JP2010072553A - Image forming device and method of measuring film thickness - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置および膜厚測定方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a film thickness measuring method.
表面に膜を有し、帯電、静電潜像の形成、およびトナーによるその静電潜像の現像を受ける現像剤保持体の一例である感光体を備え、その感光体上に形成されたトナー像を被記録媒体上に定着する画像形成装置において、その感光体表面の膜厚を測定する技術が知られている。 A toner that has a film on its surface and includes a photoreceptor that is an example of a developer holding body that is charged, forms an electrostatic latent image, and develops the electrostatic latent image with toner, and is formed on the photoreceptor In an image forming apparatus that fixes an image on a recording medium, a technique for measuring the film thickness of the surface of the photoreceptor is known.
例えば、特許文献1には、感光体を帯電する帯電ロールへの印加電圧Vとその時に流れる帯電電流Iとにより定まるV―I特性の直線の傾きに基づいて、感光体表面の膜厚が使用限界に達したことを検知して交換を促す技術が提案されている。
For example, in
また、特許文献2には、帯電ロールと現像ロールと転写ロールとから感光体に流れる直流電流を積分して求めた電荷量から、感光体表面の膜厚を算出する技術が提案されている。 Patent Document 2 proposes a technique for calculating the film thickness of the surface of the photoconductor from the amount of charge obtained by integrating the direct current flowing from the charging roll, the developing roll, and the transfer roll to the photoconductor.
さらに、特許文献3には、直流成分の電流を帯電ロールを介して感光体に供給した際に発生する計測電流の過剰分に基づいて得られた電荷量を除去することで、感光体表面の膜厚が使用限界に達していないにもかかわらず、感光体を交換時期と誤判定してしまうことを防止する技術が提案されている。
本発明は、第2の初期化過程を経ずに算出した第2の蓄積電荷量を用いた現像剤保持体の膜厚測定と比較し、現像剤保持体表面の膜厚を精度よく測定することができる画像形成装置、および膜厚測定方法を提供することを目的とする。 The present invention accurately measures the film thickness of the surface of the developer holder, compared to the measurement of the film thickness of the developer holder using the second accumulated charge amount calculated without going through the second initialization process. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a film thickness measuring method that can be used.
請求項1の画像形成装置は、
表面に膜を有し、帯電、静電潜像の形成、およびトナーによるその静電潜像の現像を受ける現像剤保持体を備え、その現像剤保持体上に形成されたトナー像を被記録媒体上に定着する画像形成装置における、上記現像剤保持体表面の膜厚を測定する画像形成装置であって、
上記現像剤保持体の電位を初期化する第1の初期化過程、
上記第1の初期化過程で初期化された上記現像剤保持体を第1の直流電圧で帯電してその帯電によるその現像剤保持体の第1の蓄積電荷量を算出する第1の電荷蓄積過程、
上記現像剤保持体の電位を初期化する第2の初期化過程、および
上記第2の初期化過程で初期化された上記現像剤保持体を上記第1の直流電圧とは異なる第2の直流電圧で帯電してその帯電によるその現像剤保持体の第2の蓄積電荷量を算出する第2の電荷蓄積過程からなる膜厚測定シーケンスを実行する制御手段と、
上記制御手段による上記膜厚測定シーケンスの実行により算出された上記第1の蓄積電荷量および上記第2の蓄積電荷量と、その膜厚測定シーケンスで採用された上記第1の直流電圧および上記第2の直流電圧とに基づいて、上記現像剤保持体表面の膜厚を算出する膜厚算出手段とを備えたことを特徴とする。
The image forming apparatus according to
A developer holding body having a film on the surface and receiving charging, formation of an electrostatic latent image, and development of the electrostatic latent image with toner is recorded, and a toner image formed on the developer holding body is recorded. An image forming apparatus for measuring a film thickness of the surface of the developer holder in an image forming apparatus fixed on a medium,
A first initialization process for initializing the potential of the developer holder;
First charge accumulation for charging the developer holding body initialized in the first initialization process with a first DC voltage and calculating a first accumulated charge amount of the developer holding body due to the charging. process,
A second initialization process for initializing the potential of the developer holder, and a second direct current different from the first direct current voltage in the developer holder initialized in the second initialization process. Control means for performing a film thickness measurement sequence comprising a second charge accumulation process for charging with a voltage and calculating a second accumulated charge amount of the developer holding member due to the charge;
The first accumulated charge amount and the second accumulated charge amount calculated by the execution of the film thickness measurement sequence by the control means, the first DC voltage and the first accumulated charge amount employed in the film thickness measurement sequence. And a film thickness calculating means for calculating the film thickness of the surface of the developer holder based on the DC voltage of 2.
請求項2の画像形成装置は、上記第1の初期化過程および上記第2の初期化過程が、上記現像剤保持体を、上記第1の直流電圧および上記第2の直流電圧のいずれよりも高圧の初期化直流電圧で帯電して、その現像剤保持体を除電する過程であることを特徴とする。 The image forming apparatus according to claim 2, wherein in the first initialization process and the second initialization process, the developer holding body is set to be higher than any of the first DC voltage and the second DC voltage. It is a process in which the developer holding member is discharged by charging with a high initialization DC voltage.
請求項3の画像形成装置は、上記膜厚算出手段が、上記第1の直流電圧と上記第2の直流電圧との差分電圧と、上記第1の蓄積電荷量と上記第2の蓄積電荷量との差分電荷量とを算出し、その差分電圧とその差分電荷量とに基づいて、上記現像剤保持体表面の膜厚を算出することを特徴とする。 The image forming apparatus according to claim 3, wherein the film thickness calculation unit includes a differential voltage between the first DC voltage and the second DC voltage, the first accumulated charge amount, and the second accumulated charge amount. And calculating the film thickness of the surface of the developer holder based on the difference voltage and the difference charge amount.
請求項4の画像形成装置は、上記現像剤保持体表面の初期膜厚を記憶しておく膜厚記憶手段をさらに備え、
上記膜厚算出手段は、上記膜厚記憶手段に記憶された初期膜厚又はその初期膜厚に基づいて過去に算出された膜厚に基づいて、上記現像剤保持体表面の今回の膜厚を算出するものであることを特徴とする。
The image forming apparatus according to claim 4 further includes a film thickness storage unit that stores an initial film thickness of the surface of the developer holder.
The film thickness calculation means calculates the current film thickness of the developer holder surface based on the initial film thickness stored in the film thickness storage means or a film thickness calculated in the past based on the initial film thickness. It is calculated.
請求項5の画像形成装置は、
表面に膜を有し、帯電、静電潜像の形成、およびトナーによるその静電潜像の現像を受ける現像剤保持体を備え、その現像剤保持体上に形成されたトナー像を被記録媒体上に定着する画像形成装置であって、
上記現像剤保持体の電位を初期化する第1の初期化過程、
上記第1の初期化過程で初期化された上記現像剤保持体を第1の直流電圧で帯電してその帯電によるその現像剤保持体の第1の蓄積電荷量を算出する第1の電荷蓄積過程、
上記現像剤保持体の電位を初期化する第2の初期化過程、および
上記第2の初期化過程で初期化された上記現像剤保持体を上記第1の直流電圧とは異なる第2の直流電圧で帯電させてその帯電によるその現像剤保持体の第2の蓄積電荷を算出する第2の蓄積電荷過程からなる膜厚測定シーケンスを実行する制御手段と、
上記制御手段による上記膜厚測定シーケンスの実行により算出された上記第1の蓄積電荷量および上記第2の蓄積電荷量と、その膜厚測定シーケンスで採用された上記第1の直流電圧および上記第2の直流電圧とに基づいて、上記現像剤保持体表面の膜厚を算出する膜厚算出手段とを備えたことを特徴とする。
The image forming apparatus according to claim 5
A developer holding body having a film on the surface and receiving charging, formation of an electrostatic latent image, and development of the electrostatic latent image with toner is recorded, and a toner image formed on the developer holding body is recorded. An image forming apparatus fixed on a medium,
A first initialization process for initializing the potential of the developer holder;
First charge accumulation for charging the developer holding body initialized in the first initialization process with a first DC voltage and calculating a first accumulated charge amount of the developer holding body due to the charging. process,
A second initialization process for initializing the potential of the developer holder, and a second direct current different from the first direct current voltage in the developer holder initialized in the second initialization process. Control means for performing a film thickness measurement sequence comprising a second accumulated charge process for charging with a voltage and calculating a second accumulated charge of the developer holding member due to the charging;
The first accumulated charge amount and the second accumulated charge amount calculated by the execution of the film thickness measurement sequence by the control means, the first DC voltage and the first accumulated charge amount employed in the film thickness measurement sequence. And a film thickness calculating means for calculating the film thickness of the surface of the developer holder based on the DC voltage of 2.
請求項6の画像形成装置は、
表面に膜を有し、動作時に回転する現像剤保持体と、
上記現像剤保持体を、直流電圧で帯電する直流帯電と直流電圧に交流電圧を重畳した電圧で帯電する交流帯電とのうちの少なくとも直流帯電で帯電する帯電手段と、
上記帯電手段により帯電された現像剤保持体に画像信号に応じたパターンの光を照射してその現像剤保持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
上記潜像形成手段により上記現像剤保持体上に形成された静電潜像をトナーで現像してその現像剤保持体上にトナー像を形成する現像手段と、
上記現像手段により上記現像剤保持体上に形成されたトナー像を被記録媒体上に転写する転写手段と、
上記転写手段よりも上記現像剤保持体の回転方向下流側に配置されその現像剤保持体を除電する除電手段と、
上記転写手段により被記録媒体上に転写されたトナー像をその被記録媒体上に定着する定着手段と、
上記帯電手段が上記現像剤保持体を直流帯電により帯電している間のその帯電手段とその現像剤保持体との間に流れる電流を測定しその電流に基づいてその現像剤保持体の蓄積電荷量を算出する電荷量算出手段と、
上記帯電手段に、上記現像剤保持体を初期化するための初期化直流電圧でその現像剤保持体を帯電させて、上記除電手段にその現像剤保持体を除電させる第1の初期化過程、
上記帯電手段に、上記第1の初期化過程で初期化された上記現像剤保持体を電荷蓄積用の第1の直流電圧で帯電させ、上記電荷量算出手段に、その帯電の間の上記現像剤保持体の第1の蓄積電荷量を算出させる第1の蓄積電荷過程、
上記帯電手段に、上記現像剤保持体を初期化するための、上記初期化直流電圧と同一の初期化直流電圧で上記現像剤保持体を帯電させて、上記除電手段に該現像剤保持体を除電させる第2の初期化過程、および
上記帯電手段に、上記第2の初期化過程で初期化された上記現像剤保持体を、電荷蓄積用の、第1の直流電圧とは異なる第2の直流電圧で帯電させ、上記電荷量算出手段に、その帯電の間の上記現像剤保持体の第2の蓄積電荷量を算出させる第2の蓄積電荷過程からなる膜厚測定シーケンスを実行させる制御手段と、
上記制御手段による上記膜厚測定シーケンスの実行により算出された上記第1の蓄積電荷量および上記第2の蓄積電荷量と、その膜厚測定シーケンスで採用された上記第1の直流電圧および上記第2の直流電圧とに基づいて、上記現像剤保持体表面の膜厚を算出する膜厚算出手段とを備えたことを特徴とする。
An image forming apparatus according to claim 6 is provided.
A developer holder having a film on the surface and rotating during operation;
Charging means for charging the developer holding member with at least DC charging among DC charging for charging with a DC voltage and AC charging for charging with an AC voltage superimposed on the DC voltage;
A latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the developer holding member by irradiating the developer holding member charged by the charging unit with light having a pattern corresponding to an image signal;
Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the developer holder by the latent image forming means with toner and forming a toner image on the developer holder;
Transfer means for transferring a toner image formed on the developer holder by the developing means onto a recording medium;
A charge eliminating unit disposed on the downstream side in the rotation direction of the developer holding body with respect to the transfer unit and discharging the developer holding body;
Fixing means for fixing the toner image transferred onto the recording medium by the transfer means onto the recording medium;
While the charging means charges the developer holder by direct current charging, the current flowing between the charging means and the developer holder is measured, and the accumulated charge of the developer holder based on the current is measured. Charge amount calculating means for calculating the amount;
A first initialization process in which the charging means is charged with an initializing DC voltage for initializing the developer holding body to charge the developer holding body, and the charge removing means discharges the developer holding body;
The charging means is charged with the developer holding body initialized in the first initialization process with a first DC voltage for charge accumulation, and the charge amount calculating means is charged with the development during the charging. A first accumulated charge process for calculating a first accumulated charge amount of the agent holder,
The developer holding body is charged with the same initializing DC voltage as the initializing DC voltage for initializing the developer holding body to the charging means, and the developer holding body is placed on the charge eliminating means. A second initializing process for neutralizing the charge, and the developer holding body initialized in the second initializing process is connected to the charging means by a second different from the first DC voltage for charge accumulation. Control means for charging with a DC voltage and causing the charge amount calculation means to execute a film thickness measurement sequence comprising a second accumulated charge process for calculating a second accumulated charge amount of the developer holding body during the charging. When,
The first accumulated charge amount and the second accumulated charge amount calculated by the execution of the film thickness measurement sequence by the control means, the first DC voltage and the first accumulated charge amount employed in the film thickness measurement sequence. And a film thickness calculating means for calculating the film thickness of the surface of the developer holder based on the DC voltage of 2.
請求項7の膜厚測定方法は、表面に膜を有し、帯電、静電潜像の形成、およびトナーによるその静電潜像の現像を受ける現像剤保持体を備え、その現像剤保持体上に形成されたトナー像を被記録媒体上に定着する画像形成装置における、上記現像剤保持体表面の膜厚を測定する膜厚測定方法であって、
上記現像剤保持体の電位を初期化する第1の初期化過程、
上記第1の初期化過程で初期化された上記現像剤保持体を第1の直流電圧で帯電してその帯電によるその現像剤保持体の第1の蓄積電荷量を算出する第1の電荷蓄積過程、
上記現像剤保持体の電位を初期化する第2の初期化過程、
上記第2の初期化過程で初期化された上記現像剤保持体を上記第1の直流電圧とは異なる第2の直流電圧で帯電してその帯電によるその現像剤保持体の第2の蓄積電荷量を算出する第2の電荷蓄積過程、および
上記第1の蓄積電荷量および上記第2の蓄積電荷量と、上記第1の直流電圧および上記第2の直流電圧とに基づいて、上記現像剤保持体表面の膜厚を算出する膜厚算出過程を有することを特徴とする。
The film thickness measuring method according to claim 7 is provided with a developer holder having a film on the surface and receiving charging, formation of an electrostatic latent image, and development of the electrostatic latent image with toner, and the developer holder. A film thickness measuring method for measuring the film thickness of the surface of the developer holder in an image forming apparatus for fixing a toner image formed thereon onto a recording medium,
A first initialization process for initializing the potential of the developer holder;
First charge accumulation for charging the developer holding body initialized in the first initialization process with a first DC voltage and calculating a first accumulated charge amount of the developer holding body due to the charging. process,
A second initialization process for initializing the potential of the developer holder;
The developer holding body initialized in the second initialization process is charged with a second DC voltage different from the first DC voltage, and the second accumulated charge of the developer holding body due to the charging is charged. Based on the second charge accumulation process for calculating the amount, the first accumulated charge amount and the second accumulated charge amount, and the first DC voltage and the second DC voltage. It has the film thickness calculation process which calculates the film thickness of a holding body surface.
請求項1の画像形成装置では、第2の初期化過程を経ずに算出した第2の蓄積電荷量を用いた現像剤保持体の膜厚測定と比較し、現像剤保持体表面の膜厚を精度よく測定することができる。
In the image forming apparatus according to
請求項2の画像形成装置では、現像剤保持体の帯電電位の安定化を図ることができる。 In the image forming apparatus of the second aspect, the charging potential of the developer holding member can be stabilized.
請求項3の画像形成装置では、請求項3の構成を有さない場合に較べて、現像剤保持体表面の膜厚を精度よく測定することができる。 In the image forming apparatus according to the third aspect, the film thickness on the surface of the developer holding member can be measured with higher accuracy than in the case where the configuration according to the third aspect is not provided.
請求項4の画像形成装置では、請求項4の構成を有さない場合に較べて、現像剤保持体表面の今回の膜厚を精度よく測定することができる。 In the image forming apparatus of the fourth aspect, the current film thickness on the surface of the developer holding member can be measured with higher accuracy than in the case where the configuration of the fourth aspect is not provided.
請求項5の画像形成装置では、現像剤保持体の電位を初期化する第1,第2の初期化過程を有さない場合に較べて、直流帯電のみで現像剤保持体表面の膜厚を精度よく算出することができる。 In the image forming apparatus according to claim 5, the film thickness of the surface of the developer holding member can be increased only by direct current charging as compared with the case where the first and second initialization processes for initializing the potential of the developer holding member are not provided. It can be calculated with high accuracy.
請求項6の画像形成装置では、現像剤保持体の電位を初期化する第1,第2の初期化過程を有さない場合に較べて、直流帯電のみで現像剤保持体表面の膜厚を精度よく算出することができる。 In the image forming apparatus according to claim 6, the film thickness of the surface of the developer holder can be increased only by direct current charging as compared with the case where the first and second initialization processes for initializing the potential of the developer holder are not provided. It can be calculated with high accuracy.
請求項7の膜厚測定方法では、現像剤保持体の電位を初期化する第1,第2の初期化過程を有さない場合に較べて、直流帯電のみで現像剤保持体表面の膜厚を精度よく測定することができる。 In the film thickness measuring method according to claim 7, the film thickness of the surface of the developer holder can be obtained only by direct current charging as compared with the case where the first and second initialization processes for initializing the potential of the developer holder are not provided. Can be measured with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1は、画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printer which is an embodiment of an image forming apparatus.
図1に示すプリンタ10には、表面に膜を有し、動作時に矢印A方向に回転する、現像剤保持体の一例である感光体ロール11が備えられている。
The
また、このプリンタ10には、直流電圧を供給する直流電源部12と、この直流電源部12から供給される直流電圧で感光体ロール11を直流帯電する、帯電手段の一例である帯電器13が備えられている。
Further, the
さらに、このプリンタ10には、帯電器13により帯電された感光体ロール11に画像信号に応じたパターンの光を照射して感光体ロール11上に静電潜像を形成する、潜像形成手段の一例である露光器14が備えられている。
The
また、このプリンタ10には、露光器14により感光体ロール11上に形成された静電潜像をトナーで現像して感光体ロール11上にトナー像を形成する、現像手段の一例である現像器15が備えられている。この現像器15は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収容した現像剤収容体15_1と、現像剤収容体15_1中の現像剤を保持して感光体ロール11の表面に対向した状態で回転する現像ロール15_2を有する。
Further, the
さらに、このプリンタ10には、現像器15により感光体ロール11上に形成されたトナー像を、被記録媒体の一例である記録用紙上に転写する、転写手段の一例である転写ロール16が備えられている。
Further, the
また、このプリンタ10には、クリーニング部材17が備えられている。このクリーニング部材17は、感光体ロール11の、転写領域を通過した表面に、転写領域において記録用紙へ移行することができなかったトナー、紙粉、あるいは帯電において生じた放電生成物などの不要物を掻き落とす部材である。
The
さらに、このプリンタ10には、転写ロール16およびクリーニング部材17よりも感光体ロール11の回転方向下流側に配置され、感光体ロール11を除電する、除電手段の一例である除電ランプ18が備えられている。
Further, the
また、このプリンタ10には、転写ロール16により記録用紙上に転写されたトナー像を加熱および加圧して記録用紙上に定着する、定着手段の一例である定着器19が備えられている。この定着器19は、加熱機構を有する定着ロール19_1と、定着ロール19_1に対向するように設けられた圧力ロール19_2を有する。
Further, the
さらに、このプリンタ10には、記録用紙が収容される記録用紙収容部20と、その記録用紙収容部20から記録用紙を引き出して予め定められた搬送路に搬送する用紙搬送部21が備えられている。
Further, the
また、このプリンタ10には、電荷量算出手段の一例である電荷量算出部30が備えられている。この電荷量算出部30は、帯電器13が感光体ロール11を直流帯電により帯電している間の帯電器13と感光体ロール11との間に流れる電流を測定し、この電流に基づいて感光体ロール11の蓄積電荷量を算出する。
Further, the
さらに、このプリンタ10には、制御手段の一例である制御部40、および膜厚算出手段の一例である膜厚算出部50が備えられている。また、このプリンタ10には、感光体ロール11の表面の初期状態における膜厚C0と、この時に測定した静電容量C0を記憶しておく膜厚記憶部60が備えられている。また、この実施形態の画像形成装置には、膜厚測定方法の一実施形態が適用されている。
The
ここで、膜厚記憶部60と感光体ロール11と現像器15とからプロセスカートリッジ100が構成されており、このプロセスカートリッジ100は、プリンタ10の内部からの引出しが自在となるように装填されている。
Here, a
先ず、このプリンタ10の概略の動作について説明する。
First, the general operation of the
このプリンタ10では、除電ランプ18で除電された感光体ロール11の表面に、帯電器13により電荷が付与される。さらに、電荷が付与された感光体ロール11の表面に、画像信号に応じたパターンの光が露光器14で照射されて感光体ロール11上に静電潜像が形成される。次いで、現像器15を構成する現像剤収容体15_1に収容された現像剤を、回転する現像ロール15_2に保持させて現像位置に運ばせることで静電潜像が現像される。この現像像は、感光体ロール11と転写ロール16によって定まる転写領域において、記録用紙収容部18から用紙搬送部19により引き出され矢印B方向に搬送されてきた記録用紙上に転写ロール16によって転写される。その後、定着器19により加熱および加圧されて定着され、記録用紙上に画像が形成される。
In the
また、感光体ロール11の、転写領域を通過した表面に付着している不要物が、クリーニング部材17によって掻き落とされて、次の画像形成サイクルに備えられる。
In addition, the unnecessary material adhering to the surface of the
次に、制御部40および膜厚算出部50について、図1および図2を参照して説明する。
Next, the
図2は、制御部および膜厚算出部における動作の流れを示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a flow of operations in the control unit and the film thickness calculation unit.
制御部40では、先ず、図2に示す第1の除電動作(P1)(第1の初期化過程の一例)が行なわれる。第1の除電動作(P1)では、帯電器13に、放電に十分な初期化直流電圧Vrが直流電源部12から印可される。これにより、感光体ロール11の表面の電位が一定になる。ここで、通常作像プロセス時の直流電圧VH(例えば600V)が得られる直流電圧Vr(例えば1300V)が印可された場合であって、例えば直前の状態が紙詰まり等による緊急停止後等において、残留電位が残っている場合がある。直流帯電では、直流電圧VHを上げる方向には制御できるが、下げることは困難である。このため、予想する残留電位よりも高い電位で帯電するための直流電圧Vr(例えば1500V)が印加される。こうすることで、残留電位の有無に関わらず、例えば700Vの直流電圧VHrに固定される。その後、直流電圧がオフされ、さらに除電ランプ18が除電に必要な光量で点灯される。ここでは、感光体ロール11が2〜3周分回転する間、除電ランプ18が点灯されて除電される。これにより、電位はRp(例えば50V)まで下がる。この時の残留電荷をQrp1とする。
In the
次いで、第1の膜厚検知動作(M1)(本発明にいう第1の蓄積電荷過程の一例)が行なわれる。第1の膜厚検知動作(M1)では、除電ランプ18がオフされた状態で、放電開始電圧を上回る一定の第1の直流電圧V1(例えば1000V)が帯電器13に印加されて、感光体ロール11が帯電される。第1の直流電圧V1は、V1<Vrとなる直流電圧である。この時の直流電流Idcが電荷量算出部30でモニタされて積算される。ここでは、感光体ロール11の1周目の電荷をq1とし、2周目,3周目をそれぞれq2,q3とする。感光体ロール11が3周目までの期間帯電されると電荷が飽和するので、q3≒0となる。しかし、感光体ロール11のリークや漏れ電流等がある場合は0とならない。このときは、4周目の電荷q4をリーク電荷量Qリークとみなし、
Qm1=(q1+q2+q3)−3×Qリーク;Qリーク=q4・…(1)
とすることで、この測定期間に感光体ロール11に蓄積された第1の蓄積電荷量Qm1が正確に求まる。なお、この時点での感光体ロール11に蓄積されている総電荷量Q1は、
Q1=Qrp1+Qm1…(2)
である。
Next, a first film thickness detection operation (M1) (an example of a first accumulated charge process in the present invention) is performed. In the first film thickness detection operation (M1), a constant first DC voltage V1 (for example, 1000 V) that exceeds the discharge start voltage is applied to the
Qm1 = (q1 + q2 + q3) −3 × Q leak; Q leak = q4... (1)
Thus, the first accumulated charge amount Qm1 accumulated in the
Q1 = Qrp1 + Qm1 (2)
It is.
さらに、第2の除電動作(P2)(第2の初期化過程の一例)が行なわれる。第2の除電動作(P2)では、第1の除電動作(P1)で印可された直流電圧Vrと同じ直流電圧Vrにより帯電が行なわれて、一定の直流電圧VHrが得られる。V1<Vrが確保できていないと、この第2の除電動作(P2)で同じ直流電圧VHrとならない。一般的には、直流帯電は、感光体ロール11の膜厚や環境等で変動してしまうが、一連のシーケンスの間(第1の除電動作(P1)と第2の除電動作(P2)との間)では大きく変動しないと考えてよく、この時の直流電圧VHrは一定となる。その後、第1の除電動作(P1)と同様に、同じ光量で同じ回数だけ感光体ロール11を回転させて除電する。これにより、感光体ロール11の電位がRpに低下する。この時の残留電荷をQrp2とする。感光体ロール11の感度特性も、感光体ロール11の膜厚や環境等で変動するので一般には一定ではないが、一連のシーケンスの間では大きく変動しないと考えてよく、従って一定の電位Rpが得られる。よって、残留電荷も等しくなる。
Further, a second static elimination operation (P2) (an example of a second initialization process) is performed. In the second static elimination operation (P2), charging is performed with the same DC voltage Vr as the DC voltage Vr applied in the first static elimination operation (P1), and a constant DC voltage VHr is obtained. If V1 <Vr is not secured, the same DC voltage VHr is not obtained in the second static elimination operation (P2). In general, DC charging varies depending on the film thickness, environment, and the like of the
Qrp2=Qrp1…(3)
次いで、第2の膜厚検知動作(M2)(本発明にいう第2の蓄積電荷過程の一例)が行なわれる。第2の膜厚検知動作(M2)は、第1の膜厚検知動作(M1)と同様の測定シーケンスである。但し、第1の膜厚検知動作(M1)における第1の直流電圧V1とは異なる第2の直流電圧V2(例えば1200V)が印加される点が異なる。この第2の直流電圧V2は放電開始電圧を上回っている。尚、第1の直流電圧V1と異なっていれば、特に直流電圧の制約はないが第1の直流電圧V1に近いと誤差が大きくなる。(1)式と同様に、この測定期間に感光体ロール11に蓄積された第2の蓄積電荷量Qm2が電荷量算出部30で算出される。この時点で感光体ロール11に蓄積された総電荷量は、(2)式と同様に、
Q2=Qrp2+Qm2…(2―1)
となる。
Qrp2 = Qrp1 (3)
Next, a second film thickness detection operation (M2) (an example of a second accumulated charge process according to the present invention) is performed. The second film thickness detection operation (M2) is the same measurement sequence as the first film thickness detection operation (M1). However, the second DC voltage V2 (for example, 1200 V) different from the first DC voltage V1 in the first film thickness detection operation (M1) is applied. The second DC voltage V2 exceeds the discharge start voltage. In addition, if it differs from the 1st DC voltage V1, there will be no restriction | limiting in particular in a DC voltage, but if it is close to the 1st DC voltage V1, an error will become large. Similar to the equation (1), the charge
Q2 = Qrp2 + Qm2 (2-1)
It becomes.
さらに、膜厚算出部50で、第1の蓄積電荷量Qm1および第2の蓄積電荷量Qm2と、第1の直流電圧V1および第2の直流電圧V2とに基づいて、以下のようにして、感光体ロール11の表面の膜厚が算出される。
Further, in the film
感光体ロール11の静電容量Cは、Q=CVの関係から、
Q1=CV1,Q2=CV2…(4)
となる。ここで、差分をとると、
C(V2−V1)=Q2−Q1…(4―1)
となる。(2)式、(2―1)式を代入すると、(3)式により、Rpの際の電荷が相殺され、
C(V2−V1)=(Qrp2+Qm2)−(Qrp1+Qm1)=Qm2−Qm1…(5)
となる。V1(=1000V),V2(=1200V)は与えられており、Qm1,Qm2も測定された量なので、(5)式より、静電容量Cが求まる。
The electrostatic capacity C of the
Q1 = CV1, Q2 = CV2 (4)
It becomes. Here, taking the difference,
C (V2-V1) = Q2-Q1 (4-1)
It becomes. Substituting the formulas (2) and (2-1), the charge at the time of Rp is canceled by the formula (3),
C (V2-V1) = (Qrp2 + Qm2)-(Qrp1 + Qm1) = Qm2-Qm1 (5)
It becomes. Since V1 (= 1000V) and V2 (= 1200V) are given and Qm1 and Qm2 are also measured quantities, the capacitance C can be obtained from the equation (5).
ここで、感光体ロール11の膜厚Dは、以下のように静電容量に反比例するため、簡単に求まる。
Here, the film thickness D of the
D×C=ε×L×2πr=一定(但し、εは誘電率、Lは帯電ロール長さ、rは感光体ロール11の半径)…(6)
また、膜厚算出部50では、膜厚記憶部60に記憶された初期膜厚D0と、この時に測定した静電容量C0が読み出される。ここで、例えばN回目の測定時の静電容量をCnとすると、感光体ロール11の膜厚Dnは、誘電率等の詳細値が判らなくても求められる。即ち、
Dn×Cn=D0×C0…(7)
なので、この(7)式から感光体ロール11の膜厚Dnは、
Dn=D0(C0/Cn)…(7―1)
となる。
D × C = ε × L × 2πr = constant (where ε is the dielectric constant, L is the length of the charging roll, and r is the radius of the photoreceptor roll 11) (6)
Further, the film
Dn × Cn = D0 × C0 (7)
Therefore, from this equation (7), the film thickness Dn of the
Dn = D0 (C0 / Cn) (7-1)
It becomes.
以上のような除電動作と膜厚検知動作を複数回行うことで、交流トランスを用いた交流電源を備えていなくても膜厚が正確に求まる。交流電源から供給される交流電圧が感光体ロール11に印可されると、感光体ロール11の劣化が加速されるため、本実施形態の、直流電源のみを備えたプリンタ10では、感光体ロール11の延命化が図られる。
By performing the static elimination operation and the film thickness detection operation as described above a plurality of times, the film thickness can be obtained accurately even if an AC power source using an AC transformer is not provided. When the AC voltage supplied from the AC power source is applied to the
尚、本実施形態では、感光体ロール11を直流電圧で直流帯電する帯電器13の例であるが、帯電手段は、これに限られるものではなく、ロールの代わりにブラシなどを用いた接触式の帯電手段や、コロトロン帯電器やスコロトロン帯電器などを用いた非接触の帯電手段を含み、現像剤保持体を、直流電圧で直流帯電する直流帯電と直流電圧に交流電圧を重畳した電圧で帯電する交流帯電とのうちの少なくとも直流帯電で帯電する帯電手段であればよい。
In the present embodiment, an example of the
また、本実施形態では、膜厚算出部50が、膜厚記憶部60に記憶された初期膜厚D0に基づいて感光体ロール11の表面の今回の膜厚を算出する例であるが、膜厚算出手段は、これに限られるものではなく、膜厚記憶手段に記憶された初期膜厚に基づいて過去に算出された膜厚に基づいて、現像剤保持体表面の今回の膜厚を算出してもよい。このようにすると、初期膜厚のみに基づいて現像剤保持体の表面の膜厚を算出する場合と比較し、現像剤保持体の表面の膜厚がさらに正確に求まる。
In the present embodiment, the film
さらに、本実施形態では、本発明にいう画像形成装置としてプリンタを例に挙げて説明したが、複写機はもとより、電子写真方式の機器などに用いられる画像形成装置であればよい。 Further, in the present embodiment, a printer has been described as an example of the image forming apparatus according to the present invention. However, any image forming apparatus may be used as long as it is used not only for a copying machine but also for an electrophotographic apparatus.
10 プリンタ
11 感光体ロール
12 直流電源部
13 帯電器
14 露光器
15 現像器
15_1 現像剤収容体
15_2 現像ロール
16 転写ロール
17 クリーニング部材
18 除電ランプ
19 定着器
19_1 定着ロール
19_2 圧力ロール
20 記録用紙収容部
21 用紙搬送部
30 電荷量算出部
40 制御部
50 膜厚算出部
60 膜厚記憶部
100 プロセスカートリッジ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記現像剤保持体の電位を初期化する第1の初期化過程、
前記第1の初期化過程で初期化された前記現像剤保持体を第1の直流電圧で帯電して該帯電による該現像剤保持体の第1の蓄積電荷量を算出する第1の電荷蓄積過程、
前記現像剤保持体の電位を初期化する第2の初期化過程、および
前記第2の初期化過程で初期化された前記現像剤保持体を前記第1の直流電圧とは異なる第2の直流電圧で帯電して該帯電による該現像剤保持体の第2の蓄積電荷量を算出する第2の電荷蓄積過程からなる膜厚測定シーケンスを実行する制御手段と、
前記制御手段による前記膜厚測定シーケンスの実行により算出された前記第1の蓄積電荷量および前記第2の蓄積電荷量と、該膜厚測定シーケンスで採用された前記第1の直流電圧および前記第2の直流電圧とに基づいて、前記現像剤保持体表面の膜厚を算出する膜厚算出手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 A developer holder for holding the developer;
A first initialization process for initializing the potential of the developer holder;
A first charge accumulation for charging the developer holding body initialized in the first initialization process with a first DC voltage and calculating a first accumulated charge amount of the developer holding body due to the charging. process,
A second initialization process for initializing the potential of the developer holder, and a second direct current different from the first direct current voltage in the developer holder initialized in the second initialization process. Control means for performing a film thickness measurement sequence comprising a second charge accumulation process for charging with a voltage and calculating a second accumulated charge amount of the developer holder due to the charging;
The first accumulated charge amount and the second accumulated charge amount calculated by execution of the film thickness measurement sequence by the control means, the first DC voltage and the first accumulated charge amount employed in the film thickness measurement sequence. An image forming apparatus, comprising: a film thickness calculating unit that calculates a film thickness of the surface of the developer holding body based on a DC voltage of 2.
前記膜厚算出手段は、前記膜厚記憶手段に記憶された初期膜厚又は該初期膜厚に基づいて過去に算出された膜厚に基づいて、前記現像剤保持体表面の今回の膜厚を算出するものであることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載の画像形成装置。 A film thickness storage means for storing an initial film thickness of the developer holder surface;
The film thickness calculation means calculates the current film thickness of the developer holder surface based on the initial film thickness stored in the film thickness storage means or a film thickness calculated in the past based on the initial film thickness. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus calculates the image forming apparatus.
前記現像剤保持体の電位を初期化する第1の初期化過程、
前記第1の初期化過程で初期化された前記現像剤保持体を第1の直流電圧で帯電して該帯電による該現像剤保持体の第1の蓄積電荷量を算出する第1の電荷蓄積過程、
前記現像剤保持体の電位を初期化する第2の初期化過程、および
前記第2の初期化過程で初期化された前記現像剤保持体を前記第1の直流電圧とは異なる第2の直流電圧で帯電させて該帯電による該現像剤保持体の第2の蓄積電荷を算出する第2の蓄積電荷過程からなる膜厚測定シーケンスを実行する制御手段と、
前記制御手段による前記膜厚測定シーケンスの実行により算出された前記第1の蓄積電荷量および前記第2の蓄積電荷量と、該膜厚測定シーケンスで採用された前記第1の直流電圧および前記第2の直流電圧とに基づいて、前記現像剤保持体表面の膜厚を算出する膜厚算出手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 A developer holding body having a film on the surface and receiving charging, formation of an electrostatic latent image, and development of the electrostatic latent image with toner is recorded, and a toner image formed on the developer holding body is recorded An image forming apparatus fixed on a medium,
A first initialization process for initializing the potential of the developer holder;
A first charge accumulation for charging the developer holding body initialized in the first initialization process with a first DC voltage and calculating a first accumulated charge amount of the developer holding body due to the charging. process,
A second initialization process for initializing the potential of the developer holder, and a second direct current different from the first direct current voltage in the developer holder initialized in the second initialization process. Control means for performing a film thickness measurement sequence comprising a second accumulated charge process for calculating a second accumulated charge of the developer holding member due to the charging by charging with a voltage;
The first accumulated charge amount and the second accumulated charge amount calculated by execution of the film thickness measurement sequence by the control means, the first DC voltage and the first accumulated charge amount employed in the film thickness measurement sequence. An image forming apparatus, comprising: a film thickness calculating unit that calculates a film thickness of the surface of the developer holding body based on a DC voltage of 2.
前記現像剤保持体を、直流電圧で帯電する直流帯電と直流電圧に交流電圧を重畳した電圧で帯電する交流帯電とのうちの少なくとも直流帯電で帯電する帯電手段と、
前記帯電手段により帯電された現像剤保持体に画像信号に応じたパターンの光を照射して該現像剤保持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像形成手段により前記現像剤保持体上に形成された静電潜像をトナーで現像して該現像剤保持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記現像手段により前記現像剤保持体上に形成されたトナー像を被記録媒体上に転写する転写手段と、
前記転写手段よりも前記現像剤保持体の回転方向下流側に配置され該現像剤保持体を除電する除電手段と、
前記転写手段により被記録媒体上に転写されたトナー像を該被記録媒体上に定着する定着手段と、
前記帯電手段が前記現像剤保持体を直流帯電により帯電している間の該帯電手段と該現像剤保持体との間に流れる電流を測定し該電流に基づいて該現像剤保持体の蓄積電荷量を算出する電荷量算出手段と、
前記帯電手段に、前記現像剤保持体を初期化するための初期化直流電圧で該現像剤保持体を帯電させて、前記除電手段に該現像剤保持体を除電させる第1の初期化過程、
前記帯電手段に、前記第1の初期化過程で初期化された前記現像剤保持体を電荷蓄積用の第1の直流電圧で帯電させ、前記電荷量算出手段に、該帯電の間の前記現像剤保持体の第1の蓄積電荷量を算出させる第1の蓄積電荷過程、
前記帯電手段に、前記現像剤保持体を初期化するための、前記初期化直流電圧と同一の初期化直流電圧で前記現像剤保持体を帯電させて、前記除電手段に該現像剤保持体を除電させる第2の初期化過程、および
前記帯電手段に、前記第2の初期化過程で初期化された前記現像剤保持体を、電荷蓄積用の、第1の直流電圧とは異なる第2の直流電圧で帯電させ、前記電荷量算出手段に、該帯電の間の前記現像剤保持体の第2の蓄積電荷量を算出させる第2の蓄積電荷過程からなる膜厚測定シーケンスを実行させる制御手段と、
前記制御手段による前記膜厚測定シーケンスの実行により算出された前記第1の蓄積電荷量および前記第2の蓄積電荷量と、該膜厚測定シーケンスで採用された前記第1の直流電圧および前記第2の直流電圧とに基づいて、前記現像剤保持体表面の膜厚を算出する膜厚算出手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 A developer holder having a film on the surface and rotating during operation;
Charging means for charging the developer holding body with at least DC charging among DC charging for charging with a DC voltage and AC charging for charging with a voltage obtained by superimposing an AC voltage on the DC voltage;
A latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the developer holding body by irradiating the developer holding body charged by the charging means with light of a pattern according to an image signal;
Developing means for developing the electrostatic latent image formed on the developer holder by the latent image forming means with toner to form a toner image on the developer holder;
Transfer means for transferring a toner image formed on the developer holder by the developing means onto a recording medium;
A charge eliminating unit disposed on the downstream side in the rotation direction of the developer holding body with respect to the transfer unit and discharging the developer holding body;
Fixing means for fixing the toner image transferred onto the recording medium by the transfer means onto the recording medium;
While the charging unit charges the developer holding member by DC charging, a current flowing between the charging unit and the developer holding member is measured, and an accumulated charge of the developer holding member is measured based on the current. Charge amount calculating means for calculating the amount;
A first initialization process in which the charging means is charged with an initializing DC voltage for initializing the developer holding body, and the developer holding body is discharged with the charge removing means;
The developer holding member initialized in the first initialization process is charged by the charging unit with a first DC voltage for charge accumulation, and the development during the charging is performed by the charge amount calculating unit. A first accumulated charge process for calculating a first accumulated charge amount of the agent holder,
The charging means is charged with the same initializing DC voltage as the initializing DC voltage for initializing the developer holding body, and the developer holding body is charged to the neutralizing means. A second initialization process for neutralizing the charge, and the developer holding body initialized in the second initialization process is connected to the charging means in a second different from the first DC voltage for charge accumulation. Control means for charging with a DC voltage and causing the charge amount calculating means to execute a film thickness measurement sequence comprising a second accumulated charge process for calculating a second accumulated charge amount of the developer holding body during the charging. When,
The first accumulated charge amount and the second accumulated charge amount calculated by execution of the film thickness measurement sequence by the control means, the first DC voltage and the first accumulated charge amount employed in the film thickness measurement sequence. An image forming apparatus, comprising: a film thickness calculating unit that calculates a film thickness of the surface of the developer holding body based on a DC voltage of 2.
前記現像剤保持体の電位を初期化する第1の初期化過程、
前記第1の初期化過程で初期化された前記現像剤保持体を第1の直流電圧で帯電して該帯電による該現像剤保持体の第1の蓄積電荷量を算出する第1の電荷蓄積過程、
前記現像剤保持体の電位を初期化する第2の初期化過程、
前記第2の初期化過程で初期化された前記現像剤保持体を前記第1の直流電圧とは異なる第2の直流電圧で帯電して該帯電による該現像剤保持体の第2の蓄積電荷量を算出する第2の電荷蓄積過程、および
前記第1の蓄積電荷量および前記第2の蓄積電荷量と、前記第1の直流電圧および前記第2の直流電圧とに基づいて、前記現像剤保持体表面の膜厚を算出する膜厚算出過程を有することを特徴とする膜厚測定方法。 A developer holding body having a film on the surface and receiving charging, formation of an electrostatic latent image, and development of the electrostatic latent image with toner is recorded, and a toner image formed on the developer holding body is recorded A film thickness measuring method for measuring a film thickness of the surface of the developer holder in an image forming apparatus fixed on a medium,
A first initialization process for initializing the potential of the developer holder;
A first charge accumulation for charging the developer holding body initialized in the first initialization process with a first DC voltage and calculating a first accumulated charge amount of the developer holding body due to the charging. process,
A second initialization process for initializing the potential of the developer holder;
The developer holding body initialized in the second initialization process is charged with a second DC voltage different from the first DC voltage, and the second accumulated charge of the developer holding body due to the charging is charged. Based on the second charge accumulation process for calculating the amount, the first accumulated charge amount and the second accumulated charge amount, and the first DC voltage and the second DC voltage. A film thickness measuring method comprising a film thickness calculating process for calculating a film thickness on the surface of the holder.
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JP2019086531A (en) * | 2017-11-01 | 2019-06-06 | 株式会社リコー | Image forming apparatus, image forming method, and program |
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2008
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Cited By (3)
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