JP2007187852A - 画像形成装置及び層厚算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】過剰な異常判定を防止しつつ、帯電層の厚さに関連する数値を算出して、像担持体の寿命を精度よく判定する。
【解決手段】帯電電流検出部８４は、交流成分及び直流成分が重畳された帯電電流を検出する。飽和判定部８６は、帯電電流を解析して像担持体４４の電荷量が飽和しているか否かを判定する。リーク電流検出部８８は、帯電電流を解析する。飽和時リーク判定部９０は、飽和判定部８６の判定結果及びリーク電流検出部８８の検出結果をそれぞれ受け入れ、像担持体４４の帯電量が飽和した後のリーク電流を所定の閾値と比較し、比較結果に応じて電荷量検知部９２を制御する。電荷量検知部９２は、帯電電流検出部８４から受け入れた帯電電流を示すデータを破棄するように、飽和時リーク判定部９０によって制御される場合には、帯電電荷量を算出することなく、層厚算出部９４に対して何も出力しない。
【選択図】図２

Description

本発明は、帯電されて現像剤像を担持する像担持体を有する画像形成装置、及び像担持体に設けられた帯電層の厚さに関連する数値を算出する層厚算出方法に関するものである。

帯電されてトナー像を担持する感光体を有する画像形成装置において、感光体の表面に形成された帯電層は、例えば帯電ロール、現像ロール及びクリーニングブレードなどが接触することによって磨耗する。
この種の画像形成装置においては、感光体の帯電層が磨耗すると、出力画像の画質が低下してしまうという問題があった。この問題を解決するために、感光体を帯電する帯電ローラへの印加電圧と帯電電流を測定し、帯電電流がプロセススピードに比例することに基づいて感光体の層の厚みを算出して、画像不良の発生を未然に防ぐことは公知である（特許文献１参照）。
また、感光体の劣化状態によって変動する帯電電流値を検出することにより、感光体の寿命を判定することは公知である（特許文献２参照）。また、接触帯電部材に印加されている電圧によって流れる電流の値が平均値より外れているものが、潜像担持体または接触帯電部材の回転周期相当の周期性を有している時に、異常であると判断することは公知である（特許文献３参照）。

特許第３０６４６４３号 特許第２７５３４０６号 特許第３２１０５３２号

しかしながら、特許文献１に記載の従来例においては、検出する帯電電流が感光体の回転速度に依存するために、感光体の層の厚みを高精度に検出することができないという問題があった。また、特許文献２に記載の従来例においては、感光体にピンホールなどが生じた場合に流れる局所的なリーク電流が帯電電流に含まれても、定常的なリーク電流と区別することができず、感光体の層の厚みを高精度に検出することができない。また、特許文献３に記載されているように、接触帯電部材に印加されている電圧によって流れる電流の値が平均値より外れているものが、潜像担持体または接触帯電部材の回転周期相当の周期性を有している場合を異常であると判断すると、電流量の少ない周期的なリーク電流が流れても異常であると判断してしまい、必要以上に潜像担持体の寿命を短く判断してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、過剰な異常判定を防止しつつ、帯電層の厚さに関連する数値を算出して、像担持体の寿命を精度よく判定することができる画像形成装置及び層厚算出方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、表面に設けられた帯電層により、回転しつつ現像剤像を担持する像担持体と、この像担持体が１回転以上する間に、前記像担持体を帯電する帯電ロールと、この帯電ロールに電流を供給する給電手段と、この給電手段が出力する電流をサンプリングして検出する検出手段と、この検出手段が検出した電流に含まれるリーク電流を検出するリーク電流検出手段と、前記検出手段が検出した電流に基づいて、前記帯電層の厚さに関連する数値を算出する層厚算出手段と、前記検出手段が検出した電流及び前記リーク電流検出手段が検出したリーク電流に基づいて、電流リーク状態を判定する電流リーク状態判定手段とを有する画像形成装置にある。
即ち、電流リーク状態判定手段が電流リーク状態を判定することにより、電流リーク状態に対応する少なくとも像担持体又は帯電ロールいずれかの異常な状態を判定することができるので、層厚算出手段が算出する帯電層の厚さに関連する数値による過剰な異常判定を防止することができ、像担持体の寿命を精度よく判定することができる。

好適には、前記電流リーク状態判定手段の判定結果に応じて、前記層厚算出手段が前記帯電層の厚さに関連する数値を算出すべきか否かを決定する。
したがって、層厚算出手段は、電流リーク状態判定手段によって算出すべきと判定された電流に対して、帯電層の厚さに関連する数値を算出することができるので、検出手段が検出した電流に不要なリーク電流などが含まれることによる誤った数値を算出することを防止することができる。つまり、層厚算出手段は、帯電層の厚さに関連する数値を精度よく算出することができるので、過剰な異常判定を防止しつつ、帯電層の厚さに関連する数値に対応する像担持体の寿命を精度よく判定することができる。

また、好適には、前記電流リーク状態判定手段は、前記リーク電流検出手段が検出したリーク電流と所定の閾値とを比較することにより、電流リーク状態を判定する。

また、好適には、前記電流リーク状態判定手段は、前記リーク電流検出手段が検出したリーク電流が再現性のある周期的なものである場合に、前記リーク電流検出手段が最初に検出した周期的なリーク電流以下に閾値を設定する。
回転する像担持体において、周期的なリーク電流がある場合、定常的なリーク電流以外に、局所的なリーク電流が流れていることになる。したがって、電流リーク状態判定手段は、最初に検出した周期的なリーク電流以下に閾値を設定することにより、局所的であり、且つ補正不可能なリーク電流が流れている場合に、層厚算出手段が数値を算出すべきでないと判定することができ、層厚算出手段が算出する値に補正不可能なリーク電流が影響することを防止することができる。また、電流リーク状態判定手段は、再現性のある周期的なリーク電流に対しては、層厚算出手段が数値を算出すべきであると判定することができ、過剰な異常判定を防止することができる。

また、好適には、前記帯電ロールは、回転して前記像担持体を帯電し、前記電流リーク状態判定手段は、回転周期が相対的に長い前記像担持体又は前記帯電ロールいずれかの１周期以上の期間に、前記検出手段が検出した電流に基づいて、電流リーク状態を判定する。

また、好適には、前記電流リーク状態判定手段は、リーク電流が流れる時間に応じて閾値を設定する。リーク電流が流れる時間が短い場合には、層厚算出手段が算出する値に対するリーク電流の影響が小さい。また、リーク電流が流れる時間が長い場合には、前記電流リーク状態判定手段は、層厚算出手段が数値を算出すべき出ないと判定することにより、層厚算出手段が誤った数値を算出することを防止することができる。したがって、層厚算出手段は、帯電層の厚さに関連する数値を精度よく算出することができる。

また、好適には、前記検出手段は、再現性のある周期的なリーク電流の最大値と前記像担持体に供給される電流との合算値を検出可能である。

また、好適には、前記電流リーク状態判定手段は、リーク電流の積分値に応じて閾値を設定する。リーク電流の積分値が小さい場合には、層厚算出手段が算出する値に対するリーク電流の影響が小さい。また、リーク電流の積分値が大きい場合には、前記電流リーク状態判定手段は、層厚算出手段が数値を算出すべき出ないと判定することにより、層厚算出手段が誤った数値を算出することを防止することができる。したがって、層厚算出手段は、帯電層の厚さに関連する数値を精度よく算出することができる。

また、好適には、前記像担持体の回転数を計数する計数手段をさらに有し、前記電流リーク状態判定手段は、前記計数手段の計数結果に基づいて、電流リーク状態を判定する。

また、好適には、前記像担持体の帯電量が飽和しているか否かを判定する飽和判定手段をさらに有し、前記電流リーク状態判定手段は、前記飽和判定手段の判定結果に基づいて、電流リーク状態を判定する。

また、好適には、前記電流リーク状態判定手段は、前記像担持体の帯電量が飽和した後のリーク電流に基づいて、電流リーク状態を判定する。

また、好適には、前記電流リーク状態判定手段は、前記像担持体の帯電量が飽和状態の９０％を超えた後のリーク電流に基づいて、電流リーク状態を判定する。

また、好適には、前記層厚算出手段が数値を算出すべきであると前記電流リーク状態判定手段が決定した場合に、前記層厚算出手段は、前記像担持体の帯電量が飽和していると前記飽和判定手段が判定するまでに前記検出手段が検出した電流と、前記像担持体の帯電量が飽和していると前記飽和判定手段が判定した後の、前記検出手段が電流を検出した期間と同じ長さの期間に前記リーク電流検出手段が検出したリーク電流とに基づいて、前記帯電層の厚さに関連する数値を算出する。

また、好適には、前記層厚算出手段が数値を算出すべきでないと前記電流リーク状態判定手段が決定した場合に、前記検出手段が異常値を検出した旨、又は前記像担持体若しくは前記帯電ロールの少なくともいずれかが寿命に達した旨を示す情報を出力する情報出力手段をさらに有する。

また、本発明の第２の特徴とするところは、表面に設けられた帯電層により、回転しつつ現像剤像を担持する像担持体が１回転以上する間に、前記像担持体を帯電するために供給される電流をサンプリングして検出しつつ、前記像担持体を帯電し、サンプリングして検出した電流に含まれるリーク電流を検出し、検出した電流及びリーク電流に基づいて、電流リーク状態を判定し、判定した電流リーク状態に応じて前記帯電層の厚さに関連する数値を算出する層厚算出方法にある。

本発明によれば、過剰な異常判定を防止しつつ、帯電層の厚さに関連する数値を算出して、像担持体の寿命を精度よく判定することができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に像形成手段１４が搭載され、この画像形成装置本体１２の上部に後述する排出部１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に例えば２段の給紙ユニット１８ａ，１８ｂが配置されている。さらに、画像形成装置本体１２の下方には、オプションとして着脱装着される２段の給紙ユニット１８ｃ，１８ｄが配置されている。

それぞれの給紙ユニット１８ａ〜１８ｄは、給紙ユニット本体２０と、用紙が収納される給紙カセット２２とを有する。給紙カセット２２は、給紙ユニット本体２０に対して摺動自在に装着され、正面方向（図１の右方向）に引き出される。また、給紙カセット２２の奥端近傍上部には給紙ロール２４が配置され、この給紙ロール２４の前方にリタードロール２６及びナジャーロール２８が配置されている。さらにオプションの給紙ユニット１８ｃ，１８ｄには、それぞれ対をなす送りロール３０が設けられている。

搬送路３２は、最下端の給紙ユニット１８ｄの送りロール３０から排出口３４までの用紙通路であり、この搬送路３２は、画像形成装置本体１２の裏面（図１の左側面）近傍にあって、最下端の給紙ユニット１８ｄの送りロール３０から後述する定着装置３６まで略垂直に形成されている部分を有する。この搬送路３２の定着装置３６の上流側に後述する転写装置４２と像担持体４４が配置され、さらに転写装置４２と像担持体４４の上流側にレジストロール３８が配置されている。さらに、搬送路３２の排出口３４の近傍には排出ロール４０が配置されている。

したがって、給紙ユニット１８ａ〜１８ｄの給紙カセット２２から送りロール２４により送り出された記録媒体は、リタードロール２６及びナジャーロール２８により捌かれて搬送路３２に導かれ、レジストロール３８により一次停止され、タイミングをとって後述する転写装置４２と像担持体４４との間を通って現像剤像が転写され、この転写された現像剤像が定着装置３６により定着され、排出ロール４０により排出口３４から排出部１６へ排出される。

ただし、両面印刷の場合は、反転路に戻される。即ち、搬送路３０の排出ロール４０の手前は２股に別れ、その分かれた部分に切換爪４６が設けられていると共に、分かれた部分からレジストロール３８まで戻る反転路４８が形成されている。この反転路４８には搬送ロール５０ａ〜５０ｃが設けられており、両面印刷の場合には、切換爪４６が反転路４８を開く側に切り換えられ、排出ロール４０に記録媒体の後端手前がかかる時点で排出ロール４０が反転し、記録媒体が反転路４８に導かれ、レジストロール３８、転写装置４２と像担持体４４及び定着装置３６を通って排出口３４から排出部１６へ排出されるものである。

排出部１６は、画像形成装置本体に対して回動自在の傾斜部５２を有する。この傾斜部５２は、排出口部分が低く、正面方向（図１の右方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜しており、排出口部分を下端とし、高くなった先端を上端としている。この傾斜部５２は下端を中心に回動自在であるよう画像形成装置本体１２に支持されている。図１で２点鎖線で示すように、傾斜部５２を上方に回転して開いたときには、開放部５４が形成され、この開放部５４を介して後述するプロセスカートリッジ６４が脱着できるようにしてある。

像形成手段１４は、例えば電子写真方式のもので、感光体からなる像担持体４４と、この像担持体４４を圧接によって一様帯電する帯電ロール５６と、この帯電ロール５６により帯電された像担持体４４に、光により潜像を書き込む光書込み装置５８と、この光書込み装置５８により形成された像担持体４４の潜像を現像剤により可視化する現像装置６０と、この現像装置６０による現像剤像を用紙に転写する例えば転写ロールからなる転写装置４２と、像担持体４４に残存する現像剤をクリーニングする例えばブレードからなるクリーニング装置６２と、転写装置４２により転写された用紙上の現像剤像を用紙に定着させる例えば加圧ロールと加熱ロールとからなる定着装置３６とから構成されている。光書込み装置５８は例えば走査型のレーザ露光装置からなり、前述した給紙ユニット１８ａ〜１８ｄと平行で画像形成装置本体１２の正面近傍に配置され、現像装置６０内を横切って像担持体４４を露光する。この像担持体４４の露光位置が潜像書込み位置Ｐとなる。なお、この実施形態においては、光書込み装置５８として走査型のレーザ露光装置を用いたが、他の実施形態としてＬＥＤや面発光レーザ等を用いることができる。

プロセスカートリッジ６４は、像担持体４４、帯電ロール５６、現像装置６０及びクリーニング装置６２を一体化したものである。このプロセスカートリッジ６４は、排出部１６の傾斜部５２の直近下方に配置されており、前述したように、傾斜部５２を開いたときに形成される開放部５４を介して脱着される。
また、プロセスカートリッジ６４は、像担持体４４、帯電ロール５６及びクリーニング装置６２が配置された像担持体帯電ユニット６６と現像装置６０が配置された現像装置ユニット６８とに着脱自在に分けられている。

また、画像形成装置本体１２の外面には、例えばタッチパネルなどのユーザインターフェイス（ＵＩ）装置７０が設けられている。ＵＩ装置７０は、画像形成装置１０に対するユーザの指示などの入力を受け入れるとともに、画像形成装置１０の処理結果などを表示する。

また、画像形成装置本体１２内には、ＵＩ装置７０を介して入力されるユーザの設定などに応じて、画像形成装置１０を構成する各部を制御する制御部７１が設けられている。例えば、制御部７１は、像担持体４４及び帯電ロール５６それぞれの回転周期情報を有し、それぞれの回転数を計数するとともに、ＵＩ装置７０を介して入力されるユーザの設定に応じて、後述する除電ランプ７６のオンオフそれぞれの期間を制御する。

図２において、像担持体４４、帯電ロール５６及びその周辺の詳細が示されている。
像担持体４４は、円筒状のドラム７２と、このドラム７２の外側表面に形成された感光層７４とを有し、例えば回転周期が約５７０ｍｓにされている。ドラム７２は、アルミニウム等の導電体からなり、接地されている。感光層７４は、無機や有機の光導電体から構成され、帯電ロール５６から供給される電荷によって帯電する帯電層である。

また、像担持体４４の近傍には、像担持体４４が現像剤像を転写した後に、感光層７４に残留する電荷を除電する除電ランプ７６が配置されている。除電ランプ７６は、例えば像担持体４４が１回転するごとに、感光層７４に残留する電荷を１回除電するようにされている。また、除電ランプ７６は、上述したように、ユーザの設定に応じて、例えば後述する帯電電流検出部８４が電流を検出している期間はオフにされる。

帯電ロール５６は、直流電源７８及び交流電源８０それぞれから供給される電流によって像担持体４４を帯電する。つまり、帯電ロール５６は、交流成分及び直流成分が重畳された電流によって帯電するようにされている。
交流電源８０とグランドとの間には、交流電源８０が出力する電流を測定する交流電流検出部８２が設けられている。

帯電電流検出部８４は、電流をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する例えば８ビット分解能のＡ／Ｄ変換器（図示せず）とローパスフィルタ（図示せず）を含み、直流電源７８及び交流電源８０から供給される交流成分及び直流成分が重畳された電流（帯電電流）を、ローパスフィルタを介して交流電流成分を除去してからサンプリングして検出し、例えば飽和判定部８６、リーク電流検出部８８及び電荷量検知部９２に対して出力する。

図３は、除電ランプ７６がオフにされた状態で、帯電電流検出部８４がサンプリングして検出した３つの帯電電流特性を示すグラフである。
帯電電流検出部８４は、帯電電流を検出するＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジが後述する再現性のある周期的なリーク電流の最大値と像担持体４４に供給される電流との合算値を検出可能であるように設定されている。図３に示した第３検出例においては、再現性のない局所的なリーク電流がＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジに対して飽和している。
なお、帯電電流検出部８４は、帯電電流に対応する電圧値などを出力するものであってもよい。

飽和判定部８６は、制御部７１の制御に応じて、帯電電流検出部８４から入力される帯電電流を解析し、像担持体４４の電荷量が飽和しているか否かを判定し、飽和時期を判定結果として飽和時リーク判定部９０に対して出力する。
例えば、図３に示すように、飽和判定部８６は、第１検出例において、帯電電流検出部８４から入力される帯電電流が像担持体４４の４周目に定常的なリーク電流量になっていることを解析し、像担持体４４の電荷量が４周目に飽和したことを判定する。なお、像担持体４４の回転周期は、上述したように、例えば約５７０ｍｓに設定されている。

また、飽和判定部８６は、像担持体４４の電荷量が２周目の途中（図３のＡ点）で飽和状態の約９０％に達するので、制御部７１の制御に応じて、像担持体４４の２周目の途中を電荷量の飽和時期と判定するように設定されてもよい。

リーク電流検出部８８は、制御部７１の制御に応じて、帯電電流検出部８４から入力される帯電電流を解析し、帯電電流に含まれる定常的なリーク電流と、再現性がある周期的（局所的）なリーク電流と、再現性がなく周期的（局所的）なリーク電流とをそれぞれ検出し、飽和時リーク判定部９０に対して出力する。再現性がなく周期的なリーク電流は、例えば像担持体４４にピンホールなどが生じた場合に流れる。

例えば、図３に示すように、リーク電流検出部８８は、第１検出例において、帯電電流検出部８４から入力される帯電電流が像担持体４４の４周目に定常的なリーク電流量になっていることを検出する。また、リーク電流検出部８８は、第２検出例において、帯電電流検出部８４から入力される帯電電流が像担持体４４の各回転周期の後半に再現性がある周期的なリーク電流が流れることを検出する。また、リーク電流検出部８８は、第３検出例において、帯電電流検出部８４から入力される帯電電流が像担持体４４の各回転周期の後半から次の回転周期の前半にかけて再現性がない周期的なリーク電流が流れることを検出する。

飽和時リーク判定部９０は、飽和判定部８６の判定結果及びリーク電流検出部８８の検出結果をそれぞれ受け入れ、像担持体４４の帯電量が飽和した後（飽和時期後）のリーク電流を所定の閾値と比較し、比較結果に応じて電荷量検知部９２を制御する。例えば飽和時リーク判定部９０は、リーク電流が閾値以上の場合には、後述する層厚算出部９４が感光層７４の層厚を算出すべきでないと判定し、電荷量検知部９２が帯電電流検出部８４から受け入れた帯電電流を示すデータを破棄するように、電荷量検知部９２を制御する。また、飽和時リーク判定部９０は、リーク電流が閾値未満の場合には、後述する層厚算出部９４が感光層７４の層厚を算出すべきであると判定し、電荷量検知部９２が帯電電流検出部８４から受け入れた帯電電流を積分して電荷量を算出するように、電荷量検知部９２を制御する。
つまり、飽和時リーク判定部９０は、層厚算出部９４が感光層７４の層厚を算出する必要があるか否かの要否判定を行っている。

ここで、飽和時リーク判定部９０は、リーク電流と比較する閾値を例えばリーク電流検出部８８が最初に検出した再現性がある周期的なリーク電流の値以下に設定する。
また、飽和時リーク判定部９０は、周期的なリーク電流が流れる時間又はリーク電流の積分値に応じて、リーク電流と比較する閾値を設定するようにされてもよい。

また、飽和時リーク判定部９０は、回転周期が相対的に長い像担持体４４又は帯電ロール５６いずれかの１周期以上の期間に、帯電電流検出部８４が検出した電流を用いて、層厚算出部９４が感光層７４の層厚を算出する必要があるか否かの要否判定を行うようにされてもよい。

電荷量検知部９２は、飽和時リーク判定部９０の制御に応じて、帯電電流検出部８４から受け入れた帯電電流を積分して電荷量（例えば電流積算値：ΣＩ＝帯電電荷量）を算出し、層厚算出部９４に対して出力する。ただし、電荷量検知部９２は、帯電電流検出部８４から受け入れた帯電電流を示すデータを破棄するように、飽和時リーク判定部９０によって制御される場合には、層厚算出部９４に対して何も出力しないようにされている。

また、電荷量検知部９２は、図４に示すように、像担持体４４の帯電量が飽和していると飽和判定部８６が判定するまでに帯電電流検出部８４が検出した帯電電流から、像担持体４４の帯電量が飽和していると飽和判定部８６が判定した後の、像担持体４４が飽和時期までに帯電電流を検出した期間と同じ長さの期間に帯電電流検出部８４が検出した定常的なリーク電流を差し引いて、像担持体４４の帯電電荷量を算出するようにされてもよい。

像担持体４４が４回転する間に再現性がある周期的なリーク電流が帯電電流に含まれていても、定常的なリーク電流と再現性がある周期的なリーク電流との和が所定の閾値未満である場合、電荷量検知部９２は、例えば像担持体４４の１〜４周目までの帯電電流の積分値から、像担持体４４の５〜８周目までの帯電電流の積分値を差し引いて、像担持体４４の帯電電荷量を精度よく算出するようにされてもよい。
また、電荷量検知部９２は、例えば像担持体４４の１〜４周目までの帯電電流の積分値から、像担持体４４の５周目の帯電電流の４倍の値を差し引くようにされてもよい。

層厚算出部９４は、電荷量検知部９２が出力する積分結果を受け入れ、感光層７４の層厚ｄを下式１により算出し、算出結果をＵＩ装置７０などに対して出力する。

ｄ＝ε・ε０・ｌ・Ｄ・π・Ｖ／ΣＩ ・・・（１）
ε：感光層７４の誘電率
ε０：真空の誘電率
ｌ：像担持体４４の帯電有効長
Ｄ：感光層７４の直径（≒ドラム７２の外径）
Ｖ：電源部７６の印加電圧
ΣＩ：電流積算値（帯電電荷量）

感光層７４の層厚ｄは、像担持体４４の画質を維持することができる状態（寿命）に対応するので、ユーザは、ＵＩ装置７０を介して、像担持体４４の寿命を判断することができる。また、帯電電流検出部８４が異常な電流を検出した旨、又は像担持体４４若しくは帯電ロール５６の少なくともいずれかが寿命に達したことを示す情報をＵＩ装置７０が出力するようにされてもよい。

次に、画像形成装置１０が感光層７４の厚さを算出する処理について説明する。
図５は、画像形成装置１０が感光層７４の厚さを算出する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図５に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、帯電電流検出部８４は、直流電源７８（及び交流電源８０）が出力する帯電電流を検出する。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、飽和時リーク判定部９０は、飽和時のリーク電流が所定の閾値未満であるか否かを判定し、閾値未満である場合にはＳ１０４の処理に進み、閾値以上である場合には処理を終了する。

ステップ１０４（Ｓ１０４）において、電荷量検知部９２は、像担持体４４の帯電電荷量を検知（算出）する。

ステップ１０６（Ｓ１０６）において、層厚算出部９４は、感光層７４の厚さ（層厚ｄ）を算出する。

このように、画像形成装置１０は、飽和時リーク判定部９０が飽和時のリーク電流と所定の閾値とを比較し、リーク電流が閾値以上である場合には、感光層７４の層厚が算出されないので、層厚算出部９４が算出した感光層７４の層厚は、再現性のない周期的なリーク電流の影響を受けず、精度がよくなっている。

また、画像形成装置１０は、図３に示した第２検出例のように再現性があって周期的なリーク電流を帯電電流検出部８４が検出した場合には、感光層７４を算出して像担持体４４の寿命を判定し、第３検出例のように再現性がなく周期的なリーク電流を帯電電流検出部８４が検出した場合には、感光層７４を算出することなく、帯電電流異常又は像担持体４４の寿命を判定することができるので、過剰な異常判定を防止しつつ、帯電層の厚さに関連する数値を算出して、像担持体の寿命を精度よく判定することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 像担持体、帯電ロール及びその周辺の詳細を示すブロック図である。 除電ランプがオフにされた状態で、帯電電流検出部がサンプリングして検出した３つの帯電電流特性を示すグラフである。 電荷量検知部が帯電電荷量を算出するために使用するリーク電流を示すグラフである。 画像形成装置が感光層の厚さを算出する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１４ 像形成手段
４４ 像担持体
５６ 帯電ロール
７０ ＵＩ装置
７１ 制御部
７２ ドラム
７４ 感光層
７６ 除電ランプ
７８ 直流電源
８０ 交流電源
８４ 帯電電流検出部
８６ 飽和判定部
８８ リーク電流検出部
９０ 飽和時リーク判定部
９２ 電荷量検知部
９４ 層厚算出部

Claims (15)

1. 表面に設けられた帯電層により、回転しつつ現像剤像を担持する像担持体と、この像担持体が１回転以上する間に、前記像担持体を帯電する帯電ロールと、この帯電ロールに電流を供給する給電手段と、この給電手段が出力する電流をサンプリングして検出する検出手段と、この検出手段が検出した電流に含まれるリーク電流を検出するリーク電流検出手段と、前記検出手段が検出した電流に基づいて、前記帯電層の厚さに関連する数値を算出する層厚算出手段と、前記検出手段が検出した電流及び前記リーク電流検出手段が検出したリーク電流に基づいて、電流リーク状態を判定する電流リーク状態判定手段とを有する画像形成装置。
2. 前記電流リーク状態判定手段の判定結果に応じて、前記層厚算出手段が前記帯電層の厚さに関連する数値を算出すべきか否かを決定する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記電流リーク状態判定手段は、前記リーク電流検出手段が検出したリーク電流と所定の閾値とを比較することにより、電流リーク状態を判定する請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記電流リーク状態判定手段は、前記リーク電流検出手段が検出したリーク電流が再現性のある周期的なものである場合に、前記リーク電流検出手段が最初に検出した周期的なリーク電流以下に閾値を設定する請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記帯電ロールは、回転して前記像担持体を帯電し、前記電流リーク状態判定手段は、回転周期が相対的に長い前記像担持体又は前記帯電ロールいずれかの１周期以上の期間に、前記検出手段が検出した電流に基づいて、電流リーク状態を判定する請求項２記載の画像形成装置。
6. 前記電流リーク状態判定手段は、リーク電流が流れる時間に応じて閾値を設定する請求項３記載の画像形成装置。
7. 前記検出手段は、再現性のある周期的なリーク電流の最大値と前記像担持体に供給される電流との合算値を検出可能である請求項３記載の画像形成装置。
8. 前記電流リーク状態判定手段は、リーク電流の積分値に応じて閾値を設定する請求項３記載の画像形成装置。
9. 前記像担持体の回転数を計数する計数手段をさらに有し、前記電流リーク状態判定手段は、前記計数手段の計数結果に基づいて、電流リーク状態を判定する請求項３記載の画像形成装置。
10. 前記像担持体の帯電量が飽和しているか否かを判定する飽和判定手段をさらに有し、前記電流リーク状態判定手段は、前記飽和判定手段の判定結果に基づいて、電流リーク状態を判定する請求項３記載の画像形成装置。
11. 前記電流リーク状態判定手段は、前記像担持体の帯電量が飽和した後のリーク電流に基づいて、電流リーク状態を判定する請求項１０記載の画像形成装置。
12. 前記電流リーク状態判定手段は、前記像担持体の帯電量が飽和状態の９０％を超えた後のリーク電流に基づいて、電流リーク状態を判定する請求項１０記載の画像形成装置。
13. 前記層厚算出手段が数値を算出すべきであると前記電流リーク状態判定手段が決定した場合に、前記層厚算出手段は、前記像担持体の帯電量が飽和していると前記飽和判定手段が判定するまでに前記検出手段が検出した電流と、前記像担持体の帯電量が飽和していると前記飽和判定手段が判定した後の、前記検出手段が電流を検出した期間と同じ長さの期間に前記リーク電流検出手段が検出したリーク電流とに基づいて、前記帯電層の厚さに関連する数値を算出する請求項１０記載の画像形成装置。
14. 前記層厚算出手段が数値を算出すべきでないと前記電流リーク状態判定手段が決定した場合に、前記検出手段が異常値を検出した旨、又は前記像担持体若しくは前記帯電ロールの少なくともいずれかが寿命に達した旨を示す情報を出力する情報出力手段をさらに有する請求項２乃至１３いずれか記載の画像形成装置。
15. 表面に設けられた帯電層により、回転しつつ現像剤像を担持する像担持体が１回転以上する間に、前記像担持体を帯電するために供給される電流をサンプリングして検出しつつ、前記像担持体を帯電し、サンプリングして検出した電流に含まれるリーク電流を検出し、検出した電流及びリーク電流に基づいて、電流リーク状態を判定し、判定した電流リーク状態に応じて前記帯電層の厚さに関連する数値を算出する層厚算出方法。

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