特開 2022-190374 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022190374

(43)【公開日】2022-12-26

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20221219BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 502

G03G21/00 386

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021098663

(22)【出願日】2021-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】清水 保

(72)【発明者】

【氏名】山岸 義弘

(72)【発明者】

【氏名】田中 一徳

【テーマコード（参考）】

2H270

【Ｆターム（参考）】

2H270KA04

2H270KA05

2H270KA09

2H270KA21

2H270KA22

2H270KA28

2H270KA32

2H270KA55

2H270KA61

2H270LA02

2H270LA05

2H270LA07

2H270LA09

2H270LD06

2H270MA02

2H270MA13

2H270MA24

2H270MB27

2H270MF01

2H270MF08

2H270NC01

2H270ND13

2H270ND21

2H270QA23

2H270QA36

2H270QB01

2H270RA02

2H270RA13

2H270RC02

2H270RC04

2H270RC16

2H270ZC03

2H270ZC04

2H270ZC05

2H270ZC08

(57)【要約】

【課題】感光体ドラムの表面電位を精度よく測定することにより転写性能を正確に評価する画像形成装置を提供する。
【解決手段】電流検出部１３は、現像部５０を流れる現像電流を検出する。算出部９は、現像電源１２が現像部５０に複数の現像電圧を印加したときに電流検出部１３が検出したそれぞれの現像電流に基づいて感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを算出する。制御部８は、転写部３０により感光体ドラム２１に電圧を印加させた状態で感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを算出部９により算出させ、算出させた感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉに基づいて転写部３０の性能を評価する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部と、
前記像担持体に光を照射して前記静電潜像を形成する露光部と、
前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部と、
前記現像部に現像電圧を印加する現像電源と、
前記像担持体に形成された前記トナー像を用紙に転写する転写部と、
前記現像部を流れる現像電流を検出する電流検出部と、
前記現像電源が前記現像部に複数の前記現像電圧を印加したときに前記電流検出部が検出したそれぞれの前記現像電流に基づいて前記像担持体の表面電位を算出する算出部と、
前記転写部により前記像担持体に電圧を印加させた状態で前記像担持体の表面電位を前記算出部により算出させ、算出させた前記像担持体の表面電位に基づいて前記転写部の性能を評価する制御部と
を備える、画像形成装置。

【請求項2】

前記転写部の性能評価結果を通知する通知部を備える、請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記転写部により前記像担持体に電圧を印加させた後に前記帯電部により前記像担持体を帯電させた状態で前記像担持体の表面電位を前記算出部により算出させ、算出させた前記像担持体の表面電位に基づいて前記用紙に形成される画像の品質を評価する、請求項１又は２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記露光部から前記像担持体に光を照射させた状態で前記算出部に算出させた前記像担持体の表面電位と、前記露光部から前記像担持体に光を照射させない状態で前記算出部に算出させた前記像担持体の表面電位とに基づいて前記露光部の性能を評価する、請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【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】

電子写真式の画像形成装置において、画像形成性能への影響が大きいプロセスの１つに転写プロセスがあげられる。転写性能が低下すると、感光体ドラム（像担持体）の表面に高精細な静電潜像を形成したとしても、用紙にきれいな画像を形成することが困難である。

【0003】

特許文献１に開示された電子写真装置は、感光体上にパルス状の静電電位パターンを形成し、中間転写ドラムに転写バイアスを印加し、静電電位パターンを現像する際に感光体から中間転写ドラムに流れ込む転写電流を測定して感光体上の表面電位を得る。具体的には、パルス状の静電電位パターンの切り替わるポイントで転写電流をモニターすることで、感光体の表面電位を推定し、推定した表面電位に基づいて転写部の放電評価を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－２９５５４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載された電子写真装置がモニターする電流は、感光体及び帯電部等の経年変化等の影響を受けやすく、不安定であって、誤差を含みやすいことが課題であった。これにより、感光体ドラムの表面電位の測定精度が低下することが懸念された。感光体ドラムの表面電位の測定精度が低いと、転写性能を正確に評価することが困難になる。

【0006】

本発明は、感光体ドラムの表面電位を精度よく測定することにより転写性能を正確に評価す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】

本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、帯電部と、露光部と、現像部と、現像電源と、転写部と、電流検出部と、算出部と、制御部とを備える。前記像担持体は、表面に静電潜像が形成される。前記帯電部は、前記像担持体を帯電させる。前記露光部は、前記像担持体に光を照射して前記静電潜像を形成する。前記現像部は、前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する。前記現像電源は、前記現像部に現像電圧を印加する。前記転写部は、前記像担持体に形成される前記トナー像を用紙に転写する。前記電流検出部は、前記現像電源が前記現像部に複数の前記現像電圧を印加したときに前記電流検出部が検出したそれぞれの前記現像電流に基づいて前記像担持体の表面電位を算出する。前記制御部は、前記転写部により前記像担持体に電圧を印加させた状態で前記像担持体の表面電位を前記算出部に算出させ、算出させた前記像担持体の表面電位に基づいて前記転写部の性能を評価する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、感光体ドラムの表面電位を精度よく測定することにより転写性能を正確に評価する画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。

【図2】実施形態１に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。

【図3】実施形態１に係る画像形成装置の画像形成部周辺を示す断面図である。

【図4】実施形態１における現像電圧と現像電流との関係を示すデータの表である。

【図5】実施形態１における現像電圧と現像電流との関係を示すグラフである。

【図6】実施形態１に係る画像形成装置の転写性能評価動作を示すフローチャートである。

【図7】実施形態１における転写性能評価時の現像電圧と現像電流との関係を示すデータである。

【図8】実施形態１における転写性能評価時の現像電圧と現像電流との関係を示すグラフである。

【図9】実施形態１に係る画像形成装置の表面電位測定モードの動作を示すフローチャートである。

【図10】実施形態１に係る画像形成装置の転写性能評価動作の変形例を示すフローチャートである。

【図11】実施形態１に係る画像形成装置の画像品質評価動作を示すフローチャートである。

【図12】実施形態１に係る画像形成装置の露光性能評価動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

【0011】

＜実施形態１＞
図１～図１２を参照して、実施形態１に係る画像形成装置１について説明する。図１は、実施形態１に係る画像形成装置１の構成を示す概略断面図である。図２は、実施形態１に係る画像形成装置１の構成を示すブロック図である。図３は、実施形態１に係る画像形成装置１の画像形成部２０周辺を示す断面図である。実施形態１の画像形成装置１は、画像形成部２０による画像形成機能に加え、画像読取機能、ファクシミリ機能、及び電子メール機能等を備えた複合機であってもよい。

【0012】

画像形成装置１は、図１に示されるように、本体２に設けられた給紙部３、用紙搬送部４、露光部５、画像形成部２０、転写部３０、定着部６、及び用紙排出部７を含む。また、画像形成装置１は、図２に示されるように、制御部８、算出部９、記憶部１０、帯電電源１１、現像電源１２、電流検出部１３、及び通知部１４を含む。

【0013】

給紙部３は、複数枚の用紙Ｐを収容する。給紙部３は、画像形成部２０による画像形成時に、収容されている用紙Ｐを１枚ずつ送り出す。

【0014】

用紙搬送部４は、給紙部３から送り出された用紙Ｐを二次転写部３３及び定着部６へと搬送し、さらに定着後の用紙Ｐを用紙排出口４ａから用紙排出部７に排出する。なお、用紙Ｐの両面に画像形成が行われる場合、用紙搬送部４は、片面定着後の用紙Ｐを分岐部４ｂによって反転搬送部４ｃに振り分け、用紙Ｐを再度、二次転写部３３及び定着部６へと搬送する。

【0015】

露光部５は、画像データに基づいて制御されたレーザー光を、画像形成部２０に向けて照射する。図１及び図３において、レーザー光は一点鎖線で示される。

【0016】

図１に示されるように、画像形成部２０は、イエロー用の画像形成部２０Ｙ、シアン用の画像形成部２０Ｃ、マゼンタ用の画像形成部２０Ｍ、及びブラック用の画像形成部２０Ｂを含む。これらの４つの画像形成部２０は、基本的な構成が同じである。以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、各色を表す「Ｙ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｂ」の符号は省略することがある。

【0017】

図３に示されるように、画像形成部２０は、感光体ドラム２１、帯電部４０、現像部５０、クリーニング部６０、及び除電部７０を備える。なお、各色の画像形成部２０は基本的な構造が同じであるので、図２及び図３において、各色を表す符号を省略する。

【0018】

感光体ドラム２１は、回転可能に支持され、不図示の駆動部によって所定の方向に回転される。図１及び図３において、感光体ドラム２１の回転方向は、破線で示されるように時計回りである。感光体ドラム２１は、例えば、アルミニウム等の金属製のドラム素管の表面に、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）等の無機感光体で構成される感光層を有する。感光体ドラム２１の表面には、露光部５からのレーザー光照射により、静電潜像が形成される。感光体ドラム２１は、像担持体ともいう。

【0019】

画像形成部２０は、感光体ドラム２１の周囲に、回転方向に沿って、帯電部４０、現像部５０、及びクリーニング部６０を備える。現像部５０とクリーニング部６０との間に一次転写部３２が配置される。

【0020】

帯電部４０は、帯電ローラー４１及び帯電クリーニングローラー４２を有する。

【0021】

帯電ローラー４１には、帯電電源１１が生成した帯電電圧が印加される。帯電ローラー４１は、回転可能に支持され、感光体ドラム２１の表面に接触した状態で感光体ドラム２１の回転に従って回転することで、感光体ドラム２１の表面を所定電位（例えば、後述する基準表面電位）に帯電させる。

【0022】

帯電クリーニングローラー４２は、帯電ローラー４１の表面に接触し、帯電ローラー４１の表面をクリーニングする。

【0023】

帯電電源１１は、不図示の交流定電圧電源及び直流定電圧電源を有する。交流定電圧電源は、昇圧トランスを用いてパルス状に変調した低圧直流電源から発生させた正弦波の交流電圧を出力する。直流定電圧電源は、上記正弦波の交流電圧を整流した直流電圧を出力する。帯電電源１１は、交流電圧（交流成分）及び直流電圧（直流成分）を含む帯電電圧を生成し、生成した帯電電圧を帯電ローラー４１に印加する。

【0024】

現像部５０は、現像容器５１、第１攪拌搬送部材５２、第２攪拌搬送部材５３、及び現像ローラー５４を有する。

【0025】

現像容器５１は、現像部５０から感光体ドラム２１の表面に供給する現像剤として、例えばトナー及び磁性キャリアを含む二成分現像剤を収容する。

【0026】

第１攪拌搬送部材５２及び第２攪拌搬送部材５３は、現像容器５１内で回転することで、現像剤を攪拌しながら搬送する。トナーは、現像容器５１の内部で攪拌及び循環されて帯電され、現像ローラー５４の表面に担持される。現像ローラー５４の表面では、トナー及び磁性キャリアで構成される磁気ブラシが形成される。

【0027】

現像ローラー５４には、現像電源１２が生成した現像電圧（いわゆる現像バイアス電圧）が印加される。現像ローラー５４に現像電圧が印加されると、感光体ドラム２１の表面電位との間の電位差により、現像ローラー５４の表面に担持されたトナーが感光体ドラム２１の表面に飛翔する。これにより、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像にトナーが付着し、トナー像が現像される。画像形成部２０Ｙの現像部５０は、イエローのトナー像を形成する。画像形成部２０Ｃの現像部５０は、シアンのトナー像を形成する。画像形成部２０Ｍの現像部５０は、マゼンタのトナー像を形成する。画像形成部２０Ｂの現像部５０は、ブラックのトナー像を形成する。

【0028】

現像ローラー５４の表面には、例えば、ローレット加工が施されている。なお、現像ローラー５４の表面処理は、ローレット加工に限定されず、ブラスト加工又はディンプル加工が施されていてもよく、あるいはローレット加工、ブラスト加工、及びディンプル加工が任意に組み合わされていてもよい。

【0029】

現像電源１２の構成及び動作は、帯電電源１１の構成及び動作と同様である。現像電源１２は、交流定電圧電源から出力された交流電圧（交流成分）及び直流定電圧電源から出力された直流電圧（直流成分）を含む現像電圧を生成し、生成した現像電圧を現像ローラー５４に印加する。

【0030】

クリーニング部６０は、クリーニングローラー６１、クリーニングブレード６２、及び回収スパイラル６３を有する。

【0031】

クリーニングローラー６１は、感光体ドラム２１の表面に所定の圧力で接触した状態で、感光体ドラム２１との接触領域が感光体ドラム２１と同方向に移動する向きに回転する。クリーニングブレード６２は、感光体ドラム２１の表面に所定の圧力で接触する。クリーニングローラー６１及びクリーニングブレード６２は、一次転写後にクリーニングローラー６１の表面に残留するトナー等を除去して、感光体ドラム２１をクリーニングする。

【0032】

回収スパイラル６３は、感光体ドラム２１の表面から除去されたトナー等を、クリーニング部６０の外部に設けられた廃トナー回収容器（不図示）へ搬送する。

【0033】

除電部７０は、感光体ドラム２１に向けて除電光を照射し、感光体ドラム２１の表面の静電潜像（電荷）を除去する。なお、図１及び図３の画像形成部２０において、除電部７０は、一次転写部３２よりも感光体ドラム２１の回転方向下流側に配置されて、転写後の静電潜像を除去するが、これに限定されない。除電部７０は、一次転写部３２よりも感光体ドラム２１の回転方向上流側に配置されて、転写前の静電潜像を除去する構成であってもよい（不図示）。また、２つの除電部７０が、一次転写部３２よりも感光体ドラム２１の回転方向下流側及び回転方向下流側のそれぞれに配置され、転写前及び転写後の静電潜像のそれぞれを除去する構成であってもよい（不図示）。

【0034】

図１に示されるように、転写部３０は、中間転写ベルト３１、一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂ、二次転写部３３、及びベルトクリーニング部３４を有する。中間転写ベルト３１は、所定の方向に回転可能に支持される。図１において、中間転写ベルト３１の回転方向は、破線で示されるように反時計回りである。中間転写ベルト３１には、４つの画像形成部２０それぞれで形成されたトナー像が順次重ねられる。

【0035】

一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂは、各色の画像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂの上方に転写される。二次転写部３３は、用紙搬送部４の、定着部６よりも用紙搬送方向上流側であって、転写部３０の、各色の画像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂよりも中間転写ベルト３１の回転方向下流側に配置される。ベルトクリーニング部３４は、各色の画像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂよりも中間転写ベルト３１の回転方向上流側に配置される。

【0036】

トナー像は、各色の一次転写部３２Ｙ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｂによって中間転写ベルト３１に一次転写される。中間転写ベルト３１の回転と共に所定のタイミングで各色の画像形成部２０のトナー像が連続して中間転写ベルト３１に転写されることにより、中間転写ベルト３１の外周面には、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの４色のトナー像が重ねあわされたカラートナー像が形成される。

【0037】

二次転写部３３は、中間転写ベルト３１に形成されたカラートナー像を、用紙搬送部４により搬送されてきた用紙Ｐに転写する。ベルトクリーニング部３４は、二次転写後に中間転写ベルト３１の外周面に残留するトナー等を除去してクリーニングする。

【0038】

定着部６は、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧して、トナー像を用紙Ｐに定着させる。

【0039】

制御部８及び算出部９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーを有する。記憶部１０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）のようなメモリーを有する。プロセッサーは、メモリーに予め記憶されたコンピュータープログラムを実行することにより、制御部８及び算出部９の機能を実現する。

【0040】

制御部８は、画像形成装置１に設けられた各部の動作を制御する。給紙部３、用紙搬送部４、露光部５、画像形成部２０、転写部３０、定着部６、帯電電源１１、及び現像電源１２のそれぞれは、制御部８から個別に指令を受け、連動して用紙Ｐへの画像形成を行う。

【0041】

また、制御部８は、転写部３０の性能、露光部５の性能、又は用紙Ｐに形成された画像の品質の少なくとも１つを評価する。制御部８は、評価の際に表面電位測定モードを実行する。表面電位測定モードの詳細は後述する。制御部８は、評価結果を、通知部１４を介してユーザーに通知可能である。

【0042】

算出部９は、表面電位測定モードにおいて、後述する電流検出部１３から出力値を得て、感光体ドラム２１の表面電位を算出する。算出部９は、算出した表面電位を、制御部８へ出力する。

【0043】

電流検出部１３は、現像電圧を現像ローラー５４に印加したときに現像ローラー５４に流れる電流を検出する。電流検出部１３は、検出した電流を、現像ローラー５４と感光体ドラム２１との間で流れる現像電流として、算出部９へ出力する。

【0044】

通知部１４は、液晶ディスプレー又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレー等のディスプレーを有する（不図示）。通知部１４は、制御部８の指示に従って評価結果を表示する。あるいは、通知部１４は、スピーカーを有してもよい（不図示）。通知部１４は、制御部８の指示に従って評価結果を音声出力する。なお、通知部１４は、ディスプレーとスピーカーの両方を有し、画面表示と音声出力の両方を行ってもよい。

【0045】

また、通知部１４は、外部装置に対して評価結果を送信する有線又は無線通信装置であってもよい。この構成の場合、通知部１４は、制御部８の指示に従って、予め定められた外部装置に対して評価結果を送信する。外部装置は、評価結果を受信し、評価結果を画面表示又は音声出力する。外部装置は、パーソナルコンピューター、タブレット、又はスマートフォン等である。

【0046】

ここで、現像電流について説明する。現像電源１２によって現像ローラー５４にトナーと同極性（例えば、プラス）の現像電圧が印加されることで、現像ローラー５４と感光体ドラム２１との間に電位差が発生する。帯電し、現像ローラー５４に担持されたトナーは、現像領域Ｄ（図３参照）において現像ローラー５４と感光体ドラム２１との間で移動し、感光体ドラム２１の表面に付着する。その結果、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像がトナー像に現像される。そして、帯電したトナーが現像ローラー５４と感光体ドラム２１との間を移動することで、現像領域Ｄに電流（即ち、現像電流）が流れる。

【0047】

現像電流は、二成分現像剤において、トナー移動電流とキャリア電流とで構成される。トナー移動電流は、トナーが現像ローラー５４と感光体ドラム２１との間を移動することによって流れる電流である。一方、キャリア電流は、トナーによる現像がほとんど行われない状態でも流れることが見出された。なお、キャリアを含まない一成分現像剤において、現像電流は、現像領域Ｄを流れる電流とトナー移動電流とで構成される。二成分現像剤と同様に、現像領域Ｄを流れる電流は、トナーによる現像がほとんど行われない状態でも流れることが見出された。

【0048】

キャリア電流が流れる方向は、現像ローラー５４の電位と感光体ドラム２１の表面電位との電位差によって決定される。即ち、キャリア電流は、現像ローラー５４の電位が感光体ドラム２１の表面電位よりも高いと、現像ローラー５４から感光体ドラム２１に向かって流れる。反対に、現像ローラー５４の電位が感光体ドラム２１の表面電位よりも低いと、キャリア電流は、感光体ドラム２１から現像ローラー５４に向かって流れる。

【0049】

それゆえ、表面電位測定モードにおいて、電流検出部１３は、感光体ドラム２１の表面を帯電部４０により帯電させた状態で、現像ローラー５４の電位を段階的に変化させながら現像電流を検出する。算出部９は、現像ローラー５４の電位と現像電流との関係を求める。感光体ドラム２１の表面電位と現像電圧の直流成分とが同電位になった場合、現像電流の直流成分も０Ａになる。そこで、算出部９は、現像電流の直流成分が０Ａになるときの現像電圧の直流成分を推定し、推定した現像電圧の直流成分を、感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉとする。

【0050】

図４は、実施形態１における現像電圧と現像電流との関係を示すデータの表である。図５は、実施形態１における現像電圧と現像電流との関係を示すグラフである。図５のグラフは、図４の表をもとに作成された。以下では、単に現像電圧及び現像電流と記載し、直流成分であることの記載を省略する。

【0051】

制御部８は、感光体ドラム２１の表面が、静電潜像を形成するために設計上予め定められた基準表面電位（例えば、２７０Ｖ）となるように帯電電源１１を制御する。帯電部４０が感光体ドラム２１の表面を一様に帯電させた状態で、制御部８は、現像電源１２を制御することによって、４つの現像電圧を現像ローラー５４に印加する。電流検出部１３は、４つの現像電圧を現像ローラー５４に印加したときそれぞれの現像電流を検出する。

【0052】

算出部９は、４つの現像電圧を現像ローラー５４に印加したときの現像電流に基づき、実際の感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを算出する。具体的には、算出部９は、４組のデータを直線近似し、現像電流が０Ａとなる現像電圧を算出し、算出した現像電圧を感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉとする。これにより、算出部９は、基準表面電位に対し、高電圧側の２組のデータと、低電圧側の２組のデータとを用い、感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを２７３Ｖとして得ることができる。

【0053】

なお、感光体ドラム２１の表面電位の算出に用いる現像電圧は、４つに限定されるわけではなく、２つ以上であればよい。

【0054】

また、算出部９は、基準表面電位に対し、高電圧側又は低電圧側の少なくとも一方側の、複数の現像電圧を用いて、感光体ドラム２１の表面電位を算出することもできる。すなわち、算出部９は、基準表面電位に対し、高電圧側又は低電圧側の少なくとも一方における複数の現像電圧を現像ローラー５４に印加したときそれぞれの現像電流に基づき、現像電流が０Ａとなる現像電圧を算出し、感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉとする。

【0055】

この構成によれば、現像電流が０Ａになるとき、即ち、現像ローラー５４側及び感光体ドラム２１側のいずれの方向にも現像電流が流れない状態のときの現像電圧を、実際の感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉとすることができる。これにより、感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを精度よく且つ容易に得ることが可能である。

【0056】

なお、現像ローラー５４の電位が感光体ドラム２１の表面電位よりも高い場合と、低い場合とで、現像電流の流れる方向が逆転する。そのため、図４及び図５の例では、基準表面電位に対し、高電圧側及び低電圧側の両方の現像電圧が、感光体ドラム２１の表面電位の算出に用いられた。

【0057】

また、図４及び図５の例では、感光体ドラム２１の表面電位の算出に用いられる現像電圧は、電位差１００Ｖ以内の狭い範囲であったが、さらに狭い電位差（例えば５０Ｖ）以内の範囲であってもよい。現像ローラー５４の電位と感光体ドラム２１の表面電位との差が大きい場合、現像電流にトナー移動電流の影響が出るため、表面電位Ｖｉの予測精度が下がる。電位差１００Ｖ以内、又は５０Ｖ以内にすることでトナー移動電流の影響を抑制できる。

【0058】

また、表面電位測定に用いる現像電圧は、矩形波よりも正弦波の方が望ましい。矩形波の場合、現像剤抵抗の変化及び現像ギャップの変化によって現像領域Ｄのインピーダンスが変化し、現像電圧波形に歪みが生じやすい。現像電圧波形の歪みは、現像電流の直流成分に影響を与える。一方、正弦波の場合、このような影響を受けにくいため、現像電流の直流成分を安定して検出可能である。なお、画像形成時に現像を行う場合の現像電圧は、正弦波よりも矩形波の方が望ましい。矩形波の方がトナー移動効率が高いためである。以上の観点から、現像電源１２は、矩形波と正弦波を出力可能であることが望ましい。

【0059】

次に、図６～図１２を参照して、画像形成装置１の動作について説明する。図６は、実施形態１に係る画像形成装置１の転写性能評価動作を示すフローチャートである。以下に説明するように、画像形成装置１は、感光体ドラム２１に転写電圧を印加した状態で表面電位測定モードを行うことにより算出された感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉに基づいて、転写部３０の性能を評価する。

【0060】

ステップＳ１１において、制御部８は、感光体ドラム２１の回転を開始させると共に、感光体ドラム２１の表面電位を０Ｖに調整する。具体的には、制御部８は、除電部７０を作動させると共に、現像電源１２が現像ローラー５４に印加する現像電圧を０Ｖに制御する。

【0061】

制御部８は、感光体ドラム２１の表面電位を０Ｖに調整した後、ステップＳ１２において露光部５の動作を停止させ、ステップＳ１３において転写部３０を作動させ、ステップＳ１４において帯電部４０の動作を停止させる。ステップＳ１１において感光体ドラム２１の表面電位が０Ｖに調整済みであるため、ステップＳ１２～Ｓ１４において、感光体ドラム２１の表面電位は、転写部３０が印加したマイナスの電圧によって変化する。

【0062】

ステップＳ１５において、制御部８は、表面電位測定モードを実行する。表面電位測定モードの詳細は、図７～図９にて説明する。算出部９は、表面電位測定モードにおいて算出した感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを、制御部８へ出力する。

【0063】

ステップＳ１６において、制御部８は、算出部９が算出した感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉに基づいて、転写部３０の性能を評価する。

【0064】

例えば、制御部８は、算出部９が算出した感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉと、予め定められた転写性能評価用の基準表面電位とを比較する。制御部８は、表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が、予め定められた範囲外である場合に、転写部３０の性能が悪い、又は転写部３０に異常が生じていると判定する。表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が、上記予め定められた範囲内である場合、制御部８は、転写部３０は正常であると判定する。なお、転写部３０の性能評価方法は、この方法に限定されない。

【0065】

次に、図７～図９を参照して、表面電位測定モードについて説明する。図７は、実施形態１における転写性能評価時の現像電圧と現像電流との関係を示すデータである。図８は、実施形態１における転写性能評価時の現像電圧と現像電流との関係を示すグラフである。

【0066】

画像形成時の表面電位測定モードでは、図４及び図５に示されるように、プラスの現像電圧が感光体ドラム２１に印加される。一方、転写性能評価時の表面電位測定モードでは、図７及び図８に示されるように、マイナスの現像電圧が感光体ドラム２１に印加される。転写性能評価時の表面電位測定モードにおいてマイナスの現像電圧が感光体ドラム２１に印加されるのは、表面電位測定モード開始時に、感光体ドラム２１の表面電位がマイナスになっているためである。

【0067】

正常な転写部３０が感光体ドラム２１に印加するマイナスの電圧、即ち、正常な転写部３０が感光体ドラム２１にマイナスの電圧を印加した場合の感光体ドラム２１の表面電位を、転写性能評価用の基準表面電位とする。転写性能評価用の基準表面電位は、制御部８に対して予め設定されている。図７及び図８において、転写性能評価用の基準表面電位は、－３７５Ｖである。

【0068】

制御部８は、以下に説明するように、感光体ドラム２１の表面を転写部３０により帯電させた状態で、現像ローラー５４の電位を段階的に変化させながら現像電流を検出する。算出部９は、現像電流が０Ａになるとき、即ち、現像ローラー５４側及び感光体ドラム２１側のいずれの方向にも現像電流が流れない状態のときの現像電圧を、実際の感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉとする。制御部８は、算出部９により算出された感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを、転写部３０が感光体ドラム２１に印加した電圧とみなす。

【0069】

図９は、実施形態１に係る画像形成装置１の表面電位測定モードの動作を示すフローチャートである。制御部８は、図６のフローチャートに示されるステップＳ１５において、図９に示される動作を行う。

【0070】

ステップＳ２１において、制御部８は、現像電源１２を制御することによって、図７及び図８に示されるような、基準表面電位－３７５Ｖに対して高電圧側又は低電圧側の現像電圧を現像ローラー５４に印加する。

【0071】

ステップＳ２２において、制御部８は、電流検出部１３に現像電流を検出させる。

【0072】

ステップＳ２３において、制御部８は、複数の現像電圧に対する複数の現像電流をすべて検出し終えたか否かを判定する。例えば、図７及び図８に示される４組のデータすべてが揃った場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、制御部８の処理はステップＳ２４へ進み、４組のデータすべてが揃っていない場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、制御部８の処理はステップＳ２１へ戻る。

【0073】

ステップＳ２４において、制御部８は、算出部９に対して、感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉの算出を指示する。指示を受けた算出部９は、ステップＳ２１で印加した現像電圧の値及びステップＳ２２で検出した現像電流の値を用いて、現像電流が０Ａとなる現像電圧を算出し、算出した現像電圧を感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉとする。算出された表面電位Ｖｉは、転写部３０が感光体ドラム２１に印加した電圧に相当する。図８の例では、転写性能評価用の基準表面電位－３７５Ｖに対し、算出された表面電位Ｖｉは－３８０Ｖであり、正常な転写部３０が印加する予定の電圧と実際に転写部３０が印加した電圧とに５Ｖのずれがあることになる。

【0074】

図１０は、実施形態１に係る画像形成装置１の転写性能評価動作の変形例を示すフローチャートである。図１０のフローチャートにおけるステップＳ１１～Ｓ１５の動作は、図６のフローチャートにおけるステップＳ１１～Ｓ１５の動作と同じである。

【0075】

ステップＳ１６－１において、制御部８は、算出部９が算出した感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉと、予め定められた転写性能評価用の基準電圧とを比較する。表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が、予め定められた第１の範囲外である場合（ステップＳ１６－１；大）、制御部８の処理はステップＳ１６－２へ進む。表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が、予め定められた第１の範囲内、且つ予め定められた第２の範囲外である場合（ステップＳ１６－１；中）、制御部８の処理はステップＳ１６－２へ進む。第１の範囲は、第２の範囲より広い。

【0076】

ステップＳ１６－２において、制御部８は、表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が大きいため、転写部３０に異常が発生していると判定する。制御部８は、転写部３０の交換を促す案内を、通知部１４を介してユーザーに通知する。

【0077】

ステップＳ１６－３において、制御部８は、表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が中程度であるため、転写部３０の性能が悪く、転写部３０のクリーニングが必要であると判定する。制御部８は、不図示のクリーニング部を作動させ、転写部３０をクリーニングする。例えば、転写部３０がコロナ放電を行う構成である場合、制御部８は、コロナ放電を行う放電電極を清掃するクリーニング部（不図示）を作動させる。

【0078】

表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が予め定められた第２の範囲内である場合（ステップＳ１６－１；小）、制御部８は、両者の差が小さく、転写部３０が正常であると判定する。この場合、制御部８は、図１０のフローチャートに示される転写性能評価動作を終了する。

【0079】

図１１は、実施形態１に係る画像形成装置１の画像品質評価動作を示すフローチャートである。図１１において、制御部８は、転写メモリー等、転写が画像に与える影響を評価する。この場合、制御部８は、図１１及び後述する図１２のように、転写の後に帯電部４０によって感光体ドラム２１の表面を帯電させ、その後に表面電位測定モードを実行する。

【0080】

ステップＳ３１において、制御部８は、図６のステップＳ１１と同様に、感光体ドラム２１の回転を開始させると共に、感光体ドラム２１の表面電位を０Ｖに調整する。

【0081】

制御部８は、感光体ドラム２１の表面電位を０Ｖに調整した後、ステップＳ３２において、帯電部４０を作動させ、ステップＳ３３において露光部５を作動させる。ステップＳ３２、Ｓ３３において感光体ドラム２１の表面電位を帯電部４０と露光部５とにより変化させた後、制御部８は、ステップＳ３４において転写部３０を作動させる。ステップＳ３４において感光体ドラム２１の表面電位を転写部３０によりマイナスの電位に変化させた後、制御部８は、ステップＳ３５において帯電部３５を作動させ、感光体ドラム２１にプラスの電圧を印加させる。

【0082】

ステップＳ３６において、制御部８は、図９に示される表面電位測定モードを実行する。ただし、画像品質評価動作の表面電位測定モード開始時に、感光体ドラム２１の表面電位がプラスになっているため、制御部８は、画像品質評価時の表面電位測定モードにおいてプラスの現像電圧を感光体ドラム２１に印加する。算出部９は、表面電位測定モードにおいて算出した感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを、制御部８へ出力する。

【0083】

ステップＳ３７において、制御部８は、算出部９が算出した感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉに基づいて、用紙Ｐに形成される画像の品質を評価する。評価方法は、上述した転写性能評価方法と同様に、表面電位Ｖｉと基準表面電位とを比較する方法等である。

【0084】

制御部８は、画像品質の評価結果を、通知部１４を介してユーザーに通知してもよい。

【0085】

図１１の画像品質評価動作において、転写部３０だけでなく露光部５及び帯電部４０も作動するため、画像品質評価結果には、転写が画像に与える影響と露光が画像に与える影響と帯電が画像に与える影響が含まれる。そこで、図１２のフローチャートでは、露光が画像に与える影響（即ち、露光部５の性能）を分離して評価する。

【0086】

図１２は、実施形態１に係る画像形成装置１の露光性能評価動作を示すフローチャートである。ステップＳ４１において、制御部８は、図１１のフローチャートに示される画像品質評価動作を行う。

【0087】

ステップＳ４２において、制御部８は、図６のステップＳ１１と同様に、感光体ドラム２１の回転を開始させると共に、感光体ドラム２１の表面電位を０Ｖに調整する。

【0088】

制御部８は、感光体ドラム２１の表面電位を０Ｖに調整した後、ステップＳ４３において露光部５の動作を停止させた状態で、ステップＳ４４において転写部３０を作動させる。ステップＳ４３、Ｓ４４において感光体ドラム２１の表面電位を転写部３０によりマイナスの電位に変化させた後、制御部８は、ステップＳ４５において帯電部４０を作動させ、感光体ドラム２１にプラスの電圧を印加させる。

【0089】

ステップＳ４６において、制御部８は、図９に示される表面電位測定モードを実行する。ただし、露光性能評価動作の表面電位測定モード開始時に感光体ドラム２１の表面電位がプラスになっているため、制御部８は、露光性能評価時の表面電位測定モードにおいてプラスの現像電圧を感光体ドラム２１に印加する。算出部９は、表面電位測定モードにおいて算出した感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを、制御部８へ出力する。

【0090】

ステップＳ４７において、制御部８は、露光部５の性能を評価する。ステップＳ４１の画像品質評価動作（図１１のステップＳ３１～Ｓ３５）と図１２のステップＳ４２～Ｓ４５とを比較すると、図１１のステップＳ３３では露光部５が作動するのに対し、図１２のステップＳ４３では露光部５が作動しない点が異なる。よって、ステップＳ４１の画像品質評価結果と、ステップＳ４６で算出された表面電位Ｖｉに基づく評価結果とを照合することにより、露光部５の性能を評価できる。

【0091】

制御部８は、ステップＳ４１で算出された感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が予め定められた範囲外である場合（即ち、画像の品質が悪い場合）、且つ、ステップＳ４６で算出された感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が予め定められた範囲内である場合、露光部５の性能が悪い、又は異常が生じていると判定する。

【0092】

制御部８は、ステップＳ４１で算出された感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が予め定められた範囲内である場合（即ち、画像の品質が良い場合）、且つ、ステップＳ４６で算出された感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が予め定められた範囲内である場合、露光部５の性能が良く、正常であると判定する。

【0093】

制御部８は、ステップＳ４１で算出された感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が予め定められた範囲外である場合（即ち、画像の品質が悪い場合）、且つ、ステップＳ４６で算出された感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉと基準表面電位との差が予め定められた範囲外である場合、転写部３０又は帯電部４０の少なくとも一方の性能が悪い、又は異常が生じていると判定する。

【0094】

制御部８は、転写部３０又は帯電部４０の少なくとも一方の性能が悪い、又は異常が生じていると判定した場合、図１２のフローチャートに続けて図６又は図１０のフローチャートを実行してもよい。制御部８は、図６又は図１０のフローチャートを実行することにより、転写部３０の性能を直接的に評価できる。加えて、制御部８は、転写部３０の性能が良い場合に帯電部４０の性能が悪いと判定できる。

【0095】

なお、図６、図９～図１２のフローチャートに示される動作において、制御部８は、クリーニング部６０を作動させてもよいし、作動させなくてもよい。

【0096】

以上、図１～図１２を参照して説明したように、画像形成装置１は、感光体ドラム２１と、帯電部４０と、露光部５と、現像部５０と、現像電源１２と、転写部３０と、電流検出部１３と、算出部９と、制御部８とを備える。算出部９は、現像電源１２が現像部５０に複数の現像電圧を印加したときに電流検出部１３が検出したそれぞれの現像電流に基づいて感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを算出する。制御部８は、転写部３０により感光体ドラム２１に電圧を印加させた状態で感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを算出部９により算出させ、算出させた感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉに基づいて転写部３０の性能を評価する。現像部５０に複数の現像電圧を印加したときの各現像電流を用いることで、算出部９は、感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを精度よく測定できる。制御部８は、この測定方法を利用して、転写部３０によって感光体ドラム２１に印加された表面電位を測定することにより、転写部３０の性能を正確に評価できる。

【0097】

画像形成装置１は、転写部３０の性能評価結果を通知する通知部１４を備える。これにより、画像形成装置１は、転写部３０に異常が生じた場合に転写部３０の交換を促すことができる。

【0098】

制御部８は、転写部３０により感光体ドラム２１に電圧を印加させた後に帯電部４０により感光体ドラム２１を帯電させた状態で感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉを算出部９により算出させ、算出させた感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉに基づいて用紙Ｐに形成される画像の品質を評価する。これにより、制御部８は、感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉに基づいて、画像の品質を正確に評価できる。

【0099】

制御部８は、露光部５から感光体ドラム２１に光を照射させた状態で算出部９に算出させた感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉと、露光部５から感光体ドラム２１に光を照射させない状態で算出部９に算出させた感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉとに基づいて露光部５の性能を評価する。これにより、制御部８は、感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉに基づいて、露光部５の性能を正確に評価できる。

【0100】

以上、本発明の実施形態について、図面（図１～図１２）を参照しながら説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。下記に変形例１～３を説明する。

【0101】

＜変形例１＞
上記実施形態の表面電位測定方法は、現像電流の直流成分が０Ａになるときの現像電圧の直流成分を、感光体ドラム２１の表面電位Ｖｉとする方法であったが、この方法に限定されない。

【0102】

例えば、制御部８は、感光体ドラム２１の表面を帯電させない状態で、現像電圧の直流成分を０Ｖとし、現像電圧の交流成分だけを帯電ローラー４１に印加したときの現像電流の直流電流を、目標電流とする。そして、制御部８は、感光体ドラム２１の表面を帯電させ、現像電圧の直流成分を段階的に変化させる。電流検出部１３は、現像電圧の直流成分ごとの現像電流を検出する。算出部９は、電流検出部１３が検出する現像電流が目標電流と同じになったときの現像電圧の直流成分を、感光体ドラム２１の表面電位とする。

【0103】

＜変形例２＞
上記実施形態の画像形成装置１は、二成分現像剤を用いたが、これに限らず、一成分現像剤を用いてもよい。また、上記実施形態の画像形成装置１は、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの４色のトナーを用いたが、これに限らず、任意数の色のトナーを用いてもよい。

【0104】

＜変形例３＞
上記実施形態の画像形成装置１は、帯電部４０がプラスの電圧、転写部３０がマイナスの電圧を感光体ドラム２１に印加する構成であるが、これに限らず、帯電部４０がマイナスの電圧、転写部３０がプラスの電圧を感光体ドラム２１に印加する構成でもよい。

【0105】

なお、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0106】

本発明は、電子写真方式の画像形成装置における転写性能評価に用いるのに好適である。

【符号の説明】

【0107】

１ 画像形成装置
２ 本体
３ 給紙部
４ 用紙搬送部
４ａ 用紙排出口
４ｂ 分岐部
４ｃ 反転搬送部
５ 露光部
６ 定着部
７ 用紙排出部
８ 制御部
９ 算出部
１０ 記憶部
１１ 帯電電源
１２ 現像電源
１３ 電流検出部
１４ 通知部
２０ 画像形成部
２１ 感光体ドラム（像担持体）
３０ 転写部
３１ 中間転写ベルト
３２ 一次転写部
３３ 二次転写部
３４ ベルトクリーニング部
４０ 帯電部
４１ 帯電ローラー
４２ 帯電クリーニングローラー
５０ 現像部
５１ 現像容器
５２ 第１攪拌搬送部材
５３ 第２攪拌搬送部材
５４ 現像ローラー
６０ クリーニング部
６１ クリーニングローラー
６２ クリーニングブレード
６３ 回収スパイラル
７０ 除電部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】