JP2009222809A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単色画像の形成動作と複数色画像の形成動作が種々の比率で切り替えて行われることがあっても、複数の作像装置（特に単色画像形成時に現像剤像を形成しない作像装置）における各像保持体の帯電を安定して行うことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】単色画像の形成時に現像剤像を形成しない作像装置の帯電装置に印加する帯電用電圧について、その初期設定値から、計測手段で計測された単色画像形成時における像保持体の回転量の累積値に基づいて定められる第１補正値と計測手段で計測された複数色画像形成時における像保持体の回転量の累積値に基づいて定められる第２補正値とから得られる値に変更する制御手段とを有する。
【選択図】図５

Description

この発明は画像形成装置に関するものである。

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置には、単色（主に黒色）の画像に加えてカラー（複数色）の画像を形成することができるカラー画像形成装置がある。

このカラー画像形成装置としては、感光体ドラム等の像保持体に所定の色の現像剤からなる現像剤像（いわゆるトナー像）を形成する作像装置を複数使用するとともにそれらを直列に並べて配置し、その各作像装置で形成される各色の現像剤像をその各作像装置の像保持体にそれぞれ接触した状態で順次通過するように回転する用紙搬送体又は中間転写体に転写する（用紙搬送体を用いる場合は用紙搬送体によって搬送される用紙に転写する）ことにより、単色画像やカラー画像形成を形成する形式（いわゆるタンデムタイプ）のものが存在する。

このようなタンデムタイプであって、押圧部材により用紙搬送体を像保持体に当接させるカラー画像形成装置において、複数個の像保持体のうちの一部を使用して画像形成を行う場合に、画像形成を行わない像保持体に対応した転写位置では押圧部材による用紙搬送体の像保持体への当接を行わないとともに、転写装置への転写帯電バイアスの印加を行わないように構成したものが知られている（特許文献１）。

特開平１０−１８６７７３号公報

この発明は、単色画像の形成動作と複数色画像の形成動作が種々の比率で混在して切り替えながら行われることがあっても、複数の作像装置（特に単色画像形成時に現像剤像を形成しない作像装置）における各像保持体の帯電を安定して行うことができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

この発明（Ａ１）の画像形成装置は、像保持面を有するとともに回転する像保持体と、帯電用電圧が印加されて前記像保持体の像保持面を帯電する帯電装置と、前記像保持体の帯電された像保持面に形成される静電潜像を所定の色の現像剤で現像して現像剤像とする現像装置と、転写用電圧が印加されて前記現像剤像を転写する転写装置とを備えた複数の作像装置と、前記各作像装置の前記転写装置による転写が行われる転写位置で前記像保持体の像保持面にそれぞれ接触して順次通過する用紙搬送体又は中間転写体と、前記複数の作像装置のうちの１つの作像装置で形成される１色の現像剤像から構成される単色画像を形成する動作の実行時と、前記複数の作像装置で形成される各色の現像剤像を組み合わせて構成される複数色画像を形成する動作の実行時に、前記像保持体の回転量を個別に計測して累積する計測手段と、前記単色画像の形成時に現像剤像を形成しない前記作像装置の前記帯電装置に印加する帯電用電圧について、その初期設定値から、前記計測手段で計測された前記単色画像形成時における前記像保持体の回転量の累積値に基づいて定められる第１補正値と前記計測手段で計測された前記複数色画像形成時における前記像保持体の回転量の累積値に基づいて定められる第２補正値とから得られる値に変更する制御手段とを有するものである。

また、この発明（Ａ２）の画像形成装置は、上記発明Ａ１の画像形成装置において、前記第１補正値が、単色画像の形成時に現像剤像を形成しない前記作像装置における前記像保持体の回転量の累積値と、当該単色画像の形成時における当該像保持体の帯電電位の変動量に応じて設定される補正係数とから得られる値であり、前記第２補正値が、複数色画像の形成時に前記現像剤像を形成しない前記作像装置における前記像保持体の回転量の累積値と、当該複数色画像の形成時における当該像保持体の帯電電位の変動量に応じて設定される補正係数とから得られる値であるとしたものである。

また、この発明（Ａ３）の画像形成装置は、上記発明Ａ１又はＡ２の画像形成装置において、前記像保持体の回転量を、回転数又は回転時間から得るものである。

また、この発明（Ａ４）の画像形成装置は、上記発明Ａ１〜Ａ３のいずれかの画像形成装置において、前記各作像装置における少なくとも前記像保持体を装置本体に対し着脱可能に装着する交換部品として構成し、かつ、前記各交換部品に、前記計測手段で計測される単色画像形成時及び複数色画像形成時における像保持体の各回転量の累積値を個別に記憶して保持する記憶手段を取り付けるとともに、前記制御手段が前記記憶手段に記憶されている当該各回転量の累積値を読み出して使用するものである。

また、この発明（Ａ５）の画像形成装置は、上記発明Ａ４の画像形成装置において、前記各作像装置における少なくとも前記像保持体を装置本体に対し着脱可能に装着する交換部品として構成するとともに、その各交換部品の像保持体ごとの回転量を前記計測手段で個別に計測して累積し、かつ、前記各交換部品が新たな交換部品に交換される際に、前記記憶手段に記憶されている当該交換された交換部品における像保持体の回転量の累積値をゼロに戻すものである。

また、この発明（Ａ６）の画像形成装置は、上記発明Ａ１〜Ａ５のいずれかの画像形成装置において、前記制御手段は、前記単色画像の形成時に、現像剤像を形成しない前記作像装置の前記転写装置に転写用電圧を印加しないか又は転写用電圧よりも低い低電圧を印加するものである。

また、この発明（Ａ７）の画像形成装置は、上記発明Ａ１〜Ａ６のいずれかの画像形成装置において、前記制御手段は、前記単色画像の形成時に現像剤像を形成する前記作像装置の前記帯電装置に印加する帯電用電圧について、その初期設定値から、前記計測手段で計測された前記単色画像形成時における前記像保持体の回転量の累積値と前記複数色画像形成時における前記像保持体の回転量の累積値を合計した値に基づいて定められる補正値を減じて得られる値に変更するものである。

上記発明Ａ１の画像形成装置によれば、本発明の構成を有しない場合に比べて、単色画像の形成動作と複数色画像の形成動作が種々の比率で切り替えて行われることがあっても、複数の作像装置における各像保持体の帯電を安定して行うことができる。

上記発明Ａ２の画像形成装置では、その構成を有しない場合に比べて、複数の作像装置における各像保持体の帯電を精度よく安定して行うことができる。

上記発明Ａ３の画像形成装置では、その構成を有しない場合に比べて、複数の作像装置における各像保持体の帯電を精度よく安定して行うことができる。

上記発明Ａ４の画像形成装置では、その構成を有しない場合に比べて、作像装置が交換されることがあっても、複数の作像装置における各像保持体の帯電を安定して行うことができる。

上記発明Ａ５の画像形成装置では、その構成を有しない場合に比べて、作像装置が交換された後においても、複数の作像装置における各像保持体の帯電を確実に安定して行うことができる。

上記発明Ａ６の画像形成装置では、その構成を有しない場合に比べて、像保持体の像保持面の帯電された表面電位が当該表面電位と逆極性の転写用電圧の印加により低下することがなくなり、その後の帯電時に像保持体に流れ込む電流による像保持面の表面劣化が抑制され、複数の作像装置における各像保持体の帯電をより安定して行うことができる。

上記発明Ａ７の画像形成装置では、その構成を有しない場合に比べて、複数の作像装置すべてにおける各像保持体の帯電を容易に安定して行うことができる。

図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の要部を示す説明図である。

この画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されるものであり、筐体（図示せず）の内部に、電子写真方式、静電記録方式等を利用して入力画像情報に基づいて乾式の現像剤としてのトナー（着色等された微粉体）で現像されるトナー像を形成する複数の作像装置１０と、この各作像装置１０で形成されたトナー像を転写させる用紙９に搬送する用紙搬送装置２０と、この用紙搬送装置２０で搬送されてトナー像が転写された後の用紙９を通過させてトナー像の定着を行う定着装置３０が主に設置されている。図中の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、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（黒：Ｋ）の各色のトナー像を個々に形成することができる４つの作像装置（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）を適用しており、それらの作像装置１０を直列に並べるような状態で配置している。また、この各作像装置（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）は、以下に示すようにほぼ共通した構成のものである。

各作像装置１０は、基本的には、矢印方向（この例では図中に示す時計回りの方向）に回転する感光体ドラム１２を備えており、この感光体ドラム１２の周囲に、次のような各装置を主に配置した構成になっている。その主な装置とは、感光体ドラム１２の表面（像保持面）を所定の電位に帯電させる帯電装置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（各色用の）静電潜像を形成する潜像形成装置としての露光装置１４と、その潜像に対して各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを転移付着させて顕像化するための現像を行う現像装置１５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、そのトナー像を用紙搬送装置２０（の用紙搬送ベルト２１）により搬送される用紙９に対して転写する転写装置１６と、転写後の感光体ドラム１２の像保持面を除電する除電装置１７と、感光体ドラム１２の表面に残留して付着するトナー等の付着物をブレード等で掻きとって除去するドラム用の清掃装置１８である。

感光体ドラム１２は、接地処理される円筒状の基材に有機感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。帯電装置１３は、感光体ドラム１２の像保持面に接触して回転するとともに帯電用電圧が印加される帯電ロールを備えたものである。露光装置１４は、ＬＥＤアレイ、レーザ走査装置等で構成されている。このような露光装置１４には、画像形成装置１に装備されているか又は接続される原稿読取装置や、記憶媒体読取装置や、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の機器から入力される画像情報を図示しない画像処理装置で所要の処理を施し、その処理後に得られる各色成分ごとの画像信号がそれぞれ入力される。なお、露光装置１４は、各作像装置１０に１つずつ独立して配置するものでもよい。

現像装置１５は、その現像剤収容部に収容されている現像剤（トナー）を回転しながら保持して感光体ドラム１２と対向する現像領域に搬送するとともに現像用電圧が印加される現像ロール１５ａを有している。除電装置１７は、例えば、感光体ドラム１２の内部空間に設置するＬＥＤ等から出射される光を樹脂レンズ等の光学素子によって感光体ドラム１２の像保持面に屈折させて照射する構成のものが使用されている。

各作像装置１０における帯電装置１２（の帯電ロール）、現像装置１５（の現像ロール１５ａ）及び転写装置１６（の転写ロール）には、作像時になると、図３等に示すように各電源装置１２ｂ，１５ｂ，１６ｂから帯電用電圧、現像用電圧、転写用電圧が所定の時期にそれぞれ供給されて印加される。この例では、帯電用電圧及び転写用電圧として直流電圧が印加され、現像用電圧として交流電圧に直流電圧を重畳した電圧が印加される。また、感光体ドラム１２と現像装置の現像ロール１５ａは、作像時になると原則、図示しない回転駆動装置の動力により所定の方向に回転する。

用紙搬送装置２０は、各作像装置１０の感光体ドラム１２と転写装置１６の間（転写位置）をその各感光体ドラム１２の像保持面と接触した状態でそれぞれ通過しながら矢印方向（この例では図中に示す反時計回りの方向）に回転する用紙搬送ベルト２１と、この用紙搬送ベルト２１を所望の状態に架け回して回転自在に支持する複数の支持ロール２２、２３と、図示しない給紙装置から１枚ずつ供給される用紙９を用紙搬送ベルト２１の外周面に静電的に吸着させる吸着ロール２５と、用紙搬送ベルト２１の外周面に付着する不要なトナー、紙粉等の付着物を除去するベルト用の清掃装置２６とで主に構成されている。

用紙搬送ベルト２１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボン等の抵抗調整剤を所定量分散した材料を用いて所定の厚さからなる無端状のベルト形態に成形したものが使用される。支持ロール２３は、図示しない回転駆動装置の動力を受けて回転する駆動ロールであり、用紙搬送ベルト２１を上記の方向に回転させる。吸着ロール２５には、電源装置２５ｂ（図３等）から用紙吸着用電圧が用紙９を吸着する時期に印加される。

定着装置３０は、作像装置１０において用紙９に転写されたトナー像を加熱及び加圧することにより定着する方式のものである。この定着装置３０としては、例えば、専用の筐体の内部に、所定の方向に回転駆動するとともに表面温度が所定の温度に保持されるように加熱手段によって加熱される加熱回転体と、その加熱回転体の軸方向にほぼ沿うように所定の圧力で接触して従動回転するロール形式、ベルト形式等の加圧回転体とを設置したものが使用される。この定着装置３０による定着は、加熱回転体と加圧回転体が接触する接触部に、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で行われる。

図２は、この画像形成装置１における作像装置１０の動作について主に制御する制御装置を示すものである。

制御装置５は、論理演算処理装置、記憶手段、制御手段等で主に構成されている。この制御装置５は、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における感光体ドラム１２を回転させる回転駆動装置の動作を制御する感光体ドラム制御部５１、その帯電装置１３に帯電用電圧を印加する電源装置の動作を制御する帯電制御部５２、露光装置１４の動作を制御する露光制御部５３、現像装置１５の動作を制御する現像制御部５４、転写装置１６に転写用電圧を印加する電源装置の動作を制御する帯電制御部５５、除電装置１７の動作を制御する除電制御部５６等が接続されている。現像制御部５４は、現像ロール１５ａを回転させる回転駆動装置の動作を制御する駆動制御部５４ａと、現像ロール１５ａに現像用電圧（現像バイアス）を印加する電源装置の動作を制御するバイアス制御部５４ｂを有している。

また、制御装置５は、図示しない操作表示部、入出力部、各種センサ等の検出手段などにも接続されており、必要な情報の入力や出力（表示を含む）を行う。制御装置５による制御動作は、記憶手段に格納されている各種の制御プログラムやデータに従い、必要な各種の入力情報などを取り入れつつ実行される。ちなみに、この制御装置５は、用紙搬送装置２０の各動作（回転動作や、用紙吸着動作など）を制御する用紙搬送制御部、定着装置３０の各動作（回転動作、加熱動作など）を制御する定着制御部などを接続したものであってもよい。

この画像形成装置１による画像形成動作（以下「プリント動作」とも称する。）は、以下のように行われる。

まず、この画像形成装置１では、複数色画像としての前記４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像で構成されるフルカラー画像を形成するカラー印字モードと単色画像としての黒色画像を形成するモノクロ（黒色単独）印字モードとに区別してプリント動作が実行される。カラー印字モードとモノクロ印字モードとの選別は、入力される画像情報に組まれる選択指示情報や、画像形成装置１に接続されるＰＣに表示されるプリンタドライバの表示画面上でユーザが指定する情報等によって行われる。

初めに、カラー印字モードにより用紙９の片面に対してフルカラー画像を形成するときの基本的なプリント動作について説明する。

制御装置５がカラー印字モードによるプリント動作の開始指令を受けると、制御装置５の制御動作により、図３に示すように、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラム１２及び現像ロール１５ａと用紙搬送装置２０の用紙搬送ベルト２１とが回転し始めるとともに、各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の帯電装置１３、現像装置１５及び転写装置１６に電源装置１２ｂ，１５ｂ，１６ｂから所定の帯電用電圧、現像用電圧及び転写用電圧がそれぞれ印加され始める。この際、感光体ドラム１２と用紙搬送ベルト２１は互いにほぼ同じ周速度で回転する。

これにより、作像装置１０における各帯電装置１３が各感光体ドラム１２の像保持面を所定の極性及び電位に帯電する。続いて、その帯電した感光体ドラム１２の像保持面に対して、露光装置１４が画像信号に基づく露光を行うことにより所定の電位差からなる静電潜像を形成する。しかる後、各現像装置１５が感光体ドラム１２に形成された各静電潜像を所定の極性に帯電しているトナーで現像（例えば反転現像）することによりトナー像として顕像化する。この結果、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のすべてにおいて、その各感光体ドラム１２上に各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像が専用に形成される。

一方、このトナー像の作像動作時期に合わせて、所望の寸法、種類等からなる用紙９が図示しない給紙装置から用紙搬送装置２０にむけて搬送して供給され、その回転する用紙搬送ベルト２１の外周面に対し吸着ロール２５の静電的作用により吸着される。しかる後、その用紙９が用紙搬送ベルト２１により搬送されて各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の転写位置を通過する際に、各作像装置１０における感光体ドラム１２上のトナー像が転写装置１６の静電的作用を受けて用紙９側に順番に重ね合わせられるような状態で転写される。この転写の際、転写装置１６には、感光体ドラム１２の像保持面の帯電電位の極性（この例ではトナーの帯電極性と同じ）とは逆の極性の転写用電圧が印加される。この転写が終了した後の感光体ドラム１２の表面は、除電装置１７により除電されるとともに清掃装置１８により清掃される。

続いて、トナー像が転写された後の用紙９は、用紙搬送ベルト２１から剥離された後、定着装置３０に搬送されて導入される。定着装置３０では、そのトナー像が転写された用紙９を加熱用回転体と加圧用回転体の接触部を通過させる際に加熱及び加圧させることでトナー像のトナーを溶融させて用紙９に定着させる。この定着が終了した後の用紙９は、その片面への画像形成を行うだけの場合には、定着装置３０から排出された図示しない排紙部に搬送されて収容される。

以上の一連の動作により、用紙９の片面にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー像で構成されて発色するフルカラー画像が形成され、用紙１枚に対する基本的なカラー印字が終了する。また、複数枚分の連続するカラー印字の指示がある場合には、上記した一連の動作がその指示された枚数分だけ同様に繰り返されることになる。

次に、モノクロ印字モードにより用紙９の片面に対して黒色画像を形成するときの基本的なプリント動作について説明する。

制御装置５がモノクロ印字モードによるプリント動作の開始指令を受けると、制御装置５の制御動作により、図４に示すように、黒色（Ｋ）のトナー像の形成をする作像装置１０Ｋでは、カラー印字モード時と同様に、その感光体ドラム１２及び現像ロール１５ａが回転し始めるとともに、その帯電装置１３、現像装置１５及び転写装置１６に所定の帯電用電圧、現像用電圧及び転写用電圧がそれぞれ印加され始める。

一方、Ｙ，Ｍ，Ｃの各色のトナー像の形成をしない作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）では、図４に示すように、感光体ドラム１２を回転させることと、帯電装置１３に（モノクロ印字モード用の）帯電用電圧を印加するとともに現像装置１５の現像ロール１５ａに現像用電圧を印加することが行われ、その他の構成部品の動作はなされない。即ち、作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）における露光装置１４による露光や、現像装置１５の現像ロール１５ａの回転や、転写装置１６への転写用電圧の印加がいずれも行われず、また除電装置１７が作動しない。図４中の符合１６ｄは、各電源装置１６ｂの帯電装置１６への転写用電圧の供給を遮断するスイッチ（機能）を概念的に示すものであり、実際には転写制御部５５に含まれる機能に該当する。

これにより、黒色（Ｋ）の作像装置１０Ｋでは、前記したような帯電装置１３による感光体ドラム１２の帯電、露光装置１４による黒色用の静電潜像の形成、現像装置１５による現像で黒色トナー像の形成、転写装置１６による黒色トナー像の転写が実行される。

この際、作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）では、Ｙ，Ｍ，Ｃの各色のトナー像が形成されない。また、この作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）では、その各感光体ドラム１２が空回転するので、各感光体ドラム１２の像保持面が回転する用紙搬送ベルト２１と速度差をもって接触することがない。さらに、その各感光体ドラム１２の像保持面が帯電されているとともに各現像装置の現像ロール１５ａに現像用電圧が印加されているので、各感光体ドラム１２の保持面に各現像装置１５からトナーが移行して付着することがない。しかも、その各転写装置１６に転写用電圧が印加されていないので、用紙搬送ベルト２１が作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の転写位置を通過する際に感光体ドラム１２の像保持面の帯電された表面電位に対して、当該表面電位と逆極性の転写用電圧の印加による電位低下の電気的要因がない。

次いで、用紙搬送ベルト２１により搬送されて各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の転写位置を通過する用紙９には、作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の転写位置ではトナー像の転写がなされず、黒色の作像装置１０Ｋの転写位置において感光体ドラム１２上の黒色トナー像が転写装置１６の静電的作用を受けて転写される。この黒色トナー像が転写された用紙９は、定着装置３０に搬送されて定着処理された後、排出部に排出される。

以上の一連の動作により、用紙９の片面に黒色１色のトナー像で構成されるモノクロ画像が形成され、用紙１枚に対する基本的なモノクロ印字が終了する。また、複数枚分の連続するモノクロ印字の指示がある場合には、上記した一連の動作がその指示された枚数分だけ同様に繰り返されることになる。

ここで、図９は、モノクロ印字が繰り返して行われた場合に、４つの作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各帯電装置１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対して同じ帯電用電圧を印加したときにおける各感光体ドラム１２の回転量（回転数又は回転時間）と各感光体ドラム１２の帯電電位（像保持面の表面電位）とを測定した結果を模式的に示したものである。

各感光体ドラム１２における帯電電位はいずれも、感光体ドラム１２の回転量が増加する（多くなる）につれて次第に増加する（高くなる）傾向を示す。これは、前述したように、感光体ドラム１２の像保持面（表層）が清掃装置１８との接触（摺擦）や用紙搬送ベルト２１との接触により磨耗したり、あるいは、帯電装置１３の帯電部材（帯電ロール等）にトナー等が付着して帯電性能が劣化することに起因していると考えられる。また、ここで注目すべきことは、Ｙ，Ｍ，Ｃの３色の作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）における帯電電位の増加する度合い（上昇幅）が、黒色の作像装置１０Ｋにおける帯電電位の増加する度合いよりも、感光体ドラム１２の回転量の増加に伴い次第に低下する傾向にある点である。

図１０は、カラー印字時及びモノクロ印字時における作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各感光体ドラム１２の像担持面（膜）の磨耗割合をそれぞれ測定した結果を示すものである。同図ａはカラー印字時の結果、同図ｂはモノクロ印字時の結果である。

測定は、新品の感光体ドラム１２を装着した状態で、いずれの印字時も所定のサンプル画像の形成を感光体ドラム１２の回転数が３０００００回転数となる分だけそれぞれ連続して行った後に、その各印字後における各感光体ドラム１２の表層の膜厚を渦電流式の膜厚測定器により感光体ドラムの１０００００回転数分の印字終了時ごとに測定することで行った。モノクロ印字時には、前記したように転写用電圧の印加と除電装置１８の除電の動作をいずれもＯＦＦ状態にしている。磨耗割合は、初期の膜厚から磨耗後の測定した膜厚を減算して得た値を感光体ドラムの回転数で除算した値により示した。カラー印字時には、４色の感光体ドラム１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のいずれもほぼ同じ膜磨耗の割合である。また、モノクロ印字時には、黒色の感光体ドラム１２Ｋの膜磨耗割合がカラー印字時の場合とほぼ同じであるのに対し、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の感光体ドラム１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の膜磨耗割合がカラー印字時の場合より（約３０％）低下していた。

以上のことから、カラー印字とモノクロ印字が行われる比率によって、感光体ドラム１２の膜磨耗の割合が異なり、このことも一因となって感光体ドラム１２の帯電電位が変動していることが推測される。

そこで、この画像形成装置１においては、４つの作像装置（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における帯電装置１３に印加する帯電用電圧について以下に説明するように制御している。

まず、図２に示すように、モノクロ印字モードが選択されて単色画像を形成する動作が実行される時と、カラー印字モードが選択されてカラー画像を形成する動作が実行される時に、所定の作像装置１０における感光体ドラム１２の回転数を個別にそれぞれ計測して累積する感光体ドラム回転数の累積カウンタ６を設けている。この例では、カウント対象の感光体ドラム１２を黒色の作像装置１０Ｋにおける感光体ドラムとしている。

累積カウント６は、カウント対象の感光体ドラム１２を回転駆動するモータの回転時間を計測し、感光ドラム１２が１周するために必要な時間で除算することにより得られた情報をモノクロ印字時とカラー印字時とに分けて累積して所定の記憶手段（専用のものでも又は制御装置５や帯電制御部５２の記憶手段でもよい）に記憶保持するように構成されている。累積カウント値（情報）としては、モノクロ印字の累積回転数Ｅｋとカラー印字の累積回転数Ｅｃが得られる。また、累積カウンタ６は、制御装置５に接続されており、そのカウント情報を制御装置５側に送信できるようになっている。

そして、制御装置５の帯電制御部５２において、モノクロ印字モードにおける単色画像の形成時にトナー像を形成しない作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の帯電装置１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ）に印加する帯電用電圧（Ｖhc）について、以下のように補正している。

すなわち、上記帯電用電圧（Ｖhc）について、その初期設定値（Ｖhc0）から、累積カウンタ６で計測されたモノクロ印字時における感光体ドラム１２の累積回転数（Ｅｋ）に基づいて定める第１補正値（ΔＶ１）とカラー印字時における感光体ドラム１２の累積回転数（Ｅｃ）に基づいて定める第２補正値（ΔＶ２）とを減じて得られる値（＝Ｖhc0−（ΔＶ１＋ΔＶ２）＝Ｖhc´）に変更する。初期設定値（Ｖhc0）は、例えば帯電制御部５２の記憶手段に予め格納されている。

その際、第１補正値（ΔＶ１）は、モノクロ印字時の感光体ドラム１２の累積回転数Ｅｋに、そのモノクロ印字時にトナー像を形成しないＹ，Ｍ，Ｃ色の作像装置１０における感光体ドラム１２の帯電電位の変動量に応じて設定される補正係数αを乗じて得られる値（＝Ｅｋ×α）としている。また、第２補正値（ΔＶ２）は、カラー印字時の感光体ドラム１２の累積回転数Ｅｃに、そのカラー印字時にＹ，Ｍ，Ｃ色の作像装置１０における感光体ドラム１２の帯電電位の変動量に応じて設定される補正係数βを乗じて得られる値（＝Ｅｃ×β）としている。

また、補正係数α、βについては、次のようにして導き出している。画像形成装置１における作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の感光体ドラム１２に同じ帯電用電圧を印加した状態で一定量のモノクロ印字動作及びカラー印字動作を別々に実行し、その各印字動作を行ったときの感光体ドラムの初期帯電電位と最終帯電電位との差（変動量）をそれぞれ表面電位測定器で測定し、その帯電電位の変動量を感光体ドラムの回転数で除算した値として求めている。一定量の印字動作は、例えば感光体ドラム１２の回転数で特定することができる。その具体例を示すと、感光体ドラムを１万回転させてモノクロ印字又はカラー印字をしたときの帯電電位の変動量が２０Ｖであった場合は、一般にそのときの補正係数は２０／１００００＝０．０００２（Ｖ／回転数）となる。

一方、黒色の作像装置１０Ｋは、モノクロ印字時とカラー印字時の双方においてトナー像の形成を行うため、その作像装置１０Ｋの帯電装置１３Ｋに印加する帯電用電圧（Ｖｈｋ）については、以下のように補正している。

すなわち、その帯電用電圧（Ｖhk）の初期設定値（Ｖhk0）から、累積カウンタ６で計測されたモノクロ印字時における感光体ドラム１２の累積回転数（Ｅｋ）とカラー印字時における感光体ドラム１２の累積回転数（Ｅｃ）に基づいて定める第３補正値（ΔＶ３）を減じて得られる値（＝Ｖhk0−（ΔＶ３）＝Ｖhk´）に変更する。この場合、第３補正値（ΔＶ３）は、モノクロ印字時の感光体ドラム１２の累積回転数Ｅｋとカラー印字時の感光体ドラム１２の累積回転数Ｅｃとの合計値（Ｅｋ＋Ｅｃ）に、前記補正係数βを乗じて得られる値（＝（Ｅｋ＋Ｅｃ）×β）としている。

この帯電用電圧の制御は、例えば、画像形成装置１の電源の投入時、プリント動作の開始時、その終了時等の時期のうちの一部又は全部の時期に実行するように設定される。

そして、帯電用電圧の制御は、次のように実行される。

初めに、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の帯電装置１３に印加する帯電用電圧（Ｖhc）の制御について説明する。まず、上記帯電用電圧の制御を実行すべき時期が到来すると、制御装置５と帯電制御部５２において、図５に示すように、過去のモノクロ印字時における感光体ドラム１２の累積回転数（Ｅｋ）と過去のカラー印字時における感光体ドラム１２の累積回転数（Ｅｃ）が累積カウンタ６に関係する記憶手段からそれぞれ読み出される（ステップ１０：Ｓ１０）。

続いて、モノクロ印字時に関する第１補正値（ΔＶ１）とカラー印字時に関する第２補正値（ΔＶ２）とが、上記各累積回転数Ｅｋ、Ｅｃとモノクロ印字時の帯電電位の変動量に応じて設定される補正係数α及びカラー印字時の帯電電位の変動量に応じて設定される補正係数βとを用いて下記の式によりそれぞれ算出される（Ｓ１１〜Ｓ１２）。
ΔＶ１＝Ｅｋ×α、 ΔＶ２＝Ｅｃ×β

しかる後、帯電用電圧（Ｖhc）の補正値（Ｖhc´）が、その初期設定値（Ｖhk0）と上記第１補正値（ΔＶ１）及び第２補正値（ΔＶ２）とを用いて下記の式により算出される（Ｓ１３）。
Ｖhc´＝Ｖhc0−（ΔＶ１＋ΔＶ２）

最後に、帯電用電圧（Ｖhc）を上記補正値（Ｖhc´）に置き換えて変更する（Ｓ１４）。これにより、その後に実行されるモノクロ印字及びカラー印字では作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の帯電装置１３に帯電用電圧として補正値（Ｖhc´）が印加される。

一方、Ｋ色の作像装置１０Ｋの帯電装置１３に印加する帯電用電圧（Ｖhｋ）の制御について説明する。

この場合も、前記帯電用電圧（Ｖhc）の制御の場合と同様に、帯電用電圧の制御を実行すべき時期が到来すると、制御装置５と帯電制御部５２において、図６に示すように、過去のモノクロ印字時における感光体ドラム１２の累積回転数（Ｅｋ）と過去のカラー印字時における感光体ドラム１２の累積回転数（Ｅｃ）が累積カウンタ６に関係する記憶手段からそれぞれ読み出される（Ｓ２０）。実際、このステップは、帯電用電圧（Ｖhc）の制御動作と共通の動作として実行される。

続いて、モノクロ印字時及びカラー印字時に関する共通した第３補正値（ΔＶ３）が、上記各累積回転数Ｅｋ、Ｅｃとカラー印字時の帯電電位の変動量に応じて設定される前記補正係数βとを用いて下記の式によりそれぞれ算出される（Ｓ２１）。
ΔＶ３＝（Ｅｋ＋Ｅｃ）×β

しかる後、帯電用電圧（Ｖhｋ）の補正値（Ｖhｋ´）が、その初期設定値（Ｖhｋ0）と上記第３補正値（ΔＶ３）とを用いて下記の式により算出される（Ｓ２２）。
Ｖhｋ´＝Ｖhｋ0−（ΔＶ３）

最後に、帯電用電圧（Ｖhｋ）を上記補正値（Ｖhｋ´）に置き換えて変更する（Ｓ２４）。これにより、その後に実行されるモノクロ印字及びカラー印字では、作像装置１０Ｋの帯電装置１３に帯電用電圧として補正値（Ｖhｋ´）が印加される。

例えば、上記補正係数α及びβが「α＝０．００００６（Ｖ／回転数）、β＝０．０００２（Ｖ／回転数）」であり、モノクロ印字の累積回転数Ｅｋとカラー印字の累積回転数Ｅｃが「Ｅｋ＝１０００００、Ｅｃ＝５００００」である場合、帯電用電圧（Ｖhc、Ｖhｋ）は以下のように変更される。

Ｙ，Ｍ，Ｃ色の帯電装置１３に印加する帯電用電圧（Ｖhc）に関しては、ΔＶ１＝Ｅｋ×α＝１０００００×０．００００６＝６（Ｖ）、ΔＶ２＝Ｅｃ×β＝５００００×０．０００２＝１０（Ｖ）となるので、その初期設定値（Ｖhc0）から第１補正値ΔＶ１と第２補正値ΔＶ２を減算したもの（＝Ｖhc0−（ΔＶ１＋ΔＶ２）＝Ｖhc0−１６）が、その補正値（Ｖhc´）となる。

一方、Ｋ色の帯電装置１３に印加する帯電用電圧（Ｖhk）に関しては、ΔＶ３＝（Ｅｋ＋Ｅｃ）×β＝（１０００００＋５００００）×０．０００２＝３０（Ｖ）となるので、その初期設定値（Ｖhk0）から第３補正値ΔＶ３を減算したもの（＝Ｖhk0−ΔＶ３＝Ｖhc0−３０）が、その補正値（Ｖhk´）となる。

この具体例の場合、補正係数α及びβについては、帯電用電圧として−９００Ｖを印加した状態でＫ色の感光体ドラム１２と（Ｙ，Ｍ，Ｃ）色の感光体ドラム１２を１万回転させてモノクロ印字とカラー印字を個々に行い、このときの各帯電電位の変動量がそれぞれモノクロ印字で６Ｖ、カラー印字で２０Ｖであった結果から前記した算出式に基づいて導出した（α＝６／１０００００、β＝２０／５００００）。

図７は、モノクロ印字とカラー印字が混在して行われる場合において、上記したような帯電用電圧の制御を行ったときのＹ，Ｍ，Ｃ色用の帯電用電圧（Ｖhc）と帯電電位の各推移状態を模式的に示したものである。つまり、帯電用電圧（Ｖhc）の推移状態については、各モノクロ印字と各カラー印字がそれぞれ終了した時点で上記の制御をその都度行った場合を想定し、各印字が開始されるときに印加される帯電用電圧とその印字が終了した時点で補正される帯電用電圧を直線で結んで表している。モノクロ印字がなされたときの補正量（変更度合い）は、図７に示すように、カラー印字がなされたときの補正量よりも相対的に少なくなる関係にある。このように、この帯電用電圧の制御では、特にＹ，Ｍ，Ｃ色用の帯電用電圧（Ｖhc）の帯電用電圧が、モノクロ印字時の動作量（感光体ドラムの累積回転数にほぼ相当する）とカラー印字時の動作量（同）とにそれぞれ基づいて適切に制御される。

［変形例］
なお、上記実施形態においては、図１や図８に示すように、各作像装置１０における感光体ドラム１２、帯電装置１３、現像装置１５、除電装置１７及び清掃装置１８を一体化したプロセスカートリッジ７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とし、そのプロセスカートリッジ７を画像形成装置１の本体（不図示）に対して着脱可能に装着する交換部品として構成することができる。

この場合は、その各プロセスカートリッジ７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に、累積カウンタ６で計測されるモノクロ印字時及びカラー印字時における感光体ドラム１２の各累積回転数（Ｅｋ，Ｅｃ）を個別に記憶して保持するカートリッジメモリ（記憶保持可能なＲＡＭ：ランダムアクセスメモリなど）７２を取り付ける。一方、画像形成装置１の本体側には、そのプロセスカートリッジの装着部に上記カートリッジメモリ７２とプロセスカートリッジ装着時に接続するカートリッジメモリの読み書き装置７５を設ける。読み書き装置７５は、図２に示すように制御装置５と接続され、上記累積回転数を含む所要の情報を送受信できるようになっている。

そして、このように構成した場合には、累積カウンタ６で計測される各累積回転数（Ｅｋ，Ｅｃ）が、制御装置５又は帯電制御部５２の記録手段に書き込まれることに加えて、各プロセスカートリッジ７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のカートリッジメモリ７２にもそれぞれ書き込まれて記憶保持される。また、上記した帯電用電圧の制御に際しては、制御装置５と帯電制御部５２がカートリッジメモリ７２に記憶されている各累積回転数（Ｅｋ，Ｅｃ）を読み出して使用することになる。

これにより、例えば、累積カウンタ６をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色の各感光体ドラム１２に対して個別に設置し、その各感光体ドラム１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の累積回転数をそれぞれ計測するとともにその各累積回転数の情報をカートリッジメモリ７２に記憶保持すれば、各プロセスカートリッジ７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の一部が新品のカートリッジ又は使いかけの中古のカートリッジに交換されることがあっても、その累積回転数がカートリッジ７ごとに管理されるので、その交換されたプロセスカートリッジ７に対しては他の交換されないカートリッジ７とは異なる（独自の）累積回転数に基づいて帯電用電圧の制御を行うことができる。

また、上記構成の場合には、各プロセスカートリッジ７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が新たなカートリッジ７に交換される際に、制御装置５又は帯電制御部５２の記録手段に記憶されている交換されたプロセスカートリッジ７における感光体ドラム１２の累積回転数をゼロに戻すようにする。

これにより、交換されたプロセスカートリッジ７の感光体ドラム１２の累積回転数が正しく認識されて、その後の帯電用電圧の制御が実行されることになる。ちなみに、新旧のプロセスカートリッジ７の交換時の識別については、例えば、カートリッジメモリ７２に固有の識別情報を格納しておき、その交換作業時に識別情報の異同を照合することで行うことができる。また、プロセスカートリッジ７は、少なくとも感光体ドラム１２を搭載していればよく、他の搭載する部品については任意に選択することができる。

また、上記実施形態においては、第１補正値（ΔＶ１）と第２補正値（ΔＶ２）を、各累積回転数Ｅｋ、Ｅｃと対応する補正係数α、βとから算出することで得ていたが、予め所定の累積回転数Ｅｋ、Ｅｃ毎に対する第１補正値（ΔＶ１０）及び第２補正値（ΔＶ２０）をそれぞれ設定しておき、その累積回転数Ｅｋ、Ｅｃ毎に達した時点で第１補正値（ΔＶ１０）及び第２補正値（ΔＶ２０）を照合して採用するように構成することも可能である。

さらに、上記実施形態においては、モノクロ印字時及びカラー印字時における感光体ドラム１２の各累積回転数を計測したが、そのときの感光体ドラム１２の回転時間を累積して計測するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、モノクロ印字時にはＹ，Ｍ，Ｃ色の転写装置１６に転写用電圧を印加しないように構成していたが、それに代えて、転写用電圧よりも低い値の低電圧を印加するように構成してもよい。この際、低電圧とは、通常の転写用電圧を印加したときにおける感光体ドラム１２の像保持面の電位が低下し、その表面電位が低下した状態の感光体ドラム１２が帯電装置１３で帯電される際に像保持面から帯電装置１３に流れ込む電流よりも十分少なくなる像保持面の表面電位低下の状態に保持できる電圧であればよく、例えば、通常の転写時に印加する電圧値の０．０５〜０．５倍程度の値である。さらに、例えば、用紙搬送ベルト２１の接触による感光体ドラム１２の像保持面の膜磨耗が発生するおそれが少ない場合は、モノクロ印字に、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の転写装置１６に対しても通常の転写用電圧を印加しても構わない。

この他、画像形成装置１については、作像装置で形成されるトナー像を一時的に保持して搬送するとともに最終的にそのトナー像を用紙等に二次転写するベルト形態等の中間転写体を用いた形式の画像形成装置を適用することもできる。また、画像形成装置１は、除電装置１７を使用しない形式のものであっても構わない。さらに、作像装置１０は、少なくとも２つ以上有していればよい。

実施形態に係る画像形成装置の要部を示す説明図である。 図１の画像形成装置における主な制御系の構成を示すブロック図である。 カラー印字時における主な動作状態を示す説明図である。 モノクロ印字時における主な動作状態を示す説明図である。 Ｙ，Ｍ，Ｃ色の帯電用電圧の制御動作を示すフローチャートである。 Ｋ色の帯電用電圧の制御動作を示すフローチャートである。 Ｙ，Ｍ，Ｃ色の帯電用電圧の制御による推移状態を模式的に示す説明図である。 プロセスカートリッジの構成を示す説明図である。 一定の帯電用電圧を印加したときにおける各感光体ドラムの回転数と各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラムの帯電電位との関係を測定した結果を模式的に示したグラフ図である。 カラー印字時及びモノクロ印字時における各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）用の感光体ドラムの磨耗割合をそれぞれ測定した結果を示すグラフ図である。

符号の説明

１…画像形成装置、５…制御装置（制御手段の一部）、６…感光体ドラム回転数の累積カウンタ（計測手段）、７…プロセスカートリッジ（交換部品）、１０…作像装置、１２…感光体ドラム（像保持体）、１３…帯電装置、１５…現像装置、１６…転写装置、２１…用紙搬送ベルト（用紙搬送体）。

Claims (7)

1. 像保持面を有するとともに回転する像保持体と、帯電用電圧が印加されて前記像保持体の像保持面を帯電する帯電装置と、前記像保持体の帯電された像保持面に形成される静電潜像を所定の色の現像剤で現像して現像剤像とする現像装置と、転写用電圧が印加されて前記現像剤像を転写する転写装置とを備えた複数の作像装置と、
   前記各作像装置の前記転写装置による転写が行われる転写位置で前記像保持体の像保持面にそれぞれ接触して順次通過する用紙搬送体又は中間転写体と、
   前記複数の作像装置のうちの１つの作像装置で形成される１色の現像剤像から構成される単色画像を形成する動作の実行時と、前記複数の作像装置で形成される各色の現像剤像を組み合わせて構成される複数色画像を形成する動作の実行時に、前記像保持体の回転量を個別に計測して累積する計測手段と、
   前記単色画像の形成時に現像剤像を形成しない前記作像装置の前記帯電装置に印加する帯電用電圧について、その初期設定値から、前記計測手段で計測された前記単色画像形成時における前記像保持体の回転量の累積値に基づいて定められる第１補正値と前記計測手段で計測された前記複数色画像形成時における前記像保持体の回転量の累積値に基づいて定められる第２補正値とから得られる値に変更する制御手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１補正値が、単色画像の形成時に現像剤像を形成しない前記作像装置における前記像保持体の回転量の累積値と、当該単色画像の形成時における当該像保持体の帯電電位の変動量に応じて設定される補正係数とから得られる値であり、
   前記第２補正値が、複数色画像の形成時に前記現像剤像を形成しない前記作像装置における前記像保持体の回転量の累積値と、当該複数色画像の形成時における当該像保持体の帯電電位の変動量に応じて設定される補正係数とから得られる値である請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像保持体の回転量を、回転数又は回転時間から得る請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記各作像装置における少なくとも前記像保持体を装置本体に対し着脱可能に装着する交換部品として構成し、
   かつ、前記各交換部品に、前記計測手段で計測される単色画像形成時及び複数色画像形成時における像保持体の各回転量の累積値を個別に記憶して保持する記憶手段を取り付けるとともに、前記制御手段が前記記憶手段に記憶されている当該各回転量の累積値を読み出して使用する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記各作像装置における少なくとも前記像保持体を装置本体に対し着脱可能に装着する交換部品として構成するとともに、その各交換部品の像保持体ごとの回転量を前記計測手段で個別に計測して累積し、
   かつ、前記各交換部品が新たな交換部品に交換される際に、前記記憶手段に記憶されている当該交換された交換部品における像保持体の回転量の累積値をゼロに戻す請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記単色画像の形成時に、現像剤像を形成しない前記作像装置の前記転写装置に転写用電圧を印加しないか又は転写用電圧よりも低い低電圧を印加する請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記単色画像の形成時に現像剤像を形成する前記作像装置の前記帯電装置に印加する帯電用電圧について、その初期設定値から、前記計測手段で計測された前記単色画像形成時における前記像保持体の回転量の累積値と前記複数色画像形成時における前記像保持体の回転量の累積値を合計した値に基づいて定められる補正値を減じて得られる値に変更する請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。

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