(57)【要約】【課題】フィラメント状放電に起因する白点画像の発生を防止することのできる帯電装置、画像形成装置およびプログラムを得る。【解決手段】感光体ドラムの表面に接触または近接して配置され、前記表面との接触位置または最近接位置から離れるに従って前記表面との距離が遠くなるように構成されると共に、帯電用電源１５によって直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧が印加されて感光体ドラムの表面を帯電させる帯電ローラに、制御部５０により、前記距離が共通であるときの、前記重畳電圧が印加された状態で帯電ローラから感光体ドラムに対してフィラメント状放電が開始される前記交流電圧の振幅、および前記重畳電圧が帯電ローラに印加された状態で帯電ローラから感光体ドラムに対してグロー状放電が開始される前記交流電圧の振幅の差が予め定められた範囲内となる振幅の交流電圧を前記直流電圧に重畳させるように制御する。【選択図】図２
2011118317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像保持体の表面に接触または近接して配置され、前記表面との接触位置または最近接位置から離れるに従って前記表面との距離が遠くなるように構成されると共に、直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧が印加されて前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記距離が共通であるときの、前記重畳電圧が前記帯電手段に印加された状態で前記帯電手段から前記像保持体に対してフィラメント状放電が開始される前記交流電圧の振幅、および前記重畳電圧が前記帯電手段に印加された状態で前記帯電手段から前記像保持体に対してグロー状放電が開始される前記交流電圧の振幅の差が予め定められた範囲内となる振幅の交流電圧を前記直流電圧に重畳させるように制御する制御手段と、
を備えた帯電装置。
【請求項２】
前記交流電圧の振幅を予め定められた範囲内で変化させたときの前記フィラメント状放電が開始される前記交流電圧の振幅の前記距離に対する第１の分布状態、および前記交流電圧の振幅を予め定められた範囲内で変化させたときの前記グロー状放電が開始される前記交流電圧の振幅の前記距離に対する第２の分布状態を導出する導出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記導出手段によって導出された前記第１の分布状態を示す線と前記第２の分布状態を示す線との交点を含む予め定められた範囲内の何れかの振幅の交流電圧を前記直流電圧に重畳させるように制御する
請求項１記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電手段から前記像保持体に対する予め定められた放電領域を撮影する撮影手段をさらに備え、
前記導出手段は、前記撮影手段による撮影によって得られた放電光の輝度の前記距離に対する分布状態に基づいて、前記第１の分布状態および前記第２の分布状態を導出する
請求項２記載の帯電装置。
【請求項４】
前記フィラメント状放電が開始される交流電圧の振幅および前記グロー状放電が開始される交流電圧の振幅の少なくとも一方に影響を与えるものとして予め定められた物理量を検出する検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された物理量に基づいて、前記交点を含む予め定められた範囲内の何れかの振幅の交流電圧における当該振幅の補正を行う
請求項２または請求項３記載の帯電装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された物理量と、前記補正の対象となる交流電圧の振幅を決定した際の前記物理量との差が予め定められた量以上となった場合に前記補正を行う
請求項４記載の帯電装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項記載の帯電装置と、
前記帯電装置により表面が帯電される像保持体と、
前記帯電装置により前記表面が帯電された状態で前記像保持体に静電潜像を形成する形成手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の帯電装置における制御手段として機能させるためのプログラム。
【請求項８】
コンピュータを、
像保持体の表面に接触または近接して配置され、前記表面との接触位置または最近接位置から離れるに従って前記表面との距離が遠くなるように構成されると共に、直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧が印加されて前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段に前記重畳電圧が印加された状態で前記帯電手段から前記像保持体に対してフィラメント状放電が開始される前記交流電圧の振幅、および前記重畳電圧が前記帯電手段に印加された状態で前記帯電手段から前記像保持体に対してグロー状放電が開始される前記交流電圧の振幅を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記フィラメント状放電が開始される交流電圧の振幅、および前記グロー状放電が開始される交流電圧の振幅の、前記距離が共通であるときの差が予め定められた範囲内となる振幅の交流電圧を前記直流電圧に重畳させるように制御する制御手段と、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電装置、画像形成装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、像担持体に接触もしくは近接させた帯電部材に電圧印加部より電圧を印加し、前記像担持体を近接放電により帯電させる帯電装置において、前記像担持体と前記帯電部材との間のギャップに発生する光の強度を検知する光センサと、該光センサが検知した光強度と目標とする放電条件との相関関係に基づいて放電条件を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする帯電装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、回転する像担持体上の帯電処理を行う接触帯電手段と、前記接触帯電手段にバイアスを印加する電源と、前記像担持体に流れ込む直流電流成分を検知する直流電流検知手段と、前記像担持体に画像情報を記録する露光手段と、前記露光手段によって記録された画像情報のトナー像化する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写部材と、を有する画像形成装置において、前記接触帯電部材に印加されるバイアスが交番電界に直流電界を重畳したものであり、該交番電界の画像形成時の制御値は、非画像形成時の所定のタイミングに、該交番電界を暫時、増加、あるいは減少させ、かつ直流電界を一定とした時に、前記、直流電流検知手段の検知値と、該交番電界の値との関係に応じて決定されることを特徴とする画像形成装置が開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電部材とを備えた画像形成装置において、前記帯電部材に前記像担持体の表面を帯電するための交流電圧を印加する交流電源と、前記帯電部材に印加される交流電圧に同期した固定位相で前記像担持体と前記帯電部材との間を流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により得られた電流値と予め設定される所定の電流値との差分を演算すると共に、前記差分が所定の値となるように前記交流電源の出力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９２１１７号公報
【特許文献２】特開２００４−３３３７８９号公報
【特許文献３】特開２００２−７２６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、フィラメント状放電に起因する白点画像の発生を防止することのできる帯電装置、画像形成装置およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の帯電装置は、像保持体の表面に接触または近接して配置され、前記表面との接触位置または最近接位置から離れるに従って前記表面との距離が遠くなるように構成されると共に、直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧が印加されて前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記距離が共通であるときの、前記重畳電圧が前記帯電手段に印加された状態で前記帯電手段から前記像保持体に対してフィラメント状放電が開始される前記交流電圧の振幅、および前記重畳電圧が前記帯電手段に印加された状態で前記帯電手段から前記像保持体に対してグロー状放電が開始される前記交流電圧の振幅の差が予め定められた範囲内となる振幅の交流電圧を前記直流電圧に重畳させるように制御する制御手段と、を備えている。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記交流電圧の振幅を予め定められた範囲内で変化させたときの前記フィラメント状放電が開始される前記交流電圧の振幅の前記距離に対する第１の分布状態、および前記交流電圧の振幅を予め定められた範囲内で変化させたときの前記グロー状放電が開始される前記交流電圧の振幅の前記距離に対する第２の分布状態を導出する導出手段をさらに備え、前記制御手段が、前記導出手段によって導出された前記第１の分布状態を示す線と前記第２の分布状態を示す線との交点を含む予め定められた範囲内の何れかの振幅の交流電圧を前記直流電圧に重畳させるように制御するものである。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記帯電手段から前記像保持体に対する予め定められた放電領域を撮影する撮影手段をさらに備え、前記導出手段が、前記撮影手段による撮影によって得られた放電光の輝度の前記距離に対する分布状態に基づいて、前記第１の分布状態および前記第２の分布状態を導出するものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の発明において、前記フィラメント状放電が開始される交流電圧の振幅および前記グロー状放電が開始される交流電圧の振幅の少なくとも一方に影響を与えるものとして予め定められた物理量を検出する検出手段をさらに備え、前記制御手段が、前記検出手段により検出された物理量に基づいて、前記交点を含む予め定められた範囲内の何れかの振幅の交流電圧における当該振幅の補正を行うものである。
【００１１】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記制御手段が、前記検出手段によって検出された物理量と、前記補正の対象となる交流電圧の振幅を決定した際の前記物理量との差が予め定められた量以上となった場合に前記補正を行うものである。
【００１２】
一方、上記目的を達成するために、請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１から請求項５の何れか１項記載の帯電装置と、前記帯電装置により表面が帯電される像保持体と、前記帯電装置により前記表面が帯電された状態で前記像保持体に静電潜像を形成する形成手段と、を備えている。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、請求項７に記載のプログラムは、コンピュータを、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の帯電装置における制御手段として機能させるためのものである。
【００１４】
さらに、上記目的を達成するために、請求項８に記載のプログラムは、コンピュータを、像保持体の表面に接触または近接して配置され、前記表面との接触位置または最近接位置から離れるに従って前記表面との距離が遠くなるように構成されると共に、直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧が印加されて前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段に前記重畳電圧が印加された状態で前記帯電手段から前記像保持体に対してフィラメント状放電が開始される前記交流電圧の振幅、および前記重畳電圧が前記帯電手段に印加された状態で前記帯電手段から前記像保持体に対してグロー状放電が開始される前記交流電圧の振幅を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された前記フィラメント状放電が開始される交流電圧の振幅、および前記グロー状放電が開始される交流電圧の振幅の、前記距離が共通であるときの差が予め定められた範囲内となる振幅の交流電圧を前記直流電圧に重畳させるように制御する制御手段と、として機能させるためのものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１、請求項６、請求項７、および請求項８に記載の発明によれば、当該発明における交流電圧を適用しない場合に比較して、フィラメント状放電に起因する白点画像の発生を防止することができる、という効果が得られる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、当該発明の導出手段を用いない場合に比較して、より確実にフィラメント状放電に起因する白点画像の発生を防止することができる、という効果が得られる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明によれば、当該発明の撮影手段を用いない場合に比較して、より簡易にフィラメント状放電に起因する白点画像の発生を防止することができる、という効果が得られる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明によれば、当該発明の補正を行わない場合に比較して、より確実にフィラメント状放電に起因する白点画像の発生を防止することができる、という効果が得られる。
【００１９】
さらに、請求項５に記載の発明によれば、不要な補正の実行を回避することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す側面図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成装置の帯電ローラに対する電圧印加の制御に関する部分の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係る画像形成装置の帯電ローラに印加する重畳電圧における交流電圧の振幅の決定方法の説明に供するグラフである。
【図４】実施の形態に係る上記重畳電圧における交流電圧の振幅が比較的小さい場合のフィラメント状放電およびグロー状放電の発生状態の一例を示す側面図である。
【図５】実施の形態に係る上記重畳電圧における交流電圧の振幅が比較的大きい場合のフィラメント状放電およびグロー状放電の発生状態の一例を示す側面図である。
【図６】実施の形態に係る基本情報導出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態に係るフィラメント状放電の開始位置およびグロー状放電の開始位置の導出方法の説明に供するグラフ（一部側面図）である。
【図８】実施の形態に係るフィラメント状放電の開始位置およびグロー状放電の開始位置の導出方法の説明に供するグラフである。
【図９】実施の形態に係る画像形成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態に係る画像形成処理プログラムにおいて実行される交流電圧の振幅に対する補正の説明に供するグラフである。
【図１１】実施の形態に係る画像形成装置の他の形態例を示す図であり、感光体ドラムと帯電ローラの近接位置における表面形状を示す拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
【００２２】
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置１０の構成を説明する。
【００２３】
同図に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置１０は、モータ（図示省略）により予め定められた回転速度で副走査方向である円弧矢印Ａ方向に回転される感光体ドラム１２を備えている。感光体ドラム１２は、外周面に設けられ、電荷輸送層と電荷発生層とを有する感光膜１２ａと、感光膜１２ａを支持するアルミニウム等で構成された基材１２ｂと、を備えている。
【００２４】
感光体ドラム１２の外周面には、感光体ドラム１２の外周面を帯電させる帯電ローラ１４が接触して設けられている。なお、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、接触型の帯電器である帯電ローラ１４を適用しているが、これに限らず、スコロトロン帯電器やコロトロン帯電器などの非接触型の帯電器を用いてもよい。
【００２５】
帯電ローラ１４は、導電性のローラであり、感光体ドラム１２の回転に追従するように回転自在とされている。また、帯電ローラ１４には、帯電ローラ１４の対汚染性能を向上させたり、帯電ローラ１４の製造ばらつきの画質への影響を低減させたりすることを目的として、帯電用電源１５から交流電圧と直流電圧とが重畳された電圧（以下、「重畳電圧」という。）が印加されるものとされており、これによって、帯電ローラ１４は、感光体ドラム１２の外周面を予め定められた電位に一様に帯電させる。なお、本実施の形態では、帯電ローラ１４に印加する重畳電圧をマイナス（負の極性）としているため、感光体ドラム１２の外周面は帯電ローラ１４によってマイナスに帯電される。
【００２６】
帯電ローラ１４よりも感光体ドラム１２の円弧矢印Ａ方向の下流側にはレーザビーム走査装置１６が配置されている。レーザビーム走査装置１６は、光源から射出されるレーザビームを、形成すべき画像に応じて変調すると共に、主走査方向に偏向し、感光体ドラム１２の外周面上を感光体ドラム１２の軸線と平行に走査させる。これにより、感光体ドラム１２の外周面上に静電潜像が形成される。
【００２７】
レーザビーム走査装置１６よりも感光体ドラム１２の円弧矢印Ａ方向の下流側には現像装置１８が配置されている。現像装置１８は回転可能に配置されたローラ状の収容体を備えている。この収容体の内部には、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），およびブラック（Ｋ）の各色に対応する４個の収容部が形成されており、各収容部には現像器１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，および１８Ｋが設けられている。現像器１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，および１８Ｋは各々現像ローラ（図示省略）を備え、内部に各々Ｙ，Ｍ，Ｃ，およびＫの色のトナーを貯留している。また、感光体ドラム１２を挟んで現像装置１８の反対側には、感光体ドラム１２の外周面を除電する機能および外周面上に残留している不要トナーを除去する機能を備えた除電・清掃器２２が配置されている。
【００２８】
本実施の形態に係る画像形成装置１０でのカラーの画像の形成は、感光体ドラム１２が４回転する間に行われる。すなわち、感光体ドラム１２が４回転する間、帯電ローラ１４は感光体ドラム１２の外周面の帯電を、除電・清掃器２２は外周面の除電を各々継続し、レーザビーム走査装置１６は、形成すべきカラー画像を示すＹ，Ｍ，Ｃ，およびＫの画像情報のうちの何れかに応じて変調したレーザビームを感光体ドラム１２の外周面上で走査させることを、感光体ドラム１２が１回転する毎にレーザビームの変調に用いる画像情報を切り替えながら繰り返す。また、現像装置１８は、現像器１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，および１８Ｋの何れかの現像ローラが感光体ドラム１２の外周面に対応している状態で、外周面に対応している現像器を作動させ、感光体ドラム１２の外周面に形成された静電潜像を特定の色に現像し、感光体ドラム１２の外周面上に特定色のトナー像を形成させることを、感光体ドラム１２が１回転する毎に、静電潜像の現像に用いる現像器が切り替わるように収容体を回転させながら繰り返す。
【００２９】
これにより、感光体ドラム１２が１回転する毎に、感光体ドラム１２の外周面上には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，およびＫのトナー像が互いに重なるように順次形成されることになり、感光体ドラム１２が４回転した時点で感光体ドラム１２の外周面上にカラーのトナー像が形成されることになる。
【００３０】
また、感光体ドラム１２の下方には無端の中間転写ベルト２０が配設されている。中間転写ベルト２０はローラ２４Ａ〜Ｄに巻き掛けられており、外周面が感光体ドラム１２の外周面に接触するように配置されている。ローラ２４Ａ〜Ｄはモータ（図示省略）の駆動力が伝達されて回転し、中間転写ベルト２０を矢印Ｂ方向に回転させる。
【００３１】
中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１２の反対側には一次転写ローラ２６が配置されており、一次転写ローラ２６によって中間転写ベルト２０が感光体ドラム１２の外周面に押し付けられている。なお、画像形成装置１０には、感光体ドラム１２上のトナー像を中間転写ベルト２０へ転写するために一次転写ローラ２６に電力を供給する転写電源（図示省略）が設けられている。
【００３２】
従って、転写電源によって一次転写ローラ２６に電力が供給され、かつ一次転写ローラ２６により中間転写ベルト２０が感光体ドラム１２の外周面に押し付けられることによって感光体ドラム１２の外周面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト２０の画像形成面に転写される。なお、感光体ドラム１２の外周面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト２０に転写されると、感光体ドラム１２の外周面のうち転写されたトナー像を保持していた領域は、除電・清掃器２２によって清掃される。
【００３３】
中間転写ベルト２０よりも下方側には用紙入れ３０が配置されており、用紙入れ３０内には用紙Ｐが多数枚積層された状態で収容される。同図における用紙入れ３０の左斜め上方には取り出しローラ３２が配置されており、取り出しローラ３２による用紙Ｐの取り出し方向下流側にはローラ対３４，３６が順に配置されている。積層状態で最も上方に位置している用紙Ｐは、取り出しローラ３２が回転されることにより用紙入れ３０から取り出され、ローラ対３４，３６によって搬送される。
【００３４】
また、中間転写ベルト２０を挟んでローラ２４Ａの反対側には二次転写ローラ３８が配置されており、二次転写ローラ３８によって中間転写ベルト２０がローラ２４Ａの外周面に押し付けられている。ローラ対３４，３６によって搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト２０と二次転写ローラ３８の間に送り込まれ、中間転写ベルト２０の画像形成面に形成されたトナー像が二次転写ローラ３８によって転写される。なお、一次転写ローラ２６と同じように二次転写ローラ３８にも転写用の電力が供給されている。
【００３５】
二次転写ローラ３８よりも用紙Ｐの搬送方向（同図の矢印Ｃ方向）下流側には、定着器４０が配置されている。定着器４０は、用紙Ｐ上のトナー像を加熱する加熱ローラ４０Ａと、加熱ローラ４０Ａに押し当てられたローラ４０Ｂとを備えており、用紙Ｐは、加熱ローラ４０Ａとローラ４０Ｂとのニップ部を通過することによりトナー像が溶融、凝固して用紙Ｐに定着され、定着器４０よりも用紙Ｐの搬送方向下流側に配置された排紙ローラ（図示省略）によって画像形成装置１０の外へ排出される。
【００３６】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置１０の帯電ローラ１４に対する電圧印加の制御に関する部分の電気的な構成を説明する。
【００３７】
同図に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置１０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を中心とした電子回路等からなり、画像形成装置１０の各部の作動を制御する制御部５０が備えられている。
【００３８】
制御部５０には、前述した帯電用電源１５が接続されており、帯電ローラ１４に印加される重畳電圧は制御部５０によって制御される。また、制御部５０には、各種情報が記憶可能に構成された記憶部５２が接続されており、制御部５０は記憶部５２への各種情報の書き込み、および記憶部５２に記憶された各種情報の読み出しを行う。
【００３９】
一方、制御部５０には、予め定められた帯電ローラ１４から感光体ドラム１２に対する放電領域を撮影するカメラ５４が接続されている。本実施の形態に係る画像形成装置１０では、図１に示すように、カメラ５４が帯電ローラ１４と感光体ドラム１２との接触位置近傍における、フィラメント状放電およびグロー状放電が発生し得ると想定される領域を上記放電領域として一度に撮影可能な位置に設けられている。
【００４０】
さらに、制御部５０には、帯電ローラ１４と感光体ドラム１２との接触位置付近の環境状態を示す物理量（本実施の形態では、温度および湿度）を検出する環境センサ５６、帯電ローラ１４の汚染の度合いを示す物理量（本実施の形態では、帯電ローラ１４の抵抗値）を検出する汚染センサ５８、および感光体ドラム１２の感光膜１２ａの膜厚を検出する膜厚センサ６０が接続されており、制御部５０は、これらの各センサによる検出結果を示す情報（以下、「検出結果情報」という。）が入力される。
【００４１】
ところで、前述したように、帯電ローラ１４には、帯電ローラ１４の対汚染性能を向上させたり、帯電ローラ１４の製造ばらつきの画質への影響を低減させたりすることを目的として重畳電圧が印加されるが、当該重畳電圧における交流電圧の振幅が不十分な場合は形成された画像に白点画像が発生しやすくなる一方、当該交流電圧の振幅が大きすぎる場合には感光体ドラム１２の摩耗が促進され、感光体ドラム１２の寿命を縮めてしまうことになる。
【００４２】
一方、本発明の発明者による鋭意検討の結果、感光体ドラム１２の表面と帯電ローラ１４の表面との距離（以下、「ギャップ」という。）に対するフィラメント状放電が開始される上記交流電圧の振幅（以下、「フィラメント状放電開始振幅」という。）と、同じくグロー状放電が開始される上記交流電圧の振幅（以下、「グロー状放電開始振幅」という。）とでは、互いに異なる傾向にあり、一例として図３に示すように、フィラメント状放電開始振幅の上記ギャップに対する分布状態を示す線（実線）と、グロー状放電開始振幅の上記ギャップに対する分布状態を示す線（破線）とは１箇所で交差することが見出された。
【００４３】
ここで、上記各分布状態を示す線の交点に対応する上記交流電圧の振幅（図３に示す例では、１７００Ｖｐｐ（‘Ｖｐｐ’は、ピーク・トゥ・ピーク電圧を表す。））より小振幅側の領域においては、一例として図４に示されるように、フィラメント状放電のみが発生するギャップの領域が存在するため、当該フィラメント状放電に起因する白点画像が生じやすい。しかしながら、この場合、上記交点に対応する上記交流電圧の振幅以上の領域においては、一例として図５に示されるように、フィラメント状放電のみが発生するギャップの領域は存在せず、グロー状放電によってフィラメント状放電による影響がレベリングされる結果、フィラメント状放電に起因する白点画像が生じにくい。
【００４４】
そこで、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、上記交流電圧の振幅として、上記ギャップが共通である場合のフィラメント状放電開始振幅とグロー状放電開始振幅の差が予め定められた範囲内となる振幅を適用する処理（以下、「振幅設定処理」という。）を実行する。
【００４５】
なお、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、上記振幅設定処理において適用する上記予め定められた範囲を０（零）とする場合、すなわち、上記交流電圧の振幅として、上記交点に対応する振幅を適用する場合について説明するが、これに限るものでないことは言うまでもない。
【００４６】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、上記振幅設定処理を実行可能とするために、帯電用電源１５によって生成される重畳電圧における交流電圧の振幅が予め定められた範囲で可変とされており、当該範囲を示す範囲情報が記憶部５２に予め記憶されている。なお、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、上記予め定められた範囲として、上記交点を変動させる各種変動要因が変動しても当該交点が含まれる範囲として、画像形成装置１０の実機を用いた実験や、画像形成装置１０の設計仕様に基づくコンピュータ・シミュレーション等により予め得られた範囲（本実施の形態では、１１００Ｖｐｐ以上２０００Ｖｐｐ以下の範囲）を適用している。
【００４７】
以上のように構成された画像形成装置１０による振幅設定処理等の各種処理は、プログラムを実行することにより、コンピュータを利用してソフトウェア構成により実現してもよい。但し、ソフトウェア構成による実現に限られるものではなく、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成の組み合わせによって実現してもよいことは言うまでもない。
【００４８】
以下では、本実施の形態に係る画像形成装置１０が、上記プログラムを実行することにより各種処理を実現するものとされている場合について説明する。この場合、当該プログラムを画像形成装置１０に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納された状態で提供される形態、有線または無線による通信手段を介して配信される形態等を適用してもよい。
【００４９】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置１０の作用を説明する。
【００５０】
本実施の形態に係る画像形成装置１０では、上記振幅設定処理を実行するための準備段階として、基本情報導出処理を実行する。そこで、まず、図６を参照して、上記基本情報導出処理を実行する際の画像形成装置１０の作用を説明する。なお、図６は、予め定められたタイミング（本実施の形態では、画像形成装置１０の電源スイッチが投入されたタイミング）で画像形成装置１０の制御部５０において実行される基本情報導出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部５２に予め記憶されている。
【００５１】
まず、同図のステップ１００では、予め定められた初期設定を実行する。なお、本実施の形態に係る基本情報導出処理プログラムでは、上記初期設定に、上記範囲情報を記憶部５２から読み出し、読み出した範囲情報によって示される上記交流電圧の振幅の可変とされる範囲における最小値（本実施の形態では、１１００Ｖｐｐ）が適用されるように帯電用電源１５に設定する処理が含まれている。
【００５２】
次のステップ１０２では、カメラ５４に対して撮影の開始を指示する指示情報を送信する。これに応じて、カメラ５４は、当該カメラ５４のシャッタを開放状態とすることによって撮影を開始する。
【００５３】
次のステップ１０４では、重畳電圧の帯電ローラ１４への印加を開始するように帯電用電源１５を制御し、次のステップ１０６では、予め定められた期間（本実施の形態では、１秒間）だけ待機し、次のステップ１０８にて、カメラ５４に対して撮影の停止を指示する指示情報を送信し、さらに、次のステップ１１０にて、重畳電圧の帯電ローラ１４への印加を停止するように帯電用電源１５を制御する。上記ステップ１０８の処理に応じて、カメラ５４は、上記ステップ１０４において開放状態としたシャッタを閉じることによって撮影を停止する一方、上記ステップ１１０の処理により、帯電ローラ１４への重畳電圧の印加が停止される。
【００５４】
次のステップ１１２では、直前の撮影によって得られた画像情報をカメラ５４から読み出し、次のステップ１１４では、読み出した画像情報に基づいて、フィラメント状放電が発生する最も遠い上記ギャップの位置（以下、「フィラメント状放電発生位置」という。）およびグロー状放電が発生する最も遠い上記ギャップの位置（以下、「グロー状放電発生位置」という。）を導出する。なお、本実施の形態に係る基本情報導出処理プログラムでは、上記フィラメント状放電発生位置およびグロー状放電発生位置を次のように導出する。
【００５５】
上記画像情報により示される各ギャップの位置毎の輝度レベルの、感光体ドラム１２に対する帯電ローラ１４の接触方向に対する平均値の分布（以下、「輝度レベル分布」という。）は、一例として図７に示されるように、フィラメント状放電に関する部分とグロー状放電に関する部分とで異なる。これは、フィラメント状放電が瞬間的かつスポット的に発生する放電であるのに対し、グロー状放電が一様に発生する放電であるためである。
【００５６】
そこで、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、一例として図８に示すように、上記画像情報により示される輝度レベル分布に予め定められた閾値以上となる２つの凸部を有する場合において、当該２つの凸部の遠方側（同図に示す例では、紙面右側）の端部と、放電していない状態でカメラ５４による撮影によって得られた画像情報により示される輝度レベル分布との交点の位置を、フィラメント状放電発生位置およびグロー状放電発生位置として導出する。従って、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、記憶部５２に、放電していない状態でカメラ５４による撮影によって得られた画像情報、または当該画像情報により示される輝度レベル分布を示す情報も予め記憶されており、これを用いてフィラメント状放電発生位置およびグロー状放電発生位置を導出する。
【００５７】
次のステップ１１６では、上記ステップ１１４の処理によって導出したフィラメント状放電発生位置およびグロー状放電発生位置と、このときの上記交流電圧の振幅とを関連付けて記憶部５２に記憶し、次のステップ１１８では、上記範囲情報によって示される上記交流電圧の振幅の範囲の全ての範囲について以上の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ１２０に移行して、上記交流電圧の振幅を予め定められた振幅値（本実施の形態では、１００Ｖｐｐ）だけ増加するように帯電用電源１５に設定した後に上記ステップ１０２に戻る一方、肯定判定となった時点でステップ１２２に移行する。
【００５８】
以上のステップ１０２からステップ１２０の繰り返し処理により、記憶部５２には、上記範囲情報によって示される交流電圧の振幅の範囲内で、かつ上記予め定められた振幅値の刻み幅の各振幅別にフィラメント状放電発生位置およびグロー状放電発生位置を示す情報（以下、「基本情報」という。）が記憶されることになる。
【００５９】
ステップ１２２では、環境センサ５６、汚染センサ５８、および膜厚センサ６０から、この時点の検出結果情報を取得し、次のステップ１２４にて、取得した検出結果情報を記憶部５２に記憶した後、本基本情報導出処理プログラムを終了する。
【００６０】
次に、図９を参照して、前述した振幅設定処理が含まれる画像形成処理を実行する際の本実施の形態に係る画像形成装置１０の作用を説明する。なお、図９は、不図示の外部装置から形成すべき画像を示す画像情報が受信された際に画像形成装置１０の制御部５０において実行される画像形成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムも記憶部５２に予め記憶されている。
【００６１】
まず、同図のステップ２００では、予め定められた初期設定を実行し、次のステップ２０２では、上記基本情報導出処理プログラムによって記憶された基本情報を記憶部５２から読み出し、次のステップ２０４にて、読み出した基本情報を用いて、一例として図３に示されるフィラメント状放電開始振幅の上記ギャップに対する第１の分布状態と、グロー状放電開始振幅の上記ギャップに対する第２の分布状態を導出する。
【００６２】
次のステップ２０６では、上記ステップ２０４の処理によって導出した第１の分布状態を示す線（図３に示される例では、実線）と、第２の分布状態を示す線（図３に示される例では、破線）との交点を導出した後、次のステップ２０８にて、導出した交点に対応する交流電圧の振幅（図３に示される例では、１７００Ｖｐｐ）が適用されるように帯電用電源１５に設定する。
【００６３】
次のステップ２１０では、環境センサ５６、汚染センサ５８、および膜厚センサ６０から、この時点の検出結果情報を取得し、次のステップ２１２では、取得した情報によって示される各センサの検出結果に基づいて、上記ステップ２０８の処理によって帯電用電源１５に設定した交流電圧の振幅を補正する必要があるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２１４に移行する一方、否定判定となった場合にはステップ２１６に移行する。
【００６４】
なお、本実施の形態に係る画像形成処理プログラムでは、上記ステップ２１２における判定を次のように行う。
【００６５】
まず、上記基本情報導出処理プログラムのステップ１２４の処理によって記憶した検出結果情報を記憶部５２から読み出し、読み出した検出結果情報により示される各センサによる検出結果から、上記ステップ２１０の処理によって取得した検出結果情報により示される各センサによる同一種類の検出結果を減算することにより、各センサ毎の差分値を得る。以下、環境センサ５６により検出された温度に関する差分値を差分値ｔと表し、環境センサ５６により検出された湿度に関する差分値を差分値ｈと表し、汚染センサ５８により検出された帯電ローラ１４の汚染の度合いに関する差分値を差分値ａと表し、膜厚センサ６０により検出された感光体ドラム１２の膜厚に関する差分値を差分値ｄと表す。
【００６６】
そして、以上により得られた差分値ｔ、ｈ、ａ、ｄの各絶対値に、各々毎に予め定められた閾値以上となるものが存在するか否かを判定することにより上記ステップ２１２の判定を行う。
【００６７】
ステップ２１４では、上記ステップ２０８の処理によって帯電用電源１５に設定した交流電圧の振幅を補正し、その後にステップ２１６に移行する。なお、本実施の形態に係る画像形成処理プログラムでは、上記ステップ２１４における交流電圧の振幅の補正を次のように行う。
【００６８】
上記交点に対応する交流電圧の振幅（以下、「交点振幅」という。）は、温度、湿度、感光体ドラム１２の膜厚、および帯電ローラ１４の汚染の度合いによって変化する。より具体的には、一例として図１０に示すように、温度が高くなるほど交点振幅は小さくなり、湿度が高くなるほど交点振幅は小さくなり、感光体ドラム１２の膜厚が厚くなるほど交点振幅は大きくなり、帯電ローラ１４の汚染の度合いが高くなるほど交点振幅は大きくなる。
【００６９】
そこで、本実施の形態に係る画像形成処理プログラムでは、上記交流電圧の振幅の補正として、上記ステップ２０８の処理によって帯電用電源１５に設定した交点振幅Ａを次の（１）式に代入することにより、補正後の交点振幅Ａ’を算出する。ここで、（１）式におけるＶｔは差分値ｔに予め定められた係数を乗算して得られた値を表し、Ｖｈは差分値ｈに予め定められた係数を乗算して得られた値を表し、Ｖａは差分値ａに予め定められた係数を乗算して得られた値を表し、Ｖｄは差分値ｄに予め定められた係数を乗算して得られた値を表す。なお、本実施の形態に係る画像形成処理プログラムでは、上記予め定められた係数として、（１）式にＶｔ，Ｖｈ，Ｖａ，Ｖｄの各値を代入した場合に交点振幅Ａ’ができるだけ正確に算出される値として、画像形成装置１０の実機を用いた実験や、画像形成装置１０の設計仕様に基づくコンピュータ・シミュレーション等により予め得られた値を適用している。
【００７０】
【数１】
2011118317.tif 000003
そして、本ステップ２１４では、算出した交点振幅Ａ’が適用されるように帯電用電源１５に設定（更新）する。
【００７１】
ステップ２１６では、予め定められた用紙枚数分（本実施の形態では、１枚分）の画像形成処理を実行し、次のステップ２１８では、受信した画像情報により示される全ての画像の形成が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ２１０に戻る一方、肯定判定となった時点で本画像形成処理プログラムを終了する。
【００７２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７３】
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の組み合わせにより種々の発明が抽出される。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００７４】
例えば、上記実施の形態では、（１）式による演算により交流電圧の振幅を補正する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の演算式により補正する形態としてもよいし、演算により補正する形態に代えて、変換テーブルを用いた変換により補正する形態としてもよい。
【００７５】
また、上記実施の形態では、本発明の像保持体としてドラム型（円筒状）の感光体ドラム１２を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ベルト型のものを適用する形態としてもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態では、本発明の帯電手段としてドラム型（円筒状）の帯電ローラ１４を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、側面視台形状、平行四辺形状、三角形状等の像保持体との接触位置（近接位置）から離れるに従ってギャップが増加する形状のものを適用する形態としてもよい。
【００７７】
また、上記実施の形態では、重畳する交流電圧の振幅として、一例として図３に示される交点そのものに対応する振幅を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上記ギャップが共通である場合のフィラメント状放電開始振幅とグロー状放電開始振幅の差が、零を除く予め定められた範囲内となる振幅を適用する形態としてもよい。なお、上記予め定められた範囲は、要求される画質、装置の耐久性等に応じて、適宜設定すればよい。
【００７８】
また、上記実施の形態では、カメラを用いてフィラメント状放電およびグロー状放電の各々の開始電圧を特定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＣＣＤラインセンサ、ＣＭＯＳラインセンサ等の他のセンサを適用する形態としてもよい。
【００７９】
また、上記実施の形態では、帯電ローラ１４に重畳電圧を印加した状態でフィラメント状放電およびグロー状放電の各々の開始電圧を導出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、グロー状放電の開始電圧については直流電圧を帯電ローラ１４に印加した状態で導出する形態としてもよい。
【００８０】
また、上記実施の形態では、帯電ローラ１４の表面の状態については特に言及しなかったが、例えば、一例として図１１に示すように、帯電ローラ１４の表面に凹凸を設ける形態としてもよい。これにより、帯電ローラ１４と感光体ドラム１２とのギャップが異なるものとなる結果、一部のギャップにおいて白点画像が生じる場合でも、当該白点画像が視認され難くなる。
【００８１】
また、上記実施の形態では、帯電ローラ１４の材質についても特に言及しなかったが、例えば、当該材質として、カーボンをゴムに分散させて含有させたもの等を適用することにより、表面の電気抵抗値が分散された帯電ローラ１４を適用する形態としてもよい。これにより、帯電ローラ１４への印加電圧が低電圧化される結果、感光体ドラム１２に対するストレスが低下される。
【００８２】
また、上記実施の形態では、本発明の物理量として、温度、湿度、帯電ローラ１４の汚染の度合い、および感光体ドラム１２の膜厚の４種類を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら４種類に加えて、フィラメント状放電が開始される交流電圧の振幅およびグロー状放電が開始される交流電圧の振幅の少なくとも一方に影響を与える他の物理量の１つ、または複数の組み合わせを適用する形態としてもよい。
【００８３】
その他、上記実施の形態で説明した画像形成装置１０の構成（図１，図２参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりしてもよいことは言うまでもない。
【００８４】
さらに、上記実施の形態で説明した各種プログラムの処理の流れ（図６，図９参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
１０    画像形成装置
１２    感光体ドラム
１４    帯電ローラ
１５    帯電用電源
１６    レーザビーム走査装置
１８    現像装置
２０    中間転写ベルト
４０    定着器
５０    制御部
５２    記憶部
５４    カメラ
５６    環境センサ
５８    汚染センサ
６０    膜厚センサ
【図１】
2011118317.tif 000004
【図２】
2011118317.tif 000005
【図３】
2011118317.tif 000006
【図４】
2011118317.tif 000007
【図５】
2011118317.tif 000008
【図６】
2011118317.tif 000009
【図７】
2011118317.tif 000010
【図８】
2011118317.tif 000011
【図９】
2011118317.tif 000012
【図１０】
2011118317.tif 000013
【図１１】
2011118317.tif 000014