(57)【要約】【課題】像担持体の表面電位を適正に調整することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム１９の表面と接触して帯電する帯電デバイス２４にＡＣ電源とＤＣ電源とを重畳したバイアスを印加する高圧電源３９と、高圧電源３９から帯電デバイス２４を通じて感光体ドラム１９に流れる電流を測定する電流検出回路４０と、生産過程における感光体ドラム１９の電流値を予め記憶した記憶部３４と、電流検出回路４０で検出された電流値が予め設定された目標電流値となるように高圧電源３９から印加される帯電デバイス２４へのバイアスを調整する際に帯電デバイス２４に一定の帯電バイアスを印加していても帯電開始から所定期間の間に電流値が上昇する特性を有する感光体ドラム２０である場合に目標電流値をメモリ３６に記憶された生産過程時の電流値よりも小さい値とする制御回路部３７とを備えている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて転写像が形成される像担持体と、該像担持体の表面と接触して前記像担持体の表面を帯電する帯電デバイスと、該帯電デバイスにＡＣ電源とＤＣ電源とを重畳したバイアスを印加する電源と、該電源から前記帯電デバイスを通じて前記像担持体に流れる電流を測定する電流検出部と、該電流検出部で検出された電流値が予め設定された目標電流値となるように前記電源から印加される前記帯電デバイスへのバイアスを調整することにより前記像担持体の表面電位を調整する制御回路部と、生産過程における前記像担持体の電流値を予め記憶した記憶部と、を備え、
前記制御回路部は、前記帯電デバイスに一定の帯電バイアスを印加していても帯電開始から所定期間の間に前記電流値が上昇する特性を有する前記像担持体である場合、前記目標電流値を前記記憶部に記憶された生産過程時の電流値よりも小さい値とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御回路部は、前記記憶部に記憶する生産過程時の電流値の測定を、前記像担持体が帯電開始から所定時間を経過し且つ電流上昇が無くなった後に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】
前記像担持体がアモルファスシリコン感光体ドラムであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
生産工程におけるユニット調整時の帯電デバイスに流れた電流値を記録する記憶ステップと、
画像形成処理のために前記帯電デバイスへ帯電バイアスを印加する電源供給ステップと、
前記帯電デバイスに流れた電流値を電圧に変換して電流モニタとして検出するモニタリングステップと、
前記帯電デバイスに一定の帯電バイアスを印加してモニタリングしている際の帯電開始から所定期間の間に電流値が上昇する場合には、その電流値が生産工程におけるユニット調整時の帯電デバイスに流れた電流値となるように帯電バイアスを制御する制御ステップと、を備えていることを特徴とする画像形成装置のバイアス調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ・複写機・ファクシミリ又はこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置に搭載されて、像担持体の表面を帯電した後に、画像データに基づいて静電潜像を形成することで像担持体の表面に転写像を形成する画像形成装置及び画像形成装置のバイアス調整方法
に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリンタ・複写機・ファクシミリ又はこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置には、像担持体の表面を帯電した後に、パーソナルコンピュータ等から出力された印刷データに含まれる画像データや画像読取部で読み取った画像データに基づいて静電潜像を形成することで像担持体の表面に転写像を形成する画像形成部が搭載されている。
【０００３】
また、像担持体を帯電する帯電方式としては、コロナ放電を利用したスコロトロン方式や、像担持体に導電性の弾性ローラを当接させ、そのニップ部近傍の放電を利用したローラ方式等が周知である。
【０００４】
この際、帯電ローラ方式は、オゾンの発生が少ないうえ、そのニップ部近傍の放電現象を利用しているために印加電圧を抑えることができるという長所がある。
【０００５】
一方、像担持体としてのアモルファスシリコン感光体ドラム（以下、単に「感光体ドラム」と称する。）は、削れにくい特性により、寿命を通じて高圧電源から帯電ローラに流れるＤＣ電流値と感光体ドラムの表面電位との相関が高いことから、その帯電電流を検出することにより感光体ドラムの表面電位を制御することが可能であることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、感光体ドラムは、その表面電位や帯電電流は帯電開始直後から安定しており、調整目標の電流値は生産過程における感光体ドラム及び帯電ローラを含む画像形成ユニットのユニット調整時に測定した値で特に問題なかった。
【特許文献１】特開平０２−１６３７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記の如く構成された画像形成装置にあっては、近年の高速化、即ち、画像形成プロセススピードが速くなるに従って、次の画像形成処理のための感光体ドラムの表面除電工程から帯電工程に至る迄の時間が短くなり、感光体ドラムの露光メモリが感光体ドラム表面に形成された転写像に顕著に影響されるようになった。
【０００８】
そこで、感光体ドラムの露光メモリを改善しようとすると、感光体ドラムは光疲労が顕著となり、帯電ローラに一定の帯電バイアスを印加していても、帯電開始直後は表面電位と帯電電流との変化が大きく、帯電が安定するまでに帯電開始から十数秒間必要な感光体ドラムとなってしまう。
【０００９】
そのため、ユニット調整時には帯電電位が安定した状態で調整作業を行う必要があるため、電位調整前に２０秒程度の前帯電を行う必要が生じ、また、電位調整時に測定する電流値は、帯電開始時よりも高い値となってしまうという問題が発生する。
【００１０】
また、このような感光体ドラム及び帯電ローラを含む画像形成ユニットを実機搭載して印字開始直前に帯電補正を行う場合、帯電開始から電流測定までに１秒程度しかなく、十分な帯電バイアスであっても電流値は低く測定されてしまい、ユニット調整時の値を目標にすると表面電位を高く制御してしまうこととなる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、像担持体の表面電位を適正に調整することができる画像形成装置及び画像形成装置のバイアス調整方法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】
【００１２】
本発明の画像形成装置は、画像データに基づいて転写像が形成される像担持体と、該像担持体の表面と接触して前記像担持体の表面を帯電する帯電デバイスと、該帯電デバイスにＡＣ電源とＤＣ電源とを重畳したバイアスを印加する電源と、該電源から前記帯電デバイスを通じて前記像担持体に流れる電流を測定する電流検出部と、該電流検出部で検出された電流値が予め設定された目標電流値となるように前記電源から印加される前記帯電デバイスへのバイアスを調整することにより前記像担持体の表面電位を調整する制御回路部と、生産過程における前記像担持体の電流値を予め記憶した記憶部と、を備え、前記制御回路部は、前記帯電デバイスに一定の帯電バイアスを印加していても帯電開始から所定期間の間に前記電流値が上昇する特性を有する前記像担持体である場合、前記目標電流値を前記記憶部に記憶された生産過程時の電流値よりも小さい値とすることを特徴とする。
【００１３】
この際、前記制御回路部は、前記記憶部に記憶する生産過程時の電流値の測定を、前記像担持体が帯電開始から所定時間を経過し且つ電流上昇が無くなった後に行うのが好ましい。
【００１４】
また、前記像担持体がアモルファスシリコン感光体ドラムであるのが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明の画像形成装置のバイアス調整方法は、生産工程におけるユニット調整時の帯電デバイスに流れた電流値を記録する記憶ステップと、画像形成処理のために前記帯電デバイスへ帯電バイアスを印加する電源供給ステップと、前記帯電デバイスに流れた電流値を電圧に変換して電流モニタとして検出するモニタリングステップと、前記帯電デバイスに一定の帯電バイアスを印加してモニタリングしている際の帯電開始から所定期間の間に電流値が上昇する場合には、その電流値が生産工程におけるユニット調整時の帯電デバイスに流れた電流値となるように帯電バイアスを制御する制御ステップと、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像形成装置は、像担持体の表面電位を適正に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置を搭載した画像形成装置としてのプリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る画像形成部の説明図、図３（Ａ）は本発明の一実施形態に係る画像形成装置における像担持体の表面電位と電流モニタの挙動関係を示すグラフ図、図３（Ｂ）は従来の画像形成装置における像担持体の表面電位と電流モニタの挙動関係を示すグラフ図、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モニタ電圧と電流換算値との関係を示すグラフ図である。
【００１９】
（画像形成装置の全体構成）
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としてのプリンタ１は、画像形成装置本体としてのプリンタ本体２の内部にスライド変位可能に格納された給紙カセット３と、給紙カセット３の収納空間４内に収納した転写紙（図示せず）を取り出す給紙部５と、プリンタ本体２の正面に配置した手差トレイ６と、手差トレイ６にセットした転写紙（図示せず）を取り出す手差給紙部７と、各給紙部５，７から供給された転写紙を搬送する搬送経路８と、搬送経路８のシート搬送方向上流側で各給紙部５，７の合流部よりもシート搬送方向下流側に配置したレジストローラ対９と、レジストローラ対９よりも搬送経路８のシート搬送方向下流側に配置されてトナーコンテナ１０から供給されたトナー等の現像剤により転写紙の一面に転写像を形成する画像形成部１１と、画像形成部１１よりも搬送経路８のシート搬送方向下流側に配置されて転写紙の一面に形成されたトナー画像を定着する定着装置１２と、定着装置１２を通過した転写紙の他面に転写像を形成する場合に搬送経路８の定着装置１２よりも搬送経路下流側からレジストローラ対９よりも搬送経路８の搬送経路上流側へと引き戻す反転経路１３と、搬送経路８の終端部に設けられた排紙部１４とを備えている。
【００２０】
（トナーコンテナ１０の構成）
トナーコンテナ１０は、コンテナ本体１５の内部に補給用トナーが収納されている。また、その補給用トナーは、可撓性樹脂材料等からなるパドル１６によって攪拌されると共に、スパイラル１７によって転写紙幅方向（図１の紙面奥行き方向）に搬送された後、その所定位置で画像形成部１１の現像デバイス１８へと供給される。
【００２１】
（現像デバイス１８の構成）
この現像デバイス１８は、トナーコンテナ１０から供給された補給用トナーを攪拌しつつ画像形成部１１の感光体ドラム１９に供給するもので、その内部には隔壁２０によって仕切られた状態で一対のスパイラル２１，２２が配置されている。
【００２２】
隔壁２０の両端（図１の紙面奥行き方向）は各スパイラル２１，２２の両端間を連通するように開放しており、スパイラル１７の下方に設けられたスパイラル２１により現像デバイス１８の一方側へ向けてトナーを攪拌搬送（往路）した後に、この一方側の隔壁開放端で折り返されてスパイラル２２により現像デバイス１８の他方側へと向けて補給用トナーを攪拌搬送（復路）し、さらにこの他方側の隔壁開放端で再び折り返される循環搬送経路が構成されている。また、スパイラル２２には、感光体ドラム１９に接触して補給用トナーを供給する現像ローラ２３が配置されている。
【００２３】
現像ローラ２３は、その周面が感光体ドラム１９の周面と対向するように配置されている。従って、現像ローラ２３に搬送されつつある補給用トナーは、現像ローラ２３を介して感光体ドラム１９の周面に供給され、これによって感光体ドラム１９の周面にトナー像が形成されることになる。この際、現像ローラ（マグネットローラ）２３は、感光体ドラム１９にトナーを凝集しないよう適度に攪拌しつつ供給する。
【００２４】
（画像形成部１１の構成）
画像形成部１１は、図２に示すように、感光体ドラム１９の周囲に、感光体ドラム１９の回転方向（図示矢印参照）に沿う画像形成プロセス順に、帯電デバイス２４・露光デバイス２５（図１参照）・現像デバイス１８（現像ローラ２３）・転写デバイス２６・クリーニングデバイス２７・除電デバイス２８を備えている。
【００２５】
これにより、画像形成部１１は、感光体ドラム１９が図示しない駆動手段によって所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動され、その表面が帯電デバイス２４によって所定の極性・電位に均一に帯電される。
【００２６】
帯電後の感光体ドラム１９は、その表面に露光デバイス２５によって静電潜像が形成される。ここで、露光デバイス２５は、パーソナルコンピュータ等から出力された印刷データに含まれる画像データに基づいて、感光体ドラム１９の表面にレーザ光Ｐを照射し、感光体ドラム１９の表面のレーザ光照射部分の電荷を除去して画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００２７】
そして、感光体ドラム１９の表面に形成された静電潜像は、現像デバイス１８によってトナーコンテナ１０から供給された電荷を有するトナーが静電的に付着されて未定着トナー像として現像される。さらに、その未定着トナー像は、転写デバイス２６によって転写紙に転写像として転写される。
【００２８】
この際、転写紙に未定着トナー像を転写した感光体ドラム１９は、クリーニングデバイス２７によって残留トナー等の除去処理が行われた後、次の画像形成時の帯電のために除電デバイス２８により除電処理が施される。
【００２９】
（帯電デバイス２４の構成）
帯電デバイス２４は、感光体ドラム１９の表面に接触する帯電ローラ２９と、帯電ローラ２９の表面付着物を除去するファーブラシ等の除去ローラ３０とを備えている。
【００３０】
帯電ローラ２９は、例えば、ＳＵＭ２２材質に無電解ニッケルメッキした直径６ｍｍ、長さ２３０ｍｍの芯材３１と、芯材３１の外層としての導電性弾性層３２と、導電性弾性層３２を覆う表層３３とを備えている。尚、帯電デバイス２４は、帯電ローラ方式に限定されるものではない。
【００３１】
（露光デバイス２５の構成）
露光デバイス２５は、例えば、図示を略するパーソナルコンピュータから送信された印刷データに含まれる画像データを処理して、感光体ドラム１９の表面にレーザ光Ｐを照射する。尚、ここでの印刷データには、上述した画像データの他、例えば、画像形成処理部数・拡大／縮小率・カラー／モノクロ指定・画像濃度等の各種設定に関するデータ等が該当する。また、露光デバイス２５は、画像形成装置として、例えば、複写機能の場合には画像読取部で読み取った画像データ、ファクシミリ機能の場合には電話回線等を介して受信した画像データを処理する。
【００３２】
（転写デバイス２６の構成）
転写デバイス２６には、転写電圧が印加され、感光体ドラム１９の表面に形成されたトナー像を、感光体ドラム１９と協働して転写紙をニップ搬送しつつ、その印加電圧によって転写する。
【００３３】
（クリーニングデバイス２７の構成）
クリーニングデバイス２７は、感光体ドラム１９の表面に接触する研磨ローラ３４と、感光体ドラム１９の表面とカウンタ方向で先端が当接するクリーニングブレード３５とを備え、トナー像転写後の感光体ドラム１９の表面に残存したトナー等を除去する。
【００３４】
（除電デバイス２８の構成）
除電デバイス２８は、ＬＥＤ光源等が用いられ、帯電デバイス２４で帯電された感光体ドラム１９を除電する。
【００３５】
（実施例）
一方、これら各デバイス２４，２５，２６，２７，２８は、感光体ドラム１９と共に生産工程で画像形成ユニットとしてユニット化されている。また、この画像形成ユニットは、生産工程におけるユニット調整時の帯電条件等の情報を格納したメモリ３６を有している。
【００３６】
メモリ３６は、プリンタ本体２に実機搭載した際には、プリンタ本体２に設けられた制御回路部３７に格納した帯電条件等を出力する。
【００３７】
制御回路部３７は、ＲＯＭ３８に格納された制御プログラムに基づいて各種制御を実行する。ＲＯＭ３８には、画像形成処理全般に係わる各種制御プログラムの他、本発明に係わる画像形成処理に関する制御プログラムが格納されている。これにより、制御回路部３７とＲＯＭ３８とは、本発明に係わる画像形成処理を実行するマイクロコンピュータを構成している。
【００３８】
さらに、制御回路部３７は、帯電デバイス２４へ電源供給する高圧電源３９を制御すると共に、高圧電源３９から帯電ローラ２９に流れた電流値を電圧に変換して電流モニタとして検出する電流検出回路４０を監視する。
【００３９】
具体的には、帯電ローラ２９には、ＤＣ成分（約６００Ｖ）にＡＣ（適正なＶｐｐ）を重畳させたバイアスが電流検出回路４０を経由して高圧電源３９から印加され、これにより、感光体ドラム１９を３５０Ｖに帯電させる。
【００４０】
一方、メモリ３６には、ユニット調整時に所定の表面電位に帯電させた時の電流値が格納されているが、この電流値は、実機搭載時の制御回路部３７では安定した状態での測定を確保するために、ユニットの電位調整前には２０秒の前帯電が行なわれる。
【００４１】
他方、実機搭載時には、画像形成出力命令を制御回路部３７が受信すると、制御回路部３７は、その印字開始直前に周辺環境（機内温度・湿度等）や機械の状況に応じた適正な帯電バイアスを決定したうえで、印字を開始する。
【００４２】
この際、帯電ローラ２９への帯電開始から現在電流値の測定までには、近年の高速処理化を考慮して１秒程度しか時間が無い。
【００４３】
例えば、本発明の画像形成部１１を、
感光体ドラム１９：アモルファスシリコンドラム（φ３０ｍｍ）
帯電ローラ２９：シンジーテック（株）製  エピクロルヒドリンゴム（φ１２ｍｍ）
転写紙幅の内側抵抗値：１０５〜１０６Ω  硬度：６０°（ＪＩＳ  Ａ）
感光体ドラム１９への押圧力：１０［Ｎ］
帯電バイアス：ＡＣ＋ＤＣ
とした際、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、本発明の画像形成部１１と従来の画像形成部とでは、感光体ドラム１９の表面電位と電流検出回路４０での電流モニタに関係では、その帯電開始初期に差が発生した。
【００４４】
これは、図４に示すように、同じ帯電バイアスであっても、１秒後は２０５．３μＡであるが、２０秒後は２１９．８μＡとなり、実機搭載レベルで帯電補正を行うタイミングでは、ユニットの調整を行う２０秒後の電流値の９３％程度であることがわかる。
【００４５】
そこで、図５に示すように、生産工程におけるユニット調整時の帯電デバイス２４に流れた電流値がメモリ３６に記録され（ステップＳ１）、実機搭載後に画像形成処理のために高圧電源３９から帯電デバイス２４に帯電バイアスが印加され（ステップＳ２）、その帯電デバイス２４に流れた電流値を電圧に変換して電流モニタとして電流検出回路４０により検出され（ステップＳ３）、帯電デバイス２４に一定の帯電バイアスを印加してモニタリングしている際の帯電開始から所定期間の間に電流値が上昇する感光体ドラム１９である場合には、その電流値が生産工程におけるユニット調整時の帯電デバイスに流れた電流値となるように帯電バイアスが制御（例えば、９８％）される（ステップＳ４）。
【００４６】
よって、実機搭載状態での帯電補正時には、制御回路部３７は、電流検出回路４０で検出される電流値が、メモリ３６に格納されたユニット調整時に調整した時の電流値の９３％となるように高圧電源３９を調整すれば適正な帯電バイアスとすることができる。
【００４７】
ところで、上記実施の形態では、本発明の画像形成部１１をプリンタ１に適用して説明したが、例えば、複写専用機や複合機等の画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を搭載した画像形成装置としてのプリンタの説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成部の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示し、（Ａ）は本発明画像形成装置における像担持体の表面電位と電流モニタの挙動関係を示すグラフ図、（Ｂ）は従来の画像形成装置における像担持体の表面電位と電流モニタの挙動関係を示すグラフ図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるモニタ電圧と電流換算値との関係を示すグラフ図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるバイアス調整ルーチンのフロー図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…プリンタ（画像形成装置）
１１…画像形成部
１９…感光体ドラム（像担持体）
２４…帯電デバイス
３６…メモリ（機億部）
３９…高圧電源（電源）
４０…電流検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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