(57)【要約】  【課題】  帯電ローラ表面の劣化に伴う感光体の表面電位の低下を正確に把握することができ、更に、帯電ローラへの印加電圧を制御することにより、高精度で感光体の表面電位の補正を行うことができる画像形成装置を提供する。  【解決手段】  帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂに印加される帯電電圧を、画像形成時に印加される帯電電圧よりも所定量低い値に設定し、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面を帯電させた後、表面電位を減衰させることなく現像を行い、反射型濃度センサ２０によって表面のカブリ濃度を決定することによって、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂの劣化を精確に検知する。更に、この時の反射型濃度センサ２０の測定出力値に応じて、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂに印加される帯電電圧を制御し、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面電位の補正を行う。【選択図】      図１
2008083631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体である感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面に接触して帯電を行う接触型帯電器と、前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、前記接触型帯電器に印加される帯電電圧の制御を行う制御部と、を有する画像形成装置において、
前記感光体ドラムの近傍には、前記感光体ドラムに測定光を照射し、その正反射光量と乱反射光量を同時に測定可能に構成され、前記正反射光量と前記乱反射光量の受光出力信号の差分に基づいた測定出力値を前記制御部に出力する反射型濃度センサが配置されており、
前記制御部は、前記接触型帯電器に所定の帯電電圧を印加して前記感光体ドラムを帯電させ、該感光体ドラムの表面に露光することなく前記現像器によって現像を行った後、前記反射型濃度センサによって前記感光体ドラム表面を測定し、前記反射型濃度センサから入力される測定出力値により、前記接触型帯電器の劣化を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体である感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面に接触して帯電を行う接触型帯電器と、前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記感光体ドラム上のトナー像を前記中間転写体へと転写するための転写手段と、前記接触型帯電器に印加される帯電電圧の制御を行う制御部と、を有する画像形成装置において、
前記中間転写体の近傍には、前記中間転写体に測定光を照射し、その正反射光量と乱反射光量を同時に測定可能に構成され、前記正反射光量と前記乱反射光量の受光出力信号の差分に基づいた測定出力値を前記制御部に出力する反射型濃度センサが配置されており、
前記制御部は、前記接触型帯電器に所定の帯電電圧を印加して前記感光体ドラムを帯電させ、該感光体ドラムの表面に露光することなく前記現像器によって現像を行い、前記転写手段によって前記感光体ドラム上のトナーを前記中間転写体上に転写した後、前記反射型濃度センサによって前記中間転写体表面を測定し、前記反射型濃度センサから入力される測定出力値により、前記接触型帯電器の劣化を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記接触型帯電器の劣化を検出する際に、前記接触型帯電器に印加される帯電電圧は、画像形成時に印加される帯電電圧よりも所定量低い値に制御されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記接触型帯電器には、直流成分に交流成分が重畳された帯電電圧が印加されており、前記制御部は、前記直流成分のみを調整することによって前記帯電電圧の制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記反射型濃度センサから出力される測定出力値に応じて、画像形成装置形成時に前記接触型帯電器に印加される帯電電圧を調整することを特徴とする請求項１乃至請求項４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】
本発明は電子写真法を用いた画像形成装置に関するものであり、特に感光体の表面に接触して帯電を行う接触型帯電器の劣化を検知する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりから、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、感光体表面を帯電させるために用いられる帯電器として、オゾン発生量の少ない接触型帯電器が多く使用されている。この接触型帯電器は、感光体の表面に接触させた状態で電圧を印加して感光体表面を一様に帯電するタイプの帯電器であり、特に、高抵抗のゴムローラを使用した帯電ローラが多く用いられている。
【０００３】
ここで、上記したような帯電ローラにおいては、その帯電効率がゴムローラの抵抗値に依存することとなるが、ゴムローラの抵抗値は使用される温度環境や、長期間の使用による表面の劣化によって変化してしまう。そのため、帯電ローラに印加される帯電電圧が一定に制御されている場合には、ゴムローラの抵抗値が上がって帯電効率が低下すると、所定の印加電圧で得られる感光体表面の帯電電位が低下してしまい、画像濃度の低下等の画像不良が発生することがあった。
【０００４】
そこで、帯電ローラの抵抗値の変化に応じて最適な帯電電圧を印加するための種々の技術が提案されており、例えば特許文献１には、帯電ローラに定電圧あるいは定電流を流し、この際の電流あるいは電圧を測定することにより帯電ローラの抵抗を測定し、この抵抗測定結果に応じて帯電ローラに印加する電圧を決定することにより、帯電ローラの抵抗値にかかわらず感光体表面の帯電電位を安定化することができ、常に良好な画像を出力することができる画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３３８７４９号公報
【発明の開示】
【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に記載の画像形成装置では、帯電ローラに流れる電流あるいは電圧を測定することにより、帯電ローラの抵抗値を算出し、そして、制御部によって抵抗値に応じたテーブルを選択して適切な帯電ローラの印加電圧を決定しているが、帯電ローラの抵抗値の上昇及び表面性の劣化により、帯電電流と感光体の表面電位の関係が崩れることがあり、かかる場合、感光体の表面電位の均一性が著しく低下してしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明においては上述の事情に鑑み、帯電ローラ表面の劣化に伴う感光体の表面電位の低下を正確に把握することができ、更に、帯電ローラへの印加電圧を制御することにより、高精度で感光体の表面電位の補正を行うことが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】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体である感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面に接触して帯電を行う接触型帯電器と、前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、前記接触型帯電器に印加される帯電電圧の制御を行う制御部と、を有する画像形成装置において、前記感光体ドラムの近傍には、前記感光体ドラムに測定光を照射し、その正反射光量と乱反射光量を同時に測定可能に構成され、前記正反射光量と前記乱反射光量の受光出力信号の差分に基づいた測定出力値を前記制御部に出力する反射型濃度センサが配置されており、前記制御部は、前記接触型帯電器に所定の帯電電圧を印加して前記感光体ドラムを帯電させ、該感光体ドラムの表面に露光することなく前記現像器によって現像を行った後、前記反射型濃度センサによって前記感光体ドラム表面を測定し、前記反射型濃度センサから入力される測定出力値により、前記接触型帯電器の劣化を検出することを特徴としている。
【０００８】
また本発明は、像担持体である感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面に接触して帯電を行う接触型帯電器と、前記感光体ドラムの表面に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記感光体ドラム上のトナー像を前記中間転写体へと転写するための転写手段と、前記接触型帯電器に印加される帯電電圧の制御を行う制御部と、を有する画像形成装置において、前記中間転写体の近傍には、前記中間転写体に測定光を照射し、その正反射光量と乱反射光量を同時に測定可能に構成され、前記正反射光量と前記乱反射光量の受光出力信号の差分に基づいた測定出力値を前記制御部に出力する反射型濃度センサが備えられた画像形成装置において、前記制御部は、前記接触型帯電器に所定の帯電電圧を印加して、前記感光体ドラムを帯電させ、該感光体ドラムの表面に露光することなく前記現像器によって現像を行い、前記転写手段によって前記中間転写体上のトナーを前記中間転写体上に転写した後、前記反射型濃度センサによって前記感光体ドラム表面を測定し、前記反射型濃度センサから入力される測定出力値により、前記接触型帯電器の劣化を検出することを特徴としている。
【０００９】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記接触型帯電器の劣化を検出する際に、前記接触型帯電器に印加される帯電電圧は、画像形成時に印加される帯電電圧よりも所定量低い値に制御されていることを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記接触型帯電器には、直流成分に交流成分が重畳された帯電電圧が印加されており、前記制御部は、前記直流成分のみを調整することによって前記帯電電圧の制御を行うことを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御部は、前記反射型濃度センサから出力される測定出力値に応じて、画像形成時に前記接触型帯電器に印加される帯電電圧を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の構成によれば、感光体ドラムの表面を反射型濃度センサによって測定することにより、反射型濃度センサから出力される測定出力値からカブリ濃度を決定し、感光体ドラムの表面電位を求めることができるため、感光体ドラムの表面電位の低下を直接的に検出することができ、接触型帯電器の劣化を確実に検出することができる。
【００１３】
また、本発明の第２の構成によれば、画像形成装置に感光体ドラム及び接触型帯電器が複数備えられている場合であっても、各感光体ドラム上のトナーを中間転写体に転写させることにより、一つの反射型濃度センサによって全ての接触型帯電器の劣化を検出することができるため、画像形成装置本体の低コスト化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、反射型濃度センサによって検出される感光体ドラムの表面のカブリ濃度が、閾値を越えるまでの範囲、すなわち、感光体ドラムの表面電位の低下許容範囲が狭くなるため、より精確に感光体ドラムの表面電位の低下を把握することができ、接触型帯電器の劣化を精確に検知することができる。
【００１５】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、接触型帯電器に印加される帯電電圧の交流成分の変化量に対する感光体ドラムの表面電位の変化量は一定でないため、交流成分を調整することにより感光体ドラムの表面電位を精確に制御することは困難であるが、直流成分の変化量に対する感光体ドラムの表面電位の変化量は一定であるため、感光体ドラムの表面電位の制御を精確に行うことができる。
【００１６】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、感光体ドラム又は中間転写体の表面を測定した際に、反射型濃度センサから出力される測定出力値に応じて、接触型帯電器に印加される帯電電圧を制御することにより、高精度に感光体ドラムの表面電位の補正を行うことができ、画像形成時の安定性を飛躍的に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。画像形成装置１の本体内には４つの画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ及び１０Ｂが、中間転写ベルト５の上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部１０Ｍ〜１０Ｂは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００１８】
これらの画像形成部１０Ｍ〜１０Ｂには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ及び１１Ｂが配設されており、これらの感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂを図１において時計回りに回転させることにより、各感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂに対する画像形成プロセスが実行されて、各感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂ上に形成されたトナー像が、各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト５によって担持・搬送される用紙Ｐ上に転写され、さらに、定着部８において転写されたトナー像が用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。
【００１９】
次に、画像形成部１０Ｍ〜１０Ｂについて説明する。各画像形成部１０Ｍ〜１０Ｂに回転自在に配設される感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂには、例えば、φ３０ｍｍ径の円筒形状のアルミニウム芯金の表面に膜厚２０μｍのアモルファスシリコン層を形成したものを好適に用いることができる。そして、これらの感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの上方には、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂを帯電させる帯電部材として帯電ローラ１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ及び１２Ｂが配設されている。なお、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂには、例えば、表層に抵抗値１０5〜１０6Ω、表面粗さＲZ＝１０μｍのエピクロルヒドリンゴムを使用したφ１２ｍｍ径の導電性ゴムローラを好適に用いることができる。
【００２０】
更に、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの周囲には、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂに画像情報を露光するＬＥＤヘッド１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ及び１３Ｂと、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂ上にトナー像を形成する現像器１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ及び１４Ｂと、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｙ及び１５Ｂが設けられている。
【００２１】
先ず、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂによって感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面を一様に帯電させ、次いでＬＥＤヘッド１３Ｍ〜１３Ｂによって光照射し、各感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像器１４Ｍ〜１４Ｂには、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像器１４Ｍ〜１４Ｂにより感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂ上に供給され、静電的に付着することにより、ＬＥＤヘッド１３Ｍ〜１３Ｂからの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２２】
トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット２内に収容されており、給紙ローラ３及びレジストローラ４を介して中間転写ベルト５上へ供給され、各感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの位置へと搬送される。中間転写ベルト５にはその両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。ベルトの材質としては、樹脂製のベルトが用いられ、好ましくは表層からフッソ樹脂コーティング，シリコンコート，ＣＲゴム，ＰＶＤＦ樹脂シートが順次積層された多層ゴムベルトを好適に用いることができる。
【００２３】
中間転写ベルト５は、下流側に配設された駆動ローラ６と、従動ローラ７ａ，７ｂ及び７ｃとに掛け渡されており、中間転写ベルト５が反時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ４から中間転写ベルト５上へ搬送される。このとき画像書き出し信号がＯＮとなり、所定のタイミングにより最上流の感光体ドラム１１Ｍ上に画像形成を行う。そして、感光体ドラム１１Ｍの下部において、所定の転写電圧が印加された転写ローラ１６Ｍで電界付与することにより、感光体ドラム１１Ｍ上のマゼンタのトナー像が用紙Ｐ上に転写される。その後、用紙Ｐは次の画像形成部１０Ｃに搬送され、上記と同様に、今度は感光体ドラム１１Ｃによってシアンのトナー像が転写される。
【００２４】
以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム１１Ｙ及び１１Ｂによってそれぞれイエロー及びブラックのトナー像が転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために用紙Ｐに対し予め定められた所定の位置関係をもって形成される。１６Ｃ，１６Ｙ及び１６Ｂは感光体ドラム１１Ｃ〜１１Ｂの下部に位置する転写ローラである。４色のトナー像が転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト５から離脱し、定着部８へと搬送される。また、トナー像が転写された後の感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂは、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、その表面に残留したトナーが各クリーニング部１５Ｍ〜１５Ｂにより除去される。
【００２５】
そして、中間転写ベルト５から定着部８に搬送された用紙Ｐは、定着ローラ８ａにより加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、その後排出ローラ９によって装置本体外に排出される。
【００２６】
また、上記のように構成された画像形成装置１では、各画像形成部１０Ｍ〜１０Ｂにおいて、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂ上に形成されるトナー画像の濃度補正等を行うことができるように、各感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの回転方向に、ＬＥＤヘッド１３Ｍ〜１３Ｂの下流側、且つ転写ローラ１６Ｍ〜１６Ｂの上流側に、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂ上に付着したトナー量を測定する反射型濃度センサ２０が配設されている。
【００２７】
図２を参照して反射型濃度センサの構成について説明する。図２は本発明の画像形成装置に用いられる反射型濃度センサの構成を示す拡大概略構成図である。なお、図２においては、ブラック色のトナー像が形成される感光体ドラム１１Ｂに対向するように配設された反射型濃度センサ２０についてのみ図示し、これについて説明するが、これは他の感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｙに対して配設される反射型濃度センサ２０についても構成は同様であるので、図示を省略し説明を繰り返さない。
【００２８】
図２に示すように、反射型濃度センサ２０には、感光体ドラム１１Ｂの表面に対して所定量傾いた角度で配置されたＬＥＤ等の発光素子２１が備えられており、この発光素子２１から感光体ドラム１１Ｂの表面へと測定光を照射している。また、この発光素子２１から射出される測定光の光量を所定量に調整するために、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１と測定光量モニタ用受光素子２２が備えられている。
【００２９】
第１偏光ビームスプリッタＢＳ１は、発光素子２１と感光体ドラム１１Ｂとの間に配置されており、発光素子２１から射出される測定光をＰ偏光の測定光Ｐ１とＳ偏光の測定光Ｓ１とに分離し、Ｐ偏光の測定光Ｐ１についてはそのまま感光体ドラム１１Ｂに入射させ、Ｓ偏光の測定光Ｓ１については測定光量モニタ用受光素子２２に入射させる。そして、このＳ偏光の測定光Ｓ１の光量をモニタし、発光素子２１をフィードバック制御することにより、測定光量が一定に保たれるよう構成されている。
【００３０】
更に、反射型濃度センサ２０には、感光体ドラム１１Ｂ表面又は感光体ドラム１１Ｂ上のトナーｔから反射した反射光を受光する第１及び第２の反射光用受光素子２３，２４が備えられており、これら第１及び第２の反射光用受光素子２３，２４と感光体ドラム１１Ｂとの間には、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２が配置されている。この第２偏光ビームスプリッタＢＳ２は、反射光をＰ偏光の反射光（以下、正反射光という。）Ｐ２と、Ｓ偏光の反射光（以下、乱反射光という。）Ｓ２とに分離し、正反射光Ｐ２を第１の反射光用受光素子２３に入射させ、乱反射光Ｓ２を第２の反射光用受光素子２４に入射させる。
【００３１】
第１及び第２の反射光用受光素子２３，２４は、受光した反射光（Ｐ２，Ｓ２）を光電変換して第１及び第２の出力信号を出力し、これらの第１及び第２の出力信号は、Ａ／Ｄ変換された後、制御部３０（図３参照）に与えられる。そして、制御部３０において、第１及び第２の出力信号の比率が測定出力値として求められ、予め、記憶部３２（図３参照）に記憶されている基準値と比較して、感光体ドラム１１Ｂ上のトナー付着量が算出される。
【００３２】
図３は、本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置１は、制御部３０、操作パネル３１、記憶部３２、画像形成部１０Ｍ〜１０Ｂ、定着部８、反射型濃度センサ２０、駆動制御回路３３、帯電電圧制御回路３４及び現像電圧制御回路３５から構成されている。
【００３３】
操作パネル３１は、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）から構成されており、ユーザが印刷条件や帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂに印加される帯電電圧を補正するためのモード（以下、帯電電圧補正モードという。）の設定を行う他、例えば画像形成装置１がファクシミリ機能を有する場合は、記憶部３２にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。
【００３４】
記憶部３２は、ＲＡＭ４１、及びＲＯＭ４２を備えており、ＲＡＭ４１及びＲＯＭ４２は、制御部３０の処理プログラムや処理内容等を記憶する。また、ＲＡＭ４１（或いはＲＯＭ４２）には、反射型濃度センサ２０の測定出力値とトナー付着量との関係がトナー付着量データとして予め記憶されており、帯電電圧補正モードにおける測定出力値に応じた帯電電圧の補正量等も記憶されている。
【００３５】
駆動制御回路３３は、制御部３０からの出力信号により感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂ、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂ等を駆動回転させるものであり、帯電電圧制御回路３４及び現像電圧制御回路３５は、それぞれ制御部３０からの出力信号により、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂ、現像器１４Ｍ〜１４Ｂへと所定の帯電電圧或いは現像電圧を印加するものである。
【００３６】
制御部３０は、設定されたプログラムに従って画像形成部１０Ｍ〜１０Ｂ、定着部８や反射型濃度センサ２０を全般的に制御する。更に制御部３０は、操作パネル３１のキー操作により、帯電電圧補正モードが入力されると、反射型濃度センサ２０により検出された受光出力信号を受信し、記憶部３２に記憶されたトナー付着量データに基づいて感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面電位を決定して、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂの劣化の検出を行う機能、及び、反射型濃度センサ２０からの受光出力信号に応じて帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂに印加する帯電電圧を調整し、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面電位を補正することにより、各色について濃度補正を行う機能を有している。
【００３７】
なお、帯電電圧補正モードは、上記のように操作パネル３１のキー操作によって開始するよう構成しているが、これは画像形成装置１の電源ＯＮ時や、所定枚数の画像形成処理が終了した時にも自動的に帯電電圧補正モードが開始されるよう構成してもよいし、図示しないパソコン等のホスト装置からの出力信号によって開始されるよう構成することも可能である。
【００３８】
ここで、以上のように構成された画像形成装置１では、帯電電圧補正モードにおいて、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂの劣化を、反射型濃度センサ２０を用いて検出することを特徴としており、特に帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂに印加する帯電電圧を調整することによって、より精確に帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂの劣化に伴う感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面電位の低下を把握することを特徴としている。更に、その際の反射型濃度センサ２０の測定出力値から、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂに印加される帯電電圧の補正量を決定することを特徴としている。
【００３９】
以下、図４〜図７を参照して、帯電電圧補正モードにおける帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂの劣化検出及び帯電電圧補正について説明する。なお、説明の便宜上ブラックのトナー画像を形成する画像形成部１０Ｂを例に挙げて説明するが、これが他の画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ及び１０Ｙになったとしてもその動作は同様であるので、説明を繰り返さない。
【００４０】
図４は反射型濃度センサの測定出力値とカブリ濃度との関係を示すグラフであり、図５はカブリ濃度と感光体ドラムの表面電位との関係を示すグラフであり、図６は帯電ローラに印加される直流電圧の補正量と反射型濃度センサの測定出力値との関係を示すグラフであり、図７は感光体ドラムの表面電位と帯電ローラに印加される直流電圧及び交流電圧との関係を示すグラフである。なお、図４及び図６においては、一例としてブラック色のトナーを用いた場合を示している。
【００４１】
ユーザが操作パネル３１をキー操作し、帯電電圧補正モードが設定されると、制御部３０は帯電電圧制御回路３４へと制御信号を出力して、帯電ローラ１２Ｂに印加される帯電電圧を、通常の画像形成動作時に印加される帯電電圧Ｖよりも所定量低いＶ−ΔＶに設定し、駆動制御回路３３へと制御信号を出力し、感光体ドラム１１Ｂ及び帯電ローラ１２Ｂを駆動させて感光体ドラム１１Ｂの表面を一様に帯電させる。
【００４２】
次いで、制御部３０はＬＥＤヘッド１３Ｂには制御信号を出力せず、現像電圧制御回路３５に制御信号を出力して現像器１４Ｂに現像電圧を印加して現像を行う、すなわちＬＥＤヘッド１３Ｂによって感光体ドラム１１Ｂ表面に露光することにより、感光体ドラム１１Ｂの表面電位を減衰させることなく現像を行った後、反射型濃度センサ２０によって感光体ドラム１１Ｂ上の測定を行う。そして、反射型濃度センサ２０から入力された測定出力値からＲＡＭ４１（或いはＲＯＭ４２）に記憶されている測定出力値−カブリ濃度テーブル（図４）によってカブリ濃度を決定し、そのカブリ濃度から感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面電位を求めることによって帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂの劣化を検出する。
【００４３】
具体的には、例えば、ブラックのトナー像が形成される感光体ドラム１１Ｂにおいて、帯電ローラ１２Ｂによって帯電された感光体ドラム１１Ｂの表面電位と、その表面電位に帯電された感光体ドラム１１Ｂを現像しブラック色のトナーを付着させ反射型濃度センサ２０によって決定されたカブリ濃度とが、図５に示すような関係にあるとし、反射型濃度センサ２０はカブリ濃度の閾値が０．２０％に設定され、カブリ濃度が閾値以上である場合には感光体ドラム１１Ｂの帯電不良、すなわち帯電ローラ１２Ｂの劣化として検知されるよう構成されているとする。
【００４４】
帯電ローラ１２Ｂには直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃが重畳された帯電電圧が印加され、画像形成動作時には帯電ローラ１２Ｂに直流電圧Ｖｄｃ３７０Ｖが印加されているとすると、制御部３０は感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂに印加される帯電電圧を、画像形成動作時に印加される帯電電圧Ｖｄｃ３７０Ｖよりも低いＶｄｃ２７０Ｖに設定して帯電を行った後、現像器１４Ｂによって現像を行う。
【００４５】
この時、帯電ローラ１２Ｂが劣化していない状態では、感光体ドラム１１Ｂの表面電位は１７０Ｖに帯電されるため、図５に示すように、カブリ濃度は０．１３５％と閾値以下であるが、帯電ローラ１２Ｂが劣化し、帯電ローラ１２Ｂに直流電圧Ｖｄｃ２７０Ｖが印加されているにもかかわらず、感光体ドラム１１Ｂの表面電位が３０Ｖ低い１４０Ｖにしか帯電されないようになるとカブリ濃度が０．２５％となり、設定された閾値以上であるため反射型濃度センサ２０は感光体ドラム１１Ｂの表面電位の低下を検出し、帯電ローラ１２Ｂの劣化を検知する。
【００４６】
なお、帯電ローラ１２Ｂに印加される帯電電圧を、画像形成時に印加される帯電電圧よりも低い値に制御しなくとも帯電ローラ１２Ｂの劣化を検出することは可能であるが、この場合、帯電ローラ１２Ｂには直流電圧Ｖｄｃ３７０Ｖが印加され、帯電ローラ１２Ｂが劣化していない状態では、感光体ドラム１１Ｂの表面電位が２７０ｖに帯電されてカブリ濃度は０．００６％となり閾値以下である。
【００４７】
そして、上記の場合と同様に帯電ローラ１２Ｂが劣化し、帯電ローラ１２Ｂに直流電圧Ｖｄｃ３７０Ｖが印加されているにもかかわらず感光体ドラム１１Ｂの表面電位が３０Ｖ低い、２４０Ｖにしか帯電されないようになった場合でも、カブリ濃度は０．００８％で反射型濃度センサ２０の閾値以下であるため、帯電ローラ１２Ｂの劣化を検出することができず、反射型濃度センサ２０はカブリ濃度が閾値を越えるまで、すなわち、感光体ドラム１１Ｂの表面電位が１５０Ｖを下回るまで帯電ローラ１２Ｂの劣化を検出することができない。
【００４８】
このように、帯電ローラ１２Ｂに印加される帯電電圧を、画像形成時に印加される帯電電圧よりも低い値に制御しない場合には、反射型濃度センサ２０によって検出される感光体ドラム１１Ｂの表面のカブリ濃度が閾値を越えるまでの範囲、すなわち、感光体ドラム１１Ｂの表面電位の低下許容範囲が広くなり、帯電ローラ１２Ｂの劣化検出精度が低くなるため、帯電ローラ１２Ｂの劣化を検出する際には、帯電ローラ１２Ｂに印加される帯電電圧を、画像形成時に印加される帯電電圧よりも低い値に制御することが好ましい。
【００４９】
更に、記憶部３２に備えられたＲＡＭ４１（或いはＲＯＭ４２）には、Ｖｄｃ補正量−測定出力値テーブル（図６）が記憶されており、制御部３０は、感光体ドラム１１Ｂのトナー付着量を反射型濃度センサ２０によって検出する際に得られた測定出力値に応じたＶｄｃ補正量Ｖαを、Ｖｄｃ補正量−測定出力値テーブル（図６）によって決定し、次回からの画像形成時には、帯電ローラ１２ＢにはこのＶｄｃ補正量Ｖαを上乗せした帯電電圧Ｖ＋Ｖαを印加するように帯電電圧制御回路３４に制御信号を出力する。
【００５０】
以上のように、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂによって感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂを帯電させ、ＬＥＤヘッド１３Ｍ〜１３Ｂによる露光によって表面電位を減衰させることなく現像し、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面を反射型濃度センサ２０によって測定することにより、反射型濃度センサ２０から出力される測定出力値からカブリ濃度を決定し、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面電位を求めることができるため、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面電位の低下を直接的に検出することができ、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂの劣化を確実に検出することができる。
【００５１】
また、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂに印加される帯電電圧を、画像形成時に印加される帯電電圧Ｖよりも所定量低いＶ−ΔＶに設定して、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂのカブリ濃
度を決定することによって、より精度良く感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面電位の低下を把握することができ、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂの劣化をより精確に検知することができる。なお、ΔＶについては、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面電位を把握したい精度
に合わせて適宜変更すればよい。
【００５２】
更に、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂのトナー付着量を反射型濃度センサ２０によって検出する際に得られた測定出力値に応じて、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂに印加される帯電電圧の補正することにより、高精度で感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面電位の補正を行うことができるため、画像形成時の安定性を飛躍的に高めることができる。
【００５３】
なお、帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂに印加される帯電電圧を調整するには、上述のような直流電圧Ｖｄｃのみを調整する他、交流電圧Ｖａｃのみを調整する方法又は直流電圧Ｖｄｃと交流電圧Ｖａｃの両方を調整する方法が考えられるが、図７に示すように、交流電圧ＶａｃのＶｐｐの変化量に対して、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂの表面電位の変化量は一定でなく設定が困難であるため、電圧の変化量に対する表面電位の変化量が一定であるＶｄｃの値を調整することが好ましい。
【００５４】
次に、図８を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。図８は本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。なお、第１実施形態の図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、反射型濃度センサ２０は、各々の感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂに配設されておらず、中間転写ベルト５に対してのみ一つの反射型濃度センサ２０が設けられている。
【００５５】
これにより、一つの反射型濃度センサ２０によって全ての帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂの劣化を検出することができ、また、全ての帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂに印加される帯電電圧の補正を行うことができるため、画像形成装置１本体の低コスト化を図ることができる。なお、このように中間転写ベルト５に対して反射型濃度センサ２０を配置させる場合には、測定対象物までの距離の変動が少なくなるように、例えば、図８に示すように、従動ローラ７ｃに対向するような位置に配置しておくことが好ましい。
【００５６】
その他、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、例えば、上記実施形態においては、感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂを帯電させる接触型帯電器には、導電性ゴムローラを使用した帯電ローラ１２Ｍ〜１２Ｂを用いた場合について説明したが、接触型帯電器はこれに限定されるものでなく、例えば、導電性ブラシに電圧を印加して感光体ドラム１１Ｍ〜１１Ｂに接触させながら帯電を行うものも使用することができる。また、上記第２実施形態では中間転写体としてベルトを用いたものについて説明したが、ドラム等を用いることも可能である。
【００５７】
また、上記実施形態では一例として、画像形成部を複数備えたタンデム方式のカラー画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、感光体ドラムに対向する位置に複数の現像カートリッジを順次回転移動させて感光体ドラム上の静電潜像の現像を行うロータリー式のカラー画像形成装置や、デジタル、アナログ方式のモノクロ画像形成装置、或いはファクシミリやプリンタ等の他の画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は電子写真法を用いた画像形成装置に利用することができ、特にトナーが担持されるトナー担持体のトナー付着量を測定する光学的検出手段を備えた画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】は、第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】は、本発明の画像形成装置に用いられる反射型濃度センサの構成を示す拡大概略構成図である。
【図３】は、本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図４】は、反射型濃度センサの測定出力値とカブリ濃度との関係を示すグラフである。
【図５】は、カブリ濃度と感光体ドラムの表面電位との関係を示すグラフである。
【図６】は、帯電ローラに印加される直流電圧の補正量と反射型濃度センサの測定出力値との関係を示すグラフである。
【図７】は、感光体ドラムの表面電位と帯電ローラに印加される直流電圧及び交流電圧との関係を示すグラフである。
【図８】は、第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
１      画像形成装置
２      用紙カセット
３      給紙ローラ
４      レジストローラ
５      中間転写ベルト（中間転写体）
６      駆動ローラ
７ａ，７ｂ，７ｃ    従動ローラ
８      定着部
８ａ    定着ローラ
９      排出ローラ
１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂ    画像形成部
１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｂ    感光体ドラム
１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｂ    帯電ローラ（接触型帯電器）
１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｂ    ＬＥＤヘッド
１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ，１４Ｂ    現像器
１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｙ，１５Ｂ    クリーニング部
１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｙ，１６Ｂ    転写ローラ（転写手段）
２０    反射型濃度センサ
３０    制御部
Ｐ      用紙
【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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