JP2018151517A - 画像形成装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の回転周期に同期した過電流が発生しているかを判定することを目的とする。
【解決手段】画像形成装置（カラープリンタ１）は、回転可能な感光体（感光体ドラム５１）と、感光体を帯電する帯電器５２と、帯電器５２での過電流を検出する過電流検出部（過電流検出回路２００）と、制御部１００を備える。制御部１００は、過電流検出部から出力された過電流検出信号を取得する取得処理と、取得処理で取得した過電流検出信号に基づいて、感光体の一回転に相当する第１周期で発生する過電流の検出回数をカウントする第１カウント処理と、第１カウント処理でカウントした検出回数である第１検出回数が、２以上の第１閾値以上であるか否かを判定する第１判定処理を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、感光体を帯電させる帯電器を備えた画像形成装置および制御方法に関する。

感光体を帯電させる帯電器において、帯電器から感光体に過電流が流れる場合がある。過電流が流れると、感光体が劣化する可能性があるため、過電流を検出する必要がある。従来、過電流を検出するための検出回路を備えた画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０−１９７９６９号公報

ところで、過電流が実際に発生したか否かの判定方法としては、ノイズなどの影響を考慮して、検出回路によって過電流を比較的短い時間、例えば感光体が一回転するのに要する時間よりも短い時間で複数回検出した場合に、過電流が発生したと判定する方法が考えられる。しかしながら、過電流の原因としては、感光体の表面の部分的な劣化や異物の部分的な付着などにより、感光体の特定の場所に対して、感光体の回転に同期した過電流が発生する場合がある。この場合、上述した判定方法では、過電流が発生したと判定することができないという問題がある。

そこで、本発明は、感光体の回転周期に同期した過電流が発生しているかを判定することができる画像形成装置および制御方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、回転可能な感光体と、前記感光体を帯電する帯電器と、前記帯電器での過電流を検出する過電流検出部と、制御部と、を備える。
前記制御部は、前記過電流検出部から出力された過電流検出信号を取得する取得処理と、前記取得処理で取得した過電流検出信号に基づいて、前記感光体の一回転に相当する第１周期で発生する過電流の検出回数をカウントする第１カウント処理と、前記第１カウント処理でカウントした検出回数である第１検出回数が、２以上の第１閾値以上であるか否かを判定する第１判定処理と、を実行する。

また、本発明に係る制御方法は、回転可能な感光体と、前記感光体を帯電する帯電器と、前記帯電器での過電流を検出する過電流検出部と、制御部と、を備えた画像形成装置における前記制御部による制御方法である。
前記制御方法は、前記過電流検出部から出力された過電流検出信号を取得する取得処理を実行する工程と、前記取得処理で取得した過電流検出信号に基づいて、前記感光体の一回転に相当する第１周期で発生する過電流の検出回数をカウントする第１カウント処理を実行する工程と、前記第１カウント処理でカウントした検出回数である第１検出回数が、２以上の第１閾値以上であるか否かを判定する第１判定処理を実行する工程と、を備える。

前述した画像形成装置および制御方法によれば、感光体の一回転に相当する第１周期で発生する過電流の検出回数が第１閾値以上であるか否かを判定することで、感光体の回転周期に同期した周期的な過電流が発生しているかを判定することができる。

本発明によれば、感光体の回転周期に同期した過電流が発生しているかを判定することができる。

本発明の実施形態に係るカラープリンタを示す断面図である。 帯電器周りの回路構成を示す図である。 過電流検出回路の構成を示す図である。 長周期異常判定処理を示すフローチャートである。 短周期異常判定処理を示すフローチャートである。 制御部の動作の一例を示す図（ａ）〜（ｅ）である。 本発明の第１変形例に係る長周期異常判定処理を示すフローチャートである。 本発明の第２変形例に係る長周期異常判定処理を示すフローチャートである。 終了判定処理を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、画像形成装置の一例としてのカラープリンタ１の概略構成を説明した後、本発明の特徴部分について説明する。

また、以下の説明において、方向は、図１に示す方向で説明する。すなわち、図１における左側を「前」、右側を「後」とし、手前側を「右」、奥側を「左」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

図１に示すように、カラープリンタ１は、本体筐体１０と、アッパーカバー１１と、用紙Ｓを供給する給紙部２０と、供給された用紙Ｓに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｓを排出する排紙部９０とを主に備えている。

アッパーカバー１１は、本体筐体１０の上部に設けられ、後側の回動軸１２を中心として前側が本体筐体１０に対し上下に回動することで、本体筐体１０の上面に形成された開口１０Ａを開閉する。

給紙部２０は、本体筐体１０内の下部に設けられ、用紙Ｓを収容する給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１から用紙Ｓを画像形成部３０に供給する用紙供給機構２２とを主に備えている。給紙トレイ２１内の用紙Ｓは、用紙供給機構２２によって１枚ずつ分離されて画像形成部３０に供給される。

画像形成部３０は、４つのＬＥＤユニット４０と、４つのプロセスユニット５０と、転写ユニット７０と、定着ユニット８０とを主に備えて構成されている。

ＬＥＤユニット４０は、アッパーカバー１１に保持部１４を介して揺動可能に支持されており、アッパーカバー１１を閉じた状態において感光体ドラム５１の上方に対向して配置される。このＬＥＤユニット４０は、画像データに基づいて先端の発光部（ＬＥＤ）が明滅することで、帯電後の感光体ドラム５１の表面を露光する。

プロセスユニット５０は、アッパーカバー１１と給紙トレイ２１との間で前後方向に沿って並列配置されており、アッパーカバー１１を開いたときに露出する本体筐体１０の開口１０Ａを通して、本体筐体１０に対し略上下方向に着脱可能となっている。

プロセスユニット５０は、感光体の一例としての感光体ドラム５１と、帯電器の一例としてのスコロトロン方式の帯電器５２と、現像ローラ５３と、供給ローラ５４と、層厚規制ブレード５５と、トナーを収容するトナー収容部５６と、クリーニングローラ５７とを主に備えている。

プロセスユニット５０は、ブラック用、イエロー用、マゼンタ用およびシアン用の各色のトナーが入った５０Ｋ，５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃの符号で示すものが用紙Ｓの搬送方向上流からこの順で並んで配置されている。なお、本明細書および図面において、トナーの色に対応した感光体ドラム５１や帯電器５２などを特定する場合には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれに対応させて、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの記号を付することとする。

感光体ドラム５１は、導電性を有する円筒状のドラム本体と、ドラム本体の外周面に形成される感光層とを有している。感光体ドラム５１は、本体筐体１０に対して回転可能となっている。

帯電器５２は、各感光体ドラム５１に対応して設けられており、ワイヤ５２１と、グリッド電極５２２とを主に備えている。この帯電器５２は、ワイヤ５２１にワイヤ電圧が印加されることでコロナ放電を発生させ、対応する感光体ドラム５１の表面を帯電させる。

現像ローラ５３は、各感光体ドラム５１に対応して設けられており、表面にトナーを担持している。

クリーニングローラ５７は、各感光体ドラム５１に対応して設けられており、感光体ドラム５１に接触して感光体ドラム５１上の異物（紙粉やトナー等）を除去している。

転写ユニット７０は、給紙トレイ２１とプロセスユニット５０との間に設けられ、駆動ローラ７１と、従動ローラ７２と、駆動ローラ７１と従動ローラ７２の間に張設された無端状の搬送ベルト７３と、４つの転写ローラ７４とを主に備えている。搬送ベルト７３は、外側の面が各感光体ドラム５１に接しており、その内側には各転写ローラ７４が各感光体ドラム５１との間で搬送ベルト７３を挟持するように配置されている。

定着ユニット８０は、プロセスユニット５０および転写ユニット７０の後方に設けられ、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置されて加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを主に備えている。

画像形成部３０では、感光体ドラム５１の表面が、帯電器５２により一様に帯電された後、ＬＥＤユニット４０により露光されることで、感光体ドラム５１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。

また、トナー収容部５６内のトナーは、供給ローラ５４を介して現像ローラ５３に供給され、現像ローラ５３と層厚規制ブレード５５との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ５３上に担持される。

そして、現像ローラ５３上に担持されたトナーが感光体ドラム５１の露光部分に供給されることで、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム５１上にトナー像が形成される。その後、給紙部２０から供給された用紙Ｓが、感光体ドラム５１と搬送ベルト７３（転写ローラ７４）の間を搬送されることで、感光体ドラム５１上に形成されたトナー像が用紙Ｓ上に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２の間を搬送されることでトナー像が熱定着される。

排紙部９０は、定着ユニット８０から搬出された用紙Ｓを案内するための排紙経路９１と、用紙Ｓを搬送する複数の搬送ローラ９２とを主に備えている。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、搬送ローラ９２によって排紙経路９１を搬送され、本体筐体１０の外部に排出されて排紙トレイ１３上に載置される。

図２に示すように、カラープリンタ１は、制御部１００と、過電流検出部の一例としての過電流検出回路２００とを備えている。

各帯電器５２のワイヤ５２１には、高圧電源部１６が接続されている。高圧電源部１６は、ワイヤ５２１に高圧のワイヤ電圧を印加する回路である。なお、図２においては、便宜上、高圧電源部１６を簡略化して図示している。高圧電源部１６は、抵抗Ｒ１を介して接地されている。また、抵抗Ｒ１には、コンデンサＣ１が並列接続されている。

過電流検出回路２００は、複数の帯電器５２のそれぞれに対して１つずつ設けられている。過電流検出回路２００は、高圧電源部１６と抵抗Ｒ１とを繋ぐ配線の第１接続点Ｐ１と、制御部１００とに接続されている。過電流検出回路２００は、対応する帯電器５２において過電流が発生したことを検出する。

ワイヤ５２１に高圧のワイヤ電圧を印加すると、ワイヤ５２１とグリッド電極５２２との間にコロナ放電が発生し、感光体ドラム５１が帯電する。感光体ドラム５１の電位は、グリッド電極５２２の電位によって決定されている。なお、コロナ放電が発生すると、グリッド電極５２２には、電流（以下、「グリッド電流」ともいう。）が流れる。

各帯電器５２のグリッド電極５２２は、直列接続された第１抵抗１７および第２抵抗１８を介して接地されている。グリッド電極５２２の電位は、グリッド電流と、第１抵抗１７および第２抵抗１８の抵抗値によって決定される。

第１抵抗１７と第２抵抗１８とを繋ぐ配線と、制御部１００とは、第２接続点Ｐ２で接続されている。制御部１００は、第２接続点Ｐ２における電位から、各グリッド電極５２２Ｋ，５２２Ｙ，５２２Ｍ，５２２Ｃに流れる各グリッド電流を検出する。

図３に示すように、過電流検出回路２００は、複数の抵抗２０１〜２０４、ツェナーダイオード２０５、トランジスタ２０６などで構成されている。

第３接続点Ｐ３は、抵抗２０３と抵抗２０４との間に設けられ、制御部１００に接続されている。トランジスタ２０６のベースにベース電流が流れず、コレクタ・エミッタ間が非導通状態の場合は、第３接続点Ｐ３の電位は、プルダウン抵抗である抵抗２０４により０Ｖに近くなり、過電流検出回路２００の出力はロー状態となる。

帯電器５２で異常放電が発生した場合、異常放電に伴って帯電器５２に過電流が流れ、過電流に対応した電圧が、第１接続点Ｐ１に発生する。第１接続点Ｐ１に発生した電圧は、ツェナーダイオード２０５のアノードに印加され、ツェナー電圧を越えるとトランジスタ２０６のベース抵抗である抵抗２０１を介してベース電流が流れる。トランジスタ２０６にベース電流が流れて、コレクタ・エミッタ間が導通状態の場合は、第３接続点Ｐ３の電位が電源電圧と略同じ３．３Ｖとなり、過電流検出回路２００の出力はハイ状態となる。以下の説明では、ハイ状態の出力信号を過電流検出信号とも称し、前述したロー状態の出力信号を正常信号とも称する。

制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、ＡＳＩＣおよび入出力回路などを備えており、外部のコンピュータから出力されてくる印字指令と、第２接続点Ｐ２や過電流検出回路２００から出力されてくる信号と、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムやデータに基づいて各種演算処理を行うことによって、制御を実行する。制御部１００は、取得処理と、第１カウント処理と、第１判定処理と、第２カウント処理と、第２判定処理と、報知処理と、を実行可能となっている。言い換えると、制御部１００は、プログラムに基づいて動作することで、前述した各処理を実行する手段として機能している。また、制御部１００による制御方法は、前述した各処理を実行する工程を備えている。なお、制御部１００は、各処理において感光体ドラム５１などを回転させている。

取得処理は、過電流検出回路２００から出力された過電流検出信号を取得する処理である。具体的に、制御部１００は、取得処理において、過電流検出回路２００から出力された信号（過電流検出信号または正常信号）を所定のサンプリング周期Ｔｓで検出している。ここで、サンプリング周期Ｔｓは、後述する感光体ドラム５１の一回転に相当する第１周期Ｔ１よりも短い周期である。本実施形態では、サンプリング周期Ｔｓを、第１周期Ｔ１の１／１０の周期とするが、本発明はこれに限定されず、第１周期Ｔ１よりも短い周期であればどのような長さの周期であってもよい。

第１カウント処理は、取得処理で取得した過電流検出信号に基づいて、感光体ドラム５１の一回転に相当する第１周期Ｔ１で発生する異常放電の検出回数をカウントする処理である。第１周期Ｔ１は、例えば感光体ドラム５１が一回転するのに要する時間Ｔ２と同じ期間であってもよいが、本実施形態では、第１周期Ｔ１を、感光体ドラム５１が一回転するのに要する時間Ｔ２に範囲αを持たせた期間Ｔ２±αとする。なお、範囲αを持たせる理由は、以下の通りである。

感光体ドラム５１の感光層の所定の部位に傷がつき、ドラム本体が露出するなどした場合に、当該所定の部位が帯電器５２に対向した際に、帯電器５２から異常放電が発生する場合がある。異常放電の一例としては、ワイヤ５２１とグリッド電極５２２、あるいは感光体ドラム５１との間の火花放電などがある。このような感光体ドラム５１の傷などに起因した異常放電は、所定の部位が帯電器５２のワイヤ５２１に感光体ドラム５１の径方向で対向する所定位置に到達するたびに、つまり感光体ドラム５１が一回転するたびに発生する周期的な異常放電となる。そして、このような周期的な異常放電は、所定の部位が、ワイヤ５２１に対向する所定位置に位置するときの他、所定位置に近い位置、つまり所定位置から感光体ドラム５１の回転方向上流側または下流側にずれた位置に位置するときにも生じる可能性がある。そのため、本実施形態では、Ｔ１＝Ｔ２±αとしている。

第１カウント処理において、制御部１００は、異常放電に伴う過電流が発生した感光体ドラム５１の所定部位に対応した周期電流カウンタＣ_Ｘを設定し、周期電流カウンタＣ_Ｘをカウントアップする。周期電流カウンタＣ_Ｘの設定方法は、後で詳述する。そして、制御部１００は、感光体ドラム５１の様々な部位に対して周期電流カウンタＣ_Ｘをそれぞれ設定し、各周期電流カウンタＣ_Ｘでカウントを行うことで、前述したような範囲αを含んだ第１周期Ｔ１で発生する過電流の検出回数をカウントしている。より具体的には、制御部１００は、所定部位に対応した周期電流カウンタＣ_Ｘのカウント数と、所定部位の下流側の部位に対応した周期電流カウンタＣ_Ｘ−１のカウント数と、所定部位の上流側の部位に対応した周期電流カウンタＣ_Ｘ＋１のカウント数とを合算することで、第１周期Ｔ１で発生する過電流の検出回数をカウントする。なお、以下の説明では、第１周期Ｔ１で発生する過電流の検出回数を、第１検出回数とも称する。

第１判定処理は、第１カウント処理でカウントした第１検出回数が、２以上の第１閾値Ｎ１以上であるか否かを判定する処理である。ここで、第１検出回数は、前述したようにＣ_Ｘ＋Ｃ_Ｘ−１＋Ｃ_Ｘ＋１である。詳しくは、制御部１００は、既に設定されている周期電流カウンタＣ_Ｘが複数ある場合には、それぞれの周期電流カウンタＣ_Ｘに対して第１判定処理を実行する。例えば、番号「０，６」に対応する周期電流カウンタＣ_０，Ｃ_６が既に設定されている場合には、制御部１００は、Ｃ_０＋Ｃ_９＋Ｃ_１を第１閾値Ｎ１と比較するとともに、Ｃ_６＋Ｃ_５＋Ｃ_７を第１閾値Ｎ１と比較する。なお、周期電流カウンタＣ_Ｘ−１，Ｃ_Ｘ＋１が設定されていない場合には、制御部１００は、周期電流カウンタＣ_Ｘ−１，Ｃ_Ｘ＋１のカウント数を０として周期電流カウンタＣ_Ｘのカウント数に加算する。

なお、第１閾値Ｎ１は、実験やシミュレーションなどによって適宜設定すればよいが、例えば、以下の式（１）を満たすように設定することができる。
Ｍ＞Ｎ１＞Ｍ／２ ・・・（１）
Ｍ：感光体ドラム５１の所定部位について第１カウント処理を開始してから、所定部位についての第１カウント処理を終了するまでの感光体ドラム５１の最大回転回数

なお、本実施形態において、第１カウント処理の開始時は、周期電流カウンタＣ_Ｘを設定したときに対応し、第１カウント処理の終了時は、周期電流カウンタＣ_Ｘを削除したときに対応する。最大回転回数Ｍと第１閾値Ｎ１は、実験やシミュレーションなどによって適宜設定すればよい。なお、本実施形態では、Ｍ＝５、Ｎ１＝３に設定することとする。つまり、第１判定処理では、感光体ドラム５１が５回転する間に、第１周期Ｔ１で発生する過電流が３回検出されたか否かを判定している。

第２カウント処理は、取得処理で取得した過電流検出信号に基づいて、第１周期Ｔ１より短い期間Ｔ３で発生する過電流の検出回数である第２検出回数をカウントする処理である。具体的に、制御部１００は、第２カウント処理において、第２検出回数をカウントするための電流カウンタＣｄを設定し、電流カウンタＣｄをカウントアップする。電流カウンタＣｄの設定方法は、後で詳述する。

第２判定処理は、第２カウント処理でカウントした第２検出回数が、２以上の第２閾値Ｎ２以上であるか否かを判定する処理である。なお、第２閾値Ｎ２は、実験やシミュレーションなどによって適宜設定すればよいが、本実施形態では、Ｎ２＝３に設定することとする。つまり、第２判定処理では、第１周期Ｔ１より短い期間Ｔ３で発生する過電流が、感光体ドラム５１が１回転するのに要する時間を空けることなく、連続して３回検出されたか否かを判定している。

報知処理は、第１判定処理において第１検出回数が第１閾値Ｎ１以上であると判定された場合、または、第２判定処理において第２検出回数が第２閾値Ｎ２以上であると判定された場合に実行される処理である。報知処理において、制御部１００は、報知装置によって異常を示す情報を報知する。ここで、報知装置は、カラープリンタ１に設けられる表示パネルやランプやブザーなどであってもよいし、カラープリンタ１に無線または有線で接続されたコンピュータなどの外部装置であってもよい。

なお、異常を示す情報は、例えば、ワイヤ５２１の清掃の指示であってもよいし、感光体ドラム５１の交換の指示であってもよい。また、報知処理において、制御部１００は、例えば、印字制御を中止してもよいし、帯電器５２のワイヤ５２１に印加する電圧を低下させてもよい。

次に、制御部１００の動作について詳細に説明する。制御部１００は、用紙Ｓに画像を形成する印字制御を実行している間、図４および図５に示す処理を並行して繰り返し実行している。ここで、図４の処理は、周期的な異常放電に伴う過電流を異常と判定する長周期異常判定処理であり、図５の処理は、第１周期Ｔ１よりも短い期間Ｔ３で発生する短周期的な異常放電に伴う過電流を異常と判定する短周期異常判定処理である。なお、制御部１００は、図４および図５に示す処理を色ごとに実行する。

図４に示すように、制御部１００は、長周期異常判定処理において、まず、過電流検出回路２００から過電流検出信号および正常信号のうちいずれかの信号を取得する（Ｓ１）。ステップＳ１の後、制御部１００は、感光体ドラム５１の表面の各位置に対して任意の番号「０〜９」を割り当てるためのドラム位置カウントを実行する（Ｓ２）。詳しくは、ステップＳ２において、制御部１００は、ステップＳ１で取得した信号に対して「０〜９」のいずれかの番号を割り当てる。より詳しくは、制御部１００は、ステップＳ２の処理を最初に実行する場合には、ステップＳ１で最初に取得した信号に対して「０」を割り当て、２回目にステップＳ２の処理を実行する場合には、ステップＳ１で２回目に取得した信号に対して「１」を割り当てる。３回目以降のステップＳ２でも同様の処理を行うことで、３回目以降の信号に対して、３→４→５→６→７→８→９→０→・・・といった順で順次番号を割り当てる。これにより、図６（ａ）に示すように、感光体ドラム５１の表面の各位置に対して番号「０〜９」を割り当てることができ、各位置での異常放電の発生状態を把握することが可能となっている。

なお、本実施形態では、サンプリング周期Ｔｓを前述したように第１周期Ｔ１の１／１０の周期としたため、番号を「０〜９」に設定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、サンプリング周期Ｔｓ、つまり制御サイクルを、第１周期Ｔ１の１／２０に設定した場合には、番号を「０〜１９」に設定すればよい。

ステップＳ２の後、制御部１００は、過電流検出信号があったか否か、つまりステップＳ１で取得した信号が過電流検出信号であったか否かを判定する（Ｓ３）。ステップＳ３において過電流検出信号があったと判定した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘがまだ設定されていないか否かを判定する（Ｓ４）。

ステップＳ４において周期電流カウンタＣ_Ｘが設定されていないと判定した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘを設定する（Ｓ５）。詳しくは、例えばステップＳ２において番号「０」を割り当てた場合には、制御部１００は、番号「０」の位置に対応した周期電流カウンタＣ_０を設定する。

ここで、周期電流カウンタＣ_Ｘの設定は、メモリのうち空いている記憶領域に周期電流カウンタＣ_Ｘを書き込むことで行われる。なお、以下の説明では、周期電流カウンタＣ_Ｘが書き込まれる記憶領域を第１メモリ領域とも称する。また、ステップＳ５において現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘを設定した場合には、制御部１００は、周期電流カウンタＣ_Ｘを設定した時刻である設定時刻ｔｘを、周期電流カウンタＣ_Ｘに関連付けて第１メモリ領域に記憶させる。

ステップＳ５の後、または、ステップＳ４において周期電流カウンタＣ_Ｘが既に設定されていると判定した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、周期電流カウンタＣ_Ｘをカウントアップする（Ｓ６）。ステップＳ６の後、制御部１００は、第１検出回数、つまりＣ_Ｘ＋Ｃ_Ｘ−１＋Ｃ_Ｘ＋１が第１閾値Ｎ１以上であるか否かを判定する（Ｓ７）。

ステップＳ７において第１検出回数が第１閾値Ｎ１以上であると判定すると（Ｙｅｓ）、制御部１００は、報知処理を実行して異常を報知する（Ｓ８）。また、ステップＳ８において、制御部１００は、周期電流カウンタＣ_Ｘを削除する。ステップＳ７において第１検出回数が第１閾値Ｎ１以上でないと判定すると（Ｎｏ）、制御部１００は、そのまま本処理を終了する。

ステップＳ３において過電流検出信号がなかったと判定した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘが既に設定されているか否かを判定する（Ｓ９）。ステップＳ９において現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘが設定されていると判定した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘの設定時刻ｔｘから第１時間Ｔ１１が経過したか否かを判定する（Ｓ１０）。ここで、第１時間Ｔ１１としては、例えば感光体ドラム５１がＭ回転するのに要する時間などに設定することができる。なお、この「Ｍ」は、上述した式（１）の「Ｍ」と同じ値である。

ステップＳ１０において設定時刻ｔｘから第１時間Ｔ１１が経過したと判定した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘを第１メモリ領域から削除して（Ｓ１１）、本処理を終了する。また、ステップＳ９，Ｓ１０においてＮｏと判定した場合は、制御部１００は、現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘを削除することなく、本処理を終了する。

図５に示すように、制御部１００は、短周期異常判定処理において、まず、過電流検出回路２００から過電流検出信号および正常信号のうちいずれかの信号を取得する（Ｓ２１）。ステップＳ２１の後、制御部１００は、過電流検出信号があったか否か、つまりステップＳ１で取得した信号が過電流検出信号であったか否かを判定する（Ｓ２２）。

ステップＳ２２において過電流検出信号があったと判定した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、電流カウンタＣｄがまだ設定されていないか否かを判定する（Ｓ２３）。ステップＳ２３において電流カウンタＣｄが設定されていないと判定した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、電流カウンタＣｄを設定する（Ｓ２４）。

ここで、電流カウンタＣｄの設定は、メモリのうち空いている記憶領域に電流カウンタＣｄを書き込むことで行われる。なお、以下の説明では、電流カウンタＣｄが書き込まれる記憶領域を第２メモリ領域とも称する。

ステップＳ２４の後、または、ステップＳ２３において電流カウンタＣｄが既に設定されていると判定した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、電流カウンタＣｄをカウントアップする（Ｓ２５）。なお、ステップＳ２５において電流カウンタＣｄをカウントアップした場合には、制御部１００は、電流カウンタＣｄをカウントアップした時刻を基準時刻ｔｄｘとして、電流カウンタＣｄに関連付けて第２メモリ領域に記憶させる。詳しくは、制御部１００は、電流カウンタＣｄを０から１にカウントアップすると、そのときの時刻を基準時刻ｔｄ１として第２メモリ領域に記憶させ、電流カウンタＣｄを１から２にカウントアップすると、そのときの時刻を基準時刻ｔｄ２として第２メモリ領域に記憶させる。

ステップＳ２５の後、制御部１００は、第２検出回数、つまり電流カウンタＣｄが第２閾値Ｎ２以上であるか否かを判定する（Ｓ２６）。ステップＳ２６において第２検出回数が第２閾値Ｎ２以上であると判定すると（Ｙｅｓ）、制御部１００は、報知処理を実行して異常を報知する（Ｓ２７）。また、ステップＳ２７において、制御部１００は、電流カウンタＣｄを削除する。ステップＳ２６において第２検出回数が第２閾値Ｎ２以上でないと判定すると（Ｎｏ）、制御部１００は、そのまま本処理を終了する。

ステップＳ２２において過電流検出信号がなかったと判定した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、電流カウンタＣｄが既に設定されているか否かを判定する（Ｓ２８）。ステップＳ２８において電流カウンタＣｄが設定されていると判定した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、電流カウンタＣｄを前回カウントアップした時刻、つまり基準時刻ｔｄｘから第２時間Ｔ１２が経過したか否かを判定する（Ｓ２９）。

ここで、第２時間Ｔ１２は、感光体ドラム５１が一回転するのに要する時間Ｔ２以下の時間に設定することができる。なお、本実施形態では、第２時間Ｔ１２を、時間Ｔ２に設定することとする。つまり、ステップＳ２９では、異常放電が発生してから感光体ドラム５１が一回転したか否かを判定している。

ステップＳ２９において基準時刻ｔｄｘから第２時間Ｔ１２が経過したと判定した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、電流カウンタＣｄを第２メモリ領域から削除して（Ｓ３０）、本処理を終了する。また、ステップＳ２８，Ｓ２９においてＮｏと判定した場合は、制御部１００は、電流カウンタＣｄを削除することなく、本処理を終了する。

次に、制御部１００の制御の一例について図６を参照して説明する。なお、制御部１００は、印字制御を開始すると、図４および図５に示す処理を繰り返し実行する。

印字制御中において、帯電器５２から異常放電が１度も発生していない場合には、制御部１００は、図４のステップＳ１〜Ｓ３，Ｓ９：Ｎｏの処理を繰り返し行うことで、感光体ドラム５１の表面の各位置に対して番号「０〜９」を割り当てる（図６（ａ）など参照）。

そして、図６（ａ）に示すように、感光体ドラム５１の表面のうち番号「０」が割り当てられた部位がワイヤ５２１に対向しているときに帯電器５２から異常放電が発生した場合には、制御部１００は、図４のステップＳ１〜Ｓ６の処理を順次実行することで、現在位置「０」に対応した周期電流カウンタＣ_０を第１メモリ領域に記憶させる。詳しくは、制御部１００は、カウント数が１となった周期電流カウンタＣ_０を記憶させるとともに、周期電流カウンタＣ_０の設定時刻ｔ０を記憶させる。また、制御部１００は、図５のステップＳ２１〜Ｓ２５の処理を順次実行することで、第２メモリ領域に、カウント数が１となった電流カウンタＣｄを記憶させるとともに、カウント数を０から１に上げたときの時刻である基準時刻ｔｄ１を記憶させる。

図６（ｂ）に示すように、異常放電が発生してから感光体ドラム５１が一回転する前、詳しくは番号「６」が割り当てられた部位がワイヤ５２１に対向しているときに２回目の異常放電が発生した場合には、制御部１００は、現在位置「６」に対応した周期電流カウンタＣ_６を、カウント数「１」・設定時刻ｔ６とともに第１メモリ領域に記憶させる。また、制御部１００は、電流カウンタＣｄを１から２にカウントアップし、そのカウント数「２」と今回カウントアップした時刻である基準時刻ｔｄ２を第２メモリ領域に上書きする。

図６（ｃ）に示すように、２回目の異常放電が発生してから感光体ドラム５１が一回転するまでの間に異常放電が発生しない場合には、制御部１００は、図５のステップＳ２９でＹｅｓと判定して、電流カウンタＣｄを削除する。なお、図６（ｂ）の状態から感光体ドラム５１が一回転するまでの間に異常放電が発生した場合には、制御部１００は、図５のステップＳ２２〜Ｓ２７の順に処理を実行することで、異常を報知する。

図６（ｄ）に示すように、例えば図６（ｃ）の状態から感光体ドラム５１が一回転する前において、番号「０」が割り当てられた部位がワイヤ５２１に対向する所定位置をわずかに通り過ぎたところで、当該部位に対して３回目の異常放電が発生した場合には、制御部１００は、現在位置「１」に対応した周期電流カウンタＣ_１を、カウント数「１」・設定時刻ｔ１とともに第１メモリ領域に記憶させる。また、制御部１００は、新たに電流カウンタＣｄを設定し、この電流カウンタＣｄを、カウント数「１」・基準時刻ｔｄ１とともに第２記憶領域に記憶させる。

図６（ｅ）に示すように、その後、感光体ドラム５１が一回転する前において、番号「０」が割り当てられた部位がワイヤ５２１に対向する所定位置のわずか手前の位置に位置するときに、当該部位に対して４回目の異常放電が発生した場合には、制御部１００は、現在位置「９」に対応した周期電流カウンタＣ_９を、カウント数「１」・設定時刻ｔ９とともに第１メモリ領域に記憶させる。これにより、感光体ドラム５１の各部位のうち隣接する３つの部位、つまり番号「９〜１」が割り当てられた部位に対応した各周期電流カウンタＣ_９〜Ｃ_１の合計カウント数が３になるので、制御部１００は、図４のステップＳ７においてＹｅｓと判定し、異常を報知する。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
感光体ドラム５１の一回転に相当する第１周期Ｔ１で発生する異常放電の検出回数が第１閾値Ｎ１以上であるか否かを判定することで、感光体ドラム５１の回転周期に同期した周期的な異常放電、例えば感光体ドラム５１の表面上の傷などに起因した異常放電が発生しているかを判定することができる。

第１周期Ｔ１よりも短い間隔で発生する異常放電の検出回数が第２閾値Ｎ２以上であるか否かを判定することで、帯電器５２に起因した異常放電が発生しているかを判定することができる。

第１カウント処理を開始してから第１カウント処理を終了するまでの感光体ドラム５１の最大回転回数Ｍが、上述した式（１）を満たすように設定されるので、感光体ドラム５１の傷などに起因した長周期的な異常放電が断続的に発生していても、異常放電が発生しているかを判定することができる。また、第１閾値Ｎ１の下限値をＭ／２とすることで、周期性をもって高い確率、つまり１／２よりも高い確率で異常放電が発生していることを判定することができる。

第１判定処理において第１検出回数が第１閾値Ｎ１以上であると判定した場合に、異常を示す情報を報知するので、感光体ドラム５１の傷などに起因した長周期的な異常放電が発生したことによる異常をユーザに報せることができる。

報知処理において例えばワイヤの清掃の指示を報知する場合には、長周期的な異常放電が発生した際に、ユーザにワイヤの清掃を促すことができるので、それ以後の長周期的な異常放電の発生を抑えることができる。

報知処理において例えば感光体ドラム５１の交換の指示を報知する場合には、長周期的な異常放電が発生した際に、ユーザに感光体ドラム５１の交換を促すことができるので、それ以後の長周期的な異常放電の発生を抑えることができる。

報知処理において例えば印字制御を中止する場合には、長周期的な異常放電によって感光体ドラム５１が劣化するのを抑えることができる。

報知処理において例えば帯電器５２に印加する電圧を低下させる場合には、長周期的な異常放電の発生を抑制しつつ、印字制御を継続することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構成およびステップには同一の符号を付し、その説明は省略する。

前記実施形態では、現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘをカウントアップするための過電流検出信号が、連続して制御部１００に入力されなくても、感光体ドラム５１が５回転するまでの間であれば、断続的に入力される過電流検出信号に基づいて周期電流カウンタＣ_Ｘをカウントアップしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘをカウントアップするための過電流検出信号が制御部１００に連続して入力された場合に限って、周期電流カウンタＣ_Ｘをカウントアップしてもよい。言い換えると、制御部１００は、第１判定処理において、第１カウント処理で連続してカウントした検出回数である第１検出回数が、２以上の第１閾値Ｎ１以上であるか否かを判定するように構成されていてもよい。

具体的には、制御部１００は、例えば図７に示す処理を実行するように構成されていてもよい。ここで、図７に示す処理は、図４に示す処理におけるステップＳ１０の処理を削除した内容となっている。これによれば、現在位置の周期電流カウンタＣ_ＸがステップＳ５で既に設定されている状況下において、ステップＳ３において過電流検出信号が入力されていないと判定された場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、ステップＳ９でＹｅｓと判定した後、現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘを削除する（Ｓ１１）。

つまり、ステップＳ５で周期電流カウンタＣ_Ｘを設定してから、感光体ドラム５１が一回転するごとに制御部１００に入力される信号が一度でも正常信号である場合には、制御部１００は周期電流カウンタＣ_Ｘを削除する。言い換えると、制御部１００は、周期電流カウンタＣ_Ｘが設定されている感光体ドラム５１の所定部位についての過電流検出信号が連続して制御部１００に入力された場合に限り、カウントアップを実行する。これにより、第１判定処理において、感光体ドラム５１に起因した異常放電が連続して発生しているかを判定することができる。

前記実施形態では、カウンタをメモリ領域から削除することで検出回数のリセットを行ったが、本発明はこれに限定されず、メモリ領域に記憶されたカウンタのカウント数の項目を０にすることで検出回数のリセットを行ってもよい。

なお、第１検出回数のリセットのタイミングは、前記実施形態などで説明したタイミングに限定されるものではない。例えば、制御部１００は、第１検出回数のカウントを行わなかった回数が、第３閾値Ｎ３以上であるか否かを判定する終了判定処理を実行し、終了判定処理において第３閾値Ｎ３以上であると判定した場合に、第１検出回数をリセットしてもよい。

具体的には、制御部１００は、例えば図８および図９に示す処理を実行するように構成されていてもよい。ここで、図８に示す処理は、図４の処理と同様のステップＳ１〜Ｓ９を有するとともに、図４の処理におけるステップＳ１０，Ｓ１１の代わりに新たなステップＳ４０を有している。

図８に示すように、制御部１００は、ステップＳ９において現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘが既に設定されていると判定した場合に（Ｙｅｓ）、終了判定処理を実行する（Ｓ４０）。図９に示すように、制御部１００は、終了判定処理において、まず、現在位置の非検出カウンタＣｎがまだ設定されていないか否かを判定する（Ｓ４１）。ここで、非検出カウンタＣｎは、過電流検出信号が入力されなかった回数をカウントするカウンタであり、感光体ドラム５１の表面の各位置に対して設定される。

ステップＳ４１において現在位置の非検出カウンタＣｎがまだ設定されていないと判定した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、現在位置の非検出カウンタＣｎを設定する（Ｓ４２）。具体的には、図８のステップＳ２で番号「０」が割り当てられた場合において、入力された信号が正常信号であるときには、制御部１００は、番号「０」に対応した非検出カウンタＣｎ０を設定する。

ステップＳ４２の後、または、ステップＳ４１でＮｏと判定した場合には、制御部１００は、現在位置の非検出カウンタＣｎをカウントアップする（Ｓ４３）。ステップＳ４３の後、制御部１００は、現在位置の非検出カウンタＣｎが第３閾値Ｎ３以上であるか否かを判定する（Ｓ４４）。

ステップＳ４４においてＣｎ≧Ｎ３であると判定した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、現在位置の周期電流カウンタＣ_Ｘおよび非検出カウンタＣｎを削除して（Ｓ４５）、本処理を終了する。また、ステップＳ４４においてＣｎ＜Ｎ３であると判定した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、そのまま本処理を終了する。

前記実施形態では、制御部１００に過電流検出信号が入力されるたびに周期電流カウンタＣ_Ｘをカウントアップすることで周期放電を判定することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、制御部は、取得処理において過電流検出回路から信号を取得するたびに随時信号をメモリに記憶させ、現在の過電流検出信号と過去の過電流検出信号との関係から周期放電を判定するように構成されていてもよい。

前記実施形態では、スコロトロン方式の帯電器５２を例示したが、本発明はこれに限定されず、帯電器は、例えば、コロトロン方式の帯電器であってもよいし、感光体ドラムに接触する帯電ローラなどであってもよい。帯電器が帯電ローラである場合でも、感光層の特定部分に傷がついたり、感光体の表面に導電性の異物が付着した場合などに過電流が流れ、感光体ドラムが劣化する場合がある。

前記実施形態では、過電流検出部としてワイヤ５２１に電圧を印加する高圧電源部１６に接続された過電流検出回路２００を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばグリッド電極に繋がった配線に接続される回路を過電流検出回路としてもよい。また例えば、帯電ローラに電圧を印加する高圧電源部に接続された過電流検出回路であってもよい。

前記実施形態では、範囲αを含んだ第１周期Ｔ１、つまり期間Ｔ２±αで発生する周期的な異常放電の検出回数（Ｃ_Ｘ＋Ｃ_Ｘ−１＋Ｃ_Ｘ＋１）を第１閾値Ｎ１と比較したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、範囲αを含まない第１周期Ｔ１、つまり期間Ｔ２で発生する周期的な異常放電の検出回数Ｃ_Ｘを第１閾値Ｎ１と比較してもよい。

前記実施形態では、感光体として感光体ドラム５１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体であってもよい。

前記実施形態では、カラープリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

また、前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。

１ カラープリンタ
５１ 感光体ドラム
５２ 帯電器
１００ 制御部
２００ 過電流検出回路

Claims (11)

1. 回転可能な感光体と、
   前記感光体を帯電する帯電器と、
   前記帯電器での過電流を検出する過電流検出部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記過電流検出部から出力された過電流検出信号を取得する取得処理と、
   前記取得処理で取得した過電流検出信号に基づいて、前記感光体の一回転に相当する第１周期で発生する過電流の検出回数をカウントする第１カウント処理と、
   前記第１カウント処理でカウントした検出回数である第１検出回数が、２以上の第１閾値以上であるか否かを判定する第１判定処理と、を実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、
   前記取得処理で取得した前記過電流検出信号に基づいて、第１周期より短い期間で発生する過電流の検出回数である第２検出回数をカウントする第２カウント処理と、
   前記第２カウント処理でカウントした検出回数である第２検出回数が、２以上の第２閾値以上であるか否かを判定する第２判定処理と、を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記第１判定処理において、前記第１カウント処理で連続してカウントした検出回数である第１検出回数が、２以上の第１閾値以上であるか否かを判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１カウント処理を開始してから前記第１カウント処理を終了するまでの前記感光体の最大回転回数をＭ、前記第１閾値をＮ１としたときに、
   Ｍ＞Ｎ１＞Ｍ／２
   を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、
   前記第１検出回数のカウントを行わなかった回数が、第３閾値以上であるか否かを判定する終了判定処理を実行し、
   前記終了判定処理において第３閾値以上であると判定した場合に、前記第１検出回数をリセットすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記第１判定処理において、前記第１検出回数が前記第１閾値以上であると判定した場合に、異常を示す情報を報知することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記帯電器は、ワイヤを備え、
   前記制御部は、前記第１判定処理において、前記第１検出回数が前記第１閾値以上であると判定した場合に、前記ワイヤの清掃の指示を報知することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記第１判定処理において、前記第１検出回数が前記第１閾値以上であると判定した場合に、前記感光体の交換の指示を報知することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記第１判定処理において、前記第１検出回数が前記第１閾値以上であると判定した場合に、印字制御を中止することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、前記第１判定処理において、前記第１検出回数が前記第１閾値以上であると判定した場合に、前記帯電器に印加する電圧を低下させることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 回転可能な感光体と、
    前記感光体を帯電する帯電器と、
    前記帯電器での過電流を検出する過電流検出部と、
    制御部と、を備えた画像形成装置における前記制御部による制御方法であって、
    前記過電流検出部から出力された過電流検出信号を取得する取得処理を実行する工程と、
    前記取得処理で取得した過電流検出信号に基づいて、前記感光体の一回転に相当する第１周期で発生する過電流の検出回数をカウントする第１カウント処理を実行する工程と、
    前記第１カウント処理でカウントした検出回数である第１検出回数が、２以上の第１閾値以上であるか否かを判定する第１判定処理を実行する工程と、を備えることを特徴とする制御方法。

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