(57)【要約】 【課題】  装置を大型化することなく感光体を好適な電位に帯電させることができ、長期使用および使用環境の変化によっても良好な画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  電子写真方式の画像形成装置１において、感光体２の表面温度を検知する温度検知手段１１と、感光体２の回転数を検知する回転数検知手段１２と、電圧印加手段１０の帯電手段３への電圧印加動作を制御する制御部１３とを設け、温度変化、感光体２の長期使用に伴う感光層の膜減り、光疲労などによる感光体２の電気特性変化を温度検知手段１１および回転数検知手段１２による検知結果に基づいて判定し、判定結果に応じて制御手段１３が電圧印加手段１０の帯電手段３に対する電圧印加動作を制御するので、感光体２を常に好適な電位に帯電させることができる。【選択図】      図１
2006201487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に対応する光によって露光されて表面に静電潜像が形成される感光体と、感光体を帯電させる帯電手段とを含む電子写真方式の画像形成装置において、
帯電手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
感光体の表面温度を検知する温度検知手段と、
感光体の回転数を検知する回転数検知手段と、
温度検知手段によって検知される感光体の表面温度と、回転数検知手段によって検知される回転数とに応じて、電圧印加手段の帯電手段に対する電圧印加動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
制御手段は、
記憶部を含み、
記憶部には、感光体の表面温度および感光体の回転数と、感光体の表面温度および感光体の回転数に対応して予め定められる感光体に流す目標電流値とに関するテーブルデータが格納され、前記テーブルデータに基づいて、電圧印加手段の帯電手段に対する電圧印加動作を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
感光体に流れる電流値を検知する電流検知手段を含み、
制御手段は、
電流検知手段によって検知される実測電流値と、記憶部に格納される目標電流値との差分に応じて、電圧印加手段の帯電手段に対する電圧印加動作を制御することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
電流検知手段による感光体に流れる電流値の検知は、
画像形成時以外のタイミングで行われることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる画像形成装置は、一般に、感光体とその周りに配置される帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段、クリーニング手段および除電手段とを含んで構成される。帯電手段は、感光体の表面を均一に帯電する。露光手段は、帯電された感光体表面に画像情報に応じた光を露光して静電潜像を形成する。現像手段は、トナーを撹拌して摩擦帯電させ、該摩擦帯電させたトナーを感光体表面に形成された静電潜像に付着させることによってトナー像を形成する。転写手段は、トナーと逆極性の電荷を記録材に与えることによってトナー像を記録材に転写させる。定着手段は、加熱、加圧などの手段によって転写されたトナー像を記録材上に定着する。クリーニング手段は、記録材に転写されずに感光体表面に残ったトナーを回収する。除電手段は、トナー像転写後の感光体を除電する。このように構成される電子写真方式を用いる画像形成装置によって、記録材上に所望の画像が形成される。
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる帯電手段には、非接触方式のものと接触方式のものとがある。非接触方式の帯電手段は、たとえばコロナ放電などによって感光体表面を帯電する手段である。非接触方式の帯電手段を用いると、低コストで感光体を帯電させることができるけれども、放電によってオゾンが発生し、発生したオゾンが感光体を酸化させることによって感光体の感度低下、帯電性能の劣化を生じさせるという問題がある。また非接触方式の帯電手段は帯電効率が悪く、高電圧を印加するために装置が大型化してしまうなどの問題がある。
【０００４】
接触方式の帯電手段は、たとえば帯電ローラ、帯電ブラシなどの、感光体に直接接触させて感光体表面を帯電する手段である。接触方式の帯電手段は、非接触方式の帯電手段と比べてオゾンの発生量が少なく、高電圧を印加する場合であっても装置が大型化しないという利点を有し、よく使用されている。
【０００５】
しかしながら、このような接触方式の帯電手段は、使用環境などによって帯電手段の温度が変化すると、抵抗値、導電性などの電気特性が変化してしまう。帯電手段は、たとえば高温になると、抵抗値が増加して導電性が減少する。一方、帯電手段は低温になると、抵抗値が減少して導電性が増加する。このように帯電手段の温度変化によって帯電手段の抵抗値、導電性などが変化してしまうと、使用環境の変化によって帯電むらが発生して感光体が安定に帯電されず、形成される画像にむら、かぶりなどが発生するので、安定して良好な画像を得ることができないという問題がある。
【０００６】
このような問題に対して、帯電手段からの帯電むらを防止するために、帯電手段の表面温度を検知し、該検知温度に応じて帯電手段に印加する電圧を変化させる画像形成装置が提案されている。このような画像形成装置を用いると、使用環境に関わらず、常に最適に感光体を帯電させることができるとされる。
【０００７】
ところで、電子写真方式の画像形成装置に用いられる感光体としては、低コスト、無公害性、高感度などの理由で、電荷発生層、電荷輸送層などの感光層が積層される有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo Conductor）が汎用されている。
【０００８】
しかしながら、このような有機感光体は、長期使用による磨耗によって感光層の膜厚が減少する膜減りが起こり、電荷保持能力が低下してしまう。また、帯電手段による帯電と露光手段による露光とが継続して繰返されることによって、感光層成分の光疲労が生じ、感光体の帯電電位の低下を招いてしまう。このような問題が生じると、検知温度に応じた最適な帯電を行ったとしても、長期使用による膜減り、光疲労などによって感光体の電荷保持能力が低下してしまい、感光体を好適な電位に帯電させることは困難である。
【０００９】
そこで、上記のような問題が生じても、感光体を好適な電位に帯電させることができる画像形成装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に開示の画像形成装置は、帯電手段の表面温度と感光体の表面電位とを検知して、その検知結果に応じて帯電手段に印加する電圧を制御することができるので、長期使用による膜減り、光疲労などによって感光体の電荷保持能力が変化しても、容易に感光体の帯電電位を制御することができるとされる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示の画像形成装置は、帯電手段の表面温度を検知する手段を備えるけれども、感光体の温度を検知する手段は備えない。感光体は、帯電手段と同様にその温度変化によって電気特性が変化する。たとえば、感光体は、高温になると静電容量が変化し、帯電電位が低下してしまう。
【００１１】
前述のように、帯電手段の電気特性は、帯電手段自体の温度変化などによって変化する。このような帯電手段の温度変化は、使用環境の変化（おもに画像形成装置内の雰囲気温度変化）および帯電手段と感光体との接触によるものである。一方、感光体の温度は、帯電手段の温度変化の原因である画像形成装置内の雰囲気温度変化および帯電手段と感光体との接触だけでなく、露光手段および除電手段からの光照射による温度上昇、転写材との接触、クリーニング手段との接触など種々の要因で変化する。すなわち、帯電手段の温度変化よりも感光体の温度変化のほうが大きくなる。また帯電手段の温度変化よりも感光体の温度変化のほうが大きくなるだけでなく、帯電手段の電気特性の変化よりも感光体の電気特性の変化のほうが大きくなる。
【００１２】
したがって特許文献１に開示される画像形成装置などのように、帯電手段の温度変化のみを検知する画像形成装置では、帯電手段の温度変化に起因する帯電手段の電気特性変化については調整を行うことができるけれども、感光体の温度変化に起因する感光体の電気特性変化については調整を行うことができない。したがって、帯電手段の電気特性変化よりも感光体の電気特性が大きく変化するような通常の画像形成装置では、特許文献１に開示の画像形成装置で行うような制御方法を用いても、感光体を好適な電位に帯電させることができないという恐れがある。
【００１３】
さらに特許文献１に開示の画像形成装置では、感光体の表面電位を検知するための表面電位センサなどの検知手段が必要であり、このような検知手段を設けると、装置が大型化するとともに、電位検知のために電力を消費し、コストがかかるという問題がある。
【００１４】
【特許文献１】特開平９−１０１６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、装置を大型化することなく感光体を好適な電位に帯電させることができ、長期使用および使用環境の変化によっても良好な画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、画像情報に対応する光によって露光されて表面に静電潜像が形成される感光体と、感光体を帯電させる帯電手段とを含む電子写真方式の画像形成装置において、
帯電手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
感光体の表面温度を検知する温度検知手段と、
感光体の回転数を検知する回転数検知手段と、
温度検知手段によって検知される感光体の表面温度と、回転数検知手段によって検知される回転数とに応じて、電圧印加手段の帯電手段に対する電圧印加動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
また本発明は、制御手段は、
記憶部を含み、
記憶部には、感光体の表面温度および感光体の回転数と、感光体の表面温度および感光体の回転数に対応して予め定められる感光体に流す目標電流値とに関するテーブルデータが格納され、前記テーブルデータに基づいて、電圧印加手段の帯電手段に対する電圧印加動作を制御することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、感光体に流れる電流値を検知する電流検知手段を含み、
制御手段は、
電流検知手段によって検知される実測電流値と、記憶部に格納される目標電流値との差分に応じて、電圧印加手段の帯電手段に対する電圧印加動作を制御することを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、電流検知手段による感光体に流れる電流値の検知は、
画像形成時以外のタイミングで行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、感光体の表面温度を検知する温度検知手段と、感光体の回転数を検知する回転数検知手段と、温度検知手段によって検知される感光体の表面温度および回転数検知手段によって検知される回転数に応じて、感光体を好適な電位に帯電させるために電圧印加手段の帯電手段に対する電圧印加動作を制御する制御手段とを含む画像形成装置が提供される。この画像形成装置では、感光体の温度変化に伴う電気特性の変化を温度検知手段で検知される表面温度によって検出することができるので、使用環境の変化によって感光体の電気特性が変化しても、感光体を好適な電位に帯電させることができる。また感光体の長期使用による膜減り、光疲労などに伴う電気特性の変化を回転数検知手段で検知される回転数によって検出することができるので、長期使用して感光体の電気特性が変化しても、装置を大型化することなく感光体を好適な電位に帯電させることができる。このことによって、画像形成装置としても良好な画像を安定して形成することができる。なお、本発明において、「回転数」とは感光体の「回転回数」を意味する。
【００２１】
また本発明によれば、制御手段は記憶部を含み、記憶部には、感光体の表面温度および感光体の回転数と、感光体の表面温度および感光体の回転数に対応して予め定められる感光体に流す目標電流値とに関するテーブルデータが格納され、前記テーブルデータに応じて、帯電電圧に電圧を印加する電圧印加手段の帯電手段に対する電圧印加動作を制御するので、容易に感光体の表面電位を好適な電位に帯電させることができる。
【００２２】
また本発明によれば、感光体に流れる電流値を検知する電流検知手段を含み、制御手段は、電流検知手段によって検知される実測電流値と、予め定められる感光体に流す電流値である記憶部に格納される目標電流値との差分によって、電圧印加手段の帯電手段に対する電圧印加動作を制御するので、より容易かつ確実に感光体表面を好適な電位に帯電させることができる。
【００２３】
また本発明によれば、電流検知手段による感光体に流れる電流値の検知は、画像形成時以外のタイミングで行われるので、検知の際、帯電手段以外のデバイスによって検知結果に悪影響を及ぼすことがなく、精度のよい検知が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は本発明の実施の第１形態である画像形成装置１の構成を簡略化して示す断面図であり、図２は図１に示す画像形成装置１の要部拡大図であり、図３は図１に示す画像形成装置１の外観斜視図である。画像形成装置１は、感光体２と、帯電手段３と、露光手段４と、現像手段５と、転写手段６と、定着手段７と、クリーニング手段８と、除電手段９とを含んで構成される。さらに本実施形態の画像形成装置１は、帯電手段３に電圧を印加する電圧印加手段１０と、感光体２の表面温度を検知する温度検知手段１１と、感光体２の回転数を検知する回転数検知手段１２と、温度検知手段１１によって検知される感光体２の表面温度と、回転数検知手段１２によって検知される回転数とに応じて、電圧印加手段１０の帯電手段３に対する電圧印加動作を制御する制御手段１３とを含むことを特徴とする。本実施形態の画像形成装置１は、負帯電トナーを用いて反転現像方式で画像形成を行う。
【００２５】
感光体２は、図示しない駆動手段により、軸線まわりに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される有機感光層とを含んで構成される。感光体２には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、導電性基体であるアルミニウム素管と、アルミニウム素管の表面に形成される有機感光層とを含む、直径３０ｍｍの感光体ドラムが用いられる。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成される。有機感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。
【００２６】
また感光体２の表面に近接するように、感光体２の表面温度を検知する温度検知手段１１および感光体２の回転数を検知する回転数検知手段１２が配置される。温度検知手段１１としては、たとえば、熱電対を用いる接触方式またはレーザ、赤外線などにより放射熱を計測する非接触方式の温度検知手段が使用される。回転数検知手段１２としては、たとえば、予め感光体２に付加されるマーキングを検知する方法、感光体２の駆動モータのＯＮ／ＯＦＦ時間を計測して回転数に換算する方法などを用いる手段が使用される。温度検知手段１１および回転数検知手段１２による検知結果は、中央演算処理装置であるＣＰＵ１４に格納される。ＣＰＵ１４には制御手段１３が含まれ、制御手段１３は、温度検知手段１１および回転数検知手段１２による検知結果に応じて、後述する電圧印加手段１０の帯電手段３に対する電圧印加動作を制御する。
【００２７】
またＣＰＵ１４の制御手段１３は、記憶部１３ａを含み、記憶部１３ａには、感光体２の表面温度および感光体２の回転数と、感光体２の表面温度および感光体２の回転数に対応して予め定められる感光体２に流す電流値に関するテーブルデータが格納される。
【００２８】
このテーブルデータとして格納される電流値は、設定される感光体２の表面温度および回転数において、感光体２の表面を好適な電位、たとえば−６００Ｖに帯電させる場合に、感光体２に流れ込む電流を予め測定した値である。このような電流値を感光体２に流すことによって、感光体２を目標とする好適な電位に帯電させることができるので、本発明においては、テーブルデータに記憶される電流値であって、感光体２の表面を好適な電位に帯電させるときに感光体２に流れ込む電流値を、目標電流値と呼ぶことがある。
【００２９】
このような目標電流値の測定は、表面温度と回転数が設定される感光体２が、好適な表面電位（−６００Ｖ）になるときに感光体２に流れ込む電流値を測定することによって行った。測定に用いた画像形成装置は、市販の複写機ＡＲ−４５０（シャープ株式会社製）であり、感光体２の回転速度は２２５ｍｍ／ｓｅｃ、直径は３０ｍｍであった。また感光体２の有機感光層の膜厚は約２５μｍであった。感光体２の導電性基体はＧＮＤ（グラウンド）にアースされており、該導電性基体とＧＮＤとの間に感光体２に流れる電流を検知する電流検知器が接続される。感光体２に流れる電流の測定は、この電流検知器によって行った。
【００３０】
また、目標電流値の測定の際には、感光体２が回転駆動状態にあり、かつ電圧印加手段１０および露光手段４が動作状態にあり、現像手段５、転写手段６などに電圧を印加する手段については非動作状態にあるので、電圧印加手段１０以外の手段によって感光体２の電位が変化することはない。
【００３１】
図４は、感光体の表面温度および回転数と、その条件において感光体を所定の電位にするために感光体に流れ込む電流値の測定結果との関係を示すグラフである。また表１は、図４に示す感光体の表面温度（℃）および回転数（回）と、各条件において感光体を所定の電位（−６００Ｖ）にするために感光体に流れ込む電流値（μＡ）の測定結果とを示したものである。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
感光体２の電気特性は、感光体２の温度変化などによって変化する。たとえば、感光体２は、高温になると静電容量が変化するので、低温時と同じ電流を流しても帯電電位を好適な範囲にすることができない。図４および表１に示す測定結果から、感光体２を好適な電位に帯電させるためには、表面温度が高いときほど感光体２に流す電流値を高くする必要があることが判る。
【００３４】
また感光体２の有機感光層の膜厚は、初期状態（０回転）においては、約２５μｍであるけれども、３７５回転後においては約２０μｍ、７５０回転後においては約１２μｍと、長期使用するにつれて減少してしまう。このように長期使用による磨耗によって有機感光層の膜厚が減少する膜減りが起こると、感光体２の電荷保持能力が低下してしまう。また、帯電手段３による帯電と露光手段４による露光とが継続して繰返されることによって、感光体２の感光層成分の光疲労が生じ、感光体２の帯電電位の低下を招いてしまう。図４および表１に示す測定結果から、感光体２を好適な電位に帯電させるためには、回転数が多くなるほど感光体２に流す電流値を高くする必要があることが判る。
【００３５】
制御手段１３の記憶部１３ａには、図４および表１に示すような感光体２の表面温度および感光体２の回転数と、感光体２の表面温度および感光体２の回転数に対応して予め定められる感光体２に流す電流値である目標電流値に関するテーブルデータが格納される。本実施形態の画像形成装置１に備えられる制御手段１３は、この記憶部１３ａに格納されるテーブルデータと、温度検知手段１１および回転数検知手段１２による検知結果とによって、感光体２に流れる電流が目標電流値と一致するように、後述する帯電手段３に電圧を印加する電圧印加手段１０の帯電手段３に対する電圧印加動作を制御する。
【００３６】
帯電手段３は、感光体２の表面を所定の極性の電位に帯電させる。帯電手段３は、帯電ローラであるけれども、帯電ローラに代えて帯電ブラシなどの接触方式の帯電手段を用いることもできる。帯電手段３は、帯電手段３を回転駆動可能に支持する金属シャフト３ａと、金属シャフト３ａの周囲を覆う芯金３ｂと、芯金３ｂの周囲を覆う抵抗層３ｃとを含んで構成される。帯電手段３は、感光体２と当接してニップＮを形成し、このニップＮから感光体２を帯電する。
【００３７】
帯電手段３には、感光体２を帯電させるための電圧印加手段１０が備えられる。本実施形態の画像形成装置１では、負帯電トナーを用いて反転現像方式によって画像形成が行われるので、電圧印加手段１０は、トナーと同極性の電圧を帯電手段３に印加して感光体２を帯電させる。
【００３８】
帯電手段３に電圧を印加する電圧印加手段１０は、前述のように制御手段１３によって、記憶部１３ａに格納されるテーブルデータと、温度検知手段１１および回転数検知手段１２による検知結果に基づいて、感光体２の表面電位が好適な値となるように帯電手段３に対する電圧印加動作を制御する。
【００３９】
露光手段４は、帯電された感光体２表面に画像情報に対応するレーザ光を照射して静電潜像を形成する。本実施形態の画像形成装置１では反転現像方式によって画像形成を行うので、露光手段４は、画像を形成する部分（トナーを付着させ、現像する部分）にレーザ光を照射する。レーザ光の光源には、半導体レーザなどが用いられる。
【００４０】
現像手段５は、トナーを収容するトナー収容容器５ａと、感光体２を臨んで回転軸５ｃによって回転自在に設けられる現像ローラ５ｂとを含んで構成され、現像ローラ５ｂには回転軸５ｃに接続される現像バイアス印加手段１５から現像バイアスが印加される。
【００４１】
トナー収容容器５ａは、たとえば硬質の合成樹脂などからなるトナーを収容する容器である。トナー収容容器５ａは感光体２を臨んで開口部を有し、その開口部から一部が露出する状態で感光体２に対向し、わずかに離間するように現像ローラ５ｂが設けられる。また、トナー収容容器５ａ内には、図示しないトナー撹拌ローラが設けられ、該トナー撹拌ローラの撹拌によってトナーが摩擦帯電され現像ローラ５ｂに供給される。
【００４２】
現像ローラ５ｂは、たとえば外径２５ｍｍの円柱状部材である。現像ローラ５ｂは、回転軸５ｃを介してトナー収容容器５ａに回転自在に支持され、図示しないモータにより回転駆動される。現像バイアス印加手段１５は、トナーと同極性の現像バイアスを現像ローラ５ｂに印加する。
【００４３】
感光体２と現像ローラ５ｂとが離間して設けられる非接触現像方式では、現像バイアス印加手段１５によってトナーと同極性の現像バイアス、たとえば、−４００Ｖを現像ローラ５ｂに印加することによって現像ローラ５ｂ上に供給される帯電トナーを感光体表面へ電界力で飛翔着座させ、感光体２表面にトナーを供給してトナー像を形成する。
【００４４】
転写手段６は、本実施形態ではローラ状に形成され、感光体２に当接しかつその軸線回りに回転駆動可能に設けられる。転写手段６には、ローラ状の転写手段６に電圧を印加する転写電圧印加手段１６が接続される。画像形成時において、転写手段６は、記録材１７の感光体２との当接面の反対側の表面から感光体２に対して記録材１７を押圧し、感光体２と記録材１７とを圧接した状態で転写手段６に転写電圧印加手段１６からトナーと逆極性の電圧、たとえば＋３ｋＶの電圧を印加して、記録材１７をトナーと逆極性に帯電させる。このことによって感光体２表面に形成されたトナー像を記録材１７上に転写する。なお記録材１７は、不図示の記録材搬送手段によって、露光手段４の露光に同期して、転写手段６に供給される。
【００４５】
なお転写手段６は、上記のような転写ローラを用いる構成に限定されることなく、たとえば、転写ローラに代えて、ベルト状に形成される転写ベルトを備える構成であってもよい。また転写手段６は、直接記録材１７にトナー像を転写する接触転写方式を用いる転写手段に限定されることなく、転写ベルトにトナー像を転写し、該トナー像が転写された転写ベルト上のトナー像を記録材に転写するなどの中間転写方式を用いる転写手段であってもよい。
【００４６】
定着手段７は、加熱ローラ１８および加圧ローラ１９を含んで構成される熱圧着方式の定着手段である。加熱ローラ１８は、不図示の加熱手段を備え、予め定められる温度に加熱される。本実施形態においては、加熱ローラ１８は、記録材１７のトナー像が転写された面に接触するように設けられる。定着手段７は、転写手段６によってトナー像が転写される記録材１７を順次受け取り、加熱ローラ１８と加圧ローラ１９との当接部を通過させ、加熱ローラ１８および加圧ローラ１９によって加熱および加圧してトナー像を記録材１７に定着する。記録材１７は、加熱ローラ１８および加圧ローラ１９に狭持され、加熱ローラ１８および加圧ローラ１９の回転によって搬送される。
【００４７】
なお定着手段７は、上記のような加熱ローラ１８および加圧ローラ１９を備えるものに限定されることなく、たとえば、ベルト状の加熱部材および加圧部材を備える構成であってもよい。
【００４８】
クリーニング手段８は、弾性材料からなり、感光体２表面に残留するトナーを掻取るクリーニングブレード８ａおよびクリーニングブレード８ａによって掻取られるトナーを回収するトナー回収容器８ｂとを含んで構成される。このようなクリーニング手段８によって、トナー像が記録材１７に転写された後に感光体２表面に残留するトナーを除去し、清掃する。
【００４９】
除電手段９は、除電ランプなどによって構成され、記録材１７へのトナー像転写後の感光体２表面の電荷を除去する。
【００５０】
画像形成装置１では、感光体２の表面が帯電手段３によって負に帯電され、これに露光手段４から露光が行われて、静電潜像が形成される。ここで、帯電手段３に電圧を印加する電圧印加手段１０は、制御手段１３によって前述のように感光体２表面が好適な電位となるような電圧を帯電手段３に印加するように制御される。露光手段４によって形成される静電潜像は、現像手段５から供給されるトナーによって可視像化され、感光体２表面にトナー像が形成される。このトナー像は、転写手段６によって記録材１７に転写される。記録材１７へのトナー像転写後、感光体２は、クリーニング手段８による残留トナーの除去および除電手段９による電荷除去を受け、清浄化される。この一連の操作が繰返し実行されることによって、画像を形成することができる。
【００５１】
本発明の画像形成装置１は、前述のように、感光体２の表面温度を検知する温度検知手段１１と、感光体２の回転数を検知する回転数検知手段１２と、温度検知手段１１によって検知される感光体の表面温度と、回転数検知手段１２によって検知される回転数とに応じて、帯電手段３に電圧を印加する電圧印加手段１０の帯電手段３に対する電圧印加動作を制御する制御手段１３とを含む。
【００５２】
したがって、感光体２の温度変化に伴う電気特性の変化を考慮し、温度検知手段１１で検知される温度に応じて感光体２に印加される電圧値を制御することができるので、使用環境の変化によっても、感光体２を好適な電位に帯電させることができる。
【００５３】
また感光体２の長期使用による膜減り、光疲労などに伴う電気特性の変化を、回転数検知手段１２で検知される回転数によって考慮することができるので、長期使用して感光体２の電気特性が変化しても、その電気特性の変化に合わせて、装置を大型化することなく感光体２を好適な電位に帯電させることができる。
【００５４】
また、制御手段１３は記憶部１３ａを含み、記憶部１３ａには、感光体２の表面温度および感光体の回転数と、感光体２の表面温度および感光体２の回転数に対応して予め定められる感光体２に流す目標電流値に関するテーブルデータが格納され、このテーブルデータに応じて帯電電圧３に電圧を印加する電圧印加手段１０の帯電手段３に対する電圧印加動作を制御することができるので、電圧印加手段１０から印加する電圧を容易に決定できる。
【００５５】
このように画像形成装置１は、長期使用しても、また使用環境が変化しても、感光体２を常に好適な電位に帯電させることができるので、むら、かぶりなどの発生しない良好な画像を安定して形成することができる。
【００５６】
また、感光体２の表面電位を検知するための表面電位センサなどの検知手段を設けると、装置が大型化するとともに、電位検知のために電力を消費し、コストがかかるという問題があるけれども、本実施形態の画像形成装置１では、このような表面電位の検知手段を必要としないので、装置の小型化および低コスト化が期待できる。
【００５７】
なお、このような画像形成装置１は、上記の構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。
【００５８】
図５は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置２１の構成を簡略化して示す断面図である。本実施形態の画像形成装置２１は、前述の第１実施形態の画像形成装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。本実施形態の画像形成装置２１は、感光体２に流れる電流値を検知する電流検知手段２２を含み、ＣＰＵ２４に備えられる制御手段２３は、電流検知手段２２によって検知される実測電流値と、記憶部２３ａに格納される目標電流値との差分によって、電圧印加手段１０の帯電手段３に対する電圧印加動作を制御することを特徴とする。
【００５９】
感光体２には、実施の第１形態の画像形成装置１では不図示であるけれども、導電性基体であるアルミニウム素管および感光体２の回転中心となるシャフト２ａが設けられる。シャフト２ａは、不図示の板ばねを介して導通される。シャフト２ａは、ＧＮＤにアースされた複写機本体とは直接導通されておらず、電流検知手段２２を介してＧＮＤにアースされる。
【００６０】
電流検知手段２２は、上記のように感光体２のシャフト２ａに接続され、感光体２に流れる実測電流値である電流ＩＤを検知することができる。電流検知手段２２は、感光体２に流れる電流ＩＤを検知し、ＣＰＵ２４に備えられる制御手段２３に出力する。
【００６１】
制御手段２３は、電流検知手段２２から出力される電流ＩＤ（以後、検知電流ＩＤと呼ぶ）をデジタル信号に変換するための不図示のＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータおよび該変換される信号を一旦記憶保持する不図示のＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。また制御手段２３は、記憶部２３ａを備え、記憶部２３ａには、前述の実施の第１形態の画像形成装置１に備えられる記憶部１３ａと同様に、感光体２の表面温度および感光体２の回転数と、感光体２の表面温度および感光体２の回転数に対応して予め定められる感光体２に流す目標電流値に関するテーブルデータが格納される。
【００６２】
制御手段２３は、実施の第１形態の画像形成装置１に備えられる制御手段１３と同様に、記憶部２３ａに格納されるテーブルデータと、温度検知手段１１および回転数検知手段１２による検知結果とに基づいて、目標電流値を決定する。
【００６３】
さらに制御手段２３は、検知電流ＩＤと、記憶部２３ａに格納されるテーブルデータと温度検知手段１１および回転数検知手段１２による検知結果とに基づいて決定される目標電流値との差分を演算し、演算結果によって、電圧印加手段１０に制御信号（制御用電圧信号）ＶＣをフィードバック信号として出力する。
【００６４】
より具体的には、制御手段２３は、目標電流値に対する検知電流ＩＤの偏差を演算し、演算偏差値をＲＡＭに一旦格納する。そして画像形成時にＲＡＭに格納される演算偏差値を読出し、この演算偏差値を解消できる制御信号ＶＣを電圧印加手段１０に与える。このことによって、画像形成時において、電圧印加手段１０によって電圧を印加され、帯電手段３から感光体２に流れる電流値を、感光体２表面が好適な帯電電位を得られる値であるＩＴになるように常時制御される。なお電圧印加手段１０は、定電流制御によって、電流が制御信号ＶＣに対応した電流値ＩＴとなるように、帯電手段３に電圧を印加する。
【００６５】
画像形成装置２１は、画像形成装置１と同様の一連の操作によって画像を形成する。なお画像形成装置２１では、上記のような電流検知手段２２による感光体２に流れる電流値の検知は、画像形成時以外のタイミングで行われる。このような画像形成時以外のタイミングとは、次のような状態を示す。
【００６６】
図６は、画像形成装置２１において画像形成時以外のタイミングにおける各デバイスの動作状態を示す図である。画像形成時以外のタイミングとは、感光体２の回転駆動手段、帯電手段３に電圧を印加する電圧印加手段１０および露光手段４のみが動作状態（オン）にあり、現像手段５に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段１５、転写手段６に電圧を印加する転写電圧印加手段１６および除電手段８が非動作状態（オフ）にある状態である。
【００６７】
このように、感光体２の回転駆動手段、帯電手段３に電圧を印加する電圧印加手段１０および露光手段４のみが動作状態である画像形成時以外のタイミングで、電流検知手段２２によって感光体２に流れる電流値の検知を行う。
【００６８】
ここで、電流検知手段２２による感光体２に流れる電流の検知が画像形成時以外のタイミングで行われると、検知の際、帯電手段３以外のデバイスによって検知結果に悪影響を及ぼすことがなく、精度のよい検知が可能となる。また画像形成のたびに感光体２に流れる電流の検知を行わないので、画像形成に要する時間を長くすることがない。
【００６９】
このような電流検知手段２２による感光体２に流れる電流値の検知は、たとえば、画像形成装置２１のウォーミングアップ時、感光体２の回転数が予め定められる回転数に達した時、印字枚数が予め定められる枚数に達した時などに各デバイスを図６に示すような動作状態にして行われる。
【００７０】
感光体２に流れる電流の検知は、数秒間行えばよい。数秒間感光体２に流れる電流の検知を行い、その平均値をとることによって、微小変動に伴う検知精度への悪影響を確実に防止することができ、帯電手段３から感光体２に流れる電流値の精度をさらに高めることができる。
【００７１】
なお、電流検知手段２２による感光体２に流れる電流の検知を行う際、電圧印加手段１０からの帯電手段３への印加電圧値は、一番最近行った画像形成時における印加電圧値と等しくなるように定電圧制御される。
【００７２】
そして画像形成時には、この検知した値に基づいて、上記のように、温度検知手段１１によって得られる感光体２の表面温度および回転数検知手段１２によって得られる感光体２の回転数と、感光体２の表面温度および回転数と、感光体２の表面温度および感光体２の回転数に対応して予め定められる感光体２に流す電流値に関するテーブルデータとを用いて、電圧印加手段１０の帯電手段３に対する電圧印加動作を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の第１形態である画像形成装置１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置１の要部拡大図である。
【図３】図１に示す画像形成装置１の外観斜視図である。
【図４】感光体の表面温度および回転数と、その条件において感光体を所定の電位にするために感光体に流れ込む電流値の測定結果との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の第２形態である画像形成装置２１の構成を簡略化して示す断面図である。
【図６】画像形成装置２１において画像形成時以外のタイミングにおける各デバイスの動作状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１，２１  画像形成装置
２  感光体
３  帯電手段
４  露光手段
５  現像手段
６  転写手段
７  定着手段
８  クリーニング手段
９  除電手段
１０  電圧印加手段
１１  温度検知手段
１２  回転数検知手段
１３，２３  制御手段
１３ａ，２３ａ  記憶部
１４，２４  ＣＰＵ
１５  現像バイアス印加手段
１６  転写電圧印加手段
１７  記録材
１８  加熱ローラ
１９  加圧ローラ
２２  電流検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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