JP2019203947A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】帯電ローラーによる感光体表面の帯電性能を判断することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置300では、感光体3Y,3M,3C,3Kと、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを接触して帯電バイアスVcbを印加することにより、感光体3Y,3M,3C,3Kを帯電させる帯電手段と、感光体3Y,3M,3C,3K上の静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段とを備えている。画像形成装置300は、感光体3Y,3M,3C,3Kを停止させた状態で、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kにより感光体3Y,3M,3C,3Kを帯電させて所定の帯電領域C1,C2を形成し、所定の帯電領域C1,C2を現像手段により顕像化させて所定の帯電領域C1,C2の帯電状態を検出する検出部8を備えている。【選択図】図2
Description
この開示は、画像形成装置に関し、より特定的には、電子写真方式の画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置において、感光体の表面を一様に帯電させる帯電部材として、感光体に対して接触従動させる帯電ローラーを用いることが知られている。画像形成装置では、帯電ローラーによって感光体表面を一様に帯電させ、露光による潜像形成、現像ローラーによる潜像のトナーの可視化、可視画像の中間転写ベルトや媒体への転写、クリーニング部材による転写残トナーの回収のプロセスが行われる。
このような画像形成装置において、感光体の汚染や帯電ローラーの劣化が生じると、帯電ローラーが感光体表面を一様に帯電できず、感光体表面に帯電ムラが生じ、帯電不良を引き起こす場合がある。そこで、特開2010−79260号公報(特許文献1)では、感光体の駆動を開始する前に、帯電ローラーと感光体との間に、画像形成バイアスと同極性のバイアスを印加することが開示されている。
特許文献1に開示される技術では、感光体の駆動を開始する前に、帯電ローラーと感光体との間に、画像形成バイアスと同極性のバイアスを印加することで、感光体の回転駆動停止状態時において帯電ローラーから感光体にトナー汚れが移ることを防止し、感光体表面の帯電ムラを抑えている。しかしながら、特許文献1に開示される技術では、感光体の汚染による感光体表面の帯電ムラを抑えることができても、帯電ローラーの劣化などによる感光体表面の帯電ムラを抑えることができない。また、特許文献1に開示される技術では、感光体のトナー汚れを防止するだけで、帯電ローラーによる感光体表面の帯電性能がどの程度なのかを判断することもできない。
本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、帯電ローラー(帯電部材)による感光体(像担持体)表面の帯電性能を判断することができる画像形成装置を提供することである。
ある実施形態に従うと、電子写真方式に従う画像形成装置であって、回転可能に構成され、トナー像を担持搬送するための少なくとも1つの像担持体と、像担持体に帯電部材を接触してバイアスを印加することにより、像担持体を帯電させる帯電手段と、像担持体上の静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、像担持体を停止させた状態で、帯電手段により像担持体を帯電させて所定の帯電領域を形成し、所定の帯電領域を現像手段により顕像化させて所定の帯電領域の帯電状態を検出する検出部とを備える。
好ましくは、検出部で検出された所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、帯電部材の寿命予測を行う寿命予測手段をさらに備える。
好ましくは、帯電手段は、検出部で検出された所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、像担持体に帯電部材を接触させて印加するバイアスを変更する。
好ましくは、帯電手段は、検出部で検出された所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、像担持体に対する帯電部材の当接力を変更する。
好ましくは、帯電手段において像担持体を帯電させる処理速度を制御する制御手段をさらに備え、制御手段は、検出部で検出された所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、処理速度を変更する。
好ましくは、トナー像にする画像に対して処理を行う画像処理手段をさらに備え、画像処理手段は、検出部で検出された所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、画像に対する処理を変更する。
好ましくは、像担持体に帯電部材を接触させて印加するバイアスは、DCバイアスである。
好ましくは、検出部は、像担持体に形成された帯電領域の幅に基づき、所定の帯電領域の帯電状態を検出する。
好ましくは、検出部は、所定の帯電領域から得られる反射濃度に基づき、所定の帯電領域の帯電状態を検出する。
ある実施形態に従う画像形成装置は、帯電部材による像担持体表面の帯電性能を簡単に判断することができる。
<実施の形態1>
本実施の形態1について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
本実施の形態1について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
(画像形成装置300)
図1は、ある実施形態に従う画像形成装置300の構成例を説明する図である。ある実施形態において、画像形成装置300は、レーザプリンタやLEDプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である。図1に示されるように、画像形成装置300は、内部の略中央部にベルト部材として中間転写ベルト1を備えている。中間転写ベルト1の下部水平部の下には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色にそれぞれ対応する4つの作像ユニット2Y,2M,2C,2Kが中間転写ベルト1に沿って並んで配置される。これらの作像ユニット2Y,2M,2C,2Kは、トナー像を担持可能に構成される感光体3Y,3M,3C,3Kをそれぞれ有している。
図1は、ある実施形態に従う画像形成装置300の構成例を説明する図である。ある実施形態において、画像形成装置300は、レーザプリンタやLEDプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である。図1に示されるように、画像形成装置300は、内部の略中央部にベルト部材として中間転写ベルト1を備えている。中間転写ベルト1の下部水平部の下には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色にそれぞれ対応する4つの作像ユニット2Y,2M,2C,2Kが中間転写ベルト1に沿って並んで配置される。これらの作像ユニット2Y,2M,2C,2Kは、トナー像を担持可能に構成される感光体3Y,3M,3C,3Kをそれぞれ有している。
像担持体である各感光体3Y,3M,3C,3Kの周囲には、その回転方向に沿って順に、対応する感光体を帯電するための帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kと、露光装置5Y,5M,5C,5Kと、現像ローラー6Y,6M,6C,6Kと、中間転写ベルト1を挟んで各感光体3Y,3M,3C,3Kと対向する1次転写ローラー7Y,7M,7C,7Kと、クリーニングブレード9Y,9M,9C,9Kとがそれぞれ配置されている。
中間転写ベルト1の中間転写ベルト駆動ローラー10で支持された部分には、2次転写ローラー11が圧接されており、当該領域で2次転写が行なわれる。2次転写領域後方の搬送路Rの下流位置には、定着ローラー21と加圧ローラー22とを含む定着加熱部20が配置されている。
画像形成装置300の下部には、給紙カセット30が着脱可能に配置されている。給紙カセット30内に積載収容された用紙Pは、給紙ローラー31の回転によって最上部の用紙から1枚ずつ搬送路Rに送り出されることになる。
また、画像形成装置300の上部には、操作パネル80が配置されている。操作パネル80は、一例として、タッチパネルとディスプレイとが互いに重ね合わせられた画面と、物理ボタンとから構成される。
なお、上記の例において画像形成装置300は、タンデム式の中間転写方式を採用しているがこれに限定されるものではない。具体的には、サイクル方式を採用する画像形成装置であってもよいし、現像装置から印刷媒体に直接トナーを転写する直接転写方式を採用する画像形成装置であってもよい。
(画像形成装置300の概略動作)
次に、以上の構成からなる画像形成装置300の概略動作について説明する。外部装置(たとえば、パソコン等)から画像形成装置300の制御装置として機能するCPU(Central Processing Unit)70に画像信号が入力されると、CPU70ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像ユニット2Y,2M,2C,2Kの各露光装置5Y,5M,5C,5Kを発光させて露光を行なう。
次に、以上の構成からなる画像形成装置300の概略動作について説明する。外部装置(たとえば、パソコン等)から画像形成装置300の制御装置として機能するCPU(Central Processing Unit)70に画像信号が入力されると、CPU70ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像ユニット2Y,2M,2C,2Kの各露光装置5Y,5M,5C,5Kを発光させて露光を行なう。
これにより、各感光体3Y,3M,3C,3K上に形成された静電潜像は、各現像ローラー6Y,6M,6C,6Kによりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。各色のトナー画像は、各1次転写ローラー7Y,7M,7C,7Kの作用により、図1中の矢印A方向に移動する中間転写ベルト1上に順次重ね合わせて1次転写される。
このようにして中間転写ベルト1上に形成されたトナー画像は、2次転写ローラー11の作用により、用紙Pに一括して2次転写される。
用紙Pに2次転写されたトナー画像は、定着加熱部20に達する。トナー画像は、加熱された定着ローラー21、および加圧ローラー22の作用により用紙Pに定着される。トナー画像が定着された用紙Pは、排紙ローラー50を介して排紙トレイ55に排出される。
(電気的な構成)
次に、図2および図3を用いて、CPU70に接続される電気的な構成について説明する。図2は、中間転写ベルト1の周囲の構成をより具体的に説明するための図である。図3は、CPU70に接続される各種デバイスを説明するための図である。
次に、図2および図3を用いて、CPU70に接続される電気的な構成について説明する。図2は、中間転写ベルト1の周囲の構成をより具体的に説明するための図である。図3は、CPU70に接続される各種デバイスを説明するための図である。
図2および図3を参照して、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kには、帯電電源63Y,63M,63C,63Kがそれぞれ接続される。帯電電源63Yと接地電位との間には電流センサー64Yが配置される。
現像ローラー6Y,6M,6C,6Kには、現像電源60Y,60M,60C,60Kがそれぞれ接続される。現像電源60Y,60M,60C,60Kは、直流電源61Y,61M,61C,61Kと、交流電源62Y,62M,62C,62Kとをそれぞれ含む。つまり、現像ローラー6Y,6M,6C,6Kには直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧が印加される。
1次転写ローラー7Y,7M,7C,7Kには、共通する1次転写電源65が接続される。つまり、1次転写ローラー7Y,7M,7C,7Kには、共通する転写バイアス(転写出力)Vtが印加される。1次転写電源65と接地電位との間には、電圧センサー66が配置される。なお、他の局面において、画像形成装置300は、1次転写ローラー7Y,7M,7C,7Kごとに独立した1次転写電源を有してもよい。
2次転写ローラー11には、2次転写電源67が接続される。CPU70は、各種電源(帯電電源63Y,63M,63C,63K、現像電源60Y,60M,60C,60K、1次転写電源65、2次転写電源67)と各種センサー(電流センサー64Y、電圧センサー66)とにそれぞれ接続される。CPU70は、各種電源に制御信号を送信し、各種電源の出力を制御する。また、各種センサーは、測定結果をCPU70に送信するように構成される。
さらに、画像形成装置300には、中間転写ベルト1上に形成されたトナー画像から感光体3Y,3M,3C,3K上の帯電領域の帯電状態を検出する検出部8が設けてある。検出部8は、中間転写ベルト1上に形成されたトナー画像から得られる反射光の強度に基づき、トナー画像のトナー濃度を検出する画像センサーを有している。つまり、検出部8は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kによって帯電した領域がトナー画像においてトナーが付着しない白い領域となり、当該領域から得られる強い反射光に基づき帯電領域の帯電状態を検出している。逆に、検出部8は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kによって帯電していない領域がトナー画像においてトナーが付着する領域となり、当該領域から弱い反射光に基づき帯電領域の帯電状態を検出している。
各感光体3Y,3M,3C,3Kの各色のトナー画像が中間転写ベルト1上に順次重ね合わせて1次転写された状態のトナー画像に対して、検出部8が反射光の強度を検出している。そのため、検出部8は、1つの画像センサーで各感光体3Y,3M,3C,3Kの帯電状態を検出することができる。なお、各感光体3Y,3M,3C,3Kの帯電状態をそれぞれ検出するのであれば、各色のトナー画像から得られる反射光の強度を検出できるように各感光体3Y,3M,3C,3Kごとに画像センサーを設ける必要がある。また、検出部8は、画像センサーによりトナー画像から得られる反射光の強度を検出する構成に限定されず、例えば、撮像素子でトナー画像を撮像し、CPU70に画像処理させることでトナー濃度を検出してもよい。
CPU70は、上述のデバイス以外に、RAM(Random Access Memory)510と、ROM(Read Only Memory)520と、記憶装置530と、操作パネル80と、環境センサー540とにもそれぞれ電気的に接続されている。
RAM510は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)により実現される。RAM510は、CPU70がROM520に格納される制御プログラム522を実行するために必要なデータや画像データを一時的に記憶するワーキングメモリーとして機能し得る。
記憶装置530は、例えば、ハードディスクドライブにより実現される。記憶装置530は、設定テーブル531と、使用量テーブル532と、環境テーブル533とを記憶している。
設定テーブル531は、感光体3Y,3M,3C,3Kの回転速度、帯電電位Vc、帯電バイアスVcb、現像バイアスVd、転写バイアスVtなどの各種作像条件を記憶する。使用量テーブル532は、感光体3Y,3M,3C,3Kの各々の使用量を記憶する。一例として、感光体3Yの使用量は、感光体3Yを用いて印字された累計印字枚数、感光体3Yの回転回数、および感光体3Yの走行距離のいずれかが設定される。CPU70は、感光体3Yを用いた印字を行なうごとに、感光体3Yの使用量を更新する。環境テーブル533の詳細は後述する。
操作パネル80は、ユーザーの操作内容を表す情報(例えば、タッチパネル上のタッチされた座標)をCPU70に出力する。環境センサー540は、温度および湿度のうち少なくとも一方を測定可能に構成され、測定結果をCPU70に出力する。
(感光体の帯電状態)
感光体3Y,3M,3C,3Kに対して帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを接触従動させて感光体3Y,3M,3C,3Kを帯電させる場合、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの劣化により、感光体3Y,3M,3C,3Kの表面を一様に帯電できず、感光体3Y,3M,3C,3Kの表面に帯電ムラが生じる。そのため、画像形成装置300では、所定のタイミングで感光体3Y,3M,3C,3Kの帯電状態を検出して、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を判断して劣化を評価している。なお、所定のタイミングとしては、電源立ち上げ時、一定枚数(例えば、1000枚)を印刷するごと、メンテナンスモードを選択した時などがある。
感光体3Y,3M,3C,3Kに対して帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを接触従動させて感光体3Y,3M,3C,3Kを帯電させる場合、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの劣化により、感光体3Y,3M,3C,3Kの表面を一様に帯電できず、感光体3Y,3M,3C,3Kの表面に帯電ムラが生じる。そのため、画像形成装置300では、所定のタイミングで感光体3Y,3M,3C,3Kの帯電状態を検出して、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を判断して劣化を評価している。なお、所定のタイミングとしては、電源立ち上げ時、一定枚数(例えば、1000枚)を印刷するごと、メンテナンスモードを選択した時などがある。
具体的に、感光体3Y,3M,3C,3Kの帯電状態を検出する方法について説明する。画像形成装置300は、所定のタイミングとなった場合に、感光体3Y,3M,3C,3Kを停止させた状態で、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kと感光体3Y,3M,3C,3Kとの間に帯電バイアスVcbを印加して帯電させ、感光体3Y,3M,3C,3K上に所定の帯電領域を形成する。つまり、画像形成装置300は、感光体3Y,3M,3C,3Kが停止しているため、感光体3Y,3M,3C,3K全体を帯電させる訳ではなく、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kと接している一部の領域を帯電させている。
感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを接触させて帯電させる場合に、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kから感光体3Y,3M,3C,3Kへの放電は、一般的にパッシェンの法則により説明される。パッシェンの法則について図を用いて説明する。図4は、放電領域における電圧と距離との関係を説明するための図である。図4に示すように、ある電圧を感光体3Y,3M,3C,3Kと帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kとの間に印加した場合、接触している部分より離れた距離から放電が開始され、ある距離で放電が行われなくなる。放電が開始され、放電が行われなくなるまでの領域が放電領域であり、トナー画像では白くなる領域である。なお、感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを接触させて印加する帯電バイアスVcbは、DCバイアスである。印加する帯電バイアスVcbをDCバイアスとした場合、バイアスの印加から一定時間経過すると感光体3Y,3M,3C,3Kと帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kとの電位差が小さくなり、放電がそれ以上生じなくなる。そのため、感光体3Y,3M,3C,3Kや帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kへのダメージを抑えることができる。
帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kから感光体3Y,3M,3C,3Kへの放電により、感光体3Y,3M,3C,3K上に帯電領域が形成される。図5は、感光体3Y,3M,3C,3K上に形成された帯電領域を説明するための図である。図5(a)に示すように、感光体3Y,3M,3C,3Kと帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kとが接触している部分の両側(ニップ近傍)に放電領域D1,D2が形成される。図5(b)では、放電領域D1,D2に対応して感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電領域C1,C2が形成され、形成された感光体3Y,3M,3C,3Kの帯電領域C1,C2を現像ローラー6Y,6M,6C,6Kにより現像することでトナー画像として顕像化させて中間転写ベルト1上に1次転写した状態が示されている。そのため、中間転写ベルト1上のトナー画像は、放電領域D1,D2に対応する帯電領域C1,C2の部分にトナーが付着せず白くなり、他の部分Tはトナーが付着した画像となる。
帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kに劣化が生じると、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの表面粗さが減少することにより、ニップ近傍の放電領域D1,D2が狭まる。そのため、図5(b)に示す中間転写ベルト1上のトナー画像は、トナーが付着せずに白くなっている帯電領域C1,C2の幅が図5(a)の幅より短くなる。例えば、CPU70は、検出部8で検出したトナー画像のうち白くなっている帯電領域C1,C2の幅が初期状態から2割程度短くなった場合、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性が低下し、劣化が生じていると判断する。つまり、検出部8は、感光体3Y,3M,3C,3Kに形成された帯電領域C1,C2の幅に基づき、帯電領域C1,C2の帯電状態を検出している。
CPU70は、検出部8で検出された帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの寿命予測を行うこともできる。例えば、CPU70は、検出部8で検出した帯電領域C1,C2の幅が、初期状態から1割程度短くなったとき帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの残りの寿命が数千時間の寿命と判断し、2割程度短くなったとき帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの残りの寿命がゼロになったと判断する。つまり、CPU70は、検出部8で検出された帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの寿命予測を行う寿命予測手段として動作している。
CPU70は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの寿命予測した結果を、操作パネル80に表示してユーザーに報知する。これにより、ユーザーは、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの残り寿命を認識して、交換する帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの準備などを行うことが可能となる。
以上のように、本実施の形態1に係る画像形成装置300では、回転可能に構成され、トナー像を担持搬送するための少なくとも1つの感光体3Y,3M,3C,3Kと、感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを接触して帯電バイアスVcbを印加することにより、感光体3Y,3M,3C,3Kを帯電させる帯電手段と、感光体3Y,3M,3C,3K上の静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段とを備えている。さらに、画像形成装置300では、感光体3Y,3M,3C,3Kを停止させた状態で、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kにより感光体3Y,3M,3C,3Kを帯電させて所定の帯電領域C1,C2を形成し、所定の帯電領域C1,C2を現像手段により顕像化させて所定の帯電領域C1,C2の帯電状態を検出する検出部8をさらに備えている。これにより、画像形成装置300は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kによる感光体3Y,3M,3C,3Kの帯電性能を簡単に判断することができる。
検出部8で検出された所定の帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの寿命予測を行う寿命予測手段をさらに備えてもよい。これにより、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの交換などのメンテナンスが容易になる。
感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを接触させて印加する帯電バイアスVcbは、DCバイアスである。これにより、放電が一定以上進まず、感光体3Y,3M,3C,3Kや帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kへのダメージを抑えることができる。
検出部8は、感光体3Y,3M,3C,3Kに形成された帯電領域C1,C2の幅に基づき、所定の帯電領域C1,C2の帯電状態を検出してもよい。これにより、帯電領域C1,C2の帯電状態の検出が容易になる。
検出部8は、所定の帯電領域C1,C2から得られる反射光の強度に基づき、所定の帯電領域C1,C2の帯電状態を検出してもよい。これにより、帯電領域C1,C2の帯電状態をトナー濃度に基づき検出することができる。
<実施の形態2>
実施の形態1では、所定の帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの寿命予測を行うことを説明した。しかし、画像形成装置300は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの寿命予測以外に、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御を行うこともできる。以下、本実施の形態2に係る画像形成装置300では、実施の形態1で検出した帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御について具体的に説明する。なお、本実施の形態2にかかる画像形成装置300は、実施の形態1で説明した画像形成装置300と同じ構成であるため、同じ構成に同じ符号を付して詳細な説明を繰り返さない。
実施の形態1では、所定の帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの寿命予測を行うことを説明した。しかし、画像形成装置300は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの寿命予測以外に、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御を行うこともできる。以下、本実施の形態2に係る画像形成装置300では、実施の形態1で検出した帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御について具体的に説明する。なお、本実施の形態2にかかる画像形成装置300は、実施の形態1で説明した画像形成装置300と同じ構成であるため、同じ構成に同じ符号を付して詳細な説明を繰り返さない。
(帯電バイアスVcbの変更)
画像形成装置300は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御として、感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを接触させて印加する帯電バイアスVcbを変更する制御を行う。つまり、画像形成装置300は、検出部8で検出した帯電領域C1,C2の幅が、初期状態に比べて短くなった場合に、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能が低下して十分に感光体3Y,3M,3C,3Kを帯電できないとして帯電バイアスVcbを高くする。帯電バイアスVcbを高くすることで、パッシェンの法則により、図4に示す電圧を高くしてより距離の遠い領域で放電を開始して放電領域を広げ、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善している。
画像形成装置300は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御として、感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを接触させて印加する帯電バイアスVcbを変更する制御を行う。つまり、画像形成装置300は、検出部8で検出した帯電領域C1,C2の幅が、初期状態に比べて短くなった場合に、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能が低下して十分に感光体3Y,3M,3C,3Kを帯電できないとして帯電バイアスVcbを高くする。帯電バイアスVcbを高くすることで、パッシェンの法則により、図4に示す電圧を高くしてより距離の遠い領域で放電を開始して放電領域を広げ、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善している。
このように、本実施の形態2にかかる画像形成装置300では、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kが、検出部8で検出された帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを接触させて印加する帯電バイアスVcbを変更する。これにより、画像形成装置300では、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能が改善されて、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの劣化による帯電不良が解消される。
(帯電ローラーの当接力の変更)
画像形成装置300は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御として、感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを押し当てる力(当接力)を変更する制御を行ってもよい。図6は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの当接力を変更した場合の感光体3Y,3M,3C,3Kの帯電領域を説明するための図である。画像形成装置300は、検出部8で検出した帯電領域C1,C2の幅が、初期状態に比べて短くなった場合に、図6に示すように、感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを押し当てる力を大きくする。ことで、感光体3Y,3M,3C,3Kに対する帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの距離を短くして、放電領域D1,D2を放電領域D1a,D2aに広げ、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善している。
画像形成装置300は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御として、感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを押し当てる力(当接力)を変更する制御を行ってもよい。図6は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの当接力を変更した場合の感光体3Y,3M,3C,3Kの帯電領域を説明するための図である。画像形成装置300は、検出部8で検出した帯電領域C1,C2の幅が、初期状態に比べて短くなった場合に、図6に示すように、感光体3Y,3M,3C,3Kに帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを押し当てる力を大きくする。ことで、感光体3Y,3M,3C,3Kに対する帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの距離を短くして、放電領域D1,D2を放電領域D1a,D2aに広げ、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善している。
このように、本実施の形態2にかかる画像形成装置300では、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kが、検出部8で検出された帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、感光体3Y,3M,3C,3Kに対する帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの当接力を変更してもよい。これにより、画像形成装置300では、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能が改善されて、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの劣化による帯電不良が解消される。
(システム速度の変更)
画像形成装置300は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御として、感光体3Y,3M,3C,3Kや帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kなどの回転速度を規定しているシステム速度を変更する制御を行ってもよい。図7は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの形状と帯電ムラMとの関係を説明するための図である。帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの形状は、必ずしも正確な円柱形状をしている訳ではなく、例えば、図7(a)に示すように中央部分に比べて両端の直径が短い。なお、システム速度は、図3に示すCPU70により制御されている。
画像形成装置300は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御として、感光体3Y,3M,3C,3Kや帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kなどの回転速度を規定しているシステム速度を変更する制御を行ってもよい。図7は、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの形状と帯電ムラMとの関係を説明するための図である。帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの形状は、必ずしも正確な円柱形状をしている訳ではなく、例えば、図7(a)に示すように中央部分に比べて両端の直径が短い。なお、システム速度は、図3に示すCPU70により制御されている。
帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kが図7(a)のような形状の場合、当該帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kにより感光体3Y,3M,3C,3Kに形成される帯電領域は、中央部分に比べて両端の幅が短くなる。初期状態のシステム速度で、感光体3Y,3M,3C,3Kや帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kを回転させても、感光体3Y,3M,3C,3Kの両端で帯電不良が生じない程度の帯電領域の幅で感光体3Y,3M,3C,3Kを帯電させる帯電性能を帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kが有している。しかし、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kが劣化して、帯電性能が低下すると帯電領域の幅が短くなり、図7(b)に示すように感光体3Y,3M,3C,3Kの両端に感光体周期tごとの帯電ムラMが生じることになる。
そこで、画像形成装置300は、検出部8で検出した帯電領域C1,C2の幅が、初期状態に比べて短くなった場合に、感光体3Y,3M,3C,3Kや帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kなどの回転速度を規定しているシステム速度を遅くすることで放電時間を長くして、図7(b)に示すような帯電ムラMが生じないようにしている。
このように、本実施の形態2にかかる画像形成装置300では、CPU70により帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kにおいて感光体3Y,3M,3C,3Kを帯電させるシステム速度(処理速度)を制御し、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kが、検出部8で検出された帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、システム速度を変更してもよい。これにより、画像形成装置300では、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能が改善されて、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの劣化による帯電不良が解消される。
(画像処理の変更)
これまで説明した帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御は、放電領域や放電時間を改善することで直接帯電性能を改善する制御であったが、間接的に帯電性能を改善してもよい。例えば、画像形成装置300は、検出部8で検出された帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、画像処理を変更する。帯電不良により生じる画像ノイズは、中間階調で表現されるハーフ画像で目立ちやすく、逆に文字画像や単色のベタ画像では目立たない。なお、画像処理は、図3に示すCPU70により実行される。
これまで説明した帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御は、放電領域や放電時間を改善することで直接帯電性能を改善する制御であったが、間接的に帯電性能を改善してもよい。例えば、画像形成装置300は、検出部8で検出された帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、画像処理を変更する。帯電不良により生じる画像ノイズは、中間階調で表現されるハーフ画像で目立ちやすく、逆に文字画像や単色のベタ画像では目立たない。なお、画像処理は、図3に示すCPU70により実行される。
そこで、画像形成装置300は、検出部8で検出した帯電領域C1,C2の幅が、初期状態に比べて短くなった場合に、中間階調での画像処理を変更することで、帯電不良により生じる画像ノイズをユーザーが認識し難くしている。具体的に、画像形成装置300は、中間階調での画像処理を、通常1インチ当たり200ラインの解像度で処理していたものを、1インチ当たり150ラインの解像度で処理するように変更する。つまり、画像形成装置300は、中間階調での画像が荒くなる(解像度が低くなる)ように変更することで、画像ノイズをユーザーが認識し難くしている。
このように、本実施の形態2にかかる画像形成装置300では、CPU70によりトナー像にする画像に対して画像処理を実行し、CPU70が、検出部8で検出された帯電領域C1,C2の帯電状態に基づいて、実行する画像処理を変更する。これにより、画像形成装置300では、間接的に帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能が改善されて、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの劣化による帯電不良が解消される。
これまで説明した帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの帯電性能を改善する制御は、それぞれ単独で行ってもよいし、複数の制御を組み合わせて行ってもよい。画像形成装置300では、これらの制御を行うことで、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの劣化による帯電不良が解消されるので、帯電ローラー4Y,4M,4C,4Kの寿命を延長することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 中間転写ベルト、2C,2K,2M,2Y 作像ユニット、3C,3K,3M,3Y 感光体、4C,4K,4M,4Y 帯電ローラー、5C,5K,5M,5Y 露光装置、6C,6K,6M,6Y 現像ローラー、7C,7K,7M,7Y 1次転写ローラー、8 検出部、9C,9K,9M,9Y クリーニングブレード、11 2次転写ローラー、60C,60K,60M,60Y 現像電源、61C,61K,61M,61Y 直流電源、62C,62K,62M,62Y 交流電源、63C,63K,63M,63Y 帯電電源、64Y 電流センサー、65 1次転写電源、66 電圧センサー、67 2次転写電源、80 操作パネル、300 画像形成装置、510 RAM、520 ROM、522 制御プログラム、530 記憶装置、531 設定テーブル、532 使用量テーブル、533 環境テーブル、540 環境センサー。
Claims (9)
- 電子写真方式に従う画像形成装置であって、
回転可能に構成され、トナー像を担持搬送するための少なくとも1つの像担持体と、
前記像担持体に帯電部材を接触してバイアスを印加することにより、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記像担持体上の静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、
前記像担持体を停止させた状態で、前記帯電手段により前記像担持体を帯電させて所定の帯電領域を形成し、前記所定の帯電領域を前記現像手段により顕像化させて前記所定の帯電領域の帯電状態を検出する検出部とを備える、画像形成装置。 - 前記検出部で検出された前記所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、前記帯電部材の寿命予測を行う寿命予測手段をさらに備える、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記帯電手段は、前記検出部で検出された前記所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、前記像担持体に前記帯電部材を接触させて印加するバイアスを変更する、請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記帯電手段は、前記検出部で検出された前記所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、前記像担持体に対する前記帯電部材の当接力を変更する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記帯電手段において前記像担持体を帯電させる処理速度を制御する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出部で検出された前記所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、前記処理速度を変更する、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記トナー像にする画像に対して処理を行う画像処理手段をさらに備え、
前記画像処理手段は、前記検出部で検出された前記所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、前記画像に対する処理を変更する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体に前記帯電部材を接触させて印加するバイアスは、DCバイアスである、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記検出部は、前記像担持体に形成された帯電領域の幅に基づき、前記所定の帯電領域の帯電状態を検出する、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記検出部は、前記所定の帯電領域から得られる反射光の強度に基づき、前記所定の帯電領域の帯電状態を検出する、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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