JP2014126690A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムの膜厚の検知精度を向上させ、画像品質の劣化を抑制する。
【解決手段】静電潜像を担持する静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に印加する帯電電圧を制御する帯電電圧制御部と、前記静電潜像担持体に光を照射し、反射した光を受光する受発光素子と、前記受発光素子で受光した光のスペクトル解析を行う受発光素子制御部とを有し、前記受発光素子制御部によるスペクトル解析の結果に基づいて前記帯電電圧制御部が前記帯電電圧を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置は、感光体ドラムに対する帯電、露光および除電を繰り返すことにより、感光体ドラムの膜厚が低下して表面電位が上昇することによる画像品質の劣化を防止するため、感光体ドラムの表面に光を照射する発光素子と、その光の反射光を受光する受光素子とを有する膜厚センサを備え、受光素子が受光した反射光量に基づいて感光体ドラムの膜厚を算出するようにしているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−３４７５４５号公報

しかしながら、従来の技術においては、感光体ドラムの表面にトナーや紙粉のような付着物が存在する場合、感光体ドラムからの反射光量がばらついてしまい、感光体ドラムの膜厚を正確に検知することができず、画像品質が劣化してしまうという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、感光体ドラムの膜厚の検知精度を向上させ、画像品質の劣化を抑制することを目的とする。

そのため、本発明は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に印加する帯電電圧を制御する帯電電圧制御部と、前記静電潜像担持体に光を照射し、反射した光を受光する受発光素子と、前記受発光素子で受光した光のスペクトル解析を行う受発光素子制御部とを有し、前記受発光素子制御部によるスペクトル解析の結果に基づいて前記帯電電圧制御部が前記帯電電圧を制御することを特徴とする。

このようにした本発明は、感光体ドラムの膜厚の検知精度を向上させ、画像品質の劣化を抑制することができるという効果が得られる。

第１の実施例における画像形成部の構成を示す説明図 第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図 第１の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図 第１の実施例における感光体ドラムの構成を示す説明図 第１の実施例における感光体ドラムと受発光素子の位置を示す説明図 第１の実施例における帯電補正処理の流れを示すフローチャート 第１の実施例におけるＣＴＬ膜厚による感光体ドラムの表面電位を表すグラフ 第１の実施例におけるＣＴＬ膜厚による反射光スペクトルを表すグラフ 第１の実施例におけるトナー付着時と未付着時の反射光スペクトルを表すグラフ 第２の実施例における画像形成装置の構成を示すブロック図 第２の実施例における帯電補正処理の流れを示すフローチャート 第２の実施例における帯電補正処理の変形例の流れを示すフローチャート

以下、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例を説明する。

図２は第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図である。
図２において、画像形成装置１は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色の現像剤としてのトナーによる印刷が可能なプリンタや複写機等であり、用紙カセット２０と、ホッピングローラ２１と、搬送ローラユニット２２と、用紙位置検出センサ７３と、吸着ローラ７４と、現像装置１１（１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ）と、転写ベルト６０と、駆動ローラ６１、６２と、転写ローラ６３と、定着ユニット２４と、排出ローラ対２６とにより構成されている。なお、本実施例では、画像形成装置１をプリンタとして説明する。

用紙カセット２０は、内部に複数枚の記録媒体９０を堆積した状態で収納するものである。
ホッピングローラ２１は、回転することにより用紙カセット２０に収納された記録媒体９０を１枚ずつ分離して取り出すものである。
搬送ローラユニット２２は、ホッピングローラ２１により取り出された記録媒体９０を引き出して搬送するものである。
用紙位置検出センサ７３は、搬送ローラユニット２２により搬送された記録媒体９０の先端を検知するものである。
吸着ローラ７４は、搬送ローラユニット２２により搬送された記録媒体９０を転写ベルト６０上に吸着させるものである。

現像装置１１（１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ）は、静電潜像を担持する感光体ドラム５１（５１Ｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ）と、感光体ドラム５１を露光する露光装置としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１５（１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ）と、感光体ドラム５１の表面を一様に帯電させる帯電ローラ５２（５２Ｋ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ）と、ＬＥＤ１５の露光により感光体ドラム５１に形成された静電潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体としての現像ローラ５３（５３Ｋ、５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ）と、トナーを貯蔵するトナータンク５４（５４Ｋ、５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ）と、トナータンク５４のトナーを現像ローラ５３に供給する現像剤供給部材としての供給ローラ５５（５５Ｋ、５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ）と、現像ローラ５３のトナー層を規制する現像剤規制部材としての現像ブレード５６（５６Ｋ、５６Ｙ、５６Ｍ、５６Ｃ）と、発光部５７１（５７１Ｋ、５７１Ｙ、５７１Ｍ、５７１Ｃ）および受光部５７２（５７２Ｋ、５７２Ｙ、５７２Ｍ、５７２Ｃ）からなる感光体ドラム膜厚検知手段としての受発光素子５７（５７Ｋ、５７Ｙ、５７Ｍ、５７Ｃ）と、感光体ドラム５１に残留したトナーを掻き取るクリーニングブレード５８（５８Ｋ、５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ）とを備え、感光体ドラム５１（５１Ｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ）に、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色のトナー像を現像するものである。
なお、現像装置１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃは、それぞれ同じ構成であり、現像するトナーの色が異なるものであり、その詳細は後述する。

転写ベルト６０は、現像装置１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃに対向して配置され、吸着ローラ７４により吸着された記録媒体９０を搬送するものである。
駆動ローラ６１、６２は、無端状の転写ベルト６０を張架するとともに、回転駆動させるものである。
転写ローラ６３（６３Ｋ、６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ）は、転写ベルト６０を挟んで感光体ドラム５１（５１Ｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ）に対向して配置され、感光体ドラム５１（５１Ｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ）に現像されたトナー像を転写ベルト６０により搬送される記録媒体９０上に転写するものである。

定着ユニット２４は、加熱ローラ７１および加圧ローラ７２からなり、加熱ローラ７１および加圧ローラ７２により記録媒体９０に転写されたトナー像を加熱および加圧して記録媒体９０に定着させるものである。
排出ローラ対２６は、定着ユニット２４によりトナー像が定着された記録媒体９０を搬送し、装置外へ排出するものである。

図３は第１の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
図３において、画像形成装置１は、印刷制御部３０と、インタフェイス制御部３２と、操作入力部３３と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３５およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３６からなるメモリ３４と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３７と、各種センサ３８と、プロセス制御部４０と、現像ローラ５３に印加する電圧を制御する現像電圧制御部４１と、供給ローラ５５に印加する電圧を制御する供給電圧制御部４２と、現像ブレード５６に印加する電圧を制御する層形成電圧制御部４３と、帯電ローラ５２に印加する電圧を制御する帯電電圧制御部４４と、ＬＥＤ１５（１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ）を制御する露光制御部４５と、感光体ドラムモータ５０を制御するモータ制御部４６と、発光部５７１および受光部５７２を制御する受発光素子制御部４７とを含んで構成されている。

インタフェイス制御部３２は、情報入力手段としての上位装置３１から印刷データおよび制御命令（制御コマンド）を受信するものである。
印刷制御部３０は、インタフェイス制御部３２を介して受信した印刷データおよび制御命令に基づいて画像形成装置１の印刷動作を制御するものである。
操作入力部３３は、操作者の入力操作を受け付ける操作ボタン等の入力手段およびディスプレイ等の表示手段を備えた操作パネル等である。

メモリ３４は、ＲＯＭ３５およびＲＡＭ３６からなる記憶部であり、ＲＯＭ３５は画像形成装置１全体の動作の制御および処理を行うための制御プログラム（ソフトウェア）や制御データ等を記憶し、ＲＡＭ３６は制御プログラムの実行に伴って生成される各種情報を一時的に記憶するものである。なお、本実施例では、ＲＯＭ３５は、書き換え可能なフラッシュＲＯＭ等を用いるものとする。
主制御部としてのＣＰＵ３７は、メモリ３４のＲＯＭ３５に格納された制御プログラムに基づいて画像形成装置１全体の動作の制御および処理を行う。

各種センサ３８は、図２に示す用紙位置検出センサ７３を含み、記録媒体を検出するセンサである。
プロセス制御部４０は、印刷制御部３０からの指示に基づいて各ローラへ印加する電圧の制御を行うものである。
現像電圧制御部４１は、現像部内の現像ローラ５３に印加する電圧（現像電圧）を制御するものであり、供給電圧制御部４２は、現像部内の供給ローラ５５に印加する電圧（供給電圧）を制御するものであり、層形成電圧制御部４３は、現像部内の現像ブレード５６に印加する電圧を制御するものである。

帯電電圧制御部４４は、帯電ローラ５２に印加する電圧（帯電電圧）を制御するものである。この帯電電圧制御部４４は、受発光素子制御部４７によるスペクトル解析の結果に基づいて帯電電圧を制御する。
露光制御部４５は、印刷データに応じてＬＥＤ１５（１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ）の露光を制御するものである。

モータ制御部４６は、感光体ドラムモータ５０を制御し、図２に示す感光体ドラム５１を回転駆動するものである。図２に示す感光体ドラム５１、現像ローラ５３および供給ローラ５５の一方の端部には駆動を伝達するギヤが配設され、現像ローラ５３および供給ローラ５５のギヤが感光体ドラム５１のギヤと噛合うことにより、現像ローラ５３および供給ローラ５５は感光体ドラムモータ５０により回転駆動される。
受発光素子制御部４７は、感光体ドラム５１に光を照射し、反射した光を受光する受発光素子としての発光部５７１および受光部５７２を制御し、受光部５７２で受光した光のスペクトル解析を行うものである。

ここで、スペクトル解析とは、発光部５７１が感光体ドラム５１に照射した光の反射光を受光部５７２で受光し、受光した光の波長毎の強さを計測し、計測した強さが最大となる波長を検出することである。
なお、インタフェイス制御部３２、操作入力部３３、メモリ３４、ＣＰＵ３７、および各種センサ３８は、印刷制御部３０と接続され、印刷制御部３０へ信号を出力し、またプロセス制御部４０、現像電圧制御部４１、供給電圧制御部４２、層形成電圧制御部４３、帯電電圧制御部４４、露光制御部４５、モータ制御部４６、および受発光素子制御部４７は、印刷制御部３０と接続され、印刷制御部３０からの出力信号を受けて動作する。

図１は第１の実施例における画像形成部の構成を示す説明図である。
図１において、画像形成部１００は、現像装置１１と、ＣＰＵ３７と、印刷制御部３０と、受発光素子制御部４７と、帯電電圧制御部４４とにより構成され、現像装置１１は、感光体ドラム５１と、ＬＥＤ１５と、帯電ローラ５２と、現像ローラ５３と、トナータンク５４と、供給ローラ５５と、現像ブレード５６と、発光部５７１および受光部５７２からなる受発光素子５７と、クリーニングブレード５８とにより構成されている。

静電潜像を担持する静電潜像担持体としての感光体ドラム５１は、表面に静電潜像を生成するものであり、図３に示す感光体ドラムモータ５０の駆動により図中矢印Ａが示す方向に回転するものである。
帯電部材としての帯電ローラ５２は、帯電電圧制御部４４の制御により所定の電圧が印加され、感光体ドラム５１の表面を一様に帯電させるものである。
ＬＥＤ１５は、感光体ドラム５１の表面に向けて配置され、印刷データに基づいて選択的に光を感光体ドラム５１の表面に照射して露光し、静電潜像を形成するものである。

トナータンク５４は、現像剤としてのトナーを貯蔵するものであり、そのトナーは記録媒体に可視像を描くものである。本実施例のトナーは、ポリエステル樹脂、着色剤、帯電制御剤、および離型剤で構成され、外添剤（疎水シリカ）が添加されており、粉砕法により得られた粉砕形状の平均粒径８μｍの現像剤を利用する。
現像ローラ５３は、感光体ドラム５１上に形成された静電潜像にトナーを現像するものであり、金属製のシャフトの外周に弾性体が取り付けられて構成される。例えば、現像ローラ５３は、金属製のシャフト上に弾性体としてゴム硬度７０°（アスカーＣ）の半導電性のウレタンゴムを用いて構成される。

供給ローラ５５は、トナータンク５４に貯蔵されたトナーを現像ローラ５３に供給するものである。
現像ブレード５６は、現像ローラ５３上のトナー層を一定の層厚に規制するものである。
クリーニングブレード５８は、記録媒体に転写されず感光体ドラム５１上に残留したトナーを取り除くものである。

受発光素子５７は、帯電ローラ５２とＬＥＤ１５との間の感光体ドラム５１の近傍に配設され、発光部５７１と受光部５７２とから構成されている。発光部５７１は、白色光を感光体ドラム５１の表面に照射するものであり、受光部５７２は、発光部５７１が照射した光の感光体ドラム５１からの反射光を受光するものである。受光部５７２で受光した反射光は、受発光素子制御部４７によりスペクトル解析される。
ＣＰＵ３７は、受発光素子制御部４７によりスペクトル解析された反射光のスペクトルの値と、帯電ローラ５２に印加する帯電電圧とが対応付けられた補正値テーブルの値を基に帯電電圧を算出する。印刷制御部３０は、ＣＰＵ３７により算出された帯電電圧に基づいて帯電電圧制御部４４を用いて帯電ローラ５２に補正された帯電電圧を印加する。

図５は第１の実施例における感光体ドラムと受発光素子の位置を示す説明図である。
図５において、受発光素子５７は、感光体ドラム５１の長手方向における略中央に配置される。
図４は第１の実施例における感光体ドラムの構成を示す説明図である。
図４において、感光体ドラム５１は、本実施例では、基材としてのアルミニウム素管５１ａと、アルミニウム素管５１ａ上に積層したＵＣＬ（下引き層）５１ｂと、ＵＣＬ（下引き層）５１ｂ上に積層したＣＧＬ（電荷発生層）５１ｃと、ＣＧＬ（電荷発生層）５１ｃ上に積層したＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄとにより構成されている。

ＣＧＬ（電荷発生層）５１ｃは、図２に示すＬＥＤ１５により露光されることにより電荷を発生する。
ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄは、ＣＧＬ（電荷発生層）５１ｃで発生した電荷を感光体ドラム５１表面に輸送する。
ＵＣＬ（下引き層）５１ｂは、アルミニウム素管５１ａから発生した電荷を遮断し、ＣＧＬ（電荷発生層）５１ｃで発生した電荷をアルミニウム素管５１ａに輸送する。
このように構成された感光体ドラム５１は、経時で帯電、露光および除電を繰り返すことにより、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄが削れ、膜厚が減少してしまう。

上述した構成の作用について説明する。
まず、画像形成装置が行う印刷処理の動作を図２に基づいて説明する。
用紙カセット２０に収納されている記録媒体９０は、ホッピングローラ２１により１枚ずつ分離された後、搬送ローラユニット２２により搬送され、吸着ローラ７４により転写ベルト６０上に吸着される。

転写ベルト６０上に吸着された記録媒体９０は、回転する転写ベルト６０により搬送され、転写ローラ６３（６３Ｋ、６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ）により現像装置１１（１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ）の感光体ドラム５１（５１Ｋ、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ）上に現像されたトナー像が転写される。
記録媒体９０に転写されたトナー像は、定着ユニット２４により加熱および加圧されて記録媒体９０上に定着される。
トナー像が定着された記録媒体９０は、排出ローラ対２６により装置外へ排出されて印刷動作が終了する。

次に、画像形成部の動作を図１に基づいて説明する。
まず、感光体ドラム５１は、図３に示す感光体ドラムモータ５０により図１中矢印Ａが示す方向に回転し、帯電ローラ５２により帯電された後、ＬＥＤ１５により露光されて静電潜像が形成される。
一方、トナーは供給ローラ５５により現像ローラ５３上に供給され、現像ブレード５６により現像ローラ５３上に供給されたトナーの層厚が規制される。

層厚が規制された現像ローラ５３上のトナーは、現像ローラ５３から感光体ドラム５１上に形成された静電潜像上に移動し、感光体ドラム５１上でトナー像を形成する。
感光体ドラム５１上に形成されたトナー像は、転写ローラ６３により記録媒体９０上に転写され、また記録媒体９０に転写されず感光体ドラム５１上に残留したトナーは、クリーニングブレード５８により取り除かれる。
本実施例において、帯電ローラ５２に印加する帯電電圧を−１０００Ｖ、現像ローラ５３に印加する現像電圧を−２００Ｖ、供給ローラ５５に印加する供給電圧を−３００Ｖとした。

次に、画像形成部が行う帯電補正処理を図６の第１の実施例における帯電補正処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って図１を参照しながら説明する。
Ｓ１：まず、画像形成装置１に電源が投入されるものとする。
Ｓ２：画像形成装置１の印刷制御部３０は、ＲＯＭ３５からドラムカウントの値を読み出す。ここで、１ドラムカウントとは、用紙約１枚（例えば、Ａ４版）の印刷を行うために必要な感光体ドラムの回転数をいう。

Ｓ３：印刷制御部３０は、ＣＰＵ３７により、ＲＯＭ３５から読み出したドラムカウントが５００×ｎ（ｎは自然数）に達したか否かを判定し、達したと判定すると処理をＳ４へ移行し、達していないと判定すると処理をＳ８へ移行し印刷処理を開始する。すなわち、印刷制御部３０は、５００ドラムカウント毎に、感光体ドラム５１の膜減り量を計測し（Ｓ４）、帯電電圧の補正値を決定する（Ｓ５、Ｓ６）。

Ｓ４：ドラムカウントが５００×ｎ（ｎは自然数）に達したと判定した印刷制御部３０は、受発光素子制御部４７により感光体ドラム５１表面の反射スペクトルを計測（スペクトル解析）する。
Ｓ５：印刷制御部３０は、ＲＯＭ３５から帯電電圧補正値テーブルを読み出す。この帯電電圧補正テーブルは、感光体ドラム５１の膜減り量と、反射光スペクトルのピーク位置（反射光の強さが最大となる波長、以下同じ）の変化量と、帯電電圧の補正値とが対応付けられたデータテーブルであり、例えば表１に示すデータテーブルである。

Ｓ６：印刷制御部３０は、ＣＰＵ３７により、ＣＴＬ膜厚１８μｍの感光体ドラム５１の反射光スペクトルのピーク位置（基準波長）と、Ｓ４において計測した感光体ドラム５１の反射光スペクトルのピーク位置との差を算出し、その差を反射光スペクトルのピーク位置の変化量とし、表１に示す帯電電圧補正値テーブルに基づいて帯電電圧の補正値を決定する。なお、帯電電圧補正値テーブルは、反射光スペクトルのピーク位置の変化量が大きくなるにつれ、印加する帯電電圧の絶対値を小さくする補正値が記述されている。
Ｓ７：印刷制御部３０は、帯電電圧の補正値に基づいて帯電電圧を補正し、帯電電圧制御部４４により、補正した帯電電圧を帯電ローラ５２に印加する。
Ｓ８：印刷制御部３０は、印刷処理を開始する。なお、印刷制御部３０は印刷処理を終了すると処理をＳ２へ移行する。

ここで、図４に示す感光体ドラム５１のＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚による感光体ドラム５１表面電位の違いについて図７を用いて図４を参照しながら説明する。
図７は第１の実施例におけるＣＴＬ膜厚による感光体ドラムの表面電位を表すグラフであり、縦軸は感光体ドラムの表面電位（−Ｖ）、横軸は帯電電圧（−Ｖ）を表し、「○」は、ＣＴＬ（電荷輸送層）の膜厚が１８μｍ、「△」は、ＣＴＬ（電荷輸送層）の膜厚が１４μｍ、「□」は、ＣＴＬ（電荷輸送層）の膜厚が１０μｍの特性を表している。

図７において、帯電電圧が同じでもＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚によって帯電される感光体ドラム５１の表面電位が図中矢印Ｂ２に示すように異なる。例えば、感光体ドラム５１のＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１０μｍと１８μｍとにおいて、表面電位を同じにするには、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１０μｍに印加する帯電電圧を、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１８μｍに印加する帯電電圧に対して図中矢印Ｂ１に示す帯電電圧の差として絶対値で１００Ｖ下げなければならない。

したがって、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１８μｍから１０μｍへ８μｍ減ったとき、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１８μｍのときと同じ表面電位にするためには、帯電電圧を絶対値で１００Ｖ下げなければならない。すなわち、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚がａ（μｍ）減ったとき、膜厚が減る前と同じ表面電位にするためには、帯電電圧を絶対値で１２．５ａ（Ｖ）下げなければならない。

次に、図４に示す感光体ドラム５１のＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚による反射光スペクトルの違いについて図８を用いて図４を参照しながら説明する。
図８は第１の実施例におけるＣＴＬ膜厚による反射光スペクトルを表すグラフであり、縦軸は反射光スペクトルの強弱、横軸は発光の波長（ｎｍ）を表し、「○」は、ＣＴＬ（電荷輸送層）の膜厚が１８μｍ、「△」は、ＣＴＬ（電荷輸送層）の膜厚が１２μｍの特性を表している。
図８において、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１８μｍから１２μｍへ６μｍ減ったとき、反射光のスペクトルのピークの位置が、図中矢印Ｂ３が示すように約２０ｎｍ、長波長側へシフトする。すなわち、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚がａ（μｍ）減ると、反射光のスペクトルのピークの位置が約３ａ（ｎｍ）、長波長側へシフトする。

表１に示す帯電補正値テーブルは、図７および図８をもとに、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１８μｍのときの反射光のスペクトルのピーク位置に対し、計測した反射光のスペクトルのピーク位置の変化量に基づいて、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１８μｍのときの帯電電圧の絶対値から下げる帯電電圧補正値（絶対値）を表している。
例えば、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１８μｍのときの帯電電圧を−１０００Ｖとすると、反射光スペクトルのピーク位置の変化量が３ｎｍ（ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１μｍ減）のとき、帯電電圧を−１０００Ｖから絶対値で１２．５Ｖ下げて−９８７．５Ｖとするように補正する。

図９は第１の実施例におけるトナー付着時と未付着時の反射光スペクトルを表すグラフであり、ＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１２μｍの感光体ドラムにおいて残留トナーが付着しているときと残留トナーが付着していないときの反射光スペクトルの違いを表している。なお、縦軸は反射光スペクトルの強弱、横軸は発光の波長（ｎｍ）を表している。
残留トナーが付着しているときと、残留トナーが付着していないときでは、反射光スペクトルのピークの位置は同じであるが、残留トナーが付着していないときに比べて残留トナーが付着しているときの反射光スペクトルの強度が低くなっていた。

本実施例では、残留トナーの付着により影響を受ける反射光スペクトルの強度そのものを直接的に用いるのでなく、相対的な反射光のスペクトルのピーク位置の変化量に基づいて感光体ドラムのＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜減り量を検出するようにしているため、感光体ドラムに残留トナーが付着している場合であっても正確にＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜減り量を検出することができる。
このように、本実施例では、図１に示す感光体ドラム５１の反射光のスペクトルのピーク位置の変化量を検知する受発光素子制御部およびその変化量に基づいて感光体ドラム５１のＣＴＬ（電荷輸送層）の膜減り量を算出する印刷制御部を備えたことにより、感光体ドラム５１の膜厚の検知精度を向上させることができる。

また、検知した膜減り量に応じて帯電電圧制御部４４により帯電ローラ５２に印加する帯電電圧を補正するようにしたことにより、感光体ドラム５１の表面電位を適正にすることができ、正に帯電したトナーが感光体ドラム５１に移動しやすくなるために発生するカブリの悪化を抑制し、画像品質の劣化を抑制することができる。

以上説明したように、第１の実施例では、感光体ドラムの反射光のスペクトルのピーク位置の変化量を検知する受発光素子制御部およびその変化量に基づいて感光体ドラムのＣＴＬ（電荷輸送層）の膜減り量を算出する印刷制御部を備え、検知した膜減り量に応じて帯電電圧制御部により帯電ローラに印加する帯電電圧を補正するようにしたことにより、感光体ドラムの膜厚の検知精度を向上させ、画像品質の劣化を抑制することができるという効果が得られる。

第２の実施例の画像形成装置の構成は、第１の実施例の画像形成装置の構成に寿命判断部を追加したものとしている。その第２の実施例の画像形成装置の構成を説明する。
図１０は第２の実施例における画像形成装置の構成を示すブロック図である。なお、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１０において、画像形成装置１は、印刷制御部３０と、インタフェイス制御部３２と、操作入力部３３と、ＲＯＭ３５およびＲＡＭ３６からなるメモリ３４と、ＣＰＵ３７と、各種センサ３８と、寿命判断部３９と、プロセス制御部４０と、現像ローラ５３に印加する電圧を制御する現像電圧制御部４１と、供給ローラ５５に印加する電圧を制御する供給電圧制御部４２と、現像ブレード５６に印加する電圧を制御する層形成電圧制御部４３と、帯電ローラ５２に印加する電圧を制御する帯電電圧制御部４４と、ＬＥＤ１５（１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ）を制御する露光制御部４５と、感光体ドラムモータ５０を制御するモータ制御部４６と、発光部５７１および受光部５７２を制御する受発光素子制御部４７とを含んで構成されている。

寿命判断部３９は、受発光素子制御部４７によるスペクトル解析の結果に基づいて感光体ドラムの交換要否を判断するものである。この寿命判断部３９は、図４に示す感光体ドラム５１のＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１８μｍのときの反射光のスペクトルのピーク位置に対し、計測した反射光のスペクトルのピーク位置の差（変化量）が、閾値（例えば、３０ｎｍ）以上か否かを判定し、反射光のスペクトルのピーク位置の差（変化量）が閾値以上であると判定した場合、感光体ドラム５１の寿命に達した（交換が必要）と判断し、印刷制御部３０が操作入力部３３により感光体ドラム５１が寿命に達し、交換が必要である旨の表示を行う。

上述した構成の作用について説明する。
画像形成部が行う帯電補正処理を図１１の第２の実施例における帯電補正処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って図１０を参照しながら説明する。なお、画像形成装置および画像形成部の動作は、第１の実施例と同様なのでその説明を省略する。
Ｓ１０１〜Ｓ１０４：図６におけるＳ１〜Ｓ４と同様の処理なので説明を省略する。

Ｓ１０５：印刷制御部３０は、ＣＰＵ３７により、図４に示す感光体ドラム５１のＣＴＬ（電荷輸送層）５１ｄの膜厚が１８μｍのときの反射光のスペクトルのピーク位置に対し、計測した反射光のスペクトルのピーク位置の差（変化量）を算出する。なお、膜厚が１８μｍのときの反射光のスペクトルのピーク位置を表す情報はＲＯＭ３５に記憶されているものとする。

Ｓ１０６：寿命判断部３９は、Ｓ１０５において算出された反射光のスペクトルのピーク位置の差（変化量）が閾値以上であるか否かを判定し、閾値以上であると判定すると処理をＳ１０７へ移行し、閾値未満であると判定すると処理をＳ１０８へ移行する。
Ｓ１０７：寿命判断部３９により反射光のスペクトルのピーク位置の差（変化量）が閾値以上であると判定されると印刷制御部３０は、操作入力部３３に感光体ドラムが寿命に達し、交換が必要である旨の表示を行い、印刷処理を開始することなく本処理を終了する。

Ｓ１０８：寿命判断部３９により反射光のスペクトルのピーク位置の差（変化量）が閾値未満であると判定されると印刷制御部３０は、印刷処理を開始する。なお、印刷制御部３０は印刷処理を終了すると処理をＳ１０２へ移行する。
このように、寿命判断部３９により反射光のスペクトルのピーク位置の差（変化量）が閾値以上であることを検知するようにしたことにより、感光体ドラムの寿命を正確に検知することができ、交換の要否を利用者に報知することができる。

次に、画像形成部が行う帯電補正処理の変形例を図１２の第２の実施例における帯電補正処理の変形例の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って図１０を参照しながら説明する。
なお、本変形例は、寿命判断部３９が、算出された反射光のスペクトルのピーク位置の差（変化量）が閾値未満であると判定した場合、第１の実施例と同様に帯電電圧の補正を行うようにしたものである。

Ｓ２０１〜Ｓ２０７：図１１におけるＳ１０１〜Ｓ１０７と同様の処理なので説明を省略する。
Ｓ２０８：印刷制御部３０は、ＲＯＭ３５から帯電電圧補正値テーブルを読み出す。この帯電電圧補正テーブルは、感光体ドラム５１の膜減り量と、反射光スペクトルのピーク位置の変化量と、帯電電圧の補正値とが対応付けられたデータテーブルであり、例えば表１に示すデータテーブルである。

Ｓ２０９：印刷制御部３０は、ＣＰＵ３７により、ＣＴＬ膜厚１８μｍの感光体ドラム５１の反射光スペクトルのピーク位置と、Ｓ２０４において計測した感光体ドラム５１の反射光スペクトルのピーク位置との差を算出し、表１に示す帯電電圧補正値テーブルに基づいて帯電電圧の補正値を決定する。
Ｓ２１０：印刷制御部３０は、帯電電圧の補正値に基づいて帯電電圧を補正し、帯電電圧制御部４４により、補正した帯電電圧を帯電ローラ５２に印加する。
Ｓ２１１：印刷制御部３０は、印刷処理を開始する。なお、印刷制御部３０は印刷処理を終了すると処理をＳ２０２へ移行する。

以上説明したように、第２の実施例では、第１の実施例の効果に加え、感光体ドラムの寿命を正確に検知することができ、交換の要否を利用者に報知することができるという効果が得られる。
なお、第１の実施例および第２の実施例では、画像形成装置をプリンタとして説明したが、それに限られることなく、画像形成装置を複写機、ファクシミリ装置、または複合機（ＭＦＰ）としても良い。

１ 画像形成装置
１１ 現像装置
１５ ＬＥＤ
２０ 用紙カセット
２１ ホッピングローラ
２２ 搬送ローラユニット
２４ 定着ユニット
２６ 排出ローラ対
３０ 印刷制御部
３２ インタフェイス制御部
３４ メモリ
３７ ＣＰＵ
３８ 各種センサ
３９ 寿命判断部
４０ プロセス制御部
４１ 現像電圧制御部
４２ 供給電圧制御部
４３ 層形成電圧制御部
４４ 帯電電圧制御部
４５ 露光制御部
４６ モータ制御部
４７ 受発光素子制御部
５０ 感光体ドラムモータ
５１ 感光体ドラム
５２ 帯電ローラ
５３ 現像ローラ
５４ トナータンク
５５ 供給ローラ
５６ 現像ブレード
５７ 受発光素子
５７１ 発光部
５７２ 受光部
５８ クリーニングブレード
６０ 転写ベルト
６１、６２ 駆動ローラ
６３ 転写ローラ

Claims (7)

1. 静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
   前記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、
   前記帯電部材に印加する帯電電圧を制御する帯電電圧制御部と、
   前記静電潜像担持体に光を照射し、反射した光を受光する受発光素子と、
   前記受発光素子で受光した光のスペクトル解析を行う受発光素子制御部とを有し、
   前記受発光素子制御部によるスペクトル解析の結果に基づいて前記帯電電圧制御部が前記帯電電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記受発光素子制御部は、前記受発光素子で受光した光の波長毎の強さを計測し、前記スペクトル解析を行うことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記スペクトル解析は、前記計測した光の波長毎の強さが最大となる波長を検出することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記帯電電圧制御部は、前記受発光素子制御部が検出した前記波長と基準波長との差に基づいて前記帯電電圧を補正することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記帯電電圧制御部は、前記受発光素子制御部が検出した前記波長と基準波長との差が大きくなるにつれ、前記帯電電圧の絶対値を小さくすることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記静電潜像担持体の交換要否を判断する寿命判断部を有し、
   前記受発光素子制御部によるスペクトル解析の結果に基づいて前記寿命判断部が前記静電潜像担持体の交換要否を判断することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、
   前記寿命判断部は、前記差が閾値以上であるとき、前記静電潜像担持体の交換が必要と判断することを特徴とする画像形成装置。

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