(57)【要約】【課題】感光層内に残存電荷がある場合に、感光層の膜厚を推定する。【解決手段】感光体（感光体ドラム７）と帯電器（帯電ローラ８）の動作が停止してから所定時間経過した後、帯電器で帯電されていない感光体の表面が帯電器により帯電されるときの第１電源３１により帯電器に供給される電流、または、除電された感光体の表面が帯電器により帯電されるときの第１電源３１により帯電器に供給される電流である第１帯電電流ＩＣ１と、非印字動作中に第２電源３２により転写器（転写ローラ９）に電力が供給されている状態で、帯電器で帯電された感光体の表面が一周して帯電器に接触して帯電器により帯電されるときの第１電源３１により帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と、第２電源３２により転写器に供給される転写電流ＩＴとを取得する。そして、取得した第１帯電電流ＩＣ１、第２帯電電流ＩＣ２および転写電流ＩＴに基づいて、感光層の膜厚ｄを演算する。【選択図】図２
2018106027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層を有する感光体と、
前記感光体の表面に接触する帯電器と、
前記帯電器に接続され、電力を供給する第１電源と、
前記感光体に対向して配置される転写器と、
前記転写器に接続され、電力を供給する第２電源と、
前記感光体の表面を露光する露光装置と、
前記感光体に対向して配置され、前記感光体の表面に現像剤を供給する現像器と、
前記第１電源と前記第２電源に制御信号を出力する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記感光体と前記帯電器の動作が停止してから所定時間経過した後、前記帯電器で帯電されていない前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流、または、除電された前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流である第１帯電電流ＩＣ１と、非印字動作中に前記第２電源により前記転写器に電力が供給されている状態で、前記帯電器で帯電された感光体の表面が一周して前記帯電器に接触して前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と、前記第２電源により前記転写器に供給される転写電流ＩＴとを取得し、
取得した前記第１帯電電流ＩＣ１、前記第２帯電電流ＩＣ２および前記転写電流ＩＴに基づいて、前記感光層の膜厚ｄを演算することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光層を有する感光体と、
前記感光体の表面に接触する帯電器と、
前記帯電器に接続され、電力を供給する第１電源と、
前記感光体に対向して配置される転写器と、
前記転写器に接続され、電力を供給する第２電源と、
前記感光体の表面を露光する露光装置と、
前記感光体に対向して配置され、前記感光体の表面に現像剤を供給する現像器と、
前記第１電源と前記第２電源に制御信号を出力する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記感光体と前記帯電器の動作が停止してから所定時間経過した後、前記帯電器で帯電されていない前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流、または、除電された前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流である第１帯電電流ＩＣ１と、非印字動作中に前記第２電源により前記転写器に電力が供給されている状態で、前記帯電器で帯電された感光体の表面が一周して前記帯電器に接触して前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と、前記第２電源により前記転写器に供給される転写電流ＩＴとを取得し、
取得した前記第１帯電電流ＩＣ１、前記第２帯電電流ＩＣ２および前記転写電流ＩＴに基づいて、前記感光体に関する警告を報知装置に報知させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
感光層を有する感光体と、
前記感光体の表面に接触する帯電器と、
前記帯電器に接続され、電力を供給する第１電源と、
前記感光体に対向して配置される転写器と、
前記転写器に接続され、電力を供給する第２電源と、
前記感光体の表面を露光する露光装置と、
前記感光体に対向して配置され、前記感光体の表面に現像剤を供給する現像器と、
前記第１電源と前記第２電源に制御信号を出力する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記感光体と前記帯電器の動作が停止してから所定時間経過した後、前記帯電器で帯電されていない前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流、または、除電された前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流である第１帯電電流ＩＣ１と、非印字動作中に前記第２電源により前記転写器に電力が供給されている状態で、前記帯電器で帯電された感光体の表面が一周して前記帯電器に接触して前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と、前記第２電源により前記転写器に供給される転写電流ＩＴとを取得し、
取得した前記第１帯電電流ＩＣ１、前記第２帯電電流ＩＣ２および前記転写電流ＩＴに基づいて、印字動作中における前記帯電器への印加電圧を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
取得した前記第１帯電電流ＩＣ１、前記第２帯電電流ＩＣ２および前記転写電流ＩＴに基づいて、印字動作中における転写電流を設定する処理、印字動作中における前記露光装置の出力を設定する処理および印字動作中に前記現像器にかける現像バイアスを設定する処理の少なくとも１つを実行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体の表面の電荷を除去する、前記制御装置に接続された除電器を備え、
前記制御装置は、
前記除電器を第１所定時間ＯＮにし、前記感光層の表面の除電箇所が前記帯電器との接触箇所に到達してから前記第１所定時間が経過するまでの間に検出された前記第１帯電電流ＩＣ１を取得し、
非印字動作中で、前記帯電器で帯電させた箇所が前記帯電器に到達した後、前記除電箇所が前記帯電器との接触箇所に到達する前、または、非印字動作中で、前記除電箇所が前記帯電器との接触箇所に到達してから前記第１所定時間が経過した後に検出された前記第２帯電電流ＩＣ２を取得することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前回の印字動作が終了してからの動作停止期間が第２所定時間を超えた後に検出された前記第１帯電電流ＩＣ１を取得し、前記第１帯電電流ＩＣ１を取得した後、非印字動作中、かつ、前記感光体が回転開始後１回転以上した後に検出された前記第２帯電電流ＩＣ２を取得することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
画像形成装置の電源がＯＮされてから前記感光体が一周するまでの間に検出された前記第１帯電電流ＩＣ１を取得し、前記感光体が回転開始後１回転以上した後、かつ、非印字動作中に検出された前記第２帯電電流ＩＣ２を取得することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記転写器を定電圧制御する場合には、非印字動作中に検出された前記転写電流ＩＴを取得することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電器は、前記感光体の外周面に接触しながら回転する帯電ローラであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記転写器に対し、前記感光体の回転方向下流側に配置され、前記感光体の外周面に接触するクリーナを備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記クリーナは、クリーニングブレードであることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記膜厚ｄが所定値以下となったことを条件として、前記感光体に関する警告を報知装置に報知させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記感光層は、正帯電性であり、かつ、単層であることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記表面電荷量Ｑ０の演算において、前記第２帯電電流ＩＣ２から前記転写電流ＩＴを引いた差を前記第１帯電電流ＩＣ１から引くことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
感光層を有する感光体と、
前記感光体の表面に接触する帯電器と、
前記帯電器に接続され、電力を供給する第１電源と、
前記感光体に対向して配置される転写器と、
前記転写器に接続され、電力を供給する第２電源と、
前記感光体の表面を露光する露光装置と、
前記感光体に対向して配置され、前記感光体の表面に現像剤を供給する現像器と、
前記第１電源と前記第２電源に制御信号を出力する制御装置とを備える画像形成装置の制御方法であって、
前記制御装置により、
前記感光体と前記帯電器の動作が停止してから所定時間経過した後、前記帯電器で帯電されていない前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流、または、除電された前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流である第１帯電電流ＩＣ１と、非印字動作中に前記第２電源により前記転写器に電力が供給されている状態で、前記帯電器で帯電された感光体の表面が一周して前記帯電器に接触して前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と、前記第２電源により前記転写器に供給される転写電流ＩＴとを取得する処理と、
取得した前記第１帯電電流ＩＣ１、前記第２帯電電流ＩＣ２および前記転写電流ＩＴに基づいて、前記感光層の膜厚ｄを演算する処理と、を実行することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１６】
感光層を有する感光体と、
前記感光体の表面に接触する帯電器と、
前記帯電器に接続され、電力を供給する第１電源と、
前記感光体に対向して配置される転写器と、
前記転写器に接続され、電力を供給する第２電源と、
前記感光体の表面を露光する露光装置と、
前記感光体に対向して配置され、前記感光体の表面に現像剤を供給する現像器と、
前記第１電源と前記第２電源に制御信号を出力する制御装置とを備える画像形成装置の制御方法であって、
前記制御装置により、
前記感光体と前記帯電器の動作が停止してから所定時間経過した後、前記帯電器で帯電されていない前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流、または、除電された前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流である第１帯電電流ＩＣ１と、非印字動作中に前記第２電源により前記転写器に電力が供給されている状態で、前記帯電器で帯電された感光体の表面が一周して前記帯電器に接触して前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と、前記第２電源により前記転写器に供給される転写電流ＩＴとを取得する処理と、
取得した前記第１帯電電流ＩＣ１、前記第２帯電電流ＩＣ２および前記転写電流ＩＴに基づいて、前記感光体に関する警告を報知装置に報知させる処理、印字動作中における前記帯電器への印加電圧を設定する処理、印字動作中における転写電流を設定する処理、印字動作中における前記露光装置の出力を設定する処理および印字動作中に前記現像器にかける現像バイアスを設定する処理の少なくとも１つの処理と、を実行することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１７】
感光層を有する感光体と、
前記感光体の表面に接触する帯電器と、
前記帯電器に接続され、電力を供給する第１電源と、
前記感光体に対向して配置される転写器と、
前記転写器に接続され、電力を供給する第２電源と、
前記感光体の表面を露光する露光装置と、
前記感光体に対向して配置され、前記感光体の表面に現像剤を供給する現像器と、
前記第１電源と前記第２電源に制御信号を出力する制御装置とを備える画像形成装置における前記制御装置を、
前記感光体と前記帯電器の動作が停止してから所定時間経過した後、前記帯電器で帯電されていない前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流、または、除電された前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流である第１帯電電流ＩＣ１と、非印字動作中に前記第２電源により前記転写器に電力が供給されている状態で、前記帯電器で帯電された感光体の表面が一周して前記帯電器に接触して前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と、前記第２電源により前記転写器に供給される転写電流ＩＴとを取得する手段と、
取得した前記第１帯電電流ＩＣ１、前記第２帯電電流ＩＣ２および前記転写電流ＩＴに基づいて、前記感光層の膜厚ｄを演算する手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
感光層を有する感光体と、
前記感光体の表面に接触する帯電器と、
前記帯電器に接続され、電力を供給する第１電源と、
前記感光体に対向して配置される転写器と、
前記転写器に接続され、電力を供給する第２電源と、
前記感光体の表面を露光する露光装置と、
前記感光体に対向して配置され、前記感光体の表面に現像剤を供給する現像器と、
前記第１電源と前記第２電源に制御信号を出力する制御装置とを備える画像形成装置における前記制御装置を、
前記感光体と前記帯電器の動作が停止してから所定時間経過した後、前記帯電器で帯電されていない前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流、または、除電された前記感光体の表面が前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される電流である第１帯電電流ＩＣ１と、非印字動作中に前記第２電源により前記転写器に電力が供給されている状態で、前記帯電器で帯電された感光体の表面が一周して前記帯電器に接触して前記帯電器により帯電されるときの前記第１電源により前記帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と、前記第２電源により前記転写器に供給される転写電流ＩＴとを取得する手段と、
取得した前記第１帯電電流ＩＣ１、前記第２帯電電流ＩＣ２および前記転写電流ＩＴに基づいて、前記感光体に関する警告を報知装置に報知させる手段、印字動作中における前記帯電器への印加電圧を設定する手段、印字動作中における転写電流を設定する手段、印字動作中における前記露光装置の出力を設定する手段および印字動作中に前記現像器にかける現像バイアスを設定する手段の少なくとも１つの手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体の感光層の膜厚を推定可能な画像形成装置およびその制御方法ならびにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体の感光層に現像剤像を形成している。感光体は、印刷枚数に応じて徐々に摩耗し、感光層の膜厚が薄くなっていく。感光層の厚さは、感光体の帯電性能や露光特性、現像特性などに影響を与えるので、画像形成装置の制御装置は、感光層の膜厚を推定できることが望まれる。
【０００３】
従来、感光体の寿命を判定するために、種々の方法が提案されている。例えば、特許文献１においては、帯電器に印加した電圧に対する帯電電流を測定したＶ−Ｉ特性に基づいて感光層の膜厚を演算している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２３５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、感光層の内部に残存電荷がある場合は、残存電荷を打ち消すために帯電電流が消費される（この電流を、「過剰電流」という。）ため、膜厚の推定に誤差が生じるという問題がある。
特に、単層のＯＰＣ（有機感光体）では、クリーニングブレード等により感光体を摺ると、感光層内に残存電荷が蓄積しやすい。
【０００６】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたもので、感光層内に残存電荷がある場合にも、感光層の膜厚を推定可能な画像形成装置およびその制御方法ならびにプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した課題を解決する本発明の画像形成装置は、感光層を有する感光体と、感光体の表面に接触する帯電器と、帯電器に接続され、電力を供給する第１電源と、感光体に対向して配置される転写器と、転写器に接続され、電力を供給する第２電源と、感光体の表面を露光する露光装置と、感光体に対向して配置され、感光体の表面に現像剤を供給する現像器と、第１電源と第２電源に制御信号を出力する制御装置とを備える。
制御装置は、感光体と帯電器の動作が停止してから所定時間経過した後、帯電器で帯電されていない感光体の表面が帯電器により帯電されるときの第１電源により帯電器に供給される電流、または、除電された感光体の表面が帯電器により帯電されるときの第１電源により帯電器に供給される電流である第１帯電電流ＩＣ１と、非印字動作中に第２電源により転写器に電力が供給されている状態で、帯電器で帯電された感光体の表面が一周して帯電器に接触して帯電器により帯電されるときの第１電源により帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と、第２電源により転写器に供給される転写電流ＩＴとを取得する。そして、制御装置は、取得した第１帯電電流ＩＣ１、第２帯電電流ＩＣ２および転写電流ＩＴに基づいて、感光層の膜厚ｄを演算する。
【０００８】
このような構成によれば、帯電された感光体の表面が一周して非印字動作中に再度帯電されるときの第１電源により帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と転写電流との差ＩＣ２−ＩＴをとることによって過剰電流ＩＥＸを推定できる。そのため、感光層の表面の電荷がほぼ残っていない状態で検出した第１帯電電流ＩＣ１と過剰電流ＩＥＸの差をとることで、感光体を帯電させたときの表面電荷量Ｑ０を推定することができる。したがって、表面電荷量Ｑ０から感光層の正確な膜厚ｄを推定することができる。
【０００９】
また、前記した課題を解決する画像形成装置の制御方法は、前記した制御装置により、感光体と帯電器の動作が停止してから所定時間経過した後、帯電器で帯電されていない感光体の表面が帯電器により帯電されるときの第１電源により帯電器に供給される電流、または、除電された感光体の表面が帯電器により帯電されるときの第１電源により帯電器に供給される電流である第１帯電電流ＩＣ１と、非印字動作中に第２電源により転写器に電力が供給されている状態で、帯電器で帯電された感光体の表面が一周して帯電器に接触して帯電器により帯電されるときの第１電源により帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と、第２電源により転写器に供給される転写電流ＩＴとを取得する処理と、取得した第１帯電電流ＩＣ１、第２帯電電流ＩＣ２および転写電流ＩＴに基づいて、感光層の膜厚ｄを演算する処理と、を実行することを特徴とする。
【００１０】
また、前記した課題を解決するプログラムは、前記した制御装置を、感光体と帯電器の動作が停止してから所定時間経過した後、帯電器で帯電されていない感光体の表面が帯電器により帯電されるときの第１電源により帯電器に供給される電流、または、除電された感光体の表面が帯電器により帯電されるときの第１電源により帯電器に供給される電流である第１帯電電流ＩＣ１と、非印字動作中に第２電源により転写器に電力が供給されている状態で、帯電器で帯電された感光体の表面が一周して帯電器に接触して帯電器により帯電されるときの第１電源により帯電器に供給される第２帯電電流ＩＣ２と、第２電源により転写器に供給される転写電流ＩＴとを取得する手段と、取得した第１帯電電流ＩＣ１、第２帯電電流ＩＣ２および転写電流ＩＴに基づいて、感光層の膜厚ｄを演算する手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、感光層内に残存電荷がある場合にも、感光層の膜厚を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】制御装置と各部材の関係を示す図である。
【図３】表面電荷量の計算方法を説明する図である。
【図４】表面電荷が残っている場合の帯電電流の検出タイミングを説明するタイミングチャートである。
【図５】表面電荷が残っていない場合の帯電電流の検出タイミングを説明するタイミングチャートである。
【図６】印字待機中における膜厚演算処理のフローチャートである。
【図７】電源ＯＮ後の膜厚演算処理のフローチャートである。
【図８】第１変形例に係る、第１帯電電流と転写電流を印字動作中に検出する形態のフローチャートである。
【図９】第２変形例に係る、転写電流を定電圧制御する形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態に係る画像形成装置について説明する。
画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１は、用紙Ｓに画像を形成するものであり、本体ケーシング２内に、給紙トレイ３および手差トレイ４と、プロセス部５と、定着部６と、制御装置１００を備えて構成されている。また、レーザプリンタ１は、報知装置の一例としての表示部３５を備えている。
【００１４】
プロセス部５は、用紙Ｓに現像剤像を形成する部分であり、感光体の一例としての感光体ドラム７、帯電器の一例としての帯電ローラ８、転写器の一例としての転写ローラ９、露光装置の一例としてのスキャナ１０、現像カートリッジ２０等を含む。
【００１５】
スキャナ１０は、本体ケーシング２内の上部に配置されており、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー１１、複数の反射鏡１２および複数のレンズ（図示せず）等を含む。スキャナ１０では、レーザ発光部から発射されたレーザ光を、ポリゴンミラー１１、反射鏡１２、図示しないレンズを介して一点鎖線で示すように感光体ドラム７の表面上に走査する。
【００１６】
現像カートリッジ２０は、現像剤の一例としてのトナーＴを収容する筐体２１と、筐体２１内のトナーＴを撹拌するアジテータ２５と、現像器の一例としての現像ローラ２７と、現像ローラ２７にトナーＴを供給する供給ローラ２８と、層厚規制ブレード２９とを備えてなる。
アジテータ２５と、現像ローラ２７および供給ローラ２８は、筐体２１に回転可能に支持されている。
【００１７】
現像ローラ２７は感光体ドラム７に対向して配置されている。現像剤収容室内のトナーＴは、供給ローラ２８の回転により現像ローラ２７に供給され、現像ローラ２７に担持される。現像ローラ２７は、担持したトナーＴを感光体ドラム７に供給する。
【００１８】
感光体ドラム７は、金属からなる円筒状の素管と、この素管の外周面に設けられた感光層とを有してなる（図示省略）。感光体ドラム７は、図１の時計回りに回転する。感光層は、一例として、正帯電性である。また、感光層は、単層である。感光層は、表面に、保護や耐久性の向上のためのコーティングなどが設けられていてもよい。
感光体ドラム７の上方には、帯電ローラ８が配置されている。帯電ローラ８は、感光体ドラム７の外周面、つまり、感光層に接触しながら回転する。
【００１９】
感光体ドラム７の下方には、転写ローラ９が感光体ドラム７に対向して配置されている。
【００２０】
転写ローラ９に対し、感光体ドラム７の回転方向下流側には、クリーナの一例としてのクリーニングブレード１５が配置されている。クリーニングブレード１５は、先端が感光体ドラム７の外周面、つまり、感光層に接触している。
【００２１】
クリーニングブレード１５に対し、感光体ドラム７の回転方向下流側には、除電器１６が配置されている。
【００２２】
感光体ドラム７は、回転しながら帯電ローラ８によって正極性に帯電される。そして、感光体ドラム７は、スキャナ１０からのレーザ光により露光されて、表面に静電潜像が形成される。その後、現像ローラ２７が、感光体ドラム７上の静電潜像にトナーＴを供給することによって感光体ドラム７上に現像剤像が形成される。感光体ドラム７上の現像剤像は、用紙Ｓが感光体ドラム７と転写ローラ９の間を通る間に、転写ローラ９に印加される転写バイアスによって、用紙Ｓに転写される。
【００２３】
定着部６は、プロセス部５に対して用紙Ｓの搬送方向の下流側に配置されている。定着部６は、定着ローラ６Ａと、定着ローラ６Ａに押し付けられる加圧ローラ６Ｂを備えてなる。定着ローラ６Ａは、円筒状のローラ内にヒータを有している。定着部６は、定着ローラ６Ａと加圧ローラ６Ｂの間で用紙Ｓを挟持しながらヒータにより用紙Ｓを加熱して現像剤像を用紙Ｓに定着させる。
【００２４】
図２に示すように、制御装置１００は、予め用意されたプログラムに従って、印刷データの受信、給紙トレイ３および手差トレイ４からの給紙、プロセス部５、定着部６等の制御を行うように構成されている。すなわち、プログラムは、制御装置１００を、以下に説明する各処理を行う手段として機能させるものである。
具体的に、制御装置１００は、単一または複数の電気回路によって構成されており、ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１２０、ＲＡＭ１３０などを備えている。ＲＯＭ１２０には、レーザプリンタ１の各部を制御するためのプログラムや各種設定情報などのデータが記憶されている。ＲＡＭ１３０は、ＣＰＵ１１０が各種のプログラムを実行する際の作業領域や、データの一時的な記憶領域として利用される。ＣＰＵ１１０は、図示しない外部のパーソナルコンピュータなどから出力された指令や、第１電流検出部３１Ａや第２電流検出部３２Ａなどから出力された信号、ＲＯＭ１２０などから読み出したプログラムやデータなどに基づいて各種演算処理を行う。
制御装置１００は、ＣＰＵ１１０の演算結果に基づいてレーザプリンタ１の各部に制御信号を出力することで、各部の制御を実行する。また、外部のパーソナルコンピュータなどに、レーザプリンタ１の動作状態に応じた信号を出力する。
【００２５】
次に、感光層の膜厚ｄの推定に関する構成を説明する。
制御装置１００は、感光体ドラム７、帯電ローラ８、転写ローラ９、現像ローラ２７、除電器１６およびスキャナ１０の動作を制御することができるように構成されている。
【００２６】
感光体ドラム７は、モータ１７と複数のギヤを介して連結され、モータ１７により駆動される。制御装置１００は、モータ１７にＰＷＭ（Pulse Width Modulation)信号などの制御信号を出力することで、モータ１７を介して感光体ドラム７の回転または停止を制御する。
【００２７】
帯電ローラ８は、第１電源３１と電気的に接続され、第１電源３１は、制御装置１００に電気的に接続されている。制御装置１００は、第１電源３１にＰＷＭ信号などの制御信号を出力することで、第１電源３１から帯電ローラ８に電力を供給する。制御装置１００は、感光体ドラム７の表面電位が所定電位となるように、帯電ローラ８の印加電圧（帯電バイアス）を設定する。第１電源３１には第１電流検出部３１Ａが接続されており、第１電源３１により帯電ローラ８に供給された電流の量は、第１電流検出部３１Ａから制御装置１００に出力される。
【００２８】
転写ローラ９は、第２電源３２と電気的に接続され、第２電源３２は、制御装置１００に電気的に接続されている。制御装置１００は、第２電源３２にＰＷＭ信号などの制御信号を出力することで、第２電源３２から転写ローラ９に電力を供給する。制御装置１００は、感光体ドラム７から転写ローラ９に流れる電流が所定値となるように、転写ローラ９に印加する電圧（転写バイアス）を制御する。第２電源３２には第２電流検出部３２Ａが接続されており、第２電源３２により転写ローラ９に供給された電流の量は、第２電流検出部３２Ａから制御装置１００に出力される。
【００２９】
現像ローラ２７は、図示しない電源と電気的に接続されており、印字動作時において、制御装置１００から出力されるＰＷＭ信号などの制御信号に基づいて、所定の電圧（現像バイアス）が印加される。
【００３０】
除電器１６は、一例として、ＬＥＤランプであり、感光体ドラム７の外周面をＬＥＤで照らすことで感光層の表面を除電する。除電器１６は、制御装置１００に接続されており、制御装置１００は、除電器１６のＯＮ，ＯＦＦを制御する。
【００３１】
また、膜厚ｄの大きさは、帯電性能や露光特性、現像特性などに影響を与えるので、制御装置１００は、印字濃度が適正になるように、膜厚ｄの大きさに応じて、印字動作中における帯電ローラ８への印加電圧を設定する処理を行う。
なお、帯電バイアスは、初期値は、例えば１ｋＶで、膜厚ｄが小さくなるにしたがって徐々に小さくするとよい。膜厚ｄが小さくなると放電開始電圧が低くなるため、その分、帯電バイアスを低くする必要があるからである。仮に帯電バイアスを低くしない場合には、感光体ドラム７の表面電位が所定値（例えば７００Ｖ）よりも高くなってしまう。
また、制御装置１００が膜厚ｄを演算するタイミングは特に限定されず、例えば、前回の演算タイミングからの印字枚数が所定値を超えた場合であるとか、前回の演算タイミングから所定時間が経過した場合などを採用することができる。
【００３２】
図３を参照して、本実施形態において膜厚ｄを推定する原理を説明する。
膜厚ｄは、感光層の表面を帯電させたときの表面電荷量Ｑ０を取得することで演算することができる。誘電体である感光層の比誘電率をεｒ、真空中の誘電率をε０、帯電ローラ８と感光体ドラム７の接触面積をＳ、感光層の膜厚をｄとすると、感光層の静電容量Ｃは、
Ｃ＝εｒε０Ｓ／ｄ
である。帯電した状態において、感光層の表面電位をＶ０とすると、
Ｖ０＝Ｑ０／Ｃ
であるので、
ｄ＝εｒε０Ｓ・Ｖ０／Ｑ０
であり、Ｑ０を求めることで膜厚ｄを演算することができる。
【００３３】
帯電後の表面電荷量Ｑ０は、感光体ドラム７の表面に電荷がほぼ残っていない状態で帯電させたときの第１帯電電流ＩＣ１（電荷量ＱＣ１に対応）と過剰電流ＩＥＸ（電荷量ＱＥＸに対応）の差により算出することができる。
【００３４】
過剰電流ＩＥＸは、直接測定することができないが、感光体ドラム７の表面に電荷が残っている状態で感光体ドラム７の表面を帯電させたときの第２帯電電流ＩＣ２（電荷量ＱＣ２に対応）と転写電流ＩＴの差ＩＣ２−ＩＴにより求めることができる。したがって、表面電荷量Ｑ０は、
Ｑ０＝ＩＣ１−（ＩＣ２−ＩＴ）
により求めることができる。
【００３５】
第１帯電電流ＩＣ１を検出するのに適した、感光体ドラム７の表面の電荷が残っていない箇所は、望ましくは、表面電荷量Ｑ０の計算に影響を与えない程度に感光体ドラム７の表面の電荷が無い箇所であり、例えば、除電器１６により除電した箇所や、感光体ドラム７の動作が停止して十分な時間が経過したことで、感光体ドラム７の表面が自然放電した箇所などである。
【００３６】
つまり、第１帯電電流ＩＣ１は、感光体ドラム７と帯電ローラ８の動作が停止してから所定時間経過した後、帯電ローラ８で帯電されていない感光体ドラム７の表面が帯電ローラ８により帯電されるときの第１電源３１により帯電ローラ８に供給される電流、または、除電された感光体ドラム７の表面が帯電ローラ８により帯電されるときの第１電源３１により帯電ローラ８に供給される電流である。
【００３７】
第２帯電電流ＩＣ２を検出するのに適した箇所は、帯電ローラ８によって帯電された箇所が、感光体ドラム７が一周する間、転写動作以外に感光体ドラム７の表面の電荷に影響を及ぼす動作が実行されていない状態で回転し、再度、帯電ローラ８と接触した箇所である。なお、転写動作以外に感光体ドラム７の表面の電荷に影響を及ぼす動作には、スキャナ１０による露光動作と、現像ローラ７２から感光体ドラム７にトナーＴを供給する現像動作と、除電器１６による除電動作とが含まれる。また、感光体ドラム７の表面の電荷に影響を及ぼす動作としての転写動作とは、転写ローラ９に対して転写バイアスが供給された状態を意味し、感光体ドラム７の表面の電荷が転写ローラ９側に移動することを意味する。本実施形態において、制御装置１００は、非印字動作中に第２帯電電流ＩＣ２を取得する。なお、本明細書において非印字動作中とは、モータ１７が作動していて感光体ドラム７等が回転しており、帯電ローラ８と転写ローラ９には電力が供給されているが、スキャナ１０により露光されておらず、現像ローラ２７から感光体ドラム７にトナーＴが供給されておらず、除電器１６により感光体ドラム７が除電されていない状態をいう。現像ローラ２７から感光体ドラム７にトナーＴが供給されない状態は、現像ローラ２７に現像バイアスが印加されていないか、帯電バイアスよりも低い現像バイアスが印加されている状態である。
【００３８】
つまり、第２帯電電流ＩＣ２は、非印字動作中に第２電源３２により転写ローラ９に電力が供給されている状態で、帯電ローラ８で帯電された感光体ドラム７の表面が一周して帯電ローラ８に接触して帯電ローラ８により帯電されるときの第１電源３１により帯電ローラ８に供給される電流である。
【００３９】
転写電流ＩＴは、本実施形態においては、後述する適宜なタイミングで検出することができる。但し、制御装置１００により転写電流ＩＴが定電流制御される場合には、検出値と定電流制御の設定値はほぼ一致するので、制御装置１００は、ＲＯＭ１２０等に予め記憶されている設定値を転写電流ＩＴとして取得してもよい。
【００４０】
制御装置１００は、第１帯電電流ＩＣ１を取得する際に除電器１６をＯＮにする場合、除電器１６を第１所定時間ＯＮにし、感光層の表面の除電箇所が帯電ローラ８との接触箇所に到達してから第１所定時間が経過するまでの間に検出した電流を第１帯電電流ＩＣ１として取得するのがよい。このようにすることで、感光体ドラム７の表面のうち、電荷が残っていない箇所に対して帯電ローラ８から供給される電荷量ＱＣ１を精度良く推定することができる。
一方、制御装置１００は、第２帯電電流ＩＣ２を、感光層の表面のうち、帯電された箇所で、かつ、除電されていない箇所で検出する。そのため、制御装置１００は、非印字動作中で、感光体ドラム７の表面のうち、帯電ローラ８で帯電させた箇所が一周して帯電ローラ８に到達した後、除電箇所が帯電ローラ８との接触箇所に到達する前、または、非印字動作中で、除電箇所が帯電ローラ８との接触箇所に到達してから第１所定時間が経過した後に検出された電流を第２帯電電流ＩＣ２として取得するとよい。
【００４１】
上述の、第１帯電電流ＩＣ１を検出する際に除電器１６をＯＮにする場合の一例について、図４を参照して説明する。図４のタイミングチャートは、非印字動作中であるとする。図４に示すように、時刻ｔ０で帯電バイアスをＯＮにした後、時間Ｔ１が経過することで感光体ドラム７が一周し、時刻ｔ１に帯電ローラ８で帯電させた箇所が帯電ローラ８に到達する。除電器１６は、例えば、その後の時刻ｔ２にＯＮされ、その後、第１所定時間ＴＥＬの間、ＯＮとされる。そうすると、感光層の表面の除電箇所が時刻ｔ２から時間Ｔ２が経過することで時刻ｔ３に帯電ローラ８との接触箇所に到達する。このような場合、制御装置１００は、除電箇所が帯電ローラ８に対向している時刻ｔ３〜ｔ４の間に検出された電流を第１帯電電流ＩＣ１として取得する（検出タイミングＤ１参照）。一方、制御装置１００は、帯電された箇所で、かつ、除電されていない箇所が帯電ローラ８に対向している時刻ｔ１〜ｔ３または時刻ｔ４以降に検出された電流を第２帯電電流ＩＣ２として取得する（検出タイミングＤ２，Ｄ３参照）。
【００４２】
なお、図４においては、時刻ｔ０に転写バイアスをＯＮにしているが、第１帯電電流ＩＣ１を検出する上では、転写バイアスはＯＦＦであってもよい。
また、転写電流ＩＴを検出するタイミングは問わないが、制御装置１００は、例えば、第２帯電電流ＩＣ２と同様に、帯電された箇所で、かつ、除電されていない箇所が帯電ローラ８に対向している時刻ｔ１〜ｔ３または時刻ｔ４以降に検出された電流を取得することができる。
さらに、図４は、非印字動作中であるとしたが、第１帯電電流ＩＣ１および転写電流ＩＴの検出タイミングは、印字動作中であっても構わない。
【００４３】
感光層の表面が自然放電した状態で第１帯電電流ＩＣ１を取得する場合、制御装置１００は、前回の印字動作が終了してからの動作停止期間が第２所定時間を超えた後に検出された第１帯電電流ＩＣ１を取得するのがよい。そして、制御装置１００は、レーザプリンタ１の電源がＯＮされてから、具体的には、モータ１７が作動し、帯電ローラ８がＯＮされてから感光体ドラム７が一周するまでの間に検出された電流を第１帯電電流ＩＣ１として取得するとよい。このようにすれば、制御装置１００は、感光層の表面の自然放電された部分が帯電ローラ８に対向している間に検出された電流を第１帯電電流ＩＣ１として取得することができる。第２所定時間は、感光層の材料や、厚さ、その他感光層の周囲の構成によって異なるが、望ましくは、感光層の表面の電荷が所定量以下になるのに十分な時間であって、例えば、数十分から数時間程度の場合がある。
一方、第２帯電電流ＩＣ２は、第１帯電電流ＩＣ１を取得した後、非印字動作中で転写バイアスがＯＮにされ、かつ、感光体が回転開始後１回転以上した後、つまり、２周目以降に検出するのがよい。
【００４４】
上述の、感光体ドラム７の表面が自然放電した状態で第１帯電電流ＩＣ１を取得する場合の一例について、図５を参照して説明する。図５のタイミングチャートは、レーザプリンタ１が電源ＯＦＦとされてから第２所定時間が経過した後、電源がＯＮされた場合であって、非印字動作中であるとする。図５に示すように、時刻ｔ０で帯電バイアスをＯＮにした後、時間Ｔ１が経過することで感光体ドラム７が一周し、時刻ｔ１１に帯電ローラ８で帯電させた箇所が帯電ローラ８に到達する。なお、除電器１６はＯＦＦのままにしておく。このような場合、制御装置１００は、帯電する前の自然放電された箇所が帯電ローラ８に対向している時刻ｔ０〜ｔ１１の間に検出された電流を第１帯電電流ＩＣ１として取得する（検出タイミングＤ４参照）。一方、制御装置１００は、帯電された箇所が帯電ローラ８に対向している時刻ｔ１１以降に検出された電流を第２帯電電流ＩＣ２として取得する（検出タイミングＤ５参照）。
【００４５】
次に、制御装置１００による処理の一例について、図６および図７を参照して説明する。
図６に示すように、印字待機中において、制御装置１００は、膜厚演算が必要か否かを予め定められた条件にしたがって判定し、必要でない場合（Ｓ１１０，Ｎｏ）、処理を終了し、必要な場合（Ｓ１１０，Ｙｅｓ）、ステップＳ１１１〜Ｓ１１６により膜厚ｄを演算する。
【００４６】
ステップＳ１１１において、まず、制御装置１００は、モータ１７、帯電バイアス、転写バイアスおよび除電器１６をＯＮにする。そして、上述した適切なタイミング（除電箇所が帯電ローラ８に対向しているタイミング）で検出された第１帯電電流ＩＣ１を取得する（Ｓ１１２）。その後、除電器１６をＯＦＦにし（Ｓ１１３）、上述した適切なタイミングで検出された第２帯電電流ＩＣ２と転写電流ＩＴを取得する（Ｓ１１４）。そして、Ｑ０＝ＩＣ１−（ＩＣ２−ＩＴ）により表面電荷量Ｑ０を演算し（Ｓ１１５）、Ｑ０から膜厚ｄを演算し、記憶する。さらに、膜厚ｄに応じて帯電バイアスを設定する（Ｓ１１７）。
【００４７】
次に、制御装置１００は、演算した膜厚ｄが所定のしきい値ｄｔｈ以下であるかを判定し、膜厚ｄがｄｔｈより大きい場合には、処理を終了し（Ｓ１２０，Ｎｏ）、膜厚ｄがｄｔｈ以下である場合には（Ｓ１２０，Ｙｅｓ）、感光体ドラム７の交換を促すメッセージを表示部３５へ表示させる（Ｓ１２１）。
なお、膜厚ｄは、例えば、初期状態で数十μｍである。しきい値ｄｔｈは、露光しても電位が下がらなくなる厚みまたは感光層の絶縁性が確保できない厚みよりも大きく設定される。例えば、ｄｔｈは、数μｍ〜十数μｍに設定することができる。
【００４８】
以上のようにして、印字待機中において、制御装置１００は、除電器１６を作動させて第１帯電電流ＩＣ１を取得して、膜厚ｄを推定することができる。
【００４９】
次に、制御装置１００による電源ＯＮ直後の場合の処理の一例について説明する。この場合の処理は、図６の場合と異なる点についてのみ説明する。
図７に示すように、制御装置１００は、ステップＳ１１０において膜厚演算が必要であると判定した後（Ｓ１１０，Ｙｅｓ）、モータ１７、帯電バイアスおよび転写バイアスをＯＮにする一方、除電器１６はＯＦＦにする（Ｓ２１１）。そして、制御装置１００は、上述した、感光体ドラム７が一周するまでの間に検出された第１帯電電流ＩＣ１を取得する（Ｓ１１２）。そして、除電器１６はすでにＯＦＦであるので、図６のステップＳ１１３のように改めて除電器１６をＯＦＦにすることなく、ステップＳ１１４以降の処理を行う。ステップＳ１１４における第２帯電電流ＩＣ２の検出タイミングは、感光体ドラム７が一周以上した後である。ステップＳ１１５以降の処理は図６の場合と同じであるので説明を省略する。
【００５０】
以上のように、本発明の一実施形態によれば、第２帯電電流ＩＣ２と転写電流ＩＴの差をとることで、過剰電流ＩＥＸを推定し、第１帯電電流ＩＣ１から過剰電流ＩＥＸを引くことで、感光層内に残存電荷がある場合にも感光層の膜厚ｄを正確に推定することが可能である。特に、本実施形態のレーザプリンタ１は、感光体ドラム７に摺接するクリーニングブレード１５を有することで、感光層内に残存電荷が発生しやすいが、このような場合であっても膜厚ｄを正確に推定することが可能である。
【００５１】
以上に本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することが可能である。
【００５２】
図６および図７の処理の例では、非印字動作中に第１帯電電流ＩＣ１および転写電流ＩＴを取得したが、図８のように、印字動作中に第１帯電電流ＩＣ１および転写電流ＩＴを取得してもよい。図８の処理の例では、ステップＳ３１０で印刷ジョブがあるか否か判定し、印刷ジョブがある場合には（Ｓ３１０，Ｙｅｓ）、印字動作を行うとともに（Ｓ３１１）、印字動作中の適宜なタイミングで第１帯電電流ＩＣ１および転写電流ＩＴを取得して記憶する（Ｓ３１２）。印刷ジョブが無いか、印刷ジョブが完了したことによってステップＳ３１０で印刷ジョブが無いと判定された後（Ｓ３１０，Ｎｏ）は、図７の処理とほぼ同様であり、ステップＳ２１１の後、第１帯電電流ＩＣ１および転写電流ＩＴの取得はせずにステップＳ１１４に進む。
【００５３】
前記実施形態および図８の処理の例では、制御装置１００は、転写バイアスを定電流制御する場合で説明したが、転写バイアスを定電圧制御する場合には、転写電流ＩＴがトナーおよび用紙Ｓの影響を受けるため非印字動作中に転写電流ＩＴを検出するのが望ましい。例えば、図９に示すように、ステップＳ４１２において印字動作中に第１帯電電流ＩＣ１を取得するが、転写電流ＩＴを取得しない。一方、非印字動作中のステップＳ４１４で第２帯電電流ＩＣ２に加えて転写電流ＩＴも取得するようにするとよい。
【００５４】
前記実施形態においては、感光体ドラム７から用紙Ｓにトナー像を直接転写する直接転写方式の画像形成装置を説明したが、感光体からベルトなどの転写体にトナー像を転写した後にシートにトナー像を転写する、中間転写方式の画像形成装置に本発明を適用することもできる。
【００５５】
前記実施形態においては、制御装置１００は、膜厚ｄの大きさに応じて、印字動作中における帯電バイアスの設定をする処理を行ったが、制御装置１００は、印字動作中における転写電流を設定する処理、印字動作中における露光装置の出力を設定する処理および印字動作中に現像器にかける現像バイアスを設定する処理の少なくとも１つを行うように構成されていてもよい。転写電流、露光装置の出力および現像バイアスはいずれも印字濃度に影響するからである。帯電バイアス、転写電流、露光装置の出力および現像バイアスのうちの複数の設定値を膜厚ｄに応じて設定する場合には、これらの複数の設定値のうち、膜厚ｄの大きさの変化に応じて、優先的に変化させる設定値（設定値の優先順位）をあらかじめ決めておくとよい。
【００５６】
転写電流を感光層の膜厚に応じて設定する場合、例えば、次のようにすることができる。転写電流の初期値は、例えば−１０μＡで、膜厚が薄くなるほど低く（絶対値を大きく）していことができる。膜厚が薄くなるにしたがって感光層の静電容量は大きくなるので、同電位で比較した場合、膜厚が薄いほど感光体の表面の電荷量は多くなる。このため、増えた表面電荷の分、転写電流の絶対値を大きくするのがよい。転写電流の絶対値を大きくしないと、トナーが転写されずに感光体の表面に残ってしまう可能性がある。なお、最初から転写電流の絶対値が大きいと、転写時にトナーが飛散してしまい画質の悪化につながる。
【００５７】
露光装置の出力を感光層の膜厚に応じて設定する場合、膜厚が薄くなるにつれて出力を大きく設定するとよい。転写電流の場合と同様に、膜厚が小さくなって感光体の表面に多く載った電荷を除去するために出力は大きくするのがよい。初期の膜厚に合わせた出力のままでは、膜厚が薄くなるにつれて露光箇所の電位が高くなりトナー濃度が薄くなる可能性がある。
【００５８】
現像バイアスを感光層の膜厚に応じて設定する場合、例えば、現像バイアスの初期値を３００Ｖとし、膜厚が薄くなるほど低くするとよい。膜厚が薄く、感光体の静電容量が大きいほど、トナーが感光体の表面に引き付けられやすくなるため、現像バイアスを低くした方がよい。現像バイアスが高いままだと、トナー濃度が濃くなってしまう可能性がある。
【００５９】
また、前記実施形態においては、理解の容易のために、制御装置１００は、膜厚ｄを演算し、膜厚ｄに応じて帯電バイアス、転写電流、露光装置の出力および現像バイアスのうち少なくとも１つを設定するように説明したが、膜厚ｄを演算することなく、ＩＣ１−（ＩＣ２−ＩＴ）に応じて各設定値を設定してもよいし、ＩＣ１−（ＩＣ２−ＩＴ）と相関のある値に基づいていればＩＣ１−（ＩＣ２−ＩＴ）を演算することなく、第１帯電電流ＩＣ１、第２帯電電流ＩＣ２および転写電流ＩＴに基づいてこれらの設定値を設定してもよい。感光体に関する警告の報知も同様、第１帯電電流ＩＣ１、第２帯電電流ＩＣ２および転写電流ＩＴに基づいて行えばよい。
【００６０】
前記実施形態においては、報知装置は、レーザプリンタ１に備えられる表示部３５として説明したが、外部のパーソナルコンピュータのディスプレイであってもよい。また、感光体に関する警告として、感光体の残存寿命を報知してもよい。
【００６１】
前記実施形態においては、感光体の一例として感光体ドラム７を示したが、感光体は、ベルトであってもよい。
【００６２】
前記実施形態においては、画像形成装置の一例としてモノクロのレーザプリンタを例示したが、画像形成装置はカラーの画像形成装置であってもよいし、ＬＥＤにより露光するものであってもよいし、コピー機や複合機であってもよい。
【００６３】
なお、前記した各実施形態および各変形例の各要素は、任意に組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１      レーザプリンタ
７      感光体ドラム
８      帯電ローラ
９      転写ローラ
１０    スキャナ
１５    クリーニングブレード
１６    除電器
１７    モータ
２０    現像カートリッジ
３１    第１電源
３１Ａ  第１電流検出部
３２    第２電源
３２Ａ  第２電流検出部
３５    表示部
１００  制御装置
１１０  膜厚記憶部
１２０  警告報知部
【図１】
2018106027.tif 000003
【図２】
2018106027.tif 000004
【図３】
2018106027.tif 000005
【図４】
2018106027.tif 000006
【図５】
2018106027.tif 000007
【図６】
2018106027.tif 000008
【図７】
2018106027.tif 000009
【図８】
2018106027.tif 000010
【図９】
2018106027.tif 000011