(57)【要約】【課題】炭素原子を主成分とする表面層が設けられたグリッド電極の寿命を精度よく判断することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１と、放電電極３１ａ、及び炭素原子を主成分とする表面層Ｃが設けられたグリッド電極３１ｂを備え、放電電極とグリッド電極とに電圧が印加されて感光体を帯電させるコロナ帯電器３１と、を有する画像形成装置１００は、グリッド電極に流れるグリッド電流の値と、グリッド電極にグリッド電流が流れた時間と、の積と相関するグリッド電極の使用量の指標値Ｍに基づいて、グリッド電極の寿命に関する情報を取得する制御部２００を有する構成とする。【選択図】図１２
2018081288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
放電電極、及び炭素原子を主成分とする表面層が設けられたグリッド電極を備え、前記放電電極と前記グリッド電極とに電圧が印加されて前記感光体を帯電させるコロナ帯電器と、
を有する画像形成装置において、
前記グリッド電極に流れるグリッド電流の値と、前記グリッド電極に前記グリッド電流が流れた時間と、の積と相関する前記グリッド電極の使用量の指標値に基づいて、前記グリッド電極の寿命に関する情報を取得する制御部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記感光体の帯電性に関する情報と、前記感光体の帯電電位に関する情報と、前記放電電極に供給される電流に関する情報と、に基づいて、前記グリッド電流の値を求め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３】
前記グリッド電流を検知する電流検知手段を有しており、
前記制御部は、前記検知手段によって前記グリッド電流の値を求め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４】
前記制御部は、所定の基準条件において前記グリッド電極に流れる電流の値に相当する所定の基準値と、前記グリッド電極に前記グリッド電流が流れた時間と、前記グリッド電流の値に応じた係数と、の積に基づいて前記指標値を求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、所定の基準条件において前記グリッド電極に流れる電流の値に相当する所定の基準値と、前記グリッド電極に前記グリッド電流が流れた時間と、前記グリッド電流の値に応じた係数と、前記グリッド電極の開口率に応じた係数と、の積に基づいて前記指標値を求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記指標値の積算値と、前記グリッド電極の前記放電電極側の前記表面層の膜厚と、の関係に基づいて、前記グリッド電極の寿命に関する情報を取得することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
複数の前記コロナ帯電器を有しており、
前記制御部は、複数の前記コロナ帯電器のうち前記グリッド電極の開口率が最も大きいものの前記グリッド電極の寿命に関する情報を取得することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
複数の前記コロナ帯電器を有しており、
前記制御部は、複数の前記コロナ帯電器のうち前記感光体に形成する帯電電位の絶対値が最も大きいものの前記グリッド電極の寿命に関する情報を取得することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
複数の前記コロナ帯電器を有しており、
前記制御部は、複数の前記コロナ帯電器のそれぞれの前記グリッド電極の寿命に関する情報を独立して取得することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
情報を表示する表示手段を有し、
前記制御部は、前記グリッド電極の寿命に関する情報を前記表示手段により表示させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
当該画像形成装置と通信可能に接続された外部の機器に情報を送信する通信手段を有し、
前記制御部は、前記グリッド電極の寿命に関する情報を前記通信手段により前記外部の機器に送信することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記グリッド電極の寿命に関する情報として、前記グリッド電極が設定された寿命に達したこと、前記グリッド電極が設定された寿命に近づいたこと、又は前記グリッド電極が設定された寿命に達する時期の少なくとも一つに関する情報を取得することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記感光体の帯電極性は負極性であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は、電子写真方式の複写機、プリンター、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。特に、本発明は、炭素原子を主成分とする被覆材で表面をコートしたグリッド電極を備えたコロナ帯電器を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体（電子写真感光体）を帯電させる帯電手段としてコロナ帯電器が広く用いられている。コロナ帯電器のグリッド電極は、放電により酸化して腐食しやすい。グリッド電極の腐食が発生すると、感光体の帯電ムラが発生して画像不良が発生することがある。
【０００３】
そこで、グリッド電極の腐食を抑制するために、グリッド電極の基材の表面を被覆材でコートすることが行われている。例えば、グリッド電極の基材の表面を、炭素原子を主成分とするＳＰ３構造を有する被覆材で被覆する方法がある（特許文献１）。また、メッシュ形状の孤立開口部の開口幅が１ｍｍ以下のステンレス鋼をグリッド電極の基材として用い、テトラヘデラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）で表面をコートする方法がある（特許文献２）。
【０００４】
このように、グリッド電極の基材の表面に、炭素を主成分とする表面層（以下「表面コート」ともいう。）を設け、この表面コートの膜厚（厚み）を１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に設定することで、グリッド電極の腐食を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５０９２４７４号公報
【特許文献２】特許第５４１４１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば静電容量が比較的大きな負帯電性の感光体を備えた、画像形成速度が比較的高速な画像形成装置では、上述のような表面コートが設けられたグリッド電極を用いても、繰り返し画像形成を行うと帯電ムラが発生するようになることがある。これは、そのようなグリッド電極であっても、感光体の帯電処理を行った時間（以下「帯電時間」ともいう。）の増加に伴って表面コートの膜厚が減少し、基材のステンレス鋼が腐食してくるためであることがわかった。
【０００７】
このように、グリッド電極に炭素原子を主成分とする表面コートを設けた場合でも、グリッド電極の耐腐食性は永続的なものではなく、表面コートの膜厚の減少によりグリッド電極はいずれ寿命に達する。そのため、画像形成装置において表面コートが設けられたグリッド電極の寿命を判断して、適切なタイミングでグリッド電極を交換することが望まれる。
【０００８】
上述のように、表面コートの膜厚は、概して、帯電時間の増加に伴って減少していく。しかし、単に帯電時間に基づいてグリッド電極の寿命を判断しても、精度よくグリッド電極の寿命を判断することはできないことがわかった。これは、感光体の帯電性（感光体の暗減衰量など）、帯電電圧の設定（帯電電位、放電電極に供給する電流の設定など）などによって、グリッド電極に流れ込む放電電流であるグリッド電流が異なるためであることがわかった。また、グリッド電流が同じであっても、コロナ帯電器の構成、特に、グリッド電極の開口率によって、グリッド電極の寿命が影響を受けることがわかった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、炭素原子を主成分とする表面層が設けられたグリッド電極の寿命を精度よく判断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】
【００１０】
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、感光体と、放電電極、及び炭素原子を主成分とする表面層が設けられたグリッド電極を備え、前記放電電極と前記グリッド電極とに電圧が印加されて前記感光体を帯電させるコロナ帯電器と、を有する画像形成装置において、前記グリッド電極に流れるグリッド電流の値と、前記グリッド電極に前記グリッド電流が流れた時間と、の積と相関する前記グリッド電極の使用量の指標値に基づいて、前記グリッド電極の寿命に関する情報を取得する制御部を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、炭素原子を主成分とする表面層が設けられたグリッド電極の寿命を精度よく判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】感光体の層構成を説明するための模式図である。
【図３】帯電装置の模式的な断面図である。
【図４】るグリド電極の平面図及び模式的な断面図である。
【図５】実施例１の画像形成装置の要部の制御態様を示すブロック図である。
【図６】上流帯電器が形成する帯電電位を説明するためのグラフ図である。
【図７】下流帯電器が形成する帯電電位を説明するためのグラフ図である。
【図８】帯電時間と表面コートの膜厚との関係を示すグラフ図である。
【図９】グリッド電流と帯電時間に対する表面コートの膜厚の変化の割合との関係を示すグラフ図、及びグリッド電流と係数Ａとの関係を示すグラフ図である。
【図１０】グリッド電極の開口率とグリッド電極の面積比との関係を示すグラフ図、及びグリッド電極の開口率と係数Ｂとの関係を示すグラフ図である。
【図１１】グリッドの使用量Ｍを説明するためのグラフ図である。
【図１２】グリッドの使用量Ｍと表面コートの膜厚との関係を示すグラフ図である。
【図１３】感光体の暗減衰量とグリッド電流及び帯電電流との関係を示すグラフ図、及び帯電電位とグリッド電流及び帯電電流との関係を示すグラフ図である。
【図１４】実施例１のグリッド電流を取得する制御のフローチャート図である。
【図１５】実施例１のグリッド電極の寿命を判断する制御のフローチャート図である。
【図１６】実施例２のグリッド電流を取得する制御のフローチャート図である。
【図１７】実施例２のグリッド電極の交換を促す制御のフローチャート図である。
【図１８】帯電装置の他の例の模式的な断面図である。
【図１９】画像形成装置の他の例の要部の概略制御態様を示すブロック図である。
【図２０】実施例３のグリッド電極の寿命を判断する制御のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、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。
【００１４】
［実施例１］
＜１．画像形成装置＞
＜１−１．画像形成装置の全体的な構成及び動作＞
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。画像形装置１００は、像担持体としての感光体１を有する。感光体１は、図中矢印Ｒ１方向（時計回り）に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。回転する感光体１の表面は、帯電手段としての帯電装置３によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に帯電処理される。つまり、帯電装置３は、感光体１の表面に帯電電位（非露光部電位、暗部電位）を形成する。感光体１の回転方向における帯電装置３により帯電処理が行われる位置が帯電位置Ｅである。帯電処理された感光体１の表面は、露光手段としての露光装置１０によって画像情報に応じて走査露光され、感光体１上に静電像（静電潜像）が形成される。本実施例では、露光装置１０が照射する光の波長は６８５ｎｍであり、露光装置１０による感光体１の表面の露光量は０．１〜０．５μＪ／ｃｍ２の範囲で可変である。露光装置１０は、現像条件に応じて露光量を調整して、感光体１の表面に所定の露光部電位（明部電位）を形成することが可能である。
【００１５】
感光体１上に形成された静電像は、現像手段としての現像装置６によって現像剤としてのトナーを用いて現像（可視化）され、感光体１上にトナー像が形成される。本実施例では、現像装置６は、現像剤としてキャリア（磁性キャリア粒子）とトナー（非磁性トナー粒子）とを備えた二成分現像剤を用いる二成分現像方式を採用している。現像装置６は、現像剤担持体としての中空円筒状の現像スリーブ６ａと、現像スリーブ６ａの内部（中空部）に配置された磁界発生手段としてのマグネットローラ６ｂと、を有する。現像スリーブ６ａは、マグネットローラ６ｂの発生する磁力により現像剤を担持して、感光体１との対向部である現像位置Ｇへと搬送する。また、現像工程時に、現像スリーブ６ａには、現像電源（高圧電源回路）Ｓ５（図５）から、所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光体１上の露光部に、感光体１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーが付着する（反転現像）。
【００１６】
なお、画像形成装置１００は、感光体１の表面電位を検知する電位検知手段としての電位センサー５を有する。この電位センサー５は、感光体１の回転方向における、露光装置１０による感光体１上の露光位置Ｓと現像装置６による現像位置Ｇとの間の検知位置（センサー位置）Ｄにおいて、感光体１の表面電位を検知できるように配置されている。電位センサー５を用いた制御については後述する。
【００１７】
感光体１と対向するように、記録材担持体としての転写ベルト８が配置されている。転写ベルト８は、複数の張架ローラ（支持ローラ）に巻き掛けられて張架されており、該複数の張架ローラのうちの駆動ローラ９により駆動力が伝達されて図示矢印Ｒ２方向（反時計回り）に感光体１と同等の周速度で回転（周回移動）する。転写ベルト８の内周面側において、感光体１と対向する位置には、転写手段としてのローラ型の転写部材である転写ローラ７が配置されている。転写ローラ７は、転写ベルト８を介して感光体１に向けて押圧され、感光体１と転写ベルト８とが接触する転写部Ｎを形成する。上述のように感光体１上に形成されたトナー像は、転写部Ｎにおいて、転写ベルト８に担持されて搬送される紙などの記録材Ｐに転写される。転写工程時に、転写ローラ７には、転写電源（高圧電源回路）Ｓ６（図５）から、現像時のトナーの帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の転写電圧（転写バイアス）が印加される。
【００１８】
トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置５０へと搬送され、該定着装置５０によって加熱及び加圧されることによってトナー像が定着（溶融固着）された後に、画像形成装置１００の装置本体１１０の外部に排出（出力）される。
【００１９】
一方、転写工程後の感光体１上に残留したトナー（転写残トナー）は、クリーニング手段としてのクリーニング装置２０によって感光体１上から除去されて回収される。クリーニング装置２０は、感光体１の表面に当接して配置されたクリーニング部材によって、回転する感光体１の表面から転写残トナーを掻き取って回収する。また、クリーニング装置２０によってクリーニングされた後の感光体１の表面は、除電手段としての光除電器４０によって光（除電光）が照射されて、残留電荷の少なくとも一部が除去される。本実施例では、光除電器４０は、光源としてＬＥＤチップアレイを有する。また、本実施例では、光除電器４０が照射する光の波長は６３５ｎｍであり、光除電器４０による感光体１の表面の露光量は、１．０〜７．０μＪ／ｃｍ２の範囲で可変である。本実施例では、この光除電器４０による露光量の初期値は、４．０μＪ／ｃｍ２に設定されている。
【００２０】
画像形成装置１００の各部の動作は、装置本体１１０に設けられた制御部（制御手段）としてのＣＰＵ２００によって統括的に制御される。また、画像形成装置１００は、印刷動作や装置の調整動作に関する各種指示や設定などを入力するための入力手段、及び各種情報を表示するための表示手段としての機能を備えた操作部３００を有する。本実施例では、操作部３００は、タッチ操作可能な画面（タッチパネル）を有して構成される。さらに、画像形成装置１００は、紙などの媒体上の画像を光学的に読み取り、電気信号に変換してＣＰＵ２００に入力するための読み取り部２５０を有する。
【００２１】
＜１−２．感光体＞
図２は、本実施例における感光体１の層構成を示す模式的な断面図である。本実施例では、感光体１は、円筒状（ドラム型）の電子写真感光体（感光ドラム）であり、装置本体１１０により回動自在に支持され、駆動手段としての駆動モータＭ１（図５）によって回転駆動される。
【００２２】
感光体１は、アルルミニウムなどで形成された導電性基体１ａを有し、この導電性基体１ａの上に、阻止層１ｂ、感光層１ｃ、阻止層１ｄ、保護層１ｅがこの順番で積層されている。本実施例では、感光体１の帯電極性は負極性である。本実施例では、感光体１は、外径８４ｍｍのアモルファスシリコン感光体である。また、本実施例では、感光層１ｃの膜厚は４０μｍであり、感光層１ｃの比誘電率は「１０」である。
【００２３】
なお、感光体１の構成は本実施例のものに限定されるものではなく、本発明は、ＯＰＣ（有機感光体）や本実施例とは帯電極性の異なる感光体などを用いる場合にも適用できるものである。
【００２４】
＜１−３．帯電装置＞
図３（ａ）、（ｂ）は、本実施例における帯電装置３の模式的な断面図である。本実施例では、帯電装置３は、感光体１の上方に配置されている。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、帯電装置３は、複数のコロナ帯電器として、感光体１の表面の移動方向において上流側に配置された上流帯電器（第１の帯電器）３１と、該方向において下流側に配置された下流帯電器（第２の帯電器）３２と、を有する。上流帯電器３１、下流帯電器３２は、感光体１の表面の移動方向に沿って隣接して配置されている。上流帯電器３１、下流帯電器３２は、それぞれスコロトロン帯電器であり、それぞれに印加される帯電電圧（帯電バイアス、帯電高圧）が独立に制御されるようになっている。以下、上流帯電器３１、下流帯電器３２に関する要素を、それぞれ語頭に「上流」、「下流」を付して区別することがある。
【００２６】
上流帯電器３１、下流帯電器３２は、それぞれ放電電極であるワイヤー電極（放電ワイヤー、放電線）３１ａ、３２ａと、制御電極であるグリッド電極３１ｂ、３２ｂと、遮蔽部材（筐体）であるシールド電極３１ｃ、３２ｃと、を有する。また、上流帯電器３１と下流帯電器３２との間には、電気絶縁性の材料で形成された絶縁部材である絶縁板３３が配置されている。これにより、上流シールド電極３１ｃと下流シールド電極３２ｃとに異なる電圧が印加された際に、上流シールド電極３１ｃと下流シールド電極３２ｃとの間でリークが生じるのが防止される。この絶縁板３３は、上流シールド電極３１ｃと下流シールド電極３２ｃとの隣接方向（略感光体１の表面の移動方向）の厚さが約２ｍｍの板状部材で構成されている。
【００２７】
帯電装置３の感光体１の表面の移動方向の幅は４４ｍｍであり、帯電装置３の放電領域（感光体１を帯電させる放電を発生させることが可能な領域）の感光体１の長手方向（回転軸線方向）の長さは３４０ｍｍである。また、上流帯電器３１、下流帯電器３２のそれぞれの放電領域の感光体１の表面の移動方向の幅は２０ｍｍで同じである。
【００２８】
上流ワイヤー電極３１ａ、下流ワイヤー電極３２ａは、それぞれ酸化処理されたタングステンワイヤーで構成されたワイヤー電極である。このワイヤー電極の材料としては、線径（直径）６０μｍの、一般的に電子写真方式の画像形成装置で用いられるものを用いた。上流ワイヤー電極３１ａ、下流ワイヤー電極３２ａは、それぞれ軸線方向が感光体１の回転軸線方向と略平行になるように配置されている。
【００２９】
上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂは、それぞれエッヂング処理によりメッシュ形状に開口部が形成された、一方向に長い略矩形の略平板形状のグリッド電極である。詳しくは後述するように、本実施例では、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂは、それぞれＳＵＳ（ステンレス鋼）で形成された基材の表面に、炭素原子を主成分とする表面層（表面コート）が設けられて構成されている。上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂは、それぞれ長手方向が感光体１の回転軸線方向と略平行になるように配置されている。また、図３（ｂ）に示すように、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂは、それぞれの平面方向が感光体１の曲率に沿うように配置角度（傾斜角）を変えて配置されている。上流、下流グリッド電極３１ｂ、３２ｂの配置角度は、それぞれ上流、下流ワイヤー電極３１ａ、３２ａと感光体１の回転中心とを結んだ直線に対して略直角である。また、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂのそれぞれと、感光体１との最近接距離（ギャップ）ｇは、１．２５±０．２ｍｍの範囲に設定されている。また、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂの開口率は、それぞれ９０％、８０％に設定されている。なお、開口率の値は、本実施例の値に限定されるものではなく、例えば、感光体１の種類、感光体１の回転速度、帯電条件などに応じて適宜変更することができる。
【００３０】
図４（ａ）は、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂの平面図である（代表して上流グリッド電極３１ｂのみを図示する。）。本実施例では、グリッド電極３１ｂ、３２ｂのメッシュ形状は、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの長手方向に対し開口部の長手方向が４５度傾斜し、この開口部がグリッド電極３１ｂ、３２ｂの長手方向に沿って所定の間隔で形成された形状を有する（斜線ピッチ）。この開口部の孤立開口幅（開口部の長手方向と略直交する方向の幅）は、上流グリッド電極３１ｂが０．７３ｍｍ、下流グリッド電極３２ｂが０．３８ｍｍに設定されている。
【００３１】
上流シールド電極３１ｃ、下流シールド電極３２ｃは、それぞれ導電性材料で形成された略箱状部材であり、感光体１と対向する位置に開口部が設けられており、この開口部に位置して上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂが配置されている。
【００３２】
＜１−４．グリッド電極の表面コート＞
図４（ｂ）は、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂ（代表して上流グリッド電極３１ｂのみを図示する。）の模式的な断面図である（上流ワイヤー電極３１ａも併せて示されている。）。本実施例では、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂのそれぞれに設けられる表面コートは実質的に同じであるので、代表して上流グリッド電極３１ｂについて説明する。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、グリッド電極３１ｂのＳＵＳで形成された基材Ｓの表面には、表面コートＣが設けられている。本実施例では、少なくともグリッド電極３１ｂのワイヤー電極３１ａ側の面に設けられた表面コートＣの膜厚（厚み）ｄは、グリッド電極３１ｂの使用初期（未使用状態）において６０±１０ｎｍに設定されている。本実施例では、感光体１側の面、開口部の縁を含む、グリッド電極３１ｂの基材Ｓの実質的に全ての表面に設けられた表面コートＣの膜厚が上記と略同一である。
【００３４】
本実施例では、表面コートＣの体積抵抗率は、１０８〜１０１０Ω・ｃｍ程度であり、表面コートＣは半導電性を有する。また、本実施例では、表面コートＣは、テトラヘデラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）で形成される。本実施例では、ｔａ−Ｃの炭素の組成を示すＳＰ３構造とＳＰ２構造との比率（ＳＰ３：ＳＰ２）は７：３である。
【００３５】
ここで、表面コートＣの膜厚は、表面コートＣの成膜条件や組成などを考慮して任意に設定することができる。ただし、表面コートＣは半導電性であるため、その膜厚を大きくしすぎると上流帯電器３１による感光体１の帯電性に影響する。したがって、表面コートＣの膜厚は、帯電性に対する影響がないか又は無視できる、数μｍ程度までの範囲とすることが好ましい。表面コートＣの膜厚（少なくともワイヤー電極３１ａ側の面の膜厚ｄ）の下限については後述する。
【００３６】
なお、本実施例で使用している表面コートＣの組成は、特殊なものではなく、ｔａ−Ｃ又はダイヤモンドライクカーボン（ＤＣＬ）と呼ばれる、特許文献２で開示されるようなグリッド電極の表面層（被覆材）として一般的に用いられる材料である。
【００３７】
＜１−５．帯電電圧＞
図３（ａ）に示すように、上流ワイヤー電極３１ａ、下流ワイヤー電極３２ａは、それぞれ直流電源（高圧電源回路）である上流ワイヤー電源Ｓ１、下流ワイヤー電源Ｓ２に接続されている。これにより、上流ワイヤー電極３１ａ、下流ワイヤー電極３２ａに印加する電圧を独立に制御できるようになっている。また、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂは、それぞれ直流電源（高圧電源回路）である上流グリッド電源Ｓ３、下流グリッド電源Ｓ４に接続されている。これにより、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂに印加する電圧を独立に制御できるようになっている。以下、上流ワイヤー電源Ｓ１、下流ワイヤー電源Ｓ２、上流グリッド電源Ｓ３、下流グリッド電源Ｓ４を、「帯電電源」と総称することがある。帯電電源Ｓ１〜Ｓ４は、上流帯電器３１、下流帯電器３２のそれぞれに独立して制御可能な電圧を印加する電圧印加手段の一例である。
【００３８】
また、上流シールド電極３１ｃ、下流シールド電極３２ｃは、それぞれ上流グリッド電源Ｓ３、下流グリッド電源Ｓ４に接続され、それぞれ上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂと同電位とされる。
【００３９】
なお、上流、下流シールド電極３１ｃ、３２ｃは、それぞれ上流、下流グリッド電極３１ｂ、３２ｂと同電位とされることに限定されるものではなく、それぞれ装置本体１１０のアース電極に接続して電気的に接地するなどしてもよい。上流帯電器３１、下流帯電器３２のそれぞれによって感光体１の表面に形成する帯電電位を、独立して制御できる構成であればよい。
【００４０】
本実施例では、帯電装置３は、上流帯電器３１と下流帯電器３２とに印加する帯電電圧をそれぞれ独立に制御して形成した帯電電位を重畳させて合成表面電位を形成することで、感光体１の帯電処理を行う。本実施例では、上流帯電器３１が主帯電側、下流側の帯電器３２ｂが電位収束側とされ、各帯電器により形成される感光体１の帯電電位の絶対値は、上流帯電器３１の方が下流帯電器３２よりも大きく設定されている。
【００４１】
図５は、画像形成装置１００の要部の概略制御態様を示すブロック図である。ＣＰＵ２００には、読み取り部２５０、枚数カウンター２６０、操作部３００、タイマー４００、環境センサー５００、記憶部６００、表面電位測定部７００、高圧出力制御部８００などが接続されている。枚数カウンター２６０は、記録材Ｐに画像を形成するごとに画像形成枚数（印刷枚数）を計数（カウント）する。タイマー４００は、時間を計測する。環境センサー５００は、装置本体１１０の内部又は外部の少なくとも一方の温度又は湿度の少なくとも一方を検知する。表面電位測定部７００は、ＣＰＵ２００の制御のもとで電位センサー５の動作を制御する制御回路である。高圧出力制御部８００は、ＣＰＵ２００の制御のもとで、帯電電源Ｓ１〜Ｓ４、現像電源Ｓ５、転写電源Ｓ６の動作を制御する制御回路である。記憶部６００は、プログラムや各種検知手段の検知結果などを記憶する記憶手段たるメモリであり、例えば帯電電圧の制御データや感光体１の表面電位の測定結果を記憶する。ＣＰＵ２００は、枚数カウンター２６０、タイマー４００、環境センサー５００、記憶部６００からの情報に基づいて処理を行い、高圧出力制御部８００に命令し、帯電電源Ｓ１〜Ｓ４を制御する。
【００４２】
上流ワイヤー電極３１ａ、下流ワイヤー電極３２ａに印加される直流電圧（以下、「ワイヤー電圧」）は、上流ワイヤー電極３１ａ、下流ワイヤー電極３２ａに流れる電流（以下、「ワイヤー電流」）の値が目標電流値で略一定になるように定電流制御される。本実施例では、ワイヤー電流（一次電流）の目標電流値は、０〜−３２００μＡの範囲で変更可能である。また、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂに印加される直流電圧（以下、「グリッド電圧」）は、該グリッド電圧の値が目標電圧値で略一定となるように定電圧制御される。本実施例では、グリッド電圧の目標電圧値は、０〜−１２００Ｖの範囲で変更可能である。
【００４３】
＜２．帯電電位の制御＞
次に、帯電装置３による感光体１の帯電電位Ｖｄの制御（調整）について説明する。なお、電位、電圧、電流などを示す符号について、上流帯電器３１に関する符号には「Ｕ」、下流帯電器３２に関する符号には「Ｌ」を付して区別することがある。また、電位を示す符号について、感光体１の回転方向におけるセンサー位置Ｄに関するものには「ｓｅｎｓ」、現像位置Ｇに関するものには「ｄｅｖ」、帯電位置Ｅに関するものには「帯電位置」を付して区別することがある。
【００４４】
＜２−１．上流帯電器による帯電電位＞
まず、上流帯電器３１により感光体１の表面に形成する帯電電位である上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）の制御について説明する。
【００４５】
上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）は、次のようにして制御される。上流ワイヤー電源Ｓ１により上流ワイヤー電極３１ａに上流ワイヤー電圧が印加され、所定の上流ワイヤー電流Ｉｐ（Ｕ）が供給された状態で、上流グリッド電源Ｓ３により上流グリッド電極３１ｂに印加される上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）が制御（調整）される。
【００４６】
図６は、感光体１の周速度が７００ｍｍ／ｓの場合の、上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）と、センサー位置Ｄ及び現像位置Ｇでの上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）ｓｅｎｓ及びＶｄ（Ｕ）ｄｅｖと、の関係を示している。図６に示すように、上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）に応じて、上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）は変わる。例えば、上流ワイヤー電流Ｉｐ（Ｕ）が−１６００μＡの場合、上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）を−７５０Ｖとすると、センサー位置Ｄでの上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）ｓｅｎｓは−５００Ｖ、現像位置Ｇでの上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖは−４５０Ｖとなる。本実施例では、感光体１の暗減衰量は、センサー位置Ｄから現像位置Ｇまでの間で約５０Ｖである。したがって、本実施例では、感光体１の暗減衰量を考慮して、Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖを目標電位（本実施例では−４５０Ｖ）にするように、Ｖｄ（Ｕ）ｓｅｎｓが−５００Ｖになるように上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）が可変調整される。つまり、上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）と目標電位とを比較して、上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）を目標電位に近づけるように上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）の設定値を増減する調整動作が行われる。ＣＰＵ２００は、上述のようにして調整した上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）の設定値を記憶部６００に記憶させて、該設定値を次の調整までの間の帯電処理時に用いる。
【００４７】
＜２−２．下流帯電器による帯電電位＞
次に、下流帯電器３２により感光体１の表面に形成する帯電電位である下流帯電電位Ｖｄ（Ｌ）の制御について説明する。下流帯電電位Ｖｄ（Ｌ）の制御は、上述のように上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）が制御（調整）され、上流帯電器３１による帯電動作が継続されている状態で行われる。
【００４８】
下流帯電電位Ｖｄ（Ｌ）は、次のようにして制御される。下流ワイヤー電源Ｓ２により下流ワイヤー電極３２ａに下流ワイヤー電圧が印加され、所定の下流ワイヤー電流Ｉｐ（Ｌ）が供給された状態で、下流グリッド電源Ｓ４により下流グリッド電極３２ｂに印加される下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｌ）が制御（調整）される。これにより、下流帯電器３２は、上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）に下流帯電電位Ｖｄ（Ｌ）を重畳させた合成表面電位Ｖｄ（Ｕ＋Ｌ）を感光体１の表面に形成する。
【００４９】
図７は、上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）に下流帯電電位Ｖｄ（Ｌ）を重畳させた場合の、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｌ）と、センサー位置Ｄ及び現像位置Ｇでの合成表面電位Ｖｄ（Ｕ＋Ｌ）と、の関係を示す。例えば、現像位置Ｇでの上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖが−４５０Ｖの場合、下流ワイヤー電流Ｉｐ（Ｌ）が−１６００μＡ、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｌ）が−６２０Ｖであると、次のようになる。つまり、センサー位置Ｄでの合成表面電位Ｖｄ（Ｕ＋Ｌ）ｓｅｎｓは−５５０Ｖ、現像位置Ｇでの合成表面電位Ｖｄ（Ｕ＋Ｌ）ｄｅｖは−５００Ｖとなる。本実施例では、感光体１の暗減衰量を考慮して、Ｖｄ（Ｕ＋Ｌ）ｄｅｖを目標電位（本実施例では−５００Ｖ）とするように、Ｖｄ（Ｕ＋Ｌ）ｓｅｎｓが−５５０Ｖになるように下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｌ）が可変調整される。つまり、合成表面電位Ｖｄ（Ｕ＋Ｌ）と目標電位とを比較して、合成表面電位Ｖｄ（Ｕ＋Ｌ）を目標電位に近づけるように下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｌ）の設定値を増減する調整動作が行われる。ＣＰＵ２００は、上述のようにして調整した下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｌ）の設定値を記憶部６００に記憶させて、該設定値を次の調整までの間の帯電処理時に用いる。
【００５０】
本実施例では、上述のような帯電電位Ｖｄの制御（上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｌ）の設定値の調整）（以下、単に「電位制御」ともいう。）は、所定のタイミングで、非画像形成時に実行される。本実施例では、所定のタイミングとして、枚数カウンター２６０によりカウントされる積算の印刷枚数が５０００枚に達した場合、画像形成装置１００の起動時、所定値以上の環境変動が環境センサー５００により検知された場合に電位制御が実行される。なお、非画像形成時とは、記録材Ｐに転写して出力する画像の形成を行う（印字動作）時以外の期間である。非画像形成時としては、前多回転動作時、前回転動作時、紙間、後回転動作時などが挙げられる。前多回転動作は、画像形成装置１００の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である。前回転動作は、ジョブの開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成動作の前の準備動作を行う期間である。紙間は、複数の記録材Ｐに対する画像形成を連続して行う際（連続画像形成）の記録材Ｐと記録材Ｐとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成動作の後の整理動作（準備動作）を行う期間である。このように、電位制御は、典型的には、ＣＰＵ２００によって自動的に実行されるが、ＣＰＵ２００が操作部３００などからの操作者の指示などに応じて実行させることができるようにしてもよい。なお、ジョブとは、一の開始指示により開始される、単数又は複数の記録材Ｐに画像を形成して出力する一連の動作である。
【００５１】
＜３．表面コートの膜厚の変化＞
次に、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの表面コートＣの膜厚、特に、グリッド電極３１ｂ、３２ｂのワイヤー電極３１ａ、３２ａ側の面に設けられた表面コートＣの膜厚ｄの変化について説明する。なお、ワイヤー電極３１ａ、３２ａ側の面の表面コートＣの膜厚ｄの変化に注目するのは、特にこの面の表面コートＣの膜厚ｄが、他の部分の膜厚よりも帯電装置３の使用に伴って減少しやすく、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命の目安になるからである。表面コートＣの他の部分の膜厚は、減少しないか又はワイヤー電極３１ａ、３２ａ側の面の表面コートＣの膜厚ｄよりも遅い減少速度で減少する。
【００５２】
＜３−１．帯電時間と膜厚変化との関係＞
図８は、下流帯電器３２について単独で放電試験を行った場合の、帯電時間（感光体１の帯電処理を行った時間）の増加に伴う表面コートＣの膜厚ｄの変化を測定した結果の一例を示している。各帯電時間における表面コートＣの膜厚ｄは、ＥＳＣＡ（Ｘ線光電子分光分析）を用いて測定した。なお、膜厚ｄの値は、複数箇所で測定した膜厚の平均値である。また、帯電電圧の設定は、ワイヤー電流Ｉｐ（Ｌ）を−１０００μＡ、グリッド電圧Ｖｇ（Ｌ）を−９００Ｖとした。特に、図８は、グリッド電流Ｉｇが２３０μＡの場合の測定結果を示している。なお、グリッド電流Ｉｇは、グリッド電極３２ｂに流れ込む放電電流であり、グリッド電極３２ｂとグリッド電源Ｓ４との間に電流計を接続することで測定することができる。
【００５３】
図８に示すように、表面コートＣの膜厚ｄは、帯電時間の増加に伴って減少する。そして、表面コートＣの膜厚ｄが１０ｎｍ（図８中のプロットＸ）に達すると、基材ＳのＳＵＳに含まれる鉄が酸化して、腐食していることがわかった。また、表面コートＣの膜厚ｄの減少は、負極性の放電電流がグリッド電極３２ｂに流れ込む場合に顕著に発生することがわかった。詳細なメカニズムは不明であるが、負極性の放電で発生した酸素を含む負イオンと、表面コートＣに含まれる炭素との結合により、表面コートＣの膜厚ｄが帯電時間の増加に伴って減少し、ある膜厚以下になると基材Ｓが腐食するものと考えられる。
【００５４】
そのため、本実施例では、図８に示すように、表面コートＣの膜厚ｄが１０ｎｍ以下となったグリッド電極３１ｂ、３２ｂの使用は避けるべきものとして設定した。グリッド電極３１ｂ、３２ｂの基材Ｓの腐食が生じることによって、安定した放電が得られず、感光体１の帯電ムラが生じる可能性があるからである。つまり、本実施例では、表面コートＣの膜厚ｄが１０ｎｍに達した時点をグリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命として設定した。
【００５５】
＜３−２．グリッド電流の影響＞
上述のように、表面コートＣの膜厚ｄは、概して、帯電時間の増加に伴って減少していく。したがって、図８に示すように予め帯電時間と表面コートＣの膜厚ｄとの関係を求めておくことで、帯電時間の計測結果からグリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命を判断することができるものと考えられる。しかし、この帯電時間と表面コートＣの膜厚ｄとの関係を示す直線の傾きａは、グリッド電流Ｉｇによって変化することがわかった。
【００５６】
図９（ａ）は、図８の場合と同様にして下流帯電器３２について単独で放電試験を行った場合の、傾きａとグリッド電流Ｉｇとの関係を示している。図９（ａ）に示すように、傾きａ［−ｎｍ／ｈｒ］は、グリッド電流に比例している。
【００５７】
このように、帯電時間に対する表面コートＣの膜厚ｄの変化の割合（傾きａ）は、グリッド電流Ｉｇに応じて変化する。そして、このグリッド電流Ｉｇは、感光体１の帯電性（暗減衰量など）、帯電電圧の設定（帯電電位、ワイヤー電流の設定など）などに応じて変化する。画像形成装置１００において、感光体１の帯電性は、感光体１が交換された際などに、感光体１の個体差などよって変化し得る。また、画像形成装置１００において、帯電電圧の設定は、環境変化に対応するため、あるいは画像濃度調整のために、帯電電位の目標値（設定値）が変更されることなどによって変化し得る。
【００５８】
図９（ｂ）は、図９（ａ）の関係に基づいて、横軸にグリッド電流Ｉｇ、縦軸にグリッド電流Ｉｇが２３０μＡの場合の値（−０．２５ｎｍ／ｈｒ）に対する傾きａの比率である係数Ａをとった、グリッド電流Ｉｇと係数Ａとの関係を示している。詳しくは後述するように、本実施例では、所定の基準条件におけるグリッド電極の使用量の指標値（後述の使用量Ｍ）を、図９（ｂ）のグリッド電流Ｉｇと係数Ａとの関係に基づいて、グリッド電流Ｉｇに応じて補正する。そして、その指標値に基づいて、表面コートＣの膜厚ｄの変化量に基づくグリッド電極の寿命の判断を行う。
【００５９】
本実施例では、図９（ｂ）に示すようなグリッド電流Ｉｇと係数Ａとの関係を示す情報が予め求められて記憶部６００に記憶される。そして、ＣＰＵ２００は、この記憶部６００に記憶されたグリッド電流Ｉｇと係数Ａとの関係を示す情報に基づいて、グリッド電流Ｉｇに対応する係数Ａを求める。
【００６０】
なお、グリッド電流Ｉｇに影響する要因、及びグリッド電流Ｉｇの計算方法については、次に順次説明する。また、係数Ａを用いたグリッド電極の寿命の判断については、更にグリッド電極の開口率がグリッド電極の寿命に与える影響を説明した後で、詳しく説明する。
【００６１】
＜３−３．感光体の帯電性の影響＞
グリッド電流に対する感光体１の帯電性の影響について説明する。感光体１の帯電性の差は、主に感光体１の暗減衰量の差により発生する。図１３（ａ）は、上流帯電器３１について単独で放電試験を行った場合の、下流帯電器３２の帯電位置Ｅから現像位置Ｇまでの間の感光体１の暗減衰量と、帯電電流Ｉｄ及びグリッド電流Ｉｇと、の関係の一例を示している。なお、帯電電流Ｉｄは、感光体１に流れ込む放電電流であり、感光体１と接地との間に電流計を接続することで測定することができる。
【００６２】
図１３（ａ）に示すように、感光体１の暗減衰量が大きくなると、帯電電流Ｉｄが増加するため、グリッド電流Ｉｇが減少する。
【００６３】
なお、図１３（ａ）は上流帯電器３１についての感光体１の暗減衰量と帯電電流Ｉｄ及びグリッド電流Ｉｇとの関係を示しているが、下流帯電器３２についての感光体１の暗減衰量と帯電電流Ｉｄ及びグリッド電流Ｉｇとについても同様の関係がある。
【００６４】
＜３−４．感光体の帯電電位の影響＞
グリッド電流に対する感光体１の帯電電位の影響について説明する。図１３（ｂ）は、上流帯電器３１について単独で放電試験を行った場合の、現像位置Ｇにおける帯電電位Ｖｄ（ｄｅｖ）と、帯電電流Ｉｄ及びグリッド電流Ｉｇと、の関係の一例を示している。
【００６５】
本実施例の帯電装置３では、感光体１の帯電電位を変更する場合、ワイヤー電流（一次電流）Ｉｐは固定して、グリッド電圧Ｖｇを変更するようになっている。そのため、図１３（ｂ）に示すように、グリッド電圧Ｖｇを変更して帯電電位Ｖｄ（ｄｅｖ）の絶対値を大きくすると、帯電電流Ｉｄが増加し、グリッド電流Ｉｇが減少する。
【００６６】
なお、図１３（ｂ）は上流帯電器３１についての感光体１の帯電電位と帯電電流Ｉｄ及びグリッド電流Ｉｇとの関係を示しているが、下流帯電器３２についての感光体１の帯電電位と帯電電流Ｉｄ及びグリッド電流Ｉｇとについても同様の関係がある。
【００６７】
＜３−５．グリッド電流の計算方法＞
本実施例におけるグリッド電流Ｉｇの計算方法について説明する。本実施例では、下記式（１）〜（４）を用いてグリッド電流Ｉｇを計算する。
Ｖｄ（帯電位置）＝Ｖｄ（ｄｅｖ）＋ΔＶ（暗減衰）  ・・・式（１）
Ｉｄ＝（εｄ・εｏ／ｄＤ）×ＰＳ×Ｌ×Ｖｄ（帯電位置）  ・・・式（２）
Ｉｓ＝（Ｉｐ−Ｉｄ）×［２Ｓ／（２Ｓ＋Ｗ）］  ・・・式（３）
Ｉｇ＝Ｉｐ−（Ｉｓ＋Ｉｄ）  ・・・式（４）
ここで、εｄは、感光体の比誘電率（本実施例では感光層の比誘電率）である。εｏは、真空の誘電率である。ｄＤは、感光体の膜厚（本実施例では感光層の膜厚）である。ＰＳは、感光体の周速度である。Ｌは、コロナ帯電器の長手方向の帯電幅（放電領域の長さ）である。Ｓは、シールド電極の面積である。Ｗは、グリッド電極の短手方向の幅である。
【００６８】
上記式（１）は、帯電位置における帯電電位Ｖｄ（帯電位置）を、現像位置Ｇにおける帯電電位Ｖｄ（ｄｅｖ）の目標値（設定値）と、感光体１の帯電性を示す帯電位置Ｅから現像位置Ｇまでの暗減衰量であるΔＶ（暗減衰）と、を用いて計算する式である。上記式（２）は、上記式（１）で計算したＶｄ（帯電位置）を用いて、帯電位置Ｅにおいて感光体１に流れ込む放電電流である帯電電流Ｉｄを計算する式である。上記式（３）は、グリッド電極とシールド電極の面積比率に基づいてシールド電極に流れ込む放電電流であるシールド電流Ｉｓを計算する式である。上記式（４）は、ワイヤー電流Ｉｐの設定値と、上記式（２）、（３）で計算したＩｓ、Ｉｄを用いて、グリッド電極に流れ込む放電電流であるグリッド電流Ｉｇを計算する式である。本実施例では、上記式（１）〜（４）において、Ｖｄ（ｄｅｖ）は、環境変化への対応や画像濃度調整のために電位制御の際に変更されることがあり、ΔＶ（暗減衰）は、感光体１が交換された場合などに感光体１の個体差によって変化することがある。また、本実施例では、上記式（１）〜（４）において、εｄ、ｄＤ、ＰＳ、Ｌ、Ｓ、Ｗは、画像形成装置１００（帯電装置３）の構成によって決まる。
【００６９】
本実施例では、感光体１が交換された際に、画像形成装置１００の使用者やメンテナンス担当者などの操作者によって、感光体１の帯電性に関する情報としてのΔＶ（暗減衰）の情報が操作部３００から入力され、記憶部６００に記憶される。また、本実施例では、電位制御の際にＶｄ（ｄｅｖ）の目標値（設定値）が記憶部６００に記憶される。ＣＰＵ２００は、これら記憶部６００に記憶されたΔＶ（暗減衰）、Ｖｄ（ｄｅｖ）を用いて、上記（１）〜（４）に従ってグリッド電流Ｉｇを計算する。
【００７０】
なお、本実施例では、上記式（１）〜（４）を用いてグリッド電流Ｉｇを計算するが、これはグリッド電流Ｉｇを求める方法の一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、予め実験的に暗減衰量ΔＶ（暗減衰）と、Ｖｄ（帯電位置）、Ｉｄ、Ｉｇの関係を測定し（暗減衰量ごとに図１３（ｂ）の関係を求めることに相当）、記憶部６００にテーブルデータとして記憶させておく方法を用いてもよい。つまり、グリッド電流Ｉｇと、表面コートＣの膜厚ｄの変化との関係が判断できる方法であれば、グリッド電流Ｉｇを求める具体的な方法は、画像形成装置１００（帯電装置３）の構成や帯電電圧の条件に応じて適宜変更することができる。
【００７１】
＜３−６．グリッド電極の開口率の影響＞
上述のように、帯電時間に対する表面コートＣの膜厚ｄの変化の割合（傾きａ）は、グリッド電流Ｉｇに応じて変化する（図８、図９）。そして、このグリッド電流Ｉｇに影響する要因、及びグリッド電流Ｉｇの計算方法について説明した。一方、グリッド電流が同じであっても、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの開口率がグリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命に影響する。本実施例では、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの開口率の差の影響も考慮して、グリッド電極の寿命の判断を行う。
【００７２】
図１０（ａ）は、グリッド電極の長手方向の全域における、開口率と、開口率が８０％の場合のグリッド電極の面積（開口部を除いた部分の面積）に対する比率（面積比）と、の関係の一例を示している。特に、図１０（ａ）は、グリッド電極のメッシュ形状は全て本実施例のものと同じとして、孤立開口幅のピッチを変更した場合の開口率と面積比との関係を示している。
【００７３】
図１０（ａ）に示すように、グリッド電極の面積は、開口率の増加に伴って減少する。これにより、グリッド電流が同じ設定の場合、グリッド電流の単位面積当たりの密度は、グリッド電極の面積が減少するにつれて大きくなる。そのため、グリッド電流が同じであっても、グリッド電流のグリッド電極の寿命に対する影響は、上記面積比の逆数が大きくなるにつれて大きくなる。
【００７４】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の開口率と面積比との関係に基づいて、横軸に開口率、縦軸に面積比の逆数である係数Ｂをとった、開口率と係数Ｂとの関係を示している。図１０（ｂ）は、グリッド電流が同じ条件では、グリッド電極の開口率を大きくすると、表面コートＣの膜厚ｄの変化量が大きくなることを示している。本実施例では、前述のようにグリッド電流Ｉｇに応じて求められるグリッド電極の使用量の指標値（後述の使用量Ｍ）を、図１０（ｂ）のグリッド電極の開口率と係数Ｂとの関係に基づいて、開口率に応じて補正する。そして、その指標値に基づいて、表面コートＣの膜厚ｄの変化量に基づくグリッド電極の寿命の判断を行う。
【００７５】
本実施例では、図１０（ｂ）に示すような開口率と係数Ｂとの関係を示す情報が予め求められて記憶部６００に記憶される。そして、ＣＰＵ２００は、この記憶部６００に記憶された開口率と係数Ｂとの関係を示す情報に基づいて、グリッド電極の開口率に対応する係数Ｂを求める。
【００７６】
なお、係数Ｂを用いたグリッド電極の寿命の判断については、次に説明する。
【００７７】
＜４．グリッド電極の寿命の判断＞
次に、本実施例における、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命の判断方法について説明する。
【００７８】
＜４−１．グリッド電極の使用量＞
まず、グリッド電極の使用量の指標値である使用量Ｍについて説明する。図１１は、所定の基準条件におけるグリッド電極の使用量Ｍを示すグラフ図である。同図の横軸は帯電時間ｔ［ｈｒ］を示し、縦軸はグリッド電流Ｉｇ［μＡ］を示す。そして、同図中の斜線部の領域が、グリッド電極の使用量Ｍを示す。本実施例では、下記式（５）を用いて、図１１中の斜線部であるグリッド電極の使用量Ｍを計算する。
Ｍ＝ｔ×Ｉｇ（ＢＡＳＥ）  ・・・・式（５）  単位［μＡ×ｔ］
ここで、ｔは、帯電時間である。また、Ｉｇ（ＢＡＳＥ）は、所定の基準条件のグリッド電流である。
【００７９】
本実施例では、次に説明するように、式（５）に示す所定の基準条件における使用量Ｍの積算値と、表面コートＣの膜厚ｄと、の関係を用いて、グリッド電極の寿命の判断を行う。本実施例では、基準条件は、グリッド電極の開口率が８０％、グリッド電流Ｉｇ（ＢＡＳＥ）が２３０μＡの条件とした。
【００８０】
＜４−２．グリッド電極の寿命の設定＞
図１２は、グリッド電極の使用量Ｍと、表面コートＣの膜厚ｄとの関係を示している。同図の横軸はグリッド電極の使用量Ｍを示し、縦軸は表面コートＣの膜厚ｄを示す。
【００８１】
図１２に示すように、グリッド電極の使用量Ｍが増加すると、表面コートＣの膜厚ｄは、グリッド電極の使用初期における膜厚（初期膜厚）ｄ０から減少する。本実施例では、前述のように、表面コートＣの膜厚ｄが１０ｎｍに達した時点をグリッド電極の寿命として設定した。そのため、本実施例では、基準条件において表面コートＣの膜厚ｄが１０ｎｍに達した際の使用量Ｍの積算値（後述するＭ（ｅｎｄ））を、グリッド電極の寿命の判断に用いる。
【００８２】
なお、グリッド電極の寿命として設定する表面コートＣの膜厚ｄの値は、本実施例の値に限定されるものではない。これは、グリッド電極の基材の材料、表面コートＣの膜厚ｄが減少した際に基材が腐食することで画像不良が発生し始める膜厚などに応じて、適宜設定することができる。
【００８３】
＜４−３．グリッド電極の寿命比率＞
本実施例における、グリッド電極の寿命の判断に用いる寿命比率の計算方法について説明する。本実施例では、グリッド電極の寿命を判断するために、下記式（６）〜（８）を用いてグリッド電極の寿命比率を計算する。
ΔＭ（ｔ）＝Ａ×Ｉｇ（ＢＡＳＥ）×Δｔ×Ｂ  ・・・式（６）
Ｍ（ｅｎｄ）＝Ｉｇ（ＢＡＳＥ）×ｔ（ＢＡＳＥ）  ・・・式（７）
Ｌｉｆｅ（％）＝｛ＳＵＭ（ΔＭ（ｔ））／Ｍ（ｅｎｄ）｝×１００  ・・・式（８）
【００８４】
ここで、上記式（６）のΔｔは、現在のグリッド電流Ｉｇ、グリッド電極の開口率の条件における帯電時間である。上記式（６）の係数Ａは、図９（ｂ）の関係に基づいてグリッド電流Ｉｇに応じて求められる、基準条件のグリッド電流Ｉｇ（ＢＡＳＥ）（本実施例では２３０μＡ）での傾きａに対する、Δｔの期間におけるグリッド電流Ｉｇでの傾きａの比率を示す。なお、傾きａ（帯電時間に対する表面コートＣの膜厚ｄの変化の割合）がグリッド電流Ｉｇに正比例する場合には、係数Ａは基準条件のグリッド電流に対するΔｔの期間のグリッド電流Ｉｇの比率とすることができる。また、上記式（６）の係数Ｂは、図１０（ｂ）の関係に基づいてグリッド電極の開口率に応じて求められる、基準条件の開口率（８０％）の場合にグリッド電流が寿命に与える影響に対する、Δｔの期間における開口率の場合の影響の比率を示す。また、上記式（６）中のｔ（ＢＡＳＥ）は、基準条件のグリッド電流Ｉｇ（ＢＡＳＥ）で、表面コートＣの膜厚ｄが寿命として設定された１０ｎｍに達するまでの帯電時間である。
【００８５】
上記式（６）は、現在のグリッド電流Ｉｇ及びグリッド電極の開口率の条件におけるグリッド電極の使用量Ｍの積算値を計算する式である。上記式（７）は、基準条件のグリッド電流Ｉｇ（ＢＡＳＥ）で表面コートＣが寿命として設定された１０ｎｍに達するまでのグリッド電極の使用量の積算値Ｍ（ｅｎｄ）を計算する式である。上記式（８）は、グリッド電極が寿命に達した際の使用量の積算値Ｍ（ｅｎｄ）に対する、現在までのグリッド電極の使用量Ｍ（ｔ）の積算値ＳＵＭ（ΔＭ（ｔ））の比率である、グリッド電極の寿命比率Ｌｉｆｅ（％）を計算する式である。
【００８６】
本実施例では、現在のグリッド電極の寿命比率Ｌｉｆｅ（％）を所定の閾値（例えば１００％）と比較することで、グリッド電極が寿命に達したこと又は寿命に近づいたことを判断する。
【００８７】
＜５．制御手順＞
次に、本実施例におけるグリッド電極の寿命の判断に関する制御の手順について説明する。
【００８８】
本実施例では、帯電装置３は、それぞれ開口率が９０％、８０％の上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂを備えた、上流帯電器３１、下流帯電器３２を有する。そして、本実施例では、上流グリッド電極３１ｂの寿命を判断して、上流グリッド電極３１ｂと下流グリッド電極３２ｂとを同時期に交換するものとする。これは、図１０（ｂ）からわかるように、相対的に開口率の大きい上流グリッド電極３１ｂの方が、相対的に開口率の小さい下流グリッド電極３２ｂよりも、帯電時間に対する表面コートＣの膜厚ｄの減少割合が大きい傾向があるためである。このように、開口率の異なる複数のグリッド電極を備えた帯電装置３の場合、相対的に開口率が大きい（典型的には最も大きい）グリッド電極を基準として寿命の判断を行うことができる。これにより、制御を簡易化しつつ、画像不良が発生する前の適切なタイミングで複数のグリッド電極を交換することが可能となる。また、帯電性能（感光体に形成する帯電電位の絶対値）が異なる複数のコロナ帯電器を備えた帯電装置３の場合、相対的に帯電性能の高い（典型的には最も高い）コロナ帯電器のグリッド電極を基準として判断を行うことができる。つまり、感光体に形成する帯電電位の絶対値が相対的に大きい（典型的には最も大きい）コロナ帯電器のグリッド電極を基準として判断を行うことができる。これは、帯電性能が相対的に高いコロナ帯電器のグリッド電極の方が、帯電性能が相対的に低いコロナ帯電器のグリッド電極よりも、帯電時間に対する表面コートＣの膜厚ｄの減少割合が大きい傾向があるためである。
【００８９】
＜５−１．グリッド電流Ｉｇの値を取得する手順＞
まず、図１４のフローチャートを用いて、上流グリッド電極３１ｂの使用量Ｍの計算に用いるグリッド電流Ｉｇの値を取得する手順について説明する。ここでは、一例として、画像形成装置１００の起動時の手順について説明する。
【００９０】
画像形成装置１００が起動すると、ＣＰＵ２００は、電位制御を実行すると共に、画像形成装置１００に搭載されている感光体１の暗減衰量と今回の帯電電圧Ｖｄの目標値（設定値）とに応じたグリッド電流Ｉｇの値を取得する制御を実行する。まず、ＣＰＵ２００は、電位制御を開始すると、感光体１の暗減衰量ΔＶの情報、現在の環境などに応じた今回の帯電電位Ｖｄの目標値の情報を、記憶部６００から読み取る（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。次に、ＣＰＵ２００は、感光体１の駆動、光除電器４０の点灯を開始させた後に、高圧出力制御部８００に命令し、帯電電源Ｓ１〜Ｓ４を制御して、帯電電位Ｖｄの制御（調整）を行う（Ｓ１０３）。次に、ＣＰＵ２００は、感光体１の暗減衰量ΔＶの情報と今回の帯電電位Ｖｄ（ｄｅｖ）（本実施例では上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖ）の目標値（設定値）の情報とに基づいて、前述の式（１）、（２）に従って帯電電流Ｉｄを計算する（Ｓ１０４）。また、ＣＰＵ２００は、Ｓ１０４で計算した帯電電流Ｉｄの情報に基づいて、上記式（３）、（４）に従ってグリッド電流Ｉｇを計算する（Ｓ１０５）。そして、ＣＰＵ２００は、電位制御の手順を終了する。
【００９１】
＜５−２．グリッド電極の寿命を判断する手順＞
次に、図１５のフローチャートを用いて、印刷動作中のグリッド電極３１ｂの使用量Ｍの計算、及びグリッド電極３１ｂの寿命を判断する手順について説明する。
【００９２】
ＣＰＵ２００は、印刷動作を開始すると、現在のグリッド電流Ｉｇの値を記憶部６００から読み取る（Ｓ２０１）。次に、ＣＰＵ２００は、帯電動作を開始すると同時にタイマー４００による時間の計測を開始させ（Ｓ２０２）、その後画像形成動作を開始させる（Ｓ２０３）。次に、ＣＰＵ２００は、画像を１枚印刷するごとに、前述の式（６）〜（８）に従ってグリッド電極３１ｂの使用量ΔＭ（ｔ）、現在までの使用量の積算値ＳＵＭ（ΔＭ（ｔ））、寿命比率Ｌｉｆｅ（％）を順次計算する（Ｓ２０４〜Ｓ２０６）。次に、ＣＰＵ２００は、寿命比率Ｌｉｆｅ（％）が１００％に達したか否かを判断する（Ｓ２０７）。
【００９３】
ＣＰＵ２００は、Ｓ２０７において寿命比率Ｌｉｆｅ（％）が１００％に達したと判断した場合は、グリッド電極３１ｂが寿命に達したことを使用者に警告する表示（グリッド電極３１ｂの交換を促す表示）を操作部３００において行わせる（Ｓ２１０）。グリッド電極３１ｂの表面コートＣの膜厚ｄが１０ｎｍ以下となり、グリッド電極３１ｂが寿命に達したものと判断できるからである。なお、本実施例では、この時、下流グリッド電極３２ｂも寿命に達したことを使用者に警告する表示（下流グリッド電極３２ｂの交換を促す表示）も併せて行われる。また、警告表示は、グリッド電極の寿命に関する情報を報知することができれば、文字、ランプ点灯、音声などの任意の形態であってよい。次に、ＣＰＵ２００は、タイマー４００による時間の計測を停止させ、以上の計測結果及び計算結果を記憶部６００に記憶させた後に（Ｓ２０９）、印刷動作を終了させる。
【００９４】
一方、ＣＰＵ２００は、Ｓ２０７において寿命比率Ｌｉｆｅ（％）が１００％未満であると判断した場合は、当該印刷動作における全ての画像形成動作が終了したか否かを判断し（Ｓ２０８）、終了していないと判断した場合は画像形成動作を継続する。また、全ての画像形成動作が終了したと判断した場合は、タイマー４００による時間の計測を停止させ（Ｓ２０９）、以上の計測結果及び計算結果を記憶部６００に記憶させた後に（Ｓ２０９）、印刷動作を終了させる。
【００９５】
なお、本実施例では、ＣＰＵ２００は、操作部３００からの使用者やメンテナンス担当者などの操作者による指示に応じて、記憶部６００に記憶されているメンテナンス情報としての例えば寿命比率Ｌｉｆｅ（％）を表示させることができる。これにより、操作者は、任意のタイミングで、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命に関する情報を確認することが可能である。
【００９６】
また、図１５の手順では、ＣＰＵ２００は寿命比率Ｌｉｆｅ（％）が１００％に達したと判断した時点で印刷動作を停止させてグリッド電極３１ｂ、３２ｂの交換を促す表示を行わせた。しかし、これに限定されるものではなく、寿命比率Ｌｉｆｅ（％）が１００％に達する前に、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの交換時期が近付いていることを警告する表示を行ってもよい。また、寿命比率Ｌｉｆｅ（％）に基づいてグリッド電極３１ｂ、３２ｂが寿命に達するまでの印刷可能枚数を予測して表示するようにしてもよい。印刷可能枚数は、現在の寿命比率Ｌｉｆｅ（％）に至るまでの印刷枚数の情報に基づいて、現在の寿命比率Ｌｉｆｅ（％）と１００％との差分（残寿命比率）だけ寿命比率が変化するのにかかる印刷枚数を求めることで予測することができる。さらに、１日の平均印刷枚数の情報を用いて、印刷可能枚数を印刷するのにかかる日数を求めることで、グリッド電極３１ｂ、３２ｂが寿命に達するまでの日数や寿命に達する日付を予測して表示するようにしてもよい。
【００９７】
また、画像形成装置１００は、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命に関する情報を画像形成装置１００の外部に送信する機能を有していてよい。例えば、図５に示すように、画像形成装置１００は、画像形成装置１００と通信可能に接続された外部の機器に情報を送信する通信手段としての通信部９００を有していてよい。ＣＰＵ２００は、通信部９００を用いて、記憶部６００に記憶されているメンテナンス情報としての例えば寿命比率Ｌｉｆｅ（％）を、所定のタイミングで画像形成装置１００の外部の機器に送信することができる。これにより、その外部の機器において使用者又はメンテナンス担当者などの操作者に対してメンテナンス情報を表示することができる。ＣＰＵ２００は、所定のタイミングとして、例えば電位制御を実行するごとに、メンテナンス情報を外部の機器に送信することができる。あるいは、外部の機器からの求めに応じて、ＣＰＵ２００がメンテナンス情報を該外部の機器に送信するようにしてもよい。
【００９８】
また、本実施例では、操作者が操作部３００から感光体１の帯電性に関する情報を入力して記憶部６００に記憶させたが、感光体１と共に装置本体１１０に対して着脱可能な記憶部（図示せず）にその感光体１の帯電性に関する情報が記憶されていてもよい。この場合、ＣＰＵ２００は、グリッド電流を計算するごとに感光体１の帯電性に関する情報を該記憶部から読み取ってもよいし、一旦装置本体の記憶部６００に記憶させた後にグリッド電流を計算する際には該記憶部６００から読み取るようにしてもよい。感光体１と共に装置本体１１０に着脱可能な記憶部は、例えば感光体１を単独で又は他の要素（クリーニング装置など）と一体的に装置本体１１０に対して着脱可能とされたカートリッジなどに設けることができる。
【００９９】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、グリッド電極３１ｂの寿命に関する情報を取得する制御部２００を有する。制御部２００は、グリッド電極３１ｂに流れるグリッド電流の値と、グリッド電極３１ｂにグリッド電流が流れた時間と、の積と相関するグリッド電極３１ｂの使用量の指標値Ｍに基づいて、グリッド電極３１ｂの寿命に関する情報を取得する。本実施例では、制御部２００は、感光体１の帯電性に関する情報（暗減衰量）と、感光体１の帯電電位に関する情報と、放電電極３１ａに供給される電流に関する情報と、に基づいて、グリッド電流の値を求める。特に、本実施例では、制御部２００は、次の積に基づいて指標値ΔＭ（ｔ）を求める。所定の基準条件においてグリッド電極に流れる電流の値に相当する所定の基準値Ｉｇ（ＢＡＳＥ）と、グリッド電極にグリッド電流が流れた時間Δｔと、グリッド電流の値に応じた係数Ａと、グリッド電極３１ｂの開口率に応じた係数Ｂと、の積である。なお、例えば画像形成装置１００において用いられるグリッド電極の開口率が基準条件における所定の開口率で固定されている場合などには、グリッド電極の開口率に応じてグリッド電極の使用量Ｍを求めることはしなくてもよい。そして、制御部２００は、上記指標値の積算値ＳＵＭ（ΔＭ（ｔ））と、グリッド電極３１ｂの放電電極側の表面層Ｃの膜厚ｄと、の関係に基づいて、グリッド電極３１ｂの寿命に関する情報を取得する。なお、グリッド電極３１ｂの寿命に関する情報は、グリッド電極３１ｂが設定された寿命に達したこと、グリッド電極３１ｂが設定された寿命に近づいたこと、又はグリッド電極３１ｂが設定された寿命に達する時期の少なくとも一つに関する情報であってよい。
【０１００】
以上、本実施例によれば、感光体の帯電性や帯電電位の設定条件に応じてグリッド電極に流れ込む放電電流量が変化した場合でも、精度よくグリッド電極の寿命を判断し、適正なタイミングで、グリッド電極の交換などのメンテナンスを行うことができる。また、本実施例によれば、帯電装置３のワイヤー電流やグリッド電極の開口率を変更した場合でも、精度よくグリッド電極の寿命を判断し、適正なタイミングでグリッド電極の交換などのメンテナンスを行うことができる。これにより、表面コートの膜厚の減少が許容量以上となることでグリッド電極の基材が腐食して感光体の帯電ムラなどによる画像不良が発生することを抑制することができる。つまり、本実施例によれば、炭素原子を主成分とする表面層が設けられたグリッド電極を用いる構成において、表面コートの膜厚の変化量を精度よく予測して、グリッド電極の寿命を精度よく判断することが可能となる。これにより、表面コートの変化量が所定量以上になる前の適正なタイミングでグリッド電極の交換などのメンテナンスを行うことが可能となり、画像品質の安定性を向上させることができる。
【０１０１】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又は相当する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１０２】
実施例１では、上流帯電器３１、下流帯電器３２のうち、主帯電側である上流帯電器３１が備える上流グリッド電極３１ｂを基準として、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂの両方の寿命の判断を行った。しかし、帯電装置３が開口率の異なる複数のグリッド電極３１ｂ、３２ｂを備えている場合には、それぞれのグリッド電極３１ｂ、３２ｂが寿命に達する時期が異なる場合がある。そこで、本実施例では、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂの寿命を独立して判断し、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂを個別に交換できるようにする。
【０１０３】
本実施例では、上グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂの寿命の判断のための計算は、実施例１で説明した式（１）〜（４）、式（６）〜（７）を用いてそれぞれ独立して行う。また、本実施例では、使用量Ｍと表面コートＣの膜厚ｄとの関係の基準とする実施例１で説明した式（５）、並びに図９（ｂ）及び図１０（ｂ）の情報は、実施例１と同じものを両方のグリッド電極３１ｂ、３２ｂのために使用する。また、本実施例では、実施例１と同様に、下流帯電器３２は、上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）に対して下流帯電電位Ｖｄ（Ｌ）を重畳させて上流帯電電位Ｖｄ（Ｕ）よりも絶対値が５０Ｖ大きい合成表面電位Ｖｄ（Ｕ＋Ｌ）を形成するように制御される。したがって、本実施例では、下流グリッド電極３２ｂの寿命を判断するための計算においては、下流帯電器３２が感光体１の帯電電位を５０Ｖ大きくするのに必要な帯電電流Ｉｄを計算し、グリッド電流Ｉｇを計算する。すなわち、下流帯電器３２についての帯電電流Ｉｄは、実施例１で説明した式（２）におけるＶｄ（帯電位置）を５０Ｖとして計算することに相当する。
【０１０４】
図１６のフローチャートを用いて、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂのそれぞれの使用量Ｍの計算に用いる、上流帯電器３１、下流帯電器３２のそれぞれのグリッド電流Ｉｇの値を取得する手順について説明する。ここでは、一例として、画像形成装置１００の起動時の手順について説明する。
【０１０５】
画像形成装置１００が起動すると、ＣＰＵ２００は、電位制御を実行すると共に、画像形成装置１００に搭載されている感光体１の暗減衰量と帯電電圧Ｖｄの目標値（設定値）とに応じた、各帯電器３１、３２のグリッド電流Ｉｇの値を取得する制御を実行する。まず、ＣＰＵ２００は、現在の上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂの寿命比率Ｌｉｆｅ（％）を記憶部６００から読み取る（Ｓ３０１）。次に、ＣＰＵ２００は、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂのそれぞれの寿命比率Ｌｉｆｅ（％）が１００％に達しているか否かを判断する（Ｓ３０２）。ＣＰＵ２００は、Ｓ３０２においていずれかのグリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命比率が１００％に達していると判断した場合は、処理を図１７に示すＳＵＢ−Ａの手順に移行させる（Ｓ３０３）。一方、ＣＰＵ２００は、Ｓ３０２でいずれのグリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命比率Ｌｉｆｅ（％）も１００％未満と判断した場合は、感光体１の暗減衰量ΔＶの情報、今回の帯電電位Ｖｄの目標値の情報を、記憶部６００から読み取る（Ｓ３０４、Ｓ３０５）。次に、ＣＰＵ２００は、感光体１の駆動、光除電器４０の点灯を開始させた後に、高圧出力制御部８００に命令し、帯電電源Ｓ１〜Ｓ４を制御して、帯電電位Ｖｄの制御（調整）を行う（Ｓ３０６）。次に、ＣＰＵ２００は、上流帯電器３１、下流帯電器３２のそれぞれの帯電電流Ｉｄ、グリッド電流Ｉｇを独立して計算する（Ｓ３０７、Ｓ３０８）。そして、ＣＰＵ２００は、電位制御の手順を終了する。
【０１０６】
図１７に示すＳＵＢ−Ａの手順について説明する。ＣＰＵ２００は、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂのうち図１６のＳ３０１において寿命比率が１００％に達したと判断したものの交換が行われたことを操作者に確認させる表示を操作部３００において行わせる（Ｓ４０１）。そして、ＣＰＵ２００は、該当するグリッド電極を交換したことを示す入力が操作者により操作部３００から行われた場合は、交換したグリッド電極のＳＵＭ（ΔＭ（ｔ））を０にリセットし、処理を図１６の手順のＳ３０４に戻す（Ｓ４０２）。一方、ＣＰＵ２００は、該当するグリッド電極が交換されていない場合は、該当するグリッド電極の交換を促す表示を操作部３００において行わせて（Ｓ４０３）、手順を終了する。
【０１０７】
なお、本実施例における印刷動作中のグリッド電極３１ｂ、３２ｂの使用量の積算値ＳＵＭ（ΔＭ（ｔ））の計算、寿命判断の手順は、各グリッド電極３１ｂ、３２ｂについて個別に行うことを除いて実施例１で説明した図１５の手順と同じである。したがって、重複する説明は省略する。
【０１０８】
以上、本実施例によれば、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電流３２ｂの寿命を個別に判断することが可能となる。また、本実施例によれば、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂが個別に交換された場合でも、各グリッド電極３１ｂ、３２ｂの使用量Ｍを個別に管理することが可能となる。これにより、各グリッド電極３１ｂ、３２ｂの使用量Ｍに応じて、より適切な時期に各グリッド電極３１ｂ、３２ｂを交換することができ、効率的なパーツの利用を行うことができる。
【０１０９】
［実施例３］
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１、２の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１、２の画像形成装置のものと同一又は相当する機能あるいは構成を有する要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１１０】
実施例１、２では、グリッド電流の値を、感光体１の暗減衰量の情報、帯電電位の情報に基づいて計算した。これに対し、本実施例では、グリッド電流を電流計によって計測する。
【０１１１】
図１８は、本実施例の帯電装置３の模式的な断面図である。また、図１９は、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示すブロック図である。
【０１１２】
本実施例では、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂにそれぞれ流れ込む放電電流（グリッド電流）を検知する電流検知手段として、第１、第２の電流計Ａ１、Ａ２がそれぞれ設けられている。第１の電流計Ａ１は、上流グリッド電極３１ｂと上流グリッド電源Ｓ３との間に接続され、第２の電流計Ａ２は、下流グリッド電極３２ｂと下流グリッド電源Ｓ４との間に接続される。第１、第２の電流計Ａ１、Ａ２は、ＣＰＵ２００の制御のもとで第１、第２の電流計Ａ１、Ａ２の動作を制御する制御回路である電流検知部８５０を介してＣＰＵ２００に接続されている。これにより、ＣＰＵ２００は、上流帯電器３１、下流帯電器３２に帯電高圧を印加した期間に上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂのそれぞれに流れるグリッド電流Ｉｇ（Ｕ）、Ｉｇ（Ｌ）の計測結果を取得することができる。
【０１１３】
図２０のフローチャートを用いて、本実施例におけるグリッド電極の使用量Ｍの計算、グリッド電極の寿命の判断の手順について説明する。なお、本実施例では、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂについて独立して使用量Ｍの計算、寿命の判断を行うが、以下の説明では簡単のため上流、下流の区別は適宜省略する。また、本実施例では、グリッド電極の使用量Ｍと表面コートＣの膜厚ｄとの関係の基準とする実施例１で説明した式（５）、並びに図９（ｂ）及び図１０（ｂ）の情報は、実施例１と同じもの両方のグリッド電極３１ｂ、３２ｂのために使用する。
【０１１４】
ＣＰＵ２００は、印刷動作を開始すると、帯電動作を開始すると同時にタイマー４００による時間の計測を開始させ（Ｓ５０１）、その後画像形成動作を開始させる（Ｓ５０２）。次に、ＣＰＵ２００は、第１、第２の電流計Ａ１、Ａ２によるグリッド電流Ｉｇ（Ｕ）、Ｉｇ（Ｌ）の計測結果を取得する（Ｓ５０３）。次に、ＣＰＵ２００は、画像を１枚印刷するごとに、前述の式（６）〜（８）に従ってグリッド電極３１ｂ、３２ｂの使用量ΔＭ（ｔ）、現在までの使用量の積算値ＳＵＭ（ΔＭ（ｔ））、寿命比率Ｌｉｆｅ（％）を順次計算する（Ｓ５０４〜Ｓ５０６）。次に、ＣＰＵ２００は、いずれかのグリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命比率Ｌｉｆｅ（％）が１００％に達したか否かを判断する（Ｓ５０７）。
【０１１５】
ＣＰＵ２００は、Ｓ５０７でいずれかのグリッド電極の寿命比率Ｌｉｆｅ（％）が１００％に達したと判断した場合は、該当するグリッド電極が寿命に達したことを使用者に警告する表示（交換を促す表示）を操作部３００において行わせる（Ｓ５１０）。次に、ＣＰＵ２００は、タイマー４００による時間の計測を停止させ、以上の計測結果及び計算結果を記憶部６００に記憶させた後に（Ｓ５０９）、印刷動作を終了させる。
【０１１６】
一方、ＣＰＵ２００は、Ｓ５０７でいずれのグリッド電極の寿命比率Ｌｉｆｅ（％）も１００％未満と判断した場合、当該印刷動作における全ての画像形成動作が終了したか否かを判断し（Ｓ５０８）、終了していないと判断した場合は画像形成動作を継続する。また、全ての画像形成動作が終了したと判断した場合は、タイマー４００による時間の計測を停止させ（Ｓ５０９）、以上の計測結果及び計算結果を記憶部６００に記憶させた後に（Ｓ５０９）、印刷動作を終了させる。
【０１１７】
以上、本実施例によれば、第１、第２の電流計Ａ１、Ａ２によってグリッド電流を計測することで、感光体１の暗減衰量の情報、帯電電位の情報を用いてグリッド電流を計算する制御は不要となる。これにより、制御の簡易化を図ることができる。また、本実施例によれば、グリッド電流の実測値に基づいて、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命を判断することができる。これにより、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの寿命の検知精度の向上を図ることができる。
【０１１８】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【０１１９】
上述の実施例では、画像形成装置は２個のコロナ帯電器を有していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、コロナ帯電器を１個だけ有していてもよいし、３個以上有していてもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１          感光体
３          帯電装置
３１        上流帯電器（コロナ帯電器）
３２        下流帯電器（コロナ帯電器）
３１ｂ      上流グリッド電極
３２ｂ      下流グリッド電極
Ｃ          グリッド電極の表面コート
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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