JP6035212B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、シートに画像を形成する画像形成装置において、感光体ドラムと、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置と、定着装置と、を備えるものが知られている。帯電装置によって帯電された感光体ドラム上に、露光装置によって静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置によってトナー像として顕在化される。感光体ドラムと転写装置との間に転写ニップ部が形成される。そして、感光体ドラム上のトナー像が転写ニップ部においてシートに転写される。トナー像が転写されたシートは、定着装置によって定着処理を施された後、排出される。

特許文献１には、前記感光体ドラムとしてアモルファスシリコン感光体が使用された技術が開示されている。

特開２００９−８８２８号公報

上記のようにアモルファスシリコン感光体が使用された技術では、感光体の長寿命特性によって装置本体の耐久寿命が印刷枚数５０万枚以上を達成するものが主流となっている。一方、何らかの原因で、帯電装置や現像装置に異常が発生すると、画像上にトナーかぶりが発生する。このようなトナーかぶりの原因は、画像形成装置が設置された現場では判断が困難である。そのため、該トナーかぶりの発生を解消するために、メンテナンス作業者は帯電装置および感光体ドラムを含む感光体ユニット、および現像装置の両方を新品に交換する場合が多い。この結果、画像形成装置の修復時間が長くなるとともに、修復に必要なサービスコストが増大するという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、画像欠陥の発生原因であるユニットを早期に判定することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る画像形成装置は、装置本体と、回転駆動され、周面に静電潜像が形成されるとともにトナー画像を担持し、前記周面がアモルファスシリコンからなる感光体ドラムと、前記感光体ドラムの前記周面に当接または近接して配置され、前記周面を帯電させる帯電器と、前記感光体ドラムに対向して配置され、回転駆動され前記感光体ドラムの前記周面にトナーを供給する現像ローラーを含み、前記装置本体に対して着脱可能な現像ユニットと、前記装置本体に配置され、前記感光体ドラムに担持された前記トナー画像をシートに転写させる転写部と、前記トナー画像が転写された後の前記感光体ドラムの前記周面を除電する除電動作を実行する除電器と、前記感光体ドラムおよび前記帯電器を一体的に支持し、前記装置本体に対して着脱可能なドラムユニットと、直流電圧に交流電圧が重畳された帯電バイアスを前記帯電器に印加し、少なくとも直流電圧を含む現像バイアスを前記現像ローラーに印加するバイアス印加部と、前記帯電器に印加される前記帯電バイアスおよび前記現像ローラーに印加される前記現像バイアスを制御するバイアス制御部と、前記シートに前記トナー画像が形成される画像形成動作を制御する画像形成制御部と、前記感光体ドラムの前記周面または前記シート上に画像欠陥が発生した場合に、前記画像欠陥の原因が前記現像ユニットおよび前記ドラムユニットの何れにあるかを判定するためのサービスモードを実行するモード制御部と、を有し、前記画像形成制御部は、前記画像形成動作時に、前記感光体ドラムを回転させ、前記除電器に前記除電動作を実行させた状態で、前記バイアス制御部を制御して、前記帯電バイアスを前記帯電器に印加させることで、前記感光体ドラムの表面電位を所定の目標電位に設定し、前記モード制御部は、前記サービスモードの実行時に、前記感光体ドラムを回転させ、前記除電器の前記除電動作を停止させた状態で、前記バイアス印加部を制御して、前記帯電バイアスよりも絶対値が小さな直流電圧を含む判定用バイアスを前記帯電器に印加させることで、前記感光体ドラムの表面電位を前記目標電位に設定し、更に、前記サービスモードの実行時に、前記感光体ドラムの前記周面のうち、前記判定用バイアスが前記帯電器に印加されることで帯電され、かつ、前記現像ローラーが対向する対向位置を通過した領域に付着したトナーをシートに転写させることを特徴とする。

本構成によれば、画像形成制御部は、画像形成動作時に、感光体ドラムを回転させ、除電器に除電動作を実行させた状態で、バイアス制御部を制御して、前記帯電バイアスを前記帯電器に印加させることで、感光体ドラムの表面電位を所定の目標電位に設定する。この結果、感光体ドラムの背景部の電位が設定される。帯電器の帯電性能が低下した場合、画像形成制御部による前記電位の設定にも関わらず、実際の背景部の電位が低下する。この結果、現像ローラーから背景部にトナーが移動するトナーかぶりなどの画像欠陥が発生する。一方、現像ユニットにおいてトナーの帯電性能が低下した場合も、同様に、トナーかぶりなどの画像欠陥が発生する。この場合、画像形成装置のメンテナンス作業者は、現像ユニットおよびドラムユニットの何れを修復、交換すべきかが判定しにくい。このような場合であっても、上記の構成によれば、モード制御部は、サービスモードの実行時に、感光体ドラムを回転させ、除電器の除電動作を停止させた状態で、バイアス印加部を制御して、帯電器に判定用バイアスを印加させることで、感光体ドラムの表面電位を前記目標電位に設定する。このため、帯電器の帯電性能の低下に関わらず、感光体ドラムの表面電位が直接的に前記目標電位に設定される。この結果、トナーかぶりなどの画質欠陥が依然として残存している場合には、メンテナンス作業者は現像ユニットに原因がある可能性が高いと判定することができる。また、前記画質欠陥が解消している場合には、ドラムユニットに原因がある可能性が高いと判定することができる。したがって、画像欠陥の発生原因であるユニットを早期に判定することが可能とされる。また、本構成によれば、サービスモードの実行に伴って、画像欠陥が残存しているか否かをシート上で確認することができる。

上記の構成において、前記装置本体に配置され、所定の画像形成動作条件が入力される操作部を備え、前記操作部から前記サービスモードの実行指示が入力可能であることが望ましい。

本構成によれば、メンテナンス作業者は、操作部からサービスモードの実行を指示することができる。したがって、簡易な操作で、画像欠陥の発生原因であるユニットを早期に判定することが可能となる。

上記の構成において、前記トナーはプラスに帯電される極性を備え、前記目標電位はプラス極性の所定の電位であり、前記現像バイアスの前記直流電圧は、前記目標電位よりも小さなプラス極性の電位であることが望ましい。

本構成によれば、プラスに帯電されるトナーが、現像ローラーから感光体ドラムの背景部分に移動することで画像欠陥が生じる。そして、前記画像欠陥の発生原因であるユニットを早期に判定することが可能とされる。

上記の構成において、前記除電器は、光によって前記感光体ドラムの前記周面を除電することが望ましい。

本構成によれば、画像形成動作時には、除電器から照射される光によって、感光体ドラムの周面が安定して除電される。一方、サービスモードの実行時には、光による除電動作が停止されることで、帯電器に印加される判定用バイアスと同じ電位に感光体ドラムの表面電位を設定することができる。

上記の構成において、前記モード制御部は、前記感光体ドラムの前記周面または前記シート上に発生したトナーかぶりの原因であるユニットを判定するために、前記サービスモードを実行することが望ましい。

本構成によれば、トナーかぶりの発生原因であるユニットを早期に判定することが可能とされる。

本発明によれば、画像欠陥の発生原因であるユニットを早期に判定することが可能な画像形成装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成ユニットの周辺の模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の電気的なブロック図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、感光体ドラムの電位特性を示す模式図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）である。 本発明の一実施形態に係るサービスモードを含む動作のフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す断面図である。また、図２は、画像形成装置１の画像形成ユニット３２の一部を示した模式的な断面図である。なお、図１に対して図２では紙面上で上下および左右を反転して示している。また、図２は、複数色に対応して配置された後記の画像形成ユニット３２のユニット３２Ｙ〜３２Ｂｋのうちの１つを図示している。ここでは、画像形成装置１として、プリンター機能と複写機能とを備えたカラー複合機を例示するが、画像形成装置は、プリンター、複写機、ファクシミリ装置であってもよく、モノクロ機であってもよい。尚、以下の説明で用いられる「上」や「下」、「前」や「後」、「左」や「右」といった方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、画像形成装置の原理を何ら限定するものではない。

＜画像形成装置の説明＞
画像形成装置１は、略直方体形状の筐体構造を有する装置本体１０と、装置本体１０上に配置される自動原稿給送装置２０とを備える。装置本体１０の内部には、複写する原稿画像を光学的に読み取る読取ユニット２５と、シートにトナー像を形成する画像形成部３０と、前記トナー像をシートに定着させる定着部６０と、画像形成部３０へ搬送されるシートを貯留する給紙部４０と、シートを給紙部４０又は給紙トレイ４６から画像形成部３０及び定着部６０を経由してシート排出口１０Ｅまで搬送する搬送経路５０と、この搬送経路５０の一部を構成するシート搬送路を内部に有する搬送ユニット５５とが収容されている。

自動原稿給送装置（ＡＤＦ）２０は、装置本体１０の上面に回動自在に取り付けられている。ＡＤＦ２０は、装置本体１０における所定の原稿読取位置に向けて、複写される原稿シートを自動給送する。一方、ユーザーが手置きで原稿シートを所定の原稿読取位置に載置する場合は、ＡＤＦ２０は上方に開かれる。ＡＤＦ２０は、原稿シートが載置される原稿トレイ２１と、自動原稿読取位置を経由して原稿シートを搬送する原稿搬送部２２と、読取後の原稿シートが排出される原稿排出トレイ２３とを含む。

読取ユニット２５は、装置本体１０の上面のＡＤＦ２０から自動給送される原稿シート又は手置きされる原稿シートの画像を光学的に読み取る。読取ユニット２５内には、光源、移動キャリッジ、反射ミラー等を含む走査機構と、撮像素子とが収容されている（図略）。走査機構は、原稿シートに光を照射し、その反射光を撮像素子に導く。撮像素子は、前記反射光をアナログ電気信号に光電変換する。前記アナログ電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路でデジタル電気信号に変換された後、画像形成部３０に入力される。

画像形成部３０は、フルカラーのトナー画像を生成しこれをシート上に転写する処理を行うもので、タンデムに配置されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各トナー像を形成する４つのユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋを含む画像形成ユニット３２と、該画像形成ユニット３２の上に隣接して配置された中間転写ユニット３３と、中間転写ユニット３３上に配置されたトナー補給部３４とを含む。

画像形成ユニット３２の各ユニット３２Ｙ〜３２Ｂｋは、それぞれ感光体ドラム３２１（像担持体）と、帯電器３２２と、露光装置３２３と、現像装置３２４と、クリーニング装置３２６と、除電器３２８（図３）とを備える。なお、各ユニットのうち、感光体ドラム３２１と、帯電器３２２と、クリーニング装置３２６と、除電器３２８とは、ドラムユニット３２１Ｈ（図２）として、装置本体１０に対して一体的に着脱可能とされる。換言すれば、ドラムユニット３２１Ｈは、少なくとも感光体ドラム３２１および帯電器３２２を一体的に支持し、装置本体１０に対して着脱可能とされている。

感光体ドラム３２１は、円筒形状を有する。感光体ドラム３２１は、周面に静電潜像が形成されるとともに、前記周面に該静電潜像に応じたトナー画像（現像剤像）を担持する。感光体ドラム３２１は、中間転写ベルト３３１に対向して配置される。なお、図２では、中間転写ベルト３３１の図示を省略している。感光体ドラム３２１は、前記周面がアモルファスシリコンからなる感光体である。感光体ドラム３２１は、後記の駆動部８３によって所定の回転方向（図２の矢印方向）に回転駆動される。

帯電器３２２は、所定の電圧が印加され、感光体ドラム３２１の周面を略一様に帯電させる。本実施形態では、帯電器３２２は感光体ドラム３２１の周面に当接し、感光体ドラム３２１に対して従動回転する帯電ローラーである。帯電器３２２は、不図示の金属製のシャフトの周囲に弾性ローラーが配置されることで形成される。帯電器３２２には、後記のバイアス印加部８０から帯電バイアスが印加される。なお、他の実施形態において、帯電器３２２は、感光体ドラム３２１の周面に近接して配置されてもよい。

露光装置３２３は、帯電器３２２によって帯電された感光体ドラム３２１の周面に、レーザー光を照射する。該レーザー光は、画像形成装置１に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部装置（図示せず）から出力された画像データに従って、照射される。この結果、感光体ドラム３２１の周面には、画像データに対応する静電潜像が形成される。

現像装置３２４（現像ユニット）は、感光体ドラム３２１の周面に形成された静電潜像を現像する。現像装置３２４がトナーを感光体ドラム３２１に供給すると、感光体ドラム３２１の周面に形成された静電潜像が現像（可視化）される。この結果、感光体ドラム３２１の周面に、トナー画像（現像剤像）が形成されることとなる。現像装置３２４は、装置本体１０に対して着脱可能とされる。現像装置３２４は、現像ローラー３２４Ａ（図２）を備える。現像ローラー３２４Ａは、感光体ドラム３２１に対向して配置され、後記の駆動部８３によって回転駆動される。現像ローラー３２４Ａは、静電潜像が形成された感光体ドラム３２１の周面にトナーを供給する。詳しくは、現像ローラー３２４Ａには、後記のバイアス印加部８０によって現像バイアスが印加される。現像ローラー３２４Ａと感光体ドラム３２１の周面に形成された静電潜像との間の電位差によって、現像ローラー３２４Ａから感光体ドラム３２１にトナーが移動される。現像装置３２４には、磁性トナーからなる一成分現像剤が収容されている。本実施形態では、前記トナーは、プラス極性に帯電する特性を備える。なお、他の実施形態において、現像装置３２４には、非磁性トナーからなる一成分現像剤、または、非磁性トナーおよび磁性キャリアからなる二成分現像剤が収容されてもよい。

クリーニング装置３２６は、シートＳ１へトナー画像が転写された後に、感光体ドラム３２１の周面に残るトナーを除去する。クリーニング装置３２６は、板状のクリーニングブレードを含む（図２）。前記クリーニングブレードによって感光体ドラム３２１上に残存したトナーが掻き取られる。なお、図１に示すように、クリーニング装置３２６には、クリーニングブレードに代わって、クリーニングローラーが配置されてもよい。クリーニング装置３２６によって清浄化された感光体ドラム３２１の周面は、再度、帯電器３２２の下方を通過し、一様に帯電される。その後、上述のトナー画像の形成が新たに行われる。

除電器３２８（図２）は、感光体ドラム３２１の回転方向において、後記の一次転写ローラー３２５とクリーニング装置３２６との間に配置される。除電器３２８は、中間転写ベルト３３１へトナー画像が転写された後の感光体ドラム３２１の周面の電荷を除電する除電動作を実行する。本実施形態では、除電器３２８は、感光体ドラム３２１の周面に除電光（光）を照射する。前記除電光によって感光体ドラム３２１上の電荷が除電される。除電器３２８の除電動作は、後記のチェックモード制御部９４および画像形成制御部９５によって制御される。

中間転写ユニット３３は、中間転写ベルト３３１、駆動ローラー３３２及び従動ローラー３３３、一次転写ローラー３２５を備える。中間転写ベルト３３１は、駆動ローラー３３２及び従動ローラー３３３に架け渡された無端ベルトであって、該中間転写ベルト３３１の外周面には、複数の感光体ドラム３２１からトナー像が、同一箇所に重ねて転写される。中間転写ベルト３３１は図１では反時計回りに回転される。

一次転写ローラー３２５は、中間転写ユニット３３の中間転写ベルト３３１を挟んで感光体ドラム３２１との間でニップ部を形成し、感光体ドラム３２１上のトナー像を中間転写ベルト３３１上に一次転写する。

駆動ローラー３３２の周面に対向して、二次転写ローラー３５が配置されている。駆動ローラー３３２と二次転写ローラー３５とのニップ部は、中間転写ベルト３３１に重ね塗りされたフルカラーのトナー像をシートＳ１に転写する二次転写部となる。駆動ローラー３３２に、トナー像と逆極性の二次転写バイアス電位が印加され、二次転写ローラー３５は接地される。また、駆動ローラー３３２よりも、中間転写ベルト３３１の回転方向上流側の位置には、中間転写ベルト３３１の周面に対向する位置に、濃度センサー３５Ａが対向配置されている。濃度センサー３５Ａは、中間転写ベルト３３１上に形成された画像の濃度に応じた電気信号を出力する。中間転写ユニット３３および二次転写ローラー３５は、本実施形態の転写部として機能する。転写部は、装置本体１０に配置され、感光体ドラム３２１に担持されたトナー画像をシートＳ１に転写させる。

トナー補給部３４は、イエロー用トナーコンテナ３４Ｙ、マゼンタ用トナーコンテナ３４Ｍ、シアン用トナーコンテナ３４Ｃ、及びブラック用トナーコンテナ３４Ｂｋを含む。これらトナーコンテナ３４Ｙ、３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｂｋは、それぞれ各色のトナーを貯留するものであり、ＹＭＣＢｋ各色に対応するユニット３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋの現像装置３２４に、図略の供給経路を通して各色のトナーを供給する。

給紙部４０は、画像形成処理が施されるシートＳ１を収容する２段の給紙カセット４０Ａ、４０Ｂを備える。これら給紙カセット４０Ａ、４０Ｂは、装置本体１０の前方から手前方向に引出可能である。

定着部６０は、シートＳ１にトナー像を定着させる定着処理を施す誘導加熱方式の定着装置であって、加熱ローラー６１、定着ローラー６２、加圧ローラー６３、定着ベルト６４及び誘導加熱ユニット６５を含む。定着ローラー６２に対して加圧ローラー６３が圧接され、定着ニップ部が形成されている。加熱ローラー６１及び定着ベルト６４は誘導加熱ユニット６５によって誘導加熱され、その熱を前記定着ニップ部に与える。シートＳ１が定着ニップ部を通過することで、シートＳ１に転写されたトナー像が当該シートＳ１に定着される。

次に、画像形成装置１の電気的な構成について説明する。図３は、画像形成装置１の電気的なブロック図である。

画像形成装置１は、装置本体１０の内部に配置された各部の動作を制御する制御部９０を備える。制御部９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。制御部９０は、前記ＣＰＵが前記ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部９１、印加電圧制御部９２、記憶部９３、チェックモード制御部９４および画像形成制御部９５を備えるように機能する。また、制御部９０には、前述の画像形成ユニット３２の各色の感光体ドラム３２１、帯電器３２２、現像装置３２４および除電器３２８に加え、バイアス印加部８０および駆動部８３が電気的に接続されている。

バイアス印加部８０は、直流電圧に交流電圧が重畳された帯電バイアスを帯電器３２２に印加する。また、バイアス印加部８０は、直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを現像ローラー３２４Ａに印加する。なお、他の実施形態において、バイアス印加部８０は、直流電圧のみからなる現像バイアスを現像ローラー３２４Ａに印加してもよい。バイアス印加部８０は、交流定電圧電源８１と直流定電圧電源８２とを備える。このように、バイアス印加部８０は、直流および交流電圧を印加可能な高圧電源から構成される。バイアス印加部８０は、後記の印加電圧制御部９２によって制御される。

駆動部８３は、画像形成装置１の内部の各部材を駆動させる。駆動部８３は、画像形成ユニット３２の各色の感光体ドラム３２１や現像装置３２４の現像ローラー３２４Ａなどを回転駆動させるモーターである。

駆動制御部９１は、画像形成装置１の画像形成動作に応じて、駆動部８３を制御して、画像形成装置１の内部の各部材を回転駆動させる。

印加電圧制御部９２（バイアス制御部）は、画像形成装置１の内部の各部材に印加されるバイアスを制御する。特に、印加電圧制御部９２は、バイアス印加部８０を制御して、感光体ドラム３２１に静電潜像が形成されるために帯電器３２２に印加される帯電バイアスを制御する。更に、バイアス印加部８０は、前記静電潜像が現像されるために、現像ローラー３２４Ａに印加される現像バイアスを制御する。

記憶部９３は、駆動制御部９１によって参照される各部材の駆動タイミング情報を格納している。また、記憶部９３は、印加電圧制御部９２によって参照される帯電バイアスおよび現像バイアスの設定値を格納している。

チェックモード制御部９４（モード制御部）は、後記のメンテナンス用チェックモード（サービスモード）を実行する。詳しくは、チェックモード制御部９４は、感光体ドラム３２１の前記周面またはシートＳ１上に画像欠陥が発生した場合に、前記画像欠陥の原因が現像装置３２４およびドラムユニット３２１Ｈの何れにあるかを判定するためのメンテナンス用チェックモードを実行する。この際、チェックモード制御部９４は、メンテナンス用チェックモードの実行時に、感光体ドラム３２１を回転させ、除電器３２８の除電動作を停止させた状態で、印加電圧制御部９２を制御して、帯電器３２２に後記の判定用バイアスＶＣを印加させることで、感光体ドラム３２１の表面電位を所定の目標電位ＶＢ１（＝ＶＣ）に設定する。

画像形成制御部９５は、画像形成装置１において、シートＳ１にトナー画像が形成される画像形成動作を制御する。画像形成制御部９５は、画像形成動作時に、感光体ドラム３２１を回転させ、除電器３２８に除電動作を実行させた状態で、印加電圧制御部９２を制御して、前記帯電バイアスを帯電器３２２に印加させることで、感光体ドラム３２１の表面電位を前記所定の目標電位ＶＢ１に設定する。なお、目標電位ＶＢ１については後記で詳述する。

次に、画像形成装置１において実行される画像形成動作について説明する。図４は、画像形成装置１の感光体ドラム３２１の表面電位と現像ローラー３２４Ａに印加される現像バイアスの直流成分ＶＤとの関係を図示した模式図である。図４（Ａ）は、通常の画像形成動作における関係を示している。

画像形成装置１において画像形成動作が開始されると、前述の画像形成制御部９５は、感光体ドラム３２１および中間転写ベルト３３１を回転させ、除電器３２８に除電動作を実行させた状態で、印加電圧制御部９２を制御して、前記帯電バイアスを帯電器３２２に印加させることで、感光体ドラム３２１の表面電位を目標電位ＶＢ１に設定する。本実施形態では、目標電位ＶＢ１はプラス極性の３００Ｖに設定される。この際、バイアス印加部８０から帯電器３２２には、直流電圧４５０Ｖに交流電圧１２００Ｖ（ピーク間電圧）が重畳された帯電バイアスが印加される。

更に、印加電圧制御部９２は、バイアス印加部８０を制御して、現像ローラー３２４Ａに＋１５０Ｖの直流電圧からなる現像バイアスＶＤを印加する。すなわち、現像バイアスＶＤの直流電圧は、目標電位ＶＢ１よりも小さなプラス極性の電位である。目標電位ＶＢ１は、感光体ドラム３２１上に形成される静電潜像のうち、背景部の電位に相当する。そして、露光装置３２３によって画像部分が露光されると、前記画像部分の電位が、現像バイアスＶＤよりも小さな画像部電位ＶＩ１に設定される（図４（Ａ））。

現像バイアスＶＤと画像部電位ＶＩ１との間の電位差によって、現像ローラー３２４Ａから感光体ドラム３２１にトナーが移動する。一方、感光体ドラム３２１の背景部は、現像バイアスＶＤよりも１５０Ｖの電位差をもって大きな電位（目標電位ＶＢ１）に設定されている。このため、現像ローラー３２４Ａから感光体ドラム３２１の背景部にトナーが移動するトナーかぶりの発生が防止される。現像ローラー３２４Ａからトナーが供給されることで感光体ドラム３２１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラー３２５（図１）によって中間転写ベルト３３１に転写された後、二次転写ローラー３５によってシートＳ１に転写される。中間転写ベルト３３１にトナー像が転写された後の感光体ドラム３２１の周面は除電器３２８によって除電される。また、感光体ドラム３２１の周面に残存したトナーはクリーニング装置３２６によって除去される。その後、感光体ドラム３２１の周面は、再び帯電器３２２によって帯電され、上記と同様の画像形成動作が繰り返される。

前述のように、本実施形態では、感光体ドラム３２１としてアモルファスシリコン感光体が使用されている。本実施形態では、アモルファスシリコン感光体の長寿命特性によって画像形成装置１の耐久寿命が印刷枚数５０万枚以上に設定されている。しかしながら、画像形成装置１に使用に伴って、シートＳ１に形成される画像上に前述のトナーかぶりが生じることがある。トナーかぶりはシートＳ１の背景部分にトナーが付着し、淡く色づく画像欠陥である。トナーかぶりの原因として、感光体ドラム３２１、帯電器３２２、現像装置３２４、一次転写ローラー３２５などの欠陥が考えられるが、帯電器３２２および現像装置３２４の欠陥が原因となることが多い。

前記トナーかぶりの発生が帯電器３２２に起因する場合、帯電器３２２の表面に放電生成物などが付着することによって、感光体ドラム３２１上において所定の帯電電位が得られないことが原因としてあげられる。図４（Ｂ）は、帯電器３２２の帯電性能が低下した場合、感光体ドラム３２１の表面電位ＶＢ２と現像バイアスＶＤの直流成分との関係を示した模式図である。印加電圧制御部９２は、前述の目標電位ＶＢ１が得られるための所定の設定値を記憶部９３から参照し、バイアス印加部８０を制御する。しかしながら、帯電器３２２の表面抵抗が上昇していると、前記設定値に基づく帯電バイアスが帯電器３２２に印加されても、感光体ドラム３２１の表面電位は、目標電位ＶＢ１よりも低い表面電位ＶＢ２に帯電される。たとえば、前記表面電位ＶＢ２は、＋２５０Ｖである。なお、感光体ドラム３２１の画像部の電位は、前記ＶＩ１よりも低いＶＩ２まで低下する。そして、感光体ドラム３２１の背景部の表面電位が、目標電位ＶＢ１よりも現像バイアスＶＤに近づく（図４（Ｂ）の矢印Ｄ５１）ことによって、現像ローラー３２４Ａから感光体ドラム３２１の表面にトナーが移動する（図４（Ｂ）の矢印Ｄ５２）。すなわち、感光体ドラム３２１上の静電潜像のうち背景部に対してトナーが感光体ドラム３２１に付着するトナーかぶりが発生する。この場合、帯電器３２２を含むドラムユニット３２１Ｈが交換されることによって、トナーかぶりが解消する。

一方、トナーかぶりの発生が現像装置３２４に起因する場合、現像装置３２４内のトナーの帯電性の低下や現像ローラー３２４Ａへの現像バイアスの印加不良などが原因としてあげられる。この場合、現像装置３２４の交換によって、トナーかぶりが解消する。

このように、画像形成装置１においてトナーかぶりが発生している場合、ドラムユニット３２１Ｈまたは現像装置３２４が交換されることで、トナーかぶりが解消されることが多い。しかしながら、このようなトナーかぶりの原因は、画像形成装置１が設置された現場では判断が困難である。そのため、該トナーかぶりの発生を解消するために、メンテナンス作業者は帯電器３２２および感光体ドラム３２１を含むドラムユニット３２１Ｈ、および現像装置３２４の両方を新品に交換する場合が多い。この結果、画像形成装置１の修復時間が長くなるとともに、問題がないユニットが誤って交換されることで修復に必要なサービスコストが増大するという問題があった。

上記のような課題を解決するために、本実施形態では、画像形成装置１においてメンテナンス用チェックモードが実行されることによって、トナーかぶりの発生原因であるユニットが判定可能とされる。本実施形態では、トナーかぶりの発生原因が帯電器３２２か否かに着目して、前記メンテナンス用チェックモードが実行される。

前述のように、通常の画像形成動作では、除電器３２８の除電動作が実行された状態で、感光体ドラム３２１の周面が帯電器３２２によって帯電される。除電器３２８が感光体ドラム３２１の周面に除電光を照射している場合、感光体ドラム３２１の周面のアモルファスシリコン層に電荷キャリアが発生する。前記電荷キャリアの発生は、帯電器３２２による感光体ドラム３２１の帯電を一部阻害する。このため、感光体ドラム３２１の目標電位ＶＢ１と、帯電器３２２に印加される帯電バイアスの直流電圧とは一致しない。すなわち、感光体ドラム３２１の表面電位を目標電位ＶＢ１に設定するためには、前述のように目標電位ＶＢ１よりも高い直流電圧（４５０Ｖ）を含む帯電バイアスが帯電器３２２に印加される必要がある。

一方、除電器３２８の除電動作が停止された状態では、上記のような電荷キャリアの発生が抑制される。この場合、感光体ドラム３２１が数回転の間、回転されながら、帯電器３２２に帯電バイアスが印加されると、前記帯電バイアスの直流電圧と、感光体ドラム３２１の表面電位とが略一致する。したがって、帯電器３２２の抵抗変化の影響を受けることなく、感光体ドラム３２１の表面電位を所望の電位に確実に設定することができる。本実施形態では、後記のメンテナンス用チェックモードにおいて、除電器３２８の除電動作が停止された状態で、画像形成動作時の帯電バイアスよりも小さな直流電圧を含む判定用バイアスＶＣが帯電器３２２に印加される。除電器３２８の除電動作が停止されている場合、帯電器３２２による感光体ドラム３２１の帯電が阻害されにくい。このため、判定用バイアスＶＣの直流電圧の絶対値が、画像形成動作時の帯電バイアスの直流電圧の絶対値よりも小さいにも関わらず、判定用バイアスＶＣによって、感光体ドラム３２１の表面電位が目標電位ＶＢ１に設定される。

次に、本実施形態におけるメンテナンス用チェックモード（サービスモード）を含む、画像形成装置１の修復動作について説明する。図５は、画像形成装置１において、メンテナンス用チェックモードが実行され、現像装置３２４またはドラムユニット３２１Ｈが交換されるまでの流れを示したフローチャートである。以下、図５を参照して、画像形成ユニット３２のうちの一の色に対応したユニットにおける修復動作について説明する。

画像形成装置１において、トナーかぶりの発生が確認されると、画像形成装置１のメンテナンス作業者は画像形成装置１に備えられた不図示の操作部からメンテナンス用チェックモードの実行指示を入力する。前記実行指示の入力を受けると、チェックモード制御部９４（図３）は、除電器３２８の除電動作を停止する（図５のステップ＃１）。次に、チェックモード制御部９４は、駆動部８３を制御して、感光体ドラム３２１を回転駆動させる（図５のステップ＃２）。このとき、中間転写ベルト３１１も同時に回転駆動される。更に、チェックモード制御部９４は、バイアス印加部８０を制御して、帯電器３２２に印加される帯電バイアスおよび現像ローラー３２４Ａに印加される現像バイアスをオンさせる（図５のステップ＃３）。この結果、帯電器３２２には、直流電圧および交流電圧から構成される判定用バイアスＶＣが印加される。判定用バイアスＶＣの直流電圧は、画像形成動作における目標電位ＶＢ１と同じバイアス値の直流電圧に相当する。図４（Ｃ）は、この際の感光体ドラム３２１の表面電位と現像バイアスＶＤとの関係を示した模式図である。前述のように、ステップ＃１において除電器３２８の除電動作が停止された状態では、帯電器３２２に印加される判定用バイアスＶＣ＝感光体ドラム３２１の表面電位の関係がほぼ満たされる。したがって、判定用バイアスＶＣが印加された帯電器３２２によって、感光体ドラム３２１の表面電位は、目標電位ＶＢ１に設定される。この場合、前述のように、現像ローラー３２４Ａから感光体ドラム３２１にトナーが移動しにくく、トナーかぶりの発生が抑制される。

帯電器３２２および現像ローラー３２４Ａに前記バイアスが印加された状態で、感光体ドラム３２１が３回転、回転駆動される。この状態で、感光体ドラム３２１の周面にトナーかぶりが発生しているか否かが、メンテナンス作業者によって確認される（図５のステップ＃４）。あるいは、チェックモード制御部９４は、感光体ドラム３２１の周面のうち、前記判定用バイアスＶＣが帯電器３２２に印加されることで帯電され、かつ、現像ローラー３２４Ａが感光体ドラム３２１に対向する対向位置を通過した領域に付着したトナーを中間転写ベルト３３１を介してシートＳ１に転写させる。この結果、シートＳ１上にトナーかぶりが発生しているか否かが、メンテナンス作業者によって確認される（図５のステップ＃４）。なお、感光体ドラム３２１の前記周面にトナーが付着していない場合は、シートＳ１は白紙として排出される。この結果、メンテナンス用チェックモードの実行に伴って、トナーかぶりが残存しているか否かをシートＳ１上で確認することができる。

ステップ＃４において、感光体ドラム３２１の周面またはシートＳ１上に、トナーかぶりが発生している場合（ステップ＃４でＹＥＳ）、トナーかぶりの発生原因が現像装置３２４にあることがメンテナンス作業者によって判定される。この結果、メンテナンス作業者によって、現像装置３２４が交換される（図５のステップ＃５）。なお、メンテナンス作業者によって、現像装置３２４の欠陥部分が修復されてもよい。

一方、ステップ＃４において、感光体ドラム３２１の周面またはシートＳ１上に、トナーかぶりが発生していない場合（ステップ＃４でＮＯ）、トナーかぶりの発生原因が帯電器３２２を含むドラムユニット３２１Ｈにあることがメンテナンス作業者によって判定される。この結果、メンテナンス作業者によって、ドラムユニット３２１Ｈが交換される（図５のステップ＃６）。なお、メンテナンス作業者によって、ドラムユニット３２１Ｈの欠陥部分が修復されてもよい。

このように、本実施形態によれば、現像装置３２４およびドラムユニット３２１Ｈのうち、トナーかぶりの発生原因であるユニットを早期に判定することが可能とされる。この結果、画像形成装置１の修復時間が短縮されるとともに、修復に必要なサービスコストが増大することが防止される。また、メンテナンス作業者は、操作部（不図示）からメンテナンス用チェックモードの実行を指示することができる。したがって、簡易な操作で、画像欠陥の発生原因であるユニットを早期に判定することが可能となる。

また、本実施形態では、画像形成動作時には、除電器３２８から照射される除電光によって、感光体ドラム３２１の周面が安定して除電される。一方、メンテナンス用チェックモードの実行時には、除電光による除電動作が停止されることで、帯電器３２２に印加される判定用バイアスＶＣと同じ電位に感光体ドラム３２１の表面電位を設定することができる。

なお、本実施形態のように、画像形成装置１の装置本体１０に複数の画像形成用のユニット３２Ｙ〜３２Ｂｋが配置される場合には、上記のようなトナーかぶりの発生原因の特定と修復により多くの時間が必要とされる。このような場合であっても、上記のメンテナンス用チェックモードが実行されることで、早期にトナーかぶりの発生原因が特定される。なお、上記のメンテナンス用チェックモードが各色のユニット３２Ｙ〜３２Ｂｋに対して同時に実行されてもよい。この場合であっても、１枚のシートＳ１上における各色のトナーかぶりの有無によって、各色のユニット３２Ｙ〜３２Ｂｋにおいて修復対象とされるユニット（現像装置３２４またはドラムユニット３２１Ｈ）を特定することができる。

以上、本発明の実施形態に係る画像形成装置１（画像形成装置）について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。

（１）上記の実施形態では、シートＳ１上のトナー画像において発生する画像欠陥として、トナーかぶりを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。帯電器３２２に起因して感光体ドラム３２１の表面電位が不安定となった場合に、シートＳ１上のトナー画像において他の画像欠陥が発生する場合であっても、同様のメンテナンス用チェックモードが実行されてもよい。

（２）また、上記の実施形態では、ドラムユニット３２１Ｈに除電器３２８が支持される構成にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。除電器３２８は、装置本体１０側に固定されるものでもよい。

（３）また、上記の実施形態では、中間転写ベルト３３１を含む中間転写ユニット３３が配置される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。感光体ドラム３２１からシートＳ１にトナー画像が直接転写される態様でもよい。この場合、感光体ドラム３２１に対向して配置される不図示の転写ローラーが転写部として機能する。

１ 画像形成装置
１０ 装置本体
３０ 画像形成部
３２ 画像形成ユニット
３３ 中間転写ユニット（転写部）
３５ 二次転写ローラー（転写部）
８０ バイアス印加部
８１ 交流定電圧電源
８２ 直流定電圧電源
８３ 駆動部
９０ 制御部
９１ 駆動制御部
９２ 印加電圧制御部（バイアス制御部）
９３ 記憶部
９４ チェックモード制御部（モード制御部）
９５ 画像形成制御部
３２１ 感光体ドラム
３２１Ｈ ドラムユニット
３２２ 帯電器
３２３ 露光装置
３２４ 現像装置（現像ユニット）
３２５ 一次転写ローラー
３２６ クリーニング装置
３２８ 除電器

Claims (5)

1. 装置本体と、
   回転駆動され、周面に静電潜像が形成されるとともにトナー画像を担持し、前記周面がアモルファスシリコンからなる感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムの前記周面に当接または近接して配置され、前記周面を帯電させる帯電器と、
   前記感光体ドラムに対向して配置され、回転駆動され前記感光体ドラムの前記周面にトナーを供給する現像ローラーを含み、前記装置本体に対して着脱可能な現像ユニットと、
   前記装置本体に配置され、前記感光体ドラムに担持された前記トナー画像をシートに転写させる転写部と、
   前記トナー画像が転写された後の前記感光体ドラムの前記周面を除電する除電動作を実行する除電器と、
   前記感光体ドラムおよび前記帯電器を一体的に支持し、前記装置本体に対して着脱可能なドラムユニットと、
   直流電圧に交流電圧が重畳された帯電バイアスを前記帯電器に印加し、少なくとも直流電圧を含む現像バイアスを前記現像ローラーに印加するバイアス印加部と、
   前記帯電器に印加される前記帯電バイアスおよび前記現像ローラーに印加される前記現像バイアスを制御するバイアス制御部と、
   前記シートに前記トナー画像が形成される画像形成動作を制御する画像形成制御部と、
   前記感光体ドラムの前記周面または前記シート上に画像欠陥が発生した場合に、前記画像欠陥の原因が前記現像ユニットおよび前記ドラムユニットの何れにあるかを判定するためのサービスモードを実行するモード制御部と、を有し、
   前記画像形成制御部は、前記画像形成動作時に、前記感光体ドラムを回転させ、前記除電器に前記除電動作を実行させた状態で、前記バイアス制御部を制御して、前記帯電バイアスを前記帯電器に印加させることで、前記感光体ドラムの表面電位を所定の目標電位に設定し、
   前記モード制御部は、前記サービスモードの実行時に、前記感光体ドラムを回転させ、前記除電器の前記除電動作を停止させた状態で、前記バイアス印加部を制御して、前記帯電バイアスよりも絶対値が小さな直流電圧を含む判定用バイアスを前記帯電器に印加させることで、前記感光体ドラムの表面電位を前記目標電位に設定し、更に、前記サービスモードの実行時に、前記感光体ドラムの前記周面のうち、前記判定用バイアスが前記帯電器に印加されることで帯電され、かつ、前記現像ローラーが対向する対向位置を通過した領域に付着したトナーをシートに転写させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記装置本体に配置され、所定の画像形成動作条件が入力される操作部を備え、
   前記操作部から前記サービスモードの実行指示が入力可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記トナーはプラスに帯電される極性を備え、
   前記目標電位はプラス極性の所定の電位であり、
   前記現像バイアスの前記直流電圧は、前記目標電位よりも小さなプラス極性の電位であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記除電器は、光によって前記感光体ドラムの前記周面を除電することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記モード制御部は、前記感光体ドラムの前記周面または前記シート上に発生したトナーかぶりの原因であるユニットを判定するために、前記サービスモードを実行することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。

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