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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 中地一博
出願日 2018年2月7日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2018-019890
公開日 2019年8月22日 (10ヶ月経過) 公開番号 2019-138967
状態 未査定
技術分野 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 耐圧能力 径方向表面 フーリエ積分 周波数応答解析 導電軸 開閉素子 使用開始直後 抵抗電圧
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

簡単な構成を有するとともに簡単な制御で、シートに形成される画像の画質劣化を抑制できる。

解決手段

制御部は、抵抗検出部が検出した抵抗値を取得するとともに、感光体ドラム帯電するときに帯電ローラー印加する直流帯電電圧を抵抗値に基づいて決定し、電圧印加部を駆動して帯電電圧を帯電ローラーに印加させる制御を行う画像形成装置

概要

背景

接触型帯電方式を採用した画像形成装置が特許文献1に記載されている。特許文献1の画像形成装置は、像担持体帯電部材を接触させ、帯電部材に電圧印加して、像担持体を帯電させている。帯電部材は、像担持体に接触させ続けると、接触部分の帯電特性が変化する。帯電部材の帯電特性が部分的に変化すると、画像形成装置で形成した画像の画質の低下(例えば、画像むら)の原因になる場合がある。そこで、特許文献1では、帯電部材を像担持体に対して接触又は離間させる離間機構を備え、像担持体の帯電を行わないときは、帯電部材を像担持体から離間させている。これにより、帯電部材を像担持体に接触させ続けることによる、部分的な帯電特性の変化を抑制できる。

また、画像形成装置では画像形成の累積によって、帯電部材の像担持体との接触部分で、トナーとの接触、像担持体に付着した放電生成物との接触、放電による微小組織の変化や放電による表面の汚染等による劣化抵抗値の増加)が発生する。特許文献1では、帯電部材が像担持体から離れているタイミングで、帯電部材に対して、像担持体を帯電させるときと逆方向の電流を流し、帯電部材の抵抗値を低下させる抵抗調整モードを実行可能としている。

概要

簡単な構成を有するとともに簡単な制御で、シートに形成される画像の画質の劣化を抑制できる。制御部は、抵抗検出部が検出した抵抗値を取得するとともに、感光体ドラムを帯電するときに帯電ローラーに印加する直流帯電電圧を抵抗値に基づいて決定し、電圧印加部を駆動して帯電電圧を帯電ローラーに印加させる制御を行う画像形成装置。

目的

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、簡単な構成を有するとともに簡単な制御で、シートに形成される画像の画質の劣化を抑制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
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牽制数
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請求項1

回転される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに押圧されるとともに前記感光体ドラムを帯電させる帯電ローラーと、前記帯電ローラーを、前記感光体ドラムに対して押圧又は離間させる押圧離間部と、前記帯電ローラーに電圧印加する電圧印加部と、前記感光体ドラムから離間した前記帯電ローラーの抵抗値を検出する抵抗検出部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記抵抗検出部が検出した前記抵抗値を取得するとともに、前記感光体ドラムを帯電するときに前記帯電ローラーに印加する帯電電圧の大きさを前記抵抗値に基づいて決定し、前記電圧印加部を駆動して前記帯電電圧を前記帯電ローラーに印加させる制御を行う画像形成装置

請求項2

前記制御部は、前記帯電ローラーが前記感光体ドラムから離間したときに、前記電圧印加部を制御して前記抵抗値を検出するための検出電圧を前記電圧印加部から前記帯電ローラーに印加させる請求項1に記載の画像形成装置。

請求項3

前記帯電ローラーが前記感光体ドラムから離間されたときに前記帯電ローラーの径方向表面と接触する電極をさらに備え、前記抵抗検出部は、前記検出電圧及び前記帯電ローラーから前記電極に流れる出力電流に基づいて前記抵抗値を検出する請求項2に記載の画像形成装置。

請求項4

前記検出電圧は、交流である請求項2又は請求項3に記載の画像形成装置。

請求項5

前記抵抗検出部が、前記出力電流及び前記検出電圧から前記帯電ローラーのインピーダンス値を求めた後、前記制御部又は前記抵抗検出部は、前記帯電ローラーに前記帯電電圧を印加するときの前記帯電ローラーの抵抗値を前記インピーダンス値に基づいて生成する請求項4に記載の画像形成装置。

請求項6

前記帯電電圧は直流電圧交流電圧重畳させた電圧である請求項1から請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、画像形成装置に関する。

背景技術

0002

接触型帯電方式を採用した画像形成装置が特許文献1に記載されている。特許文献1の画像形成装置は、像担持体帯電部材を接触させ、帯電部材に電圧印加して、像担持体を帯電させている。帯電部材は、像担持体に接触させ続けると、接触部分の帯電特性が変化する。帯電部材の帯電特性が部分的に変化すると、画像形成装置で形成した画像の画質の低下(例えば、画像むら)の原因になる場合がある。そこで、特許文献1では、帯電部材を像担持体に対して接触又は離間させる離間機構を備え、像担持体の帯電を行わないときは、帯電部材を像担持体から離間させている。これにより、帯電部材を像担持体に接触させ続けることによる、部分的な帯電特性の変化を抑制できる。

0003

また、画像形成装置では画像形成の累積によって、帯電部材の像担持体との接触部分で、トナーとの接触、像担持体に付着した放電生成物との接触、放電による微小組織の変化や放電による表面の汚染等による劣化抵抗値の増加)が発生する。特許文献1では、帯電部材が像担持体から離れているタイミングで、帯電部材に対して、像担持体を帯電させるときと逆方向の電流を流し、帯電部材の抵抗値を低下させる抵抗調整モードを実行可能としている。

先行技術

0004

特開2013−61504号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献1の画像形成装置のように、抵抗調整モードを実行する場合、帯電部材に像担持体を帯電するときと逆方向に電流を流すための構造、例えば、回路等を設けなくてはならず、画像形成装置の構成が複雑になる。また、抵抗調整モードを実行した場合であっても、帯電部材の劣化(経時劣化)を完全に防止できるものではなく、画質が低下する場合がある。

0006

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、簡単な構成を有するとともに簡単な制御で、シートに形成される画像の画質の劣化を抑制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

0007

本発明の一実施形態に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、帯電ローラーと、押圧離間部と、電圧印加部と、抵抗検出部と、制御部と、を備える。帯電ローラーは、回転される感光体ドラムに押圧されるとともに感光体ドラムを帯電させる。押圧離間部は、帯電ローラーを、感光体ドラムに対して押圧又は離間させる。電圧印加部は、帯電ローラーに電圧を印加する。抵抗検出部は、感光体ドラムから離間した帯電ローラーの抵抗値を検出する。制御部は、抵抗検出部が検出した抵抗値を取得するとともに、抵抗値に基づいて、感光体ドラムを帯電するときに帯電ローラーに印加する帯電電圧の大きさを決定し、電圧印加部を駆動して帯電電圧を帯電ローラーに印加させる制御を行う。

発明の効果

0008

本発明によれば、簡単な構成を有するとともに簡単な制御で、シートに形成される画像の画質の劣化を抑制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

0009

複合機の主要構成を示す機能ブロック図である。
画像形成部の概略配置を示す図である。
感光体ドラムの帯電を行っているときの帯電ユニットを示す図である。
帯電ローラーの抵抗値を検知しているときの帯電ユニットを示す図である。
帯電電圧と帯電ローラーの抵抗値との関係を示すグラフである。

実施例

0010

以下、図面を参照して、画像形成装置として複合機100を例に挙げ、本発明の実施形態を説明する。本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定せず、単なる説明例にすぎない。

0011

(第1実施形態)
図1は、複合機の主要構成を示す機能ブロック図である。

0012

(複合機100)
複合機100は、例えば、コピー機能プリンター機能スキャナー機能及びFAX機能等の複数の機能を兼ね備えた複合機である。図1に示すように、複合機100には制御部1と、画像形成部2と、抵抗検出部3と、画像読取部4と、原稿搬送部5と、操作パネル6と、通信部7と、を備える。

0013

(制御部1)
制御部1は、複合機100の全体制御を司る制御回路である。制御部1には、画像読取部4から出力される画像データに基づき画像処理を行う画像処理部11が設けられる。また、制御部1には、ROM、HDDフラッシュROMのような不揮発性メモリーとRAMのような揮発性メモリーを含む記憶部12が設けられる。記憶部12は、制御に関するプログラムやデータを記憶する。制御部1は、コピーや送信のようなジョブのときに行われるスキャン印刷、送信、画像データの記憶を制御する。図1に示すように、制御部1は、画像形成部2、抵抗検出部3、画像読取部4、原稿搬送部5、操作パネル6及び通信部7と接続される。そして、制御部1は、これらの各部の動作を制御するとともに、各部からの情報を取得する。なお、複合機100において、画像処理部11及び記憶部12は、制御部1の一部として示しているが、これに限定されない。例えば、制御部1とは、分離した別の回路を備えていてもよい。

0014

(画像読取部4、原稿搬送部5)
画像読取部4は、制御部1の制御に基づいて、画像読取部筐体の上面に装着された、原稿の画像を読み取り、画像データを生成する。原稿搬送部5は、制御部1の制御に基づいて、原稿を画像読取部4に搬送する。なお、複合機100が、プリンター機能のみの構成の場合、画像読取部4及び原稿搬送部5は、省略される。

0015

(操作パネル6)
操作パネル6は、表示パネル61、タッチパネル62、ハードキー63を含む。表示パネル61には、複合機100の状態や各種メッセージ設定用画面が表示される。また、操作パネル6は、スキャンやコピーのようなジョブに関し、タッチパネル62、ハードキー63に対する設定操作受け付ける。タッチパネル62は、表示パネル61上における使用者が触れた位置をタッチ位置として検出する。制御部1は、表示パネル61にキーやボタン等の操作画像が表示された状態でタッチパネル62がタッチ位置を検知したとき、タッチ位置と重なる位置に表示された操作画像に関連付けられた操作に対する入力があったと認識する。なお、この操作の認識は、操作パネル6で行い、認識された操作の情報を制御部1に送るようにしてもよい。ハードキー63は、ジョブの実行開始を指示するためのスタートキーや、数字を入力するためのテンキーを含む。

0016

(通信部7)
通信部7は、PCのようなコンピューター200、サーバー300及びFAX装置400等と、有線及び(又は)無線ネットワーク公衆回線等を介して通信可能に接続される。また、これら以外の機器であって、画像データのやり取りを行う機器が接続される場合もある。

0017

(画像形成部2)
画像形成部2の詳細について新たな図面を参照しつつ説明する。図2は、画像形成部の概略配置を示す図である。画像形成部2は、ここでは、モノクロ画像を形成するものとする。図1図2に示すように、画像形成部2は、感光体ドラム21、帯電ユニット22、露光ユニットレーザー走査ユニット等)23、現像ユニット24、転写ローラー25及びクリーニング部26、定着部27及び電圧印加部28を備える。画像形成部2の各部の動作は、制御部1によって制御される。

0018

感光体ドラム21は、静電潜像及びトナー像担持する像担持体である。感光体ドラム21は、例えば、アルミニウム製のドラム感光層が積層されて構成される。なお、感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン(a−Si)等が好ましい。感光体ドラム21は、制御部1からの指示に従って一定方向、ここでは、図2における時計回り方向にモーター等(不図示)の駆動源によって回転される。感光体ドラム21の周囲には、帯電ユニット22、露光ユニット23、現像ユニット24、転写ローラー25、クリーニング部26が、この順に感光体ドラム21の回転方向に並んで配置される。図2に示すように、画像形成部2において、、感光体ドラム21は、転写ローラー25と接触して配置されており、感光体ドラム21と転写ローラー25の接触部分(以下、ニップ部と称する)に向かって、シートShが搬送される。図2に示す画像形成部2では、左から右にシートShが搬送されるものとする。

0019

感光体ドラム21の表面は、帯電ユニット22によって均一に帯電される。帯電ユニット22では、回転している感光体ドラム21の表面に帯電ローラー221を押圧させて感光体ドラム21の表面を均一に帯電させる。なお、帯電ユニット22の詳細については、後述する。

0020

帯電ユニット22によって帯電された感光体ドラム21は露光ユニット23によって、露光されて静電潜像が形成される。露光ユニット23は、感光体ドラム21の表面に対して光を照射して、感光体ドラム21の表面に静電潜像を形成する。なお、露光ユニット23から感光体ドラム21に照射される光としては、例えば、レーザー光を挙げることができるが、これに限定されない。露光ユニット23は、レーザー光を感光体ドラム21の中心軸沿って走査しつつ感光体ドラム21の表面に照射する。感光体ドラム21を回転しつつ、走査されたレーザー光を感光体ドラム21の表面に照射することで、感光体ドラム21の表面に静電潜像を形成する。

0021

なお、露光ユニット23は、制御部1によって制御される。すなわち、露光ユニット23のレーザー光の走査のタイミング、レーザー光の出射のタイミングは、制御部1によって制御される。制御部1は、搬送されるシートShに形成する画像の画像データに基づいて、露光ユニット23を制御する。

0022

露光ユニット23によって表面に静電潜像が形成された感光体ドラム21は、現像ユニット24によって現像する。現像ユニット24は静電潜像が形成されている感光体ドラム21の表面にトナーを供給する。供給されたトナーは感光体ドラム21の表面に形成された静電潜像に引かれる。これにより、感光体ドラム21の表面には、トナーによるトナー像が形成される。

0023

現像ユニット24によって感光体ドラム21の表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム21の回転によって、感光体ドラム21と転写ローラー25とのニップ部に送られる。転写ローラー25には、トナーと逆の極性を有する電圧が印加可能である。

0024

また、感光体ドラム21と転写ローラー25とのニップ部には、トナー像が送られるタイミングに合わせてシートShが送られる。すなわち、感光体ドラム21と転写ローラー25との間では、シートShとトナー像とが重なる。

0025

シートShとトナー像とが重なるとき、転写ローラー25にはトナーと逆の極性の電圧が印加される。これにより、トナー像を構成するトナーは、転写ローラー25側に引かれ、シートShに移行転写)される。トナー像が転写されたシートShは感光体ドラム21から分離され、定着部27に搬送される。

0026

定着部27は、シートShに転写されたトナー像を、シートShに定着させる。定着部27は、ローラー対を備えており、ローラー対の接触部分をシートShが通過するときに、シートShに転送されたトナー像を加熱するとともに加圧する。これにより、シートShに転写されたトナー像はシートShに定着される。なお、トナー像を定着させるためには、一定の温度以上に昇温する必要がある。そのため、定着部27のローラー対の少なくとも一方には、シートShを加熱するためのヒーター(図示せず)が備えられる。

0027

クリーニング部26は、感光体ドラム21の回転方向において転写ローラー25の後段に配置される。感光体ドラム21の表面のトナー像は転写ローラー25によって、シートShに転写される。このとき、感光体ドラム21の表面には、シートShに転写されないトナー等が残留する場合がある。クリーニング部26は、このような、トナー像をシートShに転写した後に、感光体ドラム21の表面に残ったトナー等の異物を感光体ドラム21の表面から除去する。

0028

クリーニング部26は、感光体ドラム21の表面と接触するとともに柔軟性を備えた、クリーニングブレードを備える。感光体ドラム21が回転するとき、クリーニングブレードは、感光体ドラム21の表面と接触しつつ相対的に移動する。これにより、クリーニングブレードは、感光体ドラム21の表面から、トナー等の異物を取り除く。なお、クリーニング部26では、クリーニングブレードに替えて、感光体ドラム21の表面に接触するクリーニングローラーを接触させて、感光体ドラム21の表面をクリーニングするようにしてもよい。

0029

そして、感光体ドラム21の回転方向においてクリーニング部26の後段には、不図示の除電ユニットが配置される。除電ユニットは、感光体ドラム21の表面を除電する。さらに、除電ユニットの後段には、帯電ユニット22が配置される。すなわち、画像形成部2において、シートShに画像を形成する毎に、感光体ドラム21の表面では、帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電が行われる。

0030

電圧印加部28は、帯電ユニット22の帯電ローラー221に電圧を印加する回路を含む。電圧印加部28は帯電ローラー221に対して、直流電圧を印加可能である。また、電圧印加部28は、帯電ローラー221に対して、交流電圧を印加することも可能である。電圧印加部28は、制御部1からの指示に基づいて、帯電ローラー221に電圧を印加する。

0031

電圧印加部28は、帯電ユニット22が感光体ドラム21を帯電するときに帯電ローラー221に電圧を印加する。また、電圧印加部28は、帯電ローラー221の抵抗値を検出するときにも帯電ローラー221に電圧を印加する。

0032

(帯電ユニット22)
次に、本発明の要部である、帯電ユニット22の詳細について図面を参照して説明する。図3は、感光体ドラムの帯電を行っているときの帯電ユニットを示す図である。図4は、帯電ローラーの抵抗値を検知しているときの帯電ユニットを示す図である。なお、図3及び図4では、電圧の印加又は電流の流れを示す矢印は、太線で示している。また、細線は、配線が接続されていることを示しており、矢印付きの細線は信号の送信を示している。

0033

図2から図4に示すように、帯電ユニット22は、帯電ローラー221と、押圧離間部222と、電極223とを備える。帯電ローラー221は、感光体ドラム21に押圧され、感光体ドラム21の表面を帯電させる。帯電ローラー221は、導電軸2211と、弾性接触部2212とを備える。導電軸2211は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金ステンレス等の金属製の丸棒である。導電軸2211は、電圧印加部28が接続されている。導電軸2211には、電圧印加部28から電圧が印加される。

0034

弾性接触部2212は、導電軸2211の径方向表面に取り付けられる円筒状である。弾性接触部2212は、感光体ドラム21を帯電させるときに、感光体ドラム21の表面に押圧される。弾性接触部2212は、感光体ドラム21の表面に押圧されることで、弾性変形する。

0035

そして、弾性接触部2212を感光体ドラム21に押圧させて、電圧印加部28から導電軸2211に電圧を印加する。これにより、感光体ドラム21の表面は、帯電される。以下の説明において、感光体ドラム21の帯電時に電圧印加部28から導電軸2211に印加される電圧を、帯電電圧V1とする(図3参照)。また、弾性接触部2212が感光体ドラム21の表面に押圧されたときの帯電ローラー221の位置を、帯電位置と称する。

0036

押圧離間部222は、帯電ローラー221を感光体ドラム21に接近する方向に移動させる。これにより、押圧離間部222は、弾性接触部2212を感光体ドラム21の表面に押圧させる。また、押圧離間部222は、帯電ローラー221を感光体ドラム21から離れる方向に移動させる。これにより、押圧離間部222は、感光体ドラム21の表面から弾性接触部2212を離間させる。

0037

帯電ユニット22では、弾性接触部2212が感光体ドラム21から離れるとともに電極223と接触する。弾性接触部2212が電極223と接触した状態で、導電軸2211に電圧印加部28から電圧を印加して、帯電ローラー221の抵抗値Rの検出を行う。以下の説明において、帯電ローラー221の抵抗値Rを検出するときに電圧印加部28から導電軸2211に印加される電圧を、検出電圧V2とする(図4参照)。また、弾性接触部2212が感光体ドラム21の表面から離間するとともに電極223と接触したときの帯電ローラー221の位置を、抵抗検出位置と称する。

0038

図3図4に示すように、押圧離間部222は、帯電ローラー221の導電軸2211と連結される。なお、図2に示すように、押圧離間部222は、一端を中心として揺動するアーム部材の他端に導電軸2211を回転可能に支持した構成を有している。そして、モーター等(不図示)の駆動源を用いて、アーム部材を揺動させることで、帯電ローラー221を感光体ドラム21に対して押圧離間させる。なお、図3図4において押圧離間部222は、導電軸2211の軸方向一方側に設けられているが、両側に設けられてもよい。

0039

押圧離間部222として、ばね等の弾性部材を用いて、帯電ローラー221が感光体ドラム21に対して押圧又は離間する方向にアーム部材を押圧し、モーター等の駆動源からの力を弾性力と反対向きに作用させてもよい。このとき、弾性部材の弾性力で帯電ローラー221を帯電位置に押す構成とすることで、弾性接触部2212を感光体ドラム21の表面に一定又は略一定の力で押圧させることができる。すなわち、弾性接触部2212を感光体ドラム21の表面に押圧する力の調整が容易である。

0040

なお、押圧離間部222は、この構成に限定されない。例えば、カム歯車クランク等を用いた構成であってもよい。さらには、ソレノイド等の直線的に変形する駆動源を用いて、帯電ローラー221を直線的に感光体ドラム21に対して、押圧又は離間するように移動する構成であってもよい。押圧離間部222は、帯電ローラー221を移動させて、弾性接触部2212を感光体ドラム21の表面に押圧させる及び感光体ドラム21の表面から離間させることができる構成を広く採用できる。

0041

また、帯電ユニット22において、押圧離間部222又は導電軸2211の位置を検出するセンサーを備えておき、制御部1が弾性接触部2212の感光体ドラム21の表面への押圧を検出するようにしてもよい。制御部1は、センサーからの情報に基づいて、押圧離間部222を制御することで、弾性接触部2212を感光体ドラム21に確実に押圧できる。

0042

図4に示すように、帯電ユニット22において、帯電ローラー221が感光体ドラム21から離れたとき、帯電ローラー221の表面、ここでは、弾性接触部2212が電極223と接触する。弾性接触部2212が電極223と接触しているときに、すなわち、弾性接触部2212が感光体ドラム21の表面から離間しているとき、電圧印加部28から導電軸2211に電圧が印加される。導電軸2211に電圧が印加されることで、弾性接触部2212から電極223に電流が流れる。印加された電圧と電極223に流れる電流とに基づいて、帯電ローラー221の抵抗値Rを検出する。

0043

図2から図4に示すように、電極223は、抵抗検出部3に接続されている。帯電ローラー221が抵抗検出位置にあるときに、導電軸2211に検出電圧V2を印加すると、電極223には、電流が流れる。検出電圧V2が印加されたときに、電極223に流れる電流を出力電流Iとする。出力電流Iは、抵抗検出部3に入力される。

0044

(抵抗検出部3)
抵抗検出部3には、電極223からの出力電流Iを検出する検出回路を備える。なお、検出回路としては、例えば、電流電圧変換回路等を挙げることができるが、これに限定されない。出力電流Iを正確に検出できる構成を広く採用できる。なお、電流電圧変換回路を用いる場合において、抵抗検出部3では、出力電流Iは、電圧に変換されて検出される。

0045

また、抵抗検出部3には、電圧印加部28から、導電軸2211に印加する検出電圧が入力される。抵抗検出部3は、電極223からの出力電流Iと、電圧印加部28からの検出電圧V2に基づいて、帯電ローラー221の抵抗値Rを検出する。電圧印加部28と抵抗検出部3とを接続する配線は、検出電圧V2が印加されるときにだけ電圧を検出できればよい。そのため、電圧印加部28において抵抗検出部3と接続される配線には、スイッチ素子等の開閉素子を設けて、検出電圧V2が印加されるときにだけ閉路されるようにしてもよい。電圧印加部28に検出電圧V2のみ出力可能端子を設けて、その端子を抵抗検出部3に配線してもよい。これにより、高電圧の直流電圧である帯電電圧V1が抵抗検出部3に供給(印加)されるのを抑制できる。これにより、抵抗検出部3の耐圧能力を低く抑えることが可能であり、抵抗検出部3の構成を簡略化し、コスト上昇を抑制できる。

0046

(帯電電圧の調整について)
まず、帯電ユニット22を用いて感光体ドラム21の表面を帯電させる手順について説明する。図3に示すように、制御部1は、押圧離間部222に指示を送り、帯電ローラー221を帯電位置に移動させる。そして、制御部1は、電圧印加部28に指示を送り、帯電電圧V1を導電軸2211に印加させる。これにより、帯電ローラー221から感光体ドラム21の表面にコロナ放電が発生して、感光体ドラム21の表面が帯電される。

0047

帯電電圧V1は、弾性接触部2212が接触する感光体ドラム21の表面を帯電させる電圧であり、帯電電圧V1は直流とできる。なお、感光体ドラム21を帯電するときに、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧を印加させてもよい。この場合、交流と直流を重畳した電圧の直流成分を帯電電圧V1とする。

0048

次に、帯電ローラー221の抵抗値Rを検出する手順について説明する。図4に示すように、制御部1は、押圧離間部222に指示を送り、導電軸2211を感光体ドラム21から離れる方向に移動させる。そして、帯電ローラー221が抵抗検出位置に移動した後、制御部1は、電圧印加部28に指示を送り、検出電圧V2を導電軸2211に印加させる。これにより、帯電ローラー221から電極223に出力電流Iが出力される。複合機100において、出力電流Iは、抵抗検出部3に入力される。抵抗検出部3は、電圧印加部28から導電軸2211に印加される検出電圧V2を取得している。抵抗検出部3は、出力電流Iと検出電圧V2とから、帯電ローラー221の抵抗値Rを検出する。帯電ローラー221の抵抗値Rの検出の詳細については、後述する。そして、制御部1は、抵抗値Rに基づいて、帯電電圧V1を決定する。

0049

ここで、帯電電圧V1と帯電ローラー221の抵抗値Rとの関係について説明する。画像形成部2において、帯電ユニット22は、シートShに画像を形成する毎に、感光体ドラム21の表面を帯電させている。帯電ローラー221において、弾性接触部2212は、シートShに画像を形成する毎に、感光体ドラム21に接触されるとともに、帯電電圧V1が印加される。そして、帯電時において感光体ドラム21の表面と弾性接触部2212との間にコロナ放電が発生する。弾性接触部2212は、放電の影響等によって劣化する。また、弾性接触部2212の表面には、感光体ドラム21に付着しているトナー等の異物が付着する場合がある。弾性接触部2212は、トナー等の付着によっても劣化する。このような場合において、弾性接触部2212は、シートShに画像を形成する毎に、劣化(経時劣化)する。弾性接触部2212が劣化すると、帯電ローラー221の抵抗値Rが大きくなる。

0050

帯電ローラー221の抵抗値Rが大きくなると、感光体ドラム21の表面を帯電させにくくなる。そこで、制御部1は、帯電ローラー221に印加する帯電電圧V1を帯電ローラー221の抵抗値Rに合わせて調整することで、感光体ドラム21を常に一定の電位に帯電させる。

0051

図5は、帯電電圧と帯電ローラーの抵抗値との関係を示すグラフである。図5は、横軸が帯電ローラー221の抵抗値Rであり、縦軸が帯電電圧V1である。図5は、感光体ドラム21を一定の電位に帯電するときの、帯電ローラー221の抵抗値Rと帯電電圧V1との関係を示している。

0052

例えば、複合機100の使用開始時やメンテナンス終了直後、帯電ローラー221の抵抗値Rを抵抗値R0とする。抵抗値R0は、経時劣化がない又はほとんどない。この抵抗値R0の帯電ローラー221で、感光体ドラム21を一定の電位に帯電させる帯電電圧V1は、帯電電圧V1_0である。1000枚のシートに画像を形成した後の帯電ローラー221の抵抗値Rを抵抗値R1とする。帯電ローラー221の抵抗値R1は画像形成による劣化で最初の抵抗値R0よりも大きい。この抵抗値R1の帯電ローラー221で、感光体ドラム21を一定の電位に帯電させる帯電電圧V1は、帯電電圧V1_1である。帯電電圧V1_1は、帯電電圧V1_0よりも大きい。このように、抵抗値Rが大きくなるほど、感光体ドラム21を一定の電位に帯電させる帯電電圧V1は大きくなる。

0053

複合機100では、図5に示すような、帯電電圧V1と、帯電ローラー221の抵抗値Rとを関連付けたテーブルを記憶部12に記憶しておく。そして、制御部1は、抵抗検出部3からの帯電ローラー221の抵抗値Rを基に、テーブルを参照して、帯電電圧V1を決定するようにしてもよい。なお、テーブルとして、図5に示すようなグラフを挙げることができるが、帯電ローラー221の抵抗値Rと帯電電圧V1とが関連付けられた表であってもよい。

0054

なお、図5において、帯電電圧V1は帯電ローラー221の抵抗値Rに対して、一次関数的(線形)に変化している。これは、帯電電圧V1が直流であり、感光体ドラム21の表面を一定の電位で帯電させるための例である。しかしながら、帯電電圧V1と帯電ローラー221の抵抗値Rとの関係は、この関係に限定されない。例えば、帯電電圧V1として、直流電圧に交流電圧を重畳させる構成の場合には、異なる関係式となり、非線形となる場合もある。

0055

また、帯電ローラー221の劣化によって、弾性接触部2212の抵抗以外が変化する場合もある。このような場合でも、感光体ドラム21をシートShに画像を印刷する毎に、感光体ドラム21の表面を一定の電位に帯電できるように、帯電ローラー221の抵抗値Rと帯電電圧V1との関係が与えられてもよい。つまり、帯電ローラー221の抵抗値Rと帯電電圧V1との関係は、線形に限定されない。例えば、実験により求められた関係式を用いてもよい。

0056

上述したように、抵抗検出部3は、帯電ローラー221を感光体ドラム21の表面から離間した状態で、帯電ローラー221の抵抗値Rを検出している。そのため、帯電ローラー221の抵抗値Rを正確に検出できる。

0057

ここで、帯電ローラー221の抵抗値Rの検出の詳細について説明する。上述したとおり、帯電電圧V1は直流電圧である。帯電電圧V1として直流電圧を印加することで、感光体ドラム21を均一且つトナー像を形成するために十分な電位に帯電させる。

0058

一方で、帯電ローラー221の弾性接触部2212は、ゴムシリコーン等の樹脂製である。そして、弾性接触部2212は、均質ではなく、電気的に抵抗であるだけでなく、コンデンサ構造になっている部分を含む場合がある。このような弾性接触部2212を備えた帯電ローラー221に直流の電圧を印加すると、コンデンサ構造の部分では、電流が流れにくい。特に印加される電圧が低い場合には、コンデンサ構造によって電流がより流れにくい。

0059

帯電ローラー221の抵抗値Rを検出するときに帯電電圧V1と同等の電圧を印加することで、コンデンサ構造部分にも電流を流すことが可能である。しかしながら、帯電電圧V1は、感光体ドラム21の表面を帯電させる電圧であるため、高電圧である。帯電ローラー221に高電圧を印加すると、内部のイオンの移動が発生しやすく弾性接触部2212が変質しやすい。また、消費電力を減らす点からも、帯電電圧V1と同等の電圧を印加する回数(時間)は、少ないことが好ましい。

0060

そのため、帯電ローラー221の抵抗値Rを検出する検出電圧V2として、交流電圧を印加する。交流電圧の場合、コンデンサ構造部分でも電流が流れる。すなわち、検出電圧V2を交流電圧とすることで、検出電圧V2として直流電圧を印加する場合に比べて、低い電圧で帯電ローラー221の抵抗値Rを検出することが可能である。これにより、画像形成部2の消費電力を低く抑える、すなわち、省電力化が可能である。

0061

図4に示すように、帯電ローラー221が抵抗検出位置にあるときに、電圧印加部28から検出電圧V2が、導電軸2211に印加される。これにより、弾性接触部2212から電極223に対して、出力電流Iが流れる。上述したとおり、検出電圧V2は、交流である。そのため、電極223からの出力電流Iも交流である。

0062

例えば、検出電圧V2及び出力電流Iがともに直流の場合、帯電ローラー221の抵抗値Rは、抵抗電圧V2と出力電流Iとの比で求められる。しかしながら、検出電圧V2は交流であり、出力電流Iも交流である。そのため、抵抗検出部3では、取得した検出電圧V2及び出力電流Iに対して、周波数応答解析を行い、交流電圧が印加されたときの帯電ローラー221のインピーダンス値を検出する。

0063

例えば、制御部1は、所定周期、電圧印加部28に検出電圧V2を印加させる。例えば、抵抗検出部3は、流れた電流のフーリエ積分処理を行う。抵抗検出部3はインピーダンス値、検出電圧V2と流れた電流波形の両者の時間的な差より位相差θを計算する。抵抗検出部3は、計算結果に基づき、インピーダンス値の実数部(抵抗成分)と虚数部を求めてもよい。そして、帯電ローラー221のインピーダンス値に基づいて、帯電ローラー221に直流電圧が印加されるときの、帯電ローラー221の抵抗値R(抵抗成分)を検出する。なお、周波数応答解析やインピーダンス値から抵抗値Rを求める方法は、従来周知の方法を用いればよく、詳細な説明は省略する。

0064

このように検出された抵抗値Rは、直流電圧を印加するときの、すなわち、帯電電圧V1を印加するときの抵抗値Rである。そのため、制御部1は、帯電ローラー221で感光体ドラム21を帯電するときの帯電ローラー221の抵抗値Rを正確に取得できる。また、帯電ローラー221の正確な抵抗値Rに基づいて、制御部1が帯電電圧V1を決定するため、帯電電圧V1を正確に決定することができる。すなわち、感光体ドラム21を一定の電位に帯電させるために、過不足ない帯電電圧V1を帯電ローラー221に印加することができる。なお、制御部1は、記憶部12に記憶しているテーブルを用いて、帯電電圧V1を決定する。

0065

制御部1は、帯電ローラー221の抵抗値Rを取得し、抵抗値Rに基づいて帯電電圧を調整することで、弾性接触部2212が劣化しても、感光体ドラム21の表面を画像を形成する毎に一定の電位に帯電させることができる。これにより、複合機100では、帯電ユニット22を交換することなく、高い品質で印刷を行うことが可能である。

0066

また、感光体ドラム21を帯電させる場合以外で、帯電ローラー221から外部へのコロナ放電を抑制できる。このことにより、コロナ放電により発生するイオンやオゾン等の発生を抑制できる。また、イオンやオゾンによる、弾性接触部2212の劣化を抑制できる。

0067

なお、帯電ローラー221の抵抗値Rの検出は、シートShに画像を形成する毎に行ってもよいし、決められた時間経過する毎に行ってもよい。また、制御部1は、帯電ローラー221の抵抗値Rに基づいて、帯電ユニット22の交換時期を決定してもよい。交換時期であることを表示パネル61に表示するようにしてもよい。

0068

なお、帯電電圧V1は、感光体ドラム21の表面を帯電させるために導電軸2211に印加される電圧である。一方、検出電圧V2は、帯電ローラー221の抵抗値Rを検出するために導電軸2211に印加される電圧である。そのため、検出電圧V2の大きさ(最大値)は、帯電電圧V1の最大値よりも小さくてよい。

0069

上述のとおり、検出電圧V2及び出力電流Iは交流であるが、直流であってもよい。また、例えば、使用開始直後や帯電ユニット22の交換直後等、帯電ローラー221の抵抗値Rが低いことがわかっているときには、検出電圧V2を直流電圧とし、帯電ローラー221の抵抗値Rが決められた閾値よりも大きくなったり、使用回数又は使用時間が閾値を超えた場合には、検出電圧V2を交流としてもよい。このようにすることで、帯電ローラー221の抵抗値Rを正確に検出できる。これにより、長期間にわたり、シートShに安定した画質の画像を形成することが可能である。

0070

また、本発明の構成をモノクロ印刷に対応した、すなわち、画像形成部2を1個備えた複合機100に適用した例に基づいて説明したが、カラー印刷に対応した複合機にも適用可能である。この場合、各トナー色の画像形成部2毎に、電圧検出部3を備え、各トナー色の画像形成部2毎に、帯電ローラーの抵抗値Rを検出するとともに、帯電電圧をそれぞれ変更する。これにより、各色のトナー像を過不足なく、シートShに転写することができ、安定した画質の画像をシートShに形成することができる。

0071

本発明にかかる画像形成装置の一例は、回転する感光体ドラム21と、感光体ドラム21に押圧されるとともに感光体ドラム21を帯電させる帯電ローラー221と、帯電ローラー221を、感光体ドラム21に対して押圧又は離間させる押圧離間部222と、帯電ローラー221に電圧を印加する電圧印加部28と、感光体ドラム21から離間した帯電ローラー221の抵抗値Rを検出する抵抗検出部3と、制御部1と、を備える。制御部1は、抵抗検出部3が検出した抵抗値Rを取得するとともに、感光体ドラム21を帯電するときに帯電ローラー221に印加する帯電電圧V1を抵抗値Rに基づいて決定し、電圧印加部28を駆動して帯電電圧V1を帯電ローラー221に印加させる制御を行う。

0072

このように構成することで、例えば、画像形成の累積数の増加によって帯電ローラー221が劣化(経時劣化)しても、感光体ドラム21を一定の電位に帯電させることが可能となる。これにより、帯電ローラー221が経時劣化しても、帯電ローラー221を取り換えることなく、感光体ドラム21の表面を一定の電位に帯電することが可能である。すなわち、本発明にかかる画像形成装置によると、累積印刷枚数が増加しても、シートShに形成される画像の画質の劣化を抑制できる。

0073

上記構成において、制御部1は、帯電ローラー221が感光体ドラム21から離間したときに、電圧印加部28を制御して抵抗値Rを検出するための検出電圧V2を電圧印加部28から帯電ローラー221に印加させる。このようにすることで、帯電ローラー221が感光体ドラム21と離間した状態で、帯電ローラー221のていこうちを検出するため、帯電ローラー221の正確な抵抗値Rを取得できる。これにより、感光体ドラム21を帯電させるときに、帯電ローラー221に対して過不足ない帯電電圧V1を印加できる。

0074

上記構成において、帯電ローラー221が感光体ドラム21から離間されたときに帯電ローラー221の径方向表面と接触する電極223をさらに備え、抵抗検出部3は、検出電圧V2及び帯電ローラー221から電極223に流れる出力電流Iに基づいて抵抗値Rを検出してもよい。このように構成することで、帯電ローラー221が感光体ドラム21から離間したときにだけ、電極223から流れる電流を検出する。そのため、感光体ドラム21を帯電させるときの帯電電圧V1による帯電効率を高めることが可能である。

0075

上記構成において、検出電圧V2は、交流である。このようにすることで、帯電ローラー221に直流電圧を印加したときに電流が流れにくいコンデンサ構造を含む場合であっても、低い電圧で電流を流すことができる。これにより、帯電ローラー221の抵抗値Rを検出するときに、印加する電圧を低く抑えることができ、省電力化が可能である。また、帯電ローラー221に高電圧を印加することによる劣化を抑制することもできる。

0076

上記構成において、抵抗検出部3が、出力電流I及び検出電圧V2から帯電ローラー221のインピーダンス値を求めた後、制御部1又は抵抗検出部3は、帯電ローラー221に帯電電圧V1を印加するときの抵抗値Rをインピーダンス値に基づいて生成する。このようにすることで、直流電圧を印加したときの正確な抵抗値Rを得ることができる。これにより、帯電電圧V1を精度良く調整することができ、省電力化できる。

0077

上記構成において、帯電電圧V1は直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧である。

0078

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

0079

本発明は、接触式帯電を行う画像形成部を備えた画像形成装置に利用可能である。

0080

1 制御部 11画像処理部
12 記憶部 2画像形成部
21感光体ドラム22帯電ユニット
221帯電ローラー2211導電軸
2212弾性接触部 222押圧離間部
223電極23露光ユニット
24現像ユニット25転写ローラー
26クリーニング装置27定着部
28電圧印加部 3抵抗検出部
4画像読取部 41コンタクトガラス
42原稿押えカバー43読取機構
5原稿搬送部 51原稿載置台
52 原稿排出部 53原稿搬送機構
6操作パネル7通信部
61表示パネル62タッチパネル
63ハードキー100複合機
200コンピューター300サーバー
400FAX装置I出力電流
ShシートV1帯電電圧
V2 検出電圧

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