説明

画像形成装置

【課題】
装置毎の現像ローラの製造ばらつきに起因する抵抗値のばらつきによって、感光ドラム表面の帯電電位とトナーの帯電量との関係を適切化できない場合があった。
【解決手段】
潜像が形成される静電潜像担持体と、所定の電圧が印加されて前記静電潜像担持体表面を帯電する帯電部材と、所定の電圧が印加されて前記静電潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に流れる第1の電流を検出する電流検出部と、前記現像剤担持体の抵抗値情報を記憶する記憶部とを有し、前記電流検出部で検出された第1の電流と、前記記憶部内にある抵抗値情報に基づいて、前記現像剤担持体もしくは前記帯電部材に印加する電圧を補正する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、所定の記録媒体にトナーを定着して画像を形成する電子写真記録方式の画像形成装置が知られている。かかる画像形成装置は、感光ドラムを備え、感光ドラムの表面に対して帯電及び露光を行うことによって静電潜像を形成し、形成された静電潜像に現像ローラ上のトナーを現像し、得られたトナー画像を記録媒体に転写した後に転写されたトナー画像を記録媒体上に定着することによって画像形成を行うものである。
【0003】
上述した画像形成装置において、現像ローラ上のトナーはトナー供給ローラによって供給され、この間にトナー自体を帯電させる。現像ローラ上のトナーの帯電量を決定するために現像ローラを流れる電流を検出する検出装置を備えており、検出した電流値よりトナーの帯電量を演算した結果に基づいて、トナー供給ローラに印加する電圧値を補正することによってトナーの帯電量を補正し、長期間の使用によるトナーの異常帯電を抑え、感光ドラム表面の帯電電位とトナーの帯電量との関係を適切化して高画質化を図っていた。
【0004】
【特許文献1】特開2005−258386号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記構成の装置では、現像ローラ上のトナーの帯電量以外の要因、例えば、装置毎の現像ローラの製造ばらつきに起因する抵抗値のばらつきによる検出電流値の差異によって、トナーの帯電量の演算結果に差異が生じるため、感光ドラム表面の帯電電位とトナーの帯電量との関係を適切化できない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明は、潜像が形成される静電潜像担持体と、所定の電圧が印加されて前記静電潜像担持体表面を帯電する帯電部材と、所定の電圧が印加されて前記静電潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に流れる第1の電流を検出する電流検出部と、前記現像剤担持体の抵抗値情報を記憶する記憶部とを有し、前記電流検出部で検出された第1の電流と、前記記憶部内にある抵抗値情報に基づいて、前記現像剤担持体もしくは前記帯電部材に印加する電圧を補正するものである。
【0007】
また、本発明は、潜像が形成される静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、所定の電圧が印加されて前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、所定の電圧が印加されて前記現像剤担持体上に現像剤を薄層化する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体に流れる第1の電流を検出する電流検出部と、前記現像剤担持体の抵抗値情報を記憶する記憶部とを有し、前記電流検出部で検出された第1の電流と、前記記憶部内にある抵抗値情報に基づいて、前記供給部材もしくは前記現像剤規制部材に印加する電圧を補正するものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明にかかる画像形成装置によれば、感光ドラム表面の帯電電位とトナーの帯電量との関係の適切化を高い確度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
(第1の実施例)
以下、本発明にかかる第1の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、第1の実施例の画像形成装置の構成図を示す。同図の画像形成装置には、転写ベルト1に沿って、記録用紙9の搬送方向(矢印X)の上流側よりブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に各色の画像形成ユニットとしての画像形成部(1k、1y、1m、1c)が配置されている。各画像形成部(1k、1y、1m、1c)は現像剤としての各色のトナー(3k、3y、3m、3c)を用いて、トナー画像を形成する機能を有し、画像形成装置本体に対して脱着可能にユニット化されている。
【0010】
転写ベルト1は記録用紙9を搬送するとともに、各画像形成部(1k、1y、1m、1c)により形成されたトナー画像を記録用紙9上に転写させる。ここで、転写ベルト1は駆動ローラ11aと従動ローラ11bとに張架されており、転写ベルト1を駆動するための駆動ローラ11aによって駆動伝達されて回転駆動する構造となっている。
【0011】
また、転写ベルト1の内側には転写ローラ(51k、51y、51m、51c)が設けられており、転写ローラ(51k、51y、51m、51c)は転写ベルト1に対して従動回転する構造となっている。
【0012】
また、各画像形成部(1k、1y、1m、1c)には、静電潜像担持体としての感光ドラム(10k、10y、10m、10c)が備えられ、それぞれが転写ベルト1に接する構造となっている。
【0013】
記録用紙9の搬送方向の下流側には記録用紙上に転写されたトナー画像を記録用紙9に定着させる定着部としての定着器12が配置されている。
【0014】
転写ベルト1の表面に付着した残留トナーや記録用紙から出る紙粉等の異物をクリーニングするためのクリーニング部として転写ベルト用クリーニングブレード15が転写ベルト1に当接して配置されており、掻き取ったトナーを収納するために転写ベルト用廃トナーボックス17が配置されている。
【0015】
図2は、ブラック用画像形成部の構成の拡大図を示す。ここで、図1での各画像形成部(1k、1y、1m、1c)は同様な構成を有しているため、ブラック用画像形成部を代表として説明する。現像部2kは、現像剤としてのトナー3k、トナー3kを貯蔵するトナーカートリッジ14k、現像剤担持体としての現像ローラ41k、層形成部材としての層形成ブレード72k、トナー供給部材としてのトナー供給ローラ71kにより構成されている。トナーカートリッジ14kに貯蓄されたトナー3kがトナー供給ローラ71k表面に付着し、トナー供給ローラ71k表面のトナーはトナー供給ローラ71k上部に備えされた層形成ブレード72kによって均一な層とされる。次に、トナー供給ローラ71kの横に配置された現像ローラ41kにトナーが供給される。
【0016】
また、現像ローラ41kの抵抗値を記憶する記憶部としてRFID(Radio Frequency Identification)のICチップ(以下、「RFIDチップ」という。)42kが画像形成ユニット1kの一部である現像部2kに配置されている。ここで、図3に現像ローラ41kの構造図を示す。図3のように、現像ローラ41kは芯金部41aと弾性体部41bで構成されている。芯金部41aは金属部材で形成され、本実施例では鉄を用いている。また、弾性部41bは可撓性部材で形成されており、本実施例ではシリコンゴムを母材とし、導電性付与剤としてのカーボンブラックを添加して半導電性を持つように形成されており、抵抗値が106〜108Ωの範囲で製造されている。ここでいう現像ローラ41kの抵抗値とは弾性体部41bの抵抗値のことをいう。RFIDとは無線チップにより物を識別・管理するための仕組みをいう。ここで、現像ローラ41kの抵抗値は図示しない抵抗計を用いてあらかじめ測定し、測定した抵抗値の常用対数(以下、単に「対数」という。)がRFIDチップ42kに記憶されている。例えば、測定した抵抗値が1×106Ωから9×106Ωのときは、抵抗値の対数の6が、1×107Ωから9×107Ωのときは、抵抗値の対数の7が、1×108Ωから9×108Ωのときは、抵抗値の対数の8がRFIDチップ42kに記憶されている。本実施例において、抵抗計にはアジレント・テクノロジー株式会社製のハイレジスタンスメータ4339Bを用いる。
【0017】
トナー3kにはポリエステル樹脂、着色剤、帯電制御剤及び離型剤で構成され、トナーの流動性を確保するための外添剤(疎水性シリカ)が添加されている。本実施例のトナーは、粉砕法により得られ、粉砕形状の平均粒径8μmの現像剤を利用する。
【0018】
画像形成部1kには静電潜像担持体としての感光ドラム10k、帯電部としての帯電ローラ21k、露光部としてのLEDヘッド30kが設けてある。また、感光ドラム表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング部として感光ドラム用クリーニングブレード63kが配置されており、掻き取ったトナーを収納するために感光ドラム用廃トナーボックス65kが設けられている。
【0019】
画像形成装置本体側には、RFIDチップ42kのデータを読み取るための図示しないセンサ、現像ローラ41kを流れる電流を検出するための電流計39k、現像ローラ41kに電圧を印加するための電源32k、層形成ブレード72kに電圧を印加するための電源33k、トナー供給ローラ71kに電圧を印加するための電源34k、転写ローラ51kに電圧を印加するための電源31k、帯電ローラ21kに電圧を印加するための電源35kが配置されている。
【0020】
図4は、第1の実施例の画像形成装置の制御系のブロック図を示す。同図に示すように第1の実施例の画像形成装置は印刷制御部120により制御される。印刷制御部120は、上位装置121から印刷データを受信するインターフェイス部111に接続されている。また、印刷制御部120はメモリ112と接続されており、メモリ112内には現像ローラ(41k、41y、41m、41c)を流れる電流の電流値を記憶するRAM112aと帯電ローラ21k、現像ローラ41k、転写ローラ51kに印加する電圧の補正値を求めるための関係式が記憶されたROM112bが設けられている。
【0021】
また、印刷制御部120は補正値を求めるための関係式から帯電ローラ21k、現像ローラ41kに印加する電圧の補正値の演算を行う。記録用紙9を検出する各種センサ115、電流計39を制御する電流計制御部138は印刷制御部120に接続されている。
【0022】
印刷制御部120と接続された帯電電圧制御部131によって帯電ローラ21(21k、21y、21m、21c)に印加する電圧の制御を行う。同様に、現像電圧制御部132、供給電圧制御部133、層形成電圧制御部134、転写電圧制御部135は印刷制御部120と接続されており、転写ローラ51(51k、51y、51m、51c)は転写電圧制御部135、現像ローラ41(41k、41y、41m、41c)は現像電圧制御部132、トナー供給ローラ71(71k、71y、71m、71c)は供給電圧制御部133、層形成ブレード72(72k、72y、72m、72c)は層形成電圧制御部134によって各ローラに印加する電圧の制御を行う。また、印刷制御部120と接続されたLEDヘッド駆動部130によってLEDヘッド30(30k、30y、30m、30c)の駆動制御を行う。また、画像形成部(1k、1y、lm、1c)内の現像ローラ(41k、41y、41m、41c)、トナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)、感光ドラム(10k、10y、10m、10c)、帯電ローラ(21k、21y、21m、21c)、転写ローラ(51k、51y、51m、51c)及び転写ベルト1の駆動ローラ11a等を駆動する各モータ37はモータ制御部136により駆動動作を制御する。
【0023】
以上の構成を用いて、より高い確度で現像ローラ上のトナーの帯電量を推測することによって、感光ドラム表面の帯電電位とトナーの帯電量(以下、「トナー層電位Ve」という。)との関係を適切に制御する。
【0024】
次に、本実施例による画像形成装置の動作について説明する。
通常の印刷は、記録用紙9を転写ベルト1によって図1のX方向に搬送した後、各色の画像形成部(1k、1y、1m、1c)にて記録用紙9にトナー画像が転写し、その後、さらにX方向に搬送して、定着器12にて記録用紙9に転写したトナー画像を定着することによって行う。
【0025】
ここで、帯電ローラ(21k、21y、21m、21c)には電圧−1000Vが印加されており、帯電ローラ(21k、21y、21m、21c)に接している感光ドラム(10k、10y、10m、10c)の表面は−600Vに帯電する。帯電した感光ドラム(10k、10y、10m、10c)はLEDヘッド(30k、30y、30m、30c)によって露光され、静電潜像を形成する。
【0026】
また、トナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)によって現像ローラ(41k、41y、41m、41c)にトナーが供給され、現像ブレード(72k、72y、72m、72c)によってトナー層が形成される。ここで、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)には−200V、現像ブレード(72k、72y、72m、72c)には−300V、トナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)には−300Vの電圧が印加されており、現像ブレード(72k、72y、72m、72c)、トナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)は現像ローラ(41k、41y、41m、41c)に隣接して配置されている。したがって、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)、現像ブレード(72k、72y、72m、72c)及びトナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)は電位の勾配を形成しているため、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナーが帯電する。また、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)、現像ブレード(72k、72y、72m、72c)及びトナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)間の摩擦によっても、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナーが帯電する。
【0027】
また、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナーは感光ドラム(10k、10y、10m、10c)上に形成された静電潜像に現像される。
【0028】
図5に第1の実施例の補正動作のフローチャート(第1の実施例)を示す。
ステップS101では電源を投入する。
初期動作として画像形成装置本体の電源が投入されると、印刷制御部120は補正動作を開始させる。また、本実施例ではステップS101を電源投入として補正動作開始のトリガーとしたが、補正動作の開始のトリガーは規定枚数印刷後、規定時間経過後であってもよい。また、画像形成装置本体に温度検知センサや湿度検知センサが備えられている場合には、検知した温度や湿度が前回の補正動作時から規定値以上変動したときを補正動作開始のトリガーとしてもよい。
【0029】
ステップS102では各モータを駆動する。電源投入により補正動作が開始されると印刷制御部120は、モータ制御部134により各モータ37を駆動させる。
【0030】
ステップS103では帯電ローラ21k、現像ローラ41k、転写ローラ51k、トナー供給ローラ71k、層形成ブレード72kに電圧を印加する。印刷制御部120はメモリ112内のROM112bから、あらかじめROM112bに記憶されている、帯電ローラ21k、現像ローラ41k、転写ローラ51k、トナー供給ローラ71k、層形成ブレード72kの印加電圧の初期値を読み出し、現像電圧制御部132は現像ローラ(41k、41y、41m、41c)に初期電圧Vd0=−200Vを印加し、供給電圧制御部133は供給ローラ(71k、71y、71m、71c)に初期電圧Vs0=−300Vを印加し、層形成電圧制御部134は層形成ブレード(72k、72y、72m、72c)に初期電圧Vb0=−300Vを印加する。帯電電圧制御部131は帯電ローラ(21k、21y、21m、21c)に初期電圧Vc0=−1000Vを印加する。このとき、帯電ローラ(21k、21y、21m、21c)に接している感光ドラム(10k、10y、10m、10c)の表面電位は−600Vに帯電する。また、転写電圧制御部135は転写ローラ(51k、51y、51m、51c)に初期電圧Vt0=+4000Vを印加する。
【0031】
ステップS104では電流計印刷パターンを感光ドラム(10k、10y、10m、10c)上に露光する。印刷制御部120はLEDヘッド駆動部140により、LEDヘッド(30k、30y、30m、30c)を駆動することによって、一様に帯電された感光ドラム(10k、10y、10m、10c)上に、ROM112aから呼び出した電流検出用の印刷パターンを露光させて電流検出用の印刷パターンの静電潜像を形成する。ここでは、電流検出用の印刷パターンとして、297mm×20mmの100%パターンをシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの順で露光し、静電潜像を形成する。
【0032】
ステップS105では印刷制御部120は電流制御部138によって電流計39を制御し、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)に流れる電流の検出を開始する。
【0033】
図6に現像ローラ(41k、41y、41m、41c)に流れる電流と現像過程との関係を示す。時間T1はLEDヘッド(30k、30y、30m、30c)が露光を開始した時刻t0から感光ドラム(10k、10y、10m、10c)が引き続き回転することによって感光ドラム上の露光開始位置が現像ローラ(41k、41y、41m、41c)に接触するまでの時間、時間T2は感光ドラム(10k、10y、10m、10c)に形成された電流検出用のパターンの静電潜像にトナーを現像している間の時間(以下、「現像中の時間」という。)を示している。電流計制御部138は現像中の時間T2において、電流の検出を行う。電流の検出は現像中の時間T2において、図6に示すO、P及びQのタイミングの3点を読み取る。ここで、電流の検出タイミングO、P、Qは、感光ドラム(10k、10y、10m、10c)の回転速度、電流検出用の印刷パターンの露光時間に応じて定まり、LEDヘッド(30k、30y、30m、30c)が電流検出用の印刷パターンの露光を開始する時刻t0を基準とし、t0からΔt後に電流検出(Oでの検出)を開始する。
【0034】
ステップS106にて、図6に示すO、P及びQのタイミングの3点を読み取った電流値の平均値を電流値aとして、メモリ112内のRAM112aに記憶する。
【0035】
なお、現像後の感光ドラム(10k、10y、10m、10c)の表面トナーは感光ドラム(10k、10y、10m、10c)と転写ローラ(51k、51y、51m、51c)との間に生じた電位差により、転写ベルト1上に転写される。図7に転写ベルトに転写される電流検出用の印刷パターンのイメージ図を示す。なお、転写された電流検出用の印刷パターンは転写ベルト用クリーニングブレード15によって掻き落とされクリーニングされる。
【0036】
ステップS107では、RFIDチップ(42k、42y、42m、42c)に記憶された各画像形成部(1k、1y、1m、1c)の現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の抵抗値を読み取る。印刷制御部120はRFID 読み取りセンサ16を制御して、RFIDチップ(42k、42y、42m、42c)から各抵抗値を読み取り、RAM112aに記憶する。
【0037】
ステップS108ではRAM112aに記憶された抵抗値と電流値aとから、現像ローラ上(41k、41y、41m、41c)のトナー層電位Veを実験より得られた関係式より演算する。以下に演算方法について説明する。
【0038】
図8に現像ローラ(41k、41y、41m、41c)を流れる電流の電流値aと現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Veの関係を示す。X軸は現像ローラ(41k、41y、41m、41c)を流れる電流値a、Y軸は現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Veを示す。また、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Veはトレック・ジャパン株式会社の表面電位計(モデル344)にて測定した。帯電され、かつ、露光されていない感光体表面において、通常は、現像ローラ上のトナーは現像ローラ(41k、41y、41m、41c)と感光ドラム(10k、10y、10m、10c)との表面電位の電位差(以下、単に「D」とする。)により、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上に保持される。現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の電位をA、感光ドラムの表面電位をB、現像ローラ上のトナー層電位Veとすると、
D=(A+Ve)−B ・・・式(a)
が小さくなると汚れ等の印字不良が発生する。本実施例においては、D=300V以下で印刷を行うと、記録用紙9の白地部にトナーが印字されるような汚れが発生しやすくなることが実験により明らかになった。また、D=340Vのときに印刷を行うと、安定した印刷が行えることが実験により明らかになった。ここで、D=340Vのときの現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位は式(a)よりVe=−60Vである。
【0039】
ここで、図8に示す、実験によって求められた、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Ve[V](以下、単に「Y」という。)と、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)を流れる電流の電流値a[μA](以下、単に「X」という。)との相関関係について説明する。現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の抵抗値によってY軸方向の切片が異なり、RFID チップ(42k、42y、42m、42c)に記録された抵抗値の対数が6の現像ローラ(41k、41y、41m、41c)のとき、
Y=−6×X+30 ・・・式(b)
抵抗値の対数が7の現像ローラ(41k、41y、41m、41c)のとき、
Y=−6×X ・・・式(c)
抵抗値の対数が8の現像ローラ(41k、41y、41m、41c)のとき、
Y=−6×X−30 ・・・式(d)
の相関関係にあることが明らかになった。例えば、電流値aが15μAのとき、RFID チップ(42k、42y、42m、42c)に記録された抵抗値の対数が6の現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の場合は、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Ve=−60Vとなり、8の場合では−120Vとなる。よって、確度の高い補正を行うためには現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の抵抗値に応じていずれかの関係式が選択され、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Veを算出しなければならない。
【0040】
本実施例において、ROM112bには図8の説明にて前述した、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の抵抗値毎の、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)を流れる電流の電流値aと現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上トナー層電位の関係式(b)、(c)、(d)が記憶されている。これによって、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の抵抗値に応じていずれかの関係式が選択され、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位を算出する。例えば、RAM112aに記憶された現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の電流値aが15μA、抵抗値の対数が7の場合、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位はVe=−90Vと算出される。
【0041】
次に、ステップS109において、以下に述べる関係式(e)より帯電電位の補正値を決定する。前述のとおり、本実施例においては、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)には初期電圧Vd0=−200Vが印加されており、感光ドラム(10k、10y、10m、10c)の表面電位は−600Vに帯電している、また、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位がVe=−60Vのときに印刷を行うと、安定した印刷が行えることが分かっている。よって、本実施例における画像形成装置において、印刷制御部120は安定した印刷を行うために、式(a)より、電位差DをD=(−200V−60V)−(−600V)=340Vに近づけるように補正を行う。ステップS108において、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位がVe=−90Vと算出された場合、電位差Dを340Vにするためには現像ローラ(41k、41y、41m、41c)または感光ドラム(10k、10y、10m、10c)の電位を補正すればよい。本実施例では、感光ドラム(10k、10y、10m、10c)の電位を補正する。ここで、電位差Dを340Vにするための感光ドラムの電位の補正値[V](以下、単に「H」という。)とステップS108において算出された、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Veとの関係は、安定した印刷を行うことができる現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位をVe0とすると、
H=Ve−Ve0 ・・・式(e)
となる。本実施例では、前述の通り、Ve0=−60Vである。現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位が−90Vのとき、式(e)より、補正値H=−90V−(−60V)=−30Vとなる。ここで、関係式(e)はROM112bにあらかじめ記憶されている。
【0042】
次に、ステップS110として帯電ローラの帯電電圧の値を補正する。
本実施例において、感光ドラム(10k、10y、10m、10c)の電位は帯電ローラ(21k、21y、21m、21c)と接触することによって形成されるため、印刷時の帯電ローラ(21k、21y、21m、21c)の印加電圧を初期電圧Vc0=−1000V+〔補正値(ここでは−30V)〕=−1030Vに補正することで、感光ドラム(10k、10y、10m、10c)の電位を−630Vになるようにする。
【0043】
このように、画像形成装置は電流値aの検出値に応じて補正値を決定し、各色の画像形成部において、帯電ローラ(21k、21y、21m、21c)に印加する電圧の補正を行った後、通常の印刷を行う。
【0044】
以上のように、第1の実施例によれば、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の抵抗値と現像ローラ(41k、41y、41m、41c)を流れる電流の電流値aを参照することによって、高精度に現像ローラ(41k、41y、41m、41c)のトナー層電位を算出することができ、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)と感光ドラム(10k、10y、10m、10c)との電位差の補正をより高い確度で行うことができ、汚れ等の品質不良の発生を低減して高品位の印刷を行うことが可能になった。
【0045】
(第2の実施例)
第2の実施例の画像形成装置の構成は第1の実施例において説明した、図1から図3、図5から図8については同様である。図4において、第1の実施例においては、ROM112aに式(b)、(c)、(d)、(e)が記憶されており、これより補正値を決定していたが、本実施例では、式(e)に代えて、以下に示す表1のテーブルが記憶されており、これより補正値を決定する。

【0046】
【表1】

【0047】
表1に測定より得られた現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Veを−60Vに補正するための現像ブレード(72k、72y、72m、72c)とトナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)の印加電圧の補正値のテーブルを示す。
【0048】
図9に補正動作のフローチャート(第2の実施例)について示す。ステップS101からS107までは第1の実施例と同様である。
【0049】
本実施例においては、S108では式(b)、(c)、(d)より演算した、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位に応じてROM112bに記憶された表1のテーブルより補正値を決定する。
【0050】
また、第1の実施例のステップS109の代わりにステップS111、ステップS110の代わりにステップS112を行う。
【0051】
本実施例は、S108にて演算した現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Veに応じて現像ブレード(72k、72y、72m、72c)及びトナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)に印加する電圧を補正するものである。
【0052】
現像ブレード(72k、72y、72m、72c)及びトナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)は現像ローラ(41k、41y、41m、41c)と隣接しており、電位の勾配を形成しているため、現像ブレード(72k、72y、72m、72c)及びトナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)に印加する電圧を変化させることで電位の勾配を変化させ、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Veの補正が可能になる。
【0053】
また、前述したとおり、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位が−60Vのとき、安定して印刷が行うことが可能となる。
【0054】
ステップS111において、下記で説明する補正値のテーブルよりS108で演算した現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位に応じた補正値を決定する。
【0055】
ここでは、S108にて式(b)、(c)、(d)より演算した、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Veに応じてROM112bに記憶された表1のテーブルより補正値を決定する。例えば、S108にて、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位が−85Vであると演算した場合、印刷制御部120は、ROM112bより、表1のテーブルを読み出し、印刷制御部120は現像ブレード(72k、72y、72m、72c)の印加電圧の補正値を+80V、トナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)の印加電圧の補正値を+20Vと決定する。
【0056】
ステップS112では、現像ブレード(72k、72y、72m、72c)及びトナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)の印加電圧を補正する。例えば、上記例であれば、現像ブレード(72k、72y、72m、72c)の印加電圧を−300V+80V=−220V、トナー供給ローラ(71k、71y、71m、71c)の印加電圧を−300+20=−280Vへ設定を変更し、補正を行う。
【0057】
第2の実施例によれば、第1の実施例では、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位が変動するために階調の再現性が悪くなり、印刷品質の低下につながる可能性があった。例えば、正常なトナー層電位(ここでは−60V)から、トナー層電位の絶対値が高くなるように補正されてしまうと、中間調の濃度が濃く印刷される可能性があった。
【0058】
第2の実施例では、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位Veを安定して印刷が行うことが可能となる−60Vでほぼ一定に保つよう補正を行うことが可能になったため、汚れ等の品質不良の発生を低減することに加え、階調の再現性を高めることが期待できる。
【0059】
(第3の実施例)
図10に第3の実施例におけるブラック用画像形成装置の構成の拡大図を示す。図2に示すRFID チップ42kを省いた構成となっており、その他の構成については第2の実施例と同様である。
【0060】
図11に第3の実施例における補正動作のフローチャートについて示す。ステップS101からS106まで、ステップS108からS111は図9と同様である。本実施例では、ステップS107に代えてステップS113を行う。
【0061】
ステップS113において、本実施例による画像形成装置は、図9のように、現像ローラ41kの抵抗値をRFIDチップ42kに記憶されたものを読み取るのではなく、以下に示す、現像ローラ41kを流れる電流の電流値bから抵抗値を推定することを特徴とする。具体的には、印刷制御部120はモータ制御部136によって、各モータ37を停止させ、現像電圧制御部132より現像ローラ41kにのみ電圧を−200V印加し、電流計制御部38により電流計39(39k)を制御して現像ローラ41kを流れる電流の電流値bを読み取ってRAM112aに記憶する。このとき、図10の層形成ブレード72kに電圧を印加するための電源33k、トナー供給ローラ71kに電圧を印加するための電源34k、転写ローラ51kに電圧を印加するための電源31k、帯電ローラ21kに電圧を印加するための電源35kの電源電圧は0Vとなっており、接地されているため、現像ローラ41kを流れる電流の電流値bの測定が可能になる。
【0062】
ここで、記憶した電流値bと現像ローラ41kの抵抗値には表2の関係があり、これによって、現像ローラ41kの抵抗値が推定できる。

【0063】
【表2】

【0064】
例えば、現像ローラ41kにのみ電圧−200Vを印加したとき、電流計39より読み取った現像ローラ41kを流れる電流の電流値が13mAであり、RAM112aに記憶されたとする。このとき、印刷制御部120は、ROM112bにあらかじめ記憶されている、表2に示す現像ローラ41kを流れる電流値bと現像ローラ41kの抵抗値の関係のテーブルより、現像ローラ41kの抵抗値の対数を7として、RAM112aに記憶する。ここで、表2はあらかじめ、実験的に抵抗値の異なる現像ローラ41kを用いて、抵抗値毎に現像ローラ41kに流れる電流の電流値bを実測することにより求めた。
【0065】
次に、ステップS108において、S113で推定した抵抗値とS105で検出した電流値aより、現像ローラ41k上のトナー層電位を演算する。ここで、本実施例において、現像ローラ41kに流れる電流の電流値と現像ローラ41k上のトナー層電位の関係は図8に示す関係と同様である。また、ステップS111において、ステップS108にて演算したトナー層電位から表2のテーブルを参照して、現像ブレード72k、トナー供給ローラ71kに印加する電圧の補正値を決定する。その後、ステップS112にて補正を行う。
【0066】
上記はブラックの画像形成装置にて説明したが、他の色の画像形成装置においても同様である。
【0067】
第3の実施例によれば、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)を流れる電流の電流値bより、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の抵抗値を推定して、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位を算出することが可能となるため、経時的な環境の変化に伴う現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の抵抗値の変化に対応することが可能となり、環境の変化に影響されにくい安定した画像品質を提供することが可能になる。また、第1、第2の実施例では現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の抵抗値を測定し、RFIDチップ(42k、42y、42m、42c)に記憶する必要があるが、それを省略することができるため、コスト削減にもつながる。
【0068】
また、第3の実施例においては、第2の実施例を参照して現像ローラ(41k、41y、41m、41c)を流れる電流値bを検出し、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の抵抗値を推定して、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位を算出し、補正を行ったが、第1の実施例においても、同様に、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)を流れる電流値bを検出し、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)の抵抗値を推定して、現像ローラ(41k、41y、41m、41c)上のトナー層電位を算出し、補正を行うことが可能である。
【0069】
また、本実施例の画像形成装置では、接触一成分現像方式を用いて説明したが、非接触一成分方式でも可能であり、また、非接触二成分現像方式の場合であってもキャリアの抵抗を加味して補正を行えば、適用可能である。また、本実施例では画像形成装置をタンデム方式の直接印刷方式にて説明したが、中間転写方式の画像形成装置においても適用が可能である。また、複合機、ファックスス、及び複写機等にも利用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【0070】
【図1】第1の実施例における画像形成装置の構成図
【図2】第1の実施例におけるブラック画像形成部の拡大図
【図3】現像ローラの構造図
【図4】第1の実施例における画像形成装置のブロック図
【図5】第1の実施例における補正動作のフローチャート
【図6】第1の実施例における現像ローラに流れる電流と現像過程との関係
【図7】第1の実施例における転写ベルトに転写される電流検出用の印刷パターンのイメージ
【図8】第1の実施例における現像ローラの抵抗値の対数毎の抵抗値現像ローラの電流値と現像ローラ上のトナー層電位の関係
【図9】第2の実施例における補正動作のフローチャート
【図10】第3の実施例におけるブラック画像形成部の拡大図
【図11】第3の実施例における補正動作のフローチャート
【符号の説明】
【0071】
1 転写ベルト
9 記録用紙
11a 駆動ローラ
11b 従動ローラ
12 定着器
15 転写ベルト用クリーニングブレード
17 転写ベルト用廃トナーボックス
1k、1y、1m 、1c 画像形成部
2k、2y、2m、2c 現像部
3k、3y、3m、3c トナー
10k、10y、10m、10c 感光ドラム
14k、14y、14m、14c トナーカートリッジ
21k、21y、21m、21c 帯電ローラ
30k、30y、30m、30c LEDヘッド
31k、31y、31m、31c 転写ローラに電圧を印加するための電源
32k、32y、32m、32c 現像ローラに電圧を印加するための電源
33k、33y、33m、33c 層形成ブレードに電圧を印加するための電源
34k、34y、34m、34c 供給ローラに電圧を印加するための電源
35k、35y、35m、35c 帯電ローラに電圧を印加するための電源
41k、41y、41m、41c 現像ローラ
42k、 42y、42m、42c RFIDチップ
51k、51y、51m、51c 転写ローラ
63k、63y、63m、63c 感光ドラム用クリーニングブレード
65k、65y、65m、65c 感光ドラム用廃トナーボックス
71k、71y、71m、71c トナー供給ローラ
72k、72y、72m、72c 層形成ブレード
37 各モータ
39 電流計
111 インターウェイス部
112 メモリ
112a RAM
112b ROM
115 各種センサ
116 RFID読み取りセンサ
120 印刷制御部
121 上位装置
130 LEDヘッド制御部
131 帯電電圧制御部
132 現像電圧制御部
133 供給電圧制御部
134 層形成電圧制御部
135 転写電圧制御部
136 モータ制御部
138 電流計制御部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
潜像が形成される静電潜像担持体と、
所定の電圧が印加されて前記静電潜像担持体表面を帯電する帯電部材と、
所定の電圧が印加されて前記静電潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に流れる第1の電流を検出する電流検出部と、
前記現像剤担持体の抵抗値情報を記憶する記憶部とを有し、
前記電流検出部で検出された第1の電流と、前記記憶部内にある抵抗値情報に基づいて、前記現像剤担持体もしくは前記帯電部材に印加する電圧を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
潜像が形成される静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
所定の電圧が印加されて前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、
所定の電圧が印加されて前記現像剤担持体上に現像剤を薄層化する現像剤規制部材と、
前記現像剤担持体に流れる第1の電流を検出する電流検出部と、
前記現像剤担持体の抵抗値情報を記憶する記憶部とを有し、
前記電流検出部で検出された第1の電流と、前記記憶部内にある抵抗値情報に基づいて、前記供給部材もしくは前記現像剤規制部材に印加する電圧を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
少なくとも前記現像剤担持体を含む脱着可能な画像形成ユニットを有し、
前記記憶部は前記画像形成ユニット内に設けられることを特徴とする請求項1または請求項2記載の画像形成装置。
【請求項4】
所定の電圧が印加されて前記現像剤担持体に現像剤を供給する前記供給部材と、
所定の電圧が印加されて前記現像剤担持体上に現像剤を薄層化する前記現像剤規制部材とを有し、
前記帯電部材、前記供給部材および前記現像剤規制部材の印加電圧を0Vとし、前記現像剤担持体に所定の電圧を印加した状態で、前記電流検出部にて前記現像剤担持体を流れる第2の電流の電流値を検出し、前記電流検出部にて検出された第2の電流の電流値より、前記現像剤担持体の抵抗値を求める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5】
所定の電圧が印加されて前記静電潜像担持体表面を帯電する前記帯電部材と、
所定の電圧が印加されて前記静電潜像担持体上に形成された潜像を現像する前記現像剤担持体とを有し、
前記帯電部材、前記供給部材および前記現像剤規制部材の印加電圧を0Vとし、前記現像剤担持体に所定の電圧を印加した状態で、前記電流検出部にて前記現像剤担持体を流れる第2の電流の電流値を検出し、前記電流検出部にて検出された第2の電流の電流値より、前記現像剤担持体の抵抗値を求めることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。

【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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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2010−85462(P2010−85462A)
【公開日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−251464(P2008−251464)
【出願日】平成20年9月29日(2008.9.29)
【出願人】(591044164)株式会社沖データ (2,444)
【Fターム(参考)】