画像形成装置
【課題】容易に像担持体の寿命を検知できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１０は、感光体ドラム１２を帯電する帯電ローラ１４に、直流電圧に予め定めた周波数の交流電圧が重畳された帯電電圧を印加するトランス４２と、トランス４２により帯電ローラ１４に印加される帯電電圧の電圧値を検出する電圧検出回路４４と、帯電電圧に基づく電流の電流値が定電流指示信号Ｉ１で指定された電流値となるようにトランス４２に帯電電圧を誘起させる駆動回路４０を制御すると共に、電圧検出回路４４により検出された電圧値と、定電流指示信号Ｉ１で指定された電流値と、交流電圧の予め定めた周波数と、に基づいて、感光体ドラム１２の表面層の容量成分の容量値を算出し、算出した容量値が、感光体ドラム１２の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、感光体ドラム１２が寿命である旨を示す信号を出力する主制御部４６と、を備える。
【解決手段】画像形成装置１０は、感光体ドラム１２を帯電する帯電ローラ１４に、直流電圧に予め定めた周波数の交流電圧が重畳された帯電電圧を印加するトランス４２と、トランス４２により帯電ローラ１４に印加される帯電電圧の電圧値を検出する電圧検出回路４４と、帯電電圧に基づく電流の電流値が定電流指示信号Ｉ１で指定された電流値となるようにトランス４２に帯電電圧を誘起させる駆動回路４０を制御すると共に、電圧検出回路４４により検出された電圧値と、定電流指示信号Ｉ１で指定された電流値と、交流電圧の予め定めた周波数と、に基づいて、感光体ドラム１２の表面層の容量成分の容量値を算出し、算出した容量値が、感光体ドラム１２の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、感光体ドラム１２が寿命である旨を示す信号を出力する主制御部４６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、いわゆる電子写真方式の画像形成装置では、帯電器により感光体を帯電させ、帯電した感光体に画像に応じた光を照射することにより画像に応じた静電潜像を感光体上に形成し、これを現像器によりトナー現像して記録用紙に転写及び定着させることにより画像を形成する。
【０００３】
このような画像形成装置として、例えば特許文献１には、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電圧を感光体に印加して帯電させる帯電装置と感光体との間に生じる放電の電荷量を検知し、検知した放電電荷量が放電電荷量の変化における特異点を含む所定の範囲内となるように、感光体に印加する電圧を制御する画像形成装置が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、用紙の種類毎に感光体の所定回転時間当たりの削れ量をテーブルデータとして記憶しておき、感光体の回転時間に応じた削れ量をテーブルデータに基づいて算出することにより感光体の寿命を通報する画像形成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９２９９３号公報
【特許文献２】特開２００５−３２６６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出せずに像担持体の寿命を検知する場合と比較して、容易に像担持体の寿命を検知できる画像形成装置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】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明の画像形成装置は、画像に応じた像が担持される像担持体を帯電する帯電手段に、直流電圧に予め定めた周波数の交流電圧が重畳された帯電電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により前記帯電手段に印加される帯電電圧の電圧値を検出する電圧検出手段と、前記帯電電圧に基づく電流の電流値が予め定めた電流値となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、前記電圧検出手段により検出された電圧値に基づく前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する出力手段と、を備える。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記電圧検出手段により検出された電圧値と、前記予め定めた電流値と、前記交流電圧の予め定めた周波数と、に基づいて、前記像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出する算出手段をさらに備え、前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記容量値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する。
【０００９】
請求項３記載の発明は、画像に応じた像が担持される像担持体を帯電する帯電手段に、直流電圧に予め定めた周波数の交流電圧が重畳された帯電電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により前記帯電手段に印加される帯電電圧に基づく電流の電流値を検出する電流検出手段と、前記帯電電圧の電圧値が予め定めた電圧値となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、前記電流検出手段により検出された電流値に基づく前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する出力手段と、を備える。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記電流検出手段により検出された電流値と、前記予め定めた電圧値と、前記交流電圧の予め定めた周波数と、に基づいて、前記像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出する算出手段をさらに備え、前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記容量値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記像担持体が未使用状態である予め定めた時点における前記像担持体の表面層の厚みを表わす値を記憶する記憶手段をさらに備え、前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記記憶手段に記憶された前記像担持体の表面層の厚みを表わす値容量値よりも予め定めた閾値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記帯電手段は、前記像担持体に接触した状態で回転しながら前記像担持体を帯電させる接触帯電ロールである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出せずに像担持体の寿命を検知する場合と比較して、容易に像担持体の寿命を検知できる、という効果を有する。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、交流電圧の周波数が変更される場合でも精度良く像担持体の寿命を検知できる、という効果を有する。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出せずに像担持体の寿命を検知する場合と比較して、容易に像担持体の寿命を検知できる、という効果を有する。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、交流電圧の周波数が変更される場合でも精度良く像担持体の寿命を検知できる、という効果を有する。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、精度良く像担持体の寿命を検知できる、という効果を有する。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、接触帯電ロールによる像担持体の表面層の摩耗の度合いを精度良く検知することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る高圧電源の概略構成図である。
【図３】高圧電源と帯電ローラとを接続する高圧コード等の各部が有する容量成分について説明するための図である。
【図４】第１実施形態に係る高圧電源で実行される処理のフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る高圧電源の概略構成図である。
【図６】第２実施形態に係る高圧電源で実行される処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１には、本実施形態に係る画像形成装置１０の主要部の構成が概略的に示されている。同図に示されるように、画像形成装置１０は、矢印Ａ方向に所定速度で回転する感光体ドラム１２を備えている。
【００２２】
感光体ドラム１２の周囲には、矢印Ａ方向に沿って、帯電ローラ１４、露光ユニット１６、現像器１８、転写ローラ２０、及びクリーニングブレード２２が順に設けられている。
【００２３】
帯電ローラ１４は、感光体ドラム１２の周面に接触しながら回転可能に設けられている。帯電ローラ１４は、高圧電源２４によって所定電位の帯電電圧が印加されると共に、図示しない駆動装置によって回転駆動され、感光体ドラム１２の周面を帯電させる。
【００２４】
高圧電源２４は、直流電源２６及び交流電源２８を含んで構成されており、直流電源２６から出力された直流電圧に交流電源２８から出力された所定周波数の交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラ１４に印加する。
【００２５】
露光ユニット１６は、例えば図示しない光源、各種レンズを含む光学系、回転多面鏡等を含んで構成された光走査装置であり、感光体ドラム１２上に画像データに応じた光ビームを走査露光することにより、感光体ドラム１２上に画像に応じた静電潜像を形成する。なお、露光ユニット１６は、上記のような光走査装置に限らず、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んで構成されたＬＥＤヘッド等としてもよい。
【００２６】
現像器１８は、トナーを電源３０によって所定の電位に帯電させて感光体ドラム１２に付着させることにより、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム１２上に画像に応じたトナー像が形成される。
【００２７】
電源３０は、直流電源３２及び交流電源３４を含んで構成されており、直流電源３２から出力された直流電圧に交流電源３４から出力された所定周波数の交流電圧を重畳した電圧を現像器１８内に収容されたトナーに印加する。
【００２８】
転写ローラ２０は、図１において矢印Ｂ方向に搬送される記録媒体としての用紙Ｐを感光体ドラム１２と挟持して搬送するように設けられており、転写時には、直流電源３６によって所定電位の直流電圧を用紙Ｐに印加する。
【００２９】
各感光体ドラム１２上のトナーは、転写ローラ２０と対向する転写位置において、転写ローラ２０側に引き寄せられて用紙Ｐに転写される。
【００３０】
この感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１２と転写ローラ２０との間に送り込まれた用紙Ｐに転写される。
【００３１】
なお、トナー像が転写された用紙Ｐは、トナーを用紙Ｐに溶融圧着させる定着処理が図示しない定着装置により施された後、画像形成装置１０外へ排出される。
【００３２】
また、用紙Ｐに転写されずに感光体ドラム１２上に残留したトナーは、クリーニングブレード２２によって感光体ドラム１２上から除去される。
【００３３】
図２には、帯電ローラ１４へ帯電電圧を印加する高圧電源２４の概略ブロック図が示されている。同図に示されるように、高圧電源２４は、制御回路３８、駆動回路４０、昇圧用のトランス４２、及び電圧検出回路４４を含んで構成されている。
【００３４】
駆動回路４０は、図示しないスイッチング素子等を含んで構成されており、このスイッチング素子は制御回路３８によってスイッチング制御される。駆動回路４０のスイッチング素子が制御回路３８によってスイッチング制御されることにより、トランス４２に、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧、すなわち直流電圧に所定周波数の交流電圧を重畳した帯電電圧が誘起される。
【００３５】
電圧検出回路４４は、トランス４２に誘起される帯電電圧の電圧レベルを検出し、電圧検出信号Ｖ１として制御回路３８に出力する。また、制御回路３８は、電圧検出信号Ｖ１により示される電圧レベルが異常である場合には、電源供給を停止させる等の機能を備えており、通常は高圧電源２４に元々備えられる機能である。このように、画像形成装置１０は、元々備えられた電圧検出回路を用いて後述する感光体ドラムの寿命判断を行う。
【００３６】
制御回路３８は、画像形成装置１０の各部の制御を司る主制御部４６と接続されており、この主制御部４６からは、予め定めた電流値の電流が帯電ローラ１４に供給されるように指示するための定電流指示信号Ｉ１が入力される。
【００３７】
制御回路３８は、定電流指示信号Ｉ１で指示された電流値の電流が帯電ローラ１４に供給されるように定電流制御する。また、主制御部４６は、各種パラメータや処理プログラム等を記憶するためのメモリ４６Ａを備えている。
【００３８】
図３に示すように、高圧電源２４と帯電ローラ１４とは、高圧コード４８で接続され、この高圧コード４８は画像形成装置１０の機器内部を引き回して配線される。このため、高圧コード４８には、浮遊容量である容量成分５０が存在する。
【００３９】
また、帯電ローラ１４に帯電電圧を印加する場合、帯電ローラ１４を回転させる金属性の回転軸に供給させる。この回転軸と感光体ドラム１２との距離によって容量成分５２を有する。
【００４０】
さらに、感光体ドラム１２の表面層は、図示しない半導電性部材、例えば高分子有機光導電材で形成され、電気的には容量成分５４となる。
【００４１】
これらの３つの容量成分のうち、高圧コード２４の容量成分５０及び帯電ローラ１４の容量成分５２は経時的に変化するものではない。
【００４２】
一方、感光体ドラム１２の表面層は、帯電ローラ１４や、クリーニングブレード２２等との接触等の影響により、使用頻度に応じて磨耗する。
【００４３】
ところで、一般に、コンデンサの容量値Ｃは、誘電率をε、電極の面積をＳ、電極間の距離をｄとした場合に、Ｃ＝ε×（Ｓ／ｄ）で示され、電極の面積Ｓに比例し、電極間の距離ｄに反比例する。
【００４４】
本実施形態では、容量値Ｃが容量成分５４の容量値に相当し、上記の電極の面積Ｓが感光体ドラム１２の表面層の面積に相当し、電極間の距離ｄが感光体ドラム１２の表面層の厚みに相当する。そして、誘電率εは定数であり、感光体ドラム１２の表面層の面積Ｓも厚みの変化に拘わらずほぼ同一としてよいため、容量成分５４の容量値Ｃは、感光体ドラム１２の表面層の厚みｄに反比例する。このため、容量成分５４の容量値を求めれば、感光体ドラム１２の表面層の厚みｄが判り、表面層の摩耗の度合いが判る。
【００４５】
そこで、主制御部４６では、制御回路３８に指示した定電流指示信号Ｉ１で示される電流値と、電圧検出回路４４から入力された電圧検出信号Ｖ１で示される電圧値と、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の交流電圧の周波数と、に基づいて容量成分５４の容量値Ｃを求める。容量値Ｃは、次式により求められる。
【００４６】
Ｃ＝Ｉｒｍｓ／（２×π×Ｆｒｅｑ×Ｖｒｍｓ） ・・・（１）
ここで、Ｉｒｍｓは、帯電ローラ１４に供給される電流の実効値であり、予め定められる。また、Ｆｒｅｑは、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の交流電圧の周波数であり、予め定められる。また、Ｖｒｍｓは、帯電ローラ１４に供給される電圧の実効値であり、電圧検出信号Ｖ１が電圧の最大値Ｖｐｐ（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）で表わされる場合、Ｖｐｐに１／２√２を乗算することにより得られる。
【００４７】
主制御部４６は、上記（１）式により容量成分５４の容量値Ｃを求め、求めた容量値Ｃに基づいて感光体ドラム１２の寿命を判断する。具体的には、画像形成装置１０の例えば製造時等の感光体ドラム１２が未使用状態である予め定めた時点において、帯電ローラ１４に予め定めた電流値の定電流を供給したときの電圧Ｖｐｐを測定して上記（１）式により容量値Ｃを求め、これをメモリ４６Ａに初期容量値Ｃ１として記憶しておく。
【００４８】
そして、画像形成装置１０の稼働時に上記（１）式により求めた容量成分５４の容量値Ｃ２と初期容量値Ｃ１とを比較し、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなった場合に、感光体ドラム１２が寿命であると判断する。
【００４９】
なお、閾値は、容量値Ｃ２と初期容量値Ｃ１との差がこの値以上になると、感光体ドラム１２の表面層の摩耗の度合いが許容範囲外になると判断される値に設定される。
【００５０】
本発明者による試験によれば、新品の感光体ドラムの表面層の厚みと寿命の感光体ドラムの表面層の厚みとの差は、約１５％であった。すなわち、寿命の感光体ドラムの表面層の厚みは、新品の感光体ドラムの表面層の厚みから約１５％増加していた。従って、例えば容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１から１５％以上増加した場合に、感光体ドラム１２の寿命と判断する。
【００５１】
主制御部４６は、寿命と判断した場合には、感光体ドラム１２が寿命であることを示すメッセージ等を図示しない表示部に表示する等して報知する。
【００５２】
次に、主制御部４６で実行される感光体ドラムの寿命判断制御について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
主制御部４６は、制御回路３８へ指示した定電流指示信号Ｉ１で示される電流値の定電流が帯電ローラ１４に供給されるように駆動回路４０のスイッチング素子をスイッチング制御するように制御回路３８に指示する他、図４に示すような感光体ドラムの寿命判断制御を実行する。
【００５４】
まず、ステップ１００では、電圧検出回路４４から出力された電圧検出信号Ｖ１を入力する。
【００５５】
ステップ１０２では、制御回路３８へ指示した定電流指示信号Ｉ１で示される電流値と、電圧検出回路４４から入力された電圧検出信号Ｖ１で示される電圧値と、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の交流電圧の予め定めた周波数Ｆｒｅｑと、に基づいて、上記（１）式より容量成分５４の容量値Ｃ２を求める。
【００５６】
ステップ１０４では、求めた容量値Ｃ２が、メモリ４６Ａに記憶された初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなったか否かを判断する。そして、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなった場合には、感光体ドラム１２が寿命であると判断し、ステップ１０６へ移行する。
【００５７】
一方、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなっていない場合には、感光体ドラム１２は寿命ではないと判断し、ステップ１００へ戻って上記と同様の処理を行う。
【００５８】
ステップ１０６では、主制御部４６は、感光体ドラム１２が寿命であることを示すメッセージ等を図示しない表示部に表示する等して報知する。また、帯電ローラ１４への帯電電圧の印加を停止するようにしてもよい。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、高圧電源の他の形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
図５には、本実施形態に係る高圧電源２４Ａの概略ブロック図が示されている。本実施形態に係る高圧電源２４Ａが図２に示した高圧電源２４と異なる点は、電圧検出回路４４に代えて電流検出回路４４Ａが設けられている点、主制御部４６から定電流指示信号Ｉ１が入力されるのではなく、定電圧指示信号Ｖ２が入力される点である。
【００６１】
電流検出回路４４Ａは、帯電ローラ１４に供給される電流の電流レベルを検出し、電流検出信号Ｉ２として制御回路３８に出力する。また、制御回路３８は、電流検出信号Ｉ２により示される電流レベルが異常である場合には、電源供給を停止させる等の機能を備える。
【００６２】
制御回路３８には、主制御部４６から予め定めた電圧値の電圧が帯電ローラ１４に供給されるように指示するための定電圧指示信号Ｖ２が入力され、主制御部４６は、この定電圧指示信号Ｖ２で示される電圧値と、電流検出回路４４Ａから入力された電流検出信号Ｉ２で示される電流値と、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の交流電圧の周波数と、に基づいて容量成分５４の容量値Ｃ２を求める。容量値Ｃ２の求め方は第１実施形態と同様である。
【００６３】
そして、主制御部４６は、求めた容量値Ｃ２に基づいて感光体ドラム１２の寿命を判断する。具体的には、画像形成装置１０の例えば製造時等において、帯電ローラ１４に定電圧を供給したときの電流値を測定して上記（１）式により容量値Ｃを求め、これをメモリ４６Ａに初期容量値Ｃ１として記憶しておく。そして、画像形成装置１０の稼働時に上記（１）式により求めた容量成分５４の容量値Ｃ２と初期容量値Ｃ１とを比較し、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなった場合に、感光体ドラム１２が寿命であると判断する。
【００６４】
次に、主制御部４６で実行される感光体ドラムの寿命判断制御について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６５】
主制御部４６は、制御回路３８へ指示した定電圧指示信号Ｖ２で示される電圧値の定電圧が帯電ローラ１４に供給されるように駆動回路４０のスイッチング素子をスイッチング制御するように制御回路３８に指示する他、図６に示すような感光体ドラムの寿命判断制御を実行する。
【００６６】
まず、ステップ２００では、電流検出回路４４Ａから出力された電流検出信号Ｉ２を入力する。
【００６７】
ステップ２０２では、制御回路３８へ指示した定電圧指示信号Ｖ２で示される電圧値と、電流検出回路４４Ａから入力された電流検出信号Ｉ２で示される電流値と、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の交流電圧の予め定めた周波数Ｆｒｅｑと、に基づいて、上記（１）式より容量成分５４の容量値Ｃ２を求める。
【００６８】
ステップ２０４では、求めた容量値Ｃ２が、メモリ４６Ａに記憶された初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなったか否かを判断する。そして、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなった場合には、感光体ドラム１２が寿命であると判断し、ステップ２０６へ移行する。
【００６９】
一方、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなっていない場合には、感光体ドラム１２は寿命ではないと判断し、ステップ２００へ戻って上記と同様の処理を行う。
【００７０】
ステップ２０６では、主制御部４６は、感光体ドラム１２が寿命であることを示すメッセージ等を図示しない表示部に表示する等して報知する。
【００７１】
なお、上記各実施形態では、感光体ドラム１２を帯電する手段として感光体ドラム１２に接触しながら帯電する帯電ローラ１４を用いた場合について説明したが、これに限らず、コロトロンワイヤー等を用いた帯電器を用いても良い。
また、上記各実施形態では、主制御部４６において感光体ドラム１２の寿命を判断する場合について説明したが、高圧電源２４内の制御回路３８で感光体ドラム１２の寿命を判断するようにしてもよい。
【００７２】
また、容量成分５４の容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値（例えば１５％）よりも若干小さい第２の閾値（例えば１３％）以上高くなった場合に、「まもなく寿命です」などの予告メッセージを表示するようにしてもよい。
【００７３】
ところで、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の周波数は、通常画像形成装置１０の動作速度（プロセススピード）に比例する。つまり、プロセススピードが速い機器（生産性が高い機器）は、周波数が高くなる。例えば、プロセススピードが２００ｍｍ／ｓの画像形成装置の場合、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の周波数としては１５００Ｈｚを使用し、プロセススピードが１００ｍｍ／ｓの画像形成装置の場合は、周波数としては７５０Ｈｚを使用する。
【００７４】
このように画像形成装置により帯電電圧の周波数が固定されている場合は、電圧検出回路４４で検出された電圧値又は電流検出回路４４Ａで検出された電流値が、感光体ドラム１２の表面層の厚みに対応する。
【００７５】
従って、帯電電圧の交流電圧の周波数が固定の場合、上記（１）式により容量値を求めずに、電圧検出回路４４で検出された電圧値に基づいて感光体ドラム１２の寿命判断を行うようにしてもよい。この場合、検出された電圧値が予め定めた閾値以下の値になった場合を寿命と判断する。また、電流検出回路４４Ａで検出した電流値に基づいて感光体ドラム１２の寿命判断を行うようにしてもよい。この場合、検出された電流値が予め定めた閾値以上になった場合を寿命と判断する。
【００７６】
また、高機能の画像形成装置においては、動作速度を複数種類有する場合がある。この場合も、帯電電圧の周波数がその画像形成装置の動作速度により決定されているため、感光体ドラム１２の寿命は、電圧検出回路４４で検出された電圧値又は電流検出回路４４Ａで検出された電流値により判断するようにしてもよい。例えば、白黒モード、カラーモード、高画質モードと、例えば３種類の画像形成モードを有する場合、例えば白黒モードは、３００ｍｍ／ｓ、カラーモードは、２００ｍｍ／ｓ、高画質モードは、１００ｍｍ／ｓの動作速度とされる。オペレータが画像形成装置の所定の操作ボタンを押すことにより動作モードが決定され、これにより帯電電圧の周波数も決定される。従って、周波数毎に、感光体ドラム１２の寿命を判断する際の閾値を設定しておけばよい。なお、各モード全てで閾値を設定するのではなく、通常使用頻度の高いモードに設定しておくようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 画像形成装置
１２ 感光体ドラム（像担持体）
１４ 帯電ローラ（帯電手段）
１６ 露光ユニット（露光手段）
１８ 現像器（現像手段）
２０ 転写ローラ（転写手段）
２２ クリーニングブレード
２４、２４Ａ 高圧電源
２６、３２、３６ 直流電源
２８、３４ 交流電源
３０ 電源
３８ 制御回路（算出手段、出力手段）
４６Ａ メモリ
４０ 駆動回路（電圧印加手段）
４２ トランス（電圧印加手段）
４４ 電圧検出回路（電圧検出手段）
４４Ａ 電流検出回路（電流検出手段）
４６ 主制御部（制御手段）
４８ 高圧コード
５０、５２、５４ 容量成分
Ｖ１ 電圧検出信号
Ｉ１ 定電流指示信号
Ｉ２ 電流検出信号
Ｖ２ 定電圧指示信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、いわゆる電子写真方式の画像形成装置では、帯電器により感光体を帯電させ、帯電した感光体に画像に応じた光を照射することにより画像に応じた静電潜像を感光体上に形成し、これを現像器によりトナー現像して記録用紙に転写及び定着させることにより画像を形成する。
【０００３】
このような画像形成装置として、例えば特許文献１には、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電圧を感光体に印加して帯電させる帯電装置と感光体との間に生じる放電の電荷量を検知し、検知した放電電荷量が放電電荷量の変化における特異点を含む所定の範囲内となるように、感光体に印加する電圧を制御する画像形成装置が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、用紙の種類毎に感光体の所定回転時間当たりの削れ量をテーブルデータとして記憶しておき、感光体の回転時間に応じた削れ量をテーブルデータに基づいて算出することにより感光体の寿命を通報する画像形成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９２９９３号公報
【特許文献２】特開２００５−３２６６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出せずに像担持体の寿命を検知する場合と比較して、容易に像担持体の寿命を検知できる画像形成装置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】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明の画像形成装置は、画像に応じた像が担持される像担持体を帯電する帯電手段に、直流電圧に予め定めた周波数の交流電圧が重畳された帯電電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により前記帯電手段に印加される帯電電圧の電圧値を検出する電圧検出手段と、前記帯電電圧に基づく電流の電流値が予め定めた電流値となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、前記電圧検出手段により検出された電圧値に基づく前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する出力手段と、を備える。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記電圧検出手段により検出された電圧値と、前記予め定めた電流値と、前記交流電圧の予め定めた周波数と、に基づいて、前記像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出する算出手段をさらに備え、前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記容量値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する。
【０００９】
請求項３記載の発明は、画像に応じた像が担持される像担持体を帯電する帯電手段に、直流電圧に予め定めた周波数の交流電圧が重畳された帯電電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により前記帯電手段に印加される帯電電圧に基づく電流の電流値を検出する電流検出手段と、前記帯電電圧の電圧値が予め定めた電圧値となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、前記電流検出手段により検出された電流値に基づく前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する出力手段と、を備える。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記電流検出手段により検出された電流値と、前記予め定めた電圧値と、前記交流電圧の予め定めた周波数と、に基づいて、前記像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出する算出手段をさらに備え、前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記容量値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記像担持体が未使用状態である予め定めた時点における前記像担持体の表面層の厚みを表わす値を記憶する記憶手段をさらに備え、前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記記憶手段に記憶された前記像担持体の表面層の厚みを表わす値容量値よりも予め定めた閾値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記帯電手段は、前記像担持体に接触した状態で回転しながら前記像担持体を帯電させる接触帯電ロールである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出せずに像担持体の寿命を検知する場合と比較して、容易に像担持体の寿命を検知できる、という効果を有する。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、交流電圧の周波数が変更される場合でも精度良く像担持体の寿命を検知できる、という効果を有する。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出せずに像担持体の寿命を検知する場合と比較して、容易に像担持体の寿命を検知できる、という効果を有する。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、交流電圧の周波数が変更される場合でも精度良く像担持体の寿命を検知できる、という効果を有する。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、精度良く像担持体の寿命を検知できる、という効果を有する。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、接触帯電ロールによる像担持体の表面層の摩耗の度合いを精度良く検知することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る高圧電源の概略構成図である。
【図３】高圧電源と帯電ローラとを接続する高圧コード等の各部が有する容量成分について説明するための図である。
【図４】第１実施形態に係る高圧電源で実行される処理のフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る高圧電源の概略構成図である。
【図６】第２実施形態に係る高圧電源で実行される処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１には、本実施形態に係る画像形成装置１０の主要部の構成が概略的に示されている。同図に示されるように、画像形成装置１０は、矢印Ａ方向に所定速度で回転する感光体ドラム１２を備えている。
【００２２】
感光体ドラム１２の周囲には、矢印Ａ方向に沿って、帯電ローラ１４、露光ユニット１６、現像器１８、転写ローラ２０、及びクリーニングブレード２２が順に設けられている。
【００２３】
帯電ローラ１４は、感光体ドラム１２の周面に接触しながら回転可能に設けられている。帯電ローラ１４は、高圧電源２４によって所定電位の帯電電圧が印加されると共に、図示しない駆動装置によって回転駆動され、感光体ドラム１２の周面を帯電させる。
【００２４】
高圧電源２４は、直流電源２６及び交流電源２８を含んで構成されており、直流電源２６から出力された直流電圧に交流電源２８から出力された所定周波数の交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラ１４に印加する。
【００２５】
露光ユニット１６は、例えば図示しない光源、各種レンズを含む光学系、回転多面鏡等を含んで構成された光走査装置であり、感光体ドラム１２上に画像データに応じた光ビームを走査露光することにより、感光体ドラム１２上に画像に応じた静電潜像を形成する。なお、露光ユニット１６は、上記のような光走査装置に限らず、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んで構成されたＬＥＤヘッド等としてもよい。
【００２６】
現像器１８は、トナーを電源３０によって所定の電位に帯電させて感光体ドラム１２に付着させることにより、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム１２上に画像に応じたトナー像が形成される。
【００２７】
電源３０は、直流電源３２及び交流電源３４を含んで構成されており、直流電源３２から出力された直流電圧に交流電源３４から出力された所定周波数の交流電圧を重畳した電圧を現像器１８内に収容されたトナーに印加する。
【００２８】
転写ローラ２０は、図１において矢印Ｂ方向に搬送される記録媒体としての用紙Ｐを感光体ドラム１２と挟持して搬送するように設けられており、転写時には、直流電源３６によって所定電位の直流電圧を用紙Ｐに印加する。
【００２９】
各感光体ドラム１２上のトナーは、転写ローラ２０と対向する転写位置において、転写ローラ２０側に引き寄せられて用紙Ｐに転写される。
【００３０】
この感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１２と転写ローラ２０との間に送り込まれた用紙Ｐに転写される。
【００３１】
なお、トナー像が転写された用紙Ｐは、トナーを用紙Ｐに溶融圧着させる定着処理が図示しない定着装置により施された後、画像形成装置１０外へ排出される。
【００３２】
また、用紙Ｐに転写されずに感光体ドラム１２上に残留したトナーは、クリーニングブレード２２によって感光体ドラム１２上から除去される。
【００３３】
図２には、帯電ローラ１４へ帯電電圧を印加する高圧電源２４の概略ブロック図が示されている。同図に示されるように、高圧電源２４は、制御回路３８、駆動回路４０、昇圧用のトランス４２、及び電圧検出回路４４を含んで構成されている。
【００３４】
駆動回路４０は、図示しないスイッチング素子等を含んで構成されており、このスイッチング素子は制御回路３８によってスイッチング制御される。駆動回路４０のスイッチング素子が制御回路３８によってスイッチング制御されることにより、トランス４２に、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧、すなわち直流電圧に所定周波数の交流電圧を重畳した帯電電圧が誘起される。
【００３５】
電圧検出回路４４は、トランス４２に誘起される帯電電圧の電圧レベルを検出し、電圧検出信号Ｖ１として制御回路３８に出力する。また、制御回路３８は、電圧検出信号Ｖ１により示される電圧レベルが異常である場合には、電源供給を停止させる等の機能を備えており、通常は高圧電源２４に元々備えられる機能である。このように、画像形成装置１０は、元々備えられた電圧検出回路を用いて後述する感光体ドラムの寿命判断を行う。
【００３６】
制御回路３８は、画像形成装置１０の各部の制御を司る主制御部４６と接続されており、この主制御部４６からは、予め定めた電流値の電流が帯電ローラ１４に供給されるように指示するための定電流指示信号Ｉ１が入力される。
【００３７】
制御回路３８は、定電流指示信号Ｉ１で指示された電流値の電流が帯電ローラ１４に供給されるように定電流制御する。また、主制御部４６は、各種パラメータや処理プログラム等を記憶するためのメモリ４６Ａを備えている。
【００３８】
図３に示すように、高圧電源２４と帯電ローラ１４とは、高圧コード４８で接続され、この高圧コード４８は画像形成装置１０の機器内部を引き回して配線される。このため、高圧コード４８には、浮遊容量である容量成分５０が存在する。
【００３９】
また、帯電ローラ１４に帯電電圧を印加する場合、帯電ローラ１４を回転させる金属性の回転軸に供給させる。この回転軸と感光体ドラム１２との距離によって容量成分５２を有する。
【００４０】
さらに、感光体ドラム１２の表面層は、図示しない半導電性部材、例えば高分子有機光導電材で形成され、電気的には容量成分５４となる。
【００４１】
これらの３つの容量成分のうち、高圧コード２４の容量成分５０及び帯電ローラ１４の容量成分５２は経時的に変化するものではない。
【００４２】
一方、感光体ドラム１２の表面層は、帯電ローラ１４や、クリーニングブレード２２等との接触等の影響により、使用頻度に応じて磨耗する。
【００４３】
ところで、一般に、コンデンサの容量値Ｃは、誘電率をε、電極の面積をＳ、電極間の距離をｄとした場合に、Ｃ＝ε×（Ｓ／ｄ）で示され、電極の面積Ｓに比例し、電極間の距離ｄに反比例する。
【００４４】
本実施形態では、容量値Ｃが容量成分５４の容量値に相当し、上記の電極の面積Ｓが感光体ドラム１２の表面層の面積に相当し、電極間の距離ｄが感光体ドラム１２の表面層の厚みに相当する。そして、誘電率εは定数であり、感光体ドラム１２の表面層の面積Ｓも厚みの変化に拘わらずほぼ同一としてよいため、容量成分５４の容量値Ｃは、感光体ドラム１２の表面層の厚みｄに反比例する。このため、容量成分５４の容量値を求めれば、感光体ドラム１２の表面層の厚みｄが判り、表面層の摩耗の度合いが判る。
【００４５】
そこで、主制御部４６では、制御回路３８に指示した定電流指示信号Ｉ１で示される電流値と、電圧検出回路４４から入力された電圧検出信号Ｖ１で示される電圧値と、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の交流電圧の周波数と、に基づいて容量成分５４の容量値Ｃを求める。容量値Ｃは、次式により求められる。
【００４６】
Ｃ＝Ｉｒｍｓ／（２×π×Ｆｒｅｑ×Ｖｒｍｓ） ・・・（１）
ここで、Ｉｒｍｓは、帯電ローラ１４に供給される電流の実効値であり、予め定められる。また、Ｆｒｅｑは、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の交流電圧の周波数であり、予め定められる。また、Ｖｒｍｓは、帯電ローラ１４に供給される電圧の実効値であり、電圧検出信号Ｖ１が電圧の最大値Ｖｐｐ（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）で表わされる場合、Ｖｐｐに１／２√２を乗算することにより得られる。
【００４７】
主制御部４６は、上記（１）式により容量成分５４の容量値Ｃを求め、求めた容量値Ｃに基づいて感光体ドラム１２の寿命を判断する。具体的には、画像形成装置１０の例えば製造時等の感光体ドラム１２が未使用状態である予め定めた時点において、帯電ローラ１４に予め定めた電流値の定電流を供給したときの電圧Ｖｐｐを測定して上記（１）式により容量値Ｃを求め、これをメモリ４６Ａに初期容量値Ｃ１として記憶しておく。
【００４８】
そして、画像形成装置１０の稼働時に上記（１）式により求めた容量成分５４の容量値Ｃ２と初期容量値Ｃ１とを比較し、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなった場合に、感光体ドラム１２が寿命であると判断する。
【００４９】
なお、閾値は、容量値Ｃ２と初期容量値Ｃ１との差がこの値以上になると、感光体ドラム１２の表面層の摩耗の度合いが許容範囲外になると判断される値に設定される。
【００５０】
本発明者による試験によれば、新品の感光体ドラムの表面層の厚みと寿命の感光体ドラムの表面層の厚みとの差は、約１５％であった。すなわち、寿命の感光体ドラムの表面層の厚みは、新品の感光体ドラムの表面層の厚みから約１５％増加していた。従って、例えば容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１から１５％以上増加した場合に、感光体ドラム１２の寿命と判断する。
【００５１】
主制御部４６は、寿命と判断した場合には、感光体ドラム１２が寿命であることを示すメッセージ等を図示しない表示部に表示する等して報知する。
【００５２】
次に、主制御部４６で実行される感光体ドラムの寿命判断制御について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
主制御部４６は、制御回路３８へ指示した定電流指示信号Ｉ１で示される電流値の定電流が帯電ローラ１４に供給されるように駆動回路４０のスイッチング素子をスイッチング制御するように制御回路３８に指示する他、図４に示すような感光体ドラムの寿命判断制御を実行する。
【００５４】
まず、ステップ１００では、電圧検出回路４４から出力された電圧検出信号Ｖ１を入力する。
【００５５】
ステップ１０２では、制御回路３８へ指示した定電流指示信号Ｉ１で示される電流値と、電圧検出回路４４から入力された電圧検出信号Ｖ１で示される電圧値と、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の交流電圧の予め定めた周波数Ｆｒｅｑと、に基づいて、上記（１）式より容量成分５４の容量値Ｃ２を求める。
【００５６】
ステップ１０４では、求めた容量値Ｃ２が、メモリ４６Ａに記憶された初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなったか否かを判断する。そして、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなった場合には、感光体ドラム１２が寿命であると判断し、ステップ１０６へ移行する。
【００５７】
一方、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなっていない場合には、感光体ドラム１２は寿命ではないと判断し、ステップ１００へ戻って上記と同様の処理を行う。
【００５８】
ステップ１０６では、主制御部４６は、感光体ドラム１２が寿命であることを示すメッセージ等を図示しない表示部に表示する等して報知する。また、帯電ローラ１４への帯電電圧の印加を停止するようにしてもよい。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、高圧電源の他の形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
図５には、本実施形態に係る高圧電源２４Ａの概略ブロック図が示されている。本実施形態に係る高圧電源２４Ａが図２に示した高圧電源２４と異なる点は、電圧検出回路４４に代えて電流検出回路４４Ａが設けられている点、主制御部４６から定電流指示信号Ｉ１が入力されるのではなく、定電圧指示信号Ｖ２が入力される点である。
【００６１】
電流検出回路４４Ａは、帯電ローラ１４に供給される電流の電流レベルを検出し、電流検出信号Ｉ２として制御回路３８に出力する。また、制御回路３８は、電流検出信号Ｉ２により示される電流レベルが異常である場合には、電源供給を停止させる等の機能を備える。
【００６２】
制御回路３８には、主制御部４６から予め定めた電圧値の電圧が帯電ローラ１４に供給されるように指示するための定電圧指示信号Ｖ２が入力され、主制御部４６は、この定電圧指示信号Ｖ２で示される電圧値と、電流検出回路４４Ａから入力された電流検出信号Ｉ２で示される電流値と、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の交流電圧の周波数と、に基づいて容量成分５４の容量値Ｃ２を求める。容量値Ｃ２の求め方は第１実施形態と同様である。
【００６３】
そして、主制御部４６は、求めた容量値Ｃ２に基づいて感光体ドラム１２の寿命を判断する。具体的には、画像形成装置１０の例えば製造時等において、帯電ローラ１４に定電圧を供給したときの電流値を測定して上記（１）式により容量値Ｃを求め、これをメモリ４６Ａに初期容量値Ｃ１として記憶しておく。そして、画像形成装置１０の稼働時に上記（１）式により求めた容量成分５４の容量値Ｃ２と初期容量値Ｃ１とを比較し、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなった場合に、感光体ドラム１２が寿命であると判断する。
【００６４】
次に、主制御部４６で実行される感光体ドラムの寿命判断制御について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６５】
主制御部４６は、制御回路３８へ指示した定電圧指示信号Ｖ２で示される電圧値の定電圧が帯電ローラ１４に供給されるように駆動回路４０のスイッチング素子をスイッチング制御するように制御回路３８に指示する他、図６に示すような感光体ドラムの寿命判断制御を実行する。
【００６６】
まず、ステップ２００では、電流検出回路４４Ａから出力された電流検出信号Ｉ２を入力する。
【００６７】
ステップ２０２では、制御回路３８へ指示した定電圧指示信号Ｖ２で示される電圧値と、電流検出回路４４Ａから入力された電流検出信号Ｉ２で示される電流値と、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の交流電圧の予め定めた周波数Ｆｒｅｑと、に基づいて、上記（１）式より容量成分５４の容量値Ｃ２を求める。
【００６８】
ステップ２０４では、求めた容量値Ｃ２が、メモリ４６Ａに記憶された初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなったか否かを判断する。そして、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなった場合には、感光体ドラム１２が寿命であると判断し、ステップ２０６へ移行する。
【００６９】
一方、容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値以上高くなっていない場合には、感光体ドラム１２は寿命ではないと判断し、ステップ２００へ戻って上記と同様の処理を行う。
【００７０】
ステップ２０６では、主制御部４６は、感光体ドラム１２が寿命であることを示すメッセージ等を図示しない表示部に表示する等して報知する。
【００７１】
なお、上記各実施形態では、感光体ドラム１２を帯電する手段として感光体ドラム１２に接触しながら帯電する帯電ローラ１４を用いた場合について説明したが、これに限らず、コロトロンワイヤー等を用いた帯電器を用いても良い。
また、上記各実施形態では、主制御部４６において感光体ドラム１２の寿命を判断する場合について説明したが、高圧電源２４内の制御回路３８で感光体ドラム１２の寿命を判断するようにしてもよい。
【００７２】
また、容量成分５４の容量値Ｃ２が初期容量値Ｃ１よりも予め定めた閾値（例えば１５％）よりも若干小さい第２の閾値（例えば１３％）以上高くなった場合に、「まもなく寿命です」などの予告メッセージを表示するようにしてもよい。
【００７３】
ところで、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の周波数は、通常画像形成装置１０の動作速度（プロセススピード）に比例する。つまり、プロセススピードが速い機器（生産性が高い機器）は、周波数が高くなる。例えば、プロセススピードが２００ｍｍ／ｓの画像形成装置の場合、帯電ローラ１４に印加する帯電電圧の周波数としては１５００Ｈｚを使用し、プロセススピードが１００ｍｍ／ｓの画像形成装置の場合は、周波数としては７５０Ｈｚを使用する。
【００７４】
このように画像形成装置により帯電電圧の周波数が固定されている場合は、電圧検出回路４４で検出された電圧値又は電流検出回路４４Ａで検出された電流値が、感光体ドラム１２の表面層の厚みに対応する。
【００７５】
従って、帯電電圧の交流電圧の周波数が固定の場合、上記（１）式により容量値を求めずに、電圧検出回路４４で検出された電圧値に基づいて感光体ドラム１２の寿命判断を行うようにしてもよい。この場合、検出された電圧値が予め定めた閾値以下の値になった場合を寿命と判断する。また、電流検出回路４４Ａで検出した電流値に基づいて感光体ドラム１２の寿命判断を行うようにしてもよい。この場合、検出された電流値が予め定めた閾値以上になった場合を寿命と判断する。
【００７６】
また、高機能の画像形成装置においては、動作速度を複数種類有する場合がある。この場合も、帯電電圧の周波数がその画像形成装置の動作速度により決定されているため、感光体ドラム１２の寿命は、電圧検出回路４４で検出された電圧値又は電流検出回路４４Ａで検出された電流値により判断するようにしてもよい。例えば、白黒モード、カラーモード、高画質モードと、例えば３種類の画像形成モードを有する場合、例えば白黒モードは、３００ｍｍ／ｓ、カラーモードは、２００ｍｍ／ｓ、高画質モードは、１００ｍｍ／ｓの動作速度とされる。オペレータが画像形成装置の所定の操作ボタンを押すことにより動作モードが決定され、これにより帯電電圧の周波数も決定される。従って、周波数毎に、感光体ドラム１２の寿命を判断する際の閾値を設定しておけばよい。なお、各モード全てで閾値を設定するのではなく、通常使用頻度の高いモードに設定しておくようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 画像形成装置
１２ 感光体ドラム（像担持体）
１４ 帯電ローラ（帯電手段）
１６ 露光ユニット（露光手段）
１８ 現像器（現像手段）
２０ 転写ローラ（転写手段）
２２ クリーニングブレード
２４、２４Ａ 高圧電源
２６、３２、３６ 直流電源
２８、３４ 交流電源
３０ 電源
３８ 制御回路（算出手段、出力手段）
４６Ａ メモリ
４０ 駆動回路（電圧印加手段）
４２ トランス（電圧印加手段）
４４ 電圧検出回路（電圧検出手段）
４４Ａ 電流検出回路（電流検出手段）
４６ 主制御部（制御手段）
４８ 高圧コード
５０、５２、５４ 容量成分
Ｖ１ 電圧検出信号
Ｉ１ 定電流指示信号
Ｉ２ 電流検出信号
Ｖ２ 定電圧指示信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像に応じた像が担持される像担持体を帯電する帯電手段に、直流電圧に予め定めた周波数の交流電圧が重畳された帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段により前記帯電手段に印加される帯電電圧の電圧値を検出する電圧検出手段と、
前記帯電電圧に基づく電流の電流値が予め定めた電流値となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧値に基づく前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する出力手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記電圧検出手段により検出された電圧値と、前記予め定めた電流値と、前記交流電圧の予め定めた周波数と、に基づいて、前記像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出する算出手段をさらに備え、
前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記容量値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
画像に応じた像が担持される像担持体を帯電する帯電手段に、直流電圧に予め定めた周波数の交流電圧が重畳された帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段により前記帯電手段に印加される帯電電圧に基づく電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記帯電電圧の電圧値が予め定めた電圧値となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
前記電流検出手段により検出された電流値に基づく前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する出力手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項４】
前記電流検出手段により検出された電流値と、前記予め定めた電圧値と、前記交流電圧の予め定めた周波数と、に基づいて、前記像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出する算出手段をさらに備え、
前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記容量値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する
請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体が未使用状態である予め定めた時点における前記像担持体の表面層の厚みを表わす値を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記記憶手段に記憶された前記像担持体の表面層の厚みを表わす値よりも予め定めた閾値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電手段は、前記像担持体に接触した状態で回転しながら前記像担持体を帯電させる接触帯電ロールである
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
画像に応じた像が担持される像担持体を帯電する帯電手段に、直流電圧に予め定めた周波数の交流電圧が重畳された帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段により前記帯電手段に印加される帯電電圧の電圧値を検出する電圧検出手段と、
前記帯電電圧に基づく電流の電流値が予め定めた電流値となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
前記電圧検出手段により検出された電圧値に基づく前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する出力手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記電圧検出手段により検出された電圧値と、前記予め定めた電流値と、前記交流電圧の予め定めた周波数と、に基づいて、前記像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出する算出手段をさらに備え、
前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記容量値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
画像に応じた像が担持される像担持体を帯電する帯電手段に、直流電圧に予め定めた周波数の交流電圧が重畳された帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段により前記帯電手段に印加される帯電電圧に基づく電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記帯電電圧の電圧値が予め定めた電圧値となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
前記電流検出手段により検出された電流値に基づく前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する出力手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項４】
前記電流検出手段により検出された電流値と、前記予め定めた電圧値と、前記交流電圧の予め定めた周波数と、に基づいて、前記像担持体の表面層の容量成分の容量値を算出する算出手段をさらに備え、
前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記容量値が、前記像担持体の表面層の厚みの限界を示す値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する
請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体が未使用状態である予め定めた時点における前記像担持体の表面層の厚みを表わす値を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記出力手段は、前記算出手段により算出された前記像担持体の表面層の厚みを表わす値が、前記記憶手段に記憶された前記像担持体の表面層の厚みを表わす値よりも予め定めた閾値を超えた場合に、前記像担持体が寿命である旨を示す信号を出力する
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電手段は、前記像担持体に接触した状態で回転しながら前記像担持体を帯電させる接触帯電ロールである
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２０４３７０（Ｐ２０１０−２０４３７０Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４９５４１（Ｐ２００９−４９５４１）
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]