図面 (/)

技術 画像形成装置

出願人 京セラドキュメントソリューションズ株式会社
発明者 高上愛砂山智志
出願日 2017年11月29日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2017-228975
公開日 2019年6月24日 (1年0ヶ月経過) 公開番号 2019-101091
状態 未査定
技術分野 電子写真における帯電・転写・分離 電子写真における制御・管理・保安
主要キーワード RC並列回路 累積使用回数 実線矩形 正ピーク 研磨剤入り 環境センサー 空気環境 交流電圧印加
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年6月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

感光体の表面を迅速且つ適切に帯電させる。

解決手段

画像形成装置に、静電潜像担持する表面を形成する感光層を備えた感光体と、前記表面に当接又は近接して配置された帯電部材と、直流電圧交流電圧とを重畳した振動電圧を前記帯電部材に印加して前記表面を帯電させる電圧印加部と、前記表面に付着した放電生成物電気特性と当該表面を適切に帯電させることができる交流電圧のピーク間電圧値である適正ピーク間電圧値との関係を表す関係情報を予め記憶する記憶部と、帯電部材から感光体に流れる電流電流値を検出する電流検出部と、電圧印加部によって帯電部材に印加させた前記振動電圧及び前記電流値に基づき、前記表面に付着した放電生成物の電気特性を導出する特性導出部と、関係情報において特性導出部によって導出させた電気特性に対応する適正ピーク間電圧値を、交流電圧のピーク間電圧値として設定する電圧設定部と、を備える。

概要

背景

従来から、プリンター複写機等の画像形成装置では、静電潜像担持する表面を形成する十〜数十μmの感光層を備えた感光体が用いられている。このような感光体を用いた画像形成装置では、画像流れと呼ばれる現象が発生することがある。画像流れとは、画像がかすれたり、画像の周囲が滲んだようになる現象である。

画像流れは、感光体の表面の表面抵抗が低下することによって発生する。具体的には、導電部材からの放電によって、硝酸イオンアンモニウムイオン等の放電生成物が感光体の表面に付着し、これらの放電生成物が空気中の水分を吸収してイオン化すると、感光体の表面抵抗が低下する。表面抵抗が低下した感光体の表面に形成された静電潜像は、周囲に流れて電位低下を起こし、境界不明瞭になる。その結果、画像流れに至る。

また、近年、オゾン発生量を低減するため、コロトロンスコロトロン方式等の感光体の表面に非接触で配置される帯電部材に代わり、感光体の表面に接触又は近接して配置された帯電ローラー等の帯電部材を用いて感光体の表面を帯電させることが行われている。このため、近年、感光体の表面がより近接して放電を受け、感光体の表面が摩耗劣化し易くなっている。その結果、放電生成物が付着し易くなり、画像流れも生じ易くなっている。

そこで、特許文献1では、感光体や帯電部材等の経年変化や、湿度等の感光体周辺空気環境の変動にかかわらず、感光体を帯電させるために帯電部材に印加される交流電圧ピーク間電圧値を、適切な電圧値に精度良く設定する方法が提案されている。

具体的には、前記ピーク間電圧値と帯電部材から感光体に流れる電流電流値との関係を定めた二次曲線においてピーク間電圧を昇圧したときに現れる変曲点の電圧値よりも低圧側と想定される、異なる二つの低圧側ピーク間電圧値の交流電圧を印加したときの電流値を通る直線を導出する。そして、当該二次曲線において前記変曲点の電圧値よりも高圧側と想定される、高圧側ピーク間電圧値の交流電圧を印加したときの電流値を通る、ピーク間電圧値を表す座標軸に平行な直線を導出する。その後、導出した二本の直線の交点に対応するピーク間電圧値を適切なピーク間電圧値として設定する。

概要

感光体の表面を迅速且つ適切に帯電させる。画像形成装置に、静電潜像を担持する表面を形成する感光層を備えた感光体と、前記表面に当接又は近接して配置された帯電部材と、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を前記帯電部材に印加して前記表面を帯電させる電圧印加部と、前記表面に付着した放電生成物の電気特性と当該表面を適切に帯電させることができる交流電圧のピーク間電圧値である適正ピーク間電圧値との関係を表す関係情報を予め記憶する記憶部と、帯電部材から感光体に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、電圧印加部によって帯電部材に印加させた前記振動電圧及び前記電流値に基づき、前記表面に付着した放電生成物の電気特性を導出する特性導出部と、関係情報において特性導出部によって導出させた電気特性に対応する適正ピーク間電圧値を、交流電圧のピーク間電圧値として設定する電圧設定部と、を備える。

目的

本発明は、上記事情に鑑みてなされた発明であり、感光体の表面を迅速且つ適切に帯電させることができる画像形成装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

静電潜像担持する表面を形成する感光層を備えた感光体と、前記表面に当接又は近接して配置された帯電部材と、直流電圧交流電圧とを重畳した振動電圧を前記帯電部材に印加して前記表面を帯電させる電圧印加部と、前記表面に付着した放電生成物電気特性と、当該表面を適切に帯電させることができる前記交流電圧のピーク間電圧値である適正ピーク間電圧値と、の関係を表す関係情報を予め記憶する記憶部と、前記帯電部材から前記感光体に流れる電流電流値を検出する電流検出部と、前記電圧印加部によって前記帯電部材に印加させた前記振動電圧及び前記電流値に基づき、前記表面に付着した放電生成物の電気特性を導出する特性導出部と、前記関係情報において前記特性導出部によって導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定する電圧設定部と、を備える画像形成装置

請求項2

前記感光体周辺空気環境を検出する環境検出部を更に備え、前記関係情報は、前記感光体周辺の空気環境毎に分類され、前記電圧設定部は、前記環境検出部が検出した前記空気環境に対応する前記関係情報において前記特性導出部に導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定する請求項1に記載の画像形成装置。

請求項3

前記感光体の使用状況を管理する状況管理部を更に備え、前記関係情報は、前記感光体の使用状況毎に分類され、前記電圧設定部は、前記状況管理部が管理する前記使用状況に対応する前記関係情報において前記特性導出部に導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定する請求項1又は2に記載の画像形成装置。

請求項4

前記電気特性は、インピーダンスである請求項1から3の何れか一項に記載の画像形成装置。

請求項5

前記振動電圧と前記電流との位相差を検出する位相差検出部を更に備え、前記特性導出部は、更に前記位相差に基づき、前記電気特性として、前記放電生成物の抵抗値を導出する請求項1から4の何れか一項に記載の画像形成装置。

請求項6

前記振動電圧と前記電流との位相差を検出する位相差検出部を更に備え、前記特性導出部は、更に前記位相差に基づき、前記電気特性として、前記放電生成物の静電容量を導出する請求項1から4の何れか一項に記載の画像形成装置。

請求項7

前記感光層は、アモルファスシリコンにより構成されている請求項1から6の何れか一項に記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、感光体の表面を帯電させる画像形成装置に関する。

背景技術

0002

従来から、プリンター複写機等の画像形成装置では、静電潜像担持する表面を形成する十〜数十μmの感光層を備えた感光体が用いられている。このような感光体を用いた画像形成装置では、画像流れと呼ばれる現象が発生することがある。画像流れとは、画像がかすれたり、画像の周囲が滲んだようになる現象である。

0003

画像流れは、感光体の表面の表面抵抗が低下することによって発生する。具体的には、導電部材からの放電によって、硝酸イオンアンモニウムイオン等の放電生成物が感光体の表面に付着し、これらの放電生成物が空気中の水分を吸収してイオン化すると、感光体の表面抵抗が低下する。表面抵抗が低下した感光体の表面に形成された静電潜像は、周囲に流れて電位低下を起こし、境界不明瞭になる。その結果、画像流れに至る。

0004

また、近年、オゾン発生量を低減するため、コロトロンスコロトロン方式等の感光体の表面に非接触で配置される帯電部材に代わり、感光体の表面に接触又は近接して配置された帯電ローラー等の帯電部材を用いて感光体の表面を帯電させることが行われている。このため、近年、感光体の表面がより近接して放電を受け、感光体の表面が摩耗劣化し易くなっている。その結果、放電生成物が付着し易くなり、画像流れも生じ易くなっている。

0005

そこで、特許文献1では、感光体や帯電部材等の経年変化や、湿度等の感光体周辺空気環境の変動にかかわらず、感光体を帯電させるために帯電部材に印加される交流電圧ピーク間電圧値を、適切な電圧値に精度良く設定する方法が提案されている。

0006

具体的には、前記ピーク間電圧値と帯電部材から感光体に流れる電流電流値との関係を定めた二次曲線においてピーク間電圧を昇圧したときに現れる変曲点の電圧値よりも低圧側と想定される、異なる二つの低圧側ピーク間電圧値の交流電圧を印加したときの電流値を通る直線を導出する。そして、当該二次曲線において前記変曲点の電圧値よりも高圧側と想定される、高圧側ピーク間電圧値の交流電圧を印加したときの電流値を通る、ピーク間電圧値を表す座標軸に平行な直線を導出する。その後、導出した二本の直線の交点に対応するピーク間電圧値を適切なピーク間電圧値として設定する。

先行技術

0007

特開2007−199094号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかし、近年、画像形成装置のユーザーから、ウォームアップ時間ファーストプリントタイムの短縮が要求されており、100ミリ秒の短縮が要求されることもある。これに対し、上記特許文献1の技術では、適正なピーク間電圧値を設定するまでに、交流電圧のピーク間電圧値を二つの低圧側ピーク間電圧値及び高圧側ピーク間電圧値に切り替えて、帯電部材から感光体に流れる電流の電流値を三回計測する必要がある。

0009

したがって、上記特許文献1の技術では、ユーザーから要求された時間内に、適切なピーク間電圧値を精度良く設定できない虞がある。また、適切なピーク間電圧値が設定されるまでの間、交流電圧が過剰に感光体の表面に印加されることで、感光体の表面の摩耗が進行する虞がある。その結果、感光体に放電生成物が付着し易くなり、画像流れが生じ易くなる虞がある。

0010

本発明は、上記事情に鑑みてなされた発明であり、感光体の表面を迅速且つ適切に帯電させる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。

課題を解決するための手段

0011

本発明による画像形成装置は、静電潜像を担持する表面を形成する感光層を備えた感光体と、前記表面に当接又は近接して配置された帯電部材と、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を前記帯電部材に印加して前記表面を帯電させる電圧印加部と、前記表面に付着した放電生成物の電気特性と、当該表面を適切に帯電させることができる前記交流電圧のピーク間電圧値である適正ピーク間電圧値と、の関係を表す関係情報を予め記憶する記憶部と、前記帯電部材から前記感光体に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、前記電圧印加部によって前記帯電部材に印加させた前記振動電圧及び前記電流値に基づき、前記表面に付着した放電生成物の電気特性を導出する特性導出部と、前記関係情報において前記特性導出部によって導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定する電圧設定部と、を備える。

0012

本構成によれば、電圧印加部によって帯電部材に印加させた振動電圧及び電流検出部が検出した電流値に基づき、感光体の表面に付着した放電生成物の電気特性が導出される。これにより、感光体の摩耗劣化の度合に応じた放電生成物の付着量を、放電生成物の電気特性として把握することができる。

0013

そして、本構成によれば、記憶部に予め記憶されている関係情報において前記導出された電気特性に対応する適正ピーク間電圧値が、帯電部材に印加される交流電圧のピーク間電圧値として設定される。これにより、帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧値を複数回切り替えて帯電部材から感光体に流れる電流の電流値を複数回検出することなく、迅速に前記設定を行うことができる。

0014

したがって、本構成によれば、前記導出された電気特性から把握される量の放電生成物が付着した感光体の表面を適切に帯電させることができる、関係情報において当該電気特性に対応する適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

0015

また、前記感光体周辺の空気環境を検出する環境検出部を更に備え、前記関係情報は、前記感光体周辺の空気環境毎に分類され、前記電圧設定部は、前記環境検出部が検出した前記空気環境に対応する前記関係情報において前記特性導出部に導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定することが好ましい。

0016

本構成によれば、環境検出部が検出した感光体周辺の空気環境に対応する関係情報において、特性導出部によって導出された電気特性に対応する適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。このため、感光体の表面を、感光体の周辺の空気環境に応じて、迅速且つ適切に帯電させることができる。

0017

また、前記感光体の使用状況を管理する状況管理部を更に備え、前記関係情報は、前記感光体の使用状況毎に分類され、前記電圧設定部は、前記状況管理部が管理する前記使用状況に対応する前記関係情報において前記特性導出部に導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定することが好ましい。

0018

本構成によれば、状況管理部が管理する感光体の使用状況に対応する関係情報において、特性導出部によって導出された電気特性に対応付けられた適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。このため、感光体の表面を、感光体の使用状況に応じて、迅速且つ適切に帯電させることができる。

0019

また、前記電気特性は、インピーダンスであることが好ましい。

0020

本構成によれば、電圧印加部によって帯電部材に印加させた振動電圧及び電流検出部が検出した電流値に基づき、感光体の表面に付着した放電生成物のインピーダンスが導出される。これにより、当該導出されたインピーダンスから把握される量の放電生成物が付着した感光体の表面を適切に帯電させることができる、関係情報において当該インピーダンスに対応付けられた適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

0021

または、前記振動電圧と前記電流との位相差を検出する位相差検出部を更に備え、前記特性導出部は、更に前記位相差に基づき、前記電気特性として、前記放電生成物の抵抗値を導出してもよい。

0022

本構成によれば、電圧印加部によって帯電部材に印加させた振動電圧、電流検出部が検出した電流値、及び位相差検出部が検出した位相差に基づき、感光体の表面に付着した放電生成物の抵抗値が導出される。これにより、当該導出された放電生成物の抵抗値から把握される量の放電生成物が付着した感光体の表面を適切に帯電させることができる、関係情報において当該抵抗値に対応付けられた適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

0023

または、前記振動電圧と前記電流との位相差を検出する位相差検出部を更に備え、前記特性導出部は、更に前記位相差に基づき、前記電気特性として、前記放電生成物の静電容量を導出してもよい。

0024

本構成によれば、電圧印加部によって帯電部材に印加させた振動電圧、電流検出部が検出した電流値、及び位相差検出部が検出した位相差に基づき、感光体の表面に付着した放電生成物の静電容量が導出される。これにより、当該導出された放電生成物の静電容量から把握される量の放電生成物が付着した感光体の表面を適切に帯電させることができる、関係情報において当該静電容量に対応付けられた適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

0025

また、前記感光層は、アモルファスシリコンにより構成されていてもよい。

0026

本構成によれば、アモルファスシリコンにより構成された感光層を備えた感光体の表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

発明の効果

0027

本発明によれば、感光体の表面を迅速且つ適切に帯電させることができる画像形成装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0028

本発明の画像形成装置の一実施形態に係るプリンターの概略構成図である。
画像形成部を概略的に示す部分拡大図である。
帯電装置の構成を概略的に示す部分拡大図である。
プリンターの電気的な構成を示すブロック図である。
感光体ドラムの表面に付着した放電生成物の等価回路図である。
帯電電圧帯電電流波形を示す図である。
関係情報の一例を表すグラフである。
記憶部に記憶されている関係情報の一例を示す図である。

実施例

0029

<第一実施形態>
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。図1は、本発明の画像形成装置の一実施形態に係るプリンター1の概略構成図である。図1に示すように、プリンター1は、画像形成部2と、給紙部90と、定着部20と、用紙排出トレイ99と、環境センサー98(環境検出部)と、操作部50と、を備えている。

0030

画像形成部2は、用紙に画像を形成する。図2は、画像形成部2を概略的に示す部分拡大図である。図2に示すように、画像形成部2は、感光体ドラム3(感光体)、感光体ドラム3の周囲に配設された帯電装置4、露光装置5、現像装置6、転写装置7及びクリーニング装置8を備えている。

0031

感光体ドラム3は、所定方向(例えば、図2では時計回り)に回転可能に支持された円筒体である。感光体ドラム3は、例えばアモルファスシリコンにより構成された十〜数十μmの厚さを有する感光層を備えている。感光層は、静電潜像及びこの静電潜像に従ったトナー像を担持する表面を形成する。尚、感光層は、アモルファスシリコンに限らず、セレン砒素有機化合物等により構成されてもよい。

0032

帯電装置4は、感光体ドラム3の表面に当接して対向配置された帯電ローラー41(帯電部材)を備えている。帯電ローラー41は、表面が感光体ドラム3の表面と当接しながら従動回転しつつ、感光体ドラム3へ電荷を付与する。これにより、帯電装置4は、帯電ローラー41に対して相対移動する感光体ドラム3の表面を一様に帯電させる。

0033

露光装置5は、レーザービーム出射する図略のレーザーダイオードを備えている。露光装置5は、後述の記憶部140に記憶されている画像データに基づいて、レーザーダイオードから出力されたレーザービームLを、帯電装置4によって一様に帯電された感光体ドラム3の表面に照射する。これによって、露光装置5は、感光体ドラム3の表面上に静電潜像を形成する。

0034

現像装置6は、現像ローラー61と、トナー収納部62と、規制ブレード63と、を備えている。現像ローラー61は、感光体ドラム3と非接触で対向配置されている。トナー収納部62は、トナー収納する。規制ブレード63は、トナー収納部62から現像ローラー61に供給されるトナー量が適正量となるように規制する。規制ブレード63は、現像ローラー61の表面に所謂磁気ブラシの状態で付着するトナーに対し、当該トナーを穂切りしてトナーの層厚を規制する。現像装置6は、感光体ドラム3の表面に形成された静電潜像上に、現像ローラー61の表面に付着したトナーを供給することにより、静電潜像をトナー像として顕在化させる。

0035

転写装置7は、感光体ドラム3に対向配置される転写ローラー71を備えている。転写装置7は、符号Aで示す矢印方向に搬送されてきた用紙Pを転写ローラー71によって感光体ドラム3に押し当てた状態で、感光体ドラム3の表面に顕在化されたトナー像を用紙P上に転写させる。

0036

クリーニング装置8は、感光体ドラム3の表面に当接して配置されたクリーニングローラー81及びクリーニングブレード82を備えている。クリーニングローラー81は、感光体ドラム3と同方向に回転可能に支持されている。クリーニングローラー81は、感光体ドラム3よりも速い回転速度で回転することにより、転写装置7による転写後の感光体ドラム3の表面に残留しているトナーを機械的に除去する。クリーニングブレード82は、感光体ドラム3の表面に当接された端部によって、感光体ドラム3の表面に残留しているトナーを機械的に除去する。

0037

クリーニングローラー81は、更に、後述する制御部10の制御下で、クリーニングローラー81に供給された研磨剤入りのトナーを用いて、所定時間、感光体ドラム3の表面を摺擦することにより、感光体ドラム3の表面を研磨する。

0038

図1に参照を戻す。給紙部90は、用紙を収納する給紙カセット91と、収納されている用紙を取り出すためのピックアップローラー92と、用紙が搬送される経路である搬送路93及び搬送路93中の用紙の搬送を行う搬送ローラー94と、を備えている。給紙部90は、給紙カセット91に収容されている用紙をピックアップローラー92によって1枚ずつ送り出す。給紙部90は、送り出した用紙を搬送ローラー94によって転写ローラー71と感光体ドラム3とのニップ部へ向けて搬送させ、トナー像が転写された用紙を、搬送路95を経て定着部20へ搬送する。給紙部90は、定着部20で後述の定着処理された用紙を、搬送ローラー96や排出ローラー97によって用紙排出トレイ99へ排出させる。

0039

定着部20は、ヒートローラー21及び加圧ローラー22を備えている。定着部20は、ヒートローラー21の熱によって用紙上のトナーを溶かし、加圧ローラー22によって圧力を加えて用紙上にトナー像を定着させる。

0040

環境センサー98は、感光体ドラム3の周辺の空気環境を検出し、当該検出した空気環境を示す検出信号を、後述する制御部10へ出力する。環境センサー98が検出する空気環境には、例えば感光体ドラム3の周辺の空気の温度及び湿度が含まれる。

0041

操作部50は、情報を表示するための表示部51と、ユーザーによって各種指示の操作を行わせるための操作キー部52と、スピーカー53と、を備えている。表示部51は、例えばタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等で構成され、各種情報を表示する。操作キー部52は、例えばユーザーが印刷実行指示を入力するためのスタートキーや、印刷部数等を入力するためのテンキー等の各種キーを含む。スピーカー53は、後述する制御部10から入力された指示に従って所定の音声を出力する。

0042

次に、帯電装置4の構成について詳述する。図3は、帯電装置4の構成を概略的に示す部分拡大図である。図3に示すように、帯電装置4は、帯電ローラー41、電圧印加部45及び電流検出部44を備えている。電圧印加部45は、直流電圧印加部42と交流電圧印加部43とを備えている。

0043

直流電圧印加部42は、後述する制御部10の制御下で、商用電源等の外部電源から供給される電源電圧を、指示された直流電圧値の直流電圧Vdcに変換して出力する。交流電圧印加部43は、後述する制御部10の制御下で、商用電源等の外部電源から供給される電源電圧を、指示されたピーク間電圧値の交流電圧Vacに変換して出力する。電流検出部44は、帯電ローラー41から感光体ドラム3に流れる帯電電流(電流)Idcの電流値を検出し、当該検出した帯電電流Idcの電流値を示す検出信号を、後述する制御部10へ出力する。電流検出部44は、例えばホール素子を用いた電流センサーシャント抵抗等で構成されている。

0044

図3に示すように、帯電装置4では、直流電圧印加部42と交流電圧印加部43とを含む直列回路が、電流検出部44を介して帯電ローラー41に接続されている。このため、直流電圧印加部42から出力された直流電圧Vdcと交流電圧印加部43から出力された交流電圧Vacとを重畳した帯電電圧Vcg(振動電圧)が帯電ローラー41に印加される。

0045

換言すれば、電圧印加部45は、直流電圧Vdcと交流電圧Vacとを重畳した帯電電圧Vcgを帯電ローラー41に印加する。電流検出部44は、帯電電圧Vcgが感光体ドラム3の表面に印加された状態で、直流電圧印加部42及び交流電圧印加部43から帯電ローラー41へ供給される帯電電流Idc、すなわち、帯電ローラー41から感光体ドラム3に流れる帯電電流Idcの電流値を検出する。

0046

図4は、プリンター1の電気的な構成を示すブロック図である。図4に示すように、プリンター1は、画像形成部2、給紙部90、環境センサー98、定着部20、ネットワークI/F(インターフェイス)部130、記憶部140、操作部50、及び制御部10を備えている。

0047

ネットワークI/F部130は、LAN(Local Area Network)等のネットワークに接続されている。ネットワークI/F部130は、ネットワークを介して接続されたパーソナルコンピューター等の外部装置との間における種々のデータの送受信を制御する通信インターフェイス回路である。

0048

記憶部140は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置である。記憶部140には、外部装置から送信されてきた画像データがネットワークI/F部130によって記憶される。また、記憶部140には、関係情報が予め記憶されている。関係情報とは、感光体ドラム3の表面に付着した放電生成物の電気特性と、当該表面を適切に帯電させることができる、帯電電圧Vcgに含まれる交流電圧Vacのピーク間電圧値である適正ピーク間電圧値と、の関係を表す情報である。関係情報の詳細については後述する。

0049

制御部10は、プリンター1全体の動作を司る。制御部10は、例えば、所定の演算処理を実行するCPU(Central Processing Unit)と、所定の制御プログラムが記憶されたEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)等の不揮発性メモリーと、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)と、これらの周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成されている。

0050

制御部10は、上記メモリー等に記憶された制御プログラムを実行することによって、図4実線矩形部に示すように、印刷制御部11、処理実行部12、特性導出部13及び電圧設定部14として動作する。

0051

印刷制御部11は、用紙に画像を形成する印刷処理を行う。具体的には、印刷処理において、印刷制御部11は、帯電装置4によって、感光体ドラム3の周面を帯電させた後、露光装置5によって、感光体ドラム3の周面に静電潜像を形成させる。印刷制御部11は、現像装置6によって、感光体ドラム3の周面に形成された静電潜像をトナー像として顕在化させた後、転写装置7によって、当該トナー像を用紙に転写させる。印刷制御部11は、定着部20によって、当該転写されたトナー像を用紙に定着させる。これにより、用紙に画像が形成される。

0052

また、印刷制御部11は、印刷処理によって画像が形成された用紙を給紙部90によって排出させる。また、印刷制御部11は、印刷処理の実行中、クリーニングローラー81を感光体ドラム3よりも速い速度で回転させ、感光体ドラム3に残留したトナーを除去させる。

0053

処理実行部12は、所定のタイミングでリフレッシュ処理を実行する。リフレッシュ処理とは、クリーニングローラー81を感光体ドラム3の回転速度(例えば、266mm/秒)よりも速い回転速度(例えば、266×1.2mm/秒)で回転させながら、クリーニングローラー81に所定量のトナーを供給し、クリーニングローラー81に感光体ドラム3の表面を所定時間(例えば、60秒)摺擦させる処理である。

0054

リフレッシュ処理において、クリーニングローラー81に供給されるトナー量は、例えば、感光体ドラム3の表面の回転方向94mm分の領域にトナー像を形成する際に供給されるトナー量に定められている。尚、当該トナー量は、環境センサー98が出力した検出信号が示す温度及び湿度に応じて、適宜調整してもよい。

0055

処理実行部12がリフレッシュ処理を実行するタイミングは、例えば、環境センサー98が出力した検出信号が示す湿度(以降、検出湿度)が所定の高湿度範囲(例えば、60%以上70%未満)内である場合に、プリンター1に電源投入された時又はスリープ状態から復帰した時等に定められている。

0056

尚、高湿度範囲は、例えば、60%以上70%未満、70%以上80%未満及び80%以上等、複数の範囲に分類されていてもよい。更に、当該分類された範囲毎に、当該範囲が示す湿度が高い程、リフレッシュ処理を実行する回数が大きく定められていてもよい。例えば、検出湿度が60%以上70%未満の高湿度範囲にある場合、リフレッシュ処理を2回実行することが定められ、検出湿度が70%以上80%未満の高湿度範囲内にある場合、リフレッシュ処理を4回実行することが定められていてもよい。更に、これと同様にして、当該分類された範囲毎に、当該範囲が示す湿度が高い程、リフレッシュ処理においてクリーニングローラー81に供給するトナー量が多く定められていてもよい。

0057

特性導出部13は、電圧印加部45によって帯電ローラー41に印加させた帯電電圧Vcg及び電流検出部44が検出した帯電電流Idcの電流値に基づき、帯電ローラー41からの放電によって感光体ドラム3の表面に付着した、硝酸イオンやアンモニウムイオン等の放電生成物の電気特性を導出する。

0058

図5は、感光体ドラム3の表面に付着した放電生成物の等価回路図である。図6は、帯電電圧Vcgと帯電電流Idcの波形を示す図である。具体的には、特性導出部13は、感光体ドラム3の表面に放電生成物が付着することによって、図5に示すように、感光体ドラム3の表面と帯電ローラー41との間に、抵抗値Rの抵抗と静電容量Cの蓄電器コンデンサーキャパシタ)の並列回路が挿入されたとみなす

0059

特性導出部13は、直流電圧印加部42に所定の直流電圧値の直流電圧Vdcを出力させ、交流電圧印加部43に所定のピーク間電圧値Vppの交流電圧Vacを出力させる。これにより、特性導出部13は、電圧印加部45によって、直流電圧Vdcと交流電圧Vacとを重畳した帯電電圧Vcgを帯電ローラー41に印加させる。尚、ここで、所定の直流電圧値及び所定のピーク間電圧値Vppは、当該直流電圧値の直流電圧Vdcと当該ピーク間電圧値Vppの交流電圧Vacとを重畳した帯電電圧Vcgが帯電ローラー41に印加された場合に、当該帯電ローラー41からの放電が生じないようにするため、例えば数十Vの電圧値に定められている。

0060

そして、特性導出部13は、図6に示すように、帯電電圧Vcgに含まれる交流電圧Vacのピーク間電圧値Vppと、電流検出部44が検出した帯電電流Idcのピーク間電流値Ippとを用いた下記式(1)を用いて、当該並列回路のインピーダンスZを、感光体ドラム3の表面に付着した放電生成物の電気特性として導出する。尚、特性導出部13は、ASIC(Application Specific IntegratedCircuits)により構成されてもよい。

0061

電圧設定部14は、所定のタイミングで、特性導出部13に放電生成物の電気特性を導出させ、記憶部140に予め記憶されている関係情報において特性導出部13に導出させた放電生成物の電気特性に対応する適正ピーク間電圧値を、印刷制御部11による印刷処理の実行時に交流電圧印加部43に出力させる交流電圧Vacのピーク間電圧値として設定する。

0062

電圧設定部14が、上記のように交流電圧Vacのピーク間電圧値を設定するタイミングは、例えば、プリンター1に電源が投入された時又はスリープ状態から復帰した時等に定められている。尚、電圧設定部14が当該設定を行うタイミングと処理実行部12がリフレッシュ処理を実行するタイミングとが重複する場合、リフレッシュ処理の実行を優先し、電圧設定部14は、当該リフレッシュ処理が終了したタイミングで当該設定を行う。

0063

図7は、関係情報Gの一例を示す図である。具体的には、図7に示すように、記憶部140には、放電生成物の電気特性としての放電生成物のインピーダンスZと、当該インピーダンスZの放電生成物が付着した感光体ドラム3の表面を適切に帯電させることができる交流電圧Vacのピーク間電圧値である適正ピーク間電圧値V0と、の関係を表す関係情報Gが記憶されている。

0064

図7黒丸部は、予め行った実験により得られた、放電生成物のインピーダンスZと、当該インピーダンスZの放電生成物が付着した感光体ドラム3の表面を適切に帯電させることができる適正ピーク間電圧値V0と、の関係を示している。図7曲線は、図7の黒丸部が示す関係に基づき導出した、放電生成物のインピーダンスZと適正ピーク間電圧値V0との関係を表す近似曲線である。当該近似曲線を表す情報が関係情報Gに相当する。

0065

例えば、図7に示す関係情報Gでは、インピーダンスZが「Za」の放電生成物が感光体ドラム3の表面に付着している場合に、当該表面を適切に帯電させることができる適正ピーク間電圧値V0として「950V」が定められている。換言すれば、図7に示す関係情報Gでは、放電生成物のインピーダンスZ「Za」と適正ピーク間電圧値V0「950V」とが対応付けられている。

0066

電圧設定部14は、記憶部140に記憶されている関係情報Gを参照し、当該関係情報Gにおいて特性導出部13によって導出させた放電生成物のインピーダンスZ(例えば、「Za」)に対応する適正ピーク間電圧値V0(例えば、「950V」)を、印刷制御部11による印刷処理の実行時に交流電圧印加部43に出力させる交流電圧Vacのピーク間電圧値として設定する。

0067

つまり、第一実施形態の構成によれば、電圧印加部45によって帯電ローラー41に印加させた帯電電圧Vcg及び電流検出部44が検出した帯電電流Idcの電流値に基づき、感光体ドラム3の表面に付着した放電生成物の電気特性として、放電生成物のインピーダンスZが導出される。これにより、感光体ドラム3の摩耗劣化の度合に応じた放電生成物の付着量を、放電生成物のインピーダンスZとして把握することができる。

0068

また、第一実施形態の構成によれば、記憶部140に予め記憶されている関係情報Gにおいて前記導出されたインピーダンスZに対応する適正ピーク間電圧値V0が、帯電ローラー41に印加される交流電圧Vacのピーク間電圧値として設定される。これにより、帯電ローラー41に印加する交流電圧Vacのピーク間電圧値を複数回切り替えて帯電ローラー41から感光体ドラム3に流れる帯電電流Idcの電流値を複数回検出することなく、迅速に前記設定を行うことができる。

0069

したがって、第一実施形態の構成によれば、前記導出されたインピーダンスZから把握される量の放電生成物が付着した感光体ドラム3の表面を適切に帯電させることができる、関係情報Gにおいて当該インピーダンスZに対応する適正ピーク間電圧値V0の交流電圧Vacを、電圧印加部45によって帯電ローラー41に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

0070

<第二実施形態>
次に、本発明の第二実施形態に係る画像形成装置について説明する。尚、以下の説明では、第一実施形態と同一の構成要素については、第一実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。第二実施形態では、図4破線矩形部に示すように、制御部10が、上記のメモリーに記憶された制御プログラムを実行することによって、更に、位相差検出部15として動作する点が第一実施形態とは異なっている。

0071

位相差検出部15は、電圧印加部45が帯電ローラー41に印加する帯電電圧Vcgと、帯電ローラー41から感光体ドラム3に流れる帯電電流Idcとの位相差を検出する。具体的には、位相差検出部15は、図6に示すように、電流検出部44によって検出された帯電ローラー41から感光体ドラム3に流れる帯電電流Idcの電流値が最大値ピーク値)であるときの位相θ1と、電圧印加部45が帯電ローラー41に印加する帯電電圧Vcgの電圧値が最大値(ピーク値)であるときの位相θ2との位相差θを検出する。尚、位相差検出部15は、ASIC(Application Specific IntegratedCircuits)により構成されてもよい。

0072

また、第二実施形態では、特性導出部13は、更に、位相差検出部15が検出した位相差θに基づき、放電生成物の電気特性として、放電生成物の抵抗値を導出する点が、第一実施形態とは異なっている。

0073

具体的には、特性導出部13は、第一実施形態と同様に、感光体ドラム3の表面に放電生成物が付着することで、図5に示すように、感光体ドラム3の表面と帯電ローラー41との間に、抵抗値Rの抵抗と静電容量Cの蓄電器の並列回路が挿入されたとみなす。特性導出部13は、第一実施形態と同様、電圧印加部45によって、所定の直流電圧値の直流電圧Vdcと所定のピーク間電圧値Vppの交流電圧Vacとを重畳した帯電電圧Vcgを帯電ローラー41に印加させる。そして、特性導出部13は、当該帯電電圧Vcgに含まれる交流電圧Vacのピーク間電圧値Vppと、電流検出部44が検出した帯電電流Idcのピーク間電流値Ippとを用いた上記式(1)を用いて、当該並列回路のインピーダンスZを算出する。

0074

第二実施形態では、特性導出部13は、更に、当該算出した並列回路のインピーダンスZと位相差検出部15が検出した位相差θとを用いた、RC並列回路に関する下記三個の公知の関係式(2)〜(4)を用いて、当該並列回路の抵抗の抵抗値Rを、感光体ドラム3の表面に付着した放電生成物の電気特性として導出する。尚、式(2)〜(4)において、ωは帯電電圧Vcgに含まれる交流電圧Vacの角周波数(=2π×周波数)を示し、jは虚数単位を示す。

0075

これに合わせて、記憶部140には、図7に示す関係情報Gと同様の、放電生成物の抵抗値Rと、当該抵抗値Rの放電生成物が付着した感光体ドラム3の表面を適切に帯電させることができる適正ピーク間電圧値V0と、の関係を表す関係情報Gが予め記憶されている。

0076

電圧設定部14は、第一実施形態と同様、記憶部140に記憶されている関係情報Gを参照し、当該関係情報Gにおいて特性導出部13によって導出させた放電生成物の抵抗値Rに対応する適正ピーク間電圧値V0を、印刷制御部11による印刷処理の実行時に、交流電圧印加部43に出力させる交流電圧Vacのピーク間電圧値Vppとして設定する。

0077

つまり、第二実施形態の構成によれば、電圧印加部45によって帯電ローラー41に印加させた帯電電圧Vcg、電流検出部44が検出した帯電電流Idcの電流値、及び位相差検出部15が検出した位相差θに基づき、感光体ドラム3の表面に付着した放電生成物の抵抗値Rが導出される。これにより、当該導出された放電生成物の抵抗値Rから把握される量の放電生成物が付着した感光体ドラム3の表面を適切に帯電させることができる、関係情報Gにおいて当該抵抗値Rに対応付けられた適正ピーク間電圧値V0の交流電圧Vacを、電圧印加部45によって帯電ローラー41に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

0078

<第三実施形態>
次に、本発明の第三実施形態に係る画像形成装置について説明する。尚、以下の説明では、第二実施形態と同一の構成要素については、第二実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。第三実施形態では、特性導出部13が、放電生成物の電気特性として、放電生成物の静電容量を導出する点が第二実施形態とは異なっている。

0079

具体的には、特性導出部13は、第二実施形態と同様、電圧印加部45によって、所定の直流電圧値の直流電圧Vdcと所定のピーク間電圧値Vppの交流電圧Vacとを重畳した帯電電圧Vcgを帯電ローラー41に印加させる。そして、特性導出部13は、当該帯電電圧Vcgに含まれる交流電圧Vacのピーク間電圧値Vppと、電流検出部44が検出した帯電電流Idcのピーク間電流値Ippとを用いた上記式(1)を用いて、上記並列回路(図5)のインピーダンスZを算出する。更に、特性導出部13は、当該算出した並列回路のインピーダンスZと位相差検出部15が検出した位相差θとを用いた、RC並列回路に関する上記三個の公知の関係式(2)〜(4)を用いて、上記並列回路(図5)の蓄電器(コンデンサー、キャパシタ)の静電容量Cを、感光体ドラム3の表面に付着した放電生成物の静電容量Cとして導出する。

0080

これに合わせて、記憶部140には、図7に示す関係情報Gと同様の、放電生成物の静電容量Cと、当該静電容量Cの放電生成物が付着した感光体ドラム3の表面を適切に帯電させることができる適正ピーク間電圧値V0と、の関係を表す関係情報Gが予め記憶されている。

0081

電圧設定部14は、第二実施形態と同様、記憶部140に記憶されている関係情報Gを参照し、当該関係情報Gにおいて特性導出部13に導出させた放電生成物の静電容量Cに対応する適正ピーク間電圧値V0を、印刷制御部11による印刷処理の実行時に、交流電圧印加部43に出力させる交流電圧Vacのピーク間電圧値Vppとして設定する。

0082

つまり、第三実施形態の構成によれば、電圧印加部45によって帯電ローラー41に印加させた帯電電圧Vcg、電流検出部44が検出した帯電電流Idcの電流値、及び位相差検出部15が検出した位相差θに基づき、感光体ドラム3の表面に付着した放電生成物の静電容量Cが導出される。これにより、当該導出された放電生成物の静電容量Cから把握される量の放電生成物が付着した感光体ドラム3の表面を適切に帯電させることができる、関係情報Gにおいて当該静電容量Cに対応付けられた適正ピーク間電圧値V0の交流電圧Vacを、電圧印加部45によって帯電ローラー41に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

0083

尚、上記第一乃至第三実施形態は、本発明に係る実施形態の例示に過ぎず、本発明を上記実施形態に限定する趣旨ではない。例えば、以下に示す変形実施形態であってもよい。

0084

(1)関係情報Gは、感光体ドラム3の使用状況と、感光体ドラム3周辺の空気環境と、の組み合わせ毎に分類されていてもよい。感光体ドラム3の使用状況には、例えば、印刷処理による感光体ドラム3の累積使用時間や累積使用回数が含まれる。感光体ドラム3周辺の空気環境には、例えば、環境センサー98によって検出される温度や湿度が含まれる。

0085

図8は、記憶部140に記憶されている関係情報Gの一例を示す図である。具体的には、図8に示すように、記憶部140が、感光体ドラム3の使用状況と感光体ドラム3周辺の空気環境と対応付けて、当該使用状況と当該空気環境の組み合わせに対応する関係情報Gを記憶するようにしてもよい。例えば、図8は、感光体ドラム3の使用状況としての感光体ドラム3の累積使用時間が「C1」以上「C2」未満であり、感光体ドラム3周辺の温度Tが「T1」以上「T2」未満であり、且つ、感光体ドラム3周辺の湿度Hが「H1」以上「H2」未満である場合に対応する関係情報G「関係情報G11」が記憶部140に記憶されている例を示している。

0086

これに合わせて、図4の一点鎖線矩形部に示すように、制御部10が、上記のメモリー等に記憶された制御プログラムを実行することによって、更に、感光体ドラム3の使用状況を管理する状況管理部16として動作するようにしてもよい。

0087

具体的には、状況管理部16は、印刷制御部11による印刷処理の実行時間を累積加算し、当該累積加算した結果を、感光体ドラム3の累積使用時間として記憶部140に記憶することで、感光体ドラム3の使用状況を管理するようにしてもよい。又は、状況管理部16が、印刷処理によって画像が形成された用紙の枚数を累積加算し、当該累積加算した結果を、感光体ドラム3の累積使用回数として記憶部140に記憶することで、感光体ドラム3の使用状況を管理するようにしてもよい。

0088

更に、電圧設定部14が、状況管理部16が管理する感光体ドラム3の使用状況と環境センサー98が検出した空気環境との組み合わせに対応する関係情報Gにおいて、特性導出部13に導出させた電気特性に対応する適正ピーク間電圧値V0を、交流電圧Vacのピーク間電圧値として設定するようにしてもよい。

0089

例えば、記憶部140には、図8に示すように、関係情報Gが記憶されているものとする。また、感光体ドラム3の使用状況が、図8に示す「C1」以上「C2」未満であり、環境センサー98が検出した感光体ドラム3周辺の温度Tが、図8に示す「T1」以上「T2」未満であり、環境センサー98が検出した感光体ドラム3周辺の湿度Hが、図8に示す「H1」以上「H2」未満であるものとする。この場合、電圧設定部14が、当該感光体ドラム3の使用状況と環境センサー98が検出した当該空気環境との組み合わせに対応する関係情報G「関係情報G11」において、特性導出部13に導出させた電気特性に対応する適正ピーク間電圧値V0を、交流電圧Vacのピーク間電圧値として設定するようにしてもよい。

0090

本変形実施形態の構成によれば、状況管理部16が管理する感光体ドラム3の使用状況と、環境センサー98が検出した感光体ドラム3周辺の空気環境と、の組み合わせに対応する関係情報Gにおいて、特性導出部13によって導出された電気特性に対応する適正ピーク間電圧値V0の交流電圧Vacを、電圧印加部45によって帯電ローラー41に迅速に印加させることができる。このため、感光体ドラム3の表面を、感光体ドラム3の使用状況及び感光体ドラム3の周辺の空気環境に応じて、迅速且つ適切に帯電させることができる。

0091

尚、関係情報Gを、感光体ドラム3の使用状況毎には分類せず、感光体ドラム3周辺の空気環境毎に分類するようにしてもよい。つまり、記憶部140が、感光体ドラム3周辺の空気環境と対応付けて、当該空気環境に対応する関係情報Gを記憶するようにしてもよい。これに合わせて、制御部10が状況管理部16として動作しないようにし、電圧設定部14が、環境センサー98が検出した空気環境に対応する関係情報Gにおいて、特性導出部13に導出させた電気特性に対応する適正ピーク間電圧値V0を、交流電圧Vacのピーク間電圧値として設定するようにしてもよい。

0092

又は、関係情報Gを、感光体ドラム3の使用状況毎に分類し、感光体ドラム3周辺の空気環境毎には分類しないようにしてもよい。つまり、記憶部140が、感光体ドラム3の使用状況と対応付けて、当該使用状況に対応する関係情報Gを記憶するようにしてもよい。これに合わせて、電圧設定部14が、状況管理部16が管理する感光体ドラム3の使用状況に対応する関係情報Gにおいて、特性導出部13に導出させた電気特性に対応する適正ピーク間電圧値V0を、交流電圧Vacのピーク間電圧値として設定するようにしてもよい。

0093

(2)制御部10が処理実行部12として動作しないようにしてもよい。

0094

(3)上記第一乃至第三実施形態及び上記変形実施形態では、本発明の一実施形態に係る画像形成装置が、一個の画像形成部2を用いて用紙に画像を形成するモノクロ印刷形式の画像形成装置であるとしていた。しかし、これに限らず、本発明に係る画像形成装置は、画像形成部2と同様の複数の画像形成部を備えて、複数色の画像を用紙に形成するカラー印刷形式の画像形成装置であってもよい。この場合、処理実行部12、特性導出部13、電圧設定部14、位相差検出部15及び状況管理部16が、当該複数の画像形成部の其々に対して、上記第一乃至第三実施形態及び上記変形実施形態で説明した動作を行うようにすればよい。

0095

1プリンター(画像形成装置)
10 制御部
11印刷制御部
13 特性導出部
14電圧設定部
15位相差検出部
16 状況管理部
140 記憶部
3感光体ドラム(感光体)
4帯電装置
41帯電ローラー(帯電部材)
42直流電圧印加部
43交流電圧印加部
44電流検出部
45電圧印加部
98環境センサー(環境検出部)
G関係情報
Zインピーダンス(電気特性)
C静電容量(電気特性)
R抵抗値(電気特性)
H湿度(空気環境)
T 温度(空気環境)
θ位相差
Idc帯電電流
Ippピーク間電流値
V0 適正ピーク間電圧値
Vcg帯電電圧(振動電圧)
Vac交流電圧
Vdc直流電圧
Vpp ピーク間電圧値

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ