JP2003280333A

JP2003280333A - 画像形成装置の制御方法

Info

Publication number: JP2003280333A
Application number: JP2002080772A
Authority: JP
Inventors: Takeo Tsunemi; 常見　　健夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-02

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】被帯電領域で、帯電部材から感光体へ流
入する電流・電圧の時間的変動の大きさを検知し、その
結果に応じて画像形成一次バイアスを制御する。バイア
スは電位収束性がアップするように変える（ＤＣ→ＡＣ
＋ＤＣ、ＡＣ電流アップなど）。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１４に示すようにＤ
Ｃ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１５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１６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１７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１７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
１８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１７、図１８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】（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を抑えることに
より、長期にわたって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。

【００１５】また、本発明の第２の目的は、適度なタイ
ミングで帯電部材から被帯電体へ流入する電流あるいは
電圧の時間的変動の大きさ（検知バイアス変動幅）を検
知することにより、画像形成装置の動作状況や環境にか
かわらず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。

【００１６】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。

【００１７】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で
ある。

【００１８】

【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。

【００１９】（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、該帯電部材が被帯電体の非画像形成領域に
対応している時に、該帯電部材から被帯電体へ流入する
電流あるいは電圧の時間的変動の大きさ（検知バイアス
変動幅）を検知し、その検知結果に応じて該帯電部材が
被帯電体の画像形成領域に対応している時の画像形成バ
イアスを制御する制御方法において、前記検知バイアス
変動幅が小さい時は画像形成バイアスをＤＣのみ印加
し、検知バイアス変動幅が所定値より大きくなったらＤ
ＣにＡＣを重畳させるように制御することを特徴とす
る。

【００２０】（２）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、該帯電部材が被帯電体の非画像形成領域に
対応している時に、該帯電部材から被帯電体へ流入する
電流あるいは電圧の時間的変動の大きさ（検知バイアス
変動幅）を検知し、その検知結果に応じて該帯電部材が
被帯電体の画像形成領域に対応している時の画像形成バ
イアスと制御する制御方法において、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、検知バイア
ス変動幅に対応してＡＣ成分の電流値あるいは電圧値を
制御することを特徴とする。

【００２１】（３）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電
流あるいは電圧の時間的変動の大きさ（検知バイアス変
動幅）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。

【００２２】（４）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、解像度に応じて画像形成バイアスのＤ
Ｃ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。

【００２３】（５）上記検知バイアス変動幅が所定量以
上になった場合は、感光ドラムあるいは感光ドラムを含
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を特徴とす
る。

【００２４】すなわち、上記構成により、接触帯電部材
と感光ドラムの使用初期から途中まではＤＣ帯電あるい
はＡＣ電流を必要最小限に抑えたＡＣ帯電を行なうこと
によって感光ドラム削れを抑制する。次に帯電部材の抵
抗変化による抵抗ムラや表面への現像剤付着、あるいは
感光ドラム表面の削れムラ等によって帯電ムラが使用に
よって顕著になった場合にはバイアスをＤＣ→ＡＣ帯電
に変更あるいはＡＣ電流値をアップするように制御する
ことによって帯電ムラを小さくする。このような制御を
行なうことによって感光ドラム寿命をなるべく長くする
と共に使用初期から最後まで帯電ムラも小さくすること
が可能となる。

【００２５】また、画像形成モードや画像モード等によ
って制御を変えることによってそれぞれの場合に必要な
画質を保ちつつ感光ドラム寿命を長くすることが可能と
なる。

【００２６】また、寿命予測により消耗交換部品の準備
催促、予告表示、画像形成の停止・停止予告表示等を行
なうことができる。

【００２７】

【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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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、２により帯
電処理された感光ドラム１表面に行う。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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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帯電ムラを検知するように
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。

【００４１】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。

【００４２】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
て帯電ムラ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。

【００４３】検知タイミングの別の一例を図３に示す。
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帯電ム
ラ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。この時の電流
の時間的変動の一例として図４のようになる。電流値の
最大をＩ_ｍ _ａｘ、最小値をＩ_ｍｉｎとすると、帯電ムラ
は近似的にＩ_ｍａｘ／Ｉ_ｍｉｎとなる。理想的には図５
のように一定値であり、感光ドラムの削れ、帯電ローラ
の汚れ、抵抗ムラが均一であれば帯電ムラはほぼゼロと
なる。耐久がさらに進むと感光ドラム削れ、帯電ローラ
の抵抗ムラ・汚れが進む。特に帯電ローラから感光ドラ
ムに流れる電流は感光ドラムの表層の樹脂層が薄い程多
く流れ、かつ電流値が大きい程削れも多くなる。従っ
て、初期に膜厚ムラや帯電ローラの抵抗ムラがあると、
図６に示すように耐久によって削れムラが加速されてい
く傾向がある。さらに耐久が進んでいくと図７に示すよ
うに特に多く削れた部分により過大な電流が流れること
もある。

【００４４】さて、上記のように検知されたＩ_ｍａｘ／
Ｉ_ｍｉｎは、感光ドラム方向へ供給される電荷ムラとな
り、感光ドラムの静電容量変動ともあわせて結果的に感
光ドラムの帯電ムラとなる。初期ＤＣ帯電を行なってい
た時、帯電ムラの許容レベル（Ｖ_ｍａｘ／Ｖ_ｍｉｎ）が
１．３であるとすると、図８に示すように、この時点で
帯電バイアス制御をＤＣからＡＣ＋ＤＣへ変更すると良
い。ＡＣ＋ＤＣバイアスを用いるいわゆるＡＣ帯電に変
更することにより、感光ドラムに削れムラ（＝残存して
いる膜厚ムラ）等があっても実際の帯電ムラ画像濃度ム
ラは図９に示すように小さくなる。ＡＣ帯電に変更する
ことによりその後の感光ドラム削れは加速されていく
が、本制御を行なうことによって寿命は２５〔Ｋ〕→３
５〔Ｋ〕へと４０％延長することができる。

【００４５】なお、本実施形態における検知において、
仮に感光ドラムの削れムラが図１０に示すように手前・
奥のスラスト方向にあり、しかも周方向でまったく同じ
であるとすると、電流ムラＩ_ｍａｘ／Ｉ_ｍｉｎは１とな
るため帯電ムラが生じると判断されない。しかしなが
ら、通常耐久によって感光ドラム削れムラがこのように
発生することは無い。前述したように周方向のムラも発
生するため、Ｉ_ｍａｘ／Ｉ_ｍｉｎを検知することによっ
て感光ドラム膜厚ムラ、帯電ローラの抵抗、汚れムラを
判断することが可能である。

【００４６】（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。

【００４７】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１１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１１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、
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）の小さい高品質な画像が得ら
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。

【００４８】（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。

【００４９】（第４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。

【００５０】本実施形態においては、図１３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１３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３５Ｋとなる。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】（第５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
の情報をもとに寿命予測をすることも可能である。例え
ば、帯電ムラＩ_ｍａｘ／Ｉ_ｍｉｎ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こえた時
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すると良い。

【００５４】以上いくつかの実施形態を示してきたが、
検知タイミングや帯電バイアス制御はそれらに制御され
るものでは無く、種々変更可能である。

【００５５】画像形成動作状況、例えば連続が多いかあ
るいは１枚間欠で行なうことが多いか等によって感光ド
ラムの削れ（ムラ）、帯電ムラの状況は変わる。また初
期状態でも個々のバラツキ（例えば感光ドラムの初期膜
厚ムラ等）が若干あるため、帯電ムラは単純に画像形成
枚数では決まらない。また、膜厚が薄くなってもそのム
ラが小さければ帯電ムラ、画像濃度ムラにはならない。

【００５６】これらの観点からも、本発明のように直接
帯電ムラを適宣検知して帯電バイアス制御を行なったり
寿命判断する方法は有効である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、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。

【００５８】（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、該帯電部材が被帯電体の非画像形成領域に
対応している時に、該帯電部材から被帯電体へ流入する
電流あるいは電圧の時間的変動の大きさ（検知バイアス
変動幅）を検知し、その検知結果に応じて該帯電部材が
被帯電体の画像形成領域に対応している時の画像形成バ
イアスを制御する制御方法において、前記検知バイアス
変動幅が小さい時は画像形成バイアスをＤＣのみ印加
し、検知バイアス変動幅が所定値より大きくなったらＤ
ＣにＡＣを重畳させるように制御することを特徴とす
る。

【００５９】（２）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、該帯電部材が被帯電体の非画像形成領域に
対応している時に、該帯電部材から被帯電体へ流入する
電流あるいは電圧の時間的変動の大きさ（検知バイアス
変動幅）を検知し、その検知結果に応じて該帯電部材が
被帯電体の画像形成に対応している時の画像形成バイア
スを制御する制御方法において、画像形成バイアスはＤ
ＣにＡＣを重畳させたバイアスであり、検知バイアス変
動幅に対応してＡＣ成分の電流値あるいは電圧値を制御
することを特徴とする。

【００６０】（３）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電
流あるいは電圧の時間的変動の大きさ（検知バイアス変
動幅）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。

【００６１】（４）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、解像度に応じて画像形成バイアスのＤ
Ｃ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。

【００６２】（５）上記検知バイアス変動幅が所定量以
上になった場合は、感光ドラムあるいは感光ドラムを含
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。

【００６３】すなわち、上記構成により、接触帯電部材
と感光ドラムの使用初期から途中まではＤＣ帯電あるい
はＡＣ電流を必要最小限に抑えたＡＣ帯電を行なうこと
によって感光ドラム削れを抑制する。次に帯電部材の抵
抗変化による抵抗ムラや表面への現像材付着、あるいは
感光ドラム表面の削れムラ等によって帯電ムラが使用に
よって顕著になった場合にはバイアスをＤＣ→ＡＣ帯電
に変更、あるいはＡＣ電流値をアップするように制御す
ることによって帯電ムラを小さくする。このような制御
を行なうことによって感光ドラムの寿命をなるべく長く
すると共に使用初期から最後まで帯電ムラも小さくする
ことが可能となる。

【００６４】また、画像形成モードや画像モード等によ
って制御を変えることによって、それぞれの場合に必要
な画質を保ちつつ感光ドラム寿命を長くすることが可能
となる。

【００６５】また、寿命予測により消耗交換部品の準備
催促・予告表示、画像形成の停止・停止予告表示等を行
なうことができる。

【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】帯電ムラ検知時の電流波形の一例。

【図５】帯電ムラ検知時の電流波形の理想例。

【図６】帯電ムラ検知時の電流波形の一例（帯電ムラが
大きい場合）。

【図７】帯電ムラ検知時の電流波形の一例（帯電ムラが
非常に大きい場合）。

【図８】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９】帯電ムラのＡＣ帯電／ＤＣ帯電の比較。

【図１０】スラスト方向に削れムラのある感光ドラム削
れ量分布の一例。

【図１１】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１２】本発明の第３の実施形態に係る帯電バイアス
制御の一例。

【図１３】本発明の第４の実施形態に係る帯電バイアス
制御の一例。

【図１４】ＤＣ帯電における印加バイアスと帯電電位の
関係図。

【図１５】ＡＣ帯電における印加バイアスと帯電電位の
関係図。

【図１６】感光ドラム削れ量のＡＣ帯電／ＤＣ帯電比
較。

【図１７】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１８】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 (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/14 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７２Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DA11 DA14 DA38 DA45 EA01 EC18 EF01 EF06 EF11 EK03 FA30 FA35 GA30 GB10 HB01 HB14 HB15 ZA07 2H200 FA02 GA23 GA30 HA02 HA29 HA30 HB07 HB12 HB14 HB22 HB48 NA02 NA06 PA03 PA04 PA26 PA27 PB02 PB05 PB24 PB27 PB28 PB33

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、該帯電部材が被帯電体の非画像形成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電流あるいは
電圧の時間的変動の大きさ（検知バイアス変動幅）を検
知し、その検知結果に応じて該帯電部材が被帯電体の画
像形成領域に対応している時の画像形成バイアスを制御
する制御方法において、前記検知バイアス変動幅が小さい時は画像形成バイアス
をＤＣのみ印加し、検知バイアス変動幅が所定値より大
きくなったら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２】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、該帯電部材が被帯電体の非画像形成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電流あるいは
電圧の時間的変動の大きさ（検知バイアス変動幅）を検
知し、その検知結果に応じて該帯電部材が被帯電体の画
像形成領域に対応している時の画像形成バイアスと制御
する制御方法において、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、検知バイアス変動幅に対応してＡＣ成分の電流値
あるいは電圧値を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３】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電流あ
るいは電圧の時間的変動の大きさ（検知バイアス変動
幅）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、２
に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項４】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１〜３の画像形成装置の制御方
法。
【請求項５】上記検知バイアス変動幅が所定量以上に
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１〜４の画像形成装置。