JP2006276054A - Image forming apparatus and application voltage control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電を帯電原理とする接触又は近接帯電方式で、ACバイアスとDCバイアスとを印加して感光体を一様に帯電させる画像形成装置及び印加電圧制御方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and an applied voltage control method for uniformly charging a photoconductor by applying an AC bias and a DC bias by a contact or proximity charging method based on a charging principle.
従来より、帯電装置として、電圧を印加したローラやブレード等の帯電部材を感光体等の被帯電体の面に接触させて被帯電体面を所定の極性・電位に帯電させる接触式の帯電装置が用いられている。 Conventionally, as a charging device, there is a contact type charging device in which a charging member such as a roller or a blade to which a voltage is applied is brought into contact with a surface of a charged body such as a photoconductor to charge the surface of the charged body to a predetermined polarity and potential. It is used.
この接触式の帯電装置においては、帯電装置に帯電のためのDC電圧、AC電圧を印加する方式が取られている。DC電圧の印加だけでは、感光体上の抵抗の低いところにだけ電流が流れるため均一に帯電することができない。また、感光体表面が局所的によごれると、その部分だけ帯電しなくなるという問題が生じる。そのため、DC電圧とAC電圧の両方を帯電装置に印加し、感光体表面を帯電させている。 In this contact-type charging device, a method of applying a DC voltage and an AC voltage for charging to the charging device is employed. Only by applying a DC voltage, a current flows only at a low resistance on the photoconductor, so that it cannot be uniformly charged. Further, when the surface of the photosensitive member is locally soiled, there arises a problem that only that portion is not charged. Therefore, both the DC voltage and the AC voltage are applied to the charging device to charge the surface of the photoreceptor.
しかしながら、AC電圧は大きすぎると感光体の磨耗に影響がでる。逆に小さくすると、帯電の均一性が保てなくなり、プリントしたときにむらができる。そのため、AC電圧を必要最低限の最適な値に設定する必要がある。 However, if the AC voltage is too large, the photoreceptor wear will be affected. On the other hand, if the size is reduced, the uniformity of charging cannot be maintained, and unevenness occurs when printing. For this reason, it is necessary to set the AC voltage to the minimum necessary optimum value.
特許文献1では、図1に示すように帯電ローラに印加するAC電圧を順次増やしていき、電位センサでそのときの感光体の帯電電位を検知して、飽和したところのAC電圧に基づいてAC振幅(AC電流又はAC電圧)を決定している。なお、以下では、飽和した電圧を肩電圧と呼ぶ。
In
特許文献2も肩電圧の検出方法に関する技術であって、肩電圧を検出するためAC電圧を順次増やしていき、そのときのDC電流を検知する。AC電圧に対するDC電流の傾きが変化しなくなった時のAC電圧を帯電部材に印加する電圧と決定している。
しかしながら特許文献1及び2では、AC電圧を順次大きくしながら肩電圧の検出を行なっているので、検出時間がかかるという問題がある。また、感光体や帯電部材には偏芯、膜厚のばらつきなどがあるが、これらの要因で流れるDC電流が感光体の回転と共に変動するという問題も生じる。また電位センサや消去ランプを搭載するとマシンのコストアップにつながる。
However, in
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で感光体を良好な帯電状態に保つことができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can keep a photosensitive member in a favorable charged state with a simple configuration.
かかる目的を達成するために本発明の画像形成装置は、回転駆動される感光体と、前記感光体に接触又は近接して配置され、前記感光体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材から前記感光体に流れ込む直流電流量を検出する直流電流検出部と、前記直流電流が前記感光体に流れる範囲内の直流電圧と交流電圧とを複数の条件で前記帯電部材に印加し、前記直流電流の電流量の変化に基づいて前記帯電部材に印加する交流電圧を決定する制御部とを有する構成としている。従って除電機能を備えていない画像形成装置であっても、直流電流の電流量から帯電部材に印加する交流電圧を算出し、感光体を良好な帯電状態に保つことができる。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention includes a rotationally driven photoconductor, a charging member that is disposed in contact with or in proximity to the photoconductor, and charges the photoconductor. A direct current detecting unit for detecting a direct current amount flowing into the photosensitive member; and a direct current voltage and an alternating current voltage within a range in which the direct current flows through the photosensitive member are applied to the charging member under a plurality of conditions, and the direct current current And a control unit that determines an AC voltage to be applied to the charging member based on a change in the amount. Therefore, even an image forming apparatus that does not have a charge eliminating function can calculate the AC voltage applied to the charging member from the amount of DC current, and keep the photosensitive member in a good charged state.
上記画像形成装置において、前記制御部は、前記感光体が所定間隔で充放電されるように、前記帯電部材に印加する直流電圧を切り替えるとよい。従って除電機能を備えていない画像形成装置であっても、直流電流の電流量から帯電部材に印加する交流電圧を算出し、感光体を良好な帯電状態に保つことができる。 In the image forming apparatus, the control unit may switch a DC voltage applied to the charging member so that the photoconductor is charged and discharged at a predetermined interval. Therefore, even an image forming apparatus that does not have a charge eliminating function can calculate the AC voltage applied to the charging member from the amount of DC current, and keep the photosensitive member in a good charged state.
上記画像形成装置において、前記制御部は、前記感光体の回転周期の1/N(Nは任意の自然数)で、前記複数の条件の前記直流電圧と前記交流電圧とを印加するとよい。従って、感光体の1周の間に複数回の測定を行なうことができ、帯電部材に印加する交流電圧の最適値を素早く検出することができる。 In the image forming apparatus, the control unit may apply the DC voltage and the AC voltage of the plurality of conditions at 1 / N (N is an arbitrary natural number) of the rotation period of the photoconductor. Therefore, a plurality of measurements can be performed during one rotation of the photoconductor, and the optimum value of the AC voltage applied to the charging member can be quickly detected.
上記画像形成装置において、前記制御部は、前記直流電流検知部で検出した直流電流量から、次に前記帯電部材に印加する前記直流電圧と前記交流電圧との値を決定するとよい。従って、帯電部材に印加する交流電圧の最適値を素早く検出することができる。 In the image forming apparatus, the control unit may determine values of the DC voltage and the AC voltage to be next applied to the charging member from the amount of DC current detected by the DC current detection unit. Therefore, the optimum value of the AC voltage applied to the charging member can be quickly detected.
上記画像形成装置において、前記制御部は、前記直流電流検知部で検出した直流電流量の変化に基づいて前記感光体が飽和する時を検知し、そのときの印加交流電圧に、前記感光体の膜厚に応じた係数を乗算又は加算して、前記帯電部材に印加する交流電圧を決定するとよい。従って、帯電部材に印加する交流電圧を最適な値に設定することができる。 In the image forming apparatus, the control unit detects when the photoconductor is saturated based on a change in the amount of DC current detected by the DC current detection unit, and applies the AC voltage applied at that time to the film of the photoconductor. The AC voltage applied to the charging member may be determined by multiplying or adding a coefficient corresponding to the thickness. Therefore, the AC voltage applied to the charging member can be set to an optimum value.
本発明の印加電圧制御方法は、直流電流が感光体に流れる範囲内の直流電圧と交流電圧とを複数の条件で帯電部材に印加し、前記帯電部材から前記感光体に流れ込む前記直流電流の電流量から前記帯電部材に印加する交流電圧を算出するとよい。従って除電機能を備えていない画像形成装置であっても、直流電流の電流量の変化に基づいて前記帯電部材に印加する交流電圧を算出し、感光体を良好な帯電状態に保つことができる。 The applied voltage control method of the present invention applies a DC voltage and an AC voltage within a range in which a direct current flows to the photosensitive member to the charging member under a plurality of conditions, and the current of the direct current that flows from the charging member to the photosensitive member. The AC voltage applied to the charging member may be calculated from the amount. Therefore, even an image forming apparatus that does not have a charge eliminating function can calculate an AC voltage applied to the charging member based on a change in the amount of DC current, and keep the photosensitive member in a good charged state.
本発明は、簡単な構成で感光体を良好な帯電状態に保つことができる。 The present invention can keep a photosensitive member in a good charged state with a simple configuration.
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、図2を参照しながら本実施例の構成を説明する。2は像担持体としての感光体である。本例の感光体2は円筒状OPC感光体であり、紙面に垂直方向の中心軸線を中心に矢示の時計方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動される。
First, the configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG.
3はこの感光体2に接触させた帯電部材としての帯電ローラ(以下、BCR(Bias Charge Rollとも表記する)であり、この帯電ローラ3は感光体2の回転に従動して回転し、またAC電源10、DC電源11から所定の電圧が印加され、回転する感光体2の周面が所定の極性・電位に一様に帯電(本例では負帯電)される。
次いで回転感光体2の帯電処理面に、ROS(Raster Optical Scanner)4から出力される、画像変調されたレーザビームが照射(走査露光)され、露光部分の電位が減衰して静電潜像が形成される。
Next, an image-modulated laser beam output from a ROS (Raster Optical Scanner) 4 is irradiated (scanning exposure) on the charging surface of the rotating
感光体2の回転にともなって該潜像が現像器5に対向する現像部位に到来すると、現像器5から負帯電されたトナーが供給されて反転現像によってトナー像が形成される。
When the latent image arrives at the developing portion facing the developing device 5 as the
感光体2の回転方向に見て現像器5の下流側には導電性の転写ローラ6が感光体ドラム2に圧接配置してあって、両者1・6のニップ部が転写部位を形成している。
A
感光体ドラム2の表面に形成されたトナー像が感光体2の回転につれて上記転写部位に到達すると、これとタイミングをあわせて、用紙が転写位置に供給され、これとともに所定の電圧が転写ローラ6に印加されて、トナー像が感光体2の表面から用紙に転写される。
When the toner image formed on the surface of the
転写位置でトナー像転写を受けた用紙は定着器9へ搬送されてトナー像の定着を受け機外へ排出される。 The sheet that has received the toner image transfer at the transfer position is conveyed to the fixing device 9 where the toner image is fixed and discharged out of the apparatus.
一方、感光体2の表面に残った転写残りトナーはクリーニングブレード7によってかき落されることで、感光体2はその表面が清掃されて、次の画像形成に備える。
On the other hand, the untransferred toner remaining on the surface of the
さらに、本実施例は図2に示すように帯電部材に電圧を印加するAC電源10及びDC電源11と、電流流露に挿入される電流検知抵抗12と、電流検知抵抗12により検知したDC電流により帯電ローラ3に印加するAC電圧、DC電圧を制御する制御部13とを有している。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, an AC power source 10 and a DC power source 11 that apply a voltage to the charging member, a
AC電源10及びDC電源11は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラ3に印加する。電流検知抵抗12は、帯電ローラ3に電圧を印加することによって、帯電ローラ3から感光体2に流れ込む直流電流を電圧として検出する。
The AC power supply 10 and the DC power supply 11 apply a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage to the
本実施例の画像形成装置1は、帯電ローラ3に印加する交流電圧が最適な値となるように制御する。始めに基準の帯電電位状態となるようなAC+DC電圧を印加して、次に検知のためのAC+DC電圧を印加してDC電流を検知することを繰り返し行なう。
The
除電ランプを搭載していない場合、一度感光体2を帯電させてしまうと除電ができないので、感光体2を帯電させている時に流れ込こんでいた直流電流が流れなくなってしまう。そのため本実施例では、図3(A)に示すように0Vと−750Vとの直流電圧を一定間隔ごとに切り替えて印加する。帯電ローラに0Vの直流電圧を印加することで、感光体2に帯電していた電荷を放電させることができ、除電ランプなしの構成であっても、帯電ローラ3から感光体2に、常に直流電流が流れ込むように制御することができる。
If the static elimination lamp is not installed, once the
また、肩電圧を検出するため、AC電圧の振幅を図3(B)に示すように段階的に変えていき、このとき帯電ローラ3から感光体2に流れ込む直流電流を検出する。
Further, in order to detect the shoulder voltage, the amplitude of the AC voltage is changed stepwise as shown in FIG. 3B, and at this time, the direct current flowing from the
本実施例の動作手順を図6のフローチャートを参照しながら説明する。本実施例では、図3(B)に示すように最初に基準条件とするDC電圧を0V、AC電圧を1.5KVppで印加する)(ステップS1)。なお、交流の1.5kVppは、ピーク・ピーク電圧が1.5kVであることを示している。次に、DC電流を検知する検知条件として、DC電圧を−750V、AC電圧を1.3kVppにしてDC電流を検知する(ステップS2)。次に、また基準条件とするDC電圧0V、AC電圧1.5kVppで印加し、測定条件となるDC電圧を−750V,AC電圧を1.1kVppにしてDC電流を検知する。 The operation procedure of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 3B, first, a DC voltage as a reference condition is applied at 0 V and an AC voltage at 1.5 KVpp) (step S1). Note that AC of 1.5 kVpp indicates that the peak-to-peak voltage is 1.5 kV. Next, as a detection condition for detecting the DC current, the DC voltage is detected by setting the DC voltage to −750 V and the AC voltage to 1.3 kVpp (step S2). Next, a DC voltage of 0 V and an AC voltage of 1.5 kVpp are applied as reference conditions, a DC voltage as a measurement condition is −750 V, an AC voltage is 1.1 kVpp, and a DC current is detected.
このような手順を繰り返していき、検出されたDC電流(図3(C))の値をプロットしていくと、図3(D)のようになる。流れたDC電流の値が大きく変化した所の直前の値が、感光体が飽和した電圧であり(ステップS3)、この電圧をもとに帯電ローラ3に印加する印加電圧を調整することで、帯電ローラ3への印加電圧を必要最低限の値とすることができる(ステップS4)。なお、検出したAC電圧は帯電状態が安定な最低限な状態であるため、実際の描画時にはその値に対して加算、乗算等の演算処理をして印加する。またその時の係数は固定でなく膜厚によって変更する。これにより、極低コストで放電生成物の発生量や感光体に対するストレスの激減させ、画質不良を発生させることもなく長期の連続使用にも耐えうる画像形成装置とすることができる。
When such a procedure is repeated and the value of the detected DC current (FIG. 3C) is plotted, the result is as shown in FIG. The value immediately before the value of the DC current that has greatly changed is the voltage at which the photoreceptor is saturated (step S3), and by adjusting the applied voltage applied to the charging
図4に本発明の印加電圧の切り替えタイミングと感光体2の位置関係を示す。本実施例では、感光体2を3分割し、感光体2の1回転で複数回の測定を実現している。まず、図4の(a)のように感光体2上の領域Aを基準条件に設定する。基準条件はここでもDC電圧をグランド、AC電圧を1.5kVppとして説明する。次に、感光体2が回転し、図4(b)に示すように領域B上に帯電ローラ3が来ると、帯電ローラ3により領域Bに所定の検知条件を印加して、領域Bでの測定を行なう。領域Bは、図示していないが前回帯電ローラ3に近づいた時に基準条件に設定されているものとする。この状態から帯電ローラ3により検知条件のDC電圧−750V、AC電圧1.3kVppを印加する。そして、領域BでのDC電流を測定する。
FIG. 4 shows the positional relationship between the applied voltage switching timing and the
次に、感光体2が回転し、図4(c)に示すように領域C上に帯電ローラ3が来ると、帯電ローラ3により領域Cを基準条件に設定する。領域Cは、前回帯電ローラ3に近づいた時に検知条件の電圧を印加してDC電流の測定が行なわれているものとする。そのため、今回は、領域Cを基準条件に設定する。
Next, when the
次に、感光体2が回転し、図4(d)に示すように領域A上に帯電ローラ3が来ると、帯電ローラ3により領域Aに所定の検知条件を印加して、領域Aでの測定を行なう。領域Aは、前回帯電ローラ3に近づいた時に基準条件に設定されているので、検知条件、例えば、DC電圧−750V、AC電圧1.1kVppを印加する。そして、領域AでのDC電流を測定する。
Next, when the
このように感光体2上の領域を複数に分割して、DC電流の測定を行なうため、測定時間を短縮させることができる。例えば特許文献1や2では、6ポイントの検出に感光体6周の時間がかかるが、本例では精度を落とすことなく4周でできる。また感光体を5分割にすれば2.4周の時間で出来る。また感光体2の分割数を奇数分割で説明をしたが偶数の分割でも信号の与え方を変えることで可能である。例えば2分割の例では印加電圧を基準条件、基準条件、検知条件、検知条件の順で繰り返すことで実現でき、誤差に対しては前述同様に基準条件と検知条件の感光体における位置は同じなため生じない。そのため感光体の分割数は時間や他と影響を考慮して任意に決めることが出来る。
As described above, since the area on the
また、感光体2の1周する時間を測定し、制御部13の時間制御によって領域A,B,C上のそれぞれの同じ位置で測定を行なうことで、感光体2や帯電ローラ3の偏心、感光体膜厚のばらつきなどが原因の誤差を無くすことが出来る。
Further, by measuring the time required for one rotation of the
次に検出値の変化するポイントを効率よく検出する方法について説明する。印加するAC電圧を図3(B)では順次減少させているが、図4に示すように最初のAC電圧(上述した説明では、1.5kVpp)に、順に+1、−1/2、+1/4、−1/8を積算して、印加するAC電圧を制御してもよい。このように1回目の検知値により次の印加値を決定することで時間的に効率よい検知ができる。 Next, a method for efficiently detecting the point where the detected value changes will be described. The applied AC voltage is sequentially decreased in FIG. 3B, but as shown in FIG. 4, the first AC voltage (1.5 kVpp in the above description) is increased to +1, −1/2, + 1 / 4 and −1/8 may be integrated to control the AC voltage to be applied. As described above, the next application value is determined based on the first detection value, so that time-effective detection can be performed.
上述した実施例は本発明の好適な実施例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The embodiment described above is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 画像形成装置 2 感光体
3 帯電ローラ 4 ROS
5 現像器 6 転写ローラ
7 クリーニングブレード 9 定着器
10 AC電源 11 DC電源
12 電流検知抵抗 13 制御部
DESCRIPTION OF
5 Developing
Claims (6)
前記感光体に接触又は近接して配置され、前記感光体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材から前記感光体に流れ込む直流電流量を検出する直流電流検出部と、
前記直流電流が前記感光体に流れる範囲内の直流電圧と交流電圧とを複数の条件で前記帯電部材に印加し、前記直流電流の電流量の変化に基づいて前記帯電部材に印加する交流電圧を決定する制御部とを有することを特徴とする画像形成装置。 A rotationally driven photoreceptor;
A charging member disposed in contact with or in proximity to the photoconductor to charge the photoconductor;
A direct current detector for detecting the amount of direct current flowing from the charging member into the photosensitive member;
A DC voltage and an AC voltage within a range where the DC current flows through the photoconductor are applied to the charging member under a plurality of conditions, and an AC voltage applied to the charging member based on a change in the amount of the DC current is applied. An image forming apparatus comprising: a control unit for determining.
The charging member is applied based on a change in the amount of the DC current flowing from the charging member into the photosensitive member by applying a DC voltage and an AC voltage within a range in which a direct current flows to the photosensitive member to the charging member under a plurality of conditions. An applied voltage control method, comprising: determining an alternating voltage to be applied to the power supply.
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- 2005-03-25 JP JP2005090216A patent/JP2006276054A/en active Pending
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