(57)【要約】【課題】簡単な構成を有するとともに簡単な制御で、シートに形成される画像の画質の劣化を抑制できる。【解決手段】制御部は、抵抗検出部が検出した抵抗値を取得するとともに、感光体ドラムを帯電するときに帯電ローラーに印加する直流の帯電電圧を抵抗値に基づいて決定し、電圧印加部を駆動して帯電電圧を帯電ローラーに印加させる制御を行う画像形成装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転される感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに押圧されるとともに前記感光体ドラムを帯電させる帯電ローラーと、
前記帯電ローラーを、前記感光体ドラムに対して押圧又は離間させる押圧離間部と、
前記帯電ローラーに電圧を印加する電圧印加部と、
前記感光体ドラムから離間した前記帯電ローラーの抵抗値を検出する抵抗検出部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記抵抗検出部が検出した前記抵抗値を取得するとともに、前記感光体ドラムを帯電するときに前記帯電ローラーに印加する帯電電圧の大きさを前記抵抗値に基づいて決定し、前記電圧印加部を駆動して前記帯電電圧を前記帯電ローラーに印加させる制御を行う画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記帯電ローラーが前記感光体ドラムから離間したときに、前記電圧印加部を制御して前記抵抗値を検出するための検出電圧を前記電圧印加部から前記帯電ローラーに印加させる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記帯電ローラーが前記感光体ドラムから離間されたときに前記帯電ローラーの径方向表面と接触する電極をさらに備え、
前記抵抗検出部は、前記検出電圧及び前記帯電ローラーから前記電極に流れる出力電流に基づいて前記抵抗値を検出する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検出電圧は、交流である請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記抵抗検出部が、前記出力電流及び前記検出電圧から前記帯電ローラーのインピーダンス値を求めた後、
前記制御部又は前記抵抗検出部は、前記帯電ローラーに前記帯電電圧を印加するときの前記帯電ローラーの抵抗値を前記インピーダンス値に基づいて生成する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電電圧は直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧である請求項１から請求項５のいずれかに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】
接触型帯電方式を採用した画像形成装置が特許文献１に記載されている。特許文献１の画像形成装置は、像担持体に帯電部材を接触させ、帯電部材に電圧を印加して、像担持体を帯電させている。帯電部材は、像担持体に接触させ続けると、接触部分の帯電特性が変化する。帯電部材の帯電特性が部分的に変化すると、画像形成装置で形成した画像の画質の低下（例えば、画像むら）の原因になる場合がある。そこで、特許文献１では、帯電部材を像担持体に対して接触又は離間させる離間機構を備え、像担持体の帯電を行わないときは、帯電部材を像担持体から離間させている。これにより、帯電部材を像担持体に接触させ続けることによる、部分的な帯電特性の変化を抑制できる。
【０００３】
また、画像形成装置では画像形成の累積によって、帯電部材の像担持体との接触部分で、トナーとの接触、像担持体に付着した放電生成物との接触、放電による微小な組織の変化や放電による表面の汚染等による劣化（抵抗値の増加）が発生する。特許文献１では、帯電部材が像担持体から離れているタイミングで、帯電部材に対して、像担持体を帯電させるときと逆方向の電流を流し、帯電部材の抵抗値を低下させる抵抗調整モードを実行可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−６１５０４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、特許文献１の画像形成装置のように、抵抗調整モードを実行する場合、帯電部材に像担持体を帯電するときと逆方向に電流を流すための構造、例えば、回路等を設けなくてはならず、画像形成装置の構成が複雑になる。また、抵抗調整モードを実行した場合であっても、帯電部材の劣化（経時劣化）を完全に防止できるものではなく、画質が低下する場合がある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、簡単な構成を有するとともに簡単な制御で、シートに形成される画像の画質の劣化を抑制できる画像形成装置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】
本発明の一実施形態に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、帯電ローラーと、押圧離間部と、電圧印加部と、抵抗検出部と、制御部と、を備える。帯電ローラーは、回転される感光体ドラムに押圧されるとともに感光体ドラムを帯電させる。押圧離間部は、帯電ローラーを、感光体ドラムに対して押圧又は離間させる。電圧印加部は、帯電ローラーに電圧を印加する。抵抗検出部は、感光体ドラムから離間した帯電ローラーの抵抗値を検出する。制御部は、抵抗検出部が検出した抵抗値を取得するとともに、抵抗値に基づいて、感光体ドラムを帯電するときに帯電ローラーに印加する帯電電圧の大きさを決定し、電圧印加部を駆動して帯電電圧を帯電ローラーに印加させる制御を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡単な構成を有するとともに簡単な制御で、シートに形成される画像の画質の劣化を抑制できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】複合機の主要構成を示す機能ブロック図である。
【図２】画像形成部の概略配置を示す図である。
【図３】感光体ドラムの帯電を行っているときの帯電ユニットを示す図である。
【図４】帯電ローラーの抵抗値を検知しているときの帯電ユニットを示す図である。
【図５】帯電電圧と帯電ローラーの抵抗値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、画像形成装置として複合機１００を例に挙げ、本発明の実施形態を説明する。本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定せず、単なる説明例にすぎない。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、複合機の主要構成を示す機能ブロック図である。
【００１２】
（複合機１００）
複合機１００は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能及びＦＡＸ機能等の複数の機能を兼ね備えた複合機である。図１に示すように、複合機１００には制御部１と、画像形成部２と、抵抗検出部３と、画像読取部４と、原稿搬送部５と、操作パネル６と、通信部７と、を備える。
【００１３】
（制御部１）
制御部１は、複合機１００の全体制御を司る制御回路である。制御部１には、画像読取部４から出力される画像データに基づき画像処理を行う画像処理部１１が設けられる。また、制御部１には、ＲＯＭ、ＨＤＤやフラッシュＲＯＭのような不揮発性メモリーとＲＡＭのような揮発性のメモリーを含む記憶部１２が設けられる。記憶部１２は、制御に関するプログラムやデータを記憶する。制御部１は、コピーや送信のようなジョブのときに行われるスキャン、印刷、送信、画像データの記憶を制御する。図１に示すように、制御部１は、画像形成部２、抵抗検出部３、画像読取部４、原稿搬送部５、操作パネル６及び通信部７と接続される。そして、制御部１は、これらの各部の動作を制御するとともに、各部からの情報を取得する。なお、複合機１００において、画像処理部１１及び記憶部１２は、制御部１の一部として示しているが、これに限定されない。例えば、制御部１とは、分離した別の回路を備えていてもよい。
【００１４】
（画像読取部４、原稿搬送部５）
画像読取部４は、制御部１の制御に基づいて、画像読取部筐体の上面に装着された、原稿の画像を読み取り、画像データを生成する。原稿搬送部５は、制御部１の制御に基づいて、原稿を画像読取部４に搬送する。なお、複合機１００が、プリンター機能のみの構成の場合、画像読取部４及び原稿搬送部５は、省略される。
【００１５】
（操作パネル６）
操作パネル６は、表示パネル６１、タッチパネル６２、ハードキー６３を含む。表示パネル６１には、複合機１００の状態や各種メッセージや設定用画面が表示される。また、操作パネル６は、スキャンやコピーのようなジョブに関し、タッチパネル６２、ハードキー６３に対する設定操作を受け付ける。タッチパネル６２は、表示パネル６１上における使用者が触れた位置をタッチ位置として検出する。制御部１は、表示パネル６１にキーやボタン等の操作画像が表示された状態でタッチパネル６２がタッチ位置を検知したとき、タッチ位置と重なる位置に表示された操作画像に関連付けられた操作に対する入力があったと認識する。なお、この操作の認識は、操作パネル６で行い、認識された操作の情報を制御部１に送るようにしてもよい。ハードキー６３は、ジョブの実行開始を指示するためのスタートキーや、数字を入力するためのテンキーを含む。
【００１６】
（通信部７）
通信部７は、ＰＣのようなコンピューター２００、サーバー３００及びＦＡＸ装置４００等と、有線及び（又は）無線ネットワーク、公衆回線等を介して通信可能に接続される。また、これら以外の機器であって、画像データのやり取りを行う機器が接続される場合もある。
【００１７】
（画像形成部２）
画像形成部２の詳細について新たな図面を参照しつつ説明する。図２は、画像形成部の概略配置を示す図である。画像形成部２は、ここでは、モノクロ画像を形成するものとする。図１、図２に示すように、画像形成部２は、感光体ドラム２１、帯電ユニット２２、露光ユニット（レーザー走査ユニット等）２３、現像ユニット２４、転写ローラー２５及びクリーニング部２６、定着部２７及び電圧印加部２８を備える。画像形成部２の各部の動作は、制御部１によって制御される。
【００１８】
感光体ドラム２１は、静電潜像及びトナー像を担持する像担持体である。感光体ドラム２１は、例えば、アルミニウム製のドラムに感光層が積層されて構成される。なお、感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等が好ましい。感光体ドラム２１は、制御部１からの指示に従って一定方向、ここでは、図２における時計回り方向にモーター等（不図示）の駆動源によって回転される。感光体ドラム２１の周囲には、帯電ユニット２２、露光ユニット２３、現像ユニット２４、転写ローラー２５、クリーニング部２６が、この順に感光体ドラム２１の回転方向に並んで配置される。図２に示すように、画像形成部２において、、感光体ドラム２１は、転写ローラー２５と接触して配置されており、感光体ドラム２１と転写ローラー２５の接触部分（以下、ニップ部と称する）に向かって、シートＳｈが搬送される。図２に示す画像形成部２では、左から右にシートＳｈが搬送されるものとする。
【００１９】
感光体ドラム２１の表面は、帯電ユニット２２によって均一に帯電される。帯電ユニット２２では、回転している感光体ドラム２１の表面に帯電ローラー２２１を押圧させて感光体ドラム２１の表面を均一に帯電させる。なお、帯電ユニット２２の詳細については、後述する。
【００２０】
帯電ユニット２２によって帯電された感光体ドラム２１は露光ユニット２３によって、露光されて静電潜像が形成される。露光ユニット２３は、感光体ドラム２１の表面に対して光を照射して、感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成する。なお、露光ユニット２３から感光体ドラム２１に照射される光としては、例えば、レーザー光を挙げることができるが、これに限定されない。露光ユニット２３は、レーザー光を感光体ドラム２１の中心軸沿って走査しつつ感光体ドラム２１の表面に照射する。感光体ドラム２１を回転しつつ、走査されたレーザー光を感光体ドラム２１の表面に照射することで、感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成する。
【００２１】
なお、露光ユニット２３は、制御部１によって制御される。すなわち、露光ユニット２３のレーザー光の走査のタイミング、レーザー光の出射のタイミングは、制御部１によって制御される。制御部１は、搬送されるシートＳｈに形成する画像の画像データに基づいて、露光ユニット２３を制御する。
【００２２】
露光ユニット２３によって表面に静電潜像が形成された感光体ドラム２１は、現像ユニット２４によって現像する。現像ユニット２４は静電潜像が形成されている感光体ドラム２１の表面にトナーを供給する。供給されたトナーは感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像に引かれる。これにより、感光体ドラム２１の表面には、トナーによるトナー像が形成される。
【００２３】
現像ユニット２４によって感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転によって、感光体ドラム２１と転写ローラー２５とのニップ部に送られる。転写ローラー２５には、トナーと逆の極性を有する電圧が印加可能である。
【００２４】
また、感光体ドラム２１と転写ローラー２５とのニップ部には、トナー像が送られるタイミングに合わせてシートＳｈが送られる。すなわち、感光体ドラム２１と転写ローラー２５との間では、シートＳｈとトナー像とが重なる。
【００２５】
シートＳｈとトナー像とが重なるとき、転写ローラー２５にはトナーと逆の極性の電圧が印加される。これにより、トナー像を構成するトナーは、転写ローラー２５側に引かれ、シートＳｈに移行（転写）される。トナー像が転写されたシートＳｈは感光体ドラム２１から分離され、定着部２７に搬送される。
【００２６】
定着部２７は、シートＳｈに転写されたトナー像を、シートＳｈに定着させる。定着部２７は、ローラー対を備えており、ローラー対の接触部分をシートＳｈが通過するときに、シートＳｈに転送されたトナー像を加熱するとともに加圧する。これにより、シートＳｈに転写されたトナー像はシートＳｈに定着される。なお、トナー像を定着させるためには、一定の温度以上に昇温する必要がある。そのため、定着部２７のローラー対の少なくとも一方には、シートＳｈを加熱するためのヒーター（図示せず）が備えられる。
【００２７】
クリーニング部２６は、感光体ドラム２１の回転方向において転写ローラー２５の後段に配置される。感光体ドラム２１の表面のトナー像は転写ローラー２５によって、シートＳｈに転写される。このとき、感光体ドラム２１の表面には、シートＳｈに転写されないトナー等が残留する場合がある。クリーニング部２６は、このような、トナー像をシートＳｈに転写した後に、感光体ドラム２１の表面に残ったトナー等の異物を感光体ドラム２１の表面から除去する。
【００２８】
クリーニング部２６は、感光体ドラム２１の表面と接触するとともに柔軟性を備えた、クリーニングブレードを備える。感光体ドラム２１が回転するとき、クリーニングブレードは、感光体ドラム２１の表面と接触しつつ相対的に移動する。これにより、クリーニングブレードは、感光体ドラム２１の表面から、トナー等の異物を取り除く。なお、クリーニング部２６では、クリーニングブレードに替えて、感光体ドラム２１の表面に接触するクリーニングローラーを接触させて、感光体ドラム２１の表面をクリーニングするようにしてもよい。
【００２９】
そして、感光体ドラム２１の回転方向においてクリーニング部２６の後段には、不図示の除電ユニットが配置される。除電ユニットは、感光体ドラム２１の表面を除電する。さらに、除電ユニットの後段には、帯電ユニット２２が配置される。すなわち、画像形成部２において、シートＳｈに画像を形成する毎に、感光体ドラム２１の表面では、帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電が行われる。
【００３０】
電圧印加部２８は、帯電ユニット２２の帯電ローラー２２１に電圧を印加する回路を含む。電圧印加部２８は帯電ローラー２２１に対して、直流電圧を印加可能である。また、電圧印加部２８は、帯電ローラー２２１に対して、交流電圧を印加することも可能である。電圧印加部２８は、制御部１からの指示に基づいて、帯電ローラー２２１に電圧を印加する。
【００３１】
電圧印加部２８は、帯電ユニット２２が感光体ドラム２１を帯電するときに帯電ローラー２２１に電圧を印加する。また、電圧印加部２８は、帯電ローラー２２１の抵抗値を検出するときにも帯電ローラー２２１に電圧を印加する。
【００３２】
（帯電ユニット２２）
次に、本発明の要部である、帯電ユニット２２の詳細について図面を参照して説明する。図３は、感光体ドラムの帯電を行っているときの帯電ユニットを示す図である。図４は、帯電ローラーの抵抗値を検知しているときの帯電ユニットを示す図である。なお、図３及び図４では、電圧の印加又は電流の流れを示す矢印は、太線で示している。また、細線は、配線が接続されていることを示しており、矢印付きの細線は信号の送信を示している。
【００３３】
図２から図４に示すように、帯電ユニット２２は、帯電ローラー２２１と、押圧離間部２２２と、電極２２３とを備える。帯電ローラー２２１は、感光体ドラム２１に押圧され、感光体ドラム２１の表面を帯電させる。帯電ローラー２２１は、導電軸２２１１と、弾性接触部２２１２とを備える。導電軸２２１１は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属製の丸棒である。導電軸２２１１は、電圧印加部２８が接続されている。導電軸２２１１には、電圧印加部２８から電圧が印加される。
【００３４】
弾性接触部２２１２は、導電軸２２１１の径方向表面に取り付けられる円筒状である。弾性接触部２２１２は、感光体ドラム２１を帯電させるときに、感光体ドラム２１の表面に押圧される。弾性接触部２２１２は、感光体ドラム２１の表面に押圧されることで、弾性変形する。
【００３５】
そして、弾性接触部２２１２を感光体ドラム２１に押圧させて、電圧印加部２８から導電軸２２１１に電圧を印加する。これにより、感光体ドラム２１の表面は、帯電される。以下の説明において、感光体ドラム２１の帯電時に電圧印加部２８から導電軸２２１１に印加される電圧を、帯電電圧Ｖ１とする（図３参照）。また、弾性接触部２２１２が感光体ドラム２１の表面に押圧されたときの帯電ローラー２２１の位置を、帯電位置と称する。
【００３６】
押圧離間部２２２は、帯電ローラー２２１を感光体ドラム２１に接近する方向に移動させる。これにより、押圧離間部２２２は、弾性接触部２２１２を感光体ドラム２１の表面に押圧させる。また、押圧離間部２２２は、帯電ローラー２２１を感光体ドラム２１から離れる方向に移動させる。これにより、押圧離間部２２２は、感光体ドラム２１の表面から弾性接触部２２１２を離間させる。
【００３７】
帯電ユニット２２では、弾性接触部２２１２が感光体ドラム２１から離れるとともに電極２２３と接触する。弾性接触部２２１２が電極２２３と接触した状態で、導電軸２２１１に電圧印加部２８から電圧を印加して、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒの検出を行う。以下の説明において、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出するときに電圧印加部２８から導電軸２２１１に印加される電圧を、検出電圧Ｖ２とする（図４参照）。また、弾性接触部２２１２が感光体ドラム２１の表面から離間するとともに電極２２３と接触したときの帯電ローラー２２１の位置を、抵抗検出位置と称する。
【００３８】
図３、図４に示すように、押圧離間部２２２は、帯電ローラー２２１の導電軸２２１１と連結される。なお、図２に示すように、押圧離間部２２２は、一端を中心として揺動するアーム部材の他端に導電軸２２１１を回転可能に支持した構成を有している。そして、モーター等（不図示）の駆動源を用いて、アーム部材を揺動させることで、帯電ローラー２２１を感光体ドラム２１に対して押圧離間させる。なお、図３、図４において押圧離間部２２２は、導電軸２２１１の軸方向一方側に設けられているが、両側に設けられてもよい。
【００３９】
押圧離間部２２２として、ばね等の弾性部材を用いて、帯電ローラー２２１が感光体ドラム２１に対して押圧又は離間する方向にアーム部材を押圧し、モーター等の駆動源からの力を弾性力と反対向きに作用させてもよい。このとき、弾性部材の弾性力で帯電ローラー２２１を帯電位置に押す構成とすることで、弾性接触部２２１２を感光体ドラム２１の表面に一定又は略一定の力で押圧させることができる。すなわち、弾性接触部２２１２を感光体ドラム２１の表面に押圧する力の調整が容易である。
【００４０】
なお、押圧離間部２２２は、この構成に限定されない。例えば、カム、歯車、クランク等を用いた構成であってもよい。さらには、ソレノイド等の直線的に変形する駆動源を用いて、帯電ローラー２２１を直線的に感光体ドラム２１に対して、押圧又は離間するように移動する構成であってもよい。押圧離間部２２２は、帯電ローラー２２１を移動させて、弾性接触部２２１２を感光体ドラム２１の表面に押圧させる及び感光体ドラム２１の表面から離間させることができる構成を広く採用できる。
【００４１】
また、帯電ユニット２２において、押圧離間部２２２又は導電軸２２１１の位置を検出するセンサーを備えておき、制御部１が弾性接触部２２１２の感光体ドラム２１の表面への押圧を検出するようにしてもよい。制御部１は、センサーからの情報に基づいて、押圧離間部２２２を制御することで、弾性接触部２２１２を感光体ドラム２１に確実に押圧できる。
【００４２】
図４に示すように、帯電ユニット２２において、帯電ローラー２２１が感光体ドラム２１から離れたとき、帯電ローラー２２１の表面、ここでは、弾性接触部２２１２が電極２２３と接触する。弾性接触部２２１２が電極２２３と接触しているときに、すなわち、弾性接触部２２１２が感光体ドラム２１の表面から離間しているとき、電圧印加部２８から導電軸２２１１に電圧が印加される。導電軸２２１１に電圧が印加されることで、弾性接触部２２１２から電極２２３に電流が流れる。印加された電圧と電極２２３に流れる電流とに基づいて、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出する。
【００４３】
図２から図４に示すように、電極２２３は、抵抗検出部３に接続されている。帯電ローラー２２１が抵抗検出位置にあるときに、導電軸２２１１に検出電圧Ｖ２を印加すると、電極２２３には、電流が流れる。検出電圧Ｖ２が印加されたときに、電極２２３に流れる電流を出力電流Ｉとする。出力電流Ｉは、抵抗検出部３に入力される。
【００４４】
（抵抗検出部３）
抵抗検出部３には、電極２２３からの出力電流Ｉを検出する検出回路を備える。なお、検出回路としては、例えば、電流電圧変換回路等を挙げることができるが、これに限定されない。出力電流Ｉを正確に検出できる構成を広く採用できる。なお、電流電圧変換回路を用いる場合において、抵抗検出部３では、出力電流Ｉは、電圧に変換されて検出される。
【００４５】
また、抵抗検出部３には、電圧印加部２８から、導電軸２２１１に印加する検出電圧が入力される。抵抗検出部３は、電極２２３からの出力電流Ｉと、電圧印加部２８からの検出電圧Ｖ２に基づいて、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出する。電圧印加部２８と抵抗検出部３とを接続する配線は、検出電圧Ｖ２が印加されるときにだけ電圧を検出できればよい。そのため、電圧印加部２８において抵抗検出部３と接続される配線には、スイッチ素子等の開閉素子を設けて、検出電圧Ｖ２が印加されるときにだけ閉路されるようにしてもよい。電圧印加部２８に検出電圧Ｖ２のみ出力可能な端子を設けて、その端子を抵抗検出部３に配線してもよい。これにより、高電圧の直流電圧である帯電電圧Ｖ１が抵抗検出部３に供給（印加）されるのを抑制できる。これにより、抵抗検出部３の耐圧能力を低く抑えることが可能であり、抵抗検出部３の構成を簡略化し、コスト上昇を抑制できる。
【００４６】
（帯電電圧の調整について）
まず、帯電ユニット２２を用いて感光体ドラム２１の表面を帯電させる手順について説明する。図３に示すように、制御部１は、押圧離間部２２２に指示を送り、帯電ローラー２２１を帯電位置に移動させる。そして、制御部１は、電圧印加部２８に指示を送り、帯電電圧Ｖ１を導電軸２２１１に印加させる。これにより、帯電ローラー２２１から感光体ドラム２１の表面にコロナ放電が発生して、感光体ドラム２１の表面が帯電される。
【００４７】
帯電電圧Ｖ１は、弾性接触部２２１２が接触する感光体ドラム２１の表面を帯電させる電圧であり、帯電電圧Ｖ１は直流とできる。なお、感光体ドラム２１を帯電するときに、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧を印加させてもよい。この場合、交流と直流を重畳した電圧の直流成分を帯電電圧Ｖ１とする。
【００４８】
次に、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出する手順について説明する。図４に示すように、制御部１は、押圧離間部２２２に指示を送り、導電軸２２１１を感光体ドラム２１から離れる方向に移動させる。そして、帯電ローラー２２１が抵抗検出位置に移動した後、制御部１は、電圧印加部２８に指示を送り、検出電圧Ｖ２を導電軸２２１１に印加させる。これにより、帯電ローラー２２１から電極２２３に出力電流Ｉが出力される。複合機１００において、出力電流Ｉは、抵抗検出部３に入力される。抵抗検出部３は、電圧印加部２８から導電軸２２１１に印加される検出電圧Ｖ２を取得している。抵抗検出部３は、出力電流Ｉと検出電圧Ｖ２とから、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出する。帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒの検出の詳細については、後述する。そして、制御部１は、抵抗値Ｒに基づいて、帯電電圧Ｖ１を決定する。
【００４９】
ここで、帯電電圧Ｖ１と帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒとの関係について説明する。画像形成部２において、帯電ユニット２２は、シートＳｈに画像を形成する毎に、感光体ドラム２１の表面を帯電させている。帯電ローラー２２１において、弾性接触部２２１２は、シートＳｈに画像を形成する毎に、感光体ドラム２１に接触されるとともに、帯電電圧Ｖ１が印加される。そして、帯電時において感光体ドラム２１の表面と弾性接触部２２１２との間にコロナ放電が発生する。弾性接触部２２１２は、放電の影響等によって劣化する。また、弾性接触部２２１２の表面には、感光体ドラム２１に付着しているトナー等の異物が付着する場合がある。弾性接触部２２１２は、トナー等の付着によっても劣化する。このような場合において、弾性接触部２２１２は、シートＳｈに画像を形成する毎に、劣化（経時劣化）する。弾性接触部２２１２が劣化すると、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒが大きくなる。
【００５０】
帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒが大きくなると、感光体ドラム２１の表面を帯電させにくくなる。そこで、制御部１は、帯電ローラー２２１に印加する帯電電圧Ｖ１を帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒに合わせて調整することで、感光体ドラム２１を常に一定の電位に帯電させる。
【００５１】
図５は、帯電電圧と帯電ローラーの抵抗値との関係を示すグラフである。図５は、横軸が帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒであり、縦軸が帯電電圧Ｖ１である。図５は、感光体ドラム２１を一定の電位に帯電するときの、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒと帯電電圧Ｖ１との関係を示している。
【００５２】
例えば、複合機１００の使用開始時やメンテナンス終了直後、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを抵抗値Ｒ０とする。抵抗値Ｒ０は、経時劣化がない又はほとんどない。この抵抗値Ｒ０の帯電ローラー２２１で、感光体ドラム２１を一定の電位に帯電させる帯電電圧Ｖ１は、帯電電圧Ｖ１＿０である。１０００枚のシートに画像を形成した後の帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを抵抗値Ｒ１とする。帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒ１は画像形成による劣化で最初の抵抗値Ｒ０よりも大きい。この抵抗値Ｒ１の帯電ローラー２２１で、感光体ドラム２１を一定の電位に帯電させる帯電電圧Ｖ１は、帯電電圧Ｖ１＿１である。帯電電圧Ｖ１＿１は、帯電電圧Ｖ１＿０よりも大きい。このように、抵抗値Ｒが大きくなるほど、感光体ドラム２１を一定の電位に帯電させる帯電電圧Ｖ１は大きくなる。
【００５３】
複合機１００では、図５に示すような、帯電電圧Ｖ１と、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒとを関連付けたテーブルを記憶部１２に記憶しておく。そして、制御部１は、抵抗検出部３からの帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを基に、テーブルを参照して、帯電電圧Ｖ１を決定するようにしてもよい。なお、テーブルとして、図５に示すようなグラフを挙げることができるが、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒと帯電電圧Ｖ１とが関連付けられた表であってもよい。
【００５４】
なお、図５において、帯電電圧Ｖ１は帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒに対して、一次関数的（線形）に変化している。これは、帯電電圧Ｖ１が直流であり、感光体ドラム２１の表面を一定の電位で帯電させるための例である。しかしながら、帯電電圧Ｖ１と帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒとの関係は、この関係に限定されない。例えば、帯電電圧Ｖ１として、直流電圧に交流電圧を重畳させる構成の場合には、異なる関係式となり、非線形となる場合もある。
【００５５】
また、帯電ローラー２２１の劣化によって、弾性接触部２２１２の抵抗以外が変化する場合もある。このような場合でも、感光体ドラム２１をシートＳｈに画像を印刷する毎に、感光体ドラム２１の表面を一定の電位に帯電できるように、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒと帯電電圧Ｖ１との関係が与えられてもよい。つまり、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒと帯電電圧Ｖ１との関係は、線形に限定されない。例えば、実験により求められた関係式を用いてもよい。
【００５６】
上述したように、抵抗検出部３は、帯電ローラー２２１を感光体ドラム２１の表面から離間した状態で、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出している。そのため、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを正確に検出できる。
【００５７】
ここで、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒの検出の詳細について説明する。上述したとおり、帯電電圧Ｖ１は直流電圧である。帯電電圧Ｖ１として直流電圧を印加することで、感光体ドラム２１を均一且つトナー像を形成するために十分な電位に帯電させる。
【００５８】
一方で、帯電ローラー２２１の弾性接触部２２１２は、ゴム、シリコーン等の樹脂製である。そして、弾性接触部２２１２は、均質ではなく、電気的に抵抗であるだけでなく、コンデンサ構造になっている部分を含む場合がある。このような弾性接触部２２１２を備えた帯電ローラー２２１に直流の電圧を印加すると、コンデンサ構造の部分では、電流が流れにくい。特に印加される電圧が低い場合には、コンデンサ構造によって電流がより流れにくい。
【００５９】
帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出するときに帯電電圧Ｖ１と同等の電圧を印加することで、コンデンサ構造部分にも電流を流すことが可能である。しかしながら、帯電電圧Ｖ１は、感光体ドラム２１の表面を帯電させる電圧であるため、高電圧である。帯電ローラー２２１に高電圧を印加すると、内部のイオンの移動が発生しやすく弾性接触部２２１２が変質しやすい。また、消費電力を減らす点からも、帯電電圧Ｖ１と同等の電圧を印加する回数（時間）は、少ないことが好ましい。
【００６０】
そのため、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出する検出電圧Ｖ２として、交流電圧を印加する。交流電圧の場合、コンデンサ構造部分でも電流が流れる。すなわち、検出電圧Ｖ２を交流電圧とすることで、検出電圧Ｖ２として直流電圧を印加する場合に比べて、低い電圧で帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出することが可能である。これにより、画像形成部２の消費電力を低く抑える、すなわち、省電力化が可能である。
【００６１】
図４に示すように、帯電ローラー２２１が抵抗検出位置にあるときに、電圧印加部２８から検出電圧Ｖ２が、導電軸２２１１に印加される。これにより、弾性接触部２２１２から電極２２３に対して、出力電流Ｉが流れる。上述したとおり、検出電圧Ｖ２は、交流である。そのため、電極２２３からの出力電流Ｉも交流である。
【００６２】
例えば、検出電圧Ｖ２及び出力電流Ｉがともに直流の場合、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒは、抵抗電圧Ｖ２と出力電流Ｉとの比で求められる。しかしながら、検出電圧Ｖ２は交流であり、出力電流Ｉも交流である。そのため、抵抗検出部３では、取得した検出電圧Ｖ２及び出力電流Ｉに対して、周波数応答解析を行い、交流電圧が印加されたときの帯電ローラー２２１のインピーダンス値を検出する。
【００６３】
例えば、制御部１は、所定周期、電圧印加部２８に検出電圧Ｖ２を印加させる。例えば、抵抗検出部３は、流れた電流のフーリエ積分処理を行う。抵抗検出部３はインピーダンス値、検出電圧Ｖ２と流れた電流波形の両者の時間的な差より位相差θを計算する。抵抗検出部３は、計算結果に基づき、インピーダンス値の実数部（抵抗成分）と虚数部を求めてもよい。そして、帯電ローラー２２１のインピーダンス値に基づいて、帯電ローラー２２１に直流電圧が印加されるときの、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒ（抵抗成分）を検出する。なお、周波数応答解析やインピーダンス値から抵抗値Ｒを求める方法は、従来周知の方法を用いればよく、詳細な説明は省略する。
【００６４】
このように検出された抵抗値Ｒは、直流電圧を印加するときの、すなわち、帯電電圧Ｖ１を印加するときの抵抗値Ｒである。そのため、制御部１は、帯電ローラー２２１で感光体ドラム２１を帯電するときの帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを正確に取得できる。また、帯電ローラー２２１の正確な抵抗値Ｒに基づいて、制御部１が帯電電圧Ｖ１を決定するため、帯電電圧Ｖ１を正確に決定することができる。すなわち、感光体ドラム２１を一定の電位に帯電させるために、過不足ない帯電電圧Ｖ１を帯電ローラー２２１に印加することができる。なお、制御部１は、記憶部１２に記憶しているテーブルを用いて、帯電電圧Ｖ１を決定する。
【００６５】
制御部１は、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを取得し、抵抗値Ｒに基づいて帯電電圧を調整することで、弾性接触部２２１２が劣化しても、感光体ドラム２１の表面を画像を形成する毎に一定の電位に帯電させることができる。これにより、複合機１００では、帯電ユニット２２を交換することなく、高い品質で印刷を行うことが可能である。
【００６６】
また、感光体ドラム２１を帯電させる場合以外で、帯電ローラー２２１から外部へのコロナ放電を抑制できる。このことにより、コロナ放電により発生するイオンやオゾン等の発生を抑制できる。また、イオンやオゾンによる、弾性接触部２２１２の劣化を抑制できる。
【００６７】
なお、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒの検出は、シートＳｈに画像を形成する毎に行ってもよいし、決められた時間経過する毎に行ってもよい。また、制御部１は、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒに基づいて、帯電ユニット２２の交換時期を決定してもよい。交換時期であることを表示パネル６１に表示するようにしてもよい。
【００６８】
なお、帯電電圧Ｖ１は、感光体ドラム２１の表面を帯電させるために導電軸２２１１に印加される電圧である。一方、検出電圧Ｖ２は、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出するために導電軸２２１１に印加される電圧である。そのため、検出電圧Ｖ２の大きさ（最大値）は、帯電電圧Ｖ１の最大値よりも小さくてよい。
【００６９】
上述のとおり、検出電圧Ｖ２及び出力電流Ｉは交流であるが、直流であってもよい。また、例えば、使用開始直後や帯電ユニット２２の交換直後等、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒが低いことがわかっているときには、検出電圧Ｖ２を直流電圧とし、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒが決められた閾値よりも大きくなったり、使用回数又は使用時間が閾値を超えた場合には、検出電圧Ｖ２を交流としてもよい。このようにすることで、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを正確に検出できる。これにより、長期間にわたり、シートＳｈに安定した画質の画像を形成することが可能である。
【００７０】
また、本発明の構成をモノクロ印刷に対応した、すなわち、画像形成部２を１個備えた複合機１００に適用した例に基づいて説明したが、カラー印刷に対応した複合機にも適用可能である。この場合、各トナー色の画像形成部２毎に、電圧検出部３を備え、各トナー色の画像形成部２毎に、帯電ローラーの抵抗値Ｒを検出するとともに、帯電電圧をそれぞれ変更する。これにより、各色のトナー像を過不足なく、シートＳｈに転写することができ、安定した画質の画像をシートＳｈに形成することができる。
【００７１】
本発明にかかる画像形成装置の一例は、回転する感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１に押圧されるとともに感光体ドラム２１を帯電させる帯電ローラー２２１と、帯電ローラー２２１を、感光体ドラム２１に対して押圧又は離間させる押圧離間部２２２と、帯電ローラー２２１に電圧を印加する電圧印加部２８と、感光体ドラム２１から離間した帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出する抵抗検出部３と、制御部１と、を備える。制御部１は、抵抗検出部３が検出した抵抗値Ｒを取得するとともに、感光体ドラム２１を帯電するときに帯電ローラー２２１に印加する帯電電圧Ｖ１を抵抗値Ｒに基づいて決定し、電圧印加部２８を駆動して帯電電圧Ｖ１を帯電ローラー２２１に印加させる制御を行う。
【００７２】
このように構成することで、例えば、画像形成の累積数の増加によって帯電ローラー２２１が劣化（経時劣化）しても、感光体ドラム２１を一定の電位に帯電させることが可能となる。これにより、帯電ローラー２２１が経時劣化しても、帯電ローラー２２１を取り換えることなく、感光体ドラム２１の表面を一定の電位に帯電することが可能である。すなわち、本発明にかかる画像形成装置によると、累積印刷枚数が増加しても、シートＳｈに形成される画像の画質の劣化を抑制できる。
【００７３】
上記構成において、制御部１は、帯電ローラー２２１が感光体ドラム２１から離間したときに、電圧印加部２８を制御して抵抗値Ｒを検出するための検出電圧Ｖ２を電圧印加部２８から帯電ローラー２２１に印加させる。このようにすることで、帯電ローラー２２１が感光体ドラム２１と離間した状態で、帯電ローラー２２１のていこうちを検出するため、帯電ローラー２２１の正確な抵抗値Ｒを取得できる。これにより、感光体ドラム２１を帯電させるときに、帯電ローラー２２１に対して過不足ない帯電電圧Ｖ１を印加できる。
【００７４】
上記構成において、帯電ローラー２２１が感光体ドラム２１から離間されたときに帯電ローラー２２１の径方向表面と接触する電極２２３をさらに備え、抵抗検出部３は、検出電圧Ｖ２及び帯電ローラー２２１から電極２２３に流れる出力電流Ｉに基づいて抵抗値Ｒを検出してもよい。このように構成することで、帯電ローラー２２１が感光体ドラム２１から離間したときにだけ、電極２２３から流れる電流を検出する。そのため、感光体ドラム２１を帯電させるときの帯電電圧Ｖ１による帯電効率を高めることが可能である。
【００７５】
上記構成において、検出電圧Ｖ２は、交流である。このようにすることで、帯電ローラー２２１に直流電圧を印加したときに電流が流れにくいコンデンサ構造を含む場合であっても、低い電圧で電流を流すことができる。これにより、帯電ローラー２２１の抵抗値Ｒを検出するときに、印加する電圧を低く抑えることができ、省電力化が可能である。また、帯電ローラー２２１に高電圧を印加することによる劣化を抑制することもできる。
【００７６】
上記構成において、抵抗検出部３が、出力電流Ｉ及び検出電圧Ｖ２から帯電ローラー２２１のインピーダンス値を求めた後、制御部１又は抵抗検出部３は、帯電ローラー２２１に帯電電圧Ｖ１を印加するときの抵抗値Ｒをインピーダンス値に基づいて生成する。このようにすることで、直流電圧を印加したときの正確な抵抗値Ｒを得ることができる。これにより、帯電電圧Ｖ１を精度良く調整することができ、省電力化できる。
【００７７】
上記構成において、帯電電圧Ｖ１は直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧である。
【００７８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、接触式帯電を行う画像形成部を備えた画像形成装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１      制御部                １１      画像処理部
１２      記憶部                  ２      画像形成部
２１      感光体ドラム          ２２      帯電ユニット
２２１      帯電ローラー      ２２１１      導電軸
２２１２      弾性接触部          ２２２      押圧離間部
２２３      電極                  ２３      露光ユニット
２４      現像ユニット          ２５      転写ローラー
２６      クリーニング装置      ２７      定着部
２８      電圧印加部              ３      抵抗検出部
４      画像読取部            ４１      コンタクトガラス
４２      原稿押えカバー        ４３      読取機構
５      原稿搬送部            ５１      原稿載置台
５２      原稿排出部            ５３      原稿搬送機構
６      操作パネル              ７      通信部
６１      表示パネル            ６２      タッチパネル
６３      ハードキー          １００      複合機
２００      コンピューター      ３００      サーバー
４００      ＦＡＸ装置              Ｉ      出力電流
Ｓｈ      シート                Ｖ１      帯電電圧
Ｖ２      検出電圧
【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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