(57)【要約】【課題】交流電圧波形の歪みによる感光ドラムの電位ずれ補正を簡単な構成で、かつ、低コストで満足する画像形成装置を提供することである。【解決手段】まず、画像形成装置の固有の特性に依存し、予めの測定によって得られた、トナー像が形成される像担持体の表面電位の目標値からのズレを補正する補正値をメモリに格納する。入力された印刷ジョブに基づいた画像形成を実行する際に、前記像担持体の表面を帯電させるときの放電特性を測定し、前記測定の結果に基づいて、前記像担持体の表面を帯電させるために印加する直流電圧を補正する。そして、前記補正された直流電圧と前記測定した放電特性に応じた交流電圧を重畳させて印加することにより前記像担持体を帯電させ画像を形成する。【選択図】  図９
2018077284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式に従って記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
直流電圧と交流電圧を重畳させた電圧を印加することで像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段による像担持体の放電特性を測定する測定手段と、
前記測定手段の測定結果に基づいて、前記帯電手段に印加する前記直流電圧を決定する決定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記測定手段の測定結果から前記放電特性に基づく前記直流電圧の補正値を取得し、画像形成時の前記直流電圧を前記補正値で補正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】
前記放電特性に基づく前記直流電圧の補正値を予め記憶している記憶手段を更に有し、
前記決定手段は、前記記憶手段から前記補正値を取得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】
前記記憶手段には、複数の像担持体を使用して前記帯電手段に所定の電圧を印加した時の表面電位の目標電位からのズレ量が記憶されてい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】
前記決定手段は、前記測定手段の測定結果から前記帯電手段と前記像担持体とによって形成される電気回路の静電容量成分を演算し、該静電容量成分に応じた前記直流電圧の補正値を前記記憶手段から取得することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記補正値は、前記測定手段の測定により決められる画像形成時の前記交流電圧と、前記補正値に対する交流電圧との比により補正された値であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
電子写真方式に従って記録媒体に画像を形成する画像形成装置における画像形成方法であって、
直流電圧と交流電圧を重畳させた電圧を印加することで像担持体の表面を帯電させる帯電手段を有し、
前記帯電手段による像担持体の放電特性を測定する測定工程と、
前記測定工程における測定結果に基づいて、前記帯電手段に印加する前記直流電圧を決定する決定工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置、及びその画像形成方法に関し、特に、例えば、電子写真方式に従って記録媒体に画像を形成する画像形成装置、及びその画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式を採用する画像形成装置では、感光ドラムの表面に帯電ローラを接触配置又は近接配置し、高圧電源基板より出力される交流電圧（正弦波）と直流電圧とが重畳された電圧を帯電バイアスとして帯電ローラに印加している。このようにすることにより、感光ドラムの表面を所定の電位に帯電させている。このような方式は接触帯電方式と呼ばれる。 
感光ドラムの表面電位を安定させるためには、交流電圧による放電電流量を所定値以上にしなくてはならないことが分かっており、交流電圧を適時調整することで、目標とするの感光ドラム表面電位を得ている。しかし、高圧電源基板のインピーダンス成分のバラつき（特に交流電圧を生成するトランスのインダクタンス成分）と、帯電ローラと、感光ドラムとによって形成される電気回路の静電容量成分のバラつきとの共振によって、正弦波に歪みが生じることがある。正弦波に歪みが生じると、感光ドラムの表面電位が目標値からズレてしまうことがある。感光ドラムの表面電位が目標値からズレると、形成される画像の濃淡にバラつきが生じるため、画像品質が低下する。
【０００３】
さて、帯電ローラ・感光ドラムの静電容量成分は、帯電ローラ・感光ドラム自体が持つ元々の特性のバラつきに加え、温度や湿度による周囲環境や、放電による感光ドラムの磨耗等によって常に変化している。また、高圧電源基板のインピーダンス成分のバラつきは基板毎に異なる。
【０００４】
このような理由により、感光ドラムの表面電位のズレ量は基板毎にユニークで、また、環境条件等で常に変動している。
【０００５】
このような課題を解決するために、例えば、特許文献１では感光ドラムの表面電位を測定する電位センサを備え、その測定結果に基づいて、制御部が感光ドラムの表面電位を常に最適化することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１８６８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のような構成では、各装置に電位センサを備えるために装置のコスト高くなってしまう。このため、このような方法は、製品価格の高いハイエンド機には採用できても、ミドルエンド機やローエンド機での採用は難しいという問題があった。
【０００８】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、帯電ローラと感光ドラムの電気的特性に応じた画像形成が可能な画像形成装置、及びその画像形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は次のような構成からなる。
【００１０】
即ち、電子写真方式に従って記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、直流電圧と交流電圧を重畳させた電圧を印加することで像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段による像担持体の放電特性を測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて、前記帯電手段に印加する前記直流電圧を決定する決定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡単な構成で、かつ、帯電ローラと感光ドラムの電気的特性に応じた画像形成を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の代表的な実施例である電子写真方式に従って記録媒体に画像を形成する画像形成装置の概略構成を示す側断面図である。
【図２】帯電ローラの周辺の構成を示す機能ブロックである。
【図３】画像形成装置が備える高圧電源基板の回路構成を示す図である。
【図４】交流電圧波形の歪み有無による感光ドラムの表面電位ズレの様子を示した図である。
【図５】高圧電源基板での静電容量成分の違いに対する感光ドラムの表面電位のズレの一例を示す図である。
【図６】感光ドラムの表面電位ズレを測定する時における帯電ローラ周辺の構成を示す機能ブロック図である。
【図７】第１の工程で実行されるＶｄｃオフセット量の測定と格納処理を示すフローチャートである。
【図８】Ｖｄｃオフセット量記憶部に記憶されたデータテーブルの例を示す図である。
【図９】第２の工程で実行される印刷ジョブ受付からジョブ終了までを示すフローチャートである。
【図１０】感光ドラムに流れる交流電流と交流電圧との関係を示す図である。
【図１１】帯電ローラと感光ドラムの電気的な等価回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。
【００１４】
なお、この明細書において、「シート（又は記録媒体）」とは、一般的な画像形成装置で用いられる画像を形成する記録用紙や印画紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム（ＯＨＰ）、金属板、木材、皮革等、搬送の可能な媒体を含むものである。
【００１５】
・画像形成装置の概要（図１〜図３）
図１は本発明の代表的な実施例である電子写真方式に従ってシート又は記録媒体に画像を形成する画像形成装置の概略構成を示す側断面図である。
【００１６】
画像形成装置１００には、図１の下側（シート搬送方向上流）から上側（シート搬送方向下流）に向かって順に、シート給送部１０、画像形成部２０、定着部３０、シート排出部４０が設けられている。また、画像形成部２０、定着部３０の右側には、シート再給送部５０が設けられている。
【００１７】
シート給送部１０では、給送カセット１１や手差しトレイ１６に積載されたシートＰを画像形成部２０へ給送する。シート検知センサＳ１は、給送カセット１１にシートＰが収納されているかどうかを検知するセンサである。
【００１８】
給送カセット１１に収納されたシートＰは、ピックアップローラ１２が回転することによって分離ローラ対１３へ給送される。シートＰが重送している場合は、正転ローラと反転ローラとからなる分離ローラ対１３によって１枚に分離され、実線で示す給送パスＰＳ１に搬送される。給送パスＰＳ１に搬送されたシートＰはさらに給送ローラ対１４によって搬送され、回転を停止しているレジストローラ対１５のニップに先端が倣うことでシートＰの斜行が矯正される。レジ前センサＳ２は、シートＰの先端がレジストローラ対１５のニップに到達するタイミングを検知する。
【００１９】
手差しトレイ１６からシートＰを給送する場合は、供給ローラ１７および分離パッド１８によってシートを１枚に分離して装置内に引き込む。そして、供給ローラ対１９によって給送ローラ対１４に搬送され、レジストローラ対１５でシートＰの斜行が矯正される。
【００２０】
斜行が矯正されたシートＰは、所定のタイミングで回転するレジストローラ対１５によって画像形成部２０に搬送される。
【００２１】
画像形成部２０では、感光ドラム（像担持体）２１がその表面を帯電ローラ２２によって均一に帯電されている。レーザユニット２３から画像情報に対応したレーザ光が照射される。感光ドラム２１のレーザ光が照射された部分は、帯電ローラ２２によって帯電されていた電荷が除去され、画像情報に対応した静電潜像が形成される。ここで形成された静電潜像は、現像ローラ２４によって現像剤（例えば、トナー）が付着されることで、顕像化される。
【００２２】
このトナー像は、感光ドラム２１の回転によって転写ニップ部Ｎ１に搬送される。このタイミングに合わせてレジストローラ対１５からシートＰが転写ニップ部Ｎ１に搬送される。搬送されたシートＰは、転写ニップ部Ｎ１において感光ドラム２１と接触する転写ローラ２５に挟持搬送されながら、転写ローラ２５によって感光ドラム２１に形成された現トナー像が転写される。なお、レーザユニット２３から照射されるレーザ光２８は、スキャナ（不図示）によって読取られた画像原稿の画像データや、外部から送信された画像データに基づいて制御される。
【００２３】
次に、トナー像が形成されたシートＰは定着部３０へと搬送される。定着部３０では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たアルミローラ等で構成される定着ローラ３１と定着ローラ３１に接触し所定の圧力で定着ローラ３１を加圧する加圧ローラ３２とによって定着ニップ部Ｎ２が形成される。トナー像が転写されたシートＰは、定着ニップ部Ｎ２に送り込まれて、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とで挟持搬送され加熱加圧されることで、トナー像がシートＰ上に定着される。定着センサＳ３は、シートＰの先端が定着ニップ部Ｎ２を抜けたことを検知する。
【００２４】
なお、定着部３０は必ずしも、定着ローラ３１で加熱する加熱ローラ方式を用いる必要はない。その替わりに、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が加圧することで定着ニップ部Ｎ２を形成し、ニップ部Ｎ２にてシートＰを挟持搬送しながら加熱加圧するオンデマンド定着方式を用いても良い。
【００２５】
次に、トナー像が定着されたシートＰは、シート排出部４０へと搬送され、排出ローラ対４１によって排出トレイ４２へ排出される。
【００２６】
シートＰの両面に画像を形成する場合は、１面目に画像形成されたシートＰの先端が定着センサＳ３を抜けたあと、シートＰの後端が排出ローラ対４１を抜ける前に排出ローラ対４１を一旦停止させ、さらに排出ローラ対４１を逆回転させる。これによって、シートＰを反転させシート再給送部５０へと搬送する。シート再給送部５０へ搬送されたシートＰは、再給送ローラ対５１、５２によって破線で示す再給送パスＰＳ２を搬送され、再給送ローラ対５３によってレジストローラ対１５に搬送される。そして、レジストローラ対１５によって斜行が矯正された後、転写ニップ部Ｎ１に搬送されることで、シートＰの２面目にトナー像が形成される。その後は、１面目に画像形成したときと同様に定着ニップ部Ｎ２に搬送されることでトナー像がシートＰに定着され、両面に画像が形成されたシートＰは排出ローラ対４１によって排出トレイ４２へ排出される。
【００２７】
次に、画像形成部２０と帯電ローラ２２に電圧を印加する構成について説明する。
【００２８】
図２は帯電ローラ２２の周辺の構成を示す機能ブロック図である。なお、図２において、既に図１を参照して説明したのと同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その説明は省略する。図２では、感光ドラム２１の周辺に残留トナーを除去するクリーナ２７と現像ローラ２４を収容する現像容器２６が図示されている。
【００２９】
図３は画像形成装置１００が備える高圧電源基板３００の回路構成を示す図である。なお、図３には、Ｖｄｃオフセット量記憶部は図示していない。
【００３０】
図２に示すように画像形成装置１００は、帯電ローラ２２と高圧電源基板３００とコントローラ基板４００と環境センサ５００とを備える。
【００３１】
図２に示すように、高圧電源基板３００は、交流高圧電源３１０と直流高圧電源３２０と交流電流検出部３３０とＶｄｃオフセット量記憶部３４０とを備え、交流電圧と直流電圧とを重畳した高圧出力２００を生成し、これを帯電ローラ２２に印加する。
【００３２】
ここで、高圧電源基板３００について、図３を参照して更に詳しく説明する。
【００３３】
交流高圧電源３１０は、比較器３１１と正弦波生成回路３１２と電流増幅回路３１３と交流昇圧トランス３１４と直流カットフィルタ３１５とピークホールド回路３１６と分圧抵抗３１７とを備える。
【００３４】
交流高圧電源３１０は、コントローラ基板４００に設けられた交流高圧電源制御部４１１を通して出力される交流高圧電源制御電圧２１０に基づき、高圧出力２００の交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐを出力する。この実施例では、この時出力される交流電圧波形は正弦波とする。高圧出力２００は、直流カットフィルタ３１５によって交流電圧成分のみ検出され、ピークホールド回路３１６を通ることで、ピーク間電圧Ｖｐｐを直流電圧に変換して、Ｖｐｐ検出電圧として保持される。
【００３５】
Ｖｐｐ検出電圧は、更に分圧抵抗３１７で分圧した後、比較器３１１にフィードバック入力され、比較器３１１は、交流高圧電源制御電圧２１０とＶｐｐ検出電圧とを比較し、高圧出力２００が一定になるように出力を調整する。その結果、帯電ローラ２２に印加される高圧電圧のピーク間電圧Ｖｐｐは常に一定の値となる。
【００３６】
直流高圧電源３２０は、コントローラ基板４００に設けられた直流高圧電源制御部４１２を通して出力される直流高圧電源制御電圧２２０に基づいて、直流電圧Ｖｄｃを出力する。また、交流電流検出部３３０は、直流カットフィルタ３３１と電流検出抵抗３３２とダイオード３３３と積分回路３３４とを備える。
【００３７】
交流昇圧トランス３１４の２次側は、直流カットフィルタ３３１と、電流検出抵抗３３２又はダイオード３３３を経由して接地されており、高圧出力２００の交流出力電流Ｉａｃは、これらを通して、帯電ローラ２２へと流れる。この実施例では、交流出力電流Ｉａｃにおいて、交流の正成分は電流検出抵抗３３２を、交流の負成分はダイオード３３３をそれぞれ流れる。電流検出抵抗３３２に交流出力電流Ｉａｃの正成分が流れることによって、電流検出抵抗３３２の両端に電圧が生じ、この電圧を積分回路３３４で直流に平滑したものを交流電流検出出力２３０として、コントローラ基板４００のＣＰＵ４１０に転送する。
【００３８】
Ｖｄｃオフセット量記憶部３４０は、感光ドラム２１と帯電ローラ２２とによって形成される電気回路の静電容量成分Ｃに対して、直流電圧Ｖｄｃ（即ち、直流高圧電源制御電圧２２０）をどのくらいオフセットするかについての値を格納している。
【００３９】
再び、図２に戻って、コントローラ基板４００について説明する。
【００４０】
コントローラ基板４００は、ＣＰＵ４１０と交流高圧電源制御部４１１と直流高圧電源制御部４１２と静電容量成分判定部４１３とＶｄｃオフセット量判定部４１４とを備える。
【００４１】
ＣＰＵ４１０は、交流電流検出部３３０や環境センサ５００からの出力に従って、交流高圧電源制御部４１１と直流高圧電源制御部４１２とに指示を発行する。交流高圧電源制御部４１１は、ＣＰＵ４１０からの指示に従って、交流高圧電源制御電圧２１０を出力し、交流高圧電源３１０から出力される交流電圧波形の交流周波数ｆや出力ピーク間電圧Ｖｐｐを可変することができる。一方、直流高圧電源制御部４１２は、ＣＰＵ４１０やＶｄｃオフセット量判定部４１４からの指示に従って、直流高圧電源制御電圧２２０を出力し、直流高圧電源３２０から出力される直流電圧Ｖｄｃを可変することができる。
【００４２】
静電容量成分判定部４１３は、交流電流検出部３３０から入力される値と、交流高圧電源制御部４１１から出力される値から、感光ドラム２１と帯電ローラ２２とによって形成される電気回路の静電容量成分Ｃを計算する。そして、その値をＶｄｃオフセット量判定部４１４へ出力する。
【００４３】
Ｖｄｃオフセット量判定部４１４は、静電容量成分判定部４１３から出力される静電容量成分Ｃと交流高圧電源制御部４１１から出力される交流高圧電源制御電圧２１０と交流周波数ｆを読込む。そして、Ｖｄｃオフセット量判定部４１４は、その値に基づいて、Ｖｄｃオフセット量記憶部３４０に格納されているＶｄｃオフセット量ΔＶを読込み、補正をかけて最終的なＶｄｃオフセット量ΔＶ’を決定し、直流高圧電源制御部４１２の制御動作を補正する。
【００４４】
環境センサ５００は、画像形成装置１００の周囲の温度や湿度を検知し、ＣＰＵ４１０へ出力する。
【００４５】
次に、以上の構成の画像形成装置１００において実行される交流電圧波形の歪みによる感光ドラムの電位ズレ補正制御について具体的に説明する。
【００４６】
・感光ドラムの電位ズレ補正制御
この補正制御は２つの工程から構成される。即ち、第１の工程は、感光ドラムの表面電位の目標値からのズレを直流電圧Ｖｄｃオフセット量（補正値）ΔＶとして、Ｖｄｃオフセット量記憶部３４０に予め格納する工程である。第２の工程は印刷ジョブに基づく画像形成時において、Ｖｄｃオフセット量判定部４１４が静電容量成分判定部４１３とＶｄｃオフセット量記憶部３４０の出力値から最終的な補正Ｖｄｃオフセット量（補正値）ΔＶ’を決定し、直流電圧Ｖｄｃを補正する工程である。
【００４７】
以下、２つの工程を順に説明する。
【００４８】
＜第１の工程＞
交流高圧電源３１０から出力される正弦波は前述の通り、高圧電源基板３００が持つインピーダンス成分のバラつき（特に交流昇圧トランス３１４のインダクタンス成分）と感光ドラム２１と帯電ローラ２２とによって形成される静電容量成分Ｃとの共振により歪みが生じる。その結果、感光ドラム２１の表面電位はその目標値からズレが生じてしまう。
【００４９】
具体的にどの様に表面電位のズレが生じるか図４を参照して説明する。
【００５０】
図４は交流電圧波形の歪み有無による感光ドラムの表面電位ズレの様子を示した図である。図４において、（ａ）は波形歪みがない場合、（ｂ）は波形歪みがある場合を示している。
【００５１】
図４（ａ）と図４（ｂ）が共に示すように、高圧出力２００において、交流高圧電源３１０によりピーク間電圧Ｖｐｐ＝１５００Ｖが、直流高圧電源３２０により直流出力Ｖｄｃ＝−５７０Ｖがそれぞれ出力される。
【００５２】
図４（ａ）が示すように波形歪みがない場合は、感光ドラム２１の表面電位は、直流電圧Ｖｄｃ＝−５７０Ｖと同じ値を指し示す。これに対して、図４（ｂ）が示すように波形歪みがある場合、感光ドラム２１の表面電位値は、直流電圧Ｖｄｃ＝−５７０Ｖと同じにならず、−５６０Ｖになる。
【００５３】
そもそも、帯電ローラ２２を用いた近接放電で感光ドラム２１を帯電する際には、ピーク間電圧Ｖｐｐが放電開始電圧Ｖｔｈを超えることによって、感光ドラムの表面が帯電される。しかしながら、図４（ｂ）に示すように、波形歪みによって（＋）側の放電領域が（−）側の放電領域より大きいため、感光ドラムの表面電位は、直流電圧Ｖｄｃ＝−５７０Ｖより正の方へシフトしてしまうのである。もし、（−）側の放電領域が、（＋）側の放電領域より大きい場合は、負の方へシフトすることになる。
【００５４】
このような波形歪みにより、感光ドラム２１の表面電位が目標値からズレてしまうが、このズレ量を把握できれば、直流電圧Ｖｄｃを補正することで感光ドラムの表面電位を目標値に合わせることができる。例えば、図４（ｂ）に示す例の場合、Ｖｄｃ＝−５８０Ｖを出力すれば、表面電位は目標値のＶｄｃ＝−５７０Ｖにすることができる。
【００５５】
一方、高圧電源基板３００が持つインピーダンス成分のバラつきは基板毎に異なる為、ある静電容量成分Ｃに対する正弦波の歪み方も基板毎に異なる。その結果、静電容量成分Ｃの違いに対する感光ドラムの表面電位のズレは、基板毎に固有の値をもつことになる。
【００５６】
図５は高圧電源基板での静電容量成分の違いに対する感光ドラムの表面電位のズレの一例を示す図である。
【００５７】
図５が示すように、静電容量成分Ｃの違いに対する感光ドラムの表面電位のズレは、基板毎によって固有の値を持つ、つまり基板に依存することが分かる。
【００５８】
第１の工程は、この基板毎に異なる感光ドラムの表面電位ズレを予め把握する。このために、高圧出力２００がある値の時に、静電容量成分Ｃの変動に対して、どのくらい直流電圧Ｖｄｃのオフセット（補正）をかける必要があるかをＶｄｃオフセット量ΔＶとして、Ｖｄｃオフセット量記憶部３４０に予め格納する処理を行う。
【００５９】
ここでは、第１の工程において、高圧電源基板３００より出力される高圧出力２００は、直流電圧Ｖｄｃ＝−５７０Ｖ、交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐ＝１５００Ｖとする。また、出力される交流電圧の交流周波数ｆは、１８３８Ｈｚおよび８１０Ｈｚの２種類とする。
【００６０】
図６は、感光ドラムの表面電位ズレを測定する時における帯電ローラ周辺の構成を示す機能ブロック図である。上述のように、静電容量成分Ｃの違いに対する感光ドラムの表面電位のズレは、高圧電源基板毎に固有の値をもつので、装置製造時や出荷時に予め測定し、その測定結果を画像形成装置の不揮発性メモリに格納しておくことができる。この不揮発性メモリとは、例えば、Ｖｄｃオフセット量記憶部３４０である。
【００６１】
図６から分かるように、感光ドラム２１の表面電位を測定する為に、表面電位センサ６００を現像容器２６の代わりに配置する。表面電位センサ６００によって、感光ドラム２１の表面電位を測定し、表面電位の目標値からズレ量がどのくらいか測定することができる。これ以外の構成は、図１〜図２を参照して説明したので、同じ参照番号を付し、その説明は省略する。なお、測定された感光ドラムの表面電位のズレ量は、Ｖｄｃオフセット量記憶部３４０に入力し、保存しておく。
【００６２】
次に、第１の工程で実行される処理を説明する。
【００６３】
図７は第１の工程で実行されるＶｄｃオフセット量の測定と格納処理を示すフローチャートである。
【００６４】
まず、ステップＳ１０１では、画像形成装置１００に静電容量成分Ｃが既知の感光ドラム２１をセットする。ここでセットされる感光ドラム２１の静電容量成分Ｃのばらつき範囲は耐久性や環境変動を加味した上で決定される。この実施例では、静電容量成分Ｃを２６０ｐＦから３８０ｐＦの範囲で３０ｐＦ毎に可変させた感光ドラム２１を用いて測定を行うこととする。
【００６５】
感光ドラム２１がセットされたら、ステップＳ１０２では、直流高圧電源３２０より直流電圧Ｖｄｃ＝−５７０Ｖを出力し、ステップＳ１０３では、交流高圧電源３１０よりピーク間電圧Ｖｐｐ＝１５００Ｖを出力する。直流電圧Ｖｄｃとピーク間電圧Ｖｐｐが出力されると感光ドラム２１が帯電されるので、ステップＳ１０４では、表面電位センサ６００によって、感光ドラム２１の表面電位を測定する。
【００６６】
表面電位を測定後、ステップＳ１０５では、その測定値が目標値とどのくらいのズレているかをＶｄｃオフセット量ΔＶとして計算する。
【００６７】
例えば、交流周波数ｆ＝１８３８Ｈｚの時、静電容量成分Ｃ＝２６０ｐＦの感光ドラム２１において、表面電位の目標値が−５７０Ｖに対して表面電位の測定値が−５６０Ｖであるならば、ΔＶ＝−５７０−（−５６０Ｖ）＝−１０Ｖとなる。計算されたＶｄｃオフセット量ΔＶは、測定した交流周波数ｆと静電容量成分Ｃと関係づけて、Ｖｄｃオフセット量記憶部３４０に記憶する。上記の例であれば、交流周波数ｆ＝１８３８Ｈｚ，静電容量成分Ｃ＝２６０ｐＦ，Ｖｄｃオフセット量ΔＶ＝−１０Ｖとなる。
【００６８】
ステップＳ１０５において、必要な情報がＶｄｃオフセット量記憶部３４０に格納されたら、処理はステップＳ１０６において、ピーク間電圧Ｖｐｐの出力を停止する。その後、ステップＳ１０７では、未測定の交流周波数ｆがあるかどうかを調べる。
【００６９】
ここで、未測定の交流周波数ｆがあると判断された場合、処理はステップＳ１０８に進み、交流周波数ｆを変更後、処理はステップＳ１０３に戻り、上述した処理を繰り返す。この実施例では場合、ｆ＝８１０Ｈｚの場合についても測定するため、交流周波数ｆを８１０Ｈｚに変更した後、再び、感光ドラム２１の表面電位を測定し、Ｖｄｃオフセット量記憶部３４０に必要な情報を記憶する。
【００７０】
これに対して、未測定の交流周波数ｆがないと判断された場合、処理はステップＳ１０９に進み、直流電圧Ｖｄｃの出力を停止し、さらに、ステップＳ１１０では感光ドラム２１を変更する必要があるかどうかを調べる。
【００７１】
ここで、未測定の感光ドラム２１があると判断された場合、感光ドラム２１を変更する必要があるので、処理はステップＳ１０１に戻り、静電容量成分Ｃの異なる感光ドラムをセットし、上述の処理を繰り返す。この実施例では、静電容量成分Ｃ＝２６０ｐＦ〜３８０ｐＦの範囲で３０ｐＦ毎に可変するため、静電容量成分Ｃ＝２６０ｐＦの感光ドラムの測定を終了後は、２９０ｐＦ、３２０ｐＦ、……の順で容量の異なる感光ドラムについての測定動作を繰り返す。
【００７２】
これに対して、未測定の感光ドラム２１がないと判断された場合、感光ドラム２１の変更が必要ないので、第１の工程についての処理を終了する。
【００７３】
＜第２の工程＞
第２の工程は、第１の工程で決定された静電容量成分Ｃの違いに対する感光ドラムの表面電位のズレを用いて、実際の印刷ジョブに基づく画像形成において発生する感光ドラム２１の表面電位のズレを補正する処理を実行する。
【００７４】
図８はＶｄｃオフセット量記憶部に記憶されたデータテーブルの例を示す図である。このデータテーブルは、上述した第１の工程を実行することにより設定されるものであり、種々の静電容量成分Ｃと交流周波数ｆに対するＶｄｃオフセット量ΔＶが格納されている。この実施例では、図８に示したデータを用いて、第２の工程における補正制御を行なう。
【００７５】
図９は第２の工程で実行される印刷ジョブ受付から印刷ジョブ終了までを示すフローチャートである。
【００７６】
まず、ステップＳ２０１で、画像形成装置１００は印刷ジョブを受け付けるに先立ち、放電電流制御を行なう必要があるかどうかを調べる。
【００７７】
ここで、放電電流制御について説明する。
【００７８】
前述した通り、帯電ローラ２２を用いた近接放電にて感光ドラム２１を帯電するためには、交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐを放電開始電圧Ｖｔｈ以上で印加する必要がある。しかし、放電開始電圧Ｖｔｈは、温度や湿度による周囲環境や放電による感光ドラム２１の磨耗等によって、常に変化する。
【００７９】
図１０は感光ドラムに流れる交流電流と交流電圧との関係を示す図である。
【００８０】
図１０に示すように、ピーク間電圧Ｖｐｐが放電開始電圧Ｖｔｈよりも小さい場合（Ｖｐｐ＜Ｖｔｈ）は、非放電領域に示すとおり、直線的に交流出力電流Ｉａｃが増加する。放電開始電圧Ｖｔｈを超える交流ピーク間電圧Ｖｐｐを印加した場合（Ｖｐｐ≧Ｖｔｈ）は、放電電流Ｉｄが別に発生する為、この直線性が崩れ、指数関数的に交流出力電流Ｉａｃが増加する。
【００８１】
放電電流制御では、この現象を利用して、ピーク間電圧Ｖｐｐを変化させた時、複数のピーク間電圧Ｖｐｐそれぞれに対する交流出力電流Ｉａｃを交流電流検出部３３０によって測定し、電圧に対する電流の変化率（傾き）αが変わったところを求める。これによって、放電開始電圧Ｖｔｈを推定する。そして、推定した放電開始電圧Ｖｔｈより一定量、高いピーク間電圧Ｖｐｐを出力する。このようにすることで、ピーク間電圧Ｖｐｐが低いことによる帯電不良やピーク間電圧Ｖｐｐが高いことによる感光ドラム２１の寿命低下を抑えることができる。
【００８２】
放電電流制御は、画像形成装置１００の電源オン時や、環境センサ５００によって周囲環境が大きく変動したと判断された時、所定枚数のシートに画像形成が行なわれた時等の予め定められた条件のうちの少なくともいずれかが満足された場合に実行される。
【００８３】
図９に戻って説明を続けると、ステップＳ２０１において、放電電流制御が必要と判断された場合、処理はステップＳ２０２に進み、放電電流制御により最適なピーク間電圧Ｖｐｐを決定する。ステップＳ２０３では、放電電流制御を行なうと同時に容量負荷判定部４１３が静電容量成分Ｃを算出し、これをメモリに記憶する。その後、処理はステップＳ２０４に進む。これに対して、放電電流制御が必要ないと判断された場合、処理はステップＳ２０２〜Ｓ２０３をスキップしてステップＳ２０４に進む。
【００８４】
図１１は帯電ローラ２２と感光ドラム２１の電気的な等価回路を示す図である。
【００８５】
図１１が示すように、帯電ローラ２２と感光ドラム２１の電気的な等価回路は、抵抗成分Ｒと、静電容量成分ＣによるインピーダンスＸｃによって形成されている。
【００８６】
放電電流制御によって、電圧変化に対する電流の変化率（傾き）αを測定すれば、傾きαはインピーダンスＺの逆数であるので、そこから、静電容量成分Ｃを算出することができる。
【００８７】
静電容量成分判定部４１３は、出力されるピーク間電圧Ｖｐｐを把握する為に交流高圧電源制御部４１１からの制御電圧を、そして、交流電流検出部３３０から入力される交流電流値Ｉａｃを検知し、そこから傾きαを求め、更に、静電容量成分Ｃを算出する。
【００８８】
この実施例では、放電電流制御により、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１５００Ｖが決定され、また、静電容量成分判定部４１３によって静電容量成分Ｃ＝３００ｐＦが算出されたとする。
【００８９】
放電電流制御後、ステップＳ２０４ではユーザから印刷ジョブを受け付け、ステップＳ２０５では受け付けたジョブ（濃度の指定、給送場所）に従って、交流周波数ｆを決定する。さらに、ステップＳ２０６では、直流電圧Ｖｄｃの初期値も決定する。この実施例では、直流電圧Ｖｄｃ＝−５７０Ｖ、交流周波数ｆ＝１８３８Ｈｚとする。
【００９０】
次に、ステップＳ２０７では、Ｖｄｃオフセット量判定部４１４が、交流高圧電源制御部４１１から交流高圧電源制御電圧２１０と交流周波数ｆを、静電容量成分判定部４１３から静電容量成分Ｃをそれぞれ読込む。さらに、ステップＳ２０８で、Ｖｄｃオフセット量判定部４１４は、その値に基づいたＶｄｃオフセット量ΔＶをＶｄｃオフセット量記憶部３４０から読出す。この実施例では、交流周波数ｆ＝１８３８Ｈｚ、静電容量成分Ｃ＝３００ｐＦの値をＶｄｃオフセット量記憶部３４０から読出すことになるが、図８に示されるように、静電容量成分Ｃ＝３００ｐＦに対するＶｄｃオフセット量ΔＶは測定されていない。
【００９１】
この場合、静電容量成分Ｃ＝３００ｐＦに近い２点（Ｃ＝２９０ｐＦ、Ｃ＝３２０ｐＦ）の対応する交流周波数ｆの間を線形補間することによって、Ｖｄｃオフセット量ΔＶを求める。即ち、静電容量成分Ｃ＝３００ｐＦに対するＶｄｃオフセット量ΔＶは、
ΔＶ＝−３＋（１４−（−３））×（３００−２９０）÷（３２０−２９０）
＝２．６７Ｖ
となる。
【００９２】
ステップＳ２０８で、Ｖｄｃオフセット量記憶部３４０からのデータを直接読出すか、或いは、線形補間によってＶｄｃオフセット量ΔＶを決定すると、ステップＳ２０９では直流電圧Ｖｄｃへの実際の補正量である補正Ｖｄｃオフセット量ΔＶ’を算出する。これは、ステップＳ２０８で求めたＶｄｃオフセット量ΔＶは、あくまでピーク間電圧Ｖｐｐ＝１５００Ｖの時の値である為、ピーク間電圧Ｖｐｐの大小に合わせてＶｄｃオフセット量ΔＶを更に補正する必要があるためである。
【００９３】
この実施例では、その補正量が、
補正Ｖｄｃオフセット量ΔＶ’＝（Ｖｐｐ÷１５００）×ΔＶ
で計算されるとすると、Ｖｐｐ＝１５００Ｖであるため、
補正Ｖｄｃオフセット量ΔＶ’＝（１５００÷１５００）×ΔＶ＝ΔＶとなる。
【００９４】
従って、実際に直流電圧Ｖｄｃをオフセットする補正Ｖｄｃオフセット量は、
ΔＶ’＝２．６７Ｖ
となる。
【００９５】
補正Ｖｄｃオフセット量ΔＶ’が決定されると、処理はステップＳ２１０において、Ｖｄｃオフセット量判定部４１４は、その値（ΔＶ’）に基づいて、直流電圧Ｖｄｃを補正するように直流高圧電源制御部４１２へ指示を発行する。
【００９６】
この実施例では、
直流電圧Ｖｄｃ＝−５７０Ｖ＋ΔＶ’
＝−５７０Ｖ＋（２．６７Ｖ）
≒−５６７．３Ｖ
となる様に、Ｖｄｃオフセット量判定部４１４から直流高圧電源制御部４１２へと指示を発行し、直流高圧電源制御電圧２２０を変更する。
【００９７】
ステップＳ２１０において、直流電圧Ｖｄｃが決定されると、印刷ジョブ開始のため、ステップＳ２１１では、直流電圧Ｖｄｃとピーク間電圧Ｖｐｐとの出力を開始し、これをステップＳ２１２において印刷ジョブ終了と判断されるまで続行する。このようにして画像形成動作が実行される。そして、印刷ジョブ終了と判断されたなら、処理はステップＳ２１３に進み、直流電圧Ｖｄｃとピーク間電圧Ｖｐｐの出力を停止し、印刷ジョブを終了する。
【００９８】
従って以上説明した実施例によれば、例えば、装置の製造又は出荷時などに第１の工程を実行して、予め高圧電源基板毎で異なる交流電圧波形の歪みによる表面電位のズレの情報をメモリに記憶する。そして、実際に印刷ジョブに基づく画像形成時に第２の工程を実行して、メモリに格納された情報を用い、帯電ローラと感光ドラムとによって形成される静電容量成分に対して表面電位のズレがなくなるように直流電圧Ｖｄｃを補正する。このようにして、特性の異なる高圧電源基板それぞれに対して、簡単な構成で感光ドラムの表面電位ズレをなくすことが可能になる。
【００９９】
なお、上述した実施例の第１の工程では、Ｖｄｃオフセット量を測定する際に、感光ドラムを用いたが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、実際の感光ドラムの代わりにコンデンサＣと抵抗Ｒで構成される擬似負荷の等価回路を用いても良い。
【０１００】
また、以上説明した実施例では、画像形成装置を実際に用いて、感光ドラムの表面電位のズレを測定したが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、画像形成装置の代わりに、その特性を代表できる表面電位測定用の冶具等を用いても良い。
【０１０１】
一方、上述した実施例の第２の工程では、静電容量成分Ｃと補正Ｖｄｃオフセット量ΔＶ’を算出する際、ピーク間電圧Ｖｐｐを交流高圧電源部から出力される制御電圧から予測したが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、出力されるピーク間電圧Ｖｐｐを実際に検出して、その値から求めても良い。
【０１０２】
また、上述した第２の工程において、静電容量成分Ｃは放電電流制御によって算出した値のみを使用したが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、印刷ジョブの実行中に、静電容量成分判定部は静電容量成分Ｃを常に算出し、静電容量成分Ｃの変動に合わせて、適切なタイミングで直流電圧Ｖｄｃを変化させていても良い。さらに、上述した第２の工程において、Ｖｄｃオフセット量ΔＶを推定する際、線形補間を用いたが本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、二次関数以上の曲線補間を用いても良い。
【０１０３】
またさらに以上説明した実施例では、オフセット量記憶部に、静電容量成分Ｃに対するＶｄｃオフセット量そのものを記憶したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、測定データから近似式を求め、それをオフセット量記憶部に記憶しても良い。
【０１０４】
またさらに以上説明した実施例では、オフセット量記憶部を高圧電源基板に備える構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、これをコントローラ基板に備える構成としても良い。その場合、高圧電源基板の故障による基板交換時には、別途用意されている交換基板のＶｄｃオフセット量ΔＶの情報を画像形成装置のサービスモード等を通して、コントローラ基板のオフセット量記憶部に上書き作業を行なう。
【０１０５】
さらに、上述した実施例では、単機能の画像形成装置（プリンタ装置）を例として説明したが本発明はこれによって限定されるものではない。本発明は、例えば、画像読取装置（スキャナ装置）と画像形成装置（ＬＢＰ）とＡＤＦ装置が一体化した複写機システムにも適用できるし、さらに複写機システムにファクシミリ機能を加えた複合システムとしても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
２１  感光ドラム、２２  帯電ローラ、２３  レーザスキャナ、２４  現像ローラ、
２５  転写ローラ、２６  現像容器、２７  クリーナ、２８  レーザ光、
１００  画像形成装置、２００  高圧出力、２１０  交流高圧電源制御電圧、
２２０  直流高圧電源制御電圧、２３０  交流電流検知出力、
３００  高圧電源基板、３１０  交流高圧電源、３２０  直流高圧電源、
３３０  交流電流検出部、３４０  Ｖｄｃオフセット量記憶部、
４００  コントローラ基板、４１０  ＣＰＵ、４１１  交流高圧電源制御部、
４１２  直流高圧電源制御部、４１３  静電容量成分判定部、
４１４  Ｖｄｃオフセット量判定部、５００  環境センサ、６００  表面電位センサ
【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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【図１０】
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【図１１】
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