JP6984150B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯電された感光体を露光走査して静電潜像を形成し、これをトナーで現像する電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、感光体の寿命を判定する技術に関する。

複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置においては、帯電器により一様の電位に帯電された感光体ドラムの周面を露光走査して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像器からトナーを供給して顕像化し、トナー像を形成するようになっている。
感光体ドラムの寿命は、感光体ドラムの感光体層の膜厚（以下、単に「感光体膜厚」という。）が支配的であり、感光体膜厚が減耗して所定の膜厚以下になると画像ノイズが発生するため、感光体ドラムの交換が必要となる。

従来は、例えば、プリント枚数の総数が一定の閾値に到達することにより、感光体ドラムの寿命が到来したと判断するようにしていた。
ところが、感光体膜厚の減耗の程度は、使用環境に大きく影響され、画像ノイズが発生するほど減耗していなくても、プリント枚数が閾値に達すれば、一律に感光体ドラムの交換が必要と判定されてしまう結果となる。

そこで、例えば、特許文献１では、感光体ドラムを帯電するための帯電ローラーに帯電バイアスを印加した際に、ドラムに流れる電流を検知して感光体膜厚を推定するようにしている。
図１１は、当該特許文献１に係る発明の概略を示す図である。バイアス電源部５１２により帯電ローラー５１１に帯電バイアスを印加して、素管５１４の周面に感光体層５１３を形成した感光体ドラム５１０の表面を帯電させ、そのときに感光体ドラム５１０に流れる電流を電流検出器５１５で検出する。

感光体層が減耗して、感光体膜厚が薄くなると、帯電時に感光体ドラムに流れる電流値（以下、「帯電時電流」という。）も大きくなることが知られており、特許文献１では、予め、この帯電時電流と感光体膜厚との相関関係（以下、「膜厚・電流特性」という。）を示すグラフを求めて記憶させておき、当該グラフを参照して、電流検出器５１５で検出された電流値に対応する感光体膜厚を求めるようにしている。

特開平９−２３７０１８号公報 特開２０１５−１３５４６９号公報 特開２００７−１０８２５９号公報

しかしながら、最近では、帯電ローラーに使用される導電性の弾性材料として、イオン導電性ゴムが使用されている場合がほとんどである。このイオン導電性ゴムは、電気抵抗が均一で、抵抗の電圧依存性が小さいという点で優れているが、その一方で、電気抵抗値が温湿度などの周囲の環境に影響されやすいという短所を有する。
上述の特許文献１に開示されている技術においては、感光体膜厚の取得に際し、このような環境によって変動する帯電ローラーの電気抵抗については全く考慮されていないため、予め求めておいた膜厚・電流特性と、実際の膜厚取得時の環境条件が異なれば、感光体膜厚を正確に求めることができなくなる。

本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであって、感光体膜厚を検出する場合において、その検出精度を向上させ、より正確に感光体寿命の判定を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。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、第１の帯電部材に第１のバイアスを印加することにより帯電された感光体を露光走査して静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像してトナー像を作像する画像形成装置であって、前記第１の帯電部材よりも電気抵抗が環境により変動しにくい第２の帯電部材と、前記第２の帯電部材に第２のバイアスを印加するバイアス印加手段と、第２の帯電部材に第２のバイアスを印加したときに感光体に流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、感光体の寿命を判定する寿命判定手段とを備えることを特徴とする。

ここで、前記第２の帯電部材への第２のバイアスの印加のオン・オフを切り換える切換手段を備え、画像形成時においては、第２の帯電部材への第２のバイアスの印加をオフにし、感光体の寿命を判定する場合には、前記第２の帯電部材への第２のバイアスの印加をオンに切り換えることとしてもよい。
また、前記第２の帯電部材を感光体に対して接触・離間させる第１の接離手段を備え、画像形成時においては、第２の帯電部材を感光体から離間させ、感光体の寿命を判定するときには、前記第２の帯電部材を感光体に接触させることとしてもよい。

第１の帯電部材を感光体に接触・離間させる第２の接離手段を備え、感光体の寿命判定時において、第１の帯電部材を感光体から離間させた状態で、第２の帯電部材により感光体を帯電させて、電流検出手段により感光体に流れる電流を検知する構成であることとしてもよい。
画像形成時における第１の帯電部材に印加する第１のバイアスと、そのときに感光体に流れる帯電電流との関係を示すテーブルを備え、感光体寿命判定時に第１のバイアスを第２のバイアスとして使用する場合には、前記寿命判定手段は、上記テーブルを参照して感光体の寿命を判定することとしてもよい。

前記第２の帯電部材に印加する第２のバイアスは、前記第１の帯電部材に印加する第１のバイアスよりも小さく、かつ画像形成時の画質に影響が生じないレベルに設定されていることとしてもよい。
前記第１のバイアスが直流電圧に交流電圧を重畳した電圧である場合には、前記第２のバイアスとして交流電圧のみを印加することとしてもよい。

前記第２の帯電部材の主走査方向に沿った方向の長さは、前記感光体の主走査方向における長さよりも短いこととしてもよい。
前記第２の帯電部材は、第１の帯電部材よりも電気抵抗が環境により変動しにくい導電性材料からなる導電性ブラシ、導電性ローラー、導電性ブレードのいずれかであることとしてもよい。

前記導電性材料は、金属であることとしてもよい。
感光体上の残留トナーを除去するためのクリーニングブレードを有し、前記第２の帯電部材が金属ブレードである場合に、当該金属ブレードを前記クリーニングブレードに沿わせるようにして配置すると共に、金属ブレードを感光体に接離可能に移動させる第３の接離手段を備え、感光体寿命判定時において、第２の帯電部材を感光体に接近させて第２のバイアスを印加させる構成を有することとしてもよい。

金属ブレードを感光体に近接させたときの前記金属ブレード先端部と感光体表面との距離は、金属ブレードに印加された第２のバイアスにより感光体と金属ブレード間に放電が生じることが可能な距離であることとしてもよい。
前記寿命判定手段は、前記電流検出手段により検出された電流値に代えて、前記第２のバイアスとして所定の定電流が供給されたときの印加電圧に基づき感光体の寿命を判定する構成であることとしてもよい。

第２の帯電部材の負荷は、画像形成用の第１のバイアス電圧と電流基準値との関係を示すテーブルが共通に使用できる負荷に設定されており、前記寿命判定手段は、前記テーブルに基づき感光体寿命の判定を実行することとしてもよい。

上記構成によれば、電気抵抗が環境の影響を受けにくい第２の帯電部材を使用して感光体を帯電させたときに流れる電流値に基づき感光体膜厚を求めているので、少なくとも従来技術に比べて、より正確に感光体の寿命を判定することができる。

本発明の実施の形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。 上記プリンターにおける制御部の構成を示すブロック図である。 上記プリンターのイメージングユニットにおける帯電部分における主要部を示す概略図である。 プリンターの制御部において実行される感光体寿命判定処理の処理手順を示すフローチャートである。 感光体ドラムを径方向に流れる電流値と感光体膜厚との関係を示すグラフである。 寿命判定用の帯電ローラーを感光体ドラムから離間させる機構の一例を示す図である。 寿命判定用の転写部材として金属製のブレードを使用した場合の接離機構の構成一例を示す図である。 寿命判定用の帯電部材に交流電圧を印加した場合の寿命を判定するための電流の閾値を示すテーブルである。 寿命判定用の帯電部材に定電流を供給した場合における帯電部材の電圧を、感光体ドラムが新品の場合と寿命が到来した場合とで比較して示すテーブルである。 寿命判定用の帯電部材に印加する定電圧と初期の感光体ドラムに流れる電流および寿命後の検出電流との関係を示すテーブルである。 従来技術における寿命判定方法を説明するための図である。

本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型のカラープリンター（以下、単に「プリンター」という）に適用した場合を例にして説明する。
＜プリンターの全体構成＞
図１は、本実施の形態に係るプリンター１０の全体構成を示す図である。
同図に示すように、プリンター１０は、画像形成部２０、給紙部３０、定着部４０および制御部５０を備えており、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からプリントジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてシアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック色からなるトナー像を各イメージングユニットで形成し、これらを多重転写してカラーの画像形成を実行する。

以下、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各再現色をＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを添字として付加する。
画像形成部２０は、現像色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのそれぞれに対応するイメージングユニット２１Ｃ〜２１Ｋ、および、露光走査部２３、中間転写ベルト２５などを備えている。
イメージングユニット２１Ｃ〜２１Ｋは、それぞれ感光体ユニット２４Ｃ〜２４Ｋと現像ユニット２６Ｃ〜２６Ｋを組み合わせてなる。

例えば、感光体ユニット２４Ｋは、感光体ドラム２２Ｋ、帯電ローラー２４１Ｋ、クリーニングブレード２４２Ｋなどを備え、現像ユニット２６Ｋは、現像ローラー２６１Ｋなどを備える。
他のイメージングユニット２１Ｃ〜２１Ｙについても、イメージングユニット２１Ｋと同様の構成になっており、それらについては細部の符号の表記を省略している。

中間転写体としての中間転写ベルト２５は、無端状のベルトであり、駆動ローラー２５ａと従動ローラー２５ｂに張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。
感光体ドラム２２Ｃ〜２２Ｋは、クリーニングブレード２４２Ｃ〜２４２Ｋにより周面に残留しているトナーを除去された後、帯電ローラー２４１Ｃ〜２４１Ｋにより一定の電位に一様に帯電されている。

露光走査部２３は、レーザーダイオードなどの発光素子を備え、制御部５０からの駆動信号によりＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ色の画像形成のためのレーザー光ＬＢを発し、Ｂ方向に回転する感光体ドラム２２Ｃ〜２２Ｋの周面を露光走査し、これにより感光体ドラム２２Ｃ〜２２Ｋ上に静電潜像が形成される。
感光体ドラム２２Ｃ〜２２Ｋ上に形成された静電潜像は、現像ユニット２６Ｃ〜２６Ｋの現像ローラー２６１Ｃ〜２６１Ｋを介してトナーの供給を受けて現像され、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ色のトナー像となる。

なお、中間転写ベルト２５の上方には、現像ユニット２６Ｃ〜２６Ｋにトナーを補給するためのトナー補給装置２８Ｃ〜２８Ｋが配設されている。
このように各感光体ドラム２２Ｃ〜２２Ｋに形成された各色のトナー像が中間転写ベルト２５上の同じ位置に重ね合わせて１次転写されるように、各色のトナー像の形成はそれぞれタイミングをずらして実行される。

そして、１次転写ローラー２７Ｃ〜２７Ｋにより作用する静電力により中間転写ベルト２５上に各色のトナー像が順次転写されてカラーのトナー像が形成され、２次転写位置Ｔに向けて移動する。
一方、給紙部３０は、繰り出しローラー３２、タイミングローラー対３４などを備えており、中間転写ベルト２５上のトナー像の移動タイミングに合わせて給紙部３０から記録シートＳを２次転写位置Ｔに給送し、２次転写ローラー２９により作用する静電力によって中間転写ベルト２５上のトナー像が一括して記録シートＳ上に２次転写される。

２次転写位置Ｔを通過した記録シートＳは、定着部４０に搬送され、記録シートＳ上のトナー像が、定着部４０における加熱・加圧により記録シートＳに定着された後、排出ローラー対３６を介して排出トレイ３８上に排出される。
制御部５０は、画像形成部２０、給紙部３０、定着部４０を制御してプリント動作を実行させる。

なお、プリンター１０の筺体前面上部のユーザー操作しやすい位置には、ユーザーの操作を受け付ける操作パネル７０が設けられている（図１では不図示、図２参照）。当該操作パネル７０には、液晶タッチパネルからなる表示部７１が含まれ、入力画面を表示したり、プリンター１０の状態を表示できるようになっている。
＜制御部５０の構成＞
図２は、プリンター１０の制御部５０の構成を示すブロック図である。

同図に示すように、制御部５０は、主にＣＰＵ５１と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）５２、ＲＡＭ５３、ＲＯＭ５４、画像処理部５５、画像メモリ５６、ＥＥＰＲＯＭ５７とからなる。
通信Ｉ／Ｆ５２は、ＬＡＮカードやＬＡＮボードなどからなり、有線ＬＡＮもしくは無線ＬＡＮを介して外部のＰＣ端末（不図示）に接続されており、当該ＰＣ端末からプリントジョブを受信する。

ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１が画像形成のためのプログラムを実行する際におけるワークエリアとなる。
ＲＯＭ５４は、プリンター１０が動作するために必要な各種のプログラムや、感光体ドラムの寿命の示す感光体膜厚の閾値、膜厚・電流特性などの情報が格納されている。
画像処理部５５は、通信部５２を介して受信したプリントジョブに含まれるＲＧＢの画像データを、現像色であるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの現像色の画像データに変換したり、必要に応じてスムージング処理やエッジ強調処理、γ補正などの処理を施して画像メモリ５６に格納させる。

ＥＥＰＲＯＭ５７には、プリンター１０におけるプリント枚数の総数や、後述の感光体膜厚所得処理で取得された感光体膜厚の値などの情報が格納される。このＥＥＰＲＯＭ５７は、フラッシュメモリなど他の書き込み可能な不揮発性メモリであってもよい。
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５４に格納されていた各種のプログラムを読み出して、通信Ｉ／Ｆ５２を介して受け付けたプリントジョブに基づき、画像形成部２０、給紙部３０、定着部４０を制御してプリント動作を円滑に実行させる。

また、制御部５０は、次に述べるように、各感光体ドラム２２Ｃ〜２２Ｋにおける感光体膜厚を取得して、各感光体ドラムの寿命の到来を個別に判定する感光体寿命判定処理を実行する。
＜感光体寿命判定処理＞
（１）感光体寿命判定処理の概要
図３は、特定のイメージングユニットにおける感光体ドラムの帯電部と１次転写に係る主要部の構成を示す概略図である。なお、イメージングユニット２１Ｃ〜２１Ｋは、現像器に補給されるトナーの色を除いて全て同じ構成なので、以下では、各構成部品の符号からＣＭＹＫの添え字を省略した形で説明する。

図３に示すように中間転写ベルト２５の下側（外側）の面に感光体ドラム２２が接触し、中間転写ベルト２５の上側（内側）の面には、１次転写ローラー２７がそれぞれ接触している。
中間転写ベルト２５は、ポリイミド（ＰＩ）などの樹脂フィルムからなる。
感光体ドラム２２は、アルミニウムなどの金属の素管２２１の周面に有機感光体からなる感光体層２２２を形成してなり、素管２２１は接地されている。本実施の形態では、感光体層２２２の初期膜厚は、約４０μｍに設定されている。

画像形成用の帯電ローラー（第１の帯電ローラー）２４１は、金属製のシャフト２４１１と、このシャフト２４１１の周面をイオン導電性ゴムで被覆してなる弾性層２４１２とからなる。
画像形成時において、シャフト２４１１には切換部１０４を介して帯電バイアス生成部１０２から所定の負の帯電バイアスが印加される。

また、寿命判定用の帯電ローラー２４３（第２の帯電ローラー）は、帯電ローラー２４１の直ぐ感光体ドラム２２の回転方向における上流側近傍に配置されており、金属製のシャフト２４３１と、このシャフト２４３１の周面を、イオン導電性ゴムよりも環境による電気抵抗の変動がより少ない半導電性ゴムを被覆してなる弾性層２４３２とからなる。
この帯電ローラー２４３には感光体ドラム２２の寿命判定の際において、切換部１０４を介して帯電バイアス生成部１０２から所定の帯電バイアスが印加される。

なお、１次転写ローラー２７は、金属製のシャフト２７１と、このシャフト２７１の周面をイオン導電性ゴムで被覆してなる弾性層２７２とからなる。シャフト２７１には、１次転写バイアス生成部１０１から所定の定電流が供給されるように転写バイアスが印加される。
画像形成時において、制御部５０は、切換部１０４を制御してＳＷ１をオン、ＳＷ２をオフにして、帯電バイアス生成部１０２から帯電ローラー２４１に所定の帯電バイアス（第１のバイアス）を印加させて、一様な電位に帯電させる。

また、感光体ドラム２２の寿命判定時においては、制御部５０は、切換部１０４を制御してＳＷ１をオフ、ＳＷ２をオンにして、帯電バイアス生成部１０２から帯電ローラー２４３に所定の帯電バイアス（第２のバイアス）を印加させる。
このときに帯電ローラー２４３と感光体層２２２を介して流れる電流値を電流検出部１０３で検出する。

上述のように帯電ローラー２４３の電気抵抗値は、帯電ローラー２４１に比べて環境に影響されにくいので、このときに電流検出部１０３で検出された電流値は、実質的に印加したバイアス電圧の大きさと感光体ドラム２２の感光体層２２２の減耗量に依存して変化することになる。
図５は、特定の帯電バイアスを帯電ローラー２４３に印加したときにおける、帯電ローラー２４３と感光体ドラム２２間に流れる電流値と、感光体ドラム２２の感光体膜厚（μｍ）との関係を示すグラフである。

同図に示すように感光体ドラム２２の感光体層２２２が減耗してその膜厚（感光体膜厚）が小さくなるほど、帯電ローラー２４３−感光体ドラム２２間を通過する電流値が大きくなり、この関係はほぼ線形となっている。
したがって、図５のようなグラフを予め実験等により求めておき、そのグラフを示すテーブル（もしくは関数）を制御部５０のＲＯＭ５４もしくはＥＥＰＲＯＭ５７に格納しておけば、制御部５０は、電流検出部１０３で検出された電流値に基づき当該グラフを参照して、現在の感光体層２２２の膜厚が、寿命時膜厚（本実施の形態では８μｍとしている）未満になっているかどうかを判定することができる。

（２）感光体寿命判定処理のフローチャート
図４は、制御部５０で実行される感光体寿命判定処理の内容を示すフローチャートであり、画像形成動作を制御するメインフローチャート（不図示）のサブルーチンとして実行されるものである。
なお、この感光体寿命判定処理は、各色の感光体ドラム２２Ｃ〜２２Ｋについて個別に実行されるのが望ましい。感光体膜厚の減耗は、主に中間転写ベルトやクリーニングブレード、転写ローラーとの摩耗によるものであるが、その減耗量は、それまでにプリントした画像のトナー使用量（トナーカバレッジ）の履歴にも大きく左右され、プリント対象となるカラー画像の色合いによって各感光体ドラム毎に大きく異なるからである。

まず、感光体膜厚取得のタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
ここで、制御部５０は、プリント枚数をカウントしてその累積枚数をＥＥＰＲＯＭ５７に記憶させており、例えば、最初は１０００枚を越えたとき、その後は、前回の感光体膜厚取得を実行してからのプリント枚数が１０００枚を越える度に、感光体膜厚取得処理の実行のタイミングであると判定する。

なお、ブラックのみのモノクロ印刷のときに、Ｃ、Ｍ、Ｙのイメージングユニット２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙの動作を完全に停止させる構成にあっては、ブラック用の感光体ドラム２２Ｋについては、モノクロ印刷とカラー印刷のプリント枚数の合計の枚数に基づき、Ｃ、Ｍ、Ｙ用の感光体ドラム２２Ｃ〜２２Ｙについては、カラー印刷のプリント枚数のみに基づき上記タイミングが決定されてもよい。

また、プリント枚数のカウント値に代えて、各感光体ドラムの回転数をカウントして、それぞれ所定回数の回転毎に、感光体膜厚取得の実行のタイミングが到来したと判定してもよい。
もし、複数のイメージングユニットについて、同時に感光体膜厚取得の実行のタイミングが到来した場合には、本実施の形態では、順次（例えば、中間転写ベルト２５の走行方向Ａにおける上流側から）、感光体寿命判定処理が実行されるものとする。

ステップＳ１１において、感光体膜厚取得のタイミングと判定された場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、
実際のプリント時と同様にして中間転写ベルト２５と感光体ドラム２２の回転を開始する（ステップＳ１２）。
そして、除電ランプ２４４を点灯して、感光体ドラム２２表面の電荷を除去し（ステップＳ１３）、切換部１０４に指示して、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにし、帯電バイアス生成部１０２から一定のバイアス電圧（図５のグラフを取得したときと同じ電圧。例えば、１０００Ｖ）を供給して帯電ローラー２４３に印加する。

このときに、帯電ローラー２４３を介して感光体層２２２に流れる電流値を電流検出部１０３で検出する（ステップＳ１５）。そして、当該電流値に基づき、現在の感光体層２２２の膜厚を求める（ステップＳ１６）。
上述のように、ＲＯＭ５４には、図５のグラフを表すテーブルが予め実験などにより求められて格納されており、ＣＰＵ５１は、当該テーブルを参照して感光体膜厚を求めることができる。

そして、上記のようにして得られた感光体膜厚が閾値（本実施の形態では、８μｍ）未満であるか否か判定する（ステップＳ１７）。
もし、そうであれば（ステップＳ１７でＹＥＳ）、当該感光体ドラム（例えば、ブラックの感光体ドラム２２Ｋ）に寿命が到来したので感光体ドラムの交換を促すメッセージを操作パネル７０の表示部７１に表示させる（ステップＳ１８）。

なお、プリンター１０が、ＬＡＮを介してインターネットに接続されている場合には、上記ステップＳ１８において操作パネル７０の表示部７１に表示させる情報を、当該プリンター１０を特定できる識別情報と共に、インターネットを介してメンテナンス会社もしくはサービスマンのＰＣに通知するように設定しておけば、ユーザーの連絡の手間を要せず、感光体ドラムの交換のメンテナンスが迅速かつ円滑に行える。

もし、感光体膜厚が閾値未満でない場合には（ステップＳ１７でＮＯ）、ステップＳ１８をスキップし、感光体寿命判定処理のサブルーチンを終了して、不図示のメインフローチャートにリターンする。
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、種々の変形例が考えられる。

（１）上記実施の形態では、感光体寿命判定のタイミングになると、切換部１０４におけるＳＷ１をオフにすると共にＳＷ２をオンにして、寿命判定用の帯電ローラー２４３に帯電バイアスを印加するようにしたが、次のような構成にしても構わない。
（１−１）帯電ローラー２４３を感光体ドラム２２から離間可能に構成する例
帯電バイアスの切換手段としてのスイッチＳＷ２を設ける代わりに、帯電ローラー２４３に帯電バイアスを印加したままで、帯電ローラー２４３を感光体ドラム２２から離間させるようにしてもよい。

図６は、感光体ドラム２２と帯電ローラー２４３を接触・離間させるための機構（接離機構）の構成の一例を示す図である。
同図に示すように、帯電ローラー２４３は、支軸２４３４に揺動可能に軸支されたフレーム２４３３に回転可能に支持されている。フレーム２４３３は、引っ張りばね２４３６によって帯電ローラー２４３が感光体ドラム２２から離れる方向に付勢されており、不図示の駆動源により回動されるカム２４３５の回転位置により、フレーム２４３３が揺動し、帯電ローラー２４３が感光体ドラム２２に接触した状態と離間した状態とに切り換えることができるようになっている。

もちろん、図６に示した離間機構は一例であって、他の公知のどのような構成でも適用可能である。
なお、帯電ローラー２４３を感光体ドラム２２から離間させる距離は、帯電ローラー２４３に通常の帯電バイアスを印加した場合でも感光体ドラム２２との間で放電が発生しないような十分な距離（例えば、１０ｍｍ）が必要である。

（１−２）帯電ローラー２４１も離間可能に構成する例
また、スイッチＳＷ１を設ける代わりに、画像形成用の帯電ローラー２４１に上記帯電ローラー２４３と同様な接離機構を設けてもよい。この場合、感光体寿命判定時は、帯電ローラー２４３を感光体ドラム２２に圧接させ、帯電ローラー２４１は感光体ドラム２２から離間させる。

反対に、画像形成時には帯電ローラー２４１を感光体ドラム２２に圧接させると共に、帯電ローラー２４３を感光体ドラム２２から離間させるようにすればよい。
（１−３）帯電ローラー２４３に印加する電圧を画像形成に影響しない程度に低くする構成
帯電ローラー２４３には、画像形成には影響しないような低い電圧（例えば、１００Ｖ）を印加するようにしても構わない。このようにすれば、切換部１０４を排して、常時帯電ローラー２４３にバイアスを印加させておいても、特に問題はないからである。

（２）上記実施の形態では、寿命判定用の帯電ローラー２４３は、感光体ドラム２２の感光体層２２２の軸方向の幅とほぼ同じ長さの画像形成用帯電ローラー２４１と同じ長さのものを用いている。
しかし、寿命判定用の帯電ローラー２４３は、画像形成のための帯電ではないのだから、その軸方向の長さは、もっと短くても構わない。ただし、ほとんどの機種においてセンター通紙により画像形成が行われるので、感光体ドラム２２の感光体層２２２で一番減耗量が多い箇所は、その軸方向中央部である。したがって、寿命判定用の帯電ローラー２４３は、少なくとも感光体ドラム２２の軸方向中央部を含む範囲にあることが望ましい。

なお、このように帯電ローラー２４３の長さを短くする場合、参照すべき図５のグラフも当該長さが短い帯電ローラー２４３に基づいて予め求められている必要があるのはいうまでもない。
（３）寿命判定用の帯電部材として帯電ローラー２４３の代わりに、帯電ローラー２４１に使用される弾性部材よりも環境による電気抵抗の変動が少ない導電製材料を使用したブレードや、導電性ブラシであってもよい。

（４）また、金属は環境による電気抵抗の変動がほとんどないので、寿命判定用の帯電部材として、例えば金属製のブレードや、金属ローラーや、金属ブラシなどを使用することも可能である。
なお、金属製ブレードの場合には、感光体ドラム２２の表面に傷を付けないように、金属製ブレードは、感光体ドラム２２の表面から、印加可能なバイアス電圧により放電が可能な微小距離（例えば、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度）だけ離間させて、放電により感光体ドラム２２を帯電させる構成が望ましい。

（５）なお、金属製のブレードを感光体寿命判定処理用の帯電部材として利用する場合には、クリーニングブレードに沿うように配置するのが望ましい。省スペース化が図れるからである。この場合でも、金属製ブレードが感光体ドラムに対して接離可能な構成にすれば、切換部１０４のＳＷ１を省くことができる。
図７は、このような金属製ブレードの接離機構の概要を示す図である。

金属製ブレード２４５は、不図示のガイド部材によって、クリーニングブレード２４２に沿って矢印方向に摺動可能に保持されており、アクチュエーター２４６により、金属製ブレード２４５の先端部が感光体ドラム２２に近接・離間可能なようになっている。
アクチュエーター２４６としては、リニアモーターやソレノイド、ネジ送り機構、カム機構など公知のどのような機構でも採用できるが、近接時に感光体ドラム２２との微小な距離を確保するために位置決め精度が高い構成が望ましいのはいうまでもない。

（６）画像形成時において帯電ローラー２４１に印加される帯電バイアス（第１の帯電バイアス）と、感光体膜厚取得時において、帯電ローラー２４３に印加される帯電バイアス（第２の帯電バイアス）は、必ずしも同じ電圧である必要はなく、それぞれの目的に応じて適宜決定されてよい。
帯電バイアス生成部１０２が直流電源部と交流電源部を備えており、画像形成時に帯電ローラー２４１に直流電圧と交流電圧を重畳して印加するように構成されている機種にあっては、感光体膜厚取得時においては、交流電源部から交流電圧のみを帯電ローラー２４３に印加するようにしてもよい。

図８は、帯電ローラー２４３にピークtoピーク電圧が２０００Ｖの交流電圧を印加したときに、感光体寿命判定時における電流基準値（閾値）を示すテーブルである。電流検出部１０３で検出された交流の電流値が１９００μＡ（１．９ｍＡ）以上になったとき、感光体膜厚が閾値未満となり、感光体ドラム２２の寿命が到来したと判断される。
（７）上記実施の形態では、帯電ローラー２４３に定電圧のバイアスを印加するようにしたが、これに代えて、定電流のバイアスを帯電ローラー２４３に印加するようにしてもよい。この場合には、図３の電流検出部１０３は電圧検出部に置き換えられ、定電流制御する際における帯電バイアス生成部１０２からの印加電圧が検出される。

図９は、帯電バイアス生成部１０２からＡＣ０．５ｍＡの定電流を印加した場合における、感光体ドラム２２が新品時の印加電圧および寿命時における印加電圧の値を示すテーブルであり、予め実験などにより求められ、ＲＯＭ５４などに格納されている。
同図に示すようにＡＣ０．５ｍＡの定電流を供給したとき、印加電圧が７００Ｖ未満になると感光体ドラム２２の寿命であると判定することができる。

なお、上記図８、図９のテーブルは帯電ローラー２４１に印加するバイアスと帯電時に感光体ドラム２２に流れる電流値の関係として、予め求めておくことにより、これを感光体寿命判定時にも利用できるので、別途、寿命判定用のテーブルを設ける必要がない。
（８）例えば、トナー像の濃度補正などの画像安定化処理の過程において、帯電バイアス生成部１０２から帯電ローラー２４１に印加するバイアス電圧を変更する場合がある。

図１０は、制御部５０から指示されたバイアス電圧と、当該バイアス電圧が帯電ローラー２４３に印加されたときに感光体ドラム２２を介して流れる電流の値を予め実験などで求めてテーブルにしたものである。
例えば、指示電圧が２０００Ｖのときには、感光体ドラム２２が使用初期の場合には１６００μＡ流れるが、寿命時には１９００μＡまで電流値が増えてしまう。このように指示電圧が変更されても、それに応じた感光体ドラム２２の寿命時の電流値を求めておけば、指示電圧に限らず、適正な寿命判断が行えるという利点がある。

また、例えば、図３において、帯電ローラー２４３とスイッチＳＷ２との間に、抵抗値が環境変化の影響を受けにくい適当な負荷（巻線抵抗や高圧抵抗など）を介在させて、帯電ローラー２４３の感光体ドラム２２との接触点から電流検出部１０３に至るまでの負荷（電気抵抗）が、帯電ローラー２４１の感光体ドラム２２の接触点から電流検出部１０３に至るまでの定格抵抗値（所定の環境下（例えば、温度２５°、湿度６５％の標準的な条件下）における電気抵抗値）と等しくなるようにしておけば、画像形成時における、定格抵抗値の帯電ローラー２４１に印加するバイアス電圧と電流基準値（閾値）に関するテーブルを作成することにより、当該テーブルを感光体寿命判定時におけるに閾値を決定するテーブルとして共通に適用することができるので便利である。

（９）上記実施の形態においては、タンデム型のプリンターを例として説明したが、感光体と中間転写体を備えている画像形成装置であれば、ファクシミリ装置や複写機にも適用でき、また、モノクロの画像形成装置であってもよい。
（１０）また、上記実施の形態及び変形例の内容を可能な限り組み合わせても構わない。

本発明は、電子写真方式の画像形成装置における感光体膜厚を取得して、その寿命を判定する技術として好適である。

１０ プリンター
２０ 画像形成部
２１Ｃ〜２１Ｋ イメージングユニット
２２、２２Ｃ〜２２Ｋ 感光体ドラム（感光体）
２３ 露光走査部
２４Ｃ〜２４Ｋ 感光体ユニット
２５ 中間転写ベルト
２６Ｃ〜２６Ｋ 現像ユニット
２７、２７Ｃ〜２７Ｋ １次転写ローラー
３０ 給紙部
４０ 定着部
５０ 制御部
７０ 操作パネル
７１ 表示部
１０１ １次転写バイアス生成部
１０２ 帯電バイアス生成部
１０３ 電流検出部
１０４ 切換部
２２１ 素管
２２２ 感光体層
２４１ 帯電ローラー（第１の帯電部材）
２４３ 帯電ローラー（第２の帯電部材）
２４４ 除電ランプ
２４５ 金属製ブレード（第２の帯電部材）

Claims (12)

1. 第１の帯電部材に第１のバイアスを印加することにより帯電された感光体を露光走査し
   て静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像してトナー像を作像する画像形成装置であって
   、
   前記第１の帯電部材よりも電気抵抗が環境により変動しにくい第２の帯電部材と、
   前記第２の帯電部材に第２のバイアスを印加するバイアス印加手段と、
   第２の帯電部材に第２のバイアスを印加したときに感光体に流れる電流値を検出する電
   流検出手段と、
   前記電流検出手段で検出された電流値に基づき、感光体の寿命を判定する寿命判定手段
   と、
   を備え、
   前記第２の帯電部材は、第１の帯電部材よりも電気抵抗が環境により変動しにくい導電
   性材料からなる導電性ブラシ、導電性ローラー、導電性ブレードのいずれかであり、
   前記導電性材料は、金属である
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の帯電部材への第２のバイアスの印加のオン・オフを切り換える切換手段を備
   え、画像形成時においては、第２の帯電部材への第２のバイアスの印加をオフにし、感光
   体の寿命を判定する場合には、前記第２の帯電部材への第２のバイアスの印加をオンに切
   り換える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の帯電部材を感光体に対して接触・離間させる第１の接離手段を備え、
   画像形成時においては、第２の帯電部材を感光体から離間させ、感光体の寿命を判定するときには、前記第２の帯電部材を感光体に接触させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 第１の帯電部材を感光体に接触・離間させる第２の接離手段を備え、
   感光体の寿命判定時において、第１の帯電部材を感光体から離間させた状態で、第２の帯電部材により感光体を帯電させて、電流検出手段により感光体に流れる電流を検知する構成であること
   を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 画像形成時における第１の帯電部材に印加する第１のバイアスと、そのときに感光体に流れる帯電電流との関係を示すテーブルを備え、
   感光体寿命判定時に第１のバイアスを第２のバイアスとして使用する場合には、前記寿命判定手段は、上記テーブルを参照して感光体の寿命を判定する
   ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記第２の帯電部材に印加する第２のバイアスは、前記第１の帯電部材に印加する第１のバイアスよりも小さく、かつ画像形成時の画質に影響が生じないレベルに設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記第１のバイアスが直流電圧に交流電圧を重畳した電圧である場合には、前記第２のバイアスとして交流電圧のみを印加する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記第２の帯電部材の主走査方向に沿った方向の長さは、前記感光体の主走査方向における長さよりも短い
   ことを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の画像形成装置。
9. 感光体上の残留トナーを除去するためのクリーニングブレードを有し、
   前記第２の帯電部材が金属ブレードである場合に、当該金属ブレードを前記クリーニングブレードに沿わせるようにして配置すると共に、金属ブレードを感光体に接離可能に移動させる第３の接離手段を備え、
   感光体寿命判定時において、第２の帯電部材を感光体に接近させて第２のバイアスを印加させる構成を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 金属ブレードを感光体に近接させたときの前記金属ブレード先端部と感光体表面との距離は、金属ブレードに印加された第２のバイアスにより感光体と金属ブレード間に放電が生じることが可能な距離である
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記寿命判定手段は、前記電流検出手段により検出された電流値に代えて、前記第２のバイアスとして所定の定電流が供給されたときの印加電圧に基づき感光体の寿命を判定する構成である
    ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれかに記載の画像形成装置。
12. 第２の帯電部材の負荷は、画像形成用の第１のバイアス電圧と電流基準値との関係を示すテーブルが共通に使用できる負荷に設定されており、
    前記寿命判定手段は、前記テーブルに基づき感光体寿命の判定を実行する
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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