(57)【要約】      （修正有）【課題】帯電部材に対して帯電電圧を印加する部材に個体差を生じる場合であっても、適切な帯電条件を設定できる画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電ローラの帯電条件を設定する設定部３０１ａと、帯電ローラに印加される交流電圧に対する交流電流値測定回路１０４が検出する交流電流の関係を判定する判定部３０１ｂと、判定部３０１ｂの判定結果を交流電圧と交流電流との所定の関係と比較することにより、設定部３０１ａで設定する帯電条件の設定を変更するか否かを選択する選択部３０１ｃと、を有する。【選択図】図３
2018081187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
直流電圧に交流電圧を重畳して帯電電圧を生成する電圧発生手段と、
前記電圧発生手段より前記帯電電圧が印加された際に放電して前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
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、
前記帯電手段の帯電条件を設定する設定手段と、
前記帯電手段に印加される交流電圧に対する前記電流検出手段が検出する交流電流の関係を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果を交流電圧と交流電流との所定の関係と比較することにより、前記設定手段で設定した前記帯電条件を変更するか否かを選択する選択手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記選択手段は、
前記判定手段の判定結果及び前記所定の関係を示す直線の傾きに応じて前記帯電条件を変更するか否かを選択する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記選択手段は、
前記判定結果を示す第１直線の傾きと、前記所定の関係を示す第２直線の傾きと、の差分値を求め、前記差分値の絶対値がリミット値より大きい場合に前記帯電条件を変更することを選択する、
ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記選択手段は、
前記差分値の正負に応じて前記帯電条件の変更内容を異ならせて前記帯電条件を変更することを選択する、
ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電手段の外部の温度及び湿度を検出する環境検出手段を有し、
前記所定の関係は、前記環境検出手段により検出した温度又は湿度に応じた交流電圧と交流電流との関係である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記所定の関係を、前記像担持体又は前記帯電手段の耐久枚数に応じて補正する、
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定の関係を、前記像担持体又は前記帯電手段の使用時間に応じて補正する、
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記所定の関係は、前記設定手段が前記帯電条件を設定する際に、放電開始電圧未満の交流電圧を前記帯電手段に印加した時の前記帯電手段に印加される交流電圧に対する前記電流検出手段が検出する交流電流の関係である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電条件を設定又は変更してからの経過時間を測定する時間測定手段を有し、
前記選択手段は、
前記時間測定手段によって測定する前記経過時間が所定時間を経過した後に、前記帯電条件を変更するか否かを選択する、
ことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記所定時間は、前記画像形成装置の動作によって異なる時間である、
ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記帯電条件の設定の変更は、
前記交流電圧を定電圧制御する際の前記交流電圧の電圧値、前記交流電圧を定電流制御する際の前記交流電流の電流値、及び前記交流電圧の周波数のうちの少なくとも一つを変更する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記像担持体を回転駆動する駆動手段と、
前記帯電部材により帯電された前記像担持体の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
現像バイアスが印加された際に前記静電潜像を現像剤により現像して前記像担持体の表面に現像剤像を形成する現像手段と、
転写バイアスが印加された際に前記現像剤像を記録材に転写させる転写手段と、
を更に有し、
前記設定手段は、
設定又は変更した前記帯電条件に対応して、前記駆動手段の駆動、前記レーザ光、前記現像バイアス、又は前記転写バイアスを制御する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１１までの何れか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、像担持体の表面を帯電させる帯電部を備えるプリンタ、複写機、ファクシミリ又はこれらの複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、像担持体である感光ドラムの表面を帯電させると共に露光することにより感光ドラムに静電潜像を形成する。かかる画像形成装置では、ローラ型又はブレード型等の帯電部材を感光ドラム表面に接触させた状態で、帯電部材に帯電電圧を印加して感光ドラムの表面を帯電させる接触帯電方式が広く採用されている（例えば、特許文献１）。また、近年、接触帯電方式の帯電部材としては、イオン導電材のような電荷の応答性の高い物質を使用して、耐久性を向上させることにより長寿命にしたものが多くなってきている。
【０００３】
接触帯電方式の画像形成装置において、直流電圧に交流電圧を重畳して生成する帯電電圧における交流電圧のピーク間電圧と、帯電電圧を帯電部材に印加した際に感光ドラムに流れる交流電流の電流値と、の関係は、使用環境等で異なるために常に一定ではない。例えば、感光ドラムに流れる交流電流は、低温度及び低湿度の環境では帯電ローラのインピーダンスが上昇するので少なく、高温度及び高湿度の環境では帯電ローラのインピーダンスが低下するので多くなる。
【０００４】
しかしながら、上述したような環境を検出するための環境センサは、一般的に、画像形成装置の外部に設置されており、帯電ローラから離れている。一方、正確な温度及び湿度を検出するために内部に環境センサを備えた画像形成装置も存在している。画像形成装置の内部に設置されるセンサは、帯電ローラを備えるドラムカートリッジ（ＣＲＧ）等の頻繁に交換される消耗パーツの周囲に置かれた場合、汚染又は断線等の可能性が高く、破損又は誤検出するリスクがある。従って、画像形成装置の内部に設置されるセンサは、帯電ローラからある程度離れている。このため、画像形成装置の外部又は内部に設置されたセンサで検出した温度と、帯電ローラの実際の温度と、はかけ離れていることが多い。
【０００５】
また、ユーザーの使用環境に既に設置されている画像形成装置は、使用済みのドラムカートリッジを、冬場に外に放置されていたドラムカートリッジに交換して即座に使用されるケースが考えられる。または、冬場に空調装置がＯＦＦされて低温の環境に曝されている画像形成装置は、空調装置がＯＮされ、周囲の環境が低温から室温に回復してもセンサの周囲のみが加温され、帯電ローラは加温されていない状態で使用されるケースが考えられる。
【０００６】
このようなケースの場合、低温に長い間晒されていた帯電ローラは、周囲の環境に充分に馴染んでから温度が上昇し、直ぐには温度が上昇しない。従って、使用開始直後の帯電ローラの実際の温度は、外の環境の温度、又は空調装置がＯＦＦされていた際の温度のままであり、センサで検出した温度よりも低温になる。
【０００７】
図１２は、帯電ローラの実際の温度とセンサで検出した温度とが対応する場合の交流電圧と交流電流との関係ｑ１、及び帯電ローラの実際の温度がセンサで検出した温度よりも低温である場合の交流電圧と交流電流との関係ｑ２を示す。
【０００８】
図１２より、帯電ローラは、関係ｑ２を有する場合、インピーダンスが高くなっており、関係ｑ１を有する場合における適正な交流電圧を印加しても、感光ドラムに適正な交流電流を流すことができず、感光ドラムを充分に帯電させることができない。従って、従来の画像形成装置では、実際には関係ｑ２を有する場合において、センサで検出した温度に基づいて、関係ｑ１を有するものとして帯電電圧の制御を行うと、低温カブリ又は砂地の現象を生じる可能性がある。
【０００９】
これに対して特許文献２は、帯電電圧を帯電ローラに印加した際における、帯電ローラと像担持体との間に流れる適正な電流値と実測値との差分値を求め、求めた差分値とリミット値とを比較する構成を提案している。そして、特許文献２の画像形成装置では、この比較結果に応じて、センサで検出した温度及び湿度に基づいて設定される帯電ローラの帯電条件を変更する構成を提案している。これにより、特許文献２の画像形成装置では、センサで検出した温度と、帯電ローラの実際の温度と、が異なる場合であっても、帯電ローラの帯電条件を適切に設定することができる
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４２７４９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、特許文献２においては、帯電電圧は電源基板の製造工程等におけるバラツキ（公差）により変動するため、電流の実測値にばらつきを生じる。
【００１２】
これにより、特許文献２においては、センサで検出した温湿度と帯電ローラの実際の温湿度とに乖離が無いにも関わらず、乖離が有るものと誤判断して、センサで検出した温度及び湿度に基づいて設定した帯電条件を変更する恐れがある。また、センサで検出した温湿度と帯電ローラの実際の温湿度とに乖離が有るにも関わらず、乖離が無いものと誤判断して、センサで検出した温湿度に基づいて設定した帯電条件を変更しない恐れがある。
【００１３】
このような場合、画像形成装置では、適切な帯電条件を設定できず、帯電電圧が適正値より小さい場合に帯電不良を生じ、帯電電圧が適正値より大きい場合に感光ドラムの寿命を短くし、画像流れを生じるという課題を有する。
【００１４】
本発明の目的は、帯電部材に対して帯電電圧を印加する部材に個体差を生じる場合であっても、適切な帯電条件を設定することができる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】
【００１５】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、直流電圧に交流電圧を重畳して帯電電圧を生成する電圧発生手段と、前記電圧発生手段より前記帯電電圧が印加された際に放電して前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、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、前記帯電手段の帯電条件を設定する設定手段と、前記帯電手段に印加される交流電圧に対する前記電流検出手段が検出する交流電流の関係を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を交流電圧と交流電流との所定の関係と比較することにより、前記設定手段で設定する前記帯電条件の設定を変更するか否かを選択する選択手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、帯電部材に対して帯電電圧を印加する部材に個体差を生じる場合であっても、適切な帯電条件を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る帯電装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作を示すフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る帯電装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の動作を示すフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る交流電流とピーク間電圧との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置で求める近似直線を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の動作を示すフロー図である。
【図１２】センサで検出した温度と帯電ローラの実際の温度とが馴染んでいる場合と馴染んでいない場合とにおけるピーク間電圧と交流電流との関係を比較する図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
＜画像形成装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置Ａの構成について、図１から図３を参照しながら、詳細に説明する。画像形成装置Ａは、ここでは電子複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機を例示する。
【００２０】
画像形成装置Ａは、記録材であるシートＰに画像を形成する本体部１００と、本体部１００の上部に設けられて原稿の画像を読み取る画像読取装置２００と、を有している。
【００２１】
本体部１００は、シート給送部１０と、画像形成部２０と、定着部３０と、シート排出部４０と、シート再給送部５０と、環境センサ６０と、排気ファン７０と、を有している。
【００２２】
シート給送部１０は、シートＰを画像形成部２０に給送する。具体的には、シート給送部１０は、給送カセット１１又は手差しトレイ１６に積載されたシートＰを画像形成部２０へ給送する。
【００２３】
シート給送部１０は、給送カセット１１と、ピックアップローラ１２と、分離ローラ１３と、給送ローラ１４と、レジストローラ１５と、手差しトレイ１６と、供給ローラ１７と、分離パッド１８と、供給ローラ１９と、を有している。
【００２４】
ピックアップローラ１２は、回転することにより、給送カセット１１に収納されているシートＰを分離ローラ１３へ給送する。
【００２５】
分離ローラ１３は、正転ローラと反転ローラとから構成され、重送されてきたシートＰを１枚に分離して給送パスＰＳ１を介して給送ローラ１４に搬送する。
【００２６】
給送ローラ１４は、分離ローラ１３から給送パスＰＳ１を介して搬送されてきたシートＰをレジストローラ１５に搬送する。
【００２７】
レジストローラ１５は、ニップを形成し、回転を停止している際に、給送ローラ１４又はシート再給送部５０の再給送パスＰＳ２から搬送されてきたシートＰの先端をニップに倣わせることで、シートＰの斜行を矯正する。レジストローラ１５は、回転した際に、斜行を矯正したシートＰを転写ニップ部Ｎ１に供給する。
【００２８】
供給ローラ１７及び分離パッド１８は、手差しトレイ１６に積層されているシートＰを１枚に分離して供給ローラ１９に搬送する。
【００２９】
供給ローラ１９は、供給ローラ１７及び分離パッド１８により搬送されてきたシートＰを給送ローラ１４に搬送する。
【００３０】
画像形成部２０は、シート給送部１０から給送されるシートＰに画像を形成して定着部３０に搬送する。具体的には、画像形成部２０は、感光ドラム２１と、帯電ローラ２２と、レーザユニット２３と、現像ローラ２４と、転写ローラ２５と、クリーニング部２６と、を有している。
【００３１】
像担持体である感光ドラム２１は、導電性の支持体の上に、下引き層、電荷発生層及び電荷輸送層の順で積層構成された有機感光体である。感光ドラム２１は、帯電ローラ２２から交流電流（放電電流）が流れることにより帯電する。感光ドラム２１には、レーザユニット２３からレーザ光が照射された部分の電荷が除去されることにより、画像情報に対応する静電潜像が形成される。感光ドラム２１には、現像ローラ２４からの現像剤が静電潜像に付着することにより現像剤像が形成される。感光ドラム２１は、転写ローラ２５との間で転写ニップ部Ｎ１を形成している。
【００３２】
帯電ローラ２２は、感光ドラム２１に接触しており、帯電電圧が印加された際に放電して感光ドラム２１を均一に帯電させる。本実施形態においては、帯電ローラ２２は、帯電電圧の交流電圧を一定になるように制御する定電圧制御により感光ドラム２１を帯電させている。
【００３３】
静電潜像形成部であるレーザユニット２３は、画像情報に対応したレーザ光を感光ドラム２１に照射する。
【００３４】
現像手段である現像ローラ２４は、所定の電圧が印加された際に、感光ドラム２１に形成された静電潜像に現像剤を付着させて静電潜像を現像剤像として可視化する。
【００３５】
転写手段である転写ローラ２５は、転写ニップ部Ｎ１において感光ドラム２１と接触し、所定の電圧が印加された際に、感光ドラム２１に形成された現像剤像を転写ニップ部Ｎ１においてシートＰに転写させる。転写ローラ２５は、転写ニップ部Ｎ１において感光ドラム２１との間でシートＰを挟持し、感光ドラム２１と共に回転することによりシートＰを定着部３０に搬送する。
【００３６】
クリーニング部２６は、感光ドラム２１に当接し、シートＰに転写できずに感光ドラム２１に残った現像剤を掻き取る。
【００３７】
ここで、帯電ローラ２２と、感光ドラム２１と、クリーニング部２６と、は各々一体のドラムカートリッジとして構成されている。帯電ローラ２２と、感光ドラム２１と、クリーニング部２６と、は、ドラムカートリッジを交換することにより、消耗品として一括で交換される。なお、帯電ローラ２２と、感光ドラム２１と、クリーニング部２６と、はドラムカートリッジとして一体に構成されずに個別に画像形成装置Ａに設けられていてもよい。
【００３８】
定着部３０は、画像形成部２０から搬送されてきたシートＰを加熱ローラ方式により加熱加圧することにより、シートＰに転写された静電潜像をシートＰに定着させてシートＰをシート排出部４０に搬送する。具体的には、定着部３０は、定着ローラ３１及び加圧ローラ３２を有している。
【００３９】
定着ローラ３１は、アルミ等により形成され、内部に配置されたハロゲンランプ等の熱源により所定の定着温度に加熱される。
【００４０】
加圧ローラ３２は、定着ローラ３１に接触して定着ニップ部Ｎ２を形成し、定着ニップ部Ｎ２において所定の圧力で定着ローラ３１を加圧している。加圧ローラ３２は、定着ニップ部Ｎ２において定着ローラ３１との間でシートＰを加熱加圧して、シートＰに転写された現像剤像をシートＰに定着させる。加圧ローラ３２は、定着ローラ３１と共に回転し、定着ニップ部Ｎ２において定着ローラ３１との間でシートＰを挟持して排出ローラ４１に搬送する。
【００４１】
なお、定着部３０は、上記の加熱ローラ方式の代わりに、セラミックヒータ等の熱源を、端部レスフィルムを介して加圧ローラ３２が加圧することによりシートＰを加熱加圧するオンデマンド定着方式でも良い。
【００４２】
シート排出部４０は、定着部３０から搬送されてきたシートＰを排出する。シート排出部４０は、シートＰの両面に画像を形成する場合、定着部３０から搬送されてきたシートＰをシート再給送部５０に搬送する。具体的には、シート排出部４０は、排出ローラ４１及び排出トレイ４２を有している。
【００４３】
排出ローラ４１は、定着ニップ部Ｎ２から搬送されてきたシートＰを排出トレイ４２に排出する。排出ローラ４１は、シートＰの両面に画像を形成する場合、シートＰの後端が通過する前に回転を停止し、その後逆回転することによりシートＰをシート再給送部５０の再給送パスＰＳ２に搬送する。
【００４４】
排出トレイ４２は、排出ローラ４１から排出されるシートＰを積層する。
【００４５】
シート再給送部５０は、シート排出部４０から搬送されてきたシートＰを再給送パスＰＳ２を介して画像形成部２０に搬送する。
【００４６】
環境検出手段である環境センサ６０は、本体部１００の内部に設けられ、帯電ローラ２２の外部の温度及び湿度を検出する。環境センサ６０は、熱源となる定着部３０等からの影響を受けずに本体部１００の内部の温度及び湿度を正確に測定できるように、本体部１００の内部の定着部３０から離れた位置に配置されている。環境センサ６０は、頻繁に交換されるドラムカートリッジから離れて配置されるため、帯電ローラ２２から離れて配置されている。
【００４７】
環境センサ６０は、センシング素子とバンドギャップ温度センサとの出力をＡ／Ｄコンバータでカップリングし、デジタルインターフェースを介してシリアル出力するＣＭＯＳデバイスである。センシング素子は、湿度検出デバイスであり、誘電体としてポリマーを挿入したコンデンサである静電容量ポリマーで構成され、湿度に応じてポリマーに吸着する水分量が線形に変化する特性を用いて、静電容量を湿度の検出値とする湿度検出機能を有する。バンドギャップ温度センサは、温度検出デバイスであり、温度に対して線形に抵抗値が変化するサーミスタで構成され、抵抗値を温度の検出値とする温度検出機能を有する。
【００４８】
排気ファン７０は、定着部３０の近傍に設けられ、本体部１００の内部の空気を外部に排気する。
【００４９】
画像読取装置２００は、原稿の画像を読み取る画像読取部２０１と、画像読取部２０１に対して原稿を給送する原稿給送部２０２と、を有している。
【００５０】
＜帯電装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る帯電装置３００の構成について、図１及び図２を参照しながら、詳細に説明する。
【００５１】
帯電装置３００は、接触帯電方式を採用している。帯電装置３００は、図２に示すように、帯電ローラ２２と、ＤＣ電源１０１と、ＡＣ電源１０２と、制御部１０３と、交流電流値測定回路１０４と、を有している。ＤＣ電源１０１及びＡＣ電源１０２は、高圧発生部１１０を構成している。なお、帯電ローラ２２については既に説明済みであるので、ここでは説明を省略する。
【００５２】
ＤＣ電源１０１は、制御部１０３の制御により、直流電圧を生成する。
【００５３】
ＡＣ電源１０２は、制御部１０３の制御により、所定の周波数及び電圧値の交流電圧を生成する。
【００５４】
電圧発生手段である高圧発生部１１０は、ＡＣ電源１０２で生成した交流電圧に、ＤＣ電源１０１で生成した直流電圧を重畳した所定の帯電電圧（バイアス電圧）を生成して帯電ローラ２２に印加する。
【００５５】
制御部１０３は、ＤＣ電源１０１及びＡＣ電源１０２のオン及びオフを切り替え制御して、帯電ローラ２２に帯電電圧を印加するように高圧発生部１１０を制御する。制御部１０３は、ＤＣ電源１０１で生成する直流電圧の電圧値と、ＡＣ電源１０２で生成する交流電圧のピーク間電圧等と、を制御する。
【００５６】
制御部１０３は、環境センサ６０から入力する温度及び湿度の検出値に基づいて帯電条件を設定する。制御部１０３は、帯電ローラ２２が放電を開始する電圧よりも低い帯電電圧が高圧発生部１１０から帯電ローラ２２に印加された際に、交流電流値測定回路１０４から入力した交流電流の検出値に基づいて帯電条件を変更する。制御部１０３は、設定又は変更した帯電条件に応じて高圧発生部１１０から帯電ローラ２２に印加される帯電電圧の交流電圧を定電圧制御する。
【００５７】
電流検出手段である交流電流値測定回路１０４は、帯電ローラ２２と感光ドラム２１との間を流れる交流電流の電流値を検出し、検出値を制御部１０３に出力する。
【００５８】
＜制御部の構成＞
本発明の実施の形態１に係る制御部１０３の構成について、図３を参照しながら、詳細に説明する。
【００５９】
制御部１０３は、ＣＰＵ３０１と、メモリ３０２と、レーザ露光部３０４と、帯電高圧制御部３０５と、現像高圧制御部３０６と、転写高圧制御部３０７と、を有している。
【００６０】
ＣＰＵ３０１は、画像形成装置Ａの主電源がＯＮされた際に起動し、環境センサ６０から入力した温度及び湿度の検出値をメモリ３０２に記憶させる。
【００６１】
ＣＰＵ３０１は、設定手段である設定部３０１ａと、判定手段である判定部３０１ｂと、選択手段である選択部３０１ｃと、を備えている。
【００６２】
ＣＰＵ３０１の設定部３０１ａは、メモリ３０２に予め記憶されている情報及び環境センサ６０から入力した温度及び湿度の検出値に基づいて、帯電条件、現像条件及び転写条件等を仮の帯電条件として設定する。
【００６３】
その後、ＣＰＵ３０１の判定部３０１ｂは、交流電流値測定回路１０４から入力した交流電流の検出値に基づいて、帯電ローラ２２に印加される交流電圧に対する交流電流の関係を判定する。ＣＰＵ３０１の選択部３０１ｃは、判定部３０１ｂの判定結果を、メモリ３０２に予め記憶されている情報と比較することにより、設定部３０１ａで設定した仮の帯電条件を変更するか否かを選択する。
【００６４】
ＣＰＵ３０１の設定部３０１ａは、選択部３０１ｃにより帯電条件を変更することを選択した場合に、設定した仮の帯電条件を変更する。ＣＰＵ３０１の設定部３０１ａは、設定又は変更した帯電条件で高圧発生部１１０から帯電ローラ２２に対して所定の帯電電圧を印加するように帯電高圧制御部３０５を制御する。
【００６５】
ＣＰＵ３０１は、画像読取装置２００によって読み取られた原稿の画像データ、又は外部から送信された画像データに基づいて、レーザ露光部３０４を制御する。ＣＰＵ３０１は、設定又は変更した帯電条件に応じて現像高圧制御部３０６及び転写高圧制御部３０７を制御する。
【００６６】
メモリ３０２は、環境センサ６０が取得した温度及び湿度の検出値を記憶する。メモリ３０２は、帯電条件を変更する際に使用する帯電条件の変更内容等の情報を温度及び湿度と関連付けたテーブルとして予め記憶している。
【００６７】
レーザ露光部３０４は、レーザユニット２３に接続され、ＣＰＵ３０１で設定又は変更した帯電条件に従って、レーザユニット２３から感光ドラム２１に照射されるレーザ光の例えばＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行う。
【００６８】
帯電高圧制御部３０５は、高圧発生部１１０に接続され、ＣＰＵ３０１の制御に従って、ＤＣ電源１０１及びＡＣ電源１０２のオンとオフとを切り替えて帯電ローラ２２に帯電電圧を印加するように制御する。この際、帯電高圧制御部３０５は、ＣＰＵ３０１で設定又は変更した帯電条件に従って高圧発生部１１０を制御する。
【００６９】
現像高圧制御部３０６は、ＣＰＵ３０１で設定又は変更した帯電条件に従って、電源から現像ローラ２４に印加される電圧（現像バイアス）を制御する。
【００７０】
転写高圧制御部３０７は、ＣＰＵ３０１で設定又は変更した帯電条件に従って、電源から転写ローラ２５に印加される電圧（転写バイアス）を制御する。
【００７１】
＜画像形成装置の動作＞
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置Ａの動作について、図４を参照しながら、詳細に説明する。
【００７２】
画像形成装置Ａは、主電源がＯＮされた際に動作を開始する。
【００７３】
ＣＰＵ３０１は、環境センサ６０から温度及び湿度の検出値を入手し、メモリ３０２に記憶する（Ｓ１）。
【００７４】
次に、ＣＰＵ３０１の設定部３０１ａは、環境センサ６０から入手した温度及び湿度の検出値に基づいて、メモリ３０２に予め記憶してあるテーブルから仮の帯電条件を設定し（Ｓ２）、仮の帯電条件に応じて初期設置動作を実行する（Ｓ３）。帯電条件は、具体的には帯電電圧における交流電圧の周波数及び電圧値等である。また、初期設置動作とは、現像装置を設置した際の現像剤の初期イニシャライズ動作、又はドラムカートリッジを設置した際のドラムカートリッジ初期イニシャライズ動作等である。
【００７５】
次に、ＣＰＵ３０１は、帯電ローラ２２が放電を開始する電圧よりも低い電圧値αＶ及びβＶの印加電圧を、帯電ローラ２２に印加するように帯電高圧制御部３０５を制御する（Ｓ４）。
【００７６】
次に、ＣＰＵ３０１の判定部３０１ｂは、交流電流値測定回路１０４で検出した検出値αＩと検出値βＩとを用いて、最小二乗法により、未放電領域における交流電圧と交流電流との関係を（１）式の近似直線として求める。ここで、検出値αＩは、電圧値αＶの印加電圧が帯電ローラ２２に印加された際に交流電流値測定回路１０４で検出した値である。検出値βＩは、電圧値βＶの印加電圧が帯電ローラ２２に印加された際に交流電流値測定回路１０４で検出した値である。また、未放電領域は、帯電ローラ２２が帯電を開始する電圧よりも低電圧側の領域である。
【００７７】
Ｙ＝ＡＸ＋γ            （１）
【００７８】
そして、ＣＰＵ３０１の選択部３０１ｃは、判定部３０１ｂにより求めた（１）式の近似直線の傾きＡを算出する（Ｓ５）。ここで、上述した（１）式の近似直線の傾きＡは、未放電領域においては、ステップＳ４における印加電圧αＶ及びβＶの印加時の環境状態に対応する。
【００７９】
そこで、選択部３０１ｃは、ステップＳ２で仮の帯電条件を設定した時の環境センサ６０で検出した温度及び湿度に対応した交流電圧と交流電流との基準直線の傾きＢの値を、メモリ３０２に予め記憶されているテーブルから読み出す（Ｓ６）。読み出した基準直線の傾きＢは、上記の傾きＡに相当する。そして、ＣＰＵ３０１の選択部３０１ｃは、読み出した傾きＢと印加電圧αＶ及びβＶの印加時の環境状態での近似直線の傾きＡとを比較することにより、環境センサ６０で検出した環境情報と帯電ローラ２２の実際の環境状態との乖離を検出する。
【００８０】
ＣＰＵ３０１の選択部３０１ｃは、傾きＡと傾きＢとの比較を行うため、傾きＢから（３）式の傾きＡを減算して差分値σを算出する（Ｓ７）。
【００８１】
次に、ＣＰＵ３０１の選択部３０１ｃは、算出した差分値σの絶対値｜σ｜がリミット値｜σ´｜よりも大きいか否かを判定する（Ｓ８）。
【００８２】
ここで、差分値及びリミット値は、以下の理由により絶対値としている。即ち、帯電ローラ２２の温度が周囲の温度よりも低く、帯電ローラ２２のインピーダンスが高い場合、適正な傾きＢは傾きＡよりも大きくなり、差分値σは正の値側に大きくなる。一方、帯電ローラ２２の温度が周囲の温度よりも高く、帯電ローラ２２のインピーダンスが低い場合、適正な傾きＢは傾きＡよりも小さくなり、差分値σは負の値側に大きくなる。このような場合において、ＣＰＵ３０１は、差分値σの大きさのみを求めるために、差分値σを絶対値とし、差分値と比較するリミット値も絶対値としている。
【００８３】
ＣＰＵ３０１の選択部３０１ｃは、絶対値｜σ｜がリミット値｜σ´｜よりも大きい場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、帯電ローラ２２の実際の温度と環境センサ６０で検出した温度とが一致していないと判断し、現在設定している帯電条件を変更する（Ｓ９）。ＣＰＵ３０１の選択部３０１ｃは、高圧発生部１１０から帯電ローラ２２に印加される印加電圧に対して、交流電圧の周波数及び電圧値のうちの少なくとも一方を変更することにより、現在設定している帯電条件を変更することを選択する。
【００８４】
ここで、帯電ローラ２２に印加する交流電圧の周波数は、感光ドラム２１の周速に合わせて、モアレの発生等に影響の無いように変更される。一方、帯電ローラ２２に印加する交流電圧の周波数を下げることにより、感光ドラム２１に対する異常放電を軽減する効果、又は感光ドラム２１に対するチャージ能力を上げる効果のあることが知られている。従って、帯電ローラ２２に印加する印加電圧における交流電圧の周波数を下げることにより、カブリ又は砂地等の現象を低減できる。
【００８５】
ステップＳ９において、ＣＰＵ３０１は、差分値σの正負に応じて帯電条件の変更内容を異ならせる。具体的には、σが正の値である場合には傾きＡが適正な傾きＢよりも小さいため、帯電ローラ２２のインピーダンスは高いと判断でき、帯電ローラ２２の実際の温度は環境センサ６０で検出した温度よりも低いと判断できる。従って、ＣＰＵ３０１は、σが正の値である場合、現在設定している帯電条件に対して、交流電圧の電圧値を上昇させるか、又は交流電圧の周波数を小さくして帯電条件を変更する。
【００８６】
一方、ＣＰＵ３０１は、σが負の値である場合には傾きＡが適正な傾きＢよりも大きいため、帯電ローラ２２のインピーダンスは低いと判断でき、帯電ローラ２２の実際の温度は環境センサ６０で検出した温度よりも高いと判断できる。従って、ＣＰＵ３０１は、σが負の値である場合、現在設定している帯電条件に対して、交流電圧の電圧値を低下させ、交流電圧の周波数を大きくして帯電条件を変更する。なお、この場合には、交流電圧の電圧値のみを変更して交流電圧の周波数を変更しないようにしても良い。
【００８７】
帯電ローラ２２の実際の温度が環境センサ６０で検出した温度より高い場合としては、夏場に外部に放置されて熱くなった帯電ローラ２２を搭載したドラムカートリッジを、冷房で冷やされた室内に設置されている画像形成装置Ａに取り付ける場合が考えられる。この場合には、帯電ローラ２２からの過電流によって、画像流れ又はクリーニング装置のブレード捲れなどの発生が懸念される。従って、本実施の形態では、上記の過電流を防止するために、傾きＡが適正な傾きＢよりも大きい場合も、帯電条件を変更するようにしている。
【００８８】
そして、ＣＰＵ３０１は、画像形成装置Ａの電源がＯＦＦであれば（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、動作を終了し、画像形成装置Ａの電源がＯＮであれば（Ｓ１０：Ｎｏ）、画像形成動作を実行するか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００８９】
ＣＰＵ３０１の設定部３０１ａは、画像形成動作を実行すると判定した場合に（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、レーザ露光部３０４、帯電高圧制御部３０５、現像高圧制御部３０６及び転写高圧制御部３０７を帯電条件に応じて制御する。これにより、ＣＰＵ３０１は、画像形成動作の制御を行ない（Ｓ１２）、ステップＳ４の動作に戻る。
【００９０】
ＣＰＵ３０１は、画像形成動作を実行しないと判定した場合に（Ｓ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１２の動作をスキップしてステップＳ４の動作に戻る。
【００９１】
一方、ＣＰＵ３０１の選択部３０１ｃは、絶対値｜σ｜がリミット値｜σ´｜以下の場合（Ｓ８：Ｎｏ）、帯電ローラ２２の実際の温度と環境センサ６０で検出した温度との差は小さい又は無いと判断する。従って、ＣＰＵ３０１の選択部３０１ｃは、帯電条件を変更することを選択しないため、ステップＳ９の動作をスキップする。そして、ＣＰＵ３０１は、ステップＳ１０の動作に移行する。
【００９２】
このように、本実施の形態では、環境センサ６０で検出した環境条件による印加電圧と交流電流との関係を算出し、この算出した関係と実際に未放電領域の印加電圧を印加した時の印加電圧と交流電流との関係とを比較する。これにより、帯電ローラ２２に印加電圧を印加する部材の個体差に依存せずに、環境条件の乖離を判定することができる。すなわち、環境条件に乖離が有る場合には帯電条件を変更して乖離を低減することができるため、所望の帯電条件と異なる帯電条件が設定されることによる帯電不良や画像不良を防ぐことができ、感光ドラムの寿命を長くすることができる。
【００９３】
なお、本実施の形態において、帯電電圧の交流電圧を定電圧制御したが、帯電電圧の交流電圧を定電流制御してもよい。定電流制御する場合には、帯電条件の変更において交流電流の電流値を変更することが好ましい。
【００９４】
また、本実施の形態において、ＣＰＵ３０１は、環境センサ６０からの温度及び湿度の検出値を、主電源のＯＮ又はＯＦＦの状態に関わらず常時入手しても良いし、コピージョブの開始時に入手してもよい。これにより、連続印字動作中の紙間等において又はコピージョブ毎に帯電条件を変更することができる。
【００９５】
また、本実施の形態において、環境センサ６０を画像形成装置Ａの内部に設けたが、環境センサを画像形成装置Ａの外部に設けてもよい。
【００９６】
また、本実施の形態において、基準直線は環境センサ６０で検出した温度及び湿度の検出値だけでなく、感光ドラム２１や帯電ローラ２２の状態によっても変化する場合がある。従って、耐久枚数や、感光ドラム２１又は帯電ローラ２２の使用時間などに応じて基準直線の補正を行なっても良い。
【００９７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の構成は図１と同一構成であるので、その説明を省略する。。
【００９８】
＜帯電装置の構成＞
本発明の実施の形態２に係る帯電装置１３００の構成について、図５を参照しながら、詳細に説明する。
【００９９】
なお、図５において、図２と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１００】
帯電装置１３００は、接触帯電方式を採用している。帯電装置１３００は、図５に示すように、帯電ローラ２２と、ＤＣ電源１０１と、ＡＣ電源１０２と、交流電流値測定回路１０４と、制御部１１０３と、を有している。
【０１０１】
制御部１１０３は、ＤＣ電源１０１及びＡＣ電源１０２のオン及びオフを切り替え制御して、帯電ローラ２２に帯電電圧を印加するように高圧発生部１１０を制御する。制御部１１０３は、ＤＣ電源１０１で生成する直流電圧の電圧値と、ＡＣ電源１０２で生成する交流電圧のピーク間電圧等と、を制御する。
【０１０２】
制御部１１０３は、後述する放電電流量制御を実行して帯電条件を設定する。制御部１１０３は、帯電ローラ２２が放電を開始する電圧よりも低い帯電電圧が高圧発生部１１０から帯電ローラ２２に印加された際に、交流電流値測定回路１０４から入力した交流電流の検出値に基づいて帯電条件を変更する。制御部１１０３は、設定又は変更した帯電条件に応じて高圧発生部１１０から帯電ローラ２２に印加される帯電電圧の交流電圧を定電圧制御する。
【０１０３】
電流検出手段である交流電流値測定回路１０４は、帯電ローラ２２と感光ドラム２１との間を流れる交流電流の電流値を検出し、検出値を制御部１１０３に出力する。
【０１０４】
＜制御部の構成＞
本発明の実施の形態２に係る制御部１１０３の構成について、図６を参照しながら、詳細に説明する。
【０１０５】
なお、図６において、図３と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１０６】
制御部１１０３は、メモリ３０２と、レーザ露光部３０４と、帯電高圧制御部３０５と、現像高圧制御部３０６と、転写高圧制御部３０７と、ＣＰＵ１３０１と、を有している。
【０１０７】
ＣＰＵ１３０１は、設定部１３０１ａと、判定部１３０１ｂと、選択部１３０１ｃと、を備えている。
【０１０８】
ＣＰＵ１３０１の設定部１３０１ａは、メモリ３０２に予め記憶されている情報に基づいて、帯電条件、現像条件及び転写条件等を仮の帯電条件として設定する。
【０１０９】
その後、ＣＰＵ１３０１の判定部１３０１ｂは、交流電流値測定回路１０４から入力した交流電流の検出値に基づいて、帯電ローラ２２に印加される交流電圧に対する交流電流の関係を判定する。ＣＰＵ１３０１の選択部１３０１ｃは、判定部１３０１ｂの判定結果を、メモリ３０２に予め記憶されている情報と比較することにより、設定部１３０１ａで設定した仮の帯電条件を変更するか否かを選択する。
【０１１０】
ＣＰＵ１３０１の設定部１３０１ａは、選択部１３０１ｃにより帯電条件を変更することを選択した場合に、設定した仮の帯電条件を変更する。ＣＰＵ１３０１の設定部１３０１ａは、設定又は変更した帯電条件で高圧発生部１１０から帯電ローラ２２に対して所定の帯電電圧を印加するように帯電高圧制御部３０５を制御する。
【０１１１】
ＣＰＵ１３０１は、画像読取装置２００によって読み取られた原稿の画像データ、又は外部から送信された画像データに基づいて、レーザ露光部３０４を制御する。ＣＰＵ１３０１は、設定又は変更した帯電条件に応じて現像高圧制御部３０６及び転写高圧制御部３０７を制御する。
【０１１２】
レーザ露光部３０４は、レーザユニット２３に接続され、ＣＰＵ１３０１で設定又は変更した帯電条件に従って、レーザユニット２３から感光ドラム２１に照射されるレーザ光の例えばＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行う。
【０１１３】
帯電高圧制御部３０５は、高圧発生部１１０に接続され、ＣＰＵ１３０１の制御に従って、ＤＣ電源１０１及びＡＣ電源１０２のオンとオフとを切り替えて帯電ローラ２２に帯電電圧を印加するように制御する。この際、帯電高圧制御部３０５は、ＣＰＵ１３０１で設定又は変更した帯電条件に従って高圧発生部１１０を制御する。
【０１１４】
現像高圧制御部３０６は、ＣＰＵ１３０１で設定又は変更した帯電条件に従って、電源から現像ローラ２４に印加される電圧（現像バイアス）を制御する。
【０１１５】
転写高圧制御部３０７は、ＣＰＵ１３０１で設定又は変更した帯電条件に従って、電源から転写ローラ２５に印加される電圧（転写バイアス）を制御する。
【０１１６】
＜画像形成装置の動作＞
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置Ａの動作について、図７を参照しながら、詳細に説明する。
【０１１７】
画像形成装置Ａは、主電源がＯＮされた際に動作を開始する。
【０１１８】
ＣＰＵ１３０１の設定部１３０１ａは、所望の放電電流量が得られる交流電圧を後述する放電電流制御を実行することによって決定して帯電条件を設定し（Ｓ２０）、放電電流制御の結果をメモリ３０２に記憶する（Ｓ２１）。放電電流制御の結果とは、具体的には後述する放電電流制御を行なった際のサンプリング値及び近似直線の式である。
【０１１９】
次に、ＣＰＵ１３０１は、ステップＳ２０において設定した帯電条件に応じて、初期設置動作を執行する（Ｓ２２）。
【０１２０】
次に、ＣＰＵ３０１設定部１３０１ａは、メモリ３０２に記憶された放電電流制御の結果から、帯電ローラ２２に印加される交流電圧に対する交流電流値測定回路１０４で検出する交流電流の関係を判定する。そして、設定部１３０１ａは、この判定結果に基づいて、未放電領域における放電開始電圧未満の交流電圧と交流電流との関係を示す近似直線の傾きＣを算出し（Ｓ２３）、メモリ３０２に算出した傾きＣを記憶する（Ｓ２４）。
【０１２１】
次に、ＣＰＵ１３０１の選択部１３０１ｃは、未放電領域におけるサンプリング値を求め、そのサンプリング値を基に近似直線の傾きＤを算出する（Ｓ２５）。
【０１２２】
そして、ＣＰＵ１３０１の選択部１３０１ｃは、ステップＳ２５で算出した傾きＤから、メモリ３０２に記憶した傾きＣを減算して差分値σを算出する（Ｓ２６）。
【０１２３】
次に、ＣＰＵ１３０１の選択部１３０１ｃは、算出した差分値σの絶対値｜σ｜が、あらかじめメモリ３０２に記憶しているリミット値｜σ´｜よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２７）。
【０１２４】
選択部１３０１ｃは、絶対値｜σ｜がリミット値｜σ´｜よりも大きい場合に（Ｓ２７：Ｙｅｓ）、所定以上の環境の変化が生じていると判断し、現在設定されている帯電条件を、再度後述する放電電流制御を行って変更することを選択する（Ｓ２８）。
【０１２５】
ＣＰＵ１３０１の選択部１３０１ｃは、画像形成中に帯電ローラ２２に印加する帯電電圧の交流電圧のピーク間電圧を決めるための制御条件を変更することにより帯電条件を変更することを選択する。具体的には、ＣＰＵ１３０１は、ピーク間電圧の複数のサンプリング値、所望の放電電流量（ターゲット電流）及び交流電圧の周波数のうちの少なくとも何れか１つを変更することにより帯電条件を変更することを選択する。
【０１２６】
また、ＣＰＵ１３０１は、放電電流制御の結果をメモリ３０２に記憶する（Ｓ２９）
【０１２７】
次に、ＣＰＵ１３０１は、画像形成装置Ａの電源がＯＦＦであるか否かを判定する（Ｓ３０）。
【０１２８】
ＣＰＵ１３０１は、画像形成装置Ａの電源がＯＦＦであれば（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、動作を終了し、画像形成装置Ａの電源がＯＮであれば（Ｓ３０：Ｎｏ）、画像形成動作を実行するか否かを判定する（Ｓ３１）。
【０１２９】
ＣＰＵ１３０１は、画像形成動作を実行すると判定した場合に（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、設定されている帯電条件に応じて、レーザ露光部３０４、現像高圧制御部３０６及び転写高圧制御部３０７を制御する。これにより、ＣＰＵ１３０１は、画像形成動作の制御を行い（Ｓ２４）、ステップＳ２３の動作に戻る。
【０１３０】
一方、ＣＰＵ１３０１は、画像形成動作を実行しないと判定した場合に（Ｓ３１：Ｎｏ）、ステップＳ３２の動作をスキップしてステップＳ２３の動作に戻る。
【０１３１】
また、ＣＰＵ１３０１の選択部１３０１ｃは、絶対値｜σ｜がリミット値｜σ´｜以下の場合に（Ｓ２７：Ｎｏ）、所定以上の環境の変化が生じていないと判断する。従って、ＣＰＵ１３０１の選択部１３０１ｃは、帯電条件を変更することを選択しないため、ステップＳ２８及びステップＳ２９の動作をスキップする。そして、ＣＰＵ１３０１は、ステップＳ３０の動作に移行する。
【０１３２】
＜放電電流量制御＞
図７のステップＳ２０及びステップＳ２８で行なう放電電流量制御について、図８及び図９を参照しながら、詳細に説明する。
【０１３３】
図９より、ＣＰＵ１３０１は、帯電高圧制御部３０５を制御して、放電開始電圧Ｖｔｈ×２[Ｖ]よりも高電圧側の放電領域の３つの印加点Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６におけるピーク間電圧Ｖｐｐ[Ｖ]のサンプリング値を帯電ローラ２２に順次印加する。そして、ＣＰＵ１３０１は、その際に交流電流値測定回路１０４で検出した各々の検出値を取得する。
【０１３４】
また、ＣＰＵ１３０１は、帯電高圧制御部３０５を制御して、放電開始電圧Ｖｔｈ×２[Ｖ]よりも低電圧側の未放電領域の３つの印加点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３におけるピーク間電圧Ｖｐｐ[Ｖ]のサンプリング値を帯電ローラ２２に順次印加する。そして、ＣＰＵ１３０１は、その際に交流電流値測定回路１０４で検出した各々の検出値を取得する。
【０１３５】
ＣＰＵ１３０１は、交流電流値測定回路１０４で検出した放電領域の各検出値を用いて最小二乗法により、放電領域におけるピーク間電圧Ｖｐｐ[Ｖ]と交流電流の検出値Ｉａｃ[μＡ]との関係を（２）式の近似直線として求める。
【０１３６】
Ｙａ＝αＸａ＋Ａ          （２）
【０１３７】
また、ＣＰＵ１３０１は、交流電流値測定回路１０４で検出した未放電領域の各検出値を用いて最小二乗法により、未放電領域におけるピーク間電圧Ｖｐｐ[Ｖ]と交流電流の検出値Ｉａｃ[μＡ]との関係を（３）式の近似直線として求める。図７のステップＳ２３で算出した傾きＣ及び図７のステップＳ２５で算出した傾きＤは、（３）式の近似直線の傾きである。
【０１３８】
Ｙｂ＝βＸｂ＋Ｂ          （３）
【０１３９】
また、（２）式と（３）式との差を求めると、（４）式を得ることができる。この差が、放電電流量Ｅとなる。
【０１４０】
Ｙａ−Ｙｂ＝（αＸａ＋Ａ）−（βＸｂ＋Ｂ）＝Ｄ          （４）
【０１４１】
このとき、（７）式の差の絶対値を放電電流量Ｅとして、放電電流量Ｅが所望の電流量となるピーク間電圧ＶｐｐをＶｐｐ１とすると、放電電流量Ｅは（４）式を置き換えて（５）式で表すことができる。
【０１４２】
（αＶｐｐ１＋Ａ）−（βＶｐｐ１＋Ｂ）＝Ｄ                  （５）
【０１４３】
更に、（５）式を整理することにより、Ｖｐｐ１を求める（６）式が得られる。すなわち、（６）式より、所望の放電電流量Ｅを出力するために必要なピーク間電圧Ｖｐｐ１が求められる。
【０１４４】
Ｖｐｐ１＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）                    （６）
【０１４５】
ＣＰＵ１３０１は、（６）式を用いて、常に所望の放電電流量Ｅを得られるようにピーク間電圧Ｖｐｐ１を補正する。これにより、帯電ローラ２２の製造時のばらつき、帯電ローラ２２の環境変動に起因する抵抗値のばらつき、又は帯電電圧のばらつき等によらず、確実に所望の放電電流量Ｅを得ることができる。
【０１４６】
因みに、種々の検討により、放電電流量Ｅは、感光ドラム２１の削れ、画像流れ及び帯電の均一性と強い相関関係のあることが見出されており、実際の交流電流の放電電流量を代用的に示している。即ち、図６に示すように、ピーク間電圧Ｖｐｐと交流電流の検出値Ｉａｃとは、未放電領域で線形の関係にあり、放電領域で電流の増加する方向にずれる（近似直線の傾きが変化する）。放電の発生しない真空中での同様の実験において、ピーク間電圧Ｖｐｐと交流電流の検出値Ｉａｃとの関係は、未放電領域及び放電領域で１つの直線となるため、このずれ分が放電に関与している電流の増分△Ｉａｃであると考えられる。
【０１４７】
よって、未放電領域のピーク間電圧Ｖｐｐに対する交流電流の検出値Ｉａｃの比をａとした場合、放電電流量以外の接触部へ流れる電流量（以下、「ニップ電流量」と記載する）は、ａ・Ｖｐｐとなる。従って、放電領域のピーク間電圧を印加した際に交流電流値測定回路１０４で検出される検出値Ｉａｃからニップ電流量ａ・Ｖｐｐを減算した値を、放電電流量△Ｉａｃとすることができる。
【０１４８】
放電電流量△Ｉａｃは、定電圧制御又は定電流制御により帯電を行った場合、環境又は画像形成枚数（耐久枚数）に応じて変化する。これは、ピーク間電圧と放電電流量との関係、交流電流と放電電流量との関係が変動しているためである。
【０１４９】
定電流制御方式では、帯電ローラ２２から感光ドラム２１に流れる、ニップ電流量ａ・Ｖｐｐと放電電流量△Ｉａｃとの和である総電流量を制御している。即ち、定電流制御方式では、感光ドラム２１を帯電させるのに必要な放電電流量△Ｉａｃだけでなく、ニップ電流量ａ・Ｖｐｐも含めて制御しており、放電電流量△Ｉａｃのみを制御していない。
【０１５０】
定電流制御方式において同じ電流値で制御していても、帯電ローラ２２の材質の環境変動によって、ニップ電流量ａ・Ｖｐｐが多くなれば放電電流量△Ｉａｃは減り、ニップ電流量ａ・Ｖｐｐが減れば放電電流量△Ｉａｃは増える。このため、従来の定電流制御方式では、放電電流量△Ｉａｃの増減を完全に抑制することは不可能であり、感光ドラム２１の削れと帯電の均一性との両立を実現することは困難であった。これに対して、本実施の形態では、上述の放電電流量制御を行うことにより、常に所望の放電電流量を得ることができる。
【０１５１】
このように、本実施の形態では、非放電領域のピーク間電圧を有する帯電電圧を帯電ローラ２２に印加した際に、交流電流値測定回路１０４で検出した電流値に基づいて印字動作時における交流電圧のピーク間電圧をその都度補正する。これにより、本実施の形態によれば、帯電ローラ２２の製造時のばらつき、帯電ローラ２２の環境変動に起因する抵抗値のばらつき、又は帯電電圧のばらつき等によらず、環境の変化のタイミングを適切に把握し、確実に所望の放電電流量を得ることができる。
【０１５２】
なお、本実施の形態において、ドラムカートリッジ内に環境センサを設けて、環境センサ６０で検出した温度及び湿度の検出値に基づいて帯電条件を設定及び変更してもよい。これにより、帯電条件をより正確に設定及び変更することができる。
【０１５３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の構成は図１と同一構成であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態に係る帯電装置の構成は図５と同一構成であるので、その説明を省略する。
【０１５４】
＜制御部の構成＞
本発明の実施の形態３に係る制御部４００の構成について、図８を参照しながら、詳細に説明する。上記実施の形態２が常に放電電流制御を行なうか否かを未放電領域における近似直線の傾きの差に基づいて判断するのに対して、本実施の形態は、所定時間ごとに放電電流制御を行なうか否かを未放電領域における近似直線の傾きの差に基づいて判断する。
【０１５５】
なお、図１０において、図３と同一構成である部分については同一符号を付している。
【０１５６】
制御部１４００は、メモリ３０２と、レーザ露光部３０４と、帯電高圧制御部３０５と、現像高圧制御部３０６と、転写高圧制御部３０７と、時間検知部３０８と、を有している。また、制御部１４００は、排気制御部３０９と、定着制御部３１０と、駆動制御部３１１と、ＣＰＵ１４０１と、を有している。
【０１５７】
ＣＰＵ１４０１は、時間検知部３０８で測定した経過時間に基づいて、放電電流制御を行なって帯電条件を設定又は変更する。ＣＰＵ１４０１は、設定又は変更した帯電条件に応じて、レーザ露光部３０４、現像高圧制御部３０６、転写高圧制御部３０７、排気制御部３０９、定着制御部３１０及び駆動制御部３１１を制御する。なお、ＣＰＵ１４０１における上記構成以外の構成は図６のＣＰＵ１３０１と同一構成であるので、その説明を省略する。
【０１５８】
レーザ露光部３０４は、レーザユニット２３に接続され、ＣＰＵ１４０１が放電電流制御によって設定した帯電条件に従って、レーザユニット２３から感光ドラム２１に照射されるレーザ光の例えばＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行う。
【０１５９】
帯電高圧制御部３０５は、高圧発生部１１０に接続され、ＣＰＵ１４０１の制御に従って、ＤＣ電源１０１及びＡＣ電源１０２のオンとオフとを切り替えて帯電ローラ２２に帯電電圧を印加するように制御する。この際、帯電高圧制御部３０５は、ＣＰＵ１４０１で放電電流制御を行なって設定した帯電条件に従って高圧発生部１１０を制御する。
【０１６０】
現像高圧制御部３０６は、ＣＰＵ１４０１で設定又は変更した帯電条件に応じて、電源から現像ローラ２４に印加される電圧（現像バイアス）を制御する。
【０１６１】
転写高圧制御部３０７は、ＣＰＵ１４０１で設定又は変更した帯電条件に応じて、転写ローラ２５に印加される電圧（転写バイアス）を制御する。
【０１６２】
時間測定手段である時間検知部３０８は、ＣＰＵ１４０１において帯電条件を設定又は変更してからの経過時間を測定し、測定結果をＣＰＵ１４０１に出力する。
【０１６３】
排気制御部３０９は、排気ファン７０に接続され、ＣＰＵ１４０１の制御に従って、排気ファン７０の運転及び風量の制御を行う。
【０１６４】
定着制御部３１０は、定着部３０に接続され、ＣＰＵ１４０１の制御に従って、定着部３０の温度を制御する。
【０１６５】
駆動手段である駆動制御部３１１は、感光ドラム２１に接続され、ＣＰＵ１４０１の制御に従って、感光ドラム２１を回転駆動する。
【０１６６】
＜画像形成装置の動作＞
本発明の実施の形態３に係る画像形成装置Ａの動作について、図９を参照しながら、詳細に説明する。
【０１６７】
まず、ＣＰＵ１４０１の設定部１４０１ａは、所望の放電電流量が得られる交流電圧を上述した放電電流制御によって決定して、帯電条件を設定し（Ｓ４０）、放電電流制御の結果をメモリ３０２に記憶する（Ｓ４１）。放電電流制御の結果とは、具体的には放電電流制御を行なった際のサンプリング値及び近似直線の式である。
【０１６８】
次に、ＣＰＵ１４０１は、ステップＳ４０において設定した帯電条件に応じて、初期設置動作の制御を行ない（Ｓ４２）、時間検知部３０８に対して時間の計測を開始させる（Ｓ４３）。
【０１６９】
次に、ＣＰＵ１４０１は、画像形成動作を実行するか否かを判定する（Ｓ４４）。
【０１７０】
ＣＰＵ１４０１の設定部１４０１ａは、画像形成動作を実行すると判定した場合に（Ｓ４４：Ｙｅｓ）、設定されている帯電条件に応じて、レーザ露光部３０４、現像高圧制御部３０６及び転写高圧制御部３０７を制御する。これにより、ＣＰＵ１４０１は、画像形成動作の制御を行う（Ｓ４５）。
【０１７１】
次に、ＣＰＵ１４０１は、所定時間ｔが設定されているか否かを判定する（Ｓ４６）。
【０１７２】
ＣＰＵ１４０１は、画像形成動作を実行しないと判定した場合に（Ｓ４４：Ｎｏ）、ステップＳ４５の動作をスキップしてステップＳ４６の動作に移行する。
【０１７３】
ＣＰＵ１４０１は、所定時間ｔが設定されていないと判定した場合に（Ｓ４６：Ｎｏ）、直前に行った画像形成装置Ａの動作に応じて所定時間ｔを設定する（Ｓ４７）。そして、ＣＰＵ１４０１は、時間検知部３０８で測定している測定時間が所定時間ｔだけ経過したか否かを判定する（Ｓ４８）。
【０１７４】
一方、ＣＰＵ１４０１が、所定時間ｔが設定されていると判定した場合に（Ｓ４６：Ｎｏ）、ステップＳ４７の動作をスキップしてステップＳ４８の動作に移行する。ここで、所定時間ｔは、画像形成装置Ａの動作ごとの環境変化点を予測した時間であり、例えば、実験に基づいて得られる画像形成装置Ａの動作別の所定時間ｔをテーブルとしてメモリ３０２に予め記憶している。
【０１７５】
ＣＰＵ１４０１は、時間検知部３０８で測定している経過時間が所定時間ｔだけ経過していないと判定した場合に（Ｓ４８：Ｎｏ）、ステップＳ５６までシキップして、画像形成装置Ａの電源がＯＦＦであるか否かを判定する（Ｓ５６）。
【０１７６】
判定部１４０１ｂは、所定時間ｔだけ経過したと判定した場合に（Ｓ４８：Ｙｅｓ）、メモリ３０２に記憶された放電電流制御の結果から、帯電ローラ２２に印加される交流電圧に対する交流電流値測定回路１０４で検出する交流電流の関係を判定する。判定部１４０１ｂは、判定結果に基づいて、未放電領域における放電開始電圧未満の交流電圧と交流電流との関係を示す近似直線の傾きＣを算出する（Ｓ４９）。
【０１７７】
次に、ＣＰＵ１４０１の選択部１４０１ｃは、未放電領域におけるサンプリング値を求め、そのサンプリング値を基に近似直線の傾きＤを算出する（Ｓ５０）。
【０１７８】
そして、ＣＰＵ１４０１の選択部１４０１ｃは、ステップＳ５０で算出した傾きＤからステップＳ４７で算出した傾きＣを減算して差分値σを算出する（Ｓ５１）。このように、画像形成装置Ａの動作ごとに予測される環境変化のタイミングに応じて、未放電領域におけるサンプリング値の取得を行う。これにより、サンプリング値の取得に必要な電圧を帯電ローラ２２に対して印加する回数を少なくして、感光ドラム２１及び帯電ローラ２２の劣化を抑制することができ、画像出力までの時間を短縮することができる。
【０１７９】
次に、ＣＰＵ１４０１の選択部１４０１ｃは、ステップＳ５１の動作において算出した差分値σの絶対値｜σ｜が、あらかじめメモリ３０２に記憶しているリミット値｜σ´｜よりも大きいか否かを判定する（Ｓ５２）。
【０１８０】
ＣＰＵ１４０１の選択部１４０１ｃは、絶対値｜σ｜がリミット値｜σ´｜よりも大きい場合に（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、所定以上の環境の変化が生じていると判断する。そして、ＣＰＵ１４０１は、現在設定されている帯電条件を、放電電流制御を行なって変更することを選択する（Ｓ５３）。
【０１８１】
ステップＳ５３において帯電条件を変更した後、ＣＰＵ１４０１は、放電電流制御の結果をメモリ３０２に記憶し（Ｓ５４）、時間検知部３０８における時間の測定を停止して時間検知部３０８をリセットし、再度時間の測定を開始する（Ｓ５５）。
【０１８２】
一方、ＣＰＵ１４０１の選択部１４０１ｃは、絶対値｜σ｜がリミット値｜σ´｜以下の場合に（Ｓ５２：Ｎｏ）、所定以上の環境の変化が生じていないと判断できる。従って、ＣＰＵ１４０１の選択部１４０１ｃは、ステップＳ５３、ステップＳ５４及びステップＳ５５の動作をスキップして、ステップＳ５６の動作に移行する。
【０１８３】
ＣＰＵ１４０１は、画像形成装置Ａの電源がＯＦＦであれば（Ｓ５６：Ｙｅｓ）、動作を終了し、画像形成装置Ａの電源がＯＦＦでなければ（Ｓ５６：Ｎｏ）、ステップＳ４４の動作に戻る。
【０１８４】
本実施の形態では、画像形成装置Ａの動作ごとに設定される環境変化点となる所定時間ｔに基づいて未放電領域におけるサンプリング値の取得を行う。これにより、頻繁に実施していた未放電領域におけるサンプリング値の取得を、所定の間隔毎に実施することが可能となり、感光ドラム２１及び帯電ローラ２２の劣化を抑制しつつ、放電電流制御の実施タイミングをより適切に制御することができる。
【０１８５】
なお、本実施の形態において、ドラムカートリッジ内に環境センサを設けて、環境センサ６０で検出した温度及び湿度の検出値に基づいて帯電条件を設定及び変更してもよい。これにより、帯電条件をより正確に設定及び変更することができる。
【０１８６】
（その他の実施形態）
また、上記実施の形態１から実施の形態３において、クリーニング部２６を設けたが、クリーニング部２６を有さない所謂クリーナレスの構成を有していてもよい。クリーナレスの構成において、クリーニング部２６の代わりに高圧を印加する帯電補助部材を有する場合、帯電又は転写における感光体ドラムへの放電の影響に応じて、帯電補助部材の設定値を調整する。
【符号の説明】
【０１８７】
Ａ  画像形成装置
１０  シート給送部
１１  給送カセット
１２  ピックアップローラ
１３  分離ローラ
１４  給送ローラ
１５  レジストローラ
１６  手差しトレイ
１７  供給ローラ
１８  分離パッド
１９  供給ローラ
２０  画像形成部
２１  感光ドラム
２２  帯電ローラ
２３  レーザユニット
２４  現像ローラ
２５  転写ローラ
２６  クリーニング部
３０  定着部
３１  定着ローラ
３２  加圧ローラ
４０  シート排出部
４１  排出ローラ
４２  排出トレイ
５０  シート再給送部
６０  環境センサ
７０  排気ファン
１００  本体部
１０１  ＤＣ電源
１０２  ＡＣ電源
１０３  制御部
１０４  交流電流値測定回路
１１０  高圧発生部
２００  画像読取装置
２０１  画像読取部
２０２  原稿給送部
３００  帯電装置
３０１  ＣＰＵ
３０１ａ  設定部
３０１ｂ  判定部
３０１ｃ  選択部
３０２  メモリ
３０５  帯電高圧制御部
３０６  現像高圧制御部
３０７  転写高圧制御部
３０８  時間検知部
３０９  排気制御部
３１０  定着制御部
３１１  駆動制御部
３１２  駆動部
４００  制御部
１１０３  制御部
１３００  帯電装置
１３０１  ＣＰＵ
１３０１ａ  設定部
１３０１ｂ  判定部
１３０１ｃ  選択部
１４００  帯電装置
１４０１  ＣＰＵ
１４０１ａ  設定部
１４０１ｂ  判定部
１４０１ｃ  選択部
【図１】
2018081187.tif 000003
【図２】
2018081187.tif 000004
【図３】
2018081187.tif 000005
【図４】
2018081187.tif 000006
【図５】
2018081187.tif 000007
【図６】
2018081187.tif 000008
【図７】
2018081187.tif 000009
【図８】
2018081187.tif 000010
【図９】
2018081187.tif 000011
【図１０】
2018081187.tif 000012
【図１１】
2018081187.tif 000013
【図１２】
2018081187.tif 000014