(57)【要約】【課題】  帯電ロール表面へのストレス等のダメージを最小化し、帯電ロールの汚染に伴う画像欠陥の発生を防止すると共に、帯電ロール及び感光体の長寿命化を実現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２と、接触式帯電ロール３と、帯電ロールクリーニング手段３７とを有する画像形成装置において、放電電荷量検出手段３３と、感光体２の感光体層の膜厚を検出する膜厚検出手段３１と、装置内の温度及び湿度を検出する環境検出手段Ｓと、帯電ロール３へ印加するバイアス電圧／電流を制御する帯電制御手段３０と、周囲温度及び湿度、印加バイアス電圧／電流、感光体膜厚、放電電荷量に基づいて、帯電ロール３の汚染状況を判定する汚染判定手段３５とを備え、帯電ロールクリーニング手段３７は、汚染判定手段３５の判定結果に基づいて、帯電ロール３の接離動作を変更制御することを特徴とする。【選択図】          図２
2007052302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その表面に静電潜像が形成される感光体層が被膜された感光体と、直流電圧／電流に交流電圧／電流を重畳したバイアス電圧／電流が印加され、前記感光体を所定の電位に帯電する接触式帯電ロールと、その先端にクリーニング部材を有し前記帯電ロールに対して接離可能に配設され、該クリーニング部材を該帯電ロールの表面に接触させることにより該帯電ロールをクリーニングする帯電ロールクリーニング手段とを有する画像形成装置において、
前記感光体と帯電ロールとの間に生じる放電の電荷量を検出する放電電荷量検出手段と、
前記感光体の感光体層の膜厚を検出する膜厚検出手段と、
装置内の温度及び湿度を検出する環境検出手段と、
前記帯電ロールへ印加するバイアス電圧／電流を制御する帯電制御手段と、
周囲温度及び湿度、印加バイアス電圧／電流、感光体膜厚、放電電荷量に基づいて、前記帯電ロールの汚染状況を判定する汚染判定手段と
を備え、
前記帯電ロールクリーニング手段は、前記汚染判定手段の判定結果に基づいて、前記帯電ロールの接離動作を変更制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング手段は、前記汚染判定手段の判定結果に応じて、前記クリーニング部材の帯電ロールとの接触時間を変更す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】
前記クリーニング手段は、前記汚染判定手段の判定結果に応じて、前記クリーニング部材の帯電ロールへの接触圧力を変更することを特徴とする請求項１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、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、感光体の長寿命化を図るために、帯電ロールの汚染の抑制を図った画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平０２−３０１７７７号公報
【特許文献２】特開平０５−１０７８８２号公報
【０００３】
一般に、プリンターや複写機等の画像形成装置においては、近年のオフィス等における使用頻度の上昇や、メンテナンスフリー化の要望等により、その長寿命化が望まれている。そして、画像形成装置の長寿命化を実現するに当っては、感光体の長寿命化が大きな課題となっている。
【０００４】
このような感光体の長寿命化を実現するためには、帯電ロールの汚染を抑制することが一方策として挙げられる。特に、近年は、印加バイアス電圧の低減や、小型化等のために、感光体と接触して配設された、いわゆる接触式の帯電ロールが用いられており、こうした接触式の帯電ロールの表面が汚染すると、直接、感光体表面の汚染につながるため、このような接触式の帯電ロールの汚染を抑制することは重要となってきている。
【０００５】
そこで、このような接触式の帯電ロールの表面をクリーニングする帯電ロールクリーニング手段が種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００６】
ここで、特許文献１では、帯電ロールにフェルト材からなるクリーニング部材を常時当接させる常時接触式のクリーニング手段が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２では、帯電ロールと接離自在に構成され、感光体回転開始時や回転停止時に、帯電ローラと接触させて、その表面をクリーニングする間欠接触式のクリーニング手段が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献に開示された先行技術においては、以下のような問題を有していた。
【０００９】
例えば、特許文献１に開示された先行技術では、帯電ロールにクリーニング手段を常時接触させているため、帯電ロールの表面にストレスを与え帯電ロール表面が磨耗して帯電不良が発生し、これよる濃度ムラが発生するという課題が生じていた。
【００１０】
また、特許文献２に開示された先行技術では、帯電ロールとクリーニング手段との接触頻度が多すぎると、常時接触方式と同様に、帯電ロール表面にストレスを与え、帯電不良が発生し、一方、接触頻度が少なすぎると帯電ロールの汚染を抑制することができず、クリーニング手段の最適な接触頻度、すなわち、最適な接離動作のタイミングの設定が困難であるという問題を生じていた。
【００１１】
これに対して、帯電ロールクリーニング手段のクリーニング性能を高めて、定期的に帯電ロールのクリーニングを行うことも考えられるが、帯電ロールの汚染状況は、その使用履歴や使用環境によってバラツキが大きく、定期的な間隔及び一律な条件で、機械的にクリーニングを行うことは、帯電ロールへのストレスを増大させ、その寿命を短縮する可能性が高まってしまう。そこで、現実には、例えば、定期メンテナンス時に、フィールドエンジニアが経験的に汚染状況を判断し、帯電ロールのクリーニングを行なっているのが実情である。
【００１２】
このため、帯電ロールの使用状況等に応じた最適なタイミング及び条件で帯電ロールのクリーニングを自動的に行うことができる画像形成装置の実現が望まれている。
【００１３】
そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、使用状況に応じて帯電ロールの汚染状況を自動的に判定し、これに基づき帯電ロールのクリーニングを行うことにより、帯電ロール表面へのストレス等のダメージを最小化し、帯電ロールの汚染に伴う画像欠陥の発生を防止すると共に、帯電ロール及び感光体の長寿命化を実現する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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、その表面に静電潜像が形成される感光体層が被膜された感光体と、直流電圧／電流に交流電圧／電流を重畳したバイアス電圧／電流が印加され、前記感光体を所定の電位に帯電する接触式帯電ロールと、その先端にクリーニング部材を有し前記帯電ロールに対して接離可能に配設され、該クリーニング部材を該帯電ロールの表面に接触させることにより該帯電ロールをクリーニングする帯電ロールクリーニング手段とを有する画像形成装置において、前記感光体と帯電ロールとの間に生じる放電の電荷量を検出する放電電荷量検出手段と、前記感光体の感光体層の膜厚を検出する膜厚検出手段と、装置内の温度及び湿度を検出する環境検出手段と、前記帯電ロールへ印加するバイアス電圧／電流を制御する帯電制御手段と、周囲温度及び湿度、印加バイアス電圧／電流、感光体膜厚、放電電荷量に基づいて、前記帯電ロールの汚染状況を判定する汚染判定手段とを備え、前記帯電ロールクリーニング手段は、前記汚染判定手段の判定結果に基づいて、前記帯電ロールの接離動作を変更制御することを特徴とするものである。
【００１５】
一般に、帯電ロールの汚染状況は、その使用履歴（帯電履歴）や使用環境によって大きくバラツキ、帯電ロールの汚染は、周囲温度及び湿度、印加バイアス電圧／電流、感光体膜厚、放電電荷量といった特定の要因と、より強い相関を有することが判明した。
【００１６】
そこで、本発明に係る画像形成装置では、感光体と、接触式帯電ロールと、帯電ロールクリーニング手段とを有する画像形成装置において、感光体と帯電ロールとの間に生じる放電の電荷量を検出する放電電荷量検出手段と、感光体の感光体層の膜厚を検出する膜厚検出手段と、装置内の温度及び湿度を検出する環境検出手段と、帯電ロールへ印加するバイアス電圧／電流を制御する帯電制御手段と、周囲温度及び湿度、印加バイアス電圧／電流、感光体膜厚、放電電荷量に基づいて、帯電ロールの汚染状況を判定する汚染判定手段とを備え、帯電ロールクリーニング手段は、汚染判定手段の判定結果に基づいて、帯電ロールの接離動作を変更制御するので、帯電ロールの使用状況に応じて、その汚染状況を判定し、帯電ロールのクリーニングを行うことにより、帯電ロール表面への接触によるストレス等のダメージを最小化し、帯電ロールの汚染に伴う画像欠陥の発生を防止すると共に、帯電ロール及び感光体の長寿命化を実現する画像形成装置を提供することが可能となる。
【００１７】
ここで、前記クリーニング手段は、前記汚染判定手段の判定結果に応じて、前記クリーニング部材の帯電ロールとの接触時間を変更してもよいし、前記クリーニング部材の帯電ロールへの接触圧力を変更してもよい。
【００１８】
このように構成した場合には、帯電ロールの使用履歴、使用環境に応じた汚染状況に基づき、適切なタイミング及び条件にて帯電ロールのクリーニングを行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、汚染判定手段により使用状況に応じた帯電ロールの汚染度合いを自動的に判定し、その判定結果に基づいて帯電ロールクリーニング手段の接離動作を制御して帯電ロールのクリーニングを行うことにより、クリーニング手段との接触に伴う帯電ロール表面へのダメージを最小化し、帯電ロールの汚染に伴う画像欠陥を防止すると共に、帯電ロール及び感光体の長寿命化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
まず、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は本発明に係わるタンデム型カラー画像形成装置１００の概略構成図である。
【００２２】
この画像形成装置１００においては、画像読取装置１０２より読み取られたカラー原稿のカラー画像情報、図示しないパーソナルコンピュータや画像データ入力装置等から送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われるようになっている。
【００２３】
図１において、１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー画像を形成する画像形成ユニットであり、複数の張架ロールにより張架された無端状の中間転写ベルト９の進行方向に沿って１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの順で直列に配設されている。また、中間転写ベルト９は、これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋで順次形成された各色のトナー像が、互いに重ね合わされた状態で転写される中間転写体であり、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する静電潜像担持体である感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれに対向して配設される一次転写ロール６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋとの間に挿通され、矢印方向に循環移動可能に形成されている。そして、中間転写ベルト９上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙カセット１７等から給紙された記録媒体としての記録用紙１８上に一括して転写された後、定着装置１５によって記録用紙１８上に定着され、カラー画像が形成された記録用紙１８が外部に排出されるようになっている。なお、符号ＣＲは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成され画像形成装置１００における処理全般を制御する装置コントローラである。
【００２４】
ここで、画像読取装置１０２は、プラテンガラス上に載置された原稿を不図示の光源によって照明し、原稿からの反射光像を、走査光学系を介してＣＣＤセンサ等からなる画像読取素子によって所定の解像度で読み取るように構成されている。
【００２５】
また、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、この感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、当該感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に形成された静電潜像を現像する現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、着脱自在に配設され現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに所定の色のトナーを供給するトナーカートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ドラムクリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ等とから構成されている。
【００２６】
さらに、本実施の形態において、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機系感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層が被膜形成されており、帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、この感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面と接触し、直流電圧／電流に交流電圧／電流を重畳したバイアスにより、該感光体層を所定の電位に帯電するように構成されている。
【００２７】
また、本実施の形態では、帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋのそれぞれには、後述する不図示の帯電ロールクリーニング手段が配設されており、この帯電ロールクリーニング手段は、帯電ロール３に対して接離可能に形成されている。
【００２８】
このように構成した画像形成装置における画像形成工程について、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット１Ｙを代表例として説明する。
【００２９】
まず、感光体ドラム２Ｙは、所定の直流電圧／電流に交流電圧／電流が重畳されたバイアス電圧／電流が帯電ロール３Ｙに印加されることにより、その表面（感光体層）が一様に帯電される。次に、例えば、画像読取装置１０２によって読み取られた画像情報に基づき、露光装置４Ｙから出力されるレーザービームによりイエロー画像に対応する走査露光がなされ、感光体ドラム２Ｙの表面（感光体層）にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。
【００３０】
このイエロー画像に対応する静電潜像は現像装置５Ｙによってイエロートナー像となり、一次転写手段の一部を構成する一次転写ロール６Ｙの圧接力及び静電吸引力によって中間転写ベルト９上に一次転写される。一次転写後の感光体ドラム２Ｙ上に残留したイエロートナーは、ドラムクリーニング装置７Ｙよって掻き取られる。その後、感光体ドラム２Ｙの表面は除電装置８Ｙによって除電された後、次の画像形成サイクルのために帯電ロール３Ｙにより再び帯電される。
【００３１】
多色のカラー画像形成を行う本画像形成装置１００では、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおいても行われ、中間転写ベルト９上にフルカラートナー像が重ね合わされた状態で形成される。この中間転写ベルト９としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。
【００３２】
中間転写ベルト９上に一次転写されたフルカラートナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される記録用紙１８上に、中間転写ベルト９を支持するバックアップロール１３と、このバックアップロール１３に所定のタイミングで圧接する二次転写ロール１２との圧接力及び静電吸引力によって二次転写される。
【００３３】
一方、記録用紙１８は、画像形成装置１００内の下部に配置された記録用紙収容部としての給紙カセット１７から、所定のサイズのものが給紙ロール１７ａによって給紙される。給紙された記録用紙１８は、複数の搬送ロール１９及びレジストロール２０によって、所定のタイミングで中間転写ベルト９の二次転写位置まで搬送される。そして、記録用紙１８には、上述したように、二次転写手段としてのバックアップロール１３と二次転写ロール１２とによって、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が一括して転写される。
【００３４】
また、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が二次転写された記録用紙１８は、中間転写ベルト９から分離された後、二次転写手段の下流側に配設された定着装置１５へと搬送され、この定着装置１５によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙１８上に定着されるようになっている。定着後の記録用紙１８は、排出ロール２３を介して、排出トレイ２４上に排出される。
【００３５】
さらに、二次転写手段により記録用紙１８上に転写できなかった中間転写ベルト９上の残トナーは、そのまま中間転写ベルト９上に付着した状態でベルトクリーニング装置１４まで搬送され、このベルトクリーニング装置１４により中間転写ベルト９上から除去されて次の画像形成に備える。
【００３６】
ところで、一般に、帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの汚染レベル（グレード）は、その使用履歴や使用環境により大きくバラツキ、特に、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとの間の放電電化量や、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの膜厚、交流バイアス電圧／電流、周囲温度及び湿度に大きく依存することが本発明者らの研究により判明した。
【００３７】
そこで、本発明に係る画像形成装置１００においては、帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの汚染グレードをこれらの条件から判定する汚染判定手段を設け、この汚染判定手段の判定結果に基づき、帯電ロールクリーニング手段の接離動作を変更制御するように構成している。
【００３８】
以下に、本発明に係る帯電ロールクリーニング手段の構成及び作用について、図２を参照して説明する。図２は、本発明に係る帯電ロールのクリーニング制御の構成を模式的に示すブロック図である。ここで、各画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋは同様な構成であり、これらの構成機器（例えば、感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋ）についても同様な構造であるため、以下、簡単のため、各符号は総称表記（例えば、感光体ドラム２）とする。
【００３９】
図２に示されるように、本実施の形態に係る画像形成装置は、感光体ドラム２の表面に接触して、所定のバイアス電圧／電流が印加される接触式の帯電ロール３と、この帯電ロール３にバイアス電圧／電流を供給する高圧電源３０ａ及び、高圧電源３０ａによる供給電圧／電流を制御する電源コントローラ３０ｂとから構成される帯電制御手段３０と、装置内の温度及び湿度を検出する環境センサＳと、感光体ドラム２の膜厚を検出する膜厚検出手段３１と、バイアス電圧／電流の印加の際、帯電ロール３と感光体ドラム２との間に発生する放電の電荷量を検出する放電電荷量検出手段３３と、帯電ロール３の汚染状況に応じてその汚染レベル（グレード）を判定する汚染判定手段３５と、汚染判定手段３５の判定結果に基づき、帯電ロールへの接離動作を行い、帯電ロール表面をクリーニングする帯電ロールクリーニング手段３７とを備えている。
【００４０】
ここで、帯電ロール３は、ステンレス等の金属からなる芯金３ａの表面に、抵抗値が所定の値に調整された導電性の合成樹脂や合成ゴム等からなる導電層３ｂを被覆して構成されたものであり、必要に応じて、導電層３ｂの表面に離型層が形成されている。そして、芯金３ａに高圧電源３０ａより、例えば、直流電圧が重畳された交流電圧を印加することによって、帯電ロール３と感光体ドラム２との間の微小ギャップにおいてギャップ放電を発生させ、当該放電によって感光体ドラム２の表面を帯電するようになっている。
【００４１】
この帯電ロールに印加する電圧としては、例えば、直流電圧が感光体ドラム２の帯電電位と略等しいＤＣ７００〜８００Ｖ程度、交流電圧が１．５〜２．０ｋＶ、周波数が１．３ｋＨｚ程度に設定されている。これにより、帯電ロール３には、ギャップ放電時、直流成分に交流成分が重畳された交流電流が流れるようになっている。
【００４２】
帯電制御手段３０は、帯電ロール３への印加バイアス電圧／電流を制御するものであるが、本実施の形態における帯電制御手段３０は、放電電荷量が所定の値となるようにその交流印加電圧／電流を制御するように構成されている。
【００４３】
すなわち、帯電ロール３へバイアス電圧／電流を印加した際に、感光体ドラム２との間に生じる放電電荷量が、感光体ドラム２に過度なストレスを加えずに、その長寿命化を図り、かつ、帯電不足による帯電不良の防止とを両立する、感光体膜厚や周囲環境によって決定される所定の放電電荷量となるように、電源コントローラ３０ｂを介して交流印加電圧／電流を制御するように構成されている。なお、これらの各構成手段の制御機能は、装置コントーローラＣＲを流用して実現してもよいし、当然に、専用のコントローラを設けて実現してもよい。
【００４４】
また、膜厚検出手段３１としては、従来公知の膜厚検出用センサを設けてもよいし、例えば、感光体ドラム２の表面を通電し、その表面電位が所定の値となる際の電流を検出することにより膜厚を算出する従来公知の膜厚検出方法により膜厚を検出してもよい。さらに、環境センサＳとしては、従来公知の温度／湿度センサを用いることができる。
【００４５】
また、放電電荷量検出手段３３は、高圧電源３０ａを介して、帯電ロール３に流れる交流電流を検出し、当該交流電流に基づいて、感光体ドラム２と帯電ロール３との間の放電電荷量を算出するようになっている。
【００４６】
すなわち、本実施の形態に係る放電電荷量検出手段３３は、放電電荷量を検出するための特別なセンサを何ら付加することなく、ギャップ放電の際の放電電荷量を容易に検出できるように構成されており、これにより、部品点数の削減や、小型化及びコストダウンを可能としている。
【００４７】
本実施の形態において、帯電ロールクリーニング手段３７は、不図示の駆動源に接続された偏心カム３７ａと、この偏心カム３７ａの回転に応じて帯電ロール３に対して接離可能に駆動されるブラシ状のクリーニング部材３７ｂと、偏心カム３７ａの駆動を制御するクリーナー制御部３７ｃとから構成されている。
【００４８】
そして、本実施の形態における帯電ロールクリーニング手段３７は、後述する汚染判定手段３５の判定結果に基づいて、クリーナー制御部３７ｃを介して、その先端に設けられたクリーニング部材３７ｂと帯電ロール３との接触時間が可変できるようになっている。
【００４９】
また、クリーニング部材３７ｂは、ブラシ状部材のみならず、例えば、スポンジ状部材、ブレード状部材等を用いることができ、駆動機構としても、クリーニング部材３７ｂの帯電ロール３への接触時間が可変となるように接離可能に駆動するものであれば、カム機構のみならず、リンク機構等適宜用いることができる。
【００５０】
さらに、本実施の形態における汚染判定手段３５は、環境センサＳによって検出された周囲温度及び湿度、放電電荷量検出手段３３により検出された放電電荷量、膜厚検出手段３１により検出された感光体膜厚、帯電ロール３に印加されるバイアス電圧に基づき、帯電ロール３の汚染状況を以下のようにして判定するようになっている。
【００５１】
一般に、帯電ロール３の汚染状況は、感光体ドラム２の累積帯電履歴に応じて変化するものであり、簡易的には、累積プリント枚数や感光体の累積回転数に応じて間接的に設定してもよいが、現実には、帯電ロール３の汚染状況は、前述したように、その使用履歴や使用環境に応じて大きくバラツいてしまう。従って、使用状態に応じて、帯電ロール３の表面を、より効果的にクリーニングするためには、帯電ロール３の汚染とより強い相関を有する汚染要因に基づいてクリーニングの条件やタイミングを設定することが望ましい。
【００５２】
そこで、本実施の形態に係る画像形成装置１００においては、周囲温度及び湿度、交流印加電圧、感光体膜厚、放電電荷量といった、帯電ロール３の汚染と、より強い相関関係を有することが判明している特定の汚染要因に基づいて帯電ロール３の汚染状況を判定し、この判定結果に基づいて適切な条件及びタイミングで、帯電ロールクリーニング手段３７により帯電ロール３のクリーニングを行うようにしている。
【００５３】
まず、帯電ロール３の汚染状況を判定するに当って、本実施の形態に係る画像形成装置においては、図３に示されるような、周囲温度及び湿度、感光体膜厚、交流印加電圧ごとに、放電電荷量と帯電ロールの汚染グレードとの関係について事前に求めた、汚染グレードデータベースを備えている。
【００５４】
そして、帯電ロール３の汚染状況と、より相関関係の高い各汚染要因の検出結果に基づいて、上記汚染グレードデータベースを参照することにより、使用状態に応じた適切な帯電ロール３の汚染状況を判定するようになっている。
【００５５】
この汚染グレードデータべースは、放電電荷量と帯電ロール３の汚染状況との関係を、感光体ドラム膜厚、交流印加電圧（電流）及び所定の使用環境（温度／湿度）範囲ごとに求めたものであり、例えば、図３に示される関係は、交流印加電圧：ＡＣ２．５ｋＶ、温度：１０℃、湿度：１０％の時の感光体膜厚（本例では、感光体膜厚２０μｍ，３０μｍ）ごとに、放電電荷量と帯電ロール３の汚染グレードとの関係を求めたものである。
【００５６】
そして、帯電ロール３の汚損グレードを判定するに当っては、所定のバイアス電圧／電流が帯電ロール３に印加される。本実施の形態においては、例えば、感光体膜厚センサ３１及び環境センサＳの出力に基づいた所定の放電電荷量を実現するように、電源コントローラ３０ｂ及び高圧電源３０ａにより、バイアス電圧／電流が帯電ロール３に印加される。
【００５７】
この時の交流印加電圧及び放電電荷量、環境センサＳにより検出された周囲温度及び湿度、並びに、膜厚センサ３１により検出された感光体膜厚が、汚染判定手段３５に入力される。
【００５８】
汚染判定手段３５は、これらの汚染要因に基づき、例えば、図３に示されるような、帯電ロール汚染データベースを参照して、帯電ロール３の汚染グレードを算出設定する。
【００５９】
次に、この汚染判定手段３５により設定された汚染グレードに基づき、クリーナ制御部３７ｃ及び不図示の駆動源を介して偏心カム３７ａが駆動され、この偏心カム３７ａの駆動に伴ってクリーニング部材３７ｂと帯電ロール３とが接触し、その接触時間が汚染グレードに応じた所定の時間となるように、クリーナ制御部３７ｃにより制御され、帯電ロール３のクリーニングが行われる。
【００６０】
なお、この接触時間は、帯電ロールの汚染が大きくなる（本例では、汚染グレードの数値が大きくなる）ほど、長く設定されており（例えば、汚染グレード１：２ｓｅｃ、汚染グレード３：６ｓｅｃ、汚染グレード５：１０ｓｅｃ）、帯電ロール３の汚染と強い相関を有する要因に基づき、帯電ロール３の使用履歴、使用環境に応じた適切なクリーニングが行えるようになっている。
【００６１】
また、本実施の形態では、汚染グレードに応じて、接触時間を可変するように制御したが、例えば、偏心カム３７ａの回転角度に応じて、クリーニング部材３７ｂと帯電ロール３との接触圧力が可変となるように構成し、汚染グレードに応じて、接触圧力を変更するように構成してもよい。
【００６２】
このように構成した本発明に係る画像形成装置によれば、帯電ロール３の汚染と強い相関を有する特定の要因に基づき、汚染判定手段３５により、帯電ロール３の汚染状況を判定するので、帯電ロール３の使用履歴や使用環境といった使用状況に応じた適切な汚染グレードを設定することが可能となり、さらに、この適切な汚染グレードに基づき、帯電ロール３のクリーニング条件を変更して最適なクリーニングを行うので、帯電ロール３へのストレスを抑制して、その長寿命化を図ると共に、汚染状況に応じた適切なクリーニングが可能となり、これにより、感光体ドラム２の長寿命化及び帯電不良に伴う画像欠陥の防止を実現する画像形成装置を簡易な構成で実現することが可能となる。
【００６３】
また、本実施の形態においては、汚染判定手段３５は、帯電ロール３の帯電制御中にその汚染判定が可能であるため、別途汚染判定サイクルを設ける必要がない。これにより、帯電ロール３及び感光体ドラム２へのストレスを低減し、帯電ロール３及び感光体ドラム２の長寿命化に、より一層寄与することができる。
【００６４】
なお、帯電ロール３の汚染判定は、帯電制御中に行うが、帯電ロール３のクリーニングは、クリーニング部材３７ｂが帯電ロール３と接触する際に、帯電ロール３に振動を与え帯電ムラを発生させる可能性が生じるため、非画像形成時に行なうことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る帯電ロールのクリーニング制御の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】所定の環境における放電電荷量と帯電ロールの汚染グレードとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１Ｙ-１Ｋ：画像形成ユニット、２Ｙ-２Ｋ：感光体ドラム、３Ｙ-３Ｋ：接触式帯電ロール、３ａ：芯金、３ｂ：導電層、４Ｙ-４Ｋ：露光装置、５Ｙ-５Ｋ：現像装置、６Ｙ-６Ｋ：一次転写ロール、７Ｙ-７Ｋ：ドラムクリーニング装置、９：中間転写ベルト、１０Ｙ-１０Ｋ：トナーカートリッジ、１２：二次転写ロール、１４：ベルトクリーニング装置、１５：定着装置、１７：給紙カセット、１８：記録用紙、３０：帯電制御手段、３０ａ：高圧電源、３０ｂ：電源コントローラ、３１：膜厚検出手段、３３：放電電荷量検出手段、３５：汚染判定手段、３７：帯電ロールクリーニング手段、３７ａ：偏心カム、３７ｂ：クリーニング部材、３７ｃ：クリーナー制御部、１００：画像形成装置、ＣＲ：装置コントーローラ、Ｓ：環境検出手段
【図１】
2007052302.tif 000003
【図２】
2007052302.tif 000004
【図３】
2007052302.tif 000005