JP2013195438A - 画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】予め定められた画質を保証する期間を経過した後に画像形成を続行した場合のキャリアの漏出を抑制する、画像形成装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】印加部１６が、保持部１２によって保持された二成分現像剤に含まれるトナーを保持部１２と感光体１４との電位差を利用して保持部１２から感光体１４に転移させることにより感光体１４にトナー像が形成されるように、保持部１２に対して、電位差を発生させるための電圧を印加する。制御部１８が、予め定められた画質を保証する画質保証期間の経過後、保持部１２の電位を感光体１４の消耗に追従させて降下させるように印加部１６を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置及びプログラムに関する。

特許文献１には、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤で現像する現像装置と、現像装置に現像バイアスを印加するバイアス印加装置と、感光体ドラムの膜厚に関する情報を検知するセンサと、センサの検知結果により、感光体ドラムの減少に伴って、現像されるトナー像の濃度が低くなるように現像装置に印加される現像バイアスの交流バイアスを制御するコントローラと、を備えた画像形成装置が開示されている。

特開２０１０−２５００５１号公報

本発明の課題は、予め定められた画質を保証する期間を経過した後に画像形成を続行した場合のキャリアの漏出を抑制する、画像形成装置及びプログラムを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の画像形成装置を、保持手段によって保持された二成分現像剤に含まれるトナーを前記保持手段と感光体との電位差を利用して前記保持手段から前記感光体に転移させることにより前記感光体にトナー像が形成されるように、前記保持手段に対して、前記電位差を発生させるための電圧を印加する印加手段と、予め定められた画質を保証する画質保証期間の経過後、前記保持手段の電位を前記感光体の消耗に追従させて降下させるように前記印加手段を制御する制御手段と、を含んで構成した。

請求項１に記載の画像形成装置を、請求項２に記載の発明のように、前記電位差を発生させるために前記感光体を帯電させる帯電手段を更に含み、前記制御手段が、前記画質保証期間の経過後、前記帯電手段による前記感光体の帯電電位を前記感光体の消耗に追従させて降下させるように前記帯電手段を更に制御するものとした。

請求項２に記載の画像形成装置を、請求項３に記載の発明のように、前記制御手段が、前記画質保証期間の経過後、前記電位差を予め定められた範囲内に保ちながら前記保持手段の電位及び前記感光体の帯電電位を前記感光体の消耗に追従させて降下させるように前記印加手段及び前記帯電手段を制御するものとした。

請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置を、請求項４に記載の発明のように、前記保持手段の電位の降下の度合い及び前記感光体の帯電電位の降下の度合いを揃えたものとした。

請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置を、請求項５に記載の発明のように、前記感光体で外周面が被覆されると共に駆動源から回転駆動力を受けて軸心周りに回転する円筒状部材を更に含み、前記制御手段が、前記画質保証期間の経過後、前記円筒状部材の累積回転駆動量に相当する物理量に追従させて降下させるように前記印加手段を制御するものとした。

請求項５に記載の画像形成装置を、請求項６に記載の発明のように、前記感光体に対して残留トナーを除去するように摺動する摺動部材を更に含んで構成した。

請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置を、請求項７に記載の発明のように、前記制御手段が、前記感光体が消耗により消失して前記外周面が露出した場合の該露出部と前記保持手段との電位差が前記二成分現像剤に含まれるキャリアが前記感光体に転移する予め定められた電位差未満となる度合いで前記保持手段の電位を前記感光体の消耗に追従させて降下させるように前記印加手段を制御するものとした。

請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置を、請求項８に記載の発明のように、前記画質保証期間を、前記感光体の品質を保証する期間としたものとした。

上記目的を達成するために、請求項９に記載のプログラムを、請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の画像形成装置における制御手段として機能させるためのものとした。

請求項１及び請求項９に係る発明によれば、予め定められた画質を保証する画質保証期間の経過後、二成分現像剤を保持する保持手段の電位を感光体の消耗に追従させて降下させる構成を有しない場合に比べ、予め定められた画質を保証する期間を経過した後に画像形成を続行した場合のキャリアの漏出が抑制される、という効果が得られる。

請求項２に係る発明によれば、画質保証期間の経過後、帯電手段による帯電電位を感光体の消耗に追従させて降下させる構成を有しない場合に比べ、感光体に想定外のトナー像が形成されるという事態の発生が抑制される、という効果が得られる。

請求項３に係る発明によれば、画質保証期間の経過後、電位差を予め定められた範囲内に保ちながら保持手段の電位及び感光体の電位を感光体の消耗に追従させて降下させる構成を有しない場合に比べ、画質保証期間の経過後の画質の低下が抑制される、という効果が得られる。

請求項４に係る発明によれば、保持手段の電位の降下の度合い及び感光体の電位の降下の度合いを揃えた構成を有しない場合に比べ、画質保証期間の経過後の画質の低下が抑制される、という効果が得られる。

請求項５に係る発明によれば、感光体で外周面が被覆されると共に駆動源から回転駆動力を受けて軸心周りに回転する円筒状部材を更に含み、制御手段が、画質保証期間の経過後、円筒状部材の累積回転駆動量に相当する物理量に追従させて降下させる構成を有しない場合に比べ、簡易な構成ながらもキャリアの漏出を抑制する精度が向上する、という効果が得られる。

請求項６に係る発明によれば、画質保証期間の経過後、感光体に対して残留トナーを除去するように摺動する摺動部材を有しない場合に比べ、摺動部材が摺動することによる感光体の消耗が生じたとしても画質保証期間の経過後に画像形成を続行した場合のキャリアの漏出が抑制される、という効果が得られる。

請求項７に係る発明によれば、感光体が消耗により消失して円筒状部材の外周面が露出した場合の露出部と保持手段との電位差が二成分現像剤に含まれるキャリアが感光体に転移する予め定められた電位差未満となる度合いで保持手段の電位を感光体の消耗に追従させて降下させる構成を有しない場合に比べ、キャリアの漏出を抑制する精度が向上する、という効果が得られる。

請求項８に係る発明によれば、画質保証期間を、感光体の品質を保証する期間とした構成を有しない場合に比べ、キャリアの漏出を抑制する精度が向上する、という効果が得られる。

実施形態に係る画像形成装置の要部機能の一例を示す機能ブロック図である。 実施形態に係る画像形成装置の電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る画像形成装置の要部構成の一例を示す構成図である。 実施形態に係る画像形成装置に含まれる現像器の要部構成の一例を示す構成図である。 実施形態に係る画像形成装置に含まれる画像形成部の電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る画像形成処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る画像形成処理が行われた場合の帯電電位及び現像電位の推移の一例を示す推移図である。 実施形態に係る画像形成処理が行われた場合の帯電電位及び現像電位の推移の一例であって、帯電電位及び現像電位の降下態様の変形例を示す推移図である。

以下、図面を参照して開示の技術の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、以下の説明では、トナーとこのトナーを静電潜像に付着させるべく静電気力を利用して搬送する役割を担うキャリアとが混合された二成分現像剤により静電潜像を現像する画像形成装置を例に挙げて説明する。しかし、開示の技術は、これに限定されるものではなく、開示の技術は、二成分現像剤により静電潜像を現像する画像形成装置であれば如何なる画像形成装置に対しても適用される。また、本実施形態において、「トナー」とは、例えば帯電性を持ったプラスチック粒子に炭素等の色粒子を付着させた微粒子を指す。また、本実施形態において、「キャリア」とは、例えば磁性体をエポキシ樹脂等でコーティングした微粒子であって、トナーと混合され使用される微粒子を指す。

図１には、本実施形態に係る画像形成装置１０の要部機能の一例が示されている。画像形成装置１０は、保持部１２、感光体１４、印加部１６、制御部１８、帯電部２０、摺動部材２２、駆動源２４及び円筒状部材２６を備えている。保持部１２は、帯電された二成分現像剤を磁力を利用して保持する。感光体１４は、帯電された表面が露光されることにより静電潜像が形成されるものである。

保持部１２の一例としては、感光体１４の表面（保持部１２に向けて露出している面）に形成された静電潜像に対して、二成分現像剤に含まれるトナーを供給することにより静電潜像を現像する現像ロールが挙げられる。この現像ロールは例えばモータ（図示省略）などの駆動源から回転駆動力を受けて回転する。なお、図１には軸心周りに矢印Ａ方向に回転する現像ロールが模式的に例示されている。保持部１２として現像ロールを採用する場合、例えば、現像ロールの外周面に吸着された二成分現像剤に含まれるトナーを、保持部１２と感光体１４の表面との電位差を利用して感光体１４の表面に転移させることにより、感光体１４にトナー像が形成される。

印加部１６は、保持部１２に保持された二成分現像剤に含まれるトナーを感光体１４の表面に転移させることで感光体１４にトナー像が形成されるように保持部１２と感光体１４の表面との間に電位差を発生させるための現像電圧を保持部１２に対して印加する。印加部により保持部１２に対して現像電圧が印加されることで、保持部１２に対して現像電圧が印加されない場合に比べ、保持部１２と感光体１４の表面との電位差が大きくなり、この電位差が所定値に達するとトナーが感光体１４の表面に転移することとなる。

このように感光体１４に転移したトナーは記録媒体（例えば用紙や転写ベルト）に転写される。しかし、転写工程において感光体１４のトナーが全て記録媒体に転写されない場合がある。この場合、感光体１４にはトナーが残留することとなり、このように残留したトナー（残留トナー）はクリーニングブレードやクリーニングロールなど清掃部材によって静電気的又は機械的に除去される。清掃部材が感光体１４の表面に摺接する場合、つまり機械的に除去する場合は感光体１４が清掃部材との摩擦によって磨耗することとなる。このように感光体１４の磨耗が進行すると感光体１４の表面の帯電電位が徐々に低下し、保持部１２と感光体１４との電位差も徐々に大きくなっていき、やがて、トナーだけでなくキャリアも感光体１４に転移させてしまうという事態が発生する虞がある。キャリアが感光体１４に転移すると、画像形成装置１０の内部に拡散し、画像形成装置１０に内蔵されている機器に悪影響を及ぼすことが考えられる。

そこで、本実施形態では、制御部１８が、予め定められた期間の経過後、保持部１２の電位を感光体１４の消耗に追従させて降下させるように印加部１６を制御する。ここで言う「予め定められた期間」とは、例えば画像形成装置１０によって形成される画像の予め定められた画質を保証する期間（以下、「画質保証期間」という。）を指す。なお、本実施形態では、画質保証期間の一例として、感光体１４の品質を保証する期間として予め定められた期間を採用しているが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、感光体１４の品質を保証する期間として予め定められた期間を、画像形成装置１０が設置されている環境や画像形成装置１０の累積稼動量などの感光体１４の品質に影響を及ぼす原因を加味して調整して得た期間を採用してもよい。具体的には、感光体１４の消耗を早める環境下に感光体１４が設置されている場合には、感光体１４の品質を保証する期間として予め定められた期間に１未満の予め定められた係数を乗じて得た期間を画質保証期間として採用する態様が考えられる。ここで使用する「係数」は、例えばタッチパネルやキーボードなどの受付デバイスを介して受け付けてもよい。また、感光体１４が設置されている環境を表わすコードを受付デバイスを介して受け付け、受け付けられたコードからコンピュータを利用してテーブルや演算式に基づいて導出してもよい。

帯電部２０は、保持部１２と感光体１４との電位差を発生させるために感光体１４を帯電させる。帯電部２０の一例としては、電圧が印加されることにより、感光体１４に電荷を付与して感光体１４を帯電させる帯電ロールが挙げられる。この帯電ロールは図示を省略するモータなどの駆動源から回転駆動力を受けて軸心周りに回転する。保持部１２と感光体１４との電位差は、保持部１２の電位と感光体１４の電位とによって定められる。そこで、本実施形態では、制御部１８が、画質保証期間の経過後、帯電電位（帯電部２０による感光体１４の表面の帯電電位）を感光体１４の消耗に追従させて降下させるように帯電部２０を制御する。

摺動部材２２は、感光体１４に対して残留トナーを除去するように摺動する。摺動部材２２としては、例えば感光体１４に接触して感光体１４から残留トナーを除去するクリーニングブレードやクリーニングロールが挙げられる。円筒状部材２６は、導電性の材料で形成されており、外周面が全域にわたって感光体１４に被覆されている。本実施形態では、円筒状部材２６の外周面を感光体１４の膜（以下、「感光膜」という。）でコーティングした構成を採用している。なお、以下では、錯綜を回避するために、未使用の画像形成装置１０において、円筒状部材２６の感光膜の厚さにばらつきが生じていないものとして説明する。

駆動源２４は、回転駆動力を発生し、この回転駆動力を円筒状部材２６に伝達するものであり、一例としてステッピングモータが挙げられる。円筒状部材２６は、駆動源２４から回転駆動力を受けて軸心回りに回転する。なお、図１には、軸心周りに矢印Ｂ方向に回転する円筒状部材２６が例示されている。このように円筒状部材２６が回転すると、摺動部材２２が感光膜を摺動することとなるので、感光膜は徐々に磨耗する。そこで、本実施形態では、制御部１８が、画質保証期間の経過後、円筒状部材２６の累積回転駆動量に相当する物理量（例えば累積回転数や累積回転時間など）に追従させて保持部１２の電位を降下させるように印加部１６を制御する。なお、円筒状部材２６の累積回転駆動量は、換言すると、摺動部材２２による累積摺動量に相当するとも言える。

また、円筒状部材２６の外縁部の感光膜は、円筒状部材２６の外周面の他の部位をコーティングしている感光膜に比べ脆弱である。そのため、円筒状部材２６が回転することにより円筒状部材２６の外周面の外縁部以外の部位（以下、「他の部位」という。）をコーティングしている感光膜に比べ磨耗が激しい。よって、画質保証期間の経過後の円筒状部材２６の外縁部の感光膜と保持部１２との電位差が増加する度合いは、円筒状部材２６の外周面の他の部位をコーティングしている感光膜と保持部１２との電位差が増加する度合いに比べ大きい。従って、円筒状部材２６の外周面の他の部位の消耗に追従させて保持部１２の電位を降下させた場合、円筒状部材２６の外縁部の感光膜と保持部１２との電位差が、保持部１２からトナーだけでなくキャリアも感光体１４に転移させる電位差に到達してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、制御部１８が、感光膜が消耗（一例として摩耗）により消失して円筒状部材２６の外周面が露出した場合の露出部と保持部１２との電位差が予め定められた電位差未満となる度合いで保持部１２の電位を感光膜の消耗に追従させて降下させるように印加部１６を制御する。円筒状部材２６の外周面の露出部と保持部１２との電位差とは、例えば帯電部２０による円筒状部材２６の外周面の露出部の帯電電位と現像電圧が印加された保持部１２の電位との差を指す。また、ここで言う「予め定められた電位差」とは、例えば保持部１２に保持された二成分現像剤に含まれるキャリアが感光膜に転移する電位差として予め定められた電位差を指す。

また、保持部１２の電位を降下させる度合いと感光膜の電位を降下させる度合いとが異なると記録媒体に形成される画像の画質が低下することが考えられる。ここで言う「画質が低下する」とは、例えば記録媒体に想定外の帯状の現像像が表れてしまうことを指す。そこで、本実施形態では、制御部１８が、保持部１２の電位を降下させる度合いと感光膜の電位を降下させる度合いとを揃えて保持部１２の電位及び感光膜の電位を降下させるように制御する。

保持部１２、感光体１４、印加部１６、制御部１８、帯電部２０、摺動部材２２、駆動源２４及び円筒状部材２６は、画像形成装置１０に含まれる例えば図２に示す画像形成部３０によって実現される。図２には、画像形成装置１０の電気系の要部構成の一例が示されている。図２に示すように、画像形成装置１０は、コンピュータ３２を含んで構成されている。コンピュータ５２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２Ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）３２Ｃ及び二次記憶部（一例としてハードディスク装置)３２Ｄを含んで構成されている。ＣＰＵ３２Ａは、画像形成装置１０全体の動作を司る。ＲＯＭ３２Ｂは、画像形成装置１０の作動を制御する制御プログラムや各種パラメータ等を予め記憶する記憶手段として機能する。ＲＡＭ３２Ｃは、各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるものである。二次記憶部３２Ｄは、装置の電源スイッチが切られても保持しなければならない各種情報を記憶する不揮発性の記憶手段として機能する。ＣＰＵ３２Ａ、ＲＯＭ３２Ｂ、ＲＡＭ３２Ｃ及び二次記憶部３２Ｄは、アドレスバスやシステムバス等を含んで構成されたバス３４を介して互いに接続されている。従って、ＣＰＵ３２Ａは、ＲＯＭ３２Ｂ、ＲＡＭ３２Ｃ及び二次記憶部３２Ｄからの情報の読み出しと、ＲＡＭ３２Ｃ及び二次記憶部３２Ｄへの情報の書き込みと、を各々行う。

画像形成装置１０は、コンピュータ３２と各種の入出力デバイスとを電気的に接続してコンピュータ３２と各種の入出力デバイスとの間の各種情報の送受信を司るインプット・アウトプット・インターフェース（Ｉ／Ｏ）３６を備えている。本第１実施形態では、Ｉ／Ｏ３６に接続されることにより、バス３４を介してコンピュータ３２と電気的に接続される入出力デバイスとして、画像形成部３０、受付部３８、表示部４０及び通信部４２を備えている。

受付部３８は、例えば画像形成装置１０の利用者や画像形成装置１０の保守・点検を行う業者による操作入力を受け付ける。受付部３８としては、例えばディスプレイに重ねて用いられる透過型のタッチパネル、電源投入用の操作ボタン、各種情報の設定用の操作ボタン及びスクロールキーなどの入力デバイスが挙げられる。

表示部４０は、各種情報を表示する。例えば、画質保証期間が経過した場合にはその旨を示す情報を表示する。表示部４０としては、例えば液晶ディスプレイが挙げられる。なお、本実施形態では、表示部４０としての液晶ディプレイに対して受付部３８の一部であるタッチパネルを重ね合わせることによって形成されたタッチパネル・ディスプレイを採用している。

通信部４２は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）やインターネットなどの通信網に接続されており、通信網に接続された情報処理装置（一例としてパーソナル・コンピュータ）との間の各種情報の送受信を司る。なお、本実施形態において、通信部４２は、通信網に接続された情報処理装置から画像形成要求情報を受信する。ここで言う「画像形成要求情報」とは、単一又は複数の画像を記録媒体の一例としての用紙に形成することを要求する情報のことであり、画像形成要求情報には、用紙に形成すべき画像を示す画像情報が含まれている。また、本実施形態では、ＣＰＵ３２Ａが通信部４２を介して画像形成要求情報を取得し、取得した画像形成要求情報を画像形成部３０に転送する。

画像形成部３０は、ＣＰＵ３２Ａから入力された画像形成要求情報に基づいて、ゼログラフィ方式にて用紙に対して画像形成を行う。すなわち、入力された画像形成要求情報に含まれる画像情報により示される画像に相当するトナー像を用紙に転写することにより画像形成を行う。図３には、画像形成部３０の要部構成の一例が示されている。画像形成装置３０は、感光体ドラム６２、帯電部２０の一例である帯電器６４、露光器６６、現像器６８、残留トナー除去装置９０及び除電器９２を備えている。

感光体ドラム６２は、円筒状部材２６の一例である円筒状に形成された導電性の基体６２Ｂと感光体１４の一例である感光膜６２Ｂと、を含んで構成されている。感光膜６２Ｂは、例えば基体６２Ｂの外周面に電荷発生層と電荷輸送層とが積層されて構成された感光層を有し、電荷発生層中に有機系の電荷発生物質を含有する感光体で形成された膜である。

感光体ドラム６２は、外周面が用紙Ｐに面するように配置されており、モータ（図示省略）から駆動力を受けて予め定められた方向（図３に示す円弧矢印Ｇ方向）に予め定められた速度で回転する。帯電器６４は、感光体ドラム６２の外周面に配置されている。帯電器６４は、感光体ドラム６２の外周面を帯電させるための帯電ロール６４Ａを備えている。帯電ロール６４Ａは、導電性のロールであり、その外周面が感光体ドラム６２の外周面に接しており、感光体ドラム６２の回転動作に従動して回転する。帯電ロール６４Ａは、印加部１６の一例である電源６４Ｂを含んで構成されており、電源６４ＢからＤＣ（直流）成分とＡＣ（交流）成分とが重畳された電圧が印加され、感光体ドラム６２の回転に追従するように回転しながら、感光体ドラム６２の外周面を全域にわたって予め定められた電位に帯電させる。

感光体ドラム６２の回転方向の帯電器６４よりも下流側には露光器６６が備えられている。露光器６６は、感光体ドラム６２の外周面が帯電器６４によって帯電された状態で、感光体ドラム６２の外周面を露光することで静電潜像を形成する。本実施形態に係る露光器６６は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）が画像形成時における主走査方向（図３紙面前後方向）に沿って配列されたＬＥＤアレイを含んで構成されている。このＬＥＤアレイは、帯電ロール６４Ａにより外周面が帯電された感光体ドラム６２の軸線方向に、入力された画像情報に基づく光ビームを走査しながら照射する。露光器６６により光ビームが照射された領域の電位は上昇し、感光体ドラム６２の外周面に静電潜像が形成される。

感光体ドラム６２の回転方向の露光器６６よりも下流側には現像器６８が備えられている。現像器６８は、感光体ドラム６２の外周面に形成された静電潜像を予め定められた色（ここでは一例として黒）のトナーによって現像して現像像の一例であるトナー像を形成する。現像器６８は、一例として図４に示すように、二成分現像剤が貯留された現像剤ハウジング７２を備えている。現像剤ハウジング７２の底面には測定部１６の一例である透磁率センサ７３が現像剤ハウジング７２の内壁に立て掛けられて固定されている。従って、透磁率センサ７３は、二成分現像剤に埋もれた状態となる。この状態で、透磁率センサ８４は、現像剤ハウジング７２の内部に貯留されている二成分現像剤の透磁率を測定する。

現像剤ハウジング７２の内部には、感光体ドラム１２の外周面に隣接するように軸線の周りに回転自在に設けられた現像ロール７４が設けられている。また、現像剤ハウジング７２の内部には、現像ロール７４に隣接するように配置され、現像剤ハウジング７２内の二成分現像剤を搬送すると共に二成分現像剤に含まれるトナーを現像ロール７４に搬送する現像剤搬送ロール７６が設けられている。

現像剤ハウジング７２では、攪拌パドル７６及び攪拌スクリュー７８がモータ（図示省略）からの駆動力を受けて回転することで現像剤ハウジング７２に貯留されている二成分現像剤が攪拌されてトナーがキャリアに静電吸着する。このようにしてトナーが付着されたキャリアは、磁性を有する現像剤搬送ロール７６に磁力で吸着されて現像ロール７４へ搬送され、マグネットロールである現像ロール７４に磁力で吸着される。現像器６８は、電源６８Ｂを備えており、感光体ドラム６２の外周面に面した現像ロール７４に対して、印加部１６の一例である電源６８Ｂから現像電圧が印加される。ここで言う「現像電圧」とは、例えば感光体ドラム６２の外周面と同極性（本実施形態では、負極性）の直流成分（現像用のバイアス電位成分）と交流成分とが重畳された予め定められた電圧を意味する。

このように現像電圧が現像ロール７４に印加されると共に現像ロール７４がモータ（図示省略）の駆動力を受けて予め定められた方向（図４に示す円弧矢印方向）へ回転することにより、トナーが感光体ドラム６２の外周面に転移する。つまり、現像ロール７４の外周面に付着しているトナーが現像ロール７４から感光体ドラム６２の外周面における光ビームが照射された領域に転移し、これによって静電潜像が現像される。

現像剤ハウジング７２の上方には、トナー補給装置８０が備えられている。トナー補給装置８０は、トナーを収容するトナーカートリッジ８０Ａと、トナーカートリッジ８０Ａの内部と現像剤ハウジング７２の内部とを連通する補給流路８０Ｂと、を備えている。トナーカートリッジ８０Ａの内部には、トナーを搬送する搬送部材としてのオーガー８２が設けられている。オーガー８２は、モータ（図示省略）の駆動力を受けて回転する。従って、トナーカートリッジ８０Ａに収容されたトナーは、オーガー８２が回転することで、補給流路８０Ｂを通って現像剤ハウジング７２の内部に補給される。なお、本実施形態では、現像剤ハウジング７２の内部にトナーの補給量は、オーガー８２の回転時間により調整される。また、本実施形態では、現像剤ハウジング７２の内部にキャリアは補給されず、トナーのみが補給される構成を採用している。

一方、図３において、感光体ドラム６２の回転方向の現像器６８よりも下流側には転写ロール８４が備えられている。転写ロール８４には電源（図示省略）が接続されており、転写ロール８４は、正極性のバイアス電圧が印加される。感光体ドラム６２の外周面と転写ロール８４の外周面との間には、予め定められた速度で用紙Ｐが搬送される。従って、転写ロール８４は、感光体ドラム６２の外周面と転写ロール８４の外周面との間に用紙Ｐが通過している間に正極性のバイアス電圧が印加されることで、感光体ドラム６２の外周面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写させる。

このようにしてトナー像が転写された用紙Ｐの搬送経路には、加圧ロール８６Ａと加熱ロール８６Ｂとが対向配置されて構成された定着装置８６が設けられている。定着装置８６に搬送された用紙Ｐは、加圧ロール８６Ａと加熱ロール８６Ｂとによって挟み込まれて搬送されることにより用紙Ｐ上のトナー像は溶融すると共に用紙Ｐに圧着されて用紙Ｐに定着する。

感光体ドラム６２の回転方向の転写ロール８４よりも下流側には残留トナー除去装置９０が備えられている。残留トナー除去装置９０は、摺動部材２２の一例であるクリーニングブレード９０Ａ及び廃トナーボトル９０Ｂを含んで構成されている。また、感光体ドラム６２の回転方向の残留トナー除去装置９０よりも下流側には、感光体ドラム６２の外周面の残存電位を除去する除電器９２が備えられている。従って、転写ロール８４によるトナー像の転写工程が終了した後、感光膜６２Ｂの表面、すなわち、感光体ドラム６２の外周面の残留トナーや紙粉等（以下、「残留トナー等」という）は、残留トナー除去装置９０によって除去される。つまり、感光体ドラム６２が回転された状態で感光体ドラム６２の外周面にクリーニングブレード９０Ａが接触することによって残留トナー等が除去され、除去された残留トナー等は廃トナーボトル９０Ｂに貯留される。感光体ドラム６２の外周面の残留トナー等が除去されると、次いで感光体ドラム６２の外周面の残存電位が除電器９２によって除去される。

図５には、画像形成部３０の電気系の要部構成の一例が示されている。制御部１８は、例えば図５に示すコンピュータ１００によって実現される。コンピュータ１００は、ＣＰＵ１０２、メモリ１０４及び不揮発性の記憶部１０６を備え、これらはバス１０８を介して互いに接続されている。

なお、記憶部１０６は、例えばハードディスク装置やフラッシュメモリなどによって実現される。記憶部１０６には、画像形成処理プログラム１０８が記憶されている。ＣＰＵ１０２は、記憶部１０６から画像形成処理プログラム１０８を読み出してメモリ１０４に展開し、画像形成処理プログラム１０８が有するプロセスを順次実行する。画像形成処理プログラム１０８は、制御プロセス１１０を有する。ＣＰＵ１０２は、御プロセス１１０を実行することで、図１に示す制御部１８として動作する。

なお、ここでは画像形成処理プログラム１０８を記憶部１０６から読み出す場合を例示したが、必ずしも最初から記憶部１０６に記憶させておく必要はない。例えば、コンピュータ１００に接続されて使用されるフレキシブルディスク、いわゆるＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの任意の「可搬型の物理媒体」に先ずは各プログラムを記憶させておいてもよい。そして、コンピュータ１００がこれらの可搬型の物理媒体から各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。また、インターネットやＬＡＮなどを介してコンピュータ１００に接続される他のコンピュータまたはサーバ装置などに各プログラムを記憶させておき、コンピュータ１００がこれらから各プログラムを取得して実行するようにしてもよい。

画像形成部３０は、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）１１１を備えている。外部Ｉ／Ｆ１１１は、Ｉ／Ｏ３６とバス１０８とを電気的に接続しており、画像形成部３０と図２に示すコンピュータ３２との間の各種情報の送受信を司る。

画像形成部３０は、コンピュータ１００と各種の入出力デバイスとを電気的に接続してコンピュータ１００と各種の入出力デバイスとの間の各種情報の送受信を司るＩ／Ｏ１１２を備えている。本実施形態では、Ｉ／Ｏ１１２に接続されることにより、バス１０８を介してコンピュータ１００と電気的に接続される入出力デバイスとして、帯電器６４、露光器６６、現像器６８、除電器９２及び駆動源１１４を備えている。駆動源１１４は、画像形成部３０に備えられている部材のうちの回転駆動力を受けて回転する部材に対する回転駆動力を生成する複数のモータを含んで構成されている。駆動源１１４に含まれるモータの一例としては、用紙Ｐを搬送するための搬送ロール（図示省略）を回転させるために搬送ロールに回転駆動力を付与するモータが挙げられる。この他にも、感光体ドラム６２に回転駆動力を付与するモータ、帯電ロール６４Ａに回転駆動力を付与するモータ、攪拌パドル７６に回転駆動力を付与するモータ、及び攪拌スクリュー７８に回転駆動力を付与するモータが挙げられる。また、現像ロール７４に回転駆動力を付与するモータ、現像剤搬送ロール７６に回転駆動力を付与するモータ、オーガー８２に回転駆動力を付与するモータ、及び転写ロール８４に回転駆動力を付与するモータも挙げられる。

次に本実施形態の作用として、ＣＰＵ１０２が画像形成処理プログラム１０８を実行することで画像形成装置１０で行われる画像形成処理について、図６を参照して説明する。なお、以下では、錯綜を回避するために、感光体ドラム６２が図３に示す矢印Ｇ方向に回転しており、かつ、用紙Ｐが転写位置に搬送されている場合について説明する。

図６に示す画像形成処理では、先ず、ステップ１５０において、ＣＰＵ１０２により、画像形成要求情報が受信されたか否かが判定される。本ステップ１５０において、ＣＰＵ１０２により画像形成要求情報が受信されていない場合は判定が否定されて本ステップ１００が繰り返される。本ステップ１５０において、ＣＰＵ１０２により画像形成要求情報が受信された場合は判定が肯定されてステップ１５２へ移行する。

ステップ１５２では、制御部１８により画質保証期間を経過したか否かが判定される。本ステップ１５２において、画質保証期間を経過していない場合は判定が否定されてステップ１５４へ移行する。ステップ１５４では、印加部１６により、予め定められた帯電用電圧値で帯電ロール６４Ａに帯電用の電圧（帯電電圧）が印加される。ここで言う「予め定められた帯電用電圧値」とは、例えば画質保証期間に画像形成処理が行われる場合に帯電ロール６４Ａに印加される電圧の大きさを指し、予め定められた固定値が採用されている。このように帯電ロール６４Ａに帯電電圧が印加されると、感光体ドラム６２の外周面が帯電される。

次のステップ１５６では、露光器６６により、ステップ１５０で受信された画像形成要求情報に含まれる画像情報に基づく光ビームが感光体ドラム６２の外周面に露光される。ステップ１５６によって感光体ドラム６２の外周面が露光されることによって、感光体ドラム６２の外周面には静電潜像が形成される。

次のステップ１５８では、印加部１６により、予め定められた現像用電圧値で現像ロール７４に現像用の電圧（現像電圧）が印加される。ここで言う「予め定められた現像用電圧値」は、例えば予め定められた現像用のバイアス電位成分の直流電圧値及び交流成分の交流電圧値に大別され、直流電圧値及び交流電圧値として、各々予め定められた固定値が採用されている。現像ロール７４に現像電圧が印加されると、感光体ドラム６２の外周面にトナーが転移し、これによって静電潜像が現像される。

次のステップ１６０では、印加部１６により、感光体ドラム６２の外周面と転写ロール８４の外周面との間に用紙Ｐが通過している間に転写ロール８４に正極性のバイアス電圧が印加される。これによって、感光体ドラム６２の外周面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写させる。

次のステップ１６２では、ステップ１５０で受信された画像形成要求情報に含まれる全ての画像情報についての画像を用紙Ｐに形成したか否かがＣＰＵ１０２により判定される。本ステップ１６２において、全ての画像情報についての画像を用紙Ｐに形成していない場合は判定が否定されてステップ１５２に戻る。本ステップ１６２において、全ての画像情報についての画像を用紙Ｐに形成した場合は判定が肯定されて本画像形成処理が終了する。

一方、ステップ１５２において、画質保証期間を経過した場合は判定が肯定されてステップ１６４へ移行する。ステップ１６４では、印加部１６により、帯電ロール６４Ａによって感光体ドラム６２の外周面が帯電された場合の感光体ドラム６２の外周面の電位が感光膜６２Ｂの消耗に応じた電位になるように帯電ロール６４Ａに帯電電圧が印加される。言い換えると、感光体ドラム６２の外周面の電位が現時点での感光膜６２Ｂの膜厚に対応した電位になるように帯電ロール６４Ａに帯電電圧が印加される。すなわち、本ステップ１６４では、感光膜６２Ｂの厚さが薄くなるほど帯電ロール６４Ａに印加される帯電電圧の大きさも追従して小さくなるように印加部１６によって帯電ロール６４Ａに帯電電圧が印加される。

なお、感光膜６２Ｂの厚さは、例えば感光体ドラム６２の回転駆動量の累積値（累積回転駆動量）に相当する物理量に基づいて推定される。ここで言う「累積回転駆動量に相当する物理量」としては、例えば画像形成装置１０が初めて使用されてからの感光体ドラム６２の累積回転数や画質保証期間を経過してからの感光体ドラム６２の累積回転数が挙げられる。この他にも、画像形成装置１０が初めて使用されてからの感光体ドラム６２の回転駆動の累積時間、又は画質保証期間を経過してからの感光体ドラム６２の回転駆動の累積時間などが挙げられる。従って、本ステップ１６４では、印加部１６により、累積駆動量に相当する物理量に応じて予め割り当てられた電圧値で帯電ロール６４Ａに電圧が印加されることとなる。

次のステップ１６６では、露光器６６により、ステップ１５０で受信された画像形成要求情報に含まれる画像情報に基づく光ビームが感光体ドラム６２の外周面に露光される。ステップ１５６によって感光体ドラム６２の外周面が露光されることによって、感光体ドラム６２の外周面には静電潜像が形成される。

次のステップ１６８では、印加部１６により、現像ロール７４の外周面の電位が感光膜６２Ｂの消耗に応じた電位になるように現像ロール７４に現像電圧が印加される。言い換えると、現像ロール７４の外周面の電位が現時点での感光膜６２Ｂの膜厚に対応した電位になるように現像ロール７４に現像電圧が印加される。すなわち、本ステップ１６８では、感光膜６２Ｂの厚さが薄くなるほど現像ロール７４に印加される現像電圧の大きさ（例えば現像用のバイアス電位成分の直流電圧値）も追従して小さくなるように印加部１６によって現像ロール７４に現像電圧が印加される。具体的には、印加部１６により、累積駆動量に相当する物理量に応じて予め割り当てられた電圧値で現像ロール７４に電圧が印加される。

次のステップ１７０では、印加部１６により、感光体ドラム６２の外周面と転写ロール８４の外周面との間に用紙Ｐが通過している間に転写ロール８４に正極性のバイアス電圧が印加される。これによって、感光体ドラム６２の外周面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写させる。

次のステップ１７２では、ステップ１５０で受信された画像形成要求情報に含まれる全ての画像情報についての画像を用紙Ｐに形成したか否かがＣＰＵ１０２により判定される。本ステップ１７２において、全ての画像情報についての画像を用紙Ｐに形成していない場合は判定が否定されてステップ１６４に戻る。本ステップ１７２において、全ての画像情報についての画像を用紙Ｐに形成した場合は判定が肯定されて本画像形成処理が終了する。

このように図６に示す画像形成処理が行われることで、帯電ロール６４Ａによって感光体ドラム６２の外周面が帯電された場合の感光体ドラム６２の外周面の電位（帯電電位）と現像ロール７４の外周面の電位（現像電位）とが一例として図７に示すように推移する。図７に示すように、画質保証期間では、帯電電位及び現像電位は固定されており、電位差を予め定められた画質を保証し得る予め定められた電位差に保ちながら推移する（ステップ１５４〜１６２）。例えば帯電電位が−７００Ｖで推移し、現像電位が−６００Ｖで推移する。この場合、例えば露光電位を−１００Ｖとすると、現像電位と露光電位との電位差の５００Ｖを利用してトナーが感光体ドラム６２に転移することとなる。

やがて、画質保証期間が経過して画質保証期間外になると、帯電電位及び現像電位は共に降下し始める（ステップ１６４，１６８）。ここでも画質保証期間からの帯電電位と現像電位との差が保たれる（ステップ１６４，１６８）。そのため、用紙Ｐに転写されたトナー像において局所的に濃い部分（例えば想定外の帯状のトナー像）が現れるという事態の発生が抑制される。

また、感光膜６２Ｂが摩耗により消失して基体６２Ａの外周面が露出した場合の露出部と現像ロール７４との電位差が予め定められた電位差未満となる度合いで現像ロール７４の電位を感光膜６２Ｂの消耗に追従させて降下させる（ステップ１６４，１６８）。そのため、例えば感光膜６２Ｂの一部が消失して（０μｍとなって）基体６２Ａの外周面の一部が露出する事態が発生したとしても、現像ロール７４から感光体ドラム６２にトナーと共にキャリアが漏出するという事態の発生が抑制される。すなわち、図６に示す故障可能性期間（これまでよりも故障が発生する可能性が高くなる期間として予め定められた期間）に入ったとしても現像ロール７４から感光体ドラム６２にトナーと共にキャリアが漏出するという事態の発生が抑制される。

また、故障可能性期間を経過して故障可能性大期間（故障する可能性が極めて高い期間として予め定められた期間）に入ったとしても、画質保証期間の現像電位を維持し続けた場合に比べ、現像電位と帯電電位との差が小さい。そのため、現像ロール７４から感光体ドラム６２にトナーと共にキャリアが漏出するという事態の発生が抑制される。しかも、故障可能性大期間に入ってからも現像電位と帯電電位との差が依然として画質保証期間から維持され続けるので、用紙Ｐに転写されたトナー像において局所的に濃い部分（例えば想定外の帯状のトナー像）が現れるという事態の発生が抑制される。

このように、本実施形態に係る画像形成装置１０によれば、従来であれば故障する可能性（キャリアが漏出する可能性）が極めて高く且つ画質の低下が著しくなる期間に入ってもキャリアの感光体ドラム６２への漏出が抑制されながらも画質の低下が抑制される。よって、部品交換の時期は自分で判断するから部品交換のアラートは画像が形成されなくなる寸前（例えばあとＡ４の用紙５枚分程度しかベタ画像が形成されないという時期）まで表示しなくてもよいという利用者の要求に応じられる。部品交換のアラートを提示するのであれば、例えば故障可能性期間や故障可能性大期間に入ってから表示部４０に部品の交換を促すメッセージ（例えば「部品を交換して下さい。これ以降の画質は保証できません。」との文字情報）を予め定められた終了条件を満足するまで表示すればよい。なお、これに限らず、従来のように、画質保証期間が経過した場合に画質保証期間が経過したことを示す情報を表示部４０に継続的に表示してもよいことは言うまでもない。

なお、上記実施形態では、帯電電位及び現像電位を予め定められた割合で（固定された傾き（電位／時間））で降下させる場合を例示したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば図８に示すように、画像形成処理単位で帯電電位及び現像電位を降下させるようにしてもよい。なお、図８には、画像形成の実行期間は帯電電位及び現像電位が平坦に推移する下り階段状の推移態様が例示されている。この場合、１回の画像形成処理において帯電電位及び現像電位が固定される。そのため、例えば１回の画像形成処理において互いに相違しない複数の画像を連続的に用紙Ｐに形成する場合、前後で形成された画像間の画質の変化が本構成を採用しない場合に比べ抑制される。図８に示す場合も画質保証期間での帯電電位と現像電位との差を画質保証期間経過後も継続するように制御すれば上記実施形態と相違しない効果が得られる。

また、上記実施形態では、帯電電位及び現像電位を線形的に降下させる態様を例示したが、開示の技術はこれに限定されるものではなく、帯電電位及び現像電位の少なくとも一方を非線形的に降下させてもよい。

また、上記実施形態では、摺動部材２２が設けられている画像形成装置１０を例示したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。すなわち、摺動部材２２はなくてもよい。但し、この場合も円筒状部材２６の外周面に形成されている感光膜は円筒状部材２６の回転駆動により外縁部から徐々に薄くなっていく。そのため、画質保証期間の経過後は帯電電位及び現像電位のうちの少なくとも現像電位を円筒状部材２６の累積回転駆動量に相当する物理量に追従させて降下させることが有効であることに変わりはない。

また、上記実施形態では、感光体ドラム６２の回転駆動の累積量又は回転駆動の累積時間の増加に対応させて帯電電位及び現像電位を降下させる場合を例示したが、これに限らず、感光膜６２Ｂの膜厚を膜厚測定装置によって実測し、この実測値に従って、帯電電位及び現像電位を降下させてもよい。

１０ 画像形成装置
１２ 保持部
１４ 感光体
１６ 印加部
１８ 制御部
２０ 帯電部
２２ 摺動部材
２４ 駆動源
２６ 円筒状部材
１００ コンピュータ
１０２ ＣＰＵ

Claims (9)

1. 保持手段によって保持された二成分現像剤に含まれるトナーを前記保持手段と感光体との電位差を利用して前記保持手段から前記感光体に転移させることにより前記感光体にトナー像が形成されるように、前記保持手段に対して、前記電位差を発生させるための電圧を印加する印加手段と、
   予め定められた画質を保証する画質保証期間の経過後、前記保持手段の電位を前記感光体の消耗に追従させて降下させるように前記印加手段を制御する制御手段と、
   を含む画像形成装置。
2. 前記電位差を発生させるために前記感光体を帯電させる帯電手段を更に含み、
   前記制御手段は、前記画質保証期間の経過後、前記帯電手段による前記感光体の帯電電位を前記感光体の消耗に追従させて降下させるように前記帯電手段を更に制御する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記画質保証期間の経過後、前記電位差を予め定められた範囲内に保ちながら前記保持手段の電位及び前記感光体の帯電電位を前記感光体の消耗に追従させて降下させるように前記印加手段及び前記帯電手段を制御する請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記保持手段の電位の降下の度合い及び前記感光体の帯電電位の降下の度合いを揃えた請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記感光体で外周面が被覆されると共に駆動源から回転駆動力を受けて軸心周りに回転する円筒状部材を更に含み、
   前記制御手段は、前記画質保証期間の経過後、前記円筒状部材の累積回転駆動量に相当する物理量に追従させて降下させるように前記印加手段を制御する請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記感光体に対して残留トナーを除去するように摺動する摺動部材を更に含む請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記感光体が消耗により消失して前記外周面が露出した場合の該露出部と前記保持手段との電位差が前記二成分現像剤に含まれるキャリアが前記感光体に転移する予め定められた電位差未満となる度合いで前記保持手段の電位を前記感光体の消耗に追従させて降下させるように前記印加手段を制御する請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記画質保証期間を、前記感光体の品質を保証する期間とした請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. コンピュータを、
   請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の画像形成装置における制御手段として機能させるためのプログラム。

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