JP2008122727A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像保持体の放電生成物の付着に起因した像流れの発生状況を大幅なコストの上昇を招くことなく簡便に検出することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像保持体の帯電装置で帯電された像形成面に、露光装置により、帯電部材の当該像保持体の回転方向における放電領域幅及び当該像保持体の回転方向における接触幅の合計幅と同じ又はそれよりも狭い幅でかつ当該像保持体の軸方向に沿う線状の構成からなる検出用静電潜像を形成する潜像形成動作と、その検出用静電潜像を帯電装置により帯電したときに帯電部材を通して流れる電流を計測する電流計測動作と、その計測した電流情報から放電電流量又はこれに相当する放電電荷量を求める算出動作と、その求めた放電電流量又は放電電荷量を予め設定される基準の放電電流量又は放電電荷量と対比し、その変化量に基づいて像流れの発生度合いを判別する対比判別動作を行う像流れ検出手段を備えている。
【選択図】図３

Description

この発明は画像形成装置に関するものである。

電子写真方式等を適用したプリンタ、複写機等の画像形成装置では、その画像形成に際し、回転する感光ドラム等の像保持体をコロナ放電方式、接触帯電方式等の帯電装置により所定の電位に帯電させることが行われる。このような帯電の際には、通常、その帯電のために発生する放電現象により窒素酸化物等の放電生成物が生成されて像保持体の像形成面に付着することがある。放電生成物の生成は、帯電装置による帯電部位に限らず、コロナ放電や接触帯電が行われる他の部位において発生することもある。

そして、その像保持体に付着した放電生成物が高湿度の環境下において空気中の水分と反応して導電性物質に変化した場合は、像保持体の表面（像形成面）の沿面方向における抵抗値が低下してしまい、その像担持面に形成される静電潜像を構成する電荷がその沿面方向に拡散することで静電潜像の本来の電位状態が保持されなくなる。この結果、画像が所期通りに形成されず劣化したものになってしまう現象、いわゆる像流れが発生し、画質の劣化を誘発するという不具合がある。

このような像流れの発生原因となる放電生成物を除去する対策としては、帯電手段と転写手段のうち少なくとも１つに環境によって電気抵抗値が変化する弾性体の表層を形成し、その表層に電圧を印加したときの当該表層の電気抵抗値を検知する抵抗値検知手段を設け、その検知した抵抗値が基準値よりも低いときに、潜像担持体に表面清掃用の現像剤像を形成して清掃を行うように構成した画像形成装置が知られている（特許文献１）。

この画像形成装置によれば、抵抗検知手段で検知した抵抗値が基準値よりも低いときには、潜像担持体の表面に付着した静電生成物に起因した像流れが発生しやすい高湿度環境下であると判断し、そのときに限り上記潜像担持体の清掃を実行することで静電生成物の除去が必要なときのみ行われることになる。

特開平３−１０７９５７号公報

この発明は、像保持体の放電生成物の付着に起因した像流れの発生状況について、大幅なコストの上昇を招くことなく簡便に検出することができる画像形成装置を提供するものである。

この発明の画像形成装置（Ａ１）は、静電潜像が形成される像形成面を有するとともに回転する像保持体と、この像保持体の像形成面を帯電用電圧が印加される接触式又は非接触式の帯電部材を介して帯電する帯電装置と、この帯電装置で帯電された前記像保持体の像形成面に露光により静電潜像を形成する露光装置と、前記像保持体の前記帯電装置で帯電された像形成面に、前記露光装置により、前記帯電部材の当該像保持体の回転方向における放電領域幅及び当該像保持体の回転方向における接触幅の合計幅と同じ幅又はそれよりも狭い幅でかつ当該像保持体の軸方向に沿う線状の構成からなる検出用静電潜像を形成する潜像形成動作と、その検出用静電潜像を前記帯電装置により帯電したときに前記帯電部材を通して流れる電流を計測する電流計測動作と、その計測した電流情報から放電電流量又はこれに相当する放電電荷量を求める算出動作と、その求めた放電電流量又は放電電荷量を予め設定される基準の放電電流量又は放電電荷量と対比し、その変化量に基づいて像流れの発生度合いを判別する対比判別動作を行う像流れ検出手段とを備えているものである。

また、この発明の画像形成装置（Ａ２）は、上記画像形成装置（Ａ１）の像流れ検出手段が、その対比判別動作において、前記放電電流量又は放電電荷量の推移を示す波形の最大値及びその幅の少なくとも一方を基準の放電電流量又は放電電荷量のそれと対比するものである。

さらに、この発明の画像形成装置（Ａ３）は、上記画像形成装置（Ａ１又はＡ２）の像流れ検出手段が、その電流計測動作において、前記検出用静電潜像を前記帯電装置により初めて帯電する動作を、その検出用静電潜像がその形成後の前記像保持体の回転により当該帯電装置の帯電部材による放電領域に最初に到達して通過し終わる時期よりも遅い時期に遅延させて行うものである。

また、この発明の画像形成装置（Ａ４）は、上記画像形成装置（Ａ１又はＡ２）の像流れ検出手段が、その少なくとも電流計測動作を、その検出用静電潜像がその形成後の前記像保持体の回転により当該帯電装置の帯電部材による放電領域に最初に到達して通過し終わる時期よりも遅い時期に遅延させて行うものである。

また、この発明の画像形成装置（Ａ５）は、上記画像形成装置（Ａ１又はＡ２）の像流れ検出手段が、その潜像形成動作において、前記露光装置により前記検出用静電潜像を形成した後にその同じ位置に同じ検出用静電潜像を当該露光装置により再び形成するものである。

また、この発明の画像形成装置（Ａ６）は、上記画像形成装置（Ａ１又はＡ２）の像流れ検出手段が、その潜像形成動作において前記検出用静電潜像を前記像保持体の回転方向に間隔をあけて複数存在するように形成するものである。

また、この発明の画像形成装置（Ａ７）は、上記画像形成装置（Ａ１又はＡ２）の像流れ検出手段が、その潜像形成動作において前記検出用静電潜像として破線状の構成からなる静電潜像を形成するものである。

上記画像形成装置（Ａ１）によれば、特定の検出用静電潜像を帯電したときに計測される電流情報から求められる放電電流量又は放電電荷量の基準情報に対する変化の度合いに基づいて像流れの発生状況が検出される。つまり、検出用静電潜像の電位状態が像乱れにより乱されている場合には、その静電潜像を帯電したときに得られる放電電流量などの状態も基準のもの（像乱れのないときの情報）に比べて変化することになるため、その変化量により像流れの発生状態が推測できる。この結果、像保持体の放電生成物の付着に起因した像流れの発生状況について、特別な部材などを追加使用する等による大幅なコストの上昇を招くことなく簡便に検出することができる。

上記画像形成装置（Ａ２）によれば、検出用静電潜像の電位状態が像流れにより乱されている状態を推測できるので、像流れの発生状況について簡便にかつ効率よく検出することができる。この場合は、像流れが発生していると、検出動作で得られる波形の最大値が基準のものよりも低下するという傾向にあり、また、その検出動作で得られる波形の幅が基準のものよりも広がるという傾向にあるため、このような特性を利用して像流れの発生状況を検出することが可能になる。

上記画像形成装置（Ａ３）によれば、検出用静電潜像の形成後における初めての帯電（厳密には電流の計測も含まれる）が遅延されて行われるので、その遅延される分だけ像流れが飽和した状態（像流れが発生して最終段階に落ち着く状態）になる可能性がより高くなり、この結果、像流れの発生状況をより適切に検知することができる。

上記画像形成装置（Ａ４）によれば、少なくとも検出用静電潜像の帯電時の電流を精度よく計測する可能性が高まり、この結果、像流れの発生状況をより適切に検知することができる。

上記画像形成装置（Ａ５）によれば、検出用静電潜像がより正確に形成されるので、像流れに起因した放電電流量又は放電電荷量の基準情報に対する変化の状況を精度よく得る可能性が高まる。この結果、像流れの発生状況をより適切に検知することができる。

上記画像形成装置（Ａ６）によれば、複数の検出用静電潜像をそれぞれ帯電したときに計測される各電流情報から求められる放電電流量又は放電電荷量を合計して平均した量を得ることができ、その得られた量の基準情報に対する変化の状況に基づいて像流れの発生状況を検出することが可能になる。また、その各検出静電潜像ごとの変化状況を調べることにより像流れ発生の分布状況を把握することも可能になる。この結果、像流れの発生状況をより適切にかつ高感度で検知することができる。

上記画像形成装置（Ａ７）によれば、破線状の検出用静電潜像の形成により、像保持体の軸方向における潜像電位が弱くなって像流れが起こりやすくなるので、像流れの発生状況をより検知しやすくなる。

［実施形態１］
以下、実施形態１に係るプリンタについて図面を参照しつつ説明する。

このプリンタ１は、図１に示すように、装置本体（図示せず）の内部に、画像情報に基づくトナー像を形成するとともにそのトナー像を最終的に用紙９に転写する作像装置１０と、そのトナー像が転写された用紙９を通過させてトナー像の定着を行う定着装置３０と、作像装置１０に用紙９を供給する給紙装置３５とが主に装備されている。図中の符合４はプリンタ１の各構成部品の動作等について総括的に制御する制御装置であり、矢付き一点鎖線は用紙９の主な搬送経路を示す。

作像装置１０は、例えば公知の電子写真方式を利用してトナー像を形成して転写することができるものである。具体的には、矢印Ａ方向に回転駆動する円筒状の感光体ドラム１２を備えており、この感光体ドラム１２の周囲に、感光体ドラム１２の表面（像担持面）を一様に帯電させる帯電ロール等を備えた帯電装置１３と、帯電後の感光体ドラム１２の表面に画像情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある潜像を形成するＬＥＤアレイ、レーザ走査装置等からなる露光装置１４と、その潜像にトナーを転移付着させてトナー像を形成する現像装置１５と、そのトナー像を給紙装置３５から供給される用紙９に転写する転写ロール等を備えた転写装置１６と、転写後の感光ドラム１２の表面に残留するトナー等を除去して清掃するブレード方式のクリーニング装置１７が主に配置されている。

このうち、感光ドラム１２は、ドラム状の基材に有機感光材料からなる光導電性層（感光層）を形成したものである。帯電装置１３は、導電性のロール基材に導電性又は半導電性の弾性層を形成してなる帯電ロール１３ａを感光ドラム１２の表面に接触させて従動回転するように設置しており、また図２に示すように、その帯電ロール１３ａに電源装置２１から所定の帯電用電圧が印加されるようになっている。露光装置１４は、プリンタ１に接続又は装備される原稿読取装置、コンピュータ等の外部機器から入力される画像情報を画像形成（プリント）時に画像処理装置２２で所要の処理をして得られる画像信号が入力されるようになっている。

また、現像装置１５は、その収容しているトナーを感光ドラム１２と対向する現像位置に搬送供給するための現像ロール１５ａを装備しており、また図２に示すように、その現像ロール１５ａに電源装置２１から所定の現像用電圧が印加されるようになっている。転写装置１６は、導電性のロール基材に半導電性の弾性層を形成してなる転写ロール１６aを感光ドラム１２の表面に接触させて従動回転するように設置しており、また図２に示すように、その転写ロール１６ａに電源装置２１から所定の転写用電圧が印加されるようになっている。クリーニング装置１７は、転写後の感光ドラム１２の表面に所定の圧力で先端部が当接するクリーニングブレード１７ａ等を装備している。

定着装置３０は、本体３１の内部に、所定の温度に加熱されるとともに矢印方向に回転駆動する加熱ロール３２と、この加熱ロール３２の軸線方向にほぼ沿うように圧接されて従動回転する加圧ロール等の加圧部材３３とを備えたものである。そして、定着は、その加熱ロール３２と加圧部材３３の間の圧接部にトナー像が転写された用紙９を導入して通過させることによりトナー像等を加熱加圧することで行われる。

給紙装置３５は、作像装置１０に供給すべき複数枚の用紙９が積載されて収容される給紙カセット３６と、この給紙カセット３６に収容される用紙９を１枚ずつ送り出す送出機構３７とを主に備えたものである。給紙カセット３６は、必要により複数装備される。また、給紙装置３５は、用紙９を給紙カセット３６から作像装置１０の転写部（感光ドラム１２と転写装置１６の間）まで搬送するための用紙搬送ロール対３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，…やガイド部材等で構成される用紙搬送路を装備している。用紙搬送路は、作像装置１０と定着装置３０の間や、定着装置３０と排紙部（トレイなど）３９の間にも設置されている。例えば定着装置３０の用紙排出側には、定着後の用紙９を排紙部３９に排出搬送するための排出ロール対３８ｄが設置されている。

また、このプリンタ１においては、作像装置１０における帯電装置１３の帯電（隙間放電など）時等に発生する放電生成物が感光ドラム１２の表面に付着することがあるため、その付着した放電生成物に起因して発生する像流れの発生状況について検出する手段として、以下に説明するような構成からなる像流れ検出装置５が装備されている。

像流れ検出装置５は、予め設定する検出時期になると、帯電装置１３により帯電した感光ドラム１２に露光装置１４により特定の検出用静電潜像を形成した後、その検出用静電潜像を帯電装置１３で帯電したときに帯電ロール１３ａに流れる電流を計測し、しかる後、その計測した電流の特性を基準とする電流特性と対比し、その変化の状況から像流れの発生状況について判別するものである。

この実施形態１における像流れ検出装置５は、その検出に必要な構成部品（感光ドラム１２、帯電装置１３、露光装置１４など）全般の各動作（図３参照）の制御と計測した電流情報に基づく対比判別を行う制御・対比判別部５１と、検出用静電潜像の帯電時の電流の計測とその計測された電流情報から検出に必要な特性情報を算出する計測・特性算出部５２とを主に備えている。

このうち制御・対比判別部５１は、マイクロコンピュータ等にて構成されており、予め作成して用意されている制御プログラムにしたがって検出に必要な動作を実行させるための所要の制御信号を送出する制御動作や、制御プログラムに基づくとともに必要なデータを参照しつつ所要の演算処理動作などを行うようになっている。このような制御・対比判別部５１は、通常、前記したプリンタ全体の制御装置４の一部（像流れ検出用コントローラ部など）として構成されるが、その制御装置４とは別に独立した部品として構成することも可能である。

また、制御・対比判別部５１は、制御装置４の一部として構成されているとともに、この制御装置４を介して、電源装置２１、画像処理装置２２（露光装置１４の駆動部を含む）、感光ドラム１２等の回転駆動を行う駆動装置２３などに接続されており、これにより像流れ検出時に所要の制御信号をそれぞれ送信するようになっている。像流れ検出時に形成する検出用静電潜像の画像データ（信号）については、制御装置４における制御・対比判別部５１用の記憶部などに格納されている。一方、この制御・対比判別部５１は、計測・特性算出部５２とも接続されており、これにより計測・特性算出部５２で計測した電流情報から得られる特性情報が、主にその対比部に送信されるようになっている。

計測・特性算出部５２は、電源装置１８の帯電用電圧を印加したときに帯電ロール１３ａを通して流れる電流を計測するとともに、その計測した電流の情報から特性（その推移を示す波形データ）を求めようになっている。このような計測・特性算出部５２は、帯電用電圧の印加時に帯電ロール１３ａを通して流れる電流を計測する電流計測器と、この電流計測器で計測される電流の特性情報（波形など）を高周波数で計測するか、あるいはその電流を積分して得る計測機器と、その機器で取得した電流の特性情報から波形の最大値や幅を算出することができるデータ処理機器などとで構成される。また、このような計測・特性算出部５２は、独立した構成部品として構成することができるほか、電源装置１８の一部として組み込むように構成することもできる。

次に、このプリンタ１における各動作について説明する。

はじめに、基本的なプリント動作について説明する。プリンタ１の制御装置４がプリント開始指令の信号を受けると、制御装置４が制御動作を開始し、これにより作像装置１０において感光ドラム１２が回転し始める。続いて、その回転する感光ドラム１２の表面が帯電用電圧の印加された帯電装置１３により所定の帯電電位に帯電された後、その帯電された感光ドラム１２の表面に画像信号に基づいて動作する露光装置１４から光が露光されて所定の潜像電位からなる静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像が、現像用電圧の印加された現像装置１５を通過する際にトナーにより現像されてトナー像として顕像化される。しかる後、その感光ドラム１２上のトナー像が、転写用電圧の印加された転写装置１６と対向する転写部において給紙装置２５から給紙路を通して所定のタイミングで搬送される用紙９に対して静電的に転写される。この転写後の感光ドラム１２は、その表面に残留付着するトナー、紙粉等がクリーニング装置１７によって除去されて清掃される。

トナー像が転写された用紙９は、定着装置３０に導入されるように搬送され、その定着装置３０における加熱された状態の加熱ロール３１と加圧部材３２との間の圧接部を通過する際に加熱及び加圧されることでトナー像の用紙９への定着がなされる。その後、この定着後の用紙９は、排紙部３９に排出されて積載収容される。これにより、用紙１枚に対する基本的なプリント動作が終了する。また、複数枚のプリント指示がある場合には、上記した一連の動作がその枚数分だけ同様に繰り返されることになる。

続いて、像流れ検出装置５による検出動作について説明する。

予め設定された像流れの検出時期になると、像流れ検出装置５の制御・対比判別部５１による制御動作に基づいて図３に示すような検出動作が実行される。その検出時期としては、例えば、プリント動作の開始前又はその終了後などの時期である。

像流れの検出動作では、まず、感光ドラム１２がプリント時の通常速度で矢印Ａ方向に回転され（ステップＳ１０）、その感光ドラム１２の表面が帯電装置１３により所定の帯電電位に帯電されるとともに、図４に示すように、その帯電された表面に露光装置１４により検出用静電潜像６が形成される（Ｓ１１）。

ここで、検出用静電潜像６は、図４に示すように感光ドラム１２の軸方向（一点鎖線Ｊで示す方向）に沿う直線状の実線からなるものであり、しかも、図５に示すように所定の潜像電位（ＶL）であって所定の線幅Ｃを有するものである。この際、検出用静電潜像６の形成は１つ（１本）に限らず、図４に二点鎖線で示すように２つ以上の複数であってもよい。

図５に示す検出用静電潜像６は、プリンタ１がマイナス極性に帯電させるタイプの感光ドラム１２及びトナーを使用して反転現像を行う構成のものであることを前提にして説明すれば、マイナス極性の帯電電位（ＶH）に帯電された感光ドラム１２のうち露光された部位に、矩形パルス波型の潜像として形成される。この潜像電位（ＶL）については、例えば、通常のプリント時に形成される静電潜像の最大の潜像電位と同じ電位に設定される。

また、その線幅Ｃについては、像流れの現象が一般に１ｍｍ程度以下の狭い範囲で発生していると推測されることから、そのような現象を適切に検出するためにはできる限り、その現象が発生している幅と同じ値か又はその幅よりも細い（狭い）値に設定することが好ましい。そこで、この線幅Ｃは、図６に示すように、帯電ロール１３ａの感光ドラム１２の回転方向Ａにおける放電領域Ｅ１，Ｅ２の幅ｃ１，ｃ２及び感光ドラム１２の回転方向Ａにおける接触幅ｃ３の合計幅（ｃ１＋ｃ２＋ｃ３）と同じ幅又はそれよりも狭い幅に設定している。ちなみに、放電領域Ｅ１，Ｅ２は、接触帯電部材である帯電ロール１３ａがロール形態であるため、感光ドラム１２と接触する接触部の前後に存在する２つの微小隙間部分になる。

この例では、外径が３０ｍｍの感光ドラム１２と外径が１４ｍｍの帯電ロール１３ａを使用した場合（接触幅ｃ１は約１ｍｍ）、その線幅Ｃを０．５ｍｍ程度に設定した。このような条件からなる検出用静電潜像６の画像データは、予め画像処理装置２３の記憶部などに格納されている。

この他、検出用静電潜像６の形成とその帯電が行われるまでの期間中は、制御・対比判別部５１によって、現像装置１５による現像工程、転写装置１６による転写工程を実行されないための制御が行われる。これにより、検出用静電潜像６の電位状態が電界の影響により変化してしまうことや、検出用静電潜像６の帯電をトナー存在下で行うことにより帯電電流が不安定になることを回避でき、この結果、静電潜像６の電位状態の安定化と帯電電流の計測の安定化を図ることが可能になる。

具体的には、その制御として、電源装置２１から現像装置１５の現像ロール１５ａに現像が実行されない非現像用電圧が印加されるとともに、電源装置２１から転写装置１６の転写ロール１６ａに転写用電圧の印加が停止される。なお、現像装置１５が感光ドラム１２から退避して現像ができない位置まで移動できる場合には、非現像用電圧の印加に代えて又はその印加と併せて、その現像装置１５の移動が実行される。また、除電器が設置されている場合には、その除電器が作動しないように制御される。さらに、現像装置１５による現像を行うように構成した場合は、その現像により検出用静電潜像６に付着したトナーがクリーニング装置１７により除去される。

次いで、この検出用静電潜像６がその形成後に感光ドラム１２の回転により１周して帯電装置１３の帯電ロール１３ａに最初に到達して通過する際に、その検出用静電潜像６が帯電されるとともに、その帯電時に帯電ロール１３ａを通して流れる電流が計測される（Ｓ１２）。

検出用静電潜像６の帯電は、電源装置２１から帯電ロール１３ａに所定の帯電用電圧（例えばプリント時の印加する帯電用電圧と同じ電圧）を印加することにより行われる。この例では、感光ドラム１２の帯電（Ｓ１０）開始から検出用静電潜像６の帯電が終了するまでの期間中は少なくとも帯電用電圧を連続して印加している。また、その帯電時の電流の計測は、計測・特性算出部５２の計測部で行われる。

図７は、その計測された電流情報（波形）の一部を示すものである。図７に示される電流波形は、帯電用電圧として直流電圧に交流電圧を重畳したものを適用しているため、その交流成分による正弦波の波形になる。図７中に符合ｅで示す一点鎖線は、後述する平均電流値（Ｉdc）である。

次いで、計測・特性算出部５２において、計測された帯電電流の情報から放電電流量又は放電電荷量が算出される（Ｓ１３）。

図７に示される電流波形は、正弦波のうち小刻みに突出した波形部分（ｃ，ｄ）が帯電のための隙間放電の発生しているときの電流の状況を示しており、その波形部分（ｃ，ｄ）以外の正弦波のままの波形部分（ａ，ｂ）が隙間放電の発生していないときの電流の状況を示している。また、図７において、正弦波のままで上方側に突出している半周期の波形部分ａは正帯電電流であり、正弦波のままで下方に突出している半周期の波形部分ｂは負帯電電流である。さらに、正帯電電流ａ部分で現れる波形部分ｃは正放電電流であり、負帯電電流ｂ部分で現れる波形部分ｄは負放電電流である。ちなみに、この交流成分の１周期分の電流波形は、その交流成分の周波数により、検出用静電潜像６の帯電に際してその静電潜像６を（その線幅Ｃの方向に）複数回通過することとなり、これによりその静電潜像６のある感光ドラム１２の部位を帯電することになる。

さらに、正帯電電流ａ部分（正放電電流ｃ部分を除く）の面積（左下がり斜線で示す部位）と負帯電電流ｂ部分（負放電電流ｄ部分を除く）の面積（右下がりの斜線で示す部位）は、交流成分（正弦波形）の単に反転している部分の面積になるため、互いに等しい関係（「（ａの面積）＝（ｂの面積）」）にある。また、負放電電流ｄ部分（負帯電電流ｂ部分から突出している部分）の面積と正放電電流ｃ部分（正帯電電流ａ部分から突出している部分）の面積とは、帯電用電圧がマイナス極性（負極性）であるため、「（ｄの面積）＞（ｃの面積）」の関係にある。

このような電流情報からは以下のようにして放電電流量又はこれに相当する放電電荷量が得られる。

放電電流量は、帯電電流の波形の１周期の値を平均した平均電流値（Ｉdc）として得られる。この平均電流値は図７の符合ｅを付した一点鎖線で示す電流値となる。また、この平均電流値を算出するための算出式は以下に示すとおりである。
［（ｂの面積＋ｄの面積）−（ａの面積＋ｃの面積）］／１波形の時間

放電電荷量は、帯電電流の波形の１周期部分における負電流部分の面積（「（ｂの面積）＋（ｄの面積）」）と正電流部分の面積（「（ａの面積）＋（ｃの面積）」）の差として得られる。すなわち、（ｂの面積）＋（ｄの面積）−［（ａの面積）＋（ｃの面積）］＝（ｄの面積）−（ｃの面積）として得られる。

図８は、上述のようにして得られた検出用静電潜像６の帯電時における放電電流量（点線で示す部分）の推移状態を波形として示したものである。図８には、検出用静電潜像６の像流れがないとき（正常時又は基準時）の放電電流量（実線で示す部分）と、感光ドラム１２のプリント時の帯電工程での放電電流量（一点鎖線で示す部分）とを併せて示している。図８等の符合Ｐで示す範囲の感光ドラムの位置は、検出用静電潜像６の位置（厳密にはその線幅Ｃ）にほぼ相当するものである。ちなみに、図８に示す放電電流は、感光ドラム１２の表面のうち検出用静電潜像６が存在する部位で流れ、それ以外の部位では既に帯電されている状態にあるため流れないという状態を表している。

また、計測・特性算出部５２においては、算出された放電電流量（又は放電電荷量）の推移波形データ（図８）から、図９に示すような、その波形（点線）の最大値（Ｍ）とその幅（Ｗ）が検出情報として算出される（Ｓ１３）。

このときの算出波形の幅Ｗとは、放電電流がその最大値（Ｍ）の２０％の値となるときの２点間の距離である。計測・特性算出部５２で得られた算出波形の最大値（Ｍ）とその幅（Ｗ）の情報は、制御・対比判別部５１に送られる。

次いで、計測・特性算出部５２においては、計測・特性算出部５２で得られた帯電電流の推移波形の最大値（Ｍ）及びその幅（Ｗ）の情報を入手すると、予め設定された基準の放電電流量（又は放電電荷量）の情報の読み出しが行われる（Ｓ１４）。この例では、図９に示すような基準とすべき放電電流量（又は放電電荷量）の推移波形（実線）の最大値（Ｍａ）とその幅（Ｗａ）の情報が読み出される。

ここで、予め設定された基準の放電電流量（又は放電電荷量）とは、少なくとも像流れが発生していない状態の検出用静電潜像６を帯電したときに得られる帯電電流から算出されるものである。具体的には、プリンタ１の新品時に上記像流れ検出動作を実行して得た情報、又は、感光ドラム１２について予め実験により検出して得た情報が使用される。この他にも、例えば、感光ドラム１２に付着した放電生成物が湿度により導電性物質に変化せず像流れを起こさないような低湿度環境で検出して得た情報や、連続プリント実行直後やクリーニング動作直後など像流れが低減される傾向にある環境下で検出して得た情報も適用することができる。このような基準とする情報は、計測・特性算出部５２の記憶部などに予め格納されている。

続いて、計測・特性算出部５２において、上記の検出動作で得られた放電電流量（又は放電電荷量）の特性について、予め設定される基準の放電電流量（又は放電電荷量）の特性との対比がなされる（Ｓ１５）。この例では、検出動作で得られた放電電流量から算出した推移波形の最大値（Ｍ）及びその幅（Ｗ）の少なくとも一方と、基準の放電電流量から予め算出しておいた推移波形の最大値（Ｍａ）及びその幅（Ｗａ）の該当するものとの対比を行うことができる。

この対比に際して、波形の最大値を対比させる場合には、検出された波形の最大値（Ｍ）が基準の波形の最大値（Ｍａ）よりも低下しているときに像流れが発生していることがわかる。また図９に示すように、その最大値の低下する度合いΔＭ（＝Ｍａ−Ｍ）が大きくなるにつれて、像流れの発生度合いも大きいとみなすことができる。一方、波形の幅を対比させる場合には、検出された波形の幅（Ｗ）が基準の波形の幅（Ｗａ）よりも拡がっているときに像流れが発生していることがわかる。また図９に示すように、その幅の拡がり度合いΔＷ（＝Ｗａ−Ｗ＝ΔＷ１＋ΔＷ２）が大きくなるにつれて、像流れの発生度合いも大きいとみなすことができる。

このような判断を行うことができるのは、以下の理由によるものと考えられる。

まず、静電潜像６の電位は、理想的には、図５に実線の直線で示すような矩形パルス波のように潜像の幅Ｃの全域でほぼ一定の潜像電位（ＶL）を有するものである。つまり、この場合は、特にその電位の立ち上がり部分とその立ち下り部分が鉛直方向に直線を描くような状態になる。しかし、実際には、図５に実線の曲線Ｋで示すように矩形パルス波の角部がなまった（欠けた、丸まった）電位状態となる。これは、電位的に不安定な角部（図５の右下がりの斜線で示す部分Ｑ１）に存在する一部の帯電電荷が、電位的により安定した側の部位（図５の左下がりの斜線で示す部分Ｑ２）に移動してしまうためと考えられている。これにより、このときの潜像の電位の立ち上がり部分とその立り下がり部分はいずも、鉛直方向に曲線を描くように緩やかに変化する鈍化した状態になる。

そして、感光ドラム１２に放電生成物が付着し、その放電生成物が既述したように高湿度の環境により導電性物質に変化することで低抵抗化した感光ドラム１２の表面部位に静電潜像が形成されると、その静電潜像の電位状態は、図５に点線の曲線Ｓで示すように変化した状態になってしまう。すなわち、感光ドラム表面の低抵抗化した環境の影響を受けることにより、前記したような角部における電荷の移動が実際の潜像の場合よりも多く発生するため、電位状態が変化してしまう（つまり像流れが発生する）と考えられる。この結果、このときの潜像は、その潜像電位の最大値が低下した状態になり、また、その最大値を示す電位部分とは反対側の電位部分が裾野の拡がったような状態になる。つまり、このときの潜像の電位の立ち上がり部分とその立ち下がり部分が、より一層鈍化した状態になる。

このようなことから、検出用静電潜像６に像流れが発生していると、検出動作で得られる波形の最大値が基準のものよりも低下するという傾向にあり、また、その検出動作で得られる波形の幅が基準のものよりも広がるという傾向にあることがいえる。このような特性に基づくことにより、上記したような対比結果に基づく像流れの発生状況についての判断（判別）を行うことが可能になる。

実際この例では、図３に示すように、検出動作で得られた帯電電流の推移波形の最大値の低下する度合いΔＭ（＝Ｍａ−Ｍ）が規定値Ｄｎを超えるか否かについて対比した（Ｓ１５）。また、この対比に代えて又は併せて、検出動作で得られた帯電電流の推移波形の幅が拡がる度合いΔＷ（＝Ｗａ−Ｗ）が規定値Ｅｎを超えるか否かについて対比するようにしてもよい。

最後に、計測・特性算出部５２では、この対比を行った結果、その規定値Ｄｎ（又はＥｎ）を超えた場合には、例えば「像流れの発生は問題のあるレベルである」と判別する（Ｓ１６）。反対に、その規定値Ｄｎ（又はＥｎ）を超えない場合には、例えば「像流れの発生は問題のないレベルである」と判別する（Ｓ１７）。

規定値Ｄｎ、Ｅｎについては、適宜設定される。例えば、予め実験等により像流れによる画質劣化が起こるような問題のあるレベルの像流れが発生していることを判別できる値を確認し、それを規定値として設定することができる。この他にも、例えば、規定値として複数段階のものを設定しておき、その各規定値を超えるごとに像流れの発生度合いが段階的に異なるレベルものであることを判別できるように構成してもよい。

なお、以上のような検出動作で得られた像流れの判別結果は、所望の目的のために利用することができる。

例えば、像流れの発生は問題のあるレベルであると判別したときに、その像流れの発生原因である低抵抗化した放電生成物の除去を行う動作を実行するように構成する。また、その判別をしたときに、その後のプリント時に形成する画像の構造を像流れによる画質劣化の目立たないような構造に変更する動作を実行するように構成してもよい。さらに、検出用静電潜像６を形成した感光ドラム１２の表面部位を特定することにより、像流れの発生原因となっている放電生成物の付着箇所を検出するように構成することもできる。特に検出用静電潜像６を所定の間隔をあけて複数形成した場合には、感光ドラム１２の広い範囲における像流れの発生状況を把握することができ、しかも、その各潜像ごとに像流れの発生状況を分析することにより感光ドラム１２における放電生成物の付着の分布状態を把握することも可能になる。また、像流れの発生状況がひどいレベル（改善できない最悪のレベル）であると判別したときに、利用者に温度及び湿度の改善を促したり、感光ドラム１２を新品のものと交換する作業を促すように構成することもできる。

また、前記検出用静電潜像６として、図１１に例示するように、その線幅（Ｃ）が広い幅Ｃｘ（＞Ｃ）の潜像を形成した場合には、以下のとおりになる。

すなわち、その潜像６の像流れの影響を受けていない正常時(基準時）の電位状態（実線Ｌの曲線で示す状態）と、像流れの影響を受けた異常時（検出動作で得られる帯電電流の特性情報）の電位状態（点線Ｓの曲線で示す状態）との差異（電位状態を示す波形の最大値の変化量）が少なくなり、その違いが判別しにくくなる。このため、像流れの発生状況について適切に判別することができなくなって不利である。

［他の実施の形態］
実施形態１では、像流れ検出動作のうち検出用静電潜像６の帯電（及び電流の計測）を、その静電潜像６が形成された後に感光ドラム１２の回転により帯電装置１３の帯電ロール１３ａに最初に到達したときに行うようにした場合を説明したが、その検出用静電潜像６の帯電を行う時期については、静電潜像６がその形成後に帯電ロール１３ａに最初に到達して通過する時期よりも遅い時期に設定することもできる。この場合は、例えば制御・対比判別部５１により、図３に示すように、検出用静電潜像６を形成する工程（Ｓ１１）後であって、その静電潜像６の帯電等を行う工程（Ｓ１２）を実行する前に、その帯電を遅延化させるための所要の動作を実行する制御（ステップＳ２０）を行うように構成すればよい。

その帯電の遅延化動作としては、例えば、静電潜像６の形成後に帯電装置１３への帯電用電圧の印加を一旦停止させ、その静電潜像６が感光ドラム１２の回転により帯電装置１３を複数回（例えば４回、５回）帯電しない状態で通過させた後に帯電用電圧の印加を再開することが可能である。この場合は、電源装置２１の帯電用電圧の印加動作について制御すればよい。また、他の遅延化動作としては、静電潜像６の形成直後に感光ドラム１２の回転を一旦停止させ、所定の時間が経過した後に、感光ドラム１２の回転を再開させることも可能である。この場合は、駆動装置２３の感光ドラムの回転動作について制御すればよい。

また、実施の形態１では、像流れの検出動作において感光ドラム１２をプリント時における通常の速度で回転させた場合を説明したが、その検出動作のうち少なくとも検出用静電潜像６の帯電時の電流計測を行う際には、感光ドラム１２を通常速度よりも遅い速度で回転させるように構成することもできる。この場合は、例えば検出用静電潜像６を形成する工程（ステップＳ１１）が終了した後に、駆動装置２３の感光ドラムの回転動作について低速化する制御（図３のステップＳ３０）を行えばよい。なお、必要により、像流れの検出動作の全工程を通して感光ドラム１２の回転速度を通常速度よりも遅い速度に変更するように構成しても差し支えない。

また、実施の形態１では、像流れの検出動作における検出用静電潜像６の形成について、感光ドラム１２に対して露光装置１４により最初に静電潜像６を形成した後、その静電潜像６の帯電を行わず、その感光ドラム１２の同じ位置に対して露光装置１４によって同じ静電潜像６を形成するための露光を再度行って静電潜像６の形成を行うように構成することもできる。この場合は、検出用静電潜像６がより正確に形成される。例えば、その形成される静電潜像６の電位状態が前述したような理想的な電位まで低下した値になる。

さらに、実施の形態１では、像流れの検出動作において検出用静電潜像６として、図１０に例示するように感光ドラム１２の軸（Ｊ）方向に間隔をあけて存在するような破線状の静電潜像６Ｂを形成することもできる。この場合、破線状の検出用静電潜像６Ｂの軸方向における間隔については適宜設定することができるが、好ましくは等間隔に設定するとよい。また、検出用静電潜像を複数形成する場合は、そのすべてを破線状の静電潜像６Ｂにする構成が可能であるほか、その破線状の静電潜像６Ｂと前記実線状の静電潜像６とを混在させるように構成することも可能である。

この他、実施形態１では、画像形成装置として単色のトナー像を形成するタイプのプリンタを例示したが、複数のトナー像から構成されるカラー画像を形成するタイプの画像形成装置を採用することもできる。また、トナー像を形成して用紙９に転写するまでの方式についても、従来公知の他の方式を採用することも可能である。

特に帯電装置１３として、前記帯電ロール１３ａを感光ドラム１２に接触させず近接させた非接触の状態（２０μｍ〜５０μｍ程度の間隔をあけた状態）で設置したものを使用することも可能である。この場合は、その非接触式の帯電ロール１３ａによる帯電は、その帯電ロール１３ａと感光ドラム１２の間に形成される微小な空隙の間で発生する放電（領域）で行われる。また、帯電装置１３として、帯電ロール１３ａに代えて帯電ブラシ（ブラシ先端を感光ドラム１２に接触させて固定配置されるもの）を装備するものを使用することもできる。この場合、検出用静電潜像６の線幅Ｃについては、その帯電ブラシの感光ドラム１２の回転方向Ａにおける放電領域Ｅの幅とその感光ドラム１２との接触部のそのドラム回転方向Ａにおける幅との合計値よりも小さい値に設定することが好ましい。

実施形態１に係るプリンタの概要を示す説明図である。 図１のプリンタの要部（像流れ検出装置とその関連部分）を示す説明図である。 像流れ検出装置による検出動作を示すフローチャートである。 感光ドラムに形成した実線状の検出用静電潜像を示す斜視図である。 検出用静電潜像の電位状態などを模式的に示す説明図である。 検出用静電潜像の幅に関する構成を示す説明図である。 検出用静電潜像の帯電時に計測された電流（の波形）を示す図である。 図７の計測された電流から算出される放電電流量の推移を表す波形などを示す図である。 検出動作で得られた放電電流量の推移波形と基準の放電電流量の推移波形とその各波形の特性の対比要素を示す説明図である。 感光ドラムに形成した破線状の検出用静電潜像を示す斜視図である。 幅が広すぎる構成の検出用静電潜像を形成した場合における電位状態などを模式的に示す説明図である。

符号の説明

１…プリンタ（画像形成装置）、５…像流れ検出装置（像流れ検出手段）、６…実線状の検出用静電潜像、６Ｂ…破線状の検出用静電潜像、１２…感光ドラム（像保持体）、１３…帯電装置、１３ａ…帯電ロール（接触式の帯電部材）、１４…露光装置、５１…制御・対比判別部（像流れ検出手段の一部）、５２…計測・特性算出部（像流れ検出手段の一部）、Ａ…感光ドラムの回転方向、Ｃ…線幅（検出用静電潜像の幅）、ｃ１，ｃ２…放電領域幅、ｃ３…接触幅、Ｍ…検出動作で得られた放電電流量の推移波形の最大値、Ｍａ…基準の放電電流量の推移波形の最大値、Ｗ…検出動作で得られた放電電流量の推移波形の幅、Ｗａ…基準の放電電流量の推移波形の幅。

Claims (7)

1. 静電潜像が形成される像形成面を有するとともに回転する像保持体と、
   この像保持体の像形成面を帯電用電圧が印加される接触式又は非接触式の帯電部材を介して帯電する帯電装置と、
   この帯電装置で帯電された前記像保持体の像形成面に露光により静電潜像を形成する露光装置と、
   前記像保持体の前記帯電装置で帯電された像形成面に、前記露光装置により、前記帯電部材の当該像保持体の回転方向における放電領域幅及び当該像保持体の回転方向における接触幅の合計幅と同じ幅又はそれよりも狭い幅でかつ当該像保持体の軸方向に沿う線状の構成からなる検出用静電潜像を形成する潜像形成動作と、その検出用静電潜像を前記帯電装置により帯電したときに前記帯電部材を通して流れる電流を計測する電流計測動作と、その計測した電流情報から放電電流量又はこれに相当する放電電荷量を求める算出動作と、その求めた放電電流量又は放電電荷量を予め設定される基準の放電電流量又は放電電荷量と対比し、その変化量に基づいて像流れの発生度合いを判別する対比判別動作を行う像流れ検出手段と
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像流れ検出手段は、その対比判別動作において、前記放電電流量又は放電電荷量の推移を示す波形の最大値及びその幅の少なくとも一方を基準の放電電流量又は放電電荷量のそれと対比する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像流れ検出手段は、その電流計測動作において、前記検出用静電潜像を前記帯電装置により初めて帯電する動作を、その検出用静電潜像がその形成後の前記像保持体の回転により当該帯電装置の帯電部材による放電領域に最初に到達して通過し終わる時期よりも遅い時期に遅延させて行う請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記像流れ検出手段は、その少なくとも電流計測動作を、前記像保持体の回転速度を画像形成時の速度よりも遅い速度に変更して行う請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記像流れ検出手段は、その潜像形成動作において、前記露光装置により前記検出用静電潜像を形成した後にその同じ位置に同じ検出用静電潜像を当該露光装置により再び形成する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
6. 前記像流れ検出手段は、その潜像形成動作において、前記検出用静電潜像を前記像保持体の回転方向に間隔をあけて複数存在するように形成する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
7. 前記像流れ検出手段は、その潜像形成動作において、前記検出用静電潜像として破線状の構成からなる静電潜像を形成する請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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