(57)【要約】【課題】画像形成を中断させることなく、連続的な画像形成と並行して帯電部材に印加する帯電電圧の調整を実行できる画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電電源２０１は、電圧を異ならせた複数の試験交流電圧を発生する。電流検出回路２６１は、帯電ローラ２２に試験交流電圧を印加したときに感光ドラム２１に流れる交流電流を検知する。制御部２０４は、帯電電源２０１により帯電ローラ２２に複数の試験交流電圧を印加して電流検出回路２６１により交流電流を検知する検知モードを実行する。制御部２０４は、検知工程により検知された交流電流と複数の試験交流電圧とに基づいて帯電電圧の交流電圧のピーク間電圧を演算する。連続してシートに画像を形成している状態で感光ドラム２１上のシートの間隔に対応する領域を画像間隔とするとき、制御部２０４は、複数の前記画像間隔に分配して前記検知モードを実行する。【選択図】図２
2017187583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を帯電させる帯電部材と、
電圧を異ならせた複数の試験交流電圧を発生する電源と、
前記帯電部材に前記試験交流電圧を印加したときに前記像担持体に流れる交流電流を検知する検知手段と、
帯電電圧を設定するために、前記電源により前記帯電部材に複数の前記試験交流電圧を印加して前記検知手段により前記交流電流を検知する検知モードを実行する制御手段と、を備え、
連続してシートに画像を形成している状態で前記像担持体上のシートの間隔に対応する領域を画像間隔とするとき、
前記制御手段は、複数の前記画像間隔に分配して前記検知モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、１つの前記画像間隔に印加する前記試験交流電圧の数を変更可能であ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、連続した複数の前記画像間隔に前記検知モードを分配することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、１以上の前記検知モードを分配しない前記画像間隔を挟んだ前記画像間隔に前記検知モードを分配することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像間隔の前記像担持体の回転方向の長さを変更する変更手段を備え、
前記制御手段は、前記検知モードを実行する前記画像間隔の前記長さが前記検知モードを実行しない前記画像間隔の前記長さよりも大きくなるように前記変更手段を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電部材は、帯電ローラであって、
前記制御手段は、前記検知モードを実行する前記画像間隔の前記長さを前記帯電ローラの周長以上にするように前記変更手段を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
連続してシートに画像を形成している状態が終了するまでの残りの画像形成量を検知する残量検知手段を備え、
前記制御手段は、前記帯電電圧の設定後の画像形成累積量が前記検知モードを開始するための第１の閾値に達したときに、前記残量検知手段による前記残りの画像形成量が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下であれば、前記検知モードを実行することなく前記残りの画像形成量の画像形成を連続して実行させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
一成分現像剤を担持した現像剤担持体により前記像担持体の静電潜像を現像する現像装置を備え、
前記制御手段は、前記検知モードを分配された前記画像間隔では、前記現像剤担持体に静電潜像の現像時とは反対極性の電圧を印加するように前記現像装置を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
像担持体を帯電させる帯電部材と、電圧を異ならせた複数の試験交流電圧を発生する電源と、前記帯電部材に前記試験交流電圧を印加したときに前記像担持体に流れる交流電流を検知する検知手段と、を有する画像形成装置の帯電電圧調整方法であって、
前記電源により前記帯電部材に複数の前記試験交流電圧を印加して前記検知手段により前記交流電流を検知する検知工程と、
前記検知工程により検知された前記交流電流と前記試験交流電圧とに基づいて前記帯電電圧を演算する演算工程と、を有し、
連続してシートに画像を形成している状態で前記像担持体上のシートの間隔に対応する領域を画像間隔とするとき、
複数の前記画像間隔に分配して前記検知工程を実行することを特徴とする帯電電圧調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電圧及び交流電圧を帯電部材に印加して像担持体を帯電させる画像形成装置、及び帯電電圧調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電圧及び交流電圧を帯電部材に印加して像担持体を帯電させる画像形成装置では、交流電圧による放電を伴って像担持体を帯電させているため、交流電圧が過剰であると過剰放電が発生し、交流電圧が不足であると帯電不良が発生することがある。
【０００３】
そこで、特許文献１では、連続した画像形成の開始前に、帯電部材に電圧の異なる複数の試験交流電圧を印加して帯電電流に流れる交流電流を検知し、交流電流の検知結果に基づいて交流電圧を調整している。しかし、画像形成の開始前に、交流電圧を適正に調整しても、連続した画像形成の累積に伴って交流電圧に過不足を生じる場合がある。そこで、特許文献２では、画像形成の開始後、前回の交流電圧の調整後の画像形成の累積枚数が第１の閾値に達すると交流電圧を再調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２０１９２１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２８０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２では、交流電圧の調整が終わるまで画像形成を開始できない。特許文献２では、前回の交流電圧の調整後の画像形成の累積枚数が第１の閾値に達すると連続した画像形成が中断され、交流電圧の調整が終わるまで、連続した画像形成の残りの画像形成を再開できない。
【０００６】
本発明は、画像形成を中断させることなく、連続的な画像形成と並行して帯電部材に印加する帯電電圧の調整を実行できる画像形成装置、及び帯電電圧調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像形成装置は、像担持体を帯電させる帯電部材と、電圧を異ならせた複数の試験交流電圧を発生する電源と、前記帯電部材に前記試験交流電圧を印加したときに前記像担持体に流れる交流電流を検知する検知手段と、帯電電圧を設定するために、前記電源により前記帯電部材に複数の前記試験交流電圧を印加して前記検知手段により前記交流電流を検知する検知モードを実行する制御手段と、を備えるものである。そして、連続してシートに画像を形成している状態で前記像担持体上のシートの間隔に対応する領域を画像間隔とするとき、前記制御手段は、複数の前記画像間隔に分配して前記検知モードを実行する。
【０００８】
本発明の帯電電圧調整方法は、像担持体を帯電させる帯電部材と、電圧を異ならせた複数の試験交流電圧を発生する電源と、前記帯電部材に前記試験交流電圧を印加したときに前記像担持体に流れる交流電流を検知する検知手段と、を有する画像形成装置の使用方法である。そして、前記電源により前記帯電部材に複数の前記試験交流電圧を印加して前記検知手段により前記交流電流を検知する検知工程と、前記検知工程により検知された前記交流電流と前記試験交流電圧とに基づいて帯電電圧を演算する演算工程と、を有し、連続してシートに画像を形成している状態で前記像担持体上のシートの間隔に対応する領域を画像間隔とするとき、複数の前記画像間隔に分配して前記検知工程を実行する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、画像形成を中断させることなく、連続的な画像形成と並行して帯電部材に印加する帯電電圧の調整を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】帯電電源の制御のブロック図である。
【図３】放電電流制御における試験交流電圧と交流電流との説明図である。
【図４】画像間隔の説明図である。
【図５】実施の形態１の放電電流制御のフローチャートである。
【図６】実施の形態１における放電電流測定のフローチャートである。
【図７】実施の形態２における画像間隔の説明図である。
【図８】実施の形態２における放電電流制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
＜実施の形態１＞
実施の形態１では、連続した４つの画像間隔でそれぞれ電圧の異なる試験交流電圧を帯電ローラに印加して交流電流を検知する。そして、４個の試験交流電圧／交流電流のデータに基づいて帯電電圧を調整する。
【００１３】
（画像形成装置）
図１は実施の形態１の画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、画像形成プロセスを実行する装置本体１００Ｂの上部に、原稿の画像を読み取る画像読取装置１００Ａを設けたモノクロプリンタ／複写機である。装置本体１００Ｂは、シート給送部１０を下部に配置し、シート給送部１０から画像形成部２０を経て定着装置３０へシートを搬送して画像形成を実行し、画像形成されたシートをシート排出部４０に排出する。
【００１４】
シート給送部１０は、給送カセット１１又は手差しトレイ１６に積載されたシートＰを画像形成部２０へ給送する。画像形成部２０は、感光ドラム２１にトナー像を形成して、シート給送部１０から給送されて転写ニップ部Ｎ１を通過するシートに転写する。定着装置３０は、転写ニップ部Ｎ１でトナー像を転写されたシートＰを定着ニップ部Ｎ２にて加熱及び加圧してシートＰに画像を定着させる。
【００１５】
画像形成部２０及び定着装置３０の右側に、シートＰに両面印刷を行うためのシート再給送部５０が設けられている。シート再給送部５０は、定着装置３０において第１面に画像が定着されたシートを表裏反転状態で再び画像形成部２０へ送り込んで、第２面にもトナー像を転写させる。
【００１６】
（画像形成部）
画像形成部２０は、感光ドラム２１の周囲に帯電ローラ２２、露光装置２３、現像装置２４、転写ローラ２５、及びドラムクリーニング装置２６を配置している。画像形成部２０には、帯電ローラ２２に印加する帯電電圧を生成する帯電電源（２０１：図２）が設けられている。
【００１７】
感光ドラム２１は、アルミニウム円筒の表面に感光層を形成され、プロセススピードに等しい周速度で回転する。帯電部材の一例である帯電ローラ２２は、帯電電圧を印加されて、像担持体の一例である感光ドラム２１の周面を帯電させる。帯電ローラ２２は、感光ドラム２１に当接して従動回転し、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加されて感光ドラム２１の周面を直流電圧に等しい均一な電位（マイナスの電位）に帯電させる。
【００１８】
露光装置２３は、帯電された感光ドラム２１の周面にレーザービームを走査して露光された領域の電位（マイナスの電位）を低下させることにより、感光ドラム２１の周面に画像の静電潜像を形成する。現像装置２４は、現像剤担持体の一例である現像ローラ２４ａに一成分現像剤を担持させて感光ドラム２１の静電潜像を現像する。現像装置２４は、トナーを特定の帯電極性（マイナスの電位）に帯電させ、帯電したトナーを現像ローラ２４ａに担持して感光ドラム２１との対向面へ搬送する。直流電圧（マイナスの電位）に交流電圧を重畳した現像電圧を現像ローラ２４ａに印加することにより、現像ローラ２４ａから静電潜像にトナーが移転して静電潜像がトナー像に現像される。
【００１９】
転写ローラ２５は、感光ドラム２１に当接して転写ニップ部Ｎ１を形成する。転写ローラ２５にトナーの帯電極性と反対極性の直流電圧（プラスの電位）を印加することで、感光ドラム２１のトナー像が転写ニップ部Ｎ１を通過するシートＰに転写される。
【００２０】
定着ローラ３１は、表面に離型層を設けたアルミローラで構成され、内部に配置されたハロゲンランプ等の熱源により所定の定着温度に加熱されている。加圧ローラ３２は、表面に弾性層を設けたステンレスローラで構成され、定着ローラ３１に接触して所定の圧力で定着ローラ３１を加圧することにより定着ニップ部Ｎ２を形成する。排出ローラ対４１は、定着ニップ部Ｎ２で挟持搬送されて表面にトナー像が定着されたシートＰを排出トレイ４２へ排出する。
【００２１】
（帯電処理）
画像形成装置１００は、感光ドラム２１の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電処理を実行する。帯電処理では、感光ドラム２１に当接させた帯電ローラ２２に直流電圧及び交流電圧を印加する。このとき、印加した交流電圧の電圧値Ｖｃと帯電ローラ２２を通じて感光ドラム２１に流れる電流値Ｉｃとの関係は一定に保たれることが望ましい。
【００２２】
しかし、実際には、電圧値Ｖｃと電流値Ｉｃとの関係は、感光ドラム２１の膜厚、帯電ローラ２２の長期通電による劣化、環境温度の変化などにより変化する。そして、電圧値Ｖｃと電流値Ｉｃとの関係が変化すると、過剰放電が発生して帯電ローラ２２の寿命が低下したり、過小放電が発生して帯電不良が発生したりすることがある。そこで、画像形成装置１００では、過剰放電を起こすことなく均一な帯電がされるように、連続的な画像形成の開始時に、放電電流制御を実行して、帯電ローラ２２に印加する交流電圧の電圧値を調整している。
【００２３】
ところで、連続的な画像形成の開始時に帯電ローラ２２に印加する交流電圧の電圧値を適正値に調整すれば、帯電ローラ２２の寿命の低下や帯電不良に起因する画像品質の低下を一時的には抑制できる。しかし、連続画像形成が続くと、時間の経過とともに装置本体１００Ｂ内の温度が上昇して、帯電ローラ２２の抵抗値が低下し、これにより、帯電ローラ２２に印加する交流電圧の電圧値が適正な範囲を外れてしまうことがある。
【００２４】
それ故、連続画像形成の開始後も、一定時間毎または一定画像形成累積枚数毎に放電電流制御を実行する必要がある。そこで、画像形成装置１００では、連続画像形成の開始後も、画像形成累積枚数が１０００枚に達する毎に、放電電流制御を実行して帯電ローラ２２に印加する交流電圧の電圧値を再調整し、所望の放電電流量を維持させている。
【００２５】
（帯電電源）
図２は帯電電源の制御のブロック図である。図２に示すように、感光ドラム２１の基体は接地電位に接続されている。帯電電源２０１は、制御部２０４に制御されて、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を帯電電圧として帯電ローラ２２に印加する。
【００２６】
帯電電源２０１は、所定の周波数の正弦波の交流電圧を生成する交流電圧生成回路２０３と、直流電圧を生成する直流電圧生成回路２０２と、を備える。帯電電源２０１は、交流電圧生成回路２０３が生成した周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１３００Ｖ〜２０００Ｖの交流電圧を、直流電圧生成回路２０２が生成した−３００Ｖ〜−９００Ｖの直流電圧に重畳した振動電圧を帯電電圧として出力する。
【００２７】
交流電圧生成回路２０３は、交流電圧生成部２０６、および定電圧制御回路２０７を含む。交流電圧生成部２０６は、電流検出回路２６１及び電圧検出回路２６２を含む。交流電圧生成回路２０３は、交流電圧生成部２０６から帯電ローラ２２へ出力する交流電圧の振幅が一定になるよう、定電圧制御を実行する。
【００２８】
電圧検出回路２６２は、帯電ローラ２２に帯電電圧が印加されたときに交流電圧値を検出し、検出した電圧値を示すＡＣ電圧検出信号Ｓｉｇ６を出力する。制御部２０４は、交流電圧生成回路２０３が生成する交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐを所定の値に制御するための定電圧制御信号Ｓｉｇ２を出力する。
【００２９】
定電圧制御回路２０７は、制御部２０４から入力された定電圧制御信号Ｓｉｇ２に応じた定電圧を交流電圧生成部２０６が出力するように、ＡＣ電圧検出信号Ｓｉｇ６に応じた電圧制御信号Ｓｉｇ７を交流電圧生成部２０６に出力する。定電圧制御回路２０７は、定電圧制御信号Ｓｉｇ２で指示された目標電圧と、電圧検出回路２６２が出力する電圧検出信号Ｓｉｇ６の電圧とが等しくなるように電圧制御信号Ｓｉｇ７を変化させて、交流電圧生成部２０６を定電圧制御する。
【００３０】
（現像電源）
現像電圧生成回路２７０は、現像ローラ２４ａに現像電圧を印加する回路である。現像電圧の電圧値は、制御部２０４によって制御される。現像電圧生成回路２７０は、交流電圧生成回路２７３が生成した定電圧の交流電圧を、直流電圧生成回路２７２が生成した定電圧の直流電圧に重畳した振動電圧を現像電圧として現像ローラ２４ａに出力する。
【００３１】
交流電圧生成回路２７３が生成する定電圧の交流電圧の電圧値は、制御部２０４から出力される交流電圧制御信号Ｓｉｇ３によって指定される。直流電圧生成回路２７２が生成する定電圧の直流電圧の電圧値は、制御部２０４から出力される定電圧制御信号Ｓｉｇ８によって指定される。
【００３２】
（制御部）
制御部２０４は、ＣＰＵ２４１、ＲＯＭ２４２、ＲＡＭ２４３、タイマ２４４、およびカウンタ２４５を備えている。ＣＰＵ２４１は、ＲＯＭ２４２に格納されているプログラム及びデータをＲＡＭ２４３に保持し、ＲＡＭ２４３を作業領域として必要な演算と制御を実行することにより画像形成装置（１００：図１）の各ユニットを制御する。カウンタ２４５は、前回の放電電流制御以降の連続画像形成中に形成された画像の累積枚数（継続通紙枚数）をカウントする。
【００３３】
環境センサ２０５は、画像形成装置１００内の温度および湿度を検知する。環境センサ２０５が検知した湿度および温度は、放電電流制御において、交流電圧生成回路２０３が生成する交流電圧の電圧値を決定するために用いられる。
【００３４】
直流電圧生成回路２０２が生成する直流電圧の電圧値は、制御部２０４により制御される。制御部２０４は、画像形成時に、直流電圧生成回路２０２が生成する直流電圧の電圧値を所定の電圧値に制御するためのＤＣ定電圧制御信号Ｓｉｇ１を直流電圧生成回路２０２に出力する。
【００３５】
交流電圧生成回路２０３が生成する交流電圧の電圧値と電流値は、制御部２０４により制御される。制御部２０４は、交流電圧生成回路２０３が生成する交流電圧の周波数を設定するためのＡＣクロック信号Ｓｉｇ４を出力する。ＡＣクロック信号Ｓｉｇ４の周波数は、例えば１８００Ｈｚである。
【００３６】
（放電電流制御）
図３は放電電流制御における試験交流電圧と交流電流との説明図である。図２に示すように、制御部２０４は、放電電流制御を実行する。放電電流制御は、画像形成時に実行される交流電圧の定電圧制御における目標値（定電圧制御値）を決定する制御である。放電電流制御において、電源の一例である帯電電源２０１は、電圧を異ならせた複数の試験交流電圧を発生する。そして、検知手段の一例である電流検出回路２６１は、帯電ローラ２２に試験交流電圧を印加したときに感光ドラム２１に流れる交流電流を検知する。
【００３７】
連続画像形成中において形成された画像の枚数が増加すればするほど、前回の放電電流制御の制御結果である交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐは不適切なものとなってゆく可能性が高い。そこで、制御手段の一例である制御部２０４は、直近の帯電電圧設定後の画像形成累積量（枚数）が第１の閾値に達したときに、放電電流制御を実行して帯電電圧を再調整する。制御部２０４は、カウンタ２４５によって計数された前回の放電電流制御後の画像形成の累積枚数が所定枚数（例：１０００枚）以上になると、放電電流制御を実行する。
【００３８】
連続画像形成中、感光ドラム２１が回転し、帯電ローラ２２は、感光ドラム２１の回転に従動して回転している。ＣＰＵ２４１は、感光ドラム２１に形成される画像と画像の間隔である画像間隔で放電電流制御を実行する。
【００３９】
ＣＰＵ２４１は、最初に、放電電流制御で帯電ローラ２２に印加する交流電圧の電圧値Ｖｃとして、図３に示すように、電圧値Ｖｔｈ×２未満の領域（未放電領域）における異なる２つの電圧値Ｖ１、Ｖ２を決定する。また、ＣＰＵ２４１は、電圧値Ｖｔｈ×２以上の領域（放電領域）における異なる２つの電圧値Ｖ３、Ｖ４を決定する。ここで、電圧値Ｖｔｈは、感光ドラム２１と帯電ローラ２２との間に直流電圧を印加した際の放電開始電圧である。
【００４０】
ＲＯＭ２４２には、電圧値Ｖ１〜Ｖ４の複数セットを温度および湿度と対応付けた環境テーブルが格納されている。ＣＰＵ２４１は、環境センサ２０５が検出した温度および湿度に対応させて、適正な電圧値Ｖ１〜Ｖ４のセットをＲＯＭ２４２の環境テーブルから検索して取得する。環境テーブルに基づいて、環境が低温低湿環境（Ｌ／Ｌ環境）にあれば、電圧値Ｖ１〜Ｖ４のそれぞれが高い電圧値に決定され、高温高湿環境（Ｈ／Ｈ環境）にあれば、電圧値Ｖ１〜Ｖ４のそれぞれが低い電圧値に決定される。
【００４１】
ＣＰＵ２４１は、帯電ローラ２２が画像間隔に位置するタイミングでＤＣ定電圧制御信号Ｓｉｇ１により直流電圧生成回路２０２の出力をオフに切り替える。交流電圧生成回路２０３は、定電圧制御信号Ｓｉｇ２およびＡＣクロック信号Ｓｉｇ４に基づいて、１８００Ｈｚの周波数で電圧値Ｖ１〜Ｖ４の定電圧の交流電圧をそれぞれ生成して帯電ローラ２２に出力する。
【００４２】
ＣＰＵ２４１は、決定した電圧値Ｖ１〜Ｖ４を示す定電圧制御信号Ｓｉｇ２を生成して出力する。交流電圧生成回路２０３は、定電圧制御信号Ｓｉｇ２の電圧値に応じた電圧値Ｖ１〜Ｖ４の交流電圧を出力する。電流検出回路２６１は、電圧値Ｖ１〜Ｖ４の定電圧の交流電圧のそれぞれが帯電ローラ２２に印加されたときに、帯電ローラ２２に流れる交流電流値を検出する。電流検出回路２６１は、検出した電流値を示すＡＣ電流検出信号Ｓｉｇ５を出力する。ＣＰＵ２４１は、電流検出回路２６１から出力されたＡＣ電流検出信号Ｓｉｇ５を取り込み、ＡＣ電流検出信号Ｓｉｇ５に基づいて、帯電ローラ２２に流れる電流の平均値を算出する。
【００４３】
図３に示すように、電圧値Ｖ１〜Ｖ４の定電圧の交流電圧が印加されたときに、電流検出回路２６１が出力するＡＣ電流検出信号Ｓｉｇ５に基づいて、ＣＰＵ２４１は、それぞれ帯電ローラ２２に流れる電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４を取得する。例えば、電流値Ｉ１は、電圧値Ｖ１の交流電圧を帯電ローラ２２に印加したときに流れる電流値である。電圧値をＶ２、Ｖ３、Ｖ４に切り替えることで、検出される電流値がＩ２、Ｉ３、Ｉ４に変化する。ＣＰＵ２４１は、電圧値Ｖ１〜Ｖ４と電流値Ｉ１〜Ｉ４をそれぞれ対応付けてＲＡＭ２４３に保持する。
【００４４】
図３の点Ｐ１〜Ｐ４の座標は、それぞれ（Ｖ１，Ｉ１）、（Ｖ２，Ｉ２）、（Ｖ３，Ｉ３）、（Ｖ４，Ｉ４）である。点Ｐ１〜Ｐ４は、交流電圧と電流との電圧電流特性を示している。ＣＰＵ２４１は、点Ｐ１〜Ｐ４を、放電が発生する放電領域の電圧電流特性（Ｐ３、Ｐ４）と、放電が発生しない未放電領域の電圧電流特性（Ｐ１、Ｐ２）と、に分割し、それぞれを直線近似して電圧電流特性を求める。ＣＰＵ２４１は、未放電領域の電圧電流特性として、点Ｐ１（Ｖ１，Ｉ１）と点Ｐ２（Ｖ２，Ｉ２）とを結ぶ直線Ｌ１の方程式を求める。さらに、ＣＰＵ２４１は、放電領域の電圧電流特性として、点Ｐ３（Ｖ３，Ｉ３）と点Ｐ４（Ｖ４，Ｉ４）を結ぶ直線Ｌ２の方程式を求める。
【００４５】
ＣＰＵ２４１は、このようにして求めた放電領域の電圧電流特性と未放電領域の電圧電流特性とに基づいて、放電電流の電流値が所定の目標値Ｉｓとなるときの帯電ローラ２２に流れる電流値（Ｉ５）と交流電圧の電圧値（Ｖ５）とを決定する。ＣＰＵ２４１は、直線Ｌ１と直線Ｌ２の交点を求める。この交点が放電開始点Ｐｃである。放電開始点Ｐｃより高い電圧領域において、直線Ｌ１と直線Ｌ２との差分がそれぞれの電圧値における放電電流の電流値である。ＣＰＵ２４１は、直線Ｌ１と直線Ｌ２との差分が放電電流量の目標値Ｉｓ（例えば６０μＡ）となる直線Ｌ２上の点Ｐ５（Ｖ５，Ｉ５）を決定する。決定された電圧値Ｖ５は、感光ドラム２１と帯電ローラ２２との間の放電電流の目標値Ｉｓに収束させるために必要な交流電圧である。電圧値Ｖ５の交流電圧を帯電ローラ２２に印加することで、感光ドラム２１と帯電ローラ２２との間の放電電流の目標値Ｉｓになる。
【００４６】
図２に示すように、画像形成時、ＣＰＵ２４１は、放電電流制御により求めた電圧値Ｖ５の定電圧の交流電圧を電圧検出信号Ｓｉｇ６で確認しつつ帯電ローラ２２へ出力する。このとき、帯電ローラ２２には、放電電流制御により求めた交流電流Ｉ５が流れて、感光ドラム２１と帯電ローラ２２との間に目標値Ｉｓ（例えば６０μＡ）の放電電流が発生している。
【００４７】
（複数の画像間隔）
図４は画像間隔の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００では、連続画像形成中に放電電流制御を実行すべきタイミングが到来したときに、画像形成が一旦中断されると、画像形成装置１００の生産性が低下してユーザの利便性が損なわれる。そこで、実施の形態１では、画像形成を中断することなく、画像形成と並行して放電電流制御を実行する。図４に示すように、連続してシートに画像を形成している状態で感光ドラム２１上のシートの間隔に対応する領域を画像間隔ＧＫとするとき、制御部２０４は、複数の画像間隔に分配して検知モードの一例である放電電流制御を実行する。
【００４８】
制御部２０４は、放電電流制御（検知工程）において、帯電電源２０１により帯電ローラ２２に複数の試験交流電圧（Ｖ１〜Ｖ４）を印加して電流検出回路２６１により交流電流（Ｉ１〜Ｉ４）を検知する。そして、検知工程に続く演算工程において、検知された交流電流（Ｉ１〜Ｉ４）と複数の試験交流電圧（Ｖ１〜Ｖ４）とに基づいて新たな帯電電圧（Ｖ５）を演算する。
【００４９】
変更手段の一例である制御部２０４は、画像間隔の感光ドラム２１の回転方向の長さを変更することが可能である。制御部２０４は、検知モードを実行する画像間隔の長さを、検知モードを実行しない画像間隔の長さよりも大きくする。制御部２０４は、検知モードを実行する画像間隔の長さを帯電ローラ２２の周長以上にする。これにより、帯電ローラ２２の一周の複数位置で交流電流を測定して平均値を求めることができる。
【００５０】
残量検知手段の一例である制御部２０４は、連続してシートに画像を形成している状態が終了するまでの残りの画像形成量の一例である印刷ＪＯＢの残り枚数を検知する。制御部２０４は、直近の帯電電圧設定後の画像形成累積量（枚数）が第１の閾値である１０００枚に達したときに、ＪＯＢの残り枚数が第２の閾値以下であれば、検知モードを実行することなくＪＯＢの残り枚数の画像形成を連続して実行させる。
【００５１】
制御部２０４は、操作パネル２４６を操作して、１つの画像間隔に印加する試験交流電圧の数を変更可能である。操作パネル２４６において、連続した複数の画像間隔に検知モードを分配する設定と、１以上の検知モードを分配しない画像間隔を挟んだ画像間隔に検知モードを分配する設定と、を任意に選択して設定可能である。
【００５２】
制御部２０４は、検知モードを分配された画像間隔では、現像ローラ２４ａに静電潜像の現像時とは反対極性の電圧を印加するように現像装置２４を制御する。放電電流制御では、感光ドラム２１の画像間隔の電位が０Ｖになるため、現像ローラ２４ａに通常（−）の電圧を印加すると、画像間隔にトナーが大量に付着してしまうからである。
【００５３】
現像装置２４は、一成分現像剤を使用しているため、現像ローラ２４ａに静電潜像の現像時とは反対極性の電圧を印加した際にキャリアが感光ドラム２１へ移転する心配が無い。そして、現像ローラ２４ａに反対極性（＋）の電圧を印加することで、現像ローラ２４ａを感光ドラム２１から離間させることなく、現像ローラ２４ａから感光ドラム２１へトナーが移転することを回避できる。
【００５４】
（放電電流制御の手順）
図５は実施の形態１の放電電流制御のフローチャートである。図２に示すように、制御部２０４は、ＲＯＭ２４２に格納されている図５のフローチャートの手順に従って放電電流制御を実行する。ＣＰＵ２４１は、図５に示した放電電流制御のプログラムをＲＡＭ２４３に保持して放電電流制御を実行する。プログラムは、帯電電圧調整方法の各工程を制御部２０４のコンピュータに実行させる。
【００５５】
図５に示すように、ＣＰＵ２４１は、印刷ＪＯＢを受け付けたか否かを判定する（Ｓ１）。ＣＰＵ２４１は、印刷ＪＯＢを受付けた場合（Ｓ１のＹｅｓ）、印刷ＪＯＢの開始に先立たせて放電電流測定を実行する（Ｓ２）。ＣＰＵ２４１は、環境センサ２０５により検知した温度及び湿度に基づいて環境テーブルから試験交流電圧の電圧値Ｖ１〜Ｖ４を決定し、帯電ローラ２２に電圧値Ｖ１〜Ｖ４の試験交流電圧を連続的に順次印加する。連続して計４回の交流電流の測定を行って電流値Ｉ１〜Ｉ４を求める。
【００５６】
ＣＰＵ２４１は、印加した電圧値Ｖ１〜Ｖ４と測定した電流値Ｉ１〜Ｉ４とに基づいて、図３に示すように、放電電流の電流値が目標値Ｉｓとなる交流電圧の電圧値Ｖ５を算出する（Ｓ３）。ＣＰＵ２４１は、算出した電圧値Ｖ５を定電圧制御回路２０７に設定して、電圧値Ｖ５の定電圧の交流電圧を交流電圧生成部２０６に出力させ、直流電圧生成回路２０２で生成した直流電圧とともに帯電ローラ２２へ印加する。そして、１枚目の画像形成を実行する（Ｓ４）。
【００５７】
ＣＰＵ２４１は、印刷ＪＯＢの終了を判定する（Ｓ５）。印刷ＪＯＢが終了している場合（Ｓ５のＹｅｓ）、画像形成を終了して、次の印刷ＪＯＢの受け付けを待機する（Ｓ１１）。ＣＰＵ２４１は、印刷ＪＯＢが終了していない場合（Ｓ５のＮｏ）、印刷ＪＯＢの残印刷枚数が閾値枚数Ｍ（＝５０枚）以下であるか否かを判定する（Ｓ６）。
【００５８】
ＣＰＵ２４１は、残印刷枚数が閾値枚数Ｍ以下である場合（Ｓ６のＹｅｓ）、放電電流測定を実行することなく印刷ＪＯＢの印刷を継続する（Ｓ４）。ＣＰＵ２４１は、残印刷枚数が閾値枚数Ｍを越えている場合（Ｓ６のＮｏ）、環境センサ２０５により検知した前回の放電電流測定時からの温度変化が閾値温度Ｑ（５℃）以下であるか否かを判定する（Ｓ７）。
【００５９】
ＣＰＵ２４１は、前回の放電電流測定時からの温度変化が閾値温度Ｑ以下である場合（Ｓ７のＮｏ）、前回の放電電流測定時からの画像形成の累積枚数が１０００枚に達したか否かを判定する（Ｓ８）。ＣＰＵ２４１は、前回の放電電流測定時からの画像形成の累積枚数が１０００枚に達しない場合（Ｓ８のＮｏ）、放電電流測定を実行することなく印刷ＪＯＢの印刷を継続する（Ｓ４）。
【００６０】
ＣＰＵ２４１は、前回の放電電流測定時からの画像形成の累積枚数が１０００枚に達した場合（Ｓ８のＹｅｓ）、及び前回の放電電流測定時からの温度変化が閾値温度Ｑを越えている場合（Ｓ７のＹｅｓ）、放電電流測定を実行する（Ｓ９）。図４に示すように、放電電流測定（Ｓ９）では、静電潜像ＳＳが形成されてトナー像ＴＺが現像される周面領域の間隔である画像間隔ＧＫにおいて、上述した交流電圧／電流特性を測定し、測定の間隔を利用して印刷ＪＯＢの印刷が継続される。
【００６１】
ＣＰＵ２４１は、放電電流測定で求めた交流電圧／電流のデータを用いて、上述したように交流電圧の電圧値Ｖ５を計算し、元の電圧値Ｖ５を置き換える設定を行う（Ｓ３）。そして、ＣＰＵ２４１は、印刷ＪＯＢの印刷を継続する（Ｓ４）。
【００６２】
（放電電流測定の手順）
図６は実施の形態１における放電電流測定のフローチャートである。図６に示すように、ＣＰＵ２４１は、１つの画像間隔に印加される試験交流電圧の数を取得する（Ｓ２１）。上述したように、試験交流電圧の電圧値Ｖ１〜Ｖ４は４個である。図２に示すように、ユーザは、操作パネル２４６を操作して予め１つの画像間隔に印加される試験交流電圧の数と、試験交流電圧を印加する画像間隔の間の通紙数を任意に設定している。ここでは、１つの画像間隔に印加される試験交流電圧の数は１個、試験交流電圧が印加される画像間隔と画像間隔との間の通紙数は１枚である。
【００６３】
ＣＰＵ２４１は、画像間隔において（Ｓ２２のＹｅｓ）、現像電圧生成回路２７０を制御して現像電圧を変更することにより、画像間隔にトナーが付着しないようにする（Ｓ２３）。ＣＰＵ２４１は、交流電圧生成回路２７３の交流電圧を画像形成時と等しく維持して、直流電圧生成回路２７２の直流電圧を−３００Ｖから＋５０Ｖに切り替える。
【００６４】
ＣＰＵ２４１は、直流電圧生成回路２０２を制御して帯電電圧の直流電圧をＯＦＦする（Ｓ２４）。ＣＰＵ２４１は、電圧値Ｖ１の試験交流電圧を帯電ローラ２２に印加して電流検出回路２６１により帯電ローラ２２に流れる交流電流を検知する（Ｓ２５）。帯電ローラ２２の１回転中の８か所で帯電ローラ２２に流れる交流電流を検知して平均値を電流値Ｉ１とする。
【００６５】
ＣＰＵ２４１は、直流電圧生成回路２０２及び交流電圧生成回路２０３を制御して帯電ローラ２２に画像形成時の帯電電圧を印加する（Ｓ２６）。ＣＰＵ２４１は、現像電圧生成回路２７０を制御して画像形成時の現像電圧を印加する（Ｓ２７）。
【００６６】
ＣＰＵ２４１は、１枚のシートＰを通紙して画像形成を実行する（Ｓ２８）。ＣＰＵ２４１は、電圧値Ｖ１〜Ｖ４による電流測定（Ｓ２５）が終了するまで（Ｓ２９のＮｏ）、同様な手順を繰り返す（Ｓ２２〜Ｓ２９）。ＣＰＵ２４１は、電圧値Ｖ１〜Ｖ４による電流測定（Ｓ２５）が終了すると（Ｓ２９のＹｅｓ）、放電電流制御を終了する（Ｓ３０）。
【００６７】
（実施の形態１の効果）
実施の形態１では、連続してシートに画像を形成している状態で複数の画像間隔に分配して放電電流制御を行うので、画像形成を中断する必要がない。このため、連続通紙中に環境温度の変動が発生して頻繁に帯電電圧を調整した場合でも、画像形成装置１００の生産性が損なわれない。放電電流制御を複数の画像間隔へ分散して実行することで、連続印刷を継続するため、画像形成装置１００の生産性の低下や、ユーザの利便性低下を抑制できる。
【００６８】
実施の形態１では、連続印刷時に装置本体１００Ｂ内の温度が上昇しても、連続した画像形成の通紙処理を中断することなく、帯電ローラ２２に印加する交流電圧を調整して放電電流の過不足を修正できる。これにより、過剰放電による感光ドラム２１の寿命低下と、過小放電による帯電不良と、の両方を回避可能となる。
【００６９】
実施の形態１では、放電電流制御の頻度を高くしても画像形成装置１００の生産性が低下しないため、放電電流制御の実行頻度を高くしてきめ細かく放電電流を最適化することができる。
【００７０】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、連続して画像形成が実行される際の画像間隔をそのまま利用して放電電流制御を実行した。これに対して、実施の形態２では、放電電流制御を行う画像間隔を、連続して画像形成が実行される際の画像間隔よりも広くしている。実施の形態２では、放電電流制御を行う画像間隔を拡大する制御以外は、実施の形態１と同様に制御されるため、図１〜５に関する重複した説明を省略する。また、図７、図８中、実施の形態１と同一の制御には、図５、図６と共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７１】
（画像間隔の拡張）
図７は実施の形態２における画像間隔の説明図である。画像間隔で行う放電電流制御を連続した画像間隔に対して実行する場合、生産性の高い画像形成装置では、放電電流制御を実行するために必要な画像間隔の長さを十分に確保できない場合がある。また、演算、測定、設定等でＣＰＵ２４１が占有されて、試験交流電圧の変更が間に合わない場合がある。このような場合、画像間隔を拡張したり、放電電流制御を実行する画像間隔の間に、放電電流制御を実行しない画像間隔を１以上設けたりすることが有効である。実施の形態２では、放電電流制御を行うための十分な画像間隔を確保できない場合、図７に示すように、感光ドラム２１上の画像間隔ＧＫを拡張する。画像間隔ＧＫは、上述したように、トナー像が形成されてシートに重ね合わせられる感光ドラム２１上の領域の移動方向の間隔である。
【００７２】
（放電電流制御の手順）
図８は実施の形態２における放電電流制御のフローチャートである。図８に示すように、ＣＰＵ２４１は、１つの画像間隔に印加される試験交流電圧の数を取得する（Ｓ３１）。上述したように、試験交流電圧の電圧値Ｖ１〜Ｖ４は４個である。ＣＰＵ２４１は、１つの画像間隔に印加される試験交流電圧の数に応じて放電電流制御中の画像間隔を設定する（Ｓ３２）。
【００７３】
ＣＰＵ２４１は、画像間隔では（Ｓ３３のＹｅｓ）、現像電圧生成回路２７０を制御して現像電圧を変更することにより、画像間隔にトナーが付着しないようにする（Ｓ３４）。ＣＰＵ２４１は、交流電圧生成回路２７３の交流電圧を画像形成時と等しく維持して、直流電圧生成回路２７２の直流電圧を−３００Ｖから＋５０Ｖに切り替える。なお、帯電ローラ２２に電圧が印加されるタイミングと、現像電圧の変更タイミングとは、感光ドラム２１上の帯電ローラ２２と現像ローラ２４ａの回転方向の距離分、ずらして制御される。
【００７４】
ＣＰＵ２４１は、直流電圧生成回路２０２を制御して帯電電圧の直流電圧をＯＦＦする（Ｓ３５）。ＣＰＵ２４１は、電圧値Ｖ１の試験交流電圧を帯電ローラ２２に印加して電流検出回路２６１により帯電ローラ２２に流れる交流電流を検知する（Ｓ３６）。帯電ローラ２２の１回転中の８か所で帯電ローラ２２に流れる交流電流を検知して平均値を電流値Ｉ１とする。
【００７５】
ＣＰＵ２４１は、直流電圧生成回路２０２及び交流電圧生成回路２０３を制御して帯電ローラ２２に画像形成時の帯電電圧を印加する（Ｓ３７）。ＣＰＵ２４１は、現像電圧生成回路２７０を制御して画像形成時の現像電圧を印加する（Ｓ３８）。ＣＰＵ２４１は、１枚のシートＰを通紙して画像形成を実行する（Ｓ３９）。
【００７６】
ＣＰＵ２４１は、電圧値Ｖ１〜Ｖ４による電流測定（Ｓ３６）が終了するまで（Ｓ４０のＮｏ）、同様な手順を繰り返す（Ｓ３３〜Ｓ４０）。ＣＰＵ２４１は、電圧値Ｖ１〜Ｖ４による電流測定（Ｓ３６）が終了すると（Ｓ４０のＹｅｓ）、画像間隔を元の画像形成時の長さに戻して（Ｓ４１）、放電電流制御を終了する（Ｓ４２）。
【００７７】
以上説明したように、実施の形態２では、連続画像形成中に一定の温度変動、又は一定の連続画像形成の累積枚数を検出した場合に、複数の画像間隔を拡大して放電電流制御を実施する。放電電流制御を拡大した画像間隔で行うことから、画像間隔の小さい高い生産性の画像形成装置においても連続画像形成を中断することなく帯電ローラ２２へ印加する最適な交流電圧を求めることができる。これにより、放電電流制御に関する生産性低下とユーザの利便性低下を抑制することが可能となる。
【００７８】
＜その他の実施の形態＞
本発明の画像形成装置は、実施の形態１における具体的な各部構成には限定されない。実施の形態１の構成の一部又は全部を等価な部材に置き換えた別の実施の形態でも実施可能である。また、実施の形態１で説明されている特長のすべてが課題の解決に必須のものとは限らない。
【００７９】
定着装置３０は、定着ローラ３１で加熱する加熱ローラ方式の替わりに、セラミックヒータ等の熱源をエンドレスベルトを介して加圧ローラに加圧することでシートのニップ部を形成するオンデマンド方式の定着装置に置き換えてもよい。帯電ローラ２２と感光ドラム２１とは、表面が接触しないようにわずかな隙間を隔てて配置されてもよい。
【００８０】
感光ドラム２１は無端状の感光ベルトに置き換えてもよく、帯電ローラ２２は、帯電ブレード、張架ローラに張架された帯電ベルトに置き換えてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１０：シート給送部、１５：レジストローラ、２０：画像形成部、２１：感光ドラム（像担持体）、２２：帯電ローラ（帯電部材）、２３：露光装置、２４：現像装置、２４ａ：現像ローラ（現像剤担持体）、２５：転写ローラ、３０：定着装置、４０：シート排出部、４１：排出ローラ、４２：排出トレイ、５０：シート再給送部、１００：画像形成装置、１００Ｂ：装置本体、２０１：帯電電源、２０２：直流電圧生成回路、２０３：交流電圧生成回路（電源）、２０４：制御部（制御手段）、２０５：環境センサ、２０６：交流電圧生成部、２０７：定電圧制御回路、２４１：ＣＰＵ、２４２：ＲＯＭ、２４３：ＲＡＭ、２４４：タイマ、２４５：カウンタ、２６１：電流検出回路（検知手段）、２６２：電圧検出回路、２７０：現像電圧生成回路、Ｐ：シート、Ｎ１：転写ニップ部、Ｎ２：定着ニップ部
【図１】
2017187583.tif 000003
【図２】
2017187583.tif 000004
【図３】
2017187583.tif 000005
【図４】
2017187583.tif 000006
【図５】
2017187583.tif 000007
【図６】
2017187583.tif 000008
【図７】
2017187583.tif 000009
【図８】
2017187583.tif 000010