JPH0460651A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＩＬＩ曵土」した■ 本発明は、電子写真法を利用した複写機やプリンターな
どの画像形成装置に関するものでキリ、特に、電子写真
感光体のような像担持体表面番こエネルギー波を照射し
、その反射波の強度を検出することにより像担持体の寿
命を判定するようにした点に特徴を有する画像形成装置
に関するものである。

灸迷Ｊと支止 従来の電子写真法による画像形成装置、即ち電子写真複
写機の一例を第７図に示す。本例にて像担持体である感
光体ドラム１は回転自在に担持され、矢印方向に回転し
、その周囲に画像形成手段が設けられる。即ち、感光体
ドラム１は、１次帯電器２により一様に帯電されて暗部
電位Ｖｏと成した後、画像情報に応じて露光３が付与さ
れ光の当たった部分は明部電位ＶＬとされる。現像器４
に設けられた現像スリーブ４１にて担持し搬送される荷
電粒子（以後「トナー」と称する。）が反転現像法によ
って明部に付与され、トナー像７が形成される１次いで
、該トナー像７は、給送手段（図示せず）により感光体
ドラム１と同期して送られる転写材６と重ねられ、転写
帯電器５の作用の下に転写材６上に転写される。転写材
６上に転写されたトナー像は定着器（図示せず）により
永久定着される。一方、転写を終わった感光体ドラム１
の表面の残留トナーはクリーナ８により清掃され、感光
体ドラム１は繰り返し使用される。

第８図は、暗部電位Ｖ、（−６００Ｖ）　、明部電位Ｖ
Ｌ　（−１００Ｖ）に対して暗部電位と同じマイナス極
性を有するトナーが反転現像により明部に付着する様子
を示す模式図である。Ｖｏｃ（−５００Ｖ）は現像レベ
ルを決定する現像バイアスであり、バイアス電源（図示
せず）より現像スリーブ４１に印加される。通常、現像
バイアスｖ０゜は暗部電位Ｖ。と明部電位ＶＬの中間に
位置するようにレベルが設定される。

が　　しよ　と　る しかしながら、上記従来例では、クリーナ８に設けられ
たクリーニングブレード８１が感光体ドラム１上の残留
トナーを除去するべく感光体ドラムｌを摺擦するために
、感光体ドラムｌは繰り返し使用するうちに劣化して、
画像上に地かぶりを生ずることがある。第９図（ａ）は
、このような地かぶりの例を示すものである。

第９図（ａ）に示すように、一般にはクリーニングブレ
ード８１の摺擦力が両端部で大きいために、感光体ドラ
ム１の劣化も両端部から起こり始め、そのために地かぶ
りも両端から生じる傾向にある。第９図（ｂ）は、感光
体ドラム１の軸方向にみた劣化の生じた時の１次帯電後
の暗部電位ＶＤを示すもので、両端部で暗部電位ＶＤの
落ち込みが生じていることが分かる。

第１０図は、この地かぶりを生じた部分の暗部電位ＶＤ
、明部電位■、と現像バイアスＶｎｃの関係を示すもの
で、暗部電位ＶＤが落ち込んで現像バイアスＶｏｃより
も低レベルとなるために本来白地である暗部にトナーが
付着する様子を示している。

このような地かぶりは、第９図に図示されるように、最
大サイズの転写材６（例えばＢ４サイズ）を用いた時に
はプリント画像上の欠陥（地かぶり）となるが、小サイ
ズ紙（例えばＡ４サイズ）を用いた時にはプリント画像
上には異常がない。しかしながら、小サイズ紙を用いた
場合であっても、感光体ドラム１上の両端部には非画像
部であるにも拘らずトナーが付着しており、感光体ドラ
ム１の回転にともないクリーナ８に地かぶりのトナーが
回収され、遂にはクリーナ８から回収されたトナーが溢
れて画像汚れを生じることになる。

このような欠点を防ぐために、従来、感光体ドラム１の
回転数をカウントして所定値に達したところで感光体ド
ラム１が寿命に達した旨の警告信号を出すことが行われ
ている。

しかしながら、感光体ドラム１の交換時にカウントをリ
セットせねばならず、その煩雑さもさることながら使用
中に誤ってリセットされた場合には実際の感光体ドラム
ｌの寿命とカウントが合致しな（なるという不正確さが
あった。又、感光体ドラム１の劣化の進行度は、環境に
よりクリーナブレード８１の摺擦力が変化するので高温
時に比べれば低温時の方が劣化が早いという様に必ずし
も感光体ドラム１の回転数で一義的に決まるものではな
い。従って、通常、感光体ドラム１の寿命判定のために
は判定値は最も劣化の激しい条件下で決められるため、
それ以外の使用条件では、実際に寿命に達していないに
も拘らず寿命到来が警告されるという不都合があった。

従って、本発明の目的は、現像工程後でクリーニング工
程前において像担持体である感光体表面の非画像領域に
光又は超音波などのエネルギー波を照射し、その反射波
の強度を検出することにより感光体の寿命を正確に検知
し、地かぶりを防止し、或はクリーナからのトナー溢れ
に起因した画像汚れをも防止し、常に高品質の画像を得
ることのできる画像形成装置に関するものである。

るための 上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。

要約すれば本発明は、感光体からなる像担持体に潜像を
形成し、該潜像を現像してトナー像となし、該トナー像
を転写材に転写して画像を形成し、前記像担持体は表面
上に残留したトナーをクリーナで除去することにより繰
り返し画像形成に供せられるようにした画像形成装置に
おいて、現像工程後で、クリーニング工程前において前
記像担持体表面の非画像領域にエネルギー波を照射し、
その反射波の強度を検出し、検出された強度レベルを予
め定められた基準レベルと比較して前記像担持体が寿命
に達したか否かを判定し、寿命到来時には警告信号を出
すことを特徴とする画像形成装置である。

本発明の好ましい実施態様によると、クリーナに設けら
れたクリーニングブレードの像担持体に対する長手方向
の当接圧力を異ならせて、当接圧力の大きい部分の非画
像領域にエネルギー波を照射し、像担持体の寿命が判定
される。

及Ｌ１ 次に１本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳
しく説明する。

第１図に本発明の第１実施例を示す電子写真複写機が示
される０本実施例の電子写真複写機は、第７図に関連し
て説明した電子写真複写機と同じ構成とされ、従って、
同じ作用をなす部材には同じ参照番号を付して詳しい説
明は省略する。

本発明によれば、更に、感光体ドラム１の回転方向で見
て、現像器４の下流側であって、クリーナ８の上流側の
任意の場所に、少なくとも１個以上の、本実施例では２
個の光検知器９（９ａ、９ｂ）が配置される。光検知器
９は、発光部１０、受光部１１及びコンパレータ１２を
具備する。

斯る構成にて、発光部１０より出射した光は感光体ドラ
ム１の表面で反射され受光部１１に入る。受光部１１で
は光強度に応じた電気信号が発生し、電圧に交換されて
コンパレータ１２に入力される。コンパレータ１２では
基準電圧Ｅと比較し、入力電圧が基準電圧Ｅ以下の場合
に信号がオンするようになっている。

第２図は、第１図にて転写帯電器５側より見たときの感
光体ドラム１と、２個の光検知器９ａ、９ｂとの配置関
係を示している。この図では、感光体ドラム１の劣化が
左側に発生した状況を示しており、その部分にはトナー
が付着して黒帯７゜が生じているが、一方、感光体ドラ
ム１の右側にはまだ黒帯７゛は生じていない。

感光体ドラム１が新品の場合には、暗部電位■。は現像
バイアスＶｏｃよりも太き（トナーは付着せず表面は清
浄であり、第２図の右側に示した光検知器９ａのように
発光部１０から出た光は反射されて十分な強度の光が受
光部１１に入るので受光部１１からの主力はハイレベル
Ｈを示しコンパレータ１２からの出力はオフレベルであ
る。

感光体ドラム１が使用され寿命を越すと第２図でに側に
示した光検知器９ｂのように、暗部電位ｖｔｌが低下す
ることにより、黒帯７゛が発生するので、発光部１０か
らの出射光は黒帯７°に吸収されてしまい受光部１１に
は十分な強さの光は届かなくなり、受光部１１からの出
力はローレベルＬどなって、コンパレータ１２の出力は
オンレベルになる。

黒帯７°は感光体ドラムｌの両端部から発生するのが一
般的傾向なので、光検知器９は感光体ドラム１の両側の
非画像域に向けて設置し、いずれか一方の出力がオンレ
ベルになった場合に、ドラム寿命が到来した旨の警告信
号をコントローラ（図示せず）に送信する等してユーザ
ーに感光体ドラム１の交換を求める旨の表示を表示パネ
ル（図示せず）上に出せば良い。更に、警告信号により
装置自体の引き続き使用を不可能とするようにしても良
い、特に、クリーナ８と感光体ドラム１を一体化したプ
ロセスカートリッジにおいてはクリーナ８の容量が制限
されており警告信号で使用を不可とするのが好ましい。

第３図は、プリント枚数と共にコンパレータ１２からの
出力レベルが変化する様子を示している。出力レベルが
警告レベルを下回った時（Ｎ。

枚）に、警告信号を出し、感光体ドラム１が寿命に到達
したことが知らされる。

光検知器９は、上述のように、現像器４の下流側であっ
てクリーナ８の上流側の何拠かに配置されればよく、必
ずしも第２図のように感光体ドラム１の同一母線上の両
端部に２個配置することは必要ではな（、一方の検知器
を転写前、他方を転写後に配置すること等、スペースの
自由度に応じて決めれば良い。

更に、光検知器９（９ａ、９ｂ）の感光体ドラム１上の
照射部は、上述したとおり非画像部であるが、現像器４
の、感光体ドラムｌの軸線方向幅方向に見た現像可能幅
の内側であって、感光体ドラムｌの暗部電位ｖ０が劣化
により低下したときにトナーが付着する位置に存在して
おらねばならない。

この点から、使用し得る最大サイズの転写材６の両端近
傍を照射するのが妥当だが、感光体ドラム１の端部は現
像器４やクリーナ８の端部からの飛散したトナーで汚れ
ることがあるので、誤検知を避けるために、照射部を最
大サイズの転写材の両端より若干量内側に入れることも
できる。っまり、通常転写材６の周縁部には露光３が行
われぬようにして余白を形成することが行われているの
で、その余白部を利用すれば端部の飛散トナーの悪影響
から免れることができる。

上記説明で現像バイアスＶｎｃは直流の場合を示したが
、交流と直流の重畳バイアスや脈流バイアスの場合でも
、例えばその波形の平均値をＶ。Ｃに相当するものと見
なせば良い。

第４図に本発明の第２の実施例を示す。本実施例で画像
形成装置は、第１実施例と同じ構成の電子写真複写機と
されるが、本実施例では、クリーナブレード８１が感光
体ドラムｌの軸方向に見て・に側が強く当接するように
構成されている。

つまり、クリーナ８において、クリーナブレード８１は
ブレードホルダ８２に保持され、押圧バネ１６ａ、１６
ｂで感光体ドラムｌへと押圧されている。今、第４図に
てクリーナブレード８１はバネ１６ｂによりバネ１６ａ
より大きな力で感光体ドラム１に押し付けられていると
すると、感光体ドラム１の左側の方の劣化が右側に比較
して早く発生する。

この実施例では、光検知器９は、感光体ドラム１の左側
の非画像部を照射するように配置されており、第１実施
例と同様に作動する。

斯る構成にて、本実施例では、クリーナブレード８１が
感光体ドラムｌの軸方向に見て左側が強く当接するので
、劣化時の黒帯７°の発生が左側から始まる。従って、
第１実施例のように感光体ドラム１の両端に光検知器９
をそれぞれ配置する必要はなく、光検知器９の数が１個
で良くコスト的に半分にできるという利点がある。

第５図に、本発明の第３の実施例を示す。本実施例で画
像形成装置は、第１実施例と同じ構成の電子写真複写機
とされるが、第５図には感光体ドラム１と超音波検知器
１３とが示される。

このように、この実施例によると、第１実施例及び第２
実施例の光検知器９に代えて超音波検知器１３が用いら
れる。超音波検知器１３は、超音波出射部１４、超音波
検出部１５及びコンパレータ１２を具備する。

本実施例によると、感光体ドラムｌが黒色であったり、
トナー像７がカラー像でその色が感光体ドラム１に近い
色の場合など、光検知器９では受光部１１の出力ハイレ
ベル、ローレベルの差が小さくなり正確な感光体ドラム
１の寿命検知が困難な場合に有効である。

即ち、感光体ドラム１の表面が清浄な時には超音波は表
面で反射され比較的強い反射波が超音波検知器１５に達
するが、感光体ドラム１が寿命に達すると黒帯７°が感
光体ドラム１上に形成されてそこに入射した超音波はト
ナーの色味に関わりなく吸収或は乱反射されてしまい超
音波検知器１５に達する反射波は十分に弱められ、感光
体ドラムｌの寿命検知を正確に行なうことができる。

第６図を参照して本発明の第４の実施例を説明する。光
検知器９は、感光体ドラムｌの寿命検知に用いると同時
に、現像器４の濃度制御用にも用いることができる。

即ち、露光３、基準電圧Ｅをシーケンス制御することに
より受光部１１の出力を一方でドラム寿白判定に用い、
他方でトナー像７の濃度判定に用いるのである。第６図
にそのシーケンスチャートの一例を示す。

本実施例のシーケンスチャートは、転写材６を用いて１
枚のプリントを実行する場合を示すもので、露光３は、
画像形成時τ１には画像情報に従ってオン・オフを繰り
返すがそれに先んじて濃度判定時で。にオンし、それ以
外は画像形成後の寿命判定時τ２を含めてオフする。

これによって、感光体ドラム１上に濃度判定部、画像形
成部、寿命判定部が定義されるが、便宜上これをτ。、
τ３、τ２と称する。

現像器４はτ。、τ１、τ２に応じて駆動し、それぞれ
の感光体ドラムｌの表面電位に応じてトナー像７が形成
される。発光部１０から感光体１上の濃度判定部τ。及
び寿命判定部τ２に出射された光は、トナー像７の状態
に応じて反射されそれぞれ以下のように受光部１１の出
力となる。

各レベルの符合は第６図を参照せよ。

寿命判定用にそれぞれの正常時と異常時レベルの中間の
値Ｅ、、Ｅ、を用いるようにして、各々の判定を行う。

即ち、濃度判定時には”Ｅｏく（受光部１１の出力）”
の時にコンパレータ１２をオンして出力Ｖ０を出し、そ
れ以外の時にはコンパレータ１２の出力はオフする。又
、寿命判定時には”（受光部１１の出力）〈Ｅ２”の時
にコンパレータ１２をオンして出力Ｖ、を出し、それ以
外の時にはコンパレータの出力はオフする。第８図に実
線で示したコンパレータ１２の出力は全て正常の判定が
行われたもので、−点鎖線（濃度判定部）と破線（寿命
判定部）で示したものは異常の判定が行われた時のもの
である。

こうして濃度異常（ＶＯ）が出力された時は、図示せぬ
ホッパーより補充トナーが現像器４に充当されるか、或
は現像バイアスが適正レベルに制御される等のフィード
バックがかけられて、濃度レベルが正常に復帰する。又
、寿命異常（■２）が出力された時は前述のように警告
表示等が発せられる。

説明の便宜上、本実施例では画像形成部τ１の前後に濃
度判定部τ。と寿命判定部で２を配したが両者は画像形
成部で１の前にあっても良いことは自明である。又、連
続して転写材６を送る場合の第１の転写材６と次ぎの転
写材６との間の感光体ドラム１表面、所謂「紙間」にこ
れらを配することも可能である。つまり、本実施例のよ
うに濃度判定と寿命判定に光検出器９を共用する場合シ
ーケンス制御により第１実施例等と異なり感光体ドラム
ｌの長手方向に見る画像域だが、回転方向に見て非画像
域部に光照射することができる。

免豆二窯１ 以上説明したように構成される本発明に係る画像形成装
置は、現像工程後でクリーニング工程前において像担持
体である感光体表面の非画像領域に光又は超音波などの
エネルギー波を照射し、その反射波の強度を検出するこ
とにより感光体の寿命を正確に検知し、地かぶりを防止
し、或はクリーナからのトナー溢れに起因した画像汚れ
をも防止し、常に高品質の画像を得ることのできるとい
う特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略
構成横断面図である。 第２図は、第１図の転写帯電器側より見た図であり、光
検知器と感光体ドラムとの位置関係を示す。 第３図は、耐久枚数と受光器の出力との関係を示すグラ
フである。 第４図は、本発明に係る画像形成装置の第２の実施例を
示す縦断面図である。 第５図は、本発明に係る画像形成装置の第３の実施例の
概略構成横断面図である。 第６図は、本発明に係る画像形成装置の第４の実施例を
説明するためのシーケンスチャートである。 第７図は、従来の画像形成装置の概略構成横断面図であ
る。 第８図は、正常な感光体の表面電位と現像バイアスとの
関係を示す模式図である。 第９図（ａ）は、寿命に達した感光体を使用したときの
転写材上の画像の状態を示す図である。 第９図（ｂ）は、寿命に達した感光体を使用したときの
暗部電位ＶＤを示す図である。 第１０図は、寿命に達した感光体の表面電位と現像バイ
アスとの関係を示す模式図である。 １：像担持体（感光体ドラム） ４：現像器 ６：転写材 ８：クリーナ ９：光検知器 １０：発光部 第１図 第２図 １１：受光部 １２：コンパレータ １３：超音波検知器 １４：超音波出射部 １５：超音波検出部 第３図 第４図 【 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）感光体からなる像担持体に潜像を形成し、該潜像を
   現像してトナー像となし、該トナー像を転写材に転写し
   て画像を形成し、前記像担持体は表面上に残留したトナ
   ーをクリーナで除去することにより繰り返し画像形成に
   供せられるようにした画像形成装置において、現像工程
   後で、クリーニング工程前において前記像担持体表面の
   非画像領域にエネルギー波を照射し、その反射波の強度
   を検出し、検出された強度レベルを予め定められた基準
   レベルと比較して前記像担持体が寿命に達したか否かを
   判定し、寿命到来時には警告信号を出すことを特徴とす
   る画像形成装置。