JP6676922B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１には、帯電後の感光体表面について、ニップ部に沿った方向を基準とした接触帯電部材の中央部および端部にそれぞれ対応する、感光体表面上の中央部相当位置および端部相当位置を露光手段によって露光し、これら被露光部を接触帯電部材を介して再び帯電するときに電源から接触帯電部材へ流れる電流について、中央部相当位置を露光したものと、端部相当位置を露光したものとを比較することにより、感光体の寿命を検知することが記載されている。

特許文献２には、感光体の厚み減少状態ないしは使用限界（寿命）としての下限厚みに達したことを精度よく安定に検知することが記載されている。特許文献２では、平均的な厚みを検知することができる。

また、特許文献３には、帯電量が飽和した後のリーク電流（漏れ電流）を所定のしきい値と比較し、比較結果に応じて感光体の厚み検知を制御する。しきい値を超える場合は、帯電電流を示すデータを破棄することが記載されている。

特開平０８−２０２２２０号公報 特開平０４−０５６９１４号公報 特開２００６−５５４８号公報

帯電電流から、膜厚に起因する電流を抽出することは困難であり、また、感光体の平均的な厚みによる監視では、偏摩耗が検知できない。

本発明は上記事実を考慮し、平均的な膜厚のみ監視する場合に比べて、感光体の偏摩耗を精度よく検知することができる画像形成装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明は、周回する感光体の表面を帯電する機能を持つ帯電部、及び感光体の表面を除電する機能を持つ除電機能部を含む除電機能群、を備えた画像形成機構部と、前記帯電部による飽和状態の帯電を条件に、一部の露光領域を露光する露光手段と、除電動作の遮断を条件に、前記一部の露光領域の帯電が開始されてから前記感光体の表面が飽和状態の帯電となるまでに、前記帯電部に流れる電流値の積算値と、しきい値とを用いて、前記一部の露光領域の偏摩耗の発生の有無を判定し、偏摩耗の発生を条件に偏摩耗の発生を報知させ、偏摩耗の発生の有無に関わらず未露光の露光領域があれば前記露光手段に当該露光領域の少なくとも一部を露光させる判定手段と、を有している。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記一部の露光領域の帯電が開始されてから前記感光体の表面が飽和状態の帯電となるまでの期間が、前記感光体の１周回である。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記感光体の表面の全域を網羅するように、前記露光手段で露光する露光領域を分割し、分割された一部の露光領域を対象に、順次、露光及び露光後の帯電を繰り返す。

請求項４に記載の発明は、前記請求項１〜請求項３の何れか１項記載の発明において、前記露光領域が、前記感光体の周回方向の全域、かつ前記周回方向の交差する方向に分割された領域である。

請求項５に記載の発明は、前記請求項１〜請求項４の何れか１項記載の発明において、前記除電機能群が、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光部、静電潜像をトナーによって現像する現像部、現像部で現像されたトナー像を被転写体へ転写する転写部、及び前記感光体の表面の電荷を除去する除電部の少なくとも１つを含む。

請求項６に記載の発明は、前記請求項１〜請求項５の何れか１項記載の発明において、前記判定手段が、感光体の表面の偏摩耗の発生有りと判定した場合に、画像情報に基づく画像形成時の画像濃度を調整する調整手段をさらに有する。

請求項７に記載の発明は、前記請求項１〜請求項６の何れか１項記載の発明において、前記判定手段が、感光体の表面の偏摩耗の発生有りと判定した場合に、前記感光体の交換を促すことを報知する報知手段をさらに有する。

請求項１に記載の発明によれば、平均的な膜厚のみ監視する場合に比べて、感光体の偏摩耗を精度よく検知することができる。

請求項２に記載の発明によれば、感光体の１周回で、一部の露光領域の偏摩耗の有無を判定することができる。

請求項３に記載の発明によれば、感光体の全露光領域で偏摩耗の有無を判定することができる。

請求項４に記載の発明によれば、感光体の周回方向と交差する方向を分割して、偏摩耗の有無を判定することができる。

請求項５に記載の発明によれば、感光体から電荷が漏出するのを防止することができる。

請求項６に記載の発明によれば、偏摩耗が判定し得ないときの画質に比べて、画質低下を軽減することができる。

請求項７に記載の発明によれば、偏摩耗が判定し得ないときに比べて、早期に画質低下を防止することがきる。

本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の画像形成部及びその周辺の用紙搬送部の拡大図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。 （Ａ）は感光体ドラム及びその周辺の拡大図、（Ｂ）は図４のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。 感光体ドラムの電荷輸送層における電界−電流特性図である。 本実施の形態に係る感光体ドラムのサイクル数に対する、表面電位及び帯電部ＤＣ電流値を示す特性図である。 本実施の形態に係る画像形成処理制御部で実行される偏摩耗監視制御の流れを機能別の分類したブロック図である。 本実施の形態に係る画像形成処理制御部で実行される、偏摩耗監視制御を実行するためのフローチャートである。 本実施の形態に係る画像形成処理制御部で実行される、偏摩耗監視制御を実行するためのタイミングチャートである。 本実施の形態に係る画像形成処理制御部で実行される、偏摩耗監視制御時に選択される帯状の露光領域を特定するための感光体ドラムの斜視図である。

図１には、本実施の形態に係る画像形成装置１０の概略が示されている。

画像形成装置１０は、筐体１２内に、画像形成部１４、用紙３８を搬送する用紙搬送部１６及び画像形成部１４を制御するＭＣＵ１８が設けられている。ＭＣＵ１８は、画像形成装置１０の全体を制御するメインコントローラ２０に接続されている。

（画像形成部１４）
図２には画像形成部１４及び用紙搬送部１６の概略図が示されている。

画像形成部１４は、図２の矢印Ａ方向に定速回転する感光体としての感光体ドラム２２を備えている。

この感光体ドラム２２の周囲には、感光体ドラム２２の回転方向（図２の矢印Ａで示す時計回り方向）に沿って帯電部２４、露光手段の一例としての露光部２６、現像部２８、転写ロール３０、クリーナ３２及びイレーズランプ３４が順に配設されている。

以下、帯電部２４、露光部２６、現像部２８、転写ロール３０、クリーナ３２及びイレーズランプ３４を総称して、画像形成機構部という場合がある。また、露光部２６、現像部２８、転写ロール３０、及びイレーズランプ３４は、画像形成機構部の内、除電機能群に属する。

露光部２６は、ＬＥＤプリンタヘッド（ＬＰＨ）が適用されている。なお、露光部２６は、ＬＰＨに限らず、レーザーを回転するポリゴンミラーに照射し、その反射光を走査する光走査装置であってもよい。

感光体ドラム２２は、帯電部２４によって表面が一様に帯電された後、露光部２６によって光ビームが照射されて、感光体ドラム２２上に潜像が形成される。

光ビームによって感光体ドラム２２上に形成された潜像には、現像部２８によってトナーが供給されて、当該感光体ドラム２２上にトナー像が形成される。

感光体ドラム２２上のトナー像は、転写ロール３０によって、記録媒体としての用紙３８に転写される。以下、トナー像が転写される領域を、「転写部ＴＲ」という場合がある。

転写部ＴＲでの転写後に、感光体ドラム２２に残留しているトナーは、クリーナ３２によって除去され、イレーズランプ３４によって除電された後、再び帯電部２４によって帯電されて、同様の画像形成処理を繰り返すことが可能である。

一方、転写部ＴＲでトナー像が転写された用紙３８は、加圧ローラ４０Ａと加熱ローラ４０Ｂからなる定着部４０に搬送されて定着処理が施される。これにより、トナー像が定着されて、用紙３８上に所望の画像が形成される。画像が形成された用紙３８は装置外へ排出される。

なお、感光体ドラム１２から用紙に直接転写せず、中間転写部材（ベルト又はドラムによって形成されている。）に一次転写し、その後、用紙に二次転写（上記転写部ＴＲでの転写に相当）するようにしてもよい。

カラー画像の場合、複数（例えば、ＣＭＹＫの各色毎の４個）の画像形成ユニットを配列し、中間転写ベルトに各色のトナー像を重ねて転写（一次転写）した後、転写部で用紙に転写（二次転写）して、定着処理すればよい。

（用紙３８の搬送系の詳細）
図１に示される如く、画像形成装置１０には、画像形成部１４に用紙３８を供給する複数段の供給装置８２が装着されている。供給装置８２は、それぞれ画像形成装置１０の前側（図１の左側面）に引き出し可能になっており、供給装置８２を画像形成装置１０から引き出した状態で用紙３８が装填（補充）される。

供給装置８２は、例えば普通紙や厚紙といった用紙を種類毎に収納する異なる収納容器８４を有する。用紙３８の種類としては、例えば、上段から順に、Ａ３普通紙、Ａ３厚紙、Ａ４普通紙及びＡ４厚紙といったように、ユーザの選択によって装填される。

供給装置８２は、収納容器８４に収納された最上位の用紙３８を持ち出しし、持ち出した用紙３８を画像形成部１４へ向けて搬送する搬送ロール８６を有する。

図１及び図２に示される如く、画像形成装置１０には、用紙３８の搬送に用いられる用紙搬送部１６が形成されている。用紙搬送部１６は、主搬送路８８と、反転搬送路９０と、副搬送路９１とを有する。

主搬送路８８は、何れかの供給装置８２から供給された用紙３８を画像形成部１４に搬送し、画像が形成された用紙３８を画像形成装置１０外に排出するために用いられる。

主搬送路８８に沿って、用紙３８が搬送される方向における上流側から順に、搬送ロール８６と、レジストロール９２と、転写ロール３０と、定着部４０（加圧ローラ４０Ａと加熱ローラ４０Ｂ）と、排出ロール９４とが配置されている。

レジストロール９２は、例えば、供給装置８２側から搬送されてきた用紙３８の先端部を挟んだ状態で一時的に停止させ、転写部ＴＲにトナー像が転写されるタイミングと合致するように用紙３８を転写ロール３０に向けて送り出す。

排出ロール９４は、定着部４０によって各色のトナーが定着された用紙３８を画像形成装置１０外に排出する。

反転搬送路９０は、一方の面にトナー像が定着された用紙３８を反転させつつ、再び画像形成部１４に向けて供給するために用いられる搬送路である。

反転搬送路９０に沿って、例えば、一対の反転搬送ロール９６が適宜配置されている。反転搬送路９０には、排出ローラ９４で用紙３８の後端部を挟みこんだ状態で、排出ロール９４が逆回転することで用紙３８が後端部側から供給され、供給された用紙３８が反転搬送ロール９６、９６によって、レジストロール９２の上流の位置へと搬送される。

副搬送路９１は、供給装置８２に収納された用紙３８とは異なる用紙３８を画像形成部１４に供給するための搬送路である。副搬送路９１には、供給用開閉部９８を開いた状態で画像形成装置１０の図１の左側面から用紙３８が供給される。副搬送路９１には、搬送ロール９９が設けられている。搬送ロール９９は、副搬送路９１に供給された用紙３８を画像形成部１４に向けて搬送する。

（エンジン部制御系）
図３は、画像形成装置の制御系のブロック図である。

メインコントローラ２０には、報知手段の一例としてのユーザインターフェイス４２が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。

また、このメインコントローラ２０には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、ネットワークラインを介して画像データが入力されるようになっている。

画像データが入力されると、メインコントローラ２０では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、画像形成部１４に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、ＭＣＵ１８の一部として機能する画像形成処理制御部４４へ、変換した画像データを送出する。

画像形成処理制御部４４では、入力された画像データに基づいて、画像形成処理制御部４４と共に、それぞれＭＣＵ１８として機能する搬送制御装置の一例としての駆動系コントロール部４６、帯電コントロール部４８、露光コントロール部５０、転写コントロール部５２、定着コントロール部５４、除電コントロール部５６、クリーナコントロール部５８及び現像コントロール部６０のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。なお、本実施の形態では、ＭＣＵ１８で実行される機能をブロックに分類し、記載したものであり、ＭＣＵ１８のハード構成を限定するものではない。

なお、メインコントローラ２０には、温度センサ６２及び湿度センサ６４等が接続され、温度センサ６２及び湿度センサ６４に基づき、画像形成装置１０の筐体１２内の環境温度・湿度を検出する場合がある。

ここで、本実施の形態における画像形成部１４において、画像形成を継続していくと、図４（Ａ）に示される如く、感光体ドラム２２と転写ロール３０との間に用紙３８を挟んで転写する工程が必須であるため、感光体ドラム２２と用紙３８とが接触し、少なからず感光体ドラム２２の表面が摩耗することがある。

図４（Ｂ）は、感光体ドラム２２の断面図である。

感光体ドラム２２は、軸芯となる円柱状の基材１００が金属製（アルミニウム製）であり、基材１００の周囲には、基材１００側から順に下引き層１０２、電荷発生層１０４、及び電荷輸送層１０６が層状に設けられている。

下引き層１０２は、電荷発生層１０４を保持する下地の役目を有しており、基本的には導電性であるが、必要に応じて抵抗を持たせる場合がある。

電荷発生層１０４は、感光体ドラム２２に帯電部２４（図４(Ａ）参照）から電圧を印加したときにプラスの電荷を発生させる役目を有する。

電荷輸送層１０６は、絶縁体であり、電荷発生層１０４に応じて、表層面にマイナスの電荷が帯電し、露光したときに、プラスの電荷が輸送される層であり、潜像形成に最も重要な層である。

本実施の形態では、電荷輸送層１０６の層厚（膜厚という場合もある）は、３０μｍ〜４０μｍが適正層厚とされている。

この電荷輸送層１０６が、前述したように、用紙３８と直接対峙するため、この電荷輸送層１０６が摩耗することになる。

図５は、電荷輸送層１０６の表面と基材１００と間の、電界Ｅ−電流ｉ特性図である。電界Ｅは、電荷輸送層１０６の表面と基材１００と間の、電位差Ｖ／距離Ｌで表される（Ｅ＝Ｖ／Ｌ）。なお、下引き層１０２は導電体であり、電荷発生層１０４は絶縁体ではあるが、層厚が電荷輸送層１０６の１／１０００のオーダー（例えば、０．０３μｍ〜０．０４μｍ）であるため、ここでは、距離Ｌは、電荷輸送層１０６の層厚に依存する（距離Ｌ≒電荷輸送層１０６の層厚）。

図５に示される如く、電荷輸送層１０６は使用範囲内（図５の矢印Ｅａ参照）であれば、絶縁体として機能するが、距離Ｌが減少すると電界Ｅが増加し、当該電界Ｅが使用範囲を超えると、電流ｉが急激に流れることがわかる。

すなわち、絶縁体である電荷輸送層１０６が摩耗して、層厚が適正な層厚よりも薄くなると、表層面に帯電しているマイナスの電荷の影響を受けて、電荷発生層１０４のプラスの電荷が移動し（すなわち、電流が流れ）、露光したときと同等の結果となる。

電荷輸送層１０６の層厚は、感光体ドラム２２の全面を露光したときの電流を検出することで、感光体ドラム２２の平均的な層厚を得ることは可能である。

一方、感光体ドラム２２の部分的な摩耗（偏摩耗）に関しては、平均的な層厚では良性判定されるため、結果として、摩耗発生領域に筋状の画像となって現れるまで、画質低下を招く要因（摩耗）を認識することができない場合がある。

すなわち、比較例として、感光体ドラム２２の摩耗は、感光体ドラム２２の全帯電領域を対象として、帯電が飽和するまでの電流値の積算値を取得し、当該積算値から感光体ドラム２２の電荷輸送層１０６の層厚を演算し、摩耗の発生の有無を判断するようにしている。

なお、全帯電領域とは、帯電ドラム２４の軸方向における帯電長×感光体ドラム２２の帯電可能な有効周長で表現される、感光体ドラム２２の周面を展開したときの帯電可能な領域の面積である。

この平均的な層厚では、感光体ドラム２２（図４（Ａ）参照）の交換等の作業が遅延するという不具合が生じる場合がある。

そこで、本実施の形態では、感光体ドラム２２の帯電可能な領域を飽和状態となるまで帯電した後、感光体ドラム２２の軸方向に分割し、帯状に分割された露光領域２２（ｎ）（図１０参照）毎に露光して、当該露光領域２２（ｎ）が飽和するまでの電流積算値を取得する構成とした。

すなわち、露光領域２２（ｎ）毎の平均的な層厚を得ることになり、感光体ドラム２２の全帯電領域の平均的な層厚に比べて、狭い露光領域２２（ｎ）毎の摩耗の発生の有無の判別が可能となる。

（露光領域２２（ｎ）毎の露光手段）
本実施の形態では、図１０に示される如く、感光体ドラム２２の軸線方向に沿って３２分割し、周方向に沿った帯状の露光領域２２（ｎ）を設定している。例えば、感光体ドラム２２の軸方向の帯電領域が３２０ｍｍであれば、１０ｍｍ幅×３２個の帯状の露光領域２２（ｎ）を順次露光することになる。

ここで、露光領域２２（ｎ）毎の露光処理の実行に際し、事前処理を必要とする。

すなわち、図４（Ａ）に示される如く、画像形成部１４には、感光体ドラム２２から流れる電流の経路が、露光部２６の露光時、現像部２８の現像時、転写ロール３０による転写時、イレーズランプ３４による除電時が存在する。

このため、露光領域２２（ｎ）毎の帯電遷移状態（電流値の検出及び蓄積）を得る場合に、以下の事前処理を実行する。
（事前処理１） 露光部２６の露光をオフ。
（事前処理２） 現像部２８は、トナーの移動が電流に相当するため、トナー現像無しの電位（例えば、帯電部２４が−７００Ｖであれば、−６００Ｖ）とすればよい。
（事前処理３） 転写ロール３０による転写電位をオフ。
（事前処理４） イレーズランプ３４による除電電位をオフ。

事前処理１〜事前処理４を実行した後、帯電部２４により感光体ドラム２２を帯電していくと（図６の左端縦軸に基づく特性曲線Ａ参照）、感光体ドラム２２のサイクル数（図６の横軸）に応じて、帯電部２４−感光体ドラム２２間の電流値、すなわち帯電部ＤＣ電流値（図６の右端縦軸に基づく特性曲線Ｂ参照）が徐々に小さくなり、十分な帯電になると電流が流れなくなる。なお、帯電後、理論上は電流値０であるが、正常の層厚でも許容範囲内の誤差で電流が流れる場合がある。

許容範囲の誤差で電流が流れたとしても、漏れ電流が発生していない場合は、帯電部２４における、感光体ドラム２２が１周し始めたときの電荷量Ｑｏｕｔと、感光体ドラム２２が１周終えたときの電荷量Ｑｉｎとが誤差の許容範囲内で同一（Ｑｏｕｔ≒Ｑｉｎ）となる。

本実施の形態では、ＭＣＵ１８の画像形成処理制御部４４（図３参照）で、前記Ｑｏｕｔ≒Ｑｉｎとなった後（電荷の飽和状態）、分割した露光領域２２（ｎ）毎の露光を行い、露光領域２２（ｎ）が再度帯電されていくときの電流値を蓄積し（積分演算し）、当該結果を基に偏摩耗の有無の判別を実行するようにした。

なお、制御主体は、画像形成処理制御部４４に限定されず、メインコントローラ２０又は外部のＰＣを代表とする制御装置であってもよい。

図７は、画像形成処理制御部４４で実行される偏摩耗監視制御の流れを機能別の分類したブロック図である。なお、このブロック図は、画像形成処理制御部４４における偏摩耗の有無判別のためのハード構成を限定するものではない。

図７に示される如く、偏摩耗監視制御は、判定手段の一例としての事前処理制御部１１０と偏摩耗判定制御部１１２とによって実行される。

事前処理制御部１１０は、偏摩耗判定時期設定部１１４と、事前処理指示部１１６と、帯電実行部１１８と、露光領域選択部１１７と、分割露光実行部１１９とを備える。露光領域選択部１１７及び分割露光実行部１１９は、露光手段として機能する。

偏摩耗判定時期設定部１１４では、画像形成処理回数が予め定めた回数になった時点でメンテンナンスモードとして、偏摩耗判定時期を設定する。偏摩耗判定時期設定部１１４では、偏摩耗判定時期になると、事前処理指示部１１６に対して、事前処理の実行を指示する。なお、画像形成処理回数が予め定めた回数毎（定期的）に摩耗判定を行うようにしたが、予め定めた日時（期間）毎に実行してもよいし、例えば、ユーザーの指定によって不定期に行ってもよい。

事前処理指示部１１６は、偏摩耗判定時期設定部１１４から実行指示を受けると、事前処理１〜事前処理４を実行する。

すなわち、事前処理指示部１１６は、露光コントロール部５０に露光オフを指示する（事前処理１）。

事前処理指示部１１６は、現像コントロール部６０にトナー非現像を指示する（事前処理２）。

事前処理指示部１１６は、転写コントロール部５２に転写オフを指示する（事前処理３）。

事前処理指示部１１６は、除電コントロール部５６に除電オフを指示する（事前処理４）。

事前処理制御部１１６では、感光体ドラム２２の帯電が完了し、事前処理１〜事前処理４の処理が完了すると、帯電実行部１１８に対して、偏摩耗監視のための帯電の実行を指示する。帯電実行部１１８は、偏摩耗監視を実行するとき、露光コントロール部２８に対して、感光体ドラム２２を一様に帯電するように指示する。

感光体ドラム２２の帯電が終了すると（帯電飽和状態になると）、事前処理指示部１１６は、露光領域選択部１１７に対して、露光領域２２（ｎ）の選択を指示する。

露光領域選択部１１７には、予め分割した露光領域２２（ｎ）を選択する選択順序が定められており、その最初の露光領域２２（ｎ）を指定する情報を、分割露光実行部１１９へ送出する。

分割露光実行部１１９では、露光コントロール部５０に露光を指示する（露光オン）。これにより、最初の露光領域２２（ｎ）の露光が実行される(図１０に示すｆｉｒｓｔ露光）。

なお、露光領域選択部１１７は、後述する偏摩耗判定制御部１１２の選択回数カウンタ１３４から露光回数カウント値情報を受けると（図７の破線Ｃ参照）、予め定めた順序に従い、分割露光実行部１１９に露光領域２２（ｎ）を指定する情報を送出する（図１０に示す、「２ｎｄ露光」→・・・→「Ｍｔｈ露光」→・・・→「Ｎｔｈ露光」→「ｎ＋１ｔｈ露光」→・・・→「ｆｉｎａｌ露光」参照）。

図１０は、分割した露光領域２２（ｎ）の露光の推移を示したものである。本実施の形態では、感光体ドラム２２を軸線方向に３２分割して、帯状の露光領域２２（ｎ）を設定している。

本実施の形態では、感光体ドラム２２の軸線方向の一端部の露光領域２２（ｎ）から順次に、「ｆｉｒｓｔ露光」→「２ｎｄ露光」→・・・→「Ｍｔｈ露光」→・・・→「Ｎｔｈ露光」→「ｎ＋１ｔｈ露光」→・・・→「ｆｉｎａｌ露光」が実行される。なお、Ｍ、Ｎは正の整数、Ｍ＜Ｎであり、また、変数ｎは、選択回数カウンタ１３４でカウントされるカウント値（現在選択されている露光領域２２（ｎ）の特定）である。

分割露光実行部１１９では、露光領域を指定する情報を受ける毎に、当該指定された露光領域を露光するようになっている。

ここで、分割露光部１１９は、露光領域２２（ｎ）の露光の実行毎に、偏摩耗判定制御部１１２に対して、当該露光領域の偏摩耗判定制御の実行指示を出力する。

すなわち、帯電部２４での帯電は継続されているため、露光された露光領域２２（ｎ）は、感光体ドラム２２が１周することで、再度、帯電が実行されることになる。すなわち、図６は、感光体ドラム２２の全領域の帯電中のＤＣ電流値の推移を示しているが、分割された露光領域２２（ｎ）の特性に置き換えることが可能である（この場合、図６の縦軸のＤＣ電流値の目盛が変更される場合がある。）。

偏摩耗判定制御部１１２は、事前処理制御部１１０からの指示に基づき、偏摩耗判定制御が実行される。

第１の受付部１２０は、駆動系コントロール部４６から感光体ドラム２２のサイクル情報を受け付ける。また、第２の受付部１２２は、電流検出部１０８から電流値情報を受け付ける。

第１の受付部１２０及び第２の受付部１２２は、電流値抽出部１２４に接続されている。

電流値抽出部１２４では、帯電が開始され、感光体ドラム２２が十分に帯電されるまでの周回（例えば、１〜３サイクル程度）を十分に過ぎた後の周回までの、電流値を抽出し、積算部１２５へ送出する。

積算部１２５では、電流値を積算（積分）して積算電流値Ｉを得る。得られた積算電流値Ｉは、演算結果を比較部１２６へ送出される。

比較部１２６には、しきい値メモリ１２８が接続されている。しきい値メモリ１２８には、しきい値Ｉｓが記憶されている。

比較部１２６では、積算電流値Ｉを受け付けると、しきい値メモリ１２８からしきい値Ｉｓを読み出し、両者を比較する。比較部１２６の比較結果は、判定手段の一例としての判定部１３０に送出され、偏摩耗の有無を判定する。

すなわち、判定部１３０が、比較部１２６から「積算電流値Ｉがしきい値Ｉｓを上回っている情報」を受け付けた場合は、感光体ドラム２２の特定の露光領域２２（ｎ）に偏摩耗を起因する漏れ電流が発生していると判定する。

一方、判定部１３０が、比較部１２６から「積算電流値Ｉがしきい値Ｉｓ以下である情報」を受け付けた場合は、感光体ドラム２２の特定の露光領域２２（ｎ）に偏摩耗は発生していない判定する。

判定部１３０の判定結果は、出力部１３２を介して、例えば、メインコントローラ２０を介して、ユーザインターフェイス４２の表示部に表示される。

また、判定部１３０には、選択回数カウンタ１３４が接続されている。

選択回数カウンタ１３４は、分割された露光領域２２（ｎ）の露光実行回数をカウントするものであり、本実施の形態では、３２分割された露光領域２２（ｎ）が露光される毎にカウントされ、未露光の露光領域２２（ｎ）が存在する場合は、前記事前処理制御部１１０の露光領域選択部１１７に対して、露光回数カウント値情報を出力する。

なお、選択回数カウンタ１３４からの露光回数カウント値情報の出力は、判定部１３０での判定結果が終了しており、当該判定対象である分割された露光領域２２（ｎ）の帯電が飽和し終えた時期以降となる。すなわち、次の分割された露光領域２２（ｎ）を露光する時点で、前回の分割された露光領域２２（ｎ）は、帯電が飽和状態となっていることになる。

以下に本実施の形態の作用を説明する。

まず、画像形成処理の手順を説明する。

メインコントローラ２０により、外部から受け付けた画像データは、例えば、階調データに変換され、ＭＣＵ１８（露光コントロール部５０）を介して、画像形成部１４へ出力される。画像形成部１４では、階調データに応じて露光部２６を駆動して露光光を出射して、感光体ドラム２２走査露光を行い、潜像（静電潜像）を形成する。

感光体ドラム２２上に形成された静電潜像は、現像部２８によって、トナー像として顕在化される（現像）。そして、感光体ドラム２２に形成されたトナー像は、転写ロール３０によって用紙３８へ転写される。

用紙３８上の各色のトナー像は、定着部４０で定着され、定着後の用紙３８は装置外へ排出される（片面印刷処理）、或いは、排出ローラ９４で用紙３８の後端部を挟みこんだ状態で、反転搬送路９０へ送られる（両面印刷処理）。

トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム２２の表面は、残留トナーや紙粉等が除去され、かつ除電される。次の画像形成処理の際に一様に帯電される。

反転搬送路９０へ送られる用紙３８（表面の画像形成が終了した用紙３８）は、排出ローラ９４で用紙３８の後端部を挟みこんだ状態で、当該排出ロール９４が逆回転することで用紙３８が後端部側から供給され、供給された用紙３８が反転搬送ロール９６、９６によって、表裏が反転した状態でレジストロール９２の上流の位置へと搬送される。

これにより、裏面への画像形成が、上記画像形成工程と同様に実行され、定着部４０で定着され、定着後の用紙３８は装置外へ排出される。

本実施の形態における画像形成部１４において、画像形成を継続していくと、少なからず感光体ドラム２２の表面（図４（Ｂ）に示す電荷輸送層１０６）が摩耗することがある。電荷輸送層１０６の全領域の平均的な摩耗の発生の有無は、帯電時の電流積算値によって判定可能であるが、部分的な摩耗、すなわち、偏摩耗は見落とされる場合があった。

そこで、本実施の形態では、飽和状態に帯電された感光体ドラム２２の帯電領域を、軸線方向に沿って分割して露光し、露光領域２２（ｎ）が再度飽和帯電されるまでの積算電流値Ｉをしきい値Ｉｓと比較することで、露光領域２２（ｎ）毎の偏摩耗の発生の有無を判別するようにした。

図８は、ＭＣＵ１８の画像形成処理制御部４４で実行される、偏摩耗監視制御を実行するためのフローチャートである。また、図９は、図８のフローチャートによる処理手順に従い、各部の動作状態を示すタイミングチャートである。

図８（Ａ）に示される如く、ステップ１５０では、偏摩耗の判定時期か否かが判断され、否定判定された場合は、偏摩耗の判定時期ではない（例えば、画像形成処理回数が予め定めた回数に達していない。）と判断され、このルーチンは終了する。

また、ステップ１５０で肯定判定されると、偏摩耗の判定時期である（例えば、画像形成処理回数が予め定めた回数に達した。）と判断され、ステップ１５１へ移行して、分割する露光領域２２（ｎ）の数に相当する変数ｎをクリア（ｎ＝０）し、ステップ１５２へ移行する。

ステップ１５２では、事前処理制御（図８（Ｂ）参照）が実行される。事前処理制御は、図６に示す符号ａに相当し、帯電前の感光体ドラム２２の準備回転中に実行すればよい。

図８（Ｂ）に示される如く、ステップ１５４では、事前処理１が実行される。すなわち、露光部２６の露光をオフにして、ステップ１５６へ移行する。

ステップ１５６では、事前処理２が実行される。すなわち、現像部２８は、トナーの移動が電流に相当するため、トナー現像無しの電位（例えば、帯電部２４が−７００Ｖであれば、−６００Ｖ）として、ステップ１５８へ移行する。

ステップ１５８では、事前処理３が実行される、すなわち、転写ロール３０による転写電位をオフにして、ステップ１６０へ移行する。

ステップ１６０では、事前処理４が実行される。すなわち、イレーズランプ３４による除電電位をオフにして、図８（Ａ）のステップ１６２へリターンする。

図８（Ａ）に示される如く、ステップ１６２では、感光体ドラム２２を帯電する。

次のステップ１６４では、帯電完了サイクルになったか否かが判断される。このステップ１６４で肯定判定されると、ステップ１６６へ移行する。

図６には、感光体ドラム２２の帯電の推移（帯電部２４のＤＣ電流値）を示しており、図６の符号ｃに示される如く、感光体ドラム２２の帯電が開始されると、当初は帯電部ＤＣ電流が−９０μＡ〜−１００μＡ前後となり、徐々に電流値が小さくなっていく過程を経て、帯電が終了すると（図６の符号ｄ参照）、理論上は帯電部ＤＣ電流値が０となる（飽和状態）。この飽和状態（帯電完了）時が帯電完了サイクルとなり、図６では、４サイクル目となっている。なお、帯電完了サイクルは、４サイクル目に限定されるものではなく、５サイクル目以降であってもよい。

ステップ１６６では、分割する露光領域２２（ｎ）の数である変数ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）し、ステップ１６７へ移行して、分割露光制御を実行する。

図８（Ｃ）に示される如く、分割露光制御では、まず、ステップ１８２において、ｎ番目の露光領域２２（ｎ）を選択し、次いでステップ１８４へ移行して選択された露光領域２２（ｎ）の露光を実行する。すなわち、例えば、変数ｎが１の場合は、最初の露光（ｆｉｒｓｔ露光）が実行される。この露光は、分割する露光領域２２（ｎ）の数（本実施の形態では、ｎ＝３２）だけ繰り返されることになる（後述するステップ１８０参照）。

次のステップ１８６では、ｎ番目の露光領域２２（ｎ）の露光が終了したか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ１８８へ移行して、当該ｎ番目の露光領域２２（ｎ）の帯電中の電流値ｉを検出する。

次のステップ１９０では、検出した帯電中の電流値ｉを積算し、積算電流値Ｉを得る（Ｉ＝Σｉ）。

次のステップ１９２では、ｎ番目の露光領域２２（ｎ）が飽和状態（電流値ｉが許容誤差を含む０Ａ）となったか否かが判断され、否定判定された場合は、ステップ１８８へ戻り、上記工程を繰り返す（電流値ｉの積算）。

また、ステップ１９２で肯定判定された場合は、ｎ番目の露光領域２２（ｎ）の露光が終了したと判断し、ステップ１６８へリターンする。

次のステップ１６８では、しきい値Ｉｓを読み出し、次いでステップ１７０へ移行して電流値ΔＩとしきい値Ｉｓとを比較する。

ステップ１７０において、積算電流値Ｉ≦Ｉｓと判定された場合は、積算電流値Ｉは許容範囲であると判断し、ステップ１７２へ移行して、正常判定（漏れ電流無し）し、次いでステップ１７４へ移行して「偏摩耗無し」を報知して、ステップ１８０へ移行する。

一方、ステップ１７０において、積算電流値Ｉ＞Ｉｓと判定された場合は、積算電流値Ｉが許容範囲を超えていると判断し、ステップ１７６へ移行して、異常判定（漏れ電流有り）し、次いでステップ１７８へ移行して「偏摩耗有り」を報知して、ステップ１８０へ移行する。

ステップ１８０では、分割した全露光領域２２（ｎ）（本実施の形態では、ｎ＝３２）の判定が終了したか否かが判断され、否定判定された場合は、ステップ１６６へ戻り、上記工程を繰り返す。

また、ステップ１８０で肯定判定された場合は、分割した全露光領域２２（ｎ）（本実施の形態では、ｎ＝３２）の判定が終了したと判断し、このルーチンは終了する。

ここで、ステップ１７８において、「偏摩耗有り」を報知する場合、併せて、感光体ドラム２２の交換を促すことが好ましい。

また、画像形成装置１０に通信機能が搭載されている場合、感光体ドラム２２の交換が必要である旨を保守管理センター等に通知するようにしてもよい。

さらに、調整手段の一例として、異常判定後は、画像形成処理時の感光体ドラム２２の表面電位を定常時の電位（−７００Ｖ）よりも下げる（例えば、−６００Ｖ）ようにしてもよい（濃度調整）。また、濃度調整は、画像情報自体を補正して濃度を調整するようにしてもよい。

本実施の形態よれば、事前処理１〜事前処理４（露光オフ，トナー非現像、転写オフ、除電オフ）が完了し、感光体ドラム２２の帯電が完了すると、予め定めた分割数（本実施の形態では、３２分割）の露光領域２２（ｎ）毎に露光し、その後の帯電中の電流値ｉを積算し（積算電流値Ｉ）、しきい値と比較して、偏摩耗の発生の有無を判定する。露光領域２２（ｎ）毎に偏摩耗の発生の有無の判定が可能であり、平均的な摩耗の発生の有無の判定に比べて、迅速に編摩耗の発生が認識可能となる。すなわち、感光体ドラム２２の偏摩耗を画質低下が発生する前に検知することが可能となる。

また、本実施の形態では、露光順序として、感光体ドラム２２の一端部から他端部にかけて順番に行うが、特に順序は限定されるものではない。例えば、中央から両端部に振り分けるような露光順序としてもよいし、ランダムに帯状の露光領域２２（ｎ）を選択してもよい。

さらに、感光体ドラム２２の全領域ではなく、特に摩耗による画質低下が顕著となる、例えば、両端部、中央部等の露光領域２２（ｎ）に特化して、部分的な露光領域２２（ｎ）を選択してもよい。

なお、本実施の形態では、偏磨耗監視制御を新品交換時から定期的に実行することを前提としているが、例えば、予め定めた画像形成処理回数を経た後に実行するようにしてもよい。

１０ 画像形成装置
１２ 筐体
１４ 画像形成部
１６ 用紙搬送部
１８ ＭＣＵ
２０ メインコントローラ
２２ 感光体ドラム
２２（ｎ） 露光領域
２４ 帯電部
２６ 露光部
２８ 現像部
３０ 転写ロール
ＴＲ 転写部
３２ クリーナ
３４ イレーズランプ
３８ 用紙
４０Ａ 加圧ローラ
４０Ｂ 加熱ローラ
４０ 定着部
４２ ユーザインターフェイス
４４ 画像形成処理制御部
４６ 駆動系コントロール部
４８ 帯電コントロール部
５０ 露光コントロール部
５２ 転写コントロール部
５４ 定着コントロール部
５６ 除電コントロール部
５８ クリーナコントロール部
６０ 現像コントロール部
６２ 温度センサ
６４ 湿度センサ
８２ 供給装置
８４ 収納容器
８６ 搬送ロール
８８ 主搬送路
９０ 反転搬送路
９１ 副搬送路
９２ レジストロール
９４ 排出ロール
９６ 反転搬送ロール
９８ 供給用開閉部
９９ 搬送ロール
１００ 基材
１０２ 下引き層
１０４ 電荷発生層
１０６ 電荷輸送層
１０８ 電流検出部
１１０ 事前処理制御部
１１２ 偏摩耗判定制御部
１１４ 偏摩耗判定時期設定部
１１６ 事前処理指示部
１１７ 露光領域選択部
１１８ 帯電実行部
１１９ 分割露光実行部
１２０ 第１の受付部
１２２ 第２の受付部
１２４ 電流値抽出部
１２５ 積算部
１２６ 比較部
１２８ しきい値メモリ
１３０ 判定部
１３２ 出力部
１３４ 選択回数カウンタ

Claims (7)

1. 周回する感光体の表面を帯電する機能を持つ帯電部、及び感光体の表面を除電する機能を持つ除電機能部を含む除電機能群、を備えた画像形成機構部と、
   前記帯電部による飽和状態の帯電を条件に、一部の露光領域を露光する露光手段と、
   除電動作の遮断を条件に、前記一部の露光領域の帯電が開始されてから前記感光体の表面が飽和状態の帯電となるまでに、前記帯電部に流れる電流値の積算値と、しきい値とを用いて、前記一部の露光領域の偏摩耗の発生の有無を判定し、偏摩耗の発生を条件に偏摩耗の発生を報知させ、偏摩耗の発生の有無に関わらず未露光の露光領域があれば前記露光手段に当該露光領域の少なくとも一部を露光させる判定手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記一部の露光領域の帯電が開始されてから前記感光体の表面が飽和状態の帯電となるまでの期間が、前記感光体の１周回である請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記感光体の表面の全域を網羅するように、前記露光手段で露光する露光領域を分割し、分割された一部の露光領域を対象に、順次、露光及び露光後の帯電を繰り返す請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記露光領域が、前記感光体の周回方向の全域、かつ前記周回方向の交差する方向に分割された領域である請求項１〜請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。
5. 前記除電機能群が、前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光部、静電潜像をトナーによって現像する現像部、現像部で現像されたトナー像を被転写体へ転写する転写部、及び前記感光体の表面の電荷を除去する除電部の少なくとも１つを含む請求項１〜請求項４の何れか１項記載の画像形成装置。
6. 前記判定手段が、感光体の表面の偏摩耗の発生有りと判定した場合に、画像情報に基づく画像形成時の画像濃度を調整する調整手段をさらに有する請求項１〜請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。
7. 前記判定手段が、感光体の表面の偏摩耗の発生有りと判定した場合に、前記感光体の交換を促すことを報知する報知手段をさらに有する請求項１〜請求項６の何れか１項記載の画像形成装置。