JP2019203947A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電ローラーによる感光体表面の帯電性能を判断することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置３００では、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを接触して帯電バイアスＶｃｂを印加することにより、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを帯電させる帯電手段と、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上の静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段とを備えている。画像形成装置３００は、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを停止させた状態で、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにより感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを帯電させて所定の帯電領域Ｃ１，Ｃ２を形成し、所定の帯電領域Ｃ１，Ｃ２を現像手段により顕像化させて所定の帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態を検出する検出部８を備えている。【選択図】図２

Description

この開示は、画像形成装置に関し、より特定的には、電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、感光体の表面を一様に帯電させる帯電部材として、感光体に対して接触従動させる帯電ローラーを用いることが知られている。画像形成装置では、帯電ローラーによって感光体表面を一様に帯電させ、露光による潜像形成、現像ローラーによる潜像のトナーの可視化、可視画像の中間転写ベルトや媒体への転写、クリーニング部材による転写残トナーの回収のプロセスが行われる。

このような画像形成装置において、感光体の汚染や帯電ローラーの劣化が生じると、帯電ローラーが感光体表面を一様に帯電できず、感光体表面に帯電ムラが生じ、帯電不良を引き起こす場合がある。そこで、特開２０１０−７９２６０号公報（特許文献１）では、感光体の駆動を開始する前に、帯電ローラーと感光体との間に、画像形成バイアスと同極性のバイアスを印加することが開示されている。

特開２０１０−７９２６０号公報

特許文献１に開示される技術では、感光体の駆動を開始する前に、帯電ローラーと感光体との間に、画像形成バイアスと同極性のバイアスを印加することで、感光体の回転駆動停止状態時において帯電ローラーから感光体にトナー汚れが移ることを防止し、感光体表面の帯電ムラを抑えている。しかしながら、特許文献１に開示される技術では、感光体の汚染による感光体表面の帯電ムラを抑えることができても、帯電ローラーの劣化などによる感光体表面の帯電ムラを抑えることができない。また、特許文献１に開示される技術では、感光体のトナー汚れを防止するだけで、帯電ローラーによる感光体表面の帯電性能がどの程度なのかを判断することもできない。

本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、帯電ローラー（帯電部材）による感光体（像担持体）表面の帯電性能を判断することができる画像形成装置を提供することである。

ある実施形態に従うと、電子写真方式に従う画像形成装置であって、回転可能に構成され、トナー像を担持搬送するための少なくとも１つの像担持体と、像担持体に帯電部材を接触してバイアスを印加することにより、像担持体を帯電させる帯電手段と、像担持体上の静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、像担持体を停止させた状態で、帯電手段により像担持体を帯電させて所定の帯電領域を形成し、所定の帯電領域を現像手段により顕像化させて所定の帯電領域の帯電状態を検出する検出部とを備える。

好ましくは、検出部で検出された所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、帯電部材の寿命予測を行う寿命予測手段をさらに備える。

好ましくは、帯電手段は、検出部で検出された所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、像担持体に帯電部材を接触させて印加するバイアスを変更する。

好ましくは、帯電手段は、検出部で検出された所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、像担持体に対する帯電部材の当接力を変更する。

好ましくは、帯電手段において像担持体を帯電させる処理速度を制御する制御手段をさらに備え、制御手段は、検出部で検出された所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、処理速度を変更する。

好ましくは、トナー像にする画像に対して処理を行う画像処理手段をさらに備え、画像処理手段は、検出部で検出された所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、画像に対する処理を変更する。

好ましくは、像担持体に帯電部材を接触させて印加するバイアスは、ＤＣバイアスである。

好ましくは、検出部は、像担持体に形成された帯電領域の幅に基づき、所定の帯電領域の帯電状態を検出する。

好ましくは、検出部は、所定の帯電領域から得られる反射濃度に基づき、所定の帯電領域の帯電状態を検出する。

ある実施形態に従う画像形成装置は、帯電部材による像担持体表面の帯電性能を簡単に判断することができる。

ある実施形態に従う画像形成装置の構成例を説明する図である。 中間転写ベルトの周囲の構成をより具体的に説明するための図である。 ＣＰＵに接続される各種デバイスを説明するための図である。 放電領域における電圧と距離との関係を説明するための図である。 感光体上に形成された帯電領域を説明するための図である。 帯電ローラーの当接力を変更した場合の感光体の帯電領域を説明するための図である。 帯電ローラーの形状と帯電ムラとの関係を説明するための図である。

＜実施の形態１＞
本実施の形態１について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

（画像形成装置３００）
図１は、ある実施形態に従う画像形成装置３００の構成例を説明する図である。ある実施形態において、画像形成装置３００は、レーザプリンタやＬＥＤプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置である。図１に示されるように、画像形成装置３００は、内部の略中央部にベルト部材として中間転写ベルト１を備えている。中間転写ベルト１の下部水平部の下には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが中間転写ベルト１に沿って並んで配置される。これらの作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、トナー像を担持可能に構成される感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋをそれぞれ有している。

像担持体である各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの周囲には、その回転方向に沿って順に、対応する感光体を帯電するための帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、露光装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、現像ローラー６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋと、中間転写ベルト１を挟んで各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと対向する１次転写ローラー７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋと、クリーニングブレード９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋとがそれぞれ配置されている。

中間転写ベルト１の中間転写ベルト駆動ローラー１０で支持された部分には、２次転写ローラー１１が圧接されており、当該領域で２次転写が行なわれる。２次転写領域後方の搬送路Ｒの下流位置には、定着ローラー２１と加圧ローラー２２とを含む定着加熱部２０が配置されている。

画像形成装置３００の下部には、給紙カセット３０が着脱可能に配置されている。給紙カセット３０内に積載収容された用紙Ｐは、給紙ローラー３１の回転によって最上部の用紙から１枚ずつ搬送路Ｒに送り出されることになる。

また、画像形成装置３００の上部には、操作パネル８０が配置されている。操作パネル８０は、一例として、タッチパネルとディスプレイとが互いに重ね合わせられた画面と、物理ボタンとから構成される。

なお、上記の例において画像形成装置３００は、タンデム式の中間転写方式を採用しているがこれに限定されるものではない。具体的には、サイクル方式を採用する画像形成装置であってもよいし、現像装置から印刷媒体に直接トナーを転写する直接転写方式を採用する画像形成装置であってもよい。

（画像形成装置３００の概略動作）
次に、以上の構成からなる画像形成装置３００の概略動作について説明する。外部装置（たとえば、パソコン等）から画像形成装置３００の制御装置として機能するＣＰＵ（Central Processing Unit）７０に画像信号が入力されると、ＣＰＵ７０ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの各露光装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを発光させて露光を行なう。

これにより、各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上に形成された静電潜像は、各現像ローラー６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。各色のトナー画像は、各１次転写ローラー７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの作用により、図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト１上に順次重ね合わせて１次転写される。

このようにして中間転写ベルト１上に形成されたトナー画像は、２次転写ローラー１１の作用により、用紙Ｐに一括して２次転写される。

用紙Ｐに２次転写されたトナー画像は、定着加熱部２０に達する。トナー画像は、加熱された定着ローラー２１、および加圧ローラー２２の作用により用紙Ｐに定着される。トナー画像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラー５０を介して排紙トレイ５５に排出される。

（電気的な構成）
次に、図２および図３を用いて、ＣＰＵ７０に接続される電気的な構成について説明する。図２は、中間転写ベルト１の周囲の構成をより具体的に説明するための図である。図３は、ＣＰＵ７０に接続される各種デバイスを説明するための図である。

図２および図３を参照して、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋには、帯電電源６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋがそれぞれ接続される。帯電電源６３Ｙと接地電位との間には電流センサー６４Ｙが配置される。

現像ローラー６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋには、現像電源６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋがそれぞれ接続される。現像電源６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋは、直流電源６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋと、交流電源６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋとをそれぞれ含む。つまり、現像ローラー６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋには直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧が印加される。

１次転写ローラー７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋには、共通する１次転写電源６５が接続される。つまり、１次転写ローラー７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋには、共通する転写バイアス（転写出力）Ｖｔが印加される。１次転写電源６５と接地電位との間には、電圧センサー６６が配置される。なお、他の局面において、画像形成装置３００は、１次転写ローラー７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋごとに独立した１次転写電源を有してもよい。

２次転写ローラー１１には、２次転写電源６７が接続される。ＣＰＵ７０は、各種電源（帯電電源６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋ、現像電源６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋ、１次転写電源６５、２次転写電源６７）と各種センサー（電流センサー６４Ｙ、電圧センサー６６）とにそれぞれ接続される。ＣＰＵ７０は、各種電源に制御信号を送信し、各種電源の出力を制御する。また、各種センサーは、測定結果をＣＰＵ７０に送信するように構成される。

さらに、画像形成装置３００には、中間転写ベルト１上に形成されたトナー画像から感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上の帯電領域の帯電状態を検出する検出部８が設けてある。検出部８は、中間転写ベルト１上に形成されたトナー画像から得られる反射光の強度に基づき、トナー画像のトナー濃度を検出する画像センサーを有している。つまり、検出部８は、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによって帯電した領域がトナー画像においてトナーが付着しない白い領域となり、当該領域から得られる強い反射光に基づき帯電領域の帯電状態を検出している。逆に、検出部８は、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによって帯電していない領域がトナー画像においてトナーが付着する領域となり、当該領域から弱い反射光に基づき帯電領域の帯電状態を検出している。

各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの各色のトナー画像が中間転写ベルト１上に順次重ね合わせて１次転写された状態のトナー画像に対して、検出部８が反射光の強度を検出している。そのため、検出部８は、１つの画像センサーで各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの帯電状態を検出することができる。なお、各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの帯電状態をそれぞれ検出するのであれば、各色のトナー画像から得られる反射光の強度を検出できるように各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋごとに画像センサーを設ける必要がある。また、検出部８は、画像センサーによりトナー画像から得られる反射光の強度を検出する構成に限定されず、例えば、撮像素子でトナー画像を撮像し、ＣＰＵ７０に画像処理させることでトナー濃度を検出してもよい。

ＣＰＵ７０は、上述のデバイス以外に、ＲＡＭ（Random Access Memory）５１０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２０と、記憶装置５３０と、操作パネル８０と、環境センサー５４０とにもそれぞれ電気的に接続されている。

ＲＡＭ５１０は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）により実現される。ＲＡＭ５１０は、ＣＰＵ７０がＲＯＭ５２０に格納される制御プログラム５２２を実行するために必要なデータや画像データを一時的に記憶するワーキングメモリーとして機能し得る。

記憶装置５３０は、例えば、ハードディスクドライブにより実現される。記憶装置５３０は、設定テーブル５３１と、使用量テーブル５３２と、環境テーブル５３３とを記憶している。

設定テーブル５３１は、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの回転速度、帯電電位Ｖｃ、帯電バイアスＶｃｂ、現像バイアスＶｄ、転写バイアスＶｔなどの各種作像条件を記憶する。使用量テーブル５３２は、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの各々の使用量を記憶する。一例として、感光体３Ｙの使用量は、感光体３Ｙを用いて印字された累計印字枚数、感光体３Ｙの回転回数、および感光体３Ｙの走行距離のいずれかが設定される。ＣＰＵ７０は、感光体３Ｙを用いた印字を行なうごとに、感光体３Ｙの使用量を更新する。環境テーブル５３３の詳細は後述する。

操作パネル８０は、ユーザーの操作内容を表す情報（例えば、タッチパネル上のタッチされた座標）をＣＰＵ７０に出力する。環境センサー５４０は、温度および湿度のうち少なくとも一方を測定可能に構成され、測定結果をＣＰＵ７０に出力する。

（感光体の帯電状態）
感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに対して帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを接触従動させて感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを帯電させる場合、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの劣化により、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの表面を一様に帯電できず、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの表面に帯電ムラが生じる。そのため、画像形成装置３００では、所定のタイミングで感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの帯電状態を検出して、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能を判断して劣化を評価している。なお、所定のタイミングとしては、電源立ち上げ時、一定枚数（例えば、１０００枚）を印刷するごと、メンテナンスモードを選択した時などがある。

具体的に、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの帯電状態を検出する方法について説明する。画像形成装置３００は、所定のタイミングとなった場合に、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを停止させた状態で、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋとの間に帯電バイアスＶｃｂを印加して帯電させ、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上に所定の帯電領域を形成する。つまり、画像形成装置３００は、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋが停止しているため、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ全体を帯電させる訳ではなく、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと接している一部の領域を帯電させている。

感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを接触させて帯電させる場合に、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋから感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋへの放電は、一般的にパッシェンの法則により説明される。パッシェンの法則について図を用いて説明する。図４は、放電領域における電圧と距離との関係を説明するための図である。図４に示すように、ある電圧を感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとの間に印加した場合、接触している部分より離れた距離から放電が開始され、ある距離で放電が行われなくなる。放電が開始され、放電が行われなくなるまでの領域が放電領域であり、トナー画像では白くなる領域である。なお、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを接触させて印加する帯電バイアスＶｃｂは、ＤＣバイアスである。印加する帯電バイアスＶｃｂをＤＣバイアスとした場合、バイアスの印加から一定時間経過すると感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとの電位差が小さくなり、放電がそれ以上生じなくなる。そのため、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋや帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋへのダメージを抑えることができる。

帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋから感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋへの放電により、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上に帯電領域が形成される。図５は、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上に形成された帯電領域を説明するための図である。図５（ａ）に示すように、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとが接触している部分の両側（ニップ近傍）に放電領域Ｄ１，Ｄ２が形成される。図５（ｂ）では、放電領域Ｄ１，Ｄ２に対応して感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに帯電領域Ｃ１，Ｃ２が形成され、形成された感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの帯電領域Ｃ１，Ｃ２を現像ローラー６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにより現像することでトナー画像として顕像化させて中間転写ベルト１上に１次転写した状態が示されている。そのため、中間転写ベルト１上のトナー画像は、放電領域Ｄ１，Ｄ２に対応する帯電領域Ｃ１，Ｃ２の部分にトナーが付着せず白くなり、他の部分Ｔはトナーが付着した画像となる。

帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに劣化が生じると、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの表面粗さが減少することにより、ニップ近傍の放電領域Ｄ１，Ｄ２が狭まる。そのため、図５（ｂ）に示す中間転写ベルト１上のトナー画像は、トナーが付着せずに白くなっている帯電領域Ｃ１，Ｃ２の幅が図５（ａ）の幅より短くなる。例えば、ＣＰＵ７０は、検出部８で検出したトナー画像のうち白くなっている帯電領域Ｃ１，Ｃ２の幅が初期状態から２割程度短くなった場合、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性が低下し、劣化が生じていると判断する。つまり、検出部８は、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに形成された帯電領域Ｃ１，Ｃ２の幅に基づき、帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態を検出している。

ＣＰＵ７０は、検出部８で検出された帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態に基づいて、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの寿命予測を行うこともできる。例えば、ＣＰＵ７０は、検出部８で検出した帯電領域Ｃ１，Ｃ２の幅が、初期状態から１割程度短くなったとき帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの残りの寿命が数千時間の寿命と判断し、２割程度短くなったとき帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの残りの寿命がゼロになったと判断する。つまり、ＣＰＵ７０は、検出部８で検出された帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態に基づいて、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの寿命予測を行う寿命予測手段として動作している。

ＣＰＵ７０は、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの寿命予測した結果を、操作パネル８０に表示してユーザーに報知する。これにより、ユーザーは、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの残り寿命を認識して、交換する帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの準備などを行うことが可能となる。

以上のように、本実施の形態１に係る画像形成装置３００では、回転可能に構成され、トナー像を担持搬送するための少なくとも１つの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを接触して帯電バイアスＶｃｂを印加することにより、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを帯電させる帯電手段と、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上の静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段とを備えている。さらに、画像形成装置３００では、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを停止させた状態で、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにより感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを帯電させて所定の帯電領域Ｃ１，Ｃ２を形成し、所定の帯電領域Ｃ１，Ｃ２を現像手段により顕像化させて所定の帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態を検出する検出部８をさらに備えている。これにより、画像形成装置３００は、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによる感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの帯電性能を簡単に判断することができる。

検出部８で検出された所定の帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態に基づいて、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの寿命予測を行う寿命予測手段をさらに備えてもよい。これにより、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの交換などのメンテナンスが容易になる。

感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを接触させて印加する帯電バイアスＶｃｂは、ＤＣバイアスである。これにより、放電が一定以上進まず、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋや帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋへのダメージを抑えることができる。

検出部８は、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに形成された帯電領域Ｃ１，Ｃ２の幅に基づき、所定の帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態を検出してもよい。これにより、帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態の検出が容易になる。

検出部８は、所定の帯電領域Ｃ１，Ｃ２から得られる反射光の強度に基づき、所定の帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態を検出してもよい。これにより、帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態をトナー濃度に基づき検出することができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、所定の帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態に基づいて、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの寿命予測を行うことを説明した。しかし、画像形成装置３００は、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの寿命予測以外に、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能を改善する制御を行うこともできる。以下、本実施の形態２に係る画像形成装置３００では、実施の形態１で検出した帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態に基づいて、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能を改善する制御について具体的に説明する。なお、本実施の形態２にかかる画像形成装置３００は、実施の形態１で説明した画像形成装置３００と同じ構成であるため、同じ構成に同じ符号を付して詳細な説明を繰り返さない。

（帯電バイアスＶｃｂの変更）
画像形成装置３００は、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能を改善する制御として、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを接触させて印加する帯電バイアスＶｃｂを変更する制御を行う。つまり、画像形成装置３００は、検出部８で検出した帯電領域Ｃ１，Ｃ２の幅が、初期状態に比べて短くなった場合に、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能が低下して十分に感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを帯電できないとして帯電バイアスＶｃｂを高くする。帯電バイアスＶｃｂを高くすることで、パッシェンの法則により、図４に示す電圧を高くしてより距離の遠い領域で放電を開始して放電領域を広げ、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能を改善している。

このように、本実施の形態２にかかる画像形成装置３００では、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが、検出部８で検出された帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態に基づいて、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを接触させて印加する帯電バイアスＶｃｂを変更する。これにより、画像形成装置３００では、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能が改善されて、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの劣化による帯電不良が解消される。

（帯電ローラーの当接力の変更）
画像形成装置３００は、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能を改善する制御として、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを押し当てる力（当接力）を変更する制御を行ってもよい。図６は、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの当接力を変更した場合の感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの帯電領域を説明するための図である。画像形成装置３００は、検出部８で検出した帯電領域Ｃ１，Ｃ２の幅が、初期状態に比べて短くなった場合に、図６に示すように、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを押し当てる力を大きくする。ことで、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに対する帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの距離を短くして、放電領域Ｄ１，Ｄ２を放電領域Ｄ１ａ，Ｄ２ａに広げ、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能を改善している。

このように、本実施の形態２にかかる画像形成装置３００では、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが、検出部８で検出された帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態に基づいて、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに対する帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの当接力を変更してもよい。これにより、画像形成装置３００では、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能が改善されて、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの劣化による帯電不良が解消される。

（システム速度の変更）
画像形成装置３００は、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能を改善する制御として、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋや帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋなどの回転速度を規定しているシステム速度を変更する制御を行ってもよい。図７は、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの形状と帯電ムラＭとの関係を説明するための図である。帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの形状は、必ずしも正確な円柱形状をしている訳ではなく、例えば、図７（ａ）に示すように中央部分に比べて両端の直径が短い。なお、システム速度は、図３に示すＣＰＵ７０により制御されている。

帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが図７（ａ）のような形状の場合、当該帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにより感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに形成される帯電領域は、中央部分に比べて両端の幅が短くなる。初期状態のシステム速度で、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋや帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを回転させても、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの両端で帯電不良が生じない程度の帯電領域の幅で感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを帯電させる帯電性能を帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが有している。しかし、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが劣化して、帯電性能が低下すると帯電領域の幅が短くなり、図７（ｂ）に示すように感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの両端に感光体周期ｔごとの帯電ムラＭが生じることになる。

そこで、画像形成装置３００は、検出部８で検出した帯電領域Ｃ１，Ｃ２の幅が、初期状態に比べて短くなった場合に、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋや帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋなどの回転速度を規定しているシステム速度を遅くすることで放電時間を長くして、図７（ｂ）に示すような帯電ムラＭが生じないようにしている。

このように、本実施の形態２にかかる画像形成装置３００では、ＣＰＵ７０により帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおいて感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを帯電させるシステム速度（処理速度）を制御し、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが、検出部８で検出された帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態に基づいて、システム速度を変更してもよい。これにより、画像形成装置３００では、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能が改善されて、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの劣化による帯電不良が解消される。

（画像処理の変更）
これまで説明した帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能を改善する制御は、放電領域や放電時間を改善することで直接帯電性能を改善する制御であったが、間接的に帯電性能を改善してもよい。例えば、画像形成装置３００は、検出部８で検出された帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態に基づいて、画像処理を変更する。帯電不良により生じる画像ノイズは、中間階調で表現されるハーフ画像で目立ちやすく、逆に文字画像や単色のベタ画像では目立たない。なお、画像処理は、図３に示すＣＰＵ７０により実行される。

そこで、画像形成装置３００は、検出部８で検出した帯電領域Ｃ１，Ｃ２の幅が、初期状態に比べて短くなった場合に、中間階調での画像処理を変更することで、帯電不良により生じる画像ノイズをユーザーが認識し難くしている。具体的に、画像形成装置３００は、中間階調での画像処理を、通常１インチ当たり２００ラインの解像度で処理していたものを、１インチ当たり１５０ラインの解像度で処理するように変更する。つまり、画像形成装置３００は、中間階調での画像が荒くなる（解像度が低くなる）ように変更することで、画像ノイズをユーザーが認識し難くしている。

このように、本実施の形態２にかかる画像形成装置３００では、ＣＰＵ７０によりトナー像にする画像に対して画像処理を実行し、ＣＰＵ７０が、検出部８で検出された帯電領域Ｃ１，Ｃ２の帯電状態に基づいて、実行する画像処理を変更する。これにより、画像形成装置３００では、間接的に帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能が改善されて、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの劣化による帯電不良が解消される。

これまで説明した帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの帯電性能を改善する制御は、それぞれ単独で行ってもよいし、複数の制御を組み合わせて行ってもよい。画像形成装置３００では、これらの制御を行うことで、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの劣化による帯電不良が解消されるので、帯電ローラー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの寿命を延長することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 中間転写ベルト、２Ｃ，２Ｋ，２Ｍ，２Ｙ 作像ユニット、３Ｃ，３Ｋ，３Ｍ，３Ｙ 感光体、４Ｃ，４Ｋ，４Ｍ，４Ｙ 帯電ローラー、５Ｃ，５Ｋ，５Ｍ，５Ｙ 露光装置、６Ｃ，６Ｋ，６Ｍ，６Ｙ 現像ローラー、７Ｃ，７Ｋ，７Ｍ，７Ｙ １次転写ローラー、８ 検出部、９Ｃ，９Ｋ，９Ｍ，９Ｙ クリーニングブレード、１１ ２次転写ローラー、６０Ｃ，６０Ｋ，６０Ｍ，６０Ｙ 現像電源、６１Ｃ，６１Ｋ，６１Ｍ，６１Ｙ 直流電源、６２Ｃ，６２Ｋ，６２Ｍ，６２Ｙ 交流電源、６３Ｃ，６３Ｋ，６３Ｍ，６３Ｙ 帯電電源、６４Ｙ 電流センサー、６５ １次転写電源、６６ 電圧センサー、６７ ２次転写電源、８０ 操作パネル、３００ 画像形成装置、５１０ ＲＡＭ、５２０ ＲＯＭ、５２２ 制御プログラム、５３０ 記憶装置、５３１ 設定テーブル、５３２ 使用量テーブル、５３３ 環境テーブル、５４０ 環境センサー。

Claims (9)

1. 電子写真方式に従う画像形成装置であって、
   回転可能に構成され、トナー像を担持搬送するための少なくとも１つの像担持体と、
   前記像担持体に帯電部材を接触してバイアスを印加することにより、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
   前記像担持体上の静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、
   前記像担持体を停止させた状態で、前記帯電手段により前記像担持体を帯電させて所定の帯電領域を形成し、前記所定の帯電領域を前記現像手段により顕像化させて前記所定の帯電領域の帯電状態を検出する検出部とを備える、画像形成装置。
2. 前記検出部で検出された前記所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、前記帯電部材の寿命予測を行う寿命予測手段をさらに備える、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記帯電手段は、前記検出部で検出された前記所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、前記像担持体に前記帯電部材を接触させて印加するバイアスを変更する、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記帯電手段は、前記検出部で検出された前記所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、前記像担持体に対する前記帯電部材の当接力を変更する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記帯電手段において前記像担持体を帯電させる処理速度を制御する制御手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記検出部で検出された前記所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、前記処理速度を変更する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記トナー像にする画像に対して処理を行う画像処理手段をさらに備え、
   前記画像処理手段は、前記検出部で検出された前記所定の帯電領域の帯電状態に基づいて、前記画像に対する処理を変更する、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体に前記帯電部材を接触させて印加するバイアスは、ＤＣバイアスである、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記検出部は、前記像担持体に形成された帯電領域の幅に基づき、前記所定の帯電領域の帯電状態を検出する、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記検出部は、前記所定の帯電領域から得られる反射光の強度に基づき、前記所定の帯電領域の帯電状態を検出する、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images