(57)【要約】【課題】放電に伴い流れる放電電流が安定した状態で、画像形成時に帯電ローラに印加する交流電圧を調整する制御を実行可能な画像形成装置の提供。【解決手段】制御部は、帯電ローラに対し交流電圧に直流電圧を重畳した重畳電圧を印加した後に（Ｓ３）、現像装置に対する現像電圧の印加開始（Ｓ５）及び転写ローラに対する転写電圧の印加開始（Ｓ６）を行う前に、実測した抽出電流のピーク値に基づいて近似放電電流量を演算によって求め、これに基づいて定電流制御を行う（Ｓ４）。即ち、帯電ローラに流れる放電電流を含む電流が現像電圧や転写電圧の印加に伴う影響を受けていない安定した状態で、実測した電流に基づいて定電流制御を行う。こうすると、実際に流れる放電電流を適切に反映することができ、もって画像形成時に帯電部材に印加する交流電圧を正しく調整することができる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
交流電圧と直流電圧とを重畳した重畳電圧が印加されることで、前記感光体の表面を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に交流電圧又は重畳電圧を印加可能な帯電電源と、
現像剤を担持して回転する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体に電圧が印加されることで前記感光体に形成される静電潜像を現像剤により現像させる現像装置と、
前記現像剤担持体に電圧を印加する現像電源と、
前記感光体に担持されたトナー像を別の像担持体に転写する転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する転写電源と、
前記帯電部材に流れる電流から、複数の周波数の電流値を検出する検出手段と、
前記帯電部材に交流電圧又は重畳電圧が印加されている場合に、前記検出手段により検出される電流値に基づいて、画像形成時に前記電源に印加させる交流電圧を調整する調整モードを実行可能な調整手段と、を備え、
前記調整手段は、前記帯電電源による交流電圧又は重畳電圧が印加された状態で且つ前記現像電源及び前記転写電源による電圧が印加されていない状態のときに前記調整モードを実行する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の周波数の電流値は、前記電源により印加された交流電圧又は重畳電圧の周波数の互いに異なる複数の高調波電流の電流値であり、
前記検出手段は、それぞれが前記複数の高調波電流を抽出する複数のバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタにより抽出された複数の高調波電流の各ピーク値を検出する複数の平滑回路とを有し、
前記調整手段は、前記検出した各ピーク値に基づいて画像形成時に前記電源に印加させ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】
感光体と、
交流電圧と直流電圧とを重畳した重畳電圧が印加されることで、前記感光体の表面を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材に交流電圧又は重畳電圧を印加可能な帯電電源と、
現像剤を担持して回転する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体に電圧が印加されることで前記感光体に形成される静電潜像を現像剤により現像させる現像装置と、
前記現像剤担持体に電圧を印加する現像電源と、
前記感光体に担持されたトナー像を別の像担持体に転写する転写部材と、
前記転写部材に電圧を印加する転写電源と、
前記帯電部材に流れる電流から、前記電源により印加される交流電圧又は重畳電圧の周波数の電流を除いた電流値を検出する検出手段と、
前記帯電部材に交流電圧又は重畳電圧が印加されている場合に、前記検出手段により検出される電流値に基づいて、画像形成時に前記電源に印加させる交流電圧を調整する調整モードを実行可能な調整手段と、を備え、
前記調整手段は、前記帯電電源による交流電圧又は重畳電圧が印加された状態で且つ前記現像電源及び前記転写電源による電圧が印加されていない状態のときに前記調整モードを実行する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記電源により印加される交流電圧又は重畳電圧の周波数の電流を除去するバンドストップフィルタと、前記バンドストップフィルタにより抽出された電流のピーク値を検出する平滑回路とを有し、
前記調整手段は、前記ピーク値に基づいて画像形成時に前記電源に印加させる交流電圧を調整する、
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５】
前記調整手段は、非画像形成時に前記調整モードを実行する、
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】
前記帯電部材よりも前記感光体の移動方向上流側に且つ前記転写部材よりも前記感光体の移動方向下流側に、前記感光体の表面を露光により除電する除電手段を備える、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機など、電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の画像形成装置では、感光ドラムを帯電するために、コロナ放電器に比べると印加電圧が比較的に低く済み且つ小型化の容易な帯電ローラが用いられている。感光ドラムは、帯電ローラとの間で放電が生じることによって帯電される。感光ドラムを帯電させる場合、帯電ローラには帯電電源から直流電圧と交流電圧とを重畳した重畳電圧が印加される。この際に、放電が開始される放電開始電圧の２倍以上の交流電圧が印加されると、感光ドラムの表面電位は印加された重畳電圧の直流分の電位に収束する。こうして、感光ドラムは所望の電位に均一に帯電される（所謂、ＡＣ帯電方式）。
【０００３】
放電開始電圧は、帯電ローラの材質、感光ドラムの感光層の膜厚、感光ドラムの回転速度、また装置本体内の環境（例えば温度や湿度）などによって変動する。放電開始電圧が変動したにも関わらず、画像形成時に帯電ローラに印加する交流電圧（便宜上、制御電圧と呼ぶ）を変更しないままであると放電が生じずに、感光ドラムが所望の電位に帯電されない虞がある。そこで、放電開始電圧が変わっても、感光ドラムを所望の電位に帯電可能な制御電圧を決める制御が従来から行われている。一例として、前回転時や後回転時に電圧値が異なる交流電圧を複数回に分けて印加し、その時々に帯電ローラに流れる電流の変化に基づいて制御電圧を決める、所謂、放電電流制御を行う装置が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
上記の放電電流制御では正負の電圧が交互に印加されるために、感光ドラムは帯電ローラとの間で繰り返される放電によって表面が著しく劣化し得る。感光ドラムの表面が劣化した場合、クリーニングブレードなどとの摩擦により表面の感光層が削られて膜厚が均一でなくなり、その結果、画像不良の原因となる帯電ムラが生じやすくなる。この点に鑑み、電流検出回路を用いて帯電ローラに流れる電流を実測する一方で（実測電流と呼ぶ）、放電電流を含まない疑似電流を生成し、これらの差分から得られる放電電流の電流量に基づいて制御電圧を調整する装置が提案されている（特許文献２）。この装置では上記の放電電流制御のように複数の交流電圧を順に印加する必要がないため、画像形成ジョブの前回転時や後回転時に限られず、記録材に画像形成している最中でも制御電圧を調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０１９２１号公報
【特許文献２】特開２００２−７２６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献２に記載の装置の場合、帯電ローラに流れる電流を実測するタイミングによっては制御電圧を適切に制御することが難しかった。これは、現像電圧や転写電圧等の印加有無に応じて、実測電流に含まれる放電電流が影響を受けるからである。特に、現像電圧や転写電圧等が印加されている状態つまりは記録材に画像形成している画像形成時は、適切な制御電圧で帯電ローラを印加しないと放電電流が変動しやすい（不安定である）。
【０００７】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、帯電ローラと感光ドラム間で生じる放電に伴い流れる放電電流が安定している状態のときに、画像形成時に帯電ローラに印加する交流電圧を調整する制御を実行可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、感光体と、交流電圧と直流電圧とを重畳した重畳電圧が印加されることで、前記感光体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に交流電圧又は重畳電圧を印加可能な帯電電源と、現像剤を担持して回転する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体に電圧が印加されることで前記感光体に形成される静電潜像を現像剤により現像させる現像装置と、前記現像剤担持体に電圧を印加する現像電源と、前記感光体に担持されたトナー像を別の像担持体に転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する転写電源と、前記帯電部材に流れる電流から、複数の周波数の電流値を検出する検出手段と、前記帯電部材に交流電圧又は重畳電圧が印加されている場合に、前記検出手段により検出される電流値に基づいて、画像形成時に前記電源に印加させる交流電圧を調整する調整モードを実行可能な調整手段と、を備え、前記調整手段は、前記帯電電源による交流電圧又は重畳電圧が印加された状態で且つ前記現像電源及び前記転写電源による電圧が印加されていない状態のときに前記調整モードを実行する、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、感光体と、交流電圧と直流電圧とを重畳した重畳電圧が印加されることで、前記感光体の表面を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に交流電圧又は重畳電圧を印加可能な帯電電源と、現像剤を担持して回転する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体に電圧が印加されることで前記感光体に形成される静電潜像を現像剤により現像させる現像装置と、前記現像剤担持体に電圧を印加する現像電源と、前記感光体に担持されたトナー像を別の像担持体に転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する転写電源と、前記帯電部材に流れる電流から、前記電源により印加される交流電圧又は重畳電圧の周波数の電流を除いた電流値を検出する検出手段と、前記帯電部材に交流電圧又は重畳電圧が印加されている場合に、前記検出手段により検出される電流値に基づいて、画像形成時に前記電源に印加させる交流電圧を調整する調整モードを実行可能な調整手段と、を備え、前記調整手段は、前記帯電電源による交流電圧又は重畳電圧が印加された状態で且つ前記現像電源及び前記転写電源による電圧が印加されていない状態のときに前記調整モードを実行する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、帯電ローラと感光ドラム間で生じる放電に伴い流れる放電電流が安定している状態のときに、画像形成時に帯電ローラに印加する交流電圧を調整する制御を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】帯電ローラに印加する電圧を制御する電圧制御系を示すブロック図。
【図３】帯電ローラに印加される交流電圧と電圧印加に伴い流れる電流の各波形を示す図。
【図４】実験から得た放電電流の仮想周波数の一例を示す図。
【図５】帯電ローラに印加される交流電圧の振幅と、帯電ローラに流れる出力電流量との関係を示すグラフ。
【図６】帯電ローラに流れる電流のピーク値と、放電電流量との関係を示すグラフ。
【図７】画像形成した記録材の積算枚数と、放電電流量及び単位枚数当たりの感光ドラムの削れ量との関係を示すグラフ。
【図８】画像形成処理を示すフローチャート。
【図９】近似放電電流量を演算する際に用いる係数について説明する図。
【図１０】近似放電電流量について説明する図であり、（Ａ）は放電電流を含まない場合の電流波形、（Ｂ）は放電電流を含む場合の電流波形を示す図。
【図１１】近似放電電流量について説明する図であり、（Ａ）は放電電流を含まない場合の周波数スペクトル、（Ｂ）は放電電流を含む場合の周波数スペクトル。
【図１２】１枚単位に画像形成する場合の制御タイミングを説明するタイミングチャート。
【図１３】複数枚に連続して画像形成する場合の制御タイミングを説明するタイミングチャート。
【図１４】第二実施形態について説明する図であり、（Ａ）は放電電流を含まない場合の周波数スペクトル、（Ｂ）は放電電流を含む場合の周波数スペクトル。
【図１５】第三実施形態の電圧制御系を示すブロック図。
【図１６】（Ａ）は電流検出回路により検出される電流波形、（Ｂ）はバンドストップフィルタにより抽出される電流波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、本発明に係る画像形成装置について図１を用いて説明する。図１では、感光ドラムから記録材（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）に画像を直接転写する直接転写方式の画像形成装置を示した。
【００１３】
＜画像形成装置＞
図１に示すように、画像形成装置には、感光ドラム１を囲んで、帯電ローラ１２、露光装置１３、現像装置１４、転写ローラ１５、クリーニング装置１６、及び前露光装置２５が配置されている。感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダのような導電性支持体１ａの外周面に感光層１ｂが形成されたドラム状の電子写真感光体であり、装置本体に回転可能に設けられている。感光ドラム１は、所定の回転速度（プロセススピード）で図１の矢印Ｒ１方向に回転される。
【００１４】
帯電部材としての帯電ローラ１２は、感光ドラム１の表面を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。帯電ローラ１２は感光ドラム１に圧接されて、感光ドラム１との間に帯電ニップを形成している。そして、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に関して帯電ニップの上流側、下流側の感光ドラム１との間には、微小空隙（以下、帯電ギャップと記す）が形成されている。そして、帯電ローラ１２よりも感光ドラム１の回転方向上流側（移動方向上流側）に且つ転写ローラ１５よりも感光ドラム１の回転方向下流側（移動方向下流側）に、感光ドラム１の表面を除電露光する前露光装置２５が配置されている。前露光装置２５は露光装置１３と異なる強度のレーザー光を照射して、感光ドラム１の表面を露光して表面電位を所定電位（例えば０Ｖ）まで低下させる。
【００１５】
帯電ローラ１２には、帯電電源１８が接続されている。帯電電源１８により直流電圧と交流電圧とを重畳した重畳電圧が帯電ローラ１２に印加されると、帯電ギャップで放電が生じ、これにより感光ドラム１が帯電される。既に述べたように、帯電ローラ１２と感光ドラム１間で放電が開始される放電開始電圧の２倍以上の交流電圧が印加されると、感光ドラム１の表面電位は印加された重畳電圧の直流分の電位に収束する。こうして、感光ドラム１は所望の電位に均一に帯電される。
【００１６】
露光装置１３（スキャナユニット）は、文字や図形などの画像情報に応じた走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザー光をレーザー発光素子から発生し、これを回転ミラーで走査して、帯電させた感光ドラム１上に静電潜像を形成する。現像装置１４は、現像剤を担持して回転する現像剤担持体としての現像スリーブ３を有し、現像スリーブ３から感光ドラム１に現像剤を供給して、感光ドラム１上の静電潜像を現像剤により現像させる。現像装置１４には、現像電源１９が接続されている。現像電源１９により直流電圧と交流電圧とを重畳した現像電圧が現像スリーブ３に印加されると、感光ドラム１上の静電潜像がトナー像に現像される。
【００１７】
転写部材としての転写ローラ１５は感光ドラム１に圧接され、感光ドラム１との間にトナー像の転写部（転写ニップ）を形成する。転写ローラ１５には、転写電源２０が接続されている。転写電源２０が正極性の転写電圧を転写ローラ１５に印加することで、感光ドラム１上の負極性のトナー像が搬送ガイド２１上を搬送されてくる記録材Ｓに転写される。別の像担持体としての記録材Ｓは、上記したトナー像の現像動作に並行して不図示の給紙カセットから転写ニップに所定のタイミングで搬送される。クリーニング装置１６は、感光ドラム１にクリーニングブレードを摺擦して、転写後に感光ドラム１上に残る転写残トナーを回収する。
【００１８】
トナー像を転写された記録材Ｓは、接地されている除電針２４により感光ドラム１から分離され、搬送ガイド２２上を定着装置１７へ搬送される。記録材Ｓは、定着装置１７で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後、機体外部へ排出される。
【００１９】
［第一実施形態］
＜帯電ローラの電圧制御系＞
帯電ローラ１２に印加する電圧を制御する電圧制御系について、図２を用いて説明する。図２に示す電圧制御系は、制御部１００と、帯電電源１８と、検出手段としての電流検出回路６４及び電流抽出回路２００とに大きく分けることができる。帯電電源１８は帯電ローラ１２に接続されて、帯電ローラ１２に直流電圧と交流電圧とを重畳した重畳電圧を印加可能な電源であり、また帯電ローラ１２に交流電圧のみを印加可能な電源でもある。
【００２０】
帯電電源１８は、高圧トランス６０と高圧トランスドライブ回路６１と直流高圧発生回路６２とを有し、例えば０〜−９００Ｖの直流電圧、周波数可変で０〜２５００Ｖ（ピーク間電圧）の交流電圧を発生可能である。高圧トランスドライブ回路６１は、制御部１００から入力される周波数設定信号と電圧設定信号とに基づいて正弦波の交流電圧を発生する。本実施形態の場合、交流電圧の周波数は感光ドラム１の回転速度（プロセススピード）に応じて所定の周波数に可変される。例えば、周波数設定信号として、プロセススピードが通常モードに設定されている場合には、例えば２０００Ｈｚが入力される。通常モードよりも感光ドラム１の回転速度を速くする高速モードが設定されている場合には、２０００Ｈｚよりも大きい所定の周波数が入力される。通常モードよりも感光ドラム１の回転速度を遅くする低速モードが設定されている場合には、２０００Ｈｚよりも小さい所定の周波数が入力される。他方、電圧設定信号は、詳しくは後述するように、フィードバックされる電流抽出回路２００の出力値に基づいて、制御部１００により随時に調整される交流電圧のピーク間電圧である。
【００２１】
高圧トランス６０は、高圧トランスドライブ回路６１により生成された正弦波の交流電圧を昇圧する。直流高圧発生回路６２は、直流電圧（例えば−６００Ｖ）を発生する。そして、直流高圧発生回路６２により直流電圧が発生されている場合は、発生される直流電圧に高圧トランス６０により昇圧された交流電圧が重畳されて、重畳電圧として帯電ローラ１２に印加される。
【００２２】
電流検出回路６４は、帯電電源１８による帯電ローラ１２への電圧印加に応じて、帯電ローラ１２に流れる放電電流を含み得る実測電流を検出し、これを全波整流して電流抽出回路２００に出力する。電流抽出回路２００は、複数のバンドパスフィルタ１０２〜１０５と、各バンドパスフィルタ１０２〜１０５に１つずつ組み合わされた平滑回路１０６〜１０９とを有する。バンドパスフィルタ１０２〜１０５は、実測電流から放電電流を形成する周波数成分の電流を抽出する（区別するため、抽出電流と呼ぶ）。言い換えれば、それぞれが実測電流から放電電流を含み得る周波数成分以外の電流を除外した電流を得る。
【００２３】
実測電流から放電電流を形成する周波数成分の電流を抽出するために、バンドパスフィルタ１０２〜１０５には通過帯域として中心周波数の異なる所定の帯域幅（例えば、中心周波数から±１０％程度）の周波数帯域がそれぞれ設定されている。本実施形態では、バンドパスフィルタ１０２に対し、帯電電源１８により帯電ローラ１２に印加される交流電圧の周波数と同一の周波数が中心周波数に設定される。また、バンドパスフィルタ１０４に対し、予め記憶済みの所定の周波数（後述する放電電流の仮想周波数）が中心周波数に設定される。放電電流の仮想周波数については後述する（図３及び図４参照）。そして、バンドパスフィルタ１０３，１０５には、バンドパスフィルタ１０４に設定された中心周波数（つまりは放電電流の仮想周波数）の２／３倍の周波数、４／３倍の周波数がそれぞれ中心周波数に設定される。例えば、バンドパスフィルタ１０４の中心周波数は４７４８Ｈｚに設定される。
【００２４】
なお、ここでは説明を理解しやすくするために、上記した各周波数を中心周波数に設定する例を説明したがこれに限らず、中心周波数は上記した以外の周波数でもよい。その場合、各バンドパスフィルタ１０２〜１０５は、上記した各周波数を含む周波数帯域に設定される。ただし、バンドパスフィルタ１０２〜１０５に設定される中心周波数が放電電流の仮想周波数から乖離すればするほど、バンドパスフィルタの検出誤差が大きくなるので、上記したような周波数を中心周波数に設定するのが好ましい。
【００２５】
平滑回路１０６〜１０９は、バンドパスフィルタ１０２〜１０５により抽出された抽出電流のピーク値を検出可能なピークホールド回路である。平滑回路１０６〜１０９により検出される各ピーク値は、制御部１００に送られる。
【００２６】
なお、上述したバンドパスフィルタ１０２〜１０５や平滑回路１０６〜１０９は、アナログ信号回路であってもよいしデジタル信号回路であってもよい。デジタル信号回路である場合、バンドパスフィルタ１０２〜１０５は、例えば４４１００Ｈｚのサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換した実測電流からデジタル信号処理によって抽出電流を抽出する。平滑回路１０６〜１０９は、検出した各ピーク値をＤ／Ａ変換して制御部１００に送る。デジタル信号回路としては、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等を用いてよい。あるいは、汎用性の高いＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いてもよい。
【００２７】
バンドパスフィルタ１０４に設定する中心周波数である放電電流の仮想周波数について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、帯電電源１８により帯電ローラ１２に印加される交流電圧の波形と、帯電ローラ１２への交流電圧の印加に伴い流れる電流の波形を示す図である。上から順に、帯電ローラ１２に印加される交流電圧、帯電ローラ１２に流れる各種電流、電流検出回路６４（図２参照）に検出される各種電流のトータル出力電流、帯電ローラ１２から帯電電源１８（図２参照）に引き込まれる交流電流を示している。また、縦軸は電圧値又は電流値を表し、横軸は時間を表す。
【００２８】
図３に示すように、帯電ローラ１２に交流電圧（Ｖｏ）が印加されると、帯電ローラ１２と感光ドラム１間の抵抗性負荷には、交流電圧（Ｖｏ）と同位相の抵抗負荷電流（Ｉｚｒ）が流れる。また、帯電ローラ１２と感光ドラム１間の容量性負荷には、交流電圧（Ｖｏ）より９０°位相が進んだ容量負荷電流（Ｉｚｃ）が流れる。さらに、交流電圧（Ｖｏ）の電圧値が放電開始電圧（Ｖｔｈ）以上である時間には、帯電ローラ１２と感光ドラム１との間にパルス的な放電電流（Ｉｓ）が流れる。従って、画像形成装置の使用履歴や設置環境などに応じて放電開始電圧（Ｖｔｈ）が変わった場合には、放電電流（Ｉｓ）の周波数が変化する。そして、これら抵抗負荷電流（Ｉｚｒ）、容量負荷電流（Ｉｚｃ）及び放電電流（Ｉｓ）を含むトータル出力電流（Ｉｏ）が、帯電ローラ１２に流れる。
【００２９】
発明者らは、トータル出力電流（Ｉｏ）を形成する電流のうち放電電流（Ｉｓ）の形成に関し最も寄与している（影響が大きい）であろう周波数（放電電流の仮想周波数）が、交流電圧の振幅と周波数、放電開始電圧によって決まることを実験により確かめた。そこで、本実施形態では、実測電流から放電電流のうち最も電流値が大きい周波数成分の電流を抽出するために、バンドパスフィルタ１０４には放電電流の仮想周波数が中心周波数に設定される。
【００３０】
ただし、放電電流は上記の仮想周波数成分の電流だけによって形成されているわけでなく、他の周波数成分の電流との組み合わせによって形成されている。それらを実測電流から抽出するために、上述のように、バンドパスフィルタ１０２には帯電ローラ１２に印加される交流電圧の周波数を、バンドパスフィルタ１０３，１０５には、放電電流の仮想周波数の２／３倍，４／３倍の周波数を中心周波数に設定する。バンドパスフィルタ１０２に帯電ローラ１２に印加される交流電圧の周波数を設定するのは、帯電ローラ１２に流れる交流電圧の周波数に対応する電流にも放電電流が含まれることがあるからである。そして、バンドパスフィルタ１０３，１０５に放電電流の仮想周波数の２／３倍，４／３倍の周波数を設定するのは、帯電ローラ１２に流れる電流のうち放電電流に対する影響が比較的に大きいためである。また、現像電圧や転写電圧が印加されている場合に、これらに影響を受けやすい放電電流の周波数成分は主に放電電流の仮想周波数Ｆの２／３倍及び４／３倍の周波数である。
【００３１】
図４に、実験から得た放電電流の仮想周波数（図中、設定周波数）の一例を示す。上述したように、放電開始電圧（Ｖｔｈ）は、画像形成装置の使用履歴や設置環境などに応じて変わる。これは、帯電ローラ１２の抵抗値は感光層１ｂ（図１参照）の膜厚によって変わり、感光層１ｂの膜厚は画像形成装置の使用履歴（耐久）や設置環境（温度や湿度）によって変わるからである。そこで、図４には、設置環境（湿度）と使用履歴（帯電電圧印加時間）毎に、それらの変化に応じて変わる放電開始電圧（Ｖｔｈ）と、感光ドラム１を均一に帯電可能な放電電流を生じさせる交流電圧のピーク振幅（Ｖｏ）とにより決まる仮想周波数を示している。本実施形態の場合、この実験結果から得られた放電電流の仮想周波数の平均値（ここでは４７４８Ｈｚ）が、バンドパスフィルタ１０４の中心周波数に設定される。
【００３２】
また、帯電ローラ１２に印加される交流電圧の振幅（電圧振幅と記す）と、帯電ローラ１２に流れるトータル出力電流（Ｉｏ）の出力電流量との関係を図５に示す。図５において、縦軸は出力電流量を表し、横軸は電圧振幅を表す。図５から理解できるように、電圧振幅が所定値（Ｖｓ）以下の場合は、電圧振幅と出力電流量はほぼ比例して増える。これは、図３に示した抵抗負荷電流（Ｉｚｒ）と容量負荷電流（Ｉｚｃ）は電圧振幅に比例して電流量が増すが、電圧値が小さいと放電現象が発生せず、放電電流（Ｉｓ）が流れないためである。他方、電圧振幅が所定値（Ｖｓ）より大きい場合には、放電現象が発生し放電電流（Ｉｓ）が流れる。そのため、トータル出力電流（Ｉｏ）は、抵抗負荷電流（Ｉｚｒ）と容量負荷電流（Ｉｚｃ）に加えて放電電流（Ｉｓ）分だけ多く流れる。
【００３３】
さらに、帯電ローラ１２に印加されるトータル出力電流（Ｉｏ）のピーク値（Ｉｐ）と、放電電流（Ｉｓ）の電流量（放電電流量）の関係を図６に示す。図６において、縦軸は放電電流量を表し、横軸はピーク値（ピーク電流量）を表す。図６に示した帯電ローラ１２の使用初期の特性と一定期間使用後の特性とを比較して理解できるように、一定期間使用後の帯電ローラ１２は、使用初期に比べて放電電流が流れ始める放電開始電流値が小さい。また、同じピーク値（Ｉｐ）であっても、使用初期に比べると、放電電流量がＩｓ０からＩｓ１に増える。これは、トナーによる汚れや感光ドラム１の膜厚変化等によってインピーダンスが変化するからである。
【００３４】
図７は、画像形成した記録材の積算枚数と、放電電流（Ｉｓ）の電流量（放電電流量）及び単位枚数当たりの感光ドラム１の削れ量との関係を示す。図７において、縦軸は放電電流量と１０００枚あたりの感光ドラム１の削れ量を表し、横軸は積算枚数を表す。
【００３５】
帯電ローラ１２に流れる電流を一定に保つ定電流制御のように、トータル出力電流（Ｉｏ）のピーク値（Ｉｐ）が一定に制御される場合、図７に示すように、放電電流量は使用初期の放電電流量Ｉｓ０から積算枚数が多くなるにつれＩｓ１に増える。そして、感光ドラム１の削れ量は、放電電流量の増加に比例して多くなる。そのため、従来の定電流制御の場合、積算枚数が多くなるに従い感光ドラム１の削れ量が加速的に増え、感光ドラム１の寿命が短くなりやすい。この点に鑑み、本実施形態においては感光ドラム１の削れ量を低減させるため、放電電流を直接制御できるようにしている。
【００３６】
＜制御部＞
図２に戻り、制御手段としての制御部１００は例えばＣＰＵ等であり、メモリ１０１を有する。記憶手段としてのメモリ１０１はＲＯＭやＲＡＭあるいはハードディスクなどであり、本画像形成装置を制御するための各種制御プログラムやデータ等が格納される。メモリ１０１には上述した放電電流の仮想周波数、感光ドラム１を所望の電位に一律に帯電可能な目標放電電流量（閾値）を示す環境テーブル（不図示）、後述する係数「Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｃ」（後述の式１参照）などが記憶されている。また、メモリ１０１は、各種制御プログラムの実行に伴う演算処理結果などを一時的に記憶することもできる。
【００３７】
制御部１００は、メモリ１０１に記憶された画像形成プログラムに基づき画像形成ジョブを実行して、画像形成を行うよう画像形成装置を動作させる。その際に、制御部１００は、帯電電源１８を制御して帯電ローラ１２に流れる交流電流の総電流量を調整しながら、感光ドラム１の帯電を行う「定電流制御」を実行する。本実施形態の場合、制御部１００は、帯電ローラ１２への所定の交流電圧（若しくは重畳電圧）の印加に応じて、電流抽出回路２００から放電電流を形成する複数の周波数成分の電流値を取得する。そして、電流抽出回路２００から取得した電流値を用いて求められる放電電流の電流量に基づき、画像形成時に帯電ローラ１２に印加する交流電圧を調整して放電電流を直接制御する。
【００３８】
＜画像形成処理＞
画像形成ジョブの実行時に、帯電ローラ１２に帯電電源１８から所定の重畳電圧が印加された場合に行われる調整制御（調整モード）について、図１及び図２を参照しながら図８を用いて説明する。図８は、画像形成処理を示すフローチャートである。
【００３９】
画像形成ジョブとは、記録材に画像形成する画像形成信号（プリント信号）に基づいて、画像形成動作を開始してから画像形成動作が完了するまでの一連の動作のことである。即ち、画像形成を行うにあたり必要となる予備動作（所謂、前回転動作）を開始してから、画像形成工程を経て、画像形成を終了するにあたり必要となる予備動作（所謂、後回転動作）が完了するまでの一連の動作のことである。具体的には、画像形成信号を受けた後の前回転時（画像形成前の準備動作）から、後回転（画像形成後の動作）までのことを指し、画像形成期間、紙間を含む。
【００４０】
非画像形成時とは、例えば、前回転時、紙間、後回転時などである。前回転時とは、画像形成信号を受けて感光ドラム１の回転を開始してから感光ドラム１に露光が開始されるまでの期間で、この期間で、現像電圧及び転写電圧を除いて帯電電圧などの各種電圧の印加の開始などの動作が行われる。また、紙間とは、記録材に対応した画像領域と画像領域との間の期間であり、この紙間時に各種調整作業を行う場合には、適宜、紙間の期間を延ばす場合もある。後回転時とは、画像形成ジョブの最後の画像形成が終了してから、継続して回転する感光ドラムの回転が停止するまでの期間で、この期間で、例えば、現像電圧及び転写電圧を除いて帯電電圧などの各種電圧の停止などの動作が行われる。現像電圧及び転写電圧は、画像形成期間に画像形成タイミングにあわせて適時に印加開始と印加停止とが行われる。
【００４１】
図８に示すように、制御部１００は、不図示の駆動手段（モータ等）を駆動して感光ドラム１を所定の回転速度（プロセススピード）で空回転させる（Ｓ１）。制御部１００は、前露光装置２５を制御して感光ドラム１を除電露光する（Ｓ２）。その後、制御部１００は、帯電電源１８を制御して帯電ローラ１２に重畳電圧を印加する（Ｓ３）。こうして、帯電ローラ１２に重畳電圧を印加する前に感光ドラム１を前露光装置２５によって除電しておけば、その後の重畳電圧の印加に伴う帯電ローラ１２に流れる電流（放電電流を含む）の実測を正しく行い得る。上記したＳ１〜Ｓ３の処理は、前回転時に行われる。
【００４２】
制御部１００は、帯電ローラ１２に重畳電圧を印加した状態で、現像電源１９や転写電源２０による各種電圧の印加開始前に、画像形成時に帯電ローラ１２に印加する交流電圧を調整する調整制御（調整モード）を実行可能である。具体的に、調整制御では、まず帯電ローラ１２に流れる放電電流の近似値（近似放電電流量と呼ぶ）が求められ、それから近似放電電流量と目標放電電流量（閾値）とが比較される（Ｓ４）。目標放電電流量は感光ドラム１を所望の電位に一律に帯電するのに必要な放電電流の電流量であり、画像形成装置の使用履歴や設置環境などに応じて、予め実験等によって得られた値が環境テーブル（不図示）に定められている。言い換えれば、目標放電電流量に相当する放電電流量が帯電ローラ１２に流れれば、感光ドラム１は所定の表面電位に帯電される。制御部１００は近似放電電流量との比較前に、不図示の環境テーブルより目標放電電流量を取得する。
【００４３】
近似放電電流量について詳しく説明する。制御部１００は、平滑回路１０６〜１０９から取得した抽出電流のピーク値に基づいて近似放電電流量を演算によって求める。本実施形態の場合、近似放電電流量（Ｈ）は以下に示す式１に従って演算される。式１に示すように、近似放電電流量（Ｈ）は抽出電流のピーク値を加算（線形和）して求められ、これは帯電ローラ１２に実際に流れる放電電流の電流量（実放電電流量と呼ぶ）を近似する。
【００４４】
Ｈ＝Ｋ１×Ｖ１＋Ｋ２×Ｖ２＋Ｋ３×Ｖ３＋Ｋ４×Ｖ４＋Ｃ・・・（式１）
【００４５】
式１の「Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４」は、平滑回路１０６〜１０９により検出された周波数帯域毎の抽出電流のピーク値である。式１の「Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｃ」は重み付け係数であり、本実施形態の場合、実験等により得られた値が予めメモリ１０１に記憶されている（後述する図９参照）。係数「Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｃ」によって、バンドパスフィルタ１０２〜１０５の周波数帯域毎に電流値の重み付けが行われることで、帯電ローラ１２に流れる実放電電流量を近似できる。そうなるように、係数はバンドパスフィルタ毎に予め決められている。本実施形態の場合、係数「Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｃ」は、例えば「−０．１，２．３，０．３，−０．２，−７．１」（通常モードの場合、図９参照）である。
【００４６】
上記の係数「Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｃ」は、後述するように、帯電ローラ１２に交流電圧のみを印加する場合に用いる交流時係数と、帯電ローラ１２に重畳電圧を印加する場合に用いる重畳時係数とが予め記憶されている（図９参照）。そのため、重畳電圧の印加時には重畳時係数が用いられて近似放電電流量が求められる。
【００４７】
図９に、上述した近似放電電流量を求める際に用いられる交流時係数及び重畳時係数を示す。ただし、図９では交流時係数を直流電圧「０」として示している。図９に示すように、交流時係数及び重畳時係数は、感光ドラム１の回転速度（プロセススピード）、ここでは通常、低速、高速の３つのモード毎に記憶されている。また、重畳時係数は、直流電圧の電圧値毎（−４００Ｖ，−５００Ｖ，−６００Ｖ）に記憶されている。
【００４８】
図１０（Ａ）に、図３に示した抵抗負荷電流（Ｉｚｒ）と容量負荷電流（Ｉｚｃ）とを含むが、放電電流（Ｉｓ）を含んでいない電流波形を示す。図１０（Ｂ）に、抵抗負荷電流（Ｉｚｒ）と容量負荷電流（Ｉｚｃ）と放電電流（Ｉｓ）とを含む電流波形を示す。そして、図１０（Ａ）に示した電流波形（放電電流なし）の周波数スペクトルを図１１（Ａ）に示し、図１０（Ｂ）に示した電流波形（放電電流あり）の周波数スペクトルを図１１（Ｂ）に示した。
【００４９】
電流検出回路６４により検出された実測電流の電流波形が、図１０（Ｂ）に示すような電流波形（放電電流あり）である場合、放電電流（Ｉｓ）を検出するには、実測電流から抵抗負荷電流（Ｉｚｒ）と容量負荷電流（Ｉｚｃ）とを分離しなくてはならない。そのため、従来では、図１０（Ａ）に示すような正弦波の疑似波形を生成し、疑似波形と実測電流との差分をとることにより放電電流を抽出している。しかし、既に述べたように、疑似電流を生成し放電電流を検出する方法は回路構成が複雑でありまた高価であるので、より簡易な構成で放電電流を検出できるのが望ましい。
【００５０】
本実施形態では、上述したように、電流抽出回路２００を用いて実測電流から抽出される所定の周波数帯域の電流（抽出電流）のピーク値を検出し、これを線形和することにより近似的に放電電流量を求めることができる。即ち、図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）とを比較すると、これらの電流の差分は主に放電電流の仮想周波数Ｆの２／３倍の周波数以降に表れることが理解できる。特に、放電電流の仮想周波数Ｆで顕著である。
【００５１】
本実施形態の場合、放電電流量を近似するべく、放電電流の仮想周波数Ｆ、放電電流の仮想周波数Ｆの２／３倍及び４／３倍の周波数が中心周波数に設定されたバンドパスフィルタを用い、放電電流を含み得る周波数帯域の電流を抽出できるようにした。そして、各周波数帯域の電流の放電電流に対する寄与度に応じた係数「Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｃ」（図９参照）により、検出した各周波数帯域の電流のピーク値を調整することで、実放電電流量に良く合致する近似放電電流量を求めることができる。これによれば、電流検出回路６４に、プラス側の電流しか検出できないあるいは電流波形に歪みが生じやすい安価な回路を用いた場合でも、実放電電流量に近似する近似放電電流量を得ることができる。
【００５２】
図８に戻って、制御部１００は近似放電電流量が目標放電電流量（閾値）よりも大きいと判定した場合（Ｓ４のＮＯ）、制御値を変更する（Ｓ１１）。制御部１００は、近似放電電流量と目標放電電流量との差分が小さくなるように、帯電電源１８に印加させる交流電圧を補正する電圧設定補正量を求める。そして、制御部１００は、近似放電電流量と目標放電電流量との差分が小さくなる交流電圧を帯電ローラ１２に印加するため、電圧設定補正量により補正した電圧設定信号（制御値）を帯電電源１８に対し出力する。制御部１００は近似放電電流量が目標放電電流量（閾値）以下になるまで（Ｓ４のＹＥＳ）、上記した処理を繰り返す。
【００５３】
制御部１００は、近似放電電流量が目標放電電流量（閾値）以下であると判定すると（Ｓ４のＹＥＳ）、現像電源１９を制御して現像スリーブ３に対する現像電圧の印加を開始する（Ｓ５）。また、制御部１００は、転写電源２０を制御して転写ローラ１５に対する転写電圧の印加を開始する（Ｓ６）。そして、制御部１００は１枚の記録材Ｓに対する画像形成を終了する毎に、現像電圧の印加を停止し（Ｓ７）、転写電圧の印加を停止する（Ｓ８）。
【００５４】
それから、制御部１００は、画像形成対象として引き続き画像形成する記録材Ｓがあるか否かを判定する（Ｓ９）。引き続き画像形成する記録材Ｓがあると判定した場合（Ｓ９のＹＥＳ）、制御部１００は上記したＳ４の処理に戻り、上述したＳ４〜Ｓ９，Ｓ１１の処理を行う。即ち、連続画像形成時には、現像電圧及び転写電圧の印加が停止された際に上述の調整制御（Ｓ４参照）が行われる。他方、引き続き画像形成する記録材Ｓがないと判定した場合（Ｓ９のＮＯ）、制御部１００は後回転処理を行って（Ｓ１０）、本画像形成処理を終了する。後回転処理として、制御部１００は、帯電電源１８を制御して帯電ローラ１２への重畳電圧の印加を停止する、前露光装置２５を制御して前露光を停止する、不図示の駆動手段（モータ等）を駆動して感光ドラム１の回転を停止する等の処理を行う。
【００５５】
上述した調整制御（Ｓ４参照）の制御タイミングについて、場合を分けて説明する。まず、記録材Ｓに対し１枚単位に画像形成する画像形成信号が入力された場合について図１２を用いて説明する。その次に、複数枚（ここでは２枚）の記録材Ｓに対し連続して画像形成する画像形成信号が入力された場合について図１３を用いて説明する。
【００５６】
１枚単位に画像形成する画像形成信号が入力された場合、図１２に示すように、感光ドラム１が回転され前露光が開始される（時刻ｔ１，ｔ２）。帯電ローラ１２に対し重畳電圧が印加されてから、現像スリーブ３に対し現像電圧が印加されるまでの間（時刻ｔ３〜ｔ４）に、上述した調整制御（図８のＳ４参照）が実行される。転写ローラ１５に対する転写電圧の印加開始は（時刻ｔ６）、現像電圧の印加の停止後に行われている（時刻ｔ５）。即ち、重畳電圧の印加後、現像電圧や転写電圧が印加される前に調整制御が行われる。本実施形態の場合、画像形成信号の入力後、帯電電圧が印加されてから１ｍｓ以内に調整制御を行い得る。そして、現像電圧や転写電圧が印加される前であれば、帯電ローラ１２に流れる放電電流を含む電流が現像電圧や転写電圧の印加に伴う影響を受けていない状態で、調整制御を行うことができる。その後、１枚の記録材Ｓに対する画像形成が終了すると、後回転動作として重畳電圧の印加停止、前露光の停止、感光ドラム１の回転停止が順次に実行される（時刻ｔ７〜ｔ８）。
【００５７】
他方、連続して画像形成する画像形成信号が入力された場合、図１３に示すように、時刻ｔ１〜時刻ｔ７までの処理に関しては、上述した１枚単位に画像形成する画像形成信号が入力された場合と同様である。即ち、連続して画像形成する画像形成信号が入力された場合でも、重畳電圧の印加開始から現像電圧や転写電圧が印加されるまで（時刻ｔ３〜ｔ４）に調整制御を行い得る。
【００５８】
そして、１枚目の記録材Ｓに対する画像形成が終了すると（時刻ｔ７）、引き続き２枚目の記録材Ｓに対する画像形成を行うが、この際に、１枚目と２枚目の記録材Ｓの紙間で（時刻ｔ７〜ｔ１０）、上述した調整制御（図８のＳ４参照）が実行される。紙間は、引き続き感光ドラム１が回転され、また前露光が行われており且つ重畳電圧が印加された状態であるが、現像電圧及び転写電圧が印加されていない状態である。即ち、この場合には、２枚目の記録材Ｓに対する画像形成のために、再度の現像電圧や転写電圧の印加前に（時刻ｔ１０）、調整制御が行われる。これにより、帯電ローラ１２に流れる放電電流を含む電流が現像電圧や転写電圧の印加に伴う影響を受けていない状態で、調整制御を行うことができる。そして、２枚の記録材Ｓに対する画像形成が終了すると、後回転動作として重畳電圧の印加停止、前露光の停止、感光ドラム１の回転停止が順次に実行される（時刻ｔ１１〜ｔ８）。
【００５９】
なお、ここでは２枚の記録材Ｓに対し連続して画像形成する画像形成信号が入力された場合を示した。従って、例えば５枚の記録材Ｓに対し連続して画像形成する画像形成信号が入力された場合には、現像電圧の１回目の印加開始から感光ドラム１の回転停止までの間に（時刻ｔ４〜ｔ８）、現像電圧及び転写電圧の印加開始と印加停止が５回繰り返される。あるいは、１０枚の記録材Ｓに対し連続して画像形成する画像形成信号が入力された場合には、時刻ｔ４〜ｔ８間で現像電圧及び転写電圧の印加開始と印加停止が１０回繰り返される。これらの場合も、紙間で調整制御が行われ得る。
【００６０】
なお、近似放電電流量の精度を増すため、電流を実測する回数を複数回とし、各回毎に求めた近似放電電流量の平均値を目標放電電流量と比較するようにしてもよい。こうした近似放電電流量の平均値化を行っても、それにかかる時間は１０ｍｓ程度であるので、十分に上述した調整制御を行い得る。
【００６１】
本実施形態の場合、現像電圧や転写電圧の印加に伴う放電電流への影響を低減するので、従来は３０μＡ程度であった実放電電流量との誤差を１０μＡ程度に抑えることができる。また、従来のように現像電圧や転写電圧の印加有無に関わらずに調整制御を行う場合には、Ａ４サイズで最初の１分間は８０枚、２分間で１５７枚、３分間で２３０枚と生産性がおちていた。これに対し、本実施形態の場合には、Ａ４サイズで最初の１分間は８０枚、２分間で１６０枚、３分間で２４０枚の記録材に対し画像形成することができた。つまり、生産性がおちなかった。また、１０００枚の記録材Ｓに画像形成しても、画像不良が生じなかった。
【００６２】
以上のように、本実施形態では、画像形成装置の使用履歴や設置環境で変化する放電電流量を適正な値に制御するための定電流制御を、バンドパスフィルタを用いた簡易な構成によって実現することができる。また、重畳電圧の印加後、現像電圧や転写電圧が印加される前に上述した調整制御を行うようにした。この際に、現像電圧や転写電圧の印加に伴う影響を受けていない状態で近似放電電流量を求めることから、帯電ローラ１２に実際に流れる実放電電流量をより反映した近似放電電流量を得ることができる。これにより、画像形成時に帯電部材に印加する交流電圧の調整を適切に行うことができるようになる。
【００６３】
［第二実施形態］
ところで、バンドパスフィルタ１０２〜１０５に設定する中心周波数は、上記した仮想周波数を基準とした周波数に限られない。例えば、帯電ローラ１２に印加する交流電圧の周波数を基準に整数の所定倍（例えば１次〜４次）の周波数が設定されてもよい。具体的に、バンドパスフィルタ１０２には、帯電ローラ１２に印加する交流電圧の周波数と同一の周波数が中心周波数に設定される。そして、バンドパスフィルタ１０２に設定される中心周波数を１次周波数として、バンドパスフィルタ１０３〜１０５にはそれぞれ、１次周波数の２倍、３倍、４倍の２次、３次、４次の周波数が中心周波数に設定される。ただし、その場合、近似放電電流量を演算する際に用いる係数「Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｃ」は（式１参照）、第一実施形態の場合と異なっていてよい。
【００６４】
図１４（Ａ）に放電電流が生じていない場合の周波数スペクトルを示し、図１４（Ｂ）に放電電流が生じている場合の周波数スペクトルを示した。図１４（Ａ）と図１４（Ｂ）とを比較して理解できるように、これらの電流の差分は主に２次以降の高調波電流として表れている。特に、放電電流が生じている場合には、放電電流が生じていない場合に見られなかった３次の高調波電流が流れる。そして、３次の高調波電流に隣接する２次及び４次の高調波電流が３次の高調波電流に影響を及ぼし得る。そのため、バンドパスフィルタ１０２〜１０５のうちいずれか１つは３次の高調波電流を抽出するように、残りのバンドパスフィルタは少なくとも２次と４次の高調波電流を抽出するように設定される。
【００６５】
本実施形態の場合、放電電流を求めるべく、帯電ローラ１２に印加する交流電圧の周波数を基準とした１次〜４次の周波数が中心周波数に設定されたバンドパスフィルタを用いる。こうして、放電電流を含み得る周波数帯域の電流、即ち帯電ローラ１２に印加する交流電圧と同一周波数の電流及びその高調波電流を抽出できるようにした。そして、これらの各電流の放電電流に対する寄与度に応じた係数「Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｃ」（式１参照）により、各電流のピーク値を調整することで、実放電電流量に良く合致する近似放電電流量を求めることができる。係数「Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｃ」は、実験的に求めることができる。これによれば、実放電電流に近似する近似放電電流が、上述した第一実施形態に比較してより簡単に得られる。
【００６６】
なお、上述した図９に示すように、係数「Ｋ１」は重畳時係数で「０」であり、交流時係数で「−０．１」である。これは、バンドパスフィルタ１０２により抽出される電流は他に比べると、放電電流が含まれていないあるいは含まれていても誤差程度であるために、放電電流よりも電流値が極めて大きい周波数の電流値を除去することを示している。そうであるならば、電流抽出回路２００は、帯電ローラ１２に印加される交流電圧の周波数と同一周波数が中心周波数に設定されるバンドパスフィルタ１０２及び平滑回路１０６を有していなくてもよい。即ち、電流抽出回路２００は、実測電流から放電電流の仮想周波数を基準に、放電電流の仮想周波数の２／３倍及び４／３倍の周波数に設定される３つのバンドパスフィルタを少なくとも有していればよい。あるいは、帯電ローラ１２に印加した交流電圧の周波数の３次の周波数を基準に、２次及び４次の周波数に設定される３つのバンドパスフィルタを少なくとも有していればよい。こうすることによっても、係数「Ｋ１」を「０」にするのと同様に、放電電流よりも電流値が極めて大きい周波数の電流値を除去できる。
【００６７】
［第三実施形態］
上述した実施形態では、複数のバンドパスフィルタ１０２〜１０５と複数の平滑回路１０６〜１０９を組み合わせた電流抽出回路２００を用いたが（図２参照）、これに限られない。電流抽出回路２００は、例えば１つのバンドストップフィルタに１つの平滑回路を組み合わせた回路であってもよい。図１５に、そうした構成の第三実施形態の電圧制御系を示す。
【００６８】
図１５に示す電圧制御系は、図２に示した電圧制御系と比較して理解できるように、複数のバンドパスフィルタの代わりに１つのバンドストップフィルタ３００を用い、これに１つの平滑回路３０１を組み合わせた点が異なるだけで、その他の構成は同じである。そこで、同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００６９】
バンドストップフィルタ３００は、帯電ローラ１２に印加する交流電圧の周波数を阻止帯域とする。即ち、バンドストップフィルタ３００は、実測電流から帯電ローラ１２に印加される交流電圧の周波数の電流を除去する。バンドストップフィルタ３００は、図１６（Ａ）に示すように実測電流が比較的に歪みの小さい波形である場合、言い換えれば放電電流が比較的に小さい場合に用いるのが好ましい。そして、バンドストップフィルタ３００により抽出される阻止帯域以外の抽出電流の波形を示すと、図１６（Ｂ）に示すようになる。平滑回路３０１は、バンドストップフィルタ３００により抽出された抽出電流のピーク値を検出する。この場合のピーク値は、放電電流量を近似する出力である。つまり、バンドストップフィルタ３００を用いる場合には、実放電電流量に近似する適切な近似放電電流量を演算により求めなくてよい。そして、平滑回路３０１により検出されるピーク値つまりは近似放電電流量と目標放電電流量との差分が小さくなるように、帯電電源１８により印加される交流電圧の制御が行われる（図８のＳ４参照）。即ち、近似放電電流量が目標放電電流量よりも大きい場合に、その時に印加された交流電圧のピーク間電圧よりも高いピーク間電圧が、画像形成時に印加させる交流電圧のピーク間電圧とされる。
【００７０】
なお、バンドストップフィルタの代わりにハイパスフィルタを用いてもよい。ハイパスフィルタは、帯電ローラ１２に印加する交流電圧の周波数よりも高い周波数成分を通過させる帯域であればよい。ただし、ハイパスフィルタを用いると、放電電流が小さいような場合にバンドストップフィルタに比較して放電電流量を検出し難い。それ故、バンドストップフィルタを用いるのが好ましい。
【００７１】
［他の実施形態］
なお、上述した各実施形態では、重畳電圧の印加時に調整制御を行うようにしたがこれに限らず、調整制御は前処理時あるいは後処理時に帯電ローラ１２に交流電圧のみを印加した状態で実行されてもよい。ただし、その場合、近似放電電流量を求める際に、図９に示した交流時係数を用いることは既に述べた通りである。
【００７２】
なお、上述した各実施形態では、近似放電電流量を電流抽出回路２００の出力値の線形和によって求めたがこれに限られず、他の演算方法によって求めてもよい。ただし、その場合には、近似放電電流量を演算する際に用いられる係数が各演算方法に応じて異なり得る。
【００７３】
なお、上述した実施形態では、搬送ガイド２１に搬送される記録材Ｓに感光ドラム１から直接転写する方法を説明したが、これに限らない。例えば、搬送ガイド２１の代わりに中間転写体を設けておき、複数の感光ドラム１から中間転写体に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材Ｓに各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置においても、本発明を適用できる。即ち、画像形成装置はタンデム型／１ドラム型の区別無く、また静電像形成方式、現像方式、転写方式、定着方式の区別無く実施できる。そのような画像形成装置としては、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機などが挙げられる。
【符号の説明】
【００７４】
１…感光体（感光ドラム）、３…現像剤担持体（現像スリーブ）、１２…帯電部材（帯電ローラ）、１４…現像装置、１５…転写部材（転写ローラ）、１８…帯電電源、１９…現像電源、２０…転写電源、２５…除電手段（前露光装置）、６４…検出手段（電流検出回路）、１００…調整手段（制御部）、１０２〜１０５…バンドパスフィルタ、１０６〜１０９（３０１）…平滑回路、２００…検出手段（電流抽出回路）、３００…バンドストップフィルタ、Ｓ…像担持体（記録材）
【図１】
2017203811.tif 000003
【図２】
2017203811.tif 000004
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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