JP2003186285A - 画像形成装置及び帯電電位補正方式 - Google Patents
画像形成装置及び帯電電位補正方式Info
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Abstract
変動した場合には帯電能力が不足して地汚れの発生に至
るという課題を解決しようとするものである。 【解決手段】 この発明は、温度を検知する温度センサ
と、現像手段4を通過した後の像担持体1表面の反射濃
度を検知する光センサ8と、電圧印加手段から帯電部材
2への印加電圧を変化させて像担持体1上の非画像領域
の帯電電位を変化させ、この変化の前後の像担持体1上
の非画像領域に対する光センサ8の出力信号比に対応し
て前記印加電圧を制御する制御手段とを備え、温度セン
サの出力信号により前記印加電圧の制御範囲を決定する
ものである。
Description
タ、ファクシミリ等の画像形成装置及び帯電電位補正方
式に関する。
像形成装置では、感光体、現像装置、帯電装置等を一体
のケースの内部に納めて作像ユニットを構成し、画像形
成装置全体としての小型化に資するようにすることが多
くなってきている。この種の作像ユニットでは、ローラ
帯電方式を代表とする接触帯電装置が多く使用される。
この接触帯電装置は、帯電ローラをはじめ帯電ブラシ、
帯電ブレード等の接触帯電部材を感光体に圧接させてパ
ワーパッから接触帯電部材に電圧を印加することにより
感光体を均一に帯電させるというものである。
スポンジ等のクリーニング部材を帯電ローラに接触させ
て適当量だけ帯電ローラをクリーニング部材に食い込ま
せ、感光体と連れ回りによって回転する帯電ローラの表
面とクリーニング部材との摺接によりクリーニング部材
で帯電ローラの表面からトナーその他の異物を除去する
ようになっている。
使用では、トナーをはじめとする異物が接触帯電部材の
表面に付着して接触帯電部材の帯電能力を低下させ、経
時的な地肌汚れの原因となる。そのため、帯電電位を補
正するための制御方式が多く提案されている。本出願人
が発売している画像形成装置IMAGIO4550で
は、廉価でかつ安定した帯電電位補正方式として、感光
体の反射濃度を検知する光センサを利用して帯電ローラ
の印加電圧を制御する方式を採用している。この方式
は、帯電ローラの印加電圧を変化させ、その時の光セ
ンサの出力信号の変動により帯電ローラの汚れを検出し
て帯電ローラの印加電圧を制御している。
o Energy Stand by Mode)と呼ばれる企画など
も提案され、常温では電源スイッチのオン時やスリープ
モードから画像形成可能な状態までの立ち上げ時間の短
縮が大きな課題となっている。
て、温度センサと上記光センサを組み合わせて温度が設
定温度以下の場合には立ち上げ時に上述のように帯電ロ
ーラの印加電圧を制御してパワーパックに帯電ローラへ
の適切な帯電出力を指示し、温度が設定温度以上の時に
は商用電源から画像形成装置への供給電力を定着器に集
中し、短時間での立ち上げを可能とする方式が提案さ
れている。
では、電源スイッチをオフし、その後電源スイッチを
オンした時に環境が以前よりも急激に低温に変動した場
合には、現像装置の現像γが変わり、一時的にプロセス
制御が不可能になる。その結果、帯電ローラの帯電能力
が不足し、地汚れの発生に至るという不具合があった。
本発明は、急激に環境が低温に変動した場合でも帯電不
足による地汚れの無い画像を得ることができる画像形成
装置及び帯電電位補正方式を提供することを目的とす
る。
め、請求項1に係る発明は、像担持体に接触あるいは近
接して配置され該像担持体を帯電させる帯電部材と、こ
の帯電部材に直流電圧を印加する電圧印加手段と、帯電
部材により帯電された前記像担持体に静電潜像を形成す
る潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を現像す
る現像手段とを有する画像形成装置において、温度を検
知する温度センサと、前記現像手段を通過した後の前記
像担持体表面の反射濃度を検知する光センサと、前記電
圧印加手段から前記帯電部材への印加電圧を変化させて
前記像担持体上の非画像領域の帯電電位を変化させ、こ
の変化の前後の前記像担持体上の非画像領域に対する前
記光センサの出力信号比に対応して前記印加電圧を制御
する制御手段とを備え、前記温度センサの出力信号によ
り前記印加電圧の制御範囲を決定するものである。
るいは近接して配置され該像担持体を帯電させる帯電部
材と、この帯電部材に直流電圧を印加する電圧印加手段
と、帯電部材により帯電された前記像担持体に静電潜像
を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像
を現像する現像手段とを有する画像形成装置において、
温度を検知する温度センサと、前記現像手段を通過した
後の前記像担持体表面の反射濃度を検知する光センサ
と、前記電圧印加手段から前記帯電部材への印加電圧を
変化させて前記像担持体上の非画像領域の帯電電位を変
化させ、この変化の前後の前記像担持体上の非画像領域
に対する前記光センサの出力信号比に対応して前記印加
電圧を制御する制御手段とを備え、当該装置の立ち上げ
時の前記温度センサの出力信号により前記印加電圧の制
御範囲を決定するものである。
記載の画像形成装置において、前記温度センサの検知温
度が設定温度より低温である時には前記制御範囲の下限
値を引き上げるものである。
ずれか1つに記載の画像形成装置において、前記印加電
圧の制御時には前記現像手段を動作させるものである。
ずれか1つに記載の画像形成装置において、当該装置の
立ち上げ時に前記温度センサの検知温度が設定温度以上
である場合には前記印加電圧の制御を行わずに当該装置
を立ち上げるものである。
るいは近接して配置され該像担持体を帯電させる帯電部
材と、この帯電部材に直流電圧を印加する電圧印加手段
と、帯電部材により帯電された前記像担持体に静電潜像
を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像
を現像する現像手段とを有する画像形成装置の帯電電位
補正方式において、温度を検知する温度センサと、前記
現像手段を通過した後の前記像担持体表面の反射濃度を
検知する光センサと、前記電圧印加手段から前記帯電部
材への印加電圧を変化させて前記像担持体上の非画像領
域の帯電電位を変化させ、この変化の前後の前記像担持
体上の非画像領域に対する前記光センサの出力信号比に
対応して前記印加電圧を制御する制御手段とを備え、前
記温度センサの出力信号により前記印加電圧の制御範囲
を決定するものである。
す。像担持体としての感光体は、例えば感光体ドラム1
が用いられる。この感光体ドラム1の周囲には、感光体
ドラム1に近接あるいは接触して配置されて感光体ドラ
ム1を均一に電荷を帯電させる接触帯電部材である帯電
ローラ2と、感光体ドラム1を露光して感光体ドラム1
上に静電潜像を形成する潜像形成手段である露光装置3
と、感光体ドラム1上の静電潜像を現像してトナー像と
する現像手段である現像装置4と、感光体ドラム1上の
トナー像を転写材である転写紙に転写させる反転現像方
式の転写手段としての転写ベルト5と、感光体ドラム1
上の残留トナーを除去するクリーニング装置6と、感光
体ドラム1上の残留電荷を除去する除電ランプ7と、帯
電ローラ2の印加電圧及び現像装置4内の2成分現像剤
のトナー濃度を制御するための光センサ8が配置されて
いる。
らトナー補給口を介してトナーが補給され、帯電ローラ
2は電圧印加手段としての後述するパワーパックから直
流電圧が印加される。転写ベルト5は図示しないパワー
パックから転写バイアスローラ11を介して転写バイア
スが印加されて電荷が付与される。
る。感光体ドラム1は、図ししない駆動部により矢印方
向に回転駆動される。この感光体ドラム1は、除電ラン
プ7からの除電光9により除電され、表面電位が0〜−
150Vの基準電位に平均化される。次に、感光体ドラ
ム1は、帯電ローラ2により均一に帯電され、表面電位
が−1000V前後の均一な電位になる。
り露光されて静電線像が形成され、光が照射された部分
(画像部)の表面電位が0〜−200Vとなる。感光体
ドラム1上の静電潜像は現像装置4によりトナーが上記
画像部に付着されることによりトナー像に現像され、こ
のトナー像は感光体ドラム1の回転に伴って移動する。
一方、転写材としての転写紙は、給紙部10から転写紙
の先端部と感光体ドラム1上のトナー像の先端部とが転
写ベルト5による転写位置で一致するようなタイミング
で送られ、転写ベルト5により転写位置で感光体ドラム
1上のトナー像が転写される。
定着器12で熱と圧力によりトナーが融着されて画像形
成物として排出される。感光体ドラム1上に残った残留
トナーはクリーニング装置6により掻き落とされ、その
後感光体ドラム1は除電ランプ7からの除電光9により
残留電荷が除電されてトナーの無い初期状態となり、再
び次の作像工程へ移る。
触帯電装置が用いられている。この接触帯電装置におい
ては、帯電ローラ2は、金属製の芯金の外周に、吸湿性
が小さくて抵抗値が安定している導電性ゴムを成形もの
であり、導電性ゴムの表面を感光体ドラム1の表面に接
触させた状態で芯金にパワーパックから高電圧が印加さ
れることによって感光体ドラム1の表面を均一に帯電さ
せる。また、帯電ローラ2の表面をクリーニングするた
めのクリーニング部材としてのクリーニングパッド(発
泡体)がクリーニングパッド保持部材に例えば両面テー
プ等の接着剤で張り付けられている。
面に接触し続け、周知のように感光体ドラム1の表面に
付着している微小なトナーによって表面が汚れて帯電ム
ラを起こしやすいが、表面にクリーニングパッドが圧接
されて表面がクリーニングパッドによりクリーニングさ
れ、表面に付着しているトナーが取り除かれることによ
って、表面が汚れた場合に生じる帯電ムラが防止される
ようになっている。光センサ8は、発光部と受光部とか
らなり、発光部の発光量を可変し得るようになってい
る。この光センサ8は、帯電ローラ2の印加電圧の制御
及び現像装置4内の2成分現像剤のトナー濃度制御に用
いられる。
について説明する。帯電ローラは通常ゴムやエラストマ
ーで作られるから抵抗が環境により変わり、結果として
環境により感光体の帯電電位が変わってしまう。従来の
帯電電位補正方式には、白部及びグレー部を有するパタ
ーンを感光体ドラム上に作像し、このパターンの白部と
グレー部の反射光量を光センサで検知してその出力差を
検出し、その結果により帯電ローラの印加電圧を制御す
るものがある。
は、上記パターンを作成するために感光体ドラムや現像
器を動かすことが必須であり、時間と電力の消費は必然
である。しかし、この要素は、電源スイッチのオン時や
スリープモードからの立ち上げまでの時間と電力の削減
とは相反するものである。また、上記パターンのグレー
部濃度は現像器の現像γに依存するものであり、環境変
動で現像器の現像能力が下がっている場合(例えば高温
から低温に下がった場合)には感光体ドラム上に作像さ
れたパターンのクレー部濃度が下がり、帯電ローラの印
加電圧制御では感光体ドラム上のパターンの白部とグレ
ー部に対する光ンサの出力差から感光体ドラムの帯電電
位が補正範囲であると判断されてパワーパックから帯電
ローラへの印加電圧が補正範囲の下限まで下がるように
制御されてしまうことがある。一方で、現実には温度が
低温であるので、帯電ローラの抵抗が上がり、感光体ド
ラムの帯電電位が不足することがあった。
パックから帯電ローラ2への印加電圧の制御範囲(補正
範囲)の下限値を温度センサの出力信号により補正する
ものである。図4に示すように、本実施形態の各部を制
御する制御手段としての制御部13は、本実施形態にお
ける光センサ8、温度センサ14などの各種センサから
の入力信号を用いて、帯電ローラ2へ直流電圧を印加す
る電圧印加手段としてのパワーパック15や露光装置
3、現像装置4、定着器12などを制御する。温度セン
サ14は、本実施形態に取り付けられ、外気温を検知す
る。
実施形態において、電圧の極性はネガ・ポジ方式とポジ
・ポジ方式とで異なるので、電圧の値は全て絶対値で説
明する。手順20では本実施形態の電源がオンまたはス
リープモード(電源オンで動作を行わないモード)から
復帰する。この時は本実施形態の定着器12が冷えてい
る。
温が測定され、制御部13は温度センサ14からの入力
信号により温度センサ14の検知温度が設定温度T1以
下であるかどうかを判断する。制御部13は、温度セン
サ14の検知温度が設定温度T1より高ければ帯電補正
電圧(パワーパック15から帯電ローラ2へ印加される
電圧の制御範囲)の下限値VLをデフォルトのV0に設
定して本実施形態の駆動系を動作させず、この制御フロ
ーを終了して直ちに商用電源からの入力電力の90%以
上を定着器12に集中して供給するように本実施形態の
各部を制御する。ここに、本実施形態の駆動系は、本実
施形態の各部を駆動する駆動系であり、定着器12を駆
動して立ち上げさせる部分を含まない。
0%以上を定着器12に集中して供給することにより、
本実施形態は電源オンまたはスリープモードから10秒
以内に画像形成可能な状態になる。本出願人の研究で
は、商用電源からの入力電力を感光体ドラム1等を駆動
するメインモータに供給すると、電源オンまたはスリー
プモードから10秒以内で画像形成可能な状態に立ち上
げることは不可能であった。
が設定温度T1以下であれば手順22に進み、帯電補正
電圧の可変の下限値(パワーパック15から帯電ローラ
2への印加電圧の制御範囲の下限値)VLをデフォルト
のV0からV0+α(αは任意に設定される値)とす
る。次いで、制御部13は、手順23でパワーパック1
5から帯電ローラ2へ現在実際に印加されている電圧
(画像部印加電圧)がVL以下以下であるか否かを判断
し、パワーパック15から帯電ローラ2へ現在実際に印
加されている電圧がVL以下以下であればパワーパック
15から帯電ローラ2へ現在実際に印加されている電圧
をVLと置き直す。
り再び外気温が測定され、制御部13は温度センサ14
からの入力信号により温度センサ14の検知温度が設定
温度T2以下であるかどうかを判断する。制御部13
は、温度センサ14の検知温度が設定温度T2より高け
れば本実施形態の駆動系を動作させず、この制御フロー
を終了して直ちに商用電源からの入力電力の90%以上
を定着器12に集中して供給するように本実施形態の各
部を制御して10秒以内に画像形成可能な状態にする。
が設定温度T2以下であれば手順26に進み、メインモ
ータ駆動部にメインモータを回転させてプレ回転モード
に入らせ、パワーパック15、現像装置4などを動作さ
せて露光装置3を制御することにより帯電補正用ダーク
パターンを含む制御パターンを感光体ドラム1上に作成
させる。したがって、帯電ローラ2はパワーパック15
から直流電圧が印加されて感光体ドラム1の表面を均一
に帯電させ、露光装置3は感光体ドラム1上に制御パタ
ーンを露光して制御パターンの静電潜像を形成させ、こ
の静電潜像が現像装置4により現像されて制御パターン
が感光体ドラム1上に作成される。
検知することにより感光体ドラム1上の制御パターンを
検知する。制御パターンはトナー濃度検知用パターン
(Pパターン)、地肌パターン、帯電補正用ダークパタ
ーンがあり、Pパターンに対する光センサ8の出力値を
Vsp、地肌パターンに対する光センサ8の出力値をV
sg、帯電補正用ダークパターンに対する光センサ8の
出力値をVsdpとする。
8の出力値に基づいてパワーパック15の出力電圧を上
げるか下げるかを判断する。ここに、パワーパック15
から帯電ローラ2への印加電圧(帯電印加電圧)、現像
バイアス電源から現像装置4への現像バイアス印加、露
光装置3の露光(書き込み)のタイミングは制御部13
によるパワーパック15、現像バイアス電源及び露光装
置3の制御により図3に示すようになる。
5から帯電ローラ2への帯電印加電圧、現像バイアス電
源から現像装置4への現像バイアス印加がオフとなり、
書き込みがオンとなることにより、感光体ドラム1上に
Pパターンが作成されて光センサ8の出力値がVspと
なる。時間t3では、パワーパック15から帯電ローラ
2への帯電印加電圧、現像バイアス電源から現像装置4
への現像バイアス印加が通常の状態となり、書き込みが
オフとなることにより、感光体ドラム1上に地肌が作成
されて光センサ8の出力値がVsgとなる。
p、VsgからVsp/Vsgを求め、このVsp/V
sgを用いて周知のようにトナー補給装置を現像装置4
内の2成分現像剤のトナー濃度が所定の値になるように
制御する。時間t2では、パワーパック15から帯電ロ
ーラ2への帯電印加電圧がオフされ、現像バイアス電源
から現像装置4への現像バイアス印加が通常の状態とな
り、書き込みがオフとなることにより、感光体ドラム1
上に薄い地汚れパターン(帯電補正用ダークパターン)
が作成されて光センサ8の出力値がVsdpとなる。
の出力値Vsg、Vsdgからその比Vsdg/Vsg
求めてVsdg/Vsgの値が設定値の0.9以下であ
るかどうかを判断し、Vsdg/Vsgの値が0.9よ
り大きければ手順31でパワーパック15を制御してパ
ワーパック15の出力電圧を予め決めた1ステップ分落
とす。また、制御部13は、Vsdg/Vsgの値が
0.9以下であれば手順28でVsdg/Vsgの値が
設定値の0.85以上であるかどうかを判断し、Vsd
g/Vsgの値が0.85より小さければ手順32でパ
ワーパック15を制御してパワーパック15の出力電圧
を予め決めた1ステップ分上昇させる。この場合、制御
部13は、Vsdg/Vsgの値が所定の補正(制御)
範囲内である時にパワーパック15の出力電圧を上述の
ように落とし又は上昇させるという制御(補正)を行
い、上記補正(制御)範囲の下限値がVLである。
する温度センサ14と、現像手段としての現像装置4を
通過した後の像担持体としての感光体ドラム1の表面の
反射濃度を検知する光センサ8と、電圧印加手段として
のパワーパック15から帯電部材としての帯電ローラ2
への印加電圧を変化させて感光体ドラム1上の非画像領
域の帯電電位を変化させ、この変化の前後の感光体ドラ
ム1上の非画像領域に対する光センサの出力信号比Vs
dg/Vsgに対応して上記印加電圧を制御する制御手
段としての制御部13とを備え、温度センサ14の出力
信号により上記印加電圧の制御範囲を決定するので、急
激に環境が低温に変動してプロセス制御が追従できない
場合でも上記制御範囲を制限することで感光体ドラム1
の帯電電位を保証し、帯電不足による地汚れの無い画像
を得ることができる。
げ時の温度センサ14の出力信号により上記印加電圧の
制御範囲を決定するので、温度センサが当該装置の動作
温度で温まり易い場所にあっても環境が低温に変動した
ことを確実に検知することができる。このため、急激に
環境が低温に変動してプロセス制御が追従できない場合
でも上記制御範囲を制限することで感光体ドラム1の帯
電電位を保証し、帯電不足による地汚れの無い画像を得
ることができる。
の検知温度が設定温度より低温である時には上記制御範
囲の下限値を引き上げるので、急激に環境が低温に変動
してプロセス制御が追従できない場合でも上記制御範囲
を制限することで感光体ドラム1の帯電電位を保証し、
帯電不足による地汚れの無い画像を得ることができる。
るものではなく、例えば現像手段は正転現像方式の現像
手段であっても適用でき、パワーパック15から帯電ロ
ーラ2への印加電圧をオン/オフさせずに予め決められ
た所定の電圧に変化させるようにしてもよく、帯電ロー
ラ2の代りに帯電ベルトなどの接触帯電部材を用いても
よい。
よれば、急激に環境が低温に変動してプロセス制御が追
従できない場合でも帯電部材への印加電圧の制御範囲を
制限することで像担持体の帯電電位を保証し、帯電不足
による地汚れの無い画像を得ることができる。
である。
チャートである。
ある。
Claims (6)
- 【請求項1】像担持体に接触あるいは近接して配置され
該像担持体を帯電させる帯電部材と、この帯電部材に直
流電圧を印加する電圧印加手段と、帯電部材により帯電
された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段
と、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを
有する画像形成装置において、温度を検知する温度セン
サと、前記現像手段を通過した後の前記像担持体表面の
反射濃度を検知する光センサと、前記電圧印加手段から
前記帯電部材への印加電圧を変化させて前記像担持体上
の非画像領域の帯電電位を変化させ、この変化の前後の
前記像担持体上の非画像領域に対する前記光センサの出
力信号比に対応して前記印加電圧を制御する制御手段と
を備え、前記温度センサの出力信号により前記印加電圧
の制御範囲を決定することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】像担持体に接触あるいは近接して配置され
該像担持体を帯電させる帯電部材と、この帯電部材に直
流電圧を印加する電圧印加手段と、帯電部材により帯電
された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段
と、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを
有する画像形成装置において、温度を検知する温度セン
サと、前記現像手段を通過した後の前記像担持体表面の
反射濃度を検知する光センサと、前記電圧印加手段から
前記帯電部材への印加電圧を変化させて前記像担持体上
の非画像領域の帯電電位を変化させ、この変化の前後の
前記像担持体上の非画像領域に対する前記光センサの出
力信号比に対応して前記印加電圧を制御する制御手段と
を備え、当該装置の立ち上げ時の前記温度センサの出力
信号により前記印加電圧の制御範囲を決定することを特
徴とする画像形成装置。 - 【請求項3】請求項1または2記載の画像形成装置にお
いて、前記温度センサの検知温度が設定温度より低温で
ある時には前記制御範囲の下限値を引き上げることを特
徴とする画像形成装置。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれか1つに記載の画像
形成装置において、前記印加電圧の制御時には前記現像
手段を動作させることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項5】請求項1〜4のいずれか1つに記載の画像
形成装置において、当該装置の立ち上げ時に前記温度セ
ンサの検知温度が設定温度以上である場合には前記印加
電圧の制御を行わずに当該装置を立ち上げることを特徴
とする画像形成装置。 - 【請求項6】像担持体に接触あるいは近接して配置され
該像担持体を帯電させる帯電部材と、この帯電部材に直
流電圧を印加する電圧印加手段と、帯電部材により帯電
された前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段
と、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像手段とを
有する画像形成装置の帯電電位補正方式において、温度
を検知する温度センサと、前記現像手段を通過した後の
前記像担持体表面の反射濃度を検知する光センサと、前
記電圧印加手段から前記帯電部材への印加電圧を変化さ
せて前記像担持体上の非画像領域の帯電電位を変化さ
せ、この変化の前後の前記像担持体上の非画像領域に対
する前記光センサの出力信号比に対応して前記印加電圧
を制御する制御手段とを備え、前記温度センサの出力信
号により前記印加電圧の制御範囲を決定することを特徴
とする帯電電位補正方式。
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---|---|---|---|
JP2001383954A JP4139104B2 (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 画像形成装置及び帯電電位補正方式 |
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JP2001383954A JP4139104B2 (ja) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | 画像形成装置及び帯電電位補正方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003186285A true JP2003186285A (ja) | 2003-07-03 |
JP4139104B2 JP4139104B2 (ja) | 2008-08-27 |
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Cited By (3)
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JP2006071802A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置及びその印加電圧設定方法 |
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