(57)【要約】【課題】ＡＣ帯電方式において帯電部材に印加する帯電バイアスの交流電圧値を、低い交流放電電流量領域でもより安定して適切な値に制御することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置Ａは、像担持体１と、帯電部材２と、ＨＶ１電源と、温度に係る情報を検知する温度検知手段１１０と、温度検知手段による温度検知結果に基づいて、画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値を設定する設定手段１０５と、を有する構成とする。【選択図】図８
2014102299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に対して接触又は近接し前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に直流電圧と交流電圧とを重畳させた帯電バイアスを印加する電源と、
温度に係る情報を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段による温度検知結果に基づいて、画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値を設定する設定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
所定量以上の交流放電電流量が得られるように設定された温度と前記帯電部材に印加する交流電圧値との関係を示す情報を記憶する記憶手段を有し、
前記設定手段は、前記温度検知手段による温度検知結果と、前記記憶手段に記憶された前記情報とから、画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値を設定する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】
前記温度検知手段は、当該画像形成装置の装置本体の内部の温度を検知するセンサであ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】
前記センサは、前記帯電部材の温度を検知することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記温度検知手段は、当該画像形成装置の装置本体の外部の温度を検知するセンサであ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６】
前記センサは、当該画像形成装置の設置環境の温度を検知することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記センサは、前記帯電部材を含む交換ユニットの保管環境の温度を検知することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記温度検知手段は、前記電源から前記帯電部材に放電開始電圧未満の電圧を印加した際の電圧及び電流を検知して前記帯電部材の電気抵抗に係る情報を検知する抵抗検知手段であ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９】
前記温度検知結果は、前記抵抗検知手段による抵抗検知結果と、前記帯電部材の電気抵抗と温度との関係を示す情報と、から求められる前記帯電部材の温度の予測値であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記抵抗検知手段は、回転可能な前記像担持体が回転中に前記電気抵抗に係る情報を検知することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記温度検知手段としての第１、第２の温度検知手段と、
前記第１の温度検知手段による第１の温度検知結果と前記第２の温度検知手段による第２の温度検知結果のうちいずれかを選択する選択手段と、
を有し、
前記設定手段は、前記選択手段によって選択された温度検知結果を用いて前記画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値の設定を行う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１２】
前記第１の温度検知手段は、当該画像形成装置の装置本体の内部の温度を検知する第１のセンサであり、
前記第２の温度検知手段は、当該画像形成装置の装置本体の外部の温度を検知する第２のセンサであり、
前記選択手段は、前記第１、第２の温度検知結果のうちより低い温度を示す温度検知結果を選択することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記第１の温度検知手段は、当該画像形成装置の装置本体の内部の温度を検知する第１のセンサであり、
前記第２の温度検知手段は、当該画像形成装置の装置本体の外部の温度を検知する第２のセンサであり、
前記選択手段は、前記帯電部材を含む交換ユニットが交換されたことを検知した場合に前記第２の温度検知結果を選択し、前記帯電部材を含む交換ユニットが交換されていない場合には前記第１の温度検知結果を選択することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記第１のセンサは、前記帯電部材の温度を検知することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記第２のセンサは、当該画像形成装置の設置環境の温度を検知することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記第２のセンサは、前記帯電部材を含む交換ユニットの保管環境の温度を検知することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記第１の温度検知手段は、当該画像形成装置の装置本体の内部又は外部の温度を検知するセンサであり、
前記第２の温度検知手段は、前記電源から前記帯電部材に放電開始電圧未満の電圧を印加した際の電圧及び電流を検知して前記帯電部材の電気抵抗に係る情報を検知する抵抗検知手段であり、
前記選択手段は、前記第１、第２の温度検知結果のうちより低い温度を示す温度検知結果を選択することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記第２の温度検知結果は、前記抵抗検知手段による抵抗検知結果と、前記帯電部材の電気抵抗と温度との関係を示す情報と、から求められる前記帯電部材の温度の予測値であることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記第１の温度検知手段が当該画像形成装置の装置本体の内部の温度を検知するセンサである場合、該センサは、前記帯電部材の温度を検知し、
前記第１の温度検知手段が当該画像形成装置の装置本体の外部の温度を検知するセンサである場合、該センサは、当該画像形成装置の設置環境の温度又は前記帯電部材を含む交換ユニットの保管環境の温度を検知することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記抵抗検知手段は、回転可能な前記像担持体が回転中に前記電気抵抗に係る情報を検知することを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記温度検知手段としての第１、第２、第３の温度検知手段と、
前記第１、第２、第３の温度検知手段のそれぞれによる第１、第２、第３の温度検知結果のうちいずれかを選択する選択手段と、
を有し、
前記設定手段は、前記選択手段によって選択された温度検知結果を用いて前記画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値の設定を行う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２２】
前記第１の温度検知手段は、当該画像形成装置の装置本体の内部の温度を検知する第１のセンサであり、
前記第２の温度検知手段は、当該画像形成装置の装置本体の外部の温度を検知する第２のセンサであり、
前記第３の温度検知手段は、前記電源から前記帯電部材に放電開始電圧未満の電圧を印加した際の電圧及び電流を検知して前記帯電部材の電気抵抗に係る情報を検知する抵抗検知手段であり、
前記選択手段は、前記第１、第２の温度検知結果のうち、第３の温度検知結果により近い温度を示す温度検知結果を選択することを特徴とする請求項２１に記載の画像形成装置。
【請求項２３】
前記第３の温度検知結果は、前記抵抗検知手段による抵抗検知結果と、前記帯電部材の電気抵抗と温度との関係を示す情報と、から求められる前記帯電部材の温度の予測値であることを特徴とする請求項２２に記載の画像形成装置。
【請求項２４】
前記抵抗検知手段は、回転可能な前記像担持体が回転中に前記電気抵抗に係る情報を検知することを特徴とする請求項２２又は２３に記載の画像形成装置。
【請求項２５】
像担持体と、
前記像担持体に対して接触又は近接し前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に直流電圧と交流電圧とを重畳させた帯電バイアスを印加する電源と、
前記電源から前記帯電部材に放電開始電圧未満の電圧を印加した際の電圧及び電流を検知して前記帯電部材の電気抵抗に係る情報を検知する抵抗検知手段と、
所定量以上の交流放電電流量が得られるように設定された前記帯電部材の電気抵抗と前記帯電部材に印加する交流電圧値との関係を示す情報を記憶する記憶手段と、
前記抵抗検知手段による抵抗検知結果と前記記憶手段に記憶された前記情報とから画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値を設定する設定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２６】
前記抵抗検知手段は、回転可能な前記像担持体が回転中に前記電気抵抗に係る情報を検知することを特徴とする請求項２５に記載の画像形成装置。
【請求項２７】
前記像担持体は感光体であることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか一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、電子写真方式や静電記録方式などを用いた複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式や静電記録方式などを用いた画像形成装置において、感光体や誘電体などの像担持体を帯電させるための帯電処理方式として、接触帯電方式が利用されている。接触帯電方式では、例えば導電性のローラ型の帯電部材（帯電ローラ）を像担持体に接触又は近接させて、帯電部材に電圧（帯電バイアス）を印加する。
【０００３】
例えば、導電性のゴムローラを像担持体である感光体に接触させ、感光体の回転とともに従動回転させて、ゴムローラの回転軸となる芯金に電圧を供給することにより感光体を一様に帯電させる。この場合、帯電ローラに電圧を印加することで、帯電ローラと感光体との間の微小な空隙で発生する放電により感光体を帯電させる。
【０００４】
尚、上記帯電ローラなどの帯電部材は、被帯電体である感光体の表面に必ずしも接触している必要はない。帯電部材と感光体との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数１０μｍの空隙（間隙）を有して非接触に近接配置されていてもよい。ここでは、帯電部材を被帯電体に接触又は近接させて、微小な空隙で発生する放電により被帯電体を帯電させる方式を接触又は近接帯電方式又は単に接触帯電方式と呼ぶ。
【０００５】
接触帯電方式における帯電部材への電圧の印加方式として、直流電圧と交流電圧とを重畳するＡＣ帯電方式がある。ＡＣ帯電方式では、帯電バイアスとして、必要とされる像担持体の表面電位に相当する直流（ＤＣ）成分に、放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧値の交流（ＡＣ）成分を重畳した振動電圧を、帯電部材に印加する。
【０００６】
このように、ＡＣ帯電方式において帯電部材に印加される振動電圧は、ＡＣ成分とＤＣ成分（目標帯電電位に相当する電圧）との重畳電圧であり、ＡＣ成分の波形としては、正弦波、矩形波、三角波などがある。或いは、そのＡＣ成分は、ＤＣ電源を周期的にオン・オフすることによって形成された矩形波電圧であってもよい。
【０００７】
又、ＡＣ帯電方式で帯電部材に印加される振動電圧のＡＣ成分のピーク間電圧（以下、単に「ＡＣ電圧値」、「帯電ＡＣ電圧」などともいう。）の値は、小さすぎると像担持体の電位のＤＣ成分の値への収束性が低下することにより、帯電不良が発生することがある。又、そのピーク間電圧値は、大きいほど上記ＤＣ成分の値への収束性は向上するものの、それに伴う放電による像担持体などのダメージが大きくなり易い。特に、感光体への放電生成物の付着などが、感光体の表層の電気抵抗低下による潜像の流れを発生させてしまう。又、ブレードなどの弾性体を用いたクリーニング方式を用いる場合には、トルクの上昇に伴うトナーのすり抜け、ブレードの捲れなどの弊害が発生することがある。
【０００８】
そこで、特許文献１に記載されているように、ＡＣ帯電方式におけるＡＣ成分の最適なピーク間電圧値を決定するために、放電電流制御が知られている。
【０００９】
放電電流制御では、概略、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍未満の未放電領域、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上の放電領域のそれぞれのピーク間電圧値のＡＣ電圧をそれぞれ印加したときのＡＣ電流値を測定する。そして、その結果に基づいて画像形成時のＡＣ電圧のピーク間電圧値を決定する。例えば、未放電領域の複数のピーク間電圧値のＡＣ電圧を印加して、その時のＡＣ電流を測定する。又、放電領域の複数のピーク間電圧値のＡＣ電圧を印加して、その時のＡＣ電流を測定する。そして、未放電領域測定点を結んだ直線と、放電領域測定点を結んだ直線との差分を放電電流量ΔＩとして、その値が所定値となるピーク間電圧値を求め、画像形成時に帯電部材に印加するＡＣ電圧のピーク間電圧値とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２３２５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記放電電流制御でＡＣ帯電方式において帯電部材に印加する振動電圧のＡＣ電圧値を制御すると、特に低温低湿度環境において、制御結果が収束しなかったり、収束しても過剰なＡＣ電圧値又はＡＣ電流値に設定されてしまったりすることがある。
【００１２】
即ち、上述のように、ＡＣ電圧値は、像担持体の帯電電位のＤＣ成分の値への収束性を維持できる範囲で極力低くする方が、像担持体のダメージなどを抑制する点から望ましい。しかし、このようにＡＣ電圧値を低くしようとすると、放電電流制御における近似直線間の差分で求められる放電電流量ΔＩが負の領域になる電圧範囲が存在する（詳しくは後述する）。これは、帯電ローラなどの帯電部材内の導電媒体がもたらす充放電時間のサイクルと感光ドラムなどの像担持体の周速度との関係において、充電される前に放電が始まってしまい一種の分極状態が発生することにより起こる現象であると考えられる。そして、このような場合には、制御結果が正常な挙動を示さない傾向があり、正常な帯電処理ができなくなるおそれがある。そのため、帯電処理を適正に行うことを優先して、像担持体のダメージの抑制などの観点から本来望ましいとされているＡＣ電圧値に対して過剰なＡＣ電圧値に制御することがある。
【００１３】
従って、本発明の目的は、ＡＣ帯電方式において帯電部材に印加する帯電バイアスの交流電圧値を、低い交流放電電流量領域でもより安定して適切な値に制御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】
【００１４】
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、像担持体と、前記像担持体に対して接触又は近接し前記像担持体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧と交流電圧とを重畳させた帯電バイアスを印加する電源と、温度に係る情報を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段による温度検知結果に基づいて、画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値を設定する設定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＡＣ帯電方式において帯電部材に印加する帯電バイアスの交流電圧値を、低い交流放電電流量領域でもより安定して適切な値に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】感光体の層構成の一例の模式図である。
【図３】帯電部材の電圧印加系の模式図である。
【図４】温湿度検出手段の一例の模式図である。
【図５】帯電バイアスを出力する高圧電源回路の一例の回路図である。
【図６】画像形成装置の一例の概略制御ブロック図である。
【図７】画像形成装置の一例の概略制御ブロック図である。
【図８】実施例１におけるフローチャート図である。
【図９】温度と帯電ＡＣ電圧との関係を示したグラフ図である。
【図１０】温湿度の関係から算出される絶対水分量を示したグラフ図である。
【図１１】実施例２におけるフローチャート図である。
【図１２】動的抵抗と帯電ＡＣ電圧との関係を示したグラフ図である。
【図１３】動的抵抗の測定方法を説明するためのグラフ図である。
【図１４】実施例３におけるフローチャート図である。
【図１５】動的抵抗と想定温度との関係を示したグラフ図である。
【図１６】実施例４におけるフローチャート図である。
【図１７】実施例５におけるフローチャート図である。
【図１８】実施例６におけるフローチャート図である。
【図１９】実施例７におけるフローチャート図である。
【図２０】従来の放電電流制御を説明するためのグラフ図である。
【図２１】従来の課題を説明するためのグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
［第１実施形態］
先ず、後述する各実施例を適用することのできる画像形成装置の一例について説明する。
【００１９】
１．画像形成装置の全体構成
図１は、本実施形態の画像形成装置Ａの模式的な断面図である。この画像形成装置Ａは、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な中間転写方式のレーザービームプリンタである。
【００２０】
画像形成装置Ａは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施形態では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられたことを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して総括的に説明する。
【００２１】
画像形成部Ｓは、像担持体としてのドラム型の感光体（感光ドラム）１を有する。感光体１は、図中の矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光体１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。先ず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置（レーザービームスキャナ）３である。次に、現像手段としての現像装置４が配置されている。次に、転写装置７０が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置５が配置されている。
【００２２】
転写装置７０は、無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト７を有する。中間転写ベルト７は、複数の張架ローラに所定の張力をもって掛け渡されている。中間転写ベルト７は、図中の矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転駆動される。中間転写ベルト７の内周面側において、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向する位置には、１次転写手段としてのローラ型の１次転写部材である１次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが配置されている。各１次転写ローラ６は、中間転写ベルト７を介して各感光体１に押圧されており、各感光体１と中間転写ベルト７との接触部に各１次転写部Ｎ１が形成されている。又、中間転写ベルト７の外周面側において、複数の張架ローラのうちの一つである２次転写対向ローラと対向する位置には、２次転写手段としてのローラ型の２次転写部材である２次転写ローラ８が配置されている。２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して２次転写対向ローラに押圧されており、中間転写ベルト７と２次転写ローラ８との接触部に２次転写部Ｎ２が形成されている。又、中間転写ベルト５１の外周面側には、中間転写体クリーニング手段としての中間転写ベルトクリーニング装置７１が配置されている。
【００２３】
本実施形態では、感光体１と、感光体１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４、感光体クリーニング装置５は、枠体によって一体的に構成され、画像形成装置Ａの装置本体Ｂに対して着脱可能なプロセスカートリッジ３０とされている。本実施形態では、プロセスカートリッジ３０が、装置本体Ｂに対して着脱可能な画像形成ユニットである、帯電部材を含む交換ユニット（以下、単に「交換ユニット」ともいう。）を構成する。
【００２４】
又、画像形成装置Ａは、２次転写部Ｎ２に紙やＯＨＰシートなどの記録材Ｐを供給するための記録材収容部（カセット）などを備えた記録材供給装置１０、２次転写部Ｎ２よりも記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置された定着手段としての定着装置９などを有する。
【００２５】
更に、画像形成装置Ａは、詳しくは後述する温湿度検出手段である温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２を有する。
【００２６】
画像形成時には、回転する感光体１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電させられる。帯電した感光体１の表面は、露光装置３によって画像信号に応じたレーザー光Ｌで走査露光される。これにより、感光体１上に静電像（静電潜像）が形成される。感光体１上に形成された静電像は、現像装置４によってトナーを用いて現像される。その後、感光体１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、１次転写ローラ６の作用により中間転写ベルト７上に静電的に転写（１次転写）される。
【００２７】
例えばフルカラー画像の形成時には、４個の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のトナー像が、各１次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの作用によって、中間転写ベルト７上に順次重ねて転写（１次転写）される。
【００２８】
その後、中間転写ベルト７上に転写されたトナー像は、２次転写部Ｎ２において、２次転写ローラ８の作用により、記録材供給装置１０から送られてきた記録材Ｐ上に静電的に転写（２次転写）される。
【００２９】
１次転写後に感光体１上に残ったトナー（１次転写残トナー）は、感光体クリーニング装置５によって掻き取られ回収される。又、２次転写後に中間転写ベルト７上に残ったトナー（２次転写残トナー）は、中間転写ベルトクリーニング装置７１によって掻き取られ回収される。
【００３０】
トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置９によって加熱及び圧力されることによって、その上にトナー像が定着させられる。その後、記録材Ｐは、装置本体Ｂの外部に排出される。
【００３１】
２．像担持体
本実施形態では、画像形成装置Ａは、像担持体として回転可能なドラム型の電子写真感光体（感光体）１を有する。
【００３２】
又、本実施形態では、感光体１は、負帯電特性のＯＰＣ（有機光半導体）で形成された感光層を有している。この感光体１の直径は３０ｍｍ、長手方向（回転軸線方向）の長さは３７０ｍｍである。又、この感光体１は、ドラムの中心を軸として３４８ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００３３】
更に説明すると、本実施形態では、感光体１は、図２に示すような、一般的な有機感光体の層構造を有する。具体的には、感光体１は、径方向内側に導電性基体であるアルミニウム製のシリンダー１ａを有する。そして、このシリンダー１ａの上に、シリンダー１ａの凹凸などに伴う光の干渉の抑制及びより上層で発生した電荷の輸送を妨げないようにするための下引き層１ｂを有する。又、下引き層１ｂの上に、より上層の電荷発生層１ｄで発生したホールの通過を抑制し、電子のみを通過させるための注入阻止層１ｃを有する。又、注入阻止層１ｃの上に、光照射による電荷を発生させるための電荷発生層１ｄを有する。又、電荷発生層１ｄの上に、電荷を輸送するための電荷輸送層１ｅを有する。又、電荷輸送層１ｅの上に、クリーニング性の向上のための表面保護層１ｆを有する。
【００３４】
本実施形態で用いた表面保護層１ｆは、電子線を照射することにより硬化させて形成したものである。硬化させることにより高耐久性を有する一方、感光体クリーニング装置５が有するクリーニングブレードのビビリ、捲れ、摺擦による問題が発生し易くなる。本実施形態では、このような問題が発生することを抑制するために、感光体１の周面のユニバーサル硬さ値（ＨＵ）を１５０Ｎ／ｍ2以上にする。これにより繰り返し使用によるクリーニング特性を維持することが可能となる。尚、本実施形態では、周面のユニバーサル硬さ値（ＨＵ）が１５０Ｎ／ｍ2以上、２２０Ｎ／ｍ2以下の感光体を使用した。
【００３５】
ここで、感光体の周面のユニバーサル硬さ値（ＨＵ）は、２５℃、５０％の環境下で、微小硬さ装置フィッシャースコープＨ１００Ｖ（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製）を用いて測定した値である。この装置は、測定対象（感光体１の周面）に圧子を当接し、この圧子に連続的に荷重をかけ、荷重下での押し込み深さを直読することにより、連続的に硬さを求められる装置である。本実施形態においては、圧子として対面角１３６°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用い、感光体１の周面に圧子を押し当て、圧子に連続的にかける荷重の最終荷重を６ｍＮとし、圧子に最終荷重をかけた状態を保持する時間を０．１秒とした。又、測定点は２７３点とした。
【００３６】
ユニバーサル硬さ値（ＨＵ）は、下記式により算出した。Ｆfは最終荷重、Ｓfは最終荷重をかけたときの圧子の押し込まれた部分の表面積、ｈfは最終荷重をかけたときの圧子の押し込み深さとする。
【００３７】
【数１】
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【００３８】
３．帯電部材
本実施形態では、画像形成装置Ａは、帯電手段として、感光体１の周面（表面）に接触して感光体１を帯電させる帯電部材（接触帯電部材）として帯電ローラ２を有する。
【００３９】
図３に示すように、帯電ローラ２は、芯金（支持部材）２ａの長手方向（回転軸線方向）の両端部が、それぞれ軸受け部材２ｅにより回転自在に保持されると共に、付勢手段としての押圧バネ２ｆによって感光体１に向かって付勢されている。これによって、帯電ローラ２は、感光体１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されている。そして、帯電ローラ２は、感光体１の回転に従動して図中矢印Ｒ３方向（時計回り）に回転する。感光体１と帯電ローラ２との圧接部が帯電ニップ部である。帯電ローラ２を被帯電体である感光体１の表面に接触させて、帯電ローラ２に帯電バイアス（帯電電圧）を印加する。これにより、帯電ローラ２と感光体１との間の微小な空隙で発生する放電により感光体１を帯電させる。この帯電処理が行われる微小な空隙は、感光体１の表面の移動方向において帯電ニップ部の上流側、下流側の楔形（感光体１の回転軸線に沿って見た形状）の空間のうち一方又は両方である。感光体１や帯電ローラ２の寸法、電気的抵抗などの種々の設定により、上記上流側、下流側の空隙のいずれにおいて主に感光体１の帯電処理が行われるかは変わるが、本発明では斯かる設定は任意である。
【００４０】
本実施形態では、帯電ローラ２の長手方向（回転軸線方向）の長さは３３０ｍｍ、直径は１４ｍｍである。又、この帯電ローラ２は、図３の層構成模型図に示すように、芯金２ａの外周に下層２ｂ、中間層２ｃ、表層２ｄを順次積層した３層構成を有する。芯金２ａは、直径６ｍｍのステンレス製の丸棒である。下層２ｂは、カーボンを分散した発泡ＥＰＤＭ（エチレンープロピレンージエンゴム）で形成した電子導電層であり、比重は０．５ｇ／ｃｍ3、体積抵抗率は１０7〜１０9Ω・ｃｍ、層厚は約３．５ｍｍである。中間層２ｃは、カーボンを分散したＮＢＲ（ニトリルゴム）で形成されており、体積抵抗率は１０2〜１０5Ω・ｃｍであり、層厚は約５００μｍである。表層２ｄは、フッ素化合物のアルコール可溶性ナイロン樹脂に、酸化錫、カーボンを分散して形成したイオン導電層であり、体積抵抗率は１０7〜１０10Ω・ｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲｚ）は１．５μｍ、層厚は約５μｍである。
【００４１】
尚、本実施形態では、帯電ローラ２に帯電バイアスを印加する電源ＨＶ１は、直流電圧発生部（ＤＣ電源）と交流電圧発生部（ＡＣ電源）とを有する。そして、本実施形態では、帯電ローラ２は、電源ＨＶ１から帯電バイアスが印加されることで、回転する感光体１の表面を負極性の所定の電位に帯電させる。具体的な帯電電圧制御については後述する。
【００４２】
４．露光手段
本実施形態では、画像形成装置Ａは、帯電処理された感光体１の表面に静電像を形成するための露光手段（情報書き込み手段）として、半導体レーザーを用いたレーザービームスキャナとされる露光装置３を有する。露光装置３は、画像読み取り装置（図示せず）などのホスト処理装置から画像形成部Ｓなどで構成されるプリンタ部側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザー光を出力する。そして、一様に帯電処理された回転する感光体１の表面を、露光部（露光位置）においてレーザー走査露光する。このレーザー走査露光により、感光体１の表面のレーザー光が照射された部分の電位の絶対値が低下し、回転する感光体１の表面に、画像情報に対応した静電像が順次形成されていく。本実施形態では、画像のイメージ部を露光する。
【００４３】
５．現像手段
本実施形態では、画像形成装置Ａは、感光体１上の静電像に従って感光体１にトナーを供給し、静電像をトナー像（現像剤像）として現像する現像手段として、現像装置４を有する。本実施形態では、現像装置４は、一様に帯電された後に露光されることで電位の絶対値が低下した画像部（露光部）に、感光体１の帯電極性（本実施形態では負極性）と同極性に帯電したトナーを付着させる反転現像により静電像を現像する。
【００４４】
本実施形態では、現像装置４は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤による磁気ブラシを感光体１に接触させながら現像を行う、二成分接触現像方式を採用した現像装置である。現像装置４は、現像容器４２、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４１などを有する。現像スリーブ４１は、その外周面の一部を現像装置４の外部に露呈させて、現像容器４２内に回転可能に配置されている。現像スリーブ４１内には、非回転に固定して磁界発生手段としてのマグネットローラ（図示せず）が挿設されている。又、現像スリーブ４１に対向して、現像剤規制手段としての現像剤コーティングブレード（図示せず）が設けられている。
【００４５】
現像容器４２は、二成分現像剤を収容しており、現像容器４２内の底部側には現像剤攪拌部材（図示せず）が配設されている。又、補給用トナーがトナーホッパー（図示せず）に収容されている。現像容器４２内の二成分現像剤（現像剤）は、主に非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材により攪拌される。本実施形態では、磁性キャリアの体積抵抗率は約１０13Ω・ｃｍ、粒径は約４０μｍである。
【００４６】
尚、上記粒径は、体積平均粒径であり、レーザー回折式粒度分布測定装置ＨＥＲＯＳ（日本電子製）を用いて、０．５〜３５０μｍの範囲を３２対数分割して測定し、体積５０％メジアン径を粒径として定義した。
【００４７】
本実施形態では、トナーは、磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。現像スリーブ４１は、感光体１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）を３５０μｍに保持して、感光体１に対向して配置されている。この感光体１と現像スリーブ４１との対向部が現像部（現像位置）である。本実施形態では、現像スリーブ４１は、現像部において感光体１の進行方向とは逆方向に回転駆動される。現像スリーブ４１内のマグネットローラの磁気により、現像容器４２内の二成分現像剤の一部が現像スリーブ４１の外周面に磁気ブラシ層として吸着保持される。この磁気ブラシ層は、現像スリーブ４１の回転に伴い搬送され、現像剤コーティングブレードにより所定の薄層に整層され、現像部において感光体１の表面に接触して感光体１の表面を適度に摺擦する。
【００４８】
現像スリーブ４１には、電源（図示せず）から所定の現像バイアスが印加される。本実施形態では、現像スリーブ４１に印加する現像バイアスは、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、感光体１上の帯電処理された部分の電位が現像部において−７００Ｖとした場合、−６００Ｖの直流電圧と、周波数１０．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．３ｋＶ、矩形波の交流電圧とを重畳した振動電圧を現像スリーブ４１に印加する。
【００４９】
そして、回転する現像スリーブ４１の表面に薄層としてコーティングされ、現像部に搬送された現像剤中のトナーが、現像バイアスによる電界によって感光体１の表面に静電像に対応して選択的に付着し、静電像がトナー像として現像される。
【００５０】
本実施形態では、感光体１の表面の露光部（明部）にトナーが付着して、静電像が反転現像される。このとき、感光体１上に現像されたトナーの帯電量は、温度２３℃、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ3の環境下では、約−２５μＣ／ｇである。現像部を通過した現像スリーブ４１上の現像剤の薄層は、引き続く現像スリーブ４１の回転に伴い現像容器４２内の現像剤溜り部に戻される。
【００５１】
又、現像容器４２内の二成分現像剤のトナー濃度を略一定の範囲内に維持するために、次のような制御が行われる。例えば、光学式トナー濃度センサによってトナー濃度（二成分現像剤中のトナーの割合）が検知され、その検知情報に応じてトナーホッパーの駆動が制御されて、トナーホッパー内のトナーが現像容器４２内の二成分現像剤に補給される。二成分現像剤に補給されたトナーは、攪拌部材により攪拌される。
【００５２】
６．転写手段
本実施形態では、画像形成装置Ａは、トナー像を記録材Ｐに転写するための転写手段として転写装置７０を有する。本実施形態では、転写装置７０は、一次転写ローラ６、中間転写ベルト７、２次転写ローラ８などを用いた中間転写方式を用いたものである。
【００５３】
一次転写ローラ６は、感光体１に所定の押圧力をもって圧接され、中間転写ベルト７と感光体１との圧接ニップ部が一次転写部Ｎ１となる。又、２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７に所定の押圧力をもって圧接され、中間転写ベルト７と二次転写ローラ８との圧接ニップ部が二次転写部Ｎ２となる。中間転写ベルト７上に転写されたトナー像は、２次転写部Ｎ２において、記録材供給装置１０から所定の制御タイミングにて給送されてきた記録材Ｐが中間転写ベルト７と二次転写ローラ８との間に挟持されて搬送される過程で、記録材Ｐに転写される。
【００５４】
一次転写ローラ６には、電源（図示せず）からトナーの正規の帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の一次転写バイアス、本実施形態では＋１２００Ｖの直流電圧が印加される。これにより、感光体１の表面のトナー像が、順次静電的に中間転写ベルト７に転写される。又、二次転写ローラ８には、電源（図示せず）からトナーの正規の帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の二次転写バイアス、本実施形態では＋３０００Ｖの直流電圧が印加される。これにより中間転写ベルト７上のトナー像が、順次静電的に記録材Ｐに転写される。
【００５５】
７．定着手段
本実施形態では、画像形成装置Ａは、定着手段として、トナー像を加熱及び加圧して記録材Ｐに定着させる定着装置９を有する。
【００５６】
二次転写部Ｎ２を通ってトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、定着装置９へ搬送される。本実施形態では、定着装置９は、熱ローラ定着装置であり、加熱源を有すると共に互いに圧接させられている定着ローラ対を有する。この定着装置９により、記録材Ｐはトナー像の定着処理を受けて、画像形成物（プリント、コピー）として出力される。
【００５７】
８．感光体クリーニング手段
本実施形態では、画像形成装置Ａは、感光体クリーニング手段として、クリーニング部材としてのクリーニングブレード５１により感光体１からトナーを除去する感光体クリーニング装置５を有する。
【００５８】
一次転写部Ｎ１における中間転写体７へのトナー像の転写後に、感光体１の表面に残留したトナー（一次転写残トナー）は、クリーニングブレード５１によって、回転する感光体１の表面から除去され、回収容器５２に回収される。
【００５９】
９．温湿度検出手段
本実施形態の画像形成装置Ａには、環境状態検出手段としての温湿度検出手段である第１、第２、第３、第４の温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２が設けられている。
【００６０】
このうち後述する機内温湿度センサ（第１のセンサ）１１０を構成する第１、第２、第３の温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部（機内）の環境状態を検出するために、画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部に設けられている。そして、これら第１、第２、第３の温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、Ｓｋの近傍の温湿度情報を取得する。このような第１、第２、第３の温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、Ｓｋの近傍に設けるのが好ましく、後述する帯電電圧制御の精度を高める上では、帯電ローラ２の近傍に設けるのが更に好ましい。
【００６１】
本実施形態では、図１に示すように、３つの温湿度検出手段である第１、第２、第３の温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃを設置した。即ち、第１、第２、第３の温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれ第１、第２の画像形成部ＳＹ、ＳＭの近傍、第２、第３の画像形成部ＳＭ、ＳＣの近傍、第３、第４の画像形成部ＳＣ、ＳＫの近傍に配置される。そして、第１の画像形成部ＳＹの帯電ローラ２Ｙの温湿度情報を第１の温湿度センサ１１ａで検出した。又、第２の画像形成部ＳＭの帯電ローラ２Ｍの温湿度情報を第１、第２の温湿度センサ１１ａ、１１ｂで検出した。又、第３の画像形成部ＳＣの帯電ローラ２Ｃの温湿度情報を第２、第３の温湿度センサ１１ｂ、１１ｃで検出した。又、第４の画像形成部ＳＫの帯電ローラ２Ｋの温湿度情報を第３の温湿度センサ１１ｃで検出した。本実施形態では、第２、第３の画像形成部ＳＭ、ＳＣの帯電ローラ２Ｍ、２Ｃに関しては、２つの温湿度検出手段の検出結果の平均値が算出される。
【００６２】
尚、本実施形態では、装置本体Ｂの内部の温湿度情報を取得するために、３つの温湿度検出手段を設けたが、これに限定されるわけではなく、各画像形成部（即ち、各帯電部材）に対して個々に設けてもよい。
【００６３】
一方、後述する機外温湿度センサ（第２のセンサ）１１１を構成する第４の温湿度検出手段１２は、画像形成装置Ａが設置されている環境状態を検出するために、本実施形態では、記録材供給装置１０の近傍に設けられている。これにより、第４の温湿度センサ１２は、画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部とは異なる温湿度情報を取得する。本実施形態では、画像形成装置Ａにおいて装置本体Ｂと記録材収納部などの記録材供給装置１０とは、異なる筺体（枠体）内に収容された上で結合されている。そのため、記録材供給装置１０に設けられた温湿度検出手段は、装置本体Ｂに設けられた温湿度検出手段とは異なる温湿度情報であって、装置本体Ｂの外部（機外）の環境状態に対応する画像形成装置Ａの周囲の設置環境と近いか又は同等の温湿度情報を取得できる。
【００６４】
尚、温湿度検出手段として外部の情報端末から装置本体Ｂの内部とは異なる温湿度情報を取得する構成としてもよい。
【００６５】
第１、第２、第３、第４の温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２により得られた温湿度情報は、図６を参照して詳しくは後述するように、プリンタコントローラ１０５に集積され、帯電電圧設定条件の決定因子として使用される。第１、第２、第３の温湿度センサは図６における機内温度センサ１１０を構成し、第４の温湿度センサ１２は図６における機外温湿度センサ１１１を構成する。
【００６６】
本実施形態では、図４に示すように、第１、第２、第３、第４の温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２は、湿度検知手段としての湿度検知部２０と、温度検知手段としての温度検知部２１と、を有する。本実施形態では、湿度検知部２０としては、高分子抵抗変化型のＨＤＫ社製（ＨＩＳ−０６Ｈ−Ｎ）を使用し、温度検知部２１としては、チップサーミスタ（（株）大泉製作所）を使用した。湿度検知部２０、温度検知部２１は、それぞれ電源端子Ｖｃｃ、出力端子Ｖｏｕｔ、アース端子ＧＮＤ、サーミスタ端子ＴＨ１に接続されている。
【００６７】
尚、湿度検知手段、温度検知手段は、本実施形態のものに限定されるものではなく、任意に利用可能な他の構成の湿度センサ、温度センサ又は温湿度センサを単独で又は組み合わせて使用することができる。
【００６８】
１０．帯電電圧制御
次に、本実施形態における帯電電圧制御について説明する。尚、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋについて、帯電電圧制御の構成及び動作は実質的に同じである。
【００６９】
図５は、本実施形態における帯電ローラ２に対する帯電バイアス印加系の概略回路図である。図５に示すように、帯電ローラ２に帯電バイアスを印加する帯電電圧印加手段としての電源ＨＶ１は、直流電圧発生部（ＤＣ電源）Ｓ１と、交流電圧発生部（ＡＣ電源）Ｓ２とを有する。
【００７０】
直流電圧は、トランスＴ１を含むＤＣ電源Ｓ１から定電圧出力される。ＤＣ電源Ｓ１において、ＤＣ高圧制御回路（比較器）１４は、抵抗Ｒ１を介して直流電圧を電圧検出回路１６で検出し、その出力情報に基づいて直流電圧出力を安定させる。制御回路駆動信号入力部１５は、トランスに駆動信号を入力する。又、交流電圧は、トランスＴ２を含むＡＣ電源Ｓ２から定電流出力される。ＡＣ高圧制御回路１７は、コンデンサＣ２を介して交流電流を電流検出回路１９で検出し、その出力情報に基づいて増幅回路１８のゲインを制御する。又、ＤＣ電源Ｓ１の出力とＡＣ電源Ｓ２の出力とが、抵抗Ｒ３を介して重畳される。
【００７１】
そして、電源ＨＶ１から、直流電圧と周波数ｆの交流電圧とが重畳された所定の振動電圧（帯電バイアスＶｄｃ＋Ｖａｃ）が、芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加される。これにより、回転する感光体１の周面が所定の電位に帯電処理される。
【００７２】
又、感光体１を介して帯電ローラ２に流れる直流電流値及び交流電流値を測定する電流値測定回路１３が電源ＨＶ１と帯電ローラ２とに接続されている。そして、電流値測定回路１３から、図６を参照して後述するプリンタコントローラ１０５に、測定した電流値の情報が入力される。
【００７３】
尚、図６におけるプリンタコントローラ１０５は、図６における高圧制御部１０８を構成する上記ＤＣ高圧制御回路１４、ＡＣ高圧制御回路１７に出力を制御するための設定値信号を入力する。これによって、プリンタコントローラ１０５は、ＤＣ電源Ｓ１から帯電ローラ２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源Ｓ２から帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧値或いは交流電流値と、を制御する機能を有する。
【００７４】
又、プリンタコントローラ１０５は、上記電流値測定回路１３から入力された電流値情報に基づいて、印字（画像形成）工程の帯電工程において帯電ローラ２に印加する帯電バイアスの演算・決定プログラムを実行する機能を有する。
【００７５】
１１．制御態様
次に、画像形成装置Ａの制御態様について説明する。図６は、本実施形態の画像形成装置Ａの動作を統括的に制御する制御手段としてのＣＰＵ（中央処理装置）１０１と、各部分と、の接続関係を説明するためのハードウェアブロック図である。
【００７６】
画像形成装置Ａは、ジョブの管理を行うコントローラ部１００と、画像データを記録材Ｐ上に可視像として形成するために画像形成部Ｓなどで構成されるプリンタ部を制御するプリンタ制御部１０４と、によって制御される。ここで、ジョブとは、一の画像形成動作開始指示による単数又は複数の記録材への一連の画像形成動作である。
【００７７】
コントローラ部１００は、ＣＰＵ１０１、制御プログラムが書き込まれた記憶手段としてのＲＯＭ１０３、処理を実行するためのデータを格納する記憶手段としてのＲＡＭ１０２などを有する。これらはバスによって接続されて、相互に情報を交換することができる。
【００７８】
プリンタ制御部１０４は、プリンタ部の各画像形成部Ｓなどを制御して、画像形成動作の基本制御を実行する。プリンタ制御部１０４は、制御手段としてのプリンタコントローラ１０５、制御プログラムが書き込まれた記憶手段としてのＲＯＭ１０７、画像形成動作の処理を行うためのデータを格納する記憶手段としてのＲＡＭ１０６などを有する。これらはバスによって接続され、相互に通信することができる。ここで、ＲＯＭ１０７には、帯電電圧設定を実行するためのフローに関するプログラムが記憶されている。
【００７９】
プリンタ制御部１０４には、プリンタ部の各構成部品を制御するための入出力ポートなどを含む、デバイス制御部１０８〜１１１が含まれる。デバイス制御部としては、高圧を制御するための高圧制御部１０８、駆動制御部１０９が挙げられる。又、画像形成装置内の温湿度を検出する機内温湿度センサ１１０、画像形成装置の設置環境の温湿度を検出する機外温湿度センサ１１１、電流値測定回路１３が挙げられる。
【００８０】
尚、本実施形態では、機外温湿度センサ１１１をプリンタ制御部１０４内に実装させたが、図７に示すように、外部インターフェースによる双方向通信にてプリンタコントローラ１０５に情報を送信するようしてもよい。
【００８１】
（実施例１）
本実施形態の画像形成装置Ａに適用する帯電電圧制御の第１の実施例について説明する。本実施例では、機内温湿度センサ１１０を用いて帯電電圧制御を行う。
【００８２】
図８のフローチャートを参照して、本実施例における機内温湿度センサ１１０を用いた帯電電圧制御について説明する。図８は、帯電電圧値の決定に至るまでのフローチャートを示す。
【００８３】
制御手段としてのＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に保存されたプログラムに従い、画像形成装置Ａの各部を以下のように制御する。
【００８４】
Ｓ１０１：画像形成装置Ａの電源がオペレータによりＯＮされたことをＣＰＵ１０１が確認する。
Ｓ１０２：ＣＰＵ１０１は、プリンタコントローラ１０５に対して、ＲＯＭ１０７からのプログラムを実施するよう命令する。指令を受けたプリンタコントローラ１０５は、機内温湿度センサ１１０から温湿度情報を取得する。
Ｓ１０３：プリンタコントローラ１０５は、取得した情報から、ＲＯＭ１０７に予め設定された温度に対する必要な帯電ＡＣ電圧値の関係を用いて、適正値を算出する。
【００８５】
本実施例では、図９に示すような温度と帯電ＡＣ電圧値との関係を用いて、機内温湿度センサ１１０による検出結果から、必要な帯電ＡＣ電圧値を算出する。図９は、横軸に温度、縦軸に必要な帯電ＡＣ電圧を示している。
【００８６】
ここで、本実施例との比較のために、帯電ＡＣ電圧を制御するのに用いられている従来の放電電流制御について説明する。
【００８７】
図２０は、帯電ＡＣ電圧に対する放電電流量の関係を示した図である。放電電流制御では、初めに、パッシェンの法則に基づいた未放電領域におけるＡＣ電圧とＡＣ電流量の関係を最小二乗法にて直線近似（図中ｆ（ｘ））する。次に、放電領域のＡＣ電圧を所定の間隔にて順次印加し、ＡＣ電流を測定する。ここで測定された放電領域のＡＣ電流値とから、ｆ（ｘ）を放電領域まで前方補正した際の同ＡＣ電圧時のＡＣ電流値との差分ΔＩを算出する。このΔＩを放電電流量と定義し、現在の状態に対して必要な放電電流量を充足するＡＣ電圧値及びＡＣ電流量を算出する。
【００８８】
例えば、図２０においてＡＣ電圧α（Ｖｐｐ）を印加したときのΔＩが所望の放電電流量だった場合、ＡＣ電流β（μＡ）を維持する電流制御が実施される。
【００８９】
図２１は、図２０の結果から、横軸のＡＣ電圧に対して放電電流量ΔＩを縦軸にしたものである。図２１には、前述の課題が発生した時のＡＣ電圧に対する放電電流量の関係を示している。
【００９０】
図２１中のＣａｓｅ１は、正常動作時の挙動を示す。一方、図２１中のＣａｓｅ２は、Ｃａｓｅ１の場合と同じ環境下であるにも拘わらず、上述のような近似直線間の差分で求められる放電電流量ΔＩが負の領域になる電圧範囲が存在するという異常動作が発生したときの制御結果の一例を示す。図２１から、同じ放電電流量ΔＩに設定するために必要であるとして算出されたＡＣ電圧値であるのに、異なるＡＣ電圧値が算出されていることが分かる。
【００９１】
従来の帯電ローラなどの帯電部材では、放電電流量制御が正常な挙動を示していたとしても、図２１における放電電流量が負の領域になるような放電電流量の設定では、帯電不良が発生することがあった。そのため、比較的高い放電電流量に設定していた。そのことから、上述のように放電電流量が負となる範囲が生じることによる課題は顕在化しなかった。
【００９２】
しかし、近年の帯電ローラなどの帯電部材の材料特性が改善したことなどにより、より低い放電電流量でも帯電不良の発生しない領域が広がった。低い放電電流量の領域を使用することは、従来よりも感光体への放電ダメージを低減し、又放電生成物の蓄積を低減する点で好ましい。又、ブレードなどの弾性耐を用いたクリーニング方式においては、長期にわたるクリーニング性能の維持においても、放電電流量を小さく設定できることは、捲れ、トナーすり抜けなどに対して利点が多い。そのため、このように低い放電電流量の領域での安定した制御が望まれる。
【００９３】
本実施例で使用した帯電ローラ２も、比較的低い放電電流量の領域でも帯電不良の発生しない放電電流量を設定することが可能なため、制御上不安定な領域（図中放電電流量が負になる領域）を使用することができる。そのため、上述のように放電電流量制御において放電電流量が負となる範囲が生じることで制御が実行できなくなる可能性がある。
【００９４】
即ち、本実施例の目的の一つは、放電電流量制御方式に依存せずに、低い放電電流量領域においても、適切に帯電電圧設定を行うことを可能にすることである。
【００９５】
そこで、本実施例では、画像形成装置Ａは、温度に係る情報を検知する温度検知手段として機内温湿度センサ１１０を有する。そして、設定手段としてのプリンタコントローラ１０５が、機内温湿度センサ１１０による温度検知結果に基づいて、画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値を設定する。特に、本実施例では、画像形成装置Ａは、帯電不良が発生しないように所定量以上の交流放電電流量が得られるように設定された、温度と帯電ローラ２に印加する交流電圧値との関係（図９）を示す情報を記憶する記憶手段としてのＲＯＭ１０７を有する。そして、設定手段としてのプリンタコントローラ１０５が、機内温湿度センサ１１０による温度検知結果と、ＲＯＭ１０７に記憶された上記情報とから、画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値を設定する。
【００９６】
尚、本実施例では、機内温湿度センサ１１０が、帯電ローラ２の温湿度情報を直接検知できる手段として使用できるものとする。
【００９７】
このように、本実施例は、従来の放電電流量制御のように帯電ＡＣ電圧を決定するために画像形成装置Ａにおいて放電電流量を測定するという方法に依存せずに、温度の検知結果に基づいて帯電ＡＣ電圧を決定できる。そのため、同じ環境に対しては一対一の帯電ＡＣ電圧の設定が可能となる。従って、制御が収束しない状況が発生しないため、安定した帯電電圧設定を行うことができる。
【００９８】
より具体的には、例えば画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部が２０℃であるとの情報を取得した場合、図９の関係から、帯電ＡＣ電圧値が２０５０Ｖｐｐとなる。
【００９９】
ここで、上述の図９に示す関係は、次のような評価方法により決定したものである。
【０１００】
画像形成装置Ａは、機内温湿度センサ１１０による検出結果に基づいて絶対水分量を算出して、各温度に対して同じ絶対水分量になるよう湿度を調節した環境に設置した。図１０は、評価環境を設定するための図であり、横軸に温度、縦軸に湿度を示した図である。同図中の線は、等絶対水分量線であり、この線上で温度と湿度を設定することにより、温度が異なっていても絶対水分量としては同じ環境にて評価が可能となる。
【０１０１】
帯電バイアスのＤＣ電圧は−７５０Ｖとし、現像位置における感光体１上の電位は約−７００Ｖに設定する。又、現像バイアスは、−６００ＶのＤＣ電圧と、ピーク間電圧が１３００Ｖｐｐ、周波数が１０．０ｋＨｚの矩形波であるＡＣ電圧とを重畳した振動電圧として、通紙時におけるカブリを発生させない設定とする。更に、一次転写部（一次転写位置）Ｎ１にて感光体１上のトナー像を最適な状態にて中間転写体ベルト７に転写するために、転写電流を４０μＡに設定した。
【０１０２】
上記電圧設定条件にて各水分量が設定された環境にて、帯電ＡＣ印加電圧条件を振りながら１７階調画像を印刷し、画像上における帯電不良発生有無を主観評価にて実施した。
【０１０３】
その結果、帯電不良を発生させない領域として、図９に示す通り、湿度に依存しない温度のみを感度因子とした関係を取得することができた。
【０１０４】
尚、本実施例における測定のタイミングについては、画像形成装置Ａの設置環境に応じて、リアルタイムで測定したり、一定の時間間隔毎に測定したりすることができる。これにより、画像形成装置Ａの設置環境に応じて、適宜精度の高い制御を実行することができる。一般的には、非画像形成時に、画像形成時の帯電工程における帯電ローラ２に対する帯電交流電圧の演算・決定プログラムが実行される。非画像形成時としては、次のものが挙げられる。画像形成装置の電源投入時やスリープモードからの復帰時などの定着温度の立ち上げなどのための所定の準備動作が実行される初期回転動作（前多回転工程）がある。又、画像形成信号が入力されてから実際に画像情報に応じた画像を書き出すまでに所定の準備動作が実行される印字準備回転動作（前回転工程）がある。又、連続画像形成時の記録材と記録材との間に対応する紙間工程時がある。又、画像形成が終了した後に所定の整理動作（準備動作）が実行される後回転工程時がある。
【０１０５】
（実施例２）
次に、本実施形態の画像形成装置Ａに適用する帯電電圧制御の第２の実施例について説明する。
【０１０６】
実施例１では、機内温湿度センサ１１０が帯電ローラ２の温湿度情報を直接検知できるものとした。しかし、装置本体Ｂの構成上、直接検知できない場合がある。そのため、温湿度検知情報に誤差が生じる場合がある。
【０１０７】
特に、機外と機内とで環境温度に顕著な差が生じている際に、機外に放置されている交換パーツを装置本体Ｂに到着した時の環境ミスマッチにより、制御は正しく実施されているが、所望の放電電流量ではないために、帯電不良を発生させてしまうことが考えられる。
【０１０８】
このような場合、従来の放電電流量制御を用いた場合にも、図２１に示すように制御が適切に行われないことがある。但し、図２１のＣａｓｅ２のように放電電流量制御が適切に行われない場合においても、正常動作時の値を適用すれば帯電不良などは発生しない。このことから、環境条件をトリガーとした制御を実装する場合には、上述のような環境のミスマッチによる制御の不整合が生じやすいと考えられる。
【０１０９】
そこで、本実施例では、帯電ローラ２の動的ＡＣ抵抗を算出することにより、帯電電圧設定を実行する。
【０１１０】
図１１のフローチャートを参照して、本実施例における電流値測定回路１３を用いた帯電電圧制御について説明する。本実施例において、電流値測定回路１３は、帯電ローラ２の電気抵抗に係る情報を検知する抵抗検知手段として機能する。図１１は帯電電圧値の決定に至るまでのフローチャートを示す。
【０１１１】
制御手段としてのＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に保存されたプログラムに従い、画像形成装置Ａの各部を以下のように制御する。
【０１１２】
Ｓ２０１：画像形成装置Ａの電源がオペレータによりＯＮされたことをＣＰＵ１０１が確認する。
Ｓ２０２：ＣＰＵ１０１は、プリンタコントローラ１０５に対して、ＲＯＭ１０７からのプログラムを実施するよう命令する。指令を受けたプリンタコントローラ１０５は、駆動制御部１０９に対して、感光体１を駆動するよう命令する。
Ｓ２０３：プリンタコントローラ１０５は、高圧制御部１０８に対して、ＲＯＭ１０７のプログラムに基づいた帯電ＡＣ電圧を印加するよう命令する。
Ｓ２０４：プリンタコントローラ１０５は、電流値測定回路１３を用いて検出された値をＲＡＭ１０６に記憶すると共に、動的ＡＣ抵抗値を演算し、ＲＯＭ１０７に予め設定された動的ＡＣ抵抗値に対する必要な帯電ＡＣ電圧値の関係を用いて、適正値を算出する。
【０１１３】
本実施例では、図１２に示すような動的抵抗と帯電ＡＣ電圧との関係を用いて、必要な帯電ＡＣ電圧値を算出する。図１２は、横軸に動的ＡＣ抵抗値、縦軸に必要な帯電ＡＣ電圧を示している。
【０１１４】
より具体的には、例えば動的抵抗が５．０Ｅ＋０７Ω（５．０×１０7Ω）であるとの情報を取得した場合、図１２の関係から、帯電ＡＣ電圧値が２０００Ｖｐｐとなる。
【０１１５】
ここで、動的ＡＣ抵抗を測定するための手法について説明する。
【０１１６】
図１３は、未放電領域における帯電ＡＣ電圧をある一定電圧間隔にて帯電ローラ２に印加した際の、横軸をＡＣ電圧、縦軸をＡＣ電流として示した概念図である。図１３中のＹは、本実施例における感光体１に対する放電開始電圧を指し、パッシェンの法則に基づいた値となる。空隙距離Ｚ（μｍ）、厚さｄ（μｍ）、比誘電率εｒの系において、空隙における電圧をＶｇとすると、次式（１）となる。
【０１１７】
【数２】
2014102299.tif 000004
【０１１８】
空隙電圧Ｖｇと空隙距離Ｚはパッシェンの法則より、次式（２）となる。
【０１１９】
【数３】
2014102299.tif 000005
【０１２０】
空隙ＺにおいてＶｇを超えれば放電開始となることから、放電開始電圧Ｙは次式（３）にて表現できる。
【０１２１】
【数４】
2014102299.tif 000006
【０１２２】
本実施例で使用した感光体１は、ｄ＝３５μｍ、εｒ＝２．５であり、その結果放電開始電圧Ｙは、約７２８Ｖとなる。従って、図１３中のα１〜α３におけるＡＣ電圧値はこの値以下にて設定した。
【０１２３】
プリンタコントローラ１０５は、印加されたＡＣ電圧に対して電流値測定回路１３により検出された値β１〜β３を得る。得られた値より、プリンタコントローラ１０５は、最小二乗法により傾きを算出し、この傾きを動的ＡＣ抵抗値として使用する。これにより、プリンタコントローラ１０５は、図１２の関係から、作像時に印加すべき帯電ＡＣ電圧値を決定することができる。
【０１２４】
尚、本実施例では、動的ＡＣ抵抗値を測定する際に、帯電ＡＣ電圧のみを印加する方法を適用したが、測定時に一定のＤＣ電圧値を印加してもよく、ＤＣ電流値を減算して求めた値が図１２の関係を維持できればよい。
【０１２５】
このように、本実施例では、画像形成装置Ａは、電源ＨＶ１から帯電ローラ２に放電開始電圧未満の電圧を印加した際の電圧及び電流を検知して帯電ローラ２の電気抵抗に係る情報を検知する抵抗検知手段として電流値測定回路１３を有する。本実施例のように、抵抗検知の際に印加する電圧を交流電圧とすることによって、実際の画像形成時と近い条件で測定できることから、測定精度を向上することができる。又、本実施例では、画像形成装置Ａは、帯電不良が発生しないように所定量以上の交流放電電流量が得られるように設定された、帯電ローラの電気抵抗と帯電ローラに印加する交流電圧値との関係（図１２）を示す情報を記憶する記憶手段ＲＯＭ１０７を有する。そして、設定手段としてのプリンタコントローラ１０５が、電流値測定回路１３による抵抗検知結果とＲＯＭ１０７に記憶された上記情報とから、画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値を設定する。本実施例のように、感光体１が回転中に電気抵抗に係る情報を検知することで、実際の画像形成時に対して高圧印加条件を除き実質的に同じ条件で測定することにより、測定精度を向上することができる。
【０１２６】
尚、本実施例における測定タイミングは、実施例１と同様とすることができる。例えば、ジョブの始まる前や一定の時間間隔毎に測定を行うことで、制御の確度を向上することができる。
【０１２７】
（実施例３）
次に、本実施形態の画像形成装置Ａに適用する帯電電圧制御の第３の実施例について説明する。
【０１２８】
本実施例では、機内温湿度センサ１１０による検出結果及び動的ＡＣ抵抗値を求めた結果から、より精度の高い帯電電圧設定を実行する。例えば、画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部の温湿度条件と外部の温湿度条件とが著しく乖離している場合に、本実施例は有効である。即ち、画像形成装置Ａでは、画像形成ユニット、特に、プロセスカートリッジ３０などの帯電ローラ２を含む交換ユニットの交換が必要となることがある。この際、その交換ユニットが、画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部の温湿度条件と乖離した場所に保管されていることがある。一般に、交換ユニットは、画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部よりも低い温度の場所に保管されていることが多い。そのため、その状態のまま交換ユニットが画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部に装着されると、例えば実施例１の制御の場合、温度が高い状態の帯電電圧設定になってしまい、帯電不良が発生してしまうことがある。そこで、本実施例は、これを想定した制御を行うことにより、より適切な帯電電圧の設定が可能となる。
【０１２９】
図１４のフローチャートを参照して、本実施例における機内温湿度センサ１１０及び電流値測定回路１３を用いた帯電電圧制御について説明する。図１４は、帯電電圧値の決定に至るまでのフローチャートを示す。
【０１３０】
制御手段としてのＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に保存されたプログラムに従い、画像形成装置Ａの各部を以下のように制御する。
【０１３１】
Ｓ３０１：画像形成装置Ａの電源がオペレータによりＯＮされたことをＣＰＵ１０１が確認する。
Ｓ３０２：ＣＰＵ１０１は、プリンタコントローラ１０５に対して、ＲＯＭ１０７からのプログラムを実施するよう命令する。指令を受けたプリンタコントローラ１０５は、駆動制御部１０９に対して、感光体１を駆動するよう命令する。
Ｓ３０３：プリンタコントローラ１０５は、高圧制御部１０８に対して、ＲＯＭ１０７のプログラムに基づいた帯電ＡＣ電圧を印加するよう命令する。
Ｓ３０４：プリンタコントローラ１０５は、電流値測定回路１３を用いて検出された値をＲＡＭ１０６に記憶すると共に、動的ＡＣ抵抗値を算出する。
Ｓ３０５：プリンタコントローラ１０５は、算出された動的ＡＣ抵抗値から、ＲＯＭ１０７に予め設定された図１５に示すような動的ＡＣ抵抗値に対する想定温度の関係を用いて、想定温度を算出する。
Ｓ３０６：プリンタコントローラ１０５は、機内温湿度センサ１１０から温湿度情報を取得する。
Ｓ３０７：プリンタコントローラ１０５は、上記両者の温度を比較する。
Ｓ３０８：プリンタコントローラ１０５は、動的ＡＣ抵抗値から算出した想定温度が機内温湿度センサ１１０を用いて得られた温度よりも低い場合、動的ＡＣ抵抗値に基づいた帯電ＡＣ設定を適用する（設定（１））。
Ｓ３０９：プリンタコントローラ１０５は、動的ＡＣ抵抗値から算出した想定温度が機内温湿度センサ１１０を用いて得られた温度よりも高い場合、機内温湿度センサ１１０に基づいた帯電ＡＣ設定を適用する（設定（２））。
【０１３２】
ここで、図１５の関係について説明する。図１５は、横軸に動的ＡＣ抵抗値、縦軸に想定温度を示したものである。この関係は、別途、帯電ローラ２を同絶対水分量環境、一定温度環境下において動的ＡＣ抵抗測定をした際における関係から得られたものである。
【０１３３】
より具体的には、例えば動的抵抗が５．０Ｅ＋０７Ω（５．０×１０7Ω）であると算出された場合、想定温度は２５℃となる。この結果に対して機内温湿度センサ１１０による検出値が２０℃であった場合、２０℃に対する帯電ＡＣ電圧値、本実施例では図９より２０５０Ｖを設定する（設定（２））。又、機内温湿度センサ１１０による検出値が３０℃であった場合、２５℃に対する帯電ＡＣ電圧値、本実施例では図９より１７５０Ｖを設定する（設定（１））。
【０１３４】
このように、本実施例では、画像形成装置Ａは、温度検知手段としての第１、第２の温度検知手段を有する。又、本実施例では、プリンタコントローラ１０５は、第１の温度検知手段による第１の温度検知結果と第２の温度検知手段による第２の温度検知結果のうちいずれかを選択する選択手段としての機能を有する。そして、設定手段としてのプリンタコントローラ１０５は、選択手段によって選択された温度検知結果を用いて画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値の設定を行う。特に、本実施例では、第１の温度検知手段は、当該画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部の温度を検知するセンサである。又、本実施例では、第２の温度検知手段は、抵抗検知手段としての電流値測定回路１３によって構成される。この場合、第２の温度検知結果は、電流値測定回路１３による抵抗検知結果と、第２の記憶手段としてのＲＯＭ１０７に記憶された帯電ローラ２の電気抵抗と温度との関係を示す情報と、から求められる帯電ローラ２の温度の予測値である。換言すると、この場合、第２の温度検知手段は、帯電ローラ２の温度の予測値を求める予測手段として構成される。そして、選択手段としてのプリンタコントローラ１０５は、第１、第２の温度検知結果のうちより低い温度を示す温度検知結果を選択する。このように低い温度を示す温度検知結果を選択して帯電ＡＣ電圧の設定に使用するのは、低温時にはより高い帯電ＡＣ電圧が必要となる傾向にあることから、帯電不良発生を抑制するために低温側に合わせることが有利だからである。
【０１３５】
尚、本実施例における測定タイミングは、実施例１と同様とすることができる。
【０１３６】
又、本実施例における動的ＡＣ抵抗値から想定温度を求めることは、実施例１における機内温度を検知することの代わりに用いることもできる。
【０１３７】
（実施例４）
次に、本実施形態の画像形成装置Ａに適用する帯電電圧制御の第４の実施例について説明する。
【０１３８】
本実施例では、実施例１における機内温度を検知することの代わりに、機外温湿度センサ１１１を用いて機外温度を検知する。これによっても、プロセスカートリッジ３０などの帯電ローラ２を含む交換ユニットが、機外温湿度センサ１１１が検出できる環境の範囲内に保管されているならば適切な制御が可能である。
【０１３９】
図１６のフローチャートを参照して、本実施例における機外温湿度センサ１１１を用いた帯電電圧制御について説明する。図１６は、帯電電圧値の決定に至るまでのフローチャートを示す。
【０１４０】
制御手段としてのＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に保存されたプログラムに従い、画像形成装置Ａの各部を以下のように制御する。
【０１４１】
Ｓ４０１：画像形成装置Ａの電源がオペレータによりＯＮされたことをＣＰＵ１０１が確認する。
Ｓ４０２：ＣＰＵ１０１は、プリンタコントローラ１０５に対して、ＲＯＭ１０７からのプログラムを実施するよう命令する。指令を受けたプリンタコントローラ１０５は、機外温湿度センサ１１１から温湿度情報を取得する。
Ｓ４０３：プリンタコントローラ１０５は、取得した情報から、ＲＯＭ１０７に予め設定された温度に対する必要な帯電ＡＣ電圧値の関係を用いて、適正値を算出する。
【０１４２】
必要な帯電ＡＣ電圧値については、実施例１と同様に、図９の関係が適用可能である。より具体的には、例えば画像形成装置Ａ外が２０℃であるとの情報を取得した場合、図９の関係から、帯電ＡＣ電圧値が２０５０Ｖｐｐとなる。
【０１４３】
尚、本実施例における測定タイミングは、実施例１と同様とすることができる。
【０１４４】
（実施例５）
次に、本実施形態の画像形成装置Ａに適用する帯電電圧制御の第５の実施例について説明する。
【０１４５】
本実施例では、機外温湿度センサ１１１による検出結果及び動的ＡＣ抵抗値を求めた結果から、より精度の高い帯電電圧設定を実行する。例えば、プロセスカートリッジ３０などの帯電ローラ２を含む交換ユニットの保管環境と機外温湿度センサにより測定される環境の温湿度条件が著しく乖離している場合、本実施例は有効である。
【０１４６】
図１７のフローチャートを参照して、本実施例における機外温湿度センサ１１１及び電流値測定回路１３を用いた帯電電圧制御について説明する。図１７は、帯電電圧値の決定に至るまでのフローチャートを示す。
【０１４７】
制御手段としてのＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に保存されたプログラムに従い、画像形成装置Ａの各部を以下のように制御する。
【０１４８】
Ｓ５０１：画像形成装置Ａの電源がオペレータによりＯＮされたことをＣＰＵ１０１が確認する。
Ｓ５０２：ＣＰＵ１０１は、プリンタコントローラ１０５に対して、ＲＯＭ１０７からのプログラムを実施するよう命令する。指令を受けたプリンタコントローラ１０５は、駆動制御部１０９に対して、感光体１を駆動するよう命令する。
Ｓ５０３：プリンタコントローラ１０５は、高圧制御部１０８に対して、ＲＯＭ１０７のプログラムに基づいた帯電ＡＣ電圧を印加するよう命令する。
Ｓ５０４：プリンタコントローラ１０５は、電流値測定回路１３を用いて検出された値をＲＡＭ１０６に記憶すると共に、動的ＡＣ抵抗値を算出する。
Ｓ５０５：プリンタコントローラ１０５は、算出された動的ＡＣ抵抗値から、ＲＯＭ１０７に予め設定された図１５に示すような動的ＡＣ抵抗値に対する想定温度の関係を用いて、想定温度を算出する。
Ｓ５０６：プリンタコントローラ１０５は、機外温湿度センサ１１１から温湿度情報を取得する。
Ｓ５０７：プリンタコントローラ１０５は、上記両者の温度を比較する。
Ｓ５０８：プリンタコントローラ１０５は、動的ＡＣ抵抗値から算出した想定温度が機外温湿度センサ１１１を用いて得られた温度よりも低い場合、動的ＡＣ抵抗値に基づいた帯電ＡＣ設定を適用する（設定（１））。
Ｓ５０９：プリンタコントローラ１０５は、動的ＡＣ抵抗値から算出した想定温度が機内温湿度センサ１１１を用いて得られた温度よりも高い場合、機外温湿度センサ１１１に基づいた帯電ＡＣ設定を適用する（設定（２））。
【０１４９】
より具体的には、例えば動的抵抗が５．０Ｅ＋０７Ω（５．０×１０7Ω）であると算出された場合、想定温度は２５℃となる。この結果に対して機外温湿度センサ１１１による検出値が２０℃であった場合、２０℃に対する帯電ＡＣ電圧値、本実施例では図９より２０５０Ｖを設定する（設定（２））。又、機外温湿度センサ１１１による検出値が３０℃であった場合、２５℃に対する帯電ＡＣ電圧値、本実施例では図９より１７５０Ｖを設定する（設定（１））。
【０１５０】
このように、本実施例では、実施例３における画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部の温度を検知するセンサの代わりに、第１の温度検知手段は、当該画像形成装置Ａの装置本体Ｂの外部の温度を検知するセンサである。
【０１５１】
尚、本実施例における測定タイミングは、実施例１と同様とすることができる。例えば、交換ユニットの交換直後に測定を行うことで、制御の確度を向上することができる。
【０１５２】
（実施例６）
次に、本実施形態の画像形成装置Ａに適用する帯電電圧制御の第６の実施例について説明する。
【０１５３】
本実施例では、機内温湿度センサ１１０による検出結果及び機外温湿度センサ１１１による検出結果から、より精度の高い帯電電圧設定を実行する。例えば、プロセスカートリッジ３０などの帯電ローラ２を含む交換ユニットの保管環境が、機外温湿度センサ１１１により測定される環境であり、且つ、画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部の温湿度条件が著しく乖離している場合、本実施例は有効である。
【０１５４】
図１８のフローチャートを参照して、本実施例における機内温湿度センサ１１０及び機外温湿度センサ１１１を用いた帯電電圧制御について説明する。図１８は、帯電電圧値の決定に至るまでのフローチャートを示す。
【０１５５】
制御手段としてのＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に保存されたプログラムに従い、画像形成装置Ａの各部を以下のように制御する。
【０１５６】
Ｓ６０１：画像形成装置Ａの電源がオペレータによりＯＮされたことをＣＰＵ１０１が確認する。
Ｓ６０２：ＣＰＵ１０１は、プリンタコントローラ１０５に対して、ＲＯＭ１０７からのプログラムを実施するよう命令する。指令を受けたプリンタコントローラ１０５は、機内温湿度センサ１１０から温湿度情報を取得する。
Ｓ６０３：プリンタコントローラ１０５は、機外温湿度センサ１１１から温湿度情報を取得する。
Ｓ６０４：プリンタコントローラ１０５は、ＣＰＵ１０１が取得した設置状況判断情報を確認する。後述するように、設置状況判断情報は、装置本体Ｂの操作部（図示せず）からオペレータによりＣＰＵ１０１に入力される。そして、プリンタコントローラ１０５は、取得した設置状況判断情報から交換ユニットが交換された否かを判断する。
Ｓ６０５：プリンタコントローラ１０５は、設置状況判断の結果及び上記両者の温度を比較した結果から、いずれの温度に基づく帯電ＡＣ電圧設定を実行するか選択する。
Ｓ６０６：プリンタコントローラ１０５は、交換ユニットが交換されていないと判断した場合、又は交換されたが機内温度センサ１１０を用いて得られた温度の方が低いと判断した場合は、機内温湿度センサ１１０に基づいた帯電ＡＣ設定を適用する（設定（１））。
Ｓ６０７：プリンタコントローラ１０５は、交換ユニットが交換され、且つ、機外温度センサ１１１を用いて得られた温度の方が低いと判断した場合は、機外温湿度センサ１１１に基づいた帯電ＡＣ設定を適用する（設定（２））。
【０１５７】
ここで、本実施例におけるＳ６０４の設置状況判断について更に説明する。例えばオペレータは交換ユニットの交換作業を実施した際に、初期設定をする必要がある。この設定は、交換時のみに対応する作業のため、交換ユニットが交換されたと判断することが可能な条件となる。ＣＰＵ１０１は、オペレータからこの情報を受信することにより、交換ユニットが画像形成装置Ａの装置本体Ｂの外部に放置されていたことを判断することが可能となる。そのため、より正確に現在の交換ユニットの状態を判断することが可能となる。尚、オペレータが、ＣＰＵ１０１に対して、交換ユニットが画像形成装置Ａの装置本体Ｂの外部に放置されていたことを示す情報を積極的に入力するようになっていてもよい。
【０１５８】
例えば、機外温湿度センサによる検出値が２０℃、機内温湿度センサによる検出値が３０℃、且つ、設置状況判断により交換ユニットが交換されたと判断するフラグ（設置状況判断情報）をＣＰＵ１０１が取得しているものとする。この場合、図９の関係から２０℃の時の帯電ＡＣ電圧値２０５０Ｖを設定する（設定（２））。一方、同様に機外温湿度センサによる検出値が２０℃、機内温湿度センサによる検出値が３０℃であるが、上記フラグが立っていない場合は、図９の関係から３０℃の時の帯電ＡＣ電圧値１５５０Ｖを設定する（設定（１））。又、そのフラグが立っていても、機内温湿度センサ１１０を用いて得られた温度の方が機外温湿度センサ１１１を用いて得られた温度よりも低い場合は、機内温湿度センサ１１０による検出値に基づいて帯電ＡＣ電圧値を設定する（設定（１））。
【０１５９】
このように、本実施例では、選択手段としてのプリンタコントローラ１０５は、帯電ローラ２を含む交換ユニットが交換されたことを検知した場合に機外の温度検知結果である第２の温度検知結果を選択する。一方、交換されていない場合には機内の温度検知結果である第１の温度検知結果を選択する。特に、本実施例では、帯電ローラ２を含む交換ユニットが交換され、且つ、機外の温度検知結果である第２の温度検知結果が機内の温度検知結果である第１の温度結果よりも低い場合に、機外の温度検知結果である第２の温度検知結果を選択するようにする。尚、交換ユニットは、画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部よりも低い温度の場所に保管されていることが多い。そのため、帯電ローラ２を含む交換ユニットが交換されたことを検知した場合には常に機外の温度検知結果である第２の温度検知結果を選択するようにしてもよい。又、所望により、各種部材の温度が周囲の温度になじむまでの遅延などを考慮して、本実施例のような設置状況判断を行わずに、機内の温度検知結果と機外の温度検知結果のうち低い温度を示す温度検知結果を選択するようにしてもよい。
【０１６０】
尚、本実施例における測定タイミングは、実施例１と同様とすることができる。例えば、交換ユニットの交換直後に測定を行うことで、制御の確度を向上することができる。
【０１６１】
（実施例７）
次に、本実施形態の画像形成装置Ａに適用する帯電電圧制御の第７の実施例について説明する。
【０１６２】
本実施例では、機内温湿度センサ１１０による検出結果、機外温湿度センサ１１１による検出結果、動的ＡＣ抵抗値を求めた結果から、より一層精度の高い帯電電圧設定を実行する。
【０１６３】
図１９のフローチャートを参照して、本実施例における機内温湿度センサ１１０、機外温湿度センサ１１１及び電流値測定回路１３を用いた帯電電圧制御について説明する。図１９は、帯電電圧値の決定に至るまでのフローチャートを示す。
【０１６４】
制御手段としてのＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に保存されたプログラムに従い、画像形成装置Ａの各部を以下のように制御する。
【０１６５】
Ｓ７０１：画像形成装置Ａの電源がオペレータによりＯＮされたことをＣＰＵ１０１が確認する。
Ｓ７０２：ＣＰＵ１０１は、プリンタコントローラ１０５に対してＲＯＭ１０７からのプログラムを実施するよう命令する。指令を受けたプリンタコントローラ１０５は、駆動制御部１０９に対して、感光体１を駆動するよう命令する。
Ｓ７０３：プリンタコントローラ１０５は、高圧制御部１０８に対して、ＲＯＭ１０７のプログラムに基づいた帯電ＡＣ電圧を印加するよう命令する。
Ｓ７０４：プリンタコントローラ１０５は、電流値測定回路１３を用いて検出された値をＲＡＭ１０６に記憶すると共に、動的ＡＣ抵抗値を算出する。
Ｓ７０５：プリンタコントローラ１０５は、算出された動的ＡＣ抵抗値から、ＲＯＭ１０７に予め設定された図１５に示すような動的ＡＣ抵抗値に対する想定温度の関係を用いて、想定温度を算出する。
Ｓ７０６：プリンタコントローラ１０５は、機内温湿度センサ１１０から温湿度情報を取得する。
Ｓ７０７：プリンタコントローラ１０５は、機外温湿度センサ１１１から温湿度情報を取得する。
Ｓ７０８：プリンタコントローラ１０５は、上記三者の温度を比較する。
Ｓ７０９：プリンタコントローラ１０５は、動的ＡＣ抵抗値から算出した想定温度が機内温湿度センサ１１０を用いて得られた温度に近い場合、機内温湿度センサ１１０に基づいた帯電ＡＣ電圧設定を適用する（設定（１））。
Ｓ７１０：プリンタコントローラ１０５は、動的ＡＣ抵抗値から算出した想定温度が機外温湿度センサ１１１を用いて得られた温度に近い場合、機外温湿度センサ１１１に基づいた帯電ＡＣ設定を適用する（設定（２））。
【０１６６】
例えば、機外温湿度センサ１１１による検出値が１０℃、機内温湿度センサ１１０による検出値が２３℃を示したものとする。一方、動的ＡＣ抵抗値による算出結果が５．０Ｅ＋０７Ω（５．０×１０7Ω）となった場合、動的ＡＣ抵抗値から予想される想定温度（帯電ローラ２の予測温度）は２５℃となる。この場合、機内温湿度センサ１１０による検出値の方が機外温湿度センサ１１１による検出値よりも動的ＡＣ抵抗値による想定値に近いため、図９の関係から上記２３℃に対する帯電ＡＣ電圧設定値である１９００Ｖを設定する（設定（１））。
【０１６７】
このように、本実施例では、画像形成装置Ａは、温度検知手段としての更に第３の温度検知手段を有する構成とする。特に、本実施例では、第１の温度検知手段は、当該画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部の温度を検知するセンサである。又、第２の温度検知手段は、当該画像形成装置Ａの装置本体Ｂの外部の温度を検知するセンサである。又、第３の温度検知手段は、抵抗検知手段としての電流値測定回路１３によって構成される。そして、選択手段としてのプリンタコントローラ１０５が、第１、第２の温度検知結果のうち、第３の温度検知結果により近い温度を示す温度検知結果を選択するようすることで、更に精度の高い制御を行うことができる。
【０１６８】
尚、本実施例における測定タイミングは、実施例１と同様とすることができる。例えば、交換ユニットの交換直後に測定を行うことで、制御の確度を向上することができる。又、実施例６と同様に、ＣＰＵ１０１が設定状況を判断できる機能を有することにより、更に精度の高い画像形成条件の設定が可能となる。
【０１６９】
［その他の実施形態］
画像形成装置は、中間転写体を介して記録材に転写する構成に限定されるものではなく、感光体からトナー像を直接記録材に転写する構成であってもよい。
【０１７０】
上述の実施形態では、転写残トナーの除去手段としてクリーニング装置を用いる画像形成装置の例を挙げたが、転写残トナーの電荷適正化手段を有し、現像装置にて現像同時回収するクリーナレス方式の画像形成装置においても、本発明の適用が可能である。
【０１７１】
又、少なくとも１つの画像形成部において接触帯電方式を適用し、例えば接触帯電部材の近傍の温湿度検出手段を備えた画像形成装置とすることにより、本発明の適用が可能である。
【０１７２】
又、帯電ローラとしては、芯金の外周に同心一体にローラ上に形成した導電弾性層として、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）などに導電性カーボンを分散したものを有するものなどでもよい。又、その外周面に帯電不良防止のための高抵抗被覆層が形成され、更にその外周面に感光体に対する帯電ローラの固着を防止するための保護被覆層が形成された導電性・弾性ローラであってよい。
【符号の説明】
【０１７３】
１          感光体
２          帯電ローラ
３          露光装置
４          現像装置
１０        記録材供給装置
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  機内温湿度センサ
１２        機外温湿度センサ
１３        電流値測定回路
【図１】
2014102299.tif 000007
【図２】
2014102299.tif 000008
【図３】
2014102299.tif 000009
【図４】
2014102299.tif 000010
【図５】
2014102299.tif 000011
【図６】
2014102299.tif 000012
【図７】
2014102299.tif 000013
【図８】
2014102299.tif 000014
【図９】
2014102299.tif 000015
【図１０】
2014102299.tif 000016
【図１１】
2014102299.tif 000017
【図１２】
2014102299.tif 000018
【図１３】
2014102299.tif 000019
【図１４】
2014102299.tif 000020
【図１５】
2014102299.tif 000021
【図１６】
2014102299.tif 000022
【図１７】
2014102299.tif 000023
【図１８】
2014102299.tif 000024
【図１９】
2014102299.tif 000025
【図２０】
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【図２１】
2014102299.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月13日(2013.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
画像形成装置から着脱可能であり、前記感光体を帯電する帯電部と、
前記帯電部に直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加する印加部と、
前記帯電部によって帯電された前記感光体にトナー像を形成するトナー像形成部と、
前記感光体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写部と、
記録材に転写されたトナー像を加熱及び加圧することで記録材に定着させる定着部と、
前記感光体と、前記帯電部と、前記印加部と、前記トナー像形成部と、前記転写部と、前記定着部とを内部に収容する第１の筐体と、
前記第１の筐体外側の鉛直方向における下方向に配置され、記録材を収容する記録材収容部を内部に有する第２の筐体と、
前記記録材収容部から前記第１の筐体の内部に記録材を搬送する搬送部と、
前記第１の筐体の内部に配置され、前記第１の筐体内部の温度を検出する第１の温度検出部と、
前記第２の筐体の内部に配置され、前記第２の筐体内部の温度を検出する第２の温度検出部と、
前記帯電部の前記画像形成装置への装着動作を検出する装着検出部と、
前記第１の温度検出部の検出結果に基づいて前記帯電バイアスに重畳する交流電圧のピーク間電圧を設定する第１の設定モードを実行する設定部とを備え、
前記装着検出部が前記装着動作を検出した場合、前記設定部は前記第１の温度検出部と前記第２の温度検出部のうち検出した温度が低い方の検出結果に基づいて前記交流電圧のピーク間電圧を設定する第２の設定モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電部は前記感光体および前記トナー像形成部と一体で前記画像形成装置から着脱可能なユニットを構成し、
前記第１の温度検出部は前記ユニットが装着される画像形成装置内部における前記帯電部の近傍に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記設定部は、設定に用いる検出温度が第１の温度である場合には前記交流電圧のピーク間電圧を第１の電圧に設定し、設定に用いる検出温度が第１の温度よりも低い第２の温度である場合には前記交流電圧のピーク間電圧を第１の電圧よりも大きい第２の電圧に設定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】
前記設定部は、非画像形成時における所定のタイミングで前記交流電圧のピーク間電圧の設定を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
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、感光体と、画像形成装置から着脱可能であり、前記感光体を帯電する帯電部と、前記帯電部に直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加する印加部と、前記帯電部によって帯電された前記感光体にトナー像を形成するトナー像形成部と、前記感光体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写部と、記録材に転写されたトナー像を加熱及び加圧することで記録材に定着させる定着部と、前記感光体と、前記帯電部と、前記印加部と、前記トナー像形成部と、前記転写部と、前記定着部とを内部に収容する第１の筐体と、前記第１の筐体外側の鉛直方向における下方向に配置され、記録材を収容する記録材収容部を内部に有する第２の筐体と、前記記録材収容部から前記第１の筐体の内部に記録材を搬送する搬送部と、前記第１の筐体の内部に配置され、前記第１の筐体内部の温度を検出する第１の温度検出部と、前記第２の筐体の内部に配置され、前記第２の筐体内部の温度を検出する第２の温度検出部と、前記帯電部の前記画像形成装置への装着動作を検出する装着検出部と、前記第１の温度検出部の検出結果に基づいて前記帯電バイアスに重畳する交流電圧のピーク間電圧を設定する第１の設定モードを実行する設定部とを備え、前記装着検出部が前記装着動作を検出した場合、前記設定部は前記第１の温度検出部と前記第２の温度検出部のうち検出した温度が低い方の検出結果に基づいて前記交流電圧のピーク間電圧を設定する第２の設定モードを実行することを特徴とする画像形成装置である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
画像形成部Ｓは、像担持体としてのドラム型の感光体（感光ドラム）１を有する。感光体１は、図中の矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光体１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。先ず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ（帯電部）２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置（レーザービームスキャナ）３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置（トナー像形成部）４が配置されている。次に、転写装置（転写部）７０が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置５が配置されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
又、画像形成装置Ａは、２次転写部Ｎ２に紙やＯＨＰシートなどの記録材Ｐを供給するための記録材収容部（カセット）などを備えた記録材供給装置（搬送部）１０、２次転写部Ｎ２よりも記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置された定着手段としての定着装置（定着部）９などを有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
尚、本実施形態では、帯電ローラ２に帯電バイアスを印加する電源（印加部）ＨＶ１は、直流電圧発生部（ＤＣ電源）と交流電圧発生部（ＡＣ電源）とを有する。そして、本実施形態では、帯電ローラ２は、電源ＨＶ１から帯電バイアスが印加されることで、回転する感光体１の表面を負極性の所定の電位に帯電させる。具体的な帯電電圧制御については後述する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
このうち後述する機内温湿度センサ（第１のセンサ、第１の温度検出部）１１０を構成する第１、第２、第３の温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部（機内）の環境状態を検出するために、画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部に設けられている。そして、これら第１、第２、第３の温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、Ｓｋの近傍の温湿度情報を取得する。このような第１、第２、第３の温湿度センサ１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、Ｓｋの近傍に設けるのが好ましく、後述する帯電電圧制御の精度を高める上では、帯電ローラ２の近傍に設けるのが更に好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
一方、後述する機外温湿度センサ（第２のセンサ、第２の温度検出部）１１１を構成する第４の温湿度検出手段１２は、画像形成装置Ａが設置されている環境状態を検出するために、本実施形態では、記録材供給装置１０の近傍に設けられている。これにより、第４の温湿度センサ１２は、画像形成装置Ａの装置本体Ｂの内部とは異なる温湿度情報を取得する。本実施形態では、画像形成装置Ａにおいて装置本体Ｂと記録材収容部などの記録材供給装置１０とは、異なる筺体（枠体）、すなわち、第１の筐体、第２の筐体内にそれぞれ収容された上で結合されている。そのため、記録材供給装置１０に設けられた温湿度検出手段は、装置本体Ｂに設けられた温湿度検出手段とは異なる温湿度情報であって、装置本体Ｂの外部（機外）の環境状態に対応する画像形成装置Ａの周囲の設置環境と近いか又は同等の温湿度情報を取得できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５６】
Ｓ６０１：画像形成装置Ａの電源がオペレータによりＯＮされたことをＣＰＵ１０１が確認する。
Ｓ６０２：ＣＰＵ１０１は、プリンタコントローラ１０５に対して、ＲＯＭ１０７からのプログラムを実施するよう命令する。指令を受けたプリンタコントローラ１０５は、機内温湿度センサ１１０から温湿度情報を取得する。
Ｓ６０３：プリンタコントローラ１０５は、機外温湿度センサ１１１から温湿度情報を取得する。
Ｓ６０４：プリンタコントローラ１０５は、装着検出部としてのＣＰＵ１０１が取得した設置状況判断情報を確認する。後述するように、設置状況判断情報は、装置本体Ｂの操作部（図示せず）からオペレータによりＣＰＵ１０１に入力される。そして、プリンタコントローラ１０５は、取得した設置状況判断情報から交換ユニットが交換された否かを判断する。
Ｓ６０５：プリンタコントローラ１０５は、設置状況判断の結果及び上記両者の温度を比較した結果から、いずれの温度に基づく帯電ＡＣ電圧設定を実行するか選択する。
Ｓ６０６：設定部としてのプリンタコントローラ１０５は、交換ユニットが交換されていないと判断した場合、又は交換されたが機内温度センサ１１０を用いて得られた温度の方が低いと判断した場合は、機内温湿度センサ１１０に基づいた帯電ＡＣ設定を適用する（設定（１）、第１の設定モード）。
Ｓ６０７：設定部としてのプリンタコントローラ１０５は、交換ユニットが交換され、且つ、機外温度センサ１１１を用いて得られた温度の方が低いと判断した場合は、機外温湿度センサ１１１に基づいた帯電ＡＣ設定を適用する（設定（２）、第２の設定モード）。