画像形成装置
【課題】像担持体の削れの進行を遅らせて高寿命化を図りつつ、転写性能を損なうことがなく、転写不良を防止することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成を開始する前に、電圧印加手段が出力を変化させ、電圧印加手段の出力電圧に対応した電流値を電流検知手段により検知し、この結果に基づいて、転写電圧の値を設定する転写電圧制御を実施する画像形成装置において、記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、転写電圧制御を実施するタイミングを決める。
【解決手段】画像形成を開始する前に、電圧印加手段が出力を変化させ、電圧印加手段の出力電圧に対応した電流値を電流検知手段により検知し、この結果に基づいて、転写電圧の値を設定する転写電圧制御を実施する画像形成装置において、記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、転写電圧制御を実施するタイミングを決める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子写真方式にて像担持体上に形成した現像剤像（トナー像）を記録材に転写し、その後定着することによって記録材上に永久画像を得る、例えば複写機、プリンター等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られているカラー画像形成装置には、像担持体である感光ドラム上に形成したトナー像を中間転写体に一旦転写（以後、「１次転写」と呼ぶ。）し、その後、中間転写体のトナー像を記録材に再度転写（以後、「２次転写」と呼ぶ。）するものがある。
【０００３】
このような装置では、１次転写手段や中間転写体の抵抗値の耐久変動及び環境変動に対応する為に、転写電圧制御として、ＡＴＶＣ制御法（Ａｃｔｉｖｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌの略、以下「ＡＴＶＣ」と呼ぶ。）を採用している。ＡＴＶＣは、感光ドラム上の非画像部に対し１次転写部を予め設定された値で定電流制御し、このときの発生電圧値の変動により１次転写手段の抵抗変動を検知し、画像形成時には先の発生電圧値を演算処理した結果で定電圧制御を行う制御法である。
【０００４】
ＡＴＶＣの実施タイミングとしては、プリント出力時の１次転写手段や中間転写体の抵抗値の耐久変動及び環境変動に対応する為に、画像形成開始の直前としている。また、最近のカラー画像形成装置では、現像装置の耐久性向上の為に、感光ドラムに対して現像装置が離接する構成を採用している。現像装置は画像形成開始の直前に感光ドラムに当接し、画像形成終了の直後に離間している（以下、現像装置の感光ドラムに対する当接、離間を、単に「現像当接」、「現像離間」という。）。このようなカラー画像形成装置の場合、ＡＴＶＣの実施は安定化を図るために感光ドラム上にトナーが介在していない現像当接前としている。現像当接前にＡＴＶＣを実施するのは、カブリトナーの影響でＡＴＶＣ中の転写電流が暴れるのを避ける為である。
【０００５】
転写電圧制御時、感光ドラムは、帯電ローラにより接触帯電された部分に１次転写部にて転写バイアスが印加される。接触帯電方式は一般的にＤＣ、又は、ＡＣとＤＣを重畳させたバイアス印加方式を使用しており、電圧印加時に放電を繰り返す。そのため、この放電による被帯電体である感光ドラムの表面劣化が大きく、劣化した感光ドラム表面部分がクリーニングブレードなどの当接部との摩擦により削り取られ、これにより感光体の感光層が次第に薄くなっていくことになる。特に、現像当接前は感光ドラム上にトナーが介在していないので、感光ドラム表面部分とクリーニングブレードの当接部の摩擦はより大きくなり、感光ドラム表面部分の削れが更に促進されることになる。
【０００６】
このように感光ドラムの感光層が次第に薄くなっていくと、感光ドラムの静電容量が増加し、これに伴いＡＴＶＣ制御によって検出される初期検出電圧ＶＯが下がる。そのため、転写コントラスト（感光ドラムの表面電位と１次転写バイアスとの差の絶対値）が小さくなり、転写不良等の問題が発生する。
【０００７】
感光ドラム表面とクリーニングブレードの当接部の摩擦を抑制する方法としては、記録材に転写されない吐き出しトナー像を感光ドラムに形成する場合がある。特許文献１には、記録材に転写する通常の画像形成開始に先立つ前回転時に、感光ドラムに吐き出しトナー像を形成する画像形成装置が示される。ここでは、吐き出しトナー像をクリーニング装置のクリーニングブレードに供給して潤滑剤の役目としている。
【０００８】
特許文献２には、記録材に転写する通常の画像形成の間隔で感光ドラムに吐き出しトナー像を形成する画像形成装置が示される。ここでは、現像装置の連続使用時間が所定値に達すると、吐き出しトナー像を感光ドラムに形成して、現像ローラに長時間連れ回りして劣化したトナーを一掃して新しいトナーに置き換える。
【０００９】
また、感光ドラムの耐久に伴う転写不良を防止する方法としては、感光ドラムの耐久の進行に応じて転写時の目標電流を可変する場合がある。特許文献３には、感光ドラムの使用時間と、トナー像の量に基づいて、前記制御目標値を変更する画像形成装置が示されている。ここでは、感光ドラムの耐久枚数や現像装置のトナー像形成枚数（トナー像の量）によって、目標の転写電流値を徐々に上げ、最適な転写電流値にすることで、耐久後まで初期と同様の転写効率を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１７２０２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４４５１２号公報
【特許文献３】特開２００６−１３３３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記特許文献に記載されている方式では、記録材に転写されないトナー画像を形成する。そのため、トナー消費が早まり、感光ドラムの感光層厚みが十分に確保されていても、トナー量低下によって早期に現像装置（現像装置と感光体を一体化させたカートリッジ方式では、カートリッジ自体）が寿命に到達してしまう。また、感光ドラムの耐久の進行に応じて転写時の目標電流を可変することは、感光ドラム表面部分の削れによる転写不良は回避できるものの、感光ドラムの寿命は短いままである。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、像担持体の削れの進行を遅らせて高寿命化を図りつつ、転写性能を損なうことがなく、転写不良を防止することが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体の積算使用量を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された積算使用量を記憶する記憶手段と、
所定のタイミングで給送された記録材に前記像担持体の像を転写する転写手段と、
前記転写手段に転写電圧を印加する電圧印加手段と、
前記転写手段に流れる電流を検知する電流検知手段と、
を有し、画像形成を開始する前に、前記電圧印加手段が出力を変化させ、前記電圧印加手段の出力電圧に対応した電流値を前記電流検知手段により検知し、この結果に基づいて、前記転写電圧の値を設定する転写電圧制御を実施する画像形成装置において、
前記記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、前記転写電圧制御を実施するタイミングを決めることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、像担持体の積算使用量に応じて、転写電圧制御（ＡＴＶＣ）を実施するタイミングを変える。これにより、プリントジョブ毎に画像形成開始直前に実施していたＡＴＶＣを別のタイミングで実行し、像担持体の削れの進行を遅らせて高寿命化を図りつつ、転写不良を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】画像形成装置の画像形成部を示す概略構成図である。
【図３】転写電圧制御（ＡＴＶＣ）を説明する図である。
【図４】初期感光ドラムの層構成の概略図である。
【図５】耐久後感光ドラムの層構成の概略図である。
【図６】従来例に係る転写コントラストと１次転写電流との関係を示す図である。
【図７】トナー帯電量の分布を表す概略図である。
【図８】１次転写電流と転写効率との関係を示す図である。
【図９】１日のＡＴＶＣの変化を示す図である。
【図１０】温湿度と絶対水分量の関係を示す図である。
【図１１】本発明の一実施例に係るＡＴＶＣ実施タイミングを説明するフローチャート図である。
【図１２】通紙枚数とＣＴ層膜厚との関係を表す図である。
【図１３】１次転写電流と転写効率との関係を示す図である。
【図１４】前回転でＡＴＶＣを実施したときのシーケンス図である。
【図１５】後回転でＡＴＶＣを実施したときのシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１７】
実施例１
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例であるカラー画像形成装置の全体構成を示す。
【００１８】
本実施例にて、カラー画像形成装置１は、横一列に並設された複数の画像形成手段（画像形成部）を備えており、本実施例では、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４つの画像形成部８（８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ、８Ｋ）を備えている。各画像形成部は同じ構成とされ、像担持体であるドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と呼ぶ。）９（９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ）を有している。感光ドラム９の周りには、帯電手段としての帯電装置１０（１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋ）、露光手段としての露光装置１１（１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｋ）、現像手段としての現像装置１２（１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｋ）が配置されている。更に、感光ドラム９の周りには、クリーニング手段としてのクリーニング装置１４（１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ、１４Ｋ）が配置されている。
【００１９】
画像形成部８（８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ、８Ｋ）の下方には、複数のローラ３１、３２、３３に張設されて矢印方向に循環移動する中間転写体としての中間転写ベルト３０が配置されている。また、各感光ドラム８と対向した位置に中間転写ベルト３０を介して１次転写手段としての１次転写ローラ１３（１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｋ）が配置されている。
【００２０】
また、本実施例にて、画像形成装置１の下部には、記録材Ｓを積載収容した給紙部２が配置され、給紙ローラ１６にて、記録材Ｓを１枚毎に分離し、２次転写部Ｔ２へと給送するようになっている。２次転写部Ｔ２には、２次転写対向ローラ３２と対向して２次転写手段としての２次転写ローラ３４が配置されている。
【００２１】
図２には、本実施例のカラー画像形成装置におけるマゼンタの画像形成部８Ｍを示す。このマゼンタの画像形成部８Ｍにて、本発明の画像形成装置による画像形成プロセスについて説明する。
【００２２】
画像形成開始信号が入力されると、中間転写ベルト３０、負極性のＯＰＣ感光ドラム９Ｍの回転が開始される。このとき、中間転写ベルト３０は感光ドラム９Ｍに接触するように構成される。そして、感光ドラム９Ｍ表面を帯電装置である帯電ローラ１０Ｍに負極性のＤＣ電圧を印加することにより所望の帯電電位（ＶＤ）に帯電する（本実施例では負極性）。次いで、帯電された感光ドラム９Ｍ表面に露光装置１１Ｍにより画像情報に基づいた画像露光（露光電位ＶＬ）がなされ静電潜像が形成される。
【００２３】
次に、感光ドラム９Ｍ上に形成された静電潜像を現像装置１２Ｍによりマゼンタトナー（負帯電特性のトナー）で現像し、感光ドラム９Ｍ上にマゼンタトナー像が形成される。このマゼンタトナー像は、１次転写部Ｔ１Ｍにて１次転写ローラ１３Ｍにより中間転写ベルト３０に静電的に転写される。このとき、１次転写ローラ１３Ｍには、転写バイアス制御手段５０Ｍに制御された転写電源５１Ｍより所定の電圧（本実施例では正極性の電圧）が印加される。
【００２４】
１次転写時に中間転写ベルト３０に転写されないで感光ドラム９Ｍ表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置１４Ｍによって除去され、廃トナー容器（不図示）に回収される。こうして表面が清掃された感光ドラム９Ｍは、帯電から始まる次の画像形成に供される。
【００２５】
本実施例においては、画像形成部８Ｍを構成する、上述の感光ドラム９Ｍ、帯電ローラ１０Ｍ、現像装置１２Ｍ、クリーニング装置１４Ｍは、カートリッジ容器１５Ｍ（図２中の点線で図示）に一体的に組み込まれて、全体でカートリッジを構成している。このカートリッジ８Ｍは、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されていて、例えば感光ドラム９Ｍが寿命に達したときには、全体が画像形成装置本体から取り出されて新規なものと交換されるようになっている。
【００２６】
このような画像形成工程から転写工程は、図１に示すように、他の画像形成部（即ち、カートリッジ）８Ｃ、８Ｙ、８Ｋにおいても同様に繰り返される。他の画像形成部８Ｃ〜８Ｋにおける感光ドラム９Ｃ〜９Ｋ上に形成されたシアントナー像、イエロートナー像、ブラックトナー像は、１次転写部Ｔ１Ｃ〜Ｔ１Ｋにて中間転写ベルト３０上に順次重ねて１次転写される。なお、図１においては、図２中の転写バイアス制御手段５０Ｍ、転写電源５１Ｍに相当する部材は省略している。
【００２７】
その後、中間転写ベルト３０上の複数色のトナー像は、所定のタイミングで給送される記録材Ｓに２次転写部Ｔ２にて２次転写ローラ３４により一括して２次転写される。このとき、２次転写ローラ３４には、図１に示すように電源３５により所定の電圧（本実施例では正極性の電圧）が２次転写ローラ３４に印加され、記録材Ｓ上にトナー２１が２次転写され、中間転写ベルト３０上には転写残トナーとしてトナー２２が残る。転写残トナー２２は、中間転写体クリーニング装置１７にて中間転写ベルト３０から除去される。
【００２８】
トナー像が転写された記録材Ｓは定着装置１５に搬送され、定着装置１５によりトナー像は記録材Ｓ上に加熱加圧して定着され、定着された記録材Ｓは機外に排出され、一連の画像形成工程は終了する。
【００２９】
ここで、上述のトナー像の１次転写、即ち、各感光ドラム９Ｍ〜９Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト３０上に転写する際には、転写電圧制御を実行する。本実施例ではＡＴＶＣによる定電圧制御を行った。図３を参照して、ＡＴＶＣについて説明する。
【００３０】
マゼンタトナーを例にすると、画像形成時の帯電電位で帯電ローラ１０Ｍにより、感光ドラム９Ｍを帯電する。転写バイアス制御手段５０Ｍにより、転写電源（電圧印加手段）５１Ｍを制御して所定の転写電圧（Ｖｆｔ１、Ｖｆｔ２、Ｖｆｔ３）の３種類の電圧を印加する。そして、その出力電圧に対応した電流値（Ｉｆｔ１、Ｉｆｔ２、Ｉｆｔ３）を電流検知手段５２Ｍによって検知する。目標転写電流Ｉｆｔｔａｒｇｅｔに対応する目標転写電圧Ｖｆｔｔａｒｇｅｔを算出し、これを転写電圧として設定する。この転写電圧制御は、各色ごとに独立に行い、転写電圧制御実施タイミングとしては、１次転写ローラや中間転写ベルトの抵抗値の耐久変動及び環境変動に対応する為に、画像形成直前に行う。
【００３１】
次に、本実施例で用いた感光ドラム９（９Ｍ〜９Ｋ）について説明する。
【００３２】
図４に感光ドラム９の層構成を示す。感光ドラム９は、有機感光体であり、内側（同図では下側）から順に、基層のアルミ層９１とＣＰ層（下引き層）９２とＵＣ層（正荷電注入防止層）９３とＣＧ層（電荷発生層）９４とＣＴ層（電荷輸送層）９５とによって構成されている。同図に示す層構成では、ＵＣ層９３とＣＧ層９４とＣＴ層９５とによって感光層が形成されることになる。従って、感光層の膜厚とは、ＵＣ層９３とＣＧ層９４の膜厚とＣＴ層９５の膜厚との合計となる。なお、ＣＴ層９５の上にコート層を塗るものもあるが、コストアップを抑制するため、総プリント枚数の少ない低コスト機ではあまり採用されていない。ここで、ＣＴ層９５は初期の膜厚が２０μｍである。ＣＧ層９４、及びＵＣ層９３は１μｍ以下の厚さでほぼ無視できる。ＣＴ層９５は、帯電、クリーニングにより耐久とともに削られ、Ａ４サイズ紙を２枚通紙して休止する設定（以後、「２枚間欠通紙」と呼ぶ。）を繰り返して、２００００枚耐久後には、図５に示すように、１０μｍぐらいまで削られ薄くなっている。
【００３３】
次に、ＣＴ層９５が削られることによって、転写不良が生じる事について説明する。
【００３４】
図６に、感光ドラム９の２つの状態における転写コントラスト（感光ドラムの表面電位と１次転写バイアスとの差の絶対値）と１次転写電流との関係を示す。実線で示す感光ドラム９は、前述の様に負極性のＯＰＣ感光体を使用しており、その層構成は使用初期の状態であって、ＣＴ層９５の膜厚は２０μｍである（以下、「初期ドラム」と呼ぶ。）。これに対して点線で示す感光ドラム９は、Ａ４サイズ紙を２枚間欠通紙で２００００枚（２０Ｋ枚）耐久後の状態であって、ＣＴ層９５の膜厚は１０μｍである（以下、「耐久ドラム」と呼ぶ。）。
【００３５】
初期ドラムは、ＣＴ層９５の膜厚が厚い（２０μｍ）ために、静電容量が小さい。このため１次転写電流は流れにくい。一方、耐久ドラムは、ＣＴ層９５の膜厚が薄くなるため（１０μｍ）、静電容量が大きくなる。このため、使用初期と同じ転写コントラストであっても、一次転写電流がより多く流れる。このため、初期の目標電流が５μＡであった場合、転写コントラストは、初期ドラムでは約８００Ｖであるが、耐久ドラムでは、約７３０Ｖと小さくなる。
【００３６】
また、現像剤も耐久により劣化する。図７に、トナー帯電量の分布を示す。同図中の実線は使用初期のトナー（以下、「初期剤」と呼ぶ。）のトリボ分布を、また、破線はＡ４サイズ紙を２枚間欠通紙で２００００枚耐久後のトナー（以下、「耐久剤」と呼ぶ。）のトリボ分布を示している。同図に示すように、耐久剤のトリボ分布は初期剤のトリボ分布に比べて、ブロードとなっている。これに伴い、転写効率は更に悪化してくる。従って、転写効率が悪化する最悪ケースとしては、耐久ドラムと耐久剤の組合せとなる。ここで、トナー帯電量分布の測定は、ホソカワミクロン（株）のＥＳＰＡＲＴアナライザー（商品名）を用い、測定に係るトナーを窒素ガスで吹き飛ばして測定装置の測定部（測定セル）内にサンプリング孔から導入することで行なった。また、トナーは３０００個をカウントするまで行なった。
【００３７】
図８に、１次転写におけるトナーについての、転写電流（１次転写電流）と転写効率との関係を示す。実線は初期剤を、また破線は耐久剤を示している。実線に示すように、初期ドラムと初期剤との組み合わせでは、転写効率がほとんど上昇しなくなるのが５μＡ（図８の実線↓部分に相当）である。また破線に示すように、耐久ドラムと耐久剤との組み合わせでは、転写効率がほとんど上昇しなくなるのが１２μＡ（図８の破線↓部分に相当）となる。耐久剤の場合、転写効率は、転写電流が１２μＡのときに９０％になるのに対して、初期剤の転写電流５μＡでは８０％と低下している。
【００３８】
ここで、使用初期から転写電流を１２μＡに設定することも考えられるが、この場合には、転写コントラストが高くなりすぎて、ドラムメモリが発生するおそれがある。本実施例では図６に示すように転写コントラストが９００Ｖ以上であると、感光ドラム９上のトナー像のある部分と無い部分との間で中間転写ベルト３０を突き抜けて転写ローラ１３から直接感光ドラムに流れる転写電流量に差ができる。そのため、次の帯電で感光ドラム９の表面電位を均一にできず、画像上に黒点が発生したり、前に印字した画像の履歴が濃度差となるドラムメモリが発生する。初期ドラムで目標転写電流を１２μＡに設定すると転写コントラストは９３０Ｖとなり、ドラムメモリの発生領域となってしまう。
【００３９】
次に、ＡＴＶＣの実施タイミングとＣＴ層９５の削れ量の関係について説明する。
【００４０】
ＣＴ層９５は、帯電、クリーニングにより耐久とともに削られ、その削れ量は特に現像当接前の感光ドラム上にトナーが介在していない状態での回転時間が長い程顕著である。つまり、ＡＴＶＣの実施回数が多い程、ＣＴ層９５の削れ量は多くなり、従来の前回転時毎にＡＴＶＣを実施するタイミングは、ＣＴ層９５の削れ量を多くする設定となっている。本実施例ではＡＴＶＣを従来からのプリントジョブの前回転時毎にするのではなく、感光ドラムの積算使用量、本実施例では通紙枚数に基づいて行う制御とした。以下に、その制御について説明する。
【００４１】
本実施例の画像形成装置は、プリント枚数の定義を、表１のように用紙の通紙方向の長さで切り分けてカウントとする。
【００４２】
【表１】
【００４３】
詳細な定義を以下に説明する。
【００４４】
用紙の通紙方向の長さをＬとすると、
（１）Ｌがハガキ（縦）サイズ以上で、Ａ５サイズ縦以下である場合（１４８[ｍｍ]≦Ｌ≦２１０[ｍｍ]）、通紙１枚に対しカウント０．５とする。
（２）ＬがＡ５サイズ縦より大で、Ａ４サイズ縦以下である場合（２１６[ｍｍ]＜Ｌ≦３００[ｍｍ]）、通紙１枚に対しカウント１．０とする。
（３）ＬがＡ４サイズ縦より大で、ＬＥＧＡＬサイズ以下である場合（３００[ｍｍ]＜Ｌ≦３５６[ｍｍ]）、通紙１枚に対しカウント１．５とする。
【００４５】
ただし，同一の用紙に両面印刷を行った際は，プリントカウントを二倍する。
【００４６】
以下の表２に、代表的な用紙サイズ及び面積と、本実施例で定義している印刷回数（プリントカウント）との対応を示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】
次に、ＡＴＶＣを実施する間隔について説明する。図９は、ある１日（２４時間）に１時間毎にＡＴＶＣを実施し、その結果（転写電圧）をモニターしたものである。転写電圧は昼間安定していて、深夜及び早朝において最大５Ｖ程度低くなり、１日（２４時間）において転写電圧は大きく変化しない。ここで、深夜や早朝に変化する理由は、使用環境の変化や長期停止によるものと思われる。従って、使用環境が大幅に変わった時や、長時間使用されてなかった時等以外は、ＡＴＶＣの頻度を少なくすることが可能である。本実施例では、温湿度センサーを搭載し、図１０の絶対水分量換算表から絶対水分量を求め、５ｇ／ｍ2以上増減した時や、１時間以上プリント動作がなく放置されていた場合は、強制的にＡＴＶＣを実施するようにしている。
【００４９】
次に、プリントカウントに対するＡＴＶＣを実施する間隔カウントについて図１１のフローチャートを用いて説明する。ＡＴＶＣを実施する間隔は、感光ドラムの削れ量に比例して短くし、表３のような間隔でプリントジョブの前回転でＡＴＶＣを実施することにした。
【００５０】
【表３】
【００５１】
プリント待機状態（Ｓ１）からプリントが開始されると（Ｓ２）、最初に、前のプリントからの絶対水分量の変化と放置時間を判定する（Ｓ３）。
【００５２】
絶対水分量の増減が５ｇ/ｍ2以上、又は、放置時間が１時間以上ならば（Ｓ３でＹｅｓ）、ＡＴＶＣを強制的に実施し（Ｓ４）、画像形成を行う（Ｓ１０）。
【００５３】
絶対水分量の増減が５ｇ/ｍ2より小さいか、又は、放置時間が１時間より小さいならば（Ｓ３でＮｏ）、プリントカウントを参照し、以下のように行う。
（１）３０００カウント迄はＡＴＶＣを実施せず、画像形成を行い（Ｓ５、Ｓ１０）、
（２）３００１〜５０００カウント迄は１０００カウント毎にＡＴＶＣを実施してから画像形成を行い（Ｓ６、Ｓ６−１、Ｓ１０）、
（３）５００１〜１００００カウント迄は５００カウント毎にＡＴＶＣを実施してから画像形成を行い（Ｓ７、Ｓ７−１、Ｓ１０）、
（４）１０００１〜１５０００カウント迄は３００カウント毎にＡＴＶＣを実施してから画像形成を行い（Ｓ８、Ｓ８−１、Ｓ１０）、
（５）1５００１〜２００００カウント迄は１００カウント毎にＡＴＶＣを実施してから画像形成を行い（Ｓ９、Ｓ９−１、Ｓ１０）、
（６）２０００１カウント以上は５０カウント毎にＡＴＶＣを実施してから画像形成を行い（Ｓ９、Ｓ９−２、Ｓ１０）、
（７）最後にプリントカウントを積算して（Ｓ１１）、プリント待機に戻る（Ｓ１）。
【００５４】
本実施例では、図１を参照すると、感光ドラム積算使用量としてのプリントカウントを、積算使用量取得手段としてのプリントカウント積算回路４２によって取得（即ち、計数）している。プリントカウントがプリントカウント積算回路４２に入力されるとＣＰＵ（制御手段）４１は、各画像形成ステーション共に所定カウントに到達したらプリントジョブの前回転でＡＴＶＣを実施するようにする。所定カウントには一定範囲を設けているので、ある１色をＡＴＶＣ実施する時に他色もこの範囲に入っていたら、同時にＡＴＶＣを実施するようにしている。このようにすることで、効率良くＡＴＶＣを実施することができる。また、ＣＰＵ４１はメモリ（記憶手段）４０、本実施例では、不揮発性メモリを有し、プリントカウントを記憶し、電源ＯＦＦ/ＯＮ後も残りの処理が継続される。
【００５５】
ここで、従来の実施タイミングと本実施例の実施タイミングとでＣＴ層９５の削れ方を比較すると、Ａ４サイズ紙を２枚間欠通紙で２００００枚通紙した時、図１２に示すようにＡＴＶＣを従来のタイミングで実施した場合（グラフの破線）、ＣＴ層９５は１０μｍくらいまで削れ、ＡＴＶＣを本実施例のタイミングで実施した場合は（グラフの実線）、ＣＴ層９５は１５μｍくらいまで削れていた。
【００５６】
また、図１３に初期ドラム、及びＣＴ層９５が１５μｍくらいまで削れた時のドラムの転写電流（１次転写電流）と転写効率との関係を各々示す。実線は初期ドラムと初期剤の組合せを、また破線は耐久ドラムと耐久剤の組合せの結果を示している。初期ドラムと初期剤との組み合わせと耐久ドラムと耐久剤との組み合わせ共に、８μＡ（図１３の実線↓部分に相当）以降では転写効率が殆ど変化せず、転写効率は９０％になっている。また図６に示す転写コントラストも８５０Ｖと、ドラムメモリが発生しない領域であり、従って、使用初期から転写電流を８μＡに設定することで、初期から耐久後まで良好な転写効率及び、ドラムメモリ等の画像欠陥がない良好な画像を得ることが出来る。
【００５７】
このような構成にすることで、プリントジョブ毎の前回転で実行していた転写電圧制御（ＡＴＶＣ）を、プリント枚数に応じて実行するタイミングを変えて、感光ドラムの削れの進行を遅らせて、転写不良を防止することが可能となる。更に感光ドラムの使用時間やトナー消費量などに基づいて、ＡＴＶＣの目標値を変更するなどの従来技術（特許文献３等）を、本発明と併用することで、更なる感光ドラムの高寿命化、即ちカートリッジ自体の高寿命化を図ることもできるのは言うまでもない。
【００５８】
実施例２
本発明の第２の実施例について説明する。本実施例では、記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、ＡＴＶＣを前回転以外で実施することが実施例１と異なり、それ以外は実施例１と同じである。従って、画像形成装置の全体構成などについての説明は省略し、実施例１の説明を援用する。
【００５９】
本実施例ではＡＴＶＣを実施例１のプリントジョブの前回転時にするのではなく、即ち、画像形成を開始する直前以外で行うこととし、本実施例では、プリントジョブの後回転で、現像離間後にＡＴＶＣを実施することにした。なお、プリント枚数の定義、及びＡＴＶＣを実施する間隔は実施例１と同様である。
【００６０】
このような構成にすることで、実施例１と同様に感光ドラムの削れの進行を遅らせて高寿命化を図りつつ、転写不良を防止することが可能となる。
【００６１】
また、本実施例では更にスタンバイ状態からプリント命令を受けて１枚目がプリントアウトされるまでの時間、Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ（以下、ＦＰＯＴと呼ぶ）が短縮可能である。
【００６２】
以下、ＦＰＯＴ短縮について図１４及び図１５を用いて説明する。
【００６３】
図１４はＡＴＶＣを前回転で実施した時の、１プリント出力する際の主要なシーケンスである。
【００６４】
プリントが開始されると前回転が始まり、前回転中にＡＴＶＣを実施し、ＡＴＶＣ終了後に現像当接を行う。現像当接前にＡＴＶＣを実施するのは、トナーの影響を受けない為である。次に、現像当接が終了した後、画像形成を開始し、画像形成終了後に後回転を実施する。現像離間は後回転中に行う。プリントは画像形成後から所定時間後に装置から排出され、プリント開始から排出するまでの時間をＦＰＯＴと定義している。
【００６５】
ここで、本実施例のＡＴＶＣを後回転で実施した時の、１プリント出力する際の主要なシーケンスを図１５に示す。
【００６６】
本実施例では前回転でＡＴＶＣを実施しない為、前回転を開始してから直ぐに現像当接を行え、画像形成開始タイミングが早くなっている。従って、プリントが画像形成後から所定時間後に装置から排出されるタイミングも早くなり、ＦＰＯＴが短縮される。
【００６７】
このように、本実施例では、プリントジョブ毎の画像形成直前に実行していたＡＴＶＣをプリント枚数に応じて実行するタイミングを、後回転時に変える。この構成により、感光ドラムの削れの進行を遅らせて高寿命化を図りつつ、転写不良を防止し、更にＦＰＯＴを短縮することが可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１ 画像形成装置
８（８Ｍ〜８Ｋ） 画像形成手段（画像形成部、カートリッジ）
９（９Ｍ〜９Ｋ） 感光ドラム（像担持体）
１０（１０Ｍ〜１０Ｋ） 帯電ローラ（帯電手段）
１１（１１Ｍ〜１１Ｋ） 露光装置（露光手段）
１２（１２Ｍ〜１２Ｋ） 現像装置（現像手段）
３０ 中間転写ベルト（中間転写体）
３４ ２次転写ローラ（２次転写手段）
４０ メモリ（記憶手段）
４１ ＣＰＵ（制御手段）
４２ プリントカウント積算回路（積算使用量取得手段）
５０ 転写バイアス制御手段
５１ 転写電源（電圧印加手段）
５２ 電流検知手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子写真方式にて像担持体上に形成した現像剤像（トナー像）を記録材に転写し、その後定着することによって記録材上に永久画像を得る、例えば複写機、プリンター等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られているカラー画像形成装置には、像担持体である感光ドラム上に形成したトナー像を中間転写体に一旦転写（以後、「１次転写」と呼ぶ。）し、その後、中間転写体のトナー像を記録材に再度転写（以後、「２次転写」と呼ぶ。）するものがある。
【０００３】
このような装置では、１次転写手段や中間転写体の抵抗値の耐久変動及び環境変動に対応する為に、転写電圧制御として、ＡＴＶＣ制御法（Ａｃｔｉｖｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌの略、以下「ＡＴＶＣ」と呼ぶ。）を採用している。ＡＴＶＣは、感光ドラム上の非画像部に対し１次転写部を予め設定された値で定電流制御し、このときの発生電圧値の変動により１次転写手段の抵抗変動を検知し、画像形成時には先の発生電圧値を演算処理した結果で定電圧制御を行う制御法である。
【０００４】
ＡＴＶＣの実施タイミングとしては、プリント出力時の１次転写手段や中間転写体の抵抗値の耐久変動及び環境変動に対応する為に、画像形成開始の直前としている。また、最近のカラー画像形成装置では、現像装置の耐久性向上の為に、感光ドラムに対して現像装置が離接する構成を採用している。現像装置は画像形成開始の直前に感光ドラムに当接し、画像形成終了の直後に離間している（以下、現像装置の感光ドラムに対する当接、離間を、単に「現像当接」、「現像離間」という。）。このようなカラー画像形成装置の場合、ＡＴＶＣの実施は安定化を図るために感光ドラム上にトナーが介在していない現像当接前としている。現像当接前にＡＴＶＣを実施するのは、カブリトナーの影響でＡＴＶＣ中の転写電流が暴れるのを避ける為である。
【０００５】
転写電圧制御時、感光ドラムは、帯電ローラにより接触帯電された部分に１次転写部にて転写バイアスが印加される。接触帯電方式は一般的にＤＣ、又は、ＡＣとＤＣを重畳させたバイアス印加方式を使用しており、電圧印加時に放電を繰り返す。そのため、この放電による被帯電体である感光ドラムの表面劣化が大きく、劣化した感光ドラム表面部分がクリーニングブレードなどの当接部との摩擦により削り取られ、これにより感光体の感光層が次第に薄くなっていくことになる。特に、現像当接前は感光ドラム上にトナーが介在していないので、感光ドラム表面部分とクリーニングブレードの当接部の摩擦はより大きくなり、感光ドラム表面部分の削れが更に促進されることになる。
【０００６】
このように感光ドラムの感光層が次第に薄くなっていくと、感光ドラムの静電容量が増加し、これに伴いＡＴＶＣ制御によって検出される初期検出電圧ＶＯが下がる。そのため、転写コントラスト（感光ドラムの表面電位と１次転写バイアスとの差の絶対値）が小さくなり、転写不良等の問題が発生する。
【０００７】
感光ドラム表面とクリーニングブレードの当接部の摩擦を抑制する方法としては、記録材に転写されない吐き出しトナー像を感光ドラムに形成する場合がある。特許文献１には、記録材に転写する通常の画像形成開始に先立つ前回転時に、感光ドラムに吐き出しトナー像を形成する画像形成装置が示される。ここでは、吐き出しトナー像をクリーニング装置のクリーニングブレードに供給して潤滑剤の役目としている。
【０００８】
特許文献２には、記録材に転写する通常の画像形成の間隔で感光ドラムに吐き出しトナー像を形成する画像形成装置が示される。ここでは、現像装置の連続使用時間が所定値に達すると、吐き出しトナー像を感光ドラムに形成して、現像ローラに長時間連れ回りして劣化したトナーを一掃して新しいトナーに置き換える。
【０００９】
また、感光ドラムの耐久に伴う転写不良を防止する方法としては、感光ドラムの耐久の進行に応じて転写時の目標電流を可変する場合がある。特許文献３には、感光ドラムの使用時間と、トナー像の量に基づいて、前記制御目標値を変更する画像形成装置が示されている。ここでは、感光ドラムの耐久枚数や現像装置のトナー像形成枚数（トナー像の量）によって、目標の転写電流値を徐々に上げ、最適な転写電流値にすることで、耐久後まで初期と同様の転写効率を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−１７２０２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４４５１２号公報
【特許文献３】特開２００６−１３３３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記特許文献に記載されている方式では、記録材に転写されないトナー画像を形成する。そのため、トナー消費が早まり、感光ドラムの感光層厚みが十分に確保されていても、トナー量低下によって早期に現像装置（現像装置と感光体を一体化させたカートリッジ方式では、カートリッジ自体）が寿命に到達してしまう。また、感光ドラムの耐久の進行に応じて転写時の目標電流を可変することは、感光ドラム表面部分の削れによる転写不良は回避できるものの、感光ドラムの寿命は短いままである。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、像担持体の削れの進行を遅らせて高寿命化を図りつつ、転写性能を損なうことがなく、転写不良を防止することが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体の積算使用量を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された積算使用量を記憶する記憶手段と、
所定のタイミングで給送された記録材に前記像担持体の像を転写する転写手段と、
前記転写手段に転写電圧を印加する電圧印加手段と、
前記転写手段に流れる電流を検知する電流検知手段と、
を有し、画像形成を開始する前に、前記電圧印加手段が出力を変化させ、前記電圧印加手段の出力電圧に対応した電流値を前記電流検知手段により検知し、この結果に基づいて、前記転写電圧の値を設定する転写電圧制御を実施する画像形成装置において、
前記記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、前記転写電圧制御を実施するタイミングを決めることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、像担持体の積算使用量に応じて、転写電圧制御（ＡＴＶＣ）を実施するタイミングを変える。これにより、プリントジョブ毎に画像形成開始直前に実施していたＡＴＶＣを別のタイミングで実行し、像担持体の削れの進行を遅らせて高寿命化を図りつつ、転写不良を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】画像形成装置の画像形成部を示す概略構成図である。
【図３】転写電圧制御（ＡＴＶＣ）を説明する図である。
【図４】初期感光ドラムの層構成の概略図である。
【図５】耐久後感光ドラムの層構成の概略図である。
【図６】従来例に係る転写コントラストと１次転写電流との関係を示す図である。
【図７】トナー帯電量の分布を表す概略図である。
【図８】１次転写電流と転写効率との関係を示す図である。
【図９】１日のＡＴＶＣの変化を示す図である。
【図１０】温湿度と絶対水分量の関係を示す図である。
【図１１】本発明の一実施例に係るＡＴＶＣ実施タイミングを説明するフローチャート図である。
【図１２】通紙枚数とＣＴ層膜厚との関係を表す図である。
【図１３】１次転写電流と転写効率との関係を示す図である。
【図１４】前回転でＡＴＶＣを実施したときのシーケンス図である。
【図１５】後回転でＡＴＶＣを実施したときのシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１７】
実施例１
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例であるカラー画像形成装置の全体構成を示す。
【００１８】
本実施例にて、カラー画像形成装置１は、横一列に並設された複数の画像形成手段（画像形成部）を備えており、本実施例では、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４つの画像形成部８（８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ、８Ｋ）を備えている。各画像形成部は同じ構成とされ、像担持体であるドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と呼ぶ。）９（９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ）を有している。感光ドラム９の周りには、帯電手段としての帯電装置１０（１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｋ）、露光手段としての露光装置１１（１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｋ）、現像手段としての現像装置１２（１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｋ）が配置されている。更に、感光ドラム９の周りには、クリーニング手段としてのクリーニング装置１４（１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ、１４Ｋ）が配置されている。
【００１９】
画像形成部８（８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ、８Ｋ）の下方には、複数のローラ３１、３２、３３に張設されて矢印方向に循環移動する中間転写体としての中間転写ベルト３０が配置されている。また、各感光ドラム８と対向した位置に中間転写ベルト３０を介して１次転写手段としての１次転写ローラ１３（１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ、１３Ｋ）が配置されている。
【００２０】
また、本実施例にて、画像形成装置１の下部には、記録材Ｓを積載収容した給紙部２が配置され、給紙ローラ１６にて、記録材Ｓを１枚毎に分離し、２次転写部Ｔ２へと給送するようになっている。２次転写部Ｔ２には、２次転写対向ローラ３２と対向して２次転写手段としての２次転写ローラ３４が配置されている。
【００２１】
図２には、本実施例のカラー画像形成装置におけるマゼンタの画像形成部８Ｍを示す。このマゼンタの画像形成部８Ｍにて、本発明の画像形成装置による画像形成プロセスについて説明する。
【００２２】
画像形成開始信号が入力されると、中間転写ベルト３０、負極性のＯＰＣ感光ドラム９Ｍの回転が開始される。このとき、中間転写ベルト３０は感光ドラム９Ｍに接触するように構成される。そして、感光ドラム９Ｍ表面を帯電装置である帯電ローラ１０Ｍに負極性のＤＣ電圧を印加することにより所望の帯電電位（ＶＤ）に帯電する（本実施例では負極性）。次いで、帯電された感光ドラム９Ｍ表面に露光装置１１Ｍにより画像情報に基づいた画像露光（露光電位ＶＬ）がなされ静電潜像が形成される。
【００２３】
次に、感光ドラム９Ｍ上に形成された静電潜像を現像装置１２Ｍによりマゼンタトナー（負帯電特性のトナー）で現像し、感光ドラム９Ｍ上にマゼンタトナー像が形成される。このマゼンタトナー像は、１次転写部Ｔ１Ｍにて１次転写ローラ１３Ｍにより中間転写ベルト３０に静電的に転写される。このとき、１次転写ローラ１３Ｍには、転写バイアス制御手段５０Ｍに制御された転写電源５１Ｍより所定の電圧（本実施例では正極性の電圧）が印加される。
【００２４】
１次転写時に中間転写ベルト３０に転写されないで感光ドラム９Ｍ表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置１４Ｍによって除去され、廃トナー容器（不図示）に回収される。こうして表面が清掃された感光ドラム９Ｍは、帯電から始まる次の画像形成に供される。
【００２５】
本実施例においては、画像形成部８Ｍを構成する、上述の感光ドラム９Ｍ、帯電ローラ１０Ｍ、現像装置１２Ｍ、クリーニング装置１４Ｍは、カートリッジ容器１５Ｍ（図２中の点線で図示）に一体的に組み込まれて、全体でカートリッジを構成している。このカートリッジ８Ｍは、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されていて、例えば感光ドラム９Ｍが寿命に達したときには、全体が画像形成装置本体から取り出されて新規なものと交換されるようになっている。
【００２６】
このような画像形成工程から転写工程は、図１に示すように、他の画像形成部（即ち、カートリッジ）８Ｃ、８Ｙ、８Ｋにおいても同様に繰り返される。他の画像形成部８Ｃ〜８Ｋにおける感光ドラム９Ｃ〜９Ｋ上に形成されたシアントナー像、イエロートナー像、ブラックトナー像は、１次転写部Ｔ１Ｃ〜Ｔ１Ｋにて中間転写ベルト３０上に順次重ねて１次転写される。なお、図１においては、図２中の転写バイアス制御手段５０Ｍ、転写電源５１Ｍに相当する部材は省略している。
【００２７】
その後、中間転写ベルト３０上の複数色のトナー像は、所定のタイミングで給送される記録材Ｓに２次転写部Ｔ２にて２次転写ローラ３４により一括して２次転写される。このとき、２次転写ローラ３４には、図１に示すように電源３５により所定の電圧（本実施例では正極性の電圧）が２次転写ローラ３４に印加され、記録材Ｓ上にトナー２１が２次転写され、中間転写ベルト３０上には転写残トナーとしてトナー２２が残る。転写残トナー２２は、中間転写体クリーニング装置１７にて中間転写ベルト３０から除去される。
【００２８】
トナー像が転写された記録材Ｓは定着装置１５に搬送され、定着装置１５によりトナー像は記録材Ｓ上に加熱加圧して定着され、定着された記録材Ｓは機外に排出され、一連の画像形成工程は終了する。
【００２９】
ここで、上述のトナー像の１次転写、即ち、各感光ドラム９Ｍ〜９Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト３０上に転写する際には、転写電圧制御を実行する。本実施例ではＡＴＶＣによる定電圧制御を行った。図３を参照して、ＡＴＶＣについて説明する。
【００３０】
マゼンタトナーを例にすると、画像形成時の帯電電位で帯電ローラ１０Ｍにより、感光ドラム９Ｍを帯電する。転写バイアス制御手段５０Ｍにより、転写電源（電圧印加手段）５１Ｍを制御して所定の転写電圧（Ｖｆｔ１、Ｖｆｔ２、Ｖｆｔ３）の３種類の電圧を印加する。そして、その出力電圧に対応した電流値（Ｉｆｔ１、Ｉｆｔ２、Ｉｆｔ３）を電流検知手段５２Ｍによって検知する。目標転写電流Ｉｆｔｔａｒｇｅｔに対応する目標転写電圧Ｖｆｔｔａｒｇｅｔを算出し、これを転写電圧として設定する。この転写電圧制御は、各色ごとに独立に行い、転写電圧制御実施タイミングとしては、１次転写ローラや中間転写ベルトの抵抗値の耐久変動及び環境変動に対応する為に、画像形成直前に行う。
【００３１】
次に、本実施例で用いた感光ドラム９（９Ｍ〜９Ｋ）について説明する。
【００３２】
図４に感光ドラム９の層構成を示す。感光ドラム９は、有機感光体であり、内側（同図では下側）から順に、基層のアルミ層９１とＣＰ層（下引き層）９２とＵＣ層（正荷電注入防止層）９３とＣＧ層（電荷発生層）９４とＣＴ層（電荷輸送層）９５とによって構成されている。同図に示す層構成では、ＵＣ層９３とＣＧ層９４とＣＴ層９５とによって感光層が形成されることになる。従って、感光層の膜厚とは、ＵＣ層９３とＣＧ層９４の膜厚とＣＴ層９５の膜厚との合計となる。なお、ＣＴ層９５の上にコート層を塗るものもあるが、コストアップを抑制するため、総プリント枚数の少ない低コスト機ではあまり採用されていない。ここで、ＣＴ層９５は初期の膜厚が２０μｍである。ＣＧ層９４、及びＵＣ層９３は１μｍ以下の厚さでほぼ無視できる。ＣＴ層９５は、帯電、クリーニングにより耐久とともに削られ、Ａ４サイズ紙を２枚通紙して休止する設定（以後、「２枚間欠通紙」と呼ぶ。）を繰り返して、２００００枚耐久後には、図５に示すように、１０μｍぐらいまで削られ薄くなっている。
【００３３】
次に、ＣＴ層９５が削られることによって、転写不良が生じる事について説明する。
【００３４】
図６に、感光ドラム９の２つの状態における転写コントラスト（感光ドラムの表面電位と１次転写バイアスとの差の絶対値）と１次転写電流との関係を示す。実線で示す感光ドラム９は、前述の様に負極性のＯＰＣ感光体を使用しており、その層構成は使用初期の状態であって、ＣＴ層９５の膜厚は２０μｍである（以下、「初期ドラム」と呼ぶ。）。これに対して点線で示す感光ドラム９は、Ａ４サイズ紙を２枚間欠通紙で２００００枚（２０Ｋ枚）耐久後の状態であって、ＣＴ層９５の膜厚は１０μｍである（以下、「耐久ドラム」と呼ぶ。）。
【００３５】
初期ドラムは、ＣＴ層９５の膜厚が厚い（２０μｍ）ために、静電容量が小さい。このため１次転写電流は流れにくい。一方、耐久ドラムは、ＣＴ層９５の膜厚が薄くなるため（１０μｍ）、静電容量が大きくなる。このため、使用初期と同じ転写コントラストであっても、一次転写電流がより多く流れる。このため、初期の目標電流が５μＡであった場合、転写コントラストは、初期ドラムでは約８００Ｖであるが、耐久ドラムでは、約７３０Ｖと小さくなる。
【００３６】
また、現像剤も耐久により劣化する。図７に、トナー帯電量の分布を示す。同図中の実線は使用初期のトナー（以下、「初期剤」と呼ぶ。）のトリボ分布を、また、破線はＡ４サイズ紙を２枚間欠通紙で２００００枚耐久後のトナー（以下、「耐久剤」と呼ぶ。）のトリボ分布を示している。同図に示すように、耐久剤のトリボ分布は初期剤のトリボ分布に比べて、ブロードとなっている。これに伴い、転写効率は更に悪化してくる。従って、転写効率が悪化する最悪ケースとしては、耐久ドラムと耐久剤の組合せとなる。ここで、トナー帯電量分布の測定は、ホソカワミクロン（株）のＥＳＰＡＲＴアナライザー（商品名）を用い、測定に係るトナーを窒素ガスで吹き飛ばして測定装置の測定部（測定セル）内にサンプリング孔から導入することで行なった。また、トナーは３０００個をカウントするまで行なった。
【００３７】
図８に、１次転写におけるトナーについての、転写電流（１次転写電流）と転写効率との関係を示す。実線は初期剤を、また破線は耐久剤を示している。実線に示すように、初期ドラムと初期剤との組み合わせでは、転写効率がほとんど上昇しなくなるのが５μＡ（図８の実線↓部分に相当）である。また破線に示すように、耐久ドラムと耐久剤との組み合わせでは、転写効率がほとんど上昇しなくなるのが１２μＡ（図８の破線↓部分に相当）となる。耐久剤の場合、転写効率は、転写電流が１２μＡのときに９０％になるのに対して、初期剤の転写電流５μＡでは８０％と低下している。
【００３８】
ここで、使用初期から転写電流を１２μＡに設定することも考えられるが、この場合には、転写コントラストが高くなりすぎて、ドラムメモリが発生するおそれがある。本実施例では図６に示すように転写コントラストが９００Ｖ以上であると、感光ドラム９上のトナー像のある部分と無い部分との間で中間転写ベルト３０を突き抜けて転写ローラ１３から直接感光ドラムに流れる転写電流量に差ができる。そのため、次の帯電で感光ドラム９の表面電位を均一にできず、画像上に黒点が発生したり、前に印字した画像の履歴が濃度差となるドラムメモリが発生する。初期ドラムで目標転写電流を１２μＡに設定すると転写コントラストは９３０Ｖとなり、ドラムメモリの発生領域となってしまう。
【００３９】
次に、ＡＴＶＣの実施タイミングとＣＴ層９５の削れ量の関係について説明する。
【００４０】
ＣＴ層９５は、帯電、クリーニングにより耐久とともに削られ、その削れ量は特に現像当接前の感光ドラム上にトナーが介在していない状態での回転時間が長い程顕著である。つまり、ＡＴＶＣの実施回数が多い程、ＣＴ層９５の削れ量は多くなり、従来の前回転時毎にＡＴＶＣを実施するタイミングは、ＣＴ層９５の削れ量を多くする設定となっている。本実施例ではＡＴＶＣを従来からのプリントジョブの前回転時毎にするのではなく、感光ドラムの積算使用量、本実施例では通紙枚数に基づいて行う制御とした。以下に、その制御について説明する。
【００４１】
本実施例の画像形成装置は、プリント枚数の定義を、表１のように用紙の通紙方向の長さで切り分けてカウントとする。
【００４２】
【表１】
【００４３】
詳細な定義を以下に説明する。
【００４４】
用紙の通紙方向の長さをＬとすると、
（１）Ｌがハガキ（縦）サイズ以上で、Ａ５サイズ縦以下である場合（１４８[ｍｍ]≦Ｌ≦２１０[ｍｍ]）、通紙１枚に対しカウント０．５とする。
（２）ＬがＡ５サイズ縦より大で、Ａ４サイズ縦以下である場合（２１６[ｍｍ]＜Ｌ≦３００[ｍｍ]）、通紙１枚に対しカウント１．０とする。
（３）ＬがＡ４サイズ縦より大で、ＬＥＧＡＬサイズ以下である場合（３００[ｍｍ]＜Ｌ≦３５６[ｍｍ]）、通紙１枚に対しカウント１．５とする。
【００４５】
ただし，同一の用紙に両面印刷を行った際は，プリントカウントを二倍する。
【００４６】
以下の表２に、代表的な用紙サイズ及び面積と、本実施例で定義している印刷回数（プリントカウント）との対応を示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】
次に、ＡＴＶＣを実施する間隔について説明する。図９は、ある１日（２４時間）に１時間毎にＡＴＶＣを実施し、その結果（転写電圧）をモニターしたものである。転写電圧は昼間安定していて、深夜及び早朝において最大５Ｖ程度低くなり、１日（２４時間）において転写電圧は大きく変化しない。ここで、深夜や早朝に変化する理由は、使用環境の変化や長期停止によるものと思われる。従って、使用環境が大幅に変わった時や、長時間使用されてなかった時等以外は、ＡＴＶＣの頻度を少なくすることが可能である。本実施例では、温湿度センサーを搭載し、図１０の絶対水分量換算表から絶対水分量を求め、５ｇ／ｍ2以上増減した時や、１時間以上プリント動作がなく放置されていた場合は、強制的にＡＴＶＣを実施するようにしている。
【００４９】
次に、プリントカウントに対するＡＴＶＣを実施する間隔カウントについて図１１のフローチャートを用いて説明する。ＡＴＶＣを実施する間隔は、感光ドラムの削れ量に比例して短くし、表３のような間隔でプリントジョブの前回転でＡＴＶＣを実施することにした。
【００５０】
【表３】
【００５１】
プリント待機状態（Ｓ１）からプリントが開始されると（Ｓ２）、最初に、前のプリントからの絶対水分量の変化と放置時間を判定する（Ｓ３）。
【００５２】
絶対水分量の増減が５ｇ/ｍ2以上、又は、放置時間が１時間以上ならば（Ｓ３でＹｅｓ）、ＡＴＶＣを強制的に実施し（Ｓ４）、画像形成を行う（Ｓ１０）。
【００５３】
絶対水分量の増減が５ｇ/ｍ2より小さいか、又は、放置時間が１時間より小さいならば（Ｓ３でＮｏ）、プリントカウントを参照し、以下のように行う。
（１）３０００カウント迄はＡＴＶＣを実施せず、画像形成を行い（Ｓ５、Ｓ１０）、
（２）３００１〜５０００カウント迄は１０００カウント毎にＡＴＶＣを実施してから画像形成を行い（Ｓ６、Ｓ６−１、Ｓ１０）、
（３）５００１〜１００００カウント迄は５００カウント毎にＡＴＶＣを実施してから画像形成を行い（Ｓ７、Ｓ７−１、Ｓ１０）、
（４）１０００１〜１５０００カウント迄は３００カウント毎にＡＴＶＣを実施してから画像形成を行い（Ｓ８、Ｓ８−１、Ｓ１０）、
（５）1５００１〜２００００カウント迄は１００カウント毎にＡＴＶＣを実施してから画像形成を行い（Ｓ９、Ｓ９−１、Ｓ１０）、
（６）２０００１カウント以上は５０カウント毎にＡＴＶＣを実施してから画像形成を行い（Ｓ９、Ｓ９−２、Ｓ１０）、
（７）最後にプリントカウントを積算して（Ｓ１１）、プリント待機に戻る（Ｓ１）。
【００５４】
本実施例では、図１を参照すると、感光ドラム積算使用量としてのプリントカウントを、積算使用量取得手段としてのプリントカウント積算回路４２によって取得（即ち、計数）している。プリントカウントがプリントカウント積算回路４２に入力されるとＣＰＵ（制御手段）４１は、各画像形成ステーション共に所定カウントに到達したらプリントジョブの前回転でＡＴＶＣを実施するようにする。所定カウントには一定範囲を設けているので、ある１色をＡＴＶＣ実施する時に他色もこの範囲に入っていたら、同時にＡＴＶＣを実施するようにしている。このようにすることで、効率良くＡＴＶＣを実施することができる。また、ＣＰＵ４１はメモリ（記憶手段）４０、本実施例では、不揮発性メモリを有し、プリントカウントを記憶し、電源ＯＦＦ/ＯＮ後も残りの処理が継続される。
【００５５】
ここで、従来の実施タイミングと本実施例の実施タイミングとでＣＴ層９５の削れ方を比較すると、Ａ４サイズ紙を２枚間欠通紙で２００００枚通紙した時、図１２に示すようにＡＴＶＣを従来のタイミングで実施した場合（グラフの破線）、ＣＴ層９５は１０μｍくらいまで削れ、ＡＴＶＣを本実施例のタイミングで実施した場合は（グラフの実線）、ＣＴ層９５は１５μｍくらいまで削れていた。
【００５６】
また、図１３に初期ドラム、及びＣＴ層９５が１５μｍくらいまで削れた時のドラムの転写電流（１次転写電流）と転写効率との関係を各々示す。実線は初期ドラムと初期剤の組合せを、また破線は耐久ドラムと耐久剤の組合せの結果を示している。初期ドラムと初期剤との組み合わせと耐久ドラムと耐久剤との組み合わせ共に、８μＡ（図１３の実線↓部分に相当）以降では転写効率が殆ど変化せず、転写効率は９０％になっている。また図６に示す転写コントラストも８５０Ｖと、ドラムメモリが発生しない領域であり、従って、使用初期から転写電流を８μＡに設定することで、初期から耐久後まで良好な転写効率及び、ドラムメモリ等の画像欠陥がない良好な画像を得ることが出来る。
【００５７】
このような構成にすることで、プリントジョブ毎の前回転で実行していた転写電圧制御（ＡＴＶＣ）を、プリント枚数に応じて実行するタイミングを変えて、感光ドラムの削れの進行を遅らせて、転写不良を防止することが可能となる。更に感光ドラムの使用時間やトナー消費量などに基づいて、ＡＴＶＣの目標値を変更するなどの従来技術（特許文献３等）を、本発明と併用することで、更なる感光ドラムの高寿命化、即ちカートリッジ自体の高寿命化を図ることもできるのは言うまでもない。
【００５８】
実施例２
本発明の第２の実施例について説明する。本実施例では、記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、ＡＴＶＣを前回転以外で実施することが実施例１と異なり、それ以外は実施例１と同じである。従って、画像形成装置の全体構成などについての説明は省略し、実施例１の説明を援用する。
【００５９】
本実施例ではＡＴＶＣを実施例１のプリントジョブの前回転時にするのではなく、即ち、画像形成を開始する直前以外で行うこととし、本実施例では、プリントジョブの後回転で、現像離間後にＡＴＶＣを実施することにした。なお、プリント枚数の定義、及びＡＴＶＣを実施する間隔は実施例１と同様である。
【００６０】
このような構成にすることで、実施例１と同様に感光ドラムの削れの進行を遅らせて高寿命化を図りつつ、転写不良を防止することが可能となる。
【００６１】
また、本実施例では更にスタンバイ状態からプリント命令を受けて１枚目がプリントアウトされるまでの時間、Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ（以下、ＦＰＯＴと呼ぶ）が短縮可能である。
【００６２】
以下、ＦＰＯＴ短縮について図１４及び図１５を用いて説明する。
【００６３】
図１４はＡＴＶＣを前回転で実施した時の、１プリント出力する際の主要なシーケンスである。
【００６４】
プリントが開始されると前回転が始まり、前回転中にＡＴＶＣを実施し、ＡＴＶＣ終了後に現像当接を行う。現像当接前にＡＴＶＣを実施するのは、トナーの影響を受けない為である。次に、現像当接が終了した後、画像形成を開始し、画像形成終了後に後回転を実施する。現像離間は後回転中に行う。プリントは画像形成後から所定時間後に装置から排出され、プリント開始から排出するまでの時間をＦＰＯＴと定義している。
【００６５】
ここで、本実施例のＡＴＶＣを後回転で実施した時の、１プリント出力する際の主要なシーケンスを図１５に示す。
【００６６】
本実施例では前回転でＡＴＶＣを実施しない為、前回転を開始してから直ぐに現像当接を行え、画像形成開始タイミングが早くなっている。従って、プリントが画像形成後から所定時間後に装置から排出されるタイミングも早くなり、ＦＰＯＴが短縮される。
【００６７】
このように、本実施例では、プリントジョブ毎の画像形成直前に実行していたＡＴＶＣをプリント枚数に応じて実行するタイミングを、後回転時に変える。この構成により、感光ドラムの削れの進行を遅らせて高寿命化を図りつつ、転写不良を防止し、更にＦＰＯＴを短縮することが可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１ 画像形成装置
８（８Ｍ〜８Ｋ） 画像形成手段（画像形成部、カートリッジ）
９（９Ｍ〜９Ｋ） 感光ドラム（像担持体）
１０（１０Ｍ〜１０Ｋ） 帯電ローラ（帯電手段）
１１（１１Ｍ〜１１Ｋ） 露光装置（露光手段）
１２（１２Ｍ〜１２Ｋ） 現像装置（現像手段）
３０ 中間転写ベルト（中間転写体）
３４ ２次転写ローラ（２次転写手段）
４０ メモリ（記憶手段）
４１ ＣＰＵ（制御手段）
４２ プリントカウント積算回路（積算使用量取得手段）
５０ 転写バイアス制御手段
５１ 転写電源（電圧印加手段）
５２ 電流検知手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体の積算使用量を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された積算使用量を記憶する記憶手段と、
所定のタイミングで給送された記録材に前記像担持体の像を転写する転写手段と、
前記転写手段に転写電圧を印加する電圧印加手段と、
前記転写手段に流れる電流を検知する電流検知手段と、
を有し、画像形成を開始する前に、前記電圧印加手段が出力を変化させ、前記電圧印加手段の出力電圧に対応した電流値を前記電流検知手段により検知し、この結果に基づいて、前記転写電圧の値を設定する転写電圧制御を実施する画像形成装置において、
前記記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、前記転写電圧制御を実施するタイミングを決めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、前記転写電圧制御を画像形成開始の直前以外で行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、前記転写電圧制御を行う頻度を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、前記転写電圧制御を実施しないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記憶手段により記憶されている積算使用量が大きい程、前記転写電圧制御を行う頻度を増やすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記憶手段により記憶されている積算使用量は、給送される前記記録材の通紙枚数であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体の積算使用量を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された積算使用量を記憶する記憶手段と、
所定のタイミングで給送された記録材に前記像担持体の像を転写する転写手段と、
前記転写手段に転写電圧を印加する電圧印加手段と、
前記転写手段に流れる電流を検知する電流検知手段と、
を有し、画像形成を開始する前に、前記電圧印加手段が出力を変化させ、前記電圧印加手段の出力電圧に対応した電流値を前記電流検知手段により検知し、この結果に基づいて、前記転写電圧の値を設定する転写電圧制御を実施する画像形成装置において、
前記記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、前記転写電圧制御を実施するタイミングを決めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、前記転写電圧制御を画像形成開始の直前以外で行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、前記転写電圧制御を行う頻度を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記憶手段により記憶されている積算使用量に応じて、前記転写電圧制御を実施しないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記憶手段により記憶されている積算使用量が大きい程、前記転写電圧制御を行う頻度を増やすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記憶手段により記憶されている積算使用量は、給送される前記記録材の通紙枚数であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【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１４】
【図１５】
【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１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２４２５１６（Ｐ２０１２−２４２５１６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１０８４９（Ｐ２０１１−１１０８４９）
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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