JP2010145463A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus, for appropriately controlling the surface potential of a photoreceptor drum at the time image formation in conformation to both long-term use and short-time use of the photoreceptor drum. <P>SOLUTION: The image forming apparatus 100 includes: a photoreceptor drum 10 a primary charger 5; an LED array 6; a developing device 7; a transfer device 8; a storage device 30 storing use history information of at least any one of the photoreceptor drum 10, the primary charger 5 and the LED array 6; and a controller 50 which causes the storage device 30 to store the use history information and controls image formation based on the use history information. The use history information is information for the usage of at least any one of the photoreceptor drum 10, the primary charger 5 and the LED array 6, and the elapsed time after use start of the photoreceptor drum 10. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、感光体の使用履歴情報に基づいて画像形成を制御する画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus that controls image formation based on usage history information of a photoreceptor.

従来、高価格帯の電子写真方式の画像形成装置は、感光体の表面電位を測定する電位センサを装置本体の内部に具備する。そして、電位センサで感光体の表面電位を測定することによって、一次帯電電圧や現像電圧を決定している。そうすることで、常に正確な電位制御が可能になり適正濃度が安定して得られる。一方で、電位センサを装置本体の内部に具備すると、画像形成装置のコストアップや装置本体の大型化が生じ、画像形成装置のコストダウンや装置本体の小型化が妨げられる。   Conventionally, a high-priced electrophotographic image forming apparatus includes a potential sensor for measuring the surface potential of a photoreceptor inside the apparatus main body. Then, the primary charging voltage and the development voltage are determined by measuring the surface potential of the photosensitive member with a potential sensor. By doing so, accurate potential control is always possible, and an appropriate concentration can be stably obtained. On the other hand, when the potential sensor is provided inside the apparatus main body, the cost of the image forming apparatus and the size of the apparatus main body are increased, which hinders the cost reduction of the image forming apparatus and the size reduction of the apparatus main body.

そこで、最近は、画像形成装置のコストダウンや装置本体の小型化の実現にあたって、画像形成装置の内部に電位センサが装備されていないものが多く見られる。そのような構成では、あらかじめ実験などから得られたデータをもとに一次帯電電圧や現像電圧を決定しているのが一般的である。こうすると電位センサを用いずにある程度の電位制御を行うことが可能となり、画像形成装置のコストダウンや装置本体の小型化が実現される。また、正確な制御の実現にあたって、画像形成装置の内部に温湿度センサが装備され、温湿度センサが測定した感光体の温湿度の値に基づいて最適な電位制御が行われるものがある。さらに、正確な制御の実現にあたって、画像形成装置の内部に感光体の表面のトナー濃度やシートに転写されたトナーの濃度をモニタする濃度検知センサが装備され、電位制御にフィードバックするものがある。このように、画像の安定制御に向けて様々な工夫がなされている。   Therefore, recently, in order to reduce the cost of the image forming apparatus and to reduce the size of the apparatus main body, many image forming apparatuses are not equipped with a potential sensor. In such a configuration, the primary charging voltage and the development voltage are generally determined based on data obtained beforehand from experiments and the like. This makes it possible to perform a certain level of potential control without using a potential sensor, thereby realizing cost reduction of the image forming apparatus and size reduction of the apparatus main body. In order to realize accurate control, a temperature / humidity sensor is provided inside the image forming apparatus, and optimal potential control is performed based on the temperature / humidity value of the photosensitive member measured by the temperature / humidity sensor. Further, in order to realize accurate control, there is an image forming apparatus equipped with a density detection sensor for monitoring the toner density on the surface of the photoreceptor and the density of the toner transferred to the sheet, and feeds back to the potential control. As described above, various ideas have been made for stable image control.

特に、感光体の光感度特性が使用時間等に応じて低下すると、帯電器及び現像器の電位制御の精度が低下して出力濃度が不安定となる。その結果、出力画像の画質は劣化する。この出力画像の画質の劣化を抑制するために、出力濃度を濃度検知センサで測定して電位制御にフィードバックすることも考えられる。こうした出力濃度の測定や出力濃度情報のフィードバックには時間を要する。また、濃度検知センサにかかるコストの分、画像形成装置はコストアップされてしまう。   In particular, when the photosensitivity characteristics of the photosensitive member are lowered in accordance with the usage time or the like, the accuracy of potential control of the charger and the developer is lowered, and the output density becomes unstable. As a result, the image quality of the output image is degraded. In order to suppress the deterioration of the image quality of the output image, it is conceivable to measure the output density with a density detection sensor and feed back to the potential control. It takes time to measure the output density and feed back the output density information. Further, the cost of the image forming apparatus is increased by the cost of the density detection sensor.

こうした電位制御の時間短縮及び画像形成装置のコストダウンを実現するために、感光体、帯電器、露光器、現像器等の使用履歴に応じて帯電電位や露光量を制御して、感光体の電位の安定化を実現可能な特許文献1及び特許文献2に記載の発明が開示される。   In order to reduce the potential control time and reduce the cost of the image forming apparatus, the charging potential and exposure amount are controlled according to the usage history of the photoconductor, charger, exposure device, developer, etc. The inventions disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 that can realize stabilization of potential are disclosed.

特許文献1に記載の発明では、感光体の総回転時間、停止時間、コピー枚数、温度湿度センサを用いて測定される温度湿度に基づいて、制御部は露光器の露光を制御する。こうした構成によれば、帯電装置によって発生する窒素酸化物といった活性化されたガスが画像形成装置の短期の放置では消失されない場合でも、これによる感光体の感度低下分を補正して露光器の露光が制御されることから、均一な画像が得られる。また、帯電装置によって発生する窒素酸化物といった活性化されたガスが画像形成装置の長期の放置では消失されるので、均一な画像が得られる。   In the invention described in Patent Document 1, the control unit controls the exposure of the exposure device based on the total rotation time, stop time, number of copies, and temperature and humidity measured using a temperature and humidity sensor. According to such a configuration, even when the activated gas such as nitrogen oxide generated by the charging device is not lost when the image forming apparatus is left for a short period of time, the exposure of the exposure device is corrected by correcting the decrease in sensitivity of the photoreceptor. Is controlled, a uniform image can be obtained. In addition, since the activated gas such as nitrogen oxide generated by the charging device disappears when the image forming apparatus is left for a long time, a uniform image can be obtained.

特許文献2に記載の発明では、画像形成の際に要したシートの枚数、画像形成したジョブ数、印字画素量等の情報に基づいて、画像形成を制御する。こうした構成によれば、感光体の固有情報に基づいて画像形成が制御されることから、感度が変化した場合でも、正確な電位制御ができ、高画質化が実現される。   In the invention described in Patent Document 2, image formation is controlled based on information such as the number of sheets required for image formation, the number of jobs formed with an image, and the amount of print pixels. According to such a configuration, since image formation is controlled based on the unique information of the photoconductor, accurate potential control can be performed even when the sensitivity changes, and high image quality is realized.

特開2001−228657号公報JP 2001-228657 A 特開2002−072581号公報JP 2002-072581 A

しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の発明では、感光体の感度変化は、感光体の短期間使用では感光体の明部電位が元の明部電位に戻るが、感光体の長期間使用では感光体の明部電位が元の明部電位に戻らないといった現象が考慮されていない。つまり、画像形成装置が感光体の使用開始後から30日間の経過時間を経て存在する場合には、その間に10日間使用した場合と30日間使用した場合とでは、30日間使用の装置が10日間使用の装置よりも感光体の明部電位が上昇してしまう。これは、特許文献1に記載されるように長期間放置されたとしても防止されない。   However, in the inventions described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the change in sensitivity of the photoconductor causes the light portion potential of the photoconductor to return to the original light portion potential when the photoconductor is used for a short period of time. In use, the phenomenon that the light portion potential of the photosensitive member does not return to the original light portion potential is not taken into consideration. That is, when the image forming apparatus exists after 30 days from the start of use of the photosensitive member, the apparatus that is used for 30 days is used for 10 days between the case where it is used for 10 days and the case where it is used for 30 days. The light portion potential of the photosensitive member is higher than that of the apparatus used. This is not prevented even if it is left for a long time as described in Patent Document 1.

図11及び図12は、感光体の感度劣化の様子を示すグラフである。図11及び図12を参照し、感光体の長期間使用及び短期間使用による現象を以下に説明する。図11(a)は、感光体の露光時明部電位Vlの長期的な推移を示すグラフである。このグラフは、像露光量及び帯電電位が一定に維持された条件下で、500k枚のシートが連続して通過した場合に、画像形成の枚数の増加に応じた露光時の感光体の明部の電位(以下、『露光時明部電位』という)が推移する様子を示す。シートの枚数が増加するに従って明部電位は傾きαをもって上昇していることから、感光体の感度低下が生じている。また、図11(a)中に示した「朝」は、その日の立上げ時の明部電位を示し、「ラスト」は、その日のシート通過終了時の明部電位を示す。一晩で明部電位は所定量ほど戻る様子が把握される。   11 and 12 are graphs showing the state of sensitivity deterioration of the photosensitive member. With reference to FIGS. 11 and 12, the phenomenon caused by long-term use and short-term use of the photoreceptor will be described below. FIG. 11A is a graph showing a long-term transition of the light portion potential Vl during exposure of the photosensitive member. This graph shows the bright portion of the photosensitive member during exposure according to the increase in the number of images formed when 500 k sheets are continuously passed under the condition that the image exposure amount and the charging potential are kept constant. The potential (hereinafter referred to as “bright portion potential during exposure”) changes. As the number of sheets increases, the bright portion potential increases with a slope α, which causes a decrease in sensitivity of the photoreceptor. In addition, “morning” shown in FIG. 11A indicates the light portion potential at the start-up of the day, and “last” indicates the light portion potential at the end of the sheet passage on that day. It can be seen that the light portion potential returns by a predetermined amount overnight.

図11(b)は、感光体の露光時明部電位の短期的な推移を示すグラフである。このグラフは、一日の明部電位の推移を示す。「100k」と記載される曲線は、100k枚のシートの画像形成に用いられた感光体に関し、その後に200枚のシートを通過させたときの明部電位の推移を示す。「500k」と記載される曲線は、500k枚のシートの画像形成に用いられた感光体に関し、その後に200枚のシートを通過させたときの明部電位の推移を示す。画像濃度の安定化のためには、双方に対応して、帯電器による感光体の帯電電位、及び、露光器による感光体への露光量が変更される必要がある。   FIG. 11B is a graph showing a short-term transition of the light portion potential during exposure of the photoreceptor. This graph shows the transition of the light potential of the day. The curve described as “100k” indicates the transition of the bright portion potential when 200 sheets are subsequently passed with respect to the photoconductor used for image formation of 100k sheets. A curve described as “500 k” indicates a transition of the bright portion potential when 200 sheets are subsequently passed with respect to the photoreceptor used for image formation of 500 k sheets. In order to stabilize the image density, it is necessary to change the charging potential of the photosensitive member by the charger and the exposure amount to the photosensitive member by the exposure device corresponding to both.

図12(a)は、一日の使用量が異なる感光体の明部電位の推移を示すグラフである。図12(a)に示されるように、一日の使用量が多い程に明部電位は大きく上昇し、一日の使用量が少ない程に明部電位は小さく上昇する。また、図12(b)は、耐久途中で長期間に渡って休止した場合の感光体の明部電位の推移を示すグラフである。図12(b)に示されるように、長期間休止すると、感光体の明部電位は下降する。このように、感光体の使用ボリューム(例えば一日の使用量)や放置時間(例えば不使用であった日数)によって感光体の劣化レベルが異なる。したがって、放置時間や使用時間の蓄積量を考慮しない従来の制御では、感光体の感度低下に対応した感光体の表面電位の調整が不十分となる。   FIG. 12A is a graph showing the transition of the light portion potential of the photoconductors having different daily usage amounts. As shown in FIG. 12 (a), the light portion potential increases more as the daily usage amount increases, and the light portion potential increases smaller as the daily usage amount decreases. FIG. 12B is a graph showing the transition of the light portion potential of the photosensitive member when the operation is stopped for a long time during the endurance. As shown in FIG. 12 (b), the light portion potential of the photosensitive member decreases after a long pause. As described above, the deterioration level of the photoconductor varies depending on the usage volume of the photoconductor (for example, the daily usage amount) and the leaving time (for example, the number of days of non-use). Therefore, in the conventional control that does not take into account the amount of storage time and usage time, the adjustment of the surface potential of the photoreceptor corresponding to the reduction in sensitivity of the photoreceptor is insufficient.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、感光体の長期的な使用にも短期的な使用にも対応して、画像形成にあたって、感光体の表面電位を適正に制御することができる画像形成装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to appropriately control the surface potential of the photoconductor in image formation in response to both long-term use and short-term use of the photoconductor. It is an object to provide an image forming apparatus.

上記課題を達成するために、本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体の表面に電荷を一様に帯電する帯電器と、前記感光体の表面に露光して静電像を形成する露光器と、前記感光体の表面にトナー像を現像する現像器と、現像したトナー像をシートに転写する転写器と、前記感光体、前記帯電器及び前記露光器の少なくともいずれか1つの使用履歴情報を記憶する情報記憶部と、前記情報記憶部に前記使用履歴情報を記憶させ、前記使用履歴情報に基づいて画像形成を制御する制御部と、を備える画像形成装置において、前記使用履歴情報は、前記感光体、前記帯電器及び前記露光器の少なくともいずれか1つの使用量、及び、前記感光体の使用開始後の経過時間の情報であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention includes a photosensitive member, a charger that uniformly charges the surface of the photosensitive member, and an electrostatic image formed by exposing the surface of the photosensitive member. At least one of an exposure device to be formed, a developing device for developing a toner image on the surface of the photoconductor, a transfer device for transferring the developed toner image to a sheet, the photoconductor, the charger, and the exposure device. In the image forming apparatus, comprising: an information storage unit that stores one usage history information; and a control unit that stores the usage history information in the information storage unit and controls image formation based on the usage history information. The history information is information on a usage amount of at least one of the photoconductor, the charger, and the exposure unit, and information on an elapsed time after the start of use of the photoconductor.

以上のように、本発明によれば、感光体、帯電器及び露光器の少なくともいずれか1つの使用量、及び、感光体の使用開始後の経過時間の両方に基づいて使用履歴情報が定められる。したがって、感光体の感度の劣化状態や回復状態に基づいて感光体の表面電位を制御する。その結果、感光体の長期的な使用にも短期的な使用にも対応して、画像形成にあたって、感光体の表面電位を適正に制御することができる。   As described above, according to the present invention, usage history information is determined based on both the usage amount of at least one of the photoconductor, the charger, and the exposure device, and the elapsed time after the start of use of the photoconductor. . Therefore, the surface potential of the photoconductor is controlled based on the sensitivity deterioration state or recovery state of the photoconductor. As a result, it is possible to appropriately control the surface potential of the photoconductor in forming an image corresponding to both long-term use and short-term use of the photoconductor.

以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置を図面に基づき詳しく説明する。但し、この実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、特に特定的な記載が無い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する主旨のものはない。   Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.

図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置100の構成を示す断面図である。図1に示されるように、画像形成装置100は、4ドラム方式を用いたフルカラー画像形成装置である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 is a full-color image forming apparatus using a four-drum system.

画像形成のプロセスを簡単に説明する。まず、『帯電器』である一次帯電器5により『感光体』である感光体ドラム10の表面に一様に帯電し、そこに『露光器』であるLEDアレイ6により、リーダ部14の内部のCCD13からの入力画像信号に応じて露光し静電像を形成する。その静電像を、現像手段である現像器7によりトナー像として顕画化し、転写器8により搬送ベルト12上を担持搬送されてきたシートP上に転写する。定着器9によりシートP上に転写されたトナー像を固着させる。一画素あたりの、再現階調数は2値であるが、多値であっても良い。感光体ドラム10は『感光体』である『電子写真感光体』に相当する。   The image forming process will be briefly described. First, the surface of the photosensitive drum 10 that is the “photosensitive member” is uniformly charged by the primary charger 5 that is the “charging device”, and the inside of the reader unit 14 by the LED array 6 that is the “exposure unit”. The image is exposed in accordance with an input image signal from the CCD 13 to form an electrostatic image. The electrostatic image is visualized as a toner image by the developing device 7 as developing means, and transferred onto the sheet P carried and conveyed on the conveying belt 12 by the transfer device 8. The toner image transferred onto the sheet P by the fixing device 9 is fixed. The number of reproduced gradations per pixel is binary, but it may be multivalued. The photosensitive drum 10 corresponds to an “electrophotographic photosensitive member” that is a “photosensitive member”.

前述の画像形成プロセスの高速化は4色同時に行うことにより実現されている。第1ステーション1はイエロー、第2ステーション2はマゼンタ、第3ステーション3はシアン、第4ステーション4はブラックの画像を形成している。本実施例における一次帯電器5は、ローラ帯電方式を用いている。   The speeding up of the image forming process described above is realized by simultaneously performing four colors. The first station 1 forms yellow, the second station 2 forms magenta, the third station 3 forms cyan, and the fourth station 4 forms black. The primary charger 5 in this embodiment uses a roller charging method.

画像形成時の一次帯電バイアスや現像バイアスなどの電位関係の制御について述べる。画像形成装置100の内部の『情報記憶部』である記憶装置30には、感光体ドラム10の帯電電位である一次帯電電位Vd、及び、感光体ドラム10の露光時の明部の表面電位である露光時明部電位Vlの関係を記憶させる(図2参照)。この特性を絶対水分量に応じて7段階に記憶させる。また、現像器7での理想的な現像特性を供給するために必要な現像コントラスト特性に関しても、絶対水分量毎に7段階に記憶させる(図7(b)参照)。それぞれに独立に記憶させるのは濃度調整や後述する感光体ドラム10の使用履歴補正を可能にするためである。   Control of potential relations such as primary charging bias and developing bias during image formation will be described. The storage device 30, which is an “information storage unit” inside the image forming apparatus 100, includes a primary charging potential Vd that is a charging potential of the photosensitive drum 10 and a surface potential of a bright portion during exposure of the photosensitive drum 10. The relationship of a certain bright portion potential Vl during exposure is stored (see FIG. 2). This characteristic is stored in seven stages according to the absolute water content. Further, the development contrast characteristic necessary for supplying the ideal development characteristic in the developing device 7 is also stored in seven stages for each absolute water content (see FIG. 7B). The reason why each is stored independently is to enable density adjustment and use history correction of the photosensitive drum 10 described later.

また、記憶装置30は、感光体ドラム10、一次帯電器5及びLEDアレイ6の少なくともいずれか1つの使用履歴情報を記憶する。この使用履歴情報は、感光体ドラム10、一次帯電器5及びLEDアレイ6の少なくともいずれか1つの使用量、及び、感光体ドラム10の使用開始後の経過時間の情報である。感光体ドラム10の使用量とは、例えば、感光体ドラム10の回転数、感光体ドラム10により印刷したシートの枚数、感光体ドラム10により印刷したジョブ数をいう。一次帯電器5の使用量とは、例えば、一次帯電器5に帯電ローラが用いられる場合には帯電ローラの回転数や高圧印加時間等をいう。LEDアレイ6の使用量とは、例えば、LEDの積算駆動時間やLEDの積算発光時間をいう。感光体ドラム10の使用開始後の経過時間とは、例えば、感光体ドラム10が画像形成装置本体100aに装着された後に最初に回転された時から現在までの経過時間をいう。   Further, the storage device 30 stores use history information of at least one of the photosensitive drum 10, the primary charger 5, and the LED array 6. This usage history information is information on the usage amount of at least one of the photosensitive drum 10, the primary charger 5, and the LED array 6, and the elapsed time after the usage start of the photosensitive drum 10. The usage amount of the photosensitive drum 10 refers to, for example, the number of rotations of the photosensitive drum 10, the number of sheets printed by the photosensitive drum 10, and the number of jobs printed by the photosensitive drum 10. The usage amount of the primary charger 5 refers to, for example, the number of rotations of the charging roller and the high voltage application time when a charging roller is used for the primary charger 5. The usage amount of the LED array 6 refers to, for example, the integrated drive time of the LED and the integrated light emission time of the LED. The elapsed time after the start of use of the photosensitive drum 10 is, for example, the elapsed time from when the photosensitive drum 10 is first rotated after being mounted on the image forming apparatus main body 100a to the present time.

この使用履歴情報に関しては、後に詳述するが、特に、画像形成装置100を立ち上げてから現在までの間に30日経過している場合を想定する。この期間内に1日だけ1時間で感光体ドラム10が1800回の回転をした場合に、『感光体ドラム10の回転数』は1800回として記録され、『感光体ドラム10の使用開始後の経過時間』は30日として記録される。   The usage history information will be described in detail later. In particular, it is assumed that 30 days have passed since the image forming apparatus 100 was started up. When the photosensitive drum 10 rotates 1800 times in one hour within one day within this period, “the number of rotations of the photosensitive drum 10” is recorded as 1800 times, and “after the start of use of the photosensitive drum 10” is recorded. “Elapsed time” is recorded as 30 days.

『制御部』であるコントローラ50は、記憶装置30に使用履歴情報を記憶させ、使用履歴情報に基づいて画像形成を制御する。画像形成の制御にあたって、記憶させた基本Vd−Vl特性に後述する耐久指数Kにより補正を施して得たVd’−Vl’特性と、現像コントラスト特性とにより、画像形成における最適な一次帯電バイアスと、現像バイアスの制御値を決定する。ここで、記憶している7段階の絶対水分量と、画像形成開始時に測定した『温湿度検知部』である温湿度センサ40の出力から算出した絶対水分量が異なる場合には、絶対水分量を基準に線形補間することで対応している。   The controller 50 serving as a “control unit” stores use history information in the storage device 30 and controls image formation based on the use history information. In controlling the image formation, an optimum primary charging bias in image formation can be obtained based on a Vd′-Vl ′ characteristic obtained by correcting the stored basic Vd−Vl characteristic with a durability index K, which will be described later, and a development contrast characteristic. Then, the control value of the developing bias is determined. Here, when the stored absolute water content at the seven levels differs from the absolute water content calculated from the output of the temperature / humidity sensor 40, which is the “temperature / humidity detection unit” measured at the start of image formation, the absolute water content This is handled by linear interpolation with reference to.

また、コントローラ50は、露光の制御にあたって、CCD13から取り込まれたR、G、Bの画像信号を、入力補正回路、フィルタ、LOG変換部を経て、色変換処理部24で色変換し、Y、M、C、Kのデータにする。そして、最後にガンマ変換処理部(画像信号変換処理部)で画像形成装置100の出力濃度特性に合わせてガンマ変換を行い、LEDアレイ6から露光を行う。   In addition, the controller 50 performs color conversion on the R, G, and B image signals captured from the CCD 13 in the color conversion processing unit 24 via the input correction circuit, the filter, and the LOG conversion unit when controlling the exposure. M, C, K data. Finally, the gamma conversion processing unit (image signal conversion processing unit) performs gamma conversion in accordance with the output density characteristics of the image forming apparatus 100 and performs exposure from the LED array 6.

図2は、基本Vd−Vl特性の一例を示す。この図2を参照して、基本Vd−Vl特性に関して詳しく述べる。図2に示されるように、一般に一次帯電電位Vdの動きに対して非線形に露光時明部電位Vlが追従する形になる。なお、本実施例で使用する感光体ドラム10は、絶対水分量が多いほど露光時明部電位Vlの絶対値が小さくなる傾向を示す。また、絶対水分量に対するVd−Vl特性の変化率は絶対水分量が少なくなるほど急峻になり、大きな非線形性を示す。従って、厳密には絶対水分量による補間は非線形で行う必要があるが、誤差や計算量を考慮し、本実施形態においては線形補間で十分と判断して実施している。ただし、非線形補間をした方が、性能が上がるのは言うまでもない。   FIG. 2 shows an example of the basic Vd-Vl characteristic. The basic Vd-Vl characteristic will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the exposure light portion potential Vl generally follows the movement of the primary charging potential Vd in a non-linear manner. Note that the photosensitive drum 10 used in the present embodiment shows a tendency that the absolute value of the bright portion potential Vl during exposure tends to decrease as the absolute moisture amount increases. Further, the rate of change of the Vd-Vl characteristic with respect to the absolute water content becomes steeper as the absolute water content decreases, and shows a large nonlinearity. Therefore, strictly speaking, the interpolation based on the absolute water amount needs to be performed in a non-linear manner. However, in consideration of the error and the calculation amount, the linear interpolation is determined to be sufficient in the present embodiment. However, it goes without saying that non-linear interpolation improves performance.

図3は、感光体ドラム10の層の構成を示す断面図である。図3を参照して、感光体ドラム10の光感度特性に関して説明する。感光体ドラム10は本実施例においては機能分離型有機感光体を用いている。図3に示されるように、その層構成は、Al基体10a、下地層10b、キャリア発生層10c、キャリア輸送層10d、表面保護層10eとなっている。キャリア発生層10cに到達する光量に応じてフォトキャリアが発生し、感光体ドラム10の表層の帯電電子と結合し電位が降下する。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the layers of the photosensitive drum 10. With reference to FIG. 3, the photosensitivity characteristics of the photosensitive drum 10 will be described. In this embodiment, the photosensitive drum 10 uses a function-separated type organic photosensitive member. As shown in FIG. 3, the layer structure is an Al base 10a, a base layer 10b, a carrier generation layer 10c, a carrier transport layer 10d, and a surface protective layer 10e. Photocarriers are generated according to the amount of light reaching the carrier generation layer 10c, and are combined with charged electrons on the surface layer of the photosensitive drum 10 to lower the potential.

ここで、一般にフォトキャリアの発生量はキャリア発生層10cの塗工膜厚や濃度、キャリア輸送層10d、表面保護層10eでの光透過率、塗工膜厚などのざまざまな因子で変化する。これらの因子は、画像形成を繰り返すことにより徐々に変化する。また表面保護層10eは画像形成を繰り返すごとにシートや、現像剤、一次帯電剤などとの摺擦が発生しその膜厚が減少するため、電位の変化に影響する。   Here, in general, the amount of photocarrier generated varies depending on various factors such as the coating film thickness and concentration of the carrier generation layer 10c, the light transmittance in the carrier transport layer 10d and the surface protective layer 10e, and the coating film thickness. . These factors gradually change as image formation is repeated. Further, the surface protective layer 10e affects the change in potential because the surface protection layer 10e is rubbed with the sheet, developer, primary charging agent and the like each time image formation is repeated and the film thickness is reduced.

しかしながら、近年は表層の硬度を高めることにより感光体寿命も大きく伸びてゆく傾向にあり、膜厚の変化はほとんど考慮しなくても良く、むしろ感度変化に最も大きく影響する要因は、帯電及び露光の繰り返しによる残電荷の蓄積である。感光体表層寿命の延命化により長期使用後に顕在化する現象で、このメカニズムは明確ではないが、帯電及び露光の繰り返しにより発生したフォトキャリアが下地層10bからAl基体10aに抜けにくくなり、蓄積してゆくことが原因と考えられている。   However, in recent years, there has been a tendency for the lifetime of the photoreceptor to greatly increase by increasing the hardness of the surface layer, and it is not necessary to consider changes in film thickness. This is the accumulation of residual charge by repeating the above. This phenomenon becomes apparent after long-term use due to the extended life of the surface of the photoreceptor. This mechanism is not clear, but photocarriers generated by repeated charging and exposure are difficult to escape from the underlayer 10b to the Al substrate 10a and accumulate. The cause is thought to be going.

感光体ドラム10の感度が劣化することは、図9及び図10を参照しながら前述した通りである。また、感光体ドラム10の感度が劣化した場合には、劣化以前と同一の帯電電位及びLEDの発光条件で作像が続けられると、反転現像方式においては現像コントラストがとれなくなっていき、画像濃度が低下していく。したがって、フルカラー画像では、一定以上の電位の変化が生じた場合には同一原稿に対して色味が変化することから、不都合である。   As described above with reference to FIGS. 9 and 10, the sensitivity of the photosensitive drum 10 is deteriorated. In addition, when the sensitivity of the photosensitive drum 10 is deteriorated, if image formation is continued with the same charging potential and LED emission conditions as before the deterioration, the development contrast cannot be obtained in the reversal development method, and the image density is reduced. Will go down. Therefore, a full-color image is inconvenient because the color changes with respect to the same document when a change in potential more than a certain level occurs.

こうした『画像濃度の低下』や『色味の変化』を補正するためには、より深く潜像が掘れるように、『LED光量の増加』又は『一次帯電電位の上昇』といった手法がとられる。Vd−Vl特性により、一次帯電電位Vdが高いほど、同一の光量において潜像コントラストが大きくとれるからである。また、中間調の補正が必要である場合には、画像信号を変換する方法がある。このことから、この実施形態では、感光体ドラム10の感度の劣化に応じて、『一次帯電電位Vdのシフト制御』『LED光量条件のシフト制御』『画像信号の変換』を行う。以下に具体的な方法を示す。   In order to correct such “decrease in image density” and “change in color”, techniques such as “increase in the amount of LED light” or “increase in the primary charging potential” are taken so as to dig deeper into the latent image. This is because, according to the Vd-Vl characteristic, the higher the primary charging potential Vd, the larger the latent image contrast can be obtained with the same light amount. In addition, there is a method of converting an image signal when halftone correction is necessary. Therefore, in this embodiment, “shift control of the primary charging potential Vd”, “shift control of the LED light quantity condition”, and “conversion of the image signal” are performed according to the deterioration of the sensitivity of the photosensitive drum 10. A specific method is shown below.

図1で前述したように、画像形成装置100はコントローラ50を備え、コントローラ50は、記憶装置30に使用履歴情報を記憶させると共に、使用履歴情報に基づいて画像形成を制御する。この『使用履歴情報』には、『感光体ドラム10の使用量』である『感光体ドラム10の積算回転数N』、及び、『感光体ドラム10の使用開始後の経過時間』である『感光体ドラム10の使用開始時からの積算日数T』がある。   As described above with reference to FIG. 1, the image forming apparatus 100 includes the controller 50. The controller 50 stores use history information in the storage device 30 and controls image formation based on the use history information. The “usage history information” includes “the amount of rotation N of the photosensitive drum 10” that is “the amount of usage of the photosensitive drum 10” and “the elapsed time after the start of use of the photosensitive drum 10”. There is an accumulated number of days T from the start of use of the photosensitive drum 10.

コントローラ50は、『感光体ドラム10の積算回転数N』及び『感光体ドラム10の使用開始時からの積算日数T』に基づいて、『使用履歴情報』である『使用頻度値』としての耐久指数Kを算出する。これによって、光感度を推測して電位を制御する。なお、積算日数Tは、画像形成装置本体100aの内部の時間算出部によって得られる時間データを換算したものとする。また、積算日数Tは、感光体ドラム10を交換するときに、操作部より交換を認識させる走査を行うことにより、感光体ドラム10の使用時間が得られる。こうすると、耐久指数Kは次式(1)から導出される。   The controller 50 determines the durability as “usage frequency value” which is “usage history information” based on “the accumulated rotation speed N of the photoconductor drum 10” and “the accumulated number of days T from the start of use of the photoconductor drum 10”. The index K is calculated. Thus, the potential is controlled by estimating the photosensitivity. The accumulated number of days T is obtained by converting time data obtained by a time calculation unit inside the image forming apparatus main body 100a. The accumulated number of days T can be obtained when the photosensitive drum 10 is used by performing scanning that recognizes the replacement from the operation unit when the photosensitive drum 10 is replaced. In this way, the durability index K is derived from the following equation (1).

Figure 2010145463
前述の耐久指数Kは、感光体ドラム10の使用量を感光体ドラム10の使用開始後の経過時間で除算した値である。例えば、感光体ドラム10の積算回転数N=50[k回]として、感光体ドラム10の使用開始時からの積算日数T=10[日]とする。この場合に、耐久指数Kは、5[k回/日]ということになる。コントローラ50は、耐久指数Kを導出して耐久指数Kに基づいて画像形成を制御する。
Figure 2010145463
The aforementioned durability index K is a value obtained by dividing the usage amount of the photosensitive drum 10 by the elapsed time after the use of the photosensitive drum 10 is started. For example, the cumulative number of rotations N of the photosensitive drum 10 is set to 50 [k times], and the cumulative number of days T from the start of use of the photosensitive drum 10 is set to 10 [days]. In this case, the durability index K is 5 [k times / day]. The controller 50 derives the durability index K and controls image formation based on the durability index K.

ここで、初期の感光体ドラム10の露光時明部電位Vlに対して補正しなければならない露光時明部電位の補正量をS(V)とし、ここで、耐久指数がKの場合の感光体ドラム10の明部電位の上昇傾きをα(K)とする。なお、耐久指数Kに対応して感光体ドラム10の特性が変化する『特性変化データ』である上昇傾きをα(K)は、記憶装置30に格納される。この上昇傾きα(K)は予め測定されたデータである。こうすると、露光時明部電位の補正量S(V)は次式(2)から導出される。   Here, the correction amount of the exposure light portion potential that must be corrected with respect to the exposure light portion potential Vl of the initial photosensitive drum 10 is S (V), and here, the photosensitivity when the durability index is K. Let α (K) be the rising slope of the light portion potential of the body drum 10. The rising slope α (K), which is “characteristic change data” in which the characteristic of the photosensitive drum 10 changes corresponding to the durability index K, is stored in the storage device 30. This rising slope α (K) is data measured in advance. In this way, the correction amount S (V) of the bright portion potential during exposure is derived from the following equation (2).

Figure 2010145463
コントローラ50は、前述の耐久指数Kから記憶装置30の内部に記憶される『感光体ドラム10の明部電位の上昇傾きα(K)』を導き出す。そして、コントローラ50は、『感光体ドラム10の明部電位の上昇傾きα(K)』及び『感光体ドラム10の積算回転数N』に基づいて、露光時明部電位の補正量S(V)を導出する。例えば、前述のように耐久指数K=5k回/日である場合には、図7(a)に示されるように明部電位の上昇傾きα(K)=0.53[V/k回]となる。したがって、露光時明部電位の補正量S(V)=0.53[V/k回]×50[k回]=26.5[V]となる。例えば、図7(b)に示されるように、環境区分で5の状態の場合には、一次帯電電位Vdの補正量ΔVd=1.9×26.5[V]=50.35[V]となる。なお、図7(a)の中で、Kの単位は[k回/日]であり、α(K)の単位は[V/k回]である。
Figure 2010145463
The controller 50 derives “the rising slope α (K) of the bright portion potential of the photosensitive drum 10” stored in the storage device 30 from the durability index K. Then, the controller 50 corrects the bright portion potential during exposure S (V) on the basis of “the rising slope α (K) of the bright portion potential of the photosensitive drum 10” and “the accumulated rotational speed N of the photosensitive drum 10”. ) Is derived. For example, when the durability index K = 5k times / day as described above, as shown in FIG. 7A, the rising slope α (K) = 0.53 [V / k times] of the bright part potential. It becomes. Therefore, the correction amount S (V) of the bright portion potential during exposure is 0.53 [V / k times] × 50 [k times] = 26.5 [V]. For example, as shown in FIG. 7B, when the environmental classification is 5, the correction amount ΔVd of the primary charging potential Vd = 1.9 × 26.5 [V] = 50.35 [V]. It becomes. In FIG. 7A, the unit of K is [k times / day], and the unit of α (K) is [V / k times].

図4は、耐久指数Kの値に対する感光ドラムの露光時明部電位の上昇率の違いを示す図である。K、すなわち一日あたりで平均された感光体ドラム10の回転数が多いほど、上昇傾きαが大きいことがわかる。   FIG. 4 is a diagram showing the difference in the rate of increase in the light portion potential during exposure of the photosensitive drum with respect to the value of the durability index K. It can be seen that the higher the K, that is, the number of rotations of the photosensitive drum 10 averaged per day, the larger the upward inclination α.

図5は、露光時明部電位Vl及び露光量の関係を示すグラフである。露光量が0.00μJ/cmの時の露光時明部電位がVl=500[V]で、露光量が0.50μJ/cmの時の露光時明部電位がVl=100[V]である場合には、露光時明部電位Vlの範囲が500[V]−100[V]=400[V]である。このことは曲線Xに示される。なお、露光量が0.00μJ/cmの時の露光時明部電位Vlとは、実質的に一次帯電電位Vdを意味する。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the exposure light portion potential Vl and the exposure amount. When the exposure amount is 0.00 μJ / cm 2 , the exposure light portion potential is Vl = 500 [V], and when the exposure amount is 0.50 μJ / cm 2 , the exposure light portion potential is Vl = 100 [V]. In this case, the range of the bright portion potential Vl at the time of exposure is 500 [V] −100 [V] = 400 [V]. This is shown by curve X. Note that the exposure light portion potential Vl when the exposure amount is 0.00 μJ / cm 2 substantially means the primary charging potential Vd.

ここで、感光体ドラム10の長期使用によって、露光量が0.50μJ/cmの時の露光時明部電位がVl=100[V]+26.5[V]=126.5[V]になる。この場合に、露光時明部電位Vlの範囲が500[V]−126.5[V]=373.5[V]に低下する。このことは曲線Yに示される。 Here, due to long-term use of the photosensitive drum 10, the bright portion potential at the time of exposure when the exposure amount is 0.50 μJ / cm 2 becomes Vl = 100 [V] +26.5 [V] = 16.5 [V]. Become. In this case, the range of the bright portion potential Vl at the time of exposure is reduced to 500 [V] -126.5 [V] = 373.5 [V]. This is shown in curve Y.

この露光時明部電位Vlの範囲(現像コントラストに相当)の低下分26.5[V]を補うために、露光時明部電位Vlの補正量S(V)=26.5[V]が必要となり、この場合には、一次帯電電位Vdの補正量ΔVd=50.35[V]が必要となる。そのために、一次帯電電位ΔVdが50.35[V]上昇されて、露光時明部電位が50.35[V]上昇する。露光量が0.0μJ/cmの時の露光時明部電位がVl=550.35[V]、露光量が0.50μJ/cmの時の露光時明部電位がVl=150.35[V]の場合、露光時明部電位Vlの範囲が550.35[V]−150.35[V]=400[V]である。このことは曲線Zに示される。なお、露光量が0.00μJ/cmの時の露光時明部電位Vlとは、実質的に一次帯電電位Vdを意味する。 In order to compensate for the decrease of 26.5 [V] in the range (corresponding to development contrast) of the bright portion potential Vl during exposure, the correction amount S (V) = 26.5 [V] of the bright portion potential Vl during exposure is In this case, the correction amount ΔVd of the primary charging potential Vd = 50.35 [V] is required. Therefore, the primary charging potential ΔVd is increased by 50.35 [V], and the bright portion potential during exposure is increased by 50.35 [V]. The light portion potential during exposure when the exposure amount is 0.0 μJ / cm 2 is Vl = 550.35 [V], and the light portion potential during exposure when the exposure amount is 0.50 μJ / cm 2 is Vl = 150.35. In the case of [V], the range of the bright portion potential Vl during exposure is 550.35 [V] −150.35 [V] = 400 [V]. This is shown in curve Z. Note that the exposure light portion potential Vl when the exposure amount is 0.00 μJ / cm 2 substantially means the primary charging potential Vd.

図6は、休止が入った場合の感光体ドラム10の露光時明部電位Vlの推移を示している。図6を参照して、感光体ドラム10が使用された後、次に使用されるまでの間の休止時間について説明する。図中『A』は1日に10k回転する場合の感光体ドラム10の感度低下のライン、図中『B』は1日に5k回転する場合の感光体ドラム10の感度低下のラインを示している。   FIG. 6 shows the transition of the bright portion potential Vl at the time of exposure of the photosensitive drum 10 when the pause is entered. With reference to FIG. 6, the rest time until the next use after the photosensitive drum 10 is used will be described. In the figure, “A” indicates a line for decreasing the sensitivity of the photosensitive drum 10 when rotating 10 k per day, and “B” indicates a line for decreasing the sensitivity of the photosensitive drum 10 when rotating 5 k per day. Yes.

図6に示されるように、感光体ドラム10が50k回転するまでは、感光体ドラム10は1日当たりで10k回転のペースで画像を形成する。感光体ドラム10が50k回転した時点で、感光体ドラム10は5日間動作されない状態で放置される。その後再び、感光体ドラム10は100k回転するまでは、感光体ドラム10は1日当たりで10k回転のペースで画像を形成する。   As shown in FIG. 6, until the photosensitive drum 10 rotates 50 k, the photosensitive drum 10 forms an image at a pace of 10 k per day. When the photosensitive drum 10 rotates 50k, the photosensitive drum 10 is left in a state where it is not operated for 5 days. Thereafter, until the photosensitive drum 10 rotates 100 k again, the photosensitive drum 10 forms an image at a pace of 10 k per day.

ここで、感光体ドラム10が50k回転するまでに5日間かかるとする。この場合に、感光体ドラム10が50k回転の時点で5日間放置されることから、放置の最終日の時点で感光体ドラム10の回転数は50k回転のままである。したがって、前述の式(1)の未知数に関しては、感光体ドラム10の積算回転数N=50k回、感光体ドラム10の使用開始時からの積算日数T=10日間となる。その結果、耐久指数K=50k回/10日=5k回/日となる。つまり、耐久指数Kは半分となっており、これは、感光体ドラム10が1日当たりで5k回転するペースに相当する。そうすると、5日放置後の電位は、概ね、最初から1日で5k回転のペースで通紙を行った場合の感光体ドラム10の感度低下ライン付近まで回復していることが分かる。また、感光体ドラム10の露光時明部電位Vlの補正量S(V)は、1日当たりの平均ドラム回転数としての耐久指数Kや感光体ドラム10の積算回転数Nを式(2)に入れることで導出可能である。   Here, it is assumed that it takes 5 days for the photosensitive drum 10 to rotate 50 k. In this case, since the photosensitive drum 10 is left for 5 days at the time of 50 k rotation, the number of rotations of the photosensitive drum 10 remains at 50 k at the final date of the leaving. Therefore, regarding the unknown in the above-described equation (1), the accumulated rotation number N of the photosensitive drum 10 is 50 k times, and the accumulated number of days T from the start of use of the photosensitive drum 10 is T = 10 days. As a result, the durability index K = 50 k times / 10 days = 5 k times / day. That is, the durability index K is halved, which corresponds to the pace at which the photosensitive drum 10 rotates 5k per day. Then, it can be seen that the potential after being left for 5 days has generally recovered to the vicinity of the sensitivity reduction line of the photosensitive drum 10 when the paper is passed at a pace of 5 k rotations in 1 day from the beginning. Further, the correction amount S (V) of the light portion potential Vl at the time of exposure of the photosensitive drum 10 is expressed by the equation (2) with the durability index K as the average drum rotational speed per day and the cumulative rotational speed N of the photosensitive drum 10. It can be derived by putting it in.

図7(a)は、予め記憶されている耐久指数Kに対するαの値を示している。例えば、前述の図5を参照して説明した感光体ドラム10の動作では、耐久指数K=5k回/日となっていたから、感光体ドラム10の明部電位の上昇傾きα(K)=0.53となる。   FIG. 7A shows the value of α with respect to the durability index K stored in advance. For example, in the operation of the photosensitive drum 10 described with reference to FIG. 5 described above, since the durability index K = 5 k times / day, the rising gradient α (K) = 0. 53.

また、図7(b)は、環境に関し、絶対水分量M、感光体ドラム10の標準の一次帯電電位Vd、一次帯電電位Vdの補正量ΔVdを示す。なお、ここでは、一次帯電電位Vdは現像コントラストともいう。一次帯電電位Vdが変化されると、任意の現像コントラストが得られるからである。そして、そのときの標準の一次帯電電位Vdに対し、一次帯電電位Vdの補正量ΔVdの計算式が示されている。   FIG. 7B shows the absolute water content M, the standard primary charging potential Vd of the photosensitive drum 10, and the correction amount ΔVd of the primary charging potential Vd regarding the environment. Here, the primary charging potential Vd is also called development contrast. This is because an arbitrary development contrast can be obtained when the primary charging potential Vd is changed. A calculation formula for the correction amount ΔVd of the primary charging potential Vd is shown with respect to the standard primary charging potential Vd at that time.

図8は、データに基づいて一次帯電電位Vdを設定する過程を示すフローチャートである。前述のデータからは、図8のフローに従って、一次帯電電位Vdが設定される。図8に示されるように、コントローラ50は、制御を開始する(S1)。コントローラ50は、どの環境にあるのかを検出する(S2)。コントローラ50は、検出された環境に関して、感光体ドラム10の標準の一次帯電電位Vdを設定する(S3)。コントローラ50は、『感光体ドラム10の積算回転数N』『感光体ドラム10の使用開始時からの積算日数T』を読み込む(S4)。コントローラ50は、前述のN及びTから耐久指数Kの値を算出する(S5)。コントローラ50は、耐久指数Kに基づいて感光体ドラム10の明部電位の上昇傾きをα(K)を算出する(S6)。コントローラ50は、感光体ドラム10の明部電位の上昇傾きをα(K)及び感光体ドラム10の積算回転数Nから露光時明部電位Vlの補正量S(V)を算出する(S7)。コントローラ50は、一次帯電電位Vdの補正量ΔVdを算出する(S8)。コントローラ50は、一次帯電器5の帯電ローラのDCバイアスに基づく感光体ドラム10の標準の一次帯電電位Vd、現像ローラのDCバイアスVdcを算出して、設定する(S9)。   FIG. 8 is a flowchart showing a process of setting the primary charging potential Vd based on the data. From the above data, the primary charging potential Vd is set according to the flow of FIG. As shown in FIG. 8, the controller 50 starts control (S1). The controller 50 detects which environment it is in (S2). The controller 50 sets a standard primary charging potential Vd of the photosensitive drum 10 with respect to the detected environment (S3). The controller 50 reads “integrated rotation speed N of the photosensitive drum 10” and “integrated days T from the start of use of the photosensitive drum 10” (S4). The controller 50 calculates the value of the durability index K from the aforementioned N and T (S5). Based on the durability index K, the controller 50 calculates α (K) as the rising slope of the bright portion potential of the photosensitive drum 10 (S6). The controller 50 calculates the correction amount S (V) of the bright portion potential Vl during exposure from α (K) and the accumulated rotational speed N of the photosensitive drum 10 from the rising slope of the bright portion potential of the photosensitive drum 10 (S7). . The controller 50 calculates the correction amount ΔVd of the primary charging potential Vd (S8). The controller 50 calculates and sets the standard primary charging potential Vd of the photosensitive drum 10 based on the DC bias of the charging roller of the primary charger 5 and the DC bias Vdc of the developing roller (S9).

一次帯電電位Vdの設定は、帯電ローラに印加するDCバイアスを制御することにより可能である。一般に、一次帯電電位Vdは現像位置においてDCバイアス値よりも低くなる傾向にある。これは帯電位置から現像位置までの間に表面電位が減衰することによる。但し、接触AC帯電方式においては比較的減衰量は小さくなる傾向があり、感光体ドラム10の仕様前後でも大きく変化しない特徴がある。本実施形態においては、印加DCバイアスに対する帯電電位は図9に示す関係となるため、目標とする帯電電位に対する印加電圧値を決定することができる。以降、このときに設定した帯電電位を補正後初期帯電電位と称する。最後に、コントローラ50は、制御を終了する(S10)。   The primary charging potential Vd can be set by controlling the DC bias applied to the charging roller. Generally, the primary charging potential Vd tends to be lower than the DC bias value at the development position. This is because the surface potential is attenuated between the charging position and the development position. However, in the contact AC charging method, the attenuation amount tends to be relatively small, and there is a feature that it does not change greatly before and after the specification of the photosensitive drum 10. In the present embodiment, since the charging potential with respect to the applied DC bias has the relationship shown in FIG. 9, the applied voltage value with respect to the target charging potential can be determined. Hereinafter, the charging potential set at this time is referred to as a corrected initial charging potential. Finally, the controller 50 ends the control (S10).

図10は、耐久指数K毎の1ジョブ内の電位変化の飽和値の推移を示すグラフである。図10に示されるように、感光体ドラム10に関する1ジョブ内での短期の電位変動は、一定の枚数に達すると飽和する傾向にある。この飽和値の推移は、仕様によって大きくなるが、耐久指数Kに依存する。耐久指数Kが大きい程に、感光体ドラム10の回転数当たりの推移が大きいことが分かる。そのために、1ジョブ内の電位制御は耐久指数に基づいて算出される必要がある。したがって、1ジョブ内の電位は補正されて制御される。   FIG. 10 is a graph showing the transition of the saturation value of the potential change in one job for each durability index K. As shown in FIG. 10, short-term potential fluctuations within one job relating to the photosensitive drum 10 tend to saturate when a certain number of sheets are reached. The transition of the saturation value increases depending on the specification, but depends on the durability index K. It can be seen that the greater the durability index K, the greater the transition per revolution of the photosensitive drum 10. Therefore, the potential control within one job needs to be calculated based on the durability index. Therefore, the potential in one job is corrected and controlled.

1ジョブ内の電位変化の飽和値は、次式(3)(4)により表すことができる。『感光体ドラム10の積算回転数N』『感光体ドラム10の使用開始時からの積算日数T』に基づいて、『使用履歴情報』である『使用頻度値』としての耐久指数Kは次式(3)によって導出される。そして、電位変化の飽和値をW(V)とし、耐久指数K毎の傾きをβ(K)とし、感光体ドラム10の積算回転数をNとすると、電位変化の飽和値W(V)は、次式(4)によって導出される。   The saturation value of the potential change within one job can be expressed by the following equations (3) and (4). The durability index K as “usage frequency value” as “usage history information” based on “accumulated rotational speed N of photoreceptor drum 10” and “accumulated days T from start of use of photoreceptor drum 10” is expressed by the following equation. It is derived by (3). When the saturation value of the potential change is W (V), the slope for each durability index K is β (K), and the cumulative number of rotations of the photosensitive drum 10 is N, the saturation value W (V) of the potential change is Is derived by the following equation (4).

Figure 2010145463
Figure 2010145463

Figure 2010145463
そうすると、耐久指数K,感光体ドラム10の積算回転数Nから1ジョブ内で補正する電位量が算出でき、1ジョブ内の非作像時に適当な間隔でさらに帯電電位を変更してゆくことで、濃度変化の少ない出力画像を得ることができる。
Figure 2010145463
Then, the amount of potential to be corrected within one job can be calculated from the durability index K and the accumulated rotational speed N of the photosensitive drum 10, and the charging potential can be further changed at an appropriate interval during non-image formation within one job. An output image with little change in density can be obtained.

また、ジョブが終了した後は、ジョブ開始前の電位に回復する傾向がある。この推移は比較的早いため、補正した帯電電位をもとの補正後初期帯電電位に戻すことも考えられる。推移の仕方によっては従来方法により、ジョブ終了から次のジョブ開始までの時間に応じて初期帯電電位を補正することも有効である。   Further, after the job is completed, the potential tends to recover to the potential before the job started. Since this transition is relatively fast, it can be considered that the corrected charging potential is returned to the original corrected initial charging potential. Depending on the way of transition, it is also effective to correct the initial charging potential according to the time from the end of a job to the start of the next job by a conventional method.

(使用量に関する他形態)
なお、本実施形態の画像形成装置100では、使用履歴情報に含まれる『使用量』は、感光体ドラム10の積算回転数Nであった。コントローラ50は、一連の制御として、まず耐久指数K及び感光体ドラム10の積算回転数Nから、感光体ドラム10の明部電位の推移を予測し、その予測値に応じて一次帯電電位及び現像バイアスを変化させ、現像コントラストを一定に維持する。また、その補正後の設定に対し、シートの通過を開始するとそのジョブ内でも耐久指数K、感光体ドラム10の積算回転数Nに応じて電位が変動するため、さらに補正をすることが可能となる。
(Other forms of usage)
In the image forming apparatus 100 according to the present embodiment, the “use amount” included in the use history information is the accumulated rotation number N of the photosensitive drum 10. As a series of controls, the controller 50 first predicts the transition of the bright portion potential of the photosensitive drum 10 from the durability index K and the accumulated rotational speed N of the photosensitive drum 10, and the primary charging potential and the development according to the predicted value. The development contrast is kept constant by changing the bias. In addition, when the passage of the sheet is started with respect to the setting after the correction, the potential fluctuates in accordance with the durability index K and the accumulated rotation speed N of the photosensitive drum 10 even in the job, and thus further correction can be performed. Become.

ただし、このような実施形態に限定されない。すなわち、使用履歴情報に含まれる『使用量』は、一次帯電器5の使用量、LEDアレイ6の使用量であっても良い。詳しくは、『使用量』は、一次帯電器5が帯電する総帯電時間、LEDアレイ6が露光する総露光時間、画像形成されたシートの枚数、画像形成されたジョブ数、画像形成された印字画素量の何れか1つであっても良い。   However, it is not limited to such an embodiment. That is, the “use amount” included in the use history information may be the use amount of the primary charger 5 or the use amount of the LED array 6. Specifically, the “use amount” includes the total charging time for which the primary charger 5 is charged, the total exposure time for which the LED array 6 is exposed, the number of sheets on which images are formed, the number of jobs on which images are formed, and the printing on which images are formed. Any one of the pixel amounts may be used.

この『使用量』は、感光体ドラム10の積算回転数N、一次帯電器5が帯電する総帯電時間、LEDアレイ6が露光する総露光時間、画像形成されたシートの枚数、画像形成されたジョブ数、画像形成された印字画素量の何れか2つ以上を組み合わせても良い。こうして組み合わせた数値を使用履歴指数として使用しても良い。例えば、一次帯電器5の総帯電時間から感光体ドラム10の第1消耗度数値を算出する。同様に、LEDアレイ6の総露光時間から感光体ドラム10の第2消耗度数値を算出する。そして、第1消耗度数値及び第2消耗度数値にそれぞれ感光体劣化レベルの重み付けをした値を加算した数値を、一次帯電器5及びLEDアレイ6の組み合わせた『使用履歴指数』としても良い。   This “usage amount” is the total number of revolutions N of the photosensitive drum 10, the total charging time for which the primary charger 5 is charged, the total exposure time for which the LED array 6 is exposed, the number of sheets on which images have been formed, and image formation. Any two or more of the number of jobs and the amount of print pixels on which an image is formed may be combined. The combined numerical value may be used as the usage history index. For example, the first wear level value of the photosensitive drum 10 is calculated from the total charging time of the primary charger 5. Similarly, the second wear level value of the photosensitive drum 10 is calculated from the total exposure time of the LED array 6. A numerical value obtained by adding a value obtained by weighting the photoreceptor deterioration level to the first consumption level value and the second consumption level value may be used as a “usage history index” in which the primary charger 5 and the LED array 6 are combined.

なお、ジョブ数とは、複数枚綴りの印刷物を連続印刷する毎の仕事数をいう。例えば、10枚綴りの文書を1回でプリントアウトする場合には、シートの印刷枚数は10枚であるが、ジョブ数は1回ということになる。印字画素量とは、一般的にはビデオカウントと呼ばれる方法で、画像の画素信号が積算される場合に、その画像の画素信号の積算量をいうことになる。   Note that the number of jobs refers to the number of jobs each time a plurality of printed materials are continuously printed. For example, when a 10-page document is printed out once, the number of printed sheets is 10, but the number of jobs is one. The print pixel amount is a method generally called video count, and when the image pixel signals are integrated, it means the integrated amount of the pixel signals of the image.

(画像形成の制御に関する他形態)
また、本実施形態の画像形成装置100では、コントローラ50は、一次帯電器5に印加される電圧を補正して画像形成を制御する。すなわち、一次帯電電位Vdが補正されると、電位変動による潜像コントラストの変化が抑制される。
(Other forms of image formation control)
In the image forming apparatus 100 of this embodiment, the controller 50 controls image formation by correcting the voltage applied to the primary charger 5. That is, when the primary charging potential Vd is corrected, changes in the latent image contrast due to potential fluctuations are suppressed.

ただし、このような実施形態に限定されない。すなわち、コントローラ50は、現像器7に印加される電圧を補正して画像形成を制御しても良い。または、コントローラ50は、LEDアレイ6から露光される露光量を補正して画像形成を制御しても良い。さらに、本制御と組み合わせて階調補正を行うこともできる。これは予め測定されたデータに基く予測制御も可能であるし、従来より知られる、所定のパッチ画像の反射濃度を検知することによりガンマ変換をすることも可能である。   However, it is not limited to such an embodiment. That is, the controller 50 may control image formation by correcting the voltage applied to the developing device 7. Alternatively, the controller 50 may control the image formation by correcting the exposure amount exposed from the LED array 6. Further, gradation correction can be performed in combination with this control. Predictive control based on previously measured data is possible, and gamma conversion can be performed by detecting the reflection density of a predetermined patch image, which is conventionally known.

(カートリッジに関する他形態)
さらに、本実施形態の画像形成装置100では、感光体ドラム10及び記憶装置30はカートリッジ化されているとは記載されないが、この形態に限定されない。すなわち、少なくとも感光体ドラム10及び記憶装置30は一体的にカートリッジとして形成されて、カートリッジは画像形成装置本体100aに着脱可能であっても良い。
(Other forms related to cartridge)
Furthermore, in the image forming apparatus 100 of the present embodiment, the photosensitive drum 10 and the storage device 30 are not described as being in a cartridge, but the present invention is not limited to this form. That is, at least the photosensitive drum 10 and the storage device 30 may be integrally formed as a cartridge, and the cartridge may be detachable from the image forming apparatus main body 100a.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 基本Vd−Vl特性の一例を示す。An example of a basic Vd-Vl characteristic is shown. 感光体ドラムの層の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the layer of a photoconductive drum. 耐久指数Kの値に対する電位上昇の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference of the electric potential rise with respect to the value of the durability index K. 露光時明部電位Vl及び露光量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bright part electric potential Vl at the time of exposure, and exposure amount. 休止が入った場合のドラムの明部電位の推移を示している。It shows the transition of the light portion potential of the drum when there is a pause. (a)は、予め記憶されている耐久指数Kに対するαの値を示している。(b)は、環境に関し、絶対水分量M、感光体ドラムの標準の一次帯電電位Vd、帯電電位の補正量ΔVdを示す。(A) has shown the value of (alpha) with respect to the durability index K memorize | stored beforehand. (B) shows the absolute moisture content M, the standard primary charging potential Vd of the photosensitive drum, and the charging potential correction amount ΔVd regarding the environment. データに基づいて帯電電位を設定する過程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which sets a charging potential based on data. 印加DCバイアスに対する帯電電位の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the charging potential with respect to the applied DC bias. 耐久指数K毎の1ジョブ内の電位変化の飽和値の推移を示すグラフである。6 is a graph showing a transition of a saturation value of a potential change in one job for each durability index K. 感光体ドラムの感度劣化の様子を示すグラフである。It is a graph which shows the mode of the sensitivity deterioration of a photoconductor drum. 感光体ドラムの感度劣化の様子を示すグラフである。It is a graph which shows the mode of the sensitivity deterioration of a photoconductor drum.

符号の説明Explanation of symbols

5 一次帯電器(帯電器)
6 LEDアレイ(露光器)
7 現像器
8 転写器
10 感光体ドラム(感光体)
30 記憶装置(情報記憶装置)
100 画像形成装置
5 Primary charger (charger)
6 LED array (exposure device)
7 Developing device 8 Transfer device 10 Photosensitive drum (photosensitive material)
30 storage device (information storage device)
100 Image forming apparatus

Claims (11)

感光体と、前記感光体の表面に電荷を一様に帯電する帯電器と、前記感光体の表面に露光して静電像を形成する露光器と、前記感光体の表面にトナー像を現像する現像器と、現像したトナー像をシートに転写する転写器と、前記感光体、前記帯電器及び前記露光器の少なくともいずれか1つの使用履歴情報を記憶する情報記憶部と、前記情報記憶部に前記使用履歴情報を記憶させ、前記使用履歴情報に基づいて画像形成を制御する制御部と、を備える画像形成装置において、
前記使用履歴情報は、前記感光体、前記帯電器及び前記露光器の少なくともいずれか1つの使用量、及び、前記感光体の使用開始後の経過時間の情報であることを特徴とする画像形成装置。
A photoconductor, a charger for uniformly charging the surface of the photoconductor, an exposure device for exposing the surface of the photoconductor to form an electrostatic image, and developing a toner image on the surface of the photoconductor A developing device that transfers the developed toner image to a sheet, an information storage unit that stores use history information of at least one of the photoconductor, the charger, and the exposure device, and the information storage unit A storage unit that stores the usage history information, and a control unit that controls image formation based on the usage history information.
The use history information is information on a usage amount of at least one of the photoconductor, the charger, and the exposure device, and information on an elapsed time after the start of use of the photoconductor. .
前記使用履歴情報は、前記感光体、前記帯電器及び前記露光器のいずれか1つの使用量を前記感光体の使用開始後の経過時間で除算した使用頻度値であり、前記制御部が、前記使用頻度値を導出して前記使用頻度値に基づいて画像形成を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The usage history information is a usage frequency value obtained by dividing a usage amount of any one of the photoconductor, the charger, and the exposure device by an elapsed time after the start of use of the photoconductor, and the control unit The image forming apparatus according to claim 1, wherein a use frequency value is derived and image formation is controlled based on the use frequency value. 前記使用量は、前記感光体の回転数、前記帯電器が帯電する総帯電時間、前記露光器が露光する総露光時間、画像形成されたシートの枚数、画像形成されたジョブ数、画像形成された印字画素量のいずれか1つ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。   The amount used includes the number of rotations of the photoconductor, the total charging time for charging the charger, the total exposure time for exposure by the exposure unit, the number of sheets on which images have been formed, the number of jobs on which images have been formed, and the number of images formed. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the print pixel amount is any one of the print pixel amounts. 前記使用履歴情報は、前記感光体、前記帯電器及び前記露光器のいずれか2つ以上の組み合わせに基づく使用量を前記感光体の使用開始後の経過時間で除算した使用頻度値であり、前記制御部が、前記使用頻度値を導出して前記使用頻度値に基づいて画像形成を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The use history information is a use frequency value obtained by dividing a use amount based on a combination of any two or more of the photoconductor, the charger, and the exposure device by an elapsed time after the start of use of the photoconductor, The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit derives the use frequency value and controls image formation based on the use frequency value. 前記使用量は、前記感光体の回転数、前記帯電器が帯電する総帯電時間、前記露光器が露光する総露光時間、画像形成されたシートの枚数、画像形成されたジョブ数、画像形成された印字画素量のいずれか2つ以上を組み合わせて導出される使用履歴指数であることを特徴とする請求項1又は請求項3に記載の画像形成装置。   The amount used includes the number of rotations of the photoconductor, the total charging time for charging the charger, the total exposure time for exposure by the exposure unit, the number of sheets on which images have been formed, the number of jobs on which images have been formed, and the number of images formed. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is a use history index derived by combining any two or more of the printed pixel amounts. 前記情報記憶部は、前記使用履歴情報に対応して前記感光体の特性が変化する特性変化データを格納し、前記制御部は、前記特性変化データ及び前記使用履歴情報に基づいて画像形成を制御する請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The information storage unit stores characteristic change data in which characteristics of the photoconductor change corresponding to the usage history information, and the control unit controls image formation based on the characteristic change data and the usage history information. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5. 前記制御部は、前記帯電器及び前記現像器の少なくともいずれか1つに印加される電圧を補正して画像形成を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。   7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the controller controls image formation by correcting a voltage applied to at least one of the charger and the developer. The image forming apparatus described. 前記制御部は、前記露光器から露光される露光量を補正して画像形成を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls image formation by correcting an exposure amount exposed from the exposure unit. 前記制御部は、前記露光器から露光される画像信号を変換する画像信号変換処理部によって画像信号を変換することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。   9. The image formation according to claim 1, wherein the control unit converts an image signal by an image signal conversion processing unit that converts an image signal exposed from the exposure unit. 10. apparatus. 少なくとも前記感光体及び前記情報記憶部は一体的にカートリッジとして形成され、前記カートリッジは画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。   10. The apparatus according to claim 1, wherein at least the photosensitive member and the information storage unit are integrally formed as a cartridge, and the cartridge is detachable from an image forming apparatus main body. Image forming apparatus. 前記感光体は電子写真感光体であることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photoconductor is an electrophotographic photoconductor.
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