JP2003270910A

JP2003270910A - 画像形成装置の制御方法

Info

Publication number: JP2003270910A
Application number: JP2002074271A
Authority: JP
Inventors: Takeo Tsunemi; 常見　　健夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】接触式帯電装置を有する画像形成装置におい
て、帯電の一様性アップと感光ドラム（ＯＲＧ）寿命の
アップの両立を図る。【解決手段】被帯電体の使用が進むにつれて、一次帯
電バイアスを電位収束性がアップするように変える（Ｄ
Ｃ→ＡＣ＋ＤＣ、ＡＣ電流アップなど）。使用状態はド
ラム回転数、画像形成総枚数、帯電部材からの流入電
流、感光層膜厚、ドラム回転時の電位変動などで判断す
る。画像形成モード（文字、写真など、あるいは解像
度、プリンタ・Ｆａｘモードなど）によって制御を変え
ても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】接触式帯電装置を有する電子
写真方式の画像形成装置の制御方法に関する。

【０００２】より詳しくは、電子写真感光体、静電記録
誘導体等の被帯電体（像担持体）に、該被帯電体の面を
帯電処理する工程を含む作像プロセスを適用して画像形
成を実行し、該被帯電体の帯電処理手段はローラ、ブレ
ード、ブラシ等の帯電部材を被帯電体に当接させて被帯
電面を帯電させる接触帯電装置である画像形成装置の制
御方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】画像形成装置に於いて、感光体・誘電体
等の被帯電体としての像担持体面を帯電処理する手段機
器としては、従来、コロナ放電装置が広く利用されてき
た。これはコロナ放電装置をその放電開口部を被帯電体
に対向させて非接触に配設し、放電開口部からのコロナ
電流に被帯電体面をさらすことで所定の極性・電位に帯
電処理するものである。しかし、高圧電源を必要とす
る、オゾンが大量に発生するなどの問題がある。

【０００４】これに対し、前記のように電圧を印加した
帯電部材を被帯電体面に接触させて被帯電体面を帯電処
理する接触式帯電装置は、電源の低電圧化が図れる、オ
ゾンの発生量が少ない等の長所を有していることから、
新たな帯電処理手段として注目され、その実用化もされ
ている。

【０００５】接触式帯電装置には、帯電部材に対して、
帯電バイアスとして直流電圧Ｖ_ＤＣのみを印加して被帯
電体を帯電処理する「ＤＣ帯電方式」と、直流電圧Ｖ
_ＤＣに交流電圧Ｖ_ＡＣを重畳して印加して被帯電体を帯
電処理する「ＡＣ帯電方式」がある。

【０００６】いずれにせよ、バイアス電圧の印加された
接触帯電部材により、被帯電体面が所定の極性・電位に
帯電処理される。

【０００７】ＤＣ帯電方式の場合、帯電部材に印加する
ＤＣバイアスＶ_ｄｃ〔Ｖ〕と被帯電面である感光ドラム
表面電位Ｖ_ｓ〔Ｖ〕との関係は、図８に示すようにＤＣ
バイアスがあるしきい値Ｖ_ｔｈを超えた所からＶ_ｓが直
線的に増加する。また、その特徴としては、耐久に伴
う感光ドラム表面の膜厚の削れ量がＡＣ帯電に対して比
較的少ない。帯電時に帯電部材・感光ドラム間で振動
が発生せず、従って感光ドラム表面に現像剤が薄く付着
するフィルミング、融着といった現象が起きにくい。と
いうメリットがある反面、帯電電位の収束性が悪いた
め、帯電部材の部分的な抵抗ムラや表面の汚れにより
帯電電位がバラつき、結果として画像の濃度ムラや場合
によりかぶりムラが起きやすい。耐久に伴い感光ドラ
ム表面が削れて誘電体層厚が薄くなると、帯電電位が変
化し画像濃度が変化する。また、均一に削れるだけでは
なく、１本の感光ドラムの中でも場所により膜厚ムラが
顕著になることにより、帯電電位も変化し、画像濃度も
１枚の画像の中でのバラつきが生じてしまう。といった
デメリットを有する。

【０００８】一方、ＡＣ帯電方式は、一例として特公平
３−５２０５８号公報に示されているように、帯電部材
は被帯電体と接触する接触領域とこの接触領域よりも被
帯電体移動方向下流側で被帯電体面との距離が大きくな
っていく離間面領域とを具備し、直流電圧成分と、帯電
部材に直流電圧を印加して被帯電体の帯電が開始すると
きの帯電部材の印加電圧値の２倍以上のピーク間電圧成
分と、を有する電圧を被帯電体と帯電部材との間に印加
することにより、被帯電体面と帯電部材の前記離間面領
域との間に振動電界を形成することを特徴とする接触帯
電方式もしくは装置である。その帯電特性としては、交
流成分が帯電の凹凸をならし、直流成分により所定の電
位に収束させるため、図９に示すようにほぼＶ_ｄｃに近
い電位に帯電する。

【０００９】ＡＣ帯電方式の特徴としては、ＤＣ帯電と
は逆に耐久に伴なう感光ドラム表面の膜厚の削れ量が
ＤＣ帯電方式に比べて比較的多い。その比率は使用する
現像剤の種類や感光ドラム表面のクリーニング手段の構
成、回転速度などにより異なるが、図１０に示すように
場合によって１．２〜２倍程度になることがある。従っ
て、感光ドラム寿命はそれだけ短かくなってしまう。
帯電時に発生する帯電部材・感光ドラム間で振動が発生
することにより振動音や前記のフィルミング、融着とい
った問題が比較的発生しやすい。ただし、ＡＣ電流値の
設定や現像剤・感光ドラム表面の材質・処方、感光ドラ
ムのクリーニング手段等の各種設定を最適化することに
より防止は可能である。といったデメリットはあるもの
の、帯電電位の収束性が良いため帯電部材そのものや
表面付着物の影響による帯電電位のバラつきが小さい。
耐久に伴って感光ドラム表面の誘電体層の膜厚が全体
的に薄くなったり、膜厚ムラが生じても比較的均一な帯
電が可能である。従って耐久に伴う帯電電位の変化も帯
電ムラの増加も小さく比較的均一で安定した帯電が可能
である。すなわち、画像濃度が比較的均一になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】いずれの帯電方式にお
いても感光ドラムの膜厚が所定量以下になるとその機能
を失って画像形成が不可能となる。従って、長寿命を第
一に考慮する場合にはＤＣ帯電方式を選択するのが好ま
しい。しかしながら、図１１に示すように、帯電部材自
体の抵抗変化や表面付着、感光ドラムの削れムラ等によ
り帯電ムラ（濃度ムラ）が大きくなる傾向にあり、これ
が感光ドラムや感光ドラムと帯電部材を有するカートリ
ッジの寿命を決定することになってしまう。すなわち、
カートリッジ等の寿命は感光ドラム削れ量ではなく、帯
電ムラが律束となる。なお、図１１において、感光ドラ
ム削れ量は場所により異なっていても平均値として示し
ている。また、帯電ムラはＶ_ｍａｘ／Ｖ_ｍｉｎは、ＤＣ
帯電の場合は非画像形成時に接触帯電部材へ供給するバ
イアス電流が感光ドラム回転に伴って時間的に変化する
場合のドラム１周分以上の所定時間における最大値／最
小値を比で表したＩ_ｍ _ａｘ／Ｉ_ｍｉｎにほぼ対応する。

【００１１】一方、ＡＣ帯電方式を採用した場合には図
１２に示すように感光ドラム削れ量が寿命の律束にな
る。

【００１２】従って図１１、図１２からは寿命はＤＣ帯
電で２５Ｋ、ＡＣ帯電で２２．５Ｋしか無いことがわか
る。

【００１３】以上述べたようにＤＣ・ＡＣ帯電とも一長
一短があり、寿命はそれぞれ別の要因で短く決定されて
しまう。

【００１４】また、上記説明において帯電部材自体の抵
抗変化や表面付着、感光ドラムの削れムラ等による帯電
ムラについて説明してきたが、その他感光ドラム表面に
生じる細かな感光ドラム傷が画像に影響してこれらが寿
命の律束となることもある。

【００１５】

【発明の目的】そこで、本発明の第１の目的は、接触式
帯電装置を有する画像形成において、被帯電体の削れ量
を減らし、かつ被帯電体の膜厚ムラや帯電装置の抵抗ム
ラ・汚れ等による帯電ムラ、感光ドラム傷跡を抑えるこ
とにより、長期にわたって均一で安定した表面電位を確
保して長寿命かつ高品位の画像形成を達成しようとする
ものである。

【００１６】また、本発明の第２の目的は、被帯電体の
使用状態により、常に安定して最適な帯電バイアス制御
を行なうことである。結果として、第１の目的に記した
ように長寿命かつ感光ドラム傷や画像濃度ムラの小さい
高品位の画像形成を達成しようとするものである。

【００１７】また、本発明の第３の目的は、画像形成装
置がマルチファンクションタイプである場合や、複数の
画像モードや解像度切替手段を有する場合には、それぞ
れの場合において最適な帯電バイアス制御を行なうこと
により、常に必要な画像品質を実現するとともに、過剰
品質になることもなく長期にわたって安定した画像形成
を実現するものである。

【００１８】また、本発明の第４の目的は、被帯電体
（感光ドラムなど）の寿命を予測してあらかじめユーザ
ーに知らせて交換部品の用意を促すことにより画像形成
装置の動作停止を防止することと、さらに使用を続けた
場合に被帯電体に過剰な電流が流入することによる帯電
装置や帯電バイアス電源へのダメージを防止すること、
あるいはその他のダメージを防止することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は下記の特徴を有する画像形成装置の制御方
法である。

【００２０】（１）帯電部材を被帯電体に当接させて被
帯電面を帯電させる接触式帯電装置を有する画像形成装
置において、被帯電体の使用状態が進むにつれて帯電部
材が被帯電体の画像領域に対応している時に帯電部材に
印加する画像形成帯電バイアスを、被帯電面の帯電が一
定値に収束しやすい条件に制御することを特徴とする。

【００２１】（２）前記被帯電体の使用状態とは、画像
形成を行なった総枚数であることを特徴とする。

【００２２】（３）前記被帯電体の使用状態は、被帯電
体の回転総数であることを特徴とする。

【００２３】上記構成により、被帯電体の使用状態が進
んで接触帯電部材の抵抗ムラや現像剤等の付着による表
面汚れ、あるいは被帯電体の削れムラや傷によって帯電
の均一性が低下した状態になっても、画像形成バイアス
の条件を帯電均一性が高まるように制御することで画像
レベルの向上が実現できる。また、被帯電体の使用状態
は、画像形成を行なった総枚数や被帯電体の回転数によ
って判断することができるため、特別な付加装置を必要
とせずに実現できる。

【００２４】（４）前記被帯電部材の使用状態は、該帯
電部材が被帯電体の非画像領域に対応している時に、帯
電部材から被帯電体へ流入する検知バイアスの電流値の
大きさあるいは電圧の大きさによって判断することを特
徴とする。

【００２５】上記構成により、被帯電体の使用状態が直
接検知することができるため、より精密な制御が可能と
なる。結果的に過剰に帯電均一性を上げるように帯電バ
イアスを制御して寿命を短縮させることや、逆に帯電バ
イアス制御の切替が遅れて、帯電ムラによる画像不良が
発生するのを防止することができる。。

【００２６】（５）前記被帯電体の使用状態は、被帯電
体の誘電体層（感光層）の膜厚あるいは、膜厚を反映し
た物性値であることを特徴とする上記膜厚検知方法の一
手段が前記（４）の方法であり、帯電部材から被帯電体
へ流入する検知バイアスの電流の大きさが膜厚に大きく
依存することを応用したものである。さらに、膜厚検知
手段としてはこの方法に限定するものではなく種々の方
法が利用できるが、いずれにしても膜厚が直接検知する
ことで使用状況が直接判断できるため、（４）で述べた
ことと同様の効果を得ることが可能となる。

【００２７】（６）前記被帯電体の使用状況は、被帯電
体表面に近接して設置され、表面電位を測定する表面電
位センサを有する画像形成装置においては、所定時間の
間に測定される表面電位の最大値Ｖｓ_ｍａｘと最小値Ｖ
ｓ_ｍｉｎとの比Ｖｓ_ｍａｘ／Ｖｓ_ｍｉｎにもづいて判断
することを特徴とする。

【００２８】上記構成により、使用した総枚数や、１回
の画像形成ごとの枚数、温湿度等の環境条件、あるいは
感光ドラム、帯電ローラ等の部品の特性のバラツキ、帯
電ローラバイアス電源の負荷インピーダンス変動に対す
る追従性バラツキ等の個々の条件によらず、正確にその
時点の帯電ムラを検知することができる。従って（４）
で述べたことを同様に正確なタイミングで帯電バイアス
の制御が可能となる。。

【００２９】（７）帯電部材を被帯電体に当接させて被
帯電面を帯電させる接触式帯電装置を有する画像形成装
置において、被帯電体の使用状態が進むにつれて、帯電
部材が被帯電体の画像領域に対応している時に帯電部材
に印加する画像形成帯電バイアスを、初期の使用状態の
時はＤＣのみ印加し、使用耐久が進んだ時にはＤＣにＡ
Ｃを重畳させるように制御することを特徴とする画像形
成装置の制御方法。

【００３０】（８）帯電部材を被帯電体に当接させて、
被帯電面を帯電させる接触式帯電装置を有する画像形成
装置において、画像形成バイアスはＤＣにＡＣを重畳さ
せたバイアスであり、被帯電帯の使用状態が進むにつれ
て、ＡＣ成分の電流値あるいは電圧値を大きくするよう
に制御することを特徴とする。

【００３１】上記構成により、被帯電体の使用状態が進
んだ場合に帯電電位の収束性が良いように帯電バイアス
を制御することにより、使用耐久により悪化した帯電ム
ラを小さくして画質向上することができ、寿命をのばす
ことができる。

【００３２】（９）帯電部材が被帯電体の非画像領域に
対応している時に該帯電部材から被帯電体へ流入する検
知バイアスの電流あるいは電圧の大きさを検知するタイ
ミングは、画像形成装置のメインスイッチ投入時、あ
るいは待機モード（省電力モード）から画像形成可能
モードへの移行時、あるいは一定時間毎、あるいは
画像形成装置内部や近傍の温湿度やそれから計算される
水分量が所定値以上変化した時、あるいは一連の画像
形成動作の最初や最後、あるいは連続画像形成時には
所定枚数毎、あるいは画像形成装置の総出力枚数に対
して所定の枚数毎か所定の枚数を超えた次の画像形成動
作の最初や最後のいずれかあるいはその組み合わせであ
ることを特徴とする。

【００３３】上記構成により、画像形成動作に大きな影
響を与えず、また帯電特性が特に変化しやすい時や、そ
れ以外にも定期的に被帯電体の状況を検知することがで
き、その検知結果に応じて帯電バイアスを制御すること
により、使用耐久などの状況変化による帯電ムラを改善
することが可能である。

【００３４】（１０）画像形成装置がデジタル方式であ
り、かつコピー、ファクシミリ、プリンタ等複数の画像
形成モードをもつマルチファンクションタイプである場
合や、複数の画像モード（文字モード、写真モード等）
や解像度切替手段を有する場合には、上記画像形成モー
ド、画像モード、解像度に応じて被帯電手段の使用状態
に伴なう画像形成バイアスのＤＣからＤＣ＋ＡＣの切替
タイミングやＡＣ成分の電流値あるいは電圧値の制御値
を異ならせることを特徴とする。

【００３５】上記構成により、上記各条件において必要
とされる画像レベルに応じて帯電バイアスを制御するこ
とが可能となり、過剰に帯電の均一性・収束性を上げる
ように帯電バイアスを印加して寿命を短縮させること
や、逆に均一性・収束性が不足して画像ムラを発生させ
ることを防止できる。

【００３６】（１１）上記検知バイアスの電流あるいは
電圧の大きさまたはその推測値が所定量以上になった場
合は、感光ドラム等あるいは感光ドラム等を含むカート
リッジを交換するように表示あるいは予告表示、装置停
止、またそれに先立って停止予告表示を操作パネル部あ
るいはコンピュータ側に行なうことを特徴とする。

【００３７】上記構成により、被帯電体としての感光ド
ラムの寿命を予告してあらかじめユーザーに知らせて交
換部品の用意を促すことにより画像形成の動作停止を防
止すること、さらに使用を続けた場合に被帯電体に過剰
な電流が流入することによる帯電装置や帯電バイアス電
源へのダメージを防止すること、あるいは、クリーナー
で転写残トナーを回収した廃トナーをカートリッジ内に
収容するタイプの場合、廃トナーを収容しきれずにあふ
れて装置内を汚してしまうことなどの各種ダメージを防
止することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は本発明
に係る画像形成装置の一例の概略構成を示している。

【００３９】この画像形成装置は、像担持体としてのド
ラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラム）１と、そ
の周囲に一次帯電器（帯電ローラ）２、露光装置３、現
像装置４、転写ローラ５、クリーニング装置７、前露光
ランプ８を備えている。

【００４０】感光ドラム１は、本従来例では負帯電の有
機感光体で、アルミニウム製のドラム基体（不図示）上
に感光層（不図示）を有しており、矢印方向に所定の周
速度（プロセススピード）で回転駆動される。

【００４１】バイアスが印加された帯電ローラ２は、感
光ドラム１表面に接触し従動回転することにより一様に
帯電する。

【００４２】露光装置３は、入力される画像情報（画像
信号）に応じたレーザ光（画像露光）Ｌを、帯電ローラ
２により帯電処理された感光ドラム１表面に照射する。
露光装置３から照射されるレーザ光Ｌによる画像露光に
より、感光ドラム１表面に入力された画像情報に対応し
た静電潜像が形成される。

【００４３】現像装置４は、現像位置にて前記静電潜像
にトナーを付着させて、トナー像として顕像化する。

【００４４】次に、上記した画像形成装置の画像形成動
作について説明する。

【００４５】画像形成時には、感光ドラム１は駆動手段
（不図示）により矢印方向に所定のプロセススピードで
回転駆動され、帯電ローラ２により表面が一様に例えば
−７００Ｖに帯電される。そして、帯電された感光ドラ
ム１上に露光装置３からレーザ光Ｌを照射して画像露光
が与えられて、入力される原稿（不図示）の画像情報に
応じた静電潜像が形成される。そして、この静電潜像
に、感光ドラム１の帯電極性と同極性の現像バイアスが
印加された現像スリーブ４ａによりトナーを付着させ
て、トナー像として現像される。

【００４６】そして、感光ドラム１上のトナー像が感光
ドラム１と転写ローラ５間の転写ニップ部Ｎに到達する
と、レジストローラ対１７によりこのタイミングに合わ
せて給紙カセット１０、１１、１２又は手差しトレイ１
４から選択して給紙されている転写材Ｐが転写ニップ部
Ｎに搬送されて、トナー逆極性の転写バイアスが印加さ
れた転写ローラ５により転写材Ｐに感光ドラム１上のト
ナー像が転写される。

【００４７】給紙カセット１０、１１、１２には、それ
ぞれサイズの異なる転写材Ｐが収納されており、各転写
材Ｐは各給紙ローラ１３ａ、１３ｂ、１３ｃによって一
枚ずつ給紙され、搬送ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃに
より搬送ガイド１６を通してレジストローラ対１７まで
搬送される。また、手差しトレイ１４には、任意のサイ
ズの転写材を収納することができ、搬送ローラ１６によ
りレジストローラ対１７まで搬送することができる。

【００４８】そして、転写ニップ部Ｎにてトナー像が転
写された転写材Ｐは、感光ドラム１から分離された後
に、定着器１８の定着ローラ１８ａと加圧ローラ１８ｂ
間へ搬送され、定着ローラ１８ａと加圧ローラ１８ｂに
よる加熱、加圧によりトナー像が転写材Ｐ表面に熱定着
されて排出される。

【００４９】また、両面画像形成や多重画像形成モード
での画像形成の場合は、転写材Ｐの１面目の画像形成を
終えて定着器１８を通過した後、不図示のパスを通って
再びレジストローラ対１７から転写ニップ部Ｎに給紙さ
れる。

【００５０】また、トナー像転写後の感光ドラム１表面
に残留している転写残トナーはクリーニング装置７によ
って除去されて回収され、更に、感光ドラム１表面の残
留電荷は前露光ランプ８で除去され、次の画像形成に備
える。

【００５１】なお、帯電ローラ２に印加される帯電バイ
アスは、帯電バイアス電源回路１９から供給され、ＡＣ
／ＤＣの切替や電流値の大きさの可変制御が行えるよう
になっている。また、画像形成時以外に一次帯電バイア
スを検知用の例えば定電圧バイアスを印加してその時の
電流値を測定することにより感光ドラム１の膜厚を測定
できるように、帯電バイアス電源回路１９を制御するた
めの帯電電流測定制御回路２０を有する。

【００５２】上記画像形成装置において、メインスイッ
チをＯＮしてから画像形成動作が可能となるスタンバイ
状態開始までのシーケンスを図２に示す。なお、シーケ
ンス図において、厳密には感光ドラムまわりに配置した
各ユニット装置間の距離に応じてＯＮ、ＯＦＦタイミン
グを微調する必要があるが、ここでは簡単のために無視
する。

【００５３】まずメインスイッチをＯＮにした段階で室
温にあった定着装置の定着ヒータに通電が開始され徐々
に温度が上がっていく。所定の温度、例えば１５０℃に
達したら感光ドラムの回転を開始し、同時に前露光、一
次帯電ローラへのバイアス印加もＯＮにする。この時、
一次帯電バイアスには検知用の定電圧ＤＣバイアスが印
加され、その時に流れる電流値をモニタすることによっ
て感光体の膜厚を検知することができる。検知終了後、
定着装置が１８０℃に達したらスタンバイ完了となる。

【００５４】検知タイミングの別の一例を図３に示す。

【００５５】これはすでにスタンバイ状態にある画像形
成装置において２枚連続コピーを行なう時のシーケンス
である。コピーボタンを押すと感光ドラム回転、前露光
点灯、一次帯電バイアスＯＮが同時に開始され、この時
に図２と同様に一次帯電ローラにはＤＣ定電圧バイアス
が印加される。この時の電流値をモニターすることによ
って感光体膜厚を判断することができる。検知時間は最
低感光ドラム１周分以上行なうことが望ましい。電流値
の変動要因は感光ドラムと帯電ローラ両方にあるため、
相方が打ち消しあったり重なりあうこともあるため、さ
らに望ましくは感光ドラム２周分以上行なうのが良い。

【００５６】上記タイミングで測定された感光ドラム１
へ流れる直流電流Ｉ_ｄｃ〔μＡ〕と感光ドラムの感光層
膜厚ｄ〔μｍ〕との間には図４に示すような関係があ
る。図４からわかるように、非画像形成時に帯電ローラ
に定電圧バイアスを印加した時に流れる電流値は、画像
形成装置の使用によって感光ドラムが徐々に削れて感光
層膜厚が薄くなるに従って大きくなる特性をもってい
る。従って、この時の電流を測定することによって、そ
の時の感光層膜厚がどの程度あるのかが推定できる。

【００５７】図５に示すように、画像形成時に帯電ロー
ラに印加するバイアスはＤＣバイアスを用いることによ
って初期の感光ドラム表層の削れを抑制する。この時、
ＡＣ＋ＤＣバイアス印加する場合に比べて、感光ドラム
の帯電ムラＶ_ｍａｘ／Ｖ_ｍｉ _ｎ（感光ドラム１周する間
の表面内の最大電位と最小電位の差）は比較的大きくな
り、結果として画像の濃度ムラも大きくなるが、感光ド
ラムの削れは小さくすることができる。

【００５８】そして、検知電流が図４のＩ_ｄｃ0（感光
層膜厚２２μｍに相当）に到達すると感光ドラムの感光
層の削れムラが大きくなることによる帯電ムラ、濃度ム
ラが大きくなったり、クリーナーとの摺擦による表面キ
ズによるたてスジ等の画像不良が目立ってきて画像が許
容できなくなる。従って、ここで画像形成時に印加する
バイアスをＡＣ＋ＤＣバイアスにするように制御するこ
とで帯電収束性・均一性を高めて画像レベルを向上させ
ることができる。感光層の削れ量は増加するが、総合的
には耐久寿命は長くすることができる。

【００５９】（第２の実施形態）本実施形態は、帯電ロ
ーラに印加するバイアスを常にＡＣ＋ＤＣ（ＡＣ帯電）
とするものである。また、本実施形態は第１の実施形態
と同様に図１に示した画像形成装置において具現化でき
る。

【００６０】ＡＣ帯電時における感光ドラム削れ量と帯
電ムラＶ_ｍａｘ／Ｖ_ｍｉｎの耐久推移を図６に示す。前
述したように感光ドラム削れ量はＤＣ帯電に比べて大き
いが、帯電ムラは小さい。図６に示すように帯電ムラの
許容レベルを１→２へとより厳しくして高画質画像を得
ようとする場合には、初期からＡＣ帯電を行ない、検知
電流がＩ_ｄｃ1（感光層膜厚が１８μｍに相当）にな
り、帯電ムラのレベルが許容レベル（２）へ到達した時
点でＡＣ電流を大きくするように制御すると良い。ＡＣ
電流を大きくすることによってその後の感光ドラム削れ
量は加速されるが、帯電電位の収束性が向上するために
帯電ムラＶ_ｍａｘ／Ｖ_ｍｉｎを小さくし、結果として画
像濃度ムラの（Ｄ_ｍａｘ／Ｄ_ｍｉｎ）の小さい高品位な
画像が得られると共に総合的な寿命も２５Ｋ→３０Ｋへ
２０％延長することができる。

【００６１】（第３の実施形態）帯電バイアスの制御と
して、初期ＤＣ帯電、帯電ムラの許容不可レベルに
達したらＡＣ帯電に移行し、その後再び帯電ムラの許
容不可レベルに達したらＡＣ電流をさらに大きくするよ
うに制御しても良い。同様に図１に示した画像形成装置
において具現化でき、それぞれの検知方法は第１の実施
形態、第２の実施形態と同様に行なうことができる。

【００６２】（第４の実施形態）画像形成の使用によ
り、帯電バイアスの大きさや、前述したようにＤＣ帯電
からＡＣ帯電（ＡＣ＋ＤＣバイアス印加）に切り替える
タイミングとして、感光ドラムや感光ドラムを有するカ
ートリッジを交換してからの総枚数をカウントして用い
ても良い。本実施例においては、格別に部品を付加する
ことなく具現化できるため、大きなコストアップにつな
がらないメリットがある。

【００６３】（第５の実施形態）第４の実施例に示した
帯電バイアスの切替タイミングの別の例として、被帯電
体としての感光ドラムの総回転数を用いても良い。ある
いは感光ドラム駆動総時間を測定して載算した時間を用
いても良い。

【００６４】本実施例においても格別の部品付加をする
ことなく実現することができる。さらに、第４の実施例
においては使用する転写紙の大きさや厚さ、１ジョブの
画像形成枚数（例えば１０００枚コピーをとるのに、１
枚ずつ１０００回行なったか、あるいは１００枚連続コ
ピーを１０回行なったか等）等によって感光ドラムの削
れ量や削れムラ、帯電電位ムラ、画像の濃度ムラに大き
な差異が生じてくる可能性があるが、本実施例では実際
の感光ドラムの回転数をもとに判断するため、帯電電位
ムラ等をより正確に推測できる。従って帯電バイアスの
切替タイミングをより正確に判断することが可能とな
る。

【００６５】（第６の実施形態）本実施形態はデジタル
方式でかつ、プリンタ、コピー、ファクシミリ等の複数
の画像形成モードをもつマルチファンクションタイプの
画像形成装置において具現化できるものである。画像形
成モードによらず基本的な画像形成プロセスは図１に示
したものと同じであるので説明は省略する。

【００６６】本実施形態においては、図７に示すように
初期は第１の実施形態と同様にどの画像形成モードにお
いてもＤＣ帯電を用いる。その後耐久が進んでいくにつ
れて帯電ムラは大きくなっていくが、その許容レベルは
画像形成モードによって必ずしも同じでは無い。例え
ば、プリンタ、コピー（複写）モードの場合、に比較し
てファクシミリ（Ｆａｘ）モードの場合は２値の文字情
報が多いため若干の帯電ムラがあっても支障が無い場合
が多い。また、近年は種々の理由でファクシミリ受信画
像が出力できない時においてはメモリに格納しておいて
後で出力することが可能になっているものが多いが、メ
モリがフル状態になった時には用紙があって出力可能な
らば画質よりも出力させる方を優先して行なうことが必
要となる。従って、耐久が進んで帯電ムラがある程度大
きくなった時には、コピー、プリンタモードの場合には
画質を優先させてＡＣ帯電で画像形成を行ない、一方フ
ァクシミリモードの場合にはＤＣ帯電のまま行なうとい
う制御を行なう。このような制御を行なうことによっ
て、それぞれの画像形成モードで必要とされる画質（濃
度ムラなど）を保持しつつ、総合的に感光ドラム寿命を
延ばすことができる。なお、図７において破線ａは耐久
枚数２５Ｋ以降ファックスモードのみ（ＤＣ帯電のみ）
の場合で寿命は帯電ムラで決まり３７．５Ｋである。破
線ｂは２５Ｋ以降プリンタ、コピーモードのみ（ＡＣ帯
電のみ）の場合で寿命は感光ドラム削れ量で決まり３５
Ｋとなる。

【００６７】なお、帯電ムラの検知タイミングは任意に
行なうことができ、例として、実施形態１で述べたよ
うに、画像形成装置のメインスイッチ投入から定着装置
が所定温度に達してスタンバイ状態になるまでの間、
定着温度が比較的低い状態で保持している待機モード
（省電力モード）から画像形成可能モードへ移行する
時、一定時間毎、あるいは一定時間を経過した後の最
初の画像形成を行なう時の１枚目に先立つ前回転時、
画像形成装置内部や近傍の温湿度やそれらから計算され
る水分量が所定値以上変化した時、あるいはその後の最
初の画像形成を行なう時の前回転時、一連の画像形成
動作の最初（前回転時）や最後（後回転時）、連続画
像形成時には一時的に画像形成を中断して所定枚数毎に
行なう、画像形成装置の総出力枚数に対して所定枚数
毎か所定の枚数をこえた次の画像形成動作の最初（前回
転時）や最後（後回転時）、感光ドラム等部品交換後
等である。

【００６８】なお、検知時には感光ドラム電位が安定す
るように、転写バイアスは大きさにかかわらず一定にし
ておくことが望ましい。

【００６９】（第７の実施形態）前述したように、検知
された帯電ムラの大きさあるいは耐久に関する情報によ
り、感光ドラムあるいは感光ドラムを有するカートリッ
ジの使用状況がわかる。その情報をもとに残りの寿命予
測をすることも可能である。例えば、帯電ローラから感
光ドラムに流入する電流の大きさが所定値をこえた時
や、画像形成枚数と連動させて帯電ムラの変化から予測
される画像形成可能残枚数が所定枚数を切った時にその
表示を画像形成装置の操作パネルの表示部に行なったり
コンピュータ側へその情報を送ることで、消耗交換部品
の準備を促すことができる。また、画像形成動作をさら
に続けると感光ドラム膜厚が薄くなった所から帯電バイ
アスがリークしたり、クリーニング装置部に廃トナーを
回収し続ける場合には容量をオーバーしてトナーもれを
起こす等の弊害がある。したがって、検知された帯電ム
ラにもとづいて装置停止予告表示や、実際の装置停止を
行なうように制御しても良い。

【００７０】以上いくつかの実施形態を示してきたが、
本発明はそれらに限定されるものではなく、例えば帯電
装置としては、上記に説明した帯電ローラ以外でもブラ
シ状、ブレード状のものを用いても良い。また、帯電バ
イアスの制御でもＡＣ成分の波形や周波数などを変える
ようにしても良い。また、被帯電体の使用状況の検知方
法として、上記したように接触式帯電手段から流入する
電流を用いたり、回転数、画像形成枚数、あるいは電位
センサで帯電電位を直接読み取ってその大きさや変動幅
などを利用したり、それらを組み合わせても良い。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、（１）帯電部材を被帯電体に当接させて被帯電面を帯電
させる接触式帯電装置を有する画像形成装置において、
被帯電体の使用状態が進むにつれて帯電部材が被帯電体
の画像領域に対応している時に帯電部材に印加する画像
形成帯電バイアスを、被帯電面の帯電が一定値に収束し
やすい条件に制御することを特徴とする。

【００７２】（２）前記被帯電体の使用状態とは、画像
形成を行なった総枚数であることを特徴とする。

【００７３】（３）前記被帯電体の使用状態は、被帯電
体の回転総数であることを特徴とする。

【００７４】上記構成により、被帯電体の使用状態が進
んで接触帯電部材の抵抗ムラや現像剤等の付着による表
面汚れ、あるいは被帯電体の削れムラや傷によって帯電
の均一性が低下した状態になっても、画像形成バイアス
の条件を帯電均一性が高まるように制御することで画像
レベルの向上が実現できる。また、被帯電体の使用状態
は、画像形成を行なった総枚数や被帯電体の回転数によ
って判断することができるため、特別な付加装置を必要
とせずに実現できる。

【００７５】（４）前記被帯電部材の使用状態は、該帯
電部材が被帯電体の非画像領域に対応している時に、帯
電部材から被帯電体へ流入する検知バイアスの電流値の
大きさあるいは電圧の大きさによって判断することを特
徴とする。

【００７６】上記構成により、被帯電体の使用状態が直
接検知することができるため、より精密な制御が可能と
なる。結果的に過剰に帯電均一性を上げるように帯電バ
イアスを制御して寿命を短縮させることや、逆に帯電バ
イアス制御の切替が遅れて、帯電ムラによる画像不良が
発生するのを防止することができる。。

【００７７】（５）前記被帯電体の使用状態は、被帯電
体の誘電体層（感光層）の膜厚あるいは、膜厚を反映し
た物性値であることを特徴とする上記膜厚検知方法の一
手段が前記（４）の方法であり、帯電部材から被帯電体
へ流入する検知バイアスの電流の大きさが膜厚に大きく
依存することを応用したものである。さらに、膜厚検知
手段としてはこの方法に限定するものではなく種々の方
法が利用できるが、いずれにしても膜厚が直接検知する
ことで使用状況が直接判断できるため、（４）で述べた
ことと同様の効果を得ることが可能となる。

【００７８】（６）前記被帯電体の使用状況は、被帯電
体表面に近接して設置され、表面電位を測定する表面電
位センサを有する画像形成装置においては、所定時間の
間に測定される表面電位の最大値Ｖｓ_ｍａｘと最小値Ｖ
ｓ_ｍｉｎとの比Ｖｓ_ｍａｘ／Ｖｓ_ｍｉｎにもづいて判断
することを特徴とする上記構成により、使用した総枚数
や、１回の画像形成ごとの枚数、温湿度等の環境条件、
あるいは感光ドラム、帯電ローラ等の部品の特性のバラ
ツキ、帯電ローラバイアス電源の負荷インピーダンス変
動に対する追従性バラツキ等の個々の条件によらず、正
確にその時点の帯電ムラを検知することができる。従っ
て（４）で述べたことを同様に正確なタイミングで帯電
バイアスの制御が可能となる。。

【００７９】（７）帯電部材を被帯電体に当接させて被
帯電面を帯電させる接触式帯電装置を有する画像形成装
置において、被帯電体の使用状態が進むにつれて、帯電
部材が被帯電体の画像領域に対応している時に帯電部材
に印加する画像形成帯電バイアスを、初期の使用状態の
時はＤＣのみ印加し、使用耐久が進んだ時にはＤＣにＡ
Ｃを重畳させるように制御することを特徴とする画像形
成装置の制御方法。

【００８０】（８）帯電部材を被帯電体に当接させて、
被帯電面を帯電させる接触式帯電装置を有する画像形成
装置において、画像形成バイアスはＤＣにＡＣを重畳さ
せたバイアスであり、被帯電帯の使用状態が進むにつれ
て、ＡＣ成分の電流値あるいは電圧値を大きくするよう
に制御することを特徴とする。

【００８１】上記構成により、被帯電体の使用状態が進
んだ場合に帯電電位の収束性が良いように帯電バイアス
を制御することにより、使用耐久により悪化した帯電ム
ラを小さくして画質向上することができ、寿命をのばす
ことができる。

【００８２】（９）帯電部材が被帯電体の非画像領域に
対応している時に該帯電部材から被帯電体へ流入する検
知バイアスの電流あるいは電圧の大きさを検知するタイ
ミングは、画像形成装置のメインスイッチ投入時、あ
るいは待機モード（省電力モード）から画像形成可能
モードへの移行時、あるいは一定時間毎、あるいは
画像形成装置内部や近傍の温湿度やそれから計算される
水分量が所定値以上変化した時、あるいは一連の画像
形成動作の最初や最後、あるいは連続画像形成時には
所定枚数毎、あるいは画像形成装置の総出力枚数に対
して所定の枚数毎か所定の枚数を超えた次の画像形成動
作の最初や最後のいずれかあるいはその組み合わせであ
ることを特徴とする。

【００８３】上記構成により、画像形成動作に大きな影
響を与えず、また帯電特性が特に変化しやすい時や、そ
れ以外にも定期的に被帯電体の状況を検知することがで
き、その検知結果に応じて帯電バイアスを制御すること
により、使用耐久などの状況変化による帯電ムラを改善
することが可能である。

【００８４】（１０）画像形成装置がデジタル方式であ
り、かつコピー、ファクシミリ、プリンタ等複数の画像
形成モードをもつマルチファンクションタイプである場
合や、複数の画像モード（文字モード、写真モード等）
や解像度切替手段を有する場合には、上記画像形成モー
ド、画像モード、解像度に応じて被帯電手段の使用状態
に伴なう画像形成バイアスのＤＣからＤＣ＋ＡＣの切替
タイミングやＡＣ成分の電流値あるいは電圧値の制御値
を異ならせることを特徴とする。

【００８５】上記構成により、上記各条件において必要
とされる画像レベルに応じて帯電バイアスを制御するこ
とが可能となり、過剰に帯電の均一性・収束性を上げる
ように帯電バイアスを印加して寿命を短縮させること
や、逆に均一性・収束性が不足して画像ムラを発生させ
ることを防止できる。

【００８６】（１１）上記検知バイアスの電流あるいは
電圧の大きさまたはその推測値が所定量以上になった場
合は、感光ドラム等あるいは感光ドラム等を含むカート
リッジを交換するように表示あるいは予告表示、装置停
止、またそれに先立って停止予告表示を操作パネル部あ
るいはコンピュータ側に行なうことを特徴とする。

【００８７】上記構成により、被帯電体としての感光ド
ラムの寿命を予告してあらかじめユーザーに知らせて交
換部品の用意を促すことにより画像形成の動作停止を防
止すること、さらに使用を続けた場合に被帯電体に過剰
な電流が流入することによる帯電装置や帯電バイアス電
源へのダメージを防止すること、あるいは、クリーナー
で転写残トナーを回収した廃トナーをカートリッジ内に
収容するタイプの場合、廃トナーを収容しきれずにあふ
れて装置内を汚してしまうことなどの各種ダメージを防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施形態を具現化し得る画像形成装
置の概略断面図。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る帯電ムラ制御シ
ーケンスの一例。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る帯電ムラ制御シ
ーケンスの他の一例。

【図４】像担持体に一定バイアスを印加した場合の電流
Ｉ_ｄｃと感光層膜厚の関係を示すグラフ。

【図５】本発明の第１の実施形態に係る帯電バイアス制
御の一例。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る帯電バイアス制
御の一例。

【図７】本発明の第７の実施形態に係る帯電バイアス制
御の一例。

【図８】ＤＣ帯電における印加バイアスと帯電電位の関
係図。

【図９】ＡＣ帯電における印加バイアスと帯電電位の関
係図。

【図１０】感光ドラム削れ量のＡＣ帯電／ＤＣ帯電比
較。

【図１１】ＤＣ帯電における感光ドラム削れ量と帯電ム
ラの耐久推移の一例。

【図１２】ＡＣ帯電における感光ドラム削れ量と帯電ム
ラの耐久推移の一例。

【符号の説明】

１感光ドラム２帯電ローラ３レーザ４現像器５転写ローラ７クリーニング装置８前露光１９帯電バイアス制御回路２０帯電電流測定制御回路

フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA01 DA02 DA13 DA14 DA45 DB01 DE07 EA01 EB02 EC06 EC20 GB07 HA10 2H200 FA02 FA09 FA18 GA23 GA30 HA02 HA29 HA30 HB07 HB12 HB14 HB22 HB48 NA02 NA06 PA05 PA06 PA22 PA26 PA27 PB02 PB04 PB05 PB24 PB25 PB27 PB28 PB33 PB34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電部材を被帯電体に当接させて被帯電
面を帯電させる接触式帯電装置を有する画像形成装置に
おいて、被帯電体の使用状態が進むにつれて帯電部材が被帯電体
の画像領域に対応している時に帯電部材に印加する画像
形成帯電バイアスを、被帯電面の帯電が一定値に収束し
やすい条件に制御することを特徴とする画像形成装置の
制御方法。
【請求項２】前記被帯電体の使用状態とは、画像形成
を行なった総枚数であることを特徴とする請求項１に記
載の画像形成装置の制御方法。
【請求項３】前記被帯電体の使用状態は、被帯電体の
回転総数であることを特徴とする請求項１に記載の画像
形成装置の制御方法。
【請求項４】前記被帯電部材の使用状態は、該帯電部材が被帯電体の非画像領域に対応している時
に、帯電部材から被帯電体へ流入する検知バイアスの電
流値の大きさあるいは電圧の大きさによって判断するこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の制御方
法。
【請求項５】前記被帯電体の使用状態は、被帯電体の
誘電体層（感光層）の膜厚あるいは、膜厚を反映した物
性値であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成
装置の制御方法。
【請求項６】前記被帯電体の使用状況は、被帯電体表
面に近接して設置され、表面電位を測定する表面電位セ
ンサを有する画像形成装置においては、所定時間の間に
測定される表面電位の最大値Ｖｓ_ｍａｘと最小値Ｖｓ
_ｍｉｎとの比Ｖｓ_ｍａｘ／Ｖｓ_ｍｉｎにもづいて判断す
ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】帯電部材を被帯電体に当接させて被帯電
面を帯電させる接触式帯電装置を有する画像形成装置に
おいて、被帯電体の使用状態が進むにつれて、帯電部材が被帯電
体の画像領域に対応している時に帯電部材に印加する画
像形成帯電バイアスを、初期の使用状態の時はＤＣのみ
印加し、使用耐久が進んだ時にはＤＣにＡＣを重畳させ
るように制御することを特徴とする画像形成装置の制御
方法。
【請求項８】帯電部材を被帯電体に当接させて、被帯
電面を帯電させる接触式帯電装置を有する画像形成装置
において、画像形成バイアスはＤＣにＡＣを重畳させたバイアスで
あり、被帯電帯の使用状態が進むにつれて、ＡＣ成分の
電流値あるいは電圧値を大きくするように制御すること
を特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項９】帯電部材が被帯電体の非画像領域に対応
している時に該帯電部材から被帯電体へ流入する検知バ
イアスの電流あるいは電圧の大きさを検知するタイミン
グは、画像形成装置のメインスイッチ投入時、あるい
は待機モード（省電力モード）から画像形成可能モー
ドへの移行時、あるいは一定時間毎、あるいは画像
形成装置内部や近傍の温湿度やそれから計算される水分
量が所定値以上変化した時、あるいは一連の画像形成
動作の最初や最後、あるいは連続画像形成時には所定
枚数毎、あるいは画像形成装置の総出力枚数に対して
所定の枚数毎か所定の枚数を超えた次の画像形成動作の
最初や最後のいずれかあるいはその組み合わせであるこ
とを特徴とする請求項１、請求項４〜８に記載の画像形
成装置の制御方法。
【請求項１０】画像形成装置がデジタル方式であり、
かつコピー、ファクシミリ、プリンタ等複数の画像形成
モードをもつマルチファンクションタイプである場合
や、複数の画像モード（文字モード、写真モード等）や解像
度切替手段を有する場合には、上記画像形成モード、画像モード、解像度に応じて被帯
電手段の使用状態に伴なう画像形成バイアスのＤＣから
ＤＣ＋ＡＣの切替タイミングやＡＣ成分の電流値あるい
は電圧値の制御値を異ならせることを特徴とする請求項
１〜９の画像形成装置の制御方法。
【請求項１１】上記検知バイアスの電流あるいは電圧
の大きさまたはその推測値が所定量以上になった場合
は、感光ドラム等あるいは感光ドラム等を含むカートリ
ッジを交換するように表示あるいは予告表示、装置停
止、またそれに先立って停止予告表示を操作パネル部あ
るいはコンピュータ側に行なうことを特徴とする請求項
１〜１０の画像形成装置。