画像形成装置および該装置の異常判定方法
【課題】ギャップにおける異常放電による帯電不良を的確に検知するとともに、異常の生じた画像形成ステーションを確実に特定する。
【解決手段】イエロー用帯電ローラ２３１Ｙ、マゼンタ用帯電ローラ２３１Ｍおよびシアン用帯電ローラ２３１Ｃは帯電バイアス発生部２３０からみて並列に接続されており、交流バイアス電圧が一括して印加される。各帯電ローラに流れる電流も、異常電流検出部２４２により一括して検出される。イエロー用感光体、マゼンタ用感光体、シアン用感光体のうち１つだけ除電を行い、他の感光体については除電を行わないことにより、除電された感光体でのみ放電が生じうる。こうして選択的に除電を行いながら電流検出することにより、各色における異常放電の有無を個別に判定することができる。
【解決手段】イエロー用帯電ローラ２３１Ｙ、マゼンタ用帯電ローラ２３１Ｍおよびシアン用帯電ローラ２３１Ｃは帯電バイアス発生部２３０からみて並列に接続されており、交流バイアス電圧が一括して印加される。各帯電ローラに流れる電流も、異常電流検出部２４２により一括して検出される。イエロー用感光体、マゼンタ用感光体、シアン用感光体のうち１つだけ除電を行い、他の感光体については除電を行わないことにより、除電された感光体でのみ放電が生じうる。こうして選択的に除電を行いながら電流検出することにより、各色における異常放電の有無を個別に判定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電潜像担持体と所定のギャップを隔てて対向配置した帯電部材に交流成分を有する帯電バイアスを印加することにより静電潜像担持体を帯電させる画像形成装置およびその異常判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定の表面電位に帯電させた静電潜像担持体表面に静電潜像を形成し、これを顕像化することにより画像を形成する画像形成装置では、静電潜像担持体の帯電不良に起因する画像欠陥や装置の損傷を防止するため、静電潜像担持体の帯電不良を検知するための技術が従来より提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、静電潜像担持体である感光体の表面に当接させた帯電ローラに交流バイアスを印加することによって感光体を帯電させており、帯電ローラに流れる帯電電流の平均値とピーク値とを比較することによって帯電電流の歪みを検出し、帯電不良の有無を判定している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８５９０２号公報（例えば、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来技術は、交流バイアスを印加された帯電部材を静電潜像担持体に接触させる接触ＡＣ帯電方式の装置に対し適用可能な技術である。これとは異なる帯電方式として、静電潜像担持体に対しギャップを隔てて配置した帯電部材に交流バイアスを印加する非接触ＡＣ帯電方式があるが、非接触ＡＣ帯電方式における帯電不良を検知する技術についてはあまり提案されていない。特に、非接触ＡＣ帯電方式に固有の問題として、静電潜像担持体と帯電部材とのギャップにおいて異常放電が生じ、このような異常放電が帯電不良や装置の損傷を招くことがあるが、このような異常放電に起因する帯電不良を検知するための技術についてはこれまで十分に検討されていなかった。
【０００５】
また、複数の画像形成ステーションを備えた画像形成装置においては、部品点数の削減および装置の小型化を図るために、複数の画像形成ステーション間でバイアス電源を共用することが行われている。このような場合、電流波形に基づいて異常放電を検知したとしても、異常が生じている画像形成ステーションを特定することが困難であった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、静電潜像担持体と帯電部材とを離隔配置した画像形成ステーションを複数備える画像形成装置およびその異常判定方法において、ギャップにおける異常放電による帯電不良を的確に検知するとともに、異常の生じた画像形成ステーションを確実に特定することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体を除電する除電手段と、前記静電潜像担持体表面と所定のギャップを隔てて対向配置された帯電部材とをそれぞれ有する複数の画像形成ステーションと、前記複数の画像形成ステーションのうち少なくとも２つを一括バイアス画像形成ステーションとして、該一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれ設けられた前記帯電部材に一括して交流成分を有する帯電バイアス電圧を印加するバイアス印加手段と、前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材に流れる電流を一括して検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の電流検出結果に基づいて、前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電を検知する検知手段とを備え、前記検知手段は、前記一括バイアス画像形成ステーションのうち１つを選択画像形成ステーションとして選択し、該選択画像形成ステーションに設けられた前記除電手段を作動させる一方、前記選択画像形成ステーション以外の前記一括バイアス画像形成ステーションに設けられた前記除電手段の作動を停止させながら、各一括バイアス画像形成ステーションの前記帯電部材に前記バイアス印加手段からの前記帯電バイアス電圧を印加したときの前記電流検出手段による電流検出結果に基づいて、選択画像形成ステーションにおける前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電の有無を判定することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、複数の画像形成ステーションに一括して帯電バイアスを印加するとともに、帯電部材に流れる電流についても一括して検出しているため、部品点数の削減および装置の小型化を図ることができる。しかしながら、バイアスの印加および電流の検出をいずれも一括して行う構成では、異常放電に起因する異常な電流が検出されたとしてもそれがどの画像形成ステーションに起きているのかを特定することが難しい。
【０００９】
本願発明者らの知見によれば、静電潜像担持体と帯電部材とのギャップにおける異常放電は、除電された状態の静電潜像担持体と、高圧の帯電バイアスが印加された帯電部材との間に大きな電位差が生じることに起因して発生する。一方、静電潜像担持体が除電されていなければ、帯電直後の電位に近い表面電位が維持されていることから帯電部材との間の電位差は小さく、放電は起こらない。
【００１０】
そこで、この発明では、一括して帯電バイアスを印加された画像形成ステーションのうち１つの静電潜像担持体については除電を行う一方、他の静電潜像担持体については除電を行わないことによって、選択された１つの画像形成ステーションのみが放電発生の条件を充足することになる。したがって、この状態で異常放電が起きるか否かを判定することによって、他の画像形成ステーションからは独立して、当該画像形成ステーションのみについて異常放電の有無を個別に判定することが可能となる。また、このような判定を各画像形成ステーションについて行うことにより、異常の生じる画像形成ステーションを確実に特定することができる。
【００１１】
ここで、異常放電に起因して帯電部材に流れる電流は、多くの場合パルス状の波形を有している。そこで、前記帯電部材に流れる電流に含まれるパルス状成分を検出することによって、正常な放電とは区別して異常放電の有無を的確に判定することが可能となる。
【００１２】
例えば、所定の検出対象期間内に前記電流検出手段により検出されたパルスの数が所定の閾値を超えたとき、前記ギャップにおける異常放電が生じたと判定することができる。本願発明者らの実験によれば、異常放電の発生条件が充足されると、比較的高い確率で放電は繰り返し発生する。したがって、検出されたパルスの数がある閾値を超えたときに異常放電が生じたとすることで、異常放電の発生を高い確度で検知することができる。
【００１３】
この発明にかかる画像形成装置では、前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材は、前記バイアス印加手段からみて互いに並列に接続されるようにしてもよい。こうすることで、各帯電部材のそれぞれにバイアス印加手段からの帯電バイアス電圧が確実に印加されることになるからである。また、このような構成によれば、各帯電部材に流れる電流を個別に検出することが難しいので、本発明の効果が顕著となる。
【００１４】
また、この発明は、前記複数の画像形成ステーションは、所定の方向に移動する転写媒体の移動方向に沿った互いに異なる画像形成位置で、前記静電潜像担持体上に形成した画像を前記転写媒体上に転写するように構成された画像形成装置において特に顕著な効果を奏する。このような構成の装置では、複数の画像形成ステーションによる画像形成動作が併行して行われるため、帯電部材による静電潜像担持体の帯電動作も併行して行われる。その結果、帯電動作に起因する電流が互いに重なり合うことになり、異常な電流が検出されたとしてもそれがどの画像形成ステーションに起因するものかを特定することが難しい。このような構成の装置に本発明を適用することで、異常の起きている画像形成ステーションの特定を容易にすることができる。
【００１５】
なお、複数の画像ステーションを使用して画像を形成する複数動作モードと、一の画像形成ステーションを使用して画像を形成する単独動作モードとを実行可能に構成された画像形成装置においては、前記複数動作モードのみに使用される画像形成ステーションを前記一括バイアス画像形成ステーションとすることが望ましい。単独動作モードに使用される画像形成ステーションについては、当然に単独に帯電バイアスが印加される構成とする必要があるが、複数動作モードにのみ使用される画像形成ステーションについては、帯電バイアスを個別に供給する必要は必ずしもない。そこで、これらの画像形成ステーションについて、帯電バイアスを一括して印加するとともに、電流検出についても一括して行うことによって、合理的に部品点数の削減および装置の小型化を図ることができる。
【００１６】
また、この発明にかかる画像形成装置の異常判定方法は、静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体表面と所定のギャップを隔てて対向配置された帯電部材とを有する画像形成ステーションを複数備えた画像形成装置の異常判定方法であって、上記目的を達成するため、少なくとも２つの画像形成ステーションを一括バイアス画像形成ステーションとして、それらに設けられた前記帯電部材に交流成分を有する帯電バイアス電圧を一括して印加し、前記一括バイアス画像形成ステーションのうち１つを選択画像形成ステーションとして、該選択画像形成ステーションについては前記静電潜像担持体の表面を前記帯電部材による帯電後に除電する一方、該選択画像形成ステーション以外の前記一括バイアス画像形成ステーションについては前記静電潜像担持体表面の除電を行わない状態で、前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材に流れる電流を一括して検出し、その電流検出結果に基づいて、前記選択画像形成ステーションにおける前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電の有無を判定することを特徴としている。
【００１７】
このように構成された発明では、上記した画像形成装置にかかる発明と同様の原理により、各画像形成ステーションにおける異常放電の有無を的確に、しかも個別に行うことができる。
【００１８】
特に、前記一括バイアス画像形成ステーションを１つずつ順番に前記選択画像形成ステーションとして選択することによって、前記一括バイアス画像形成ステーションのうちギャップにおいて異常放電を生じる画像形成ステーションを確実に特定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置における画像形成ステーションの主要部の構成を示す図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラに与えられると、このメインコントローラがエンジンコントローラに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラがエンジン部ＥＧなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００２０】
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板やコントローラ基板などを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、ハウジング本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット７および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００２１】
画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００２２】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成されるドラム状の感光体２１が設けられている。各感光体２１はそれぞれ専用の駆動モータ（図示省略）に接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。また、感光体２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５、除電用光源２７および感光体クリーナ２８が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時には、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時には、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００２３】
図３は帯電部の構成を示す図である。帯電部２３は、その表面が鉄、アルミニウムまたはステンレスなどの金属材料で構成された帯電ローラ２３１を備えている。この帯電ローラ２３１の両端部には絶縁性材料で形成されたコロ２３４がそれぞれ取り付けられており、コロ２３４が感光体２１の表面に当接することによって、帯電ローラ２３１と感光体２１表面との間には一定のギャップＧＰが設けられている。また、この帯電ローラ２３１の端面にはステンレスやリン青銅などの弾性を有する導電性板材により構成された摺動端子２３３の一端部が摺接されるとともに、摺動端子２３３の他端部は帯電バイアス発生部２３２に接続されており、帯電バイアス発生部２３２からの交流帯電バイアス電圧が摺動端子２３３を介して帯電ローラ２３１に印加されている。これにより感光体２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。なお、以下の説明において特に各画像形成ステーションの帯電ローラを区別する必要があるときには、符号２３１の末尾にトナー色に対応するアルファベット１文字を付すこととする。例えば、ブラック画像形成ステーション２Ｋに設けられた帯電ローラは符号２３１Ｋにより表す。
【００２４】
図１に戻って装置構成の説明を続ける。ラインヘッド２９は、感光体２１の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向Ｘ）に配列された複数の発光素子を備えており、感光体２１に対向配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体２１の表面に向けて光Ｌを照射して該表面に静電潜像を形成する。
【００２５】
現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体２１に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。
【００２６】
現像位置において顕像化されたトナー像は、感光体２１の回転方向Ｄ21に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体２１が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。
【００２７】
また、感光体２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体２１に向けて除電用光源２７および感光体２１の表面に当接して感光体クリーナ２８がこの順序で設けられている。除電用光源２７が一次転写後の感光体２１表面に除電光Ｌeを照射することによって感光体２１の表面電位をリセットし、感光体クリーナ２７が感光体の表面に当接することで一次転写後に感光体２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。こうして除電されトナー除去された感光体２１表面は、再び帯電ローラ２３１との対向位置に搬送され帯電部２３により帯電されて静電潜像の形成に供される。
【００２８】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され駆動ローラ８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００２９】
図４は一次転写位置を示す図である。カラーモード実行時は、図４（ａ）に示すように全ての一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体２１に押し遣り当接させて、各感光体２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1y、ＴＲ1m、ＴＲ1cおよびＴＲ1kを形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００３０】
一方、モノクロモード実行時は、図４（ｂ）に示すように、４個の一次転写ローラのうち、一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍおよび８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃから離間させるとともにブラック色に対応した一次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーション２Ｋに当接させることで、モノクロ用の画像形成ステーション２Ｋのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、一次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーション２Ｋとの間にのみ一次転写位置ＴＲ1kが形成される。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｋに一次転写バイアスを印加することで、画像形成ステーション２Ｋに設けられた感光体２１の表面上に形成されたブラックトナー像を、一次転写位置ＴＲ1kにおいて転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。
【００３１】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。この下流ガイドローラ８６は、一次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラ８５Ｋとブラック用感光体２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００３２】
また、下流ガイドローラ８６に巻き掛けられた転写ベルト８１の表面に対向してパッチセンサ８９が設けられている。パッチセンサ８９は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト８１表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト８１上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。
【００３３】
給紙ユニット７は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０によって給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って、駆動ローラ８２と二次転写ローラ１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。
【００３４】
二次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が二次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。
【００３５】
前記した駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ81の方向に循環駆動するとともに、二次転写ローラ１２１のバックアップローラとしての機能も兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ１２１を介して供給される二次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。
【００３６】
また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、二次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。
【００３７】
なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋの感光体２１、帯電ローラ２３１、現像部２５、除電用光源２７および感光体クリーナ２８を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００３８】
図５はブラック画像形成ステーション用の帯電部の電気的構成を示す図である。前記したように、帯電部２３は帯電ローラおよび帯電バイアス発生部を備えている。帯電ローラ２３１Ｋは、ギャップを隔てて対向配置され芯金部が接地された感光体２１との間で構成されたコンデンサとして等価的に表すことができる。帯電バイアス発生部２３２は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ１０１により制御された交流電圧発生器２３３１を備えている。交流電圧発生器２３３１は、ＣＰＵ１０１からの制御信号に基づき所定の周波数および振幅を有する交流電圧を発生する。この実施形態では正弦波交流電圧を発生するものとするが、矩形波や三角波など他の波形を有するものであってもよい。
【００３９】
交流電圧発生器２３２１から発生された交流電圧はトランス２３２２により昇圧され、昇圧後の交流電圧が直流遮断用コンデンサ２３２３を介して帯電ローラ２３１Ｋに印加される。帯電ローラ２３１Ｋには抵抗器２３２４を介して直流電源２３２５からの直流電圧がさらに印加されており、全体として帯電ローラ２３１Ｋには、直流電圧に正弦波交流電圧が印加されてなる帯電バイアス電圧が印加されている。帯電ローラ２３１Ｋに印加される直流電圧は、例えば（−６００）Ｖ程度の負電圧であり、感光体２１の帯電電位を決める。一方、帯電ローラ２３１Ｋに印加される交流電圧は、例えばピーク間電圧１５００Ｖ程度、周波数１〜２ｋＨｚ程度の正弦波交流電圧であり、感光体２１の帯電電位には直接関係しないが、帯電ローラ２３１Ｋと感光体２１とのギャップＧＰにおいて放電を生じさせることによって感光体２１への電荷の移動を促進し、感光体２１を効率よく帯電させるためのものである。
【００４０】
トランス２３２２を介して帯電ローラ２３１Ｋに流れる帯電電流Ｉcは、異常電流検出部２４１に入力されている。異常電流検出部２４１の構成およびその動作については後に詳述するが、それに先立って、本願発明者らが実験により得た、帯電バイアス電圧と帯電電流との関係にかかる知見について説明する。
【００４１】
図６は帯電バイアス電圧と帯電電流との関係を示す図である。直流電圧および交流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を帯電ローラ２３１Ｋに印加したとき、帯電ローラ２３１Ｋに流れる帯電電流Ｉcは、帯電バイアスの交流成分Ｖacに対し９０度の進み位相を有する電流成分Ｉ1と、帯電バイアスの交流成分Ｖacのピークに対応するタイミングで短期間のみ流れる電流成分Ｉ2とを含んでいる。このうち電流成分Ｉ1は、帯電ローラ２３１Ｋおよび感光体２１からなる静電容量を充放電するための電流である。
【００４２】
また、電流成分Ｉ2は、ギャップＧＰを隔てて帯電ローラ２３１Ｋと感光体２１との間で生じる放電に起因する電流である。感光体２１表面を均一に帯電させるためには、帯電ローラ２３１Ｋの軸方向（図３に示す方向Ｘ）の沿ってギャップＧＰの全体で均一に放電が起きていることが望ましく、このように感光体２１の帯電動作が正常に行われているとき、放電に起因する電流成分Ｉ2は比較的ブロードな波形となる。したがって、これらを合成した帯電電流Ｉcの波形は図６に示すようになる。すなわち、この実施形態のように、帯電部材と感光体とを非接触に保ち交流帯電バイアスを印加する、いわゆる非接触ＡＣ帯電方式の画像形成装置では、帯電電流Ｉcの波形は本来的に歪んだものとなり、単に電流のピーク値と平均値のみに着目した特許文献１に記載された従来技術の異常検出方法を適用することができない。
【００４３】
図７は異常放電時の帯電電流波形を示す図である。帯電ローラ２３１Ｋの表面に残る加工時の凹凸やその表面または感光体２１表面へのトナーや紙粉などの付着物の付着、さらにはコロ２３４の表面への付着物などに起因して、ギャップＧＰが変動する場合がある。このようなギャップ変動が生じると、ギャップにおける放電が不均一あるいは局所的なものとなり、極めて短時間に大きな電流が帯電ローラ２３１に流れる。この結果、帯電電流Ｉcの波形は鋭いパルス状の成分を含んだものとなる。このようなパルスは、図７に示すように、除電された感光体２１表面と帯電バイアスを印加された帯電ローラ２３１Ｋとの電位差が最も大きくなる、帯電バイアスの交流成分Ｖacの一方のピーク近傍で主に発生する。言い換えれば、このパルス成分のみを抽出して検出することにより、異常放電に起因する帯電不良を検知することが可能である。
【００４４】
図５に示した異常電流検出部２４１はこのような知見に基づいて、異常放電に起因する帯電不良を的確に検知するべく考案されたものである。すなわち、この異常電流検出部２４１は、帯電電流Ｉcを電圧に変換するＩＶ変換器としての抵抗器２４１１と、コンデンサ２４１２Ｃおよび抵抗器２４１２Ｒによる微分回路で構成された高域通過フィルタ２４１２と、フィルタ出力を電圧基準２４１３から出力される基準レベルＶrefと比較する比較器２４１４と、比較器２４１４から出力されるパルスの数をカウントするカウンタ２４１５とを備えている。
【００４５】
高域通過フィルタ２４１２は、直流成分を遮断するとともに帯電電流波形からパルス成分を抽出するために設けられている。正常な場合の帯電電流Ｉcは、図６に示すように帯電バイアスの交流成分Ｖacと同じ周波数の基本波とその比較的低次の高調波成分とを主として含んでいる。したがって、高域通過フィルタ２４１２はこれらの周波数成分を減衰させる一方、より高い周波数成分を通過させることが求められる。少なくとも、そのカットオフ周波数を帯電バイアスの交流成分Ｖacの周波数より高く、さらに望ましくはその数倍程度の周波数に設定するとよい。
【００４６】
図８は異常電流検出部の各部における電圧波形を示す図である。高域通過フィルタ２４１２の入力側に当たるノードＮ1における電圧波形は図８（ａ）に示す波形であるとき、高域通過フィルタ２４１２の出力側ノードＮ２における電圧波形は、図８（ｂ）に示すように、急峻な変化が強調された形となる。高域通過フィルタ２４１２の出力信号が入力される比較器２４１４では、その信号レベルを予め定められた基準レベルＶrefと比較し、入力信号レベルが基準レベルＶrefを超えたときＨレベルの信号を出力する。
【００４７】
カウンタ２４１５は例えばＤフリップフロップからなるカウンタであり、比較器２４１４の出力信号がＬレベルからＨレベルに変化したときにカウント値が１ずつインクリメントされる。カウンタ２４１５によるカウント値はＣＰＵ１０１に入力される一方、ＣＰＵ１０１からカウンタ２４１５に対しては、カウント値をリセットするためのリセット信号が必要に応じて出力される。ＣＰＵ１０１は、カウンタ２４１５のカウント値に基づき、以下のようにして感光体２１の帯電不良の発生の有無を判定する。
【００４８】
図９は帯電不良判定処理を示すフローチャートである。この処理は、ブラック画像形成ステーション２Ｋにおける帯電不良を検知するためのものであり、他の画像形成ステーションにおける帯電不良を検知する方法については後に説明する。この帯電不良判定処理は画像形成動作の実行に伴って実行される。画像形成動作において帯電ローラ２３１Ｋへの帯電バイアス電圧の印加が開始されると（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ１０１は図示しない内部タイマによる計時を開始する（ステップＳ１０２）。
【００４９】
そして、タイマの計時時間が１５ｍｓｅｃに達するまで（ステップＳ１０３）、比較器２４１４から出力される信号に基準レベルＶrefを超えるパルスが含まれるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。パルスが検出される度に、カウンタ２４１５によるカウント値ＣＢを１ずつインクリメントする（ステップＳ１０５）。なお、実際には、カウント値のインクリメントはカウンタ２４１５のハードウェア上にて自動的に実行されている。
【００５０】
計時を開始して１５ｍｓｅｃが経過すると、その間におけるカウンタ２４１５のカウント値ＣＢを定数２と比較する（ステップＳ１０６）。本願発明者らの実験によると、画像欠陥や装置の損傷を引き起こすような異常放電がいったん発生すると、ほとんどの場合、それ以後の帯電バイアス電圧の変化の数サイクルのうち多くのサイクルで同様に異常放電が起き、電流波形にはそれによるパルスが観測される。したがって、ある検出対象期間内において検出されたパルス数が２未満であれば、画像欠陥や装置の損傷につながるような異常放電は起きていないと判断してよい。そこで、カウンタ２４１５に対しリセット信号を出力してカウント値ＣＢをリセットするとともに内部タイマをリセットし（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３からの処理を繰り返す。
【００５１】
検出対象期間の長さについては次のようにして決めることができる。上記したように、画像欠陥や装置の損傷につながる異常放電が発生するときには、帯電バイアス電圧の交流成分にほぼ同期したパルスが現れる。したがって、このパルスを確実に検出するためには、検出対象期間の長さは少なくとも帯電バイアス電圧の交流成分の周期より長くすることが望ましい。一方、検出対象期間が長すぎると、異常放電が発生した場合にそれを検知するまでに長い時間がかかってしまい、結果的に異常放電を収束させるまでに時間がかかることとなり画像や装置にダメージを与えてしまう。このことから、検査対象期間の長さは、帯電バイアス電圧の交流成分の数サイクル〜数十サイクル分に相当する長さとするのが適当である。この実施形態では、帯電バイアスの交流周波数を１．３ｋＨｚとしており、その２０サイクル分を検出対象期間としているので、その長さは約１５ｍｓｅｃとなる。
【００５２】
また、基準レベルＶrefについては、帯電ローラ２３１Ｋを構成する材料やバイアス電圧の大きさなどに応じて適宜定めることができる。この実施形態における帯電ローラは金属ローラであるが、ウレタンゴムやシリコンゴムなどの樹脂材料に導電性の微粉末を分散させたゴムローラを使用することもできるが、その特性に応じて基準レベルＶrefについては変更する必要がある。
【００５３】
ステップＳ１０６において、カウント値ＣＢが２以上、つまり検出対象期間内に２回以上のパルスが検出されていたときには、何らかの帯電不良が発生したものと考えられる。次に、以下のようにしてパルスの発生原因の特定を試みる。
【００５４】
本願発明者らの知見によれば、帯電電流にこのようなパルス波形が現れる主な原因としては、前記したギャップにおける不均一な放電と、帯電ローラ２３１Ｋと摺動端子２３３との間での接触不良とがある。このような接触不良は、帯電ローラ２３１Ｋと摺動端子２３３との間にグリスやトナー、紙粉などの異物が挟まって導通が不安定となることによって起きる。ギャップでの不均一な放電に起因するパルスは、上記したように、帯電バイアスの交流成分の変化にほぼ同期して発生するのに対し、接触不良に起因して生じるパルスはほぼランダムに現れ、その発生頻度もはるかに高い。したがって、パルスの発生頻度からその発生原因を推定することが可能である。
【００５５】
この実施形態では、検出対象期間である１５ｍｓｅｃの間における帯電バイアス電圧の変化が２０サイクルであることに鑑み、１サイクル当たり２回、計４０回までのパルスについてはギャップ変動に起因するものと判断することとする。また、これを超えるパルスは、接触不良に起因して生じたものと判断する。
【００５６】
具体的には、検出対象期間におけるカウンタ２４１５のカウント値ＣＢを判定し（ステップＳ１０８）、その値が４０以下であればギャップＧＰの変動による異常放電に起因して生じたパルスであると判定する（ステップＳ１１１）。そして、ギャップＧＰの変動による帯電不良に対応するためのエラー処理＃１を実行する。ここでは、帯電不良に起因する画像欠陥や異常放電による装置の損傷を防止するために画像形成動作を中止し（ステップＳ１１２）、直ちに帯電ローラ２３１への帯電バイアスの印加を停止する。また、所定のエラー表示１を行うことによりユーザに異常を報知する（ステップＳ１１３）。この場合のエラー表示は、ブラック画像形成ステーション２Ｋにおいてギャップ変動に起因する帯電不良が生じた旨を示すものである。
【００５７】
一方、カウント値ＣＢが４０回を超えていた場合には、帯電ローラ２３１Ｋと摺動接点２３３との接触不良により生じたパルスであると判定し（ステップＳ１２１）、接触不良による帯電不良に対応するためのエラー処理＃２を実行する。この場合、異常放電に起因する装置の損傷のおそれは少ないが、帯電不良による画像欠陥は生じうるので、やはり画像形成動作を中止する（ステップＳ１２２）。そして、ブラック画像形成ステーション２Ｋにおいて接触不良に起因する帯電不良が生じた旨を示すエラー表示２を行う（ステップＳ１２３）。
【００５８】
次に、ブラック以外の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃにおける帯電不良の検出方法について説明する。前述のように、この実施形態の画像形成装置では、４色全ての画像形成ステーションを動作させてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能である。したがって、ブラック画像形成ステーションについては他の画像形成ステーションとは切り離して単独で動作することが必要であるが、他の３色の画像形成ステーション３Ｙ、３Ｍおよび３Ｃについては単独動作が可能である必要はない。そこで、この実施形態では、帯電バイアス発生部の機能の一部をこれらの画像形成ステーション間で共通化することにより、部品点数を削減するとともに装置の小型化を図っている。また、ブラック画像形成ステーション２Ｋについては帯電バイアス発生部を独立して設けることにより、モノクロモードにおいて不必要なバイアスがブラック以外の画像形成ステーションの帯電ローラ２３１に印加されることを防止して、これらの画像形成ステーションの長寿命化が図られている。
【００５９】
図１０はＹＭＣ画像形成ステーション用の帯電部の電気的構成を示す図である。帯電部２３０の基本的な構成は図５に示すブラック画像形成ステーション用のものと同じであるが、交流電圧発生器２３５１およびトランス２３５２と、異常電流検出部２４２とが各色で共通化されている点が異なっている。この帯電部２３０では、交流電圧発生器２３５１から出力されトランス２３５２で昇圧された交流電圧は、直流遮断用のコンデンサ２３５３Ｙ、２３５３Ｍおよび２３５３Ｃを介して各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃにそれぞれ設けられた帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃに印加されている。つまり、帯電バイアス発生部２３０からみて各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃは互いに並列接続されている。
【００６０】
また、各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃには、それぞれ抵抗器２３５４Ｙ、２３５４Ｍおよび２３５４Ｃを介して直流バイアス電圧２３５５Ｙ、２３５５Ｍおよび２３５５Ｃが印加されている。こうして各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃには、ブラック画像形成ステーションの帯電ローラ２３１Ｋと同様に、それぞれ直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアス電圧が印加される。
【００６１】
トランス２３５２の二次側端子のうち各帯電ローラと反対側の端子には、異常電流検出部２４２が接続されている。この異常電流検出部２４２の構成はブラック画像形成ステーション用の異常電流検出部２４１のものと同一である。このように構成された異常電流検出部２４２では、各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃに流れる電流が一括して入力されているため、いずれかの画像形成ステーションにおいて帯電不良が発生した場合、その発生を検知することはできるが、異常の発生した画像形成ステーションを特定することができない。特に、この実施形態のようなタンデム現像型の画像形成装置では、画像形成ステーションを１つずつ順番に動作させるロータリー現像型の画像形成装置とは異なり、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃが併行して画像形成動作を行っているため、これらの異常を区別することができない。
【００６２】
この実施形態では、以下に説明する帯電不良判定処理２を行うことによって、異常の発生を検知するだけでなくその画像形成ステーションの特定までを行いユーザに報知することによって、ユーザまたはその連絡を受けたオペレータが早期に異常の原因を知り必要な措置を取ることができるようにしている。
【００６３】
図１１は帯電不良判定処理２を示すフローチャートである。この処理のうち、ステップＳ２０１ないしＳ２０７については、ブラック用の帯電不良判定処理（図９）におけるステップＳ１０１ないしＳ１０７の処理と同一であるので説明を省略する。この帯電不良判定処理２では、検出対象期間内のカウント値ＣＢが２以上であったとき（ステップＳ２０６）の動作がブラック用の帯電不良判定処理とは異なっている。すなわち、この処理では、検出対象期間内のカウント値ＣＢが２以上であったとき、まず画像形成動作を中止し（ステップＳ２２０）、続いて帯電不良の生じている画像形成ステーションを特定しそれに対応するための異常特定処理を実行する（ステップＳ２２１）。なお、異常特定処理にはブラック画像形成ステーション２Ｋは無関係であるので、このときブラック画像形成ステーション２Ｋの動作状態をどのようにするかについては任意である。
【００６４】
図１２は異常特定処理を示すフローチャートである。この処理では、まず処理ループの実施回数を表す内部カウンタの値Ｎをリセットする（ステップＳ３０１）。そして、カウンタの値Ｎをインクリメントし（ステップＳ３０２）、画像形成ステーションの１つを選択する（ステップＳ３０３）。ここでは、イエロー画像形成ステーション２Ｙを最初に選択するものとする。そして、選択した画像形成ステーション２Ｙについてのみ除電用光源２７を点灯させて感光体２１の除電を行う一方、他の画像形成ステーション２Ｍおよび２Ｃについては露光ユニット６および除電用光源２７を消灯させて、感光体２１の除電が行われないようにする（ステップＳ３０４）。
【００６５】
感光体２１と帯電ローラ２３１との間の放電は、感光体２１と帯電ローラ２３１との電位差が大きいことによって生じる。通常の画像形成動作では、除電用光源２７が常に点灯しており、帯電ローラ２３１との対向位置に搬送されてくる感光体２１の表面は常に除電された状態にある。このときの感光体２１の表面電位は、その材質固有の残留電位程度の低電位である。このような低電位の感光体２１と高電圧を印加された帯電ローラ２３１とを近接させることによりギャップでの放電が起こる。
【００６６】
一方、感光体２１の除電を行わなければ、感光体２１表面は帯電直後の電位に近い高い直流電位が維持されている。したがって、除電していない感光体２１と帯電ローラ２３１とのギャップでは放電が起こらない。このため、この状態で帯電ローラ２３１に流れる電流は、感光体２１との静電容量への充放電に起因する電流のみである。このことを利用して、すなわちいずれか１つの画像形成ステーションについてのみ感光体２１の除電を行うことにより、放電がどの画像形成ステーションのギャップで起こっているかを特定することができる。
【００６７】
図１２に戻って、先に選択したイエロー画像形成ステーション２Ｙについて除電をオン、他の画像形成ステーションについて除電をオフにしてから感光体２１が１周するのを待つ（ステップＳ３０５）。除電オンまたはオフの状態で感光体２１を１周以上回転させることにより、各感光体２１の表面全体が除電された、または除電されない定常状態となる。この状態で、前記した帯電不良判定処理と同様に、検出対象期間内に発生するパルスの数をカウントする（ステップＳ３０６〜Ｓ３０８）。なお、ここでの検出対象期間の長さは、帯電不良判定処理におけるものと同一とする必要は必ずしもない。
【００６８】
このとき、選択した画像形成ステーション２Ｙに異常放電が発生すれば、それに起因するパルスが検出されるはずである。また、他の画像形成ステーションに異常の原因があったとしても、除電がオフにされているためこの状態では異常に起因するパルスは現れない。このことから、このときのカウント値ＣＢが２以上であれば（ステップＳ３０９）、帯電バイアスの印加を直ちに中止するとともに（ステップＳ３２１）、選択した画像形成ステーション２Ｙに異常があるものと判定し（ステップＳ３２２）、後述するエラー処理を実行する（ステップＳ３２３）。
【００６９】
一方、カウント値ＣＢが２未満であったとき、この時点で画像形成ステーション２Ｙには異常が起きなかったものとして、カウント値ＣＢおよび内部タイマをリセットする（ステップＳ３１１）。そして、ここまでの処理を他の画像形成ステーション２Ｍ、２Ｃについても行う（ステップＳ３１２）。この過程でいずれかの画像形成ステーションで異常を示すパルスが検出されたときにはエラー処理を行う。また、Ｙ、Ｍ、Ｃのいずれの画像形成ステーションにおいてもパルスが検出されなかったときには、内部カウンタの値Ｎをインクリメントしながらそのカウント値が所定の値（この例では３）になるまで上記処理を繰り返す（ステップＳ３１３）。すなわち、この処理では、上記の処理を３回繰り返して実行しても異常を示すパルスが検出されなかったときには、いずれの画像形成ステーションにも異常はなかったものと判定し（ステップＳ３１４）、通常の動作モードに戻る。
【００７０】
こうして１つの画像形成ステーションを選択し、その画像形成ステーションのみについて実行した処理において異常を示すパルスが検出された場合には、その選択した画像形成ステーションに異常があることが判る。このようにして、異常の起きている画像形成ステーションを特定することができる。
【００７１】
図１３はエラー処理を示すフローチャートである。ここでのエラー処理は、異常の原因を特定するための処理と、特定された異常の内容に応じたエラー表示とである。パルスのカウント値ＣＢに基づいて異常の原因を特定する点についてはブラック画像形成ステーションにおける処理と同様である。すなわち、カウント値ＣＢが４０以下であれば（ステップＳ４００）、ギャップの変動に起因する異常放電が起きているものと判定し（ステップＳ４０１）、特定された画像形成ステーションと、その異常がギャップの変動に起因するものであることを示すエラー表示３を行う（ステップＳ４０２）。なお、帯電バイアスの印加は既に停止されており、異常放電が持続して装置を損傷することはない。
【００７２】
また、カウント値ＣＢが４０を超えている場合には、パルスの原因は摺動接点の接触不良によるものと判定し（ステップＳ４１１）、その旨および異常の起きている画像形成ステーションを報知するためのエラー表示４を行う（ステップＳ４１２）。これにより、ユーザは異常の起きている画像形成ステーションおよび異常の原因を知ることができるので、その異常に応じた適切な措置を早期に行うことができる。
【００７３】
以上のように、この実施形態では、感光体と帯電ローラとをギャップを隔てて離隔配置し、帯電ローラに交流バイアス電圧を印加することによって感光体を帯電させる非接触ＡＣ帯電方式の画像形成装置において、帯電電流に含まれるパルス状成分を抽出することによって、ギャップにおける異常放電に起因する帯電不良を検知している。こうすることにより、非接触ＡＣ帯電方式における帯電不良を的確に検知することができる。
【００７４】
また、パルス成分の発生頻度に応じて、具体的にはパルスの発生頻度が第１の閾値より大きく、これより大きな第２の閾値よりも小さければギャップ変動に起因する帯電不良と判断する一方、パルスの発生頻度が第２の閾値より大きければ接触不良に起因する帯電不良と判断する。こうして帯電不良の原因を特定することにより、ユーザまたはオペレータによる異常の解消に役立てることができる。
【００７５】
また、パルスの検出は、高域通過フィルタによる高周波成分の抽出および基準レベルとの比較により行っているので、簡単な構成で確実にパルスを検出することができる。
【００７６】
また、単独で動作させる必要のないカラーモード用の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃについては帯電バイアス発生部の機能の一部および異常電流検出部を共通化することによって、部品点数の削減および装置の小型化を図ることが可能となっている。その一方、モノクロモードにおいて単独で動作させる必要のあるブラック画像形成ステーション２Ｋについては帯電バイアス発生部および異常電流検出部を独立して設けることにより、モノクロモードにおいて不必要なバイアスがブラック以外の画像形成ステーションの帯電ローラ２３１に印加されるのを防止するとともに、モノクロモードの実行中における帯電不良についても検知することが可能となっている。
【００７７】
また、カラーモード用の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃについては、帯電不良につながるパルスが検出されたとき、画像形成ステーションを１つずつ順番に選択するとともに、選択したもの以外の画像形成ステーションについて除電をオフにした状態でパルス検出を行うことによって、異常がどの画像形成ステーションに起きているのかを特定することができる。
【００７８】
以上説明したように、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋがそれぞれ本発明の「画像形成ステーション」に相当している。また、このうち本発明の「複数動作モード」に相当するカラーモードの実行のためだけに使用される画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃが本発明の「一括バイアス画像形成ステーション」に相当している。一方、この実施形態におけるモノクロモードは、本発明の「単独動作モード」に相当している。
【００７９】
また、この実施形態では、各画像形成ステーションに設けられた感光体２１が本発明の「静電潜像担持体」として機能している。また、この実施形態では、帯電ローラ２３１および帯電バイアス発生部２３２がそれぞれ本発明の「帯電部材」および「バイアス印加手段」として機能している。また、この実施形態では、異常電流検出部２４１、２４２が本発明の「電流検出手段」として機能している。また、この実施形態では、ＣＰＵ１０１および中間転写ベルト８１が、それぞれ本発明の「検知手段」および「転写媒体」として機能している。
【００８０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、本発明の「帯電部材」として金属製の帯電ローラ２３１を備えているが、金属製のもの以外に、例えば導電性微粉末を分散させたゴム製の帯電ローラを備える装置や、ローラ状以外の帯電部材を備える装置であっても、該帯電部材が静電潜像担持体に対し離隔配置され、交流成分を含む帯電バイアスを印加されるように構成された装置においては、同じような帯電電流の波形が観測される。このような装置に対して、本発明を好適に適用することができる。
【００８１】
また、上記実施形態のエラー処理では、異常の内容に応じて表示されるメッセージの内容を異ならせているが、エラー処理としてはこれに限定されるものではなく、異常の生じている画像形成ステーションの種類や内容に応じて、これ以外に種々のものが考えられる。例えば、イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかの画像形成ステーションに異常があったがブラック画像形成ステーションについては異常がないことが確認されたとき、カラーモードについては実行を禁止する一方、モノクロモードの実行のみを許可するような処理としてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態においては、画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃについて、帯電バイアス発生部の一部および異常電流検出部を共通化するようにしているが、ブラック画像形成ステーション２Ｋも含めてこれらを共通化するようにしてもよい。
【００８３】
また、上記した実施形態では、除電用光源２７からの除電光Ｌeを照射することで感光体２１表面を除電しているが、これ以外に、例えば所定の電位を付与された除電部材を当接させることによって除電するように構成されてもよい。
【００８４】
また、上記した実施形態の画像形成装置は、それぞれが感光体を有する４個の画像形成ステーションが中間転写ベルト８１の移動方向に沿って並べて配置された、いわゆるタンデム型の画像形成装置であるが、本発明は、回転自在の現像ロータリーに複数の現像器を装着し、これらを選択的に感光体との対向位置に位置決めして画像を形成する、いわゆるロータリー型の画像形成装置に対しても適用することができる。
【００８５】
また、上記した実施形態の画像形成装置はドラム状の感光体を備える画像形成装置であるが、本発明の静電潜像担持体としては、このようなドラム状のもの以外に、例えばベルト状の感光体を使用してもよい。また、静電潜像担持体は、露光によって静電潜像を形成される感光体に限定されず、所定の表面電位に帯電させて静電潜像を形成する形式のものであれば、任意のものが使用可能である。
【００８６】
さらに、上記実施形態では、ＹＭＣＫ４色のトナーを使用したカラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、色の種類や色数の異なる画像形成装置に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】画像形成ステーションの主要部の構成を示す図。
【図３】帯電部の構成を示す図。
【図４】一次転写位置を示す図。
【図５】ブラック画像形成ステーション用の帯電部の電気的構成を示す図。
【図６】帯電バイアス電圧と帯電電流との関係を示す図。
【図７】異常放電時の帯電電流波形を示す図。
【図８】異常電流検出部の各部における電圧波形を示す図。
【図９】帯電不良判定処理を示すフローチャート。
【図１０】ＹＭＣ画像形成ステーション用の帯電部の電気的構成を示す図。
【図１１】帯電不良判定処理２を示すフローチャート。
【図１２】異常特定処理を示すフローチャート。
【図１３】エラー処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８８】
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…画像形成ステーション、 ２１…感光体（静電潜像担持体）、 ８１…中間転写ベルト（転写媒体）、 １０１…ＣＰＵ（検知手段）、 ２３１…帯電ローラ（帯電部材）、 ２３２…帯電バイアス発生部（バイアス印加手段）、 ２４１，２４２…異常電流検出部（電流検出手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電潜像担持体と所定のギャップを隔てて対向配置した帯電部材に交流成分を有する帯電バイアスを印加することにより静電潜像担持体を帯電させる画像形成装置およびその異常判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定の表面電位に帯電させた静電潜像担持体表面に静電潜像を形成し、これを顕像化することにより画像を形成する画像形成装置では、静電潜像担持体の帯電不良に起因する画像欠陥や装置の損傷を防止するため、静電潜像担持体の帯電不良を検知するための技術が従来より提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、静電潜像担持体である感光体の表面に当接させた帯電ローラに交流バイアスを印加することによって感光体を帯電させており、帯電ローラに流れる帯電電流の平均値とピーク値とを比較することによって帯電電流の歪みを検出し、帯電不良の有無を判定している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８５９０２号公報（例えば、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来技術は、交流バイアスを印加された帯電部材を静電潜像担持体に接触させる接触ＡＣ帯電方式の装置に対し適用可能な技術である。これとは異なる帯電方式として、静電潜像担持体に対しギャップを隔てて配置した帯電部材に交流バイアスを印加する非接触ＡＣ帯電方式があるが、非接触ＡＣ帯電方式における帯電不良を検知する技術についてはあまり提案されていない。特に、非接触ＡＣ帯電方式に固有の問題として、静電潜像担持体と帯電部材とのギャップにおいて異常放電が生じ、このような異常放電が帯電不良や装置の損傷を招くことがあるが、このような異常放電に起因する帯電不良を検知するための技術についてはこれまで十分に検討されていなかった。
【０００５】
また、複数の画像形成ステーションを備えた画像形成装置においては、部品点数の削減および装置の小型化を図るために、複数の画像形成ステーション間でバイアス電源を共用することが行われている。このような場合、電流波形に基づいて異常放電を検知したとしても、異常が生じている画像形成ステーションを特定することが困難であった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、静電潜像担持体と帯電部材とを離隔配置した画像形成ステーションを複数備える画像形成装置およびその異常判定方法において、ギャップにおける異常放電による帯電不良を的確に検知するとともに、異常の生じた画像形成ステーションを確実に特定することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体を除電する除電手段と、前記静電潜像担持体表面と所定のギャップを隔てて対向配置された帯電部材とをそれぞれ有する複数の画像形成ステーションと、前記複数の画像形成ステーションのうち少なくとも２つを一括バイアス画像形成ステーションとして、該一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれ設けられた前記帯電部材に一括して交流成分を有する帯電バイアス電圧を印加するバイアス印加手段と、前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材に流れる電流を一括して検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の電流検出結果に基づいて、前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電を検知する検知手段とを備え、前記検知手段は、前記一括バイアス画像形成ステーションのうち１つを選択画像形成ステーションとして選択し、該選択画像形成ステーションに設けられた前記除電手段を作動させる一方、前記選択画像形成ステーション以外の前記一括バイアス画像形成ステーションに設けられた前記除電手段の作動を停止させながら、各一括バイアス画像形成ステーションの前記帯電部材に前記バイアス印加手段からの前記帯電バイアス電圧を印加したときの前記電流検出手段による電流検出結果に基づいて、選択画像形成ステーションにおける前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電の有無を判定することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、複数の画像形成ステーションに一括して帯電バイアスを印加するとともに、帯電部材に流れる電流についても一括して検出しているため、部品点数の削減および装置の小型化を図ることができる。しかしながら、バイアスの印加および電流の検出をいずれも一括して行う構成では、異常放電に起因する異常な電流が検出されたとしてもそれがどの画像形成ステーションに起きているのかを特定することが難しい。
【０００９】
本願発明者らの知見によれば、静電潜像担持体と帯電部材とのギャップにおける異常放電は、除電された状態の静電潜像担持体と、高圧の帯電バイアスが印加された帯電部材との間に大きな電位差が生じることに起因して発生する。一方、静電潜像担持体が除電されていなければ、帯電直後の電位に近い表面電位が維持されていることから帯電部材との間の電位差は小さく、放電は起こらない。
【００１０】
そこで、この発明では、一括して帯電バイアスを印加された画像形成ステーションのうち１つの静電潜像担持体については除電を行う一方、他の静電潜像担持体については除電を行わないことによって、選択された１つの画像形成ステーションのみが放電発生の条件を充足することになる。したがって、この状態で異常放電が起きるか否かを判定することによって、他の画像形成ステーションからは独立して、当該画像形成ステーションのみについて異常放電の有無を個別に判定することが可能となる。また、このような判定を各画像形成ステーションについて行うことにより、異常の生じる画像形成ステーションを確実に特定することができる。
【００１１】
ここで、異常放電に起因して帯電部材に流れる電流は、多くの場合パルス状の波形を有している。そこで、前記帯電部材に流れる電流に含まれるパルス状成分を検出することによって、正常な放電とは区別して異常放電の有無を的確に判定することが可能となる。
【００１２】
例えば、所定の検出対象期間内に前記電流検出手段により検出されたパルスの数が所定の閾値を超えたとき、前記ギャップにおける異常放電が生じたと判定することができる。本願発明者らの実験によれば、異常放電の発生条件が充足されると、比較的高い確率で放電は繰り返し発生する。したがって、検出されたパルスの数がある閾値を超えたときに異常放電が生じたとすることで、異常放電の発生を高い確度で検知することができる。
【００１３】
この発明にかかる画像形成装置では、前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材は、前記バイアス印加手段からみて互いに並列に接続されるようにしてもよい。こうすることで、各帯電部材のそれぞれにバイアス印加手段からの帯電バイアス電圧が確実に印加されることになるからである。また、このような構成によれば、各帯電部材に流れる電流を個別に検出することが難しいので、本発明の効果が顕著となる。
【００１４】
また、この発明は、前記複数の画像形成ステーションは、所定の方向に移動する転写媒体の移動方向に沿った互いに異なる画像形成位置で、前記静電潜像担持体上に形成した画像を前記転写媒体上に転写するように構成された画像形成装置において特に顕著な効果を奏する。このような構成の装置では、複数の画像形成ステーションによる画像形成動作が併行して行われるため、帯電部材による静電潜像担持体の帯電動作も併行して行われる。その結果、帯電動作に起因する電流が互いに重なり合うことになり、異常な電流が検出されたとしてもそれがどの画像形成ステーションに起因するものかを特定することが難しい。このような構成の装置に本発明を適用することで、異常の起きている画像形成ステーションの特定を容易にすることができる。
【００１５】
なお、複数の画像ステーションを使用して画像を形成する複数動作モードと、一の画像形成ステーションを使用して画像を形成する単独動作モードとを実行可能に構成された画像形成装置においては、前記複数動作モードのみに使用される画像形成ステーションを前記一括バイアス画像形成ステーションとすることが望ましい。単独動作モードに使用される画像形成ステーションについては、当然に単独に帯電バイアスが印加される構成とする必要があるが、複数動作モードにのみ使用される画像形成ステーションについては、帯電バイアスを個別に供給する必要は必ずしもない。そこで、これらの画像形成ステーションについて、帯電バイアスを一括して印加するとともに、電流検出についても一括して行うことによって、合理的に部品点数の削減および装置の小型化を図ることができる。
【００１６】
また、この発明にかかる画像形成装置の異常判定方法は、静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体表面と所定のギャップを隔てて対向配置された帯電部材とを有する画像形成ステーションを複数備えた画像形成装置の異常判定方法であって、上記目的を達成するため、少なくとも２つの画像形成ステーションを一括バイアス画像形成ステーションとして、それらに設けられた前記帯電部材に交流成分を有する帯電バイアス電圧を一括して印加し、前記一括バイアス画像形成ステーションのうち１つを選択画像形成ステーションとして、該選択画像形成ステーションについては前記静電潜像担持体の表面を前記帯電部材による帯電後に除電する一方、該選択画像形成ステーション以外の前記一括バイアス画像形成ステーションについては前記静電潜像担持体表面の除電を行わない状態で、前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材に流れる電流を一括して検出し、その電流検出結果に基づいて、前記選択画像形成ステーションにおける前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電の有無を判定することを特徴としている。
【００１７】
このように構成された発明では、上記した画像形成装置にかかる発明と同様の原理により、各画像形成ステーションにおける異常放電の有無を的確に、しかも個別に行うことができる。
【００１８】
特に、前記一括バイアス画像形成ステーションを１つずつ順番に前記選択画像形成ステーションとして選択することによって、前記一括バイアス画像形成ステーションのうちギャップにおいて異常放電を生じる画像形成ステーションを確実に特定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置における画像形成ステーションの主要部の構成を示す図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラに与えられると、このメインコントローラがエンジンコントローラに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラがエンジン部ＥＧなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００２０】
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板やコントローラ基板などを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、ハウジング本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット７および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００２１】
画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００２２】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成されるドラム状の感光体２１が設けられている。各感光体２１はそれぞれ専用の駆動モータ（図示省略）に接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。また、感光体２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５、除電用光源２７および感光体クリーナ２８が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時には、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時には、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００２３】
図３は帯電部の構成を示す図である。帯電部２３は、その表面が鉄、アルミニウムまたはステンレスなどの金属材料で構成された帯電ローラ２３１を備えている。この帯電ローラ２３１の両端部には絶縁性材料で形成されたコロ２３４がそれぞれ取り付けられており、コロ２３４が感光体２１の表面に当接することによって、帯電ローラ２３１と感光体２１表面との間には一定のギャップＧＰが設けられている。また、この帯電ローラ２３１の端面にはステンレスやリン青銅などの弾性を有する導電性板材により構成された摺動端子２３３の一端部が摺接されるとともに、摺動端子２３３の他端部は帯電バイアス発生部２３２に接続されており、帯電バイアス発生部２３２からの交流帯電バイアス電圧が摺動端子２３３を介して帯電ローラ２３１に印加されている。これにより感光体２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。なお、以下の説明において特に各画像形成ステーションの帯電ローラを区別する必要があるときには、符号２３１の末尾にトナー色に対応するアルファベット１文字を付すこととする。例えば、ブラック画像形成ステーション２Ｋに設けられた帯電ローラは符号２３１Ｋにより表す。
【００２４】
図１に戻って装置構成の説明を続ける。ラインヘッド２９は、感光体２１の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向Ｘ）に配列された複数の発光素子を備えており、感光体２１に対向配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体２１の表面に向けて光Ｌを照射して該表面に静電潜像を形成する。
【００２５】
現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体２１に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。
【００２６】
現像位置において顕像化されたトナー像は、感光体２１の回転方向Ｄ21に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体２１が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。
【００２７】
また、感光体２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体２１に向けて除電用光源２７および感光体２１の表面に当接して感光体クリーナ２８がこの順序で設けられている。除電用光源２７が一次転写後の感光体２１表面に除電光Ｌeを照射することによって感光体２１の表面電位をリセットし、感光体クリーナ２７が感光体の表面に当接することで一次転写後に感光体２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。こうして除電されトナー除去された感光体２１表面は、再び帯電ローラ２３１との対向位置に搬送され帯電部２３により帯電されて静電潜像の形成に供される。
【００２８】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され駆動ローラ８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００２９】
図４は一次転写位置を示す図である。カラーモード実行時は、図４（ａ）に示すように全ての一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体２１に押し遣り当接させて、各感光体２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1y、ＴＲ1m、ＴＲ1cおよびＴＲ1kを形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００３０】
一方、モノクロモード実行時は、図４（ｂ）に示すように、４個の一次転写ローラのうち、一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍおよび８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃから離間させるとともにブラック色に対応した一次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーション２Ｋに当接させることで、モノクロ用の画像形成ステーション２Ｋのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、一次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーション２Ｋとの間にのみ一次転写位置ＴＲ1kが形成される。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｋに一次転写バイアスを印加することで、画像形成ステーション２Ｋに設けられた感光体２１の表面上に形成されたブラックトナー像を、一次転写位置ＴＲ1kにおいて転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。
【００３１】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。この下流ガイドローラ８６は、一次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラ８５Ｋとブラック用感光体２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００３２】
また、下流ガイドローラ８６に巻き掛けられた転写ベルト８１の表面に対向してパッチセンサ８９が設けられている。パッチセンサ８９は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト８１表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト８１上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。
【００３３】
給紙ユニット７は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０によって給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って、駆動ローラ８２と二次転写ローラ１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。
【００３４】
二次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が二次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。
【００３５】
前記した駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ81の方向に循環駆動するとともに、二次転写ローラ１２１のバックアップローラとしての機能も兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ１２１を介して供給される二次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。
【００３６】
また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、二次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。
【００３７】
なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋの感光体２１、帯電ローラ２３１、現像部２５、除電用光源２７および感光体クリーナ２８を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００３８】
図５はブラック画像形成ステーション用の帯電部の電気的構成を示す図である。前記したように、帯電部２３は帯電ローラおよび帯電バイアス発生部を備えている。帯電ローラ２３１Ｋは、ギャップを隔てて対向配置され芯金部が接地された感光体２１との間で構成されたコンデンサとして等価的に表すことができる。帯電バイアス発生部２３２は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ１０１により制御された交流電圧発生器２３３１を備えている。交流電圧発生器２３３１は、ＣＰＵ１０１からの制御信号に基づき所定の周波数および振幅を有する交流電圧を発生する。この実施形態では正弦波交流電圧を発生するものとするが、矩形波や三角波など他の波形を有するものであってもよい。
【００３９】
交流電圧発生器２３２１から発生された交流電圧はトランス２３２２により昇圧され、昇圧後の交流電圧が直流遮断用コンデンサ２３２３を介して帯電ローラ２３１Ｋに印加される。帯電ローラ２３１Ｋには抵抗器２３２４を介して直流電源２３２５からの直流電圧がさらに印加されており、全体として帯電ローラ２３１Ｋには、直流電圧に正弦波交流電圧が印加されてなる帯電バイアス電圧が印加されている。帯電ローラ２３１Ｋに印加される直流電圧は、例えば（−６００）Ｖ程度の負電圧であり、感光体２１の帯電電位を決める。一方、帯電ローラ２３１Ｋに印加される交流電圧は、例えばピーク間電圧１５００Ｖ程度、周波数１〜２ｋＨｚ程度の正弦波交流電圧であり、感光体２１の帯電電位には直接関係しないが、帯電ローラ２３１Ｋと感光体２１とのギャップＧＰにおいて放電を生じさせることによって感光体２１への電荷の移動を促進し、感光体２１を効率よく帯電させるためのものである。
【００４０】
トランス２３２２を介して帯電ローラ２３１Ｋに流れる帯電電流Ｉcは、異常電流検出部２４１に入力されている。異常電流検出部２４１の構成およびその動作については後に詳述するが、それに先立って、本願発明者らが実験により得た、帯電バイアス電圧と帯電電流との関係にかかる知見について説明する。
【００４１】
図６は帯電バイアス電圧と帯電電流との関係を示す図である。直流電圧および交流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を帯電ローラ２３１Ｋに印加したとき、帯電ローラ２３１Ｋに流れる帯電電流Ｉcは、帯電バイアスの交流成分Ｖacに対し９０度の進み位相を有する電流成分Ｉ1と、帯電バイアスの交流成分Ｖacのピークに対応するタイミングで短期間のみ流れる電流成分Ｉ2とを含んでいる。このうち電流成分Ｉ1は、帯電ローラ２３１Ｋおよび感光体２１からなる静電容量を充放電するための電流である。
【００４２】
また、電流成分Ｉ2は、ギャップＧＰを隔てて帯電ローラ２３１Ｋと感光体２１との間で生じる放電に起因する電流である。感光体２１表面を均一に帯電させるためには、帯電ローラ２３１Ｋの軸方向（図３に示す方向Ｘ）の沿ってギャップＧＰの全体で均一に放電が起きていることが望ましく、このように感光体２１の帯電動作が正常に行われているとき、放電に起因する電流成分Ｉ2は比較的ブロードな波形となる。したがって、これらを合成した帯電電流Ｉcの波形は図６に示すようになる。すなわち、この実施形態のように、帯電部材と感光体とを非接触に保ち交流帯電バイアスを印加する、いわゆる非接触ＡＣ帯電方式の画像形成装置では、帯電電流Ｉcの波形は本来的に歪んだものとなり、単に電流のピーク値と平均値のみに着目した特許文献１に記載された従来技術の異常検出方法を適用することができない。
【００４３】
図７は異常放電時の帯電電流波形を示す図である。帯電ローラ２３１Ｋの表面に残る加工時の凹凸やその表面または感光体２１表面へのトナーや紙粉などの付着物の付着、さらにはコロ２３４の表面への付着物などに起因して、ギャップＧＰが変動する場合がある。このようなギャップ変動が生じると、ギャップにおける放電が不均一あるいは局所的なものとなり、極めて短時間に大きな電流が帯電ローラ２３１に流れる。この結果、帯電電流Ｉcの波形は鋭いパルス状の成分を含んだものとなる。このようなパルスは、図７に示すように、除電された感光体２１表面と帯電バイアスを印加された帯電ローラ２３１Ｋとの電位差が最も大きくなる、帯電バイアスの交流成分Ｖacの一方のピーク近傍で主に発生する。言い換えれば、このパルス成分のみを抽出して検出することにより、異常放電に起因する帯電不良を検知することが可能である。
【００４４】
図５に示した異常電流検出部２４１はこのような知見に基づいて、異常放電に起因する帯電不良を的確に検知するべく考案されたものである。すなわち、この異常電流検出部２４１は、帯電電流Ｉcを電圧に変換するＩＶ変換器としての抵抗器２４１１と、コンデンサ２４１２Ｃおよび抵抗器２４１２Ｒによる微分回路で構成された高域通過フィルタ２４１２と、フィルタ出力を電圧基準２４１３から出力される基準レベルＶrefと比較する比較器２４１４と、比較器２４１４から出力されるパルスの数をカウントするカウンタ２４１５とを備えている。
【００４５】
高域通過フィルタ２４１２は、直流成分を遮断するとともに帯電電流波形からパルス成分を抽出するために設けられている。正常な場合の帯電電流Ｉcは、図６に示すように帯電バイアスの交流成分Ｖacと同じ周波数の基本波とその比較的低次の高調波成分とを主として含んでいる。したがって、高域通過フィルタ２４１２はこれらの周波数成分を減衰させる一方、より高い周波数成分を通過させることが求められる。少なくとも、そのカットオフ周波数を帯電バイアスの交流成分Ｖacの周波数より高く、さらに望ましくはその数倍程度の周波数に設定するとよい。
【００４６】
図８は異常電流検出部の各部における電圧波形を示す図である。高域通過フィルタ２４１２の入力側に当たるノードＮ1における電圧波形は図８（ａ）に示す波形であるとき、高域通過フィルタ２４１２の出力側ノードＮ２における電圧波形は、図８（ｂ）に示すように、急峻な変化が強調された形となる。高域通過フィルタ２４１２の出力信号が入力される比較器２４１４では、その信号レベルを予め定められた基準レベルＶrefと比較し、入力信号レベルが基準レベルＶrefを超えたときＨレベルの信号を出力する。
【００４７】
カウンタ２４１５は例えばＤフリップフロップからなるカウンタであり、比較器２４１４の出力信号がＬレベルからＨレベルに変化したときにカウント値が１ずつインクリメントされる。カウンタ２４１５によるカウント値はＣＰＵ１０１に入力される一方、ＣＰＵ１０１からカウンタ２４１５に対しては、カウント値をリセットするためのリセット信号が必要に応じて出力される。ＣＰＵ１０１は、カウンタ２４１５のカウント値に基づき、以下のようにして感光体２１の帯電不良の発生の有無を判定する。
【００４８】
図９は帯電不良判定処理を示すフローチャートである。この処理は、ブラック画像形成ステーション２Ｋにおける帯電不良を検知するためのものであり、他の画像形成ステーションにおける帯電不良を検知する方法については後に説明する。この帯電不良判定処理は画像形成動作の実行に伴って実行される。画像形成動作において帯電ローラ２３１Ｋへの帯電バイアス電圧の印加が開始されると（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ１０１は図示しない内部タイマによる計時を開始する（ステップＳ１０２）。
【００４９】
そして、タイマの計時時間が１５ｍｓｅｃに達するまで（ステップＳ１０３）、比較器２４１４から出力される信号に基準レベルＶrefを超えるパルスが含まれるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。パルスが検出される度に、カウンタ２４１５によるカウント値ＣＢを１ずつインクリメントする（ステップＳ１０５）。なお、実際には、カウント値のインクリメントはカウンタ２４１５のハードウェア上にて自動的に実行されている。
【００５０】
計時を開始して１５ｍｓｅｃが経過すると、その間におけるカウンタ２４１５のカウント値ＣＢを定数２と比較する（ステップＳ１０６）。本願発明者らの実験によると、画像欠陥や装置の損傷を引き起こすような異常放電がいったん発生すると、ほとんどの場合、それ以後の帯電バイアス電圧の変化の数サイクルのうち多くのサイクルで同様に異常放電が起き、電流波形にはそれによるパルスが観測される。したがって、ある検出対象期間内において検出されたパルス数が２未満であれば、画像欠陥や装置の損傷につながるような異常放電は起きていないと判断してよい。そこで、カウンタ２４１５に対しリセット信号を出力してカウント値ＣＢをリセットするとともに内部タイマをリセットし（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３からの処理を繰り返す。
【００５１】
検出対象期間の長さについては次のようにして決めることができる。上記したように、画像欠陥や装置の損傷につながる異常放電が発生するときには、帯電バイアス電圧の交流成分にほぼ同期したパルスが現れる。したがって、このパルスを確実に検出するためには、検出対象期間の長さは少なくとも帯電バイアス電圧の交流成分の周期より長くすることが望ましい。一方、検出対象期間が長すぎると、異常放電が発生した場合にそれを検知するまでに長い時間がかかってしまい、結果的に異常放電を収束させるまでに時間がかかることとなり画像や装置にダメージを与えてしまう。このことから、検査対象期間の長さは、帯電バイアス電圧の交流成分の数サイクル〜数十サイクル分に相当する長さとするのが適当である。この実施形態では、帯電バイアスの交流周波数を１．３ｋＨｚとしており、その２０サイクル分を検出対象期間としているので、その長さは約１５ｍｓｅｃとなる。
【００５２】
また、基準レベルＶrefについては、帯電ローラ２３１Ｋを構成する材料やバイアス電圧の大きさなどに応じて適宜定めることができる。この実施形態における帯電ローラは金属ローラであるが、ウレタンゴムやシリコンゴムなどの樹脂材料に導電性の微粉末を分散させたゴムローラを使用することもできるが、その特性に応じて基準レベルＶrefについては変更する必要がある。
【００５３】
ステップＳ１０６において、カウント値ＣＢが２以上、つまり検出対象期間内に２回以上のパルスが検出されていたときには、何らかの帯電不良が発生したものと考えられる。次に、以下のようにしてパルスの発生原因の特定を試みる。
【００５４】
本願発明者らの知見によれば、帯電電流にこのようなパルス波形が現れる主な原因としては、前記したギャップにおける不均一な放電と、帯電ローラ２３１Ｋと摺動端子２３３との間での接触不良とがある。このような接触不良は、帯電ローラ２３１Ｋと摺動端子２３３との間にグリスやトナー、紙粉などの異物が挟まって導通が不安定となることによって起きる。ギャップでの不均一な放電に起因するパルスは、上記したように、帯電バイアスの交流成分の変化にほぼ同期して発生するのに対し、接触不良に起因して生じるパルスはほぼランダムに現れ、その発生頻度もはるかに高い。したがって、パルスの発生頻度からその発生原因を推定することが可能である。
【００５５】
この実施形態では、検出対象期間である１５ｍｓｅｃの間における帯電バイアス電圧の変化が２０サイクルであることに鑑み、１サイクル当たり２回、計４０回までのパルスについてはギャップ変動に起因するものと判断することとする。また、これを超えるパルスは、接触不良に起因して生じたものと判断する。
【００５６】
具体的には、検出対象期間におけるカウンタ２４１５のカウント値ＣＢを判定し（ステップＳ１０８）、その値が４０以下であればギャップＧＰの変動による異常放電に起因して生じたパルスであると判定する（ステップＳ１１１）。そして、ギャップＧＰの変動による帯電不良に対応するためのエラー処理＃１を実行する。ここでは、帯電不良に起因する画像欠陥や異常放電による装置の損傷を防止するために画像形成動作を中止し（ステップＳ１１２）、直ちに帯電ローラ２３１への帯電バイアスの印加を停止する。また、所定のエラー表示１を行うことによりユーザに異常を報知する（ステップＳ１１３）。この場合のエラー表示は、ブラック画像形成ステーション２Ｋにおいてギャップ変動に起因する帯電不良が生じた旨を示すものである。
【００５７】
一方、カウント値ＣＢが４０回を超えていた場合には、帯電ローラ２３１Ｋと摺動接点２３３との接触不良により生じたパルスであると判定し（ステップＳ１２１）、接触不良による帯電不良に対応するためのエラー処理＃２を実行する。この場合、異常放電に起因する装置の損傷のおそれは少ないが、帯電不良による画像欠陥は生じうるので、やはり画像形成動作を中止する（ステップＳ１２２）。そして、ブラック画像形成ステーション２Ｋにおいて接触不良に起因する帯電不良が生じた旨を示すエラー表示２を行う（ステップＳ１２３）。
【００５８】
次に、ブラック以外の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃにおける帯電不良の検出方法について説明する。前述のように、この実施形態の画像形成装置では、４色全ての画像形成ステーションを動作させてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能である。したがって、ブラック画像形成ステーションについては他の画像形成ステーションとは切り離して単独で動作することが必要であるが、他の３色の画像形成ステーション３Ｙ、３Ｍおよび３Ｃについては単独動作が可能である必要はない。そこで、この実施形態では、帯電バイアス発生部の機能の一部をこれらの画像形成ステーション間で共通化することにより、部品点数を削減するとともに装置の小型化を図っている。また、ブラック画像形成ステーション２Ｋについては帯電バイアス発生部を独立して設けることにより、モノクロモードにおいて不必要なバイアスがブラック以外の画像形成ステーションの帯電ローラ２３１に印加されることを防止して、これらの画像形成ステーションの長寿命化が図られている。
【００５９】
図１０はＹＭＣ画像形成ステーション用の帯電部の電気的構成を示す図である。帯電部２３０の基本的な構成は図５に示すブラック画像形成ステーション用のものと同じであるが、交流電圧発生器２３５１およびトランス２３５２と、異常電流検出部２４２とが各色で共通化されている点が異なっている。この帯電部２３０では、交流電圧発生器２３５１から出力されトランス２３５２で昇圧された交流電圧は、直流遮断用のコンデンサ２３５３Ｙ、２３５３Ｍおよび２３５３Ｃを介して各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃにそれぞれ設けられた帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃに印加されている。つまり、帯電バイアス発生部２３０からみて各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃは互いに並列接続されている。
【００６０】
また、各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃには、それぞれ抵抗器２３５４Ｙ、２３５４Ｍおよび２３５４Ｃを介して直流バイアス電圧２３５５Ｙ、２３５５Ｍおよび２３５５Ｃが印加されている。こうして各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃには、ブラック画像形成ステーションの帯電ローラ２３１Ｋと同様に、それぞれ直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアス電圧が印加される。
【００６１】
トランス２３５２の二次側端子のうち各帯電ローラと反対側の端子には、異常電流検出部２４２が接続されている。この異常電流検出部２４２の構成はブラック画像形成ステーション用の異常電流検出部２４１のものと同一である。このように構成された異常電流検出部２４２では、各帯電ローラ２３１Ｙ、２３１Ｍおよび２３１Ｃに流れる電流が一括して入力されているため、いずれかの画像形成ステーションにおいて帯電不良が発生した場合、その発生を検知することはできるが、異常の発生した画像形成ステーションを特定することができない。特に、この実施形態のようなタンデム現像型の画像形成装置では、画像形成ステーションを１つずつ順番に動作させるロータリー現像型の画像形成装置とは異なり、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃが併行して画像形成動作を行っているため、これらの異常を区別することができない。
【００６２】
この実施形態では、以下に説明する帯電不良判定処理２を行うことによって、異常の発生を検知するだけでなくその画像形成ステーションの特定までを行いユーザに報知することによって、ユーザまたはその連絡を受けたオペレータが早期に異常の原因を知り必要な措置を取ることができるようにしている。
【００６３】
図１１は帯電不良判定処理２を示すフローチャートである。この処理のうち、ステップＳ２０１ないしＳ２０７については、ブラック用の帯電不良判定処理（図９）におけるステップＳ１０１ないしＳ１０７の処理と同一であるので説明を省略する。この帯電不良判定処理２では、検出対象期間内のカウント値ＣＢが２以上であったとき（ステップＳ２０６）の動作がブラック用の帯電不良判定処理とは異なっている。すなわち、この処理では、検出対象期間内のカウント値ＣＢが２以上であったとき、まず画像形成動作を中止し（ステップＳ２２０）、続いて帯電不良の生じている画像形成ステーションを特定しそれに対応するための異常特定処理を実行する（ステップＳ２２１）。なお、異常特定処理にはブラック画像形成ステーション２Ｋは無関係であるので、このときブラック画像形成ステーション２Ｋの動作状態をどのようにするかについては任意である。
【００６４】
図１２は異常特定処理を示すフローチャートである。この処理では、まず処理ループの実施回数を表す内部カウンタの値Ｎをリセットする（ステップＳ３０１）。そして、カウンタの値Ｎをインクリメントし（ステップＳ３０２）、画像形成ステーションの１つを選択する（ステップＳ３０３）。ここでは、イエロー画像形成ステーション２Ｙを最初に選択するものとする。そして、選択した画像形成ステーション２Ｙについてのみ除電用光源２７を点灯させて感光体２１の除電を行う一方、他の画像形成ステーション２Ｍおよび２Ｃについては露光ユニット６および除電用光源２７を消灯させて、感光体２１の除電が行われないようにする（ステップＳ３０４）。
【００６５】
感光体２１と帯電ローラ２３１との間の放電は、感光体２１と帯電ローラ２３１との電位差が大きいことによって生じる。通常の画像形成動作では、除電用光源２７が常に点灯しており、帯電ローラ２３１との対向位置に搬送されてくる感光体２１の表面は常に除電された状態にある。このときの感光体２１の表面電位は、その材質固有の残留電位程度の低電位である。このような低電位の感光体２１と高電圧を印加された帯電ローラ２３１とを近接させることによりギャップでの放電が起こる。
【００６６】
一方、感光体２１の除電を行わなければ、感光体２１表面は帯電直後の電位に近い高い直流電位が維持されている。したがって、除電していない感光体２１と帯電ローラ２３１とのギャップでは放電が起こらない。このため、この状態で帯電ローラ２３１に流れる電流は、感光体２１との静電容量への充放電に起因する電流のみである。このことを利用して、すなわちいずれか１つの画像形成ステーションについてのみ感光体２１の除電を行うことにより、放電がどの画像形成ステーションのギャップで起こっているかを特定することができる。
【００６７】
図１２に戻って、先に選択したイエロー画像形成ステーション２Ｙについて除電をオン、他の画像形成ステーションについて除電をオフにしてから感光体２１が１周するのを待つ（ステップＳ３０５）。除電オンまたはオフの状態で感光体２１を１周以上回転させることにより、各感光体２１の表面全体が除電された、または除電されない定常状態となる。この状態で、前記した帯電不良判定処理と同様に、検出対象期間内に発生するパルスの数をカウントする（ステップＳ３０６〜Ｓ３０８）。なお、ここでの検出対象期間の長さは、帯電不良判定処理におけるものと同一とする必要は必ずしもない。
【００６８】
このとき、選択した画像形成ステーション２Ｙに異常放電が発生すれば、それに起因するパルスが検出されるはずである。また、他の画像形成ステーションに異常の原因があったとしても、除電がオフにされているためこの状態では異常に起因するパルスは現れない。このことから、このときのカウント値ＣＢが２以上であれば（ステップＳ３０９）、帯電バイアスの印加を直ちに中止するとともに（ステップＳ３２１）、選択した画像形成ステーション２Ｙに異常があるものと判定し（ステップＳ３２２）、後述するエラー処理を実行する（ステップＳ３２３）。
【００６９】
一方、カウント値ＣＢが２未満であったとき、この時点で画像形成ステーション２Ｙには異常が起きなかったものとして、カウント値ＣＢおよび内部タイマをリセットする（ステップＳ３１１）。そして、ここまでの処理を他の画像形成ステーション２Ｍ、２Ｃについても行う（ステップＳ３１２）。この過程でいずれかの画像形成ステーションで異常を示すパルスが検出されたときにはエラー処理を行う。また、Ｙ、Ｍ、Ｃのいずれの画像形成ステーションにおいてもパルスが検出されなかったときには、内部カウンタの値Ｎをインクリメントしながらそのカウント値が所定の値（この例では３）になるまで上記処理を繰り返す（ステップＳ３１３）。すなわち、この処理では、上記の処理を３回繰り返して実行しても異常を示すパルスが検出されなかったときには、いずれの画像形成ステーションにも異常はなかったものと判定し（ステップＳ３１４）、通常の動作モードに戻る。
【００７０】
こうして１つの画像形成ステーションを選択し、その画像形成ステーションのみについて実行した処理において異常を示すパルスが検出された場合には、その選択した画像形成ステーションに異常があることが判る。このようにして、異常の起きている画像形成ステーションを特定することができる。
【００７１】
図１３はエラー処理を示すフローチャートである。ここでのエラー処理は、異常の原因を特定するための処理と、特定された異常の内容に応じたエラー表示とである。パルスのカウント値ＣＢに基づいて異常の原因を特定する点についてはブラック画像形成ステーションにおける処理と同様である。すなわち、カウント値ＣＢが４０以下であれば（ステップＳ４００）、ギャップの変動に起因する異常放電が起きているものと判定し（ステップＳ４０１）、特定された画像形成ステーションと、その異常がギャップの変動に起因するものであることを示すエラー表示３を行う（ステップＳ４０２）。なお、帯電バイアスの印加は既に停止されており、異常放電が持続して装置を損傷することはない。
【００７２】
また、カウント値ＣＢが４０を超えている場合には、パルスの原因は摺動接点の接触不良によるものと判定し（ステップＳ４１１）、その旨および異常の起きている画像形成ステーションを報知するためのエラー表示４を行う（ステップＳ４１２）。これにより、ユーザは異常の起きている画像形成ステーションおよび異常の原因を知ることができるので、その異常に応じた適切な措置を早期に行うことができる。
【００７３】
以上のように、この実施形態では、感光体と帯電ローラとをギャップを隔てて離隔配置し、帯電ローラに交流バイアス電圧を印加することによって感光体を帯電させる非接触ＡＣ帯電方式の画像形成装置において、帯電電流に含まれるパルス状成分を抽出することによって、ギャップにおける異常放電に起因する帯電不良を検知している。こうすることにより、非接触ＡＣ帯電方式における帯電不良を的確に検知することができる。
【００７４】
また、パルス成分の発生頻度に応じて、具体的にはパルスの発生頻度が第１の閾値より大きく、これより大きな第２の閾値よりも小さければギャップ変動に起因する帯電不良と判断する一方、パルスの発生頻度が第２の閾値より大きければ接触不良に起因する帯電不良と判断する。こうして帯電不良の原因を特定することにより、ユーザまたはオペレータによる異常の解消に役立てることができる。
【００７５】
また、パルスの検出は、高域通過フィルタによる高周波成分の抽出および基準レベルとの比較により行っているので、簡単な構成で確実にパルスを検出することができる。
【００７６】
また、単独で動作させる必要のないカラーモード用の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃについては帯電バイアス発生部の機能の一部および異常電流検出部を共通化することによって、部品点数の削減および装置の小型化を図ることが可能となっている。その一方、モノクロモードにおいて単独で動作させる必要のあるブラック画像形成ステーション２Ｋについては帯電バイアス発生部および異常電流検出部を独立して設けることにより、モノクロモードにおいて不必要なバイアスがブラック以外の画像形成ステーションの帯電ローラ２３１に印加されるのを防止するとともに、モノクロモードの実行中における帯電不良についても検知することが可能となっている。
【００７７】
また、カラーモード用の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃについては、帯電不良につながるパルスが検出されたとき、画像形成ステーションを１つずつ順番に選択するとともに、選択したもの以外の画像形成ステーションについて除電をオフにした状態でパルス検出を行うことによって、異常がどの画像形成ステーションに起きているのかを特定することができる。
【００７８】
以上説明したように、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋがそれぞれ本発明の「画像形成ステーション」に相当している。また、このうち本発明の「複数動作モード」に相当するカラーモードの実行のためだけに使用される画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃが本発明の「一括バイアス画像形成ステーション」に相当している。一方、この実施形態におけるモノクロモードは、本発明の「単独動作モード」に相当している。
【００７９】
また、この実施形態では、各画像形成ステーションに設けられた感光体２１が本発明の「静電潜像担持体」として機能している。また、この実施形態では、帯電ローラ２３１および帯電バイアス発生部２３２がそれぞれ本発明の「帯電部材」および「バイアス印加手段」として機能している。また、この実施形態では、異常電流検出部２４１、２４２が本発明の「電流検出手段」として機能している。また、この実施形態では、ＣＰＵ１０１および中間転写ベルト８１が、それぞれ本発明の「検知手段」および「転写媒体」として機能している。
【００８０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、本発明の「帯電部材」として金属製の帯電ローラ２３１を備えているが、金属製のもの以外に、例えば導電性微粉末を分散させたゴム製の帯電ローラを備える装置や、ローラ状以外の帯電部材を備える装置であっても、該帯電部材が静電潜像担持体に対し離隔配置され、交流成分を含む帯電バイアスを印加されるように構成された装置においては、同じような帯電電流の波形が観測される。このような装置に対して、本発明を好適に適用することができる。
【００８１】
また、上記実施形態のエラー処理では、異常の内容に応じて表示されるメッセージの内容を異ならせているが、エラー処理としてはこれに限定されるものではなく、異常の生じている画像形成ステーションの種類や内容に応じて、これ以外に種々のものが考えられる。例えば、イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかの画像形成ステーションに異常があったがブラック画像形成ステーションについては異常がないことが確認されたとき、カラーモードについては実行を禁止する一方、モノクロモードの実行のみを許可するような処理としてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態においては、画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃについて、帯電バイアス発生部の一部および異常電流検出部を共通化するようにしているが、ブラック画像形成ステーション２Ｋも含めてこれらを共通化するようにしてもよい。
【００８３】
また、上記した実施形態では、除電用光源２７からの除電光Ｌeを照射することで感光体２１表面を除電しているが、これ以外に、例えば所定の電位を付与された除電部材を当接させることによって除電するように構成されてもよい。
【００８４】
また、上記した実施形態の画像形成装置は、それぞれが感光体を有する４個の画像形成ステーションが中間転写ベルト８１の移動方向に沿って並べて配置された、いわゆるタンデム型の画像形成装置であるが、本発明は、回転自在の現像ロータリーに複数の現像器を装着し、これらを選択的に感光体との対向位置に位置決めして画像を形成する、いわゆるロータリー型の画像形成装置に対しても適用することができる。
【００８５】
また、上記した実施形態の画像形成装置はドラム状の感光体を備える画像形成装置であるが、本発明の静電潜像担持体としては、このようなドラム状のもの以外に、例えばベルト状の感光体を使用してもよい。また、静電潜像担持体は、露光によって静電潜像を形成される感光体に限定されず、所定の表面電位に帯電させて静電潜像を形成する形式のものであれば、任意のものが使用可能である。
【００８６】
さらに、上記実施形態では、ＹＭＣＫ４色のトナーを使用したカラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、色の種類や色数の異なる画像形成装置に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】画像形成ステーションの主要部の構成を示す図。
【図３】帯電部の構成を示す図。
【図４】一次転写位置を示す図。
【図５】ブラック画像形成ステーション用の帯電部の電気的構成を示す図。
【図６】帯電バイアス電圧と帯電電流との関係を示す図。
【図７】異常放電時の帯電電流波形を示す図。
【図８】異常電流検出部の各部における電圧波形を示す図。
【図９】帯電不良判定処理を示すフローチャート。
【図１０】ＹＭＣ画像形成ステーション用の帯電部の電気的構成を示す図。
【図１１】帯電不良判定処理２を示すフローチャート。
【図１２】異常特定処理を示すフローチャート。
【図１３】エラー処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８８】
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…画像形成ステーション、 ２１…感光体（静電潜像担持体）、 ８１…中間転写ベルト（転写媒体）、 １０１…ＣＰＵ（検知手段）、 ２３１…帯電ローラ（帯電部材）、 ２３２…帯電バイアス発生部（バイアス印加手段）、 ２４１，２４２…異常電流検出部（電流検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体を除電する除電手段と、前記静電潜像担持体表面と所定のギャップを隔てて対向配置された帯電部材とをそれぞれ有する複数の画像形成ステーションと、
前記複数の画像形成ステーションのうち少なくとも２つを一括バイアス画像形成ステーションとして、該一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれ設けられた前記帯電部材に一括して交流成分を有する帯電バイアス電圧を印加するバイアス印加手段と、
前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材に流れる電流を一括して検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の電流検出結果に基づいて、前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電を検知する検知手段と
を備え、
前記検知手段は、前記一括バイアス画像形成ステーションのうち１つを選択画像形成ステーションとして選択し、該選択画像形成ステーションに設けられた前記除電手段を作動させる一方、前記選択画像形成ステーション以外の前記一括バイアス画像形成ステーションに設けられた前記除電手段の作動を停止させながら、各一括バイアス画像形成ステーションの前記帯電部材に前記バイアス印加手段からの前記帯電バイアス電圧を印加したときの前記電流検出手段による電流検出結果に基づいて、選択画像形成ステーションにおける前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電の有無を判定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電流検出手段は、前記帯電部材に流れる電流に含まれるパルス状成分を検出する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、所定の検出対象期間内に前記電流検出手段により検出されたパルスの数が所定の閾値を超えたとき、前記ギャップにおける異常放電が生じたと判定する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材は、前記バイアス印加手段からみて互いに並列に接続されている請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の画像形成ステーションは、所定の方向に移動する転写媒体の移動方向に沿った互いに異なる画像形成位置で、前記静電潜像担持体上に形成した画像を前記転写媒体上に転写するように構成された請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
複数の画像ステーションを使用して画像を形成する複数動作モードと、一の画像形成ステーションを使用して画像を形成する単独動作モードとを実行可能に構成された請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記複数動作モードのみに使用される画像形成ステーションを前記一括バイアス画像形成ステーションとする画像形成装置。
【請求項７】
静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体表面と所定のギャップを隔てて対向配置された帯電部材とを有する画像形成ステーションを複数備えた画像形成装置の異常判定方法において、
少なくとも２つの画像形成ステーションを一括バイアス画像形成ステーションとして、それらに設けられた前記帯電部材に交流成分を有する帯電バイアス電圧を一括して印加し、
前記一括バイアス画像形成ステーションのうち１つを選択画像形成ステーションとして、該選択画像形成ステーションについては前記静電潜像担持体の表面を前記帯電部材による帯電後に除電する一方、該選択画像形成ステーション以外の前記一括バイアス画像形成ステーションについては前記静電潜像担持体表面の除電を行わない状態で、前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材に流れる電流を一括して検出し、
その電流検出結果に基づいて、前記選択画像形成ステーションにおける前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電の有無を判定する
ことを特徴とする画像形成装置の異常判定方法。
【請求項８】
前記一括バイアス画像形成ステーションを１つずつ順番に前記選択画像形成ステーションとして選択することによって、前記一括バイアス画像形成ステーションのうちギャップにおいて異常放電を生じる画像形成ステーションを特定する請求項７に記載の画像形成装置の異常判定方法。
【請求項１】
静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体を除電する除電手段と、前記静電潜像担持体表面と所定のギャップを隔てて対向配置された帯電部材とをそれぞれ有する複数の画像形成ステーションと、
前記複数の画像形成ステーションのうち少なくとも２つを一括バイアス画像形成ステーションとして、該一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれ設けられた前記帯電部材に一括して交流成分を有する帯電バイアス電圧を印加するバイアス印加手段と、
前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材に流れる電流を一括して検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の電流検出結果に基づいて、前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電を検知する検知手段と
を備え、
前記検知手段は、前記一括バイアス画像形成ステーションのうち１つを選択画像形成ステーションとして選択し、該選択画像形成ステーションに設けられた前記除電手段を作動させる一方、前記選択画像形成ステーション以外の前記一括バイアス画像形成ステーションに設けられた前記除電手段の作動を停止させながら、各一括バイアス画像形成ステーションの前記帯電部材に前記バイアス印加手段からの前記帯電バイアス電圧を印加したときの前記電流検出手段による電流検出結果に基づいて、選択画像形成ステーションにおける前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電の有無を判定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電流検出手段は、前記帯電部材に流れる電流に含まれるパルス状成分を検出する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、所定の検出対象期間内に前記電流検出手段により検出されたパルスの数が所定の閾値を超えたとき、前記ギャップにおける異常放電が生じたと判定する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材は、前記バイアス印加手段からみて互いに並列に接続されている請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の画像形成ステーションは、所定の方向に移動する転写媒体の移動方向に沿った互いに異なる画像形成位置で、前記静電潜像担持体上に形成した画像を前記転写媒体上に転写するように構成された請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
複数の画像ステーションを使用して画像を形成する複数動作モードと、一の画像形成ステーションを使用して画像を形成する単独動作モードとを実行可能に構成された請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記複数動作モードのみに使用される画像形成ステーションを前記一括バイアス画像形成ステーションとする画像形成装置。
【請求項７】
静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体表面と所定のギャップを隔てて対向配置された帯電部材とを有する画像形成ステーションを複数備えた画像形成装置の異常判定方法において、
少なくとも２つの画像形成ステーションを一括バイアス画像形成ステーションとして、それらに設けられた前記帯電部材に交流成分を有する帯電バイアス電圧を一括して印加し、
前記一括バイアス画像形成ステーションのうち１つを選択画像形成ステーションとして、該選択画像形成ステーションについては前記静電潜像担持体の表面を前記帯電部材による帯電後に除電する一方、該選択画像形成ステーション以外の前記一括バイアス画像形成ステーションについては前記静電潜像担持体表面の除電を行わない状態で、前記一括バイアス画像形成ステーションのそれぞれに設けられた前記帯電部材に流れる電流を一括して検出し、
その電流検出結果に基づいて、前記選択画像形成ステーションにおける前記静電潜像担持体と前記帯電部材とのギャップにおける異常放電の有無を判定する
ことを特徴とする画像形成装置の異常判定方法。
【請求項８】
前記一括バイアス画像形成ステーションを１つずつ順番に前記選択画像形成ステーションとして選択することによって、前記一括バイアス画像形成ステーションのうちギャップにおいて異常放電を生じる画像形成ステーションを特定する請求項７に記載の画像形成装置の異常判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−９６５３４（Ｐ２００８−９６５３４Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７５６３６（Ｐ２００６−２７５６３６）
【出願日】平成１８年１０月６日（２００６．１０．６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月６日（２００６．１０．６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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