JP2019040055A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【効果】非常に硬く削れにくい像担持体を使用した場合に発生しやすい像担持体の片削れの現象が発生した場合にも、像担持体の片削れ部分の削れ量を感度良く検出できるために、正確に像担持体の寿命を判別することができる。【解決手段】情報格納手段に記憶させたクリーニング部材の長手方向の圧分布の情報を本体にフィードバックし、長手方向の圧分布の情報を基に、像担持体の最も摩耗の促進される領域を選択し、選択された領域のみの像担持体を除電し、帯電部材から像担持体に流れる直流電流量を検出し、該電流量の変化した量に応じて、該選択された領域の像担持体の摩耗量を算出したことを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、レーザビームプリンタ及びプロセスカートリッジなどの画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置には、感光体が設けられており、画像形成を行う際には、感光体の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電処理が行われる。この帯電処理には、例えば、帯電ローラを感光体の表面に当接させ、この帯電ローラに電圧を印加して感光体の表面を帯電させる接触帯電方式が用いられる。接触帯電方式においては、感光体の表面を所望の電位Ｖｄに帯電させるために、帯電ローラには、電圧値Ｖｄ＋Ｖｔｈの直流電圧が印加される。ここで、電圧値Ｖｔｈは、帯電ローラに直流電圧を印加したときの被帯電体である感光体への放電開始電圧である。

また、感光体に対する帯電の均一化をさらに図るために、ＡＣ帯電方式と呼ばれる帯電方式が用いられる。このＡＣ帯電方式は、所望の電位Ｖｄに相当する電圧値の直流電圧に、電圧値Ｖｔｈの２倍以上のピークツーピーク電圧値（ｐ−ｐ電圧値）を有する交流電圧を重畳した帯電電圧を帯電ローラに印加する方式である。このＡＣ帯電方式の場合、上記交流電圧を重畳することにより、プラス側、マイナス側への放電が交互に起こり、感光体の表面を均一に帯電させることができる。ＡＣ帯電方式において、交流電圧の電圧値Ｖｃと帯電ローラに流れる交流電圧の電流値Ｉｃの関係は、常に一定ではなく、感光体の感光層の膜厚、帯電ローラの長期通電による劣化の度合い、環境温度などにより変化する。例えば、帯電ローラの長時間の使用により、そのインピーダンスが上昇すると、同じ電圧値Ｖｃに対して、帯電ローラに流れる交流電圧の電流値Ｉｃは小さくなる。

また、低温低湿環境（Ｌ／Ｌ）下においては、材料が乾燥して抵抗値が上昇し、放電し難くなるため、均一な帯電を得るために、交流電圧の電圧値Ｖｃ（振幅）を大きくする必要がある。逆に高温高湿環境（Ｈ／Ｈ）下においては、材料が吸湿し抵抗値が低下するため、同じ電圧値Ｖｃに対して、帯電ローラと感光体間で、必要以上の放電を起こすことになる。

そこで、長期に亘り、高品質な画像を安定して供給するためには、過剰放電を起こさず、均一な帯電を行うことができるように、帯電ローラに印加する交流電圧の電圧値および帯電ローラに流れる交流電圧の電流値を制御する必要がある。この制御方法として、複数の交流電圧を印加した際の交流電流を測定して、画像形成時に所望の放電電流量を得るための交流電圧の電圧値を決定する放電電流制御方法が提案されている（特許文献１参照）。

一方、帯電ローラと感光体の放電により、感光体が削られるなどして感光体の劣化が促進され、また、放電生成物による高温高湿環境での画像流れなどの異常画像が発生する。そこで、クリーニングブレードで感光体表面をクリーニングすると共に、ごくわずかに感光体表面を削り取ることで、放電生成物による画像流れを防止している。このように、感光体は、帯電時の放電およびクリーニングの過程で削られ、使用が進むに連れて感光体の感光層の膜厚が薄くなっていく。

そこで、この感光体の感光層膜厚を、感光体を帯電する際に流れる直流電流を測定することで検知し、感光体の寿命を判定したり、画像形成条件を変更する技術が提案されている（特許文献２参照）。

感光体の感光層の膜厚が薄くなると、感光体表面の静電容量が増加し、感光体が除電された状態から所定の帯電電位に帯電させるために必要な直流電流が大きくなるため、直流電流を測定すれば膜厚の減少度合いが検知できる。ドラムカートリッジの交換時期の現象としては、前述の感光体ドラムの削れによるスジやムラといった画像不良が多いため、直流電流から膜圧の減少度合いを検知し、感光体ドラムの寿命の到達時期を予測し、ディスプレイ上に表示するなどのシステムが実装されている。実装されているものとしては、帯電ローラから感光体ドラムに流れる直流電流成分のみを検出し、感光体ドラムの膜厚を判断しているものが多いが、交流電流も感光体ドラムの膜厚によって、電流が変化することは知られており、交流電流を検知することによっても、同様に感光体ドラムの膜厚の変化を予測することは可能である。

しかし、昨今では、有機電子写真感光体ドラムの表面の耐傷性や耐摩耗性を向上させる技術として、結着樹脂として硬化性樹脂を用いた硬化層を表面層とした電子写真感光体、炭素−炭素二重結合を有するモノマーと炭素−炭素二重結合を有する電荷輸送性モノマーとを熱または光のエネルギーにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層を表面層とした電子写真感光体、同一分子内に連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を電子線のエネルギーにより硬化重合させることによって形成される電荷輸送性硬化層を表面層とした電子写真感光体ドラムなどが知られている。

このように、近年、有機電子写真感光体の周面の耐傷性や耐摩耗性を向上させる技術として、電子写真感光体の表面層を硬化層とし、もって表面層の機械的強度を高めるという技術が確立されてきている。

しかしながら、前記硬度の高い電子写真感光体は、表層の保護層として３〜７μｍの薄膜を形成する技術であるため、上述のような帯電ローラから感光体に流れる直流電流や交流電流から感光体の削れ量を検知し、寿命を予測するのには、電流の変化が小さすぎて、削れ量を正確に把握しづらいという難点がある。また、前記硬度の高い感光体は、等速で回転している帯電ローラや転写ベルトの摺擦では、削れが発生しにくいが、一方で、感光体上にカウンタで当接して、転写残トナーをクリーニングしているクリーニングブレードに摺擦されて削れる感度は高くなる。従って、クリーニングブレードの圧分布に支配されて、感光体のスラストの削れ量にムラが発生し、クリーニングブレードの圧の最も高い場所から局所的に削れてしまい、その部分の画像不良が発生することで寿命となることが多くなった。

特開２００１−２０１９２１号公報 特開平８−５０４２８号公報

しかしながら、前記硬度の高い電子写真感光体は、表層の保護層として３〜７μｍの薄膜を形成する技術であるため、上述のような帯電ローラから感光体に流れる直流電流や交流電流から感光体の削れ量を検知し、寿命を予測するのには、電流の変化が小さすぎて、削れ量を正確に把握しづらいという難点がある。また、前記硬度の高い感光体は、等速で回転している帯電ローラや転写ベルトの摺擦では、削れが発生しにくいが、一方で、感光体上にカウンタで当接して、転写残トナーをクリーニングしているクリーニングブレードに摺擦されて削れる感度は高くなる。

従って、クリーニングブレードの圧分布に支配されて、感光体のスラストの削れ量にムラが発生し、クリーニングブレードの圧の最も高い場所から局所的に削れてしまい、その部分の画像不良が発生することで寿命となることが多くなった。

上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
像担持体と、該像担持体上に静電像を形成するために前記像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電処理された前記像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤を供給して可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写材に転写する転写手段と、転写手段で転写されずに像坦持体上に残留したトナーを像坦持体上から清掃するクリーニング部材を有し、該帯電部材から前記像担持体に流れる電流を検出する帯電電流検出手段を有し、該電流値が変化した量に応じて、像坦持体の摩耗量を算出する摩耗量算出手段を有している画像形成装置において、
該クリーニング部材の長手方向の圧分布の情報を本体にフィードバックし、該長手方向の圧分布の情報を基に、該像坦持体の最も摩耗の促進される領域を選択し、該選択された領域のみの像坦持体を除電し、該帯電部材から像坦持体に流れる直流電流量を検出し、該電流量の変化した量に応じて、該選択された領域の像坦持体の摩耗量を算出したことを特徴とする。

上記の画像形成装置において、前記選択された領域のみを除電する手段として、転写部材通過後の像坦持体表面を光で除電する前露光除電手段を有することを特徴とする。

また、上記の画像形成装置において、前記選択された領域のみを除電する方法として、像坦持体上に形成する静電潜像を選択された領域のみ直流電流が大きくなるように形成したことを特徴とする。

また、上記の画像形成装置において、前記クリーニング部材を含むユニットには情報を記憶するユニット情報記憶手段を有し、該クリーニング部材の長手方向の圧分布の情報をユニット情報記憶手段に格納し、本体にフィードバックしたことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置によれば、非常に硬く削れにくい感光体ドラムを使用した場合に発生しやすい感光体ドラムの片削れの現象が発生した場合にも、感光体ドラムの片削れ部分の削れ量を感度良く検出できるために、正確に感光体ドラムの寿命を判別することができる。

実施例１、２、３に関わる本体の断面を示す略図である。 実施例１、２、３に関わる本体に装着するドラムユニット周辺の断面を示す略図である。 実施例１、２、３に関わる高圧回路の構成を示す略図である。 実施例１、２、３に関わる特定凹部を有する領域を感光ドラムの垂線方向から俯瞰した表面写真である。 実施例１、２、３に関わる感光ドラムの断面方向の構成について示した模式図である。 実施例１、２、３に関わる感光ドラムを使用耐久した際の特定凹部の深さを示した図である。 実施例１、２、３に関わる帯電高圧印加パターンを変更した際の印加直流電圧と感光体ドラム電位の関係を示した図である。 実施例１、２，３に関わる横スジ現象が発生した画像である。 （ａ）は帯電ローラと感光体ドラムの当接ニップ近傍のギャップと放電領域を示す断面図である。（ｂ）は帯電ローラと感光体ドラムの近傍にギャップと放電開始電圧を示すグラフである。 実施例１、２、３に関わる放電の発生する最大ギャップαと感光体ドラムの表面の凹部深さの関係を示したグラフである。 実施例１に関わるサービスマンが出力できるチェック画像のパターン例である。 実施例１、２に関わるチェック画像出力時に関連する場所の回路図である。 実施例１、２に関わるチェック画像出力方法を示すシーケンス図である。 実施例１に関わるサービスマンが実際出力するチェック画像の例である。 実施例２に関わるサービスマンが実際出力するチェック画像の例である。 実施例３に関わる光学センサの構成を示す略図である。 実施例３に関わる光学センサ部のシャッター構成を示す略図である。 実施例３に関わる光学センサで検出したチェック画像の濃度段差ΔＤの検出例を示す図である。 実施例３に関わる光学センサで検出したチェック画像の濃度段差ΔＤとドラムユニットの残寿命の関係を示すグラフである。 実施例３に関わる中間転写体上に形成された実際のチェック画像を示す図である。 実施例３に関わる中間転写体上に形成されたチェック画像の出力パターン例である。 実施例３に関わるチェック画像出力時に関連する場所の回路図である。 実施例３に関わるチェック画像出力方法を示すシーケンス図である。 実施例１、２に関わるチェック画像出力パターンの例である。 実施例１に関わるサービスマンが基準として保持している横スジとドラムユニットの残寿命の関係を示すチャートの例である。 平坦部、特定凹部、非凹部かつ非平坦部の関係を説明するための図

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１１は本発明に係る画像形成装置の一例の概略構成を示す縦断面図である。

同図に示す画像形成装置は、トナー支持材であるエンドレズベルト型の中間転写材（以下、中間転写ベルトと記す）の移動方向に沿って４個の画像形成ユニットをタンデム配設した４色フルカラーの画像形成装置である。画像出力部１Ｐは大別して、画像形成部１０（４つのステーションａ、ｂ、ｃ、ｄが並設されており、その構成は同一である。）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０及び制御ユニット（不図示）から構成される。

さらに、個々のユニットについて詳しく説明する。

像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、レーザスキャナユニット１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。

一次帯電ローラ１２ａ〜１２ｄにおいて感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いでレーザスキャナユニット１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調したレーザービームなどの光線を感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。レーザスキャナユニットの動作についての詳細は後述する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、これをトナーと呼ぶ）をそれぞれ収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写体に転写する画像転写領域Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより転写材に転写されずに像坦持体１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落として像坦持体の清掃を行う。

以上に示したプロセスにより、各現像剤による画像形成が順次行われる。

像坦持体１１ａ〜１１ｄとしては、負極性のＯＰＣ感光ドラムを用いた。具体的には感光体層としてアゾ顔料をＣＧＬ層（キャリア発生層）とし、その上にヒドラゾンと樹脂を混合したものをＣＴＬ層（キャリア輸送層）として２９μｍの厚さに積層した負極性有機半導体層（ＯＰＣ層）としている。

次に、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄについて説明すると、クリーニング装置としては、カウンターブレード方式を用い、クリーニングブレードの自由長としては、８ｍｍである。クリーニングブレードはウレタンを主体とした弾性ブレードで、像坦持体に対して、線圧約３５ｇ／ｃｍの押圧で当接されている。

給紙ユニット２０は，記録材Ｐを収納するためのカセット２１ａ・ｂおよび手差しトレイ２７、カセット内もしくは手差しトレイより記録材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ・ｂおよび２６、各ピックアップローラから送り出された記録材Ｐをレジストローラまで搬送するための給紙ローラ対２３及び給紙ガイド２４、そして画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ、２５ｂから成る。

中間転写ユニット３０について詳細に説明する。

中間転写ベルト３１（その材料として例えば、ＰＥＴ［ポリエチレンテレフタレート］やＰＶｄＦ［ポリフッ化ビニリデン］などが用いられる）は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３、ベルトを挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する従動ローラ３４に巻回させる。これらのうち駆動ローラ３２とテンションローラ３３の間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２はパルスモータ（不図示）によって回転駆動される。

像坦持体１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄが配置されている。

従動ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。

また、中間転写ベルト上、二次転写領域Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのブラシローラ（不図示）、および回収トナーを収納する廃トナーボックス（不図示）が設けられている。また中間転写ベルト上には２次転写残トナーを清掃するクリーニング装置１００が設けられている。

定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａとそのローラに加圧される４１ｂ（このローラにも熱源を備える場合もある）、及び上記ローラ対のニップ部へ転写材Ｐを導くためのガイド４３、また、上記ローラ対から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５などから成る。

制御ユニットは、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板やモータドライブ基板（不図示）などから成る。また、温湿度センサ５０は、装置内で熱源となる定着ユニット４０などの影響を受けずに装置周囲の環境温度、湿度が正確に測定できるよう図示した位置に配置されており、この温湿度センサ出力に基づいて様々な制御が行われる。

ところで、カラー用トナーの特性としては、重量平均粒径が５〜８μｍであることが、良好な画像を形成する上で好ましい。

次に帯電ローラ１２の構成について説明する。

帯電ローラ１２中層と呼ばれる電気抵抗調整層と、現像剤などの汚染から保護するために表面層の２層で形成されている。電気抵抗調整層は、高分子型イオン導電材料が分散された熱可塑性樹脂組成物により形成されている。電気抵抗調整層の体積固有抵抗は、好ましくは、１０−６〜１０−９Ωｃｍである。１０−９Ωｃｍを越えると、帯電能力や転写能力が不足してしまい、また、１０−６Ωｃｍよりも体積固有抵抗が低いと、感光体ドラム１１全体への電流集中によるリークが生じてしまう。電気抵抗調整層は、好ましくは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、及び、それらの共重合体（ＡＳ，ＡＢＳ）、ポリアミド、ポリカーボーネート（ＰＣ）等の熱可塑性樹脂で構成される。これらの熱可塑性樹脂に分散させる高分子型イオン導電材料としては、ポリエーテルエステルアミド成分を含有する高分子化合物が好ましい。ポリエーテルエステルアミドはイオン導電性の高分子材料であり、マトリックスポリマー中に分子レベルで均一に分散、固定化される。したがって、金属酸化物、カーボンブラック等の電子伝導系導電剤を分散した組成物に見られるような分散不良に伴う抵抗値のばらつきが生じない。

また、帯電ローラ１２として、高い印加電圧を掛ける際には、電子伝導系導電剤の場合、局所的に電気の流れやすい経路が形成さるので、像担持体１１へのリーク電流が発生し、帯電ローラ１２の場合、異常画像である白・黒ポチ画像が発生する。ポリエーテルエステルアミドは、高分子材料であるため、ブリードアウトが生じ難い。配合量については、抵抗値を所望の値にする必要があることから、熱可塑性樹脂が２０〜７０重量％、高分子型イオン導電剤が８０〜２０重量％とする必要がある。

さらに、抵抗値を調整するために、電解質（塩類）を添加することも可能である。塩類としては、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム等のアルカリ金属塩、リチウムビスイミド、リチウムトリスメチド等のリチウムイミド塩、エチルトリフェニルホスホニウム・テトラフルオロボレート、テトラフェニルホスホニウム・ブロマイド等の四級ホスホニウム塩が挙げられる。導電剤は物性を損なわない範囲で、単独若しくは、複数をブレンドして用いても構わない。導電材料をマトリックスポリマー中に分子レベルで均一に分散させるためには、相溶化剤を添加することにより、帯電材料におけるミクロ分散が可能になるので、相溶化剤を適宜使用しても構わない。相溶化剤としては、反応基であるグリシジルメタクリレート基を有するものが挙げられる。その他、物性を損なわない範囲において、酸化防止剤等の添加剤を使用しても構わない。樹脂組成物の製造方法に関しては特に制限はなく、各材料を混合し二軸混練機、ニーダー等で溶融混練することによって、容易に製造できる。また、電気抵抗調整層としての導電性支持体（芯金）上への形成は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体に前記、導電性樹脂組成物を被覆することによって、容易に行うことができる。

本発明においては、表面層の体積固有抵抗は、電気抵抗調整層の体積固有抵抗より大きくしている。このように、表面層の体積固有抵抗を電気抵抗調整層の体積固有抵抗より大きくしていると、像担持体１１の欠陥部への電圧集中及び異常放電の発生を防止することができる。ただし、表面層の電気抵抗値を高くしすぎると帯電能力が不足してしまうので、表面層と電気抵抗調整層との電気抵抗値の差を１０３Ωｃｍ以下にすることが好ましい。

表面層を形成する材料としては、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が非粘着性に優れ、クリーニング性の面で好ましい。また、表面層の電気抵抗調整層上への形成は、前記表面層の構成材料を有機溶媒に溶解して塗料を作製し、スプレー塗装、ディッピング、ロールコート等の種々のコーティング方法で行う。その膜厚は、好ましくは、１０〜３０μｍである。

表面層材料は、一液性、二液性どちらも使用可能であるが、硬化剤を併用する二液性塗料にすることにより、耐環境性、非粘着性、離型性を高めることができる。２液性塗料の場合、塗膜を加熱することにより、樹脂を架橋・硬化させる方法が一般的である。

しかしながら、電気抵抗調整層は、熱可塑性樹脂で構成されているので、高い温度で加熱することができない。２液性塗料としては、分子中に水酸基を有する主剤及び、水酸基と架橋反応を起こす、イソシアネート系樹脂を用いることが有効である。イソシアネート系樹脂を用いることにより、１００℃以下の比較的低温で架橋・硬化反応が起こる。トナーの非粘着性から検討を進めた結果、シリコーン系樹脂でトナーの非粘着性が高い樹脂であることを確認し、特に、分子中にアクリル骨格を有するアクリルシリコーン樹脂が良好である。

帯電部材（帯電ローラ）１２は、電気特性（電気抵抗値）が重要であるので、表面層を導電性にする必要がある。表面層を導電性にする方法には、表面層を構成する樹脂材料中に導電剤を分散する方法がある。このような導電剤は、特に、制約を受けるものではないが、例えば、ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラー用カーボン、熱分解カーボン、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、及び、金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等を挙げることができる。また、導電性付与材として、イオン導電性物質もあり、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導電物質、更に、エチルトリフェニルホスホニウム・テトラフルオロボレート、テトラフェニルホスホニウム・ブロマイド等の四級ホスホニウム塩、変性脂肪酸ジメチルアンモニウムエトサルファート、ステアリン酸アンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテート等の有機イオン性導電性物質がある。

帯電装置１２ａ、像坦持体１１ａ、及び像坦持体クリーニング部１５ａは、一体のカートリッジとして存在しており、カートリッジを交換することによって、帯電装置１２ａ、像坦持体１１ａ、及び像坦持体クリーニング部１５ａを消耗品として一括で交換できる仕組みとなっている。カートリッジの形態はサービスマンが交換するものからユーザー自ら交換できるものまで様々であるが、本実施例で使用するカートリッジは、ユーザーが自ら交換できる仕組みとなっている。交換の手順等は、本体に設置されているディスプレイ上に表示される仕組みである。

前述のように本画像形成装置は、現像剤支持材であるエンドレズベルト型の中間転写材の移動方向に沿って４個の画像形成ユニットをタンデム配設した４色フルカラーの画像形成装置であるが、画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを指している。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で中間転写ベルト上に画像形成を行っている。

図２に示すように、１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、イエロー、マゼンタ、シアンの像坦持体であるが、それぞれ支持体Ａの上に、下引き層Ｂ、電荷発生層Ｃ、電荷輸送層Ｄの順で積層構成された有機感光体である。

電子写真感光体の支持体Ａとしては、導電性を示すものであって硬度の測定に影響を与えない範囲内のものであれば、特に制限なく使用することができる。例えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛およびステンレスなどの金属や合金をドラム状に成形したものなどが使用できる。

下引き層Ｂは感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、または感光層の電気的破壊に対する保護などのために形成される。下引き層Ｂの材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミド、Ｎ−メトキシメチル化６ナイロン、共重合ナイロン、にかわおよびゼラチンなどを用いることができる。これらを適当な溶剤に溶解し、支持体上に塗布する。その際、下引き層Ｂの膜厚としては０．１〜２μｍが好ましい。

次に下引き層Ｂの上に感光層を形成する。

電荷発生層Ｃと電荷輸送層Ｄとを機能分離し積層させた積層型感光層を形成する場合には、下引き層Ｂ上に電荷発生層Ｃ、電荷輸送層Ｄの順で積層する。

ここで、電荷発生層Ｃに用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、また各種の中心金属および結晶系、より具体的には例えばα、β、γ、εおよびＸ型などの結晶型を有するフタロシアニン化合物、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、モノアゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、非対称キノシアニン顔料、キノシアニンおよび特開昭５４−１４３６４５号公報に記載のアモルファスシリコーンなどが挙げられる。本実施例中では、高画質を実現するために感度を高くできるフタロシアニン化合物を用いた電荷発生層を用いた。

この積層型感光体の場合、電荷発生層Ｃは上記電荷発生物質を０．３〜４倍量の結着樹脂および溶剤とともにホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライターおよびロールミルなどの方法を用いて分散させ、該分散液を下引き層上に塗布し乾燥させることにより形成させるか、または上記電荷発生物質の単独組成からなる膜を蒸着法などを用いることにより下引き層Ｂ上に形成させる。電荷発生層Ｃの膜厚は５μｍ以下であることが好ましく、特に０．１〜２μｍの範囲であることが好ましい。

上記結着樹脂としては、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、などのビニル化合物の重合体および共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。

次に、電荷輸送層Ｄは以下のようにして形成する。適当な電荷輸送物質、例えばポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリスチリルアントラセンなどの複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラゾリン、イミダゾール、オキサゾール、トリアゾール、カルバゾールなどの複素環化合物、トリフェニルメタンなどのトリアリールアルカン誘導体、トリフェニルアミンなどのトリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、Ｎ−フェニルカルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの低分子化合物などを適当な結着樹脂（上述した電荷発生層の箇所で説明したのと同様な樹脂が適用できる）とともに溶剤に分散／溶解し、該溶液を上述の公知の方法を用いて電荷発生層Ｃ上に塗布し乾燥させることにより形成する。この場合の電荷輸送物質と結着樹脂の比率は、両者の全重量を１００とした場合に電荷輸送物質の重量は２０〜１００であると好ましく、より好ましくは３０〜１００である。電荷輸送物質の量がそれ以下であると、電荷輸送能が低下し、感度低下および残留電位の上昇などの問題が生ずる。保護層が形成された積層型感光体における電荷輸送層Ｄの膜厚は１〜５０μｍが好ましく、より好ましくは３〜３０μｍである。本実施例としては、電荷輸送層Ｄは２９μｍの膜厚の感光体を用いた。

続いて、本実施例の帯電バイアスの印加系のブロック回路について説明する。

図４は本実施例で用いている帯電ローラ１２に対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。

電源Ｓ１から直流電圧に周波数ｆの交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金を介して帯電ローラ１２に印加されることで、回転する感光体ドラム１１の周面が所定の電位に帯電処理される。帯電ローラ１２に対する電圧印加手段である電源Ｓ１は、直流（ＤＣ）電源１０１と交流（ＡＣ）電源１０２を有している。

１０３は制御回路であり、上記電源Ｓ１のＤＣ電源１０１とＡＣ電源１０２をオン・オフ制御して帯電ローラ１２に直流電圧と交流電圧のどちらか、若しくはその両方の重畳電圧を印加するように制御する機能と、ＤＣ電源１０１から帯電ローラ１２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１０２から帯電ローラ１２に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する機能を有する。

１０４は感光体１１を介して帯電ローラ１２に流れる交流電流値を測定する手段としての交流電流値測定回路である。この回路１０４から上記の制御回路１０３に測定された交流電流値情報が入力する。５０はプリンタが設置されている環境を検知する手段としての環境センサーである。この環境センサー５０から上記の制御回路１０３に検知された環境情報が入力する。制御回路１０３に入力される環境情報は、温度情報と相対湿度情報である。

制御回路１０３は、入力された温湿度情報から絶対水分量を算出し、算出した絶対水分量に基づいて、帯電高圧条件の設定、現像高圧条件の設定、転写高圧条件の設定等の変更を行う。帯電高圧条件の変更は、直接画像形成中の帯電高圧条件を変更する場合と、後述の画像形成中に印加する帯電交流ピーク電圧を決めるための制御に使用する制御条件を変更する場合が存在する。本体の置かれている条件下に、適した帯電条件を決定する必要がある場合は、後者の画像形成中に印加する帯電交流ピーク電圧を決めるための制御に使用する制御条件を変更した方が好ましい。

そして、制御回路１０３は交流電流値測定回路１０４から入力の交流電流値情報、更には環境センサー５０から入力の環境情報から、印字工程の帯電工程における帯電ローラ１２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行する機能を有する。

続いて、本実施例中にも記載されている放電電流量を一定にするための一般的な交流電圧の制御方法について説明する。

従来から、種々の検討により、以下の定義により数値化した放電電流量が実際のＡＣ放電の量を代用的に示し、感光体ドラムの削れ、画像流れ、帯電均一性と強い相関関係があることが見出されている。

すなわち図３に示すように、ピーク間電圧Ｖｐｐに対して交流電流Ｉａｃは帯電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満（未放電領域）で線形の関係にあり、それ以上から放電領域に入るにつれ徐々に電流の増加方向にずれる。放電の発生しない真空中での同様の実験においては直線が保たれたため、これが、放電に関与している電流の増分△Ｉａｃであると考える。よって、放電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満のピーク間電圧Ｖｐｐに対して電流Ｉａｃの比をαとしたとき、放電による電流以外の、接触部へ流れる電流（以下、ニップ電流）などの交流電流はα・Ｖｐｐとなり、放電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）以上の電圧印加時に測定されるＩａｃと、このα・Ｖｐｐの差分、
△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖｐｐ・・・式１
から△Ｉａｃを放電の量を代用的に示す放電電流量と定義する。

この放電電流量は一定電圧または一定電流での制御下で帯電を行った場合、環境、耐久を進めるにつれ変化する。これはピーク間電圧と放電電流量の関係、交流電流値と放電電流量との関係が変動しているからである。ＡＣ定電流制御方式では、帯電部材から被帯電体に流れる総電流で制御している。この総電流量とは、上記のように、ニップ電流α・Ｖｐｐと非接触部で放電することで流れる放電電流量△Ｉａｃの和になっており、定電流制御では実際に被帯電体を帯電させるのに必要な電流である放電電流だけでなく、ニップ電流も含めた形で制御されている。そのため、実際に、放電電流量は制御できていない。定電流制御において同じ電流値で制御していても、帯電部材の材質の環境変動によって、ニップ電流が多くなれば当然放電電流量は減り、ニップ電流が減れば放電電流量は増えるため、ＡＣ定電流制御方式でも放電電流量の増減を抑制することは不可能であり、長寿命を目指したとき、感光体ドラムの削れと帯電均一性の両立を実現することは困難であった。

従って、本件実施例では、印字準備回転動作時ごとに、印字工程時に所定の放電電流量Ｄを得るために必要なピーク間電圧を算出し、印字工程中には求めたピーク間電圧を定電圧制御しながら帯電ローラ１２に印加し、さらに連続印字モード時には印字工程中の交流電流値と、紙間工程時に帯電ローラ１２に未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を印加した時の交流電流を測定し、次の印字工程時に印加するピーク間電圧を補正する方式を取っている。それによって、帯電ローラ１２の製造ばらつきや材質の環境変動に起因する抵抗値のふれや、本体装置の高圧ばらつきを吸収するだけでなく、連続印字による帯電ローラ１２の抵抗値変動に対しても一枚ごとに補正を入れることで、確実に所望の放電電流量で制御すること可能となっている。前述のような制御方法を以後、放電電流量制御と呼ぶ。

本実施例においては、前述の放電電流量制御によって、帯電ローラに印加する帯電ＡＣ設定を決定し、帯電不良画像であるハーフトーンムラや、砂地、カブリといった画像の発生を防止できる範囲で、極力帯電ローラからの放電量を小さくできる設定の範囲で帯電ＡＣ電圧の設定を決定し、画像流れの発生を防止している。また、画像流れは、取り分け絶対水分量を多い環境で発生するため、本実施例では、前述の機内温湿度センサーによって、本体の内部の絶対水分量を算出し、前記絶対水分量に応じて、前述放電電流制御中の放電電流量の設定を変更している。つまり、絶対水分量の多い環境においては、画像流れが発生しやすいが、帯電不良は発生しづらいため、放電電流量の設定を著しく小さく設定している。

しかしながら、前述のように適正な放電電流量の制御を行っていても、前記低Ｄｕｔｙ画像による画像形成が連続した場合や、メイン電源ＯＮ時のスリープからの復帰時の前多回転制御時は、前記クリーニングブレードに供給される現像剤中の研磨剤の供給量が少なくなり、感光体ドラムに対して付着した放電生成物の除去能力が低下するため、画像流れが発生しやすい状況となる。

また、本発明の前提となる感光体ドラムの膜厚検知制御について説明する。

図４のように、感光体ドラム１１とアースとの間に、感光体ドラム１１の膜厚を検出するための寿命検出手段として、感光体ドラム１１に接触させて帯電バイアスとして直流バイアスと交流バイアスの重畳電圧を印加した帯電ローラ１２から感光体ドラム１１に流れる直流電流を測定するための抵抗Ｒと、交流電流をバイパスするコンデンサとよりなる直流電流値測定回路１０４を設けており、前記抵抗Ｒの端子間電圧を制御回路１０３で測定させ、その測定値に基づいて感光体ドラム１１の感光層の現在膜厚を制御回路１０３で検知させ、制御回路１０３で感光体ドラム１１の現状の膜厚を判断させるよう構成している。

図５は、帯電電位を一定として感光体ドラム１１の膜厚が変化した時の像担持体１に流れる直流電流の変化を示したグラフである。

図５からわかるように、感光層の膜厚が減少するにつれて感光体ドラム１１に流れる直流電流は増加している。一般的には、前記ドラムの膜厚検知手段は、感光体ドラム１１の寿命を算出するのに利用されている。すなわち、感光体ドラム１１の膜厚変化を測定することで、感光体ドラム１１を含むカートリッジの画像不良に至るまでの限界を予測している。ただし、図５のような、感光体ドラム１１の厚さと直流電流値との関係は、感光体ドラム１１の材質や画像形成装置の感光体ドラムの回転スピード等によって異なる。

本実施例では、感光体ドラムの膜厚を検知する手段として、感光体ドラム１１とアースとの間に前記寿命検出手段としての検知回路１０６を設ける場合を述べたが、これに限らず、帯電ローラ１２と帯電バイアス印加電源Ｓ１との間、若しくは帯電バイアス印加電源Ｓ１とアースとの間に前述した検知回路１０６を設けても良い。

（実施例１）
本実施例に関わるドラムユニットのクリーニングブレード圧のスラスト分布の情報を本体ＣＰＵに伝達する方法について説明する。

ドラムユニットには、ドラムユニットに関わる情報を記憶できるメモリタグと呼ばれる情報メモリ部材が搭載されている。メモリタグには、種々の情報を格納することが可能であるが、本実施例においては、少なくとも、ドラムユニットが本体内で未使用状態のものであるか否かを記憶しており、且つ、製造時にドラムユニットに組付けたクリーニングブレードのスラスト方向の圧分布を測定し、該圧分布情報も記憶している。製造時のクリーニングブレード圧は、本実施例においては、スラストを均等に５分割して圧を測定できるようになっており、５分割した圧情報をメモリタグに格納している。前記メモリタグを搭載したドラムユニットは本体に挿入されると、メモリタグの情報を本体ＣＰＵは読み取り、ドラムユニットが未使用状態であるか否かの判断をし、感光体のドラム膜厚検知制御に使用する初期情報をリセットするか否かを決定する。また、クリーニングブレードの圧分布の情報を読み取り、感光体ドラムの膜厚検知制御実施時に除電する感光体ドラムの除電領域を選択する。

続いて、クリーニングブレード圧分布情報から感光体ドラムを一部だけ除電する方法について説明する。

図１１に、本実施例に使用のドラムユニットのメモリタグに格納されたクリーニングブレード圧分布の情報をグラフで示す。

また、本実施例で行ったドラム膜厚検知制御について、図６のフローチャートを用いて表す。

本実施例におけるドラムの膜厚検知制御は、図６のフローチャートに示されるように、図１１に記載のドラムユニットのクリーニング圧分布から本体ＣＰＵは、最もブレード圧の高い場所を選択する。

次に本体ＣＰＵは、膜厚検知実施時に先程選択したクリーニングブレード圧の最も高い領域を選択し、前露光で除電する。本実施例で使用の前露光は、スラストで前露光光量を変更することが可能である。本実施例においては、クリーニングブレード圧をスラストで均一に５分割して測定しており、前露光光量もスラストを均一に５分割した内の最もブレード圧が高い部分に対応した部分だけを前露光を発光させ、それ以外の領域に関しては、前露光を発光させないように制御した。もちろん、クリーニングブレード圧の測定は、スラスト３分割くらいでも良いが、感光体の削れた部分をのみを除電し、測定することによって削れている部分の電流値の感度を高くするという効果は少し薄れてしまう。また、５分割以上に増やしても、構わないが、あまり分割し過ぎると、感光体ドラムと帯電ローラの間に流れる電流値が極端に小さくなってしまうため、削れている部分の差分を判別するのが難しくなってしまう。

続いて、本体ＣＰＵ２０１が、帯電直流高圧印加手段２０５、及び帯電交流電圧印加手段２０３によって、帯電ローラ１２に対して、直流電圧、及び交流電圧の印加を命令し、印加した際の帯電ローラ１２から感光体ドラム１１に流れる直流電流量を直流電流検知手段２１０によって検出し、検出した直流電流量を基に、図５のような直流電流と感光体ドラムの膜厚の関係から、現状の感光体ドラムの膜厚を予測し、予測した膜厚に応じて、画像制御やドラムカートリッジの寿命予測を行ってきたが、本実施例においては、感光体ドラムの膜厚をより正確に予測するために、下記のように、感光体ドラムの初期状態において、基準電流を検出し、基準電流からの差分電流によって、感光体ドラムの膜厚を予測する制御を行っている。

従来の感光体ドラム膜厚検知制御に関して、さらに詳細に図７を用いて説明すると、図７のフローチャートに示されるように、感光体ドラムの膜厚検知制御が実行される（Ａ１）と、本体ＣＰＵ２０１が、感光体ドラムが所定のドラム電位になるように帯電直流高圧印加手段２０５、及び帯電交流高圧印加手段２０６に帯電ローラ１２に高圧を印加させる（Ａ２）。続いて、帯電直流電流検知手段２１０によって、帯電ローラ１２から感光体ドラム１１に流れる直流電流量を検出する（Ａ３）。直流電流を検出した後、ＣＰＵは、ドラムカートリッジが未使用の初期状態であるか、使用中のものであるかを判断する（Ａ４）。本実施例においては、ドラムカートリッジにドラムユニットの情報を記憶するドラムユニットのメモリタグが設置されており、ドラムユニットが未使用のものであるか否かが記憶されている。

本体ＣＰＵがドラムユニットのメモリタグの情報から、ドラムユニットが未使用であると判断した場合には、前述で検出した帯電ローラ１２から感光体ドラム１１に流れる直流電流量を初期基準電流αとしてメモリ２０２に記憶する（Ａ５）。この場合は、感光体ドラム膜厚検知制御を終了する（Ａ１０）。但し、ＣＰＵは必要に応じて、感光体ドラムの未使用品が投入されたことを認識し、画像制御条件やドラムカートリッジの寿命表示などを初期設定状態にリセットを行う。

一方、ドラムユニットが使用開始済みであると判断した場合には、前述で検出した帯電ローラ１２から感光体ドラム１１に流れる直流電流量をβとして、メモリ２０２に記憶する（Ａ６）。続いて、本体ＣＰＵ２０１は、ドラムカートリッジが未使用状態である際にメモリ２０２に記憶しておいた初期基準電流αと前記検出した直流電流量βとの差分電流γを算出する（Ａ７）。

次に、本体ＣＰＵ２０１は、図１０の算出した差分電流γと感光体ドラムの膜厚の関係から、本ドラムカートリッジの感光体ドラム膜厚を予測する（Ａ８）。本体ＣＰＵは、予測した感光体ドラムの膜厚に応じて、画像制御条件にフィードバックし、レーザー露光手段２０４、帯電直流高圧印加手段２０５、帯電交流電圧印加手段２０３、現像高圧印加手段２０６、及び１次転写高圧印加手段２０８などの設定を変更する。一般的には、感光体ドラムの膜厚が減少すると、現像性は良化するため、帯電直流高圧や、レーザー光量などによって決まる感光体ドラム上の明電位と暗電位の差分、いわゆる潜像コントラストを小さくする方向が望ましく、そのため、帯電直流高圧手段やレーザー露光手段の条件を変更することが多い。また、帯電交流電圧は、感光体ドラムの膜厚に応じて小さくすることが望ましく、変更しないままであると、過電流となって、感光体ドラムの摩耗、傷の発生を促進することになりかねない。１次転写高圧に関しても、同じく、感光体ドラムの膜厚に応じて、小さくすることが好ましい。

さらに、カートリッジの寿命に関しても、前記差分電流γから算出した感光体ドラムの膜厚に応じて、ドラムカートリッジ寿命を更新して、操作部等に表示する（Ａ８）。

続いて、本実施例に関わる感光体ドラム膜厚検知制御に関して、図８のシーケンスチャートを用いて、制御詳細について説明する。

図８のシーケンスチャートが示すように、感光体ドラム膜厚制御は、メイン電源ＯＮ後の準備段階の制御（いわゆる前多回転制御）後や、所定枚数あるいは、所定ドラム回転数などに達した場合に紙間に割り込んで制御するが入ることが一般的で、生産性などの観点から、メイン電源時の前多回転後のみ制御を行うものや、前述の所定枚数や所定ドラム回転数の間隔を大きくして、制御があまり頻繁に入らないようにする工夫がなされている。

本実施例では、感光体ドラム膜厚検知制御はメイン電源ＯＮ後の前多回転制御後、及び通紙枚数１０００枚に１回毎の割り込みで制御が行われるように設定している。本体ＣＰＵ２０１は、前多回転制御、及び通紙枚数１０００枚後において、帯電直流高圧２０５、帯電交流高圧２０３、現像高圧２０６、１次転写高圧２０８はそれぞれ順番にＯＦＦしていく。全ての高圧がＯＦＦされた後に、１次転写高圧２０８、帯電直流高圧２０５と帯電交流電圧２０３、現像高圧２０６の順に高圧が印加される。帯電直流高圧２０５と帯電交流電圧２０３は重畳されてはじめて、所定のドラム電位に保持することが可能なため、帯電直流高圧２０５と帯電交流電圧２０３はほぼ同時のタイミングで印加されるのが望ましい。前述のように感光体ドラム電位を安定化させるためには、帯電交流電圧２０３は、帯電直流電圧２０１の約２倍以上に設定することが望ましく、２倍以上の設定を決めるために、定期的に放電電流制御などを行っている場合が多い。

また、感光体ドラム膜厚検知時の帯電直流高圧２０５は、通常の作像条件とは異なる条件で設定するのが一般的である。通常作像時の帯電直流高圧２０５の設定は、画像濃度制御などで決定した条件によって決定されるため、環境、使用枚数などによって、ランダムに変化する。

しかしながら、感光ドラム膜厚検知時には、前述のように直流電流の基準電流αとその時々の直流電流βの差分電流γを算出する必要があるため、基準電流αと直流電流βは感光体ドラムの電位条件は同じにしておかなければならない。つまり、感光体ドラム電位が変化すると、直流電流βは大きく変化してしまうため、感光体ドラムの電位を一定にして制御するためには、帯電直流電圧２０５は一定の値にしておかなければならない。

また、本実施例では、前露光除電手段を有しており、前露光除電手段は制御中ＯＮとしている。前露光除電手段は、発光の強いものを選択し、充分に感光体ドラム電位を除電できるように設定している。一般的には１０〜５０μＷが好ましいとされているが、本実施例では、３０μＷに設定している。前露光除電手段で除電を行わない場合は、１次転写部を通過後のドラム電位が除電されておらず、１次転写高圧の条件や、環境条件によって、１次転写部を通過後のドラム電位が振れてしまうため、安定した直流電流の検出ができなくなる。感光体ドラム電位は除電され、０Ｖにキャンセルされるくらいまで、前露光を発光させることで直流電流は安定化する。本実施例においては、現像高圧２０６は、帯電直流高圧２０５、及び帯電交流高圧２０３とほぼ同時に印加しているが、これは、感光体ドラム電位と現像電位の電位差を作像時と同じ一定の電位差に保つ目的である。感光体ドラム電位と現像電位の電位差、いわゆるＶｂａｃｋが大きくなり過ぎると、現像剤内のキャリアが感光体ドラムに付着してしまう、いわゆるキャリア付着が発生してしまう。但し、本実施例と異なり現像高圧２０６を印加しない状態でも、現像スリーブの回転駆動をストップさせていれば、キャリ着は防げるため、この方法を用いても良い。

（実施例２）
本実施例におけるドラムの膜厚検知制御は、図１２のフローチャートに示されるように、図１１に記載のドラムユニットのクリーニング圧分布から本体ＣＰＵは、最もブレード圧の高い場所を選択する。

次に本体ＣＰＵは、膜厚検知実施時に先程選択したクリーニングブレード圧の最も高い領域を選択し、その部分を含む領域でのみ画像形成をし、感光体ドラムの電位をキャンセルすること最も削れる部分のみを除電する。画像形成する画像は、感光体から帯電ローラに流れる直流電流量が大きくなるようにすることで、感光体ドラムの削れ量を検出する感度が高くなるので、深い潜像形成をすることが望ましく、本実施例中では、ベタ画像を形成する際の潜像形成をしている。また、ベタ画像を形成する際の潜像形成をしている最中は、現像器の現像スリーブの回転を停止し、極力現像器からのトナーの吐き出しを抑制するようにした。本実施例においては、クリーニングブレード圧をスラストで均一に５分割して測定しており、潜像形成する部分も画像域スラストを均一に５分割した内の最もブレード圧が高い部分に対応した部分だけに潜像形成をし、それ以外の領域に関しては、潜像形成しないように制御した。もちろん、クリーニングブレード圧の測定は、スラスト３分割くらいでも良いが、感光体の削れた部分をのみを除電し、測定することによって削れている部分の電流値の感度を高くするという効果は少し薄れてしまう。また、５分割以上に増やしても、構わないが、あまり分割し過ぎると、感光体ドラムと帯電ローラの間に流れる電流値が極端に小さくなってしまうため、削れている部分の差分を判別するのが難しくなってしまう。

続いて、本体ＣＰＵ２０１が、帯電直流高圧印加手段２０５、及び帯電交流電圧印加手段２０３によって、帯電ローラ１２に対して、直流電圧、及び交流電圧の印加を命令し、印加した際の帯電ローラ１２から感光体ドラム１１に流れる直流電流量を直流電流検知手段２１０によって検出し、検出した直流電流量を基に、図１３のような直流電流と感光体ドラムの膜厚の関係から、現状の感光体ドラムの膜厚を予測し、予測した膜厚に応じて、画像制御やドラムカートリッジの寿命予測を行ってきたが、本実施例においては、感光体ドラムの膜厚をより正確に予測するために、下記のように、感光体ドラムの初期状態において、基準電流を検出し、基準電流からの差分電流によって、感光体ドラムの膜厚を予測する制御を行っている。

図１４のフローチャートに示されるように、感光体ドラムの膜厚検知制御が実行される（Ａ１）と、本体ＣＰＵ２０１が、感光体ドラムが所定のドラム電位になるように帯電直流高圧印加手段２０５、及び帯電交流高圧印加手段２０６に帯電ローラ１２に高圧を印加させる（Ａ２）。続いて、帯電直流電流検知手段２１０によって、帯電ローラ１２から感光体ドラム１１に流れる直流電流量を検出する（Ａ３）。直流電流を検出した後、ＣＰＵは、ドラムカートリッジが未使用の初期状態であるか、使用中のものであるかを判断する（Ａ４）。本実施例においては、ドラムカートリッジにドラムユニットの情報を記憶するドラムユニットのメモリタグが設置されており、ドラムユニットが未使用のものであるか否かが記憶されている。

本体ＣＰＵがドラムユニットのメモリタグの情報から、ドラムユニットが未使用であると判断した場合には、前述で検出した帯電ローラ１２から感光体ドラム１１に流れる直流電流量を初期基準電流αとしてメモリ２０２に記憶する（Ａ５）。この場合は、感光体ドラム膜厚検知制御を終了する（Ａ１０）。但し、ＣＰＵは必要に応じて、感光体ドラムの未使用品が投入されたことを認識し、画像制御条件やドラムカートリッジの寿命表示などを初期設定状態にリセットを行う。

一方、ドラムユニットが使用開始済みであると判断した場合には、前述で検出した帯電ローラ１２から感光体ドラム１１に流れる直流電流量をβとして、メモリ２０２に記憶する（Ａ６）。続いて、本体ＣＰＵ２０１は、ドラムカートリッジが未使用状態である際にメモリ２０２に記憶しておいた初期基準電流αと前記検出した直流電流量βとの差分電流γを算出する（Ａ７）。

次に、本体ＣＰＵ２０１は、図１５の算出した差分電流γと感光体ドラムの膜厚の関係から、本ドラムカートリッジの感光体ドラム膜厚を予測する（Ａ８）。本体ＣＰＵは、予測した感光体ドラムの膜厚に応じて、画像制御条件にフィードバックし、レーザー露光手段２０４、帯電直流高圧印加手段２０５、帯電交流電圧印加手段２０３、現像高圧印加手段２０６、及び１次転写高圧印加手段２０８などの設定を変更する。一般的には、感光体ドラムの膜厚が減少すると、現像性は良化するため、帯電直流高圧や、レーザー光量などによって決まる感光体ドラム上の明電位と暗電位の差分、いわゆる潜像コントラストを小さくする方向が望ましく、そのため、帯電直流高圧手段やレーザー露光手段の条件を変更することが多い。また、帯電交流電圧は、感光体ドラムの膜厚に応じて小さくすることが望ましく、変更しないままであると、過電流となって、感光体ドラムの摩耗、傷の発生を促進することになりかねない。１次転写高圧に関しても、同じく、感光体ドラムの膜厚に応じて、小さくすることが好ましい。

さらに、カートリッジの寿命に関しても、前記差分電流γから算出した感光体ドラムの膜厚に応じて、ドラムカートリッジ寿命を更新して、操作部等に表示する（Ａ８）。

続いて、本実施例に関わる感光体ドラム膜厚検知制御に関して、図１６のシーケンスチャートを用いて、制御詳細について説明する。

図１７のシーケンスチャートが示すように、感光体ドラム膜厚制御は、メイン電源ＯＮ後の準備段階の制御（いわゆる前多回転制御）後や、所定枚数あるいは、所定ドラム回転数などに達した場合に紙間に割り込んで制御するが入ることが一般的で、生産性などの観点から、メイン電源時の前多回転後のみ制御を行うものや、前述の所定枚数や所定ドラム回転数の間隔を大きくして、制御があまり頻繁に入らないようにする工夫がなされている。本実施例では、感光体ドラム膜厚検知制御はメイン電源ＯＮ後の前多回転制御後、及び通紙枚数１０００枚に１回毎の割り込みで制御が行われるように設定している。

本体ＣＰＵ２０１は、前多回転制御、及び通紙枚数１０００枚後において、帯電直流高圧２０５、帯電交流高圧２０３、現像高圧２０６、１次転写高圧２０８はそれぞれ順番にＯＦＦしていく。全ての高圧がＯＦＦされた後に、１次転写高圧２０８、帯電直流高圧２０５と帯電交流電圧２０３、現像高圧２０６の順に高圧が印加される。帯電直流高圧２０５と帯電交流電圧２０３は重畳されてはじめて、所定のドラム電位に保持することが可能なため、帯電直流高圧２０５と帯電交流電圧２０３はほぼ同時のタイミングで印加されるのが望ましい。前述のように感光体ドラム電位を安定化させるためには、帯電交流電圧２０３は、帯電直流電圧２０１の約２倍以上に設定することが望ましく、２倍以上の設定を決めるために、定期的に放電電流制御などを行っている場合が多い。

また、感光体ドラム膜厚検知時の帯電直流高圧２０５は、通常の作像条件とは異なる条件で設定するのが一般的である。通常作像時の帯電直流高圧２０５の設定は、画像濃度制御などで決定した条件によって決定されるため、環境、使用枚数などによって、ランダムに変化する。

しかしながら、感光ドラム膜厚検知時には、前述のように直流電流の基準電流αとその時々の直流電流βの差分電流γを算出する必要があるため、基準電流αと直流電流βは感光体ドラムの電位条件は同じにしておかなければならない。つまり、感光体ドラム電位が変化すると、直流電流βは大きく変化してしまうため、感光体ドラムの電位を一定にして制御するためには、帯電直流電圧２０５は一定の値にしておかなければならない。

また、本実施例では、膜厚検知制御中は、最も感光体が削れる部分以外を除電しないように前露光は点灯しないように設定している。本実施例においては、現像高圧２０６は、帯電直流高圧２０５、及び帯電交流高圧２０３とほぼ同時に印加しているが、これは、感光体ドラム電位と現像電位の電位差を作像時と同じ一定の電位差に保つ目的である。感光体ドラム電位と現像電位の電位差、いわゆるＶｂａｃｋが大きくなり過ぎると、現像剤内のキャリアが感光体ドラムに付着してしまう、いわゆるキャリア付着が発生してしまう。但し、本実施例と異なり現像高圧２０６を印加しない状態でも、現像スリーブの回転駆動をストップさせていれば、キャリ着は防げるため、この方法を用いても良い。

１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 感光ドラム、
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 一次帯電器、
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ レーザスキャナユニット
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 現像装置

Claims (4)

1. 像担持体と、該像担持体上に静電像を形成するために前記像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電処理された前記像担持体に静電潜像を形成する情報書き込み手段と、前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤を供給して可視化する現像手段と、可視化した現像剤像を転写材に転写する転写手段と、転写手段で転写されずに像坦持体上に残留したトナーを像坦持体上から清掃するクリーニング部材を有し、該帯電部材から前記像担持体に流れる電流を検出する帯電電流検出手段を有し、該電流値が変化した量に応じて、像坦持体の摩耗量を算出する摩耗量算出手段を有し、前記像坦持体を含むユニットには、該ユニットに関連した情報を格納する情報格納手段を有している画像形成装置において、
   該情報格納手段に記憶させた該クリーニング部材の長手方向の圧分布の情報を本体にフィードバックし、該長手方向の圧分布の情報を基に、該像坦持体の最も摩耗の促進される領域を選択し、該選択された領域のみの像坦持体を除電し、該帯電部材から像坦持体に流れる直流電流量を検出し、該電流量の変化した量に応じて、該選択された領域の像坦持体の摩耗量を算出したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記選択された領域のみを除電する手段として、転写部材通過後の像坦持体表面を光で除電する前露光除電手段を有したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記選択された領域のみを除電する方法として、像坦持体上に形成する静電潜像を選択された領域のみ直流電流が大きくなるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング部材を含むユニットには情報を記憶するユニット情報記憶手段を有し、該クリーニング部材の長手方向の圧分布の情報をユニット情報記憶手段に格納し、本体にフィードバックしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。