JP4720337B2

JP4720337B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4720337B2
Application number: JP2005212321A
Authority: JP
Inventors: 拓郎萩原; 賀久北野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-07-22
Also published as: JP2007033493A

Description

この発明は、電子写真方式等を採用したプリンタや複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置に関し、特に、感光体ドラム等の像担持体の膜厚を検知する技術に関するものである。

特公平２−２１５９１号公報特許第３００５１３８号公報

近年、この種の電子写真方式等を採用したプリンタや複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置では、オフィス等における使用頻度の上昇などに伴って、当該画像形成装置のメンテナンスに要する時間を可能な限り省略して、ユーザーによるメンテナンスフリー化を実現するために、長寿命化が望まれている。

上記画像形成装置では、帯電ロール等の帯電手段によって帯電される感光体ドラム等の被帯電体の寿命を長くする技術として、帯電ロール等の帯電手段による放電電荷量を一定に制御する技術がある。この放電電荷量を一定に制御する技術は、帯電手段と被帯電体との間の放電電荷量を検知して、帯電部材から被帯電体に向かって放電する放電電荷量が、ある規定値となるように、印加電圧や通電する電流値を制御することにより、被帯電体の膜厚や温度・湿度等の環境条件、あるいは帯電手段の汚染に左右されずに、帯電不良による画像欠陥の発生を防止しながら、被帯電体へのストレスを最小にすることによって、感光体ドラム等の被帯電体を長寿命化するものである。

ところで、上記感光体ドラム等の被帯電体は、使用に伴って表面の感光体層が磨耗され、当該感光体層の膜厚が徐々に減少していくことになる。この被帯電体の膜厚がある一定値を超えて減少した状態で使用されると、帯電不良や画像欠陥が発生する。

そこで、かかる被帯電体の膜厚の減少に伴って帯電不良や画像欠陥が発生するのを防止するため、特開平５−２２３５１３号公報等に開示されているように、被帯電体に流れる電流を測定して膜厚を検知し、当該被帯電体の膜厚がある一定値を超えて減少していれば、被帯電体を交換するなどして、帯電不良や画像欠陥が発生するのを未然に防止する技術が提案されている。

この特開平５−２２３５１３号公報に係る被帯電体の厚み検知装置は、被帯電体に接触する電極部材と、該電極部材に印加する電圧と、これによって電極部材に流れる電流（直流電流）とにより被帯電体の厚みを検知する手段を有するように構成したものであるが、更に具体的には、被帯電体に接触する電極部材と、該電極部材に印加する電圧と、これによって電極部材に流れる電流とにより被帯電体の厚みを検知する手段と、電極部材に電圧を印加する電源、電極部材、被帯電体で構成される閉回路中に周波数フィルタ回路を有する電流検知手段を有するように構成されている。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平５−２２３５１３号公報に開示された技術の場合には、直流電圧を測定するための装置を、画像形成装置の内部に別途設けなければならず、画像形成装置の部品点数が増加し、コストアップを招くとともに、シーケンスが複雑となるという問題点を有していた。

また、上記特開平５−２２３５１３号公報に開示された技術の場合には、直流電流から被帯電体の膜厚を検知するために、被帯電体を画像形成時以外に少なくとも一周以上回転させる必要があり、その分だけ被帯電体が磨耗され、被帯電体の寿命が短くなるという問題点をも有していた。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、被帯電体の膜厚を検知するために、直流電流を測定するための手段などを新たに設ける必要がなく、放電電荷量を一定に制御する画像形成装置が備えている手段を有効に利用して、部品点数の増加やコストアップを招くことなく、しかも不必要に被帯電体を回転させることなく、当該被帯電体の膜厚を検知することが可能な画像形成装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載された発明は、芯金の表面に導電層を被覆して構成される帯電ロールを感光体ドラムの表面に接触させるとともに、前記帯電ロールの芯金に交流電圧を重畳した直流電圧を印加することにより感光体ドラムの表面を帯電することによって画像形成する装置であって、前記帯電ロールと感光体ドラムとの間の放電電荷量を検知する電荷量検知手段と、前記帯電ロールと感光体ドラムとの間の放電電荷量を一定に制御する制御手段と、環境条件を検知する環境検知手段とを備えた画像形成装置において、
前記制御手段によって前記帯電ロールと感光体ドラムとの間の正規の放電電荷量をある規定値に一定となるように制御した状態で、前記電荷量検知手段によって検知される前記帯電ロールと感光体ドラムとの間の放電電荷量のうち、前記規定値とは逆極の放電電荷量及び前記環境検知手段の検知情報に基づいて前記感光体ドラムの感光体層の膜厚を算出する膜厚算出手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項２に記載された発明は、前記膜厚算出手段によって算出された膜厚を表示する膜厚表示手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

この発明によれば、被帯電体の膜厚を検知するために、直流電流を測定するための手段などを新たに設ける必要がなく、放電電荷量を一定に制御する画像形成装置が備えている手段を有効に利用して、部品点数の増加やコストアップを招くことなく、しかも不必要に被帯電体を回転させることなく、当該被帯電体の膜厚を検知することが可能な画像形成装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラー複合機を示す構成図である。なお、このカラー複合機は、複写機やプリンタ、あるいはファクシミリとしての機能を兼ね備えている。また、上記画像形成装置としては、個別に、複写機やプリンタ、あるいはファクシミリなどを構成するものであっても勿論良い。

このカラー複合機１は、図２に示すように、その上部に画像読取装置としてのスキャナー２を備えているとともに、図示しないネットワークを介して図示しないパーソナルコンピュータ等を接続されている。

そして、上記カラー複合機は、スキャナーで読み取った文書の画像を複写したり、パーソナルコンピュータから送られてきた画像データに基づいてプリントしたり、電話回線を介して画像データを送受信するファックスとして機能するようになっている。

図２において、１はカラー複合機の本体を示すものであり、このカラー複合機本体１の上部には、図示しない原稿を一枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）２と、当該自動原稿搬送装置２によって搬送される原稿の画像を読み取る画像入力装置（ＩＩＴ）３が配設されている。上記画像入力装置３は、プラテンガラス４上に載置された原稿を光源５によって照明し、原稿からの反射光像を、フルレートミラー６及びハーフレートミラー７、８及び結像レンズ９からなる縮小光学系１１を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１０上に走査露光して、この画像読取素子１０によって原稿の色材反射光像を所定のドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るようになっている。

上記画像入力装置３によって読み取られた原稿の反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の反射率データとして画像処理装置１２（ＩＰＳ）に送られ、この画像処理装置１２では、原稿の画像データに対して、必要に応じて、シェーデイング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の処理を含め、後述するように所定の画像処理が施される。また、この画像処理装置１２は、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像データに対しても、所定の画像処理を行なうようになっている。

そして、上記画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、同じく画像処理装置１２によって、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）（各８ビット）の４色の階調データに変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通するＲＯＳ（ＲａｓｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）１４に送られ、この画像露光装置としてのＲＯＳ１４では、所定の色の階調データに応じてレーザ光ＬＢによる画像露光が行われる。なお、カラー画像に限らず、白黒の画像のみを形成しても勿論良い。

ところで、上記カラー複合機本体１の内部には、図２に示すように、画像形成手段Ａが配設されており、この画像形成手段Ａには、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。

これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、すべて同様に構成されており、大別して、所定の速度で回転駆動される像担持体としての感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する一次帯電用の帯電ロール１６と、当該感光体ドラム１５の表面に所定の色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する画像露光装置としてのＲＯＳ１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像器１７と、感光体ドラム１５の表面を清掃するクリーニング装置１８とから構成されている。これらの感光体ドラム１５と周辺に配置される画像形成部材は、一体的にユニット化されており、カラ―複合機本体１から個別に交換可能に構成されている。

上記ＲＯＳ１４は、図２に示すように、４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通に構成されており、図示しない４つの半導体レーザを各色の階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを階調データに応じて出射するように構成されている。なお、上記ＲＯＳ１４は、複数の画像形成ユニット毎に個別に構成しても勿論よい。上記半導体レーザから出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しないｆ−θレンズを介してポリゴンミラー１９に照射され、このポリゴンミラー１９によって偏向走査される。上記ポリゴンミラー１９によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、感光体ドラム１５上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光される。

上記ＲＯＳ１４は、図２に示すように、下方から感光体ドラム１５上に画像を走査露光するものであるため、このＲＯＳ１４には、上方に位置する４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの現像器１７などからトナー等が落下して、汚損される虞れを有している。そのため、ＲＯＳ１４は、その周囲が直方体状のフレーム２０によって密閉されているとともに、当該フレーム２０の上部には、４本のレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に露光するため、シールド部材としての透明なガラス製のウインドウ２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋが設けられている。

上記画像データ処理装置１２からは、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通して設けられたＲＯＳ１４に、各色の画像データが順次出力され、このＲＯＳ１４から画像データに応じて出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、対応する感光体ドラム１５の表面に走査露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、現像器１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

上記各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの上方にわたって配置された転写ユニット２２の無端状ベルト部材としての中間転写ベルト２５上に、４つの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって多重に転写される。これらの一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋは、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５に対応した中間転写ベルト２５の裏面側に配設されている。この実施の形態における一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋの体積抵抗値は、１０⁵ 〜１０⁸ Ωｃｍに抵抗調整されたものを使用している。そして、一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋには、転写バイアス電源（図示しない）が接続されており、所定のトナー極性とは逆極性（本実施の形態では正極性）の転写バイアスが所定のタイミングで印加されるようになっている。

また、上記中間転写ベルト２５は、図２に示すように、ドライブロール２７と、テンションロール２４と、バックアップロール２８との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール２７により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト２５は、例えば、チャージアップを起こさないべルト素材（ゴムまたは樹脂）にて構成されている。

上記中間転写ベルト２５上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、図２に示すように、バックアップロール２８に圧接する二次転写ロール２９によって、シート材としての用紙３０上に二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された用紙３０は、上方に位置する定着器４０へと搬送される。上記二次転写ロール２９は、バックアップロール２８の側方に圧接しており、下方から上方に搬送される用紙３０上に、各色のトナー像を二次転写するようになっている。

上記用紙３０は、カラー複合機本体１の下部に複数段配設された給紙トレイ３１、３２、３３、３４のいずれかから所定サイズのものが、フィードロール３５及びリタードロール３６等によって一枚ずつ分離された状態で、搬送ロール３７を備えた用紙搬送路３８を介して給紙される。そして、上記給紙トレイ３１、３２、３３、３４のいずれかから給紙された用紙３０は、レジストロール３９で一旦停止され、中間転写ベルト２５上の画像と同期して、当該レジストロール２９によって中間転写ベルト２５の二次転写位置へと再度給紙される。

そして、上記各色のトナー像が転写された用紙３０は、図２に示すように、定着器４０によって熱及び圧力で定着処理を受けた後、搬送ロール４１によって、画像形成面を下にして第１の排出トレイとしてのフェイスダウントレイ４２に排出するための第１の用紙搬送路４３を介して、当該第１の用紙搬送路４３の出口に設けられた排出ロール４４によって、装置本体１の上部に設けられたフェイスダウントレイ４２上に排出される。

また、上記の如く画像が形成された用紙３０を、画像形成面を上にして排出する場合には、図２に示すように、画像形成面を上にして第２の排出トレイとしてのファイスアップトレイ４５に排出するための第２の用紙搬送路４６を介して、当該第２の用紙搬送路４６の出口に設けられた排出ロール４７によって、装置本体１の側部（図中、左側面）に設けられるフェイスアップトレイ４５上に排出されるようになっている。

なお、上記カラー複合機において、フルカラー等の両面コピーをとる場合には、図２に示すように、片面に画像が定着された用紙３０を、排出ロール４４によってフェイスダウントレイ４２上にそのまま排出せずに、図示しない切替ゲートによって搬送方向を切り替えるとともに、排出ロール４４を一旦停止させた後に逆転して、当該排出ロール４４によって両面用の用紙搬送路４８へと搬送する。そして、この両面用の用紙搬送路４８には、当該搬送路４８に沿って設けられた搬送ローラ４９により、用紙３０の表裏が反転された状態で、再度レジストロール３９へと搬送され、今度は、当該用紙３０の裏面に画像が転写・定着された後、第１の用紙搬送路４３又は第２の用紙搬送路４６を介して、フェイスダウントレイ４２又はフェイスアップトレイ４５のいずれかに排出される。

図２中、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像器１７に、所定の色のトナーを供給するトナーカートリッジを、５１は中間転写ベルト２５上の転写残トナー等を除去するクリーニング装置をそれぞれ示している。

図３は上記カラー複合機の各画像形成ユニットを示すものである。

上記イエロー色、マジェンタ色、シアン色及び黒色の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、図３に示すように、すべて同様に構成されており、これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋでは、上述したように、それぞれイエロー色、マジェンタ色、シアン色及び黒色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるように構成されている。上記各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、上述したように、それぞれ感光体ドラム１５を備えており、この感光体ドラム１５の表面は、一次帯電用の帯電ロール１６によって一様に帯電される。その後、上記感光体ドラム１５の表面は、ＲＯＳ１４から画像データに応じて出射される画像形成用のレーザ光ＬＢが走査露光されて、各色に対応した静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１５上に走査露光されるレーザ光ＬＢは、当該感光体ドラム１５の直下よりやや右側寄りの斜め下方から露光されるように設定されている。上記感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの現像器１７の現像ロール１７ａによってそれぞれイエロー色、マジェンタ色、シアン色、黒色の各色のトナーにより現像されて可視トナー像となり、これらの可視トナー像は、一次転写ロール２６の帯電によって中間転写ベルト２５上に順次多重に転写される。

なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１５の表面は、クリーニング装置１８によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。上記クリーニング装置１８は、クリーニングブレード１８ａを備えており、このクリーニングブレード１８ａによって、感光体ドラム１５上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。

ところで、この実施の形態では、帯電手段によって被帯電体の表面を帯電することによって画像形成する装置であって、前記帯電手段と被帯電体との間の放電電荷量を検知する電荷量検知手段と、前記帯電手段から被帯電体に向かって放電する放電電荷量を一定に制御する制御手段と、環境条件を検知する環境検知手段とを備えた画像形成装置において、前記電荷量検知手段の検知結果に基づいて、前記環境検知手段により検知された環境条件と合わせて前記被帯電体の膜厚を算出する膜厚算出手段を備えるように構成されている。

また、この実施の形態では、前記膜厚算出手段によって算出された膜厚を表示する膜厚表示手段を備えるように構成されている。

すなわち、この実施の形態に係るカラー複合機は、図１に示すように、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、感光体ドラム１５の表面を所定の電位に一様に帯電する帯電手段としての帯電ロール１６をそれぞれ備えている。この帯電ロール１６は、ステンレス等の金属からなる芯金６０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６１を被覆して構成されたものであり、必要に応じて、導電層６１の表面に離型層が被覆されている。上記帯電ロール１６は、芯金６０に高圧電源６２によって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、当該帯電ロール１６と感光体ドラム１５表面との微小ギャップにおいて、微小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１５の表面を帯電するように構成されている。

上記帯電ロール１６に印加する電圧としては、直流電圧が感光体ドラム１５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１３００Ｈｚ程度に設定されている。その結果、上記帯電ロール１６には、基本的に、直流成分を除けば、図４に示すような交流電流が流れるようになっている。

また、上記カラー複合機の制御手段であって、電荷量検知手段としても機能する制御回路６３は、帯電ロール１６と感光体ドラム１５との間の放電電荷量がある規定値に一定となるように、高圧電源６２を制御するように構成されている。そのため、上記制御回路６３は、高圧電源６２を介して、帯電ロール１６に流れる交流電流Ｉacを検知し、当該交流電流Ｉacに基づいて帯電ロール１６と感光体ドラム１５との間の放電電荷量を算出するようになっている。

つまり、上記制御回路６３は、高圧電源６２を介して、帯電ロール１６に流れる交流電流Ｉacを検知して、当該交流電流の単位時間当たりの半波長の面積を算出し、帯電ロール１６と感光体ドラム１５との間の放電電荷量を算出する。

その後、上記制御回路６３は、帯電ロール１６と感光体ドラム１５との間の放電電荷量が、ある規定値（例えば、５５μＣ／ｓｅｃ）に一定となるように、高圧電源６２を介して印加する交流電圧等を制御するように構成されている。このとき、規定値とは逆極の放電電荷量は一定にはならず、環境や膜厚に依存して変化する。

そして、上記制御回路６３は、帯電ロール１６と感光体ドラム１５との間の規定値とは逆極の放電電荷量に基づいて、図５に示すような放電電荷量と感光体ドラムの膜厚との関係を示すグラフやテーブルに基づいて、感光体ドラム１５の膜厚を算出するようになっている。その際、上記規定値とは逆極の放電電荷量と感光体ドラムの膜厚との関係には、温度及び／又は湿度等の環境に依存する環境依存性があるため、制御回路６３は、温度センサ及び湿度センサからなる環境検知手段としての環境検知センサ６４からの検知情報を参照するように構成されている。

上記規定値とは逆極の放電電荷量と感光体ドラムの膜厚との関係は、温度及び湿度が一定であれば、リニアな関係を有しているが、測定時における温度及び湿度等の関係が変化すると、依存するリニアな関係も変化する。例えば、温度が３０℃及び相対湿度が７０％の高温高湿環境下では、規定値とは逆極の放電電荷量と感光体ドラムの膜厚との関係が、リニアではあるが、感光体ドラムの膜厚に対する規定値とは逆極の放電電荷量の値が小さくなる特性を有している。これに対して、温度が１０℃及び相対湿度が１０％の低温低湿環境下では、規定値とは逆極の放電電荷量と感光体ドラムの膜厚との関係が、高温高湿時と略同様の勾配であるが、感光体ドラムの膜厚に対する規定値とは逆極の放電電荷量の値が大きくなる特性を有している。また、温度が２０℃及び相対湿度が４０％の通常の環境下では、規定値とは逆極の放電電荷量と感光体ドラムの膜厚との関係が、高温高湿時よりも小さいな勾配で、感光体ドラムの膜厚に対する規定値とは逆極の放電電荷量の値が、高温高湿時と低温低湿時の中間に位置する特性を有している。

なお、上記規定値とは逆極の放電電荷量と感光体ドラムの膜厚との関係は、感光体ドラムの膜厚の全領域にわたって一本の直線で近似する必要はなく、変曲点を有する複数の直線や曲線によって近似しても良い。

また、図６の例では、高温高湿時と、常温常湿時と、低温低湿時のみについて説明したが、環境条件を更に細分化して、それぞれの環境条件に併せて、規定値とは逆極の放電電荷量と感光体ドラムの膜厚との関係を求めても良いことは勿論である。

以上の構成において、この実施の形態に係るカラー複合機では、次のようにして、直流電流を測定するための手段などを新たに設ける必要がなく、放電電荷量を一定に制御する画像形成装置が備えている手段を有効に利用して、部品点数の増加やコストアップを招くことなく、しかも不必要に被帯電体を回転させることなく、当該被帯電体の膜厚を検知することが可能となっている。

すなわち、上記実施の形態に係るカラー複合機では、図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおいて、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成し、これらイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を、中間転写ベルト２５上に多重に転写することによって、フルカラーやモノクロの画像が形成される。

その際、上記イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋでは、図１に示すように、感光体ドラム１５の表面が、帯電ロール１６によって所定の電位に帯電され、所定の色のトナー像が形成される。このとき、上記感光体ドラム１５の表面は、帯電ロール１６との間に生じる放電によって損傷され、画像形成工程を繰り返し間に、徐々に磨耗していき、当該感光体ドラム１５表面の感光体層の膜厚が、徐々に薄くなっていくことになる。

この実施の形態では、図１に示すように、感光体ドラム１５の表面を帯電ロール１６によって帯電する際に、当該感光体ドラム１５と帯電ロール１６との間の放電電荷量が、ある規定値に一定となるように、放電電荷量の一定制御を行なっており、前記感光体ドラム１５を帯電ロール１６によって帯電する際に、放電電荷量が制御回路６３によって算出される。

そして、上記制御回路６３は、所定のタイミングで、上記規定値とは逆極の放電電荷量に基づいて、図６に示すようなグラフやテーブルを参照して、環境検知センサ６４による温度及び湿度の検知情報を考慮して、感光体ドラム１５の膜厚を算出するようになっている。上記制御回路６３は、例えば、上記環境検知センサ６４による温度及び湿度の検知情報が、温度が２０℃及び相対湿度が４０％の常温常湿環境であると判別すると、規定値とは逆極の放電電荷量が−３０μＣ／ｓｅｃである場合は、感光体ドラム１５の膜厚を約３２μｍと算出する。

上記制御回路６３は、図１に示すように、感光体ドラム１５の膜厚の算出結果を、カラー複合機の操作パネル等に設けられた膜厚表示装置６５に表示するようになっている。なお、上記制御回路６３は、感光体ドラム１５の膜厚の算出結果を、常時、膜厚表示装置６５に表示しても良いが、当該感光体ドラム１５の膜厚が交換が必要な程度に薄くなった場合、例えば、１５μｍ未満になって場合にのみ、あるいは１５μｍに近い値になった場合にのみ、その数値や感光体ドラム１５の交換が必要である旨、あるいは新しい画像形成ユニットを注文する必要がある旨のメッセージをカラー複合機の操作パネル等に設けられた膜厚表示装置６５に表示するように構成しても良い。

このように、上記実施の形態に係るカラー複合機では、感光体ドラムの膜厚を検知するためだけに、帯電ロールに流れる直流電流を検知する手段を設けたり、感光体ドラムを回転させる必要がなく、直流電流を測定するための手段などを新たに設ける必要がなく、放電電荷量を一定に制御する画像形成装置が備えている手段を有効に利用して、部品点数の増加やコストアップを招くことなく、しかも不必要に被帯電体を回転させることなく、当該被帯電体の膜厚を検知することが可能となっている。

図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのカラー複合機の要部を示す構成図である。図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのカラー複合機を示す構成図である。図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのカラー複合機の画像形成部を示す構成図である。図４はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのカラー複合機の感光体ドラムと帯電ロールとの間の放電電荷量を示すグラフである。図５は感光体ドラムの膜厚と放電電荷量との関係を示すグラフである。

符号の説明

１５：感光体ドラム、１６：帯電ロール、６２：高圧電源、６３：制御回路、６４：環境センサ、６５：膜厚表示装置。

Claims

芯金の表面に導電層を被覆して構成される帯電ロールを感光体ドラムの表面に接触させるとともに、前記帯電ロールの芯金に交流電圧を重畳した直流電圧を印加することにより感光体ドラムの表面を帯電することによって画像形成する装置であって、前記帯電ロールと感光体ドラムとの間の放電電荷量を検知する電荷量検知手段と、前記帯電ロールと感光体ドラムとの間の放電電荷量を一定に制御する制御手段と、環境条件を検知する環境検知手段とを備えた画像形成装置において、
前記制御手段によって前記帯電ロールと感光体ドラムとの間の正規の放電電荷量をある規定値に一定となるように制御した状態で、前記電荷量検知手段によって検知される前記帯電ロールと感光体ドラムとの間の放電電荷量のうち、前記規定値とは逆極の放電電荷量及び前記環境検知手段の検知情報に基づいて前記感光体ドラムの感光体層の膜厚を算出する膜厚算出手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記膜厚算出手段によって算出された膜厚を表示する膜厚表示手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。