(57)【要約】【課題】ＡＣ帯電方式により像担持体の帯電処理を行う場合に、帯電部材や像担持体の状態に応じて、帯電処理において必要十分なＡＣ放電を生じさせることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１と、像担持体１に接触又は近接して配置された帯電部材２と、帯電部材２に直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧を印加することのできる電源ＳＰ１と、帯電部材２に流れる交流電流を測定する測定部１４と、電源ＳＰ１が帯電部材２に印加する電圧を調整する調整部１１と、を有する画像形成装置１０において、調整部１１は、非画像形成時に、所定の期間にわたり、電源ＳＰ１が帯電部材２に少なくとも交流電圧を印加した時に帯電部材２に流れる交流電流を測定部１４によって測定させ、測定された交流電流の振れの大きさに基づいて、画像形成時に電源ＳＰ１が帯電部材２に印加する直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧における交流電圧を調整する構成とする。【選択図】図１１
2016224351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に接触又は近接して配置された帯電部材と、
前記帯電部材に直流電圧と交流電圧とが重畳された振動電圧を印加することのできる電源と、
前記帯電部材に流れる電流を測定する測定部と、
前記電源が前記帯電部材に印加する電圧を調整する調整部と、
を有する画像形成装置において、
前記調整部は、非画像形成時に、所定の期間にわたり前記電源が前記帯電部材に少なくとも交流電圧を印加した時に前記帯電部材に流れる電流を前記測定部によって測定させる制御を実行させ、前記制御において測定された電流の振れの大きさに基づいて、画像形成時に前記電源が前記帯電部材に印加する前記振動電圧における交流電圧を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記測定部は前記帯電部材に流れる交流電流を測定可能であり、前記調整部は、前記制御時において前記測定部によって測定された交流電流の振れの大きさに基づいて、画像形成時に前記電源が前記帯電部材に印加する前記振動電圧における交流電圧を調整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】
前記測定部は前記帯電部材に流れる直流電流を測定可能であり、前記調整部は、前記制御時において前記電源が前記帯電部材に前記振動電圧を印加した時に前記帯電部材に流れる直流電流を測定させ、かつ、前記調整部は前記制御時において前記測定部によって測定された直流電流の振れの大きさに基づいて、画像形成時に前記電源が前記帯電部材に印加する前記振動電圧における交流電圧を調整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】
前記調整部は、画像形成時に前記電源が前記帯電部材に前記振動電圧を印加することで前記帯電部材に流れる交流電流の目標値を変更することで、前記調整を行う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５】
前記調整部は、前記振れの大きさが第１の値の場合よりも、前記第１の値よりも大きい第２の場合の方の、前記交流電流の目標値を大きくすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記調整部は、画像形成時に前記電源が前記帯電部材に印加する前記振動電圧における交流電圧のピーク間電圧を変更することで、前記調整を行う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７】
前記調整部は、前記振れの大きさが第１の値の場合よりも、前記第１の値よりも大きい第２の場合の方の、前記交流電圧のピーク間電圧を大きくすることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記調整部は、前記制御における前記測定部による測定結果から前記振れの周期と前記振れの大きさとの関係を求め、該関係において最大である前記振れの大きさに基づいて、前記調整を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記調整部は、前記像担持体又は前記帯電部材の少なくとも一方が交換された場合に、前記調整を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記帯電部材は回転可能であり、前記調整部は、前記制御時における前記電流の測定を、前記帯電部材が複数回回転する期間にわたり行わせることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体は回転可能であり、前記調整部は、前記制御時における前記電流の測定を、前記像担持体が複数回回転する期間にわたり行わせることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式などを利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば感光体や誘電体などの像担持体に帯電工程を含む電子写真プロセスや静電記録プロセスなどの作像プロセスを適用して画像を形成する、電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置がある。このような画像形成装置において画像を形成する場合に像担持体を帯電処理する手段としては、一般にスコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用した非接触式の帯電方式が多用されてきた。コロナ放電装置は、像担持体などの被帯電体の表面を所定の電位に均一に帯電処理する手段として有効であるが、コロナ放電によるオゾンの発生などの問題点を有している。
【０００３】
このようなコロナ放電装置に対して、最近では導電性の帯電部材を感光体などの像担持体に接触又は近接させて、その帯電部材に帯電電圧（帯電バイアス）を印加する、接触又は近接帯電方式（以下、代表して「接触帯電方式」という。）が利用されている。例えば、帯電部材として導電性ゴムのローラ（帯電ローラ）を、像担持体としての感光ドラムに接触させ、感光ドラムの回転とともに従動回転させる構成において、帯電ローラの軸となる芯金に電圧を供給することにより、感光ドラムを略一様に帯電処理する。
【０００４】
帯電ローラを用いた接触帯電方式では、帯電ローラを感光ドラムに加圧当接させ、帯電ローラに電圧を印加することで、帯電ローラと感光ドラムとの間の微小な空隙における放電により、感光ドラムの帯電処理を行う。具体的には、放電開始電圧Ｖｔｈに、必要とされる感光ドラムの表面電位Ｖｄを足した直流電圧（ＤＣバイアス）を印加することで帯電処理を行うＤＣ帯電方式がある。また、環境変動や耐久変動による感光ドラムの電位の変動を改善するために、次のようなＡＣ帯電方式がある。ＡＣ帯電方式では、必要とされる感光ドラムの表面電位Ｖｄに相当するＤＣバイアスと、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧Ｖｐｐを持つ交流電圧（ＡＣバイアス）と、を重畳した振動電圧を帯電ローラに印加することで帯電処理を行う。振動電圧は、交流成分（ＡＣ成分）と直流成分（ＤＣ成分）との重畳電圧であればよく、ＡＣ成分の波形としては正弦波、矩形波、三角波などを適宜用いることができる。直流電源を周期的にオン・オフすることによって形成された矩形波電圧であってもよい。
【０００５】
ＤＣ帯電方式は、ＡＣ帯電方式に比べて、放電領域が狭く、ＡＣ放電電流の均し効果がないために、帯電ローラの微小な抵抗値ムラに起因した帯電不良によるスジ状の画像不良が発生しやすいという課題がある。一方、ＡＣ帯電方式は、均一な帯電（除電）処理をすることが可能であり、高画質化に対して有効であるため、近年の画像形成装置の帯電手段として多く用いられている。
【０００６】
しかし、ＡＣ帯電方式は、ＤＣ帯電方式に比べて、帯電処理においてＡＣ放電を発生させるため放電電流が多くなり、感光ドラムや帯電ローラの劣化を促進すると共に、放電生成物に起因する「画像流れ」といわれる画像不良が発生しやすいという課題がある。画像流れは、感光ドラムの表面に付着した放電生成物が大気中の水分を吸着して感光ドラムの表面の電気抵抗の低下を引き起こし、画像出力の際に形成される静電潜像が感光ドラムの表面方向に広がることによって発生する。その結果、潜像がなまって出力画像がボケたり、濃度が低下したりする。この問題を改善するためには、必要最小限のＡＣバイアスの印加により、帯電処理において発生させるＡＣ放電を最小限とすることが望ましい。
【０００７】
一方、上記の画像流れの対策としてＡＣバイアスの最小化を行うと、ＡＣ放電電流は減るが、放電が不安定となり、局所的に過剰に放電（異常放電）することに起因する「砂地」といわれる画像不良が発生しやすいという課題がある。砂地は、異常放電によって、感光ドラム上に異常に高電位となる部分や、異常に低電位となる部分が局所的に形成されることで、次のようにして引き起こされる。すなわち、異常に高電位となった部分にはいかなる画像出力を行ってもトナー像が形成されない。また、異常に低電位となった部分にはいかなる画像出力を行ってもトナー像が形成される。そのため、画像全体にトナーによる斑点やトナー抜けが散在し、砂地状の画像が出力される。
【０００８】
そこで、ＡＣ放電電流の最適化を行う技術（放電電流最適化制御）が知られている。例えば、帯電ローラに印加したＡＣバイアスと、そのときに帯電ローラに流れるＡＣ電流と、の関係を求め、この関係に基づいて最適なＡＣ放電電流（最小限のＡＣ放電電流）となるようにＡＣバイアスを決定する制御がある（特許文献１）。
【０００９】
ここで、上述のような放電電流最適化制御における狙いのＡＣ放電電流、すなわち、ＡＣ放電電流の目標値（以下、「ターゲット電流値」ともいう。）は、砂地などの帯電不良を確実に防止するために、予め設定されるものである。原理的には、ＡＣ放電を生じさせるＡＣバイアスが帯電ローラに印加されていれば、感光ドラムの表面電位は略均一に帯電処理される。したがって、上述の放電電流最適化制御によってＡＣ放電が開始するＡＣバイアスを算出し、そのＡＣバイアスを帯電ローラに印加すれば、過剰な放電が発生しない理想的な設定となる。
【００１０】
しかし、次に放電電流最適化制御が行われるまでの期間に、装置の繰り返し使用によって感光ドラムや帯電ローラの電気抵抗が変動することなどによって、同じＡＣバイアスを印加してもＡＣ放電が発生しない状態になってしまう場合がある。その場合には、上述の砂地などの帯電不良に起因する画像不良が発生してしまう。したがって、そのような変動に対するマージンを考慮して、上記ＡＣ放電が開始するＡＣバイアスよりも大きいＡＣバイアスに対応するターゲット電流値を設定するのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２３２５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、上述のターゲット電流値を決定する際には、装置の使用状況（耐久変動）や使用環境（環境変動）に対するマージンに加えて、帯電ローラや感光ドラムの周方向の電気抵抗のムラによる測定電流値の振れに対するマージンを設定するのが一般的である。
【００１３】
しかしながら、上記マージンは、実験的に求めた一定の値として設定している場合が多く、帯電ローラや感光ドラムの個体差などが考慮されていない。そのため、例えば、帯電ローラや感光ドラムの周方向の電気抵抗のムラが想定より大きい場合には、周方向の電気抵抗が高い部分では放電が起こらず、砂地が発生したり、帯電不良となったりする虞がある。一方、上記周方向の電気抵抗のムラが想定より小さく、マージンを小さくして良い場合にも、画一的にターゲット電流値を設定するので、過剰な電流が流れて、感光ドラムや帯電ローラの劣化を促進してしまう虞がある。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、ＡＣ帯電方式により像担持体の帯電処理を行う場合に、帯電部材や像担持体の状態に応じて、帯電処理において必要十分なＡＣ放電を生じさせることのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体と、前記像担持体に接触又は近接して配置された帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧と交流電圧とが重畳された振動電圧を印加することのできる電源と、前記帯電部材に流れる電流を測定する測定部と、前記電源が前記帯電部材に印加する電圧を調整する調整部と、を有する画像形成装置において、前記調整部は、非画像形成時に、所定の期間にわたり前記電源が前記帯電部材に少なくとも交流電圧を印加した時に前記帯電部材に流れる電流を前記測定部によって測定させる制御を実行させ、前記制御において測定された電流の振れの大きさに基づいて、画像形成時に前記電源が前記帯電部材に印加する前記振動電圧における交流電圧を調整することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＡＣ帯電方式により像担持体の帯電処理を行う場合に、帯電部材や像担持体の状態に応じて、帯電処理において必要十分なＡＣ放電を生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】画像形成装置の動作シーケンスの説明図である。
【図３】画像形成装置の要部の概略制御態様を示すブロック図である。
【図４】放電電流最適化制御を説明するためのグラフ図である。
【図５】ＡＣ電流波形の例を示すグラフ図である。
【図６】ターゲット電流値が３５μＡで固定の場合の放電状態を説明するためのグラフ図である（比較例１）。
【図７】ターゲット電流値が２２μＡで固定の場合の放電状態を説明するためのグラフ図である（比較例２）。
【図８】ターゲット電流値変更モードのフローチャート図である。
【図９】ユニットＡにおけるＡＣ電流波形とフーリエ変換によるパワースペクトルを示すグラフ図である。
【図１０】ユニットＢにおけるＡＣ電流波形とフーリエ変換によるパワースペクトルを示すグラフ図である。
【図１１】ターゲット電流値変更モードによりターゲット電流値を変更した場合の放電状態を説明するためのグラフ図である。
【図１２】画像形成装置の他の例の要部の概略制御態様を示すブロック図である。
【図１３】放電電流最適化制御の他の例を説明するためのグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１９】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１０の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１０は、接触帯電方式を採用した電子写真方式のレーザビームプリンタである。
【００２０】
画像形成装置１０は、像担持体としての回転可能なドラム型（円筒形）の電子写真感光体である感光ドラム１を有する。本実施例では、感光ドラム１は、帯電特性が負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）である。この感光ドラム１は、外径が３０ｍｍであり、中心支軸を中心に２００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。また、この感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）の表面に、光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ約２０μｍ）と、を下から順に塗り重ねて構成されている。
【００２１】
画像形成装置１０は、感光ドラム１の表面を略一様に帯電処理する、帯電手段としての帯電ローラ２を有する。帯電ローラ２は、感光ドラム１との間の微小な空隙（ギャップ）において生じる放電現象を利用して感光ドラム１を帯電処理する。本実施例では、帯電ローラ２は、長手方向（回転軸線方向）の長さが３２０ｍｍであり、直径が１４ｍｍである。この帯電ローラ２は、芯金（芯材）２ａと、芯金２ａの周囲に弾性体としてのゴムで形成された弾性層（ゴム層）２ｂと、を有するゴムローラである。帯電ローラ２は、所定の押圧力で感光ドラム１の表面に接触させられ、感光ドラム１の回転によって従動して回転する。帯電ローラ２の芯金２ａには、帯電電圧印加手段としての帯電電源（高圧電源）ＰＳ１により、所定の条件の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。本実施例では、帯電電源ＰＳ１は、図３に示すように、ＤＣ電源１２とＡＣ電源１３とを有する。回転する感光ドラム１の表面は、帯電バイアスが印加された帯電ローラ２によって、所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に帯電処理される。本実施例では、帯電ローラ２には、帯電バイアスとして、−６００ＶのＤＣバイアスと、充分に安定して放電するピーク間電圧のＡＣバイアスと、が重畳された振動電圧が印加される。これにより、感光ドラム１の表面電位は、−６００Ｖに略一様に帯電処理される。具体的なＡＣバイアスの設定については後述して詳しく説明する。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１上の帯電ローラ２により帯電処理される位置が帯電部（帯電位置）ａである。
【００２２】
画像形成装置１０は、帯電処理された感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する、露光手段（情報書き込み手段）としての露光装置３を有する。本実施例では、露光装置３は半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。露光装置３は、画像読み取り装置（図示せず）などのホスト処理装置から画像形成装置１０に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力して、略一様に帯電処理された回転する感光ドラム１の表面をレーザ走査露光する。このレーザ走査露光により、感光ドラム１の表面のレーザ光Ｌで照射された部分の電位の絶対値が低下し、回転する感光ドラム１の表面には、画像情報に対応した静電潜像（静電像）が形成される（イメージ部露光）。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１上の露光装置３によってレーザ光Ｌが照射される位置が露光部（露光位置）ｂである。
【００２３】
画像形成装置１０は、感光ドラム１上の静電潜像にトナーを供給し、静電潜像をトナー像（現像剤像）として現像する、現像手段としての現像装置４を有する。本実施例では、現像装置４は、非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを含む二成分現像剤による磁気ブラシを感光ドラム１に接触させながら現像を行う、二成分接触現像方式を採用している。現像装置４は、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４ａと、現像剤を収容する現像容器４ｂと、を有する。現像スリーブ４ａには、現像電圧印加手段としての現像電源（高圧電源）ＰＳ２により、所定の条件の現像電圧（現像バイアス）が印加される。現像容器４ｂ内から現像スリーブ４ａ上に供給された現像剤は、現像スリーブ４ａが回転駆動されることで感光ドラム１との対向部に搬送される。そして、現像バイアスによる電界によって、現像剤のトナーが感光ドラム１の表面の静電潜像に対応して選択的に感光ドラム１に付着し、静電潜像がトナー像として現像される。本実施例では、現像装置４は、反転現像方式によりトナー像を形成する。つまり、略一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部（画像部）に、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する。感光ドラム１の回転方向において、現像装置４の現像スリーブ４ａと対向し、現像スリーブ４ａからトナーが供給される感光ドラム１上の位置が現像部（現像位置）ｃである。
【００２４】
画像形成装置１０は、転写手段としてのローラ型の転写部材である転写ローラ５を有する。転写ローラ５は、感光ドラム１に所定の押圧力で圧接され、感光ドラム１の回転によって従動して回転する。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１と転写ローラ５とが接触する位置（圧接ニップ部）が転写部（転写位置）ｄである。この転写部ｄに、記録材給送部（図示せず）から所定の制御タイミングにて記録材Ｐが給送される。転写部ｄに給送された記録材Ｐは、回転する感光ドラム１と転写ローラ５との間に挟持されて搬送される。この時、転写ローラ５には、転写電圧印加手段としての転写電源ＰＳ３により、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性（本実施例では正極性）の転写電圧（転写バイアス）が印加される。本実施例では、転写バイアスは＋６００Ｖの直流電圧である。これにより、転写部ｄにおいて、感光ドラム１と転写ローラ５とに挟持されて搬送されていく記録材Ｐの表面に、感光ドラム１上のトナー像が静電的に転写される。
【００２５】
なお、画像形成装置１０の構成は、感光ドラム１からトナー像を直接記録材Ｐに転写する構成に限定されるものではなく、感光ドラム１からトナー像を一時的に保持し搬送する中間転写体に転写し、中間転写体から記録材Ｐに転写する構成であってもよい。
【００２６】
トナー像が転写された記録材Ｐは、感光ドラム１の表面から分離されて、定着手段としての熱ローラ定着装置６へと搬送される。記録材Ｐは、定着装置６によりトナー像の定着処理を受けて、画像形成物（プリント、コピー）として画像形成装置１０の装置本体の外部に排出（出力）される。
【００２７】
転写工程後に感光ドラム１の表面に残留したトナー（転写残トナー）は、クリーニング装置７によって感光ドラム２の表面から除去されて回収される。クリーニング装置７は、感光ドラム１に当接して配置されたクリーニング部材としてのクリーニングブレード７ａと、回収トナー容器７ｂと、を有する。
【００２８】
なお、本実施例では、転写残トナーを除去する手段としてクリーニング装置７を用いるが、例えば転写残トナーの電荷適正化手段を有し、現像装置４にて現像同時回収するクリーナレス方式を採用してもよい。
【００２９】
画像形成装置１０には、画像形成装置１０の動作を統括的に制御する制御回路１１（図３）が設けられている。制御回路１１は、演算制御手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのメモリなどを有して構成される。画像形成装置１０の各部の駆動、電源ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３の出力、画像情報の処理、後述の放電電流最適化制御の動作、後述のターゲット電流値変更制御の動作などは、制御回路１１により制御される。
【００３０】
図２は、画像形成装置１０の動作シーケンスを示す模式図である。
【００３１】
（１）初期回転動作（前多回転工程）：初期回転動作は、画像形成装置１０の起動時の始動動作期間（起動動作期間、ウォーミング期間）の動作である。初期回転動作では、画像形成装置１０の電源スイッチがオンされることにより、感光ドラム１の回転駆動が開始され、また定着装置６の所定温度への立ち上げなどの所定のプロセス機器の準備動作が実行される。
【００３２】
（２）印字準備回転動作（前回転工程）：印字準備回転動作は、画像形成開始指示（プリント信号）が画像形成装置１０に入力されてから実際に後述の印字工程が開始されるまでの間の期間の準備動作である。初期回転動作中に画像形成装置１０にプリント信号が入力された場合には、印字準備回転動作は初期回転動作に引き続いて実行される。初期回転動作中にプリント信号が入力されない場合には、初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて、感光ドラム１の回転駆動が停止され、画像形成装置１０はプリント信号が入力されるまでスタンバイ（待機）状態に保たれる。そして、プリント信号が入力されると、印字準備回転動作が実行される。本実施例では、この印字準備回転動作において、後述する印字工程の帯電処理におけるＡＣバイアスを演算及び決定するプログラムが実行される。
【００３３】
（３）印字工程（画像形成工程、作像工程）：印字工程は、実際にトナー像の形成、トナー像の転写が行われる期間である。所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて回転する感光ドラム１に対するトナー像の形成、トナー像の記録材Ｐへの転写、トナー像の記録材Ｐへの定着が実行されて画像形成物が出力される。連続印字（連続プリント）モードの場合は、上記印字工程が所定の設定プリント枚数ｎ枚（図示の例では３枚）分繰り返して実行される。
【００３４】
（４）紙間工程：紙間工程は、連続印字モードにおいて、一の記録材Ｐの後端部が転写部ｄを通過した後、次の記録材Ｐの先端部が転写部ｄに到達するまでの間の、転写部ｄに記録材Ｐが無い期間である。
【００３５】
（５）後回転動作：後回転動作は、最後の記録材Ｐの印字工程が終了した後に、しばらくの間メインモータの駆動が継続されて感光ドラム１の回転駆動などが継続され、所定の後動作（整理動作、準備動作）が実行される期間である。
【００３６】
（６）スタンバイ（待機）：所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光ドラム１の回転駆動が停止され、画像形成装置１０は次のプリント信号が画像形成装置１０に入力されるまでスタンバイ（待機）状態に保たれる。１枚だけのプリントの場合は、そのプリントの終了後に、画像形成装置１０は後回転動作を経てスタンバイ状態になる。スタンバイ状態において、プリント信号が画像形成装置１０に入力されると、画像形成装置１０は印字準備回転動作を開始する。
【００３７】
ここで、上記（３）の印字工程時が画像形成時であり、上記（１）の初期回転動作時、上記（２）の印字準備回転動作時、上記（４）の紙間工程時、上記（５）の後回転動作時が非画像形成時である。
【００３８】
２．制御態様
図３は、本実施例の画像形成装置１０の要部の概略制御態様を示すブロック図である。図３に示すように、本実施例では、帯電電源ＰＳ１は、ＤＣ電源１２と、ＡＣ電源１３と、測定部としての交流電流計１４と、を有する。交流電流計１４は、帯電電源ＳＰ１が少なくともＡＣバイアスを帯電ローラ２に印加した時に帯電ローラ２に流れる交流電流を測定することができる。帯電電源ＰＳ１により、所定のＤＣバイアスと、所定の周波数のＡＣバイアスと、が重畳された振動電圧が、芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加されることで、回転する感光ドラム１の周面が所定の極性の所定の電位に帯電処理される。制御回路１１は、ＤＣ電源１２が出力する直流電圧値、ＡＣ電源１３が出力する交流電圧のピーク間電圧値を制御する機能を有する。また、制御回路１１は、交流電流計１４の測定結果を読み取って、ＡＣ電流の電流値や電流波形を記憶する機能、印字工程の帯電処理におけるＡＣバイアスを演算及び決定するプログラムを実行する機能を有する。
【００３９】
３．放電電流最適化制御
本実施例では、特許文献１と同様の、印字工程の帯電処理における放電電流を最適化する制御（放電電流最適化制御）が実行される。本実施例では、この放電電流最適化制御は、非画像形成時としての印字準備回転動作において実行される。なお、本実施例では、放電電流最適化制御が温度２３℃、湿度５０％の環境で行われる場合について説明する。
【００４０】
図４（ａ）は、放電電流最適化制御において取得される、印加したＡＣバイアス（ピーク間電圧）と測定されたＡＣ電流（平均処理後の電流値）との関係を示す。放電電流最適化制御では、まず、放電電流を算出するためのベースラインの傾きを、次のようにして算出する。つまり、印加した未放電領域のＡＣバイアスと測定されたＡＣ電流との関係（図４（ａ）中の四角プロット）から、最小二乗法により近似直線を作成し、この近似直線をベースライン（図４（ａ）中の直線）として、その傾きを算出する。このベースラインは、ＡＣバイアスの印加により感光ドラム１と帯電ローラ２との接触面から流れる、放電に関与しない電流を表している。放電電流最適化制御では、次に、印加した放電領域のＡＣバイアス（ピーク間電圧）と測定されたＡＣ電流（平均処理後の電流値）との関係（図４（ａ）中の丸プロット）と、上記ベースラインと、の差分を求める。この差分を、「放電電流」と定義する。図４（ｂ）は、印加した放電領域のＡＣバイアスに対する、測定されたＡＣ電流（図４（ａ）中の丸プロット）と上記ベースラインから予測される放電に関与しない電流との差分の関係を示す。図４（ｂ）の縦軸が、放電電流を表している。放電電流最適化制御では、次に、図４（ｂ）の関係に基づいて、同図中の破線矢印で示すように、ターゲット電流値に対応するＡＣバイアスを求める。ターゲット電流値は、装置の使用状況（耐久変動）や使用環境（環境変動）などに応じて、所望のＡＣ放電を生じさせられるように決められる。そして、放電電流最適化制御では、その求められたＡＣバイアス（ピーク間電圧）を、印字工程の帯電処理におけるＡＣバイアスとして設定する。従来のターゲット電流値の決定方法や本実施例におけるターゲット電流値の決定方法については、後述して詳しく説明する。
【００４１】
上記放電電流最適化制御におけるＡＣ電流の測定方法について更に説明する。ある電圧を帯電ローラ２に印加した際の電流を測定する場合、帯電ローラ２の略１周にわたり電流のサンプリングを行い、得られた値を平均化して処理することが望ましい。この処理により、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗のムラをキャンセルすることが可能である。本実施例では、制御回路１１は、所定の測定周期ごとに帯電ローラ２に流れるＡＣ電流を検出する（交流電流計１４から読み込む）。そこで、本実施例では、この検出回数（読み込み回数）を、帯電ローラ２の外径とプロセススピードとから算出される、帯電ローラ２が１回転する時間に相当する回数とする。ただし、帯電ローラ２の１周期がＡＣ電流の検出周期（読み込み周期）の整数倍にならないことがある。この場合には、算出された値の小数点以下を繰り上げて検出回数を決定することができる。具体的には、本実施例では、ＡＣ電流の検出は８ｍｓｅｃ毎に行われ、帯電ローラ２が１周するのにかかる時間は約２２０ｍｓｅｃである。そのため、次式、２２０／８＝２７．５から、ＡＣ電流の検出回数は２８回とし、その平均値をサンプリング電流とする。この場合、ＡＣ電流を２８回検出する間に走行する帯電ローラ２の走行距離は、帯電ローラ２の略１周に相当するものとする。
【００４２】
なお、上述のようにサンプリング電流を求める帯電ローラ２の略１周の誤差範囲は、帯電ローラ２の周長に対して±１０％の範囲であることが望ましく、帯電ローラ２の周長に対して±５％の範囲であることが更に望ましい。また、ＡＣ電流の検出回数は、１０回以上であることが望ましい。
【００４３】
４．ターゲット電流値の設定と課題
前述のように、ターゲット電流値を決定する際には、装置の使用状況（耐久変動）や使用環境（環境変動）に対するマージンに加え、帯電ローラ２や感光ドラム１の周方向の電気抵抗のムラによる測定電流値の振れに対するマージンを設定するのが一般的である。
【００４４】
しかしながら、上記マージンは、実験的に求めた一定の値として設定している場合が多く、帯電ローラ２や感光ドラム１の個体差などが考慮されていない。そのため、例えば、帯電ローラ２や感光ドラム１の周方向の電気抵抗のムラが想定より大きい場合には、周方向の電気抵抗が高い部分では放電が起こらず、砂地が発生したり、帯電不良となったりする虞がある。一方、上記周方向の電気抵抗のムラが想定より小さく、マージンを小さくして良い場合にも、画一的にターゲット電流値を設定するので、過剰な電流が流れて、感光ドラム１の劣化を促進してしまう虞がある。
【００４５】
図５（ａ）は、ある感光ドラム１及び帯電ローラ２を組み合わせたユニット（これを「ユニットＡ」とする。）において、帯電ローラ２にあるＡＣバイアスを印加したときのＡＣ電流波形を示したものである。ＡＣ電流波形は、上述の放電電流最適化制御におけるＡＣ電流の測定方法と同様に、帯電ローラ２が略１周する間にＡＣ電流を複数回（本実施例では２８回）検出すると共に、上述の平均処理は行わないようにすることで取得することができる。なお、ユニットＡには、周方向の電気抵抗のムラが比較的大きい帯電ローラ２が組み込まれていることが予め判明している。ここで、図中のＸは、帯電ローラ２の周長と装置のプロセススピードとから求められる、帯電ローラ２が１周するのにかかる時間（周期）を表している。この周期Ｘと比較すると、図５（ａ）のＡＣ電流波形には、帯電ローラ２の周方向の電気抵抗のムラに起因するＡＣ電流の振れ（周期ムラ）があることがわかる。また、図５（ａ）のＡＣ電流波形では、例えばＹａ点、Ｚａ点のように、ＡＣ電流の周期ムラにおけるＡＣ電流の振れは比較的大きいことがわかる。
【００４６】
次に、図５（ｂ）は、上記ユニットＡとは異なる感光ドラム１及び帯電ローラ２を組み合わせたユニット（これを「ユニットＢ」とする。）において、帯電ローラ２にユニットＡの場合と同じＡＣバイアスを印加したときのＡＣ電流波形を示したものである。ユニットＢにおいても、ユニットＡにおけるＡＣ電流波形（図５（ａ））と同様に、ＡＣ電流の振れ（周期ムラ）があることがわかる。しかし、図５（ｂ）のＡＣ電流波形では、例えばＹｂ点、Ｚｂ点のように、ＡＣ電流の周期ムラにおけるＡＣ電流の振れは比較的小さいことがわかる。
【００４７】
図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれユニットＡ、ユニットＢにおいて、帯電ローラ２にターゲット電流値を３５μＡとして放電領域のＡＣバイアスを印加したときのＡＣ電流波形を示す。また、図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれユニットＡ、ユニットＢにおいて、帯電ローラ２にターゲット電流値を２２μＡとして放電領域のＡＣバイアスを印加したときのＡＣ電流波形を示す。図６、図７の縦軸は、放電電流のスケールとなっている。
【００４８】
図６、図７に示すように、温度２３℃、湿度５０％の環境においては、ターゲット電流値には、２０μＡのマージンが設けられている。このマージン（以下、「抵抗変動マージン」ともいう。）は、装置の使用状況（耐久変動）や使用環境（環境変動）による帯電ローラ２や感光ドラム１の電気抵抗の変動などで放電電流が変動することに対するマージンとして、予め決められたものである。
【００４９】
図６（ａ）に示すように、ターゲット電流値が３５μＡの場合、ユニットＡにおけるＡＣ電流波形には、約３５μＡの放電電流を中心にして、約１９μＡのレンジのＡＣ電流の振れが見られる。そのため、そのＡＣ電流の振れの下限は、約２５．５μＡである。すなわち、２０μＡの抵抗変動マージンに対して、更に約５．５μＡのマージンがあることになる。したがって、やや過剰な放電電流の設定になっていることがわかる。
【００５０】
また、図６（ｂ）に示すように、ターゲット電流値が３５μＡの場合、ユニットＢにおけるＡＣ電流波形には、約３５μＡの放電電流を中心にして、約４μＡのレンジのＡＣ電流の振れが見られる。そのため、そのＡＣ電流の振れの下限は、約３３μＡである。すなわち、２０μＡの抵抗変動マージンに対して、更に約１３μＡのマージンがあることになる。したがって、かなり過剰な放電電流の設定になっていることがわかる。
【００５１】
次に、図７（ａ）に示すように、ターゲット電流値が２２μＡの場合、ユニットＡにおけるＡＣ電流波形には、約２２μＡの放電電流を中心にして、約１９μＡのレンジのＡＣ電流の振れが見られる。そのため、そのＡＣ電流の振れの下限は、約１２．５μＡである。すなわち、２０μＡの抵抗変動マージンに対して、約７．５μＡ不足していることになる。したがって、装置の使用状況や使用環境などで変動する、感光ドラム１や帯電ローラ２の電気抵抗によっては、放電電流が不足し、砂地や帯電不良を引き起こす可能性がある。
【００５２】
また、図７（ｂ）に示すように、ターゲット電流値が２２μＡの場合、ユニットＢにおけるＡＣ電流波形には、約２２μＡの放電電流を中心にして、約４μＡのレンジのＡＣ電流の振れが見られる。そのため、そのＡＣ電流の振れの下限は、約２０μＡである。すなわち、２０μＡの抵抗変動マージンに対して、上記ＡＣ電流の振れの下限がほぼ同等の値になっている。したがって、理想的な放電電流の設定になっていることがわかる。
【００５３】
このように、感光ドラム１と帯電ローラ２との組み合わせによって、ＡＣ電流の振れが大きく変わる場合がある。そのため、画一的にターゲット電流値を決めてしまうと、マージンを大きく取りすぎたり、逆に不足したりする場合があることがわかる。
【００５４】
そこで、本実施例では、上述の放電電流最適化制御に先立って、放電電流最適化制御のターゲット電流値を変更する制御（ターゲット電流値変更モード）を実行する。ターゲット電流値変更モードでは、ＡＣ電流の振れを測定し、測定されたＡＣ電流の振れの大きさに応じて、放電電流最適化制御のターゲット電流値を変更する。以下に、このターゲット電流値変更モードについて詳細に説明する。
【００５５】
５．ターゲット電流値変更モード
図８は、本実施例におけるターゲット電流値変更モード及び放電電流最適化制御を含む動作のフローチャートである。
【００５６】
まず、制御回路１１は、非画像形成時（本実施例では前回転工程時）に、ターゲット電流値変更モードを行うタイミングであるか否かを判断する（Ｓ１）。本実施例では、感光ドラム１及び帯電ローラ２を備えた、画像形成装置１０の装置本体に対して着脱可能なユニット（ドラムカートリッジ）が交換された場合に、ターゲット電流値変更モードを行う設定とした。本実施例では、上記ユニットを画像形成装置１０に投入し、画像形成装置１０の電源を入れると、ユニットＡに取り付けられた交換検知手段としてのメモリタグなどのユニット検知機構により、ユニットが交換されたことが検知される。制御回路１１は、そのユニット検知機構の検知結果に基づいて、ターゲット電流値変更モードを行うタイミングであるか否かを判断することができる。
【００５７】
なお、ターゲット電流値変更モードは、本実施例のように感光ドラム１と帯電ローラ２とが同時に交換された場合に行われることに限定されるものではない。例えば、帯電ローラ２のみが交換された場合又は感光ドラム１のみが交換された場合の少なくとも一方において、ターゲット電流値変更モードを行う設定としてもよい。また、画像形成装置１０の電源がＯＮになったタイミング、あるいは画像形成装置１０の使用環境が一定以上変動した場合などに、ターゲット電流値変更モードを行う設定としてもよい。さらに、装置の使用状況に応じて、ターゲット電流値変更モードを行う設定としてもよい。例えば、感光ドラム１又は帯電ローラ２の使用量（回転時間、回転数など）が所定の閾値を超えるごとに、ターゲット電流値変更モードを行うことができる。また、ターゲット電流値変更モードは、前回転工程時に実行することに限定されるものではなく、非画像形成時であれば任意のタイミングで実行することができる。
【００５８】
制御回路１１は、Ｓ１においてターゲット電流値変更モードを行うタイミングでないと判断した場合には（Ｓ１のＮｏ）、ターゲット電流値の変更は行わず、放電電流最適化制御を行い（Ｓ５）、処理を終了する。
【００５９】
一方、制御回路１１は、Ｓ１においてターゲット電流値変更モードを行うタイミングであると判断した場合には（Ｓ１のＹｅｓ）、ＡＣ電流波形の取り込みを行う（Ｓ２）。つまり、感光ドラム１及び帯電ローラ２を回転させながら、帯電電源ＳＰ１により帯電ローラ２にＡＣバイアスを印加し、その際のＡＣ電流を交流電流計１４により測定する。そして、測定結果としてのＡＣ電流波形を、制御回路１１が備えたメモリに格納する。ＡＣ電流波形は、帯電ローラ２と感光ドラム１とがそれぞれ複数回回転する期間のＡＣ電流を測定することで取得することが好ましい。ただし、一般的な系においては、帯電ローラ２の外径よりも感光ドラム１の外径の方が大きいため、その場合には感光ドラム１が複数回回転する期間のＡＣ電流を測定するようにすればよい。本実施例では、ＡＣ電流の測定は約２秒間行われ、この時間は感光ドラム１が約４．２回転する時間、帯電ローラ２が約９．１回転する時間に相当する。なお、制御に要する時間が必要以上に長くならないように、ＡＣ電流を測定する時間は、典型的には、帯電ローラ２と感光ドラム１とがそれぞれ１０回転する時間以下が好適である。
【００６０】
なお、本実施例では、ＡＣ電流波形を取得する際には、どのような感光ドラム１と帯電ローラ２との組み合わせにおいても安定したＡＣ放電を発生させられると予測される、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍よりも十分に大きなＡＣバイアスを印加することが好ましい。本実施例の構成では、放電開始電圧Ｖｔｈは、温度２３℃、湿度５０％の環境で約５５０Ｖである。例えば図６に示すターゲット電流値３５μＡに対応するＡＣバイアスとすることができる。また、本実施例では、ＡＣ電流波形を取得する際には、画像形成時と同等のＤＣバイアスも重畳して印加する。ただし、ＡＣ電流波形の取り込みを行う際には、ＤＣバイアスを重畳して印加しなくてもよい。
【００６１】
次に、制御回路１１は、取得したＡＣ電流波形におけるＡＣ電流の振れの大きさを求める処理を行う（Ｓ３）。本実施例では、取得したＡＣ電流波形をフーリエ変換でパワースペクトルに変換し、ＡＣ電流の振れの周期に関する情報としての周波数と、ＡＣ電流の振れの大きさに関する情報としての振れ量との関係を求める。ここでは、ＡＣ電流の振れの大きさに関する情報としてのＡＣ電流の振れ量は、ＡＣ電流波形におけるピーク間の大きさに相当するものとする。なお、ここで用いられる解析の手法は、フーリエ変換に限られるものではなく、ＡＣ電流の振れの周期と振幅とに関する情報を求められる手法であればよい。
【００６２】
次いで、制御回路１１は、求めたＡＣ電流の振れの周波数と振れ量との関係に基づいて、その後の放電電流最適化制御のターゲット電流値を変更する処理を行う（Ｓ４）。本実施例では、上記関係においてＡＣ電流の振れ量が最大となる場合の該振れ量（以下、「最大振れ量」ともいう。）を求め、その最大振れ量に応じて、その後の放電電流最適化制御のターゲット電流値を変更する。より具体的には、本実施例では、最大振れ量Ｉａｍｐ［μＡ］とターゲット電流値Ｉｔｇｔ［μＡ］との関係を表す下記式（１）によりターゲット電流値を算出し、その算出された値に放電電流最適化制御のターゲット電流値を変更する。なお、下記式（１）中のαは最大振れ量Ｉａｍｐ［μＡ］とターゲット電流値Ｉｔｇｔ［μＡ］との関係の係数であり、本実施例の画像形成装置１０においては、α＝０．５である。また、下記式（１）中のＩｅｎｖは、所定の環境における補正値（上記抵抗変動マージンに相当）であり、例えば本実施例の温度２３℃、湿度５０％の環境においては、２０［μＡ］である。
Ｉｔｇｔ＝α×Ｉａｍｐ＋Ｉｅｎｖ      ・・・（１）
【００６３】
そして、制御回路１１は、Ｓ４にて算出されたターゲット電流値の設定で放電電流最適化制御を行い（Ｓ５）、処理を終了する。Ｓ２〜Ｓ４の処理が、ターゲット電流値変更モードに相当する。
【００６４】
なお、ターゲット電流値は、上述のような式により算出することに限定されるものではない。例えば、予め、複数段階のＡＣ電流の振れの大きさの範囲毎にそれぞれターゲット電流値を設定しておき、測定されたＡＣ電流の振れの大きさに応じていずれかのターゲット電流値を選択的に用いるようにしてもよい。
【００６５】
ここで、上述のユニットＡ及びユニットＢについて、本実施例のターゲット電流値変更モードを適用した場合について説明する。
【００６６】
ユニットＡにおいては、図９（ａ）のようなＡＣ電流波形が得られる。また、このＡＣ電流波形は、フーリエ変換処理により、図９（ｂ）のようなパワースペクトルに変換される。ここで、パワースペクトルの横軸は周波数、縦軸はＡＣ電流の振れ量である。図９（ｂ）においてＡＣ電流の振れ量が最大であるピークの周波数を読み取ると、４．５５Ｈｚであり、この値は帯電ローラ２の約１周分の周期に相当する。すなわち、ユニットＡにおいては、帯電ローラ２に起因するＡＣ電流の振れが最も大きいことがわかる。ちなみに、ＡＣ電流の振れ量が２番目に大きいピークの周波数は２．１２Ｈｚであり、この値は感光ドラム１の約１周分の周期に相当する。このように、帯電ローラ２と感光ドラム１とが複数回転する間のＡＣ電流を検知すると、感光ドラム１及び帯電ローラ２のそれぞれの回転周期に対応して、ＡＣ電流の振れが大きくなることが一般的である。フーリエ変換によれば、このようなＡＣ電流の振れをより明確に検出することができる。図９（ｂ）において最大振れ量の値を読み取ると、１９μＡである。したがって、ターゲット電流値は、上記式（１）に、α＝０．５、Ｉｅｎｖ＝２０［μＡ］、Ｉａｍｐ＝１９［μＡ］を代入して、Ｉｔｇｔ＝２９．５［μＡ］と求められる。
【００６７】
また、ユニットＢにおいては、図１０（ａ）のようなＡＣ電流波形が得られる。このＡＣ電流波形は、フーリエ変換処理により、図１０（ｂ）のようなパワースペクトルに変換される。図１０（ｂ）においてＡＣ電流の振れ量が最大であるピークの周波数を読み取ると、４．５５Ｈｚであり、この値は帯電ローラ２の約１周分の周期に相当する。すなわち、ユニットＢにおいても、ユニットＡの場合と同様に、帯電ローラ２に起因する電流の振れが最も大きいことがわかる。図１０（ｂ）において最大振れ量の値を読み取ると、４μＡである。したがって、ターゲット電流値は、上記式（１）に、α＝０．５、Ｉｅｎｖ＝２０［μＡ］、Ｉａｍｐ＝４［μＡ］を代入して、Ｉｔｇｔ＝２２［μＡ］と求められる。
【００６８】
図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれユニットＡ、ユニットＢにおいて、本実施例におけるターゲット電流値変更制御により決定したターゲット電流値を出力するようにＡＣバイアスを印加した場合のＡＣ電流波形を示す。図１１（ａ）、（ｂ）の縦軸は、放電電流のスケールとなっている。上述のように、ユニットＡでは、決定されたターゲット電流値は２９．５μＡであり、ユニットＢでは決定されたターゲット電流値は２２μＡである。なお、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、温度２３℃、湿度５０％の環境においては、抵抗変動マージンとして、２０μＡのマージンが設けられている。
【００６９】
図１１（ａ）に示すように、ユニットＡにおけるＡＣ電流波形には、決定されたターゲット電流値に対応する約２９．５μＡの放電電流を中心にして、約１９μＡのレンジのＡＣ電流の振れが見られる。そのため、そのＡＣ電流の振れの下限は、約２０μＡである。すなわち、２０μＡの抵抗変動マージンに対して、上記ＡＣ電流の振れの下限がほぼ同等の値になっている。したがって、理想的な放電電流の設定になっていることがわかる。
【００７０】
また、図１１（ｂ）に示すように、ユニットＢにおけるＡＣ電流波形には、決定されたターゲット電流値に対応する約２２μＡの放電電流を中心にして、約４μＡのレンジのＡＣ電流の振れが見られる。そのため、そのＡＣ電流の振れの下限は、約２０μＡである。すなわち、２０μＡの抵抗変動マージンに対して、上記ＡＣ電流の振れの下限がほぼ同等の値になっている。したがって、理想的な放電電流の設定になっていることがわかる。
【００７１】
一方、図６、図７を参照して説明した、固定のターゲット電流値で放電電流最適化制御が行われた場合を、それぞれ比較例１、比較例２とする。具体的には、前述のように比較例１ではターゲット電流値を３５μＡ、比較例２ではターゲット電流値を２２μＡで固定として放電電流最適化制御を行った。図６、図７に示す比較例１、比較例２の結果については、前述した通りであるため、ここでは繰り返しの説明は省略する。
【００７２】
以上の結果をまとめると、表１のようになる。
【００７３】
【表１】
2016224351.tif 000003
【００７４】
比較例１では、比較的大きいターゲット電流が設定されており、ＡＣ電流の振れ量が大きい場合でも、最小の放電電流が抵抗変動マージンを下回らないため、砂地や帯電不良が発生しない。しかしながら、放電電流が大きいため、感光ドラム１や帯電ローラ２への放電ダメージが大きく、装置や部材の寿命が短くなる傾向がある。また、放電生成物に起因して、画像流れや、感光ドラム１とクリーニングブレード７ａとの摩擦力の増大によるクリーニングブレード７ａのメクレなどが発生しやすくなる傾向がある。なお、画像流れやクリーニングブレード７ａのメクレの対策としては、研磨剤や潤滑材としてトナーやトナーの外添剤をクリーニング部ｅに送り込むことが考え得られる。これにより、放電生成物を除去したり、感光ドラム１とクリーニングブレード７ａとの摩擦力を低減させたりすることができる。しかし、これはトナー消費量の増加につながる虞がある。
【００７５】
また、比較例２では、比較的小さいターゲット電流が設定されており、感光ドラム１や帯電ローラ２への放電ダメージが小さいため、装置や部材の長寿命化が望める。また、放電生成物に起因する画像流れやクリーニングブレード７ａのメクレなども発生しにくい傾向である。しかしながら、ユニットＡを用いた場合など、ＡＣ電流の振れ量が大きい場合には、最小の放電電流値が抵抗変動マージンを下回ることがある。そのため、装置の使用状況や使用環境などによって感光ドラム１や帯電ローラ２の電気抵抗が変動すると、局所的に放電電流が不足する部分ができるため、砂地や帯電不良が発生する懸念がある。
【００７６】
一方、本実施例では、ＡＣ電流波形における最大振れ量に注目し、その最大振れ量に応じて放電電流最適化制御のターゲット電流値を変更する。これにより、感光ドラム１及び帯電ローラ２の状態に応じたターゲット電流値に設定して、過不足ないＡＣ放電を発生させることができる。具体的には、ＡＣ電流の振れが相対的に大きい場合には、ターゲット電流値を相対的に大きくして、局所的に放電電流が不足して砂地や帯電不良が発生することを抑制する。一方、ＡＣ電流の振れが相対的に小さい場合には、ターゲット電流値を相対的に小さくして、必要以上に放電させないことで放電ダメージの軽減による装置や部材の長寿命化を図ることができる。また、画像流れやクリーニングブレード７ａのメクレの対策のためにトナー消費量が増加することを抑制することができる。
【００７７】
このように、本実施例の画像形成装置１０は、電源ＳＰ１が帯電部材２に印加する電圧を調整する調整部を有する。本実施例では、この調整部の機能は、制御回路１１が有する。調整部１１は、非画像形成時に、所定の期間にわたり電源ＳＰ１が帯電部材２に少なくとも交流電圧を印加した時に帯電部材２に流れる電流を測定部１４によって測定させる制御を実行させる。そして、調整部１１は、その制御において測定された電流の振れの大きさに基づいて、画像形成時に電源ＳＰ１が帯電部材２に印加する直流電圧と交流電圧とが重畳された振動電圧における交流電圧を調整する。本実施例では、測定部１４は帯電部材２に流れる交流電流を測定可能である。そして、本実施例では、調整部１１は、上記制御時において測定部１４によって測定された交流電流の振れの大きさに基づいて、画像形成時に電源ＳＰ１が帯電部材２に印加する振動電圧における交流電圧を調整する。特に、本実施例では、調整部１１は、画像形成時に電源ＳＰ１が帯電部材２に振動電圧を印加することで帯電部材２に流れる交流電流の目標値を変更することで、上記調整を行う。より詳細には、調整部１１は、上記振れの大きさが第１の値の場合よりも、第１の値よりも大きい第２の場合の方の、上記交流電流の目標値を大きくする。特に、本実施例では、調整部１１は、上記制御における測定部１４による測定結果から上記振れの周期と上記振れの大きさとの関係を求め、該関係において最大である上記振れの大きさに基づいて、上記調整を行う。
【００７８】
以上、本実施例によれば、ＡＣ帯電方式により感光ドラム１の帯電処理を行う場合に、帯電ローラ２や感光ドラム１の状態に応じて、帯電処理において必要十分なＡＣ放電を生じさせることができる。
【００７９】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１の画像形成装置と同じある。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能、構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００８０】
本実施例では、放電電流最適化制御が実施例１とは異なる。本実施例の放電電流最適化制御では、印加したＡＣバイアス（ピーク間電圧）と、そのときに帯電ローラ２に流れるＤＣ電流と、の関係を求める。また、その関係に基づいて、ＡＣバイアスを増加させてもＤＣ電流が増加しなくなるＡＣバイアス（飽和ＡＣバイアス）を求める。そして、印字工程の帯電処理におけるＡＣバイアスを、その飽和ＡＣバイアス以上のＡＣバイアスに設定する。そのため、図１２に示すように、本実施例では、帯電電源ＰＳ１に、実施例１における交流電流計１４の代わりに、直流電流計１５が設けられている。直流電流計１５は、帯電電源ＳＰ１が少なくともＤＣバイアスを帯電ローラ２に印加した時に帯電ローラ２に流れる直流電流を測定することができる。
【００８１】
図１３を参照して、本実施例における放電電流最適化制御について更に説明する。図１３は、帯電ローラ２に印加したＡＣバイアスに対する、帯電ローラ２に流れるＤＣ電流をプロットしたものである。ＡＣバイアスのピーク間電圧Ｖｐｐが小さいときには（図１３でＶｐｐ≦４００Ｖ）、帯電部ａを通過する前後で感光ドラム１の表面電位が変わらないため、帯電ローラ２に流れるＤＣ電流は０である。ＡＣバイアスのピーク間電圧Ｖｐｐを大きくしていくと、帯電ローラ２と感光ドラム１との間での放電は生じないが、感光ドラム１の電位に変化を及ぼす領域（図１３で４００Ｖ＜Ｖｐｐ≦１１００Ｖ）となる。そのため、ＡＣバイアスのピーク間電圧Ｖｐｐを大きくするに従って、ＤＣ電流も大きくなる。更にＡＣバイアスのピーク間電圧Ｖｐｐを大きくしていくと（図１３でＶｐｐ≧１１００Ｖ）、帯電部ａを通過した後の感光ドラム１の表面電位は、帯電ローラ２に印加されているＤＣバイアス（ここでは−６００Ｖ）と同等となる。そして、これ以上ＡＣバイアスのピーク間電圧Ｖｐｐを大きくしても、感光ドラム１の表面電位は変わらなくなるので、ＡＣバイアスのピーク間電圧Ｖｐｐに対するＤＣ電流は略一定となる。すなわち、このときには、安定したＡＣ放電が生じていると考えられる。そこで、このＤＣ電流が安定するＡＣバイアス（飽和ＡＣバイアス）を求め、その飽和ＡＣバイアスよりも一定量だけ大きいＡＣバイアス（ピーク間電圧）を、印字工程の帯電処理におけるＡＣバイアスとして設定する。
【００８２】
上記飽和ＡＣバイアスよりも一定量だけ大きく設定する際のこの一定量（以下、「ＡＣバイアスマージン」ともいう。）が、実施例１における放電電流のマージンに相当するものである。実施例１で説明したのと同様、このマージンは、帯電ローラ２や感光ドラム１の個体差によらずに固定の値とされることが多い。そのため、実施例１で説明したのと同様の課題がある。
【００８３】
そこで、本実施例では、上述の放電電流最適化制御に先立って、ＡＣバイアスマージンを変更する制御（ＡＣバイアスマージン変更モード）を実行する。ＡＣバイアスマージン変更モードでは、ＤＣ電流の振れを測定し、測定されたＤＣ電流の振れの大きさに応じて、ＡＣバイアスマージンを変更する。
【００８４】
更に説明すると、ＡＣバイアスマージン変更モードは、実施例１と同様に、例えば感光ドラム１及び帯電ローラ２を備えたユニットが交換された場合などに、非画像形成時（例えば前回転工程時）に、放電電流最適化制御に先立って実行される。まず、感光ドラム１及び帯電ローラ２を回転させながら、帯電電源ＳＰ１により帯電ローラ２にＤＣバイアスを印加して、ＤＣ電流波形を取得する。ＤＣ電流波形を取得する際に、ＡＣバイアスを重畳して印加することができる。ＤＣ電流波形を取得する際にＡＣバイアスを重畳して印加する場合は、ＤＣバイアスは画像形成時と同等のＤＣバイアスとすることができる。また、この場合のＡＣバイアスは、どのような感光ドラム１と帯電ローラ２との組み合わせにおいても安定したＡＣ放電を発生させられると予測される、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍よりも十分に大きなＡＣバイアスとすることが好ましい。ただし、ＤＣバイアスのみを印加してＤＣ電流波形を取得してもよい。この場合のＤＣバイアスは、感光ドラム１と帯電ローラ２との間に放電が生じる十分に大きいＤＣバイアスとすることが好ましい。また、実施例１と同様、ＤＣ電流を測定する時間は、帯電ローラ２及び感光ドラム１がそれぞれ複数回転する時間とすることが好ましい。
【００８５】
次に、取得したＤＣ電流波形におけるＤＣ電流の振れの大きさを求める。このとき、実施例１と同様に、フーリエ変換を利用して、ＤＣ電流の振れの周期と大きさとの関係を求め、ＤＣ電流の振れの大きさが最大となる場合の該振れの大きさ（最大振れ量）を求めることができる。そして、最大振れ量が相対的に大きい場合には、ＡＣバイアスマージンを相対的に大きくするために、飽和ＡＣバイアスに対して比較的多めにＡＣバイアスを加算して、印字工程の帯電処理におけるＡＣバイアスを設定する。一方、最大振れ量が相対的に小さい場合には、ＡＣバイアスマージンは相対的に小さくてよいので、飽和ＡＣバイアスに対して比較的少なめにＡＣバイアスを加算して、印字工程の帯電処理におけるＡＣバイアスを設定する。
【００８６】
ＡＣバイアスマージン変更制御で取得されるＤＣ電流波形、あるいは決定されたＡＣバイアスを印加した際のＡＣ電流波形とマージンとの関係などは、実施例１にて説明したＡＣ電流波形に関するものと同等となるため、ここでは繰り返しの説明は省略する。
【００８７】
このように、本実施例では、調整部１１は、非画像形成時に、所定の期間にわたり電源ＳＰ１が帯電部材２に少なくとも交流電圧を印加した時に帯電部材２に流れる電流を測定部１５によって測定させる制御を実行させる。そして、調整部１１は、その制御において測定された電流の振れの大きさに基づいて、画像形成時に電源ＳＰ１が帯電部材２に印加する直流電圧と交流電圧とが重畳された振動電圧における交流電圧を調整する。本実施例では、測定部１５は帯電部材２に流れる直流電流を測定可能である。そして、本実施例では、調整部１１は、上記制御時において電源ＳＰ１が帯電部材２に振動電圧を印加した時に帯電部材２に流れる直流電流を測定させる。それと共に、調整部１１は上記制御時において測定部１５によって測定された直流電流の振れの大きさに基づいて、画像形成時に電源ＳＰ１が帯電部材２に印加する振動電圧における交流電圧を調整する。特に、本実施例では、調整部１１は、画像形成時に電源ＳＰ１が帯電部材２に印加する振動電圧における交流電圧のピーク間電圧を変更することで、上記調整を行う。より詳細には、調整部１１は、上記振れの大きさが第１の値の場合よりも、第１の値よりも大きい第２の場合の方の、上記交流電圧のピーク間電圧を大きくする。
【００８８】
以上、本実施例によれば、実施例１とは放電電流制御が異なるが、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００９０】
上述の実施例では、帯電部材が感光体に接触している場合について説明した。しかし、帯電ローラなどの帯電部材は、被帯電体である感光体の表面に必ずしも接触している必要はなく、近接部での放電が可能であれば、例えば数１０μｍの空隙（間隙）を有して非接触に近接して配置されていてもよい。このように帯電部材が感光体に近接して配置され、その近接部（上述の実施例での帯電ローラと感光体との接触部の上流、下流の間隙に対応）での放電により感光体を帯電処理する構成においても、本発明を適用することができる。
【００９１】
また、上述の実施例では、帯電部材がローラ型のものである場合について説明したが、帯電部材は例えば無端ベルト状のものであってもよい。また、上述の実施例では、像担持体がドラム型のものである場合について説明したが、像担持体は例えば無端ベルト状のものであってもよい。特に、帯電部材又は像担持体のいずれか一方が回転可能な回転体である場合に、本発明は有効である。
【符号の説明】
【００９２】
１        感光ドラム
２        帯電ローラ
１０      画像形成装置
１１      制御回路
１４      交流電流計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図８】
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【図１２】
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【図１３】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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