(57)【要約】【課題】感光体に印加する交流バイアスを最適化して、放電生成物の付着を抑制すると共に、付帯的なＡＣ印加のプロセスを省略して感光体の磨耗を軽減し、かつ、簡易な帯電制御を実現する画像形成装置及び帯電ロールの帯電制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】交流成分を印加することなく感光体２の感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段３３と、環境を検知する環境検知手段Ｓと、膜厚検知手段３３及び環境検知手段Ｓの検知結果に基づいて、バイアスの交流成分を設定する交流成分設定手段３５と、交流成分設定手段３５により設定された交流成分の値に基づいて帯電ロール３へ印加する電圧又は電流を制御する帯電制御手段３０とを備えていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その表面に静電潜像が形成される感光層が被膜された感光体と、直流成分に交流成分を重畳したバイアスが印加され、前記感光体を所定の電位に帯電する帯電ロールとを有する画像形成装置において、
前記交流成分を印加することなく前記感光体の感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段と、
環境を検知する環境検知手段と、
前記膜厚検知手段及び前記環境検知手段の検知結果に基づいて、前記バイアスの交流成分を設定する交流成分設定手段と、
前記交流成分設定手段により設定された交流成分の値に基づいて前記帯電ロールへ印加する電圧又は電流を制御する帯電制御手段と
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記膜厚検知手段は、膜厚検知時における前記感光体に帯電される電荷量に基づいて膜厚を検知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】
前記膜厚検知手段は、前記感光体の帯電履歴情報に基づいて膜厚を検知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４】
前記交流成分設定手段は、前記膜厚検知手段により検知された膜厚値の（−１／２）乗と前記環境検知手段により検知された周囲温度／湿度に基づく環境補償係数との積に基づいて前記バイアスの交流成分を設定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記交流成分設定手段は、前記膜厚検知手段によって検知された膜厚値が規定値を超えている場合には、周囲温度／湿度及び膜厚と交流バイアスとの所定の相関関係に基づいて前記バイアスの交流成分を設定し、前記膜厚値が規定値以下の場合には、前記感光体に交流成分を漸次増減して印加することにより前記直流成分が飽和する際の前記交流成分を実測し、この実測値に基づいて前記バイアスの交流成分を設定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
その表面に静電潜像が形成される感光層が被膜された感光体と、直流成分に交流成分を重畳したバイアスが印加され、前記感光体を所定の電位に帯電する帯電ロールとを用い、
前記交流成分を印加することなく前記感光体の感光層の膜厚及び周囲温度／湿度を検知し、
前記膜厚が規定値を超えている場合には、検知された膜厚及び周囲温度／湿度と交流バイアスとの所定の相関関係に基づいて前記バイアス中の交流成分を設定して前記帯電ロールに印加し、
前記膜厚が規定値以下である場合には、前記直流成分が飽和する際の前記交流成分の値を実測し、この実測値に基づいて前記バイアス中の交流成分を設定して前記帯電ロールに印加することを特徴とする帯電ロールの帯電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置及びその制御方法に関し、特に、感光体の長寿命化を図ると共に、感光体の磨耗に伴う画像欠陥の防止を図った画像形成装置及び帯電ロールの帯電制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００４−３３３７８９号公報
【０００３】
従来、接触帯電系の画像形成装置においては、環境、使用頻度、ロット差等によらず安定して長寿命化を実現するといった要請に伴い、感光体の長寿命化が大きな課題となっている。
【０００４】
このような課題に対処するために、接触式帯電ロールの帯電制御により感光体の長寿命化を図った画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、特許文献１には、非画像形成時の所定のタイミングで、ＡＣ電界（電流）を漸次増加、あるいは減少させて、直流電流値（感光体の帯電電位）が飽和するＡＣ電界値に対して所定の比率を乗じた値を画像形成時の帯電バイアス値とすることで、必要最低限のＡＣバイアスを設定し、感光体への過剰な帯電を防止する技術が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された先行技術においては、帯電バイアスを得るために、感光体を回転させてＡＣバイアスを漸次増加、あるいは減少させて印加するプロセスが必要なため、ＡＣバイアス値が大きくなったときに、感光体への放電生成物の付着量が大きくなり、像流れ等の画像欠陥が発生し、また、このＡＣバイアスを印加するプロセス自体により感光体の磨耗が余分に促進されるといった問題が生じていた。
【０００７】
さらに、経時的な磨耗に伴う感光体の厚さ（以下、膜厚とも称する）を検知するために、ＡＣ電界を印加するので、例えば、画像形成に影響を与えないほどの微小な感光体リークが発生している場合等には、適切な感光体の膜厚を検知することができないといった問題を生じていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、感光体に印加する交流バイアスを最適化して、放電生成物の付着を抑制すると共に、付帯的なＡＣ印加のプロセスを省略して感光体の磨耗を軽減し、かつ、簡易な帯電制御を実現する画像形成装置及び帯電ロールの帯電制御方法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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、その表面に静電潜像が形成される感光層が被膜された感光体と、直流成分に交流成分を重畳したバイアスが印加され、前記感光体を所定の電位に帯電する帯電ロールとを有する画像形成装置において、前記交流成分を印加することなく前記感光体の感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段と、環境を検知する環境検知手段と、前記膜厚検知手段及び前記環境検知手段の検知結果に基づいて、前記バイアスの交流成分を設定する交流成分設定手段と、前記交流成分設定手段により設定された交流成分の値に基づいて前記帯電ロールへ印加する電圧又は電流を制御する帯電制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
このように構成した場合には、感光層が被膜された感光体と、直流成分に交流成分を重畳したバイアスが印加され、感光体を所定の電位に帯電する帯電ロールとを有する画像形成装置において、交流成分を印加することなく感光体の感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段と、環境を検知する環境検知手段と、膜厚検知手段及び環境検知手段の検知結果に基づいて、バイアスの交流成分を設定する交流成分設定手段と、交流成分設定手段により設定された交流成分の値に基づいて帯電ロールへ印加する電圧又は電流を制御する帯電制御手段とを備えているので、感光体に印加する交流バイアスを最適化して放電生成物の感光体表面への付着を抑制すると共に、付帯的な交流印加のプロセスを省略して感光体の磨耗を軽減し、像流れ等の画像乱れの防止を可能とする画像形成装置を簡易な構成で実現することができる。
【００１１】
また、前記膜厚検知手段は、膜厚検知時における前記感光体に帯電される電荷量に基づいて膜厚を検知してもよい。
【００１２】
一般に、感光体膜厚は、その帯電電荷量と相関を有することが判明している。
【００１３】
そこで、このように構成した場合には、膜厚検知手段が、膜厚検知時における感光体に帯電される電荷量に基づいて膜厚を検知するので、膜厚検知のためにＡＣバイアスを印加することなく、ＤＣバイアスのみで膜厚を検知することが可能となり、ＡＣバイアス印加による感光体の磨耗を抑制することができる。
【００１４】
また、前記膜厚検知手段は、前記感光体の帯電履歴情報に基づいて、膜厚を検知してもよい。
【００１５】
一般に、感光体膜厚は、その帯電履歴と相関を有することが判明している。ここで、感光体の帯電履歴とは、累積プリント枚数や、感光体の累積回転数と実質的に同等のものである。
【００１６】
そこで、このように構成した場合には、膜厚検知手段が、感光体の履歴情報に基づいて膜厚を検知するので、例えば、画像形成に影響を与えないような微小な感光体リークが発生しても、膜厚を検知することが可能となり、より汎用性の高い膜厚検知を行うことができる。
【００１７】
さらに、前記交流成分設定手段は、前記膜厚検知手段により検知された膜厚値の（−１／２）乗と前記環境検知手段により検知された周囲温度／湿度に基づく環境補償係数との積に基づいて前記バイアスの交流成分を設定してもよい。
【００１８】
このように構成した場合には、交流成分設定手段が、所定の関係式（膜厚検知手段により検知された膜厚値の（−１／２）乗と環境検知手段により検知された周囲温度／湿度に基づく環境補償係数との積）に基づいてバイアスの交流成分を設定するので、適正な交流バイアス値を設定する際のＡＣ印加のプロセスを省略し、余分な感光体の磨耗を抑制すると共に、より簡易な帯電制御を使用状態に応じて実現することができる。
【００１９】
また、前記交流成分設定手段は、前記膜厚検知手段によって検知された膜厚値が規定値を超えている場合には、周囲温度／湿度及び膜厚と交流バイアスとの所定の相関関係に基づいて前記バイアスの交流成分を設定し、前記膜厚値が規定値以下の場合には、前記感光体に交流成分を漸次増減して印加することにより前記直流成分が飽和する際の前記交流成分を実測し、この実測値に基づいて前記バイアスの交流成分を設定してもよい。
【００２０】
このように構成した場合には、交流成分設定手段が、膜厚検知手段によって検知された膜厚が、規定値を超えている場合には、所定の相関関係に基づいてバイアスの交流成分を設定し、規定値以下の場合には、直流成分が飽和する際の交流成分を実測してバイアスの交流成分を設定するので、必要最小限のＡＣ印加により、使用状態に応じたより精度の高い交流バイアス値を設定することができる。
【００２１】
また、本発明に係る帯電ロールの帯電制御方法は、その表面に静電潜像が形成される感光層が被膜された感光体と、直流成分に交流成分を重畳したバイアスが印加され、前記感光体を所定の電位に帯電する帯電ロールとを用い、前記交流成分を印加することなく前記感光体の感光層の膜厚及び周囲温度／湿度を検知し、前記膜厚が規定値を超えている場合には、検知された膜厚及び周囲温度／湿度と交流バイアスとの所定の相関関係に基づいて前記バイアス中の交流成分を設定して前記帯電ロールに印加し、前記膜厚が規定値以下である場合には、前記直流成分が飽和する際の前記交流成分の値を実測し、この実測値に基づいて前記バイアス中の交流成分を設定して前記帯電ロールに印加することを特徴とするものである。
【００２２】
このように構成した場合には、その表面に静電潜像が形成される感光層が被膜された感光体と、直流成分に交流成分を重畳したバイアスが印加され、感光体を所定の電位に帯電する帯電ロールとを用い、交流成分を印加することなく感光体の感光層の膜厚及び周囲温度／湿度を検知し、膜厚が規定値を超えている場合には、検知された膜厚及び周囲温度／湿度と交流バイアスとの所定の相関関係に基づいてバイアス中の交流成分を設定して帯電ロールに印加し、膜厚が規定値以下である場合には、直流成分が飽和する際の交流成分の値を実測し、この実測値に基づいてバイアス中の交流成分を設定して帯電ロールに印加するので、膜厚を検知する際のＡＣ印加のプロセスを省略して感光体の磨耗の抑制を図ると共に、使用状態に応じた膜厚に基づいてバイアス中の交流成分の設定方法を切り替えることにより、全体的な制御の簡素化と精度の向上を実現することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、感光体に印加する交流バイアスを最適化して、放電生成物の付着を抑制すると共に、付帯的なＡＣ印加のプロセスを省略して感光体の磨耗を軽減し、かつ、簡易な帯電制御を可能とする画像形成装置及び帯電ロールの帯電制御方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
＜第一の実施形態＞
【００２５】
以下に、本発明に係る一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２６】
まず、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は本発明に係わるタンデム型カラー画像形成装置１００の概略構成図である。
【００２７】
この画像形成装置１００においては、画像読取装置１０２より読み取られたカラー原稿のカラー画像情報、図示しないパーソナルコンピュータや画像データ入力装置等から送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われるようになっている。
【００２８】
図１において、１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー画像を形成する画像形成ユニットであり、複数の張架ロールにより張架された無端状の中間転写ベルト９の進行方向に沿って１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの順で直列に配設されている。また、中間転写ベルト９は、これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋで順次形成された各色のトナー像が、互いに重ね合わされた状態で転写される中間転写体であり、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する静電潜像担持体である感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれに対向して配設される一次転写ロール６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋとの間に挿通され、矢印方向に循環移動可能に形成されている。そして、中間転写ベルト９上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙カセット１７等から給紙された記録媒体としての記録用紙１８上に一括して転写された後、定着装置１５によって記録用紙１８上に定着され、カラー画像が形成された記録用紙１８が外部に排出されるようになっている。なお、符号ＣＲは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成され画像形成装置１００における処理全般を制御する装置コントローラである。
【００２９】
ここで、画像読取装置１０２は、プラテンガラス上に載置された原稿を不図示の光源によって照明し、原稿からの反射光像を、走査光学系を介してＣＣＤセンサ等からなる画像読取素子によって所定の解像度で読み取るように構成されている。
【００３０】
また、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、この感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、当該感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に形成された静電潜像を現像する現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、着脱自在に配設され現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに所定の色のトナーを供給するトナーカートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、クリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ等とから構成されている。
【００３１】
さらに、本実施の形態において、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機系感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光層が被膜形成されており、帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、この感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面と接触し、直流成分に交流成分を重畳したバイアスにより、該感光層を所定の電位に帯電するように構成されている。
【００３２】
このように構成した画像形成装置における画像形成工程について、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット１Ｙを代表例として説明する。
【００３３】
まず、感光体ドラム２Ｙは、所定の直流成分に交流成分が重畳されたバイアスが帯電ロール３Ｙに印加されることにより、その表面（感光層）が一様に帯電される。次に、例えば、画像読取装置１０２によって読み取られた画像情報に基づき、露光装置４Ｙから出力されるレーザービームによりイエロー画像に対応する走査露光がなされ、感光体ドラム２Ｙの表面（感光層）にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。
【００３４】
このイエロー画像に対応する静電潜像は現像装置５Ｙによってイエロートナー像となり、一次転写手段の一部を構成する一次転写ロール６Ｙの圧接力及び静電吸引力によって中間転写ベルト９上に一次転写される。一次転写後の感光体ドラム２Ｙ上に残留したイエロートナーは、ドラムクリーニング装置７Ｙよって掻き取られる。その後、感光体ドラム２Ｙの表面は除電装置８Ｙによって除電された後、次の画像形成サイクルのために帯電ロール３Ｙにより再び帯電される。
【００３５】
多色のカラー画像形成を行う本画像形成装置１００では、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおいても行われ、中間転写ベルト９上にフルカラートナー像が重ね合わされた状態で形成される。この中間転写ベルト９としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。
【００３６】
中間転写ベルト９上に一次転写されたフルカラートナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される記録用紙１８上に、中間転写ベルト９を支持するバックアップロール１３と、このバックアップロール１３に所定のタイミングで圧接する二次転写ロール１２との圧接力及び静電吸引力によって二次転写される。
【００３７】
一方、記録用紙１８は、画像形成装置１００内の下部に配置された記録用紙収容部としての給紙カセット１７から、所定のサイズのものが給紙ロール１７ａによって給紙される。給紙された記録用紙１８は、複数の搬送ロール１９及びレジストロール２０によって、所定のタイミングで中間転写ベルト９の二次転写位置まで搬送される。そして、記録用紙１８には、上述したように、二次転写手段としてのバックアップロール１３と二次転写ロール１２とによって、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が一括して転写される。
【００３８】
また、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が二次転写された記録用紙１８は、中間転写ベルト９から分離された後、二次転写手段の下流側に配設された定着装置１５へと搬送され、この定着装置１５によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙１８上に定着されるようになっている。定着後の記録用紙１８は、排出ロール２３を介して、排出トレイ２４上に排出される。
【００３９】
さらに、二次転写手段により記録用紙１８上に転写できなかった中間転写ベルト９上の残トナーは、そのまま中間転写ベルト９上に付着した状態でベルトクリーニング装置１４まで搬送され、このベルトクリーニング装置１４により中間転写ベルト９上から除去されて次の画像形成に備える。
【００４０】
ところで、上述のように構成した画像形成装置では、帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにバイアスを印加する際には、帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、これに対応する感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋとの間で放電が生じ、この放電により、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが所定の電位に帯電される。
【００４１】
このバイアスを印加する際、特に、その交流成分を大きくすると、交流成分の振幅により感光体表面が傷等のダメージを被り感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの磨耗が促進されて、その寿命が短くなってしまう。
【００４２】
一方、バイアス中の交流成分を小さくすると、スポット的に帯電不良が発生して、白点状の画像欠陥が生じてしまう。
【００４３】
そこで、本発明に係る画像形成装置においては、感光体ドラム２の膜厚及び周囲温度／湿度に応じて、画像欠陥の発生を防止しつつ、感光体ドラム２の磨耗を抑制する最適な交流成分、すなわち、帯電不良に伴う画像欠陥が発生しない交流バイアス成分の下限値（以下、適正交流バイアス値ＡＣoptとも称する）を設定し、この適正交流バイアス値ＡＣoptに基づいて帯電ロール３に印加するバイアス中の交流成分を変更制御するように構成している。
【００４４】
次に、前述のように構成した本発明に係る画像形成装置における帯電制御の内容について、図２を参照して説明する。図２は、本発明に係る帯電制御の構成を模式的に示すブロック図である。ここで、各画像形成ユニット１Ｙ〜１Ｋは同様な構成であり、これらの構成機器（例えば、感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋ）についても同様な構造であるため、以下、簡単のため、各符号は総称表記（例えば、感光体ドラム２）とする。
【００４５】
図２に示されるように、本実施の形態に係る画像形成装置は、感光体ドラム２の表面に接触して、所定のバイアスが印加される接触式の帯電ロール３と、この帯電ロール３にバイアスを供給する高圧電源３０ａ及び、高圧電源３０ａによる供給電圧／電流を制御する電源コントローラ３０ｂとから構成される帯電制御手段３０と、装置内の温度及び湿度を検知する環境センサＳと、感光体ドラム２の膜厚を検知する膜厚検知手段３３と、環境センサＳと膜厚検知手段３３の出力を基に、感光体ドラム２の磨耗を抑制しつつ、画像欠陥の発生を防止する最適な交流バイアス値を設定する交流成分設定手段３５とを備えている。なお、環境センサＳとしては、例えば、従来公知の温度／湿度センサを用いることができる。
【００４６】
帯電ロール３は、ステンレス等の金属からなる芯金３ａの表面に、抵抗値が所定の値に調整された導電性の合成樹脂や合成ゴム等からなる導電層３ｂを被覆して構成されたものであり、必要に応じて、導電層３ｂの表面に離型層が形成されている。そして、芯金３ａに高圧電源３０ａより、例えば、直流電圧が重畳された交流電圧を印加することによって、帯電ロール３と感光体ドラム２との間の微小ギャップにおいてギャップ放電を発生させ、当該放電によって感光体ドラム２の表面を帯電するようになっている。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、接触式の帯電ロール３を例示したが、本発明はこのような接触式の帯電ロール３に限定されるものではなく、非接触式の帯電ロールについても適用可能である。
【００４８】
本実施の形態において、この帯電ロール３に印加されるバイアスとしては、直流成分（電圧／電流）に交流成分（電圧／電流）が重畳されたものであり、具体的には、例えば、直流バイアス電圧が感光体ドラム２の帯電電位と略等しいＤＣ−８００〜−７００Ｖ、交流バイアス電圧がＡＣ１．５〜２．５ｋＶ、周波数が１．３〜１．５ｋＨｚに設定されている。
【００４９】
また、本実施の形態に係る膜厚検知手段３３は、以下のように、感光体ドラム２の膜厚を検知する際に、交流成分を印加することなく、簡易に感光体膜厚の検知を行うものであり、これにより、膜厚検知のための交流バイアス印加のプロセスを省略し、感光体ドラム２の磨耗のより効果的な抑制を可能としている。
【００５０】
一般に、感光体ドラム２の膜厚と帯電電荷量との間には、線形な相関関係があることが知られている。そこで、かかる相関関係に基づき、膜厚検知手段３３は、例えば、感光体ドラム２の初期帯電電荷量と、使用に応じて（膜厚の磨耗に応じて）増大する帯電電荷量との比により、使用状態に応じた膜厚を算出するようになっている。
【００５１】
具体的には、膜厚検知時には、感光体ドラム２にＤＣバイアスのみを印加し、その際の帯電電荷量を検知することにより、初期帯電電荷量との比を求め、初期膜厚に乗じることにより、使用状態における膜厚を簡易に検知（算出）することができる。
【００５２】
このように膜厚検知手段３３による膜厚の検知を、ＡＣバイアスを印加することなく、簡易に検知することにより、膜厚検知のために、感光体ドラム２を回転させてＡＣバイアスを印加する従来のプロセスを省略し、余分な感光体ドラム２の磨耗を抑制すると共に、簡易な構成で膜厚の検知が可能となる。
【００５３】
なお、膜厚検知手段３３による膜厚の検知は、上述の帯電電荷量のみならず、例えば、帯電ロール３と感光体ドラム２との間に流れるＤＣ電流値に基づいて検知してもよい。この場合は、電荷量に比し検知精度は下がるが安価な電流測定回路で実現できる。
【００５４】
また、感光体ドラム２の膜厚は、その帯電履歴と相関を有することも知られているので、膜厚検知手段３３として、例えば、感光体ドラム２の帯電履歴情報に基づき、膜厚を検知するように構成してもよい。ここで、感光体ドラム２の帯電履歴情報としては、例えば、従来公知のプリント枚数カウンタや、感光体ドラム２の累積回転数カウンタの計測結果を用いることができる。
【００５５】
このように膜厚を感光体ドラム２の帯電履歴情報に基づいて検知する場合には、ＤＣバイアスを印加する必要もなくなるため、例えば、画像形成に影響を与えない程の微小なリークが感光体ドラム２に発生しているような場合でも、適切に膜厚検知を行うことができる。
【００５６】
さらに、本発明に係る交流成分設定手段３５は、環境センサＳと、膜厚検知手段３３の出力に基づき、画像欠陥の防止と感光体ドラム２の磨耗の抑制とを両立し得る適正交流バイアス値ＡＣoptを設定するように構成されている。
【００５７】
一般に、感光体ドラム２にストレスを加えずに、その長寿命化を図り、かつ、帯電不足による帯電不良を防止するための適正交流バイアス値ＡＣoptは、感光体膜厚に応じて変化する。
【００５８】
ここで、感光体ドラム２の表面電位は、直流バイアス（直流電圧／電流）により決定され、具体的には、交流バイアス（交流電圧／電流）がパッシェンの法則により導かれる放電開始電圧の約２倍の振幅となるまでは、感光体ドラム２の表面電位は、交流バイアスの増加に伴って増大し、略２倍の振幅を超えると印加した直流バイアスと略同等な電位（一定電位）に収束する。
【００５９】
そして、過大な交流バイアスの印加による感光体の磨耗を防止し、過小な交流バイアスの印加による画像欠陥の発生を防止するための適正交流バイアス値ＡＣoptは、感光体ドラム２の表面電位が、バイアス中の直流成分値と略同等に飽和収束する際の交流成分値（以下、飽和交流基準値ＡＣsatとも称する）に、感光体膜厚や、周囲温度／湿度に応じて変化する所定の補正値ＡＣrevを乗じた値であることが知られている。
【００６０】
さらに、このような直流バイアスが飽和する際の交流バイアス値（飽和交流基準値ＡＣsat）は、感光体膜厚や、周囲温度／湿度と以下のような所定の相関関係を有することが本発明者らの研究により判明した。
【００６１】
具体的には、飽和交流基準値をＡＣsat（ｍＡ）、感光体膜厚をｄ（μｍ）、絶対湿度（ｇ／ｌ）に基づく環境補償係数をαとすると、
【００６２】
ＡＣsat≒αｄ-1/2  ・・・・・・・（数１）
の関係があることが判明した。
【００６３】
そこで、本実施の形態における交流成分設定手段３５は、環境センサＳ及び膜厚検知手段３３の検知結果に基づいて、画像欠陥を防止すると共に、感光体ドラム２の磨耗を抑制する適正交流バイアス値ＡＣoptを、上記関係式に基づいて得られた飽和交流基準値ＡＣsatに補正値ＡＣrevを乗じて設定すると共に、帯電制御手段３０は、交流成分設定手段３５の設定結果に基づいて、所定の直流バイアス値に、最適な交流バイアス値ＡＣoptを重畳して帯電ロール３に印加するようになっている。
【００６４】
なお、実際に画像欠陥が発生しないような補正値ＡＣrevを都度実測することはＡＣ印加のプロセスが繰り返し必要となり感光体ドラム２に不要なダメージを与えると共に制御が煩雑となる。そこで、補正値ＡＣrevに関しては、膜厚、周囲温度／湿度に応じて予め補正値テーブルとしてデータベース化しておき、環境センサＳ及び膜厚検知手段３３の検知結果に基づいて、飽和交流基準値ＡＣsatを上記関係式に基づいて求めた上で、補正値テーブルを参照して、飽和交流基準値ＡＣsatにこの補正値ＡＣrevを乗じて適正交流バイアス値ＡＣoptが設定されるようになっている。
【００６５】
なお、適正交流バイアス値ＡＣoptを設定する際には、上記関係式に基づいた飽和交流基準値ＡＣsatを環境センサＳ及び膜厚検知手段３３の検知結果に応じて適宜算出した上で、補正値ＡＣrevを加味して設定してもよいし、このような関係式に基づいた飽和交流基準値ＡＣsatと補正値ＡＣrevとを含めた感光体膜厚及び周囲温度／湿度と適正交流バイアス値ＡＣoptとの相関関係を予め求めた交流バイアスデータベースを設け、環境センサＳ及び膜厚検知手段３３の検知結果に基づいて当該データベースを適宜参照して直接適正交流バイアス値ＡＣoptを設定してもよい。また、これらの各構成手段の制御機能は、装置コントーローラＣＲを流用して実現してもよいし、当然に、専用のコントローラを設けて実現してもよい。
【００６６】
このように構成した本実施の形態に係る画像形成装置においては、ＡＣ印加を要しない簡易な構成の膜厚検知手段３３により感光体膜厚を検知すると共に、交流成分設定手段３５により、周囲温度／湿度及び膜厚に基づいて、ＡＣ印加を要せずに最適な交流バイアス値を設定するので、従来のように、膜厚の検知や交流バイアスを設定するための付帯的なＡＣ印加のプロセスを一切不要とし、感光体ドラム２へのストレスを大幅に低減し、その長寿命化が可能となる。併せて、膜厚検知のための膜厚検知サンサを特に設ける必要がないので、部品点数の削減による小型化、低コスト化が可能となる。
＜第２の実施形態＞
【００６７】
次に、本発明に係る画像形成装置の帯電制御の別の実施形態について、図３及び図４を参照して説明する。ここで、図３は、飽和交流基準値ＡＣsatの理論曲線と実測値との関係を示す図であり、図４は、本実施の形態に係る帯電制御を説明するためのブロック図である。なお、本実施の形態に係る帯電制御は、膜厚に応じた必要最小限のＡＣ印加による実測により、適正交流バイアス値ＡＣoptの精度の向上を図ると共に、帯電制御の簡略化を図ったものであり、基本的に先の実施の形態と同様な装置構成にて実施可能であり、同様な機能を有する部材には、同様な符号を付し、その説明は省略する。
【００６８】
図３に示されるように、感光体膜厚ｄ、周囲温度／湿度と飽和交流基準値ＡＣsatとの所定の関係は、初期状態からの経時的な磨耗が進行しておらず、感光体膜厚が初期膜厚の７０〜８０％である規定値（本例では、約３０μｍ）となるまでは、理論値と実測値とが精度良く一致するが、感光体ドラム２の磨耗が進行して膜厚が規定値以下となると、磨耗の進行に伴って理論値と実測値との間にバラツキが生じることが本発明者らのさらなる研究により判明した。
【００６９】
そこで、本実施の形態に係る帯電制御においては、上述の相関特性を考慮して、膜厚に応じた適正交流バイアス値ＡＣoptの設定精度の向上を図ると共に、制御の簡素化を図ったものであり、具体的には、膜厚検知手段３３により検知（算出）された膜厚が、規定値（本例では、約３０μｍ）を超えている場合には、交流成分設定手段３５により、前述の所定の関係式（理論曲線）に基づいて、感光体膜厚ｄや周囲温度／湿度に応じた適正交流バイアス値ＡＣoptを設定し、膜厚検知手段３３により検知（算出）された膜厚が、上記規定値以下の場合のみ、交流成分設定手段３５によりバイアス中の直流成分値が飽和する交流成分値（飽和交流基準値ＡＣsat）を実測し、この実測した飽和交流基準値ＡＣsatに基づいて、適正交流バイアス値ＡＣoptを設定するように構成したものである。
【００７０】
まず、本実施の形態に係る帯電制御を行うに当って、画像形成装置は、先の実施の形態と同様に、飽和交流基準値ＡＣsatに乗ずる補正値ＡＣrevを周囲温度／湿度及び膜厚ごとにテーブルとして備えている。
【００７１】
そして、図４に示されるように、最初に、膜厚検知手段３３により、使用状態における感光体ドラム２の膜厚を検知すると共に、環境センサＳにより、そのときの周囲温度／湿度を検知する。
【００７２】
次に、膜厚検知手段３３による感光体膜厚の検知結果が規定値（初期膜厚の７０〜８０％：図３に示される例では、約３０μｍ）を超えている場合には、交流成分設定手段３５により、前述の関係式に基づいて飽和交流基準値ＡＣsatを設定し、この飽和交流基準値ＡＣsatに補正値ＡＣrevを乗じて適性交流バイアス値ＡＣoptを設定する。
【００７３】
なお、このような膜厚領域においては、図３に示されるように、飽和交流基準値ＡＣsatは、膜厚や周囲温度／湿度によってあまり変化しないので、初期の飽和交流基準値ＡＣsat（例えば、ＡＣ１．１ｍＡ）に基づき、この飽和交流基準値ＡＣsatを変更することなく補正値ＡＣrevを加味するのみで適正交流バイアス値ＡＣoptを設定しても差し支えない。これにより、帯電制御の大幅な簡略化を図ることができる。
【００７４】
一方、膜厚検知手段３３により検知された膜厚の検知結果が規定値以下である場合には、感光体ドラム２にバイアス電圧を漸次増加／減少するように印加し、直流成分が飽和する際の交流成分（飽和交流基準値ＡＣsat）を実測する。そして、環境センサＳによる検知結果に基づいて、補正テーブルを参照して、この補正値ＡＣrevを実測した飽和交流基準値ＡＣsatに乗ずることにより適正交流バイアス値ＡＣoptを設定する。
【００７５】
このように感光体膜厚が規定値以下となった場合のみ、飽和交流基準値ＡＣsatを実測することにより、必要最小限のＡＣ印加により、使用状態に応じた精度の高い適正交流バイアス値ＡＣoptの設定を可能とすると共に、感光体ドラム２へのストレスを必要最小限に軽減して長寿命化を図り、併せて、感光体膜厚が規定値を越えている場合には、所定の関係式に基づいて適正交流バイアス値ＡＣoptを設定することにより制御の簡素化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る帯電制御の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】本発明に係る飽和交流基準値の理論値と実測値との傾向を示す図である。
【図４】本発明に係る帯電制御の内容を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００７７】
１Ｙ-１Ｋ：画像形成ユニット、２Ｙ-２Ｋ：感光体ドラム、３Ｙ−３Ｋ：帯電ロール、４Ｙ−４Ｋ：露光装置、５Ｙ−５Ｋ：現像装置、６Ｙ−６Ｋ：一次転写ロール、７Ｙ−７Ｋ：クリーニング装置、９：中間転写ベルト、１０Ｙ−１０Ｋ：トナーカートリッジ、１２：二次転写ロール、１４：ベルトクリーニング装置、１５：定着装置、１８：記録用紙、３０：帯電制御手段、３０ａ：高圧電源、３０ｂ：電源コントローラ、３３：膜厚検知手段、３５：交流成分設定手段、１００：画像形成装置、ＣＲ：装置コントーローラ、Ｓ：環境センサ、ＡＣopt：適正交流バイアス値、ＡＣsat：飽和交流基準値、ＡＣrev：補正値
【図１】
2007218977.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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