JP2016164609A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】帯電部が帯電した帯電領域に対し、露光部が帯電領域の一部を露光することにより、所定の静電潜像パターンが像担持体の表面に形成された状態で、電圧印加部材が電圧印加することにより得られる、該電圧印加における印加電圧値と検出電流値との関係式に基づいて、静電潜像パターンにおいて像担持体の表面のうち露光部に露光される部分の表面電位である明部電位を求めるものであり、互いに異なる複数の静電潜像パターンについてそれぞれ明部電位を求め、複数の明部電位の平均値が所定の値を超える場合、または、複数の明部電位のうち最大値と最小値の差が所定の値を超える場合に、像担持体が寿命に達したことを報知する。
【選択図】図19
Description
記録材に画像を形成するためのトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部と、
帯電した前記像担持体の表面を露光する露光部と、
前記像担持体に電圧を印加する電圧印加部材と、
前記像担持体に流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記電圧印加部材が前記像担持体に印加した印加電圧値と、該印加電圧値による電圧印加によって前記電流検出部が検出する検出電流値と、に基づいて、前記像担持体の表面電位を求める電位検出部と、
前記像担持体が寿命に達したことを報知する報知部と、
を備え、
前記電位検出部が求めた表面電位に基づいて、前記トナー像を形成するための静電潜像が前記像担持体の表面に形成される画像形成装置において、
前記電位検出部は、前記帯電部が帯電した帯電領域に対し、前記露光部が前記帯電領域の一部を露光することにより、所定の静電潜像パターンが前記像担持体の表面に形成された状態で、前記電圧印加部材が電圧印加することにより得られる、該電圧印加における印加電圧値と検出電流値との関係式に基づいて、前記静電潜像パターンにおいて前記像担持体の表面のうち前記露光部に露光されない部分の表面電位である暗部電位を求め、
前記報知部は、前記暗部電位が所定の値に満たない場合に、前記像担持体が寿命に達したことを報知することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成するためのトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部と、
帯電した前記像担持体の表面を露光する露光部と、
前記像担持体に電圧を印加する電圧印加部材と、
前記像担持体に流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記電圧印加部材が前記像担持体に印加した印加電圧値と、該印加電圧値による電圧印加によって前記電流検出部が検出する検出電流値と、に基づいて、前記像担持体の表面電位を求める電位検出部と、
前記像担持体が寿命に達したことを報知する報知部と、
を備え、
前記電位検出部が求めた表面電位に基づいて、前記トナー像を形成するための静電潜像が前記像担持体の表面に形成される画像形成装置において、
前記電位検出部は、前記帯電部が帯電した帯電領域に対し、前記露光部が前記帯電領域の一部を露光することにより、所定の静電潜像パターンが前記像担持体の表面に形成された状態で、前記電圧印加部材が電圧印加することにより得られる、該電圧印加における印加電圧値と検出電流値との関係式に基づいて、前記静電潜像パターンにおいて前記像担持体の表面のうち前記露光部に露光される部分の表面電位である明部電位を求めるものであり、互いに異なる複数の前記静電潜像パターンについてそれぞれ前記明部電位を求め、
前記報知部は、複数の前記明部電位の平均値が所定の値を超える場合、または、複数の前記明部電位のうち最大値と最小値の差が所定の値を超える場合に、前記像担持体が寿命に達したことを報知することを特徴とする。
(1)画像形成装置の構成及び画像形成プロセスの説明
図1は、本発明の実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。この画像形成装置は、電子写真方式のレーザービームプリンターである。このプリンタにはパソコン・画像読取装置等の外部ホスト装置を接続することで、画像情報を受け取りプリントする。すなわち、外部ホスト装置(不図示)から制御手段である制御回路部(CPU)10に画像情報が入力されると、記録材Pに画像が形成されて出力される。
いて370mm/secにて回転駆動する。2は、帯電部を形成する帯電部材としての、ローラ状の帯電手段(以下、帯電ローラ2と記す)である。感光ドラム1には帯電バイアスが印加される帯電ローラ2を接触させてあり、回転する感光ドラム1の周面が帯電ローラ2により所定の極性・電位に一様に帯電される(帯電工程)。
感光ドラム1は、直径30mmのアルミシリンダ外周面に抵抗層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層をディッピング塗工法にて順次塗布して構成される剛体である。ここで電荷輸送層の膜厚は25μmである。
帯電ローラ2は、直径6mmの芯金に対し、外径が12mmとなるようにヒドリンゴムの基層にウレタンの表層を塗工している。また、抵抗値は1×106Ω以下であり、硬度は高分子計器(株)製AskerCゴム硬度計にて40度である。
スキャナ3は、感光ドラム1面位置での光量が可変できる波長800nmの半導体レーザーである。ここで画像形成時のレーザー光量は4mJ/m2である。
転写ローラ5は、直径6mmの芯金に対し、外径15mmになるようにイオン導電性スポンジの基層を配置している。また抵抗値は温度22℃の環境において4×107Ωであり、硬度は高分子計器(株)製AskerCゴム硬度計にて30度である。
Cブレード7の材質はウォーレス硬度70度のポリウレタンゴムである。
図4は、本実施例で使用する各構成の長手位置についての説明図である。最大通紙幅は216mmに設定し、転写ローラ5の長手幅は220mmである。帯電ローラ2の有効帯電幅の長手幅は225mmで、レーザー露光幅は206mm、Cブレード7は240mm、感光ドラム1は260mmである。本実施例の特徴である静電潜像パターンの明部電位部と暗部電位部の長手配置は後述する。
次に、感光ドラム1の表面電位検知手段について詳しく説明する。一例として、転写ローラ5を介して感光ドラム1の表面電位を測定するプロセスについて記述する。図2において、転写電圧値と、転写ローラ5を介して感光ドラム1に流れる電流値(以下、転写電流値と記す)を検出、比較することにより感光ドラム1の表面電位を検知する。以下、一例として感光ドラム1のVLを検知する方法について記述するが、特にそれに限ったものではなく、任意の表面電位について検知できる。
VL=(V1+V2)/2 … 式(1)
。
次に、本実施例の特徴である感光ドラム1の長手における表面電位ムラ検知手段について詳細に説明する。以下に一例として、課題のように紙端部での膜厚減少による感光体における暗部電位ムラの検知手段について記述するが、特にそれに限ったものではない。感光ドラム1の膜厚が削れやすい長手位置が予め判断できていれば、その長手位置での表面電位ムラを検知すれば良い。
り、VD2はVt<VD2の領域のV−I直線とVD2<Vt<VL2の領域のV−I直線の交点である。そのため、これらのV−I直線を求めることにより、各V−I直線の交点からVD1、VD2の値を算出できる。各V−I直線は、それぞれの領域の適当なVtとItの関係を少なくとも2点、実際に測定することにより、得ることができる。こうして得られたVD1、VD2の値とVDの関係は、上述の放電開始電圧の対称性に従うので、式(2)の関係となる。
VD=(VD1+VD2)/2 … 式(2)
以上のようにして得られたVDを、画像不良の判断基準に用いる。
S101:感光ドラム1を回転駆動させ、帯電ローラ2を用いて感光ドラム1上にVDを形成する。
S102:スキャナ3を用いて感光ドラム1上を走査露光し、感光ドラム1上に潜像パターンaを形成する。
S103:転写ローラ5を用いて感光ドラム1の表面電位を検知する。
S104:感光ドラム1上の領域aにおけるVDを算出する。
S105:算出したVDが許容値を超える場合はドラム寿命と報知し、画像形成を停止する。VDが許容値を超えない場合は画像形成を続ける。
実施例1の効果を説明するために、比較例1を挙げる。
比較例1の構成における実施例1との差異は、静電潜像パターンである。
比較例1の静電潜像パターンは、感光ドラム1の長手で一様に暗部電位部からなることを特徴とする。
実際に比較例1と実施例1を同一条件で評価し、実施例1の優位性を示す。
評価方法として、領域aの削れ量が0μm、5μmの感光ドラム1を実施例1及び比較例1の画像形成装置に入れて画出しした。そして、領域aの削れ起因の紙端部カブリの発生状況を比較した。表1が、削れ量と紙端部カブリ発生状況の比較である。
本発明の実施例2に係る画像形成装置について説明する。本実施例において実施例1と共通する構成については、実施例1と同じ符号を付して再度の説明を省略する。本実施例においてここで説明しない事項は実施例1と同様である。
ドラム1に流れる帯電電流量は長手において一様ではなく、感光ドラム1の膜厚削れが長手において一様でなくなる。そのため、長手において局所的な膜厚低下が進む可能性があり、図8で示すようなVLの上昇が局所的に起こる可能性がある。VLが上昇すると現像電位との差が小さくなるため、所望の画像濃度が得られなくなる。すなわち、帯電前露光をもつ構成においては、局所的な膜厚低下により、局所的な画像濃度薄が発生する可能性がある。
図13は、実施例2に関わる構成の概略図である。感光ドラム1、帯電ローラ2、転写ローラ5、Cブレード7は実施例1と共通であり、実施例2ではこれらに加えて帯電前露光10を用いる。帯電前露光10は、感光ドラム1の長手両端部に設置したLEDにて行う。このとき、感光ドラム1の長手中央位置における面光量が38mV以上となるようにLEDの光量を設定する。なお、前露光装置10の光量は、浜松ホトニクス社製Si PINフォトダイオードS3994−01にFLUKE社製 Fluke 87Vを接続し、ダイオードをドラム表面に固定してドラム電圧を測定した。本実施例ではこの様に、帯電前露光を両端部に設置したLEDで行うことにしたが、特にそれに限ったものではない。
図14は、実施例2で使用する各構成の長手位置関係である。最大通紙幅、転写ローラ5の長手幅、有効帯電幅の長手幅、露光幅、Cブレード7、感光ドラム1については実施例1と共通であり、実施例2ではこれらに帯電前露光幅が加わる。帯電前露光幅は235mmである。
図15は、本実施例で用いる静電潜像パターン(以下、潜像パターン2)の一例である。この静電潜像パターンは、感光ドラム1の長手でVL部とVD部からなる第1の検知領域と、第1の検知領域に対して明部電位部の長手領域が異なる領域を有する第2の検知領域を少なくとも一つ以上有することを特徴とする。すなわち、複数の潜像パターンは、それぞれ、ドラム周面の帯電領域のうち、露光部により露光されない暗部と、露光部により露光される明部と、が、ドラム長手方向(記録材の幅方向)に所定のパターンで組み合わせられるものである。また、それぞれ、明部と暗部の組み合わせが、ドラム周面における周方向(記録材の搬送方向)の全域にわたって一様となるように形成される。さらに、複数の潜像パターンは、互いに、明部の位置が幅方向において重ならないように形成される。これら潜像パターンは、露光工程において感光ドラム1上に形成される。
S201:感光ドラム1を回転駆動させ、帯電ローラ2を用いて感光ドラム1上にVDを形成する。
S202:スキャナ3を用いて感光ドラム1上を走査露光し、感光ドラム1上に潜像パターンbを形成する。
S203:転写ローラ5を用いて感光ドラム1の表面電位を検知する。
S204:aveVLとδVLを算出する
S205:算出したaveVLが許容値を超える場合はドラム寿命と報知し、画像形成を停止する。VDが許容値を超えない場合はS206へ。
S206:算出したδVLが許容値を超える場合はドラム寿命と報知し、画像形成を停止するδVLが許容値を超えない場合は画像形成を続ける。
ターンに感光ドラム1長手で一様にVL部がある検知領域を加えることが望ましい。
実施例2の効果を説明するために、比較例2を挙げる。
比較例2の構成における実施例2との差異は、静電潜像パターンである。
比較例2の静電潜像パターンは、感光ドラム1の長手で一様に明部電位部からなることを特徴とする。
実際に比較例2と実施例2を同一条件で評価し、実施例2の優位性を示す。
評価方法は、検知領域aの削れ量が0μm、1μm、2μm、3μmの感光ドラム1を実施例1及び比較例1の画像形成装置に入れて画出し、検知領域aの削れ起因のベタ濃度薄の発生状況を比較する手法をとった。表2が、削れ量とベタ濃度薄発生状況の比較である。
Claims (13)
- 記録材に画像を形成するためのトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部と、
帯電した前記像担持体の表面を露光する露光部と、
前記像担持体に電圧を印加する電圧印加部材と、
前記像担持体に流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記電圧印加部材が前記像担持体に印加した印加電圧値と、該印加電圧値による電圧印加によって前記電流検出部が検出する検出電流値と、に基づいて、前記像担持体の表面電位を求める電位検出部と、
前記像担持体が寿命に達したことを報知する報知部と、
を備え、
前記電位検出部が求めた表面電位に基づいて、前記トナー像を形成するための静電潜像が前記像担持体の表面に形成される画像形成装置において、
前記電位検出部は、前記帯電部が帯電した帯電領域に対し、前記露光部が前記帯電領域の一部を露光することにより、所定の静電潜像パターンが前記像担持体の表面に形成された状態で、前記電圧印加部材が電圧印加することにより得られる、該電圧印加における印加電圧値と検出電流値との関係式に基づいて、前記静電潜像パターンにおいて前記像担持体の表面のうち前記露光部に露光されない部分の表面電位である暗部電位を求め、
前記報知部は、前記暗部電位が所定の値に満たない場合に、前記像担持体が寿命に達したことを報知することを特徴とする画像形成装置。 - 前記静電潜像パターンは、前記像担持体の表面において、記録材の搬送方向に直交する幅方向における記録材の端部が接触する領域を含む領域が前記暗部電位となるように形成されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記静電潜像パターンは、前記像担持体の表面において、前記帯電領域のうち、記録材の端部が接触する領域を含む前記幅方向における一方の端部領域が、前記露光部により露光されない暗部となり、その他の領域が、前記露光部により露光される明部となるように形成されることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記静電潜像パターンは、前記幅方向における前記暗部と前記明部の組み合わせが、前記像担持体の表面における記録材の搬送方向の全域にわたって一様となるように形成されることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記関係式は、前記暗部における印加電圧値と検出電流値との暗部関係式と、前記明部における印加電圧値と検出電流値との明部関係式と、が合成された合成関係式であり、
前記合成関係式は、傾きが4箇所で変化するV−I直線で表され、
前記V−I直線の傾きが変化する4点のうち前記暗部関係式における放電開始電圧値に対応する2点の印加電圧値に基づいて前記暗部電位を求めることを特徴とする請求項3または4に記載の画像形成装置。 - 記録材に画像を形成するためのトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部と、
帯電した前記像担持体の表面を露光する露光部と、
前記像担持体に電圧を印加する電圧印加部材と、
前記像担持体に流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記電圧印加部材が前記像担持体に印加した印加電圧値と、該印加電圧値による電圧印加によって前記電流検出部が検出する検出電流値と、に基づいて、前記像担持体の表面電位を求める電位検出部と、
前記像担持体が寿命に達したことを報知する報知部と、
を備え、
前記電位検出部が求めた表面電位に基づいて、前記トナー像を形成するための静電潜像が前記像担持体の表面に形成される画像形成装置において、
前記電位検出部は、前記帯電部が帯電した帯電領域に対し、前記露光部が前記帯電領域の一部を露光することにより、所定の静電潜像パターンが前記像担持体の表面に形成された状態で、前記電圧印加部材が電圧印加することにより得られる、該電圧印加における印加電圧値と検出電流値との関係式に基づいて、前記静電潜像パターンにおいて前記像担持体の表面のうち前記露光部に露光される部分の表面電位である明部電位を求めるものであり、互いに異なる複数の前記静電潜像パターンについてそれぞれ前記明部電位を求め、
前記報知部は、複数の前記明部電位の平均値が所定の値を超える場合、または、複数の前記明部電位のうち最大値と最小値の差が所定の値を超える場合に、前記像担持体が寿命に達したことを報知することを特徴とする画像形成装置。 - 複数の前記静電潜像パターンは、
それぞれ、前記帯電領域のうち、前記露光部により露光されない暗部と、前記露光部により露光される明部と、が、記録材の幅方向に所定のパターンで組み合わせられるとともに、該組み合わせが、前記像担持体の表面における記録材の搬送方向の全域にわたって一様となるように形成され、
互いに、前記明部の位置が前記幅方向において重ならないように形成されていることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 複数の前記静電潜像パターンは、さらに、前記明部のみの静電潜像パターンを含むことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記帯電部による帯電が行われる前に、前記像担持体の表面を露光する第2の露光部をさらに備えることを特徴とする請求項請求項6〜8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記関係式は、前記暗部における印加電圧値と検出電流値との暗部関係式と、前記明部における印加電圧値と検出電流値との明部関係式と、が合成された合成関係式であり、
前記合成関係式は、傾きが4箇所で変化するV−I直線で表され、
前記V−I直線の傾きが変化する4点のうち前記明部関係式における放電開始電圧値に対応する2点の印加電圧値に基づいて前記明部電位を求めることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記静電潜像パターンを形成するときの前記露光部の露光光量は、画像形成時における露光光量よりも小さいことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記電圧印加部材は、前記感光ドラムの周面に形成されたトナー像を記録材に転写するための転写バイアスを、前記感光ドラムに印加する転写部材であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記電圧印加部材は、帯電部において前記感光ドラムの周面に接触して前記感光ドラムに帯電バイアスを印加する帯電部材であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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