(57)【要約】【課題】現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出する。【解決手段】像保持体２２は、円筒状の導電性支持体９６と、この導電性支持体９６の外面を覆う感光層９８とを有する。感光層９８は、電荷発生層１００、電荷輸送層（ＣＴ層）１０２及び保護層（ＯＣ層）１０４から構成される。制御ユニット６６は、プログラムとして構成された補正部９０、電荷量検出部９２及び層厚算出部９４を含む。補正部９０は、直流電流検出部８６が検出した現在の直流電流を、メモリ７６が直近の所定期間内に記憶した直流電流、交流電流検出部８８が検出した交流電流、像保持体２２の回転速度（プロセススピード）、及び後述する層厚算出部９４の算出結果に応じて補正する。例えば補正部９０は、直流電流検出部８６が検出した直流電流Ｉｄｃを時間の経過に応じて変化する補正項を用いて補正する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被覆層により被覆され、回転する像保持体と、この像保持体に接触又は近接して該像保持体を帯電させる帯電部材と、この帯電部材に対し、交流電圧と直流電圧とを重畳させた電圧を印加する給電手段と、前記帯電部材に流れる直流電流を検出する直流電流検出手段と、この直流電流検出手段が所定期間に検出した直流電流を記憶する記憶手段と、前記直流電流検出手段が検出した現在の直流電流を、前記記憶手段が直近の所定期間内に記憶した直流電流に基づいて補正する補正手段とを有する画像形成装置。
【請求項２】
前記像保持体の周囲の温度及び湿度の少なくともいずれかを環境条件として検出する環境条件検出手段をさらに有し、前記補正手段は、前記環境条件検出手段の検出結果に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記像保持体の回転速度に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電部材に流れる交流電流を検出する交流電流検出手段をさらに有し、前記補正手段は、前記交流電流検出手段が検出した交流電流に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像保持体の帯電電荷量を検出する電荷量検出手段と、この電荷量検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の被覆層の層厚を算出する層厚算出手段とをさらに有する請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記層厚算出手段の算出結果に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項５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ものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、像担持体の膜厚に応じた電流量を検知して記憶し、環境条件の変化などの時間推移に基づいて検知結果を補正してプロセス設定条件を制御する画像形成装置を開示する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３４０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出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】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明は、複数の被覆層により被覆され、回転する像保持体と、この像保持体に接触又は近接して該像保持体を帯電させる帯電部材と、この帯電部材に対し、交流電圧と直流電圧とを重畳させた電圧を印加する給電手段と、前記帯電部材に流れる直流電流を検出する直流電流検出手段と、この直流電流検出手段が所定期間に検出した直流電流を記憶する記憶手段と、前記直流電流検出手段が検出した現在の直流電流を、前記記憶手段が直近の所定期間内に記憶した直流電流に基づいて補正する補正手段とを有する画像形成装置である。
【０００６】
請求項２に係る本発明は、前記像保持体の周囲の温度及び湿度の少なくともいずれかを環境条件として検出する環境条件検出手段をさらに有し、前記補正手段は、前記環境条件検出手段の検出結果に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項１記載の画像形成装置である。
【０００７】
請求項３に係る本発明は、前記補正手段が、前記像保持体の回転速度に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項１又は２記載の画像形成装置である。
【０００８】
請求項４に係る本発明は、前記帯電部材に流れる交流電流を検出する交流電流検出手段をさらに有し、前記補正手段は、前記交流電流検出手段が検出した交流電流に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置である。
【０００９】
請求項５に係る本発明は、前記像保持体の帯電電荷量を検出する電荷量検出手段と、この電荷量検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の被覆層の層厚を算出する層厚算出手段とをさらに有する請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置である。
【００１０】
請求項６に係る本発明は、前記補正手段が、前記層厚算出手段の算出結果に基づいて、現在の直流電流を補正する請求項５記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る本発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出することができる。
【００１２】
請求項２に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、像保持体の周囲の温度及び湿度の少なくともいずれかが変化しても、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出することができる。
【００１３】
請求項３に係る本発明によれば、請求項１又は２に係る本発明の効果に加えて、像保持体の回転速度の影響を考慮して、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出することができる。
【００１４】
請求項４に係る本発明によれば、請求項１乃至３いずれかに係る本発明の効果に加えて、帯電部材に流れる交流電流の影響を考慮して、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出することができる。
【００１５】
請求項５に係る本発明によれば、請求項１乃至４いずれかに係る本発明の効果に加えて、本構成を有していない場合に比較して、複数の被覆層の層厚を精度よく算出することができる。
【００１６】
請求項６に係る本発明によれば、請求項５に係る本発明の効果に加えて、複数の被覆層の層厚が変化しても、現在の像保持体の電気的状態を精度よく検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成部１２と、原稿読取装置１４とを有する。画像形成部１２は、例えばゼログラフィ方式のもので、用紙などの記録媒体が積載された例えば４段の給紙トレイ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ及び手差しトレイ１８とを有し、これらトレイ１６ａ〜１６ｄ、１８から記録媒体搬送路２０に供給された記録媒体に画像を形成するようになっている。
【００１８】
即ち、画像形成部１２は、例えば円筒状の回転する像保持体２２と、この像保持体２２を一様に接触帯電する例えば帯電ロールからなる帯電部材２４と、この帯電部材２４により一様に帯電された像保持体２２に静電潜像を形成する露光装置（光書込み装置）２６と、この露光装置２６により形成された像保持体２２上の潜像を現像剤で可視化する現像装置２８と、この現像装置２８により形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写装置３０と、像保持体２２に残った現像剤をクリーニングするクリーナ３２とを有する。
【００１９】
帯電部材２４は、例えばゴムなどの弾性を有する部材を表面に有し、像保持体２２に接触して回転する。露光装置２６は、レーザ走査方式のもので、例えば原稿読取装置１４で読み取った原稿の画像をレーザのオンオフ信号に変えて出力する。転写装置３０は例えば転写ロールから構成され、この転写装置３０により現像剤像が転写された記録媒体が定着装置３４に送られ、この定着装置３４により現像剤像が記録媒体に定着される。現像剤像が定着された記録媒体は、排出トレイ３６に排出される。
【００２０】
記録媒体搬送路２０には、複数の記録媒体搬送ロール３８が設けられている。この記録媒体搬送ロール３８の一つとして、転写装置３０上流側近傍には、レジストロール４０が配置されている。このレジストロール４０は、供給された記録媒体を一時停止させ、像保持体２２に潜像が形成されるタイミングと同期して記録媒体を転写装置３０に供給するように制御される。
【００２１】
原稿読取装置１４は、原稿を光学的に読み取る光学系４２と、自動原稿送り装置４４とを有する。
光学系４２は、自動原稿送り装置４４により送られた原稿を流し読みする機能と、反射ミラー等を走査して原稿台ガラス５４上に載置された原稿を読み取る機能とを備えている。
【００２２】
自動原稿送り装置４４は、多数の原稿が載置される原稿載置台５６と、原稿を搬送する原稿搬送路５８と、画像を読み取った後の原稿が排出される排出台６０とを有する。
【００２３】
また、画像形成装置１０は、制御ユニット６６、温度湿度センサ６７、表示装置及びキーボードなどを含むユーザインタフェース装置（ＵＩ装置）６８、ＨＤＤ・ＣＤ装置などの記憶装置７０及び通信装置７２などを有する。制御ユニット６６は、ＣＰＵ７４及びメモリ７６などを含み、画像形成装置１０を構成する各部を制御する。メモリ７６は、例えば後述する直流電流検出部８６が所定期間に検出した直流電流を記憶するようにされている。温度湿度センサ６７は、画像形成装置１０の周囲の温度及び湿度（環境条件）を検出し、制御ユニット６６に対して出力する。
このように、画像形成装置１０は、コンピュータとしての機能を含み、記憶媒体７８又は通信装置７２を介して受け入れたプログラムを実行することにより、印刷などの処理を行う。
【００２４】
次に、像保持体２２、帯電部材２４及びその周辺について詳述する。
図３は、像保持体２２、帯電部材２４及びその周辺の構成の詳細を示す模式図である。帯電部材２４には、高圧電源８２が接続されている。高圧電源８２は、交流電源（ＡＣ）及び直流電源（ＤＣ）を有し、制御ユニット６６の制御に応じて、所定の直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳した電圧を帯電部材２４に印加する。例えば、高圧電源８２は、１０００Ｈｚの周波数でピーク間電圧Ｖｐｐが８００〜２５００Ｖ程度の交流電圧を帯電部材２４に対して印加し、−７５０Ｖ程度の直流電圧Ｖｄｃを帯電部材２４に対して印加して、所定の電流を帯電部材２４に供給するようにされている。電流検出部８４は、直流電流検出部８６及び交流電流検出部８８を有し、高圧電源８２が帯電部材２４に対して流す直流電流及び交流電流を検出し、制御ユニット６６に対して出力する。
【００２５】
制御ユニット６６は、例えばプログラムとして構成された補正部９０、電荷量検出部９２及び層厚算出部９４を含む。補正部９０は、直流電流検出部８６が検出した現在の直流電流を、メモリ７６が直近の所定期間内に記憶した直流電流、交流電流検出部８８が検出した交流電流、像保持体２２の回転速度（プロセススピード）、及び後述する層厚算出部９４の算出結果に応じて補正する。電荷量検出部９２は、直流電流検出部８６又は交流電流検出部８８の検出結果に応じて、帯電部材２４の帯電電荷量を検出する。層厚算出部９４は、電荷量検出部９２の検出結果に応じて、後述する感光層９８の層厚を算出する。
【００２６】
像保持体２２は、例えば接地されたアルミニウムなどからなる円筒状の導電性支持体９６と、この導電性支持体９６の外面を覆う感光層９８とを有する。感光層９８は、図４に示すように、例えば電荷発生層１００、電荷輸送層（ＣＴ層）１０２及び保護層（ＯＣ層）１０４から構成される。電荷発生層１００は、例えば層厚（膜厚）が０．１５μｍにされており、電荷キャリア生成材料を含んで導電性支持体９６を被覆している。電荷輸送層１０２は、電荷キャリア輸送材料を含み例えば比誘電率が３である部材からなり、層厚が約２０μｍにされ、電荷発生層１００外側に積層されている。保護層１０４は、例えば比誘電率が４．５である部材からなり、層厚が約５μｍにされ、電荷輸送層１０２の外側に積層されている。また、保護層１０４は、電荷輸送層１０２よりも硬度が高くされている。例えば、電荷輸送層１０２が１０００サイクルの処理で約３０ｎｍの摩耗となるのに対し、保護層１０４は１０００サイクルの処理で約３ｎｍの摩耗となるようにされている。
【００２７】
図５は、一定の環境（所定の温度湿度）において、像保持体２２を所定期間使用した場合に、直流電流検出部８６が検出した直流電流Ｉｄｃを示すグラフである。
像保持体２２の感光層９８が単層である場合には、直流電流検出部８６が検出する直流電流Ｉｄｃは下式１により表され、数十分の時間では直流電流検出部８６が検出する直流電流は図５に示したようには変化しないものと考えられる。
【００２８】
Ｉｄｃ＝（Ｖ−Ｖ０）・ε０・ε・Ｌ・ＶＰ／Ｄ      ・・・（１）
Ｉｄｃ：直流電流値（現在の値）
Ｖ：高圧電源８２の印加電圧
Ｖ０：像保持体２２の初期表面電位
ε０：真空の誘電率
ε：感光層９８の比誘電率
ＶＰ：プロセススピード
Ｄ：感光層９８の層厚
Ｌ：像保持体２２の帯電有効長
【００２９】
ここでそれぞれの値がとりうる範囲はおおよそ以下のようになる。
Ｉｄｃ：直流電流値（現在の値）  ０〜２００μＡ
Ｖ：高圧電源８２の印加電圧  −３００〜−１０００Ｖ
Ｖ０：像保持体２２の初期表面電位  ０〜−３００Ｖ
ε０：真空の誘電率  ８．８５Ｅ−１２
ε：感光層９８の比誘電率  １〜１０
ＶＰ：プロセススピード  ５０〜４００ｍｍ／ｓ
Ｄ：感光層９８の層厚  １０〜４０μｍ
Ｌ：像保持体２２の帯電有効長  １００〜４００ｍｍ
【００３０】
一方、像保持体２２の感光層９８が上述したように電荷発生層１００、電荷輸送層１０２及び保護層１０４から構成される（複数層から構成される）場合、像保持体２２の表面電位が変化しなくても、直流電流検出部８６が検出する直流電流Ｉｄｃが図５に示したように変化することを本発明者は発見した。したがって、制御ユニット６６内に設けられた補正部９０は、直流電流検出部８６が検出した直流電流Ｉｄｃを例えば下式２などによって補正する必要がある。
【００３１】
Ｉｄｃ＝（Ｖ−Ｖ０）・ε０・ε・Ｌ・ＶＰ／Ｄ＋Ａ      ・・・（２）
Ｉｄｃ：直流電流値（現在の補正値）
Ｖ：高圧電源８２の印加電圧
Ｖ０：像保持体２２の初期表面電位
ε０：真空の誘電率
ε：感光層９８の比誘電率
ＶＰ：プロセススピード
Ｄ：感光層９８の層厚
Ｌ：像保持体２２の帯電有効長
Ａ：補正項
【００３２】
ここで、補正項Ａは、例えば下式３によって表される。
【００３３】
【数３】
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【００３４】
図６は、式３に示した係数ａ（ｔ）の経過時間ｔに対する変化を示すグラフである。図６に示すように、係数ａ（ｔ）は、経過時間ｔが短い場合には１に近い値になり、経過時間ｔが長くなると急激に０に近い値になるようにされている。したがって、ｔ分前の直流電流Ｉｄｃの補正値は、経過時間ｔが短いほど補正項Ａに対する影響が大きい。
なお、補正部９０が補正した直流電流Ｉｄｃは、少なくとも直近の所定期間分（例えば６０分の間に補正部９０が補正した直流電流Ｉｄｃそれぞれ）がメモリ７６に記憶されるようになっている。
ここで、補正部９０は、直流電流Ｉｄｃが検出された後に所定期間（例えば６０分）よりも長い時間経過した場合、検出後に所定期間よりも長い時間を経過した直流電流Ｉｄｃの値は、現在の直流電流Ｉｄｃを補正するためには不要である（影響を与えない）としている。
【００３５】
図７は、補正部９０が補正してメモリ７６が記憶した直流電流Ｉｄｃと、補正部９０が経過時間に応じて補正した補正量との関係を示すグラフである。
画像形成装置１０において画像が形成される場合、像保持体２２には直流電流Ｉｄｃが流れ、補正部９０が補正した直流電流Ｉｄｃをメモリ７６が記憶する。補正部９０が経過時間に応じて補正した補正量は、画像が形成された時間よりも遅れて増加し、画像形成が中止された時間よりも遅れて減少する。
【００３６】
さらに、直流電流値Ｉｄｃは、温度湿度センサ６７が検出した温度及び湿度（環境条件）、像保持体２２の回転速度（プロセススピード）、交流電流検出部８８が検出した交流電流Ｉａｃ、及び層厚算出部９４が算出した感光層９８の層厚の変化に応じて変化する直流電流Ｉｄｃ（ｔ）に対する係数をそれぞれ用いて補正項Ａが変化するように補正されることにより、補正精度が向上する。
【００３７】
図８は、補正項Ａを算出するために用いられる直流電流Ｉｄｃ（ｔ）に対する係数をそれぞれ示すグラフである。
図８（Ａ）に示すように、温度の変化に応じて変化する直流電流Ｉｄｃ（ｔ）に対する係数は、温度が低い場合には１に近い値になり、温度が高くなると急激に０に近い値になるようにされている。
図８（Ｂ）に示すように、湿度の変化に応じて変化する直流電流Ｉｄｃ（ｔ）に対する係数は、湿度が低い場合には１に近い値になり、湿度が高くなると急激に０に近い値になるようにされている。
図８（Ｃ）に示すように、感光層９８の層厚の変化に応じて変化する直流電流Ｉｄｃ（ｔ）に対する係数は、感光層９８の層厚が厚い場合には１に近い値になり、感光層９８の層厚が薄くなるにつれて０に近い値になるようにされている。
図８（Ｄ）に示すように、像保持体２２の回転速度（プロセススピード）の変化に応じて変化する直流電流Ｉｄｃ（ｔ）に対する係数は、プロセススピードが遅い場合には１に近い値になり、プロセススピードが速くなるにつれて小さな値になるようにされている。
図８（Ｅ）に示すように、交流電流検出部８８が検出した交流電流Ｉａｃの変化に応じて変化する直流電流Ｉｄｃ（ｔ）に対する係数は、交流電流Ｉａｃが大きい場合には１に近い値になり、交流電流Ｉａｃが小さくなるにつれて小さな値になるようにされている。
【００３８】
図９に図５で示された特性に対し上記補正をした場合の検出直流電流値、補正項Ａ、補正後直流電流値を示す。検出される直流電流は増加するが補正をすることでほぼ一定の値とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す構成図である。
【図３】像保持体、帯電部材及びその周辺の構成の詳細を示す模式図である。
【図４】感光層の構成を示す模式図である。
【図５】一定の環境（所定の温度湿度）において、像保持体を所定期間使用した場合に、直流電流検出部が検出した直流電流Ｉｄｃを示すグラフである。
【図６】式３に示した係数ａ（ｔ）の経過時間ｔに対する変化を示すグラフである。
【図７】補正部が補正してメモリが記憶した直流電流Ｉｄｃと、補正部が経過時間に応じて補正した補正量との関係を示すグラフである。
【図８】補正項Ａを算出するために用いられる直流電流Ｉｄｃ（ｔ）に対する係数をそれぞれ示すグラフである。
【図９】一定の環境（所定の温度湿度）において、像保持体を所定期間使用した場合に、直流電流検出部が検出した直流電流Ｉｄｃとそのときの補正項Ａと補正された直流電流Ｉｄｃを示すグラフである。
【００４０】
１０    画像形成装置
１４    画像形成部
２２    像保持体
２４    帯電部材
６６    制御ユニット
６７    温度湿度センサ
７４    ＣＰＵ
７６    メモリ
８２    高圧電源
８４    電流検出部
８６    直流電流検出部
８８    交流電流検出部
９０    補正部
９２    電荷量検出部
９４    層厚算出部
９６    導電性支持体
９８    感光層
１００    電荷発生層
１０２    電荷輸送層
１０４    保護層
【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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