JP6945991B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
<1.画像形成装置>
<1−1.画像形成装置の全体的な構成及び動作>
図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。画像形装置100は、像担持体としての感光体1を有する。感光体1は、図中矢印R1方向(時計回り)に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。回転する感光体1の表面は、帯電手段としての帯電装置3によって所定の極性(本実施例では負極性)の所定の電位に帯電処理される。つまり、帯電装置3は、感光体1の表面に帯電電位(非露光部電位、暗部電位)を形成する。感光体1の回転方向における帯電装置3により帯電処理が行われる位置が帯電位置Eである。帯電処理された感光体1の表面は、露光手段としての露光装置10によって画像情報に応じて走査露光され、感光体1上に静電像(静電潜像)が形成される。本実施例では、露光装置10が照射する光の波長は685nmであり、露光装置10による感光体1の表面の露光量は0.1〜0.5μJ/cm2の範囲で可変である。露光装置10は、現像条件に応じて露光量を調整して、感光体1の表面に所定の露光部電位(明部電位)を形成することが可能である。
図2は、本実施例における感光体1の層構成を示す模式的な断面図である。本実施例では、感光体1は、円筒状(ドラム型)の電子写真感光体(感光ドラム)であり、装置本体110により回動自在に支持され、駆動手段としての駆動モータM1(図5)によって回転駆動される。
図3(a)、(b)は、本実施例における帯電装置3の模式的な断面図である。本実施例では、帯電装置3は、感光体1の上方に配置されている。
図4(b)は、上流グリッド電極31b、下流グリッド電極32b(代表して上流グリッド電極31bのみを図示する。)の模式的な断面図である(上流ワイヤー電極31aも併せて示されている。)。本実施例では、上流グリッド電極31b、下流グリッド電極32bのそれぞれに設けられる表面コートは実質的に同じであるので、代表して上流グリッド電極31bについて説明する。
図3(a)に示すように、上流ワイヤー電極31a、下流ワイヤー電極32aは、それぞれ直流電源(高圧電源回路)である上流ワイヤー電源S1、下流ワイヤー電源S2に接続されている。これにより、上流ワイヤー電極31a、下流ワイヤー電極32aに印加する電圧を独立に制御できるようになっている。また、上流グリッド電極31b、下流グリッド電極32bは、それぞれ直流電源(高圧電源回路)である上流グリッド電源S3、下流グリッド電源S4に接続されている。これにより、上流グリッド電極31b、下流グリッド電極32bに印加する電圧を独立に制御できるようになっている。以下、上流ワイヤー電源S1、下流ワイヤー電源S2、上流グリッド電源S3、下流グリッド電源S4を、「帯電電源」と総称することがある。帯電電源S1〜S4は、上流帯電器31、下流帯電器32のそれぞれに独立して制御可能な電圧を印加する電圧印加手段の一例である。
次に、帯電装置3による感光体1の帯電電位Vdの制御(調整)について説明する。なお、電位、電圧、電流などを示す符号について、上流帯電器31に関する符号には「U」、下流帯電器32に関する符号には「L」を付して区別することがある。また、電位を示す符号について、感光体1の回転方向におけるセンサー位置Dに関するものには「sens」、現像位置Gに関するものには「dev」、帯電位置Eに関するものには「帯電位置」を付して区別することがある。
まず、上流帯電器31により感光体1の表面に形成する帯電電位である上流帯電電位Vd(U)の制御について説明する。
次に、下流帯電器32により感光体1の表面に形成する帯電電位である下流帯電電位Vd(L)の制御について説明する。下流帯電電位Vd(L)の制御は、上述のように上流帯電電位Vd(U)が制御(調整)され、上流帯電器31による帯電動作が継続されている状態で行われる。
次に、グリッド電極31b、32bの表面コートCの膜厚、特に、グリッド電極31b、32bのワイヤー電極31a、32a側の面に設けられた表面コートCの膜厚dの変化について説明する。なお、ワイヤー電極31a、32a側の面の表面コートCの膜厚dの変化に注目するのは、特にこの面の表面コートCの膜厚dが、他の部分の膜厚よりも帯電装置3の使用に伴って減少しやすく、グリッド電極31b、32bの寿命の目安になるからである。表面コートCの他の部分の膜厚は、減少しないか又はワイヤー電極31a、32a側の面の表面コートCの膜厚dよりも遅い減少速度で減少する。
図8は、下流帯電器32について単独で放電試験を行った場合の、帯電時間(感光体1の帯電処理を行った時間)の増加に伴う表面コートCの膜厚dの変化を測定した結果の一例を示している。各帯電時間における表面コートCの膜厚dは、ESCA(X線光電子分光分析)を用いて測定した。なお、膜厚dの値は、複数箇所で測定した膜厚の平均値である。また、帯電電圧の設定は、ワイヤー電流Ip(L)を−1000μA、グリッド電圧Vg(L)を−900Vとした。特に、図8は、グリッド電流Igが230μAの場合の測定結果を示している。なお、グリッド電流Igは、グリッド電極32bに流れ込む放電電流であり、グリッド電極32bとグリッド電源S4との間に電流計を接続することで測定することができる。
上述のように、表面コートCの膜厚dは、概して、帯電時間の増加に伴って減少していく。したがって、図8に示すように予め帯電時間と表面コートCの膜厚dとの関係を求めておくことで、帯電時間の計測結果からグリッド電極31b、32bの寿命を判断することができるものと考えられる。しかし、この帯電時間と表面コートCの膜厚dとの関係を示す直線の傾きaは、グリッド電流Igによって変化することがわかった。
グリッド電流に対する感光体1の帯電性の影響について説明する。感光体1の帯電性の差は、主に感光体1の暗減衰量の差により発生する。図13(a)は、上流帯電器31について単独で放電試験を行った場合の、下流帯電器32の帯電位置Eから現像位置Gまでの間の感光体1の暗減衰量と、帯電電流Id及びグリッド電流Igと、の関係の一例を示している。なお、帯電電流Idは、感光体1に流れ込む放電電流であり、感光体1と接地との間に電流計を接続することで測定することができる。
グリッド電流に対する感光体1の帯電電位の影響について説明する。図13(b)は、上流帯電器31について単独で放電試験を行った場合の、現像位置Gにおける帯電電位Vd(dev)と、帯電電流Id及びグリッド電流Igと、の関係の一例を示している。
本実施例におけるグリッド電流Igの計算方法について説明する。本実施例では、下記式(1)〜(4)を用いてグリッド電流Igを計算する。
Vd(帯電位置)=Vd(dev)+ΔV(暗減衰) ・・・式(1)
Id=(εd・εo/dD)×PS×L×Vd(帯電位置) ・・・式(2)
Is=(Ip−Id)×[2S/(2S+W)] ・・・式(3)
Ig=Ip−(Is+Id) ・・・式(4)
ここで、εdは、感光体の比誘電率(本実施例では感光層の比誘電率)である。εoは、真空の誘電率である。dDは、感光体の膜厚(本実施例では感光層の膜厚)である。PSは、感光体の周速度である。Lは、コロナ帯電器の長手方向の帯電幅(放電領域の長さ)である。Sは、シールド電極の面積である。Wは、グリッド電極の短手方向の幅である。
上述のように、帯電時間に対する表面コートCの膜厚dの変化の割合(傾きa)は、グリッド電流Igに応じて変化する(図8、図9)。そして、このグリッド電流Igに影響する要因、及びグリッド電流Igの計算方法について説明した。一方、グリッド電流が同じであっても、グリッド電極31b、32bの開口率がグリッド電極31b、32bの寿命に影響する。本実施例では、グリッド電極31b、32bの開口率の差の影響も考慮して、グリッド電極の寿命の判断を行う。
次に、本実施例における、グリッド電極31b、32bの寿命の判断方法について説明する。
まず、グリッド電極の使用量の指標値である使用量Mについて説明する。図11は、所定の基準条件におけるグリッド電極の使用量Mを示すグラフ図である。同図の横軸は帯電時間t[hr]を示し、縦軸はグリッド電流Ig[μA]を示す。そして、同図中の斜線部の領域が、グリッド電極の使用量Mを示す。本実施例では、下記式(5)を用いて、図11中の斜線部であるグリッド電極の使用量Mを計算する。
M=t×Ig(BASE) ・・・・式(5) 単位[μA×t]
ここで、tは、帯電時間である。また、Ig(BASE)は、所定の基準条件のグリッド電流である。
図12は、グリッド電極の使用量Mと、表面コートCの膜厚dとの関係を示している。同図の横軸はグリッド電極の使用量Mを示し、縦軸は表面コートCの膜厚dを示す。
本実施例における、グリッド電極の寿命の判断に用いる寿命比率の計算方法について説明する。本実施例では、グリッド電極の寿命を判断するために、下記式(6)〜(8)を用いてグリッド電極の寿命比率を計算する。
ΔM(t)=A×Ig(BASE)×Δt×B ・・・式(6)
M(end)=Ig(BASE)×t(BASE) ・・・式(7)
Life(%)={SUM(ΔM(t))/M(end)}×100 ・・・式(8)
次に、本実施例におけるグリッド電極の寿命の判断に関する制御の手順について説明する。
まず、図14のフローチャートを用いて、上流グリッド電極31bの使用量Mの計算に用いるグリッド電流Igの値を取得する手順について説明する。ここでは、一例として、画像形成装置100の起動時の手順について説明する。
次に、図15のフローチャートを用いて、印刷動作中のグリッド電極31bの使用量Mの計算、及びグリッド電極31bの寿命を判断する手順について説明する。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1の画像形成装置のものと同一又は相当する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1、2の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1、2の画像形成装置のものと同一又は相当する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
3 帯電装置
31 上流帯電器(コロナ帯電器)
32 下流帯電器(コロナ帯電器)
31b 上流グリッド電極
32b 下流グリッド電極
C グリッド電極の表面コート
Claims (7)
- 感光体と、
放電電極、及び炭素原子を主成分とする表面層が設けられたグリッド電極を備え、前記放電電極と前記グリッド電極とに電圧が印加されて前記感光体を帯電させるコロナ帯電器と、
前記グリッド電極の寿命に関する情報を出力する出力部と、
を有し、
前記出力部は、
前記感光体の帯電性に関する情報と、前記感光体の帯電電位に関する情報と、に基づいて前記感光体に流れる電流に関する第1情報を取得し、
該第1情報と、前記放電電極に供給される電流に関する第2情報と、に基づいて前記グリッド電極に流れる電流に関する第3情報を取得し、
前記第3情報と、前記グリッド電極に電圧を印加した時間と、に基づいて、前記グリッド電極の使用量に関する使用量情報を取得し、
前記使用量情報を積算した積算情報に基づいて、前記グリッド電極の寿命に関する情報を出力する画像形成装置。 - 前記出力部は、所定の基準条件において前記グリッド電極に流れる電流の値に相当する所定の基準値と、前記第3情報に応じた係数と、前記グリッド電極に電圧を印加した時間と、の積に基づいて、前記使用量情報を取得する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記出力部は、所定の基準条件において前記グリッド電極に流れる電流の値に相当する所定の基準値と、前記第3情報に応じた係数と、前記グリッド電極の開口率に応じた係数と、前記グリッド電極に電圧を印加した時間と、の積に基づいて、前記使用量情報を取得する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記出力部は、前記積算情報と、前記グリッド電極の前記放電電極側の前記表面層の膜厚と、の関係に基づいて、前記グリッド電極の寿命に関する情報を出力する請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 複数の前記コロナ帯電器を有しており、
前記出力部は、複数の前記コロナ帯電器のうち前記グリッド電極の開口率が最も大きいものの前記グリッド電極の寿命に関する情報を出力する請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 複数の前記コロナ帯電器を有しており、
前記出力部は、複数の前記コロナ帯電器のうち前記感光体に形成する帯電電位の絶対値が最も大きいものの前記グリッド電極の寿命に関する情報を出力する請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記出力部は、前記グリッド電極の寿命に関する情報として、前記グリッド電極が設定された寿命に達したこと、前記グリッド電極が設定された寿命に近づいたこと、又は前記グリッド電極が設定された寿命に達する時期の少なくとも一つに関する情報を出力する請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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