JP2021162777A - Image forming apparatus - Google Patents

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Yuhei Tatsumoto
能史 笹本
Yoshifumi Sasamoto
誠 島添
Makoto Shimazoe
恭宏 小出
Yasuhiro Koide
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Abstract

To provide an image forming apparatus that can accurately detect the amount of wear of an OCL layer of an image carrier (photoreceptor).SOLUTION: An image forming apparatus 300 comprises: an electrifier 4 that electrifies the surface of a photoreceptor 3 through corona discharge; a current monitor circuit 64 that detects a photoreceptor influx current Ipc to the photoreceptor 3; and a CPU 70 that, after the electrifier 4 electrifies the surface of the photoreceptor 3 to have a predetermined potential and the current monitor circuit 64 detects the photoreceptor influx current Ipc flowing into the photoreceptor 3, calculates the film thickness d of the photoreceptor 3 from the photoreceptor influx current Ipc.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus.

近年の画像形成装置では、帯電方式としてコロナ帯電のスコロトロン方式が採用されている。この画像形成装置は、ワイヤ電極、安定板、グリッド、端部の絶縁樹脂ブロックから構成され、ワイヤ電極に数kVの直流電圧を印加することによりコロナ放電を起こさせてグリッド印加電圧を制御し、像担持体(感光体)の表面を均一に帯電させている。 In recent image forming apparatus, a corona-charged scorotron method is adopted as a charging method. This image forming apparatus is composed of a wire electrode, a stabilizer, a grid, and an insulating resin block at the end. By applying a DC voltage of several kV to the wire electrode, a corona discharge is caused to control the grid applied voltage. The surface of the image carrier (photoreceptor) is uniformly charged.

また、被帯電体である像担持体(電子写真感光体、静電記録誘電体など)を繰り返し使用する転写方式の画像形成装置では、帯電処理及び耐久通紙などにより像担持体の表面が次第に削れていき、像担持体表面の厚み(膜厚)が徐々に減少していく。 Further, in a transfer-type image forming apparatus that repeatedly uses an image carrier (electrophotographic photosensitive member, electrostatic recording dielectric, etc.) as a charged body, the surface of the image carrier is gradually surfaced by charging treatment and durable paper transfer. As it is scraped off, the thickness (thickness) of the surface of the image carrier gradually decreases.

このような膜厚の変化に対し、画像形成装置は、例えば、像担持体の表面電位を表面電位測定センサで測定し、電位制御を行う必要がある。この場合、表面電位センサを用いれば、それだけ装置の初期コストが増大する。また、カートリッジタイプの複写機やプリンタでは、表面電位センサを装置内に装着する領域がないため、比較的安価な複合機やプリンタでは像担持体の膜厚の変動に対応する方法がなかった。 In response to such a change in film thickness, the image forming apparatus needs to measure, for example, the surface potential of the image carrier with a surface potential measuring sensor to control the potential. In this case, if the surface potential sensor is used, the initial cost of the device increases accordingly. Further, in cartridge type copiers and printers, since there is no area for mounting the surface potential sensor in the apparatus, there is no method for dealing with fluctuations in the film thickness of the image carrier in relatively inexpensive multifunction devices and printers.

そのため、このような像担持体の膜厚の変動に対して、像担持体の表面電位測定センサを持たずに一定の帯電安定性を維持することを目的とした、像担持体の膜厚を検知する手段などが検討されている。 Therefore, with respect to such fluctuations in the film thickness of the image carrier, the film thickness of the image carrier is adjusted for the purpose of maintaining a constant charge stability without having a surface potential measurement sensor of the image carrier. Means for detection are being studied.

しかしながら、表面電位測定センサを持たない像担持体の帯電手段としてコロナ帯電器を備えた電子写真感光体では、ワイヤ電流が像担持体だけでなく、シールドやグリッドにも流れるため、像担持体の静電容量を導くことができず、像担持体の膜厚を算出することができない。 However, in an electrophotographic photosensitive member provided with a corona charger as a charging means for an image carrier without a surface potential measurement sensor, wire current flows not only to the image carrier but also to the shield and grid, so that the image carrier The capacitance cannot be derived, and the film thickness of the image carrier cannot be calculated.

そこで、非接触型の帯電手段を用いる画像形成装置において、非接触型の帯電手段から像担持体に流れる電流値と、電源から帯電手段に印加される電圧値とを検知し、その検知した電流値と電圧値とに基づいて、像担持体の厚みを精度良く安定して検知する、画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in the image forming apparatus using the non-contact type charging means, the current value flowing from the non-contact type charging means to the image carrier and the voltage value applied to the charging means from the power source are detected, and the detected current. An image forming apparatus has been proposed that accurately and stably detects the thickness of an image carrier based on a value and a voltage value (see, for example, Patent Document 1).

特開2000−89624号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-89624

近年、このような像担持体表面(感光体表面)の膜厚の変化に対し、像担持体表面(感光体表面)の長時間の使用に耐える高耐久化を目的として、像担持体表面(感光体表面)に表面保護層(OCL:OverCoating Layer)を有する像担持体(感光体)が、使用されている。ここで、OCL層に求められている特性の1つとして、像担持体(感光体)本来の静電特性に与える影響が少ないことが挙げられ、電気的特性が安定するように誘電率の低い絶縁組成で構成される。例えば、OCL層は、ウレタンとシリコンの混合物などで構成される。 In recent years, with the aim of increasing the durability of the image carrier surface (photoreceptor surface) for a long period of time against such changes in the film thickness of the image carrier surface (photoreceptor surface), the image carrier surface (photoreceptor surface) An image carrier (photoreceptor) having a surface protective layer (OCL: OverCoating Layer) on the surface of the photoconductor is used. Here, one of the characteristics required for the OCL layer is that it has little influence on the original electrostatic characteristics of the image carrier (photoreceptor), and the dielectric constant is low so that the electrical characteristics are stable. It is composed of an insulating composition. For example, the OCL layer is composed of a mixture of urethane and silicon.

高耐久品の像担持体(感光体)の場合、像担持体(感光体)は、外側にあるOCL層から摩耗する。しかしながら、像担持体(感光体)の全層によって形成される容量成分に対し、OCL層の容量成分が占める割合は低いため、OCL層の摩耗量に対して感光体流れ込み電流の変化量が小さく、また感度がないため、像担持体(感光体)の膜厚を正確に検出することが困難である。 In the case of a highly durable image carrier (photoreceptor), the image carrier (photoreceptor) wears from the OCL layer on the outside. However, since the ratio of the capacitance component of the OCL layer to the capacitance component formed by all the layers of the image carrier (photoreceptor) is low, the amount of change in the photoconductor inflow current is small with respect to the amount of wear of the OCL layer. Moreover, since there is no sensitivity, it is difficult to accurately detect the film thickness of the image carrier (photoreceptor).

そこで、本発明は、像担持体(感光体)のOCL層の摩耗量を精度よく検知することができる、画像形成装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of accurately detecting the amount of wear of the OCL layer of an image carrier (photoreceptor).

すなわち、本発明の上記課題は、下記の構成により解決される。 That is, the above problem of the present invention is solved by the following configuration.

(1)コロナ放電により感光体の表面を帯電させる帯電部と、
前記感光体への感光体流れ込み電流を検出する電流モニタ回路と、
前記帯電部が前記感光体の表面電位を所定の電位に帯電させた後、前記電流モニタ回路が前記感光体に流れ込む感光体流れ込み電流を検知して、当該感光体流れ込み電流から前記感光体の膜厚を算出する制御部と、
を備える画像形成装置。
(1) A charged portion that charges the surface of the photoconductor by corona discharge,
A current monitor circuit that detects the current flowing into the photoconductor and
After the charging unit charges the surface potential of the photoconductor to a predetermined potential, the current monitor circuit detects the photoconductor inflow current flowing into the photoconductor, and the film of the photoconductor is detected from the photoconductor inflow current. A control unit that calculates the thickness and
An image forming apparatus comprising.

(2)前記感光体の表面電位を除電する除電器を備え、
前記制御部は、
前記除電器をオフさせた状態で、前記帯電部が前記感光体の表面を帯電させ、当該感光体の表面電位を所定の電位に帯電させた後、当該感光体がドラム回転する2周目以降に前記感光体流れ込み電流を検知して、当該感光体流れ込み電流から前記感光体の膜厚を算出する、
(1)に記載の画像形成装置。
(2) Provided with a static eliminator for statically eliminating the surface potential of the photoconductor.
The control unit
With the static eliminator turned off, the charging portion charges the surface of the photoconductor, charges the surface potential of the photoconductor to a predetermined potential, and then the second and subsequent laps in which the photoconductor rotates on a drum. The photoconductor inflow current is detected, and the film thickness of the photoconductor is calculated from the photoconductor inflow current.
The image forming apparatus according to (1).

(3)前記制御部は、
前記感光体がドラム回転する1周目と2周目以降とにおいて、前記帯電部が前記感光体の表面を帯電させる制御値を同値にする、
(1)又は(2)に記載の画像形成装置。
(3) The control unit
In the first lap and the second and subsequent laps in which the photoconductor rotates the drum, the control value at which the charged portion charges the surface of the photoconductor is set to the same value.
The image forming apparatus according to (1) or (2).

(4)前記帯電部は、コロナ放電を行う、放電ワイヤとシールド・グリッドとを備え、
前記制御部は、
前記放電ワイヤを流れるワイヤ電流と、前記シールド・グリッドを流れるグリッド電流との差分を求め、当該差分を前記感光体流れ込み電流として算出する、
(1)から(3)のうち何れか1つに記載の画像形成装置。
(4) The charged portion includes a discharge wire and a shield grid for performing corona discharge.
The control unit
The difference between the wire current flowing through the discharge wire and the grid current flowing through the shield grid is obtained, and the difference is calculated as the photoconductor inflow current.
The image forming apparatus according to any one of (1) to (3).

(5)前記感光体の表面電位を検出する表面電位センサを備え、
前記制御部は、
前記表面電位センサが検出した前記表面電位と、前記電流モニタ回路が検出した前記感光体流れ込み電流とに基づいて、前記感光体の膜厚を算出する、
(1から(4)のうち何れか1つに記載の画像形成装置。
(5) A surface potential sensor for detecting the surface potential of the photoconductor is provided.
The control unit
The film thickness of the photoconductor is calculated based on the surface potential detected by the surface potential sensor and the photoconductor inflow current detected by the current monitor circuit.
(The image forming apparatus according to any one of 1 to (4).

(6)環境温度を検知する温度センサを備え、
前記制御部は、
前記温度センサが検知した前記環境温度に応じて、前記表面電位を構成する抵抗成分を補正する、
(1)から(5)のうち何れか1つに記載の画像形成装置。
(6) Equipped with a temperature sensor that detects the environmental temperature
The control unit
The resistance component constituting the surface potential is corrected according to the environmental temperature detected by the temperature sensor.
The image forming apparatus according to any one of (1) to (5).

(7)前記制御部は、
前記感光体の膜厚の推移から、当該感光体の寿命時期を予測する、
(1)から(6)のうち何れか1つに記載の画像形成装置。
(7) The control unit
From the transition of the film thickness of the photoconductor, the life period of the photoconductor is predicted.
The image forming apparatus according to any one of (1) to (6).

(8)前記感光体の周方向の回転位置を検出するエンコーダを更に備え、
前記制御部は、
前記エンコーダが検出する前記感光体の周方向の回転位置に応じて、前記感光体の周方向における膜厚分布により、当該感光体の膜厚の差が所定の閾値以上の場合、当該感光体が寿命であると判定する、
(1)から(7)のうち何れか1つに記載の画像形成装置。
(8) Further provided with an encoder for detecting the rotational position of the photoconductor in the circumferential direction.
The control unit
When the difference in film thickness of the photoconductor is equal to or greater than a predetermined threshold value due to the film thickness distribution in the circumferential direction of the photoconductor according to the rotational position of the photoconductor detected by the encoder, the photoconductor Judge that it has reached the end of its life,
The image forming apparatus according to any one of (1) to (7).

(9)前記制御部は、
予測された前記感光体の寿命時期又は寿命であると判定された前記感光体を操作パネルに報知する、
(7)又は(8)に記載の画像形成装置。
(9) The control unit is
Notifying the operation panel of the predicted life time of the photoconductor or the photoconductor determined to have reached the end of its life.
The image forming apparatus according to (7) or (8).

本発明によれば、画像形成装置は、像担持体(感光体)のOCL層の摩耗量を精度よく検知することができる。 According to the present invention, the image forming apparatus can accurately detect the amount of wear of the OCL layer of the image carrier (photoreceptor).

第1の実施形態に係る画像形成装置の構成例を説明する図である。It is a figure explaining the structural example of the image forming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 中間転写ベルトの周囲の構成をより具体的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure around the intermediate transfer belt more concretely. CPUに接続される各種デバイスを説明するための図である。It is a figure for demonstrating various devices connected to a CPU. 第1の実施形態の画像形成装置の主要箇所の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the main part of the image forming apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施形態の画像形成装置において、CPUが除電ユニットをオフさせた状態で、帯電器が感光体の表面を帯電させる概念を示した説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a concept in which a charger charges the surface of a photoconductor in a state where the CPU turns off the static elimination unit in the image forming apparatus of the first embodiment. 第1の実施形態の画像形成装置において、感光体の等価回路を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the equivalent circuit of the photoconductor in the image forming apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施形態の画像形成装置のCPUが、感光体の膜厚を算出する処理を示したフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a process in which the CPU of the image forming apparatus of the first embodiment calculates the film thickness of the photoconductor. 第1の実施形態の画像形成装置のCPUが、感光体の寿命時期を予測する処理を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the process which the CPU of the image forming apparatus of 1st Embodiment predicts the life time of a photoconductor. CPUが、感光体の膜厚と感光体の寿命との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between the film thickness of a photoconductor and the life of a photoconductor by a CPU. 画像形成装置の操作パネルに、CPUが、感光体の寿命時期の報知を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the notification of the life time of a photoconductor on the operation panel of an image forming apparatus. 第5の実施形態の画像形成装置の構成例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structural example of the image forming apparatus of 5th Embodiment. 第5の実施形態の画像形成装置のCPUが、感光体の周方向の各位置における感光体の膜厚を測定する処理を示したフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a process in which the CPU of the image forming apparatus of the fifth embodiment measures the film thickness of the photoconductor at each position in the circumferential direction of the photoconductor. 現在の画像形成装置の感光体の内部構造の断面を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the cross section of the internal structure of the photoconductor of the present image forming apparatus. 感光体におけるインピーダンス成分の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the impedance component in a photoconductor. 従来の画像形成装置において、感光体に生じる感光体流れ込み電流を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the photoconductor inflow current generated in the photoconductor in the conventional image forming apparatus. 感光体の等価回路を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the equivalent circuit of the photoconductor.

以下に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成してもよい。なお、同一の部材については同一の符号を付し、説明を適宜省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. The embodiments described below are examples for realizing the present invention, and should be appropriately modified or changed depending on the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. It is not limited to the embodiment of. In addition, a part of each embodiment described later may be appropriately combined and configured. The same members are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.

<本技術の概要>
図13は、現在の画像形成装置の感光体3の内部構造の断面を示した説明図である。感光体3は、略円柱の形状を有しており、アルミ基体ALN(ALumiNium)の筒の上に、下引き層UCL(UnderCoating Layer)、電荷発生層CGL(Charge Generation Layer)、電荷輸送層CTL(Charge Transport Layer)、及びオーバーコート層OCL(OverCoating Layer)が積層されて構成されている。
<Outline of this technology>
FIG. 13 is an explanatory view showing a cross section of the internal structure of the photoconductor 3 of the current image forming apparatus. The photoconductor 3 has a substantially cylindrical shape, and has an undercoat layer UCL (UnderCoating Layer), a charge generation layer CGL (Charge Generation Layer), and a charge transport layer CTL on a cylinder of an aluminum substrate ALN (ALumiNium). (Charge Transport Layer) and an overcoat layer OCL (OverCoating Layer) are laminated.

アルミ基体ALNは、アルミニウムをベースとしたドラム形状により構成されている。感光体3では、電荷発生層CGLの光の当たった部分において、プラス(+)とマイナス(―)の電荷が発生する。マイナス(―)の電荷は、下引き層UCLからアルミ基体ALNへ移動する。プラス(+)の電荷は、電荷輸送層CTLを通って感光体3の表面に輸送される。 The aluminum substrate ALN is formed of an aluminum-based drum shape. In the photoconductor 3, positive (+) and negative (−) charges are generated in the portion of the charge generation layer CGL that is exposed to light. The negative (−) charge is transferred from the undercoat layer UCL to the aluminum substrate ALN. The positive (+) charge is transported to the surface of the photoconductor 3 through the charge transport layer CTL.

オーバーコート層OCLは、感光体3の摩耗を防止するために感光体3の表面に設けられている。電荷輸送層CTLを通って輸送されたプラス(+)の電荷は、オーバーコート層OCLの表面に既に帯電されていたマイナス(―)の電荷を打ち消すように形成される。 The overcoat layer OCL is provided on the surface of the photoconductor 3 in order to prevent the photoconductor 3 from being worn. The positive (+) charges transported through the charge transport layer CTL are formed to cancel the negative (−) charges already charged on the surface of the overcoat layer OCL.

これにより、感光体3の表面であるオーバーコート層OCLには、マイナス(―)の電荷があるところと、マイナス(―)の電荷がないところが生じ、静電潜像と呼ばれる静電気の画像が形成される。 As a result, the overcoat layer OCL, which is the surface of the photoconductor 3, has a negative (-) charge and a non-negative (-) charge, and an electrostatic image called an electrostatic latent image is formed. Will be done.

ここで、オーバーコート層OCLに求められている特性は、機械的に下層を保護し、電子写真プロセス中でトナー、紙紛などの感光体3の表面への付着を防ぎ、感光体3の本来の静電特性に与える影響が少ないことである。特に、静電特性に与える影響を少なくするため、オーバーコート層OCLは、電気的特性が安定している絶縁性組成で構成されることが多い。 Here, the characteristics required for the overcoat layer OCL are that it mechanically protects the lower layer, prevents toner, paper dust, etc. from adhering to the surface of the photoconductor 3 during the electrophotographic process, and is the original property of the photoconductor 3. It has little effect on the electrostatic characteristics of. In particular, in order to reduce the influence on the electrostatic characteristics, the overcoat layer OCL is often composed of an insulating composition having stable electrical characteristics.

感光体3におけるインピーダンス成分を、図14に示す。図14は、感光体3におけるインピーダンス成分の構成を示した説明図である。 The impedance component of the photoconductor 3 is shown in FIG. FIG. 14 is an explanatory diagram showing the configuration of the impedance component in the photoconductor 3.

図14に示すように、インピーダンス成分は、下引き層UCL、電荷発生層CGL、電荷輸送層CTL、及びオーバーコート層OCLのそれぞれの抵抗成分及び容量成分から構成される。ここで、オーバーコート層OCLの厚みは、1.0[μm]〜数[μm]程度に対し、電荷輸送層CTLの厚みは、20[μm]〜30[μm]である。また、電荷発生層CGLの厚みは、0.2[μm]〜1.0[μm]であり、下引き層UCLの厚みは、0.1[μm]〜1.0[μm]であり、電荷輸送層CTLの厚みが支配的になっている。 As shown in FIG. 14, the impedance component is composed of the resistance component and the capacitance component of the undercoat layer UCL, the charge generation layer CGL, the charge transport layer CTL, and the overcoat layer OCL, respectively. Here, the thickness of the overcoat layer OCL is about 1.0 [μm] to several [μm], while the thickness of the charge transport layer CTL is 20 [μm] to 30 [μm]. The thickness of the charge generation layer CGL is 0.2 [μm] to 1.0 [μm], and the thickness of the undercoat layer UCL is 0.1 [μm] to 1.0 [μm]. The thickness of the charge transport layer CTL is dominant.

また、オーバーコート層OCLのインピーダンス成分は、オーバーコート層OCLの抵抗成分である抵抗Roclと、容量成分である容量Coclとで構成され、容量Coclは、抵抗Roclより小さい値となっている(Rocl>>Cocl)。また、オーバーコート層OCLの容量成分である容量Coclは、他の容量成分の容量値Cother(電荷輸送層CTLの容量成分Cctl、電荷発生層CGLの容量成分Ccgl、及び下引き層UCLの容量成分Cucl)と比較して、かなり小さい値になっている(Cother>>>Cocl)。 Further, the impedance component of the overcoat layer OCL is composed of a resistor Rocl which is a resistance component of the overcoat layer OCL and a capacitance Cocl which is a capacitance component, and the capacitance Cocl has a value smaller than the resistance Rocl (Rocl). >> Cocl). Further, the capacity Cocl, which is a capacity component of the overcoat layer OCL, is a capacity value of another capacity component Cother (capacity component Cctl of the charge transport layer CTL, capacity component Ccgl of the charge generation layer CGL, and capacity component of the undercoat layer UCL. Compared to Cucl), the value is considerably smaller (Cother >>> Cocl).

図15は、従来の画像形成装置において、感光体3に生じる感光体流れ込み電流Ipcを示した説明図である。図15に示すように、従来の画像形成装置では、感光体3、帯電器4、除電ユニット(除電器)9を備えて構成されている。 FIG. 15 is an explanatory diagram showing the photoconductor inflow current Ipc generated in the photoconductor 3 in the conventional image forming apparatus. As shown in FIG. 15, a conventional image forming apparatus includes a photoconductor 3, a charger 4, and a static elimination unit (static elimination device) 9.

帯電器4は、感光体3の表面に電位V0を印加するようになっており、感光体3は、回転方向RDに回転する。除電ユニット9は、通常、感光体3の表面を均一に帯電させるため、帯電器4の上流に設けられ、感光体3が1回転するごとに感光体3の表面を除電する。 The charger 4 applies a potential V0 to the surface of the photoconductor 3, and the photoconductor 3 rotates in the rotation direction RD. The static elimination unit 9 is usually provided upstream of the charger 4 in order to uniformly charge the surface of the photoconductor 3, and statically eliminates the surface of the photoconductor 3 each time the photoconductor 3 rotates once.

次に、感光体3を流れる感光体流れ込み電流Ipcについて説明する。図16は、感光体3の等価回路を示した説明図である。 Next, the photoconductor inflow current Ipc flowing through the photoconductor 3 will be described. FIG. 16 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit of the photoconductor 3.

図16に示すように、図15に示した従来の画像形成装置の感光体3は、抵抗成分である抵抗Rと、容量成分である容量Cの等価回路で表すことができる。この場合、図15で示したように、感光体3が1回転する度に感光体3に対して帯電した電位V0を除電ユニット9が除電するため、感光体流れ込み電流Ipcは、容量成分である容量Cに充電電流として流れてしまう。 As shown in FIG. 16, the photoconductor 3 of the conventional image forming apparatus shown in FIG. 15 can be represented by an equivalent circuit of a resistor R which is a resistance component and a capacitance C which is a capacitance component. In this case, as shown in FIG. 15, since the static elimination unit 9 eliminates the potential V0 charged on the photosensitive member 3 each time the photosensitive member 3 rotates once, the photoconductor inflow current Ipc is a capacitive component. It flows into the capacity C as a charging current.

ここで、感光体3の膜厚dを算出する方法について説明する。まず、感光体3の表面電位がV0のとき、容量Cに蓄えられる電荷量を式(1)で示す。 Here, a method of calculating the film thickness d of the photoconductor 3 will be described. First, when the surface potential of the photoconductor 3 is V0, the amount of electric charge stored in the capacitance C is represented by the equation (1).

Figure 2021162777
Figure 2021162777

また、感光体3の帯電電荷量Qは、感光体3の感光体流れ込み電流Ipcを時間で積分することにより、単位時間当たりの帯電電荷量Qが算出される。 Further, the charged charge amount Q of the photoconductor 3 is calculated by integrating the photoconductor inflow current Ipc of the photoconductor 3 with time.

Figure 2021162777
Figure 2021162777

また、感光体の容量Cは、式(3)で表される。 The capacitance C of the photoconductor is represented by the formula (3).

Figure 2021162777
Figure 2021162777

よって、感光体3の膜厚dは、式(4)で算出することができる。 Therefore, the film thickness d of the photoconductor 3 can be calculated by the equation (4).

Figure 2021162777
Figure 2021162777

このように、感光体流れ込み電流Ipcは、図16の等価回路から算出することができる。しかしながら、図14に示したように、感光体3がオーバーコート層OCLを有する高耐久品の場合には、感光体3の表面は、オーバーコート層OCLから摩耗されていく。この場合、オーバーコート層OCLは、感光体3の全層が構成する容量成分に対してオーバーコート層OCLの容量成分が占める割合が低いため、オーバーコート層OCLの摩耗量に対して、感光体流れ込み電流Ipcの変化量が小さく、また、オーバーコート層OCLに感度がないため感光体3の膜厚dを正確に算出することが困難である。 In this way, the photoconductor inflow current Ipc can be calculated from the equivalent circuit of FIG. However, as shown in FIG. 14, when the photoconductor 3 is a highly durable product having the overcoat layer OCL, the surface of the photoconductor 3 is worn away from the overcoat layer OCL. In this case, since the ratio of the capacitance component of the overcoat layer OCL to the capacitance component composed of all the layers of the photoconductor 3 is low in the overcoat layer OCL, the photoconductor is relative to the amount of wear of the overcoat layer OCL. Since the amount of change in the inflow current Ipc is small and the overcoat layer OCL is insensitive, it is difficult to accurately calculate the film thickness d of the photoconductor 3.

そこで、本発明の画像形成装置は、感光体3のオーバーコート層OCL層の摩耗量を精度よく検知することを目的としている。 Therefore, the image forming apparatus of the present invention aims to accurately detect the amount of wear of the overcoat layer OCL layer of the photoconductor 3.

<第1の実施形態>
[画像形成装置の全体の概略構成]
図1は、第1の実施形態に係る画像形成装置300の構成例を説明する図である。第1の実施形態において、画像形成装置300は、レーザプリンタやLED(Light Emitting Diode)プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である。
<First Embodiment>
[Overall schematic configuration of the image forming apparatus]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the image forming apparatus 300 according to the first embodiment. In the first embodiment, the image forming apparatus 300 is an electrophotographic image forming apparatus such as a laser printer or an LED (Light Emitting Diode) printer.

図1に示されるように、画像形成装置300は、内部の略中央部にベルト部材として中間転写ベルト1を備えている。中間転写ベルト1の下部水平部の下には、イエロー(Yellow)、マゼンタ(Magenta)、シアン(Cyan)、ブラック(blacK)の各色にそれぞれ対応する4つの作像ユニット2Y,2M,2C,2Kが中間転写ベルト1に沿って並んで配置される。これらの作像ユニット2Y,2M,2C,2Kは、トナー像を担持可能に構成される感光体3Y,3M,3C,3Kと、帯電器4Y,4M,4C,4Kと、露光装置5Y,5M,5C,5Kと、現像ローラ6Y,6M,6C,6Kと、クリーニングブレード8Y,8M,8C,8Kとをそれぞれ有している。 As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 300 includes an intermediate transfer belt 1 as a belt member in a substantially central portion inside. Below the lower horizontal portion of the intermediate transfer belt 1, four image-forming units 2Y, 2M, 2C, and 2K corresponding to each color of yellow, magenta, cyan, and black, respectively. Are arranged side by side along the intermediate transfer belt 1. These image forming units 2Y, 2M, 2C, 2K include photoconductors 3Y, 3M, 3C, 3K configured to be able to support a toner image, chargers 4Y, 4M, 4C, 4K, and exposure devices 5Y, 5M. , 5C, 5K, developing rollers 6Y, 6M, 6C, 6K, and cleaning blades 8Y, 8M, 8C, 8K, respectively.

なお、感光体3Y,3M,3C,3Kのうちいずれかを特定する必要がない場合は、単に、感光体3と表示する。また、帯電器4Y,4M,4C,4Kのうちいずれかを特定する必要がない場合は、単に、帯電器4と表示する。 When it is not necessary to specify any of the photoconductors 3Y, 3M, 3C, and 3K, it is simply indicated as the photoconductor 3. When it is not necessary to specify any of the chargers 4Y, 4M, 4C, and 4K, it is simply displayed as the charger 4.

像担持体である各感光体3Y,3M,3C,3Kの周囲には、その回転方向に沿って順に、対応する感光体を帯電するための帯電器4Y,4M,4C,4Kと、露光装置5Y,5M,5C,5Kと、現像ローラ6Y,6M,6C,6Kと、中間転写ベルト1を挟んで各感光体3Y,3M,3C,3Kと対向する1次転写ローラ7Y,7M,7C,7Kと、クリーニングブレード8Y,8M,8C,8Kとがそれぞれ配置されている。 Around each of the photoconductors 3Y, 3M, 3C, and 3K, which are image carriers, there are chargers 4Y, 4M, 4C, and 4K for charging the corresponding photoconductors in order along the rotation direction, and an exposure apparatus. 5Y, 5M, 5C, 5K, developing rollers 6Y, 6M, 6C, 6K, and primary transfer rollers 7Y, 7M, 7C, facing each photoconductor 3Y, 3M, 3C, 3K with the intermediate transfer belt 1 in between. 7K and cleaning blades 8Y, 8M, 8C, 8K are arranged respectively.

中間転写ベルト1の中間転写ベルト駆動ローラ10で支持された部分には、2次転写ローラ11が圧接されており、当該領域で用紙Pへの2次転写が行なわれる。2次転写領域後方の搬送路Wの下流位置には、定着ローラ21と加圧ローラ22とを含む定着加熱部20が配置されている。 The secondary transfer roller 11 is pressure-welded to the portion of the intermediate transfer belt 1 supported by the intermediate transfer belt drive roller 10, and the secondary transfer to the paper P is performed in this region. A fixing heating unit 20 including a fixing roller 21 and a pressure roller 22 is arranged at a position downstream of the transport path W behind the secondary transfer region.

画像形成装置300の下部には、給紙カセット30が着脱可能に配置されている。給紙カセット30内に積載収容された用紙Pは、給紙ローラ31の回転によって最上部の用紙から1枚ずつ搬送路Wに送り出されることになる。 A paper cassette 30 is detachably arranged at the bottom of the image forming apparatus 300. The paper P loaded and stored in the paper feed cassette 30 is sent out one by one from the uppermost paper to the transport path W by the rotation of the paper feed roller 31.

また、画像形成装置300の上部には、操作パネル80が配置されている。操作パネル80は、一例として、タッチパネルとディスプレイとが互いに重ね合わせられた画面と、物理ボタンとから構成される。 Further, an operation panel 80 is arranged on the upper part of the image forming apparatus 300. As an example, the operation panel 80 is composed of a screen in which a touch panel and a display are superposed on each other, and physical buttons.

また、画像形成装置300は、排紙ローラ50と、排紙トレイ55と、CPU(Central Processing Unit)70とを備えて構成されている。CPU70は、画像形成装置300の全体制御を行うようになっている。 Further, the image forming apparatus 300 includes a paper ejection roller 50, a paper ejection tray 55, and a CPU (Central Processing Unit) 70. The CPU 70 is designed to perform overall control of the image forming apparatus 300.

なお、上記の例において画像形成装置300は、タンデム式の中間転写方式を採用しているがこれに限定されるものではない。具体的には、サイクル方式を採用する画像形成装置であってもよいし、現像装置から印刷媒体に直接トナーを転写する直接転写方式を採用する画像形成装置であってもよい。 In the above example, the image forming apparatus 300 employs a tandem type intermediate transfer method, but the present invention is not limited to this. Specifically, it may be an image forming apparatus adopting a cycle method, or an image forming apparatus adopting a direct transfer method of directly transferring toner from a developing device to a printing medium.

[画像形成装置の概略動作]
次に、以上の構成からなる画像形成装置300の概略動作について説明する。外部装置(たとえば、パソコン等)から画像形成装置300の制御装置として機能するCPU70に画像信号が入力されると、CPU70ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像ユニット2Y,2M,2C,2Kの各露光装置5Y,5M,5C,5Kを発光させて露光を行なう。
[Approximate operation of image forming apparatus]
Next, the schematic operation of the image forming apparatus 300 having the above configuration will be described. When an image signal is input from an external device (for example, a personal computer) to the CPU 70 that functions as a control device for the image forming apparatus 300, the CPU 70 converts the image signal into yellow, cyan, magenta, and black to convert the digital image signal into yellow, cyan, magenta, and black. Based on the created and input digital signal, each exposure device 5Y, 5M, 5C, 5K of each image forming unit 2Y, 2M, 2C, 2K is made to emit light to perform exposure.

これにより、各感光体3Y,3M,3C,3K上に形成された静電潜像は、各現像ローラ6Y,6M,6C,6Kによりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。各色のトナー画像は、各1次転写ローラ7Y,7M,7C,7Kの作用により、図1中の矢印A方向に移動する中間転写ベルト1上に順次重ね合わせて1次転写される。 As a result, the electrostatic latent image formed on each of the photoconductors 3Y, 3M, 3C, and 3K is developed by each developing roller 6Y, 6M, 6C, and 6K to obtain a toner image of each color. The toner images of each color are sequentially superposed on the intermediate transfer belt 1 moving in the direction of arrow A in FIG. 1 by the action of the primary transfer rollers 7Y, 7M, 7C, and 7K, and are first transferred.

このようにして中間転写ベルト1上に形成されたトナー画像は、2次転写ローラ11の作用により、用紙Pに一括して2次転写される。 The toner image thus formed on the intermediate transfer belt 1 is collectively secondarily transferred to the paper P by the action of the secondary transfer roller 11.

トナー画像が2次転写された用紙Pは、定着加熱部20に達する。トナー画像は、加熱された定着ローラ21、および加圧ローラ22の作用により用紙Pに定着される。トナー画像が定着された用紙Pは、排紙ローラ50を介して排紙トレイ55に排出される。 The paper P on which the toner image is secondarily transferred reaches the fixing heating unit 20. The toner image is fixed on the paper P by the action of the heated fixing roller 21 and the pressure roller 22. The paper P on which the toner image is fixed is discharged to the paper ejection tray 55 via the paper ejection roller 50.

[電気的な構成]
次に、図2および図3を用いて、CPU70に接続される電気的な構成について説明する。図2は、中間転写ベルト1の周囲の構成をより具体的に説明するための図である。図3は、CPU70に接続される各種デバイスを説明するための図である。
[Electrical configuration]
Next, the electrical configuration connected to the CPU 70 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a diagram for more specifically explaining the configuration around the intermediate transfer belt 1. FIG. 3 is a diagram for explaining various devices connected to the CPU 70.

図2および図3に示すように、帯電器4Y,4M,4C,4Kのそれぞれには、対応する帯電電源63Y,63M,63C,63Kが接続される。帯電電源63Y,63M,63C,63Kのそれぞれは、対応する帯電器4Y,4M,4C,4Kに所定の負電圧を印加する。また、これらと並列に、対応する定電流源65Y,65M,65C,65Kがそれぞれ接続されている。更に、帯電電源63Y,63M,63C,63Kのそれぞれと、定電流源65Y,65M,65C,65Kのそれぞれの接続ノードと、グランドとの間には、電流モニタ回路64Y,64M,64C,64Kのそれぞれが接続されている。なお、電流モニタ回路64Y,64M,64C,64Kのそれぞれは、電流センサを含んで構成される。 As shown in FIGS. 2 and 3, corresponding charging power supplies 63Y, 63M, 63C, 63K are connected to the chargers 4Y, 4M, 4C, 4K, respectively. Each of the charging power supplies 63Y, 63M, 63C, 63K applies a predetermined negative voltage to the corresponding charging devices 4Y, 4M, 4C, 4K. In parallel with these, the corresponding constant current sources 65Y, 65M, 65C, and 65K are connected, respectively. Further, between the charging power supplies 63Y, 63M, 63C, 63K, the connection nodes of the constant current sources 65Y, 65M, 65C, 65K, and the ground, there is a current monitor circuit 64Y, 64M, 64C, 64K. Each is connected. Each of the current monitor circuits 64Y, 64M, 64C, and 64K includes a current sensor.

現像ローラ6Y,6M,6C,6Kのそれぞれには、対応する現像電源60Y,60M,60C,60Kが接続される。現像電源60Y,60M,60C,60Kのそれぞれは、対応する直流電源61Y,61M,61C,61Kと、対応する交流電源62Y,62M,62C,62Kとを含んで構成される。これにより、現像ローラ6Y,6M,6C,6Kのそれぞれには、直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧が印加される。 The corresponding developing power supplies 60Y, 60M, 60C, 60K are connected to each of the developing rollers 6Y, 6M, 6C, and 6K. Each of the developing power supplies 60Y, 60M, 60C, 60K is configured to include corresponding DC power supplies 61Y, 61M, 61C, 61K and corresponding AC power supplies 62Y, 62M, 62C, 62K. As a result, a voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage is applied to each of the developing rollers 6Y, 6M, 6C, and 6K.

1次転写ローラ7Y,7M,7C,7Kには、共通する1次転写電源68が接続される。つまり、1次転写ローラ7Y,7M,7C,7Kには、共通する転写バイアスVtが印加される。1次転写電源68と接地電位との間には、電圧センサ66が配置される。なお、他の局面において、画像形成装置300は、1次転写ローラ7Y,7M,7C,7Kごとに独立した1次転写電源を有してもよい。 A common primary transfer power source 68 is connected to the primary transfer rollers 7Y, 7M, 7C, and 7K. That is, a common transfer bias Vt is applied to the primary transfer rollers 7Y, 7M, 7C, and 7K. A voltage sensor 66 is arranged between the primary transfer power source 68 and the ground potential. In another aspect, the image forming apparatus 300 may have an independent primary transfer power source for each of the primary transfer rollers 7Y, 7M, 7C, and 7K.

2次転写ローラ11には、2次転写電源67が接続される。CPU70は、各種電源(帯電電源63Y,63M,63C,63K、現像電源60Y,60M,60C,60K、1次転写電源68、2次転写電源67)などと各種センサ(電流モニタ回路64Y,64M,64C,64K、電圧センサ66)とにそれぞれ接続される。CPU70は、各種電源に制御信号を送信し、各種電源の出力を制御する。また、各種センサは、測定結果をCPU70に送信するように構成される。 A secondary transfer power source 67 is connected to the secondary transfer roller 11. The CPU 70 includes various power supplies (charged power supplies 63Y, 63M, 63C, 63K, developing power supplies 60Y, 60M, 60C, 60K, primary transfer power supply 68, secondary transfer power supply 67) and various sensors (current monitor circuits 64Y, 64M, It is connected to 64C, 64K, and voltage sensor 66), respectively. The CPU 70 transmits control signals to various power supplies and controls the outputs of the various power supplies. Further, the various sensors are configured to transmit the measurement result to the CPU 70.

CPU70は、上述のデバイス以外に、RAM(Random Access Memory)510と、ROM(Read Only Memory)520と、記憶装置530と、操作パネル80と、除電ユニット9、表面電位センサ91、及び温度センサ92のそれぞれと電気的に接続されている。 In addition to the above-mentioned devices, the CPU 70 includes a RAM (Random Access Memory) 510, a ROM (Read Only Memory) 520, a storage device 530, an operation panel 80, a static elimination unit 9, a surface potential sensor 91, and a temperature sensor 92. It is electrically connected to each of them.

ROM520は、制御プログラム522を格納する。RAM510は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)により実現される。RAM510は、CPU70が制御プログラム522を実行するために必要なデータや画像データを一時的に記憶するワーキングメモリーとして機能し得る。 The ROM 520 stores the control program 522. The RAM 510 is realized by, for example, a DRAM (Dynamic Random Access Memory). The RAM 510 can function as a working memory that temporarily stores data and image data necessary for the CPU 70 to execute the control program 522.

記憶装置530は、例えば、ハードディスクドライブにより実現される。 The storage device 530 is realized by, for example, a hard disk drive.

操作パネル80は、ユーザの操作内容を表す情報(例えば、タッチパネル上のタッチされた座標)をCPU70に出力する。 The operation panel 80 outputs information (for example, touched coordinates on the touch panel) representing the operation content of the user to the CPU 70.

除電ユニット(除電器)9は、感光体3の表面に帯電させた表面電位を除電する。除電ユニット540は、通常、感光体3の表面に均一に帯電させるため、帯電器4の上流に設けられている。 The static elimination unit (static eliminator) 9 eliminates the surface potential charged on the surface of the photoconductor 3. The static elimination unit 540 is usually provided upstream of the charger 4 in order to uniformly charge the surface of the photoconductor 3.

表面電位センサ91は、感光体3の表面の電位を測定するセンサであり、測定結果をCPU70に出力する。なお、表面電位センサ91は、任意の構成要素である。 The surface potential sensor 91 is a sensor that measures the potential on the surface of the photoconductor 3, and outputs the measurement result to the CPU 70. The surface potential sensor 91 is an arbitrary component.

温度センサ92は、感光体3内の温度を測定するセンサであり、測定結果をCPU70に出力する。なお、温度センサ92は、任意の構成要素である。 The temperature sensor 92 is a sensor that measures the temperature inside the photoconductor 3, and outputs the measurement result to the CPU 70. The temperature sensor 92 is an arbitrary component.

[本発明に係る画像形成装置の構成]
第1の実施形態に係る画像形成装置300は、コロナ放電により感光体の表面を帯電させる帯電器4と、感光体3への感光体流れ込み電流Ipcを検出する電流モニタ回路64と、帯電器4が感光体3の表面電位を所定の電位に帯電させた後、電流モニタ回路64が感光体3に流れ込む感光体流れ込み電流Ipcを検知して、当該感光体流れ込み電流Ipcから感光体3の膜厚を算出するCPU70と、を備えて構成されている。また、帯電器4は、放電ワイヤ41とシールド・グリッド42を備えて構成されている。
[Structure of an image forming apparatus according to the present invention]
The image forming apparatus 300 according to the first embodiment includes a charger 4 that charges the surface of the photoconductor by corona discharge, a current monitor circuit 64 that detects the current Ipc that flows into the photoconductor 3, and the charger 4. Charges the surface potential of the photoconductor 3 to a predetermined potential, and then the current monitor circuit 64 detects the photoconductor inflow current Ipc flowing into the photoconductor 3, and the film thickness of the photoconductor 3 is derived from the photoconductor inflow current Ipc. It is configured to include a CPU 70 for calculating the above. Further, the charger 4 includes a discharge wire 41 and a shield grid 42.

第1の実施形態によれば、CPU70は、電流モニタ回路64が感光体3に流れ込む感光体流れ込み電流Ipcを検知して、その感光体流れ込み電流Ipcから感光体3の膜厚を算出する。 According to the first embodiment, the CPU 70 detects the photoconductor inflow current Ipc flowing into the photoconductor 3 by the current monitor circuit 64, and calculates the film thickness of the photoconductor 3 from the photoconductor inflow current Ipc.

これにより、第1の実施形態の画像形成装置300は、感光体3のOCL層の摩耗量を精度よく検知することができる。 As a result, the image forming apparatus 300 of the first embodiment can accurately detect the amount of wear of the OCL layer of the photoconductor 3.

図4は、第1の実施形態の画像形成装置300の主要箇所の構成を示した説明図である。なお、図15に示した従来の画像形成装置と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を適宜省略する。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a main portion of the image forming apparatus 300 of the first embodiment. The same configurations as those of the conventional image forming apparatus shown in FIG. 15 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図4に示すように、画像形成装置300の感光体3の周囲には、帯電器4と、除電ユニット9と、表面電位センサ91、温度センサ92とが配置されて構成される。帯電器4には、定電流源65Yと、帯電電源63Yと、電流モニタ回路64Yとが接続されて、構成されている。 As shown in FIG. 4, a charger 4, a static elimination unit 9, a surface potential sensor 91, and a temperature sensor 92 are arranged around the photoconductor 3 of the image forming apparatus 300. The charger 4 is configured by connecting a constant current source 65Y, a charging power supply 63Y, and a current monitor circuit 64Y.

帯電器4は、放電ワイヤ41とシールド・グリッド42とを備えて構成されている。CPU70は、放電ワイヤ41を流れるワイヤ電流Icと、シールド・グリッド42を流れるグリッド電流Igとの差分を求め、当該差分を感光体流れ込み電流Ipcとして算出する。 The charger 4 includes a discharge wire 41 and a shield grid 42. The CPU 70 obtains a difference between the wire current Ic flowing through the discharge wire 41 and the grid current Ig flowing through the shield grid 42, and calculates the difference as the photoconductor inflow current Ipc.

なお、各感光体3Y,3M,3C,3Kの周囲には、図2に示すように、それぞれ帯電器4Y,4M,4C,4Kが配置され、全て同様に構成されている。 As shown in FIG. 2, chargers 4Y, 4M, 4C, and 4K are arranged around each of the photoconductors 3Y, 3M, 3C, and 3K, and all have the same configuration.

帯電電源63は、帯電器4のシールド・グリッド42に接続されて、この帯電器4に所定の負電圧を印加する。帯電器4には、帯電電源63と並列に、定電流源65が接続されている。定電流源65は、帯電器4の放電ワイヤ41から自身に向けて定電流を流す。更に、帯電電源63と定電流源65の接続ノードと、グランドとの間には、電流モニタ回路64が接続されている。 The charging power supply 63 is connected to the shield grid 42 of the charging device 4 and applies a predetermined negative voltage to the charging device 4. A constant current source 65 is connected to the charger 4 in parallel with the charging power supply 63. The constant current source 65 causes a constant current to flow from the discharge wire 41 of the charger 4 toward itself. Further, a current monitor circuit 64 is connected between the connection node of the charging power supply 63 and the constant current source 65 and the ground.

グリッド電流Igは、帯電電源63から定電流源65と帯電器4を介して再び帯電電源63に還流する電流成分である。ワイヤ電流Icは、帯電器4から感光体3Yに流れこみ、グランドを介して電流モニタ回路64Yに流れ、電流モニタ回路64Yを逆方向に流れる電流成分である。 The grid current Ig is a current component that returns from the charging power supply 63 to the charging power supply 63 again via the constant current source 65 and the charger 4. The wire current Ic is a current component that flows from the charger 4 into the photoconductor 3Y, flows through the ground to the current monitor circuit 64Y, and flows in the current monitor circuit 64Y in the opposite direction.

電流モニタ回路64は、感光体3への感光体流れ込み電流Ipcを検出する。CPU70は、放電ワイヤ41を流れるワイヤ電流Icと、シールド・グリッド42を流れるグリッド電流Igとの差分を求め、当該差分を感光体流れ込み電流Ipcとして算出する。即ち、CPU70は、ワイヤ電流Icからグリッド電流Igを引いた電流値を、感光体3への感光体流れ込み電流Ipcとして、電流モニタ回路64で計測する。 The current monitor circuit 64 detects the current Ipc of the photoconductor flowing into the photoconductor 3. The CPU 70 obtains a difference between the wire current Ic flowing through the discharge wire 41 and the grid current Ig flowing through the shield grid 42, and calculates the difference as the photoconductor inflow current Ipc. That is, the CPU 70 measures the current value obtained by subtracting the grid current Ig from the wire current Ic as the photoconductor inflow current Ipc into the photoconductor 3 by the current monitor circuit 64.

また、画像形成装置300は、除電ユニット9と、表面電位センサ91と、温度センサ92とを備えて構成されている。CPU70は、除電ユニット9をオフさせた状態で、帯電器4が感光体3の表面を帯電させ、当該感光体3の表面電位を所定の電位に帯電させた後、当該感光体がドラム回転する2周目以降に感光体流れ込み電流Ipcを検知して、当該感光体流れ込み電流Ipcから感光体3の膜厚を算出する。 Further, the image forming apparatus 300 includes a static elimination unit 9, a surface potential sensor 91, and a temperature sensor 92. In the CPU 70, with the static elimination unit 9 turned off, the charger 4 charges the surface of the photoconductor 3, charges the surface potential of the photoconductor 3 to a predetermined potential, and then the photoconductor rotates in a drum. After the second lap, the photoconductor inflow current Ipc is detected, and the film thickness of the photoconductor 3 is calculated from the photoconductor inflow current Ipc.

つまり、CPU70は、例えば、キャリブレーションモードなどの非印刷時に、帯電器4が感光体3の表面電位を所定の電位に帯電させた後、電流モニタ回路64が感光体3に流れ込む感光体流れ込み電流Ipcを検知して、感光体流れ込み電流Ipcから感光体3の膜厚を算出する。 That is, in the CPU 70, for example, during non-printing such as in the calibration mode, the current monitor circuit 64 flows into the photoconductor 3 after the charger 4 charges the surface potential of the photoconductor 3 to a predetermined potential. Ipc is detected, and the film thickness of the photoconductor 3 is calculated from the photoconductor inflow current Ipc.

なお、表面電位センサ91については、第2の実施形態で説明し、温度センサ92については、第3の実施形態で説明する。 The surface potential sensor 91 will be described in the second embodiment, and the temperature sensor 92 will be described in the third embodiment.

図5は、第1の実施形態の画像形成装置300において、CPU70が除電ユニット9をオフさせた状態で、帯電器4が感光体3の表面を帯電させる概念を示した説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing a concept in which the charger 4 charges the surface of the photoconductor 3 in the image forming apparatus 300 of the first embodiment in a state where the CPU 70 turns off the static elimination unit 9.

図5に示すように、第1の実施形態の画像形成装置300では、感光体3の表面電位が所定の電位V0に帯電された後に、感光体流れ込み電流Ipcに基づいて、感光体3の膜厚dを算出する。第1の実施形態のCPU70は、除電ユニット9をオフさせた状態で、帯電器4が感光体3の表面を帯電させ、当該感光体3の表面電位を所定の電位V0に帯電させた後、当該感光体3がドラム回転(回転方向RD)する2周目以降に感光体流れ込み電流Ipcを検知して、当該感光体流れ込み電流Ipcから感光体3の膜厚を算出する。 As shown in FIG. 5, in the image forming apparatus 300 of the first embodiment, after the surface potential of the photoconductor 3 is charged to a predetermined potential V0, the film thickness of the photoconductor 3 is based on the photoconductor inflow current Ipc. Calculate the thickness d. In the CPU 70 of the first embodiment, with the static elimination unit 9 turned off, the charger 4 charges the surface of the photoconductor 3, and the surface potential of the photoconductor 3 is charged to a predetermined potential V0. The photoconductor inflow current Ipc is detected after the second lap in which the photoconductor 3 rotates on the drum (rotation direction RD), and the film thickness of the photoconductor 3 is calculated from the photoconductor inflow current Ipc.

この場合、ドラム回転2回転以降では、感光体3の表面電位は所望の電位V0に調整されているため、感光体3の抵抗成分での消費電流が流れることになる。なお、感光体流れ込み電流Ipcのことを闇電流ともいい、本実施の形態では、感光体3の抵抗成分での消費電流が感光体流れ込み電流Ipcに対応する。 In this case, since the surface potential of the photoconductor 3 is adjusted to a desired potential V0 after two rotations of the drum, the current consumption by the resistance component of the photoconductor 3 flows. The photoconductor inflow current Ipc is also referred to as a dark current, and in the present embodiment, the current consumed by the resistance component of the photoconductor 3 corresponds to the photoconductor inflow current Ipc.

図6は、第1の実施形態の画像形成装置300において、感光体3の等価回路を示した説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit of the photoconductor 3 in the image forming apparatus 300 of the first embodiment.

図6に示すように、第1の実施形態の画像形成装置300では、除電ユニット9による除電をオフにすることにより、容量Cには電荷が蓄積されている。そのため、感光体3を流れる感光体流れ込み電流Ipcは、抵抗成分である抵抗Rを流れる電流となる。 As shown in FIG. 6, in the image forming apparatus 300 of the first embodiment, electric charges are accumulated in the capacitance C by turning off the static elimination by the static elimination unit 9. Therefore, the photoconductor inflow current Ipc flowing through the photoconductor 3 becomes a current flowing through the resistor R, which is a resistance component.

ここで、感光体3の表面電位が所望の電位V0のとき、抵抗Rを流れる感光体流れ込み電流Ipcとの関係は、式(5)で示される。 Here, when the surface potential of the photoconductor 3 is the desired potential V0, the relationship with the photoconductor inflow current Ipc flowing through the resistor R is represented by the equation (5).

Figure 2021162777
Figure 2021162777

また、抵抗Rの抵抗値は、式(6)で示される。 The resistance value of the resistor R is represented by the equation (6).

Figure 2021162777
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よって、感光体3の膜厚dは、式(7)で算出することができる。 Therefore, the film thickness d of the photoconductor 3 can be calculated by the formula (7).

Figure 2021162777
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これにより、第1の実施形態の画像形成装置300は、感光体3の膜厚dを正確に算出することができる。この場合、CPU70は、感光体3にOCL層が設けられていても、感光体3のOCL層の摩耗量を精度よく検知することができる。 As a result, the image forming apparatus 300 of the first embodiment can accurately calculate the film thickness d of the photoconductor 3. In this case, the CPU 70 can accurately detect the amount of wear of the OCL layer of the photoconductor 3 even if the photoconductor 3 is provided with the OCL layer.

次に、第1の実施形態の画像形成装置300のCPU70が感光体3の膜厚dを算出する処理について、フローチャートを用いて説明する。 Next, a process in which the CPU 70 of the image forming apparatus 300 of the first embodiment calculates the film thickness d of the photoconductor 3 will be described with reference to a flowchart.

図7は、第1の実施形態の画像形成装置300のCPU70が、感光体3の膜厚dを算出する処理を示したフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a process in which the CPU 70 of the image forming apparatus 300 of the first embodiment calculates the film thickness d of the photoconductor 3.

まず、画像形成装置300のCPU70は、帯電器4の帯電制御パラメータの設定を受け付ける(ステップS001)。なお、帯電器4の帯電制御パラメータの値は、固定値とする。そして、CPU70は、除電ユニット9をオフにさせた状態で、帯電器4が感光体3の表面を帯電させる(ステップS003)。 First, the CPU 70 of the image forming apparatus 300 accepts the setting of the charging control parameter of the charging device 4 (step S001). The value of the charge control parameter of the charger 4 is a fixed value. Then, in the CPU 70, the charger 4 charges the surface of the photoconductor 3 with the static elimination unit 9 turned off (step S003).

CPU70は、感光体3の表面電位が所望する電位V0になったか否かを判定し(ステップS005)、感光体3の表面電位が所望する電位V0になった場合(ステップS005のYes)、電流モニタ回路64によって測定された電流値から、感光体流れ込み電流Ipcを測定する(ステップS007)。 The CPU 70 determines whether or not the surface potential of the photoconductor 3 has reached the desired potential V0 (step S005), and when the surface potential of the photoconductor 3 reaches the desired potential V0 (Yes in step S005), the current From the current value measured by the monitor circuit 64, the photoconductor inflow current Ipc is measured (step S007).

このように、CPU70は、感光体3の表面電位を所望の電位V0に固定した状態で電流モニタ回路64で感光体流れ込み電流Ipcを測定して、放電ワイヤ41を流れるIcと、シールド・グリッド42を流れるIgとの差分を求め、当該差分を感光体流れ込み電流Ipcとして算出する。 In this way, the CPU 70 measures the photoconductor inflow current Ipc with the current monitor circuit 64 in a state where the surface potential of the photoconductor 3 is fixed at a desired potential V0, and the Ic flowing through the discharge wire 41 and the shield grid 42. The difference from the Ig flowing in the photoconductor is obtained, and the difference is calculated as the photoconductor inflow current Ipc.

また、CPU70は、感光体3がドラム回転する1周目と2周目以降とにおいて、帯電器4が感光体3の表面を所望の電位V0に帯電させる制御値を同値にしている。 Further, the CPU 70 sets the control value at which the charger 4 charges the surface of the photoconductor 3 to a desired potential V0 in the first and second laps after the drum rotation of the photoconductor 3.

即ち、この場合、第1の実施形態のCPU70は、感光体3の表面電位が所望の電位V0に帯電された後、ドラム回転2周目以降に感光体3に流れ込む、感光体流れ込み電流Ipcを検知するので、図6に示した感光体3の抵抗成分である抵抗Rを流れる感光体流れ込み電流Ipcから、感光体3の膜厚dを算出することができる。 That is, in this case, the CPU 70 of the first embodiment applies a photoconductor inflow current Ipc, which flows into the photoconductor 3 after the second lap of drum rotation after the surface potential of the photoconductor 3 is charged to a desired potential V0. Since it is detected, the film thickness d of the photoconductor 3 can be calculated from the photoconductor inflow current Ipc flowing through the resistor R, which is the resistance component of the photoconductor 3 shown in FIG.

これにより、CPU70は、上述した式(7)により、感光体3の膜厚dを算出することができる(ステップS009)。 As a result, the CPU 70 can calculate the film thickness d of the photoconductor 3 by the above-mentioned formula (7) (step S009).

以上説明したように、第1の実施形態の画像形成装置300は、帯電器4と、電流モニタ回路64と、CPU70とを備えて構成されている。これにより、CPU70は、帯電器4が感光体3の表面電位を所定の電位V0に帯電させた後、電流モニタ回路64が感光体3に流れ込む感光体流れ込み電流Ipcを検知して、当該感光体流れ込み電流Ipcから感光体3の膜厚dを算出する。 As described above, the image forming apparatus 300 of the first embodiment includes a charger 4, a current monitor circuit 64, and a CPU 70. As a result, the CPU 70 detects the photoconductor inflow current Ipc flowing into the photoconductor 3 after the charger 4 charges the surface potential of the photoconductor 3 to a predetermined potential V0, and the photoconductor 4 receives the photoconductor inflow current Ipc. The film thickness d of the photoconductor 3 is calculated from the inflow current Ipc.

第1の実施形態の画像形成装置300によれば、CPU70は、感光体3の膜厚dを正確に算出することができるので、感光体3のOCL層の摩耗量を精度よく検出することができる。 According to the image forming apparatus 300 of the first embodiment, the CPU 70 can accurately calculate the film thickness d of the photoconductor 3, so that the amount of wear of the OCL layer of the photoconductor 3 can be detected accurately. can.

なお、第1の実施形態の画像形成装置300は、除電ユニット9をオフさせた状態で、感光体3の表面電位を所定の電位V0に帯電させた後、当該感光体3がドラム回転する2周目以降に感光体流れ込み電流Ipcを検知して、当該感光体流れ込み電流Ipcから感光体3の膜厚を算出する。 In the image forming apparatus 300 of the first embodiment, with the static elimination unit 9 turned off, the surface potential of the photoconductor 3 is charged to a predetermined potential V0, and then the photoconductor 3 drum-rotates 2 The photoconductor inflow current Ipc is detected after the first lap, and the film thickness of the photoconductor 3 is calculated from the photoconductor inflow current Ipc.

これにより、CPU70は、感光体3の容量成分の影響を受けず、また、容量Cに感光体流れ込み電流Ipcが流れることなく、抵抗Rの抵抗成分から感光体流れ込み電流Ipcを測定することができるので、感光体3の膜厚dを高精度に算出することができる。 As a result, the CPU 70 can measure the photoconductor inflow current Ipc from the resistance component of the resistor R without being affected by the capacitance component of the photoconductor 3 and without the photoconductor inflow current Ipc flowing in the capacitance C. Therefore, the film thickness d of the photoconductor 3 can be calculated with high accuracy.

また、CPU70は、感光体3がドラム回転する1周目と2周目以降とにおいて、帯電器4が感光体3の表面を帯電させる制御値を同値にするので、感光体3に帯電する電荷量Qを固定させた状態で、感光体流れ込み電流Ipcのみの検知を高精度にすることができる。 Further, since the CPU 70 sets the control value for charging the surface of the photoconductor 3 to be the same in the first lap and the second and subsequent laps in which the photoconductor 3 rotates the drum, the electric charge charged on the photoconductor 3 is set. With the quantity Q fixed, the detection of only the photoconductor inflow current Ipc can be made highly accurate.

<第2の実施形態>
第2の実施形態の画像形成装置は、第1の実施形態における画像形成装置300の構成の表面電位センサ91を備えて構成されている。このため、CPU70は、表面電位センサ91が検出した表面電位と、電流モニタ回路64が検出した感光体流れ込み電流Ipcとに基づいて、感光体3の膜厚dを算出する。
<Second embodiment>
The image forming apparatus of the second embodiment is configured to include the surface potential sensor 91 having the configuration of the image forming apparatus 300 of the first embodiment. Therefore, the CPU 70 calculates the film thickness d of the photoconductor 3 based on the surface potential detected by the surface potential sensor 91 and the photoconductor inflow current Ipc detected by the current monitor circuit 64.

この場合、CPU70は、上述した式(7)を用いることにより、表面電位センサ91が検出した表面電位と、電流モニタ回路64が検出した感光体流れ込み電流Ipcとに基づいて、感光体3の膜厚dを算出することができる。 In this case, the CPU 70 uses the above equation (7) to determine the film of the photoconductor 3 based on the surface potential detected by the surface potential sensor 91 and the photoconductor inflow current Ipc detected by the current monitor circuit 64. The thickness d can be calculated.

以上説明したように、第2の実施形態の画像形成装置のCPU70は、表面電位センサ91が検出した表面電位と、電流モニタ回路64が検出した感光体流れ込み電流Ipcとに基づいて、感光体3の膜厚を算出することができるので、より高精度の感光体3の膜厚dを算出することができる。 As described above, the CPU 70 of the image forming apparatus of the second embodiment is based on the surface potential detected by the surface potential sensor 91 and the photoconductor inflow current Ipc detected by the current monitor circuit 64, and the photoconductor 3 Since the film thickness of the photoconductor 3 can be calculated, the film thickness d of the photoconductor 3 can be calculated with higher accuracy.

<第3の実施形態>
第3の実施形態の画像形成装置は、第1の実施形態における画像形成装置300の構成の温度センサ92を備えて構成されている。このため、CPU70は、温度センサ92が検知した環境温度に応じて、表面電位を構成する抵抗成分を補正することができる。
<Third embodiment>
The image forming apparatus of the third embodiment is configured to include the temperature sensor 92 of the configuration of the image forming apparatus 300 of the first embodiment. Therefore, the CPU 70 can correct the resistance component constituting the surface potential according to the environmental temperature detected by the temperature sensor 92.

この場合、CPU70は、一例として、温度センサ92が検知した環境温度に応じて補正した補正抵抗率を算出する。補正抵抗率ρ1は、例えば、式(8)で示される。 In this case, as an example, the CPU 70 calculates the corrected resistivity corrected according to the environmental temperature detected by the temperature sensor 92. The corrected resistivity ρ1 is represented by, for example, the equation (8).

Figure 2021162777
Figure 2021162777

CPU70は、式(8)で示されるρ1を、式(7)のρに代入することにより、感光体3の温度に応じた抵抗率を反映させることができる。 By substituting ρ1 represented by the formula (8) into ρ of the formula (7), the CPU 70 can reflect the resistivity according to the temperature of the photoconductor 3.

以上説明したように、第3の実施形態の画像形成装置のCPU70は、温度センサ92が検出した環境温度に応じて、表面電位を構成する抵抗成分を補正することができるので、感光体3の膜厚dを高精度に算出することができる。 As described above, the CPU 70 of the image forming apparatus of the third embodiment can correct the resistance component constituting the surface potential according to the environmental temperature detected by the temperature sensor 92. The film thickness d can be calculated with high accuracy.

<第4の実施形態>
第4の実施形態の画像形成装置のCPU70は、第1の実施形態における構成に加えて、更に、感光体3の膜厚dの推移から、当該感光体3の寿命時期を予測する。
<Fourth Embodiment>
The CPU 70 of the image forming apparatus of the fourth embodiment predicts the life period of the photoconductor 3 from the transition of the film thickness d of the photoconductor 3 in addition to the configuration of the first embodiment.

第4の実施形態の画像形成装置のCPU70が、感光体3の寿命時期を予測する処理について、フローチャートを用いて説明する。 The process of predicting the life time of the photoconductor 3 by the CPU 70 of the image forming apparatus of the fourth embodiment will be described with reference to a flowchart.

図8は、第1の実施形態の画像形成装置のCPU70が、感光体3の寿命時期を予測する処理を示したフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing a process in which the CPU 70 of the image forming apparatus of the first embodiment predicts the life time of the photoconductor 3.

まず、画像形成装置300のCPU70は、感光体3の膜厚dの検知タイミングか否かを判定しており(ステップS101)、感光体3の膜厚dの検知タイミングの場合(ステップS101のYes)、感光体3の膜厚dの算出を行う(ステップS103)。 First, the CPU 70 of the image forming apparatus 300 determines whether or not it is the detection timing of the film thickness d of the photoconductor 3 (step S101), and in the case of the detection timing of the film thickness d of the photoconductor 3 (Yes in step S101). ), The film thickness d of the photoconductor 3 is calculated (step S103).

ここで、感光体3の膜厚dの検知タイミングか否かについては、感光体3のドラム回転数や感光体3の走行距離により判定する。また、感光体3のドラム回転数や感光体3の走行距離は、予め所定の閾値により決定されている。 Here, whether or not the timing of detecting the film thickness d of the photoconductor 3 is determined is determined by the drum rotation speed of the photoconductor 3 and the mileage of the photoconductor 3. Further, the drum rotation speed of the photoconductor 3 and the mileage of the photoconductor 3 are determined in advance by a predetermined threshold value.

CPU70は、算出した感光体3の膜厚dを記憶装置530に記録する(ステップS105)。CPU70は、現在の感光体3の膜厚dが寿命規定値に対して余裕があるか否かを判定しており(ステップS107)、寿命規定値に対して余裕がある場合(ステップS107のYes)、ステップS101に戻り、印刷処理等を継続する。 The CPU 70 records the calculated film thickness d of the photoconductor 3 in the storage device 530 (step S105). The CPU 70 determines whether or not the film thickness d of the current photoconductor 3 has a margin with respect to the specified life value (step S107), and if there is a margin with respect to the specified life value (Yes in step S107). ), Return to step S101, and continue the printing process and the like.

一方、現在の膜厚dが寿命規定値に対して余裕がない場合(ステップS107のNo)、CPU70は、感光体3の膜厚dの履歴・推移から、感光体3の寿命時期を予測する(ステップS109)。 On the other hand, when the current film thickness d does not have a margin with respect to the specified life value (No in step S107), the CPU 70 predicts the life time of the photoconductor 3 from the history / transition of the film thickness d of the photoconductor 3. (Step S109).

図9は、CPU70が、感光体3の膜厚dと感光体3の寿命との関係を示した説明図である。画像形成装置300は、累計印字枚数が増加すると、感光体3の消耗により膜厚dが薄くなる。そのため、感光体3の寿命について、例えば、感光体3の寿命の膜厚dを30[μm]に設定した場合、CPU70は、画像形成装置300の印字枚数の経過により、感光体3の膜厚dが30[μm]に到達する累計印字枚数を算出し、感光体3の寿命時期を予測する。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the film thickness d of the photoconductor 3 and the life of the photoconductor 3 by the CPU 70. In the image forming apparatus 300, as the cumulative number of prints increases, the film thickness d becomes thinner due to the consumption of the photoconductor 3. Therefore, regarding the life of the photoconductor 3, for example, when the film thickness d of the life of the photoconductor 3 is set to 30 [μm], the CPU 70 determines the film thickness of the photoconductor 3 as the number of prints of the image forming apparatus 300 elapses. The cumulative number of prints when d reaches 30 [μm] is calculated, and the life period of the photoconductor 3 is predicted.

図8に戻り、CPU70は、予測した感光体3の寿命時期を操作パネル80に報知して(ステップS111)、感光体3の寿命時期を予測する処理を終了する。 Returning to FIG. 8, the CPU 70 notifies the operation panel 80 of the predicted life time of the photoconductor 3 (step S111), and ends the process of predicting the life time of the photoconductor 3.

図10は、画像形成装置の操作パネル80に、CPU70が、感光体3の寿命時期の報知を示した説明図である。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing notification of the life period of the photoconductor 3 by the CPU 70 on the operation panel 80 of the image forming apparatus.

図10に示すように、CPU70は、例えば、画像形成装置の操作パネル80に、「感光体の交換時期が近づいています」と、「交換予測:〇年△月×日」とを、ユーザに報知する。なお、図10は、CPU70が、画像形成装置の操作パネル80に報知する一例を示したものであり、これに限定するものではない。 As shown in FIG. 10, the CPU 70 informs the user, for example, that "the time to replace the photoconductor is approaching" and "prediction of replacement: XX month x day" to the operation panel 80 of the image forming apparatus. Notify. Note that FIG. 10 shows an example in which the CPU 70 notifies the operation panel 80 of the image forming apparatus, and the present invention is not limited to this.

例えば、CPU70は、画像形成装置の操作パネル80に、「残りあと、3000枚程度印刷できます。」とか、「感光体の残りの膜厚が、あとXXmmです。」などを表示することができ、また、警告音を出力してもよい。 For example, the CPU 70 can display "the remaining 3000 sheets can be printed" or "the remaining film thickness of the photoconductor is XX mm" on the operation panel 80 of the image forming apparatus. , Also, a warning sound may be output.

以上説明したように、第4の実施形態の画像形成装置のCPU70は、感光体3の膜厚dの推移から当該感光体3の寿命時期を高精度に予測することができる。これにより、ユーザは、感光体3の寿命時期となる前に、事前に感光体3を交換することができる。 As described above, the CPU 70 of the image forming apparatus of the fourth embodiment can predict the life time of the photoconductor 3 with high accuracy from the transition of the film thickness d of the photoconductor 3. As a result, the user can replace the photoconductor 3 in advance before the end of the life of the photoconductor 3.

<第5の実施形態>
第5の実施形態の画像形成装置は、感光体3の周方向の回転位置を検出するエンコーダを更に備え、CPU70は、エンコーダが検出する感光体3の周方向の回転位置に応じて、感光体3の周方向における膜厚分布により、当該感光体3の膜厚dの差が所定の閾値以上の場合、当該感光体3が寿命であると判定する。
<Fifth Embodiment>
The image forming apparatus of the fifth embodiment further includes an encoder that detects the rotational position of the photoconductor 3 in the circumferential direction, and the CPU 70 determines the photoconductor 3 according to the rotational position of the photoconductor 3 detected by the encoder. Based on the film thickness distribution in the circumferential direction of 3, when the difference in the film thickness d of the photoconductor 3 is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the photoconductor 3 has a lifetime.

図11は、第5の実施形態の画像形成装置300aの構成例を示した説明図である。図11に示すように、第5の実施形態の画像形成装置300aは、感光体3にエンコーダENを更に備えて構成されている。この場合、CPU70は、エンコーダENが検出する感光体3の周方向の回転位置に応じて、感光体3の周方向における膜厚分布を算出する。そして、CPU70は、感光体3の膜厚分布により当該感光体3の膜厚dの差が所定の閾値以上の場合、当該感光体3が寿命であると判定する。 FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration example of the image forming apparatus 300a of the fifth embodiment. As shown in FIG. 11, the image forming apparatus 300a of the fifth embodiment is configured to further include an encoder EN in the photoconductor 3. In this case, the CPU 70 calculates the film thickness distribution of the photoconductor 3 in the circumferential direction according to the rotational position of the photoconductor 3 detected by the encoder EN. Then, the CPU 70 determines that the photoconductor 3 has reached the end of its life when the difference in the film thickness d of the photoconductor 3 is equal to or greater than a predetermined threshold value based on the film thickness distribution of the photoconductor 3.

図11では、感光体3は、一例として、回転方向RDに回転するものとする。CPU70は、感光体3の位置PS0が帯電器4の近傍に位置しているとき、感光体3の膜厚dを算出する。以下同様に、CPU70は、感光体3の位置PS1〜PS7がそれぞれ帯電器4の近傍に位置しているとき、感光体3の膜厚dを算出して、感光体3の周方向における膜厚分布を算出する。 In FIG. 11, the photoconductor 3 is assumed to rotate in the rotation direction RD as an example. The CPU 70 calculates the film thickness d of the photoconductor 3 when the position PS0 of the photoconductor 3 is located in the vicinity of the charger 4. Similarly, the CPU 70 calculates the film thickness d of the photoconductor 3 when the positions PS1 to PS7 of the photoconductor 3 are located in the vicinity of the charger 4, and the film thickness d in the circumferential direction of the photoconductor 3 is calculated. Calculate the distribution.

この場合、第5の実施形態の画像形成装置300aのCPU70は、感光体3の周方向における感光体3の膜厚dの差が所定の閾値以上の場合、当該感光体が寿命であると判定することができる。 In this case, the CPU 70 of the image forming apparatus 300a of the fifth embodiment determines that the photoconductor has reached the end of its life when the difference in the film thickness d of the photoconductor 3 in the circumferential direction of the photoconductor 3 is equal to or greater than a predetermined threshold value. can do.

次に、第5の実施形態の画像形成装置300aのCPU70が実行する感光体の寿命予測処理について、フローチャートを用いて説明する。なお、一例として、感光体3の膜厚dの初期値を50[μm]とする。 Next, the life prediction process of the photoconductor executed by the CPU 70 of the image forming apparatus 300a of the fifth embodiment will be described with reference to a flowchart. As an example, the initial value of the film thickness d of the photoconductor 3 is 50 [μm].

図12は、第5の実施形態の画像形成装置300aのCPU70が、感光体3の周方向の各位置における感光体3の膜厚dを測定する処理を示したフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart showing a process in which the CPU 70 of the image forming apparatus 300a of the fifth embodiment measures the film thickness d of the photoconductor 3 at each position in the circumferential direction of the photoconductor 3.

まず、画像形成装置300aのCPU70は、感光体3の膜厚dの検知タイミングか否かを判定しており(ステップS201)、感光体3の膜厚dの検知タイミングの場合(ステップS201のYes)、感光体3の基準位置合わせを実行する(ステップS203)。 First, the CPU 70 of the image forming apparatus 300a determines whether or not it is the detection timing of the film thickness d of the photoconductor 3 (step S201), and in the case of the detection timing of the film thickness d of the photoconductor 3 (Yes in step S201). ), The reference alignment of the photoconductor 3 is executed (step S203).

なお、感光体3の膜厚dの検知タイミングか否かについては、感光体3のドラム回転数や感光体3の走行距離により判定する。また、感光体3のドラム回転数や感光体3の走行距離は、予め所定の閾値により決定されている。 Whether or not the timing of detecting the film thickness d of the photoconductor 3 is determined is determined by the drum rotation speed of the photoconductor 3 and the mileage of the photoconductor 3. Further, the drum rotation speed of the photoconductor 3 and the mileage of the photoconductor 3 are determined in advance by a predetermined threshold value.

感光体3の基準位置合わせの実行は(ステップS203)、CPU70は、例えば、感光体3の位置PS0が帯電器4の近傍に位置しているときを基準とすることができ、感光体3の位置PS0において、感光体3の周方向における感光体3の1周分の膜厚分布を算出する(ステップS205)。 The execution of the reference alignment of the photoconductor 3 (step S203) can be performed by the CPU 70 based on, for example, when the position PS0 of the photoconductor 3 is located in the vicinity of the charger 4. At position PS0, the film thickness distribution for one circumference of the photoconductor 3 in the circumferential direction of the photoconductor 3 is calculated (step S205).

CPU70が感光体3の周方向における感光体3の1周分の膜厚分布を算出すると、CPU70は、「感光体3の周方向における膜厚の上限―下限」の差が規定範囲内か否か判定し(ステップS207)、「感光体3の周方向における膜厚の上限―下限」の差が規定範囲内の場合には、ステップS201に戻る。 When the CPU 70 calculates the film thickness distribution for one circumference of the photoconductor 3 in the circumferential direction of the photoconductor 3, the CPU 70 determines whether or not the difference between the "upper limit-lower limit of the film thickness in the circumferential direction of the photoconductor 3" is within the specified range. (Step S207), and if the difference between "upper limit-lower limit of film thickness in the circumferential direction of the photoconductor 3" is within the specified range, the process returns to step S201.

この場合、規定範囲を、例えば10[μm]と設定し、CPU70は、「感光体3の周方向における膜厚の上限―下限」の差が10[μm]以内か否かを判定する。 In this case, the specified range is set to, for example, 10 [μm], and the CPU 70 determines whether or not the difference between the "upper limit-lower limit of the film thickness in the circumferential direction of the photoconductor 3" is within 10 [μm].

次に、CPU70は、感光体3の膜厚dの検知タイミングか否かを判定した後(ステップS201)、感光体3の基準位置合わせを実行し(ステップS203)、例えば、感光体3の位置PS1が帯電器4の近傍に位置しているときを基準とする。そして、CPU70は、感光体3の位置PS1において、感光体3の周方向における感光体3の1周分の膜厚分布を算出する(ステップS205)。 Next, the CPU 70 determines whether or not it is the detection timing of the film thickness d of the photoconductor 3 (step S201), and then executes the reference alignment of the photoconductor 3 (step S203), for example, the position of the photoconductor 3. The reference is when the PS1 is located in the vicinity of the charger 4. Then, the CPU 70 calculates the film thickness distribution for one circumference of the photoconductor 3 in the circumferential direction of the photoconductor 3 at the position PS1 of the photoconductor 3 (step S205).

CPU70が感光体3の周方向における感光体3の1周分の膜厚分布を算出すると、CPU70は、「感光体3の周方向における膜厚の上限―下限」の差が規定範囲内か否か判定する(ステップS207)。 When the CPU 70 calculates the film thickness distribution for one circumference of the photoconductor 3 in the circumferential direction of the photoconductor 3, the CPU 70 determines whether or not the difference between the "upper limit-lower limit of the film thickness in the circumferential direction of the photoconductor 3" is within the specified range. (Step S207).

ここで、感光体3の膜厚dの分布は、基本的には均等に薄くなっていくため、「感光体3の周方向における膜厚の上限―下限」の差は、理想的には0[μm]に近い値になる。 Here, since the distribution of the film thickness d of the photoconductor 3 is basically evenly thinned, the difference between the "upper limit-lower limit of the film thickness in the circumferential direction of the photoconductor 3" is ideally 0. The value is close to [μm].

しかしながら、例えば、大量に印刷を実行して、画像形成装置300aの感光体3を酷使したり、長時間、画像形成装置300aを使用せず、感光体3に負荷がかかった場合には、「感光体3の周方向における膜厚の上限―下限」に差が生じ得る。 However, for example, when a large amount of printing is performed and the photoconductor 3 of the image forming apparatus 300a is overused, or when the image forming apparatus 300a is not used for a long time and the photoconductor 3 is loaded, " There may be a difference in the "upper limit-lower limit" of the film thickness of the photoconductor 3 in the circumferential direction.

そのため、CPU70は、「感光体3の周方向における膜厚の上限―下限」の差が、規定範囲(所定の閾値:例えば10[μm])を超えたとき(ステップS207のNo)、寿命予測結果を操作パネル80に報知して(ステップS209)、感光体3の寿命予測処理を終了する。 Therefore, the CPU 70 predicts the life when the difference between the "upper limit-lower limit of the film thickness of the photoconductor 3 in the circumferential direction" exceeds the specified range (predetermined threshold value: for example, 10 [μm]) (No in step S207). The result is notified to the operation panel 80 (step S209), and the life prediction process of the photoconductor 3 is completed.

この場合、画像形成装置300aのCPU70は、図10と同様に、感光体3の寿命時期を報知することができ、画像形成装置の操作パネル80に、感光体3の交換時期が近づいている旨を報知する。 In this case, the CPU 70 of the image forming apparatus 300a can notify the life time of the photoconductor 3 as in FIG. 10, indicating that the operation panel 80 of the image forming apparatus is approaching the replacement time of the photoconductor 3. Is notified.

以上説明したように、第5の実施形態の画像形成装置のCPU70は、エンコーダが検出する感光体3の周方向の回転位置に応じて、感光体3の周方向における膜厚分布により、当該感光体3の膜厚dの差が所定の閾値以上の場合、当該感光体3が寿命であると判定する。これにより、ユーザは、感光体3の交換時期となる前に、事前に感光体3を交換することができる。 As described above, the CPU 70 of the image forming apparatus of the fifth embodiment is subject to the photosensitivity according to the film thickness distribution of the photoconductor 3 in the circumferential direction according to the rotational position of the photoconductor 3 detected by the encoder. When the difference in the film thickness d of the body 3 is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the photoconductor 3 has reached the end of its life. As a result, the user can replace the photoconductor 3 in advance before it is time to replace the photoconductor 3.

300 画像形成装置
1 中間転写ベルト
2Y,2M,2C,2K 作像ユニット
3Y,3M,3C,3K 感光体
4Y,4M,4C,4K 帯電器(帯電部)
5Y,5M,5C,5K 露光装置
6Y,6M,6C,6K 現像ローラ
7Y,7M,7C,7K 1次転写ローラ
8Y,8M,8C,8K クリーニングブレード
9 除電ユニット(除電器)
10 中間転写ベルト駆動ローラ
11 2次転写ローラ
W 搬送路
21 定着ローラ
22 加圧ローラ
20 定着加熱部
30 給紙カセット
P 用紙
31 給紙ローラ
80 操作パネル
70 CPU
50 排紙ローラ
55 排紙トレイ
60Y,60M,60C,60K 現像電源
61Y,61M,61C,61K 直流電源
62Y,62M,62C,62K 交流電源
63Y,63M,63C,63K 帯電電源
64Y,64M,64C,64K 電流モニタ回路(電流センサ)
642Y,643Y 電流モニタ回路
65M,65C,65K 定電流源
VSY,VSM,VSC,VSK 電圧センサ
66 電圧センサ
67 2次転写電源
68 1次転写電源
510 RAM
520 ROM
530 記憶装置
522 制御プログラム
300 Image forming apparatus 1 Intermediate transfer belt 2Y, 2M, 2C, 2K Image drawing unit 3Y, 3M, 3C, 3K Photoreceptor 4Y, 4M, 4C, 4K Charger (charged part)
5Y, 5M, 5C, 5K Exposure device 6Y, 6M, 6C, 6K Development roller 7Y, 7M, 7C, 7K Primary transfer roller 8Y, 8M, 8C, 8K Cleaning blade 9 Static elimination unit (static eliminator)
10 Intermediate transfer belt drive roller 11 Secondary transfer roller W Transport path 21 Fixing roller 22 Pressurizing roller 20 Fixing heating unit 30 Paper cassette P Paper 31 Paper paper roller 80 Operation panel 70 CPU
50 Paper ejection roller 55 Paper ejection tray 60Y, 60M, 60C, 60K Development power supply 61Y, 61M, 61C, 61K DC power supply 62Y, 62M, 62C, 62K AC power supply 63Y, 63M, 63C, 63K Charged power supply 64Y, 64M, 64C, 64K current monitor circuit (current sensor)
642Y, 643Y Current monitor circuit 65M, 65C, 65K Constant current source VSY, VSM, VSC, VSK Voltage sensor 66 Voltage sensor 67 Secondary transfer power supply 68 Primary transfer power supply 510 RAM
520 ROM
530 Storage device 522 Control program

Claims (9)

コロナ放電により感光体の表面を帯電させる帯電部と、
前記感光体への感光体流れ込み電流を検出する電流モニタ回路と、
前記帯電部が前記感光体の表面電位を所定の電位に帯電させた後、前記電流モニタ回路が前記感光体に流れ込む感光体流れ込み電流を検知して、当該感光体流れ込み電流から前記感光体の膜厚を算出する制御部と、
を備える画像形成装置。
A charged part that charges the surface of the photoconductor by corona discharge,
A current monitor circuit that detects the current flowing into the photoconductor and
After the charging unit charges the surface potential of the photoconductor to a predetermined potential, the current monitor circuit detects the photoconductor inflow current flowing into the photoconductor, and the film of the photoconductor is detected from the photoconductor inflow current. A control unit that calculates the thickness and
An image forming apparatus comprising.
前記感光体の表面電位を除電する除電器を備え、
前記制御部は、
前記除電器をオフさせた状態で、前記帯電部が前記感光体の表面を帯電させ、当該感光体の表面電位を所定の電位に帯電させた後、当該感光体がドラム回転する2周目以降に前記感光体流れ込み電流を検知して、当該感光体流れ込み電流から前記感光体の膜厚を算出する、
請求項1に記載の画像形成装置。
A static eliminator for removing the surface potential of the photoconductor is provided.
The control unit
With the static eliminator turned off, the charging portion charges the surface of the photoconductor, charges the surface potential of the photoconductor to a predetermined potential, and then the second and subsequent laps in which the photoconductor rotates on a drum. The photoconductor inflow current is detected, and the film thickness of the photoconductor is calculated from the photoconductor inflow current.
The image forming apparatus according to claim 1.
前記制御部は、
前記感光体がドラム回転する1周目と2周目以降とにおいて、前記帯電部が前記感光体の表面を帯電させる制御値を同値にする、
請求項1又は2に記載の画像形成装置。
The control unit
In the first lap and the second and subsequent laps in which the photoconductor rotates the drum, the control value at which the charged portion charges the surface of the photoconductor is set to the same value.
The image forming apparatus according to claim 1 or 2.
前記帯電部は、コロナ放電を行う、放電ワイヤとシールド・グリッドとを備え、
前記制御部は、
前記放電ワイヤを流れるワイヤ電流と、前記シールド・グリッドを流れるグリッド電流との差分を求め、当該差分を前記感光体流れ込み電流として算出する、
請求項1から3のうち何れか1項に記載の画像形成装置。
The charged portion includes a discharge wire and a shield grid that perform corona discharge.
The control unit
The difference between the wire current flowing through the discharge wire and the grid current flowing through the shield grid is obtained, and the difference is calculated as the photoconductor inflow current.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記感光体の表面電位を検出する表面電位センサを備え、
前記制御部は、
前記表面電位センサが検出した前記表面電位と、前記電流モニタ回路が検出した前記感光体流れ込み電流とに基づいて、前記感光体の膜厚を算出する、
請求項1から4のうち何れか1項に記載の画像形成装置。
A surface potential sensor for detecting the surface potential of the photoconductor is provided.
The control unit
The film thickness of the photoconductor is calculated based on the surface potential detected by the surface potential sensor and the photoconductor inflow current detected by the current monitor circuit.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4.
環境温度を検知する温度センサを備え、
前記制御部は、
前記温度センサが検知した前記環境温度に応じて、前記表面電位を構成する抵抗成分を補正する、
請求項1から5のうち何れか1項に記載の画像形成装置。
Equipped with a temperature sensor that detects the environmental temperature
The control unit
The resistance component constituting the surface potential is corrected according to the environmental temperature detected by the temperature sensor.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記制御部は、
前記感光体の膜厚の推移から、当該感光体の寿命時期を予測する、
請求項1から6のうち何れか1項に記載の画像形成装置。
The control unit
From the transition of the film thickness of the photoconductor, the life period of the photoconductor is predicted.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記感光体の周方向の回転位置を検出するエンコーダを更に備え、
前記制御部は、
前記エンコーダが検出する前記感光体の周方向の回転位置に応じて、前記感光体の周方向における膜厚分布により、当該感光体の膜厚の差が所定の閾値以上の場合、当該感光体が寿命であると判定する、
請求項1から7のうち何れか1項に記載の画像形成装置。
An encoder for detecting the rotational position of the photoconductor in the circumferential direction is further provided.
The control unit
When the difference in film thickness of the photoconductor is equal to or greater than a predetermined threshold value due to the film thickness distribution in the circumferential direction of the photoconductor according to the rotational position of the photoconductor detected by the encoder, the photoconductor Judge that it has reached the end of its life,
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記制御部は、
予測された前記感光体の寿命時期又は寿命であると判定された前記感光体を操作パネルに報知する、
請求項7又は8に記載の画像形成装置。
The control unit
Notifying the operation panel of the predicted life time of the photoconductor or the photoconductor determined to have reached the end of its life.
The image forming apparatus according to claim 7 or 8.
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