JP7409200B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関する。
複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置では、均一に帯電された感光体ドラム(像担持体)の表面を露光することで形成された静電潜像にトナーを付着させ、トナー像として現像する画像形成プロセスが広く利用されている。高品質な画像を得るためには、感光体ドラムの表面電位に対し、適正な電位差を設けた現像バイアスによって現像を行うことが求められる。
このため、画像形成を行うときの、実際の感光体ドラムの表面電位を検出する必要があり、従来、表面電位センサーを用いて感光体ドラムの表面電位を検出していた。
しかしながら、表面電位センサーは、高価であり、さらに飛散したトナー等が付着すると、正しく測定することができなくなるといった課題があった。そこで、表面電位センサー等の高価なセンサーを用いることなく、感光体ドラムの表面電位を得る技術が提案され、その一例が特許文献1に開示されている。
特許文献1の電子写真装置は、感光体上にパルス状の静電電位パターンを形成し、現像ローラーにバイアスを印加し、静電電位パターンを現像する際に感光体から現像ローラーに流れ込む電流を測定して感光体上の表面電位を得る。具体的には、パルス状の静電電位パターンの切り替わるポイントで電流をモニターすることで、感光体の表面電位を推定する。これにより、表面電位センサーを用いることなく、感光体上の表面電位を得ることができる。
特許文献1で開示された電子写真装置でモニターする電流は、感光体や帯電部材等の経年変化等の影響を受け易く、不安定であって、誤差を含み易いことが課題であった。これにより、感光体上の表面電位の精度が低下することが懸念された。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は経年変化の影響等による各部の異常を検出することで、効率的にメンテナンスを行い安定して画像形成可能な画像形成装置を提供することにある。
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、帯電装置と、現像装置と、現像電源と、露光装置と、帯電電流測定部と、現像電流測定部と、判定部とを備える。前記像担持体は、表面に静電潜像が形成される。前記帯電装置は、前記像担持体を帯電させる。前記現像装置は、前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する。前記現像電源は、前記現像装置に所定の現像バイアスを印加する。前記露光装置は、前記像担持体に光を照射する。前記帯電電流測定部は、前記像担持体を流れる帯電電流を測定する。前記現像電流測定部は、前記現像装置を流れる現像電流を測定する。前記判定部は、前記像担持体、前記帯電装置、前記現像装置、又は前記露光装置の異常を判定する。前記帯電電流測定部は、前記露光装置が前記像担持体に光を照射していない非露光状態における前記像担持体の非露光表面電位より大きい前記現像バイアスが前記現像装置に印加されている場合の非露光帯電電流を測定する。前記現像電流測定部は、前記非露光状態における前記像担持体の非露光表面電位より大きい前記現像バイアスが前記現像装置に印加されている場合の非露光現像電流を測定する。前記現像電流測定部は、前記露光装置が前記像担持体に光を照射している露光状態における前記像担持体の露光表面電位より大きく、かつ非露光表面電位より小さい前記現像バイアスが前記現像装置に印加されている場合の露光現像電流を測定する。前記判定部は、前記非露光帯電電流、前記非露光現像電流及び前記露光現像電流に基づいて、前記像担持体、前記帯電装置、前記現像装置、又は前記露光装置の異常を判定する。
本発明によれば、経年変化の影響等による各部の異常を検出することで、効率的にメンテナンスを行い安定して画像形成可能となる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
図1を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置1の構成について説明する。図1は、画像形成装置1の構成の一例を示す図である。画像形成装置1は、例えば、タンデム方式のカラープリンターである。
図1に示すように、画像形成装置1は、操作部2、給紙部3、搬送部4、トナー補給部5、画像形成部6、転写部7、定着部8、排出部9、及び制御部10を備える。
操作部2は、ユーザーからの指示を受け付ける。操作部2は、ユーザーからの指示を受け付けると、ユーザーからの指示を示す信号を制御部10へ送信する。操作部2は、液晶ディスプレー21及び複数の操作キー22を含む。液晶ディスプレー21は、例えば、各種処理結果を表示する。操作キー22は、例えば、テンキー、及びスタートキーを含む。操作部2は、画像形成処理の実行を示す指示が入力されると、画像形成処理の実行を示す信号を制御部10へ送信する。この結果、画像形成装置1による画像形成動作が開始される。
給紙部3は、給紙カセット31、及び給紙ローラー群32を有する。給紙カセット31は、複数枚の用紙Pを収容可能である。給紙ローラー群32は、給紙カセット31に収容された用紙Pを1枚ずつ搬送部4へ給紙する。用紙Pは記録媒体の一例である。
搬送部4は、ローラー及びガイド部材を備える。搬送部4は、給紙部3から排出部9まで延在する。搬送部4は、画像形成部6及び定着部8を経由するように、給紙部3から排出部9まで用紙Pを搬送する。
トナー補給部5は、画像形成部6にトナーを補給する。トナー補給部5は、第1装着部51Y、第2装着部51C、第3装着部51M、及び第4装着部51Kを備える。トナー補給部5は現像剤補給部の一例である。トナーは現像剤の一例である。
第1装着部51Yには第1トナーコンテナ52Yが、装着される。同様に、第2装着部51Cには第2トナーコンテナ52Cが、第3装着部51Mには第3トナーコンテナ52Mが、第4装着部51Kには第4トナーコンテナ52Kが装着される。なお、第1装着部51Y~第4装着部51Kの構成は、装着されるトナーコンテナの種類が異なるのみで他の構成は同様である。このため、第1装着部51Y~第4装着部51Kを総称して、「装着部51」と記載する場合がある。
第1トナーコンテナ52Y、第2トナーコンテナ52C、第3トナーコンテナ52M、及び第4トナーコンテナ52Kには、トナーがそれぞれ収容される。本実施形態において、第1トナーコンテナ52Yには、イエロートナーが収容される。第2トナーコンテナ52Cには、シアントナーが収容される。第3トナーコンテナ52Mには、マゼンタトナーが収容される。第4トナーコンテナ52Kには、ブラックトナーが収容される。
画像形成部6は、露光装置61、第1画像形成ユニット62Y、第2画像形成ユニット62C、第3画像形成ユニット62M、及び第4画像形成ユニット62Kを備える。
第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kの各々は、帯電装置63、現像装置64、及び感光体ドラム65を有する。感光体ドラム65は、像担持体の一例である。
帯電装置63、及び現像装置64は、感光体ドラム65の周面に沿って配置される。本実施形態において、感光体ドラム65は、図1の矢印R1で示す方向(時計回り)に回転する。
帯電装置63は、感光体ドラム65を放電によって所定の極性に均一に帯電させる。本実施形態において、帯電装置63は、感光体ドラム65を正の極性に帯電させる。露光装置61は、帯電した感光体ドラム65にレーザー光を照射する。これにより、感光体ドラム65の表面に静電潜像が形成される。
現像装置64は、感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像装置64は、トナー補給部5からトナーが補給される。現像装置64は、トナー補給部5から補給されたトナーを感光体ドラム65の表面に供給する。この結果、感光体ドラム65の表面にトナー像が形成される。
本実施形態において、第1画像形成ユニット62Yにおける現像装置64は、第1装着部51Yと接続する。したがって、第1画像形成ユニット62Yにおける現像装置64には、イエロートナーが補給される。よって、第1画像形成ユニット62Yにおける感光体ドラム65の表面には、イエロートナー像が形成される。
第2画像形成ユニット62Cにおける現像装置64は、第2装着部51Cと接続する。したがって、第2画像形成ユニット62Cにおける現像装置64には、シアントナーが補給される。よって、第2画像形成ユニット62Cにおける感光体ドラム65の表面には、シアントナー像が形成される。
第3画像形成ユニット62Mにおける現像装置64は、第3装着部51Mと接続する。したがって、第3画像形成ユニット62Mにおける現像装置64には、マゼンタトナーが補給される。よって、第3画像形成ユニット62Mにおける感光体ドラム65の表面には、マゼンタトナー像が形成される。
第4画像形成ユニット62Kにおける現像装置64は、第4装着部51Kと接続する。したがって、第4画像形成ユニット62Kにおける現像装置64には、ブラックトナーが補給される。よって、第4画像形成ユニット62Kにおける感光体ドラム65の表面には、ブラックトナー像が形成される。
転写部7は、第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kにおける各感光体ドラム65の表面に形成された各トナー像を用紙Pに重ねて転写する。本実施形態において、転写部7は、二次転写方式によって各トナー像を用紙Pに重ねて転写する。詳しくは、転写部7は、4つの一次転写ローラー71、中間転写ベルト72、駆動ローラー73、従動ローラー74、二次転写ローラー75、及び濃度センサー76を有する。
中間転写ベルト72は、4つの一次転写ローラー71、駆動ローラー73、及び、従動ローラー74に張架された無端ベルトである。中間転写ベルト72は、駆動ローラー73の回転に応じて駆動する。図1において、中間転写ベルト72は、反時計回りに周回する。従動ローラー74は、中間転写ベルト72の駆動に応じて回転駆動する。
第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kは、中間転写ベルト72の下面の駆動方向Dに沿って、中間転写ベルト72の下面と対向して配置される。本実施形態において、第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kは、中間転写ベルト72の下面の駆動方向Dの上流側から下流側に向けて第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kの順で配置される。
各一次転写ローラー71は、中間転写ベルト72を介して各感光体ドラム65に対向して配置され、各感光体ドラム65に向けて押圧されている。このため、各感光体ドラム65の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト72に順次転写される。本実施形態において、中間転写ベルト72には、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、及びブラックトナー像がこの順で重ねて転写される。以下、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、及びブラックトナー像が重ねられたトナー像を「積層トナー像」と記載する場合がある。
二次転写ローラー75は、中間転写ベルト72を介して駆動ローラー73に対向して配置される。二次転写ローラー75は、駆動ローラー73に向けて押圧されている。これにより、二次転写ローラー75と駆動ローラー73との間に転写ニップが形成される。用紙Pが転写ニップを通過すると、中間転写ベルト72上の積層トナー像が用紙Pに転写される。本実施形態において、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、及びブラックトナー像がこの順で、上層から下層となるように用紙Pに転写される。積層トナー像が転写された用紙Pは、搬送部4によって定着部8へ向けて搬送される。
濃度センサー76は、第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kよりも下流側において中間転写ベルト72に対向して配置されており、感光体ドラム65上に形成された積層トナー像の濃度を測定する。なお、濃度センサー76は、中間転写ベルト72上の積層トナー像の濃度を測定するものでもよく、また、用紙P上に定着されたトナー像の濃度を測定するものでもよい。
定着部8は、加熱部材81、及び加圧部材82を備える。加熱部材81、及び加圧部材82は互いに対向して配置され、定着ニップを形成する。画像形成部6から搬送された用紙Pは、定着ニップを通過することにより所定の定着温度で加熱されながら、加圧される。この結果、積層トナー像が用紙Pに定着する。用紙Pは、搬送部4によって定着部8から排出部9へ向けて搬送される。
排出部9は、排出ローラー対91及び排出トレイ93を有する。排出ローラー対91は、排出口92を介して排出トレイ93へ用紙Pを搬送する。排出口92は、画像形成装置1の上部に形成される。
制御部10は、画像形成装置1が備える各部の動作を制御する。制御部10は、プロセッサー11と、記憶部12と、判定部13と、通知部14とを備える。プロセッサー11は、例えばCPU(Central Processing Unit)を備える。記憶部12は、半導体メモリーのようなメモリーを備え、HDD(Hard Disk Drive)を備えてもよい。記憶部12は、制御プログラムを記憶している。プロセッサー11は、制御プログラムを実行することによって、画像形成装置1の動作を制御する。判定部13は、画像形成装置1が備える各部の異常を判定する。通知部14は、画像形成装置1が備える各部の異常を通知する。
次に、図2を参照して、帯電装置63及び現像装置64の構成について詳細に説明する。図2は、帯電装置63及び現像装置64の構成の一例を示す図である。詳しくは、図2は、第1画像形成ユニット62Yにおける第1現像装置64Yを示す。なお、図2では、理解を容易にするために感光体ドラム65を2点鎖線で図示している。本実施形態において、第1現像装置64Yは、2成分現像方式によって感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像する。図1を参照して既に説明したように、第1現像装置64Yの現像容器640は、第1トナーコンテナ52Yに接続する。したがって、第1現像装置64Yの現像容器640には、イエロートナーがトナー補給口640hを介して補給される。
図2に示すように、第1現像装置64Yは、現像容器640の内部に現像ローラー641、第1攪拌スクリュー643、第2攪拌スクリュー644、及びブレード645を有する。詳しくは、現像ローラー641は、第2攪拌スクリュー644と対向して配置される。ブレード645は、現像ローラー641と対向して配置される。
現像容器640は、仕切り壁640cによって第1攪拌室640aと第2攪拌室640bとに区画される。仕切り壁640cは、現像ローラー641の軸方向に延びる。第1攪拌室640aと第2攪拌室640bとは、仕切り壁640cの長手方向の両端の外方において連通している。
第1攪拌室640aには、第1攪拌スクリュー643が配置される。第1攪拌室640aには、磁性体キャリアが収容されている。第1攪拌室640aには、非磁性体のトナーがトナー補給口640hを介して補給される。図2に示す例では、第1攪拌室640aには、イエロートナーが補給される。
第2攪拌室640bには、第2攪拌スクリュー644が配置される。第2攪拌室640bには、磁性体のキャリアが収容されている。
イエロートナーは、第1攪拌スクリュー643及び第2攪拌スクリュー644によって攪拌されてキャリアと混合される。この結果、キャリア、及びイエロートナーからなる2成分現像剤が構成される。2成分現像剤は、現像剤の一例であるため、以下「現像剤」と省略して記載することがある。
第1攪拌スクリュー643及び第2攪拌スクリュー644は、第1攪拌室640aと第2攪拌室640bとの間で現像剤を循環させて攪拌する。この結果、トナーが所定の極性に帯電する。本実施形態において、トナーは、正の極性に帯電する。
現像ローラー641は、非磁性の回転スリーブ641aと、マグネット体641bとによって構成される。マグネット体641bは、回転スリーブ641aの内部に固定して配置される。マグネット体641bは、複数の磁極を含む。現像剤は、マグネット体641bの磁力によって、現像ローラー641に吸着する。この結果、現像ローラー641の表面に磁気ブラシが形成される。
本実施形態において、現像ローラー641は、図2の矢印R2(反時計回り)で示す方向に回転する。現像ローラー641は、回転することによって磁気ブラシをブレード645と対向する位置まで搬送する。ブレード645は、現像ローラー641との間にギャップ(隙間)が形成されるように配置されている。したがって、磁気ブラシの厚さがブレード645によって規定される。ブレード645は、現像ローラー641と感光体ドラム65とが対向する位置よりも磁気ローラー642の回転方向の上流側に配置される。
現像ローラー641には、所定の電圧が印加される。これにより、表面に形成された現像剤層が感光体ドラム65と対向する位置まで搬送され、現像剤中のトナーが感光体ドラム65に付着される。
具体的には、第1現像装置64Yは、現像電流測定部646と、現像電源648とを更に備える。現像電源648は、第1現像装置64Yの現像ローラー641に所定の現像バイアスを印加する。
現像電流測定部646は、例えば、現像電源648と現像ローラー641との間に接続される。現像電流測定部646は、現像電源648によって印加された現像バイアスに応じて、第1現像装置64Y及び感光体ドラム65と現像ローラー641との間を流れる現像電流を検知する。現像電流測定部646は、例えば、電流計からなり、現像電流の電流値を測定する。
帯電装置63は、帯電ローラー631と、帯電電流測定部632と、帯電電源633とを有する。詳しくは、帯電ローラー631は、感光体ドラム65と対向して配置される。ブレード645は、現像ローラー641と対向して配置される。帯電電源633は、帯電ローラー631に所定の帯電バイアスを印加することにより、感光体ドラム65を放電によって正の極性に均一に帯電させる。
帯電電流測定部632は、例えば、帯電ローラー631と帯電電源633との間に接続される。帯電電流測定部632は、帯電電源633によって印加された現像バイアスに応じて、帯電装置63を流れる帯電電流を検知する。帯電電流測定部632は、例えば、電流計からなり、帯電電流の電流値を測定する。
判定部13は、現像電流測定部646によって測定された現像電流、及び帯電電流測定部632によって測定された帯電電流に基づいて、感光体ドラム65、帯電装置63、現像装置64、又は露光装置61の異常を判定する。
次に、図1及び図3を参照して、現像電流及び帯電電流について説明する。図3は、画像形成装置1における現像電流及び帯電電流を示す図である。
例えば、現像電流測定部646は、第1現像装置64Yが感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像している間の現像電流の電流値を測定する。
本実施形態において、ユーザーによる画像形成処理の実行を示す指示が画像形成装置1に入力されると、制御部10は、画像形成装置1が備える各部に画像形成動作を開始するよう画像形成部6を制御する。具体的には、制御部10は、帯電装置63、第1現像装置64Y、現像電源648及び露光装置61を制御する。
帯電装置63は、制御部10による制御により、感光体ドラム65の表面を所定の表面電位V0に帯電させる。詳しくは、帯電装置63が感光体ドラム65に帯電バイアスVcを印加すると、感光体ドラム65の表面が表面電位V0に帯電する。このとき、帯電電流測定部632は、帯電電流Icの電流値を測定する。
現像電源648は、制御部10による制御により、現像ローラー641に現像バイアスを印加する。現像バイアスは、直流成分及び交流成分を含む。図3は、直流成分の大きさ(電圧Vdc)が表面電位V0より大きい現像バイアスが、現像ローラー641に印加された場合を示す。なお、現像バイアスは、交流成分を含まなくてもよい。
露光装置61は、制御部10による制御により、帯電装置63が表面電位V0に帯電させた感光体ドラム65にレーザー光を照射する。これにより、感光体ドラム65の表面に静電潜像が形成される。
第1現像装置64Yは、感光体ドラム65の表面に静電潜像が形成されると、制御部10による制御により、感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像する。
このとき、現像電流測定部646は、現像電流の電流値を測定する。図3において、現像電流Idは、トナーが感光体ドラム65へ現像されるときに流れる電流と、現像ローラー641に形成された磁気ブラシを通して感光体ドラム65へ流れる電流とを合わせた電流である。
本実施形態において、第1画像形成ユニット62Y~第4画像形成ユニット62Kの各々における現像装置64及び帯電装置63の構成は、トナー補給部5から補給されるトナーの種類が異なるのみで、他の構成は略同様である。したがって、第2画像形成ユニット62C~第4画像形成ユニット62Kにおける第2現像装置64C~第4現像装置64Kの構成の説明については、説明を省略する。
例えば、感光体ドラム65の表面に静電潜像及びトナー像が繰り返し形成されることで感光体ドラム65の表面の削れ又は汚染等が発生し、例えば感光体ドラム65が均一に帯電しなくなることがある。
同様に、現像ローラー641及び帯電ローラー631においても、表面の削れ又は汚染等が発生する。このような現象が発生すると、高品質な画像の形成が困難になるため、早期発見が望まれる。
次に、図4(a)~(d)を参照して、感光体ドラム65、現像ローラー641又は帯電ローラー631の汚染等について説明する。
図4(a)は、汚染等が発生していない感光体ドラム65、現像ローラー641又は帯電ローラー631を示す図である。
図4(b)は、感光体ドラム65、現像ローラー641又は帯電ローラー631の円周方向の一部に汚染等(部分汚染)が発生している感光体ドラム65、現像ローラー641又は帯電ローラー631を示す図である。
図4(c)は、感光体ドラム65、現像ローラー641又は帯電ローラー631の全面に汚染等(全面汚染)が発生している感光体ドラム65、現像ローラー641又は帯電ローラー631を示す図である。
図4(d)は、感光体ドラム65、現像ローラー641又は帯電ローラー631の軸方向の一部に汚染等(帯汚染)が発生している感光体ドラム65、現像ローラー641又は帯電ローラー631を示す図である。
画像形成装置1において、図4(a)~(d)に示すような汚染等が発生している感光体ドラム65、現像ローラー641又は帯電ローラー631を用いて画像形成を行うと、測定される現像電流及び帯電電流に変化が生じる。
このため、現像電流及び帯電電流の変化を観測することで、感光体ドラム65、現像ローラー641又は帯電ローラー631の汚染等を発見できる。
そこで、本実施形態では、画像形成装置1による画像形成時(通常モード)とは別に、現像電流及び帯電電流の変化を観測するための検知モードを設け、検知モードにおいて現像電流及び帯電電流の変化を観測する。
次に、図1及び図5を参照して、非露光検知モードについて説明する。非露光検知モードは、検知モードの一例である。図5は、非露光検知モードにおいて測定される現像電流及び帯電電流を示す図である。
本実施形態において、画像形成装置1は、例えば、定期的又は不定期に通常モードから非露光検知モードに遷移する。具体的には、画像形成装置1は、予め設定された枚数の用紙Pに画像形成するごとに通常モードから非露光検知モードに遷移したり、制御部10が帯電バイアスVc及び現像バイアスの設定を変更したときに通常モードから非露光検知モードに遷移したりする。
帯電電流測定部632は、非露光検知モードにおいて、露光装置61が感光体ドラム65にレーザー光を照射していない非露光状態における帯電電流(非露光帯電電流)を測定する。
具体的には、帯電装置63は、画像形成装置1が非露光検知モードに遷移すると、制御部10による制御により、感光体ドラム65の表面を所定の表面電位V1に帯電させる。詳しくは、帯電装置63が感光体ドラム65に帯電バイアスVc1を印加すると、感光体ドラム65の表面が表面電位V1に帯電する。このとき、帯電電流測定部632は、非露光帯電電流Ic1の電流値を測定する。
また、現像電源648は、画像形成装置1が非露光検知モードに遷移すると、制御部10による制御により、現像ローラー641に現像バイアスVdc1を印加する。現像バイアス(電圧)Vdc1は、表面電位V1より大きくなるように設定される。このとき、現像電流測定部646は、非露光現像電流Id1の電流値を測定する。
本実施形態において、判定部13は、非露光検知モードにおいて、画像形成装置1が備える各部の異常を判定する。具体的には、判定部13は、帯電電流測定部632によって測定された非露光帯電電流Ic1、及び現像電流測定部646によって測定された非露光現像電流Id1を取得する。
(非露光帯電電流に基づく異常判定)
判定部13は、取得した非露光帯電電流Ic1に基づいて、感光体ドラム65及び帯電装置63が正常であるか異常であるかの判定を行う。詳しくは、判定部13は、取得した非露光帯電電流Ic1に基づいて、感光体ドラム65及び帯電装置63の少なくともいずれか一方を異常と判定する。
判定部13は、取得した非露光帯電電流Ic1に基づいて、感光体ドラム65及び帯電装置63が正常であるか異常であるかの判定を行う。詳しくは、判定部13は、取得した非露光帯電電流Ic1に基づいて、感光体ドラム65及び帯電装置63の少なくともいずれか一方を異常と判定する。
例えば、判定部13は、取得した非露光帯電電流Ic1の前回の非露光帯電電流からの変化量C1を測定し、変化量C1が所定の閾値(例えば10%)より大きい場合、感光体ドラム65及び帯電装置63の少なくともいずれか一方を異常と判定する。なお、変化量C1は、非露光帯電電流Ic1の前回の非露光帯電電流からの変化量に限らず、さらに以前に測定された非露光帯電電流からの変化量、及び予め設定された初期値からの変化量等であってもよい。
また、判定部13は、例えば、取得した非露光帯電電流Ic1の周期的な変化に基づいて、感光体ドラム65又は帯電装置63の異常を判定する。詳しくは、判定部13は、取得した非露光帯電電流Ic1に周期的な変化があるかを測定する。例えば、感光体ドラム65に図4(b)に示すような汚染が発生している場合、非露光帯電電流Ic1は、感光体ドラム65の回転速度に応じた周期的な変動をする。このため、判定部13は、取得した非露光帯電電流Ic1に感光体ドラム65の回転速度に応じた周期的な変化がある場合、感光体ドラム65を異常と判定する。
なお、判定部13は、例えば、非露光帯電電流Ic1に帯電ローラー631の回転速度に応じた周期的な変化がある場合、帯電ローラー631(帯電装置63)を異常と判定する。
例えば、制御部10は、判定部13による判定結果を取得し、判定部13が感光体ドラム65を異常と判定した場合、感光体ドラム65の異常を通知するように通知部14を制御する。通知部14は、例えば、感光体ドラム65の異常をユーザーに通知する表示を液晶ディスプレー21に表示する処理を行って感光体ドラム65の異常をユーザーに通知する。
ユーザーは、液晶ディスプレー21の表示を見て、例えば、感光体ドラム65に関して異常が存在することを認識し、画像形成装置1に対する適切なメンテナンス処理を行うことができる。
一方、判定部13は、取得した非露光帯電電流Ic1に周期的な変化がない場合、帯電装置63を異常と判定する。
例えば、制御部10は、判定部13による判定結果を取得し、判定部13が帯電装置63を異常と判定した場合、帯電装置63の異常を通知するように通知部14を制御する。通知部14は、例えば、帯電装置63の異常をユーザーに通知する表示を液晶ディスプレー21に表示する処理を行って帯電装置63の異常をユーザーに通知する。
ユーザーは、液晶ディスプレー21の表示を見て、例えば、帯電装置63に関して異常が存在することを認識し、画像形成装置1に対する適切なメンテナンス処理を行うことができる。
(非露光現像電流に基づく異常判定)
本実施形態において、判定部13は、例えば、変化量C1が所定の閾値(例えば10%)以下の場合、取得した非露光現像電流Id1に基づいて、現像装置64が正常であるか異常であるかの判定を行う。
本実施形態において、判定部13は、例えば、変化量C1が所定の閾値(例えば10%)以下の場合、取得した非露光現像電流Id1に基づいて、現像装置64が正常であるか異常であるかの判定を行う。
判定部13は、例えば、取得した非露光現像電流Id1の前回の非露光現像電流からの変化量C2を測定し、変化量C2が所定の閾値(例えば5%)より大きい場合、現像装置64を異常と判定する。なお、変化量C2は、非露光現像電流Id1の前回の非露光現像電流からの変化量に限らず、さらに以前に測定された非露光現像電流からの変化量、及び予め設定された初期値からの変化量等であってもよい。
例えば、制御部10は、判定部13による判定結果を取得し、判定部13が現像装置64を異常と判定した場合、現像装置64の異常を通知するように通知部14を制御する。通知部14は、例えば、現像装置64の異常をユーザーに通知する表示を液晶ディスプレー21に表示する処理を行って現像装置64の異常をユーザーに通知する。
ユーザーは、液晶ディスプレー21の表示を見て、例えば、現像装置64に関して異常が存在することを認識し、画像形成装置1に対する適切なメンテナンス処理を行うことができる。
また、例えば、現像ローラー641に図4(b)に示すような汚染が発生している場合、非露光現像電流Id1は、周期的に変動する。このため、判定部13は、取得した非露光現像電流Id1の周期的な変化を測定すると、現像装置64の異常を詳細に検出することができる。
画像形成装置1は、判定部13が感光体ドラム65、帯電装置63又は現像装置64を異常と判定するか、いずれも異常と判定しない場合、非露光検知モードを終了する。画像形成装置1は、非露光検知モードを終了すると、通常モード又は露光検知モードに遷移する。露光検知モードは、検知モードの一例である。
画像形成装置1は、非露光検知モードにおいて、感光体ドラム65、帯電装置63及び現像装置64が異常と判定されない場合、露光検知モードに遷移して現像電流の変化を観測することで、非露光検知モードにおいて判定される異常と異なる種類の異常を検出することができる。
(露光現像電流に基づく異常判定)
次に、図1、図6及び図7を参照して、露光検知モードについて説明する。図6は、露光装置61が感光体ドラム65にレーザー光を照射する様子を示す図である。図7は、露光検知モードにおいて測定される現像電流を示す図である。
次に、図1、図6及び図7を参照して、露光検知モードについて説明する。図6は、露光装置61が感光体ドラム65にレーザー光を照射する様子を示す図である。図7は、露光検知モードにおいて測定される現像電流を示す図である。
帯電装置63は、画像形成装置1が露光検知モードに遷移すると、制御部10による制御により、感光体ドラム65の表面を所定の表面電位V1に帯電させる。詳しくは、帯電装置63が感光体ドラム65に帯電バイアスVc1を印加すると、感光体ドラム65の表面が表面電位V1に帯電する。
現像電源648は、画像形成装置1が露光検知モードに遷移すると、制御部10による制御により、現像ローラー641に現像バイアスVdc2を印加する。現像バイアス(電圧)Vdc2は、表面電位V1より小さくなるように設定される。
露光装置61は、制御部10による制御により、表面電位V1に帯電している感光体ドラム65にレーザー光を照射する。詳しくは、図6に示すように、露光装置61は、感光体ドラム65における軸方向の左端の範囲L1から感光体ドラム65の軸方向に右に範囲L2まで照射位置を移動させながらレーザー光を照射して感光体ドラム65の全面(範囲LA)を露光させる(全面露光)。これにより、感光体ドラム65の全面(範囲LA)に静電潜像が形成される。
また、露光装置61によるレーザー光の照射により、感光体ドラム65における範囲LAの表面電位は、表面電位V1から表面電位VLへ変化する。表面電位VLは、電圧Vdc2より小さい電位である。
現像装置64は、感光体ドラム65の表面に静電潜像が形成されると、制御部10による制御により、感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像する。
現像電流測定部646は、露光により感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像装置64が現像している間の現像電流(露光現像電流)Id2Aを測定する。
次に、図8(a)及び(b)を参照して、露光現像電流Id2Aについて説明する。図8(a)及び(b)は、感光体ドラム65の軸方向における表面電位及び現像ローラー641に印加された電圧を示す図である。図8(a)及び(b)は、横軸に感光体ドラム65の軸方向を示し、縦軸に電位(電圧)を示す。
図8(a)は、露光装置61等に異常がない場合の露光現像電流Id2Aを示す。図8(a)では、全面露光により感光体ドラム65の表面電位が表面電位VLに均一に帯電している。この状態において測定される露光現像電流Id2Aは、ハッチングで示す部分の面積に相当する。
図8(b)は、露光装置61等の異常により感光体ドラム65の露光に異常がある(露光異常)場合の露光現像電流Id2Aを示す。図8(b)では、露光異常のため、全面露光後の感光体ドラム65の表面電位の一部が表面電位VLより高電位の表面電位VLaに帯電している。この状態において測定される露光現像電流Id2Aは、図8(a)における露光現像電流Id2Aより小さくなる。
判定部13は、露光検知モードにおいて、現像電流測定部646によって測定された露光現像電流Id2Aを取得し、取得した露光現像電流Id2Aに基づいて、露光異常か否かの判定を行う。
例えば、判定部13は、取得した露光現像電流Id2Aの前回の露光現像電流からの変化量C3を測定し、変化量C3が所定の閾値(例えば10%)より大きい場合、露光異常と判定する。なお、変化量C3は、露光現像電流Id2Aの前回の露光現像電流からの変化量に限らず、さらに以前に測定された露光現像電流からの変化量、及び予め設定された初期値からの変化量等であってもよい。
制御部10は、判定部13による判定結果を取得し、判定結果が「露光異常」の場合、例えば、露光装置61の異常をユーザーに通知する表示を液晶ディスプレー21に表示する処理を行う。
ユーザーは、液晶ディスプレー21の表示を見て、例えば、露光装置61に関して異常が存在することを認識し、画像形成装置1に対する適切なメンテナンス処理を行うことができる。
画像形成装置1は、露光異常か否かの判定を行うと、露光検知モードを終了する。画像形成装置1は、露光検知モードを終了すると、通常モードに遷移する。
(部分露光検知)
本実施形態では、露光検知モードにおいて全面露光における露光現像電流Id2Aに基づいて露光異常か否かの判定を行う(全面露光検知)構成に限らず、感光体ドラム65の一部にレーザー光が照射されている(部分露光)状態における露光現像電流Id2Bに基づいて露光異常か否かの判定を行う(部分露光検知)構成であってもよい。なお、露光検知モードにおいて、全面露光検知が行われるか、部分露光検知が行われるかは、例えば、予め設定されていてもよいし、露光検知モードに遷移するたびにユーザーの入力によって選択されてもよい。
本実施形態では、露光検知モードにおいて全面露光における露光現像電流Id2Aに基づいて露光異常か否かの判定を行う(全面露光検知)構成に限らず、感光体ドラム65の一部にレーザー光が照射されている(部分露光)状態における露光現像電流Id2Bに基づいて露光異常か否かの判定を行う(部分露光検知)構成であってもよい。なお、露光検知モードにおいて、全面露光検知が行われるか、部分露光検知が行われるかは、例えば、予め設定されていてもよいし、露光検知モードに遷移するたびにユーザーの入力によって選択されてもよい。
次に、図1、図9~図11を参照して、部分露光検知について説明する。図9は、露光装置61による部分露光を示す図である。図9は、照射位置が感光体ドラム65における軸方向の左端の範囲L1から感光体ドラム65の軸方向に右に範囲L2まで移動している様子を示す。
具体的には、部分露光検知において、現像電源648は、制御部10による制御により、現像ローラー641に現像バイアスVdc2を印加する。
露光装置61は、制御部10による制御により、表面電位V1に帯電している感光体ドラム65における軸方向の左端の範囲L1にレーザー光を照射する。これにより、感光体ドラム65の表面の範囲L1に静電潜像が形成される。
現像装置64は、感光体ドラム65の表面の範囲L1に静電潜像が形成されると、制御部10による制御により、感光体ドラム65の表面の範囲L1に形成された静電潜像を現像する。
露光装置61は、現像装置64が現像している間に、レーザー光の照射位置を範囲L1から感光体ドラム65の軸方向に右に範囲L2まで移動させる。
現像装置64は、露光装置61がレーザー光の照射位置を範囲L1から範囲L2まで移動させている間、感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像する。
現像電流測定部646は、現像装置64が現像している間の現像電流(露光現像電流)Id2Bの電流値を測定する。
本実施形態において、露光装置61は、現像ローラー641が1回転する期間より長い期間にわたってレーザー光を感光体ドラム65に照射する。現像ローラー641は、円周振れのため、回転毎に露光現像電流Id2Bが変動するためである。
次に、図10(a)~(e)を参照して、露光現像電流Id2Bについて説明する。図10(a)~(e)は、感光体ドラム65の軸方向における表面電位及び現像ローラー641に印加された電圧を示す図である。図10(a)~(e)は、横軸に感光体ドラム65の軸方向を示し、縦軸に電位(電圧)を示す。
図10(a)は、露光装置61がレーザー光を照射していない状態において、感光体ドラム65の表面が表面電位V1に均一に帯電していることを示している。
この状態において、露光現像電流Id2Bは、現像ローラー641に形成された磁気ブラシ中のトナーが現像ローラー641へ移動するときに流れる電流と、現像ローラー641に形成された磁気ブラシを通して感光体ドラム65から流れる電流とを合わせた電流(Id3)である。
図10(b)は、露光装置61が図5に示す範囲L1にレーザー光を照射している状態における表面電位V1、表面電位VL及び電圧Vdc2を示す。
露光装置61によるレーザー光の照射により、感光体ドラム65における範囲L1の表面電位は、表面電位V1から表面電位VLへ変化する。表面電位VLは、電圧Vdc2より小さい電位である。
この状態において、感光体ドラム65における範囲L1に対向する現像ローラー641の部分E1には、トナーが感光体ドラム65へ現像されるときに流れる電流と、現像ローラー641に形成された磁気ブラシを通して感光体ドラム65へ流れる電流とを合わせた現像電流(Id4)が流れる。また、現像ローラー641における部分E1以外には、現像電流Id4と逆向きの現像電流Id3が流れる。このことから、現像ローラー641全体を流れる露光現像電流Id2Bは、現像電流Id3及び現像電流Id4の合計電流となる。
図10(c)は、露光装置61がレーザー光の照射位置を範囲L1から右に移動させた状態における表面電位V1、表面電位VL及び電圧Vdc2を示す。この状態においては、図10(b)と同様に、感光体ドラム65におけるレーザー光が照射されている位置に対向する現像ローラー641の部分には、現像電流Id4が流れ、他の部分には、現像電流Id3が流れるため、露光現像電流Id2Bの大きさは、図10(b)と同じである。
図10(d)は、露光装置61がレーザー光の照射位置を図10(c)に示す位置から更に右に移動させた状態における表面電位V1、表面電位VL及び電圧Vdc2を示す。この状態において、現像ローラー641を流れる露光現像電流Id2Bは、図10(b)及び図10(c)と同様である。
図10(e)は、露光装置61がレーザー光の照射位置を図9に示す範囲L2に移動させた状態における表面電位V1、表面電位VL及び電圧Vdc2を示す。この状態において、現像ローラー641を流れる露光現像電流Id2Bは、図10(b)~(d)と同様である。
以上のように、感光体ドラム65においてレーザー光が照射されている範囲と、レーザー光が照射されていない範囲との割合は一定であるため、感光体ドラム65の表面が表面電位V1に均一に帯電している場合、現像電流Id3及び現像電流Id4の合計電流は、一定である。
本実施形態において、表面電位V1を画像形成処理において設定される表面電位より小さく設定することで、現像電流Id4が小さくなり、移動するトナーの量を少なくすることができる。このため、消費されるトナーの量を抑制することができる。
次に、図11(a)~(e)を参照して、露光異常の場合の露光現像電流Id2Bについて説明する。図11(a)~(e)は、感光体ドラム65の軸方向における表面電位及び現像ローラー641に印加された電圧を示す図である。図11(a)~(e)は、横軸に感光体ドラム65の軸方向を示し、縦軸に電位(電圧)を示す。
図11(a)、(b)、(d)及び(e)は、それぞれ図10(a)、(b)、(d)及び(e)と同じ状態である。
図11(c)は、露光装置61がレーザー光の照射位置を範囲L1から右の範囲L3に移動させた状態における表面電位V1及び電圧Vdc2を示す。このとき、範囲L3において露光異常のため、表面電位が表面電位V1から表面電位VLaへ変化したものとする。表面電位VLaは、表面電位VLより高電位であるものとする。この場合、露光現像電流Id2Bの大きさは、図11(c)に示す現像電流Id5が図11(b)、(d)及び(e)に示す現像電流Id4の大きさより小さくなるため、大きくなる。このように、感光体ドラム65に露光異常が生じている場合、露光現像電流Id2Bが一定ではなくなる。
本実施形態において、上記のような露光現像電流Id2Bの変動を検知して、露光異常を判定することができる。
例えば、図1に示す判定部13は、上記処理が行われている間に現像電流測定部646によって測定された露光現像電流Id2Bを取得し、取得した露光現像電流Id2Bの変化量を測定し、露光現像電流Id2Bの大きさが所定の閾値以上にわたって変化した箇所が存在した場合、露光異常と判定する。
具体的には、判定部13は、露光現像電流Id2Bの大きさが図11(b)及び(c)並びに図11(c)及び(d)にかけて変化していることから、露光異常と判定する。
一方、判定部13は、図10(b)~(e)に示すように、露光現像電流Id2Bが一定の大きさである場合、「露光異常なし」と判定する。
制御部10は、判定部13による判定結果を取得し、判定結果が「露光異常」の場合、例えば、露光装置61の異常をユーザーに通知する表示を液晶ディスプレー21に表示する処理を行う。
ユーザーは、液晶ディスプレー21の表示を見て、例えば、露光装置61に関して異常が存在することを認識し、画像形成装置1に対する適切なメンテナンス処理を行うことができる。
以上のように、本実施形態において、非露光帯電電流Ic1、非露光現像電流Id1及び露光現像電流Id2A、Id2Bの変動を測定することで、露光装置61、帯電装置63、現像装置64及び感光体ドラム65等の劣化の予測に役立てることができる。
次に、図12を参照して、本実施形態に係る非露光検知プロセスについて説明する。図12は、本実施形態に係る非露光検知プロセスを示すフローチャートである。
帯電電流測定部632及び現像電流測定部646は、画像形成装置1が通常モードから非露光検知モードに遷移すると、それぞれ、非露光帯電電流Ic1及び非露光現像電流Id1の電流値を測定する(ステップS11)。
判定部13は、帯電電流測定部632によって測定された非露光帯電電流Ic1を取得し、取得した非露光帯電電流Ic1の前回の非露光帯電電流からの変化量C1を測定し、変化量C1が所定の閾値(例えば10%)より大きいか、所定の閾値以下かを判定する(ステップS12)。
判定部13は、変化量C1が所定の閾値(例えば10%)より大きい場合(ステップS12でYes)、感光体ドラム65及び帯電装置63の少なくともいずれか一方を異常と判定し、さらに、感光体ドラム65又は帯電装置63のいずれが異常であるかを判定する(ステップS13)。
判定部13は、例えば、感光体ドラム65の回転速度に応じた周期的な変化が非露光帯電電流Ic1にある場合(ステップS13でYes)、感光体ドラム65を異常と判定する(ステップS14)。通知部14は、感光体ドラム65の異常をユーザーに通知する(ステップS18)。画像形成装置1は、非露光検知モードを終了する(ステップS20)。
一方、判定部13は、非露光帯電電流Ic1に周期的な変化がない場合(ステップS13でNo)、帯電装置63を異常と判定する(ステップS15)。通知部14は、帯電装置63の異常をユーザーに通知する(ステップS18)。画像形成装置1は、非露光検知モードを終了する(ステップS20)。
また、判定部13は、変化量C1が所定の閾値(例えば10%)以下の場合(ステップS12でNo)、現像電流測定部646によって測定された非露光現像電流Id1を取得し、取得した非露光現像電流Id1の前回の非露光帯電電流からの変化量C2を測定し、変化量C2が所定の閾値(例えば5%)より大きいか、所定の閾値以下かを判定する(ステップS16)。
判定部13は、変化量C2が所定の閾値(例えば5%)より大きい場合(ステップS16でYes)、現像装置64を異常と判定する(ステップS17)。通知部14は、現像装置64の異常をユーザーに通知する(ステップS18)。画像形成装置1は、非露光検知モードを終了する(ステップS20)。
一方、判定部13は、変化量C2が所定の閾値(例えば5%)以下の場合(ステップS16でNo)、現像装置64を正常と判定する。画像形成装置1は、判定部13が現像装置64を正常と判定すると、非露光検知モードから露光検知モードに遷移し(ステップS19)、非露光検知モードを終了する(ステップS20)。
次に、図13を参照して、本実施形態に係る全面露光検知プロセスについて説明する。図13は、本実施形態に係る全面露光検知プロセスを示すフローチャートである。
露光装置61は、感光体ドラム65にレーザー光を照射し、(ステップS31)、レーザー光の照射位置を感光体ドラム65の軸方向に移動させて(ステップS32)、感光体ドラム65を全面露光させる。
現像装置64は、全面露光により感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像する(ステップS33)。
現像電流測定部646は、現像装置64が静電潜像を現像している間の露光現像電流Id2Aを測定する(ステップS34)。
判定部13は、現像電流測定部646によって測定された露光現像電流Id2Aの変化量C3を測定し、変化量C3が所定の閾値(例えば10%)より大きいか、所定の閾値以下かを判定する(ステップS35)。
判定部13は、変化量C3が所定の閾値(例えば10%)より大きい場合(ステップS35でYes)、露光異常と判定する(ステップS36)。通知部14は、露光異常をユーザーに通知する(ステップS37)。画像形成装置1は、露光検知モードを終了する(ステップS39)。
一方、判定部13は、変化量C3が所定の閾値(例えば10%)以下の場合(ステップS35でNo)、「露光異常なし」と判定する(ステップS38)。画像形成装置1は、判定部13が「露光異常なし」と判定すると、露光検知モードを終了する(ステップS39)。
次に、図14を参照して、本実施形態に係る部分露光検知プロセスについて説明する。図14は、本実施形態に係る部分露光検知プロセスを示すフローチャートである。
まず、露光装置61は、感光体ドラム65の一部にレーザー光を照射して感光体ドラム65を部分露光させる(ステップS41)。
現像装置64は、部分露光により感光体ドラム65の表面に形成された静電潜像を現像する(ステップS42)。
露光装置61は、現像装置64が静電潜像を現像している間に、レーザー光の照射位置を感光体ドラム65の軸方向に移動させる(ステップS43)。
現像電流測定部646は、現像装置64が静電潜像を現像している間の露光現像電流Id2Bを測定する(ステップS44)。
判定部13は、現像電流測定部646によって測定された露光現像電流Id2Bの変化量を測定し、露光現像電流Id2Bの変動を検知する(ステップS45)。露光現像電流Id2Bの大きさが所定の閾値以上にわたって変化した箇所が存在した場合(ステップS45でYes)、露光異常と判定する(ステップS46)。通知部14は、露光異常をユーザーに通知する(ステップS47)。画像形成装置1は、露光検知モードを終了する(ステップS49)。
一方、判定部13は、露光現像電流Id2Bの変動が所定の閾値以下の場合(ステップS45でNo)、「露光異常なし」と判定する(ステップS48)。画像形成装置1は、判定部13が「露光異常なし」と判定すると、露光検知モードを終了する(ステップS48)。
次に、本発明が実施例に基づき具体的に説明されるが、本発明は以下の実施例によって限定されない。
本発明の実施例では、画像形成装置1として複合機を使用した。複合機は、TASKalfa2550Ci(京セラドキュメントソリューションズ株式会社)改造機であった。
複合機の実験条件は次の通りであった。
・感光体ドラム65:アモルファスシリコンドラム
・ブレード645:SUS430、磁性
・ブレード645の厚み:1.5mm
・現像ローラー641の表面形状:ローレット加工+ブラスト(Rzjis=5~10μm)
・現像ローラー641の外径:20mm
・現像ローラー641の凹部:周方向80列
・現像ローラー641の周速/感光体ドラム65の周速:1.8
・現像ローラー641及び感光体ドラム65間の距離:0.30mm
・現像バイアスの交流成分:duty50%、短形波、6kHz
・トナー:外径6.8μm、正帯電性
・キャリア:外径35μm、フェライト・樹脂コートキャリア
・トナー濃度:8%
・プリント速度:55枚/分
・現像剤搬送量:250g/m2
・帯電装置63(帯電ローラー):外径12mm、芯金8mm、ゴム抵抗4.8LogΩ(DC500V印加時)
・帯電装置63の帯電バイアス:直流成分350V、交流成分1000V
・感光体ドラム65:アモルファスシリコンドラム
・ブレード645:SUS430、磁性
・ブレード645の厚み:1.5mm
・現像ローラー641の表面形状:ローレット加工+ブラスト(Rzjis=5~10μm)
・現像ローラー641の外径:20mm
・現像ローラー641の凹部:周方向80列
・現像ローラー641の周速/感光体ドラム65の周速:1.8
・現像ローラー641及び感光体ドラム65間の距離:0.30mm
・現像バイアスの交流成分:duty50%、短形波、6kHz
・トナー:外径6.8μm、正帯電性
・キャリア:外径35μm、フェライト・樹脂コートキャリア
・トナー濃度:8%
・プリント速度:55枚/分
・現像剤搬送量:250g/m2
・帯電装置63(帯電ローラー):外径12mm、芯金8mm、ゴム抵抗4.8LogΩ(DC500V印加時)
・帯電装置63の帯電バイアス:直流成分350V、交流成分1000V
次に、図15を参照して、本実施例に係る画像形成装置1の非露光検知モードにおいて測定された非露光帯電電流Ic1及び非露光現像電流Id1について説明する。図15は、本実施例に係る画像形成装置1の非露光帯電電流Ic1及び非露光現像電流Id1を示すグラフである。図15は、横軸に印字枚数を示し、縦軸(左)に非露光帯電電流Ic1の電流値を示し、縦軸(右)に非露光帯電電流Ic1の電流値を示す。
本実施例において、画像形成装置1は、100枚の用紙Pに画像形成(印字)されるごとに非露光検知モードに遷移して非露光帯電電流Ic1及び非露光現像電流Id1を測定した。
印字枚数0枚の時に測定された非露光帯電電流Ic1及び非露光現像電流Id1は、それぞれ、180μA及び11μAであった。印字枚数100枚の時に測定された非露光帯電電流Ic1及び非露光現像電流Id1は、それぞれ、175μA及び10.8μAであった。印字枚数200枚の時に測定された非露光帯電電流Ic1及び非露光現像電流Id1は、それぞれ、169μA及び10.6μAであった。印字枚数300枚の時に測定された非露光帯電電流Ic1及び非露光現像電流Id1は、それぞれ、155μA及び10.5μAであった。
本実施例において、印字枚数300枚の時に測定された非露光帯電電流Ic1(155μA)が、印字枚数0枚の時に測定された非露光帯電電流Ic1(180μA)から10%を越えて変動していることから、印字枚数300枚の時に非露光現像電流Id1による判定を実施した。
印字枚数300枚の時の非露光現像電流Id1による判定では、非露光現像電流Id1(10.5μA)が、印字枚数0枚の時に測定された非露光現像電流Id1(11μA)から5%を越えて変動していることから、画像形成装置1は、露光検知モードに遷移し、全面露光検知又は部分露光検知を行った。
また、本実施例において、部分露光検知を行う際の、表面電位V1を230Vとした場合、図10(a)に示す露光現像電流Id2Bの大きさは、-2.0μAであった。ここで、露光現像電流Id2Bの符号は、露光現像電流Id2Bの流れる方向を示す。露光現像電流Id2Bのマイナスは、露光現像電流Id2Bが感光体ドラム65から現像ローラー641へ流れることを示す。また、図10(b)~(e)に示すレーザー光の照射による変化後の表面電位VLが10Vである場合、露光現像電流Id2B(Id3+Id4)の大きさは、-0.48μAであった。なお、ここでは、測定精度を上げるため、露光現像電流Id2Bの直流成分を取得して判定を行っている。
図11(a)、(b)、(d)及び(e)は、それぞれ図10(a)、(b)、(d)及び(e)と同じ状態であるため、図11(a)における露光現像電流Id2Bの大きさは、-2.0μAであり、図11(b)、(d)及び(e)における露光現像電流Id2Bの大きさは、-0.48μAであった。図11(c)における露光現像電流Id2B(Id3+Id5)の大きさは、-0.65μAであった。
本実施例では、現像ローラー641の表面形状が「ローレット加工+ブラスト」であったが、これに限らず、「傾斜があるローレット溝+ブラスト」、「凹形状(ディンプル)+ブラスト」、「ローレット溝」、「ブラスト加工」及び「凹形状(ディンプル)」であってもよい。
また、本実施例では、トナーが正帯電性であったが、これに限らず、トナーが負帯電性であってもよい。この場合、表面電位V1及び電圧Vdc2は、マイナス電位であり、電圧Vdc2が表面電位V1より大きくなる。
以上、図面(図1~図15)を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。
1 :画像形成装置
13 :判定部
14 :通知部
61 :露光装置
63 :帯電装置
64 :現像装置
65 :感光体ドラム
632 :帯電電流測定部
633 :帯電電源
641 :現像ローラー
646 :現像電流測定部
648 :現像電源
C1~C3 :変化量
Ic :帯電電流
Ic1 :非露光帯電電流
Id1 :非露光現像電流
Id2A :露光現像電流
Id2B :露光現像電流
Id、Id3~5 :現像電流
V0、V1、VL、VLa :表面電位
Vc、Vc1 :帯電バイアス
Vdc1、Vdc2 :現像バイアス
13 :判定部
14 :通知部
61 :露光装置
63 :帯電装置
64 :現像装置
65 :感光体ドラム
632 :帯電電流測定部
633 :帯電電源
641 :現像ローラー
646 :現像電流測定部
648 :現像電源
C1~C3 :変化量
Ic :帯電電流
Ic1 :非露光帯電電流
Id1 :非露光現像電流
Id2A :露光現像電流
Id2B :露光現像電流
Id、Id3~5 :現像電流
V0、V1、VL、VLa :表面電位
Vc、Vc1 :帯電バイアス
Vdc1、Vdc2 :現像バイアス
Claims (7)
- 表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電装置と、
前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記現像装置に所定の現像バイアスを印加する現像電源と、
前記像担持体に光を照射する露光装置と、
前記像担持体を流れる帯電電流を測定する帯電電流測定部と、
前記現像装置を流れる現像電流を測定する現像電流測定部と、
前記像担持体、前記帯電装置、前記現像装置、又は前記露光装置の異常を判定する判定部と
を備え、
前記帯電電流測定部は、前記露光装置が前記像担持体に光を照射していない非露光状態における前記像担持体の非露光表面電位より大きい前記現像バイアスが前記現像装置に印加されている場合の非露光帯電電流を測定し、
前記現像電流測定部は、前記非露光状態における前記像担持体の非露光表面電位より大きい前記現像バイアスが前記現像装置に印加されている場合の非露光現像電流を測定し、
前記現像電流測定部は、前記露光装置が前記像担持体に光を照射している露光状態における前記像担持体の露光表面電位より大きく、かつ非露光表面電位より小さい前記現像バイアスが前記現像装置に印加されている場合の露光現像電流を測定し、
前記判定部は、前記非露光帯電電流、前記非露光現像電流及び前記露光現像電流に基づいて、前記像担持体、前記帯電装置、前記現像装置、又は前記露光装置の異常を判定する、画像形成装置。 - 前記判定部は、前記非露光帯電電流の変化量が所定の閾値より大きい場合、前記像担持体及び前記帯電装置の少なくともいずれか一方を異常と判定する、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記判定部は、前記帯電電流の周期的な変化に基づいて、前記像担持体又は前記帯電装置の異常を判定する、請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記判定部は、前記非露光現像電流の変化量が所定の閾値より大きい場合、前記現像装置を異常と判定する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記判定部は、前記露光現像電流の変化量が所定の閾値より大きい場合、前記露光装置を異常と判定する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記露光装置は、前記像担持体の一部に前記光を照射し、前記光を照射する位置を前記像担持体の軸方向に移動させ、
前記現像装置は、前記露光装置が前記光を移動させている間に、前記静電潜像を現像する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は、各部の異常を通知する通知部を更に備える、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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JP2021162771A JP2021162771A (ja) | 2021-10-11 |
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JP2018155837A (ja) | 2017-03-16 | 2018-10-04 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置、膜厚差推定方法および管理システム |
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