JPH02146563A - 感光体のオゾン劣化検知装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複写機、プリンタ装置等の画像形成装置に
用いられるドラム状感光体のオゾン劣化を検知する装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

複写機やプリンタ装置等の画像形成装置においては、装
置内部に画像形成部が設けられている。

この画像形成部は、露光によってその表面に静電潜像が
形成されるドラム状の感光体（以下、感光体ドラムと記
す）と、この感光体ドラムの周囲に配置された帯電装置
、現像装置、及び転写装置等によって構成されている。

そして、前記帯電装置により感光体ドラムが所定の電荷
に帯電され、露光によって感光体ドラムに画像情報とし
ての静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置
により顕像化され、転写装置によって用紙にトナー像が
転写される。

前記のような画像形成装置における感光体ドラムとして
、各種のものが提供されているが、アルミ合金に高抵抗
のセレンを蒸着して形成されたものがある。ところが、
前記セレンは酸化されると吸湿性を有するようになる。

したがって、このようなセレンの酸化された感光体ドラ
ムを湿度の高い雰囲気で使用すると、感光体ドラムが水
分を吸収して結露が発生し、表面の抵抗が小さくなって
、いわゆる画像の流れ（画像のボケ）が生じる。

ところで、帯電装置によって感光体ドラム上に電荷を帯
電させるとき、−船釣にコロナ放電が用いられる。とこ
ろが、コロナ放電によって帯電装置と感光体ドラムとの
間にオゾンが発生し、このオゾンによって感光体ドラム
表面のセレンが酸化される。セレンが酸化されると、前
述のように吸湿性を有するようになり、画像の流れが生
じる。

このオゾンによってセレンが酸化され、抵抗値が低下し
、画像流れが生じる現象は、一般にオゾン劣化と呼ばれ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記のようなオゾン劣化を検出する方法、及びその対策
のための構成が従来より提案されている。

例えば、特開昭５９−１４７３５４号公報には、ガスセ
ンサを使用して感光体ドラム周囲のオゾン濃度を測定し
、この測定値に応じて帯電装置の出力を調整することが
示されている。しかし、周囲のオゾン濃度を測定しただ
けでは、感光体ドラムがそのオゾンによってどれだけ劣
化しているかを判断することはできない。

また、特開昭５７−８５５６号公報では、吸湿性に起因
して生じた結露を、感光体ドラムの表面電位を検出する
ことによって検出したり、あるいは感光体ドラムの端部
面に１対の電極を設け、これらの電極間の抵抗値を計測
することにより検出することが示されている。しかし、
この方法によって異常が検出されても、それがオゾンに
起因するものなのか、あるいは長期間の使用による劣化
に起因するものなのかを判断することができない。した
がって、誤った対策を施してしまう可能性がある。

また、ドラムの表面電位により検出するものは、高価な
電位センサが必要になる。

この発明の目的は、安価な構成で、オゾンによる劣化の
みを正確に検出することのできる感光体のオゾン劣化検
知装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る感光体のオゾン劣化検知装置は、画像形
成装置に用いられるドラム状感光体のオゾンによる劣化
を検知するための装置である。そしてこの装置は、前記
ドラム状感光体に劣化検知用パターンの潜像を形成する
手段と、前記潜像を現像する手段と、現像された劣化検
知用パターンの濃淡レベルを検出し、劣化検知用の測定
信号を得る手段と、ドラム状感光体の地肌レベルを検出
し、このレベルに応じた基準値を得る手段と、前記測定
信号と基準値とを比較してオゾン劣化を検知する手段と
を有している。

また、前記劣化検知用パターンの潜像は、前記ドラム状
感光体の円周方向に所定の間隔で形成されている１゜ 〔作用〕 この発明においては、まず、ドラム状感光体の地肌レベ
ルを検出し、この検出結果に応じて基準値を作成する。

そして前記ドラム状感光体に、その円周方向に所定の間
隔で劣化検知用のパターンの潜像を形成する。このパタ
ーンは、例えば帯電装置を所定の周期でオン、オフした
り、あるいは前記のようなパターンが描かれた原稿を露
光する等により形成することが゛できる。前記潜像を現
像し、この現像されたパターンの濃淡レベルを検出する
ことにより、劣化検知用の測定信号を作成する。この測
定信号は、前記劣化検知用のパターンに応じてパルス状
の方形波となって現れるが、オゾン劣化が生じていると
画像流れが生じ、正常な方形波が得られない。これを、
劣化検知手段において、測定信号と基準値とを比較する
ことにより検知する。

これにより、ドラム状感光体のオゾンによる劣化を直接
的に検知でき、しかも、実際にドラム表面にトナー像を
のせて検知するから、正確に劣化を検知できる。また、
感光体の地肌に応じた基準値を作成し、これと測定信号
とを比較して劣化を検知するから、長期間の使用による
劣化とオゾン劣化とを区別して検知することができる。

〔実施例〕

１土１１皿 第１図は本発明の第１の実施例によるオゾン劣化検知装
置を備えた複写機の画像形成部を示したものである。こ
の第１図において、画像形成部の中央部には、感光体ド
ラム１が回転自在に配置されている。この感光体ドラム
１は、アルミ合金に高抵抗のセレンを蒸着してなるもの
である。前記感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム
１に所定の電荷を帯電させる帯電装置２と、感光体ドラ
ム１上に形成された静電潜像を現像する現像装置３と、
用紙にトナー像を転写するための転写装置４と、感光体
ドラム１から用紙を分離するための分離装置５と、感光
体ドラム１上の残留トナーを除去するためのクリーニン
グ装置６と、感光体ドラム１を除電するための除電ラン
プ１７が順に配置されている。そして、本実施例におけ
る帯電装置２は、通常の複写動作における帯電装置とし
て機能するとともに、前記感光体ドラム１に、円周方向
に所定の間隔で劣化検知用パターンの潜像を形成する手
段としても機能している。

前記画像形成部の用紙搬送方向上流側には、所定のタイ
ミングで用紙を画像形成部に供給するためのレジストロ
ーラ７が配置されている。また、画像形成部の用紙搬送
方向下流側には、トナー像の転写された用紙を図示しな
い定着装置に搬送するための搬送装置８が設けられてい
る。前記現像装置３とレジストローラ７との間には、感
光体ドラム１上に形成された画像の濃淡レベルを検出す
るための反射型光センサ９が配置されている。また、前
記転写装置４及び分離装置５の下方には、感光体ドラム
１上に付着した結露を乾燥除去するための結露ヒータ１
０が設けられている。

第２図は前記第１図に示した反射型光センサ９の出力か
ら基準値を作成する基準値作成手段及びオゾン劣化の有
無を検知する劣化検知手段が構成された回路部分を示し
ている。この第２図において、１１は前記反射型光サン
セ９の出力を増幅する増幅回路である。１２は増幅回路
１１の出力を、サンプル信号に応じてサンプリングし、
ホールドするサンプルホールド回路、１３は前記増幅回
路１１の出力が反転入力端子に接続され、前記サンプル
ホールド回路１２の出力が非反転入力端子に接続された
コンパレータである。１４はカウンタであり、パルス回
路１５からのクロックにより、前記コンパレータ１３の
出力信号のうちのハイレベル期間をカウントするカウン
タである。また、１６は複写機本体に設けられたＣＰＵ
であり、前記カウンタ１４からの出力データを受けてオ
ゾン劣化の検知を行うとともに、前記サンプルホールド
回路１２に対してサンプル信号を、またカウンタ１４に
対してカウント信号を出力するものである。

次に動作について説明する。

本実施例のオゾン劣化検知は、装置を長時間停止した後
、運転を再開する場合において、メインスイ・ンチをオ
ンした後、比較的時間のかかる定着部の安定までに行う
。以下、この劣化検知動作を第３図のフローチャートに
したがって説明する。

ステップＳ１で複写機本体を起動するためのメインスイ
ッチがオンされると、ステップＳ２で前回転が行われる
。この前回転のステップでは、感光体ドラム１を回転さ
せて、その地肌をクリーニングし、さらに感光体ドラム
１の安定化を行うために、感光体ドラム１全面に前帯電
を行う。また、この前帯電を行った後は、除電ランプ１
７によりドラム１上の電荷を全て除去しておく。

次に、ステップＳ３にて感光体ドラム１のドラム地肌レ
ベルの読み込みを行う。このドラム地肌レベルの読み込
みは、感光体ドラム１に帯電がなされていない状態で、
反射型光センサ９によって行われる。このセンサ９の出
力は、増幅回路１１で増幅され、サンプルホールド回路
１２によってサンプルホールドされる。サンプルホール
ド回路１２では、ドラム地肌レベルに対して所定のヒス
テリシスを見込み、これを後述するコンバレータ１３０
基準値として保持している。

前記地肌レベルの読み込みにより基準値を作成した後は
、ステップＳ４にて、感光体ドラム１上に横筋、即ち劣
化検知用のパターンを形成する。

このパターンの形成は、帯電装置２を所定の間隔でオン
、オフし、感光体ドラム１上に劣化検知用の複数の横筋
パターンの潜像を形成し、これを現像装置３で現像する
ことにより行う０次にステップＳ５にて、反射型光セン
サ９により前記横筋パターンを読み込む。このセンサ９
の出力は、増幅回路１１を介して、測定信号としてコン
パレータ１３の反転入力端子に入力される。コンパレー
タ１３の非反転入力端子には、前記ステップＳ３で得ら
れた基準値が入力されており、横筋パターンによって得
られた測定信号と、前記基準値との比較が行われる。そ
して、コンパレータ１３からは、基準値より測定信号の
方が高い期間にハイレベルとなる信号が出力される。

ステップＳ６では、前記コンパレータ１３の比較結果に
より、結露か否かを判断する。これを第４図の信号波形
図を基に詳細に説明する。前記ステップＳ３にて得られ
た基準値■０は、前述のように、ドラム地肌レベルＶに
対してＶだけヒステリシスを見込んだ値となっている。

劣化検知用パターンを読み込むことによって得られる測
定信号は、ｖｌ又はｖ２で示すような波形の信号となる
。

即ち、結露が発生しておらず、画像の流れが生じていな
い場合は、劣化検知用のパターンにしたがって濃淡レベ
ルが検知され、横筋像が形成された部分はハイレベル、
像の形成されていない部分はローレベルとなった方形波
が得られる。一方、結露が発生して画像の流れが生じて
いる場合は、例えばｖ２に示すような波形の信号となり
、ｖｌに示すような方形波とはならない。そこで、この
測定信号ｖ１又はＶ２と基準値ｖＯとをコンパレータ１
３で比較し、コンパレータ１３の出力がハイレベルの期
間、即ち測定信号ｖ１又は■２が基準値ｖＯを越えてい
る期間を、カウンタ１４によりカウントする。

ここで、結露が発生しておらず、オゾン劣化が生じてい
ない場合の期間ｔは、帯電装置２のオン期間を元に算出
できる。したがって、測定信号を基準値と比較して得ら
れた期間ｔ°が、前記の帯電装置２のオン期間を元に算
出して得られた期間ｔよりも一定値以上長い場合は、オ
ゾン劣化として判断する。

例えば、方形波ｖ１のハイレベルｖｈが５■、基準値ｖ
Ｏを０．３■とすると、期間ｔ′が期間ｔの１．２倍以
上になったところで、オゾン劣化と判断する。

前記ステップＳ６の判断で、オゾン劣化、即ち、結露が
発生していると判断された場合は、ステップＳ７にて結
露ヒータ１０をオンする。このヒータオンから３分経過
したか否かをステップＳ８にて判断する。即ち、３分が
経過するまでは、前記ステップ３４〜ステツプＳ８を繰
り返し、結露の乾燥除去を行う。３分以内に結露が除去
され、前記第４図で説明した期間Ｌ°が期間ｔの１．２
倍未満になれば、ステップＳ６にてＮＯと判断されてス
テップ３１０に進む。このステップ３１０では、前記結
露ヒータ１０がオンされている場合は、ヒータ１０をオ
フし、正常なウオーミングアンプを行う。

また、結露ヒータ１０をオンした後、３分経過しても結
露が除去されず画像の流れが発生する場合は、ステップ
Ｓ９にて前記結露ヒータ１０をオフし、操作パネル上に
結露異常の表示を行う。

オゾン劣化ではなく、寿命により感光体ドラム１が劣化
した場合は、測定信号の波形は■１で示すように方形波
となり、そのハイレベルの値ｖｈが低下してくる。した
がって、本実施例の検知装置では、寿命による劣化の場
合は、ステップＳ６で結露（オゾン劣化）と判断される
ことはない。

さらに、本実施例では感光体ドラム１上に現像された劣
化検知用パターンを読み取って測定信号を作成している
ので、センサ９として安価な反射型光センサを用いるこ
とができ、従来の表面電位センサを用いるものに比較し
て安価に構成することができる。

第ｍ桝 第５図は本発明の第２の実施例を示したものである。図
において、第１図に示した実施例と同一符号は同一のも
のを示している。この実施例では、結露が生じていると
判断された場合の、結露の除去のための構成が前記実施
例と異なっている。即ち、本実施例では結露ヒータに代
えて結露クリーニング装置２０が、クリーニング装Ｗ６
と除電ランプ１７との間に設けられている。

前記結露クリーニング装置２０は、第６図に示すように
、アーム状の回動支持部材２１を有している。回動支持
部材２１は、支点ピン２２を中心に回動自在となってい
る。そして回動支持部材２１には、研磨液塗布ローラ２
３と、拭き取り用ローラ２４が上下方向に並設されてお
り、これらの両ローラ２３．２４間には、研磨ブレード
２５が配置されている。研磨ブレード２５は、バネ２６
により感光体ドラム１側に常に付勢されている。

また、基準値作成のだめの回路、劣化検知を判断するた
めの回路等は、前記実施例における第２図の構成と同様
である。

次にこの第２の実施例の動作を第７図のフローチャート
にしたがって説明する。

なお、劣化検知が行われるのは、前記実施例同様に、装
置を長時間停止した後、運転を再開する場合において、
メインスイッチをオンした後、比較的時間のかかる定着
部の安定までの期間である。

ステップ３１〜ステツプＳ１６までの動作は、前記第１
の実施例の動作説明における第３図のステップ３１〜ス
テツプＳ６と全く同様である。即ち、ステップＳｌｌで
メインスイッチのオンを検出すると、ステップＳ１２で
前回転を行い、感光体ドラム１のクリーニング及び前帯
電を行う。次にステップＳ１３でドラム地肌レベルの読
み込みを行って、基準値を作成する。その後、ステップ
５１４にて、感光体ドラム１上に劣化検知用の横筋パタ
ーンを形成し、ステップ３１５にてこのパターンを読み
込む。ステップ３１６では、前記同様の方法で結露が発
生しているか否かを判断する。

ステップ３１６で結露が発生していると判断された場合
は、感光体ドラム１上に酸化層が形成されていると判断
することができる。そこで、以下の処理を行うことによ
り、感光体ドラム１上の酸化層を除去する。まずステッ
プ３１７で、クリーニング装置６によって通常のクリー
ニングを行い、感光体ドラム１上の残留トナーを除去す
る。その後、ステップ３１８で結露クリーニングを行う
。

この結露クリーニングは、結露クリーニング装置２０に
よって行われる。即ち、回動支持部材２１を、支点ピン
２２を中心に時計方向に回動し、回転する感光体ドラム
１に、各ローラ２３，２４及び研磨ブレード２５を接触
させる。研磨ブレード２５は、バネ２６の付勢力によっ
て、その先端が感光体ドラム１上に圧接される。この状
態では、まず感光体ドラム１表面に研磨液塗布ローラ２
３により研磨液が塗布されるとともに、この研磨液の塗
布された感光体ドラム１表面が研磨ブレード２５により
研磨される。これにより、結露の原因となる酸化層が除
去される。研磨後は、拭き取り用ローラによって研磨か
すを拭き取る。なお、この結露クリーニングは、感光体
ドラム１を２．３回転させて行う。

このようにして、感光体ドラム１上に形成された酸化層
を研磨ブレード２５によって除去し、さらにステップＳ
１９にて、感光体ドラム１上にトナーをのせて通常のク
リーニングを行う。その後、ステップＳ２０にて、正常
なウオーミングアンプを行う。なお、前記ステップＳ１
６にて結露が発生していないと判断された場合も、この
ステップＳ２０に移行する。

ここで、本実施例では感光体ドラム１上を研磨するとい
う方法であるから、これを繰り返すと逆に感光体ドラム
１の劣化を早めることになる。そこで、前記のような結
露クリーニングは１回のステップで終了する。

このような実施例によっても、簡単な構成で、オゾンに
よる劣化と寿命による劣化とを確実に区別することがで
きる。

皿皇災施■ （ａ）　　前記各実施例では、一定間隔の横筋パターン
を感光体ドラム１上にのせ、このパターンから得られる
一定周期の測定信号波形によってオゾン劣化を検知する
ようにしたが、第８図に示すように、横筋パターンの間
隔を変え、これにより得られる測定信号によりオゾン劣
化を検知するようにしてもよい。

即ち、第８図に示すように、測定信号において方形波の
周期となって現れる横筋パターンの間隔を、Ｓ２から３
１に狭くする。すると、オゾン劣化のない場合の測定信
号の波形は、■３のような方形波となる。一方、結露が
発生し、画像流れが検出されると、■４のような波形と
なる。この測定信号ｖ４に着目すると、間隔の狭い部分
では、信号レベルがドラム地肌レベルまで落ち込む部分
がなくなり、測定信号のレベルが常に基準値■０を越え
た状態となる。そこで、この信号ｖ４と基準値■０とを
比較することにより、コンパレータ１３の出力信号は常
にハイレベルとなり、これによりオゾン劣化を検出する
ことができる。

伽）前記各実施例では、帯電装置を所定間隔でオン、オ
フして劣化検知用パターンを形成したが、横筋の描かれ
た原稿を用意して、これを露光して前記同様の劣化検知
用パターンを感光体ドラム１上に形成するようにしても
よい。また、劣化検知用のパターンは横筋パターンに限
定されるものではなく、測定信号として、方形波が得ら
れるようなパターンであればどのような形状のパターン
であってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、ドラム地肌レベルに応
じた基準値を作成するとともに、劣化検知用パターンの
像を感光体ドラム上にのせ、このパターン像の濃淡レベ
ルと基準値とを比較してオゾン劣化を検知するようにし
たので、感光体ドラムのオゾンによる劣化を直接的に検
知できるとともに、寿命による劣化とオゾン劣化とを明
確に区別することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による感光体のオゾン劣
化検知装置の概略構成図、第２図は前記オゾン劣化検知
装置の要部を示す回路図、第３図は前記第１の実施例の
動作を説明するためのフローチャート、第４図はオゾン
劣化の検知動作を説明するための信号波形図、第５図は
本発明の第２の実施例による感光体のオゾン劣化検知装
置の概略構成図、第６図はその結露クリーニング装置の
詳細を示す図、第７図は前記第５図に示した実施例の動
作を説明するためのフローチャート、第８図は本発明の
他の実施例によるオゾン劣化検知動作を説明するための
信号波形図である。 １・・・感光体ドラム、２・・・帯電装置、３・・・現
像装置、９・・・反射型光センサ、１２・・・サンプル
ホールド回路、１３・・・コンパレータ、１４・・・カ
ウンタ、１６・・・ＣＰＵ。 第１図 特許出願人　　三田工業株式会社 代理人　　　弁理士　小　野　由己男 代理人　　　弁理士　宮　川　良　夫 第 図 第 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像形成装置に用いられるドラム状感光体のオゾ
   ンによる劣化を検知するための装置であって、 前記ドラム状感光体に、円周方向に所定の間隔で劣化検
   知用パターンの潜像を形成する潜像形成手段と、 前記ドラム状感光体に形成された劣化検知用パターンの
   潜像を現像する現像手段と、 この現像手段により現像された劣化検知用パターンの濃
   淡レベルを検出し、劣化検知用の測定信号を得る測定信
   号作成手段と、 前記ドラム状感光体の地肌レベルを検出し、このレベル
   に応じた基準値を得る基準値作成手段と、前記測定信号
   作成手段により得られた劣化検知用の測定信号と、前記
   基準値作成手段により得られた基準値とを比較して、前
   記ドラム状感光体のオゾン劣化の有無を検知する劣化検
   知手段と、を備えた感光体のオゾン劣化検知装置。