(57)【要約】【課題】放電電流制御におけるダウンタイムを削減すること。【解決手段】画像形成装置１００は、帯電ローラ２と感光体１との間に流れる放電電流を適切に制御するために複数の設定電圧に対する交流電流を検出する。とりわけ、画像形成装置１００は、画像形成のための交流成分の生成を停止した停止タイミングから目標電圧の決定処理を開始する開始タイミングまでの経過時間、または、開始タイミングに検出された交流成分に応じて、設定電圧の供給順序を決定する。【選択図】  図１
2018040857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に交流成分を含む帯電電圧を印加して前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記交流成分を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出された交流成分をフィードバックすることで、指定された目標電圧となるように交流成分を生成して前記帯電手段に供給する生成手段と、
前記帯電手段と前記像担持体との間に流れる交流電流を検出する電流検出手段と、
前記交流成分として第１設定電圧を前記帯電手段に供給したときに前記電流検出手段により検出された第１交流電流と、前記交流成分として第２設定電圧を前記帯電手段に供給したときに前記電流検出手段により検出された第２交流電流と、前記交流成分として第３設定電圧を前記帯電手段に供給したときに前記電流検出手段により検出された第３交流電流と、前記交流成分として第４設定電圧を前記帯電手段に供給したときに前記電流検出手段により検出された第４交流電流とに基づき、前記交流電流に放電電流が含まれないときの設定電圧と交流電流との対応関係を示す第１直線と、前記交流電流に放電電流が含まれるときの設定電圧と交流電流との対応関係を示す第２直線とを決定する直線決定手段と、
前記第１直線と前記第２直線との差分により示される放電電流量が目標放電電流となるように前記交流成分の目標電圧を決定する電圧決定手段と、
前記第１設定電圧、前記第２設定電圧、前記第３設定電圧、前記第４設定電圧の供給順序を決定する順序決定手段と、を有し、
前記第１設定電圧は前記第２設定電圧よりも低く、前記第２設定電圧は前記第３設定電圧よりも低く、前記第３設定電圧は前記第４設定電圧よりも低く、
前記順序決定手段は、前記生成手段が画像形成のための交流成分の生成を停止した停止タイミングから前記目標電圧の決定処理を開始する開始タイミングまでの経過時間、または、前記開始タイミングに前記電圧検出手段により検出された交流成分に応じて、前記供給順序を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記順序決定手段は、前記経過時間に応じて前記供給順序を決定するように構成されており、
前記経過時間を計時する計時手段と、
前記計時手段により計時された前記経過時間が閾値時間を超えているかどうかを判定する判定手段と、をさらに有し、
前記順序決定手段は、前記経過時間が閾値時間を超えていなければ、前記第２設定電圧、前記第３設定電圧または前記第４設定電圧のいずれかを最初に供給される設定電圧に決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】
前記順序決定手段は、前記経過時間が閾値時間を超えていれば、前記第１設定電圧を最初に供給される設定電圧に決定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記閾値時間は、前記交流成分が前記第１設定電圧よりも低下するのに必要となる時間以上に設定されていることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記順序決定手段は、前記第１設定電圧、前記第２設定電圧、前記第３設定電圧、前記第４設定電圧のうち、前記開始タイミングに前記電圧検出手段により検出された交流成分に最も近い設定電圧を最初に供給される設定電圧に決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６】
前記順序決定手段は、前記開始タイミングに前記電圧検出手段により検出された交流成分が、前記第３設定電圧と前記第４設定電圧との間の第１閾値電圧よりも高ければ、前記第４設定電圧を最初に供給する設定電圧に決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７】
前記順序決定手段は、前記開始タイミングに前記電圧検出手段により検出された交流成分が、前記第１閾値電圧より高くなく、かつ、前記第２設定電圧と前記第３設定電圧との間の第２閾値電圧よりも高ければ、前記第３設定電圧を最初に供給する設定電圧に決定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記順序決定手段は、前記開始タイミングに前記電圧検出手段により検出された交流成分が、前記第２閾値電圧より高くなく、かつ、前記第１設定電圧と前記第２設定電圧との間の第３閾値電圧よりも高ければ、前記第２設定電圧を最初に供給する設定電圧に決定することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記順序決定手段は、前記開始タイミングに前記電圧検出手段により検出された交流成分が、前記第３閾値電圧より高くなく、前記第１設定電圧を最初に供給する設定電圧に決定す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】
前記第１設定電圧と前記第２設定電圧はそれぞれ前記帯電手段と前記像担持体との間に放電を生じさせない交流電圧であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記第３設定電圧と前記第４設定電圧はそれぞれ前記帯電手段と前記像担持体との間に放電を生じさせる交流電圧であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記交流電流は、低い設定電圧から高い設定電圧に変更された場合、第１時間の経過を待ってから測定され、高い設定電圧から低い設定電圧に変更された場合、第１時間よりも長い第２時間の経過を待ってから検出されることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記交流電流は、複数回にわたって検出されて平均化されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記交流電流は、前記帯電手段の帯電ローラが複数周回にわたり回転している間に検出されて平均化されることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
交流成分と直流成分とが重畳された帯電電圧を生成して前記帯電手段に供給する生成手段と、
前記生成手段が生成する前記交流成分の目標電圧を前記生成手段に設定する設定手段と、
前記交流成分を検出し、前記交流成分に比例した検出電圧を前記生成手段にフィードバックする電圧検出手段と、
前記帯電手段に流れる交流電流を検出し、前記交流電流に比例したレベルの電流検出信号を出力する電流検出手段と、
前記設定手段により前記生成手段に設定されたそれぞれ異なる４つの設定電圧と、当該４つの設定電圧のそれぞれについて前記電流検出手段が出力する電流検出信号が示す４つの交流電流とから、前記帯電手段と前記像担持体との間に流れる放電電流を目標放電電流にするための前記交流成分の目標電圧を決定する電圧決定手段と、
前記目標電圧の決定処理が開始されると、前記４つの設定電圧のうちで最も低い第１設定電圧を除いた第２設定電圧、第３設定電圧または第４設定電圧のいずれか一つを最初の設定電圧に決定する順序決定手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、交流成分と直流成分とが重畳された帯電電圧を生成して前記帯電手段に供給する生成手段と、前記交流成分を検出し、前記交流成分に比例した検出電圧を前記生成手段にフィードバックする電圧検出手段と、前記帯電手段に流れる交流電流を検出し、前記交流電流に比例したレベルの電流検出信号を出力する電流検出手段と、前記生成手段を制御する制御手段とを有する画像形成装置の制御方法であって、
前記制御手段は、
画像形成が指示されると、前記生成手段に画像形成のための目標電圧を設定し、前記生成手段に前記目標電圧に応じた交流成分を含む前記帯電電圧を生成させ、
画像形成が終了すると、前記生成手段に前記帯電電圧の生成を停止させ、
前記目標電圧を決定するために、それぞれ異なる４つの設定電圧のうちで最も低い第１設定電圧を除いた第２設定電圧、第３設定電圧または第４設定電圧のいずれか一つを最初の設定電圧として前記生成手段に設定し、当該最初の設定電圧に対応した交流電流を取得し、前記４つの設定電圧のうちで最初の設定電圧とは異なる他の３つの設定電圧を順番に前記生成手段に設定し、前記他の３つの設定電圧に対応する３つの交流電流を取得し、
前記４つの設定電圧と４つの交流電流とから、前記帯電手段と前記像担持体との間に流れる放電電流を目標放電電流にするための前記交流成分の目標電圧を更新し、
画像形成が指示されると、前記更新された目標電圧を前記生成手段に設定し、前記生成手段に前記目標電圧に応じた交流成分を含む前記帯電電圧を生成させ、
画像形成が終了すると、前記生成手段に前記帯電電圧の生成を停止させる
ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、帯電装置によって感光ドラムの表面を一様に帯電させ、帯電した感光ドラムの表面を露光装置によって露光して静電潜像を形成する。帯電装置の帯電ローラには直流成分と交流成分とを含む帯電電圧が印加される。帯電ローラと感光ドラムとの間で過剰放電を起こさず、かつ、均一な帯電を実現できる交流電圧は、感光ドラムの劣化度や環境温度、環境湿度に応じて変化する。特許文献１によれば、いくつかの交流電圧を印加した際の交流電流を検出回路で検出し、適切な放電量が得られる交流電圧を決定する放電電流制御が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０１９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放電電流制御によるダウンタイム（画像形成を実行できない時間）を削減するために、画像形成の終了直後に放電電流制御が実行されてもよい。適切な放電量を求めるためには少なくとも４種類の交流電圧を帯電ローラに印加して、それぞれの交流電流が検出されなければならない。ここで、電源回路から出力される交流電圧は数百ボルトの交流電圧であるため、電源回路を制御する制御回路は交流電圧をそのままのレベルで扱うことができなし。そのため、制御回路には、交流電圧に比例した数ボルトの検出電圧が入力される。また、制御回路は、出力すべき交流電圧に比例した数ボルトの設定電圧を電源回路に設定する。電源回路は、設定電圧より検出電圧が低ければ、交流電圧が増加するように設定電圧を調整する。制御回路が交流電圧の出力を停止すると、検出電圧は徐々に低下する。これは、電源回路がコンデンサや抵抗を備えているためである。電源回路が、次の交流電圧を出力するためには、検出電圧が次の交流電圧に対応する設定電圧よりも低くなっている必要がある。そのため、画像形成直後に交流電圧を停止しても、放電電流制御をすぐには実行できず、ダウンタイムが増加する。そこで、本発明は、放電電流制御におけるダウンタイムを削減することすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、たとえば、
像担持体と、
前記像担持体に交流成分を含む帯電電圧を印加して前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記交流成分を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出された交流成分をフィードバックすることで、指定された目標電圧となるように交流成分を生成して前記帯電手段に供給する生成手段と、
前記帯電手段と前記像担持体との間に流れる交流電流を検出する電流検出手段と、
前記交流成分として第１設定電圧を前記帯電手段に供給したときに前記電流検出手段により検出された第１交流電流と、前記交流成分として第２設定電圧を前記帯電手段に供給したときに前記電流検出手段により検出された第２交流電流と、前記交流成分として第３設定電圧を前記帯電手段に供給したときに前記電流検出手段により検出された第３交流電流と、前記交流成分として第４設定電圧を前記帯電手段に供給したときに前記電流検出手段により検出された第４交流電流とに基づき、前記交流電流に放電電流が含まれないときの設定電圧と交流電流との対応関係を示す第１直線と、前記交流電流に放電電流が含まれるときの設定電圧と交流電流との対応関係を示す第２直線とを決定する直線決定手段と、
前記第１直線と前記第２直線との差分により示される放電電流量が目標放電電流となるように前記交流成分の目標電圧を決定する電圧決定手段と、
前記第１設定電圧、前記第２設定電圧、前記第３設定電圧、前記第４設定電圧の供給順序を決定する順序決定手段と、を有し、
前記第１設定電圧は前記第２設定電圧よりも低く、前記第２設定電圧は前記第３設定電圧よりも低く、前記第３設定電圧は前記第４設定電圧よりも低く、
前記順序決定手段は、前記生成手段が画像形成のための交流成分の生成を停止した停止タイミングから前記目標電圧の決定処理を開始する開始タイミングまでの経過時間、または、前記開始タイミングに前記電圧検出手段により検出された交流成分に応じて、前記供給順序を決定することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば放電電流制御におけるダウンタイムが削減される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】画像形成装置を示す概略図
【図２】コントローラと高圧電源を示すブロック図
【図３】放電電流制御における交流電圧と交流電流との関係を示す図
【図４】電圧検出回路を示す回路図
【図５】交流電圧、電圧検出信号および設定信号との関係を示す図
【図６】交流電圧、電圧検出信号および設定信号との関係を示す図
【図７】放電電流制御を示すフローチャート
【図８】別の放電電流制御を示すフローチャート
【図９】ＣＰＵの機能を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施例１］
●画像形成装置
図１によれば、画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）といった４色のトナーを重畳して多色画像を形成する４つの像形成ステーションを有している。参照符号の末尾に付与されたｙｍｃｋの文字はトナーの色を示しているが、四色に共通する事項が説明されるときはｙｍｃｋの文字が省略される。感光体１は静電潜像やトナー画像を担持するドラム状の像担持体である。帯電装置の帯電ローラ２は感光体１に対して帯電電圧を印加し、感光体１の表面を一様に帯電させる。帯電電圧は、直流電圧に交流電圧を重畳させて生成される。露光装置３は画像データに応じてレーザ光を変調して出力し、回転多面鏡でレーザ光を偏向する。これにより、レーザ光Ｌが感光体１の表面を走査し、画像データに対応した静電潜像が形成される。現像器４はトナーを収容しており、現像スリーブ４１を介してトナーを静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。一次転写ローラ５３は感光体１と協働して中間転写ベルト５１を挟持しており、感光体１に担持されているトナー画像を中間転写ベルト５１に転写する。４色のトナー画像が順序に中間転写ベルト５１に転写されることで多色画像が形成される。中間転写ベルト５１はトナー画像を二次転写部に搬送する。二次転写部では二次転写ローラ５６、５７が中間転写ベルト５１とシートＰとを挟持しながら搬送する。これにより、中間転写ベルト５１に担持されている多色のトナー画像がシートＰに転写される。定着装置７は、シートＰとトナー画像に熱と圧力を加えることで、トナー画像をシートＰに定着させる。感光体１の表面に残ったトナーは感光体クリーナー６により除去される。中間転写ベルト５１に残ったトナーはベルトクリーナー５５により除去される。
【０００９】
●コントローラと高圧電源
図２は帯電ローラ２に高電圧を印加する高圧電源１２０とコントローラ１１０を示している。高圧電源１２０は帯電ローラ２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋのそれぞれに設けられている。これは、感光体１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋそれぞれの劣化度が異なり、必要となる帯電電圧も異なるからである。コントローラ１１０は画像形成装置１００の全体の制御を司るＣＰＵ１１５とそのプログラムを格納するメモリ１１６を備える。ＣＰＵ１１５は高圧電源１２０の交流生成回路１０１に対して帯電電圧Ｖｏｕｔに含まれる交流成分Ｖａｃの電圧値（ピーク間電圧）を設定する電圧信号Ｓｅｔ＿ＡＣを出力する。つまり、電圧信号Ｓｅｔ＿ＡＣは交流成分Ｖａｃの目標電圧を設定する設定信号である。ＣＰＵ１１５は、帯電電圧Ｖｏｕｔに含まれる直流成分Ｖｄｃの電圧値を設定する電圧信号Ｓｅｔ＿ＤＣを直流生成回路１０２に出力する。ＣＰＵ１１５は、交流成分の周波数を決定するクロックＡＣ＿ＣＬＫを交流生成回路１０１に出力する。ＣＰＵ１１５は、直流生成回路１０２にクロックＤＣ＿ＣＬＫを出力し、直流生成回路１０２に含まれるトランスを駆動する。ＣＰＵ１１５は交流成分Ｖａｃの停止条件が成立すると、交流成分Ｖａｃの値をメモリ１１６に記憶し、交流成分をオフ（０Ｖ）に設定するための電圧信号Ｓｅｔ＿ＡＣを出力する。また、ＣＰＵ１１５は、交流成分をオフしてからの経過時間をタイマーやカウンタを用いて計測してもよい。
【００１０】
高圧電源１２０の交流生成回路１０１は電圧信号Ｓｅｔ＿ＡＣに対応したピークツーピークの振幅と、クロックＡＣ＿ＣＬＫに対応した周波数の交流成分を生成する。直流生成回路１０２は電圧信号Ｓｅｔ＿ＤＣに対応した電圧値の直流成分を生成し、交流生成回路１０１に出力する。交流生成回路１０１は、自ら生成した交流成分を直流成分に重畳して帯電電圧を生成して帯電ローラ２に出力する。電圧検出回路１０３は、交流生成回路１０１の出力電圧Ｖｏｕｔに含まれている交流成分を検出し、交流成分に比例した電圧検出信号Ｖｓｎｓを交流生成回路１０１とＣＰＵ１１５に出力する。電圧検出信号Ｖｓｎｓは検出電圧と呼ばれてもよい。交流生成回路１０１は電圧信号Ｓｅｔ＿ＡＣにより設定された目標電圧と電圧検出信号Ｖｓｎｓとが一致するようにフィードバック制御を実行する。また、ＣＰＵ１１５はＡＤポートを介して電圧検出信号Ｖｓｎｓを受け取る。ＡＤポートはアナログデジタル変換器を含むポートである。電流検出回路１０４は交流電流Ｉｃを検出し、交流電流Ｉｃに比例した電流検出信号ＶｉｓｎｓをＣＰＵ１１５の別のＡＤポートに出力する。電流検出信号Ｖｉｓｎｓは検出電流と呼ばれてもよい。ＣＰＵ１１５はＡＤポートを介して電流検出信号Ｖｉｓｎｓを受け取る。ＣＰＵ１１５は電圧検出信号Ｖｓｎｓと電流検出信号Ｖｉｓｎｓに応じて交流成分Ｖａｃの目標電圧を調整する。直流生成回路１０２は、クロックＤＣ＿ＣＬＫで不図示のトランスの１次側を駆動し、電圧信号Ｓｅｔ＿ＤＣにより設定された電圧値の直流成分を生成する。
【００１１】
●交流成分の調整
画像形成中に帯電ローラ２に印加される帯電電圧Ｖｏｕｔに含まれる交流成分Ｖａｃは放電電流制御により決定される。放電電流制御は、画像形成に先立って実行されてもよいし、画像形成ジョブの途中で実行されてもよい。図３（Ａ）は放電電流制御における交流成分Ｖａｃと、帯電ローラ２と感光体１との間に流れる交流電流Ｉｃの関係を示している。横軸は帯電ローラ２に印加される帯電電圧Ｖｏｕｔの交流成分Ｖａｃを示している。縦軸は帯電ローラ２に流れる交流電流Ｉｃを示している。放電電流制御ではＣＰＵ１１５が、感光体１と帯電ローラ２との間に流れる放電電流Ｉｓが目標放電量になるように、交流電流Ｉｃに基づき交流成分Ｖａｃの目標電圧を決定または更新する。
【００１２】
図３（Ａ）が示すように、帯電ローラ２に印加される交流成分Ｖａｃの電圧値Ｖｐｐ（振幅）を徐々に大きくすると、帯電ローラ２に流れる交流電流Ｉｃが多くなる。ここで、交流成分Ｖａｃの電圧値Ｖｐｐが閾値Ｖｔｈ以下である場合、電圧値Ｖｐｐと交流電流Ｉｃはほぼ比例する。これは、帯電ローラ２と感光体１との間の抵抗性負荷と容量性負荷に対して流れる電流が、電圧値Ｖｐｐに比例するためである。電圧値Ｖｐｐが閾値Ｖｔｈを超えると、帯電ローラ２と感光体１との間で放電が発生する。放電電流Ｉｓのぶんだけ交流電流Ｉｃが増加する。実際には電圧値Ｖｐｐが閾値Ｖｔｈ未満である２点の交流電流Ｉｃと、電圧値Ｖｐｐが閾値Ｖｔｈ以上である２点の交流電流Ｉｃが検出される。たとえば、閾値Ｖｔｈ未満の交流成分Ｖａｃの電圧値Ｖｐｐは、図３（Ｂ）が示すように、Ｖ１＝４００Ｖ、Ｖ２＝１０００Ｖであり、これに対応する交流電流ＩｃはＩ１＝５００ｕＡ、Ｉ２＝１２５０ｕＡである。ｕＡはマイクロアンペアを示している。また、Ｖｔｈ以上の交流成分Ｖａｃの電圧値はＶ３＝１５００Ｖ、Ｖ４＝１８００Ｖであり、それに対応する交流電流ＩｃはＩ３＝１９００ｕＡ、Ｉ４＝２３３０ｕＡである。つまり、第１設定電圧Ｖ１と第２設定電圧Ｖ１は未放電領域の交流電圧である。第３設定電圧Ｖ３と第４設定電圧Ｖ４は放電領域の交流電圧である。ＣＰＵ１１５は、未放電領域における点Ｐ１（Ｖ１，Ｉ１）と点Ｐ２（Ｖ２，Ｉ２）を結ぶ第１直線Ｌ１を求める。同様にＣＰＵ１１５は、放電領域における点Ｐ３（Ｖ３，Ｉ３）と点Ｐ４（Ｖ４，Ｉ４）を結ぶ第２直線Ｌ２を求める。さらに、ＣＰＵ１１５は第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２の交点を求める。この交点は放電開始点Ｐｃである。放電開始点Ｐｃの電圧（閾値Ｖｔｈ）より高い電圧領域において、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との差は放電電流Ｉｓである。ＣＰＵ１１５は、放電電流Ｉｓが目標放電電流（例：６０ｕＡ）となる、点Ｐ５を求める。つまり、ＣＰＵ１１５は点Ｐ５の交流成分の電圧値Ｖ５と電流値Ｉ５を求める。なお、目標放電電流は画像形成装置１００の工場出荷時に実験やシミュレーションによって決定され、メモリ１１６に格納される。ＣＰＵ１１５は、電圧値Ｖ５を、画像形成するために帯電ローラ２に印加する交流成分の目標電圧として、交流生成回路１０１に設定し、定電圧制御を実行する。
【００１３】
●電圧検出回路１０３
図４は電圧検出回路１０３の回路構成を示している。帯電ローラ２に印加される交流成分ＶａｃはダイオードＤ１、Ｄ２とコンデンサＣ１により構成されたピークホールド回路４０１によりピークホールドされる。ピークホールドされる値は、交流成分Ｖａｃの振幅（ピークツーピーク値）に相当する値である。ピークホールドされた電圧は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって形成された分圧回路４０２によって、ＣＰＵ１１５で処理可能な低電圧の電圧検出信号Ｖｓｎｓに変換されて、ＣＰＵ１１５と交流生成回路１０１に入力される。ピークホールド回路４０１のコンデンサＣ１の容量が大きくなると、電圧検出回路１０３における電圧検出の応答が遅くなる。コンデンサＣ１の容量が小さくなるとピークホールド値のリップルが大きくなり、交流成分Ｖａｃの振幅を正確に検出することが難しくなる。よって、コンデンサＣ１の容量は２２００ｐＦ程度に設定される。また、抵抗Ｒ１を小さくした場合、交流成分Ｖａｃの振幅が大きいときに抵抗Ｒ１に流れる電流が大きくなる。つまり、交流成分Ｖａｃの出力波形に歪みが生じる。また、抵抗Ｒ１は、交流成分Ｖａｃを高圧（例：２９００Ｖ）から低圧（例：３．３Ｖ）に変換する。そのため、抵抗Ｒ１に流れる電流が大きくなると、消費電力の大きい抵抗が選定される。そこで抵抗Ｒ１の抵抗値は３３０ＭΩ程度に選定される。電圧検出回路１０３には、さらに、帯電電圧に含まれている直流成分Ｖｄｃをカットするためのコンデンサやノイズ対策用のコンデンサなどが追加されてもよい。
【００１４】
図５（Ａ）は時刻ｔ０に帯電電圧Ｖｏｕｔの交流成分Ｖａｃをオフするように設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣを変更したときの電圧検出信号Ｖｓｎｓの波形を示している。ここでは、時刻ｔ０に交流成分Ｖａｃが２５００Ｖｐｐから０Ｖに低下するようにＣＰＵ１１５が設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣを変更している。時刻ｔ０から１０ｍｓが経過したときに交流成分Ｖａｃが０Ｖに収束している。ｍｓはミリ秒である。一方、コンデンサＣ１に蓄積されていた電荷を抵抗Ｒ１、Ｒ２により放電するための放電時間がかかる。そのため、交流成分Ｖａｃと比較して、電圧検出信号Ｖｓｎｓが０Ｖに収束するのに必要となる時間が長い。たとえば、交流成分Ｖａｃを２５００Ｖｐｐから０Ｖに変化させたときに、電圧検出信号Ｖｓｎｓが２５００Ｖｐｐ相当の２．８Ｖから０Ｖ相当の０．４Ｖに変化するまでに、１６００ｍｓの時間がかかる。電圧検出信号Ｖｓｎｓが１０００Ｖｐｐ相当の１．４Ｖになるには２５０ｍｓの時間がかかる。電圧検出信号Ｖｓｎｓが４００Ｖｐｐ相当の０．８Ｖになるには８００ｍｓの時間がかかる。
【００１５】
図５（Ｂ）は放電電流制御中の交流成分Ｖａｃ、設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣ、電圧検出信号Ｖｓｎｓの各波形を示している。ここでは時刻ｔ０に放電電流制御が開始されている。時刻ｔ０の直前においては交流成分Ｖａｃが出力されていない。
【００１６】
ＣＰＵ１１５は放電電流制御が開始されると、高圧電源１２０に未放電領域の複数の設定電圧（Ｖ１＝４００Ｖｐｐ、Ｖ２＝１０００Ｖｐｐ）と放電領域の複数の設定電圧（Ｖ３＝１５００Ｖｐｐ、Ｖ４＝１８００Ｖｐｐ）を順番に出力させる。放電電流制御の直前に交流成分Ｖａｃが出力されていない場合、電圧検出信号Ｖｓｎｓが０．４Ｖに収束している。そのため、放電電流制御の第１設定電圧Ｖ１を出力するために、ＣＰＵ１１５が設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣを出力するとすぐに交流成分Ｖａｃは第１設定電圧Ｖ１に収束する。ＣＰＵ１１５は、第１設定電圧Ｖ１を設定するための設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣを出力した時刻ｔ０から所定時間（例：１００ｍｓ）が経過したときに、放電電流制御のための電流検出を開始する。所定時間は交流成分Ｖａｃの収束に要する時間である。帯電ローラ２の周期ムラを低減するため、ＣＰＵ１１５は、帯電ローラ２が二周する時間（例：３００ｍｓ）にわたり、交流電流Ｉｃをサンプリングして平均化する。同様に第２設定電圧Ｖ２、第３設定電圧Ｖ３、第４設定電圧Ｖ４についても、ＣＰＵ１１５は、設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣを出力してから待ち時間（例：１００ｍｓ）が経過したときに測定を開始する。ＣＰＵ１１５は、測定時間（３００ｍｓ）にわたり交流電流Ｉｃを複数回測定する。
【００１７】
図６（Ａ）は放電電流制御の直前に交流成分Ｖａｃを出力していたケースの各波形を示している。２５００Ｖｐｐの交流成分Ｖａｃが出力されている状態で、時刻ｔ０に設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣにより交流成分Ｖａｃがオフされる。交流成分Ｖａｃがオフされた時刻ｔ０から６００ｍｓが経過した時刻ｔ１に放電電流制御が開始される。このとき電圧検出信号Ｖｓｎｓは、まだ十分に低下していないため、電圧検出信号Ｖｓｎｓが、第１設定電圧Ｖ１に相当する目標電圧Ｖｔ１’よりも高くなっている。交流生成回路１０１は、設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣにより設定された目標電圧Ｖｔ１’と比較して電圧検出信号Ｖｓｎｓが大きいため、交流成分Ｖａｃを低下させるようにフィードバック制御を実行する。そのため交流成分Ｖａｃは０Ｖｐｐに維持されてしまう。時刻ｔ０から７５０ｍｓが経過した時刻ｔ２になると、設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣにより設定された目標電圧Ｖｔ１’よりも電圧検出信号Ｖｓｎｓが低くなる。よって、時刻ｔ２以降で交流生成回路１０１は交流成分Ｖａｃを増加させるように動作する。目標電圧Ｖｔ１’を設定する設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣの出力が開始された時刻ｔ１から１００ｍｓが経過したときにＣＰＵ１１５は電流検出を開始する。しかし、この時点では交流成分Ｖａｃが０Ｖであるため、交流電流Ｉｃも０ｕＡとなってしまう。つまり、第１設定電圧Ｖ１に対応した交流電流Ｉ１とは異なる値が測定されてしまう。さらに、帯電ローラ２の２周分（３００ｍｓ）にわたり測定された複数の交流電流Ｉｃを平均化しても、やはりその平均値は正しい値ではない。なお、第２設定電圧Ｖ２、第３設定電圧Ｖ３、第４設定電圧Ｖ４に関してはそれぞれ対応する交流電流Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４が正しく測定される。第１設定電圧Ｖ１に対応する交流電流Ｉ１が正しく測定されないため、第１直線Ｌ１も正しくならず、目標放電電流に対応する交流成分Ｖａｃの目標電圧も得られない。その結果、画像不良が発生したり、感光体１の劣化が促進されたりしてしまうだろう。ＣＰＵ１１５が放電電流制御の開始タイミングを遅延させることで、正しく目標電圧を決定してもよいが、この場合はダウンタイムが長くなってしまう。
【００１８】
図６（Ｂ）は本実施例における放電電流制御を説明する図である。ＣＰＵ１１５は交流成分Ｖａｃの停止からの経過時間Ｔをタイマー等で計時する。ＣＰＵ１１５は、経過時間Ｔが閾値時間（例：７５０ｍｓ）以下であれば、未放電領域における第１設定電圧Ｖ１，第２設定電圧Ｖ２のうち、より高い第２設定電圧Ｖ２を先に生成すべき電圧として決定する。つまり、より低い第１設定電圧Ｖ１は２番目以降に生成すべき電圧として決定される。図６（Ｂ）に示した実施例では、一番目に第２設定電圧Ｖ２が生成される。二番目に第１設定電圧Ｖ１が生成され、三番目に第３設定電圧Ｖ３が生成される。四番目に第４設定電圧Ｖ４が生成される（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４）。経過時間Ｔが閾値時間を超えていれば、図５（Ｂ）に示すように、一番目に第１設定電圧Ｖ１が生成される。二番目に第２設定電圧Ｖ２が生成される。三番目に第３設定電圧Ｖ３が設定される。四番目に第４設定電圧Ｖ４が生成される。第１設定電圧Ｖ１を生成するための目標電圧はＶｔ１’である。第２設定電圧Ｖ１を生成するための目標電圧はＶｔ２’である。第３設定電圧Ｖ３を生成するための目標電圧はＶｔ３’である。第４設定電圧Ｖ４を生成するための目標電圧はＶｔ４’である。これらの目標電圧は設定信号Ｓｅｔ_ＡＣにより交流生成回路１０１に設定される。
【００１９】
上述したように、交流成分Ｖａｃをオフにしてから７５０ｍｓ後に、電圧検出信号Ｖｓｎｓは４５０Ｖｐｐ相当の電圧になっている。４５０Ｖｐｐは、第２設定電圧Ｖ２よりも低い電圧である（Ｖ２＝１０００Ｖｐｐ）。よって、設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣにより、第２設定電圧Ｖ２の目標電圧Ｖｔ２’を交流生成回路１０１に設定することで、交流生成回路１０１は、すぐに交流成分Ｖａｃの増加を開始する。そのため、ダウンタイムが発生しない。第２設定電圧Ｖ２で交流電流Ｉ２の検出が完了すると、ＣＰＵ１１５は、第１設定電圧Ｖ１の目標電圧Ｖｔ１’を交流生成回路１０１に設定する。交流成分Ｖａｃを増加させるときの交流生成回路１０１の応答時間と比較して、一般に、交流成分Ｖａｃを低下させるときの交流生成回路１０１の応答時間が長いる。そのため、ＣＰＵ１１５は、設定信号Ｓｅｔ＿ＡＣを送出したタイミングから交流電流Ｉｃの測定開始タイミングまでの待ち時間を１２０ｍｓに設定する。なお、ＣＰＵ１１５は、目標電圧を増加（Ｖ１−＞Ｖ３、Ｖ３―＞Ｖ４）させるときの待ち時間を１００ｍｓに設定する。このようにＣＰＵ１１５は交流成分Ｖａｃがオフされてからの経過時間Ｔに応じて放電電流制御の設定電圧の順序を変更する。これにより、電圧検出信号Ｖｓｎｓの収束を長時間にわたり待つことなく、正しい放電電流制御の結果が得られるようになる。
【００２０】
●フローチャート
図７は放電電流制御を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１５は、所定の実行条件が満たされると、放電電流制御を実行する。所定の実行条件は、商用電源から電力が供給されて画像形成装置１００が起動したこと、画像形成装置１００が設置されている環境（温度と湿度）が大きく変化したこと、画像形成中に所定枚数以上の画像を連続して形成したこと、などである。
【００２１】
Ｓ７０１でＣＰＵ１１５は交流成分Ｖａｃをオフしてからの経過時間Ｔをタイマーから取得し、経過時間Ｔが閾値Ｔｔｈ以下であるかどうかを判定する。閾値Ｔｔｈは、たとえば、７５０ｍｓである。経過時間Ｔが閾値Ｔｔｈを超えていれば、電圧検出信号Ｖｓｎｓの電圧は十分に低下しているため、ＣＰＵ１１５はＳ７０４に進む。Ｓ７０４でＣＰＵ１１５は未放電領域の２つの交流電圧のうちより低い第１設定電圧Ｖ１に対応する交流電流Ｉ１を測定する。Ｓ７０５でＣＰＵ１１５は未放電領域の２つの交流電圧のうちより高い第２設定電圧Ｖ２に対応する交流電流Ｉ２を測定する。第１設定電圧Ｖ１から第２設定電圧Ｖ２に増加させるときの待ち時間は相対的に短時間（１００ｍｓ）で済むため、ダウンタイムが削減される。一方で、経過時間Ｔが閾値Ｔｔｈ以下であれば、電圧検出信号Ｖｓｎｓの電圧は十分に低下していないため、ＣＰＵ１１５はＳ７０２に進む。Ｓ７０２でＣＰＵ１１５は未放電領域の２つの交流電圧のうちより高い第２設定電圧Ｖ２に対応する交流電流Ｉ１を測定する。Ｓ７０３でＣＰＵ１１５は未放電領域の２つの交流電圧のうちより低い第１設定電圧Ｖ１に対応する交流電流Ｉ１を測定する。第２設定電圧Ｖ２から第１設定電圧Ｖ１に低下させるときの待ち時間は相対的に長時間（１２０ｍｓ）となるが、精度よく、交流電流Ｉ１を測定することが可能となる。
【００２２】
Ｓ７０６でＣＰＵ１１５は第１設定電圧Ｖ１，Ｖ２と交流電流Ｉ１、Ｉ２とを結ぶ直線Ｌ１を求める。Ｓ７０７でＣＰＵ１１５は放電領域の２つの第３設定電圧Ｖ３、Ｖ４のうちより低い第３設定電圧Ｖ３に対応する交流電流Ｉ３を測定する。Ｓ７０８でＣＰＵ１１５は放電領域の２つの第３設定電圧Ｖ３、Ｖ４のうちより高い第４設定電圧Ｖ４に対応する交流電流Ｉ４を測定する。第１設定電圧Ｖ１から第３設定電圧Ｖ３に増加させるときの待ち時間と、第３設定電圧Ｖ３から第４設定電圧Ｖ４に増加させるときの待ち時間はともに相対的に短時間（１００ｍｓ）で済むため、ダウンタイムが削減される。Ｓ７０９でＣＰＵ１１５は第３設定電圧Ｖ３，Ｖ４と交流電流Ｉ３、Ｉ４とを結ぶ直線Ｌ２を求める。Ｓ７１０でＣＰＵ１１５は直線Ｌ１、Ｌ２と目標放電電流Ｉｓ（例：６０ｕＡ）とから、交流成分Ｖａｃの目標電圧Ｖｔを決定する。なお、電圧検出信号Ｖｓｎｓと比較される目標電圧はＶｔ’と表記されてもよい。目標電圧Ｖｔ’は、交流成分Ｖａｃの目標電圧Ｖｔに相当する電圧である。
【００２３】
このように交流成分Ｖａｃをオフにしてからの経過時間Ｔに応じて放電電流制御の設定電圧の順序を決定することで電圧検出信号Ｖｓｖｓの低下に要するダウンタイムを削減することができる。実施例１では未放電領域における第１設定電圧Ｖ１と第２設定電圧Ｖ２の供給順序が変更されているが、放電領域についての測定が未放電領域についての測定よりも先に実行されてもよい。経過時間Ｔが閾値Ｔｔｈ以下であれば、Ｖ４、Ｖ３、Ｖ２、Ｖ１といった順序で交流電流Ｉｃの測定が実行されてもよい。この場合、図７に示した放電電流制御と比較して４０ｍｓほど測定時間が増加するにすぎない。要するに、第１設定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４のうちで最も低い第１設定電圧Ｖ１が２番目以降に交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔとして設定さればよい。放電電流制御はいくつかのタイミングで実行されるが、画像形成中に実行される放電電流制御のみ設定電圧の順序が変更されてもよい。画像形成中ではダウンタイムがとくに問題となるからである。
【００２４】
［実施例２］
実施例１では最も低い第１設定電圧Ｖ１以外の設定電圧から交流電流Ｉｃの測定が開始されている。実施例２では、設定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４のうち、放電電流制御を開始したときの電圧検出信号Ｖｓｎｓに最も近い目標電圧Ｖｔ’となる設定電圧から交流電流Ｉｃの測定が開始される。ここでは、設定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４に対応する目標電圧はそれぞれＶｔ１’、Ｖｔ２’、Ｖｔ３’、Ｖｔ４’と定義される。つまり目標電圧Ｖｔ１’、Ｖｔ２’、Ｖｔ３’、Ｖｔ４’は電圧検出信号Ｖｓｎｓと直接比較可能なレベルの電圧である。
【００２５】
図８は別の放電電流制御を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１５は実行条件が満たされると、放電電流制御を開始する。Ｓ８０１でＣＰＵ１１５は放電電流制御開始時の電圧検出信号Ｖｓｎｓを電圧検出回路１０３から取得する。交流成分Ｖａｃが０Ｖであれば電圧検出信号Ｖｓｎｓは通常は０．４Ｖである。し、かし、交流成分Ｖａｃの生成を停止した直後においては電圧検出信号Ｖｓｎｓが０．４Ｖまで、まだ低下していない。
【００２６】
Ｓ８０２でＣＰＵ１１５は電圧検出信号Ｖｓｎｓが閾値Ｖｔｈ１（例：１６５０Ｖｐｐ）を超えているかどうかを判定する。閾値Ｖｔｈ１は、第４設定電圧Ｖ４（１８００Ｖｐｐ）に相当する目標電圧Ｖｔ４’に近い値に設定される。より具体的には、閾値Ｖｔｈ１は、第４設定電圧Ｖ４（１８００Ｖｐｐ）に相当する目標電圧Ｖｔ４’と、第３設定電圧Ｖ３（１５００Ｖｐｐ）に相当する目標電圧Ｖｔ３’との間の値に設定される。電圧検出信号Ｖｓｎｓが閾値Ｖｔｈ１を超えていれば、電圧検出信号Ｖｓｎｓは目標電圧Ｖｔ４’に最も近いため、ＣＰＵ１１５はＳ８１１に進む。Ｓ８１１でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ４’を設定することで第４設定電圧Ｖ４を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ４を測定する。Ｓ８１２でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ３’を設定することで第３設定電圧Ｖ３を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ３を測定する。Ｓ８１３でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ２’を設定することで第２設定電圧Ｖ２を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ２を測定する。Ｓ８１４でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ１’を設定することで第１設定電圧Ｖ１を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ１を測定する。以下、ＣＰＵ１１５は上述したＳ７０６、Ｓ７０９およびＳ７１０を実行する。
【００２７】
Ｓ８０２で電圧検出信号Ｖｓｎｓが閾値Ｖｔｈ１を超えていなければ、ＣＰＵ１１５はＳ８０３に進む。Ｓ８０３でＣＰＵ１１５は電圧検出信号Ｖｓｎｓが閾値Ｖｔｈ２（例：１２５０Ｖｐｐ）を超えているかどうかを判定する。閾値Ｖｔｈ２は、第３設定電圧Ｖ３（１５００Ｖｐｐ）に相当する目標電圧Ｖｔ３’に近い値に設定される。より具体的には、閾値Ｖｔｈ２は、第３設定電圧Ｖ３（１５００Ｖｐｐ）に相当する目標電圧Ｖｔ３’と、第２設定電圧Ｖ２（１０００Ｖｐｐ）に相当する目標電圧Ｖｔ２’との間の値に設定される。電圧検出信号Ｖｓｎｓが閾値Ｖｔｈ２を超えていれば、電圧検出信号Ｖｓｎｓは目標電圧Ｖｔ３’に最も近いため、ＣＰＵ１１５はＳ８２１に進む。Ｓ８２１でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ３’を設定することで第３設定電圧Ｖ３を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ３を測定する。Ｓ８２２でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ２’を設定することで第２設定電圧Ｖ２を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ２を測定する。Ｓ８２３でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ１’を設定することで第１設定電圧Ｖ１を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ１を測定する。Ｓ８２４でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ４’を設定することで第４設定電圧Ｖ４を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ４を測定する。以下、ＣＰＵ１１５は上述したＳ７０６、Ｓ７０９およびＳ７１０を実行する。
【００２８】
Ｓ８０３で電圧検出信号Ｖｓｎｓが閾値Ｖｔｈ２を超えていなければ、ＣＰＵ１１５はＳ８０４に進む。Ｓ８０４でＣＰＵ１１５は電圧検出信号Ｖｓｎｓが閾値Ｖｔｈ３（例：７００Ｖｐｐ）を超えているかどうかを判定する。閾値Ｖｔｈ３は、第２設定電圧Ｖ２（８００Ｖｐｐ）に相当する目標電圧Ｖｔ２’に近い値に設定される。より具体的には、閾値Ｖｔｈ３は、第２設定電圧Ｖ２（８００Ｖｐｐ）に相当する目標電圧Ｖｔ２’と、第１設定電圧Ｖ１（４００Ｖｐｐ）に相当する目標電圧Ｖｔ１’との間の値に設定される。電圧検出信号Ｖｓｎｓが閾値Ｖｔｈ３を超えていれば、電圧検出信号Ｖｓｎｓは目標電圧Ｖｔ２’に最も近いため、ＣＰＵ１１５はＳ８３１に進む。Ｓ８３１でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ２’を設定することで第２設定電圧Ｖ２を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ２を測定する。Ｓ８３２でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ１’を設定することで第１設定電圧Ｖ１を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ１を測定する。Ｓ８３３でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ３’を設定することで第３設定電圧Ｖ３を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ３を測定する。Ｓ８３４でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ４’を設定することで第４設定電圧Ｖ４を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ４を測定する。以下、ＣＰＵ１１５は上述したＳ７０６、Ｓ７０９およびＳ７１０を実行する。
【００２９】
Ｓ８０４で電圧検出信号Ｖｓｎｓが閾値Ｖｔｈ３を超えていなければ、電圧検出信号Ｖｓｎｓは、第１設定電圧Ｖ１（４００Ｖｐｐ）に相当する目標電圧Ｖｔ１’に近いため、ＣＰＵ１１５はＳ８４１に進む。Ｓ８４１でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ１’を設定することで第１設定電圧Ｖ１を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ１を測定する。Ｓ８４２でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ２’を設定することで第２設定電圧Ｖ２を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ２を測定する。Ｓ８４３でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ３’を設定することで第３設定電圧Ｖ３を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ３を測定する。Ｓ８４４でＣＰＵ１１５は交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔ４’を設定することで第４設定電圧Ｖ４を発生させ、電流検出回路１０４により交流電流Ｉ４を測定する。以下、ＣＰＵ１１５は上述したＳ７０６、Ｓ７０９およびＳ７１０を実行する。
【００３０】
実施例２では、設定電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４のうち、放電電流制御を開始したときの電圧検出信号Ｖｓｎｓに最も近い目標電圧Ｖｔ’となる設定電圧から交流電流Ｉｃの測定が開始される。これによりダウンタイムを削減される。なお、放電領域の設定電圧Ｖ３，Ｖ４は一定にされているが、設定電圧Ｖ３または設定電圧Ｖ４は画像形成に使用された交流電圧であってもよい。
【００３１】
＜まとめ＞
図９を用いてＣＰＵ１１５に関連した機能のうち実施例１、２に関連する機能が説明される。上述したように電圧検出回路１０３は交流成分Ｖａｃを検出する電圧検出部として機能する。交流生成回路１０１は検出された交流成分Ｖａｃをフィードバックすることで、指定された目標電圧Ｖｔとなるように交流成分Ｖａｃを生成して帯電装置の帯電ローラ２に供給する生成部として機能する。たとえば、交流成分Ｖａｃに比例した電圧検出信号Ｖｓｎｓがフィードバックされ、電圧検出信号Ｖｓｎｓが指定された設定電圧（目標電圧Ｖｔ’）となるように、交流成分Ｖａｃが制御される。電流検出回路１０４は帯電ローラ２と感光体１との間に流れる交流電流Ｉｃを検出する電流検出部として機能する。
【００３２】
Ｄ／Ａポート９０１は電圧設定部９１４に設定された目標電圧に応じた設定信号Ｓｅｔ_ＡＣを生成する、デジタルアナログ変換器を含むポートである。クロック生成部９０２は、電源制御部９００により設定された周波数のクロックＡＣ＿ＣＬＫを生成する発振器である。Ｄ／Ａポート９０３は電源制御部９００によりに設定された目標電圧に応じた設定信号Ｓｅｔ_ＤＣを生成する、デジタルアナログ変換器を含むポートである。クロック生成部９０４は、電源制御部９００により設定された周波数のクロックＤＣ＿ＣＬＫを生成する発振器である。Ａ／Ｄポート９０５は電圧検出信号Ｖｓｎｓをアナログ値からデジタル値に変換するアナログデジタル変換器を含むポートである。Ａ／Ｄポート９０６は電流検出信号Ｖｉｓｎｓをアナログ値からデジタル値に変換するアナログデジタル変換器を含むポートである。
【００３３】
ＣＰＵ１１５が制御プログラムを実行することで実現する電源制御部９００の機能としては以下の機能が含まれる。これらの機能の一部またはすべてはＡＳＩＣやＦＰＧＡなどにより実現されてもよい。直線決定部９１１は交流電流Ｉｃに放電電流Ｉｓが含まれないときの設定電圧と交流電流との対応関係を示す第１直線Ｌ１と、交流電流に放電電流が含まれるときの設定電圧と交流電流との対応関係を示す第２直線Ｌ２とを決定する。第１直線Ｌ１は、交流成分Ｖａｃとして第１設定電圧Ｖ１を帯電部に供給したときに電流検出部により検出された第１交流電流Ｉ１と、交流成分として第２設定電圧Ｖ２を帯電部に供給したときに電流検出部により検出された第２交流電流Ｉ２とに基づき決定される。第２直線Ｌ２は、交流成分として第３設定電圧Ｖ３を帯電部に供給したときに電流検出部により検出された第３交流電流Ｉ３と、交流成分として第４設定電圧Ｖ４を帯電部に供給したときに電流検出部により検出された第４交流電流Ｉ４とに基づき、決定される。電圧決定部９１２は第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との差分により示される放電電流量Ｉｓが目標放電電流Ｉｔとなるように交流成分Ｖａｃの目標電圧Ｖｔを決定する。ここで決定される目標電圧Ｖｔは画像形成のための交流成分Ｖａｃの目標値である。順序決定部９１３は、目標電圧Ｖｔの決定処理で供給される第１設定電圧Ｖ１、第２設定電圧Ｖ２、第３設定電圧Ｖ３、第４設定電圧Ｖ４の供給順序を決定する。上述したように、第１設定電圧Ｖ１は第２設定電圧Ｖ２よりも低く、第２設定電圧Ｖ２は第３設定電圧Ｖ３よりも低く、第３設定電圧Ｖ３は第４設定電圧Ｖ３よりも低い。実施例１のように、順序決定部９１３は、生成部が画像形成のための交流成分の生成を停止した停止タイミングから目標電圧の決定処理を開始する開始タイミングまでの経過時間Ｔに応じて、供給順序を決定してもよい。また、実施例２のように順序決定部９１３は、開始タイミングに電圧検出部により検出された交流成分Ｖａｃ（電圧検出信号Ｖｓｎｓ）に応じて、供給順序を決定してもよい。これらにより、放電電流制御におけるダウンタイムの削減が期待される。
【００３４】
実施例１では、順序決定部９１３は、経過時間Ｔに応じて供給順序を決定するように構成される。計時部９２１は経過時間Ｔを計時する。時間判定部９２２は、計時部９２１により計時された経過時間Ｔが閾値時間Ｔｔｈを超えているかどうかを判定する。順序決定部９１３は、経過時間Ｔが閾値時間Ｔｔｈを超えていなければ、第２設定電圧Ｖ２、第３設定電圧Ｖ３または第４設定電圧Ｖ４のいずれかを、目標電圧Ｖｔの決定処理で最初に供給される設定電圧に決定する。図６（Ａ）が示すように最も低い第１設定電圧Ｖ１に関しては、交流成分Ｖａｃが十分に低下していないため、交流電流Ｉ１の検出精度が低下しうる。よって、第２設定電圧Ｖ２、第３設定電圧Ｖ３または第４設定電圧Ｖ４のいずれかを最初に使用することで、交流電流Ｉｃの検出精度が向上する。また、第１設定電圧Ｖ１の目標電圧Ｖｔ１’よりも電圧検出信号Ｖｓｎｓが十分に低下するまで待つ必要がなくなるため、ダウンタイムが削減される。
【００３５】
順序決定部９１３は、経過時間Ｔが閾値時間Ｔｔｈを超えていれば、第１設定電圧Ｖ１を最初に供給される設定電圧に決定してもよい。これにより設定電圧を上昇させながら交流電流を検出することが可能となるため、より短時間で交流電流の検出が完了する。なお、閾値時間Ｔｔｈは、交流成分Ｖａｃの電圧検出信号Ｖｓｎｓが第１設定電圧Ｖ１のための目標電圧Ｖｔ１’よりも低下するのに必要となる時間以上に設定されることになろう。
【００３６】
実施例２のように、順序決定部９１３は、第１設定電圧Ｖ１、第２設定電圧Ｖ２、第３設定電圧Ｖ３、第４設定電圧Ｖ４のうち、開始タイミングに電圧検出部により検出された交流成分Ｖａｃに最も近い設定電圧を最初に供給される設定電圧に決定してもよい。つまり、これらに対応する電圧検出信号Ｖｓｎｓに対して対応する目標電圧Ｖｔ’が最も近くなる設定電圧が最初に供給される。これにより、交流成分Ｖａｃが十分に低下するまで待つ必要がなくなるため、ダウンタイムが削減される。
【００３７】
電圧判定部９３１は、開始タイミングに電圧検出部により検出された交流成分Ｖａｃ（Ｖｓｎｓ）が閾値電圧を超えているかどうかを判定する。順序決定部９１３は、電圧判定部９３１の判定結果に基づき、供給順序を決定する。たとえば、順序決定部９１３は、開始タイミングに電圧検出部により検出された交流成分Ｖａｃが、第３設定電圧Ｖ３と第４設定電圧Ｖ４との間の第１閾値電圧Ｖｔｈ１よりも高ければ、第４設定電圧Ｖ４を最初に供給する設定電圧に決定してもよい。このように交流成分Ｖａｃの電圧検出信号Ｖｓｎｓがかなり高い場合、最も高い第４設定電圧Ｖ４を最初の設定電圧に決定することで、ダウンタイムが削減される。
【００３８】
順序決定部９１３は、開始タイミングに検出された交流成分Ｖａｃが、第１閾値電圧以下であり、かつ、第２設定電圧Ｖ２と第３設定電圧Ｖ３との間の第２閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高ければ、第３設定電圧Ｖ３を最初に供給する設定電圧に決定してもよい。交流成分Ｖａｃは第３設定電圧Ｖ３に近い。そのため、第３設定電圧Ｖ３を最初に供給する設定電圧に決定することで、交流成分Ｖａｃの電圧検出信号Ｖｓｎｓの低下を長い間にわたり待つことなく、精度よく、交流電流を検出可能となる。
【００３９】
順序決定部９１３は、開始タイミングに検出された交流成分Ｖａｃが、第２閾値電圧以下であり、かつ、第１設定電圧Ｖ１と第２設定電圧Ｖ２との間の第３閾値電圧Ｖｔｈ３よりも高ければ、第２設定電圧Ｖ２を最初に供給する設定電圧に決定する。交流成分Ｖａｃは第２設定電圧Ｖ２に近い。そのため、第２設定電圧Ｖ２を最初に供給する設定電圧に決定することで、交流成分Ｖａｃの電圧検出信号Ｖｓｎｓの低下を長い間にわたり待つことなく、精度よく、交流電流を検出可能となる。
【００４０】
順序決定部９１３は、開始タイミングに電圧検出部により検出された交流成分Ｖａｃが、第３閾値電圧以下であれば、第１設定電圧Ｖ１を最初に供給する設定電圧に決定してもよい。このように交流電流Ｖａｃの電圧検出信号Ｖｓｎｓが十分に低下していれば、第１設定電圧Ｖ１を最初に供給することで、より短時間で四つの交流電流を測定できるようになる。
【００４１】
図３（Ｂ）が示すように、第１設定電圧Ｖ１と第２設定電圧Ｖ２はそれぞれ帯電部と像担持体との間に放電を生じさせない交流電圧である。そのため、未放電領域における第１直線Ｌ１を精度よく決定できるようになる。また、第３設定電圧Ｖ３と第４設定電圧Ｖ４はそれぞれ帯電部と像担持体との間に放電を生じさせる交流電圧である。そのため、放電領域における第２直線Ｌ２を精度よく決定できるようになる。
【００４２】
交流電流Ｉｃは、低い設定電圧から高い設定電圧に変更された場合、第１時間（例：１００ｍｓ）の経過を待ってから測定されてもよい。また、交流電流Ｉｃは、高い設定電圧から低い設定電圧に変更された場合、第１時間よりも長い第２時間（例：１２０ｍｓ）の経過を待ってから検出されてもよい。これにより、より少ない時間で、かつ、精度よく、交流電流Ｉｃを測定可能となる。交流電流Ｉｃは、複数回にわたって検出されて平均化されてもよい。たとえば、交流電流Ｉｃは、帯電部の帯電ローラが複数周回にわたり回転している間に検出されて平均化されてもよい。これにより、帯電ローラ２の周期ムラの影響が低減される。
【００４３】
電源制御部９００は、目標電圧Ｖｔの決定処理が開始されると、第２設定電圧Ｖ２、第３設定電圧Ｖ３または第４設定電圧Ｖ４のいずれかを交流生成回路１０１に最初に生成させてもよい。これにより、交流成分Ｖａｃの電圧検出信号Ｖｓｎｓが第１設定電圧Ｖ１の目標電圧Ｖｔ１’よりも低下するまで待つ必要がなくなるため、ダウンタイムが軽減される。
【００４４】
なお、電圧設定部９１４は、生成部が生成する交流成分Ｖａｃの目標電圧Ｖｔを生成部に設定する。電圧決定部９１２は帯電部と像担持体との間に流れる放電電流を目標放電電流にするための交流成分Ｖａｃの目標電圧Ｖｔを決定する。目標電圧Ｖｔは、電圧設定部９１４により生成部に設定されたそれぞれ異なる４つの設定電圧と、４つの設定電圧のそれぞれについて電流検出部が出力する電流検出信号が示す４つの交流電流とから決定される。順序決定部９１３は目標電圧Ｖｔの決定処理が開始されると、４つの設定電圧のうちで最も低い第１設定電圧Ｖ１を除いた第２電圧、第３電圧または第４電圧のいずれか一つを最初の設定電圧に決定する。これにより、交流成分Ｖａｃの電圧検出信号Ｖｓｎｓが第１設定電圧Ｖ１の目標電圧Ｖｔ１’よりも低下するまで待つ必要がなくなるため、ダウンタイムが軽減される。
【００４５】
ＣＰＵ１１５はメモリ１１６に記憶されている制御プログラムにしたがって次の処理を含む制御方法を実行する。ＣＰＵ１１５は、操作者により画像形成が指示されると、交流生成回路１０１に画像形成のための目標電圧Ｖｔを設定し、交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔに応じた交流成分Ｖａｃを含む交流成分Ｖｏｕｔを生成させる。ＣＰＵ１１５は、画像形成が終了すると、交流生成回路１０１に交流成分Ｖｏｕｔの生成を停止させる。ＣＰＵ１１５は、目標電圧Ｖｔを決定するために、それぞれ異なる４つの設定電圧のうちで最も低い第１設定電圧を除いた第２設定電圧、第３設定電圧または第４設定電圧のいずれか一つを最初の設定電圧として交流生成回路１０１に設定する。ＣＰＵ１１５は、当該最初の設定電圧に対応した交流電流を取得する。ＣＰＵ１１５は、４つの設定電圧のうちで最初の設定電圧とは異なる他の３つの設定電圧を順番に交流生成回路１０１に設定し、他の３つの設定電圧に対応する３つの交流電流を取得する。ＣＰＵ１１５は、４つの設定電圧と４つの交流電流とから、放電電流Ｉｓを目標放電電流Ｉｔにするための交流成分Ｖａｃの目標電圧Ｖｔを更新する。ＣＰＵ１１５は、次の画像形成が指示されると、更新された目標電圧Ｖｔを交流生成回路１０１に設定し、交流生成回路１０１に目標電圧Ｖｔに応じた交流成分Ｖａｃを含む交流成分Ｖｏｕｔを生成させる。ＣＰＵ１１５は、画像形成が終了すると、交流生成回路１０１に交流成分Ｖｏｕｔの生成を停止させる。
【符号の説明】
【００４６】
１…感光体、２…帯電ローラ、１００画像形成装置、１０１…交流生成回路、１０３…電圧検出回路、１０４…電流検出回路、１１５…ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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