(57)【要約】【課題】ドラムカートリッジ内に温度センサを設けることなく、画像形成装置本体への装着時に感光ドラムの表面が結露していても、インダクタンスセンサの初期化を正確に行える装置を実現する。【解決手段】ドラムカートリッジを画像形成装置本体に装着した後に、帯電ローラにより感光ドラムを帯電させて行う帯電条件の調整モードを実行する（Ｓ１０３）と共に、交流電流値測定回路による検知を実行する（Ｓ１０４）。次いで、検知した電流値が環境センサにより検知した画像形成装置本体の温度で流れる想定電流よりも大きい場合に、かぶりトナーを考慮したインダクタンスセンサの初期化を行う（Ｓ１０８、Ｓ１０９）。例えば、検知した電流値と想定電流との差分に応じた量のトナーを現像容器に補給してから、インダクタンスセンサの設定を初期設定とする初期化を実行する。【選択図】図９
2013205547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体と、
前記画像形成装置本体に着脱自在なカートリッジと、を備え、
前記カートリッジは、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、トナーとキャリアとを収容する現像容器を有し、前記像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、所定のトナー濃度に対して所定の信号値を出力するように初期設定され、前記現像容器内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備えた画像形成装置において、
前記画像形成装置本体の内部又は外部の温度を検知する温度検知手段と、
前記帯電部材と前記像担持体との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記現像容器にトナーを補給するトナー補給手段と、
前記カートリッジを前記画像形成装置本体に装着した後に、前記帯電部材により前記像担持体を帯電させて行う帯電条件の調整モードを実行すると共に、前記電流検知手段による検知を実行し、前記電流検知手段により検知した電流値が、前記温度検知手段により検知した温度で流れる想定電流よりも大きい場合に、前記検知した電流値と前記想定電流との差分に応じた量のトナーを、前記トナー補給手段により前記現像容器に補給してから、前記トナー濃度検知手段の設定を前記初期設定とする初期化を実行する制御手段と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像形成装置本体と、
前記画像形成装置本体に着脱自在なカートリッジと、を備え、
前記カートリッジは、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、トナーとキャリアとを収容する現像容器を有し、前記像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、所定のトナー濃度に対して所定の信号値を出力するように初期設定され、前記現像容器内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備えた画像形成装置において、
前記画像形成装置本体の内部又は外部の温度を検知する温度検知手段と、
前記帯電部材と前記像担持体との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記カートリッジを前記画像形成装置本体に装着した後に、前記帯電部材により前記像担持体を帯電させて行う帯電条件の調整モードを実行すると共に、前記電流検知手段による検知を実行し、前記電流検知手段により検知した電流値が、前記温度検知手段により検知した温度で流れる想定電流よりも大きい場合に、前記検知した電流値と前記想定電流との差分に応じて、前記トナー濃度検知手段の前記初期設定を変更してから、前記トナー濃度検知手段の設定を変更後の初期設定とする初期化を実行する制御手段と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
画像形成装置本体と、
前記画像形成装置本体に着脱自在なカートリッジと、を備え、
前記カートリッジは、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、トナーとキャリアとを収容する現像容器を有し、前記像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、所定のトナー濃度に対して所定の信号値を出力するように初期設定され、前記現像容器内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備えた画像形成装置において、
前記画像形成装置本体の内部又は外部の温度を検知する温度検知手段と、
前記帯電部材と前記像担持体との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記カートリッジを前記画像形成装置本体に装着した後に、前記電流検知手段による検知を実行し、前記電流検知手段により検知した電流値が、前記温度検知手段により検知した温度で流れる想定電流よりも大きい場合に、前記現像手段を停止した状態で所定時間待機してから、前記帯電部材により前記像担持体を帯電させて行う帯電条件の調整モードを実行すると共に、前記トナー濃度検知手段の設定を前記初期設定とする初期化を実行する制御手段と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記温度検知手段により検知した温度が所定温度よりも大きい場合に、前記電流検知手段による検知を実行する、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項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、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に関する。特に、感光ドラムなどの像担持体や現像手段を有するカートリッジを画像形成装置本体に着脱自在な構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、例えば、像担持体である感光ドラムの表面を帯電部材である帯電ローラにより帯電し、露光装置で露光することにより静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置によりトナーで現像してトナー像を形成し、転写装置によりこのトナー像を記録材などの別の像担持体に転写する。更に、トナー像が転写された記録材を定着装置で加圧、加熱することにより、トナー像が記録材に定着される。転写後に感光ドラム上に残ったトナーは、クリーニング装置によりクリーニングされる。
【０００３】
このような画像形成を行うための感光ドラム、帯電部材、現像装置、クリーニング装置をまとめてカートリッジとし、画像形成装置本体に着脱自在とした構造も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平６−９３１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような感光ドラムや現像装置を有するカートリッジを画像形成装置本体に着脱自在な構成では、未使用のカートリッジを画像形成装置本体に装着した後に、帯電条件などの調整モードを実行する場合がある。この際、感光ドラム表面を帯電させつつ感光ドラムを回転させるが、感光ドラムが想定通りに帯電していれば、調整モードで感光ドラムが回転しても、現像装置の現像容器からトナーが付着することはないか、付着するにしてもその量は限られる。
【０００６】
一方、温度の低いところ（例えば１５℃、相対湿度３０％）に置かれた未使用のカートリッジを、温かく湿度の高い室内（例えば３０℃、相対湿度９０％）の画像形成装置本体に装着すると、カートリッジ内の感光ドラムの表面が結露してしまう。このように感光ドラム表面が結露していた場合に上述のような調整モードを実行すると、感光ドラム表面の帯電電位が想定よりも下回ってしまう。そして、調整モードで感光ドラムが回転した際に、現像容器内のトナーが帯電電位の低い感光ドラム表面に付着するカブリが生じてしまう。
【０００７】
通常、未使用のカートリッジの現像容器には、工場出荷時に、トナーとキャリアとの比率、即ち、トナー濃度が所定の値に調整された現像剤が封入されている。また、このような現像容器には、トナー濃度を検知するためのインダクタンスセンサなどのトナー濃度検知手段を設けている。このようなトナー濃度検知手段は、個体のばらつきの初期化を、カートリッジを画像形成装置本体に装着した後に行うが、この初期化は、トナー濃度が上述の所定の値であるとして行う。
【０００８】
しかしながら、上述のように感光ドラム表面が結露し、調整モードでトナーのカブリが生じた場合、現像容器内のトナー濃度は、工場出荷時よりも低くなってしまう。そして、この状態でトナー濃度検知手段の初期化を行うと、トナー濃度が工場出荷時よりも低いにも拘らず工場出荷時のトナー濃度であるとして、トナー濃度検知手段が初期設定されてしまう。したがって、感光ドラムに結露が生じた場合には、トナー濃度検知手段の初期化を正確に行うことができない。
【０００９】
なお、カートリッジ内に温度センサを設け、感光ドラム表面に結露が生じているかを判断することも考えられるが、コストアップを招くため好ましくない。また、画像形成装置本体内に設けられた温度センサでは、装着直後のカートリッジ内の温度を正確に検知することはできないため、感光ドラム表面に結露が生じていることを把握することは難しい。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、カートリッジ内に温度センサを設けることなく、画像形成装置本体への装着時に像担持体の表面が結露していても、トナー濃度検知手段の初期化を正確に行える装置を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体に着脱自在なカートリッジと、を備え、前記カートリッジは、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、トナーとキャリアとを収容する現像容器を有し、前記像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、所定のトナー濃度に対して所定の信号値を出力するように初期設定され、前記現像容器内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備えた画像形成装置において、前記画像形成装置本体の内部又は外部の温度を検知する温度検知手段と、前記帯電部材と前記像担持体との間に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記現像容器にトナーを補給するトナー補給手段と、前記カートリッジを前記画像形成装置本体に装着した後に、前記帯電部材により前記像担持体を帯電させて行う帯電条件の調整モードを実行すると共に、前記電流検知手段による検知を実行し、前記電流検知手段により検知した電流値が、前記温度検知手段により検知した温度で流れる想定電流よりも大きい場合に、前記検知した電流値と前記想定電流との差分に応じた量のトナーを、前記トナー補給手段により前記現像容器に補給してから、前記トナー濃度検知手段の設定を前記初期設定とする初期化を実行する制御手段と、を有する、ことを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、カートリッジ内に温度センサを設けることなく、画像形成装置への装着時に像担持体の表面が結露していても、トナー濃度検知手段の初期化を正確に行える。即ち、帯電部材と像担持体との間に流れる電流値が想定電流よりも大きい場合に、像担持体に結露が生じていると予測する。そして、その差分に応じた量のトナーを調整モードで生じたカブリにより消費したトナー量として現像容器に補給してから、トナー濃度検知手段の初期化を行うようにしている。このため、像担持体の表面が結露していても、トナー濃度検知手段の初期化を正確に行える。また、帯電部材と像担持体との間に流れる電流値から像担持体の表面が結露しているか否かを判断するため、カートリッジ内に温度センサを設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】現像剤補給装置及び現像装置の現像容器の概略構成断面図。
【図３】帯電バイアス制御のブロック図。
【図４】画像形成装置の制御ブロック図。
【図５】第１の実施形態の帯電条件の設定の制御の流れを示すフローチャート。
【図６】ピーク間電圧と交流電流との関係を示す図。
【図７】交流電圧を設定する制御を説明するために示す、ピーク間電圧と交流電流との関係図。
【図８】交流電圧を設定する制御の流れを説明する図。
【図９】第１の実施形態におけるインダクタンスセンサの初期化を行うための制御の流れを示すフローチャート。
【図１０】カブリトナーを考慮したインダクタンスセンサの初期化を行うための制御の流れを示すフローチャート。
【図１１】本発明の第２の実施形態における、カブリトナーを考慮したインダクタンスセンサの初期化を行うための制御の流れを示すフローチャート。
【図１２】本発明の第３の実施形態におけるインダクタンスセンサの初期化を行うための制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図１０を用いて説明する。まず、図１を用いて、本実施形態の画像形成装置の概略構成について説明する。
【００１５】
［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置は、別の像担持体でもあるエンドレスベルト型の中間転写体（以下、中間転写ベルトと記す）の移動方向に沿って４個の画像形成ステーションをタンデム配設した４色フルカラーの画像形成装置である。画像出力部１Ｐは、大別して、画像形成ユニット１０（４つのステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが並設されており、その構成は同一である）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０及び制御ユニット（不図示）から構成される。さらに、個々のユニットについて詳しく説明する。
【００１６】
像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に帯電ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、レーザスキャナユニット１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。
【００１７】
帯電部材である帯電ローラ１２ａ〜１２ｄにおいて、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与え、ドラムの表面を帯電させる。次いで、静電潜像形成手段であるレーザスキャナユニット（露光装置）１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調したレーザービームなどの光線を感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像（静電像）を形成する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色のトナーをそれぞれ収納した、現像手段である現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を現像して現像像を形成する。なお、カラー用トナーの特性としては、重量平均粒径が５〜８μｍであることが、良好な画像を形成する上で好ましい。
【００１８】
現像装置１４ａ〜１４ｄは、図２に示すように、それぞれの色のトナーとキャリアとから構成される現像剤ｔ２を収納する現像容器１４ａ１〜１４ｄ１を有する。また、各現像容器１４ａ１〜１４ｄ１にそれぞれの色のトナーを補給するトナー補給手段である現像剤補給装置１４ａ２〜１４ｄ２も有する。現像剤補給装置１４ａ２〜１４ｄ２は、不図示の現像剤収容容器から、現像容器１４ａ１〜１４ｄ１内の各色のトナー量が規定量を下回らないように、トナー消費量に応じてトナーｔ１を補給する。なお、現像剤補給装置１４ａ２〜１４ｄ２には、各色のトナー以外に少量のキャリアが含まれる場合もある。また、現像容器１４ａ１〜１４ｄ１には、容器内のトナーとキャリアとの比率であるトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段であるインダクタンスセンサ１４ａ３〜１４ｄ３を設けている。
【００１９】
インダクタンスセンサ１４ａ３〜１４ｄ３は、コイルをトナーとキャリアとの混合物である現像剤ｔ２内に配置し、コイルのインダクタンスの変化を検知することによりトナー濃度を検知している。即ち、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとの混合物である現像剤の見かけの透磁率がトナー濃度により変化するため、現像剤内のコイルのインダクタンスの変化を検知できれば、トナー濃度を検知できる。このようなインダクタンスセンサは、工場出荷時に、所定のトナー濃度（例えば８重量％）に対して所定の信号値（８ｂｉｔのセンサであれば感度中心となる１２８）を出力するように初期設定されている。
【００２０】
各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に形成された現像像は、１次転写部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄで転写手段である一次転写ローラ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄに転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト３１に重ねて転写される。各感光ドラム１１ａ〜１１ｄの１次転写部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより、中間転写ベルト３１に転写されずに感光ドラム上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００２１】
感光ドラム１１ａ〜１１ｄとしては、負極性のＯＰＣ感光ドラムを用いた。具体的には感光層としてアゾ顔料をＣＧＬ層（キャリア発生層）とし、その上にヒドラゾンと樹脂を混合したものをＣＴＬ層（キャリア輸送層）として２９μｍの厚さに積層した負極性有機半導体層（ＯＰＣ層）とした。詳細は後述する。
【００２２】
クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄについて説明すると、クリーニング装置としては、カウンターブレード方式を用い、クリーニングブレードの自由長としては、８ｍｍである。クリーニングブレードはウレタンを主体とした弾性ブレードで、感光ドラムに対して、線圧  約３５ｇ／ｃｍの押圧で当接されている。
【００２３】
給紙ユニット２０は，記録材Ｐを収納するためのカセット２１ａ、２１ｂおよび手差しトレイ２７を有する。また、カセット内もしくは手差しトレイより記録材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６、各ピックアップローラから送り出された記録材Ｐをレジストローラまで搬送するための給紙ローラ対２３を有する。更に、給紙ガイド２４、そして画像形成ユニット１０の画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ、２５ｂを有する。
【００２４】
中間転写ユニット３０について詳細に説明する。中間転写ベルト３１は、その材料として、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）などが用いられる。このような中間転写ベルト３１は、ベルトに駆動を伝達する駆動ローラ３２、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３、ベルトを挟んで二次転写部Ｔｅに対向する従動ローラ３４に巻回させる。これらのうち駆動ローラ３２とテンションローラ３３の間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２はパルスモータ（不図示）によって回転駆動される。
【００２５】
各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写部Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄが配置されている。また、従動ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写部Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。
【００２６】
また、中間転写ベルト３１上、二次転写部Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのブラシローラ（不図示）、および廃トナーを収納する廃トナーボックス（不図示）が設けられている。また中間転写ベルト３１上には２次転写残トナーを清掃するクリーニング装置１００が設けられている。
【００２７】
定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａとそのローラに加圧される加圧ローラ４１ｂ（このローラにも熱源を備える場合もある）を有する。また、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとのニップ部へ記録材Ｐを導くためのガイド４３、ニップ部から排出されてきた記録材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５などを有する。このような定着ユニット４０は、現像像が転写された記録材を加圧、加熱することにより現像像を記録材に定着させる。
【００２８】
制御ユニットは、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板やモータドライブ基板（不図示）などから成る。また、温度検知手段である環境センサ５０は、画像形成装置の内部又は外部の温湿度を検知する。本実施形態では、装置内で熱源となる定着ユニット４０などの影響を受けずに装置周囲の環境温度、湿度が正確に測定できるように、装置本体の内部で定着ユニット４０から離れた、図示の位置に配置されている。制御ユニットは、この環境センサ５０の出力に基づいて様々な制御を行う。
【００２９】
このような環境センサ５０の１例としては、センシリオン（ＳＥＮＳＩＲＩＯＮ）社製、温湿度センサＳＨＴ１Ｘシリーズが挙げられる。環境センサ５０は、センシング素子とバンドギャップ温度センサの出力をＡ／Ｄコンバータでカップリングし、デジタルインターフェースを通じてシリアル出力を行うＣＭＯＳデバイスである。センシング素子は、湿度検知デバイスであり、誘電体としてポリマーを挿入したコンデンサである静電容量ポリマーである。これは、湿度に応じてポリマーに吸着する水分量が線形に変化する特性を用いて静電容量を湿度に変換する湿度検知機能を有する。また、バンドギャップ温度センサは、温度検知デバイスであり、温度に対して線形に抵抗値が変化するサーミスタで構成され、抵抗値から温度が算出される。
【００３０】
また、定着ユニット４０の近傍には、画像形成装置の内部の空気を排気する排気手段である排気ファン３７を配置している。この排気ファン３７は、不図示の給気ファンと連動して作動し、画像形成装置内の空気を排気する。このような排気ファン３７は、風量の可変制御が可能である。
【００３１】
次に、帯電部材である帯電ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ（以下、まとめて帯電ローラ１２と表示する場合もある）の構成について説明する。帯電ローラ１２のローラ表層を、カーボンブラック等の導電剤を分散混入させた１〜２ｍｍの厚さを有する導電性ゴムとし、画像形成時の帯電ムラを防止するためにその抵抗値を１０５〜１０７Ωｃｍに制御した。また、帯電ローラ１２としては、その弾性を利用してギャップを作らずに感光ドラムと接触させる接触式帯電ローラを用い、低電圧で帯電させている。
【００３２】
なお、帯電ローラ１２として、ポリエーテルエステルアミド等のイオン導電性の高分子化合物を含有したものを使用しても良い。この構成の場合、イオン導電性の高分子化合物を含有し、抵抗値を１０５〜１０７Ωｃｍに制御したＡＢＳ樹脂を射出成形により導電性支持体の表面に０．５〜１ｍｍ被覆して抵抗調整層としている。また、抵抗調整層の表面に酸化スズなどの導電性微粒子が分散した熱可塑性樹脂組成物からなる保護層を順次形成、帯電電圧を印加するための導電性支持体として金属製軸部材が用いられる。この軸部材は、軸受部と、電圧印加用軸受部と、外径がφ１４ｍｍの被覆部が一体で構成される。そして、被覆部の周面上には、ポリエーテルエステルアミド等のイオン導電性の高分子化合物を含有した熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂の体積抵抗値１０５〜１０７Ωｃｍの抵抗調整層が射出成形で０．５〜１ｍｍの厚みで被覆成形加工される。
【００３３】
また、本実施形態の場合、帯電ローラ１２ａ〜１２ｄ、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ、現像装置１４ａ〜１４ｄ、クリーニング装置１５ａ〜１５ｄは、それぞれ一体のドラムカートリッジ１０Ａａ〜１０Ａｄとして存在している。このようなドラムカートリッジ１０Ａａ〜１０Ａｄは、それぞれ、画像形成装置本体１０Ｂに着脱自在としている。そして、ドラムカートリッジを交換することによって、帯電ローラ、感光ドラム、現像装置、クリーニング装置を消耗品として一括で交換できる仕組みとなっている。このようなドラムカートリッジの形態は、サービスマンが交換するものからユーザ自ら交換できるものまで様々であるが、本実施例で使用するカートリッジは、ユーザが自ら交換できる仕組みとなっている。交換の手順等は、本体に設置されているディスプレイ上に表示される仕組みである。
【００３４】
感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ（以下、まとめて感光ドラム１１と表示する場合もある）は、支持体の上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層の順で積層構成された有機感光体である。支持体としては、導電性を示すものであって硬度の測定に影響を与えない範囲内のものであれば、特に制限なく使用することができる。例えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛およびステンレスなどの金属や合金をドラム状に成形したものなどが使用できる。
【００３５】
下引き層は感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、または感光層の電気的破壊に対する保護などのために形成される。下引き層の材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼインなどを用いることができる。更には、ポリアミド、Ｎ−メトキシメチル化６ナイロン、共重合ナイロン、にかわおよびゼラチンなどを用いることができる。これらを適当な溶剤に溶解し、支持体上に塗布する。その際、下引き層の膜厚としては０．１〜２μｍが好ましい。
【００３６】
電荷発生層Ｃと電荷輸送層Ｄとを機能分離し積層させた積層型感光層を形成する場合には、下引き層上に電荷発生層Ｃ、電荷輸送層Ｄの順で積層する。ここで、電荷発生層Ｃに用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、また各種の中心金属および結晶系などが挙げられる。より具体的には例えばα、β、γ、εおよびＸ型などの結晶型を有するフタロシアニン化合物、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、モノアゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料。更には、非対称キノシアニン顔料、キノシアニンおよび特開昭５４−１４３６４５号公報に記載のアモルファスシリコーンなどが挙げられる。本実施例形態では、高画質を実現するために感度を高くできるフタロシアニン化合物を用いた電荷発生層を用いた。
【００３７】
［帯電バイアス制御］
続いて、本実施形態の帯電バイアスの制御について、図３を用いて説明する。図３は帯電ローラ１２に対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。電源Ｓ１から直流電圧に周波数ｆの交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金を介して帯電ローラ１２に印加されることで、回転する感光ドラム１１の周面が所定の電位に帯電処理される。帯電ローラ１２に対する電圧印加手段である電源Ｓ１は、直流（ＤＣ）電源１０１と交流（ＡＣ）電源１０２を有している。
【００３８】
制御手段である制御回路１０３は、上記電源Ｓ１のＤＣ電源１０１とＡＣ電源１０２をオン・オフ制御して帯電ローラ１２に直流電圧と交流電圧のどちらか、若しくはその両方の重畳電圧を印加するように制御する。また、ＤＣ電源１０１から帯電ローラ１２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１０２から帯電ローラ１２に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する。１０４は、感光ドラム１１を介して帯電ローラ１２に流れる交流電流値を測定する、即ち、帯電手段と像担持体との間を流れる電流を検知する電流検知手段としての交流電流値測定回路である。この回路１０４から上記の制御回路１０３に測定された交流電流値情報が入力される。
【００３９】
５０は画像形成装置が設置されている環境を検知する環境検知手段としての環境センサである。この環境センサ５０から上記の制御回路１０３に検知された環境情報が入力される。制御回路１０３に入力される環境情報は、温度情報と相対湿度情報である。制御回路１０３は、入力された温湿度情報から絶対水分量を算出し、算出した絶対水分量に基づいて、帯電高圧条件（帯電条件）の設定、現像高圧条件の設定、転写高圧条件などの設定を行う。即ち、環境センサ５０により検知した温湿度に対応して、それぞれの条件の設定を行う。
【００４０】
また、環境センサ５０により検知した温湿度に対応する帯電条件は、後述する所定の条件により変更される。この変更は、本実施形態のように、画像形成中に印加する帯電交流ピーク電圧を決めるための制御に使用する制御条件を変更する場合の他、直接、画像形成中の帯電高圧条件を変更する場合が存在する。
【００４１】
制御回路１０３は、交流電流値測定回路１０４から入力の交流電流値情報、環境センサ５０から入力の環境情報から、印字工程の帯電工程における帯電ローラ１２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行する。
【００４２】
即ち、帯電ローラ１２のインピーダンスは、画像形成装置の使用環境により大きく変化する。このため、帯電ローラ１２から感光ドラム１１に流れる放電電流量を制御する上で、画像形成装置の使用環境、特に使用環境中の絶対水分量を考慮する必要がある。そのために本実施形態では、図３に示したように、画像形成装置内の温度及び相対湿度を検知する環境センサ５０を画像形成装置内に配設して、画像形成装置内の温度及び相対湿度情報を制御回路１０３に入力するようにしている。制御回路１０３は、環境センサ５０から入力される温度及び相対湿度から使用環境中の絶対水分量を計算する。そして、作像中に帯電ローラ１２に印加する帯電条件である交流電圧と、交流電圧の周波数とのうちの少なくとも何れかを使用環境（絶対水分量）に応じて可変制御している。
【００４３】
ここで、絶対水分量ｘは、相対湿度Ψ（％），乾式温度ｔ（℃）、湿り空気中の水蒸気分圧Ｐ（ｍｍＨｇ）、飽和湿り空気の水蒸気分圧ｐｓ（ｍｍＨｇ）、湿り空気の全圧力ｐ（ｍｍＨｇ）とすれば、次のように算出される。なお、７６０ｍｍＨｇで一定とする。
ｘ＝０．６２２×Ψ×ｐｓ／（Ｐ−Ψ×ｐｓ）（ｋｇ／ｋｇ´）・・・（１）
【００４４】
また、相対湿度Ψは、水蒸気分圧により次のように求められる。
Ψ＝ｐ／ｐｓ（％）・・・（２）
【００４５】
［帯電条件の設定］
次に、本実施形態での帯電条件の設定について説明する。図４に示す制御回路１０３に含まれるＣＰＵ２０１は、帯電ローラ１２に印加する交流電圧を、環境センサ５０により検知した温湿度に対応する複数のサンプリング値に切り替えて、それぞれ交流電流値測定回路１０４により電流値を検知する。これにより、交流電圧と電流との関係を算出し、その算出結果に基づいて、検知した温湿度に対応するターゲット電流に対する交流電圧を決定して帯電条件を設定する。以下、具体的に説明する。
【００４６】
まず、帯電ローラ１２に所定の電圧αを印加した際に交流電流値測定回路１０４により検知した電流値をγとする。また、環境センサ５０により検知した温湿度で所定の電圧αを帯電ローラ１２に印加した場合に、帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に流れる適正電流値をβとする。この場合に、適正電流値βと検知した電流値γとの差分をσとする。即ち、σ＝（適正電流値β）−（検知した電流値γ）とする。
【００４７】
次に、差分σの絶対値｜σ｜の環境センサ５０により検知した温湿度に対応するリミット値を｜σ´｜とする。そして、図５に示すフローにより帯電条件を変更する。即ち、｜σ｜が｜σ´｜よりも大きい場合には、σの正負に基づいて、環境センサ５０により検知した温湿度に対応する複数のサンプリング値と、ターゲット電流と、交流電圧の周波数とのうちの少なくとも何れかを変更して、帯電条件を設定する。
【００４８】
従来から、種々の検討により、以下の定義により数値化した放電電流量が実際のＡＣ放電の量を代用的に示し、感光ドラムの削れ、画像流れ、帯電均一性と強い相関関係があることが見出されている。即ち、図６に示すように、ピーク間電圧Ｖｐｐに対して交流電流Ｉａｃは帯電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満（未放電領域）で線形の関係にあり、それ以上から放電領域に入るにつれ徐々に電流の増加方向にずれる。放電の発生しない真空中での同様の実験においては直線が保たれたため、これが、放電に関与している電流の増分ΔＩａｃであると考える。
【００４９】
よって、放電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満のピーク間電圧Ｖｐｐに対して電流Ｉａｃの比をａとしたとき、放電による電流以外の、接触部へ流れる電流（以下、ニップ電流）などの交流電流はａ・Ｖｐｐとなる。したがって、放電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）以上の電圧印加時に測定されるＩａｃと、このａ・Ｖｐｐとの差分からΔＩａｃを放電の量を代用的に示す放電電流量と定義する。
ΔＩａｃ＝Ｉａｃ−ａ・Ｖｐｐ・・・式１
【００５０】
この放電電流量ΔＩａｃは、一定電圧または一定電流での制御下で帯電を行った場合、環境や、画像形成枚数（耐久）に応じて変化する。これはピーク間電圧と放電電流量の関係、交流電流値と放電電流量との関係が変動しているからである。ＡＣ定電流制御方式では、帯電部材（帯電ローラ）から被帯電体（感光ドラム）に流れる総電流で制御している。この総電流量とは、上記のように、ニップ電流ａ・Ｖｐｐと非接触部で放電することで流れる放電電流量ΔＩａｃの和になっている。そして、定電流制御では実際に被帯電体を帯電させるのに必要な電流である放電電流だけでなく、ニップ電流も含めた形で制御されている。そのため、実際に、放電電流量は制御できていない。
【００５１】
定電流制御において同じ電流値で制御していても、帯電部材の材質の環境変動によって、ニップ電流が多くなれば当然放電電流量は減り、ニップ電流が減れば放電電流量は増える。このため、ＡＣ定電流制御方式でも完全に放電電流量の増減を抑制することは不可能であり、長寿命を目指したとき、感光ドラムの削れと帯電均一性の両立を実現することは困難であった。そこで、従来より、常に所望の放電電流量を得るため、以下の要領で制御が行われている。
【００５２】
本実施形態で行っている所望の放電電流量（ターゲット電流）をＤとしたときに、この放電電流量Ｄとなるピーク間電圧を決定する方法について説明する。本実施形態では印字準備回転動作時において制御回路１０３で印字工程時の帯電工程における帯電ローラ１２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行させている。具体的に、図７のＶｐｐ−Ｉａｃグラフと、図８の制御フロー図を参照して説明する。
【００５３】
制御回路１０３は印字準備回転動作時においてＡＣ電源１０２を制御して図７に示すように、帯電ローラ１２に放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を３点、未放電領域であるピーク間電圧を３点、それぞれサンプリング値として順次に印加する。そして、その時の感光ドラム１１を介して帯電ローラ１２に流れる交流電流値が、交流電流値測定回路１０４で測定されて制御回路１０３に入力される。次に、制御回路１０３は、上記測定された各３点の電流値から、最小二乗法を用いて、放電、未放電領域のピーク間電圧と交流電流の関係をそれぞれ直線近似し、以下の２つの式を算出する。
Ｙａ＝ａＸａ＋Ａ（放電領域の近似直線）・・・式２
Ｙｂ＝ｂＸｂ＋Ｂ（未放電領域の近似直線）・・・式３
【００５４】
その後、放電電流量Ｄとなるピーク間電圧Ｖｐｐが、上述の２つの式の差分により次式のように決定される。
Ｖｐｐ１＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（ａ−ｂ）・・・式４
【００５５】
ここで、未放電領域と放電領域でのピーク間電圧（Ｖｐｐ）と交流電流（Ｉａｃ）の関数ｆＩ１（Ｖｐｐ）とｆＩ２（Ｖｐｐ）は、それぞれ式３のＹｂ＝ｂＸｂ＋Ｂと式２のＹａ＝ａＸａ＋Ａに対応している。定数Ｄは上記の所望の放電電流量Ｄと対応している。
【００５６】
よって、ｆＩ２（Ｖｐｐ）−ｆＩ１（Ｖｐｐ）＝Ｄは、
Ｙａ−Ｙｂ＝（ａＸａ＋Ａ）−（ｂＸｂ＋Ｂ）＝Ｄ
となる。
【００５７】
また、ｆＩ２（Ｖｐｐ）−ｆＩ１（Ｖｐｐ）＝Ｄから、上述の
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（ａ−ｂ）
の誘導は次のとおりである。
ｆＩ２（Ｖｐｐ）−ｆＩ１（Ｖｐｐ）＝Ｙａ−Ｙｂ＝Ｄ
（ａＸａ＋Ａ）−（ｂＸｂ＋Ｂ）＝Ｄ
【００５８】
今、ＤとなるＸの値を探しており、その点をＶｐｐとすると、
（ａＶｐｐ＋Ａ）−（ｂＶｐｐ＋Ｂ）＝Ｄ
よって、Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（ａ−ｂ）となる。
【００５９】
そして、帯電ローラ１２に印加するピーク間電圧を上述の式４で求めたＶｐｐ１に切り替え、Ｖｐｐ１で定電圧制御し、前記した印字工程へと移行する。
【００６０】
印字工程時には、求めたピーク間電圧Ｖｐｐ１が帯電ローラ１２に印加され、その時に帯電ローラ１２に流れる交流電流値が、交流電流値測定回路１０４で測定されて制御回路１０３に入力される。このとき、Ｖｐｐ１は定電圧制御されている。画像形成領域と次の画像形成領域の間の非画像形成領域（紙間）において、帯電ローラ１２に未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を１点印加し、その時に流れる交流電流値が交流電流値測定回路１０４で測定されて制御回路１０３に入力する。新たに測定されたピーク間電圧と交流電流値の関係と、印字準備回転動作時に測定したピーク間電圧と交流電流値の関係から、統計的処理を行なうことで、以下の２つの式を算出する。即ち、印字時の測定点と紙間時の測定点を、前回転時の制御において求められた測定点に追加して、測定点数を多くして最小二乗法を用いて再計算させる。
Ｙａ＝ａ'Ｘａ＋Ａ'（放電領域の近似直線）・・・式５
Ｙｂ＝ｂ'Ｘｂ＋Ｂ（未放電領域の近似直線）・・・式６
【００６１】
その後、印字工程時に帯電ローラ１２に印加するピーク間電圧Ｖｐｐ１を求める時と同様に、式７を用いて、式５の放電領域の近似直線と式６の未放電領域の近似直線の差分である放電電流量Ｄとなるピーク間電圧Ｖｐｐ２を決定する。
Ｖｐｐ２＝（Ｄ−Ａ'＋Ｂ）／（ａ'−ｂ’）・・・式７
【００６２】
ここで、未放電領域と放電領域での補正されたピーク間電圧（Ｖｐｐ）と交流電流（Ｉａｃ）との関数ｆＩ１’（Ｖｐｐ）とｆＩ２’（Ｖｐｐ）は、それぞれ上記式６のＹｂ＝ｂ’Ｘｂ＋Ｂと式５のＹａ＝ａ’Ｘａ＋Ａ’に対応している。関数ｆＩ１’（Ｖｐｐ）とｆＩ２’（Ｖｐｐ）からの式７の誘導は、前記の関数ｆＩ１（Ｖｐｐ）とｆＩ２（Ｖｐｐ）からの式４の誘導と同様である。
【００６３】
そして、帯電ローラ１２に印加するピーク間電圧を上記の式７で求めたＶｐｐ２に切り替え、次はＶｐｐ２で定電圧制御し、画像形成を行なう。次の印字工程時においても、同様に、印字工程時と紙間工程時にピーク間電圧と交流電流値の関係を測定し、印字工程時に帯電ローラ１２に印加するピーク間電圧を印字動作が行なわれている間常に補正する。
【００６４】
この様に、印字準備回転動作時ごとに、印字工程時に所定の放電電流量Ｄを得るために必要なピーク間電圧を算出し、印字工程中には求めたピーク間電圧を定電圧制御しながら帯電ローラ１２に印加する。更に、連続印字モード時には印字工程中の交流電流値と、紙間工程時に帯電ローラ１２に未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を印加した時の交流電流を測定し、次の印字工程時に印加するピーク間電圧を補正する。それによって、帯電ローラ１２の製造ばらつきや材質の環境変動に起因する抵抗値のふれや、本体装置の高圧ばらつきを吸収する。また、これだけでなく、連続印字による帯電ローラ１２の抵抗値変動に対しても一枚ごとに補正を入れることで、確実に所望の放電電流量で制御すること可能となっている。前述のような制御方法を以後、放電電流量制御と呼ぶ。
【００６５】
本実施形態においては、放電電流制御を行う際の未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を印加した時の交流電流を測定する際に、未放電領域内での３点のピーク間電圧（以後、サンプリング値と呼ぶ）で未放電領域の近似直線を得ている。そして、それぞれＶｐｐ１、Ｖｐｐ２、Ｖｐｐ３としている。また、放電領域内での３点のピーク間電圧（以後、サンプリング値と呼ぶ）で放電領域の近似直線を得ており、それぞれＶｐｐ１´、Ｖｐｐ２´、Ｖｐｐ３´としている。
【００６６】
次に、図４及び図５を用いて、本実施形態の帯電条件の設定の制御の流れの１例を説明する。なお、環境センサ５０の検知結果に対応して設定される帯電条件をＡ´条件、σによりＡ´条件から変更される帯電条件をＢ´条件とする。
【００６７】
本体のメイン電源をＯＮする（Ｙ１）と、制御手段であるＣＰＵ２０１は本体の置かれている環境を知るために、環境センサ５０から機内の温湿度情報を入手し、本体内のメモリ２０２に情報を記憶する。次に、ＣＰＵ２０１は帯電高圧制御手段２０５に対して、帯電ローラ１２に帯電交流電圧として定電圧であるαＶｐｐを印加することを指令する。ＣＰＵ２０１は帯電交流電圧αＶｐｐを印加した際に感光ドラム１１に流れる帯電交流電流γ（μＡ）の情報を交流電流値測定回路１０４から検出し（Ｙ２）、メモリ２０２に情報を記憶する。続いて、ＣＰＵ２０１は、環境センサ５０から得られた現状の機内の温湿度設定に応じて、予めメモリ２０２に情報として記憶されている交流定電圧αＶｐｐ印加時の適正電流値βを情報として引き出す（Ｙ３）。そして、前述の予め記憶された適正交流電流値βと実際に得られた帯電交流電圧αＶｐｐを印加した際に感光ドラム１１に流れる帯電交流電流γ（μＡ）から式Ｙ´に基づいて、差分電流σ（μＡ）を算出する。
σ＝適正交流電流値β−実際の測定交流電流値γ・・・（式Ｙ´）
【００６８】
ＣＰＵ２０１は、算出された差分電流値の絶対値│σ│が、現状の機内の温湿度設定に応じて、予めメモリ２０２に情報として記憶されている環境リミット値│σ´│よりも大きいか否かを判断する（Ｙ４）。
【００６９】
また、ＣＰＵ２０１は、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│よりも大きい場合は、予め現状の機内の温湿度設定に応じて設定された帯電制御条件Ａ´とは異なる帯電制御条件Ｂ´に設定する。この条件Ｂ´は、σの正負を考慮して定められている。帯電制御条件Ｂ´で変更される制御条件としては、帯電周波数、前述の放電電流制御時の放電量のターゲット値（ターゲット電流）、及び、前述の放電電流制御時の放電、未放電領域のそれぞれのサンプリング値などがある（Ｙ５）。従って、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│よりも大きい場合は、帯電制御条件Ｂ´で変更される制御条件を条件として前述の放電電流制御を実行する。そして、そこで決定された帯電設定に従って、画像形成や、初期イニシャライズ動作中の帯電設定を決定する（Ｙ６）。
【００７０】
一方、ＣＰＵ２０１は、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│以下である場合は、通常の予め現状の機内の温湿度設定に応じて設定された帯電制御条件Ａ´に従って、帯電設定を決定する（Ｙ７）。帯電制御条件としては、前述と同じく、帯電周波数、前述の放電電流制御時の放電量のターゲット値（ターゲット電流）、及び、前述の放電電流制御時の放電、未放電領域のそれぞれのサンプリング値などを変更するのが一般的である。従って、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│より小さい場合は、帯電制御条件Ａ´で変更される制御条件を条件として前述の放電電流制御を実行する。そして、そこで決定された帯電設定に従って、画像形成や、初期イニシャライズ動作中の帯電設定を決定する（Ｙ８）。
【００７１】
このようにＣＰＵ２０１は、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│よりも大きいか否かを判断し、それぞれの帯電制御条件Ａ´、Ｂ´に合わせた帯電設定に変更する。そして、決定された帯電設定に応じて、画像形成、あるいは初期設置動作、その他の画像形成条件を決める必要な制御を実行している。初期設置動作とは、現像装置を設置した際の現像剤の初期イニシャライズ動作や、ドラムカートリッジを設置した際のドラムカートリッジ初期イニシャライズ動作などを指している。またその他の画像形成条件を決める必要な制御とは、トナー濃度制御や、一次転写、一次転写の設定を決める制御などを指している。
【００７２】
具体的には、環境センサ５０により検知した温湿度、及び、ＣＰＵ２０１が設定した帯電条件に対応して、レーザ露光手段２０４、現像高圧制御手段２０６、転写高圧制御手段２０７の設定を行う。レーザ露光手段２０４は、レーザスキャナユニット１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの例えばＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行う。現像高圧制御手段２０６は、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに印加する電圧（現像バイアス）を制御する。転写高圧制御手段２０７は、一次転写ローラ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄや二次転写部Ｔｅに印加する電圧（転写バイアス）を制御する。即ち、帯電条件の変更に合わせて、各種装置の制御条件も変更する。また、本実施形態では、後述するように、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのインダクタンスセンサ１４ａ３〜１４ｄ３の初期化も行っている。
【００７３】
また、本体ＣＰＵ２０１は本体の置かれている環境を知るために、環境センサ５０から機内の温湿度情報を入手するタイミングは、メイン電源ＯＮ時のみではなく、常時温湿度情報を入手しても良い。更には、コピージョブの開始時に情報を入手しても良い。従って、上述の制御フローは、コピージョブ毎に常に行われ、帯電制御条件を決定しても良い。また、常時温湿度情報を入手しておくことで、連続コピー動作中であっても、紙間等で制御フローに従って制御条件を決め、放電電流制御を実行することで設定を変えることも可能である。
【００７４】
表１に、各温湿度での、通常帯電条件Ａ´と、｜σ｜と｜σ´｜との大小関係、及び、σの正負に基づいて変更する特別帯電条件Ｂ´の具体例を示す。
【００７５】
【表１】
2013205547.tif 000003
【００７６】
［現像剤の初期イニシャライズ動作］
次に、初期設置動作における、現像装置を設置した際の現像剤の初期イニシャライズ動作について、図１、２、３を参照しつつ、図９及び図１０を用いて説明する。現像剤の初期イニシャライズ動作とは、図２に示したインダクタンスセンサ１４ａ３〜１４ｄ３の初期化を行うことである。前述したように、インダクタンスセンサ１４ａ３〜１４ｄ３は、工場出荷時に、所定のトナー濃度（例えば８重量％）に対して所定の信号値（８ｂｉｔのセンサであれば０〜２５５の感度中心となる１２８）を出力するように初期設定されている。そして、通常、未使用のドラムカートリッジ１０Ａａ〜１０Ａｄの何れかを画像形成装置本体１０Ｂに装着した後に、インダクタンスセンサ１４ａ３〜１４ｄ３が初期設定通りに初期化される。即ち、所定の濃度に対して所定の信号値が出力されるように設定される。
【００７７】
ここで、上述したように、帯電条件の設定を行う帯電条件の調整モードを実行した場合、帯電ローラ１２により感光ドラム１１の表面を帯電させて、感光ドラム１１を回転させる。この際、感光ドラム１１が結露していた場合、この調整モードを行っている際にカブリにより現像容器１４ａ１〜１４ｄ１内のトナーが消費されてしまう。このようにトナーが消費された状態で、上述のようにインダクタンスセンサ１４ａ３〜１４ｄ３の初期化を行うと、容器内のトナー濃度が所定のトナー濃度よりも低いにも拘らず、所定のトナー濃度であるとして所定の信号値を設定してしまう。
【００７８】
このため、本実施形態では、以下のように、感光ドラム１１の表面が結露しているか否かを予測して、インダクタンスセンサ１４ａ３〜１４ｄ３の初期化を行うようにしている。即ち、制御手段であるＣＰＵ２０１は、ドラムカートリッジ１０Ａａ〜１０Ａｄを画像形成装置本体１０Ｂに装着した後に、帯電ローラ１２により感光ドラム１１を帯電させて行う上述したような帯電条件の調整モードを実行する。これと共に、電流検知手段である交流電流値測定回路１０４による検知を実行する。
【００７９】
そして、交流電流値測定回路１０４により検知した電流値が、環境センサ５０により検知した温度で流れる想定電流よりも大きい場合に、感光ドラム１１の表面に結露が生じていると予測する。即ち、感光ドラム１１の表面が結露していない場合、環境センサ５０により検知した画像形成装置本体１０Ｂの温度と、帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に流れる電流との間に一定の関係がある。したがって、環境センサ５０により検知した温度から、帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に流れる電流を想定できる。本実施形態では、このような温度と想定電流との関係を予め実験などにより調べておいて、メモリ２０２に記憶している。
【００８０】
一方、交流電流値測定回路１０４により検知する帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に流れる電流は、感光ドラム１１の表面が結露している場合に、結露していない場合、即ち想定電流よりも大きくなる。したがって、本実施形態では、実際に検知した電流値とメモリ２０２に記憶した温度に対する想定電流との差分から、感光ドラム１１の表面が結露していることを予測している。
【００８１】
また、実際に検知した電流値と想定電流との差分から、結露した状態で上述のような帯電条件の調整モードが実行された場合に、カブリにより消費されるトナー量も、予め、実験などにより求めてメモリ２０２に記憶している。このため、本実施形態では、ＣＰＵ２０１が、検知した電流値と想定電流との差分に応じた量のトナーをメモリ２０２から読み出し、現像剤補給装置１４ａ２〜１４ｄ２により現像容器１４ａ１〜１４ｄ１に補給するようにしている。
【００８２】
そして、この補給が完了してから、インダクタンスセンサ１４ａ３〜１４ｄ３の設定を上述の初期設定とする初期化を実行する。例えば、インダクタンスセンサ（８ｂｉｔ）が８重量％で１２８の信号を出力するように初期設定されており、調整モードで１重量％のトナーが消費された場合、現像容器内のトナー濃度は７重量％となる。そこで、１重量％のトナーを現像容器に補給してトナー濃度を８重量％にしてから、インダクタンスセンサの初期化を行うようにしている。
【００８３】
以下、図９及び図１０を用いて具体的に説明する。なお、以下では、ドラムカートリッジ１０Ａａ〜１０Ａｄのうちの何れかの未使用のドラムカートリッジを画像形成装置本体１０Ｂに装着した場合について説明を行う。但し、その他の複数のドラムカートリッジや全てのドラムカートリッジを同時に装着した場合も同様である。このため、以下の説明では、ドラムカートリッジ、現像装置、現像容器、現像剤補給装置、インダクタンスセンサの符号を省略する。
【００８４】
まず、未使用のドラムカートリッジを装着し、装置の電源を入れて制御をスタートさせる。すると、現像容器内に配置された現像スクリュが駆動され、現像容器の現像室にトナー及びキャリアからなる現像剤が充填される（Ｓ１０１）。次いで、画像形成装置本体１０Ｂの環境センサ５０の出力を取得する。即ち、画像形成装置本体１０Ｂの温度を検知してメモリ２０２に記憶する（Ｓ１０２）。次いで、上述の調整モードを実行する（Ｓ１０３）。なお、調整モードで画像形成装置本体１０Ｂの温度を検知する場合には、Ｓ１０２はＳ１０３に含まれる。
【００８５】
ＣＰＵ２０１は、環境センサ５０により検知した温度が所定温度（例えば１０℃）以下であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。そして、所定温度以下であれば、感光ドラム１１の表面に結露が生じている可能性が低いとして、トナー補給などを行わずに、インダクタンスセンサを初期設定のまま（例えばトナー濃度が８重量％として）初期化する（Ｓ１０５）。例えば、環境センサ５０の検知温度が１０℃以下であれば、画像系装置本体１０Ｂ内の温度が低いため、例え低温環境にあったドラムカートリッジを装着したとしても感光ドラムに結露が生じる可能性は低い。したがって、この場合には、次述する電流検知を行わなくても感光ドラムに結露が生じていないと判断して、インダクタンスセンサの初期化を実行する。
【００８６】
一方、Ｓ１０４で、環境センサ５０により検知した温度が所定温度よりも大きい場合、交流電流値測定回路１０４による電流検知を実行する。このために、まず、メモリ２０２から検知温度における想定電流を取得する（Ｓ１０６）。即ち、感光ドラム１１が結露していない場合に所定の電圧を印加して感光ドラム１１と帯電ローラ１２との間に流れる想定電流を取得する。なお、この所定の電圧は、上述の調整モードで設定された帯電電圧を使用する。
【００８７】
次いで、実際に、感光ドラム１１と帯電ローラ１２との間に（想定電流の場合と同じ）所定の電圧を印加して、交流電流値測定回路１０４により電流値を検知してメモリ２０２に記憶する（Ｓ１０７）。そして、ＣＰＵ２０１が、検知した電流値が想定電流よりも大きい場合に、検知した電流値と想定電流との差分が所定の電流値（例えば５０μＡ）以下であるかを判定する（Ｓ１０８）。差分が所定の電流値以下である場合には、感光ドラム１１の表面に結露が生じている可能性が低いとして、インダクタンスセンサを初期設定のまま初期化する（Ｓ１０５）。
【００８８】
これに対して、検知した電流値と想定電流との差分が所定の電流値よりも大きい場合、感光ドラム１１の表面に結露が生じている可能性が大きいとして、カブリトナーを考慮したインダクタンスセンサの初期化を実行する（Ｓ１０９）。このＳ１０９について、図１０により説明する。
【００８９】
まず、検知した電流値と想定電流との差分から、メモリ２０２を参照して、調整モードで感光ドラム１１の表面に付着したトナー量を取得する。即ち、調整モードで消費されたと考えられるトナーの量を取得する（Ｓ２０１）。次いで、このトナー量を、現像剤補給装置により現像容器に補給する（Ｓ２０２）。その後、インダクタンスセンサの初期化を初期設定のまま（例えばトナー濃度８重量％として）実行する（Ｓ２０３）。
【００９０】
このような本実施形態の場合には、帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に流れる電流値が想定電流よりも大きい場合に、感光ドラム１１に結露が生じていると予測する。そして、その差分に応じた量のトナーを調整モードで生じたカブリにより消費したトナー量として現像容器に補給してから、インダクタンスセンサの初期化を行うようにしている。このため、感光ドラム１１の表面が結露していても、インダクタンスセンサの初期化を正確に行える。この結果、以降の画像形成で画像濃度を適切に制御できる。また、帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に流れる電流値から感光ドラム１１の表面が結露しているか否かを判断するため、ドラムカートリッジ内に温度センサを設ける必要はない。このため、装置のコストが高くなることを抑えられる。
【００９１】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図１１を用いて説明する。なお、本実施形態は、カブリトナーを考慮したインダクタンスセンサの初期化の点で、第１の実施形態と異なる。したがって、以下の説明では、第１の実施形態と重複する符号をそのまま使用し、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９２】
第１の実施形態の図９でのＳ１０９で、図１１に示すような制御を実行する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、交流電流値測定回路１０４（図３、４参照）により検知した電流値が、環境センサ５０により検知した温度で流れる想定電流よりも大きい場合に、次のような制御を実行する。即ち、検知した電流値と想定電流との差分に応じて、インダクタンスセンサの初期設定を変更する。そして、インダクタンスセンサの設定を変更後の初期設定とする初期化を実行する。
【００９３】
図１１に示すように、まず、ＣＰＵ２０１は、検知した電流値と想定電流との差分が第１の所定電流値（例えば５０μＡ）以下であるか否かを判定する（Ｓ３０１）。そして、この差分が第１の所定電流値以下であれば、感光ドラム１１の表面に結露が生じている可能性が低いとして、インダクタンスセンサを初期設定のまま初期化する（Ｓ３０２）。なお、Ｓ３０１とＳ３０２とは、それぞれ図９のＳ１０８、Ｓ１０５に相当する。
【００９４】
次に、Ｓ３０１で、差分が第１の所定電流値よりも大きい場合、ＣＰＵ２０１は、差分が第２の所定電流値（例えば１００μＡ）未満であるか否かを判定する（Ｓ３０３）。差分が第１の所定電流値よりも大きく、第２の所定電流値未満であれば、トナーが所定量（例えば１重量％）消費されたとして、インダクタンスセンサの初期設定を所定のトナー濃度から所定量を差し引いた値（例えば７重量％）に変更する。また、インダクタンスセンサの信号値もこの変更とのトナー濃度に合わせて変更する。例えば、初期設定を、所定のトナー濃度を７重量％、所定の信号値を１０２に変更する。また、１．５重量％のトナーが消費されたとした場合、初期設定を、所定のトナー濃度を６．５重量％、所定の信号値を８９に変更する。そして、インダクタンスセンサの設定をこのような変更後の初期設定とする初期化を実行する（Ｓ３０４）。
【００９５】
一方、Ｓ３０３で、差分が第２の所定電流値以上であれば、エラーとし、ユーザに警告を発する（Ｓ３０５）。即ち、検知した電流値と想定電流との差分が大きすぎる場合、現像容器内のトナー濃度が低すぎる（例えば６．５重量％未満）と考えられるため、この状態でインダクタンスセンサの初期化を実行することは好ましくない。したがって、本実施形態では、エラー処理をするようにしている。
【００９６】
このような本実施形態の場合には、帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に流れる電流値が想定電流よりも大きい場合に、感光ドラム１１に結露が生じていると予測する。そして、その差分に応じて、インダクタンスセンサの初期設定を変更してから、インダクタンスセンサの初期化を行うようにしている。このため、感光ドラム１１の表面が結露していても、インダクタンスセンサの初期化を正確に行える。この結果、以降の画像形成で画像濃度を適切に制御できる。また、帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に流れる電流値から感光ドラム１１の表面が結露しているか否かを判断するため、ドラムカートリッジ内に温度センサを設ける必要はない。このため、装置のコストが高くなることを抑えられる。その他の構造及び作用は、上述の第１の実施形態と同様である。なお、本実施形態の場合、現像剤補給装置を省略することもできる。
【００９７】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図１２を用いて説明する。なお、本実施形態は、調整モードを実行するタイミング、及び、カブリトナーを考慮したインダクタンスセンサの初期化を行う前の動作の点で、第１の実施形態と異なる。したがって、以下の説明では、第１の実施形態と重複する符号をそのまま使用し、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９８】
本実施形態では、ＣＰＵ２０１は、交流電流測定回路１０４により検知した電流値が、環境センサ５０により検知した温度で流れる想定電流よりも大きい場合に、感光ドラム１１及び現像装置を停止した状態で所定時間待機する。なお、感光ドラム１１は停止せずに回転させて、クリーニング装置により表面の結露をとるようにしても良い。また、所定時間待機中に排気ファン３７を作動させれば、待機時間を短くできる。所定時間待機後は、帯電条件の調整モードを実行すると共に、インダクタンスセンサの設定を初期設定とする初期化を実行する。
【００９９】
図１２のＳ４０１では、第１の実施形態の図９のＳ１０１〜Ｓ１０６（Ｓ１０３を除く）と同様に、画像形成装置本体１０Ｂの温度及びその温度における感光ドラム１１と帯電ローラ１２との間に流れる想定電流を取得する。また、Ｓ４０２では、図９のＳ１０７と同様に、交流電流値測定回路１０４により電流値を検知する。そして、Ｓ４０３で、図９のＳ１０８と同様に、検知した電流値と想定電流との差分が所定の電流値（例えば５０μＡ）以下であるかを判定する。なお、本実施形態では、この段階で調整モードを実行していないため、実際の電流検知と想定電流での所定の電圧は、予め求めた値を使用する。例えば、画像形成装置本体１０Ｂとの温度に応じて所定の電圧を決めておくようにしても良い。
【０１００】
差分が所定の電流値よりも大きい場合には、現像装置の現像スリーブ及び感光ドラム１１の駆動を停止する（Ｓ４０４）。なお、この場合に、現像装置の現像スリーブ及びスクリュが同時に駆動される構成の場合、スクリュも停止するが、別駆動であれば、現像スリーブのみを駆動停止するようにしても良い。また、現像装置及び感光ドラムが停止状態であれば、その停止状態を維持する。この状態で所定時間（例えば５分）待機する（Ｓ４０５）。この所定時間は、感光ドラム１１の表面の結露がなくなる時間とする。このような時間は、予め実験などにより求めておく。なお、差分に基づいて、この所定時間を可変にしても良い。この場合も、予め実験などにより差分電流と感光ドラム１１の表面の結露がなくなるまでの時間との関係を求めておき、メモリ２０２に記憶しておく。
【０１０１】
何れにしても所定時間経過後、帯電条件の調整モードを実行する（Ｓ４０６）。そして、インダクタンスセンサを初期設定のまま（例えばトナー濃度が８重量％として）初期化する（Ｓ４０７）。なお、Ｓ４０６とＳ４０７とのタイミングは逆であっても良い。
【０１０２】
一方、Ｓ４０３で、差分が所定の電流値以下である場合には、感光ドラム１１の表面に結露が生じている可能性が低いとして、感光ドラム１１などを所定時間停止させることなく、調整モードを実行する（Ｓ４０６）。そして、インダクタンスセンサを初期設定のまま初期化する（Ｓ４０７）。
【０１０３】
このような本実施形態の場合には、帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に流れる電流値が想定電流よりも大きい場合に、感光ドラム１１に結露が生じていると予測する。そして、感光ドラム１１及び現像装置を所定時間停止してから、調整モードを実行すると共に、インダクタンスセンサの初期化を行うようにしている。このため、ドラムカートリッジを装着した時に感光ドラム１１の表面が結露していても、所定時間経過後に結露がなくなり、調整モードを実行してもカブリが生じることを抑制でき、インダクタンスセンサの初期化を正確に行える。この結果、以降の画像形成で画像濃度を適切に制御できる。また、帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に流れる電流値から感光ドラム１１の表面が結露しているか否かを判断するため、ドラムカートリッジ内に温度センサを設ける必要はない。このため、装置のコストが高くなることを抑えられる。その他の構造及び作用は、上述の第１の実施形態と同様である。なお、本実施形態の場合も、現像剤補給装置を省略することもできる。
【０１０４】
上述の第３の実施形態の場合、感光ドラムが結露している場合に、感光ドラムなどを所定時間停止させてから調整モードなどを実行するようにしている。但し、感光ドラムの表面温度が装置本体内の温度よりも高すぎる場合についても、同様に、感光ドラムなどを所定時間停止させてから調整モードなどを実行するようにしても良い。
【０１０５】
なお、上述の各実施形態においては、感光ドラムの清掃部材を有する系について述べたが、感光ドラムの清掃部材を有さない、いわゆるクリーナレスにおいても本発明は適用できる。クリーナレスにおいて、清掃部材の代わりに高圧を印加する帯電補助部材を有する場合、帯電や転写からの感光体ドラムへの放電の影響に応じて帯電補助部材の設定値を調整すればよい。また、上述の各実施形態は、適宜組み合わせて実施可能である。また、調整モードについても、その他の方法により帯電条件を設定しても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
１０Ａａ、１０Ａｂ、１０Ａｃ、１０Ａｄ・・・ドラムカートリッジ（カートリッジ）、１０Ｂ・・・画像形成装置本体、１１・・・感光ドラム（像担持体）、１２・・・帯電ローラ（帯電部材）、１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）・・・現像装置（現像手段）、１４ａ１、１４ｂ１、１４ｂ１、１４ｄ１・・・現像容器、１４ａ２、１４ｂ２、１４ｃ２、１４ｄ２・・・現像剤補給装置（トナー補給手段）、５０・・・環境センサ（温度検知手段）、１０４・・・交流電流値測定回路（電流検知手段）、２０１・・・ＣＰＵ（制御手段）
【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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