(57)【要約】【課題】再利用を目的として、劣化が見られる部品について最適なプロセス条件を設定する際に、プロセスカートリッジを構成している感光体や帯電部材などの劣化状態を正確に把握する事ができず、感光体や帯電部材１つ１つに最適なプロセス条件を設定する事ができない。【解決手段】非画像形成時である初期回転動作時において、印加バイアス電圧を印加した際に帯電ローラ２を介して感光体ドラム１に流れる電流の状態によって感光体ドラム１及び帯電ローラ２の劣化状態を判定し、双方の劣化状態に応じてプロセス条件を設定することで部品の劣化状態に応じて最適なプロセス条件を設定する事ができる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記帯電手段を介して前記電子写真感光体に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記電子写真感光体又は前記帯電手段に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記電流状態検知手段による電流状態の検知結果が前記電子写真感光体及び前記帯電手段の状態に応じて予め設定した第一の所定範囲である場合は、前記帯電手段と前記電子写真感光体の劣化状態が同等であると判定すること、及び、前記電流状態検知手段による電流状態の検知結果が前記電子写真感光体及び前記帯電手段の状態に応じて予め設定した第二の所定範囲である場合は、前記帯電手段が前記電子写真感光体よりも劣化している状態であると判定すること、及び、前記電流状態検知手段による電流状態の検知結果が前記電子写真感光体及び前記帯電手段の状態に応じて予め設定した第三の所定範囲である場合は、前記電子写真感光体が前記帯電手段よりも劣化している状態であると判定することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の画像形成装置
【請求項４】
前記電流状態検知手段による電流状態の検知結果が、前記第一の所定範囲、前記第二の所定範囲及び前記第三の所定範囲とは異なる第四の所定範囲である場合、前記制御部はエラーと判定する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】
前記制御部が、前記電流状態検知手段が検知した前記電子写真感光体の電流状態と、前記電流状態検知手段が検知した前記帯電手段の電流状態とを比較して前記電子写真感光体又は前記帯電手段の少なくとも一方の劣化状態を判定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記判定結果に応じて、前記帯電手段へ印加する印加バイアス値を変化させることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、前記帯電手段へ印加する印加バイアス値を変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記帯電手段を介して前記電子写真感光体に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、画像形成装置内の湿度を検知するための湿度検知手段と、前記絶対湿度検知手段が検知した湿度と前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記電子写真感光体及び前記帯電手段に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、画像形成装置内の湿度を検知するための湿度検知手段と、前記湿度検知手段が検知した湿度と前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御部が、前記電流状態検知手段による電流状態の検知結果が前記電子写真感光体及び前記帯電手段の状態に応じて予め設定した第一の所定範囲である場合は、前記帯電手段と前記電子写真感光体の劣化状態が同等であると判定すること、及び、前記電流状態検知手段による電流状態の検知結果が前記電子写真感光体及び前記帯電手段の状態に応じて予め設定した第二の所定範囲である場合は、前記帯電手段が前記電子写真感光体よりも劣化している状態であると判定すること、及び、前記電流状態検知手段による電流状態の検知結果が前記電子写真感光体及び前記帯電手段の状態に応じて予め設定した第三の所定範囲である場合は、前記電子写真感光体が前記帯電手段よりも劣化している状態であると判定することを特徴とする請求項８又は請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記湿度検知手段で検知した湿度を基に絶対湿度を算出する絶対湿度算出手段を有し、前記制御部が、前記絶対湿度算出手段が算出した絶対湿度に応じて、前記第一の所定範囲、前記第二の所定範囲及び前記第三の所定範囲のうち少なくとも１つの範囲を変更することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記電流状態検知手段による電流状態の検知結果が、前記第一の所定範囲、前記第二の所定範囲及び前記第三の所定範囲とは異なる第四の所定範囲である場合は、前記制御部はエラーと判定することを特徴とする請求項１０又は請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御部が、前記電流状態検知手段が検知した前記電子写真感光体の電流状態と、前記電流状態検知手段が検知した前記帯電手段の電流状態とを比較して前記電子写真感光体又は前記帯電手段の少なくとも一方の劣化状態を判定することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記判定結果に応じて、前記制御部が前記帯電手段へ印加する印加バイアス値を変化させることを特徴とする請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記電流状態検知手段による電流状態の検知結果に応じて、前記制御部が前記帯電手段へ印加する印加バイアス値を変化させることを特徴とする請求項８乃至請求項１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記画像形成装置は、前記電子写真感光体と前記帯電手段とを少なくとも備えるプロセスカートリッジを有する画像形成装置であって、前記プロセスカートリッジが、着脱可能に画像形成装置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか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、電子写真方式による画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、ファックス機等に用いられる画像形成装置は、一様に帯電させた電子写真感光体に画像情報に応じて選択的な露光をして潜像を形成する。そして、この潜像をトナーで顕像化して、このトナー像を記録媒体に転写することにより画像記録を行う。このような装置にあっては、前記電子写真感光体、及びこの電子写真感光体に作用する帯電部、クリーニング部等のプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを装置本体に着脱自在とする方式が採用される。この方式によれば、カートリッジに収容された感光体ドラムが寿命に達した場合に、ユーザがカートリッジを交換することで容易にメンテナンスを行うことが可能となっている。
【０００３】
しかし近年、環境保護などの観点から、このようなカートリッジのリサイクルが進められているが、その多くは、新品と同等の品質を維持できる部品のみを選別して再利用することで画像形成装置全体としての画像品質を保証するものであって、使用により性能が劣化する部品についての再利用は進んでいない。これは、性能が劣化した部品を再利用した場合において、画像不具合が発生することのないように、各部品の使用状況に応じた対策を適宜施す必要があるが、部品ごとのリサイクル履歴に関する情報を正確に識別する手段がないために、適切な対策を施すことができないという問題があるからである。
【０００４】
この問題を解決すべく、装置本体と装置本体に着脱自在に設けられたプロセスカートリッジと、を備える画像形成装置においては、プロセスカートリッジを構成する部品について、再利用回数等のリサイクル履歴情報をメモリ素子等からなる情報記録媒体に記録し、この情報記録媒体をプロセスカートリッジの外側表面に配設する方法が用いられる（特許文献１参照）。この場合、画像形成時において、読み取り手段によって情報記録媒体内のリサイクル記録情報を読み取り、読み取った再利用回数に応じて現像バイアス条件を最適な値に制御することで、画像形成装置全体としての画像品質を新品同等のものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１２０２４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、特許文献１の提案によると、再利用回数などのリサイクル履歴情報から性能の劣化が見られる部品について、最適な現像バイアス条件を設定することによって、その再利用を図ることが可能となっている。
【０００７】
しかし、特許文献１の画像形成装置では、プロセスカートリッジが使用される環境や条件によっては、同じ再利用回数でも部品における劣化が少ない場合や劣化が進んでいる場合があり、その場合に再利用回数に基づいて判定した部品の劣化状態に応じてプロセス条件を設定してしまうと、再利用回数に基づいて判定した部品の劣化状態と異なる劣化状態の部品において、感光体ドラムの短寿命化や帯電不良などの不具合リスクを高めてしまう可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を鑑みてなされたものであり、プロセスカートリッジを構成する各部品において、各部品の状態に応じて最適なプロセス条件を設定可能な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】
【０００９】
上述の目的を達成する為の本発明に係る画像形成装置は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記帯電手段を介して前記電子写真感光体に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有するものである。
【００１０】
さらに、本発明に係る他の画像形成装置は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記電子写真感光体又は前記帯電手段に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有するものである。
【００１１】
さらに、本発明に係る他の画像形成装置は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記帯電手段を介して前記電子写真感光体に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、画像形成装置内の湿度を検知するための湿度検知手段と、前記絶対湿度検知手段が検知した湿度と前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有するものである。
【００１２】
さらに、本発明に係る他の画像形成装置は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させるための帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加するための電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって電圧を印加した際に前記電子写真感光体及び前記帯電手段に流れる電流状態を検知するための電流状態検知手段と、画像形成装置内の湿度を検知するための湿度検知手段と、前記湿度検知手段が検知した湿度と前記電流状態検知手段の検知結果に応じて、プロセス条件を設定する制御部と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る画像形成装置によれば、プロセスカートリッジを構成する各部品の状態に応じて画像形成装置のプロセス条件を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プロセスカートリッジ周辺の概略構成図
【図２】感光体の層構成図
【図３】帯電バイアス印加系のブロック回路図
【図４】第一実施形態での印加電圧と交流電流量の関係
【図５】第一実施形態の制御を示すフローチャート
【図６】第一実施形態における検知電流値毎の部品状態判定表
【図７】環境毎の印加電圧と交流電流量の図
【図８】第二実施形態の制御を示すフローチャート
【図９】図８におけるフローＢを示すフローチャート
【図１０】第二実施形態における絶対湿度が絶対水分量基準値以上である場合の検知電流値毎の部品状態判定表
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１６】
（第一実施形態〉
図１は本実施形態における画像形成装置に着脱可能に設けられたプロセスカートリッジ周辺の概略構成図である。ここで、プロセスカートリッジとは、カートリッジ枠体内に電子写真感光体と前記電子写真感光体に作用するプロセス手段とを一体に有するものであり、ユーザによって画像形成装置に取り外し可能に装着されるものをいう。また、プロセス手段とは、電子写真感光体を帯電させる帯電手段（例えば、帯電ローラ、帯電ブラシ、コロナ帯電器等）、現像剤を用いて電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段（例えば、現像ローラ、現像ブラシ等）、及び、電子写真感光体から現像剤像が記録媒体に転写された後に、前記電子写真感光体に残留する現像剤を除去するクリーニング手段（例えば、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等）等を有するものを含む。
【００１７】
なお、プロセスカートリッジとは、前記電子写真感光体と前記プロセス手段のうち少なくとも一つを有するものも含まれる。また、記録媒体とは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、紙、シート、ＯＨＰシート、布等が含まれる。
【００１８】
本実施形態における画像形成装置は、転写方式電子写真プロセス、接触帯電方式、反転現像方式を用いており、画像形成のプロセススピード及び画像形成の画素密度を変更可能なレーザビーム画像形成装置である。
【００１９】
図１に示す１は回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムという。）である。感光体ドラム１は負帯電性のＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）と呼ばれる有機光導電体で、通常画像形成時には中心支軸を中心に矢印で示す反時計方向に回転駆動される。
【００２０】
図２は、図１の感光体ドラム１の層構成図を示している。感光体ドラム１は、中心から順にアルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）１ａの表面に、光の干渉を抑えるとともに上層の接着性を向上させる下引き層１ｂと、光電荷発生層１ｃと、表面抵抗値が１０１５Ω・ｃｍ程度の電荷輸送層１ｄの３層を塗り重ねた構成をしている。
【００２１】
図１に示す２は感光体ドラム１の周面を一様に帯電処理する帯電手段としての接触帯電装置（接触帯電器）であり、本実施形態においては帯電ローラ（ローラ帯電器）を用いる。
【００２２】
この帯電ロ一ラ２は、芯金（支持部材）２ａの両端部をそれぞれ不図示の軸受け部材により回転自在に保持されるとともに、押圧ばね２ｅによって感光体ドラム１方向に付勢して感光体ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されており、感光体ドラム１の回転に従動して回転する。帯電ローラ２の感光体ドラム１に対する圧接位置が帯電位置（帯電ニップ位置）ａである。
【００２３】
帯電ローラ２の芯金２ａには電源Ｓ１より所定の条件の帯電バイアス電圧（印加バイアス電圧）が印加されることにより感光体ドラム１の周面が負極性になるように一様に接触帯電処理される。帯電ローラ２の構成については後述する。
【００２４】
図１に示す３は帯電処理された感光体ドラム１に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光装置であり、本実施形態においては半導体レーザ使用のレーザビームスキャナである。
【００２５】
露光装置３は、不図示の画像読み取り装置から画像形成装置側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して感光体ドラム１の一様帯電処理面を露光位置ｂにおいてレーザ走査露光Ｌ（イメージ走査露光）を行う。このレーザ走査露光Ｌによって感光体ドラム１面のレーザ光で照射されたところの電位が低下する。これにより、感光体ドラム１には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【００２６】
図１に示す４は感光体ドラム１上の静電潜像に現像剤（トナー）を供給し、静電潜像を可視化する現像手段であって、本実施形態においてはジャンピング現像装置（現像器）を用いている。感光体ドラム１面に形成された静電潜像はこの現像装置４により負に帯電した一成分磁性トナー（ネガトナー）で反転現像される。
【００２７】
現像装置４において、４ａは現像容器、４ｂは非磁性の現像スリーブであり、この現像スリーブ４ｂはその外周面の一部を現像容器４ａの外部に露呈させるように、現像容器４ａにおいて回転可能に配設してある。４ｃは現像スリーブ４ｂ内に非回転に固定して挿設したマグネットローラで、４ｄは現像剤コーティングブレード、４ｅは現像容器４ａに収容した現像剤としての一成分磁性トナー、Ｓ２は現像スリーブ４ｂに対する現像バイアス印加電源である。
【００２８】
矢印で示す反時計方向に回転する現像スリーブ４ｂの面に薄層としてコーティングされ、現像位置ｃに搬送された一成分磁性トナーが、現像バイアスによる電界によって感光体ドラム１に、静電潜像に対応して選択的に付着することで、静電潜像がトナー画像として現像される。本実施形態においては感光体ドラム１の露光明部（露光された部分）にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。
【００２９】
感光体ドラム１に付着せずに現像位置ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は、現像スリーブ４ｂの回転に伴って現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。
【００３０】
５は転写装置であり、本実施形態においては転写ローラを用いる。この転写ローラ５は感光体ドラム１に所定の押圧力をもって圧接されており、その圧接ニップ位置が転写位置ｄである。この転写位置ｄに、不図示の給紙機構部から記録媒体Ｐが給送される。
【００３１】
転写位置ｄに給送された記録媒体Ｐは回転する感光体ドラム１と転写ローラ５の間に挟持されて搬送され、その間、転写ローラ５に転写バイアス印加電源Ｓ３からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアスが印加されることで、転写位置ｄを挟持搬送されていく記録媒体Ｐの面に感光体ドラム１に現像されたトナー画像が静電転写されていく。
【００３２】
転写位置ｄを通ってトナー画像の転写を受けた記録媒体Ｐは感光体ドラム１から分離されて定着装置６（例えば熱ローラ定着装置、定着器）へ搬送されてトナー画像の定着処理を受け、画像形成物（プリント、コピー）として出力される。
【００３３】
７はクリーニング手段としてのクリーニング装置であり、記録媒体Ｐに対するトナー画像転写後の感光体ドラム１面にクリーニングブレード７ａを当接させて転写残トナーの除去を行う。ｅはクリーニングブレード７ａの感光体ドラム１との当接部である。
【００３４】
次に、本実施形態における画像形成装置の動作シーケンスについて説明する。主なシーケンスとしては、初期回転動作（前多回転工程）、印字準備回転動作（前回転工程）、印字工程、転写工程、紙間工程、後回転動作がある。
【００３５】
まず初期回転動作（前多回転工程）について説明する。初期回転動作（前多回転工程）とは、画像形成装置の起動時の始動動作期間（起動動作期間、ウォーミング期間）であり、電源スイッチをオンすることにより、感光体ドラム１を回転駆動させ、定着装置の所定温度への立ち上げ等の所定のプロセス機器の準備動作を行う。この初期回転動作期間において、感光体ドラム１及び帯電ローラ２の状態を検知する。状態を検知する方法については後述する。
【００３６】
次に、印字準備回転動作（前回転工程）について説明する。印字準備回転動作（前回転工程）とは、プリント信号が入力されてから実際に画像形成（印字）工程動作がなされるまでの間の画像形成前の準備回転動作期間であり、初期回転動作中にプリント信号が入力されたときには初期回転動作に引き続いて実行される。
【００３７】
プリント信号の入力がないときには初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて感光体ドラム１の回転駆動が停止し、画像形成装置はプリント信号が入力されるまでスタンバイ（待機）状態に保たれる。プリント信号が入力されると印字準備回転動作が実行される。
【００３８】
次に、印字工程（画像形成工程、作像工程）について説明する。印字工程とは、所定の印字準備回転動作が終了すると、感光体ドラム１に対する帯電工程を含む作像プロセスが実行され、感光体ドラム１に形成されたトナー画像が記録媒体Ｐに転写される転写工程が行われ、定着装置によるトナー画像の定着処理がなされて画像形成物がプリントアウトされる工程である。連続印字（連続プリント）モードの場合は上記の印字工程が所定の設定プリント枚数ｎ枚分繰り返して実行される。
【００３９】
次に、紙間工程について説明する。紙間工程とは、連続印字モードにおいて、記録媒体Ｐの後端部が転写位置ｄを通過した後、次の記録媒体Ｐ’の先端部が転写位置ｄに到達するまでの間の転写位置における記録紙の非通紙状態期間である。
【００４０】
次に、後回転動作について説明する。後回転動作は、最後の記録媒体Ｐの印字工程が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動を継続させて感光体ドラム１を回転駆動させる期間である。
【００４１】
所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光体ドラム１の回転駆動が停止され、画像形成装置は次のプリントスタ−ト信号が入力されるまでスタンバイ状態に保たれる。１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、画像形成装置は後回転動作を経てスタンバイ状態になる。スタンバイ状態において、プリントスタート信号が入力されると、画像形成装置は前回転工程に移行する。
【００４２】
これらの工程について、印字工程時は画像形成時の工程であり、初期回転動作、印字準備回転動作、紙間工程、後回転動作は非画像形成時の工程である。
【００４３】
次に、帯電ローラ２について図１を用いて詳細に説明する。接触帯電部材としての帯電ローラ２は、図１に示すように、芯金２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄを下から順次に積層した３層構成である。下層２ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中間層２ｃは帯電ローラ２全体として均一な抵抗を得るための導電層であり、表層２ｄは感光体ドラム１上にピンホール等の欠陥によるリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
【００４４】
図３は帯電ローラ２に対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。帯電ローラ２に対する電圧印加手段である帯電バイアス印加電源Ｓ１は、直流（ＤＣ）電源と交流（ＡＣ）電源を有しており、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重畳電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加されることで、回転する感光体ドラム１が所定の電位に帯電処理される。
【００４５】
１３は制御回路であり、電源Ｓ１のＤＣ電源１１とＡＣ電源１２をオンオフ制御して帯電ローラ２に直流電圧と交流電圧の両方を重畳した重畳電圧を印加するように制御する機能と、ＤＣ電源１１から帯電ローラ２に印加する直流電圧値とＡＣ電源１２から帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する機能を有している。
【００４６】
１４は帯電ローラ２を介して感光体ドラム１に流れる交流電流実効値Ｘを測定する手段としての交流電流値測定回路である。この交流電流値測定回路１４から制御回路１３に、測定された交流電流値情報を出力する。
【００４７】
１５は画像形成装置が設置されている環境を検知する手段としての環境センサ（温度センサと湿度センサ）である。この環境センサ１５は制御回路１３に、検知した環境情報を出力する。
【００４８】
そして、制御回路１３は交流電流値測定回路１４から出力された交流電流値情報と、環境センサ１５から出力された環境情報から、印字工程内の帯電工程における帯電ローラ２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値を求める。
【００４９】
次に、印字時に帯電ローラ２に印加する交流電圧の制御方法について説明する。本実施形態では、帯電部材に印加する交流電圧を制御することで流れる交流電流値を制御するＡＣ定電流制御方式を採用している。
【００５０】
ＡＣ定電流制御方式によれば、材料の抵抗が上昇するＬ・Ｌ環境（低温低湿度環境）では交流電圧のピーク間電圧値を上げ、逆に材料の抵抗が下降するＨ・Ｈ環境（高温高湿度環境）ではピーク間電圧値を下げることができるため、印加する交流電圧を常に一定となるように制御するＡＣ定電圧制御方式に比べて放電の増減を抑制することが可能である。
【００５１】
ここで、帯電ローラ２は感光体ドラム１面に必ずしも接触している必要はなく、帯電ローラ２と感光体ドラム１との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数１０μｍの空隙（間隙）が存在している状態で非接触に近接配置されていてもよく（近接帯電）、本実施形態においてはこの近接帯電の場合も接触帯電の範疇とする。
【００５２】
次に、感光体ドラム１と帯電ローラ２の状態検知について説明する。
【００５３】
図４は絶対湿度が６．０の場合に印加電圧に対して帯電ローラ２を介して感光体ドラム１に流れ込む電流量の推移を示した図であり、Ｚ１は帯電ローラ２が感光体ドラム１よりも新品に近い状態である領域、Ｚ２は感光体ドラム１と帯電ローラ２の劣化具合が同等である領域、Ｚ３は感光体ドラム１が帯電ローラ２よりも新品に近い状態である領域を示している。図５のように印加電圧と電流量の関係が推移する理由と、それに対する印加バイアス電圧の制御について説明する。
【００５４】
感光体ドラム１単体の特性として稼働回数が進むと電荷輸送層１ｄが消耗され厚みが薄くなる。静電容量は、層の表面積が広く、厚さが薄いほど静電容量が増加するので、感光体ドラム１自体の静電容量が増大する。
【００５５】
また、帯電ローラ２単体の特性としては稼働回数が進むと、帯電ローラ２の表層２ｄにトナーに含まれる高抵抗物質である外添剤が付着することによって表面抵抗が上昇する。
【００５６】
これらの特性を基に、感光体ドラム１と帯電ローラ２がともに同等の劣化具合の場合、感光体ドラム１より帯電ローラ２の方が劣化している場合、帯電ローラ２より感光体ドラム１の方が劣化している場合、感光体ユニットに異常が発生している場合の４パターンについて具体的に説明する。
【００５７】
まず、感光体ドラム１と帯電ローラ２がともに同等の劣化具合の場合、通常時の最適印加バイアス電圧を印加するように制御を行う。
【００５８】
次に、感光体ドラム１よりも帯電ローラ２の方が劣化している状態である場合を説明する。この場合は、新品に近い状態で、表層２ｄが厚いため、静電容量が小さく、電流の流れ難い状態となっている感光体ドラム１と、外添剤汚れによる表面抵抗の上昇が発生して電流が流れ難い状態となっている帯電ローラ２が組み合わさった状態となる。この状態では、感光体ドラム１と帯電ローラ２がともに同等の劣化具合である場合よりも、印加電圧に対して帯電ローラ２を介して感光体ドラム１に流れる電流量が減少し、帯電不良等の不良画像を出さない為の必要電流量が増加するため、通常よりも高い印加バイアス電圧を印加する必要がある。
【００５９】
次に、帯電ローラ２よりも感光体ドラム１の方が劣化している状態である場合を説明する。この場合は、表層２ｄの薄膜化が進み、静電容量が増加したことで電流が流れ易い状態となっている感光体ドラム１と、外添剤汚れによる抵抗上昇が未発生であり、同じく電流が流れ易い状態となっている帯電ローラ２が組み合わさった状態となる。この状態では、感光体ドラム１と帯電ローラ２がともに同等の劣化具合である場合よりも、印加電圧に対して帯電ローラ２を介して感光体ドラム１に流れる電流値が増加し、帯電不良等の不良画像を出さない為の必要電流量が低下するため、通常よりも低い印加バイアス電圧を印加する必要がある。
【００６０】
次に、感光体ユニットに異常が発生している場合を説明する。任意の印加電圧に対し帯電ローラ２を介して感光体ドラム１に流れる電流量が、想定される範囲外の場合は、感光体ユニットとしての全体の抵抗や容量が高すぎるといった異常、もしくは全体の抵抗や容量が低すぎるといった異常が考えられる。
【００６１】
感光体ユニットの全体抵抗もしくは容量が想定外に高く検出される状態というのは、感光体ユニットの設置ミスや、そもそも未設置の場合等が挙げられる。もし、感光体ユニットが未設置のまま印字動作を開始してしまうと、本来感光体ユニットに付着すべきトナーが機内に飛散する等、故障を引き起こす原因となる。また、感光体ユニットの全体抵抗もしくは容量が想定外に低く検出される状態というのは、感光体ユニットの設置ミスに加え、異常な部品組み状態等が挙げられる。この場合、電流が異常に流れやすくなってしまい、場合によっては本体への電流リークなど本体故障を引き起こす原因となる。
【００６２】
上記のような場合が考えられるため、任意の印加バイアス電圧に対し帯電部材を介して感光体に流れる電流量が、想定される範囲外の場合には異常があると判定し、エラー表示を出して印字不可状態に移行するなどして故障を防ぐ必要がある。
【００６３】
本実施形態においては、初期回転動作期間において制御部１３で感光体ドラム１及び帯電ローラ２の状態を検知して、その状態に応じて印加バイアスの制御を変更する。また、本実施形態における印加バイアス電圧とは、直流電圧に周波数ｆの交流電圧を重畳した重畳電圧である。
【００６４】
図５は図３に示した本実施形態における制御回路１３の動作を示すフローチャートであり、図６は、絶対湿度Ｈが６．０の環境で検出した交流電流値による判定表と図５のフローチャートの記号に相当する電流値の表である。図５のフローチャートにおいて、初期回転動作が開始された後に印加バイアス電圧の制御を開始する。
【００６５】
Ｓ１０１において、帯電ローラ２に所定の直流電圧と交流電圧の両方を重畳した重畳電圧（本実施形態では１．０ｋＶ）を印加した時に帯電ローラ２を介して感光体ドラム１に流れる交流電流実効値Ｘを図３に示す交流電流値測定回路１４で測定する。
【００６６】
Ｓ１０２において、Ｓ１０１で測定した交流電流実効値Ｘが８３０μＡ≧Ｘ＞６７５μＡの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であれば、Ｓ１０３で感光体ドラム１と帯電ローラ２がともに同等の劣化状態であると判定し、Ｓ１０４で、図３に示す帯電バイアス印加電源Ｓ１がこの場合の最適印加バイアス電圧である１．６ｋＶを印加する。
【００６７】
Ｓ１０２で、８３０μＡ≧Ｘ＞６７５μＡの範囲内でなければ、Ｓ１０５において、交流電流実効値Ｘが９９０μＡ≧Ｘ＞８３０μＡの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であればＳ１０６で帯電ローラ２よりも感光体ドラム１が劣化している状態であると判定する。
【００６８】
この場合は、交流電流実効値Ｘが増加傾向にあり、帯電不良などの不良画像を出さないために必要な電流量が少なくなるため、Ｓ１０７で、感光体ドラム１と帯電ローラ２がともに同等の劣化状態である場合の印加バイアス電圧よりも低い１．５５ｋＶの印加バイアス電圧を図３に示す帯電バイアス印加電源Ｓ１が印加するように制御を行う。
【００６９】
Ｓ１０５で、９９０μＡ≧Ｘ＞８３０μＡの範囲内でなければ、Ｓ１０８において、交流電流実効値Ｘが６７５μＡ≧Ｘ＞５４０μＡの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であればＳ１０９で感光体ドラム１よりも帯電ローラ２が劣化している状態であると判定する。
【００７０】
この場合は、交流電流実効値Ｘが減少傾向にあり、帯電不良などの不良画像を出さないために必要な電流量が増加するため、Ｓ１１０で、感光体ドラム１と帯電ローラ２がともに同等の劣化状態である場合の印加バイアス電圧よりも高い１．６５ｋＶの印加バイアス電圧を図３に示す帯電バイアス印加電源Ｓ１が印加するように制御を行う。
【００７１】
Ｓ１０８で、交流電流実効値Ｘが６７５μＡ≧Ｘ＞５４０μＡの範囲外であれば、Ｓ１１１で感光体ユニットに異常があると判定し、Ｓ１１２で、図３に示す表示装置１６にエラー表示を行う。
【００７２】
上記のように、帯電ローラ２から感光体ドラム１に流れ込む電流を検知することで、部品の状態を判定してその状態に応じた最適なプロセス条件を設定する事ができる。
【００７３】
（第二実施形態）
本実施形態では初期回転動作期間において制御部１３で感光体ユニットもしくはその一部である感光体ドラム１及び帯電ローラ２の状態を検知し、その状態に加えて図３に示す環境センサ１５による環境検知結果を考慮して、印加バイアス電圧の制御を変更するフローを切り替える。
【００７４】
図７は絶対湿度Ｈが異なる場合の印加バイアス電圧に対して帯電ローラ２を介して感光体ドラム１に流れ込む電流量の推移を示した図である。図７（ａ）は第一実施形態で説明した絶対湿度Ｈが６．０の場合の電流量の推移で、図７（ｂ）は絶対湿度Ｈが１３．０の場合の電流量の推移を表しており、第一実施形態と同様に、Ｚ１は帯電ローラ２が感光体ドラム１よりも新品に近い状態である領域、Ｚ２は感光体ドラム１と帯電ローラ２の劣化具合が同等である領域、Ｚ３は感光体ドラム１が帯電ローラ２よりも新品に近い状態である領域を示している。
【００７５】
帯電ローラ２は温湿度状態や耐久状態に合わせて抵抗値が変動するため、図７のように印加電圧に対する電流量のカーブが変動する。本実施形態では、図３に示す環境センサ１５によって検出した温湿度データを用いて制御回路１３で絶対湿度を算出し、その結果に応じて印加バイアス電圧の制御を変更するフローを切り替える。また、本実施形態における印加バイアス電圧とは、第一実施形態と同様に、直流電圧に周波数ｆの交流電圧を重畳した重畳電圧である。
【００７６】
図８は本実施形態における制御回路１３の動作を示すフローチャートで、図９は図８のフローチャートにおけるフローＢのフローチャート、図１０は、絶対湿度Ｈが１３．０の場合の検知電流値による判定表と図９のフローチャートの記号に相当する電流値の表である。図８のフローチャートにおいて、初期回転動作が開始された後に印加バイアス電圧の制御を開始する。
【００７７】
まず、Ｓ２０１において、環境センサ１５と制御回路１３によって導かれた絶対湿度Ｈと、帯電ローラ２の特性によって定められる絶対水分量基準値Ｔとを比較する。
【００７８】
ここで、絶対湿度Ｈが絶対水分量基準値Ｔ以下であれば、通常時の制御フローＡ（第一実施形態で説明した制御フローのＳ１０１からＳ１１２）に従って制御を行う。
【００７９】
Ｓ２０１において、絶対湿度Ｈが絶対水分量基準値Ｔを超えている場合は、図９に示す制御フローＢに移行し、Ｓ３０１において、帯電ローラ２に、所定の直流電圧と交流電圧の両方を重畳した重畳電圧（本実施形態では１．０ｋＶ）を印加した際に、その時の帯電ローラ２を介して感光体ドラム１に流れる交流電流値Ｘを図３に示す交流電流値測定回路１４で測定する。
【００８０】
Ｓ３０２において、Ｓ３０１で測定した交流電流値Ｘが９２０μＡ≧Ｘ＞７５０μＡの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であれば、Ｓ３０３で感光体ドラム１と帯電ローラ２がともに同等の劣化状態であると判定し、Ｓ３０４で図３に示す帯電バイアス印加電源Ｓ１がこの場合の最適印加バイアス電圧である１．５５ｋＶを印加する。
【００８１】
Ｓ３０２で、９２０μＡ≧Ｘ＞７５０μＡの範囲内でなければ、Ｓ３０５において、交流電流値Ｘが１１００μＡ≧Ｘ＞９２０μＡの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であればＳ３０６で帯電ローラ２よりも感光体ドラム１が劣化している状態であると判定する。この場合は、交流電流値Ｘが増加傾向にあるので、Ｓ３０７で、感光体ドラム１と帯電ローラ２がともに同等の劣化状態である場合の印加バイアス電圧よりも低い１．５ｋＶの最適印加バイアス電圧を図３に示す帯電バイアス印加電源Ｓ１が印加するように制御を行う。
【００８２】
Ｓ３０５で、１１００μＡ≧Ｘ≧９２０μＡの範囲内でなければ、Ｓ３０８において、交流電流値Ｘが７５０μＡ≧Ｘ＞６００μＡの範囲内であるかどうかを判定する。範囲内であればＳ３０９で感光体ドラム１よりも帯電ローラ２が劣化している状態であると判定する。この場合は、交流電流値Ｘが減少傾向にあるので、Ｓ３１０で感光体ドラム１と帯電ローラ２がともに同等の劣化状態である場合の印加バイアス電圧よりも高い１．６ｋＶの最適印加バイアス電圧を図３に示す帯電バイアス印加電源Ｓ１が印加するように制御を行う。
【００８３】
Ｓ３０８で、交流電流値Ｘが７５０μＡ≧Ｘ＞６００μＡの範囲外であれば、Ｓ３１１で感光体ユニットに異常があると判定し、Ｓ３１２で図３に示す表示装置１６にエラー表示を行う。
【００８４】
上記のように、絶対水分量や絶対湿度に応じて、帯電ローラを通じて感光体ドラムに流れ込む交流電流値に対する閾値を変更することで、部品の状態に応じて最適なプロセス条件を設定することができる。
【００８５】
（その他の実施形態）
上述した実施形態においては、少なくとも感光体と帯電部材を一体に備えた画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを有する画像形成装置について説明したが、これに限らず、画像形成装置本体において感光体や帯電部材などのプロセス手段が装置本体に設けられている構成であっても、本発明を適用する事ができる。
【００８６】
また、上述した実施形態においては、帯電部材を介して感光体に流れる電流の状態を検知することで感光体及び帯電部材の状態を判定する構成としているが、単色画像形成ばかりでなく、感光体と帯電部材との間に転写ドラムや転写ベルトなどの中間転写体を用いて、多重転写等により多色画像を形成する画像形成装置であっても、帯電部材を介して感光体に流れる電流の状態を検知することで感光体及び帯電部材の状態を判定する事ができる構成又は感光体と帯電部材それぞれに流れる電流の状態を検知することで感光体及び帯電部材の状態を判定する事ができる構成であれば本発明を適用する事ができる。
【００８７】
また、上述した実施形態においては、画像形成装置の非画像形成時である初期回転動作時において適用したが、これに限らず、他の非画像形成時、すなわち印字準備回転動作期間、紙間工程時、後回転工程時において適用することもできる。
【００８８】
また、上述した実施形態においては、感光体ドラム１は表面抵抗値が１０１５Ω・ｃｍ程度の電荷輸送層を設けたものを使用したが、これに限らず、表面抵抗が１０9 Ω・ｃｍから１０15Ω・ｃｍ程度の範囲の電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであってもよい。電荷注入層を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層が上記の抵抗範囲にある場合も同等の効果がえられる。例えば、表層の体積抵抗値が約１０13Ω・ｃｍ程度であるアモルファスシリコン感光体でもよい。
【００８９】
また、可撓性を有する帯電部材としては、上述した実施形態で用いた帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。
【００９０】
また、上述した実施形態においては、帯電部材を介して感光体に流れる電流状態を検知し、その検知結果に応じてプロセス条件として印加バイアス電圧を変更する構成としたが、これに限らず、プロセス条件として記録媒体を搬送する際のプロセススピードなどを変更する構成としてもよい。
【００９１】
また、像担持体としての感光体の帯電面に対する情報書き込み手段としての像露光手段は、実施形態のレーザ走査手段以外にも、例えば、ＬＥＤのような固体発光素子アレイを用いたデジタル露光手段であってもよい。ハロゲンランプや蛍光灯等を原稿照明光源とするアナログ的な画像露光手段であってもよい。すなわち、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであればよい。
【００９２】
また、静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。
一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性トナーについてはブレード等で非磁性トナーをスリーブ等の現像剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについてはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコーティングして搬送し、像担持体に対して非接触状態で適用して静電潜像を現像する方法（１成分非接触現像）と、上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングしたトナーを像担持体に対して接触状態で適用し、静電潜像を現像する方法（１成分接触現像）と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤（２成分現像剤）として用いて磁気力によって搬送し、像担持体に対して接触状態で適用して静電潜像を現像する方法（２成分接触現像）と、上記の２成分現像剤を像担持体に対して非接触状態で適用し、静電潜像を現像する方法（２成分非接触現像）との４種顛に大別される。
【００９３】
また、転写手段は実施形態のローラ転写に限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式でもよい。
【００９４】
また、実施形態においては、帯電部材を介して感光体に流れる電流状態を検知して、感光体と帯電部材の状態検知を行ったが、これに限らず、感光体と帯電部材それぞれに流れる電流の状態を検知し、その検知結果を基に比較するなどして感光体と帯電部材の状態を判定し、プロセス条件を変更する構成としてもよい。
【００９５】
また、上述した実施形態における印加バイアス電圧には、直流電圧に周波数ｆの交流電圧を重畳した重畳電圧を用いたが、これに限らず、周波数の異なる交流電圧を直流電圧に重畳した重畳電圧を用いても良い。さらには、直流電圧のみを印加バイアス電圧として印加しても良いし、交流電圧のみを印加バイアス電圧として印加する構成としても良い。
【符号の説明】
【００９６】
１・・・感光体ドラム
２・・・帯電ローラ
Ｓ１・・・帯電バイアス印加電源
１３・・・制御回路
１４・・・交流電流値測定回路
【図１】
2016157074.tif 000003
【図２】
2016157074.tif 000004
【図３】
2016157074.tif 000005
【図４】
2016157074.tif 000006
【図５】
2016157074.tif 000007
【図６】
2016157074.tif 000008
【図７】
2016157074.tif 000009
【図８】
2016157074.tif 000010
【図９】
2016157074.tif 000011
【図１０】
2016157074.tif 000012