JP2003287985A

JP2003287985A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003287985A
Application number: JP2002089399A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Suzumi; 雅彦鈴見; Toshio Miyamoto; 敏男宮本; Hiroto Hasegawa; 浩人長谷川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: JP4227345B2

Abstract

(57)【要約】【課題】転写ローラや帯電ローラ等の機能部品が寿命
を越えた場合、部品交換を行うまでの間、画像形成装置
が使用不能となるのを防ぐ。【解決手段】複数のプロセススピードを有する画像形
成装置において、転写ローラ、帯電ローラ、感光体ドラ
ム等の部品が寿命を越えた場合、プロセスピードを低下
させてプリントを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、ＬＥＤプリンタ等のプリンタ、デジタル複写機等
の電子写真方式、静電記録方式を用いた画像形成装置に
関し、特にプロセススピード切り替え可能な画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームプリンタ等の電子写
真方式を使用した画像形成装置は、コンピュータ等の外
部情報処理機器より印字に関するコマンドおよびコード
化された文字、イメージ画像情報をデータ受信し、フォ
ーマッタ等においてコード情報を画像情報に変換する際
に写真等の濃度情報を持ったイメージ画像はディザマト
リックス、誤差拡散法等公知の画像処理を受け二値化さ
れ画像情報に変換される。

【０００３】次に、電子写真エンジン部分においてこの
画像情報をプリントする。従来の電子写真エンジンにつ
いて図１を用いて説明する。

【０００４】この電子写真エンジン部分は、感光ドラム
（感光体）１の周囲に、その回転方向に沿って感光ドラ
ム１を帯電する一次帯電器２、感光ドラム１を露光して
静電潜像を形成する露光手段３、静電潜像にトナー（現
像剤）を付着させてトナー像を形成する現像装置４、感
光ドラム１上のトナー像を転写材Ｐに転写する転写ロー
ラ（転写装置）５、残留トナーを除去するクリーニング
装置７を配設してなる。トナー像の転写先となる転写材
Ｐは、不図示の用紙カセットから給紙搬送され、感光ド
ラム１に給紙される。感光ドラム１に給紙された転写材
Ｐは、転写ローラ（転写装置）５によってトナー像が転
写され、その後定着装置６に搬送され、ここでトナー像
が定着された転写材Ｐは装置外に排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記帯電ローラ、感光
体ドラム、転写ローラ等の機能部品は、通紙を重ねてい
くにしたがって、部品性能が低下していく。例えば、帯
電ローラでは通紙していくと通電劣化によりローラ抵抗
が上昇していき、白画像上の黒ポチとなって現れる砂地
画像が発生する場合がある。また、転写ローラに関して
は、ゴム材の通電劣化等によりローラ抵抗が徐々に上昇
し、使用条件によっては転写バイアスが不足し、転写不
良等の画像不良を起こす場合があった。

【０００６】これらの機能部品の性能劣化は、近年の画
像形成装置の高速化により、顕著に画像に現れるように
なってきている。

【０００７】このように、部品寿命到達により画像不良
等の不具合が発生した場合、ユーザー又はサービスマン
により部品の交換を行う必要があるが、部品交換を行う
までの間は画像形成装置を使用できなくなってしまうと
いう問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では一様に帯電された感光体に露光して静電
潜像を形成し、静電潜像を現像剤で現像し、現像された
画像を転写材に転写し、該転写材の画像を加熱定着して
出力する複数の画像形成速度（プロセススピード）を有
する電子写真方式の画像形成装置において、上記画像形
成装置は、転写ローラの寿命を検知する手段を有し、転
写ローラ寿命到達を検知した場合は、画像形成速度（プ
ロセススピード）を低下させることによって、転写ロー
ラ抵抗値上昇による転写不良を防止し、転写ローラを交
換するまでの間、画像形成装置が使用不能となるのを防
ぐことができる。

【０００９】更に、帯電ローラの寿命を検知する検知手
段を有し、帯電ローラ寿命到達を検知した場合は、画像
形成速度（プロセススピード）を低下させることによっ
て、帯電ローラの帯電能不足による砂地画像の発生を防
ぐことができ、帯電ローラを交換するまでの間、画像形
成装置が使用不能となるのを防ぐことができる。

【００１０】更に、感光体ドラムの寿命を検知する検知
手段を有し、感光体ドラム寿命到達を検知した場合は、
画像形成速度（プロセススピード）を低下させることに
よって、ドラム削れによるかぶり画像の発生を軽減で
き、感光体ドラムを交換するまでの間、画像形成装置が
使用不能となるのを防ぐことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】〈第１の実施例〉以下に、本発明
に係る実施例を示す。（１）画像形成装置例まず図１は、本発明に係る画像形成装置の構成図であ
る。

【００１２】図１において、１は感光ドラムであり、Ｏ
ＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材
料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上
に形成されている。感光ドラム１は矢印の方向に回転駆
動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ
２によって一様帯電される。帯電ローラ２は、鉄やステ
ンレス等の材料で構成した軸部材の周囲に弾性体を所定
の厚さで設けており、弾性体はカーボン等を分散したＥ
ＰＤＭゴム等の導電性の材料で構成している。また、帯
電ローラ２には、不図示の電源からあらかじめ設定され
た直流電圧Ｖｄｃと、被帯電体の帯電開始電圧の２倍以
上のピーク間電圧Ｖｐｐを有する交流電圧Ｖａｃを軸部
材を通して印加することで感光体ドラムに対する帯電を
行わせる。

【００１３】次に、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御
されたレーザビーム３による走査露光が施され、静電潜
像が形成される。この静電潜像は、現像装置４で現像、
可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像
法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イ
メージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられること
が多い。

【００１４】可視化されたトナー像は、転写装置として
の転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された
転写材Ｐ上に感光ドラム１上より転写される。このとき
転写材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力
で挟持搬送される。転写ローラ５は、鉄・ＳＵＳ等の芯
金上に、ＮＢＲ等のソリッド状又は発泡させてスポンジ
状にした弾性体を弾性層として形成したローラであり、
芯金と固定のバネ受けとの間に縮設した加圧バネにより
所定の加圧力をもって感光ドラム１に圧設され、弾性体
層の弾性変形により感光ドラム１との間に所定幅の転写
ニップ部を形成する。

【００１５】本実施例の画像形成装置ではローラ硬度と
しては約３０度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ５００ｇ加重時）、ロ
ーラ抵抗は４×１０⁷〜８×１０⁷Ω（Ｎ／Ｎ環境下：２
３℃、６０％環境）の範囲のものを使用する。但し、ロ
ーラ抵抗値は使用環境により変化し、Ｈ／Ｈ環境（３
２．５℃、８０％環境）では、Ｎ／Ｎ環境の１／５〜１
／６程度、Ｌ／Ｌ環境（１５℃／１０％）では、５〜６
倍程度変動する。また、転写ローラ寿命の２０万枚通紙
により初期抵抗の２倍程度に変動する。従って、本実施
例の画像形成装置において使用可能なローラ抵抗値は７
×１０⁶〜１×１０⁹Ωの範囲である。ローラ抵抗値が７
×１０⁶Ωよりも小さいと白部と黒部に流れる転写電流
の差が大きくなり、黒部（トナー像部）への転写電荷量
に対し白部の転写電荷量が大きくトナーが白部へ電界で
引きつけられて飛び散りが発生したり、ハーフトーン画
像等でネガゴーストが発生する。また、ローラ抵抗が１
×１０⁹Ωよりも大きいと紙に充分な転写電流を流すた
めに必要な転写電圧が不足し、転写不良が発生したり、
必要な転写電圧を印加するために、高圧基板上、接点部
で充分な沿面距離を確保する必要が生じ、回路が大型
化、高コスト化してしまう。本実施例では転写高圧トラ
ンスのコスト及び回路スペースの点から最高出力６．０
ｋＶのものを使用した。尚、ローラ抵抗値の測定方法は
Ａｌドラム（感光ドラムと同一形状）に転写ローラを当
接させ、２ｋｖ印加したときにＡｌドラムに流れる電流
量から抵抗値を規定した。

【００１６】また、転写電圧は、転写不良や飛び散りが
発生しないようにＡＴＶＣ制御により転写ローラ抵抗値
に応じた転写電圧が転写ローラ５に印加される。

【００１７】その後、トナー像が転写された転写材Ｐは
定着装置６へと搬送され、永久画像として定着される。
一方、感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナー
は、クリーニング装置７により感光ドラム１表面より除
去される。

【００１８】本実施例の画像形成装置は、６００ｄｐ
ｉ、４５枚／分（プロセススピード約２６６ｍｍ／ｓｅ
ｃ）のプリント速度でプリントを行うことができる。但
し、小サイズ紙通紙時の端部昇温を軽減するために、２
４枚／分（プロセススピード１３３ｍｍ／ｓｅｃ）のプ
リント速度でプリントを行うことも可能である。

【００１９】以下に本実施例に係わる転写ローラ５につ
いて説明する。（２）実験例前述のように転写ローラ５は通紙するに従って、弾性体
層のゴム材が通電劣化（導通経路の切断）によって抵抗
値が上昇するため、Ｌ／Ｌ環境下やＮＢ６０ｇ／ｍ²、
三一牌等の高抵抗紙使用時等は転写高圧出力不足によ
り、転写不良を起こしてしまう場合がある。

【００２０】そこで、本実施例では、ＡＴＶＣによる転
写ローラ抵抗値検知により転写ローラが寿命を越えてロ
ーラ抵抗値が１×１０⁹Ω以上となった場合を検知し、
その場合はプロセススピードを１３３ｍｍ／ｓに低下さ
せて画像形成を行う。これにより、紙が転写ニップを通
過する時間が増加し、低い転写バイアスで紙に転写電荷
を与えることができるため、転写高圧不足による転写不
良画像の発生を防止することができる。

【００２１】本実施例の制御を図２のフローチャートを
用いて説明する。

【００２２】まず、プリント命令を受けた時点で、転写
ローラが寿命を越えて１×１０⁹Ω以上の抵抗値になっ
ているかどうかを検知し（ＳＴＥＰ１）、越えていなけ
れば、ＰＳ（プロセススピード）＝２６６ｍｍ／ｓのま
まで、画像形成を行う（ＳＴＥＰ２）。越えていれば、
ＰＳ＝１３３ｍｍ／ｓに低下させて、画像形成を行う
（ＳＴＥＰ３）。

【００２３】表１に本実施例の制御の有無による転写不
良画像発生状況を示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１より転写ローラの寿命を越えても、プ
ロセススピードを低下させることによって、転写不良の
発生を防ぐことができることが分かる。

【００２６】以上のように、転写ローラが寿命を越えて
転写不良画像が発生した場合でも、プロセススピードを
低下させることにより転写不良画像の発生を防止でき、
転写ローラ交換するまで間にプリンタが使用できない状
態となることを避けることができる。

【００２７】〈第２の実施例〉本実施例では帯電ローラ
寿命（１８０００枚）をＣＲＧメモリ内の通紙枚数情報
により検知し、寿命を越えて使用された場合に、帯電ロ
ーラ交換（ＣＲＧ交換）までの間をプロセススピードを
低下させて画像形成することにより、帯電不良画像の発
生を抑える。尚、その他の条件は前記実施例と同様であ
り再度の説明は省略する。

【００２８】前述のように帯電ローラは、通電劣化によ
り抵抗が上昇していき、ローラ表面の微小な高抵抗部で
帯電不良が生じ、白画像部に黒ポチとなって現れる砂地
画像が発生する場合がある。この現象は、プロセススピ
ードが速くなると感光体ドラムが帯電ニップを通過する
時間が減少するためより顕著に現れてくる。従って、プ
ロセススピードを低下させることにより、砂地画像の発
生を遅らせることが可能である。

【００２９】本実施例の制御を図３のフローチャートを
用いて説明する。

【００３０】まず、プリント命令を受けた時に、ＣＲＧ
メモリ内のプリント枚数情報より帯電ローラが寿命を越
えているかどうかを判断し（ＳＴＥＰ１）、越えていな
ければ、ＰＳ（プロセススピード）＝２６６ｍｍ／ｓの
ままで、画像形成を行う（ＳＴＥＰ２）。越えていれ
ば、ＰＳ＝１３３ｍｍ／ｓに低下させて、画像形成を行
う（ＳＴＥＰ３）。

【００３１】表２に本実施例の制御の有無による砂地画
像発生の有無を示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】上記表より、帯電ローラが寿命を越えて砂
地画像が発生し始めた場合でも、プロセススピードを低
下させてプリントさせることによって、砂地画像の発生
を防ぐことができる。尚、本実施例ではＣＲＧメモリ内
情報により帯電ローラ寿命の検知を行ったが、帯電ロー
ラに通電を行い抵抗を測定する方法等による寿命検知に
よっても同様の効果が得られた。

【００３４】以上より、帯電ローラが寿命を越えてた場
合に、プロセススピードを低下させることによって、砂
地画像画像の発生を防止する事ができ、ＣＲＧ交換を行
うまでの間、画像形成ができない状態になるのを防止す
る事ができる。

【００３５】〈第３の実施例〉本実施例ではＣＲＧメモ
リ内のドラム回転数情報により感光体ドラムの寿命（１
８０００枚相当）を検知し、感光体ドラム寿命後はプロ
セススピードを低下させてプリントを行う。尚、その他
の条件は前記実施例と同様であり再度の説明は省略す
る。

【００３６】感光体ドラムは通紙により表層（電荷輸送
層）が削れ、ドラム容量が増加するため、ドラム感度が
低下していく。つまり、ＶＬ電位が高くなり、現像コン
トラストが小さくなるため画像濃度が低下してしまう。
このような場合、プロセススピードを低下させると、感
光体ドラムが現像ニップを通過する時間が増加し、現像
性がアップするため、画像濃度低下を改善できる。

【００３７】本実施例の制御を図４のフローチャートを
用いて説明する。

【００３８】まず、プリント命令を受けた時に、感光体
ドラムが寿命を越えているかどうかを判断し（ＳＴＥＰ
１）、越えていなければ、ＰＳ（プロセススピード）＝
２６６ｍｍ／ｓのままで、画像形成を行う（ＳＴＥＰ
２）。越えていれば、ＰＳ＝１３３ｍｍ／ｓに低下させ
て、画像形成を行う（ＳＴＥＰ３）。

【００３９】表３に本実施例の制御の有無による画像濃
度低下発生の有無を示す。

【００４０】

【表３】

【００４１】表３より、プロセススピードを低下させる
ことにより画像濃度低下の発生を防ぐことができること
がわかる。尚、本実施例では、ＣＲＧメモリ内のドラム
回転数情報より、感光体ドラム寿命の検知を行ったが、
その他に、感光体ドラムのＶｄの変化や静電容量の変化
等によって寿命を検知する方法でも同様の効果が得られ
た。

【００４２】以上のように、感光体ドラムの寿命を検知
して、寿命超過後はプロセススピードを低下させること
により、画像濃度低下の発生を防ぎ、ＣＲＧ交換す
るまでの間、プリンタが使用できなくなるのを防ぐこと
ができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により画像
形成装置の部品が寿命を越えた場合に使用不能となるの
を防ぎ、部品交換を行う程度の期間は、画像形成を行え
るようにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる画像形成装置の構成図である。

【図２】実施例１の制御を説明するフローチャートであ
る。

【図３】実施例１の制御を説明するフローチャートであ
る。

【図４】実施例１の制御を説明するフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１‥‥感光ドラム２‥‥帯電手段３‥‥画像情報露光手段４‥‥現像装置５‥‥転写ローラ６‥‥加熱定着装置７‥‥クリーニング装置Ｐ‥‥被記録材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川浩人東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DA45 EC06 ED02 EE03 FA30 FB07 FB11 FB19 HB14 HB16 ZA07 ZA10 2H200 FA02 GA16 GA17 GA18 GA23 GA29 GA34 GA45 GA46 GA59 HA02 HB12 HB22 HB45 HB48 JA02 JA25 JA26 JA27 JA29 JA30 LA19 LA23 MA03 MA14 MB06 MC02 NA06 PA03 PA11 PA28 PB08 PB33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一様に帯電された感光体に露光して静電
潜像を形成し、静電潜像を現像剤で現像し、現像された
画像を転写材に転写し、該転写材の画像を加熱定着して
出力する複数の画像形成速度（プロセススピード）を有
する電子写真方式の画像形成装置において、上記画像形成装置は、構成部品の寿命を検知する手段を
有し、部品寿命到達を検知した場合は、画像形成速度
（プロセススピード）を低下させることを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】上記画像形成装置構成部品は、転写ロー
ラであ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３】上記画像形成装置構成部品が、帯電ロー
ラであることを特徴とする請求項１〜２に記載の画像形
成装置
【請求項４】上記画像形成装置構成部品が、感光体ド
ラムであることを特徴とする請求項１〜３に記載の画像
形成装置。