(57)【要約】【課題】帯電ローラに印加する交流電圧を適正領域に設定することにより、画像ムラや文字ボケのない高画質な画像を形成できる画像形成装置を提供する。【解決手段】基準となる交流バイアスＶｐｐ［ｎ］から電圧値を一定量下降させたＶｐｐ［ｎ-］を印加した時の直流成分Ｉｄｃの降下量ΔＩｄｃ［α］と、電圧値を一定量上昇させたＶｐｐ［ｎ+］を印加した時の直流電流成分Ｉｄｃの上昇量ΔＩｄｃ［β］との差の絶対値｜ΔＩｄｃ［α］−ΔＩｄｃ［β］｜が所定値以下となるＶｐｐ［ｎ］を最適値Ｖｐｐ［Ａ］に決定する。【選択図】図３
2008233640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、直流バイアス及び交流バイアスを重畳した帯電バイアスを印加することにより前記感光体表面を一様に帯電させる接触式の帯電装置と、
該帯電装置に帯電バイアスを印加したときの直流成分電流に基づいて交流バイアスの最適値Ｖｐｐ［Ａ］を決定する制御手段と、を備えた画像形成装置において、
基準交流バイアスをＶｐｐ［ｎ］、Ｖｐｐ［ｎ］よりも所定量だけ高い交流バイアス及び同一量だけ低い交流バイアスをそれぞれＶｐｐ［ｎ+］、Ｖｐｐ［ｎ-］とし、Ｖｐｐ［ｎ］、Ｖｐｐ［ｎ+］、Ｖｐｐ［ｎ-］を印加したときの直流成分電流をそれぞれＩｄｃ［ｎ］、Ｉｄｃ［ｎ+］、Ｉｄｃ［ｎ-］とするとき、前記制御手段は、Ｖｐｐ［ｎ］を段階的に変化させて以下の式（１）で表される値を算出するとともに、式（１）で表される値が所定値より小さくなるようなＶｐｐ［ｎ］をＶｐｐ［Ａ］に決定し、前記帯電装置にＶｐｐ［Ａ］の定数倍ｋＶｐｐ［Ａ］（ｋ≧１）を出力することを特徴とする画像形成装置。
｜ΔＩｄｃ［α］−ΔＩｄｃ［β］｜・・・（１）
ただし、
ΔＩｄｃ［α］＝Ｉｄｃ［ｎ］−Ｉｄｃ［ｎ-］、
ΔＩｄｃ［β］＝Ｉｄｃ［ｎ+］−Ｉｄｃ［ｎ］、
である。
【請求項２】
前記Ｖｐｐ［ｎ］の初期値は、装置内部又は外部の温度及び湿度に基づいて決定され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】
前記制御手段は、画像形成動作の直前にＶｐｐ［Ａ］を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、電源投入時及び待機モードからの復帰時にＶｐｐ［Ａ］を決定するとともに、画像形成動作の直前においては、ｋＶｐｐ［Ａ］を印加したときの直流成分電流をＩｄｃ［Ａ］、Ｖｐｐ［Ａ］よりも所定量だけ高い交流バイアスＶｐｐ［Ａ+］を印加したときの直流成分電流をＩｄｃ［Ａ+］とし、以下の式（２）で表される値が所定値以上であるときＶｐｐ［Ａ］を再決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
｜Ｉｄｃ［Ａ+］−Ｉｄｃ［Ａ］｜・・・（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体を用いた電子写真方式の画像形成装置に関し、特に接触式の帯電装置へ印加する交流バイアスの最適値を決定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤（以下、トナーという）が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像装置内のトナーによって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。このような画像形成装置においては、感光体表面を帯電させる装置として、例えば細いワイヤー等を電極として、高電圧を印加されることで放電するコロナ放電装置と、導電性の芯に導電性ゴム、高抵抗被覆層などを設けた帯電ローラに代表される帯電部材を、感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置とが広く利用されてきた。
【０００３】
しかし、コロナ放電装置は高電圧を必要とする上、ワイヤーからの放電により発生するオゾン、ＮＯｘやＳＯｘ等の放電生成物が帯電装置のシールドやグリッド表面に付着する。この放電生成物は低湿環境下において絶縁性となるため、グリッドを高抵抗化させ、帯電装置と感光体ドラムとの放電バランスを崩し、感光体表面の電位が上昇してしまうという問題点があった。一方、接触式の帯電装置は、低電圧で動作可能でありオゾンの発生も少ないという長所がある。
【０００４】
接触式帯電装置に電圧を印加する方式には、帯電部材に直流バイアス（Ｖｄｃ）のみを印加する直流帯電方式と、直流バイアス（Ｖｄｃ）に交流バイアス（Ｖｐｐ）を重畳して印加する交流帯電方式とがある。このうち、交流帯電方式は、感光体と帯電部材との間に振動電界を形成し、交流成分が感光体表面の帯電電位の凹凸を均し、直流成分が所定の電位に収束させるため、感光体表面をムラ無く均一に帯電できるという利点がある。
【０００５】
図９は、帯電部材として帯電ローラを用い、交流帯電方式によりアモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉという）感光体ドラムの表面を帯電させた場合の、印加交流バイアス（Ｖｐｐ）と感光体表面電位（Ｖ０）との関係を示すグラフ（Ｖｐｐ−Ｖ０曲線）であり、図１０は、印加交流バイアス（Ｖｐｐ）と直流成分電流（Ｉｄｃ）との関係を示すグラフ（Ｖｐｐ−Ｉｄｃ曲線）である。図９に示すように、感光体の表面電位Ｖ０は交流バイアスＶｐｐに比例するが、Ｖｐｐが所定値以上になると一定となる。ここで、Ｖｐｐ−Ｖ０曲線の屈曲点を第１変曲点Ｐ１とする。
【０００６】
一方、図１０に示すように、Ｖｐｐ−Ｉｄｃ曲線は第１変曲点Ｐ１′及び第２変曲点Ｐ２の２つの屈曲点を持つ略Ｓ字型の曲線となり、第１変曲点Ｐ１′のＸ座標はＶｐｐ−Ｖ０曲線の第１変曲点Ｐ１と一致している。そして、Ｖｐｐが第１変曲点Ｐ１′よりも低電圧側では電圧が不足して感光体表面が均一に帯電されず画像ムラが発生する。逆に、第２変曲点Ｐ２よりも高電圧側では電圧過剰となり、感光体表面の電荷が感光層方向ではなく水平方向に流れて文字ボケが発生する。即ち、直流電流成分Ｉｄｃが一定となる第１変曲点Ｐ１′と第２変曲点Ｐ２の間の領域Ｒが画像不良のないＶｐｐの適正領域となる。
【０００７】
Ｖｐｐの最適値を決定する方法としては、例えば図１１に示すように、基準となる交流バイアスＶｐｐ［ｎ］から電圧値を一定量上昇させたＶｐｐ［ｎ+］を印加した時の直流電流成分Ｉｄｃの上昇量ΔＩｄｃが規定値以下となるＶｐｐ［ｎ］を最適値とする制御や、図１２に示すように、Ｖｐｐを３段階で印加したときの直流電流成分Ｉｄｃをプロットし、Ｖｐｐの小さい側の２点を通る回帰線ａと他の１点を通る水平回帰線ｂの交点ＱのＸ座標Ｖｐｐ［ｎ］を最適値とする制御等がある。
【０００８】
しかし、Ｖｐｐ−Ｉｄｃ曲線は、感光体表面の劣化状態や帯電ローラの抵抗のバラツキ、或いは感光体周辺の湿度等により変化する。特に、環境湿度や定着装置からの水蒸気の発生により装置内部が高湿度となった場合や感光体表面の感光層が劣化した場合、図１３の破線で示すように、Ｖｐｐ−Ｉｄｃ曲線の第２変曲点Ｐ２がＰ２′に移動するためＶｐｐの適正領域Ｒ（図１０参照）が狭くなってしまう。この場合、図１１に示した制御ではΔＩｄｃが既定値以下とならずＶｐｐの最適値が認識できない。また、図１２に示した制御では決定されたＶｐｐが適正領域から高電圧側に外れるため文字ボケが発生する。
【０００９】
そこで、帯電ローラに印加する交流バイアスを適正に設定することにより画像の劣化を防止する方法が提案されており、例えば特許文献１には、総交流電流量に占める交流放電電流量が所定範囲となるように印加する交流バイアスを設定する方法が開示されている。
【００１０】
しかしながら、特許文献１の方法では、帯電ローラと感光体のニップ部を流れる交流電流量と、帯電ローラと感光体の隙間に流れる交流放電電流量とに分けて交流成分電流を検知する必要がある。また、直流成分電流と感光体の表面電位との関係は感光体と帯電ローラの組み合わせによらずほぼ一定であるが、交流成分電流と表面電位との関係は感光体の劣化や帯電ローラの抵抗バラツキによって変化する。即ち、感光体の表面電位は帯電ローラに帯電バイアスを印加したときの直流成分電流にリニアに左右される。従って、画像形成に必要な表面電位を得るためにＶｐｐの制御を行う場合、特許文献１のように交流放電電流を用いるよりも直流成分電流を用いる方が制御をより簡素化できる。
【００１１】
さらに、図１０及び図１３に示したように、Ｖｐｐ−Ｉｄｃ曲線は２つの明確な変曲点Ｐ１′、Ｐ２を有するためＶｐｐの適正範囲Ｒの検知が容易であるが、Ｖｐｐと交流成分電流とは比例関係にあり、感光体の劣化や帯電ローラの抵抗値変化による交流成分電流の変化量も小さいため、交流成分電流を用いてＶｐｐの適正範囲を精度良く検知するためには高精度な電流検知システムが必要になるという問題点もあった。
【特許文献１】特開平１０−２３２５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、感光体の劣化や帯電装置の抵抗値、或いは装置の使用環境に係わらず、常に帯電ローラに印加する交流電圧を適正領域に設定することにより、画像ムラや文字ボケのない高画質な画像を形成できる画像形成装置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】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、感光体と、直流バイアス及び交流バイアスを重畳した帯電バイアスを印加することにより前記感光体表面を一様に帯電させる接触式の帯電装置と、該帯電装置に帯電バイアスを印加したときの直流成分電流に基づいて交流バイアスの最適値Ｖｐｐ［Ａ］を決定する制御手段と、を備えた画像形成装置において、基準交流バイアスをＶｐｐ［ｎ］、Ｖｐｐ［ｎ］よりも所定量だけ高い交流バイアス及び同一量だけ低い交流バイアスをそれぞれＶｐｐ［ｎ+］、Ｖｐｐ［ｎ-］とし、Ｖｐｐ［ｎ］、Ｖｐｐ［ｎ+］、Ｖｐｐ［ｎ-］を印加したときの直流成分電流をそれぞれＩｄｃ［ｎ］、Ｉｄｃ［ｎ+］、Ｉｄｃ［ｎ-］とするとき、前記制御手段は、Ｖｐｐ［ｎ］を段階的に変化させて以下の式（１）で表される値を算出するとともに、式（１）で表される値が所定値より小さくなるようなＶｐｐ［ｎ］をＶｐｐ［Ａ］に決定し、前記帯電装置にＶｐｐ［Ａ］の定数倍ｋＶｐｐ［Ａ］（ｋ≧１）を出力することを特徴としている。
｜ΔＩｄｃ［α］−ΔＩｄｃ［β］｜・・・（１）
ただし、
ΔＩｄｃ［α］＝Ｉｄｃ［ｎ］−Ｉｄｃ［ｎ-］、
ΔＩｄｃ［β］＝Ｉｄｃ［ｎ+］−Ｉｄｃ［ｎ］、
である。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記Ｖｐｐ［ｎ］の初期値は、装置内部又は外部の温度及び湿度に基づいて決定されることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成動作の直前にＶｐｐ［Ａ］を決定することを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、電源投入時及び待機モードからの復帰時にＶｐｐ［Ａ］を決定するとともに、画像形成動作の直前においては、ｋＶｐｐ［Ａ］を印加したときの直流成分電圧をＩｄｃ［Ａ］、Ｖｐｐ［Ａ］よりも所定量だけ高い交流バイアスＶｐｐ［Ａ+］を印加したときの直流成分電流をＩｄｃ［Ａ+］とし、以下の式（２）で表される値が所定値以上であるときＶｐｐ［Ａ］を再決定することを特徴としている。
｜Ｉｄｃ［Ａ+］−Ｉｄｃ［Ａ］｜・・・（２）
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の構成によれば、感光体ドラムの劣化や帯電装置の抵抗値バラツキに係わらず、常に適正な交流バイアスを帯電装置に出力できるため、電圧不足による画像ムラや電圧過剰による文字ボケ等の画像不良の発生しない高画質な画像を形成可能となる。
【００１８】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、装置内部又は外部の温度及び湿度に基づいてＶｐｐ［ｎ］の初期値を決定することにより、天候や設置場所等による温湿度環境の変化に係わらず、常に適正な交流バイアスを設定することができる。
【００１９】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、Ｖｐｐ［Ａ］を決定する制御を画像形成動作の直前に行うことにより、定着部から発生する熱や水蒸気による機内の温湿度変化に応じて適切な交流バイアスを設定することができる。
【００２０】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、Ｖｐｐ［Ａ］を決定する制御を電源投入時及び待機モードからの復帰時に行い、画像形成動作の直前には式（２）で表される値が所定値以上であるときのみＶｐｐ［Ａ］を再決定することにより、Ｖｐｐ［Ａ］を適正範囲に維持できるとともにユーザの印刷待ち時間も短縮可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の画像形成装置における画像形成部の構成を示す概略断面図である。図１において、画像形成部１５には、感光体ドラム１の回転方向（矢印Ａ方向）に沿って、帯電ローラ２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラ５、クリーニング装置６、及び除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムにａ−Ｓｉから成る感光層が積層されたものであり、感光体ドラム１に接触した状態で帯電ローラ２に高電圧を印加することにより、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるようになっている。
【００２２】
露光ユニット３は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を帯電された感光体ドラム１に照射し、レーザビームを受けた部分の帯電を減衰させて感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成させる。現像装置４は、感光体ドラム１に対向配置された現像スリーブ４ａ（現像剤担持体）を備え、内部に収容されたトナーを現像スリーブ４ａにより感光体ドラム１の静電潜像に付着させてトナー像（可視像）を形成する。
【００２３】
周知の如く、除電装置１０による除電後、帯電ローラ２によって均一に帯電された感光体ドラム１上に露光ユニット３により静電潜像が記録され、その静電潜像を反転現像にて現像装置４でトナー像に顕像化し、トナー像を転写ローラ５にてシート上に転写する。トナー像が転写されたシートは定着部７に搬送され、加熱及び加圧されてトナー像を永久像とする。転写ローラ５で転写されなかった未転写トナーは、残留トナーとしてクリーニング装置６の摺擦ローラ９及びクリーニングブレード１０により感光体ドラム１表面から除去され、除去された残留トナーは回収スクリュー等のトナー回収装置（図示せず）によって廃棄ボトル（図示せず）へと搬送される。
【００２４】
図２は、本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１と共通する部分には同一の符号を付している。画像形成装置１００は、画像形成部１５、画像入力部２０、ＡＤ変換部４０、制御部４１、記憶部４２、操作パネル４３、直流成分電流センサ４４、温湿度センサ４５等を含む構成である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御手段は複雑なものとなる。そこで、ここでは画像形成部１５の制御に必要となる部分についてのみ説明する。
【００２５】
画像入力部２０は、画像形成装置１００が複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像読取部であり、画像形成装置１００がプリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部２０より入力された画像信号は制御部４１に送出され、階調処理等の画像処理を適宜行い、ＡＤ変換部４０においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部４２内の画像メモリ５０に送出される。
【００２６】
画像形成部１５は、感光体ドラム１、帯電ローラ２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラ５等から構成され、ＡＤ変換部４０において変換され画像メモリ５０に記憶された画像データをもとに感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。感光体ドラム１、転写ローラ５、及び定着部７内の定着ローラ対７ａ（図１参照）等はメインモータ（図示せず）により回転駆動され、制御部４１はメインモータに制御信号を送信して感光体ドラム１や転写ローラ５、定着ローラ対７ａ等の回転及び停止を制御する。
【００２７】
制御部４１は、設定されたプログラムに従って画像入力部２０、画像形成部１５、定着部７等を全般的に制御するとともに、画像入力部２０から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光ユニット３は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム１上に潜像を形成する。さらに制御部４１は、設定されたプログラムに従って画像入力部２０、帯電ローラ２、露光ユニット３、現像装置４等の画像形成装置各部の制御も行う。
【００２８】
記憶部４２は、画像メモリ５０、ＲＡＭ５１、及びＲＯＭ５２を備えており、画像メモリ５０は、画像入力部２０において入力され、ＡＤ変換部４０においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部４１に送出する。ＲＡＭ５１及びＲＯＭ５２は、制御部４１の処理プログラムや処理内容等を記憶する。また、帯電ローラ２に印加される直流バイアス及び交流バイアスの基準値や、交流バイアスの最適値を決定する制御プログラム及び補正制御プログラム（いずれも後述）も記憶される。
【００２９】
操作パネル４３は、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成されており、ユーザが印刷条件等の設定を行う他、例えば画像形成装置１００がファクシミリ機能を有する場合は、記憶部４２にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。
【００３０】
直流成分電流センサ４４は、帯電ローラ２に直流バイアス及び交流バイアスが重畳して印加されたときの直流成分電流値を検知し、検知結果は制御部４１に送信される。制御部４１は、検知結果に基づいて帯電ローラ２に印加される交流バイアスの最適値を決定するとともに、その時の最適値を補正基準値として記憶部４２内のＲＡＭ５１に記憶する。温湿度センサ４５は、装置内部の温度及び湿度、特に感光体ドラム１の表面若しくは周辺の温度及び湿度を検知するものであり、感光体ドラム１の近傍に配置される。
【００３１】
次に、帯電ローラへ印加する交流バイアスの最適値を決定する制御について説明する。本発明の画像形成装置においては、図３に示すように、基準となる交流バイアスＶｐｐ［ｎ］から電圧値を一定量下降させたＶｐｐ［ｎ-］を印加した時の直流成分Ｉｄｃの降下量（以下、ΔＩｄｃ［α］とする）と、電圧値を一定量上昇させたＶｐｐ［ｎ+］を印加した時の直流電流成分Ｉｄｃの上昇量（以下、ΔＩｄｃ［β］とする）の差の絶対値が所定値以下となるＶｐｐ［ｎ］を最適値Ｖｐｐ［Ａ］に決定する。
【００３２】
これにより、図３の破線で示すように、感光体ドラム１の感光層の劣化や帯電ロール２の抵抗ばらつき、或いは装置内部の温湿度変化等によってＶｐｐ−Ｉｄｃ曲線の勾配が急になり、交流バイアスの適正領域が狭くなった場合でも、常に交流バイアスの適正値を精確に検知することが可能となり、電圧不足による画像ムラや電圧過剰による文字ボケのない高画質な画像を得ることができる。
【００３３】
図４は、本発明の画像形成装置における帯電ローラへ印加する交流バイアスの制御手順を示すフローチャートである。図１〜図３を参照しながら、図４のステップに従い帯電ローラへ印加する交流バイアスの最適値を決定する手順について説明する。先ず、温湿度センサ４５により検知された機内温湿度データに基づいて初期交流バイアス（以下、初期Ｖｐｐという）が決定される（ステップＳ１）。ここで、初期ＶｐｐはＲＡＭ５１（又はＲＯＭ５２）に記憶された初期Ｖｐｐテーブルを用いて決定する。初期Ｖｐｐテーブルの一例を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2008233640.tif 000003
【００３５】
表１において、テーブルの各行には機内温度（ドラム周辺温度）が１２段階に割り当てられ、各列には機外湿度が３段階で割り当てられている。温湿度センサ４５により機内温度及び湿度が検知されると、検知された温度及び湿度に対応する行及び列の交差する位置の初期Ｖｐｐが選定される。例えば、機内温度が２５℃、湿度が５０％である場合は初期Ｖｐｐとして１１００Ｖが選定される。
【００３６】
次に、ｎ＝０として（ステップＳ２）、選定された初期Ｖｐｐにｎ×１００Ｖを加えたＶｐｐ［ｎ］（＝初期Ｖｐｐ）を直流バイアスＶｄｃに重畳して帯電ローラ２に印加し、そのときの直流電流成分Ｉｄｃ［ｎ］を直流成分電流センサ４４により検出する（ステップＳ３）。
【００３７】
次に、Ｖｐｐ［ｎ］よりも２００Ｖ低いＶｐｐ［ｎ-］を直流バイアスＶｄｃに重畳して帯電ローラ２に印加し、そのときの直流電流成分Ｉｄｃ［ｎ-］を直流成分電流センサ４４により検出する（ステップＳ４）。同様に、Ｖｐｐ［ｎ］よりも２００Ｖ高いＶｐｐ［ｎ+］を直流バイアスＶｄｃに重畳して帯電ローラ２に印加し、そのときの直流電流成分Ｉｄｃ［ｎ+］を直流成分電流センサ４４により検出する（ステップＳ５）。
【００３８】
次に、ステップＳ３で検出したＩｄｃ［ｎ］とステップＳ４で検出したＩｄｃ［ｎ-］との差（＝ΔＩｄｃ［α］）を算出する（ステップＳ６）。同様に、ステップＳ５で検出したＩｄｃ［ｎ+］とステップＳ３で検出したＩｄｃ［ｎ］との差（＝ΔＩｄｃ［β］）を算出する（ステップＳ７）。そして、｜ΔＩｄｃ［α］−ΔＩｄｃ［β］｜が所定値ａよりも小さいか否かが判断され（ステップＳ８）、｜ΔＩｄｃ［α］−ΔＩｄｃ［β］｜＜ａである場合はＶｐｐ［ｎ］を最適値Ｖｐｐ［Ａ］に決定する（ステップＳ９）。そして、Ｖｐｐ［Ａ］に１．０５を乗じた値を帯電ローラ２に出力する（ステップＳ１０）。なお、このときの直流電流成分をＩｄｃ［Ａ］とする。Ｖｐｐ［Ａ］及びＩｄｃ［Ａ］はＶｐｐ［Ａ］を再決定する制御（後述）に使用するために記憶部４２のＲＡＭ５１内に記憶される。
【００３９】
一方、ステップＳ８において｜ΔＩｄｃ［α］−ΔＩｄｃ［β］｜≧ａである場合はｎに１を加算する（ステップＳ１１）。そしてステップＳ３に戻り、今度はＶｐｐ［ｎ］＝初期Ｖｐｐ＋１００ＶとしてＩｄｃ［ｎ］、Ｉｄｃ［ｎ-］及びＩｄｃ［ｎ+］を検出し、ΔＩｄｃ［α］、ΔＩｄｃ［β］及び｜ΔＩｄｃ［α］−ΔＩｄｃ［β］｜を算出する。以後、Ｖｐｐ［Ａ］が決定されるまでｎに１ずつ加算して同様の手順を繰り返す（ステップＳ４〜Ｓ１０）。
【００４０】
なお、表１に示す初期Ｖｐｐテーブルには、計算によって求められる交流バイアスの理論値よりも所定量（ここでは１００Ｖ）だけ低いバイアス値が書き込まれている。これは、理論値よりも低めの初期Ｖｐｐを用いてステップＳ３以降の制御を開始し、ステップＳ１１においてｎに１ずつ加算してＶｐｐ［ｎ］を初期Ｖｐｐから徐々に上昇させていくことにより、Ｖｐｐ［Ａ］を精確に決定するためである。従って、計算によって求められる交流バイアスの理論値をそのまま用いて初期Ｖｐｐテーブルを作成する場合は、ステップＳ２においてｎ＝−１とすれば上記と同様の制御となる。
【００４１】
また、ステップＳ１０においてＶｐｐ［Ａ］に定数１．０５を乗じた値を実際の出力値としているのは、電圧不足による画像ムラが生じないように出力値に余裕をもたせているためである。従って、Ｖｐｐ［Ａ］に乗じる定数ｋは１以上であれば良く、例えばｋ＝１．１としても良いし、ｋ＝１としてＶｐｐ［Ａ］をそのまま出力値として用いても良い。
【００４２】
なお、｜ΔＩｄｃ［α］−ΔＩｄｃ［β］｜の閾値ａはＶｐｐ−Ｉｄｃ曲線に応じて適宜変更可能である。また、ここではＶｐｐ［ｎ］とＶｐｐ［ｎ+］、Ｖｐｐ［ｎ］とＶｐｐ［ｎ-］の電圧差を２００Ｖとし、Ｖｐｐ［ｎ］の上昇幅を１００Ｖに設定したが、これらの値についても変更可能である。
【００４３】
Ｖｐｐ［Ａ］を決定する制御は、装置の電源ＯＮ時や待機モード（スリープモード）からの復帰時の他、連続印刷の開始時に実行しても良い。これにより、定着部において発生する熱や水蒸気による機内の温湿度変化に応じて適切な帯電バイアスを印加することができ、画像ムラや文字ボケのない高画質な画像を形成可能となる。
【００４４】
しかし、各ジョブの開始時にその都度Ｖｐｐ［Ａ］を決定すると、印刷枚数が少ない場合や単発印刷の場合には頻繁に制御が入り、ユーザの印刷待ち時間が長くなる。そこで、上記の制御は装置の電源ＯＮ時や待機モード（スリープモード）からの復帰時にのみ実行することとし、各ジョブの開始時にはＶｐｐ［Ａ］が適正領域から外れた場合にのみＶｐｐ［Ａ］を再決定するような簡単な制御を実行することが好ましい。このような制御手順を図５に示す。
【００４５】
先ず、各ジョブの開始時にＶｐｐ［Ａ］よりも２００Ｖ高いＶｐｐ［Ａ+］を直流バイアスＶｄｃに重畳して帯電ローラ２に印加し、そのときの直流電流成分Ｉｄｃ［Ａ+］を直流成分電流センサ４４により検出する（ステップＳ２０）。次に、ＲＡＭ５１に記憶されたＩｄｃ［Ａ］が読み出され、検出されたＩｄｃ［Ａ+］とＩｄｃ［Ａ］との差の絶対値｜Ｉｄｃ［Ａ+］−Ｉｄｃ［Ａ］｜が所定値ｂよりも小さいか否かが判断される（ステップＳ２１）。｜Ｉｄｃ［Ａ+］−Ｉｄｃ［Ａ］｜＜ｂである場合はＶｐｐ［Ａ］をそのまま最適値とし、Ｖｐｐ［Ａ］×１．０５を出力する（ステップＳ２２）。
【００４６】
一方、ステップＳ２２において｜Ｉｄｃ［Ａ+］−Ｉｄｃ［Ａ］｜≧ｂである場合は、Ｖｐｐ［Ａ］が最適値から外れている（Ｖｐｐエラー）と判断し、図４のＶｐｐ［Ａ］を設定するフローを再実行する（ステップＳ２３）。なお、閾値ｂ及びＶｐｐ［Ａ］とＶｐｐ［Ａ+］の電圧差（２００Ｖ）は適宜変更可能である。
【００４７】
その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態では、帯電ローラ２を備えた画像形成装置を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、他の接触式の帯電装置、例えば導電性繊維をブラシ状に束ね、その先端を感光体表面に接触させる帯電ブラシ等を備えた画像形成装置にも同様に適用できる。
【００４８】
また、上記実施形態においては機内温度及び湿度に対応した初期Ｖｐｐテーブルを用いてＶｐｐ［Ａ］を決定しているが、温湿度センサ４５に代えて装置外部の温度及び湿度を検知する機外温湿度センサを設け、機外温度及び湿度に対応した初期Ｖｐｐテーブルを用いてＶｐｐ［Ａ］を決定することも可能である。また、電源ＯＮ時、及び待機モードからの復帰時にＶｐｐ［Ａ］を決定する制御を行う他、例えば所定の印刷枚数毎にＶｐｐ［Ａ］を決定しても良い。
【００４９】
また、本発明はモノクロ画像形成用の画像形成装置に限られるものではなく、タンデム式のカラー画像形成装置、或いはファクシミリやプリンタ等の、接触式の帯電装置を用いる他の画像形成装置にも全く同様に適用することができる。
【実施例】
【００５０】
本発明の画像形成装置を用いた場合の画像形成性能について調査した。以下、試験方法について説明する。先ず、感光体ドラムと帯電ローラの組み合わせとして、未使用感光体ドラムと高抵抗（ＬｏｇΩ＝５．７）帯電ローラを用いた場合をサンプル１、３０万枚耐久印刷後の感光体ドラムと高抵抗（ＬｏｇΩ＝５．７）帯電ローラを用いた場合をサンプル２、３０万枚耐久印刷後の感光体ドラムと低抵抗（ＬｏｇΩ＝４．９）帯電ローラを用いた場合をサンプル３とした。
【００５１】
サンプル１〜３のＶｐｐ−Ｖ０曲線、Ｖｐｐ−Ｉｄｃ曲線を図６、図７に示す。図６、７中、サンプル１の曲線を一点鎖線Ａ、サンプル２の曲線を破線Ｂ、サンプル３の曲線を実線Ｃで示した。図６から明らかなように、交流バイアスＶｐｐと表面電位Ｖ０の関係は感光体ドラムの劣化や帯電ローラの抵抗値の変化によらずほぼ一定であるが、図７から明らかなように、交流バイアスＶｐｐと直流電流成分Ｉｄｃとの関係は大きく変化し、感光体ドラムの劣化及び帯電ローラの低抵抗化に伴いＶｐｐ−Ｉｄｃ曲線の立ち上がりが急になり、Ｖｐｐの適正領域が狭くなっている。
【００５２】
また、図４に示したように、｜ΔＩｄｃ［α］−ΔＩｄｃ［β］｜の値が所定値よりも小さくなるようにＶｐｐ［Ａ］を決定する制御を本発明、図１２に示したように、Ｖｐｐ［ｎ］から電圧値を一定量上昇させたＶｐｐ［ｎ+］を印加した時の直流電流成分Ｉｄｃの上昇量ΔＩｄｃが規定値（ここでは５μＡ）よりも小さくなるようにＶｐｐ［Ａ］を決定する制御を比較例１、図１３に示したように、交流電圧Ｖｐｐを３段階で印加したときの直流電流成分Ｉｄｃをプロットし、２点を通る回帰線と他の１点を通る水平回帰線との交点のＸ座標をＶｐｐ［Ａ］とする制御を比較例２とした。そして、サンプル１〜３の感光体ドラム及び帯電ローラを搭載した試験機を用いて本発明及び比較例１、２の交流バイアス決定制御を実行しながら画像形成を行い、用紙上に転写されたテスト画像を目視により観察した。画像評価結果をＶｐｐ［Ａ］及び感光体ドラムの表面電位と併せて表２に示す。また、サンプル１〜３のＶｐｐ−ΔＩｄｃ曲線を図８に示す。図８中、サンプル１の曲線を一点鎖線Ａ、サンプル２の曲線を破線Ｂ、サンプル３の曲線を実線Ｃで示した。
【００５３】
【表２】
2008233640.tif 000004
【００５４】
表２から明らかなように、図４に示す手順でＶｐｐ［Ａ］を決定する本発明では、サンプル１〜３のいずれにおいても適正なＶｐｐ［Ａ］が決定され、形成された画像に画像ムラや文字ボケの発生は認められなかった。これは、本発明の制御を実行した場合、図８における曲線Ａ〜Ｃの極小点近傍のＸ座標がＶｐｐ［Ａ］として決定されるため、感光体ドラムの劣化の程度や帯電ローラの抵抗値に係わらず、常に適正範囲のＶｐｐ［Ａ］を決定できるためであると考えられる。
【００５５】
これに対し、比較例１では、サンプル１及び２では適正なＶｐｐ［Ａ］が決定され、画像ムラや文字ボケの発生は認められなかったが、サンプル３では図８の曲線Ｃに示すようにΔＩｄｃの最小値が１１μＡであり、ΔＩｄｃ＜５μＡとなるＶｐｐ［ｎ］が存在しないためＶｐｐ［Ａ］を決定できず、印刷動作を開始できなかった。
【００５６】
また、比較例２では、サンプル１〜３のいずれにおいてもＶｐｐ［Ａ］が決定できたものの、サンプル３ではＶｐｐ［Ａ］が適正範囲を高電圧側に外れたため、電圧過剰となって画像に文字ボケが発生した。
【００５７】
以上の結果より、｜ΔＩｄｃ［α］−ΔＩｄｃ［β］｜が所定値よりも小さくなるようにＶｐｐ［Ａ］を決定する本発明の制御では、感光体ドラムの劣化や帯電ローラの抵抗値、及び機内の温湿度変化に係わらず、常に適正なＶｐｐ［Ａ］を決定できるため、電圧不足による画像ムラや電圧過剰による文字ボケ等の画像不良を効果的に防止できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、感光体と、直流バイアス及び交流バイアスを重畳した帯電バイアスを印加することにより感光体表面を一様に帯電させる接触式の帯電装置と、該帯電装置に帯電バイアスを印加したときの直流成分電流に基づいて交流バイアスの最適値Ｖｐｐ［Ａ］を決定する制御手段と、を備えた画像形成装置において、基準交流バイアスをＶｐｐ［ｎ］、Ｖｐｐ［ｎ］よりも所定量だけ高い交流バイアス及び同一量だけ低い交流バイアスをそれぞれＶｐｐ［ｎ+］、Ｖｐｐ［ｎ-］とし、Ｖｐｐ［ｎ］、Ｖｐｐ［ｎ+］、Ｖｐｐ［ｎ-］を印加したときの直流成分電流をそれぞれＩｄｃ［ｎ］、Ｉｄｃ［ｎ+］、Ｉｄｃ［ｎ-］とするとき、制御手段は、Ｖｐｐ［ｎ］を段階的に変化させてＩｄｃ［ｎ］とＩｄｃ［ｎ-］との差ΔＩｄｃ［α］とＩｄｃ［ｎ+］とＩｄｃ［ｎ］との差ΔＩｄｃ［β］とを算出するとともに、｜ΔＩｄｃ［α］−ΔＩｄｃ［β］｜が所定値より小さくなるようなＶｐｐ［ｎ］をＶｐｐ［Ａ］に決定し、帯電装置にＶｐｐ［Ａ］の定数倍ｋＶｐｐ［Ａ］（ｋ≧１）を出力する。
【００５９】
これにより、感光体ドラムの劣化や帯電装置の抵抗値バラツキによってＶｐｐ−Ｉｄｃ曲線が変化した場合にも、常に適正な交流バイアスを決定して帯電装置に出力できるため、電圧不足による画像ムラや電圧過剰による文字ボケ等の画像不良の発生しない画像形成装置を提供することができる。
【００６０】
また、装置内部又は外部の温度及び湿度に基づいてＶｐｐ［ｎ］の初期値を決定したので、天候や設置場所等による温湿度環境の変化に係わらず適正な交流バイアスを精度良く設定することができ、さらに高画質な画像を形成できる画像形成装置となる。
【００６１】
また、Ｖｐｐ［Ａ］の決定を各ジョブの開始時に実行することで、定着部から発生する熱や水蒸気による機内の温湿度変化を加味したＶｐｐ［Ａ］を精度良く設定できる。また、Ｖｐｐ［Ａ］を決定する制御を電源投入時及び待機モードからの復帰時に行い、各ジョブの開始時にはＶｐｐ［Ａ］よりも高いＶｐｐ［Ａ+］を直流バイアスＶｄｃに重畳して印加し、そのときの直流電流成分Ｉｄｃ［Ａ+］とＩｄｃ［Ａ］との差の絶対値｜Ｉｄｃ［Ａ+］−Ｉｄｃ［Ａ］｜が所定値以上であるときのみＶｐｐ［Ａ］を再決定することで、各ジョブにおけるＶｐｐ［Ａ］を適正範囲に維持して画像不良の発生を防止するとともに画像形成効率も高めた画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】は、本発明の画像形成装置における画像形成部の構成を示す概略図である。
【図２】は、本発明の画像形成装置の制御経路を示すブロック図である。
【図３】は、Ｖｐｐ−Ｉｄｃ曲線とＶｐｐ、Ｉｄｃ、及びΔＩｄｃとの関係を示す図である。
【図４】は、本発明の画像形成装置におけるＶｐｐ［Ａ］の決定制御手順を示すフローチャートである。
【図５】は、Ｖｐｐ［Ａ］の補正手順を示すフローチャートである。
【図６】は、実施例で用いたサンプル１〜３のＶｐｐ−Ｖ０曲線である。
【図７】は、実施例で用いたサンプル１〜３のＶｐｐ−Ｉｄｃ曲線である。
【図８】は、実施例で用いたサンプル１〜３のＶｐｐ−ΔＩｄｃ曲線である。
【図９】は、帯電ローラに印加される交流バイアス（Ｖｐｐ）と感光体の表面電位（Ｖ０）との関係を示すＶｐｐ−Ｖ０曲線である。
【図１０】は、帯電ローラに印加される交流バイアス（Ｖｐｐ）と直流成分電流（Ｉｄｃ）との関係を示すＶｐｐ−Ｉｄｃ曲線である。
【図１１】は、Ｖｐｐ［ｎ］の最適値を決定する従来の制御例を示す図である。
【図１２】は、Ｖｐｐ［ｎ］の最適値を決定する従来の他の制御例を示す図である。
【図１３】は、Ｖｐｐ−Ｉｄｃ曲線の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１              感光体ドラム
２              帯電ローラ（帯電装置）
３              露光ユニット
４              現像装置
５              転写ローラ
６              クリーニング装置
７              定着部
１５            画像形成部
２０            画像入力部
４０            ＡＤ変換部
４１            制御部（制御手段）
４２            記憶部
４４            直流成分電流センサ
４５            温湿度センサ
１００          画像形成装置
【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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【図１２】
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【図１３】
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