JP2023066684A - 画像形成装置、電位値取得方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡素な処理で像担持体の露光領域の電位値を取得可能な画像形成装置、及び電位値取得方法を提供すること。【解決手段】画像形成装置は、現像ローラー44に印加される互いに直流電圧値が異なる複数の特定電圧ごとに、当該特定電圧の印加に応じて現像剤及び感光体ドラム31に形成される特定露光領域を含む対向部R1を経由して流れる第1現像電流を検出する第1検出処理部と、前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応する前記第1検出処理部によって検出される前記第1現像電流の電流値とに基づいて、前記特定露光領域の電位値を取得する取得処理部と、を備える。【選択図】図3
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及び電位値取得方法に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラムなどの像担持体と、帯電ローラーなどの帯電部材と、光走査装置などの光射出部と、現像ローラーなどの現像部材と、転写ローラーなどの転写部材とを備える。前記帯電部材は、前記像担持体を帯電させる。前記光射出部は、前記像担持体における前記帯電部材によって形成される帯電領域に静電潜像を形成する。前記現像部材は、トナーを含む現像剤を用いて前記光射出部によって形成される静電潜像を現像する。前記転写部材は、前記現像部材によって形成されるトナー像を転写する。
また、前記像担持体における前記光射出部によって形成される露光領域の電位値を算出可能な画像形成装置が関連技術として知られている(特許文献1参照)。具体的に、この画像形成装置では、前記露光領域の電位値を算出するために、前記帯電部材に印加される2つの帯電電圧ごとに、前記転写部材に印加される転写電圧を段階的に変化させて当該転写電圧ごとの前記転写部材に流れる転写電流及び前記帯電部材に流れる帯電電流を取得する処理が実行される。
しかしながら、上述の関連技術に係る画像形成装置では、前記露光領域の電位値を算出するための処理が複雑である。
本発明の目的は、簡素な処理で像担持体の露光領域の電位値を取得可能な画像形成装置、及び電位値取得方法を提供することにある。
本発明の一の局面に係る画像形成装置は、帯電部材と、光射出部と、現像部材と、第1検出処理部と、取得処理部とを備える。前記帯電部材は、像担持体を帯電させる。前記光射出部は、前記像担持体における前記帯電部材によって形成される帯電領域を照らす光を射出する。前記現像部材は、前記像担持体に対向して設けられ、前記像担持体との間の対向部に現像剤を搬送する。前記第1検出処理部は、前記現像部材に印加される互いに直流電圧値が異なる複数の特定電圧ごとに、当該特定電圧の印加に応じて前記現像剤及び前記像担持体における前記光射出部により形成される予め定められた特定露光領域を含む前記対向部を経由して流れる第1現像電流を検出する。前記取得処理部は、前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応する前記第1検出処理部によって検出される前記第1現像電流の電流値とに基づいて、前記特定露光領域の電位値を取得する。
本発明の他の局面に係る電位値取得方法は、像担持体を帯電させる帯電部材と、前記像担持体における前記帯電部材によって形成される帯電領域を照らす光を射出する光射出部と、前記像担持体に対向して設けられ、前記像担持体との間の対向部に現像剤を搬送する現像部材と、を備える画像形成装置で実行され、検出ステップと、取得ステップとを含む。前記検出ステップでは、前記現像部材に印加される互いに直流電圧値が異なる複数の特定電圧ごとに、当該特定電圧の印加に応じて前記現像剤及び前記像担持体における前記光射出部により形成される予め定められた特定露光領域を含む前記対向部を経由して流れる第1現像電流が検出される。前記取得ステップでは、前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応する前記検出ステップによって検出される前記第1現像電流の電流値とに基づいて、前記特定露光領域の電位値が取得される。
本発明によれば、簡素な処理で像担持体の露光領域の電位値を取得することが可能である。
以下、添付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。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
[画像形成装置100の構成]
まず、図1、及び図2を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置100の構成について説明する。
まず、図1、及び図2を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置100の構成について説明する。
なお、説明の便宜上、画像形成装置100が使用可能な設置状態(図1に示される状態)で鉛直方向を上下方向D1と定義する。また、図1に示される画像形成装置100の紙面左側の面を正面(前面)として前後方向D2を定義する。また、前記設置状態の画像形成装置100の正面を基準として左右方向D3を定義する。
画像形成装置100は、原稿の画像を読み取るスキャン機能、及び画像データに基づいて画像を形成するプリント機能とともに、ファクス機能、及びコピー機能などの複数の機能を有する複合機である。なお、本発明は、電子写真方式で画像を形成可能なプリンター、ファクス装置、及びコピー機などの画像形成装置に適用されてもよい。
図1、及び図2に示されるように、画像形成装置100は、ADF(Auto Document Feeder)1、画像読取部2、画像形成部3、給紙部4、操作表示部5、記憶部6、及び制御部7を備える。
ADF1は、画像読取部2によって画像が読み取られる原稿を搬送する。ADF1は、原稿セット部、複数の搬送ローラー、原稿押さえ、及び排紙部を備える。
画像読取部2は、前記スキャン機能を実現する。画像読取部2は、原稿台、光源、複数のミラー、光学レンズ、及びCCD(Charge Coupled Device)を備える。
画像形成部3は、前記プリント機能を実現する。具体的に、画像形成部3は、電子写真方式に従って、給紙部4から供給されるシートにカラー、又はモノクロの画像を形成する。
給紙部4は、画像形成部3にシートを供給する。給紙部4は、給紙カセット、手差しトレイ、及び複数の搬送ローラーを備える。
操作表示部5は、画像形成装置100のユーザーインターフェイスである。操作表示部5は、表示部、及び操作部を備える。前記表示部は、制御部7からの制御指示に従って各種の情報を表示する。例えば、前記表示部は液晶ディスプレーである。前記操作部は、ユーザーによる制御部7への各種の情報の入力に用いられる。例えば、前記操作部は、操作キー、及びタッチパネルを含む。
記憶部6は、不揮発性の記憶装置である。例えば、記憶部6は、フラッシュメモリーなどの不揮発性メモリーである。
制御部7は、画像形成装置100を統括的に制御する。図2に示されるように、制御部7は、CPU11、ROM12、及びRAM13を備える。CPU11は、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。ROM12は、CPU11に各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め格納される不揮発性の記憶装置である。RAM13は、CPU11が実行する各種の処理の一時記憶メモリー(作業領域)として使用される揮発性、又は不揮発性の記憶装置である。CPU11は、ROM12に予め格納された各種の制御プログラムを実行することにより、画像形成装置100を統括的に制御する。
なお、制御部7は、画像形成装置100を統括的に制御するメイン制御部とは別に設けられた制御部であってもよい。また、制御部7は、集積回路(ASIC)などの電子回路で構成されたものであってもよい。
[画像形成部3の構成]
次に、図1~図3を参照しつつ、画像形成部3の構成について説明する。ここで、図3は画像形成ユニット24の構成を示す断面図である。なお、図3では、帯電ローラー32と第1電源61とを経由する通電路、現像ローラー44と第2電源63とを経由する通電路、及び一次転写ローラー34と第3電源65とを経由する通電路のそれぞれが、一点鎖線によって示されている。
次に、図1~図3を参照しつつ、画像形成部3の構成について説明する。ここで、図3は画像形成ユニット24の構成を示す断面図である。なお、図3では、帯電ローラー32と第1電源61とを経由する通電路、現像ローラー44と第2電源63とを経由する通電路、及び一次転写ローラー34と第3電源65とを経由する通電路のそれぞれが、一点鎖線によって示されている。
図1に示されるように、画像形成部3は、複数の画像形成ユニット21~24、光走査装置25、中間転写ベルト26、二次転写ローラー27、定着装置28、及び排紙トレイ29を備える。
画像形成ユニット21は、Y(イエロー)のトナー像を形成する。画像形成ユニット22は、C(シアン)のトナー像を形成する。画像形成ユニット23は、M(マゼンタ)のトナー像を形成する。画像形成ユニット24は、K(ブラック)のトナー像を形成する。図1に示されるように、画像形成ユニット21~24は、画像形成装置100の前後方向D2に沿って、画像形成装置100の前方側からイエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの順に併設される。
図3に示されるように、画像形成ユニット24は、感光体ドラム31、帯電ローラー32、現像装置33、一次転写ローラー34、及びドラム清掃部35を備える。また、画像形成ユニット21~23各々は、画像形成ユニット24と同様の構成を備える。
感光体ドラム31は、表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム31は、表層31Aを有する。感光体ドラム31は、本発明の像担持体の一例である。
例えば、表層31Aは、有機感光材料が用いられて形成される。なお、表層31Aは、有機感光材料とは異なる感光材料が用いられて形成されてもよい。例えば、表層31Aは、アモルファスシリコンが用いられて形成されてもよい。
感光体ドラム31は、左右方向D3に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられる。感光体ドラム31は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて、図3に示される回転方向D4に回転する。これにより、感光体ドラム31は、表面に形成される静電潜像を搬送する。
帯電ローラー32は、感光体ドラム31の表層31Aを帯電させる。帯電ローラー32は、本発明の帯電部材の一例である。
帯電ローラー32は、感光体ドラム31の表層31Aと接触して設けられる。帯電ローラー32は、感光体ドラム31が回転することによって従動回転する。帯電ローラー32は、予め設定された帯電バイアス電圧の印加を受けて、感光体ドラム31の表層31Aを帯電させる。例えば、帯電ローラー32は、感光体ドラム31の表層31Aを正極性に帯電させる。
帯電ローラー32によって帯電された感光体ドラム31の表層31Aには、光走査装置25から射出される画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム31の表層31Aに静電潜像が形成される。
現像装置33は、トナー、及びキャリアを含む現像剤を用いて、感光体ドラム31の表層31Aに形成された静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム31の表層31Aにトナー像が形成される。
一次転写ローラー34は、現像装置33によって感光体ドラム31の表層31Aに形成されたトナー像を中間転写ベルト26に転写する。
一次転写ローラー34は、中間転写ベルト26の内周面と接触して設けられる。また、一次転写ローラー34は、中間転写ベルト26を挟んで感光体ドラム31の表層31Aと対向して設けられる。一次転写ローラー34は、中間転写ベルト26が回転することによって従動回転する。一次転写ローラー34は、予め設定された一次転写バイアス電圧の印加を受けて、感光体ドラム31の表層31Aに形成されたトナー像を中間転写ベルト26の外周面に転写する。
ドラム清掃部35は、一次転写ローラー34によるトナー像転写後の感光体ドラム31の表面に残存するトナーを除去する。
画像形成部3は、画像形成ユニット21~24各々に対応するトナーコンテナ36(図1参照)を備える。また、画像形成部3は、画像形成ユニット21~24各々に対応する第1電源61(図2参照)、第1検出部62(図2参照)、第2電源63(図2参照)、第2検出部64(図2参照)、第3電源65(図2参照)、及び第3検出部66(図2参照)を備える。
ここで、画像形成ユニット24に対応するトナーコンテナ36、第1電源61、第1検出部62、第2電源63、第2検出部64、第3電源65、及び第3検出部66について説明する。
トナーコンテナ36は、K(ブラック)のトナーを収容する。トナーコンテナ36は、画像形成ユニット24の現像装置33に、K(ブラック)のトナーを供給する。
第1電源61(図3参照)は、帯電ローラー32に前記帯電バイアス電圧を印可する。具体的に、前記帯電バイアス電圧は、直流成分を含む電圧である。例えば、前記帯電バイアス電圧は、正極性の直流成分を含む電圧である。
第1検出部62(図3参照)は、帯電ローラー32を経由して流れる電流を検出する。図3に示されるように、第1検出部62は、帯電ローラー32と第1電源61とを経由する通電路に設けられる。第1検出部62は、検出された電流の電流値を示す電気信号を制御部7に入力する。
第2電源63(図3参照)は、現像装置33の現像ローラー44(図3参照)に予め定められた現像バイアス電圧を印可する。具体的に、前記現像バイアス電圧は、直流成分、及び交流成分を含む電圧である。例えば、前記現像バイアス電圧は、正極性の直流成分、及び矩形波状の交流成分を含む電圧である。
第2電源63は、前記現像バイアス電圧に含まれる直流成分、及び交流成分を個別に出力可能である。また、第2電源63は、前記現像バイアス電圧に含まれる直流成分の電圧値を予め定められた範囲内で調整可能である。
第2検出部64(図3参照)は、現像ローラー44を経由して流れる電流を検出する。図3に示されるように、第2検出部64は、現像ローラー44と第2電源63とを経由する通電路に設けられる。第2検出部64は、検出された電流の電流値を示す電気信号を制御部7に入力する。
第3電源65(図3参照)は、一次転写ローラー34に前記一次転写バイアス電圧を印可する。具体的に、前記一次転写バイアス電圧は、直流成分を含む電圧である。例えば、前記一次転写バイアス電圧は、負極性の直流成分を含む電圧である。
第3検出部66(図3参照)は、一次転写ローラー34を経由して流れる電流を検出する。図3に示されるように、第3検出部66は、一次転写ローラー34と第3電源65とを経由する通電路に設けられる。第3検出部66は、検出された電流の電流値を示す電気信号を制御部7に入力する。
光走査装置25は、感光体ドラム31の表層31Aにおける帯電ローラー32によって形成される帯電領域を照らす光を射出する。光走査装置25は、本発明の光射出部の一例である。
具体的に、光走査装置25は、画像形成ユニット21~24各々の感光体ドラム31の表層31Aへ向けて、画像データに基づく光を射出する。
中間転写ベルト26は、画像形成ユニット21~24各々の感光体ドラム31の表面に形成されたトナー像が転写される無端状のベルト部材である。中間転写ベルト26は、駆動ローラー及び張架ローラーによって所定のテンションで張架される。中間転写ベルト26は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて前記駆動ローラーが回転することで、図3に示される回転方向D5に回転する。
二次転写ローラー27は、中間転写ベルト26の表面に転写されたトナー像を給紙部4から供給されるシートに転写する。
定着装置28は、二次転写ローラー27によってシートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる。
排紙トレイ29には、定着装置28によってトナー像が定着されたシートが排出される。
[現像装置33の構成]
次に、図3、及び図4を参照しつつ、画像形成ユニット24の現像装置33の構成について説明する。なお、画像形成ユニット21~23各々の現像装置33も、以下に述べる現像装置33と同様の構成を備える。
次に、図3、及び図4を参照しつつ、画像形成ユニット24の現像装置33の構成について説明する。なお、画像形成ユニット21~23各々の現像装置33も、以下に述べる現像装置33と同様の構成を備える。
図3、及び図4に示されるように、現像装置33は、筐体41、第1搬送部材42、第2搬送部材43、現像ローラー44、規制部材45、及びトナーセンサー46を備える。
筐体41は、第1搬送部材42、第2搬送部材43、現像ローラー44、及び規制部材45を収容する。また、筐体41は、前記現像剤を収容する。筐体41は、左右方向D3に長尺に形成される。
図3、及び図4に示されるように、筐体41は、左右方向D3に延在する第1搬送路52、及び第2搬送路53を有する。具体的に、筐体41の底面51には、筐体41の下部を第1搬送路52と第2搬送路53とに区分する隔壁54(図4参照)が設けられている。
第1搬送部材42は、第1搬送路52に収容された前記現像剤を、第1搬送路52に沿った搬送方向D6(図4参照)に搬送する。また、第1搬送部材42は、前記現像剤を撹拌して、前記現像剤に含まれるトナー、及びキャリアを摩擦帯電させる。例えば、第1搬送部材42は、第1搬送路52において第1搬送路52に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたスクリュー状の部材である。第1搬送部材42は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて回転することにより、前記現像剤を搬送するとともに撹拌する。例えば、第1搬送部材42によって撹拌される前記現像剤に含まれるトナーは、当該現像剤に含まれるキャリアとの摩擦帯電により正極性に帯電する。
第2搬送部材43は、第2搬送路53に収容された前記現像剤を、第2搬送路53に沿った搬送方向D7(図4参照)に搬送する。また、第2搬送部材43は、前記現像剤を撹拌して、前記現像剤に含まれるトナー、及びキャリアを摩擦帯電させる。例えば、第2搬送部材43は、第2搬送路53において第2搬送路53に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたスクリュー状の部材である。第2搬送部材43は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて回転することにより、前記現像剤を搬送するとともに撹拌する。
第1搬送路52における搬送方向D6の下流側の端部には、第2搬送路53へ通じる第1通路55(図4参照)が設けられている。また、第2搬送路53における搬送方向D7の下流側の端部には、第1搬送路52へ通じる第2通路56(図4参照)が設けられている。第1搬送路52、第1通路55、第2搬送路53、及び第2通路56は、前記現像剤が一方向に沿って循環搬送される循環搬送路を形成する。
現像ローラー44は、感光体ドラム31に対向して設けられる。現像ローラー44は、感光体ドラム31との間の対向部R1(図3参照)に前記現像剤を搬送する。現像ローラー44は、本発明の現像部材の一例である。
図3に示されるように、現像ローラー44は、第2搬送路53、及び感光体ドラム31に対向して設けられる。現像ローラー44は、第2搬送路53から前記現像剤を汲み上げる。現像ローラー44によって汲み上げられた前記現像剤は、現像ローラー44の外周面において現像剤層を形成する。
現像ローラー44は、筐体41により回転可能に支持されている。現像ローラー44は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて、図3に示される回転方向D8に回転する。これにより、現像ローラー44は、外周面に形成された前記現像剤層を対向部R1に搬送する。
対向部R1には、感光体ドラム31の回転により、当該感光体ドラム31の表層31Aに形成された静電潜像が搬送される。ここで、当該静電潜像には、露光領域と、非露光領域とが含まれる。前記露光領域は、感光体ドラム31の表層31Aにおける帯電ローラー32によって帯電された前記帯電領域のうち、光走査装置25によって射出された光が照射された領域である。また、前記非露光領域は、前記帯電領域のうち、光走査装置25によって射出された光が照射されていない領域である。
現像ローラー44に前記現像バイアス電圧が印可されると、対向部R1において対向する現像ローラー44と前記露光領域との間に、前記現像剤層に含まれるトナーを前記露光領域側へ移動させる第1電界が形成される。また、現像ローラー44に前記現像バイアス電圧が印可されると、対向部R1において対向する現像ローラー44と前記非露光領域との間に、前記現像剤層に含まれるトナーを現像ローラー44側へ移動させる第2電界が形成される。前記現像剤層に含まれるトナーは、対向部R1において形成される前記第1電界及び前記第2電界の作用により、感光体ドラム31の表層31Aに形成された前記露光領域に選択的に移動される。これにより、感光体ドラム31の表層31Aに形成された静電潜像が現像される。
規制部材45は、現像ローラー44の外周面に形成された前記現像剤層の層厚を規制する。図3に示されるように、規制部材45は、第2搬送部材43と現像ローラー44との対向位置よりも回転方向D8の下流側であって、対向部R1よりも回転方向D8の上流側に設けられる。規制部材45は、現像ローラー44の外周面との間に所定のギャップが形成されるように、現像ローラー44の外周面に対向して設けられる。
第1搬送路52の上側には、開口部57が設けられる。図3に示されるように、開口部57は、第1搬送路52の上側を覆う筐体41の外壁部に設けられる。開口部57は、第1搬送路52における搬送方向D6の上流側の端部へ向けて開口する。トナーコンテナ36から供給されるトナーは、開口部57を経由して、第1搬送路52における開口部57と対向する搬入位置P1(図4参照)に搬入される。
トナーセンサー46は、第1搬送路52における搬入位置P1よりも搬送方向D6の下流側の検出位置P2(図4参照)におけるトナーを検出する。例えば、トナーセンサー46は、図3に示されるように、筐体41の底部に設けられる。例えば、トナーセンサー46は、筐体41内に収容されている前記現像剤の透磁率に応じた電気信号を出力するLC発振回路を含む透磁率センサーである。トナーセンサー46は、制御部7によるトナーコンテナ36から現像装置33へのトナーの供給の制御に用いられる。
ところで、感光体ドラム31における前記露光領域の電位値を算出可能な画像形成装置が関連技術として知られている。具体的に、この画像形成装置では、前記露光領域の電位値を算出するために、帯電ローラー32に印加される2つの帯電電圧ごとに、一次転写ローラー34に印加される転写電圧を段階的に変化させて当該転写電圧ごとの一次転写ローラー34に流れる転写電流及び帯電ローラー32に流れる帯電電流を取得する処理が実行される。
しかしながら、上述の関連技術に係る画像形成装置では、前記露光領域の電位値を算出するための処理が複雑である。
これに対し、本発明の実施形態に係る画像形成装置100は、以下に説明するように、簡素な処理で感光体ドラム31の前記露光領域の電位値を取得することが可能である。
[制御部7の構成]
次に、図2を参照しつつ、制御部7の構成について説明する。
次に、図2を参照しつつ、制御部7の構成について説明する。
図2に示されるように、制御部7は、第2検出処理部71、第1検出処理部72、取得処理部73、調整処理部74、及び判定処理部75を含む。
具体的に、制御部7のROM12には、CPU11を上述の各部として機能させるための光量調整プログラムが予め格納されている。そして、CPU11は、ROM12に格納された前記光量調整プログラムを実行することにより、上述の各部として機能する。
なお、前記光量調整プログラムは、CD、DVD、及びフラッシュメモリーなどのコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されており、前記記録媒体から読み取られて記憶部6などの記憶装置に格納されてもよい。また、第2検出処理部71、第1検出処理部72、取得処理部73、調整処理部74、及び判定処理部75のうちの一部又は全部は、集積回路(ASIC)などの電子回路で構成されたものであってもよい。
なお、以下では、画像形成ユニット21~24のうち、画像形成ユニット24に含まれる各部、及び画像形成ユニット24に対応して設けられる各部を例に挙げて説明を行う。以下の説明は、画像形成ユニット21~23各々についても同様に当てはまる。
第2検出処理部71は、現像ローラー44に直流電圧が印加されていない場合に前記現像剤及び感光体ドラム31における帯電ローラー32によって帯電されていない非帯電領域を含む対向部R1(図3参照)を経由して流れる第2現像電流を検出する。
例えば、第2検出処理部71は、予め定められた調整タイミングが到来した場合に、前記第2現像電流を検出する。例えば、前記調整タイミングは、画像形成装置100の印刷枚数が予め定められた特定枚数の倍数を超えたタイミングである。なお、前記調整タイミングは、画像形成装置100の電源が投入されたタイミングなどであってもよい。
例えば、第2検出処理部71は、以下の手順で、前記第2現像電流を検出する。
まず、第2検出処理部71は、感光体ドラム31における前記非帯電領域を対向部R1に搬送させるとともに、前記現像剤を対向部R1に搬送させる。具体的に、第2検出処理部71は、第1電源61、及び光走査装置25の出力が停止した状態で、感光体ドラム31を回転させる。また、第2検出処理部71は、現像装置33を駆動させる。なお、第2検出処理部71は、光走査装置25、又は感光体ドラム31の表層31Aを除電する不図示の除電部を用いて、対向部R1に搬送される前記非帯電領域を除電してもよい。
次に、第2検出処理部71は、対向部R1に前記非帯電領域、及び前記現像剤が存在するタイミングで、第2電源63に交流電圧を印加させる。具体的に、第2検出処理部71は、前記現像バイアス電圧に含まれる交流成分を出力させる。
そして、第2検出処理部71は、第2検出部64を用いて、交流電圧の印加に応じて第2電源63と現像ローラー44とを経由する通電路に流れる前記第2現像電流を検出する。なお、第2検出処理部71は、現像ローラー44に交流電圧が印加されていない状態で第2電源63と現像ローラー44とを経由する通電路に流れる前記第2現像電流を検出してもよい。
第1検出処理部72は、現像ローラー44に印加される互いに直流電圧値が異なる複数の特定電圧ごとに、当該特定電圧の印加に応じて前記現像剤及び感光体ドラム31における光走査装置25により形成される予め定められた特定露光領域を含む対向部R1(図3参照)を経由して流れる第1現像電流を検出する。
具体的に、前記特定露光領域は、現像ローラー44の表面に形成される前記現像剤層と対向する感光体ドラム31の対向領域における感光体ドラム31の幅方向の全部を占める前記露光領域である。つまり、前記特定露光領域は、前記現像剤層における前記幅方向の全部と対向する前記露光領域である。前記幅方向は、感光体ドラム31の回転軸の軸方向(左右方向D3)と同じ方向である。前記特定露光領域は、前記幅方向のサイズが前記対向領域と同じであってもよいし、前記対向領域よりも大きくてもよい。
例えば、前記特定電圧は、直流成分と交流成分とを含む電圧である。なお、前記第2現像電流が、現像ローラー44に交流電圧が印加されていない状態で第2電源63と現像ローラー44とを経由する通電路に流れる電流である場合、前記特定電圧は、直流成分だけを含む電圧であってもよい。
例えば、第1検出処理部72は、第2検出処理部71によって前記第2現像電流が検出された場合に、前記第1現像電流を検出する。
例えば、第1検出処理部72は、以下の手順で、前記第1現像電流を検出する。
まず、第1検出処理部72は、感光体ドラム31に形成される前記特定露光領域を対向部R1に搬送させるとともに、前記現像剤を対向部R1に搬送させる。具体的に、第1検出処理部72は、第1電源61に前記帯電バイアス電圧を印加させるとともに、感光体ドラム31を回転させる。また、第1検出処理部72は、前記特定露光領域が形成される領域を照らす光を光走査装置25に射出させて、光走査装置25に前記特定露光領域を形成させる。また、第1検出処理部72は、現像装置33を駆動させる。
次に、第1検出処理部72は、対向部R1に前記特定露光領域、及び前記現像剤が存在するタイミングで、第2電源63にいずれかの前記特定電圧を出力させる。具体的に、第1検出処理部72は、直流成分の電圧値が調整された前記現像バイアス電圧を出力させる。
そして、第1検出処理部72は、第2検出部64を用いて、前記特定電圧の印加に応じて第2電源63と現像ローラー44とを経由する通電路に流れる前記第1現像電流を検出する。
図5に、第1検出処理部72によって検出される、互いに直流電圧値が異なる複数の前記特定電圧ごとの前記第1現像電流の一例を示す。
取得処理部73は、前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応する第1検出処理部72によって検出される前記第1現像電流の電流値とに基づいて、前記特定露光領域の電位値を取得する。
ここで、図6を参照しつつ、現像ローラー44、及び前記特定露光領域の間の電位差と前記第1現像電流との関係について説明する。図6は、図5に示されるデータに基づく、前記特定電圧の直流電圧値と前記第1現像電流の電流値との関係を示す近似直線を示す図である。なお、図6には、当該近似直線が一点鎖線によって示されている。
現像ローラー44及び前記特定露光領域の間の電位差が小さい場合は、以下の第1トナー電流、及び第1キャリア電流を含む前記第1現像電流が流れる。前記第1トナー電流は、対向部R1に存在するトナーが前記特定露光領域に機械的に付着することによって流れる電流である。前記第1キャリア電流は、対向部R1に存在するキャリアを経由して流れる電流である。前記第1キャリア電流は、現像ローラー44の電位が前記特定露光領域の電位よりも高い場合は、現像ローラー44から前記特定露光領域へ向かう方向に流れる。また、前記第1キャリア電流は、現像ローラー44の電位が前記特定露光領域の電位よりも低い場合は、前記特定露光領域から現像ローラー44へ向かう方向に流れる。
また、現像ローラー44及び前記特定露光領域の間の電位差がゼロである場合は、前記第1トナー電流のみを含む前記第1現像電流が流れる。
ここで、直流電圧が印加されていない現像ローラー44と感光体ドラム31における前記非帯電領域との間を流れる前記第2現像電流は、現像ローラー44及び前記特定露光領域の間の電位差がゼロである場合の前記第1現像電流と同じであるとみなすことができる。
そのため、図6に示される近似直線において前記第1現像電流の電流値が第2検出処理部71によって検出された前記第2現像電流の電流値になる場合の前記特定電圧の直流電圧値を、感光体ドラム31における前記特定露光領域の電位値であると推測することが可能である。
例えば、取得処理部73は、前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応する第1検出処理部72によって検出される前記第1現像電流の電流値とに基づいて推測される、第2検出処理部71によって検出される前記第2現像電流の電流値との差が予め定められた第1許容値以下となる前記第1現像電流の電流値に対応する前記特定電圧の直流電圧値を、前記特定露光領域の電位値として取得する。前記第1許容値は、ゼロを含む任意の値であってよい。前記第1許容値は、本発明の許容値の一例である。
なお、現像ローラー44及び前記特定露光領域の間の電位差が大きい場合は、以下の第2トナー電流、又は第2キャリア電流を含む前記第1現像電流が流れる。前記第2トナー電流は、対向部R1に存在するトナーが前記特定露光領域に静電的に付着することによって流れる電流である。前記第2キャリア電流は、対向部R1に存在するキャリアが前記特定露光領域に静電的に付着することによって流れる電流である。第1検出処理部72によって検出される前記第1現像電流に前記第2トナー電流、又は前記第2キャリア電流が含まれる場合には、取得処理部73による前記特定露光領域の電位値の取得精度が低下する。
そこで、第1検出処理部72によって検出される前記第1現像電流に前記第2トナー電流、又は前記第2キャリア電流が含まれないようにするために、前記特定電圧各々の直流電圧値は、予め定められた特定範囲内で決定されることが望ましい。例えば、前記特定範囲は、取得処理部73によって最後に取得された前記特定露光領域の電位値に基づく範囲である。例えば、前記特定範囲は、取得処理部73によって最後に取得された前記特定露光領域の電位値を中心とする±25V(ボルト)の範囲である。また、前記特定範囲は、取得処理部73によって最後に取得された前記特定露光領域の電位値に基づいて算出される前記露光領域の電位の予測値を中心とする範囲であってもよい。
なお、前記第1トナー電流は微小であるため、無視してもよい。つまり、取得処理部73は、前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応する第1検出処理部72によって検出される前記第1現像電流の電流値とに基づいて推測される、前記第1現像電流の電流値がゼロとなる場合の前記特定電圧の直流電圧値を、前記特定露光領域の電位値として取得してもよい。この場合、制御部7は、第2検出処理部71を含んでいなくてもよい。
調整処理部74は、取得処理部73によって取得される前記特定露光領域の電位値に基づいて、光走査装置25から射出される光の光量を調整する。
具体的に、調整処理部74は、取得処理部73によって取得される前記特定露光領域の電位値が予め定められた基準値を超える場合であって、光走査装置25から射出される光の光量が予め定められた上限値に達していない場合に、当該光の光量を増加させる。
判定処理部75は、取得処理部73によって取得される前記特定露光領域の電位値が前記基準値を超える場合であって、光走査装置25から射出される光の光量が前記上限値に達している場合に、感光体ドラム31の交換タイミングが到来したと判定する。
[光量調整処理]
以下、図7を参照しつつ、画像形成装置100において制御部7により実行される光量調整処理の手順の一例とともに、本発明の電位値取得方法について説明する。ここで、ステップS11、S12・・・は、制御部7により実行される処理手順(ステップ)の番号を表している。
以下、図7を参照しつつ、画像形成装置100において制御部7により実行される光量調整処理の手順の一例とともに、本発明の電位値取得方法について説明する。ここで、ステップS11、S12・・・は、制御部7により実行される処理手順(ステップ)の番号を表している。
なお、前記光量調整処理は、前記調整タイミングが到来した場合に実行される。
<ステップS11>
まず、ステップS11において、制御部7は、光走査装置25から射出される光の光量を予め定められた初期値に設定する。前記初期値は、前記上限値よりも低い値である。
まず、ステップS11において、制御部7は、光走査装置25から射出される光の光量を予め定められた初期値に設定する。前記初期値は、前記上限値よりも低い値である。
<ステップS12>
ステップS12において、制御部7は、前記第2現像電流を検出する。ここで、ステップS12の処理は、制御部7の第2検出処理部71により実行される。
ステップS12において、制御部7は、前記第2現像電流を検出する。ここで、ステップS12の処理は、制御部7の第2検出処理部71により実行される。
具体的に、制御部7は、以下の手順で、前記第2現像電流を検出する。
まず、制御部7は、感光体ドラム31における前記非帯電領域を対向部R1に搬送させるとともに、前記現像剤を対向部R1に搬送させる。具体的に、制御部7は、第1電源61、及び光走査装置25の出力が停止した状態で、感光体ドラム31を回転させる。また、制御部7は、現像装置33を駆動させる。
次に、制御部7は、対向部R1に前記非帯電領域、及び前記現像剤が存在するタイミングで、第2電源63に交流電圧を印加させる。具体的に、制御部7は、前記現像バイアス電圧に含まれる交流成分を出力させる。
そして、制御部7は、第2検出部64を用いて、交流電圧の印加に応じて第2電源63と現像ローラー44とを経由する通電路に流れる前記第2現像電流を検出する。
<ステップS13>
ステップS13において、制御部7は、複数の前記特定電圧ごとに前記第1現像電流を検出する。ここで、ステップS13の処理は、本発明の検出ステップの一例であって、制御部7の第1検出処理部72により実行される。
ステップS13において、制御部7は、複数の前記特定電圧ごとに前記第1現像電流を検出する。ここで、ステップS13の処理は、本発明の検出ステップの一例であって、制御部7の第1検出処理部72により実行される。
具体的に、制御部7は、以下の手順で、前記第1現像電流を検出する。
まず、制御部7は、感光体ドラム31に形成される前記特定露光領域を対向部R1に搬送させるとともに、前記現像剤を対向部R1に搬送させる。具体的に、制御部7は、第1電源61に前記帯電バイアス電圧を印加させるとともに、感光体ドラム31を回転させる。また、制御部7は、光走査装置25に前記特定露光領域を形成させる。また、制御部7は、現像装置33を駆動させる。
次に、制御部7は、対向部R1に前記特定露光領域、及び前記現像剤が存在するタイミングで、第2電源63にいずれかの前記特定電圧を出力させる。具体的に、制御部7は、直流成分の電圧値が調整された前記現像バイアス電圧を出力させる。
そして、制御部7は、第2検出部64を用いて、前記特定電圧の印加に応じて第2電源63と現像ローラー44とを経由する通電路に流れる前記第1現像電流を検出する。
<ステップS14>
ステップS14において、制御部7は、前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応するステップS13で検出された前記第1現像電流の電流値とに基づいて、前記特定露光領域の電位値を取得する。ここで、ステップS14の処理は、本発明の取得ステップの一例であって、制御部7の取得処理部73により実行される。
ステップS14において、制御部7は、前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応するステップS13で検出された前記第1現像電流の電流値とに基づいて、前記特定露光領域の電位値を取得する。ここで、ステップS14の処理は、本発明の取得ステップの一例であって、制御部7の取得処理部73により実行される。
例えば、制御部7は、前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応するステップS13で検出された前記第1現像電流の電流値とに基づいて、前記特定電圧の直流電圧値と前記第1現像電流の電流値との関係を示す近似直線(図6参照)に対応する一次式を取得する。そして、制御部7は、取得された一次式に基づいて推測される、ステップS12で検出された前記第2現像電流の電流値との差が前記第1許容値以下となる前記第1現像電流の電流値に対応する前記特定電圧の直流電圧値を、前記特定露光領域の電位値として取得する。
<ステップS15>
ステップS15において、制御部7は、ステップS14で取得された前記特定露光領域の電位値が前記基準値を超えるか否かを判定する。
ステップS15において、制御部7は、ステップS14で取得された前記特定露光領域の電位値が前記基準値を超えるか否かを判定する。
ここで、制御部7は、ステップS14で取得された前記特定露光領域の電位値が前記基準値を超えると判定すると(S15のYes側)、処理をステップS16に移行させる。また、ステップS14で取得された前記特定露光領域の電位値が前記基準値を超えなければ(S15のNo側)、制御部7は、前記光量調整処理を終了させる。
<ステップS16>
ステップS16において、制御部7は、光走査装置25から射出される光の光量が前記上限値に達しているか否かを判定する。
ステップS16において、制御部7は、光走査装置25から射出される光の光量が前記上限値に達しているか否かを判定する。
ここで、制御部7は、光走査装置25から射出される光の光量が前記上限値に達していると判定すると(S16のYes側)、処理をステップS18に移行させる。また、光走査装置25から射出される光の光量が前記上限値に達していなければ(S16のNo側)、制御部7は、処理をステップS17に移行させる。
<ステップS17>
ステップS17において、制御部7は、光走査装置25から射出される光の光量を増加させる。ここで、ステップS17の処理は、制御部7の調整処理部74により実行される。
ステップS17において、制御部7は、光走査装置25から射出される光の光量を増加させる。ここで、ステップS17の処理は、制御部7の調整処理部74により実行される。
例えば、制御部7は、光走査装置25から射出される光の光量を予め定められた特定量だけ増加させる。
<ステップS18>
ステップS18において、制御部7は、感光体ドラム31の交換タイミングが到来したと判定する。ここで、ステップS18の処理は、制御部7の判定処理部75により実行される。
ステップS18において、制御部7は、感光体ドラム31の交換タイミングが到来したと判定する。ここで、ステップS18の処理は、制御部7の判定処理部75により実行される。
例えば、制御部7は、感光体ドラム31の交換タイミングが到来した旨を報知する。例えば、制御部7は、感光体ドラム31について交換タイミングが到来した旨を含むメッセージを操作表示部5に表示させる。
このように、画像形成装置100では、複数の前記特定電圧ごとに前記第1現像電流が検出される。そして、前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応する前記第1現像電流の電流値とに基づいて、前記特定露光領域の電位値が取得される。これにより、前記露光領域の電位値を算出するために、帯電ローラー32に印加される2つの帯電電圧ごとに、一次転写ローラー34に印加される転写電圧を段階的に変化させて当該転写電圧ごとの一次転写ローラー34に流れる転写電流及び帯電ローラー32に流れる帯電電流を取得する処理が実行される構成と比較して、簡素な処理で感光体ドラム31の前記露光領域の電位値を取得することが可能である。
[他の実施形態]
なお、前記特定露光領域は、感光体ドラム31の前記対向領域における前記幅方向の一部を占める前記露光領域であってもよい。つまり、前記特定露光領域は、前記現像剤層における前記幅方向の一部と対向する前記露光領域であってもよい。
なお、前記特定露光領域は、感光体ドラム31の前記対向領域における前記幅方向の一部を占める前記露光領域であってもよい。つまり、前記特定露光領域は、前記現像剤層における前記幅方向の一部と対向する前記露光領域であってもよい。
この場合、取得処理部73は、第1検出処理部72によって検出される前記第1現像電流ごとに、当該第1現像電流の電流値から当該第1現像電流に含まれる前記特定露光領域外を経由する部分電流の電流値を減算する減算処理を実行し、前記減算処理が実行された後の前記第1現像電流各々の電流値と当該第1現像電流各々に対応する前記特定電圧の直流電圧値とに基づいて、前記特定露光領域の電位値を取得すればよい。
具体的に、取得処理部73は、前記減算処理が実行された後の前記第1現像電流各々の電流値と当該第1現像電流各々に対応する前記特定電圧の直流電圧値とに基づいて推測される、前記第2現像電流に含まれる第3現像電流の電流値との差が予め定められた第2許容値以下となる前記第1現像電流の電流値に対応する前記特定電圧の直流電圧値を、前記特定露光領域の電位値として取得すればよい。ここで、前記第3現像電流の電流値は、前記第2現像電流の電流値に対して、前記対向領域に対する前記特定露光領域の割合を乗算することによって取得される。また、前記第2許容値は、前記第1許容値以下の値である。
これにより、第1検出処理部72によって検出される前記第1現像電流に含まれる前記部分電流によって、前記特定露光領域の電位値の取得精度が低下することを抑制可能である。
例えば、第1検出処理部72は、いずれかの前記特定電圧に対応する前記第1現像電流を検出する場合に、予め当該特定電圧の印加に応じて前記現像剤及び前記非露光領域を含み前記露光領域を含まない対向部R1を経由して流れる第4現像電流を検出すればよい。また、取得処理部73は、第1検出処理部72によって検出された前記第4現像電流の電流値に対して、前記対向領域に対する当該対向領域に含まれる前記非露光領域の割合を乗算することによって、前記部分電流の電流値を取得すればよい。
また、前記部分電流に含まれる前記第2キャリア電流を低減するために、前記帯電領域の電位を低下させてもよい。具体的に、帯電ローラー32に印加される前記帯電バイアス電圧に含まれる直流成分の電圧値を低下させてもよい。
また、本発明は、キャリアを含まない1成分現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置に適用されてもよい。
1 ADF
2 画像読取部
3 画像形成部
4 給紙部
5 操作表示部
6 記憶部
7 制御部
24 画像形成ユニット
25 光走査装置
26 中間転写ベルト
31 感光体ドラム
31A 表層
32 帯電ローラー
33 現像装置
34 一次転写ローラー
44 現像ローラー
61 第1電源
62 第1検出部
63 第2電源
64 第2検出部
65 第3電源
66 第3検出部
71 第2検出処理部
72 第1検出処理部
73 取得処理部
74 調整処理部
75 判定処理部
100 画像形成装置
2 画像読取部
3 画像形成部
4 給紙部
5 操作表示部
6 記憶部
7 制御部
24 画像形成ユニット
25 光走査装置
26 中間転写ベルト
31 感光体ドラム
31A 表層
32 帯電ローラー
33 現像装置
34 一次転写ローラー
44 現像ローラー
61 第1電源
62 第1検出部
63 第2電源
64 第2検出部
65 第3電源
66 第3検出部
71 第2検出処理部
72 第1検出処理部
73 取得処理部
74 調整処理部
75 判定処理部
100 画像形成装置
Claims (8)
- 像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記像担持体における前記帯電部材によって形成される帯電領域を照らす光を射出する光射出部と、
前記像担持体に対向して設けられ、前記像担持体との間の対向部に現像剤を搬送する現像部材と、
前記現像部材に印加される互いに直流電圧値が異なる複数の特定電圧ごとに、当該特定電圧の印加に応じて前記現像剤及び前記像担持体における前記光射出部により形成される予め定められた特定露光領域を含む前記対向部を経由して流れる第1現像電流を検出する第1検出処理部と、
前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応する前記第1検出処理部によって検出される前記第1現像電流の電流値とに基づいて、前記特定露光領域の電位値を取得する取得処理部と、
を備える画像形成装置。 - 前記現像部材に直流電圧が印加されていない場合に前記現像剤及び前記像担持体における前記帯電部材によって帯電されていない非帯電領域を含む前記対向部を経由して流れる第2現像電流を検出する第2検出処理部を備え、
前記取得処理部は、前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応する前記第1検出処理部によって検出される前記第1現像電流の電流値とに基づいて推測される、前記第2検出処理部によって検出される前記第2現像電流の電流値との差が予め定められた許容値以下となる前記第1現像電流の電流値に対応する前記特定電圧の直流電圧値を、前記特定露光領域の電位値として取得する、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記特定電圧各々の直流電圧値は、前記取得処理部によって最後に取得された前記特定露光領域の電位値に基づく特定範囲内で決定される、
請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記特定露光領域は、前記現像部材の表面に形成される現像剤層と対向する前記像担持体の対向領域における前記像担持体の幅方向の全部を占める領域である、
請求項1~3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記特定露光領域は、前記現像部材の表面に形成される現像剤層と対向する前記像担持体の対向領域における前記像担持体の幅方向の一部を占める領域であって、
前記取得処理部は、前記第1検出処理部によって検出される前記第1現像電流ごとに、当該第1現像電流の電流値から当該第1現像電流に含まれる前記特定露光領域外を経由する部分電流の電流値を減算する減算処理を実行し、前記減算処理が実行された後の前記第1現像電流各々の電流値と当該第1現像電流各々に対応する前記特定電圧の直流電圧値とに基づいて、前記特定露光領域の電位値を取得する、
請求項1~3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記取得処理部によって取得される前記特定露光領域の電位値に基づいて、前記光の光量を調整する調整処理部を備える、
請求項1~5のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記調整処理部は、前記取得処理部によって取得される前記特定露光領域の電位値が予め定められた基準値を超える場合であって前記光の光量が予め定められた上限値に達していない場合に、前記光の光量を増加させ、
前記画像形成装置は、
前記取得処理部によって取得される前記特定露光領域の電位値が前記基準値を超える場合であって前記光の光量が前記上限値に達している場合に、前記像担持体の交換タイミングが到来したと判定する判定処理部を備える、
請求項6に記載の画像形成装置。 - 像担持体を帯電させる帯電部材と、前記像担持体における前記帯電部材によって形成される帯電領域を照らす光を射出する光射出部と、前記像担持体に対向して設けられ、前記像担持体との間の対向部に現像剤を搬送する現像部材と、を備える画像形成装置で実行される電位値取得方法であって、
前記現像部材に印加される互いに直流電圧値が異なる複数の特定電圧ごとに、当該特定電圧の印加に応じて前記現像剤及び前記像担持体における前記光射出部により形成される予め定められた特定露光領域を含む前記対向部を経由して流れる第1現像電流を検出する検出ステップと、
前記特定電圧各々の直流電圧値と前記特定電圧各々に対応する前記検出ステップによって検出される前記第1現像電流の電流値とに基づいて、前記特定露光領域の電位値を取得する取得ステップと、
を含む電位値取得方法。
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