(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変の帯電電圧を発生可能な帯電用電源と、
前記帯電用電源によって発生された帯電電圧が印加される帯電ローラと、
前記帯電ローラによって帯電させられる感光体ドラムと、
帯電させられた前記感光体ドラムを除電する除電手段と、
前記帯電用電源と前記帯電ローラとの間を流れる帯電電流の値を検出する帯電電流観測手段と、
所定の転写電圧を発生する転写用電源と、
前記転写用電源によって発生された転写電圧が印加される転写ローラと、
前記転写用電源と前記転写ローラとの間を流れる転写電流の値を検出する転写電流観測手段と、
前記帯電用電源が発生する帯電電圧、前記感光体ドラムの回転のオン・オフ、及び前記除電手段のオン・オフを制御するとともに、前記帯電電流観測手段によって検出された帯電電流値および前記転写電流観測手段によって検出された転写電流値が入力される演算・制御手段と、
前記演算・制御手段に接続された記憶手段と、
を有する電子写真プリンタにおいて、
前記演算・制御手段は、電子写真プリンタの初期動作時に、前記除電手段をオフにした状態で前記感光体ドラムを複数周回転させ、前記感光体ドラムの表面電位の目標値を帯電電圧として前記帯電用電源から発生させ、前記転写電流観測手段が検出した転写電流を基準転写電流として取得し、前記除電手段をオンにした状態で前記基準転写電流を得るのに必要な帯電電圧を算出し、算出した帯電電圧を前記記憶手段に格納し、
実際の印刷時には、前記除電手段をオンにした状態で前記感光体ドラムを回転させ、前記帯電用電源が出力する帯電電圧を前記記憶手段に格納された値と一致させることを特徴とする、電子写真プリンタ。
【請求項２】
前記演算・制御手段は、電子写真プリンタの初期動作時に、前記除電手段をオフにした状態で前記感光体ドラムを複数周回転させ、前記感光体ドラムの表面電位の目標値を帯電電圧として前記帯電用電源から発生させ、前記転写電流観測手段が検出した転写電流を基準転写電流として取得した後に、前記除電手段をオンにした状態で、複数の帯電電圧のそれぞれにおける複数の転写電流を前記転写電流観測手段から取得し、前記取得した複数の転写電流に基づいて、前記基準転写電流を得るのに必要な帯電電圧を算出し、算出した帯電電圧を前記記憶手段に格納することを特徴とする、請求項１に記載の電子写真プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プリンタに関し、特に、印刷プロセスの最初に電子写真プリンタ内の感光体ドラムを帯電させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プリンタの印刷プロセスにおいては、まず最初に、感光体ドラムの表面に電荷を送り込んで帯電させるが、印刷される写真の画質を向上させるには、帯電後の感光体ドラムの表面電位を一定にする必要がある。
【０００３】
感光体ドラムの表面電位を一定にするには、表面電位を測定するための表面電位センサを設け、この表面電位センサの検出結果に基づいて、感光体ドラムの表面に送り込む電荷の量を制御することも考えられるが、表面電位センサは一般に高価であり、高級機種にしか採用できない。
【０００４】
そこで、従来は、感光体ドラムの表面を帯電させるための帯電電流を一定にする制御を行っていた。この制御によれば、帯電電流すなわち電荷を感光体ドラムの表面に送り込む帯電ローラの抵抗が、温度や湿度の影響を受けて変化しても、表面電位を一定に保つことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図４に示すように、感光体ドラムの表面の感光体膜が摩耗し、感光体膜の膜厚が減少すると、感光体膜の静電容量が増加する。このとき、帯電電流を一定にすると、感光体ドラムの表面電位は低下することになり、表面電位を一定に保つことができない。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、感光体ドラムの表面の感光体膜が摩耗しても、表面電位を一定に保つことができる電子写真プリンタを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、 可変の帯電電圧を発生可能な帯電用電源と、この帯電用電源が発生した帯電電圧が印加される帯電ローラと、この帯電ローラによって帯電させられる感光体ドラムと、帯電させられた感光体ドラムを除電する除電手段と、前記帯電用電源と帯電ローラとの間を流れる帯電電流の値を検出する帯電電流観測手段と、所定の転写電圧を発生する転写用電源と、この転写用電源が発生した転写電圧が印加される転写ローラと、前記転写用電源と転写ローラとの間を流れる転写電流の値を検出する転写電流観測手段と、前記帯電用電源が発生する帯電電圧、感光体ドラムの回転のオン・オフ、除電手段のオン・オフを制御し、また、帯電電流観測手段が検出した帯電電流値および転写電流観測手段が検出した転写電流値を入力する演算・制御手段と、この演算・制御手段に接続された記憶手段とを有する電子写真プリンタにおいて、前記演算・制御手段は、電子写真プリンタの初期動作時に、除電手段をオフさせた状態で、感光体ドラムを複数周、回転させ、帯電用電源から、感光体ドラムの表面電位として得たい電圧を、帯電電圧として発生させ、かつ、転写電流観測手段が検出した転写電流を取得し、取得した転写電流を、除電手段をオンさせた状態で得るのに必要な帯電電圧を算出し、算出した帯電電圧を記憶手段に格納し、実際の印刷時には、除電手段をオンさせた状態で、感光体ドラムを回転させ、帯電用電源が出力する帯電電圧を、記憶手段に格納された値と一致させることを特徴とする電子写真プリンタである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、 前記演算・制御手段は、電子写真プリンタの初期動作時に、除電手段をオフさせた状態で、感光体ドラムを複数周、回転させ、帯電用電源から、感光体ドラムの表面電位として得たい電圧を、帯電電圧として発生させ、かつ、転写電流観測手段が検出した基準となる転写電流を取得した後に、除電手段をオンさせた状態で、複数箇所の帯電電圧における転写電流を転写電流観測手段から取得し、取得した複数の転写電流から、除電手段をオンさせた状態で、前記基準となる転写電流を得るのに必要な帯電電圧を算出し、算出した帯電電圧を記憶手段に格納することを特徴とする請求項１に記載の電子写真プリンタである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態における電子写真プリンタの構成を示す図である。帯電ローラ１ は、印刷プロセスの最初に、感光体ドラム２ の表面を帯電させる。このため、帯電ローラ１には、帯電のための電荷すなわち帯電電流Ｉｍｃを供給する帯電用高圧電源３ が接続され、さらに帯電用高圧電源３と接地電位との間には、帯電電流Ｉｍｃを検出する帯電電流観測手段４ が接続されている。なお、この帯電電流観測手段４は、帯電ローラ１と帯電用高圧電源３との間に接続してもよい。
【００１０】
レーザスキャナユニット５ は、帯電した感光体ドラム２の表面にレーザを当て、部分的に表面の電荷を落とすことにより、画像等を感光体ドラム２の表面に書き込む。現像器６ は、現像用高圧電源７ から供給される電荷によって帯電させられたトナーを、感光体ドラム２の表面の、レーザが当たった部分に吸着させる。すなわち、レーザが当たった部分には電荷がないので、その部分だけ電荷どうしの反発が起こらず、帯電させられたトナーが吸着する。
【００１１】
転写ローラ８ は、感光体ドラム２の表面から印刷媒体である紙の上にトナーを転写する。このため、転写ローラ８は、転写電圧Ｖｔｒを発生する転写用高圧電源９ と接続されていて、この転写電圧Ｖｔｒによって、感光体ドラム２の表面から紙の上に、帯電したトナーを引きつける。転写用高圧電源９と接地電位との間には、転写電流Ｉｔｒを検出する転写電流観測手段１４が接続されている。なお、この転写電流観測手段１４は、転写ローラ８と転写用高圧電源９との間に接続してもよい。
【００１２】
クリーナ１０ は、トナーの転写後、感光体ドラム２の表面に残ったトナーを除去し、除電手段１１ は、感光体ドラム２の表面の電荷を除去する。
【００１３】
ＣＰＵ（演算・制御手段）１２ は、上記の帯電用高圧電源３、レーザスキャナユニット５、現像用高圧電源７、転写用高圧電源９、クリーナ１０、除電手段１１を制御する。また、ＣＰＵ１２には、メモリ（記憶手段）１３ が接続されている。
【００１４】
帯電用高圧電源３の出力電圧である帯電電圧−Ｖｍｃおよび転写用高圧電源９の出力電圧である転写電圧Ｖｔｒは可変となっており、ＣＰＵ１２からの指令に応じて変化する。ＣＰＵ１２は、帯電電流観測手段４が検出した帯電電流Ｉｍｃ、および転写電流観測手段１４が検出した転写電流Ｉｔｒに基づいて、後述する演算を行い、帯電用高圧電源３を制御して帯電電圧−Ｖｍｃを変化させる。帯電電圧−Ｖｍｃが変化することにより、帯電電流Ｉｍｃが変化する。また、図示していないが、ＣＰＵ１２は、感光体ドラム２の回転のオン、オフを制御する。
【００１５】
図２は、印刷プロセスの最初に感光体ドラム２の表面を帯電させる、帯電電流Ｉｍｃが流れる系と、転写電流Ｉｔｒが流れる系とを、等価回路に置き換えた回路図である。帯電ローラ１は抵抗Ｒに、感光体ドラム２はコンデンサＣに、転写ローラ８は抵抗Ｒ２に置き換えてある。
【００１６】
この図２および図１を参照し、電子写真プリンタの電源立ち上げ直後のウォーミングアップ時等に行われる初期動作を説明する。なお、以下の説明においては、感光体ドラム２は常に回転しているものとする。まず、図１に示した除電手段１１がＣＰＵ１２からの指令によってオンされ、感光体ドラム２の表面上の電荷が除去される。これは、図２においては、感光体ドラム２を意味するコンデンサＣに充電された電荷が放電され、ゼロとされることを意味する。
【００１７】
次に、除電手段１１がオフされ、帯電用高圧電源３から帯電ローラ１を介して感光体ドラム２の表面に電荷が送り込まれ、感光体ドラム２の表面が帯電させられる。すなわち、帯電電圧−Ｖｍｃを発生する帯電用高圧電源３によって、帯電電流Ｉｍｃが流れる。このときの帯電電圧−Ｖｍｃは、感光体ドラム２の表面電位−Ｖｓｆの目標値に設定する。
【００１８】
感光体ドラム２の表面の帯電が進むと（コンデンサＣへの充電が進むと）、感光体ドラム２の表面電位−Ｖｓｆが−（Ｖｍｃ−Ｖｔｈ）に近づき、帯電電流Ｉｍｃが減少する。ここでＶｔｈは放電開始電圧である。又、図２の等価回路ではＩｍｃは連続した値とはならないが、実際には、Ｃは感光ドラムであり、回転することによりＣが次々と切り替わる動作となる。その為、実機上ではＩｍｃは連続した値となるが、本説明では、図２の等価回路に近似して説明する。やがて、感光体ドラム２の表面電位−Ｖｓｆが−（Ｖｍｃ−Ｖｔｈ）と同じになり、帯電電流Ｉｍｃがゼロになる。そして、このとき、転写電圧Ｖｔｒが任意の一定値に固定され、転写電流Ｉｔｒが検出される。なお、実機では帯電ローラと転写ローラが同一地点には設置されていない。例えば、図１に示した例では、帯電ローラ１は感光体ドラム２の左上に配置され、転写ローラ８は感光体ドラム２の右に配置されている。すなわち、感光体ドラム２の表面のある一点に形成されたコンデンサＣは、帯電ローラ１と転写ローラ８との両方に同時に接続される（接触する）ことはなく、帯電ローラ１に接続された（接触した）後に、感光体ドラム２が所定の角度だけ回転すると、転写ローラ８に接続される（接触する）。この現象を表現するため、図２には仮想的なスイッチＳＷを付加した。
【００１９】
図３は、本実施形態の動作を説明するためのグラフである。上記の初期動作時に測定された転写電流をＩｔｒ０とする。そして、初期動作の続きとして、除電手段１１がオンされ、帯電電圧−Ｖｍｃを変えずに、転写電流Ｉｔｒが検出される。このとき検出された転写電流をＩｔｒ１とする。除電手段１１がオンされることによって、感光体ドラム２が１周する毎に、この感光体ドラム２の表面は除電されるので、帯電電流Ｉｍｃが、帯電ローラ１（抵抗Ｒ）を介して流れる。すると、帯電ローラ１（抵抗Ｒ）における電圧降下分だけ、表面電位の絶対値は小さくなる。すると、転写電流も小さくなる。従って、除電手段１１がオンされたときの転写電流Ｉｔｒ１は、除電手段１１がオフされたときの転写電流Ｉｔｒ０より小さくなる。
【００２０】
さらに、除電手段１１がオンされた状態で、帯電電圧−Ｖｍｃが変更され、−（Ｖｍｃ＋α）とされ、転写電流Ｉｔｒが検出される。このとき検出された転写電流をＩｔｒ２とする。すなわち、除電手段１１がオンされた状態で、２点で転写電流Ｉｔｒが検出される。そして、この２点を通る直線が、Ｉｔｒ＝Ｉｔｒ０と交わる点Ａの帯電電圧−Ｖｍｃ０が、ＣＰＵ１２によって算出され、算出された値がメモリ（記憶手段）１３に格納される。
【００２１】
そして、実際の印刷時には、上記の初期動作においてメモリ（記憶手段）１３に格納された値−Ｖｍｃ０が、帯電電圧として用いられる。この帯電電圧−Ｖｍｃ０により、感光体ドラム２が１回転する間に、感光体ドラム２の表面電位は、所望の電位となる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、高価な表面電位センサを用いなくても、感光体ドラムの表面電位を所望の一定値とすることができる。これにより、価格を上昇させることなく、感光体ドラムの表面電位を一定にすることができる。特に、感光体ドラムの表面が摩耗しても、感光体ドラムの寿命末期まで、感光体ドラムの表面電位を一定に保つことができ、従って、寿命末期まで、印刷される写真等の画質を維持することが可能な電子写真プリンタを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の一実施形態における電子写真プリンタの構成を示す図である。
【図２】   印刷プロセスの最初に感光体ドラム２の表面を帯電させる、帯電電流Ｉｍｃが流れる系と、転写電流Ｉｔｒが流れる系とを、等価回路に置き換えた回路図である。
【図３】   本発明の一実施形態の動作を説明するためのグラフである。
【図４】   感光体ドラムの表面の感光体膜が摩耗し、感光体膜の膜厚が減少する様子を示す表である。
【符号の説明】
１   帯電ローラ
２   感光体ドラム
３   帯電用高圧電源（帯電用電源）
４   帯電電流観測手段
５   レーザスキャナユニット
６   現像器
７   現像用高圧電源
８   転写ローラ
９   転写用高圧電源（転写用電源）
１０   クリーナ
１１   除電手段
１２   ＣＰＵ（演算・制御手段）
１３   メモリ（記憶手段）
１４   転写電流観測手段
−Ｖｓｆ  表面電位
−Ｖｍｃ  帯電電圧
Ｉｍｃ  帯電電流
Ｖｔｒ  転写電圧
Ｉｔｒ  転写電流
【図１】
0004095273.tif 000002
【図２】
0004095273.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004095273.tif 000005