JP2009008828A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アモルファスシリコン系感光体の表面を帯電ローラによって帯電する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that charges a surface of an amorphous silicon photoconductor with a charging roller.
近年、電子写真技術を応用したプリンタや複写機等の画像形成装置には、画像形成処理の高速化並びに高画質化に伴い、感光体ドラムとしてアモルファスシリコン系感光体が多く用いられるようになってきた。 In recent years, in an image forming apparatus such as a printer or a copier that applies electrophotographic technology, an amorphous silicon photoconductor has come to be frequently used as a photoconductor drum as the image forming process speeds up and the image quality increases. It was.
このアモルファスシリコン系感光体は、それまでに多く用いられていた有機半導電体感光体に比べて、連続使用による表面の磨耗が少なく耐久性に優れていることや、ドットの再現性が高いというメリットがある。 This amorphous silicon-based photoconductor has less surface wear due to continuous use and superior durability and higher dot reproducibility than the organic semiconductive photoconductors that have been used so far. There are benefits.
また、このようなアモルファスシリコン系感光体の表面を帯電する帯電方式として、オゾン発生量の多いスコロトロン帯電方式を搭載することが環境面において問題となっており、オゾン発生量の極めて少ない帯電ローラを用いた帯電方式が主流になりつつある。 In addition, as a charging method for charging the surface of such an amorphous silicon photoconductor, mounting a scorotron charging method that generates a large amount of ozone is an environmental problem, and a charging roller that generates a very small amount of ozone is used. The charging method used is becoming mainstream.
一方、アモルファスシリコン系感光体は、暗減衰が大きいというデメリットがあることも知られている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, it is also known that an amorphous silicon photoconductor has a demerit that dark decay is large (see, for example, Patent Document 1).
この暗減衰とは、感光体を帯電器で帯電した後に、感光体表面の電位が時間経過に伴い低下してゆく現象である。また、この暗減衰特性が環境変化などによって変動すると、露光条件や現像条件等の画像形成処理条件が変わってくるため、常に露光条件や現像条件等の画像形成処理条件を一定にしておくと可視像の濃度低下や画像カブリといった画像不良の発生要因となる。 This dark decay is a phenomenon in which the potential on the surface of the photoreceptor decreases with time after the photoreceptor is charged by a charger. In addition, when the dark attenuation characteristics fluctuate due to environmental changes, the image forming processing conditions such as the exposure conditions and the developing conditions change. Therefore, it is possible to always keep the image forming processing conditions such as the exposure conditions and the developing conditions constant. This is a cause of image defects such as a decrease in visual image density and image fog.
そこで、上述した特許文献1では、アモルファスシリコン系感光体を帯電する帯電器と、アモルファスシリコン系感光体の表面に静電潜像を形成する露光器と、アモルファスシリコン系感光体の表面上に静電潜像に基づくトナー像を顕像化する現像器と、そのトナー像を転写する転写器とを備え、非画像形成時にアモルファスシリコン系感光体を帯電器で一様に帯電した後に転写器に流れる電流を検知することでアモルファスシリコン系感光体の表面電位を検知してアモルファスシリコン系感光体の暗減衰を測定し、その暗減衰の測定結果に基づいて帯電器の印加電圧と露光器の露光量と現像器の現像バイアスを制御している。
ところが、上述した画像形成装置では、帯電器から180度回転した位置の転写器に流れる電流を検知することから、帯電器から転写器までの配置関係によって帯電電位の制御値が変化してしまい、感光体の周囲に配置された露光器等の配置関係を含めて複雑な制御が強いられるという問題が生じていた。 However, in the above-described image forming apparatus, since the current flowing through the transfer device at a position rotated 180 degrees from the charger is detected, the control value of the charging potential changes depending on the arrangement relationship from the charger to the transfer device. There has been a problem that complicated control is imposed including the arrangement relationship of the exposure units arranged around the photosensitive member.
また、アモルファスシリコン系感光体における暗減衰特性は、アモルファスシリコン系感光体の温度に依存し、特に、高温下では暗減衰特性が低下、すなわち、感光体の現像位置での帯電電位の低下により、画像品質が損なわれるという問題が生じていた。 In addition, the dark decay characteristic of the amorphous silicon photoconductor depends on the temperature of the amorphous silicon photoconductor, and in particular, the dark decay characteristic is lowered at a high temperature, that is, the charge potential at the development position of the photoconductor is lowered. There has been a problem that image quality is impaired.
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、アモルファスシリコン系感光体への帯電電流値から、電位センサや温度サーミスタ等の高価なデバイスを使用することなく、アモルファスシリコン系感光体の温度上昇による表面電位の低下(暗減衰特性)分を補正し、常に安定したアモルファスシリコン系感光体の表面電位を得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。 In view of the above circumstances, the present invention is based on the surface current due to the temperature rise of the amorphous silicon photoconductor without using an expensive device such as a potential sensor or a temperature thermistor from the charging current value to the amorphous silicon photoconductor. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of correcting a potential decrease (dark decay characteristic) and always obtaining a stable surface potential of an amorphous silicon photoconductor.
本発明の画像形成装置は、アモルファスシリコン系感光体を帯電する帯電ローラと、前記アモルファスシリコン系感光体へ流れ込む帯電電流値を検出する検出回路と、前記アモルファスシリコン系感光体の帯電電位を除電する除電器と、前記検出回路の前回検出結果と今回検出結果との差分を補うように前記帯電ローラへの印加電圧を制御する制御回路とを備えていることを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention neutralizes a charging roller for charging an amorphous silicon photoconductor, a detection circuit for detecting a charging current value flowing into the amorphous silicon photoconductor, and a charging potential of the amorphous silicon photoconductor. It is characterized by comprising a static eliminator and a control circuit for controlling the voltage applied to the charging roller so as to compensate for the difference between the previous detection result and the current detection result of the detection circuit.
この際、前記制御回路は、前記アモルファスシリコン系感光体の除電OFF状態から前記帯電ローラにより前記アモルファスシリコン系感光体を所定電位に帯電する時に必要な帯電電流値をIdc−1とし、その時の前記帯電ローラ直下の帯電電位値をVo−1とし、前記アモルファスシリコン系感光体が1回転した後に前記アモルファスシリコン系感光体を所定電位に再帯電する時に必要な帯電電流値をIdc−2とし、その時の前記帯電ローラ直下の帯電電位値をVo−2とした時、帯電電流値Idc−1と帯電電流値Idc−2との差分から前記アモルファスシリコン系感光体に発生した暗減衰による電位低下分を算出して、前記帯電ローラへの印加電圧にフィードバック制御するのが好ましい。 At this time, the control circuit sets Idc-1 as a charging current value necessary for charging the amorphous silicon photoconductor to a predetermined potential by the charging roller from the neutralization OFF state of the amorphous silicon photoconductor. The charging potential value immediately below the charging roller is Vo-1, and the charging current value required for recharging the amorphous silicon photoconductor to a predetermined potential after one rotation of the amorphous silicon photoconductor is Idc-2. When the charging potential value immediately below the charging roller is Vo-2, the potential decrease due to the dark decay generated in the amorphous silicon photoconductor is calculated from the difference between the charging current value Idc-1 and the charging current value Idc-2. It is preferable to calculate and feedback control the voltage applied to the charging roller.
本発明の画像形成装置は、アモルファスシリコン系感光体への帯電電流値から、電位センサや温度サーミスタ等の高価なデバイスを使用することなく、アモルファスシリコン系感光体の温度上昇による表面電位の低下(暗減衰特性)分を補正し、常に安定したアモルファスシリコン系感光体の表面電位を得ることができる。 The image forming apparatus according to the present invention can reduce the surface potential due to the temperature rise of the amorphous silicon photoconductor without using an expensive device such as a potential sensor or a temperature thermistor from the charging current value to the amorphous silicon photoconductor. It is possible to obtain a stable surface potential of the amorphous silicon photosensitive member by correcting the dark attenuation characteristic).
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。 Next, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の説明図、図2は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における感光体の温度特性に対する暗減衰特性のグラフ図、図3は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における現像位置における暗減衰特性のグラフ図、図4は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における感光体の1回転後の温度特性と印加電圧との関係のグラフ図、図5は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における帯電電位算出のグラフ図、図6は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における帯電ローラの印加電圧と感光体の表面電位との関係を示すグラフ図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph of dark decay characteristics with respect to temperature characteristics of a photoconductor in the image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a graph of dark decay characteristics at a development position in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph showing temperature characteristics and applied voltages after one rotation of a photoconductor in the image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the charging potential calculation in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a graph showing the applied voltage of the charging roller and the photosensitive member in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. It is a graph which shows the relationship with the surface potential.
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1は、像担持体としてのアモルファスシリコン系感光体(以下、単に「感光体」と称する。)11の周囲に、感光体11の表面を帯電する帯電ローラ12、感光体11の表面に静電潜像を形成する露光器13、感光体11の表面にトナー像を顕像化する現像器14、トナー像を転写紙(図示せず)に転写する転写ローラ15、転写後の感光体11の表面に付着した残トナー等を除去するクリーニングローラ16並びにクリーニングブレード17、感光体11の表面の帯電電位を除電する除電器18、をこの順に配置している。
As shown in FIG. 1, an
感光体11の帯電電流と帯電電位とは正の相関を有しており、通常印字時は、上述したように、帯電・露光・現像・転写・クリーニング・除電工程を1サイクルとしており、その除電工程後に次の画像形成処理のために帯電工程を行う。
The charging current and the charging potential of the
この際、感光体11は、所望の帯電電位Voを得るのに必要な電流Idc−0とした時に、除電器18による除電工程にて常に帯電電位0Vからの帯電が必要となるため、感光体11への流れ込み電流(帯電電流)は常にIdc−0となる。
At this time, the
しかしながら、除電工程がない場合には、帯電してから再度、もとの帯電位置に戻るまでの間には、図2に示すように、暗減衰特性が発生するため、初期の帯電電位Voよりも低い状態で帯電領域に戻り再帯電が行われるが、この時に必要とされる電流は暗減衰分だけ補えば良いだけの電流で所望の帯電電位Voが得られることになる。 However, when there is no charge eliminating step, dark decay characteristics occur as shown in FIG. 2 between charging and returning to the original charging position. In this state, the charging region returns to the charging region and recharging is performed. The current required at this time can be obtained by compensating for the dark attenuation, and the desired charging potential Vo can be obtained.
また、この暗減衰特性は、図2に示すように、感光体11の温度に依存し、特に高温下では暗減衰特性が低下、すなわち、現像器14の現像位置での帯電電位が低下し、画像品質が低下してしまう。
Further, as shown in FIG. 2, this dark decay characteristic depends on the temperature of the
尚、図2に示した時間100msは、感光体11の任意位置における帯電ローラ12から現像器14に達するまでの所要時間を示し、常温時(例えば、25℃)と高温時(例えば、45℃)とでは、この100ms後の帯電電位に約20Vの電位差が発生していることを示す。また、図3は、図2に示した100ms後の現像位置における感光体11の温度特性を示す。
Note that the
従って、感光体11の温度が装置の使用状況によって上昇した場合には、先に述べた再帯電電流値が大きくなることから、感光体11に予めメモリされていた常温(25℃)での暗減衰特性から得られた再帯電電流と比較することにより、現像位置での帯電低下分を算出し、帯電ローラ12への印加電圧(Vdc)の電圧を上げることにより常に安定した帯電電位と画像品質を提供することが可能となる。
Accordingly, when the temperature of the
次に、本発明の実施の形態にかかわる帯電電位制御の根拠となる実験例を示す。尚、この実験に使用した感光体11は、外径30(mm)、膜厚20(μm)、長さ254(mm)、周速150(mm/s)である。また、帯電ローラ12は、外径12(mm)、長さ220(mm)、芯金の外径6(mm)のものを使用した。さらに、感光体11の表面電位の設定は約300(V)になるように設定し、帯電ローラ12の印加電圧はDC=400(V)、AC=1.4(KV)、周波数1.5(kHz)と設定した。
Next, experimental examples serving as the basis for charge potential control according to the embodiment of the present invention will be described. The
感光体11の表面温度が常温下の25℃と高温下の45℃とでは、図4に示すように、感光体11が1回転(620ms)した後では、暗減衰によって165V(Vo−1)と135V(Vo−2)となる。
When the surface temperature of the
これは、図5に示すように、帯電電流と表面電位との関係から、感光体11の除電OFF状態から帯電ローラ12により感光体11を所定電位に帯電する時に必要な帯電電流値Idc−1(60μA)と、感光体11が1回転した後に感光体11を所定電位に再帯電する時に必要な帯電電流値Idc−2(50μA)とを検出回路21で検出し、その差分を制御回路22で求め、感光体11に発生した暗減衰による電位低下分(10μA相当)を電流値で10μAを初期値よりも多く流すように帯電ローラ12にフィードバックすることによって暗減衰補正が可能となる。
As shown in FIG. 5, this is because the charging current value Idc-1 required when the
制御回路(CPU)22は、ROM等のメモリ23に格納された本発明の画像形成装置の制御に係わる制御プログラムに基づいて制御を行う。従って、メモリ23は、この制御プログラムを実行する制御回路22とでマイクロコンピュータを構成している。尚、画像形成処理を実行する際の画像データ等は、このメモリ23とは別のRAM24等に一時的に記憶され、露光器13に反映される。さらに、制御回路22は、帯電ローラ12への帯電電流の他、除電器18のイレース光量や感光体11でのバイアス等も制御する。また、RAM24には、制御回路22による差分算出のために、上述した帯電電流値Idc−1と帯電電流値Idc−2とが記憶される。
A control circuit (CPU) 22 performs control based on a control program related to control of the image forming apparatus of the present invention stored in a
また、帯電ローラ12における印加電圧(Vdc)と感光体11の表面電位(Vo)との関係を図6に示す。
FIG. 6 shows the relationship between the applied voltage (Vdc) at the charging
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、感光体11の温度測定用サーミスタや表面電位センサ等の高価なデバイスを使用することなく、感光体11の温度上昇による帯電電位の低下を防止し、常に安定した画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the charging potential is lowered due to the temperature rise of the
1…画像形成装置
11…アモルファスシリコン系感光体
12…帯電ローラ
18…除電器
21…検出回路
22…制御回路
DESCRIPTION OF
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JP2007169192A JP2009008828A (en) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Image forming apparatus |
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Cited By (2)
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JP2016164586A (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | ブラザー工業株式会社 | Image forming apparatus, image forming method, and program |
US10845725B2 (en) | 2018-07-20 | 2020-11-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
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2007
- 2007-06-27 JP JP2007169192A patent/JP2009008828A/en active Pending
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