(57)【要約】【課題】多数のデータを保持することなく、十分な精度で感光体帯電電位を目標帯電電位に制御できる。【解決手段】帯電ローラに印加する帯電電圧を目標電圧値となるように制御しながら感光体を帯電する帯電装置４おいて、帯電電圧を決定する時に、所定の帯電電圧を帯電ローラに印加したとき帯電ローラに流れた帯電電流値と関係式とから算出された感光体の表面電位の推定値に基づいて、感光体の表面電位が目標表面電圧値になるように帯電ローラに印加する帯電電圧の目標電圧値を補正して帯電電圧を決定する帯電電圧決定手段を有し、関係式は、所定の特性条件について帯電ローラに複数の帯電電圧を印加したときに帯電ローラに流れた複数の帯電電流値に対する感光体の表面電位値の分布を一次近似して得られる、帯電ローラに流れる帯電電流と感光体の表面電位との関係をあらわす一次線形の関係式である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電ローラに印加する帯電電圧を目標電圧値となるように制御しながら感光体を帯電する帯電装置において、
前記帯電電圧を決定する時に、所定の帯電電圧を前記帯電ローラに印加したとき前記帯電ローラに流れた帯電電流値と関係式とから算出された前記感光体の表面電位の推定値に基づいて、前記感光体の表面電位が目標表面電圧値になるように前記帯電ローラに印加する帯電電圧の前記目標電圧値を補正して前記帯電電圧を決定する帯電電圧決定手段を有し、
前記関係式は、所定の特性条件について前記帯電ローラに複数の帯電電圧を印加したときに前記帯電ローラに流れた複数の帯電電流値に対する前記感光体の表面電位値の分布を一次近似して得られる、前記帯電ローラに流れる帯電電流と前記感光体の表面電位との関係をあらわす一次線形の関係式であることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１記載の帯電装置において、
前記特性条件は、環境変化又は帯電ローラの個体差のうちの少なくとも１つであることを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の帯電装置において、
前記帯電電圧決定手段は、印刷ジョブ前もしくは印刷ジョブ後に、前記帯電電圧を決定することを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯電装置において、
前記帯電電圧決定手段は、前記推定値と前記目標表面電圧値との差を前記所定の帯電電圧値から差し引いて前記帯電電圧を決定することを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の帯電装置において、
印刷枚数に対して変化する帯電電圧における前記感光体の残留電位と、印刷時に計数した印刷枚数とに基づいて、印刷時の前記感光体の残留電位値を求め、求めた残留電位に基づいて前記一次線形の関係式の切片を補正することを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯電装置において、
前記帯電ローラの抵抗値を予め検出し、検出した前記抵抗値に基づいて前記一次線形の関係式の傾き及び切片を補正することを特徴とする帯電装置。
【請求項７】
潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様帯電する帯電手段と、一様帯電された前記潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、前記潜像担持体と被転写体との間に形成する転写電界により、現像されたトナー像を前記潜像担持体から前記被転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、
前記帯電手段として、請求項１〜６のいずれかの帯電装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
帯電電圧を帯電ローラに印加するのに先立って、前記露光手段による露光によって前記潜像担持体に残った残留電位を除電することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、
帯電電圧を帯電ローラに印加するのに先立って、前記転写手段を形成する転写部材に流す転写電流の値を略０になるように設定することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は帯電装置、及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、帯電ローラに印加する帯電電圧（Ｖｃ）を目標電圧値（Ｖｃref）となるように制御しながら潜像担持体である感光体を帯電するものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、帯電ローラに定電圧（Ｖｃ）を印加し、帯電ローラに流れる帯電電流（Ｉｃ）を測定することにより、帯電ローラの抵抗値を算出し、この算出結果に応じて温度検知結果に応じた帯電ローラへの印加電圧の補正量を変えて帯電ローラに印加する帯電電圧を決定する帯電装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示の帯電装置では、帯電ローラの抵抗値ごとに異なる３種類の温度−印加電圧特性テーブルを保持し、定電圧（Ｖｃ）と測定した帯電電流（Ｉｃ）とから算出される帯電ローラの抵抗値に基づき、対応する温度−印加電圧特性テーブルを選択する。そして、このテーブルを用いて、検知した温度に対応する印加電圧を決定し、決定した印加電圧となるように帯電ローラへの印加電圧を定電圧制御する。これにより、帯電ローラの製造時における抵抗値のバラツキや環境変化等がある場合でも、地肌汚れや画像濃度低下の発生を防止するとされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
帯電装置では、通常、帯電ローラの個体差による帯電ローラの抵抗値バラツキが大きい場合や、環境変化による帯電ローラの抵抗値バラツキも大きい場合がある。これらの場合のような幅広い抵抗値バラツキ範囲を３種類のテーブルでカバーしようとしても、十分な精度で、感光体の表面電位（Ｖｄ）を目標表面電位に制御することができない。一方、抵抗値に応じたテーブルの数を増やせば、十分な精度を出すこともできるが、これらのテーブルを保持するための記憶容量が増大するというデメリットがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、帯電ローラに印加する帯電電圧を目標電圧値となるように制御しながら感光体を帯電する帯電装置において、前記帯電電圧を決定する時に、所定の帯電電圧を前記帯電ローラに印加したとき前記帯電ローラに流れた帯電電流値と関係式とから算出された前記感光体の表面電位の推定値に基づいて、前記感光体の表面電位が目標表面電圧値になるように前記帯電ローラに印加する帯電電圧の前記目標電圧値を補正して前記帯電電圧を決定する帯電電圧決定手段を有し、前記関係式は、所定の特性条件について前記帯電ローラに複数の帯電電圧を印加したときに前記帯電ローラに流れた複数の帯電電流値に対する前記感光体の表面電位値の分布を一次近似して得られる、前記帯電ローラに流れる帯電電流と前記感光体の表面電位との関係をあらわす一次線形の関係式であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、多数のデータを保持することなく、十分な精度で感光体の表面電位を目標表面電位に制御できるという特有な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタの制御系の説明図。
【図３】予め実験結果により得られた帯電電流と帯電電位を示すグラフ。
【図４】帯電電流と帯電電位の相関関係を示すグラフ。
【図５】印字時の帯電バイアスを決定する帯電電位決定処理の手順を説明するフローチャート。
【図６】帯電バイアスと表面電位の相関関係より印字時の帯電バイアスを決定する帯電電位決定処理の手順を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態に係る画像形成装置であるフルカラープリンタ（以下プリンタ１００という）の構成及び動作について図１を用いて説明する。
図１は、同プリンタ１００の概略構成図である。
図１に示すように、このプリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋという）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｍトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｍを例にすると、ドラム状の感光体１Ｍ、ドラムクリーニング装置２Ｍ、除電装置、帯電装置４Ｍ、現像装置５Ｍ等を備えている。このプロセスカートリッジ６Ｍは、プリンタ１００の本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【００１０】
帯電装置４Ｍは、駆動手段によって図中矢印の方向に回転する感光体１Ｍの表面を一様帯電する。一様帯電した感光体１Ｍの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＭ用の静電潜像を担持する。このＭの静電潜像は、Ｍトナーを用いる現像装置５ＭによってＭトナー像に現像される。そして、中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｍは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｍ表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｍの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｍの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｃ，Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｙ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｃ，トナー像が形成され、中間転写ベルト８上に中間転写される。
【００１１】
図１に示すように、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中下方には、露光装置７が配設されている。潜像形成手段である露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光（Ｌ）を、駆動手段によって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
【００１２】
露光装置７の図中下方には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８などを有する給紙手段が配置されている。紙収容カセット２６は、記録体である転写紙Ｐを複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。給紙ローラ２７が駆動手段によって図中反時計回りに回転すると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。この構成の給紙手段では、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対であるレジストローラ対２８との組合せによって搬送手段を構成している。この搬送手段は、転写紙Ｐを収容手段である紙収容カセット２６から後述の２次転写ニップまで搬送する。
【００１３】
プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中上方には、中間転写体である中間転写ベルト８を張架しながら無端移動させる中間転写ユニット１５を配置している。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、クリーニング装置１０などを備えている。また、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４等も備えている。中間転写ベルト８は、これら３つのローラに張架されながら、少なくともいずれか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動される。１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、このように無端移動する中間転写ベルト８を感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動にともなってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が重ね合わされて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に、４色重ね合わされたトナー像（以下４色トナー像という）が形成される。中間転写ベルト８の図中上方には、トナー収容部３１を配設しており、トナー収容ボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。
【００１４】
上述した２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着しており、クリーニング装置１０によってクリーニングされることとなる。２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０のローラ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。そして、プリンタ１００本体の上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部３０に順次スタックされることとなる。
【００１５】
主制御部１１０は、装置本体内に備えた動作制御が必要な各部及び各部に有した装置等の動作の制御を行うものである。主制御部１１０について、図２を用いて説明する。
【００１６】
図２は、プリンタ１００の制御系の説明図である。図２に示すように、主制御部１１０は、中央演算処理部（ＣＰＵ）１１１と、ＲＯＭ１１２とＲＡＭ１１３からなるメモリと、入出力用のＩ／Ｏポート１１４、１１５などを備えている。また、Ｉ／Ｏポート１１４は操作部１１６と接続されている。Ｉ／Ｏポート１１５は、用紙位置検知手段１１７、温湿度センサ１１８、感光体駆動モータ１１９、ベルト駆動モータ１２０、中間転写接離クラッチ１２１、１次転写高圧電源１２２、２次転写高圧電源１２３、帯電高圧電源１２４、現像高圧電源１２５、ＬＥＤアレイ１２６等と接続されている。用紙位置検知手段１１７は、図１のレジストローラ対２８が回転し始めたタイミングから用紙Ｐの位置を計算している。また、温湿度センサ１１８は、装置本体内の環境情報を取得している。また、中間転写接離クラッチ１２１は、上記したように、モノクロ画像形成時、他の色の作像ユニット１１に有した各感光体１と中間転写ベルト８が離間するように、中間転写ベルト８の軌道を切り替える。
【００１７】
次に、本実施形態のプリンタ１００の特徴部である帯電装置について説明する。
図３は、予め実験結果により得られた帯電電流と帯電電位を示すグラフである。帯電ローラの抵抗は、環境の変化や経時の磨耗により変化してしまう。このため、良好な帯電電界を感光体１との間に形成するためには、例えば高温高湿環境、常温常湿環境、低温低湿環境などの各環境条件毎、及び経時に応じて帯電電位を変更する必要がある。
【００１８】
そこで、本実施形態の帯電装置４は、図２に示すように、後述する一次線形の関係式を記憶する関係式記憶手段１２７、帯電電位決定時に流れる帯電電流を測定する帯電電流測定手段１２８を備えている。帯電電流測定手段１２８により測定された帯電電流値と、所定の特性条件について所定の帯電電圧を帯電ローラに印加したときに帯電ローラに流れる複数の帯電電流値に対する感光体の表面電位の分布を近似した一次線形の関係式とから、推定値算出手段１２９により感光体の表面電位の推定値を求める。推定値算出手段１２９により算出した感光体の表面電位の推定値に感光体の目標表面電圧値が近づくように、帯電電圧決定手段１３０により帯電ローラに印加する帯電電圧を補正する。かかる構成により、帯電電位を、温度や湿度環境などの環境条件や経時に応じて変化させる。環境条件の設定は、転写方式や転写部材、各構成部材の配置や温度や湿度を検知するセンサ位置、及び転写部材周辺の気流等により異なってくる。プリンタ１００で設定した環境条件の設定については実験を行ったときに行うことにする。
【００１９】
以下に環境条件における温度と湿度、及び帯電電位と帯電電流の値を記した図３を例として説明する。図３において、常温常湿環境は温度が２３［℃］湿度が５０［％］とし、高温高湿環境は温度が２７［℃］湿度が８０［％］とし、低温低湿環境は温度が１０［℃］湿度が１５［％］としている。経時に対応させて膜厚が３３［μｍ］、３９［μｍ］、４２［μｍ］である３種類の感光体と、使用時間が異なる３種類の帯電ローラとを用いた。実験の結果、図３に示すように、２７個の実験値が得られた。これらの実験値に基づいて所定の電圧値の帯電バイアス（Ｖｃ）を帯電ローラに印加し、帯電ローラに流れる帯電電流の検知値（Ｉｃ）と感光体の表面電位の推定値（Ｖｄ’）の相関関係を近似した一次線形の補正線（関係式）を設定した。この補正線は、Ｉｃ＝ａ×Ｖｄ’＋ｂとあらわされる。ａは傾きであり、ｂは切片である。その補正線（関係式）を記憶手段に記憶しておく。
【００２０】
次に、本実施形態の帯電装置における帯電電位を決定する処理について、当該処理手順を示すフローの図５に従って説明する。図６は帯電バイアスと表面電位の相関関係より印字時の帯電バイアスを決定する帯電電位決定処理の手順を説明する図である。
図６に示すように、帯電電位と帯電バイアスの相関関係を示す近似線を用いる。その近似線の傾きは略１である。先ず、図６の補正手順（１）として、所定の電圧、例えば１６００［Ｖ］の帯電バイアス（Ｖｃ）を帯電ローラに印加し（ステップＳ１１）、帯電ローラに取り付けられた帯電電流測定手段としての電流測定器によって帯電電流の検知値（Ｉｃ）を検知する（ステップＳ１２）。帯電電流の検知値（Ｉｃ）の値を、上述の補正線をあらわす関係式（Ｉｃ＝ａ×Ｖｄ’＋ｂ、ａ＝１）に代入することで感光体の表面電位の推定値（Ｖｄ’）を算出する（ステップＳ１３）。図６の補正手順（２）として、感光体の目標表面電圧値（Ｖｄref）と、算出した感光体の表面電位の推定値（Ｖｄ'）との差を求める（ステップＳ１４）。補正手順（３）として、その差を帯電ローラに印加した帯電バイアス（Ｖｃ）の１６００［Ｖ］から差し引く（ステップＳ１５）。その差し引いた帯電バイアスを目標帯電バイアス（Ｖｃref）として決定する（ステップＳ１６）。
【００２１】
帯電ローラの抵抗値は、帯電ローラの個体差や環境変化に応じて変動する。これらの変動により、帯電高圧電源から供給され、帯電ローラから印加される帯電バイアスを一定に制御しても、感光体との間に形成される帯電電位が変化してしまう。帯電ローラの個体差や環境変化のような幅広の変化幅をもつ特性に応じても、電力供給手段から供給して印加部材から印加する帯電バイアスを制御することで、感光体を最適な表面電位にすることができる。
【００２２】
この帯電電位の決定処理を印刷ジョブ前だけに行う場合には画質優先のユーザーには対応できる。一方、当該決定処理を印刷ジョブ後だけに行う場合には、画質を問わず待機時間無しを優先するユーザーには対応できるが、画質優先の需要は満たせなくなる。本実施形態によれば、帯電電位の決定処理を印刷ジョブ前もしくは印刷ジョブ後に選択的に行えるよう構成することで、ユーザーが画質優先又は待機時間無し優先を選択することできる。
【００２３】
次に、本実施形態の帯電装置の変形例について説明する。
感光体は、帯電と除電を繰り返し行うことで、感光体の感度が低下し、電荷輸送層（ＣＴＬ：Carrier Transport Layer）でのキャリアの移動度が遅くなり、感光体の残留電位（ＶＬ）が上昇する。この事象をチャージ疲労と呼ぶ。帯電電位決定時に流れる帯電電流（Ｉｃ）は、帯電後の表面電位（Ｖｄ）と残留電位（ＶＬ）の差分だけ流れる。チャージ疲労が生じると感光体露光後の電位が上昇してしまうため、所定の帯電電圧を印加すると帯電電流（Ｉｃ）は初期に比べて減少することになる。そのため、その帯電電流（Ｉｃ）を用いて帯電電位を制御すると、所望の帯電電位に対する制御のずれが生じる虞がある。そこで、変形例では、任意電圧の帯電バイアス（Ｖｃ）を印加する前段階において、図１の露光装置７における露光によって、１次転写後に感光体に残った残留電位を除去する。これにより、帯電電位の変動補正後の帯電電位に対し、残留電位の影響を小さくすることができる。よって、所望の帯電電位に対する制御のずれを抑制することができる。また、感光体の除電に図１の露光装置７の露光を用いることで、除電専用の機構がなくても除電することが可能である。
【００２４】
また、他の変形例では、帯電電流（Ｉｃ）を測定する際に、任意電圧の帯電バイアス（Ｖｃ）を印加する前段階において、１次転写電流を略０［μＡ］になるように設定しておくことで、１次転写電流による感光体に流れる電流量の変化を抑制することができる。これより、帯電電流（Ｉｃ）測定による帯電電位（Ｖｄ）の制御の精度を上げることが可能である。
【００２５】
本発明者らは鋭意研究を行い、上述したチャージ疲労によって関係式の切片（ｂ）が変化することを見出した。具体的には、感光体のチャージ疲労の目安になる印刷枚数に対して帯電電圧における感光体の残留電位（ＶＬ）が変化することを見出した。そして、感光体の残留電位に対し上記関係式の切片が変化することを見出した。そこで、所定電圧の帯電バイアス（Ｖｃ）における感光体の残留電位（ＶＬ）と印刷枚数の対応関係を記憶手段に記憶させておく。予め感光体の残留電位（ＶＬ）に対応する補正線（関係式）の切片（ｂ）の相関関係を記憶手段に記憶させておく。印刷時の印刷枚数を計数し、その印刷枚数からチャージ疲労によって変化した感光体の残留電位（ＶＬ）を求める。求めた残留電位（ＶＬ）と、残留電位（ＶＬ）に対応する補正線（関係式）の切片（ｂ）の相関関係とに基づいて補正線（関係式）の切片（ｂ）を補正する。これにより、感光体のチャージ疲労の度合いを考慮して、帯電電位（Ｖｄ）を精度良く制御することが可能になる。連続通紙時にある枚数を超えた場合に、この制御を用いることが望ましい。
【００２６】
更に、帯電ローラの製造時の抵抗値バラツキを考慮して、帯電ローラの抵抗値を予め検出し、予め検出した帯電ローラの抵抗値を記憶しておく。そして、例えば、作像ユニットが交換された場合に、交換された作像ユニットの帯電ローラの抵抗値に基づいて上記一次線形の関係式の傾き及び切片を補正する。これにより、帯電ローラに対し最適な上記一次線形の関係式に補正することができる。その最適となった上記一次線形の関係式を用いれば、帯電ローラの抵抗値に対し任意電圧の帯電バイアス（Ｖｃ）における帯電電流（Ｉｃ）と帯電電位（Ｖｄ）の相関関係が最適になるよう補正することができる。よって、抵抗値バラツキによる帯電電位（Ｖｄ）の初期バラツキが抑制され、帯電電流（Ｉｃ）測定による帯電電位（Ｖｄ）制御の精度を上げることが可能になる。
【００２７】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
帯電ローラに印加する帯電電圧を目標電圧値となるように制御しながら感光体を帯電する帯電装置において、帯電電圧を決定する時に、所定の帯電電圧を帯電ローラに印加したとき帯電ローラに流れた帯電電流値と関係式とから算出された感光体の表面電位の推定値に基づいて、感光体の表面電位が目標表面電圧値になるように帯電ローラに印加する帯電電圧の目標電圧値を補正して帯電電圧を決定する帯電電圧決定手段を有し、関係式は、所定の特性条件について帯電ローラに複数の帯電電圧を印加したときに帯電ローラに流れた複数の帯電電流値に対する感光体の表面電位値の分布を一次近似して得られる、帯電ローラに流れる帯電電流と感光体の表面電位との関係をあらわす一次線形の関係式である。
本発明者らは、上述した実験により、例えば環境変化や帯電ローラの個体差などの所定の特性条件について帯電ローラに複数の帯電電圧を印加したときに帯電ローラに流れた複数の帯電電流値に対する感光体の表面電位値の分布を一次近似して得られる一次線形の関係式により、帯電ローラに流れる帯電電流と感光体の表面電位との関係を高精度にあらわすことができることを見出した。上記関係式は、環境変化による帯電ローラの抵抗値バラツキや帯電ローラの個体差による帯電ローラの抵抗値バラツキが大きい場合のような幅広い抵抗値バラツキ範囲に対しても十分な精度で帯電ローラに流れる帯電電流値から感光体の表面電位を推定することができるものである。本態様では、そのような関係式を用いて、帯電電圧を決定する時、帯電ローラに流れた帯電電流値から求めた感光体の表面電位の推定値に基づいて、感光体の表面電位が目標表面電圧値になるように帯電電圧の目標電圧値を補正する。よって、帯電ローラの個体差による帯電ローラの抵抗値バラツキが大きい場合や、環境変化による帯電ローラの抵抗値バラツキも大きい場合でも、十分な精度で、感光体の表面電位を目標表面電位に制御することができる。また、上記関係式を保持していればよいので、複数のデータ値を保持するテーブルを用いた従来構成に比べて、データ保持量が少なくて済む。
【００２８】
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、所定の特性条件は、環境変化又は帯電ローラの個体差のうちの少なくとも１つである。これによれば、上記実施形態について説明したように、上記関係式は、環境変化による抵抗値バラツキ、帯電ローラの固体差による抵抗値バラツキ範囲内に分散させて得られた複数の帯電電流値の分布を近似して得られた関係式であるので、環境変化や帯電ローラの固体差の変化幅が幅広になっても、十分な精度で感光体帯電電位を目標帯電電位に制御することができる。
【００２９】
（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）において、帯電電圧決定手段は、印刷ジョブ前もしくは印刷ジョブ後に、帯電電圧を決定する。これによれば、上記実施形態について説明したように、印刷ジョブ前もしくは印刷ジョブ後に、帯電電圧の決定を選択的に行えるようにしたことで、ユーザーは画質優先や待機時間無し優先を選択することができる。
【００３０】
（態様Ｄ）
（態様Ａ）〜（態様Ｃ）において、帯電電圧決定手段は、推定値と目標表面電圧値との差を所定の帯電電圧値から差し引いて帯電電圧に決定する。これによれば、上記実施形態について説明したように、帯電ローラの個体差による帯電ローラの抵抗値バラツキが大きい場合や、環境変化による帯電ローラの抵抗値バラツキも大きい場合でも、十分な精度で、感光体の表面電位を目標表面電位に制御することができる。
【００３１】
（態様Ｅ）
（態様Ａ）〜（態様Ｄ）において、印刷枚数に対して変化する帯電電圧における感光体の残留電位と、印刷時に計数した印刷枚数とに基づいて、印刷時の感光体の残留電位値を求め、求めた残留電位に基づいて一次線形の関係式の切片を補正する。これによれば、上記実施形態について説明したように、本発明者らは、感光体のチャージ疲労の目安になる印刷枚数に対して帯電電圧における感光体の残留電位が変化することを見出した。そして、感光体の残留電位に対しても上記関係式の切片が変化することを見出した。そこで、印刷枚数に対して変化する帯電電圧における感光体の残留電位と印刷枚数との相関関係を実験等で取得する。その取得した相関関係と印刷時に計数した印刷枚数とに基づいて、印刷時の感光体の残留電位を求めることで一次線形の関係式の切片を補正することができる。よって、感光体のチャージ疲労の度合いを考慮した帯電電位の制御を行うことが可能になる。
【００３２】
（態様Ｆ）
（態様Ａ）〜（態様Ｅ）において、帯電ローラの抵抗値を予め検出し、検出した抵抗値に基づいて一次線形の関係式の傾き及び切片を補正する。これによれば、上記実施形態について説明したように、帯電ローラの抵抗値について固体差があることはわかっている。そこで、例えば、作像ユニットが交換された場合に、交換された作像ユニットの帯電ローラの抵抗値に基づいて上記一次線形の関係式の傾き及び切片を補正する。これにより、帯電ローラに対し最適な上記一次線形の関係式に補正することができる。その最適となった上記一次線形の関係式を用いれば、帯電ローラの抵抗値に対し任意電圧の帯電バイアスにおける帯電電流と帯電電位の相関関係が最適になるよう補正することができる。よって、抵抗値バラツキによる帯電電位の初期バラツキが抑制され、帯電電流測定による帯電電位制御の精度を上げることが可能になる。
【００３３】
（態様Ｇ）
感光体１等の潜像担持体と、潜像担持体の表面を一様帯電する帯電装置４等の帯電手段と、一様帯電された潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光装置７等の露光手段と、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によりトナー像として現像する現像装置５等の現像手段と、潜像担持体と被転写体との間に形成する転写電界により、現像されたトナー像を潜像担持体から被転写体に転写する転写手段とを備えるプリンタ１００等の画像形成装置において、帯電手段として、（態様Ａ）〜（態様Ｆ）の帯電装置を用いた。これによれば、上記実施形態について説明したように、多数のデータを保持することがなくなり、大容量の記憶手段が不要となってコストを抑えられる。十分な精度で感光体の表面電位を目標表面電位に制御することができるので、高画質な画像形成を行うことができる。
【００３４】
（態様Ｈ）
（態様Ｇ）において、帯電電圧を帯電ローラに印加するのに先立って、露光手段による露光によって潜像担持体に残った残留電位を除電する。これによれば、上記実施形態について説明したように、露光手段を用いて潜像担持体に残った残留電位を除電することより、帯電ローラに帯電電圧を印加し、検知した帯電電流の検知値に対する残留電位の影響を抑制することができる。この結果、十分な精度で感光体の表面電位を目標表面電位に制御することができる。また、除電のための専用の露光手段を必要としないので画像形成装置の大型化やコストアップ等の弊害を回避することができる。
【００３５】
（態様Ｉ）
（態様Ｇ）又は（態様Ｈ）において、帯電電圧を帯電ローラに印加するのに先立って、転写手段を形成する転写部材に流す転写電流の値を略０になるように設定する。これによれば、上記実施形態について説明したように、転写部材に流す転写電流の値を略０になるように設定することで、転写電流による潜像担持体に流れる電流量の変化を抑制できる。このため、帯電ローラに帯電電圧を印加したときに検知した帯電電流の検知値が転写電流値を含まない検知値になる。これにより、帯電電流の検知値と上記関係式とから算出した感光体の表面電位の推定値の推定精度が上がる。よって、十分な精度で感光体の表面電位を目標表面電位に制御することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  感光体
２  ドラムクリーニング装置
４  帯電装置
５  現像装置
６  プロセスカートリッジ
７  露光装置
８  中間転写ベルト
９  １次転写バイアスローラ
１０  クリーニング装置
１２  ２次転写バックアップローラ
１３  クリーニングバックアップローラ
１４  テンションローラ
１５  中間転写ユニット
１９  ２次転写ローラ
２０  定着装置
２６  紙収容カセット
２７  給紙ローラ２７
２８  レジストローラ対
２９  排紙ローラ対
３０  スタック部
３１  トナー収容部
３２  トナー収容ボトル
１００  プリンタ
１１０  主制御部
１１１  中央演算処理部（ＣＰＵ）
１１２  ＲＯＭ
１１３  ＲＡＭ
１１４  Ｉ／Ｏポート
１１５  Ｉ／Ｏポート
１１６  操作部
１１７  用紙位置検知手段
１１８  温湿度センサ
１１９  感光体駆動モータ
１２０  ベルト駆動モータ
１２１  中間転写接離クラッチ
１２２  １次転写高圧電源
１２３  ２次転写高圧電源
１２４  帯電高圧電源
１２５  現像高圧電源
１２６  ＬＥＤアレイ
１２７  関係式記憶手段
１２８  帯電電流測定手段
１２９  推定値算出手段
１３０  帯電電圧決定手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】特開２０００−３３８７４９号公報
【図１】
2016114696.tif 000003
【図２】
2016114696.tif 000004
【図４】
2016114696.tif 000005
【図５】
2016114696.tif 000006
【図６】
2016114696.tif 000007
【図３】
2016114696.tif 000008