流値Idcとの関係を表す二次元座標上の想定特性曲線Lを算出する。クリーニング制御部44は、想定特性曲線Lに現れる2つの変曲点O、Pの電圧差が小さいほどクリーニング部14の実行時間を長く設定する。
In the present embodiment, as described above, the
ところで、感光体ドラム10の表面にイオン生成物や水分、あるいは紙粉等が付着して感光体ドラム10の表面抵抗が低下すると、感光体ドラム10は、表面に形成された静電潜像を保持できずに静電潜像のエッジ部で電位の横流れ(リーク)が起こり、その結果として形成画像に画像流れが生じる。感光体ドラム10の表面抵抗が通常であれば、交流電圧のピーク間電圧値Vppを適正ピーク間電圧値Vppよりも低圧側から高圧側へと増加しつつ、この交流電圧に基づく振動電圧を帯電ローラー11に印加したとき、電流検出部28で検出される直流電流値Idcは、適正ピーク間電圧値Vpp付近で維持し易くなっている。即ち、図3に示す想定特性曲線Lに現れる2つの変曲点O、Pの電圧差は比較的大きくなる。しかしながら、感光体ドラム10の表面抵抗が低下すると、上記のように交流電圧のピーク間電圧値Vppを増加したとき、電流検出部28で検出される直流電流値Idcは、適正ピーク間電圧値Vpp付近で維持し難くなっている。即ち、図3に示す想定特性曲線Lに現れる2つの変曲点O、Pの電圧差は短くなってしまう。
By the way, when ion products, moisture, paper dust, or the like adheres to the surface of the
そこで、本実施形態では、クリーニング制御部44が、想定特性曲線Lに現れる2つの変曲点O、Pの電圧差が小さいほどクリーニング部14の実行時間を長く設定することにより、感光体ドラム10の表面抵抗が低下したときに、比較的長い実行時間でクリーニング部14を実行して、感光体ドラム10をリフレッシュして表面抵抗の低下を回避することができる。これにより、感光体ドラム10は、表面に静電潜像を適切に維持することができ、静電潜像のエッジ部での電位の横流れを防止すると共に、形成画像の画像流れを防止することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
なお、クリーニング制御部44は、想定特性曲線Lに現れる2つの変曲点O、Pの電圧差が比較的大きい場合にはクリーニング部14の実行時間を比較的短く設定するため、感光体ドラム10の表面抵抗が通常であれば、クリーニング部14の実行時間を短くすることができる。これにより、クリーニング部14が感光体ドラム10を無駄に削り過ぎることがなくなり、感光体ドラム10の寿命を必要以上に縮めることがなく、クリーニング部14の実行に掛かる消費電力を抑えることができる。
The
このように、環境条件によって特性の変化する帯電ローラー11の直流電流値Idcを測定することで、感光体ドラム10及び帯電ローラー11の表面近傍の環境を正確に把握して適正なリフレッシュ(研磨)制御を行うことができる。
In this way, by measuring the DC current value Idc of the charging
また、本実施形態では、クリーニング部14は、感光体ドラム10の表面をリフレッシュする研磨ローラー32(摺擦研磨部材)を備える。これにより、クリーニング制御部44は、感光体ドラム10の表面をリフレッシュする実行時間の制御を、研磨ローラー32を駆動制御する時間の制御という簡易な手法で実現することができる。
In the present embodiment, the
なお、他の実施形態では、クリーニング制御部44は、想定特性曲線Lにおいて2つの変曲点O、Pが存在しない場合には、クリーニング部14を実行しないように制御してもよく、例えば、クリーニング部14の実行時間をゼロに設定する。例えば、図4では、プリンター本体2内の温度及び湿度の様々な組み合わせの環境下で算出された想定特性曲線を示す。図4に示すように、温度32.5℃、湿度80%の環境下での想定特性曲線L1や、温度28℃、湿度80%の環境下での想定特性曲線L2には、2つの変曲点O、Pが存在する。しかし、温度23℃、湿度50%の環境下での想定特性曲線L3や、温度10℃、湿度15%の環境下での想定特性曲線L4には、1つの変曲点Oしか存在しないので、これらの場合には、クリーニング制御部44は、クリーニング部14を実行しないように制御する。
In another embodiment, the
これにより、感光体ドラム10の表面抵抗が通常の場合には、クリーニング部14を実行しないことで、クリーニング部14が感光体ドラム10を削ることを回避し、感光体ドラム10の寿命をより伸ばすと共に、クリーニング部14の実行に掛かる消費電力をより抑えることができる。
Thus, when the surface resistance of the
なお、他の実施形態では、クリーニング制御部44は、想定特性曲線Lから2つの変曲点O、Pを検出した後、想定特性曲線Lにおける変曲点が1つになるまでクリーニング部14の実行を継続するように制御してもよい。
In another embodiment, after the
これにより、クリーニング制御部44は、感光体ドラム10の表面抵抗が通常になるまでクリーニング部14を実行して、感光体ドラム10を適正にリフレッシュすることができる。
Thereby, the
また、上記した実施形態によれば、プリンター1は、プリンター本体2(装置本体)内の温度及び湿度の様々な組み合わせ毎に対応する複数のピーク間電圧値からなるピーク間電圧値テーブル47を記憶した記憶部41を更に備え、電圧制御部43は、プリンター本体2内の温度及び湿度に基づいて、記憶部41に記憶されたピーク間電圧値テーブル47からピーク間電圧値を読み取るように構成される。これにより、電圧制御部43は、プリンター1(プリンター本体2)の環境に応じて、適切に高圧発生部25を制御して、適切な想定特性曲線を算出することが可能となる。
According to the above-described embodiment, the
本実施形態では、プリンター1に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。
In the present embodiment, the case where the configuration of the present invention is applied to the
1 プリンター(画像形成装置)
8 画像形成部
10 感光体ドラム(像担持体)
11 帯電ローラー(帯電部材)
14 クリーニング部
25 高圧発生部
26 交流電源
27 直流電源
28 電流検出部
31 クリーニングブレード
32 研磨ローラー(摺擦研磨部材)
40 制御部
41 記憶部
42 ドラム駆動部
43 電圧制御部
44 クリーニング制御部
45 温度センサー
46 湿度センサー
47 ピーク間電圧値テーブル
1 Printer (image forming device)
8
11 Charging roller (charging member)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を生成して前記帯電部材に印加する高圧発生部と、
前記交流電圧のピーク間電圧値を制御する電圧制御部と、
前記帯電部材及び前記像担持体の間の直流電流値を検出する電流検出部と、
前記像担持体の表面を清掃するクリーニング部と、
前記クリーニング部の実行を制御するクリーニング制御部と、を備え、
前記電圧制御部は、前記ピーク間電圧値を昇圧するように前記高圧発生部を制御しつつ前記電流検出部によって直流電流値を検出したときの前記ピーク間電圧値と前記直流電流値との関係を表す二次元座標上の想定特性曲線を算出し、
前記クリーニング制御部は、前記想定特性曲線に現れる2つの変曲点の電圧差が小さいほど前記クリーニング部の実行時間を長く設定することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying a toner image;
A charging member for charging the image carrier;
A high-voltage generator that generates an oscillating voltage in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed and applies them to the charging member;
A voltage control unit for controlling a peak-to-peak voltage value of the AC voltage;
A current detector for detecting a direct current value between the charging member and the image carrier;
A cleaning unit for cleaning the surface of the image carrier;
A cleaning control unit that controls execution of the cleaning unit,
The voltage control unit controls the high voltage generation unit so as to boost the peak-to-peak voltage value, and a relationship between the peak-to-peak voltage value and the DC current value when the current detection unit detects a DC current value Calculate the assumed characteristic curve on the two-dimensional coordinates representing
The image forming apparatus, wherein the cleaning control unit sets a longer execution time of the cleaning unit as a voltage difference between two inflection points appearing in the assumed characteristic curve is smaller.
前記電圧制御部は、前記装置本体内の温度及び湿度に基づいて、前記記憶部に記憶された前記ピーク間電圧値テーブルから前記ピーク間電圧値を読み取ることを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の画像形成装置。
A storage unit storing a peak-to-peak voltage value table composed of a plurality of peak-to-peak voltage values corresponding to various combinations of temperature and humidity in the apparatus body;
The voltage control unit reads the peak-to-peak voltage value from the peak-to-peak voltage value table stored in the storage unit based on the temperature and humidity in the apparatus main body. 5. The image forming apparatus according to any one of 4 above.
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