JP2005242122A - 画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単、安価な構成で、イレーサ（除電装置）の異常を診断できる画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法を提供することが課題である。
【解決手段】 像担持体にイレーサの異常を検出するためのトナーパッチを形成し、該トナーパッチを前記画像濃度センサで検出してその出力が、所定閾値を超えている場合に、像担持体上の電荷が除去されていないとして異常と判断するようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法に関するものである。

電子写真方式を利用した複写機、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においては、ドラム状あるいはベルト状の感光体（像担持体）表面を帯電器によって所定電位に均一に帯電させ、その帯電面を露光装置によって露光して静電潜像を形成した後、現像装置で現像することによるトナー像の形成、給紙部から給紙した記録紙へのそのトナー像の転写をおこない、さらに、転写済みの感光体（像担持体）表面に残ったトナーはブレード等のクリーニング装置で除去し、転写済みの感光体（像担持体）表面に残った電荷は、除電ランプなどで構成されるイレーサで光を照射することによって除去し、次の画像形成のために備えるようにしている。

しかしながら、イレーサ（除電ランプ）に何らかの異常が生じて感光体（像担持体）表面に残った電荷が除去できなくなると、帯電ごとに感光体（像担持体）表面に電荷が蓄積され、正常な電子写真画像を得ることができなくなってしまう。

そのため、イレーサ（除電ランプ）の異常を検知する手段が必要であるが、従来では、例えば図６に示すように、抵抗６０を介して送られる除電指令６１によって導通するトランジスタ６２に、電流制限抵抗６３を介してイレーサ（除電ランプ）４を接続し、出力端子６４に、イレーサ（除電ランプ）４が正常に動作しているときは制限抵抗６３により降下した電圧が出力され、イレーサ（除電ランプ）４が断線しているときは、この電圧降下が起こらないため電源電圧６５（Ｖｄｄ）がそのまま出力されるのを検出し、イレーサ（除電ランプ）４の正常、異常を判断するようにした回路が用いられたりしていた。なお、この図６において６６、６７は抵抗である。

また、直接イレーサ（除電装置）４の異常を診断するためのものではないが特許文献１には、感光体表面電位を検出する電位センサと、その電位センサの出力を一定タイミング毎に自動的に校正する回路と、感光体を接地または高電圧発生回路へ切り替えて接続できるようにしたスイッチング手段とを設け、所定時期に感光体を高電圧発生回路に接続し、そのときの電位センサ出力によって感光体を帯電させるチャージャ電圧を制御できるようにして、感光体を常に所望の電位に帯電させることのできる画像形成装置が示されている。

また特許文献２には、イレーサ（除電装置）の異常を検出するため従来では、イレーサ（除電装置）にフォトカプラを接続して出力が得られている場合は正常と判断する方法がとられていたが、これでは機構が複雑になると共にコスト高になるため、感光体の表面電位を測定する表面電位センサを用意し、チャージャで感光体を帯電した後、除電ランプで除電した感光体の表面電位を検知し、出力を予め定めた所定値と比較して除電ランプの異常を検出できるようにした電子写真装置が示されている。

特開平１−２９５２７１号公報 特開平２−７１２８０号公報

しかしながら、図６に示したような回路を用いる方法は、異常を検出するのに特別な検出回路を設ける必要があり、構成が複雑になると共にコスト高になるという欠点がある。また、特許文献１または、特許文献２に示された画像形成装置では、電位センサの出力を一定タイミング毎に自動的に校正する回路と、感光体を接地または高電圧発生回路へ切り替えて接続できるようにしたスイッチング手段（特許文献１）、除電ランプで除電した感光体の表面電位を検出する表面電位センサ（特許文献２）などが必要であり、図６の回路と同様、構成が複雑になると共にコスト高になるという欠点がある。イレーサとして近年ＬＥＤ素子が用いられるようになったことで長寿命化し、装置本体の寿命内に断線する確率が非常に低くなり、逆に上述した検知回路の故障等の異常による誤検知の方が問題となっている。また電位センサはトナー等の汚染による影響を受けやすくメンテナンスが必要であり、近年のメンテナンスフリーという考えに合致しないものとなってしまう。

そのため本発明においては、簡単、安価な構成でイレーサ（除電装置）の異常を診断できる画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明においては、
電子写真方式でトナー像を担持する像担持体に対向し、像担持体上に残った電荷を除去するイレーサと、前記像担持体または像担持体からトナー像を転写された転写体上の画像濃度を検出する画像濃度センサとを有した画像形成装置における前記イレーサの異常検出方法であって、
前記像担持体にイレーサの異常を検出するためのトナーパッチを形成し、前記画像濃度センサで検出した前記トナーパッチ濃度の出力が、所定閾値を超えている場合に像担持体上の電荷が除去されていないとして異常と判断することを特徴とする。

また、前記イレーサの異常検出用トナーパッチは、該トナーパッチの濃度に比例して前記画像濃度センサ出力が変化する領域の濃度で形成することを特徴とする。

そして、前記イレーサの異常検出用トナーパッチを複数形成し、各トナーパッチの前記画像濃度センサによる検出出力の平均値からイレーサの異常を判断することを特徴とする。

さらに、前記画像濃度センサは、反射型の濃度センサであることが本発明の公的な実施例である。

このように、像担持体にイレーサの異常を検出するためのトナーパッチを形成し、前記画像濃度センサで検出した前記トナーパッチ濃度の出力が、所定閾値を超えている場合に像担持体上の電荷が除去されていないとして異常と判断するようにしたことにより、従来のようにイレーサ（除電ランプ）の異常を検出するため、特別な検出回路を設けたり、電位センサの出力を一定タイミング毎に自動的に校正する回路と、感光体を接地または高電圧発生回路へ切り替えて接続できるようにしたスイッチング手段や、除電ランプで除電した感光体の表面電位を検出する表面電位センサなどの画像形成装置の構成を複雑にしたりコスト高になる要素を用いることなく、簡単、安価な構成でイレーサ（除電装置）の異常を診断できる、画像形成装置におけるイレーサ（除電ランプ）の異常検出方法を提供することができる。

また、前記イレーサの異常検出用トナーパッチは、該トナーパッチの濃度に比例して前記画像濃度センサ出力が変化する領域の濃度で形成するようにしたことにより、トナーパッチ濃度の少しの変化を良好に画像濃度センサで検出することができ、イレーサ（除電ランプ）の断線などの異常を確実に検出することができる。

そして、前記イレーサの異常検出用トナーパッチを複数形成し、各トナーパッチの前記画像濃度センサによる検出出力の平均値からイレーサの異常を判断することにより、より正確にイレーサの異常を判断することができる。

さらに、前記画像濃度センサは、反射型の濃度センサとすることにより、電位センサを用いる場合などに比し、安価で、確実にイレーサ（除電ランプ）の異常を検出することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明になるイレーサの異常検出方法を実施する画像形成装置の概略構成図、図２は本発明になる画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法のフロー図、図３は本発明になる画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法に用いる画像濃度センサの構成図、図４は印字濃度と画像濃度センサの出力電圧との関係を示したグラフ、図５は本発明になる画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法に用いるトナーパッチの例である。

図中１はドラム状に形成した感光体（像担持体）、２は帯電装置、３は赤外線などを用いた発光素子と受光素子などで構成される画像濃度センサ、４はイレーサ（除電装置）、５は露光装置、６は現像装置、７は転写ローラ、８はクリーニングブレード、９はクリーニングローラ、３０はトナー、３１はＬＥＤなどを用いた発光素子、３２は発光素子３１からの光を感光体１方向と、この発光素子３１の発光量を検出してフィードバック回路により光量を一定に保つためのモニタ用受光素子３３方向に向かわせるためのビームスプリッター、３４は中間転写体２で反射された光を、受光素子３５、受光素子３６に分けるためのビームスプリッターである。なお、感光体（像担持体）１としては、ドラム状のもの、ベルト状のものなど、種々の形式のものがあり、また感光体だけでなく、中間転写体を用いて中間転写体上のトナー画像濃度センサで検出する形式の画像形成装置など、本発明はどのような形式の感光体（像担持体）であっても適用できる。

図１における画像形成装置は、感光体（像担持体）１の周囲に、スコロトロン等の帯電装置２、ＬＥＤプリントヘッドユニットなどで構成された露光装置５、現像装置６、感光体（像担持体）１と対向するように設置されて間を通過する記録紙に感光体（像担持体）１上に形成されたトナー像を転写するための転写ローラ７、感光体（像担持体）１上に転写されずに残ったトナーをクリーニングするためのクリーニングローラ９、クリーニングブレード８、などか設置され、さらに記録紙にトナー像を転写した後に感光体（像担持体）１に残っている電荷を除電するためのイレーサ（除電装置）４、感光体（像担持体）上に形成されたトナー像が適切な厚さに形成されているかをチェックするための画像濃度センサ３などが配置されている。

そして、印字指示が来るとまず帯電装置２によって感光体（像担持体）１が均一に帯電され、露光装置５に与えられる画像データによって露光が行われる。すると、光照射部の電位が低下して静電潜像が形成され、その静電潜像（電位低下部分）は現像装置６によって現像されてトナー像が形成される。このトナー像は、トナー像形性のタイミングに合わせて感光体（像担持体）１と転写ローラ７の間に送られる記録紙に、転写ローラ７に印加されるトナー像と逆極性の転写バイアスで転写され、その記録紙は、さらに図示していない定着装置に送られて転写されたトナー像が定着される。

そして、感光体（像担持体）１から記録紙に転写されずに残ったトナーは、クリーニングローラ９、クリーニングブレード８によって除去されると共に、イレーサ（除電装置）４によって感光体（像担持体）１に残った電荷が除電され、次の画像形成に備えられる。

また画像濃度センサ３は、例えば感光体（像担持体）１上に形成されたトナー像の画像濃度を検出して画像濃度を適正値に修正するためや、カラー画像形成装置においては、各色の画像を正確に位置合わせするためのカラーレジストレーション用パターンを読み取って位置ずれを修正するときに用いられる反射型センサで、図３に示したような構成をしている。

図中のＬＥＤなどを用いた発光素子３１を出た光は、ビームスプリッター３２によって感光体（像担持体）１の方向と、この発光素子３１の発光量を検出し、フィードバック回路により光量を一定に保つためのモニタ用受光素子３３への方向の光に分割される。そしてトナー３０が載った感光体（像担持体）１で反射された光は、ビームスプリッター３４によって受光素子３５と、受光素子３６の２つの偏光成分に分けられ、その比率で感光体（像担持体）１上のトナー濃度が検出される。

この画像濃度センサ３の出力電圧と印字率の関係は、図４に示したグラフのようになる。この図４において横軸は％であらわした印字率、縦軸は出力電圧（Ｖ）であり、この図４に示した画像濃度センサ出力の測定例では、感光体（像担持体）１上にトナー３０が無い状態（印字率０）で反射光が最大となり、出力電圧も最大となる。そして、トナーの量が増えるに従って光がトナーに吸収されるために反射量が低下するが、印字率が１０％程度まではあまり大きな出力電圧低下はなく、印字率が１０％から４０％の間は、ほぼ一定割合で下がって行き、印字率が４０％を超えると出力電圧の変化が非常に少なくなる。

そのため、感光体（像担持体）１上に形成される画像濃度の検出は、例えば図４に示した例では、画像濃度センサ３の出力が画像濃度に比例して変化する印字率１５％から３５％程度の範囲に入るよう、印字率２５％のパッチを印字して測定すると正確な測定が出来る。

このように構成した画像形成装置において本発明では、画像濃度センサ３を利用し、感光体（像担持体）１上に形成されたトナー像の濃度が変化したとき、それを検出してイレーサ（除電装置）４の異常を検出するようにしたものである。

すなわち感光体（像担持体）１上に形成されるトナー像は、前記したように、イレーサ（除電ランプ）４に何らかの異常が生じ、除電が正常に行われなくなった場合、感光体（像担持体）１の表面に電荷が帯電ごとに蓄積されていき、電位が高くなって露光を行っても正常な露光電位にならなくなり、正常な画像形成がなされなくなる。そのため、前記図４に示したような出力特性を有する画像濃度センサ３を用いている場合、印字率２５％程度のイレーサ（除電装置）４の異常を判断するためのパッチを印字し、画像濃度センサ３の出力が高くなって所定の閾値（例えば画像濃度センサ３の出力Ｖｓの範囲が０Ｖ≦Ｖｓ≦５．０Ｖ程度である場合は４Ｖ程度）を超え、感光体（像担持体）１上にトナー像が形成されなくなったことが検出されたら、イレーサ（除電装置）４が異常であると判断するようにした。

このようにすることにより、従来のようにイレーサ（除電ランプ）４の異常を検出するため、特別な検出回路を設けたり、電位センサの出力を一定タイミング毎に自動的に校正する回路と、感光体を接地または高電圧発生回路へ切り替えて接続できるようにしたスイッチング手段（特許文献１）、除電ランプで除電した感光体の表面電位を検出する表面電位センサ（特許文献２）などの画像形成装置の構成を複雑にしたりコスト高になる要素を用いることなく、簡単、安価な構成でイレーサ（除電装置）４の異常を診断できる、画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法を提供することができる。

図２は、このような考え方に従った本発明の画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法のフロー図であり、まずステップＳ２０で画像形成装置の電源がＯＮされると、ステップＳ２１でイレーサ（除電装置）４が、ステップＳ２２で帯電装置２が、ステップＳ２３で転写ローラ７のバイアスがそれぞれＯＮされる。

そして、次のステップＳ２４で、前記したように画像濃度センサ３の出力が印字率に比例して変化する、例えば図４に示した例では、印字率１５％から３５％程度の範囲に入る例えば印字率２５％で、モノクロの画像形成装置の場合は例えば図５（Ａ）に示したような複数の、カラーの画像形成装置の場合は例えば図５（Ｂ）に示したように、使用する色、例えば黒（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の色毎のパッチをイレーサ異常検出用パッチとして感光体（像担持体）上に形成する。

そして、次のステップＳ２５で画像濃度センサ３の読み取り準備ができているかどうかを確認し、できていない場合はステップＳ２６でエラー表示を行い、できている場合はそのイレーサ異常検出パッチを読み取り、ステップＳ２７でイレーサ（除電装置）４の異常判断、及び画像濃度の調節などをおこなう。

すなわち、モノクロの画像形成装置の場合、例えば図５（Ａ）のように画像濃度センサ３の出力が印字率に比例して変化するパッチ（例えば印字率２５％のパッチ）を複数印字するとしたが、これらのパッチを前記した画像濃度センサ３で読み取り、その出力の平均値をとってその平均値が、例えば図４に示したような出力特性を示す画像濃度センサ３の出力が所定閾値（例えば前記した例では４Ｖ以上）を超えた場合、イレーサ（除電装置）４が異常であると判断する。なお、本実施例のようにイレーサ異常検出パッチは画像濃度検出用パッチを兼ねても良く、このようにすることで別々に行うより画像形成開始までのユーザの待ち時間を短縮できる。

また、カラー画像形成装置は、それぞれが感光体（像担持体）１を有する電子写真プロセスを複数用いるタンデム方式や、同一の感光体（像担持体）１上に使用する色のトナー像を順次形成する方式の画像形成装置があるが、その方式に応じ、例えばタンデム方式の場合はそれぞれの色の電子写真プロセスで、また、同一の感光体（像担持体）１上に使用する色のトナー像を順次形成する方式の場合は同一の感光体（像担持体）１上に、図５（Ｂ）に示したような複数の色の、例えば画像濃度センサ３の出力が印字率に比例して変化するパッチ（例えば印字率２５％のパッチ）を形成し、タンデム方式の場合はそれぞれにおける出力が例えば前記したように所定閾値（例えば前記した例では４Ｖ以上）を超えた場合、同一の感光体（像担持体）１上に使用する色のトナー像を順次形成する方式の場合は、その出力の平均値をとってその平均値が所定閾値（例えば前記した例では４Ｖ以上）を超えた場合、イレーサ（除電装置）４が異常であると判断する。なお、この場合、タンデム方式のカラー画像形成装置であっても、同一色のパッチをそれぞれ複数形成して画像濃度センサ３の出力の平均を取るようにしても良い。

このようにしてイレーサ（除電装置）４の異常判断がおこなわれ、イレーサ（除電装置）４が断線など、異常と判断された場合はそれを外部に表示して点検を求め、正常に動作していると判断された場合は、同時に感光体（像担持体）１上に形成されたトナー像の濃度によって濃度調整が行われ、次のステップＳ２８でイレーサ（除電装置）４、帯電装置２、転写ローラ７のバイアスなどがＯＦＦされ、ステップＳ２９で画像形成の用意が出来たというメッセージが表示されて終了する。

なお以上の説明では、ステップＳ２０で電源ＯＮ時（投入時）にこのイレーサ（除電装置）４の異常を検出する場合を示したが、これは電源投入時だけに限らず、長時間使用しないときに画像形成装置を休止状態にする省エネモードからの復帰時、さらにユーザが画像に異常を感じた任意のときなどに実施できるようにしても良く、また、サービスマンが点検の時に実施できるようにしても良い。

また、以上の説明では、ステップＳ２４のイレーサ異常検出パッチの形成、ステップＳ２５の画像濃度センサ３の読み取り準備ができているかどうかの確認、ステップＳ２７のイレーサ（除電装置）４の異常判断、及び画像濃度の調節によってイレーサ（除電装置）４の異常判断をすると説明したが、イレーサ（除電装置）４の異常が生じた直後は、感光体（像担持体）１の帯電が上昇していない場合も考えられ、その場合は、複数回、帯電、露光、現像、除電の動作を行ってそれぞれのときにイレーサ（除電装置）４の異常判断をするようにしても良い。

以上種々述べてきたように、像担持体にイレーサの異常を検出するためのトナーパッチを形成し、前記画像濃度センサで検出した前記トナーパッチ濃度の出力が、所定閾値を超えている場合に像担持体上の電荷が除去されていないとして異常と判断するようにしたことにより、従来のようにイレーサ（除電ランプ）の異常を検出するため、特別な検出回路を設けたり、電位センサの出力を一定タイミング毎に自動的に校正する回路と、感光体を接地または高電圧発生回路へ切り替えて接続できるようにしたスイッチング手段や、除電ランプで除電した感光体の表面電位を検出する表面電位センサなどの画像形成装置の構成を複雑にしたりコスト高になる要素を用いることなく、簡単、安価な構成でイレーサ（除電装置）の異常を診断できる、画像形成装置におけるイレーサ（除電ランプ）の異常検出方法を提供することができる。

また、前記イレーサの異常検出用トナーパッチは、該トナーパッチの濃度に比例して前記画像濃度センサ出力が変化する領域の濃度で形成するようにしたことにより、トナーパッチ濃度の少しの変化を良好に画像濃度センサで検出することができ、イレーサ（除電ランプ）の断線などの異常を確実に検出することができる。

そして、前記イレーサの異常検出用トナーパッチを複数形成し、各トナーパッチの前記画像濃度センサによる検出出力の平均値からイレーサの異常を判断することにより、より正確にイレーサの異常を判断することができる。

さらに、前記画像濃度センサは、反射型の濃度センサとすることにより、電位センサを用いる場合などに比し、安価で、確実にイレーサ（除電ランプ）の異常を検出することができる。

本発明によれば、簡単、安価な構成でイレーサ（除電装置）の異常を診断できる画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法を提供することができ、画像形成装置を安価に構成することができる。

本発明になるイレーサの異常検出方法を実施する画像形成装置の概略構成図である。 本発明になる画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法のフロー図である。 本発明になる画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法に用いる画像濃度センサの構成図である。 印字濃度と画像濃度センサの出力電圧との関係を示したグラフである。 本発明になる画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法に用いるトナーパッチの例である。 従来のイレーサの異常検出回路の一例である。

符号の説明

１ 感光体（像担持体）
２ 帯電装置
３ 画像濃度センサ
４ イレーサ（除電装置）
５ 露光装置
６ 現像装置
７ 転写ローラ
８ クリーニングブレード
９ クリーニングローラ
３０ トナー
３１ 発光素子
３２ ビームスプリッター
３３ モニタ用受光素子
３４ ビームスプリッター
３５、３６ 受光素子

Claims (4)

1. 電子写真方式でトナー像を担持する像担持体に対向し、像担持体上に残った電荷を除去するイレーサと、前記像担持体または像担持体からトナー像を転写された転写体上の画像濃度を検出する画像濃度センサとを有した画像形成装置における前記イレーサの異常検出方法であって、
   前記像担持体にイレーサの異常を検出するためのトナーパッチを形成し、前記画像濃度センサで検出した前記トナーパッチ濃度の出力が、所定閾値を超えている場合に像担持体上の電荷が除去されていないとして異常と判断することを特徴とする画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法。
2. 前記イレーサの異常検出用トナーパッチは、該トナーパッチの濃度に比例して前記画像濃度センサ出力が変化する領域の濃度で形成することを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法。
3. 前記イレーサの異常検出用トナーパッチを複数形成し、各トナーパッチの前記画像濃度センサによる検出出力の平均値からイレーサの異常を判断することを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法。
4. 前記画像濃度センサは、反射型の濃度センサであることを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置におけるイレーサの異常検出方法。

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