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技術 画像形成装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 矢口和嵩
出願日 2016年10月6日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2016-198119
公開日 2018年4月12日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 2018-060086
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における露光及び原稿送り 電子写真における制御・管理・保安 電子写真における帯電・転写・分離
主要キーワード FB回路 次直線 算出タイミング 正負対称 電流検知回路 レーザ照射後 ギャップ間 定電圧電源
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

感光ドラム表面電位を精度よく検知し、感光ドラム表面の電位の検知に要する時間を短縮すること。

解決手段

制御部208は、表面電位Aを求める制御を行って感光ドラム201の表面電位が第1の電位となるように帯電電圧印加回路205により帯電ローラ202に印加する第1の電圧を決定し(S301〜S306)、その後、帯電電圧印加回路205により第1の電圧を帯電ローラ202に印加して感光ドラム201を帯電させた状態で第2の制御を行い、感光ドラム201の表面電位が第2の電位となるようにレーザ光源207の光量を決定する(S307〜S310)。

概要

背景

画像のコントラストは、レーザ照射後感光ドラム表面電位(以下、感光ドラム電位という)(VL)と現像電圧(Vdc)との電位差で決定される。しかしながら、画像のコントラストは環境(温度、湿度)や感光ドラム膜厚により変動するため、補正を行う必要がある。そのため従来の制御では、実際の感光ドラム電位を検出し、精度よく補正を行うシステムとして、例えば特許文献1や特許文献2のような構成が提案されている。

概要

感光ドラム表面の電位を精度よく検知し、感光ドラム表面の電位の検知に要する時間を短縮すること。制御部208は、表面電位Aを求める制御を行って感光ドラム201の表面電位が第1の電位となるように帯電電圧印加回路205により帯電ローラ202に印加する第1の電圧を決定し(S301〜S306)、その後、帯電電圧印加回路205により第1の電圧を帯電ローラ202に印加して感光ドラム201を帯電させた状態で第2の制御を行い、感光ドラム201の表面電位が第2の電位となるようにレーザ光源207の光量を決定する(S307〜S310)。

目的

特開2015−094858号公報
特開2015−135469号公報






しかしながら、感光ドラム電位の検知システムに対しては、高精度な検知とシーケンス時間の改善が望まれていた

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段に電圧印加する第1の印加手段と、光源を有し、前記光源から前記像担持体に光ビーム照射静電潜像を形成する露光手段と、前記第1の印加手段により電圧を印加された前記帯電手段により前記像担持体を帯電させた状態で前記像担持体の表面電位を求める第1の制御と前記第1の印加手段により電圧を印加された前記帯電手段により前記像担持体を帯電させて前記露光手段により前記像担持体を露光した状態で前記像担持体の表面電位を求める第2の制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第1の制御を行って前記像担持体の表面電位が第1の電位となるように前記第1の印加手段により前記帯電手段に印加する第1の電圧を決定し、その後、前記第1の印加手段により前記第1の電圧を前記帯電手段に印加して前記像担持体を帯電させた状態で前記第2の制御を行い、前記像担持体の表面電位が第2の電位となるように前記光源の光量を決定することを特徴とする画像形成装置

請求項2

前記制御手段は、プリント枚数が所定の枚数以下の場合、前記第1の制御を行うことなく、前記プリント枚数に応じて前記第1の電圧を補正し、補正した前記第1の電圧を前記第1の印加手段により前記帯電手段に印加して前記像担持体を帯電させた状態で前記第2の制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。

請求項3

前記プリント枚数と、前記像担持体の表面電位と前記第1の電圧を補正するための補正値を対応させた情報を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。

請求項4

前記第1の印加手段により前記帯電手段に印加される電圧を一定とした状態において、前記像担持体の表面電位は、前記プリント枚数が多くなるほど高くなることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。

請求項5

前記制御手段は、画像形成を行っていない期間に前記像担持体の表面電位を求めることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項6

前記像担持体に作用する部材と、前記部材に正極性又は負極性の電圧を印加する第2の印加手段と、前記部材を介して前記像担持体に流れる電流を検知する検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記第2の印加手段により前記部材に電圧を印加し、前記検知手段により検知した電流値に基づいて前記像担持体の表面電位を求めることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項7

前記制御手段は、前記第2の印加手段により正極性の電圧を印加したときに前記部材と前記像担持体との間で放電が開始する電圧と、前記第2の印加手段により負極性の電圧を印加したときに前記部材と前記像担持体との間で放電が開始される電圧と、に基づいて前記像担持体の表面電位を求めることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。

請求項8

前記露光手段により形成された静電潜像をトナーにより現像トナー像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成されたトナー像を被転写体転写する転写手段と、を備え、前記部材は前記転写手段であることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の画像形成装置。

請求項9

前記第1の制御において決定された前記第1の電圧は、画像形成時に前記第1の印加手段により前記帯電手段に印加される電圧であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項10

前記第2の制御において決定された前記光源の光量は、画像形成時に前記光源から前記像担持体に出射される光ビームの光量であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、部材を介し像担持体に流れる電流を検知することで像担持体の電位を検知する機能を備えた画像形成装置に関する。

背景技術

0002

画像のコントラストは、レーザ照射後感光ドラム表面の電位(以下、感光ドラム電位という)(VL)と現像電圧(Vdc)との電位差で決定される。しかしながら、画像のコントラストは環境(温度、湿度)や感光ドラム膜厚により変動するため、補正を行う必要がある。そのため従来の制御では、実際の感光ドラム電位を検出し、精度よく補正を行うシステムとして、例えば特許文献1や特許文献2のような構成が提案されている。

先行技術

0003

特開2015−094858号公報
特開2015−135469号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、感光ドラム電位の検知システムに対しては、高精度な検知とシーケンス時間の改善が望まれていた。

0005

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、感光ドラム表面の電位を精度よく検知し、感光ドラム表面の電位の検知に要する時間を短縮することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

0007

(1)像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段に電圧印加する第1の印加手段と、光源を有し、前記光源から前記像担持体に光ビーム照射静電潜像を形成する露光手段と、前記第1の印加手段により電圧を印加された前記帯電手段により前記像担持体を帯電させた状態で前記像担持体の表面電位を求める第1の制御と前記第1の印加手段により電圧を印加された前記帯電手段により前記像担持体を帯電させて前記露光手段により前記像担持体を露光した状態で前記像担持体の表面電位を求める第2の制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第1の制御を行って前記像担持体の表面電位が第1の電位となるように前記第1の印加手段により前記帯電手段に印加する第1の電圧を決定し、その後、前記第1の印加手段により前記第1の電圧を前記帯電手段に印加して前記像担持体を帯電させた状態で前記第2の制御を行い、前記像担持体の表面電位が第2の電位となるように前記光源の光量を決定することを特徴とする画像形成装置。

発明の効果

0008

本発明によれば、感光ドラム表面の電位を精度よく検知し、感光ドラム表面の電位の検知に要する時間を短縮することができる。

図面の簡単な説明

0009

実施例1、2の画像形成装置の概略図
実施例1、2の画像形成装置の要部を示す図、レーザ駆動回路概略構成
実施例1、2の転写電圧印加回路の概略構成図
実施例1、2の放電開始電圧近傍における印加電圧電流値の特性を示すグラフ、感光ドラムへの印加電圧と電流値の特性を示すグラフ
実施例1の感光ドラムの表面電位の算出を説明するタイミングチャート
実施例1の感光ドラムの表面電位を算出する処理を示すフローチャート
実施例2のプリント枚数と感光ドラムの表面電位の特性を示すグラフ
実施例2の感光ドラムの表面電位を算出する処理を示すフローチャート

0010

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

0011

[画像形成装置]
図1は実施例1の画像形成装置の概略を示す図である。電子写真方式レーザビームプリンタである画像形成装置100は、被転写体である用紙Pをセットする給紙カセット101、用紙Pをピックアップするピックアップローラ102、用紙Pを給紙搬送する給紙ローラ103を備えている。画像形成装置100は、用紙Pにトナー定着する定着手段である定着器104、用紙Pを排出する排出ローラ105、帯電や露光等を行う画像形成部106を備えている。

0012

給紙カセット101に載置された用紙Pは、ピックアップローラ102によりピックアップされ、給紙ローラ103及び駆動部(不図示)によって給紙搬送される。画像形成部106により用紙Pにトナー像転写され、定着器104により用紙P上の未定着のトナーが定着される。その後、定着後のトナー像を担持した用紙Pは、排出ローラ105により画像形成装置100の機外に排出される。これらの動作は画像形成装置100の動作シーケンスを制御する制御手段である制御部208により制御される。

0013

図2(a)に画像形成部106の詳細を示す。画像形成部106は、像担時体である感光ドラム201、帯電手段である帯電ローラ202、転写手段である転写ローラ204、現像手段である現像スリーブ203を有している。画像形成部106は、第1の印加手段である帯電電圧印加回路205、現像電圧印加回路210、第2の印加手段である転写電圧印加回路206、レーザ光源207を有している。露光手段である露光部400は、レーザ光源207を有し、感光ドラム201上に静電潜像を形成する。帯電ローラ202又は転写ローラ204は、感光ドラム201と電位差を形成する部材である。

0014

感光ドラム201は、帯電ローラ202による帯電や、レーザ光源(光源)207から出射されたレーザ光(光ビーム)による露光等のいわゆる画像形成プロセスが施される。画像形成プロセスは、CPUやASIC等の、画像形成装置100を制御する制御部208により制御される。制御部208は、画像形成装置100を制御する各種のプログラム設定値等を格納したROM2081と、各種のプログラムを実行しているときに情報を一時的に格納するRAM2082と、を有する。

0015

[露光部]
図2(b)にレーザ光源207の露光量を制御する露光部400の概略図を示す。レーザ光源207は、レーザダイオード405とフォトダイオード(以下、PDとする)406とを有している。レーザドライバ404は、レーザダイオード405の発光量をPD406でモニタしながら、レーザ光源207の光量を一定にするよう制御している。制御回路部401は、レーザドライバ404に対して、PWM(Pulse Width Modulation)で変調される光量可変信号403を出力することができる。制御回路部401は、光量可変信号403に応じて光量を変化させることができる。この構成においては、感光ドラム201に照射されるレーザ光の光量を変化させることができる。レーザ光源207よりレーザ光を照射した後の感光ドラム201の表面電位は、転写電圧印加回路206を用いて検出される。検出した感光ドラム201の表面電位が所定の値と異なっていた場合には、レーザ光源207の光量を変化させて、感光ドラム201の表面電位を補正することができる。なお、制御回路部401は、画像形成時には画像データに応じたVDO信号402をレーザドライバ404に出力する。

0016

[転写電圧印加回路]
図3に実施例1の転写電圧印加回路206の概略構成を示す。検知手段である電流検知回路301は、フィードバック回路(以下、FB回路とする)303に流れる電流I2と負荷304に流れる電流I3を加算した電流I1を検知する回路である。高電圧電源302は、正極性の電圧である転写正電圧、負極性の電圧である転写負電圧を生成する電源である。FB回路303は、転写電圧印加回路206からの出力電圧が定められた電圧値になるように設けられた回路である。負荷304は、転写ローラ204から感光ドラム201のアースに至るまでの経路の負荷を合計したものである。電流I1は、以下の式(1)により表される。
I1=I2+I3…(1)

0017

転写ローラ204に直流電圧である転写電圧を印加する高電圧電源302は定電圧電源を有し、その転写電圧は正極性又は負極性に極性を変化させることができる定電圧電源によって生成される。電流検知回路301は、定電圧電源の出力時に転写ローラ204を介して感光ドラム201に流れる電流値を検知する。

0018

制御部208は、画像形成前や紙間、画像形成後等の画像形成を行っていない期間(以下、非画像領域という)おいて、次の動作を行う。制御部208は、高電圧電源302により転写ローラ204に対して定電圧電源の異なる直流電圧を各々印加し、電流検知回路301より異なる直流電圧が印加された際の各々の電流I1を検知する。制御部208は、電流検知回路301によって検知された各々の電流I1に基づいて、感光ドラム201と転写ローラ204との間で放電が開始される電圧(以下、放電開始電圧という)を判断する。制御部208は、判断した放電開始電圧に基づいて感光ドラム201の表面電位を算出する。

0019

実施例1では、帯電電圧プリント時の電圧設定(例えば−400[V])として感光ドラム201を帯電させる。その状態で、転写電圧印加回路206より転写ローラ204に正極性及び負極性の転写電圧を印加する。電流検知回路301は、感光ドラム201上(像担持体上)の帯電している面が転写ローラ204に到達した段階で、電流値を検知する。ここで転写ローラ204に正極性の転写電圧、負極性の転写電圧を夫々変化させて印加し、複数の電流値を検知する動作を行う。制御部208は、電流検知回路301により検知された各々の電流値に基づいて、感光ドラム201と転写ローラ204との間における放電開始電圧を判断し、判断結果を用いて感光ドラム201上の表面電位Aを算出する。感光ドラム201の表面電位(以下、感光ドラム電位ともいう)Aは、帯電ローラ202による帯電後の感光ドラム電位VDである。帯電電圧印加回路205により帯電電圧を印加された帯電ローラ202により感光ドラム201を帯電させた状態で感光ドラム201の表面電位を求める制御を第1の制御とする。

0020

その後、同様に所定の電圧設定として感光ドラム201を帯電させる。その状態で、レーザ光源207による露光を行う。所定の電圧設定の値は、算出された感光ドラム201上の表面電位Aの結果と、予め制御部208のROM2081に記憶されている値とを比較し、決定される値である。制御部208は、感光ドラム201の表面電位が得たい表面電位となるように帯電電圧の設定値を変更する。

0021

その状態で転写電圧印加回路206より転写ローラ204に正極性及び負極性の転写電圧を印加する。電流検知回路301は、感光ドラム201上の帯電している面が転写ローラ204に到達した段階で、複数の電流値を検知する。制御部208は、電流検知回路301により検知された各々の電流値に基づいて、感光ドラム201と転写ローラ204との間における放電開始電圧を判断し、判断結果を用いて感光ドラム201上の表面電位Bを算出する。感光ドラム201の表面電位Bは、レーザ光源207による露光後の感光ドラム電位VLである。帯電電圧印加回路205により帯電電圧を印加された帯電ローラ202により感光ドラム201を帯電させて露光部400により感光ドラム201を露光した状態で感光ドラム201の表面電位を求める制御を第2の制御とする。

0022

制御部208は、感光ドラム201の表面電位Aの結果に基づき帯電電圧の設定値を変更し、感光ドラム201の表面電位Bの結果に基づきレーザ光源207の光量の設定値を変更する。これらの制御を行うことで、プリント時の画像形成に作用するパラメータが適切となり、画像品質の向上をはかることができる。すなわち、感光ドラム201の表面電位Aの結果に基づき設定された帯電電圧と、感光ドラム201の表面電位Bの結果に基づき設定されたレーザ光源207の光量とは、画像形成時の設定値である。ここでは、感光ドラム201の表面電位Bの結果に基づきレーザ光源207の光量の設定値を変更している。しかし、例えば、感光ドラム201の表面電位Bの結果に基づき現像電圧印加回路210の設定値を変更することでも同様の効果が得られるため、上述した構成に限定されるものではない。

0023

[感光ドラムの表面電位の算出方法
以下に、感光ドラムの表面電位の算出方法についてより詳細に説明する。まず、放電開始電圧の判断及び感光ドラム201の表面電位の算出方法を説明する。図4(a)に放電開始電圧近傍における印加電圧と電流値の関係を示す。図4(a)は、横軸に印加電圧[V]、縦軸に電流値[μA]を示す。図4(a)に示すように、感光ドラム201と転写ローラ204との間で放電が開始されるまでは、転写ローラ204により感光ドラム201に印加された印加電圧に応じた電流が流れる。放電が開始されるまでに流れる電流を直線(1)で示す。

0024

しかし、感光ドラム201と転写ローラ204との間で放電が開始されると、急激に電流が流れるようになり、曲線(2)に示すように、印加電圧に対する電流値のグラフは変極点を持った曲線となる。このことから、感光ドラム201と転写ローラ204との間に流れる電流(以下、放電電流ともいう)は、曲線(2)から直線(1)を引いた値であるΔ値により算出することができる。制御部208は、Δ値が所定の電流値(例えば3[μA]又は−3[μA])になった時点を放電が開始した電圧と判断する。

0025

また、感光ドラム201の放電特性として、環境や感光ドラム201の膜厚の違いにより、放電に必要となる電位差は異なる。ただし、転写ローラ204の表面性が感光ドラム201と同等であれば、図4(b)に示すように、感光ドラム201の表面電位に対して、放電が開始されるために必要な電位差は正負対称になる。この特性は放電現象として一般的に知られている現象である。転写ローラ204と感光ドラム201との関係を、平面と平面とのギャップ間の関係と同等であると見なした場合、平面と平面とのギャップ間の放電特性と同等となり、感光ドラム201の表面電位は、後述する式(2)により求められる。

0026

図4(b)は図4(a)と同様のグラフであり、横軸及び縦軸は図4(a)と同じである。図4(b)に示すように、感光ドラム201の表面電位(図中○印部分)を基点として、印加電圧が高くなっていく方の側(以下、正側とする)の放電開始電圧をVLh、印加電圧が低くなっていく方の側(以下、負側とする)の放電開始電圧をVLlとする。感光ドラム201の表面電位は、VLhとVLlとの和の1/2により求めることができ、以下の式(2)で表される。
感光ドラム201の表面電位=(VLh+VLl)/2…(2)

0027

次に、感光ドラム201の表面電位の算出順序及び算出タイミングについて説明する。上述のように実施例1では、感光ドラム201の表面電位を求める際、制御部208は、表面電位A、表面電位Bの順序で制御を行う。この理由としては、レーザ光源207による露光後の感光ドラム電位である表面電位Bが、帯電ローラ202による帯電後の感光ドラム電位である表面電位Aにより変化するためである。表面電位Bは、表面電位Aがレーザ光源207から出射されたレーザ光により露光された感光ドラム201の表面電位である。そのため、表面電位Aが帯電電圧の設定値を変更することで変化した場合、表面電位Aの変化に伴い、表面電位Bも変化する。

0028

図5を用いて具体的に説明する。図5(a)は表面電位A、表面電位Bの順序で制御された場合、図5(b)は表面電位B、表面電位Aの順序で制御された場合のタイミングチャートである。

0029

(表面電位A、表面電位Bの順序で制御された場合)
まず、図5(a)の表面電位A、表面電位Bの順序で制御された場合から説明する。図5(a)は、横軸に時間[t]、縦軸に感光ドラム電位[V]を示すグラフである。区間〔1〕は、感光ドラム201が表面電位A(図では−400[V])となるように帯電された状態を示している。表面電位Aは、上述した制御により算出される。ここで、実際に得たい感光ドラム201の表面電位を−350[V]とする。この場合、区間〔1〕で得られた感光ドラム201の表面電位Aは−400[V]であるため、50(=−350−(−400))[V]の誤差(以下、Δ50[V]とする)がある。そこで、制御部208は、区間〔2〕において、帯電電圧の設定値を変更し、再度、感光ドラム201の表面電位を調整する。区間〔2〕では、感光ドラム201の表面電位Aが実際に得たい表面電位となっている。このため、制御部208は、感光ドラム201の表面電位Aの制御から感光ドラム201の表面電位Bの制御に移行する。

0030

区間〔3〕において、制御部208は、変更後の帯電電圧の設定値(例えば、感光ドラム201の表面電位が−350[V]となったときの帯電電圧)により感光ドラム201を帯電し、レーザ光源207による露光を行う。制御部208は、上述した制御により、表面電位B(図では−150[V])を算出する。ここで、実際に得たい、レーザ光源207による露光後の感光ドラム201の表面電位を−180[V]とする。この場合、区間〔3〕で得られた感光ドラム201の表面電位Bは−150[V]であるため、Δ30[V]の誤差(変化量)がある。そこで、区間〔4〕では、制御部208は、レーザ光源207の光量設定を変更し表面電位Bを調整する。その後のプリント時において、制御部208は、変更後の帯電電圧の設定値及び光量の設定値を使用することにより画像品質を向上することができる。

0031

このように、制御部208は、第1の制御を行って感光ドラム201の表面電位が第1の電位(例えば、−350[V])となるように帯電電圧印加回路205により帯電ローラ202に印加する第1の電圧を決定する。その後、制御部208は、帯電電圧印加回路205により第1の電圧を帯電ローラ202に印加して感光ドラム201を帯電させた状態で第2の制御を行う。制御部208は、第2の制御を行って、感光ドラム201の表面電位が第2の電位(例えば、−180[V])となるようにレーザ光源207の光量を決定する。

0032

(表面電位B、表面電位Aの順序で制御された場合)
次に、図5(b)の表面電位B、表面電位Aの順序で制御された場合を説明する。図5(b)は、横軸に時間[t]、縦軸に感光ドラム電位[V]を示すグラフである。区間〔1〕では、感光ドラム201を帯電、露光し表面電位B(図では−150[V])に感光ドラム201が帯電された状態を示している。制御部208は、上述の制御により表面電位Bを算出する。ここで、実際に得たい、レーザ光源207による露光後の感光ドラム201の表面電位を−180[V]とする。この場合、区間〔1〕で得られた感光ドラム201の表面電位Bは−150[V]であるため、Δ30[V]の誤差がある。そこで、区間〔2〕では、制御部208は、レーザ光源207の光量設定を変更し表面電位Bを調整する。

0033

続いて、区間〔3〕では、感光ドラム201を帯電させ、表面電位A(図では−400[V])を算出する。ここで、実際に得たい帯電後の感光ドラム201の表面電位を−350[V]とする。この場合、区間〔3〕で得られた感光ドラム201の表面電位Aは−400[V]であるため、Δ50[V]の誤差がある。そこで、区間〔4〕では、制御部208は、帯電電圧の設定を変更し、表面電位Aを調整する。

0034

その後のプリント時において、変更後の帯電電圧の設定値及び光量の設定を使用すると、画像濃度が濃い又は薄いといった画像不良が生じるおそれがある。例えば、図5(b)の例では、画像濃度が得たい濃度よりも濃くなる。これは、図2(a)からもわかる通り、画像形成プロセスは帯電、露光の順番に行われることに起因している。帯電を行う帯電電圧の設定を変更すると、露光した際の感光ドラム201の表面電位も変化する。このため、画像品質を適切にするためには、図5(b)のように表面電位B(光量調整)、表面電位A(帯電電圧調整)の順序で制御された場合、区間〔5〕での表面電位Bの算出及び区間〔6〕での表面電位Aの調整を、再度行う必要がある。したがって、図5(b)の制御は図5(a)の制御よりも時間を要することとなる。

0035

このため、制御の順序としては、図5(a)の表面電位A、表面電位Bの順序で制御されることが望ましい。このように表面電位A、表面電位Bの順序で感光ドラム201の表面電位を算出し、帯電電圧の設定値及び光量の設定値を変更することにより、シーケンス時間の改善が可能となる。

0036

[表面電位A及び表面電位Bの算出タイミング]
表面電位A及び表面電位Bの算出タイミングについて説明する。感光ドラム201の表面電位の算出は、感光ドラム201と転写ローラ204との間に流れる電流を電流検知回路301により検知した結果に基づいて行われる関係上、感光ドラム201の表面状態の影響を受ける。例えば、感光ドラム201と転写ローラ204との間に、前回のプリント時のトナーが残っていた場合、感光ドラム201と転写ローラ204との間に流れる電流値が変わってしまい、電流値を精度良く検知することができないおそれがある。そのため、感光ドラム201の表面電位の算出は、感光ドラム201上のトナーを清掃したクリーニングシーケンス後、又はカートリッジ交換したとき等のタイミングで行うことが望ましい。

0037

感光ドラム201と転写ローラ204との間に流れる電流値が変化する要素として、トナーを例に説明しているが、例えば記録紙の紙粉によっても同様の影響を受ける。このため、感光ドラム201の表面状態に影響を及ぼす要因については、本構成に限定されるものではない。このように、感光ドラム201と転写ローラ204との間に流れる電流値が外乱の影響を受けないタイミングで、感光ドラム201の表面電位の算出を行うことにより、感光ドラム201の表面電位の検知精度を向上できる。

0038

[感光ドラムの表面電位の検知処理
制御部208は、以上説明した動作を図6に示すフローチャートに従って制御する。図6のフローチャートを説明する。制御部208は、画像形成装置100の電源がオンされた後、又はプリント指示を受信した後、ステップ(以下、Sという)300以降の処理を実行する。S300で制御部208は、プリント前に各種の調整(以下、キャリブレーションという)等を行うために感光ドラム201の回転を開始する。ここで、画像形成装置100が画像形成を行っていない期間を非画像領域という。制御部208は、感光ドラム201の回転を開始してからプリントを開始するまでの非画像領域において、上述した帯電電圧の調整とレーザ光の光量の調整を行う。S301で制御部208は、帯電電圧印加回路205により帯電ローラ202に帯電電圧を印加し(帯電電圧オン)、帯電ローラ202より感光ドラム201の表面を所定の電位に帯電させる。

0039

S302で制御部208は、放電開始電圧VLh及び放電開始電圧VLlを測定する。制御部208は、転写電圧印加回路206により転写ローラ204に転写電圧を印加する。制御部208は、感光ドラム201の表面電位より正側の転写電圧を転写ローラ204に印加していき、電流検知回路301により検知した電流が所定の電流値になった際に印加していた電圧を正側の放電開始電圧VLhとして測定する。制御部208は、感光ドラム201の表面電位より負側の転写電圧を転写ローラ204に印加していき、電流検知回路301により検知した電流が所定の電流値になった際に印加していた電圧を負側の放電開始電圧VLlとして測定する。S303で制御部208は、RAM2082に記憶した情報を参照することにより、表面電位Aを算出済みであるか否かを判断する。S303で制御部208は、表面電位Aを算出済みではないと判断した場合、処理をS304に進め、表面電位Aを算出済みであると判断した場合、処理をS308に進める。

0040

S304で制御部208は、S302で測定した放電開始電圧VLh、VLlを用いて式(2)により感光ドラム201の表面電位Aを算出する。S305で制御部208は、ROM2081に予め記憶された値とS304で算出した表面電位Aとを比較し、両方の値に差異があるか否かを判断する。ROM2081に予め記憶された値は、画像形成時に所定の帯電電圧が印加されたときに得たい感光ドラム201の表面電位である。S305で制御部208は、両方の値に差異があると判断した場合、処理をS306に進め、両方の値に差異がないと判断した場合、処理をS307に進める。S306で制御部208は、帯電電圧印加回路205により帯電ローラ202に印加される帯電電圧の設定値を変更し、処理をS307に進める。なお、帯電電圧の設定値をどの程度変更すれば、得たい感光ドラム201の表面電位となるかは、予め実験等で求められているものとする。S307で制御部208は、表面電位Aの算出が終了した旨の情報(算出済みの情報)をRAM2082に記憶し、表面電位Bを求めるためにレーザ光源207からレーザ光を出射させて感光ドラム201を露光し、処理をS302に戻す。

0041

S308で制御部208は、S302で測定した放電開始電圧VLh、VLlを用いて式(2)により感光ドラム201の表面電位Bを算出する。S309で制御部208は、ROM2081に予め記憶された値とS308で算出した表面電位Bとを比較し、両方の値に差異があるか否かを判断する。ROM2081に予め記憶された値は、画像形成時に所定の光量のレーザ光が照射されたときに得たい感光ドラム201の表面電位である。S309で制御部208は、両方の値に差異があると判断した場合、処理をS310に進め、両方の値に差異がないと判断した場合、処理をS311に進める。S310で制御部208は、レーザドライバ404によりレーザ光源207の光量の設定値を変更し、処理をS311に進める。なお、レーザ光源207の光量の設定値をどの程度変更すれば、得たい感光ドラム201の表面電位となるかは、予め実験等で求められているものとする。S311で制御部208は、表面電位A及び表面電位Bの算出が終了し、画像形成動作を開始できる状態となったため、プリントを開始し、表面電位A及び表面電位Bを算出する処理を終了する。このように、制御部208は、表面電位A、表面電位Bの順序で感光ドラム201の表面電位を算出し、帯電電圧の設定値及びレーザ光源207の光量の設定値を変更することによりシーケンスの実行時間の改善を可能とする。

0042

以上、実施例1によれば、感光ドラム表面の電位を精度よく検知し、感光ドラム表面の電位の検知に要する時間を短縮することができる。

0043

実施例2の画像形成装置、転写電圧印加回路及露光部等の構成は実施例1と同じであり、同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図7は、横軸にプリント枚数[k枚(103枚)]、縦軸に感光ドラムの表面電位[V]を示す図である。図7では、一定の帯電電圧、例えば−1200[V]にした状態で、プリント枚数が変化したときの感光ドラム201の表面電位を示している。ここで、画像形成部106は、例えば画像形成装置100本体に着脱可能なカートリッジであり、新品のカートリッジが画像形成装置100に装着されてからのトータルのプリント枚数を記憶する記憶手段であるタグを有している。制御部208は、タグからプリント枚数を読み出し、読み出したプリント枚数にカウンタによりカウントした枚数を加算してトータルのプリント枚数を管理している。図7に示すプリント枚数と感光ドラム201の表面電位との関係をプリント枚数−感光ドラム201の電位特性という。実施例2では、プリント枚数−感光ドラム201の電位特性により表面電位Aの算出の有無を判断することにより、シーケンスの実行時間の更なる改善を行っている点が実施例1と異なる。

0044

一般的に一定の帯電電圧(例えば−1200[V])を感光ドラム201に印加した状態では、プリント枚数に応じて感光ドラム201の表面電位Aが変化する。例えば、プリント枚数が増加するに従い、感光ドラム201の表面電位は高くなっていく。これは、プリントが繰り返されることにより画像形成プロセスにおける帯電、露光によって感光ドラム201の帯電特性が変化するからである。このため、実施例1に示すような制御を所定のプリント枚数ごと(例えば1000枚ごと)(以下、プリント枚数間隔という)に行う必要がある。しかし、所定のプリント枚数間隔で表面電位Aの算出を行うとダウンタイムが増加してしまう。また、表面電位Aの算出を行うプリント枚数間隔を、例えば1000枚から10000枚に増加させると、画像品質を適切に補正できない可能性がある。そのため、実施例2では、画像品質を低下させることなく、シーケンスの実行時間を改善できる構成を提案する。なお、実施例1において、プリント枚数−感光ドラム201の電位特性により表面電位A算出の有無を判断する制御を行っていないのは、画像品質を優先させているためである。

0045

[プリント枚数−感光ドラムの電位特性]
図7のプリント枚数−感光ドラム201の電位特性について説明する。上述の通りプリントが繰り返されることにより、画像形成プロセスの帯電、露光により感光ドラム201の帯電特性が変化する。しかし、図7に示す通り、プリント枚数−感光ドラム201の電位特性の変化は、緩やかな1次直線となる。そのため、感光ドラム201の表面電位Aの算出を行うプリント枚数間隔を増加(例えば5000枚)させ、その間の感光ドラム201の表面電位Aの変化を推測して補正することにより、画像品質を低下させることなく、シーケンスの実行時間を改善できる。

0046

表面電位Aの変化を推測するための帯電電圧の補正量(補正値)は、予め実験等で求められた量であり、予め制御部208のROM2081に記憶されている。例えば、ROM2081には、プリント枚数と感光ドラム201の表面電位と補正量とを対応させた情報(例えば、テーブル)が記憶されている。

0047

[感光ドラムの表面電位の検知処理]
制御部208は、以上説明した動作を図8に示すフローチャートに従って制御する。制御部208は、画像形成装置100の電源がオンされた後、又はプリント指示を受信した後に、S400以降の処理を開始する。制御部208は、プリント前のキャリブレーション等の感光ドラム201が回転している非画像領域においてS400以降の処理を実行する。なお、制御部208は、カウンタ(不図示)を有し、1枚のプリントが終了するとカウンタに1を加算し、プリント枚数を管理している。また、図8のS400、S401は、図6のS300、S301と同じ処理であり、説明を省略する。S402で制御部208は、カウンタを参照することにより、プリント枚数が規定の枚数以下であるか否かを判断する。S402で制御部208は、プリント枚数が規定の枚数以下であると判断した場合、処理をS403に進め、プリント枚数が規定の枚数を超えていると判断した場合、処理をS408に進める。

0048

S403で制御部208は、ROM2081に記憶されている情報を参照することにより、プリント枚数に応じた補正量を取得し、取得した補正量に応じて帯電電圧の設定値を補正する。制御部208は、補正した帯電電圧の設定値で帯電ローラ202により感光ドラム201を帯電し、レーザ光源207により露光する。S404で制御部208は、放電開始電圧VLh及び放電開始電圧VLlを測定する。S405で制御部208は、S404で測定した放電開始電圧VLh、VLlと式(2)により、感光ドラム201の表面電位Bを算出する。なお、S406、S407、S414の処理は、図6のS309〜S311の処理と同様であり、説明を省略する。

0049

制御部208は、S402でプリント枚数が規定の枚数を超えていると判断した場合、S408以降の処理で表面電位Aを算出する。なお、S408〜S413の処理は、図6のS302〜S307の処理と同様であり、説明を省略する。また、表面電位Aの算出が終了した場合に(S409 YES)行われる表面電位Bの算出処理S405〜S407、S411は、上述したため説明を省略する。

実施例

0050

実施例2では、制御部208は、プリント枚数に応じて、表面電位Aを算出して帯電電圧の設定値を変更するか、予め設定された補正量を用いて帯電電圧の設定値を補正するか否かを判断する。制御部208は、プリント枚数が規定の枚数に到達するまでの間においては、表面電位Aの算出は行わず、ROM2081に予め記憶されている補正量に応じて帯電電圧の設定値を補正することにより表面電位Aの変化を補正する。これにより、実施例2においても、画像品質を低下させることなく、感光ドラム表面の電位を精度よく検知し、感光ドラム表面の電位の検知に要する時間を短縮することができる。

0051

201感光ドラム
202帯電ローラ
204転写ローラ
205帯電電圧印加回路
207レーザ光源
208 制御部
400露光部

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