JP2016133781A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写位置より下流かつ帯電位置より上流で感光体に光を照射する照射部の異常を検知して、その異常を報知することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１００は、非画像形成時に、照射部１１２を第１の光量で発光させるように制御した際に照射位置Ｘを通過した感光体１１の表面が帯電位置Ｑを通過する時に帯電部材１２を流れる第１の電流を検知部１０６によって検知すると共に、照射部１１２を第１の光量よりも小さい第２の光量で発光させるか又は照射部１１２を発光させないように制御した際に照射位置Ｘを通過した感光体１１の表面が帯電位置Ｑを通過する時に帯電部材１２を流れる第２の電流を検知部１０６によって検知し、第１の電流と第２の電流との差分が所定の閾値以下の場合に、異常を報知する報知処理を実行する制御部１０３を有する構成とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、一般的にドラム型とされる回転可能な電子写真感光体（感光体）が帯電位置で一様に帯電処理された後に、画像情報に応じて露光されることによって、感光体上に静電像（静電潜像）が形成される。感光体上に形成された静電像は、トナーによって現像されてトナー像とされた後、転写位置において被転写体に転写される。

このような画像形成装置では、感光体上の前回の静電像を消去するために、感光体の回転方向において転写位置と帯電位置との間に照射部としての前露光装置を設け、帯電処理前の感光体の表面を一様に露光することが行われている（特許文献１）。

特開平１１−１３３８２５号公報

しかしながら、前露光装置や前露光装置の駆動部に異常が発生した場合、前露光装置による露光量が目標とする露光量と異なってしまう場合がある。

例えば、前露光装置の故障により前露光装置が発光しない場合や、前露光装置の駆動部の異常により前露光装置が常時発光してしまう場合などが考えられる。このような場合、前者では、感光体に残った静電像により、先に形成した画像に応じた画像濃度ムラが後に形成する画像に生じるゴースト画像と呼ばれる画像不良が発生することがある。また、後者では、帯電処理により感光体に流れる電流の増加による感光体の寿命の低下が発生することがある。

したがって、本発明の目的は、転写位置より下流かつ帯電位置より上流で感光体に光を照射する照射部の異常を検知して、その異常を報知することが可能な画像形成装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は、転写位置より下流かつ帯電位置より上流で感光体に光を照射する照射部の異常を検知して、画像形成時の動作設定をその異常に対応した動作設定に変更することが可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転可能な感光体と、帯電位置で前記感光体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧を印加する電源と、帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光部と、前記感光体上の静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像部と、転写位置で前記感光体上のトナー像を被転写体に転写させる転写部と、前記感光体の回転方向において前記転写位置より下流かつ前記帯電位置より上流の照射位置で前記感光体に光を照射する照射部と、前記電源から前記帯電部材に直流電圧を印加した際に前記帯電部材に流れる直流電流を検知する検知部と、非画像形成時に、前記照射部を第１の光量で発光させるように制御した際に前記照射位置を通過した前記感光体の表面が前記帯電位置を通過する時に前記帯電部材を流れる第１の電流を前記検知部によって検知すると共に、前記照射部を前記第１の光量よりも小さい第２の光量で発光させるか又は前記照射部を発光させないように制御した際に前記照射位置を通過した前記感光体の表面が前記帯電位置を通過する時に前記帯電部材を流れる第２の電流を前記検知部によって検知し、前記第１の電流と前記第２の電流との差分が所定の閾値以下の場合に、異常を報知する報知処理を実行する制御部と、を有すること特徴とする画像形成装置である。

本発明の他の態様によると、回転可能な感光体と、帯電位置で前記感光体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧を印加する電源と、帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光部と、前記感光体上の静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像部と、転写位置で前記感光体上のトナー像を被転写体に転写させる転写部と、前記感光体の回転方向において前記転写位置より下流かつ前記帯電位置より上流の照射位置で前記感光体に光を照射する照射部と、前記電源から前記帯電部材に直流電圧を印加した際に前記帯電部材に流れる直流電流を検知する検知部と、非画像形成時に、前記照射部を第１の光量で発光させるように制御した際に前記照射位置を通過した前記感光体の表面が前記帯電位置を通過する時に前記帯電部材を流れる第１の電流を前記検知部によって検知すると共に、前記照射部を前記第１の光量よりも小さい第２の光量で発光させるか又は前記照射部を発光させないように制御した際に前記照射位置を通過した前記感光体の表面が前記帯電位置を通過する時に前記帯電部材を流れる第２の電流を前記検知部によって検知し、前記第１の電流と前記第２の電流との差分が所定の閾値以下の場合に、画像形成時の動作設定を変更する変更処理を実行する制御部と、を有すること特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、転写位置より下流かつ帯電位置より上流で感光体に光を照射する照射部の異常を検知して、その異常を報知することが可能となる。また、本発明によれば、転写位置より下流かつ帯電位置より上流で感光体に光を照射する照射部の異常を検知して、画像形成時の動作設定をその異常に対応した動作設定に変更することが可能となる。

画像形成装置の概略断面図である。 画像形成部の模式的な断面図である。 前露光装置の構成を示す模式図である。 画像形成装置の要部の概略制御態様を示すブロック図である。 前露光電流と帯電電流との関係を示すグラフ図である。 前露光量制御のタイミングチャート図である。 前露光量制御のフローチャート図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
まず、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の全体的な構成及び動作について説明する。図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。

画像形成装置１００は、中間転写ベルト３１に沿って第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが配列された、タンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

第１の画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１１Ｙにイエロー色のトナー像が形成されて、このトナー像が一次転写位置ＴＹで中間転写ベルト３１に一次転写される。第２の画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１１Ｍにマゼンタ色のトナー像が形成されて、このトナー像が一次転写位置ＴＭでイエロー色のトナー像に重ねて中間転写ベルト３１に一次転写される。第３の画像形成部ＰＣでは、感光ドラム１１Ｍにシアン色のトナー像が形成されて、このトナー像が一次転写位置ＴＣでイエロー、マゼンタの各色のトナー像に重ねて中間転写ベルト３１に一次転写される。また、第４の画像形成部ＰＫでは、感光ドラム１１Ｃにブラック色のトナー像が形成されて、このトナー像が一次転写位置ＴＫでイエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナー像に重ねて中間転写ベルト３１に一次転写される。各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの構成及び動作については後述する。

中間転写ベルト３１に一次転写された４色のトナー像は、二次転写位置Ｎで記録用紙、プラスチックシートなどの記録材Ｐに一括して二次転写される。記録材Ｐは、中間転写ベルト３１上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写位置Ｎに搬送されてくる。つまり、分離装置２３ａ、２３ｂが、記録材カセット２１ａ、２１ｂからピックアップローラ２２ａ、２２ｂによって引き出された記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ２５へ送り出す。そして、レジストローラ２５が、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト３１上のトナー像とタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写位置Ｎへ送り込む。また、記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト３１上に残留したトナー（二次転写残トナー）は、ベルトクリーニング装置３７によって中間転写ベルト３１上から除去されて回収される。ベルトクリーニング装置３７は、クリーニングブレードを中間転写ベルト３１に摺擦させて、二次転写位置Ｎを通過して中間転写ベルト３１の表面に残留した二次転写残トナーを除去する。

４色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置４０で加熱及び加圧されて、その表面にトナー像が定着（固着）される。定着装置４０は、ヒータ４１ｃが設けられた定着ローラ４１ａに加圧ローラ４１ｂを圧接させて加熱ニップを形成する。記録材Ｐは、加熱ニップで挟持搬送される過程で加熱及び加圧され、トナー像が溶融されて、フルカラー画像がその表面に定着される。記録材Ｐは、トナー像が定着された後に、画像形成装置１００の外部に排出される。

被転写体の一例である無端状のベルトで構成された中間転写ベルト３１は、テンションローラ３３、駆動ローラ３６、及び対向ローラ３４に掛け渡して支持されている。中間転写ベルト３１は、パルスモータ（図示せず）に接続された駆動ローラ３６が回転駆動されることによって、３００ｍｍ／ｓｅｃの周速度で図中矢印Ｒ２方向に回転（周回移動）する。中間転写ベルト３１を介して対向ローラ３４と対向する位置に、二次転写手段の一例である二次転写ローラ３８が配置されている。二次転写ローラ３８は、中間転写ベルト３１を介して対向ローラ３４に押圧され、中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３８とが接触する二次転写位置Ｎを形成する。二次転写ローラ３８は、二次転写電圧印加手段の一例である二次転写電源（高圧電源）Ｄ２（図４）から正極性の直流電圧が印加される。これにより、中間転写ベルト３１に担持された負極性のトナーからなるトナー像が、二次転写位置Ｎを通過する記録材Ｐへ二次転写される。

画像形成装置１００は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する制御部１０３を有する。制御部１０３は、画像形成装置１００の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などを有して構成されている。また、画像形成装置１００には、環境センサ１０５が設けられている。環境センサ１０５は、画像装置１００の装置本体１０４内で熱源となる定着装置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配置されている。制御部１０３は、環境センサ１０５の出力に基づいて画像形成の動作条件の調整などの様々な制御を行う。

２．画像形成プロセス
次に、本実施例の画像形成装置１００の画像形成プロセスについて説明する。画像形成装置１００の画像形成プロセスは、次の前多回転工程、前回転工程、作像工程、後回転工程を有する。

前多回転工程は、画像形成装置１００の電源スイッチ（図示せず）がオンされた後に、感光ドラム１１が回転し、画像形成装置１００が画像形成を開始できる状態（プリントレディ状態）になるまでの期間である。前多回転工程では、画像形成装置１００の初期チェックや、トナー残量検知、濃度調整、定着装置１６の立ち上げなどの動作が行われる。

前回転工程は、画像形成開始指示が入力されてから作像工程を開始するまでの間に、作像工程を行うために各部の駆動や出力をオンして安定した状態にする期間である。

作像工程は、実際に感光体上に静電像を形成し、その静電像をトナーで現像してトナー像を形成する期間である。

後回転工程は、各部の駆動や出力をオフするための期間である。

画像形成時とは上記作像工程の期間のことをいい、非画像形成時とは画像形成時以外の期間であり、上記前多回転工程、前回転工程、後回転工程の期間が含まれる。また、一の開始指示により開始される、単一又は複数の記録材Ｐに画像を形成して画像形成装置１００から出力する、上記前回転工程、作像工程、後回転工程を含む一連の動作を、「ジョブ」ともいう。

３．画像形成部
次に、画像形成部Ｐの構成及び動作について説明する。本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの構成及び動作は、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋで用いるトナーの色がそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は実質的に同一である。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に関して設けられた要素であることを示す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素について総括的に説明する。図２は、本実施例の画像形成部Ｐの模式的な断面図である。

画像形成部Ｐは、感光ドラム１１を有する。また、画像形成部Ｐは、感光ドラム１１の周囲に配置された、帯電ローラ１２、露光装置１３、現像装置１４、一次転写ローラ３５、前露光装置１１２、クリーニング装置１５を有する。

感光体の一例である回転可能なドラム型（円筒形）の感光ドラム１１は、帯電極性が負極性の感光層を有している。感光ドラム１１は、図示しない駆動モータから駆動力を伝達されて、３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで図中矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電部材の一例である帯電ローラ１２は、感光ドラム１１に当接して配置され、感光ドラム１１に向けて押圧されている。帯電ローラ１２は、感光ドラム１１の回転に対して従動して回転する。帯電ローラ１２は、帯電電圧印加手段の一例である帯電電源（高圧電源）Ｄ３から帯電電圧（帯電バイアス）として直流電圧が印加される。これにより、感光ドラム１１の表面が一様な負極性の電位に帯電させられる。感光ドラム１１の回転方向において、感光ドラム１１上の帯電ローラ１２により帯電処理される位置が帯電位置Ｑである。なお、感光ドラム１１の回転方向において、感光ドラム１１と帯電ローラ１２の接触部の上流側と下流側には、感光ドラム１１と帯電ローラ１２との間の微小な空隙が形成される。そして、帯電ローラ１２は、この上流側及び下流側の空隙のうち少なくとも一方で発生する放電により感光ドラム１１の表面を帯電処理する。しかし、ここでは、便宜的に感光ドラム１１と帯電ローラ１２の接触部が帯電位置Ｑであるものと擬制して説明することがある。

像露光手段（像露光部）の一例である露光装置（レーザスキャナ）１３は、帯電した感光ドラム１１の表面を画像情報に応じて走査露光して、感光ドラム１１の表面に静電像（静電潜像）を形成する。つまり、露光装置１３は、各画像形成部Ｐに対応した分解色画像を展開した走査線画像データに基づいてＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを、回転ミラーで走査することで、帯電した感光ドラム１１の表面に上記分解色画像の静電像を書き込む。感光ドラム１１の回転方向において、感光ドラム１１上の露光装置１３により露光される位置が露光位置Ｕである。

現像手段（現像部）の一例である現像装置１４は、現像剤として二成分現像剤を用いる。現像装置１４は、二成分現像剤を攪拌して帯電させ、固定磁極１４ｊの周囲で感光ドラム１１に対しカウンタ方向に回転する現像スリーブ１４ｓに担持させ、現像スリーブ１４ｓ上の二成分現像剤で感光ドラム１１の表面を摺擦する。また、現像スリーブ１４ｓは、現像電圧印加手段の一例である現像電源（高圧電源）Ｄ４から、現像電圧（現像バイアス）として負極性の直流電圧に交流電圧が重畳された振動電圧が印加される。これにより、現像スリーブ１４ｓよりも相対的に正極性となった感光ドラム１１上の静電像の画像部へ、負極性に帯電したトナーが移転して、感光ドラム１１上の静電像が現像される。つまり、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光体上の露光部に、感光体の帯電極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する（イメージ部露光、反転現像）。二成分現像剤は、平均粒径５０μｍの磁性キャリアと平均粒径６μｍの非磁性トナーと所定の外添剤とを混合して構成される。感光ドラム１１の回転方向において、感光ドラム１１上の現像スリーブ１１と対向する位置（二成分現像剤が接触する位置）が現像位置Ｗである。

一次転写手段（一次転写部）の一例である一次転写ローラ３５は、中間転写ベルト３１を感光ドラム１１に向けて押圧して、感光ドラム１１と中間転写ベルト３１とが接触する一次転写位置Ｔを形成する。一次転写ローラ５は、一次転写電圧印加手段の一例である一次転写電源（高圧電源）Ｄ１から正極性の直流電圧が印加される。これにより、感光ドラム１１に担持された負極性のトナーからなるトナー像が、一次転写位置Ｔを通過する中間転写ベルト３１へ一次転写される。感光ドラム１１の回転方向において、感光ドラム１１上の一次転写が行われる位置が一次転写位置Ｔである。

感光体クリーニング手段（クリーニング部）の一例であるクリーニング装置１５は、カウンターブレード方式を採用している。クリーニング装置１５は、クリーニング容器１０９に保持されて感光ドラム１１の表面に当接しているクリーニングブレード１１０と、クリーニング容器１０９内で長手方向にトナーを搬送するスクリュー１１１と、を有する。中間転写ベルト３１に転写されずに感光ドラム１１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、クリーニング装置１５によって感光ドラム１１上から除去されて回収される。クリーニング装置１５は、クリーニングブレード１１０を感光ドラム１１に摺擦させて、一次転写位置Ｔを通過して感光ドラム１１の表面に残留した一次転写残トナーを除去する。感光ドラム１１の回転方向において、感光ドラム１１上のクリーニングブレード１１０が当接する位置がクリーニング位置Ｚである。

また、前露光手段（照射部）の一例である前露光装置１１２は、感光ドラム１１の回転方向において転写位置Ｔより下流かつ帯電位置Ｑより上流の照射位置Ｘで感光ドラム１１の表面を露光して、感光ドラム１１の表面の電荷の少なくとも一部を除去する。前露光装置１１２については後述して更に詳しく説明する。

ここで、画像形成部Ｐにおいて、感光ドラム１１と、感光ドラム１１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ１２、現像装置１４及びクリーニング装置１５とは、一体的に装置本体１０４に対して着脱可能なプロセスカートリッジ１０１を構成している。

４．前露光装置
画像濃度の濃い画像を形成した後に、画像濃度の薄い部分に先の濃度の濃い画像のパターンの濃度ムラが生じるゴースト画像という画像不良が発生する場合がある。この現象は、転写メモリとも呼ばれる現象である。つまり、一次転写位置Ｔにおけるトナーの濃度に応じて一次転写後の感光ドラム１１の表面電位が変わる。そのため、帯電ローラ１２で帯電処理した際に感光ドラム１１を一様に帯電することができずに、ゴースト画像が発生してしまう。このようなゴースト画像を抑制するために、本実施例の画像形成装置１００では、前露光装置１１２を用いた、感光ドラム１１の帯電処理前の露光（「前露光」ともいう。）を行う。

図３は、本実施例における前露光装置１１２の構成を示す模式図である。本実施例では、前露光装置１１２は、感光ドラム１１の回転方向において転写位置Ｔよりも下流側かつクリーニング部Ｚよりも上流側の照射位置Ｘにおいて感光ドラム１１に光を照射するように配置されている。

本実施例では、前露光装置１１２は、光源の一例であるＬＥＤランプ５０３と、光照射部材（導光手段）の一例であるライトガイド５０１と、を有する。そして、ライトガイド５０１の長手方向の端部に配置されたＬＥＤランプ５０３から光を照射し（矢印Ｃ）、ライトガイド５０１に形成された反射部５０２で反射させ、ライトガイド５０１の側面から漏れさせて感光ドラム１１の表面を露光する（矢印Ｄ）。ライトガイド５０１は、転写工程後の感光ドラム１１の表面に光を照射するように、感光ドラム１１との間の距離４ｍｍの位置で、感光ドラム１１の長手方向（回転軸線）に沿って配置されている。本実施例では、前露光装置１１２により、感光ドラム１１上の画像形成領域（トナー像を形成可能な領域）の全域を一様に露光する。これにより、感光ドラム１１上の潜像ゴーストを除去する。

本実施例では、ＬＥＤランプ５０３は装置本体１０４に取り付けられている。一方、ライトガイド５０１は、プロセスカートリッジ１０１に取り付けられている。このため、プロセスカートリッジ１０１の交換に伴ってライトガイド５０１は感光ドラム１１などと一緒に交換されるが、ＬＥＤランプ５０３は交換されない。ＬＥＤランプ５０３は、装置本体１０４の側板（図示せず）の外側における、感光ドラム１１上の照射幅（領域）よりも感光ドラム１１の長手方向外側に配置されている。そして、ＬＥＤランプ５０３は、ライトガイド５０１の長手方向に平行な方向からライトガイド５０１の端面５０６に出力光を入射する。また、ＬＥＤランプ５０３からの光が、不必要に感光ドラム１１の長手方向の端部を露光しないように、ＬＥＤランプ５０３を囲んで遮光措置（図示せず）が施されている。ライトガイド５０１には、透光率の優れた樹脂（アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレンなど）又はガラスなどが用いられる。

なお、本実施例では、ＬＥＤランプ５０３は、ライトガイド５０１の長手方向の一方の端面に対向する位置に１個設けられている。ただし、光量が不足する場合などには、例えばライトガイド５０１の長手方向の両方の端面に対向する位置に１個ずつ合計２個のＬＥＤランプ５０３を設けるなど、光源の数を増やしてもよい。

また、本実施例では、ライトガイド５０１がプロセスカートリッジ１０１側に具備されているが、ライトガイド５０１がプロセスカートリッジ１０１に具備されておらず、装置本体１０４側に具備されている構成としてもよい。この場合、ライトガイド５０１を設けない分、プロセスカートリッジ１０１のコストを低減することができる。

５．制御態様
図４は、本実施例における画像形成装置１００の要部の概略制御態様を示すブロック図である。

制御部１０３は、環境条件や耐久条件により、帯電電源Ｄ３、現像電源Ｄ４、転写電源Ｄ１、Ｄ２、露光装置１３の出力条件を決定し、画像形成や調整動作における所定タイミングにて出力する。

帯電電源Ｄ３の出力は帯電ローラ１２に印加され、その際に帯電ローラ１２に流れる直流電流（帯電電流）が、検知部の一例である直流電流測定回路（以下、単に「電流計」ともいう。）１０６によって検出され、その検出結果が制御部１０３に返される。

また、制御部１０３が前露光量制御回路２０８に前露光量を設定することで、前露光装置１１２が所定の光量で発光する。前露光量制御回路２０８は、ＰＷＭ制御により、前露光装置１１２に供給する電流（前露光電流）を、０ｍＡ（最小）〜２０ｍＡ（最大）の範囲で制御可能である。前露光電流量と前露光量とは線形の関係となり、また前露光電流と前露光デューティ（ＰＷＭデューティ）とは線形の関係となる。つまり、前露光デューティ０％時で前露光電流０ｍＡ、前露光デューティ１００％で前露光電流２０ｍＡとなる。

メモリ２０２は、後述する前露光量制御（前露光デューティ制御）において帯電電流を一時的に記憶する。メモリ２０２は、記憶手段の一例である。

操作パネル２０３は、後述する前露光量制御において前露光装置１１２の異常が検知された際に、警告表示をしてユーザーに異常を報知する。操作パネル２０３は、報知部の一例である。異常の判断に関しては後述して詳しく説明する。

６．前露光量制御（前露光量算出制御、異常検知制御）
図５は、帯電電圧を印加した際に帯電ローラ１２に流れる直流電流（帯電電流）と、前露光装置１１２に供給する前露光電流との関係を示すグラフ図である。図５に示すように、前露光電流の絶対値を大きくするに従って、帯電電流の絶対値は大きくなる。

帯電電流は、帯電ローラ１２と、感光ドラム１１の帯電ローラ１２に対向する面との間の電位差により変化する。例えば、帯電電圧を−１２００Ｖとして、感光ドラム１１を−６００Ｖに一様に帯電処理する場合について考える。このとき、前露光電流が０ｍＡ、すなわち前露光装置１１２が発光しない場合、一次転写後の感光ドラム１１の帯電ローラ１２と対向する面の電位は約−３００Ｖとなる。よって、−３００Ｖと−６００Ｖとの差分である３００Ｖが、帯電ローラ１２と、感光ドラム１１の帯電ローラ１２に対向する面との間の電位差となり、このときに流れる帯電電流は約２８μＡとなる。一方、前露光電流を２０ｍＡとした場合は、一次転写後の感光ドラム１１の帯電ローラ１２と対向する面の電位は約０Ｖとなる。よって、０Ｖと−６００Ｖとの差分である６００Ｖが、帯電ローラ１２と、感光ドラム１１の帯電ローラ１２に対向する面との間の電位差となり、このときに流れる帯電電流は約４５μＡとなる。

このように、前露光電流が０ｍＡあるいは十分に小さい場合は、一次転写後に感光ドラム１１の電位が残るため、上述のゴースト画像が発生しやすい。一方、前露光電流を大きくした場合は、ゴースト画像の発生は抑制できるが、上述のように帯電電流が大きくなることで暗減衰により感光ドラム１１の寿命の低下を早めることにつながる。よって、前露光電流は、感光ドラム１１から十分に電荷を除去すると共に、帯電電流が大きくなりすぎないように所定の値にすることが望まれる。

図６は、本実施例における前多回転工程で実行される前露光量制御のタイミングチャート図である。本実施例では、前露光量制御において、作像工程での前露光電流を算出する前露光量算出制御（前露光電流算出制御）を行う。また、本実施例では、この前露光量制御において、前露光装置１１２の異常を検知する異常検知制御もあわせて行う。

図６に示すように、制御部１０３は、電源ＯＮの後、画像形成装置１００の前多回転工程に移行し、感光ドラム１１の回転を開始させる。その後、制御部１０３は、帯電電圧（帯電直流電圧）の印加を開始させ、所定時間後に一次転写電圧（一次転写直流電圧）の印加を開始させる。その後、制御部１０３は、感光ドラム１１の、帯電処理された後に帯電電圧、一次転写電圧が印加された領域の移動方向の先端が、帯電位置Ｑに到達した後に、電流計１０６により帯電電流を検出させる（矢印（１））。その後、制御部１０３は、前露光デューティを１０％、２０％、１００％と順次に変化させる。そして、感光ドラム１１の各前露光デューティにより前露光された領域が帯電位置Ｑを通過している間に、電流計１０６により帯電電流を検出させる（矢印（２）、（３）、（４））。

そして、制御部１０３は、前露光デューティ０％、１０％、２０％時の帯電電流から、作像工程で必要な前露光デューティを所定の演算により算出する。すなわち、作像工程での目標帯電電流が予め設定されており、上記各前露光デューティと検出された帯電電流との関係から、上記目標帯電電流が得られる前露光デューティを求める。上述の作像工程での前露光電流（前露光デューティ）を決定する処理を前露光量算出制御という。

また、制御部１０３は、前露光デューティ０％時の帯電電流と、前露光デューティ１００％時の帯電電流との差分を算出する。そして、この差分が所定の閾値（第１の閾値）としての５μＡ以下であれば、前露光装置１１２（前露光量）が異常であると判断する。そして、制御部１０３は、操作パネル２０３において警告表示を行わせる。

さらに、制御部１０３は、前露光デューティ１００％時の帯電電流値の絶対値が別の所定の閾値（第２の閾値）としての３５μＡ以下であれば、前露光装置１１２が発光していないと判断する。そして、制御部１０３は、状態が改善されるまで、以後の作像工程における画像濃度を下げ、ゴーストが発生しにくい設定にする。一方、制御部１０３は、前露光デューティ１００％時の帯電電流値の絶対値が上記第２の閾値としての３５μＡより大きければ、前露光装置１１２が常時発光していると判断する。そして、制御部１０３は、状態が改善されるまで、以後の作像工程における帯電電源Ｄ３の出力を下げることで帯電電流を下げて感光ドラムの寿命の低下を防ぐ設定にする。このとき、現像電圧Ｄ４、転写電圧Ｄ１、Ｄ２などの出力も帯電電圧Ｄ３の出力に合わせて補正した設定にする。上述の前露光装置の異常を検知し、異常を報知し、また作像工程の動作設定を変更する処理を、異常検知制御という。

このように、本実施例では、画像形成前の前多回転工程において、前露光装置１１２を発光させない場合の帯電電流と、最大光量で発光させた場合の帯電電流と、に基づいて前露光装置１１２の異常を検知して、それをユーザーに報知することができる。また、本実施例では、このとき、前露光装置１１２が発光していない、あるいは常時発光している、という異常状態を判別することができる。そして、前露光装置１１２が発光していないと判断した場合は、ゴースト画像の発生を抑えるために、作像工程での露光装置１３の露光量を低下させて画像濃度を下げるような設定に変更することができる。また、前露光装置１１２が常時発光していると判断した場合は、感光ドラム１の寿命の低下を抑制するために、作像工程での帯電電流を小さくなるような設定に変更することができる。これにより、前露光装置１１２の異常を検知した場合でも、上述のように設定を変更したモード（縮退モード）で画像形成装置１００の動作を継続させることができる。つまり、本実施例によれば、前露光装置１１２が異常状態になった場合でも、速やかに異常状態を警告すると共に、異常状態が修復されるまで画像の不具合や画像形成装置１００へのダメージを低減した設定で画像形成を継続することが可能になる。

なお、本実施例では、前露光量制御を前多回転工程で行う。この理由は、前多回転工程では複数の調整制御や立ち上げ制御が行われるため、前露光量制御を行っても前多回転工程の時間がほとんど変わらないためである。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、前露光量制御は、例えば前回転工程など、非画像形成時であれば行うことができる。例えば、前露光量制御は、毎回のジョブの前回転工程で行ってもよいし、複数回のジョブに対して１回の前回転工程で行ってもよい。また、本実施例のように、前露光量制御において前露光量算出制御と異常検知制御とを同期して行うことで、作像工程に必要な制御である前露光量算出制御を行う際に、ほとんど制御時間を変えることなく、異常検知制御も行うことができる。これにより、異常検知制御のためにダウンタイム（画像の出力ができない期間）が増加することを抑制することができる。

図７は、図６で説明した前露光量制御（前露光量算出制御及び異常検知制御）のフローチャート図である。また、表１は、前露光量制御で検出される帯電電流と前露光装置の状態の判断結果の一例を示す。

制御部１０３は、電源ＯＮの後、画像形成装置１００の前多回転工程に移行し、帯電電圧、現像電圧、転写電圧を出力を開始させる（Ｓ１０１）。次に、制御部１０３は、前露光デューティ０％時の帯電電流Ｉ１を検出し、メモリ２０２に記憶させる（Ｓ１０２）。次に、制御部１０３は、前露光デューティを１０％に設定する（Ｓ１０３）。その後、同様に、制御部１０３は、前露光デューティ１０％時の帯電電流Ｉ２の検出、メモリ２０２への記憶（Ｓ１０４）、前露光デューティの２０％への変更（Ｓ１０５）を行う。さらに、同様に、前露光デューティ２０％時の帯電電流Ｉ３の検出、メモリ２０２への記憶（Ｓ１０６）、前露光デューティの１００％への変更（Ｓ１０７）、前露光デューティ１００％時の帯電電流Ｉ４の検出、メモリ２０２への記憶（Ｓ１０８）を行う。なお、ここでは、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４は帯電電流の絶対値であるものとする。

その後、制御部１０３は、Ｉ４とＩ１との差分（Ｉ４−Ｉ１）を計算し、この差分と第１の閾値としての５μＡとを比較する（Ｓ１０９）。そして、制御部１０３は、上記差分が５μＡより大きい場合は（Ｓ１０９でＹＥＳ）、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の値から作像工程での前露光電流（前露光デューティ）を算出し（Ｓ１１０）、前多回転工程の所定タイミングで各高圧出力を停止させる（Ｓ１１１）。例えば、表１の（１）、（２）の場合は、Ｉ４−Ｉ１がそれぞれ２０μＡ、１５μＡとなり、５μＡより大きいため、前露光装置１１２は正常と判断される。

一方、制御部１０３は、上記差分が５μＡ以下の場合は（Ｓ１０９でＮＯ）は、次に前露光デューティ１００％時の帯電電流Ｉ４と第２の閾値としての３５μＡとを比較する（Ｓ１１２）。そして、制御部１０３は、Ｉ４が３５μＡより大きい場合は（Ｓ１１２でＹＥＳ）、前露光装置１１２が駆動回路の異常などにより常時前露光デューティ１００％で発光してしまっている可能性が高いと判断する。そして、Ｉ４の値に応じて、作像工程での高圧出力を補正するための補正値を算出する（Ｓ１１３）。前露光装置１１２が前露光デューティ１００％で常時発光している場合は、常に帯電電流が高い状態になるため、感光ドラム１１の寿命の低下を早めることになる。そのため、前露光装置１１２が常時発光していると判断された場合は、帯電電流が所定値になるように、帯電電圧の設定値（絶対値）を低い側に補正する。また、このとき、帯電電圧の値に合わせて、現像電圧、転写電圧の設定値の補正も行う。例えば、表１の（３）の場合は、Ｉ４−Ｉ１が０μＡとなり、Ｉ４が４５μＡであるため、前露光装置１１２が常時発光していると判断される。

なお、このとき変更する帯電電圧の設定値は、検出されたＩ４に応じて選択できるように複数設定されていてもよいし、例えば前露光デューティ１００％の場合の所定の帯電電流（代表値）に対応させて１つだけ設定されていてもよい。このとき変更する帯電電圧の設定値を複数設定する場合、検出されたＩ４が大きいほど変更する帯電電圧の設定値（絶対値）が小さくなるように設定することができる。

さらに、制御部１０３は、Ｉ４が３５μＡ以下の場合は（Ｓ１１２でＮＯ）、前露光装置１１２が駆動回路の異常や信号線の断線、ＬＥＤの故障などにより発光していない可能性が高いと判断する。そして、ゴースト画像の発生の懸念があるため、作像工程での露光装置１３の露光量を小さくしてトナー像のトナー量を減らす（すなわち、画像濃度を下げる）ための補正値を算出する（Ｓ１１５）。例えば、表１の（４）の場合は、Ｉ４−Ｉ１が０μＡとなり、Ｉ４が２５μＡであるため、前露光装置１１２が発光していないと判断される。

なお、本実施例ではイメージ部露光と反転現像とによりトナー像を形成するので、静電像の画像部を露光する露光装置１３の露光量を小さくすることで、トナー像のトナー量を少なくすることができる。ただし、前露光装置１１２が正常である場合よりもトナー像のトナー量（単位面積当たりのトナー載り量）を少なくすることができれば、露光装置１３の動作設定の変更方法自体は任意であり、利用可能な方法を適宜用いることができる。また、全ての階調レベルにおいてトナー像のトナー量を少なくすることに限定されるものではない。ゴースト画像を抑制することができれば、例えば最高濃度レベルにおけるトナー量を少なくするなど、少なくとも一つの階調レベルで比較した場合に前露光装置１１２が正常である場合よりもトナー像のトナー量を少なくすることが含まれる。

また、制御部１０３は、Ｓ１１３又はＳ１１５の処理を行った後は、操作パネル２０３に、前露光装置１１２が異常であることをユーザーに報知するための警告表示を行わせる（Ｓ１１４）。このとき、前露光装置１１２の異常に対応して、低濃度モードで作像工程を行うことをユーザーに報知する表示などを行ってもよい。

以上のように、本実施例では、前多回転工程時に実行される帯電電流を検出して作像工程での前露光量を算出するシーケンスにおいて、前露光装置１１２の異常の検知を行う。このとき、前露光装置１１２を発光させない場合の帯電電流と、最大光量（前露光デューティ１００％）で発光させた場合の帯電電流と、に基づいて、前露光装置１１２が常時発光している、あるいは発光していない、という異常状態を判別する。そして、常時発光と判断した場合は高圧設定値を補正し、発光していないと判断した場合は露光装置１３の露光量を補正して、画像形成装置１００の動作を継続させる。これにより、前露光装置１１２の異常による感光ドラム１の急激な寿命の低下やゴースト画像が発生することを抑制した条件で、画像形成を継続することが可能となる。

なお、本実施例では、前露光装置１１２の異常を報知する処理と、画像形成時の動作設定を変更する処理とを行うが、これらは所望によりいずれか一方のみを行うようにしてもよい。また、本実施例では、画像形成時の動作設定を変更する処理として、露光装置１３の露光量を変更する処理と帯電電圧を変更する処理とを行うが、これらは所望によりいずれか一方のみを行うようにしてもよい。また、露光装置１３の露光量を変更する処理と帯電電圧を変更する処理とのいずれか一方を行う場合に、その処理と前露光装置１１２の異常を報知する処理とを組み合わせて行うことができる。

また、本実施例では、前露光装置１１２の異常を検知するために、前露光装置１１２を発光させない場合の帯電電流と、前露光装置１１２を最大光量で発光させた場合の帯電電流とを用いた。しかし、前露光装置１１２を十分に小さい光量で発光させた場合の帯電電流と、前露光装置１１２を十分に大きい光量で発光させた場合の帯電電流とを用いて前露光装置１１２の異常を検知してもよい。すなわち、第１の光量と、第１の光量よりも小さい第２の光量とで前露光装置１１２を発光させた際の帯電電流の差分を第１の閾値と比較することで、前露光装置１１２が異常であることが分かればよい。この異常には、前露光装置１１２の所望の光量が得られない、あるいは一定以上の光量で常時発光していることが含まれる。また、上記第１の光量で前露光装置１１２を発光させた際の帯電電流と第２の閾値とを比較することで、その異常が、前露光装置１１２の所望の光量が得られない状態か、一定以上の光量で常時発光している状態かを判別できるようにすることが望ましい。典型的には、上記第１の光量は、画像形成時の前露光装置１１２の光量より大きい。また、典型的には、上記第２の光量は、画像形成時の前露光装置１１２の光量より小さい。

このように、本実施例の画像形成装置１００は、感光体１１の回転方向において転写位置Ｔより下流かつ帯電位置Ｑより上流の照射位置Ｘで感光体１１に光を照射する照射部１１２を有する。また、画像形成装置１００は、電源Ｄ３から帯電部材１２に直流電圧を印加した際に帯電部材１２に流れる直流電流を検知する検知部１０６を有する。また、画像形成装置１００は、次のような処理を実行する制御部１０３を有する。つまり、制御部１０３は、非画像形成時に、照射部１１２を第１の光量で発光させるように制御した際に照射位置Ｘを通過した感光体１１の表面が帯電位置Ｑを通過する時に帯電部材１２を流れる第１の電流を検知部１０６によって検知する。それと共に、制御部１０３は、照射部１１２を発光させないように制御した際に照射位置Ｘを通過した感光体１１の表面が帯電位置Ｑを通過する時に帯電部材１２を流れる第２の電流を検知部１０６によって検知する。ここで、照射部１１２を発光させないように制御する代わりに、照射部１１２を上記第１の光量よりも小さい第２の光量で発光させるように制御してもよい。そして、制御部１０３は、上記第１の電流と上記第２の電流との差分が所定の閾値以下の場合に、照射部１１２の異常を報知する報知処理を実行するか、画像形成時の動作設定を変更する変更処理を実行するか、又は上記報知処理及び上記変更処理を実行する。

また、本実施例では、制御部１０３は、上記差分が上記閾値以下であり、かつ、上記第１の電流が所定の別の閾値以下の場合に、上記変更処理として画像形成時の像露光部１３の動作設定を変更する処理を実行する。この場合、画像形成時の像露光部１３の動作設定を、上記差分が上記閾値より大きい場合よりもトナー像のトナー量を少なくするように変更する。一方、制御部１０３は、上記差分が上記閾値以下であり、かつ、上記第１の電流の絶対値が上記別の閾値より大きい場合に、上記変更処理として画像形成時の電源Ｄ３から帯電部材１２に印加する電圧を変更する処理を実行する。この場合、画像形成時の電源Ｄ３から帯電部材１２に印加する電圧の絶対値を、上記差分が上記閾値よりも大きい場合よりも小さくする。また、本実施例では、制御部１０３は更に、非画像形成時に、照射部１１２を複数の異なる光量で発光させるように制御し、各光量の場合の検知部１０６の検知結果に基づいて画像形成時の照射部１１２の光量を決定する決定処理を実行する。そして、制御部１０６は、上記第１、第２の電流を取得する処理を、上記決定処理と同期して実行する。

以上、本実施例によれば、前露光装置１１２の異常を検知して、その異常を報知したり、画像形成時の動作設定をその異常に対応した動作設定に変更したりすることが可能となる。

［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

例えば、上述の実施例では、非画像形成時に行われる前露光量制御において、画像形成時の前露光量を算出する制御と、照射部の異常を検知する制御とを同期して行った。これにより前述のような効果が得られるが、所望により画像形成時の前露光量を算出する制御と、照射部の異常を検知する制御とは別個のタイミングで行ってもよい。

また、上述の実施例では、帯電部材が感光体に接触している場合について説明した。しかし、帯電ローラなどの帯電部材は、被帯電体である感光体の表面に必ずしも接触している必要はなく、近接部での放電が可能であれば、例えば数１０μｍの空隙（間隙）を有して非接触に近接して配置されていてもよい。このように帯電部材が感光体に近接して配置され、その近接部（上述の実施例での帯電ローラと感光体との接触部の上流、下流の間隙に対応）での放電により感光体を帯電処理する構成においても、本発明を適用することができる。

１１ 感光ドラム
１２ 帯電ローラ
１０３ 制御部
１０６ 直流電流測定回路
１１２ 前露光装置

Claims (7)

1. 回転可能な感光体と、
   帯電位置で前記感光体を帯電させる帯電部材と、
   前記帯電部材に直流電圧を印加する電源と、
   帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光部と、
   前記感光体上の静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像部と、
   転写位置で前記感光体上のトナー像を被転写体に転写させる転写部と、
   前記感光体の回転方向において前記転写位置より下流かつ前記帯電位置より上流の照射位置で前記感光体に光を照射する照射部と、
   前記電源から前記帯電部材に直流電圧を印加した際に前記帯電部材に流れる直流電流を検知する検知部と、
   非画像形成時に、前記照射部を第１の光量で発光させるように制御した際に前記照射位置を通過した前記感光体の表面が前記帯電位置を通過する時に前記帯電部材を流れる第１の電流を前記検知部によって検知すると共に、前記照射部を前記第１の光量よりも小さい第２の光量で発光させるか又は前記照射部を発光させないように制御した際に前記照射位置を通過した前記感光体の表面が前記帯電位置を通過する時に前記帯電部材を流れる第２の電流を前記検知部によって検知し、前記第１の電流と前記第２の電流との差分が所定の閾値以下の場合に、異常を報知する報知処理を実行する制御部と、
   を有すること特徴とする画像形成装置。
2. 回転可能な感光体と、
   帯電位置で前記感光体を帯電させる帯電部材と、
   前記帯電部材に直流電圧を印加する電源と、
   帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電像を形成する像露光部と、
   前記感光体上の静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像部と、
   転写位置で前記感光体上のトナー像を被転写体に転写させる転写部と、
   前記感光体の回転方向において前記転写位置より下流かつ前記帯電位置より上流の照射位置で前記感光体に光を照射する照射部と、
   前記電源から前記帯電部材に直流電圧を印加した際に前記帯電部材に流れる直流電流を検知する検知部と、
   非画像形成時に、前記照射部を第１の光量で発光させるように制御した際に前記照射位置を通過した前記感光体の表面が前記帯電位置を通過する時に前記帯電部材を流れる第１の電流を前記検知部によって検知すると共に、前記照射部を前記第１の光量よりも小さい第２の光量で発光させるか又は前記照射部を発光させないように制御した際に前記照射位置を通過した前記感光体の表面が前記帯電位置を通過する時に前記帯電部材を流れる第２の電流を前記検知部によって検知し、前記第１の電流と前記第２の電流との差分が所定の閾値以下の場合に、画像形成時の動作設定を変更する変更処理を実行する制御部と、
   を有すること特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記差分が前記閾値以下であり、かつ、前記第１の電流が所定の別の閾値以下の場合に、前記変更処理として画像形成時の前記像露光部の動作設定を、前記差分が前記閾値より大きい場合よりもトナー像のトナー量を少なくするように変更する処理を実行することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記差分が前記閾値以下であり、かつ、前記第１の電流の絶対値が所定の別の閾値より大きい場合に、前記変更処理として画像形成時の前記電源から前記帯電部材に印加する電圧の絶対値を、前記差分が前記閾値よりも大きい場合よりも小さくする処理を実行することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の光量は画像形成時の前記照射部の光量よりも大きく、前記第２の光量は画像形成時の前記照射部の光量よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の光量は前記照射部の最大光量であり、前記第２の電流は前記照射部を発光させないように制御した際に前記照射位置を通過した前記感光体の表面が前記帯電位置を通過する時に前記検知部によって検知した前記帯電部材を流れる電流であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は更に、非画像形成時に、前記照射部を複数の異なる光量で発光させるように制御し、各光量で発光するように制御した際に前記照射位置を通過した前記感光体の表面が前記帯電位置を通過する時に前記帯電部材を流れる電流を前記検知部で検知させ、その検知結果に基づいて画像形成時の前記照射部の光量を決定する決定処理を実行するようになっており、
   前記制御部は、前記第１、第２の電流を検知する処理を、前記決定処理と同期して実行することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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