JP2006071802A - 画像形成装置及びその印加電圧設定方法 - Google Patents

Abstract

【解決課題】 帯電部における像担持体への帯電のための帯電電圧を常に安定させることができ、特に、帯電電圧の低下による、「カブリ」を防止することで、画質を向上する。
【解決手段】 確実に「カブリ」が生じ得る帯電ロール５６への印加電圧として第１の基準電圧を設定し、徐々に「カブリ」が解消する方向（電圧の絶対値を下げる方向）に段階的に「カブリ」が絶対起き得ない印加電圧までシフトしていきながら、それぞれの段階の非画像部の濃度を検出し、この濃度と第１の基準電圧時の濃度との差が、予め設定した「カブリ」濃度しきい値を超えた時点の印加電圧を第２の基準電圧として設定し、現在の環境に基づいて、補正することで、現在の環境に適した印加電圧を設定することができる。従って、環境変化と経時変化との双方を考慮した、最適な帯電ロール５６の印加電圧を得ることができる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に係り、特に像担持体に表面に対して近接される帯電部材へ所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表示を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置及びその印加電圧設定方法に関するものである。

従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムを中心として、この感光体ドラムの周面に対向するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置されている。

すなわち、帯電部へ所定の電圧を印加することによって感光体ドラムの表面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において例えば、中間転写体等へトナー像を転写した後、記録用紙へ画像を転写する。

画像が転写された記録用紙は、排出口までの搬送中に定着部において定着処理されるようになっている。

ここで、帯電部に適用される帯電部材（例えば、帯電ロール等）が周囲の環境状態（温度及び湿度）に影響され易いことに起因して、帯電部へ印加する所定の電圧による感光体ドラムの帯電電圧が変動し、画質に悪影響を及ぼすことがある。特に、帯電電圧が低いと、「カブリ」を生じ易くなる。

このため、帯電部の近傍に温度センサを配設し、帯電部（特に、帯電部材）の温度を検出し、この検出結果に基づいて印加電圧を制御することが提案されている（特許文献１参照）。

しかし、この特許文献１では、帯電部材の使用頻度によって温度と適正電圧との相関関係が変化するため、帯電部材の経時的な劣化には対応できない。また、温度センサを帯電部材の近傍に専用に設ける必要があり、部品点数の増加を招く。

また、帯電電圧の低下に伴う画像の「カブリ」の対策として、帯電部へ２種類のバイアスを印加し、それぞれの場合の感光体ドラムの表面のカブリ濃度を測定し、両者の比に対応した電圧を帯電電圧として印加することが提案されている（特許文献２参照）。

さらに、特に、低温環境において、帯電部材等の経時劣化と抵抗変化との相関関係に着目し、温度センサが低温状態を検出した場債に、印加する電圧の下限を引き上げることで、「カブリ」を防止することが提案されている（特許文献３参照）。
特開平７−１６８４２０号公報 特開平１１−９５５２９号公報 特開２００３−１８６２８５公報

しかしながら、上記特許文献２及び特許文献３において、長寿命化、省エネルギー化を考えた場合、感光体ドラムの表面電位、現像バイアスの値が狭い範囲となり、前記特許文献２の２種類のバイアス印加時のカブリ濃度の相関関係や、特許文献３の帯電部材等の経時劣化と抵抗変化との相関関係がリニアな関係にならず、最適な帯電電圧を得ることができない。

なお、特許文献３において、上記問題点は、帯電部における感光体ドラム表面の帯電のための印加電圧として、高寿命化が図れる直流電圧（以下、ＤＣ帯電という）を適用した場合に顕著であり、ＤＣ帯電の場合は、さらに、最適な帯電電圧が、現像コントラストとクリーニング電圧のバランスにより、各環境状態で異なる。このため、「カブリ」を解消したとしても、二成分現像剤を用いた場合のキャリア飛散の発生は抑制できない。

このように、ＤＣ帯電は高寿命化が図れるが、環境状態（温度、湿度）に対して、感光体ドラムの帯電量が不安定となる。

なお、直流電圧に交流電圧を重畳させた場合は、感光体ドラムの帯電量が環境状態の変化に左右されにくい反面、構成が複雑であり、寿命も短いため、コスト重視の画像形成装置には適用しにくい。

本発明は上記事実を考慮し、帯電部における像担持体への帯電のための帯電電圧を常に安定させることができ、特に、帯電電圧の低下による、「カブリ」を防止することで、画質を向上することができる画像形成装置及びその帯電電圧設定方法を得ることが目的である。

（１） 第１の発明は、像担持体に表面に対して近接される帯電部材へ、直流の所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表示を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置であって、前記帯電部材へ印加する電圧を調整する帯電電圧調整手段と、前記画像形成エンジン近傍の温度又は湿度の少なくとも一方を含む環境状態を検出する環境検出手段と、前記環境検出手段による検出結果に基づいて、前記帯電部材へ印加する初期設定電圧としての第１の基準電圧を設定する第１の基準電圧設定手段と、前記帯電電圧調整手段を制御して、前記第１の基準電圧設定手段で設定された第１の基準電圧を、前記像担持体の表面の濃度が高くなる方向へ変更する印加電圧変更制御手段と、前記印加電圧変更制御手段により変更されていく印加電圧での帯電による前記像担持体又は中間転写体の表面の濃度を検出する濃度センサと、前記濃度センサの検出によるそれぞれの印加電圧での濃度値と、前記第１の基準電圧設定時の濃度値との差が予め設定したしきい値を超えた時点の印加電圧を、実際の画像形成時の適用印加電圧である第２の基準電圧として設定すると共に、前記環境検出手段の検出結果に基づいて、最終的に前記帯電部材へ印加する前記所定の電圧を設定する印加電圧設定手段と、を有している。

第１の発明によれば、第１の基準電圧設定手段では、環境検出手段による検出結果に基づいて、前記帯電部材へ印加する初期設定電圧としての第１の基準電圧を設定する。

印加電圧変更制御手段では、帯電電圧調整手段を制御して、前記第１の基準電圧設定手段で設定された第１の基準電圧を、前記像担持体の表面の濃度が高くなる方向へ変更する。

印加電圧設定手段では、濃度センサを用いて、第１の基準電圧を含み、変更時の印加電圧での帯電による像担持体又は中間転写体の表面の濃度を検出し、第１の基準電圧設定時の濃度値と、変更後の印加電圧の濃度値との差をしきい値と比較し、当該差がしきい値を超えた時点に対応する印加電圧を抽出する。この抽出された印加電圧を第２の基準電圧として設定する。

さらに印加電圧設定手段では、上記第２の基準電圧を、環境検出手段の検出結果に基づいて、最終的に前記帯電部材へ印加する前記所定の電圧を設定する。

上記のように、濃度センサと、環境検出手段とを併用し、経時変化する帯電電圧と濃度との相関関係に則した帯電部への印加電圧を設定することができるため、どのような環境下であっても、最適な帯電部の印加電圧を設定することができる。

また、上記第１の発明において、前記印加電圧設定手段による前記所定の電圧の設定を、装置電源オン時、或いは装置電源オン状態での待機モードからの復帰時に実行することを特徴としている。

上記印加電圧設定手段による帯電部へ印加する所定の電圧の設定は、画像形成処理以外の時期、すなわち、装置電源オン時、或いは装置電源オン状態での待機モードからの復帰時に実行する。

特に装置電源オフや待機モード時は、環境温度が変化し易いため、このようなときからの立ち上げ時に印加電圧設定手段による所定の電圧の設定を実行することで、いかなる環境下でも「カブリ」を防止することができる。

さらに、第１の発明において、前記印加電圧設定手段による、前記所定の電圧設定時における環境状態を更新記憶する環境状態記憶手段をさらに有し、前記環境状態記憶手段に記憶された環境状態が属する環境領域に対して、現在の環境状態が属する環境領域が逸脱した場合に、前記印加電圧設定手段による前記所定の電圧の設定処理を実行することを特徴としている。

環境状態記憶手段では、印加電圧設定手段による、前記所定の電圧設定時における環境状態を更新記憶し、記憶された環境状態が属する環境領域に対して、現在の環境状態が属する環境領域が逸脱した場合に、前記印加電圧設定手段による前記所定の電圧の設定処理を実行する。

言い換えれば、環境状態の変化度合いが少ない場合には、最適な印加電圧もほとんど変化がないと判断し、印加電圧設定手段の実行をキャンセルし、例えば、ファーストプリントの遅延を回避する。

また、第１の発明において、前記濃度センサが、プロセスコントロールのために予め設置された反射式濃度センサを適用することを特徴としている。

濃度センサを、既存のプロセスコントロールのために設置された反射式濃度センサを適用することで、新規に濃度センサを配設する必要がなく、部品点数を増加を防止することができる。

（２） 第２の発明は、像担持体に表面に対して近接される帯電部材へ、直流の所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表示を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置に用いられ、前記帯電部材へ印加する前記所定の電圧を設定するための印加電圧設定方法であって、温度及び湿度を検出して、前記帯電部材へ印加する初期設定印加電圧としての第１の基準電圧を設定し、この第１の基準電圧の絶対値を段階的に下げていき、当該段階毎の印加電圧での帯電による像担持体又は中間転写体の表面の濃度を検出し、前記第１の基準電圧時の濃度との差が、予め定めたしきい値を超えた時点での印加電圧を第２の基準電圧とし、この第２の基準電圧に対して、温度及び湿度に基づいて予め定めた電圧を加えた電圧を、前記所定の電圧として設定する、ことを特徴としている。

第２の発明によれば、帯電部へ印加する所定の電圧を設定するべく、まず、温度及び湿度を検出する。

次に、前記帯電部材へ印加する初期設定印加電圧としての第１の基準電圧を設定する。この第１の基準電圧は「カブリ」が生じない比較的高い電圧とするのが好ましい。

この第１の基準電圧が設定された後は、当該第１の基準電圧の絶対値を段階的に下げていき、当該段階毎の印加電圧での帯電による像担持体又は中間転写体の表面の濃度を検出する。

この検出結果と、前記第１の基準電圧時の濃度とを、予め定めたしきい値と比較して、当該しきい値を超えた時点での印加電圧を第２の基準電圧として設定する。

これにより、「カブリ」が生じず、かつ逆に二成分現像剤で発生するキャリア飛散が発生しないほぼ最適な印加電圧を得ることができる。

さらに、この第２の基準電圧に対して、温度及び湿度に基づいて予め定めた電圧を加えた電圧を、前記所定の電圧として設定することで、環境状態に応じた最適な印加電圧を所定の電圧として設定することができる。

以上説明した如く本発明によれば、帯電部における像担持体への帯電のための帯電電圧を常に安定させることができ、特に、帯電電圧の低下による、「カブリ」を防止することで、画質を向上することができるという優れた効果を有する。

（画像形成装置の概略構成）
図１には、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０には、エンジン部１２が備えられており、エンジン部１２の下部には、給紙ユニット１４が設けられている。

この給紙ユニット１４は、用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から用紙を送り出す給紙ロール２４と、で構成されており、給紙ロール２４により送り出された用紙は、搬送ロール２６、２８を経て給紙路３０を通過し、後述する転写ロール７４へ搬送される。

この転写ロール７４によってトナー像が用紙に転写され、定着部３２の定着ロール３２Ａで定着された後、切替爪３４の位置選択によって、排出ロール３６又は排出ロール３８により、エンジン部１２の上部に設けられた第１の排出トレイ１６又は第２の排出トレイ１８へ排出される。

ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第１の排出トレイ１６へ用紙が完全に排出される前に、排出ロール３６が逆転し、該用紙が反転路４０へ供給される。そして、搬送ロール４２、４４、４６、４８を経て再び給紙路３０に戻され、用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ２０へ用紙を載置することで、用紙は手差しロール４９から搬送ロール４８を経て給紙路３０へ搬送され、印刷される。

前記定着部３２は、ランプ（例えば、ハロゲンランプ等）の点灯によって定着ロール３２Ａが所定温度に加熱されており、前記トナー像は、この加熱された定着ロール３２Ａによる加熱及び加圧によって用紙にトナー像が定着されるようになっている。言い換えれば、定着部３２は、他の部位に比べて、極めて高温環境であるため、厳重な監視の下、温度制御が行われている。この定着部３２の温度制御については、後述する。

ところで、画像形成装置１０の図１の右側には、各色毎の現像剤（トナーと磁性キャリアからなる）が充填された４個の現像剤カートリッジ６４が配設されている。この現像剤カートリッジ６４は、それぞれ現像剤供給路６５によって、図１の上から順に配列された後述する現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃと接続されており、現像剤カートリッジ６４中の現像剤が現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃへ供給される。

現像剤カートリッジ６４の図１の左側には、露光ユニット６２が配置されており、露光ユニット６２からは、画像信号に応じた４本のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）が、露光ユニット６２の図１の左側に配置された感光体ユニット５０を構成する感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ（以下、総称する場合は、単に「５２」とする）へ向けて発せられ、感光体ドラム５２に潜像を形成するようになっている。

感光体ドラム５２は、図１の上からイエロー（５２Ｙ）、マゼンダ（５２Ｍ）、ブラック（５２Ｋ）、シアン（５２Ｃ）用となっている。

露光ユニット６２は、 Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）（以下総称する場合は、レーザ光Ｌという）を出力する光源部と、レーザ光Ｌに対して変調及び走査を行なう変調処理部と、露光面上の走査速度を補正するｆθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系と、を含んで構成されている。

露光ユニット６２では、光源部から射出された各色のレーザ光Ｌが変調処理部に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ６３により回転しているポリゴンミラー６７により走査（主走査）される。ポリゴンミラー６７により走査された各色のレーザ光Ｌは、ミラー群６９により各色に対応する感光体ドラム５２の配設方向に反射されて各感光体ドラム５２上に結像される。

感光体ユニット５０には、各感光体ドラム５２に対応して、帯電ロール５６及びリフレッシュロール５４が備えられており、それぞれ感光体ドラム５２に接触回転するように設けられている。帯電ロール５６では、感光体ドラム５２を一様に帯電させ、後述する現像器ユニット５８に備えられたマグネットロール８０から飛翔するトナーを感光体ドラム５２の表面に付着させる。一方、リフレッシュロール５４では感光体ドラム５２を放電させ、感光体ドラム５２の表面に付着した残留トナーを取り除き、感光体ドラム５２の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。

ここで、現像器ユニット５８は、それぞれの感光体ユニット５０の図１右下側に配置されており、各感光体ドラム５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）に対応して４つの現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃが縦方向に並べられている。

一方、感光体ユニット５０の図１の左側には、中間転写ユニット６６が配置されており、３つのドラム状の中間転写体６８、７０、７２が備えられている。２つの第１中間転写体６８、７０は、縦方向に上下に並べられており、上部の第１中間転写体６８が、感光体ドラム５２のうち上部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに接触回転し、下部の第１中間転写体７０が、下部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに接触回転するようになっている。また、第２中間転写ドラム７２は、第１中間転写体６８、７０の双方に接触回転するようになっており、この第２中間転写ドラム７２に、前述した転写ロール７４が接触回転する。

したがって、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍから各トナー像が第１中間転写体６８に転写され、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃから各トナー像が第１中間転写体７０にそれぞれ転写される。この第１中間転写体６８、７０に転写された各２色のトナー像が、第２中間転写ドラム７２に転写されて４色となり、この４色のトナー像が転写ロール７４により用紙に転写されることになる。

これらの中間転写体６８、７０、７２の近傍には、それぞれクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８が配置されており、中間転写体６８、７０、７２の表面の残留トナーが掻き落とされる。

（画像形成装置全体の制御系の概略構成）
図２は、エンジン部１２における画像形成のための制御系のブロック図である。

メイン電源管理部２００には、図示しない商用電源が接続されており、ＬＶＰＳ（低電圧電源）及びＨＶＰＳ（高電圧電源）を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。

メインコントローラ２０２には、ユーザインターフェイス２０４が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。

また、このメインコントローラ２０２には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。

画像データが入力されると、メインコントローラ２０２では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部１２に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、ＭＣＵの一部を構成する画像形成処理制御部２０６へ画像データを送出する。

画像形成処理制御部２０６では、入力されたイメージデータに基づいて、画像形成処理制御部２０６と共に、それぞれＭＣＵを構成する光走査系コントロール部２０８、駆動系コントロール部２１０、帯電器コントロール部２１２、現像装置コントロール部２１４、定着部コントロール部２１６のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。

画像形成処理制御部２０６には、状態管理部２１８が接続されており、エンジン部１２の稼動状態（例えば、処理モード中、スリープモード中、スリープモードからの立ち上げ中、処理中等）を判別するようになっている。状態管理部２１８で判別した前記稼動状態は、メインコントローラ２０２へ送出されるようになっている。

また、前記メイン電源管理部２００には、電源投入監視センサ２２０が接続され、この電源投入監視センサ２２０によって電源の投入時を検出し、その電源投入時情報を状態管理部２１８を介してメインコントローラ２０２へ送出するようになっている。

さらに、メインコントローラ２０２には、環境検出手段としての、温度センサ２２１、湿度センサ２２２が接続されている。この温度センサ２２１、湿度センサ２２２では、エンジン部１Ａ内の環境温度・湿度を検出する。

また、メインコントローラ２０２には、プロセスコントロール（濃度補正）を行うために必須の濃度センサ２２４が接続されている。この濃度センサ２２４は、その検出面が二次中間転写ドラム７２の周面に対向した配設されている。すなわち、この濃度センサ２２４は、反射型であり、二次中間転写ドラム７２に対して光を照射し、その反射光を検出することで、濃度値に応じた電気信号を出力する構成となっている。

（帯電ロール５６の印加電圧設定制御）
上記構成において、メインコントローラ２０２では、電源投入時及びスリープモードからの立ち上げ時を判別して、帯電器コントロール部２１２において設定する帯電ロール５６の印加電圧の設定制御を実行する。

すなわち、帯電ロール５６の帯電電圧は、環境温度及び湿度、並びに経時的な変化によって変化し、感光体ドラム５２の表面電位に多大な影響を及ぼす。すなわち、帯電電圧が低いと「カブリ」を発生させる原因となり、一方、帯電電圧が高いと二成分現像剤の場合には、キャリア飛散が発生するため、帯電電圧を適正な値にする必要がある。

そこで、本実施の形態では、環境に応じて前記「カブリ」が発生し得る印加電圧（約−１０００〜−８５０Ｖ）をベースとして、その絶対値を徐々に段階的（｜１０Ｖ｜〜｜２０｜Ｖ単位）に下げていき、各段階での二次転写ドラム７２の表面の濃度を濃度センサ２２４で検出すると共に、予め定めた濃度しきい値と比較して、最適な印加電圧を設定するようにしている。

図３には、メインコントローラ２０２における、上記帯電ロール５６の印加電圧設定制御を実行するための機能ブロック図が示されている。

起動判定部２５０には、前記状態管理部２１８（図２参照）からの電源状態やモード状態に関する情報が入力されており、帯電ロール５６の印加電圧設定制御を起動する時期を判定する。

起動判定部２５０において、起動の時期であると判定されると、第１の基準電圧設定部２５２へ起動信号を送出する。

第１の基準電圧設定部２５２には、温度センサ２２１、湿度センサ２２２が接続されており、前記起動信号をトリガとして、温度及び湿度を検出し、第１の基準電圧を設定する。

すなわち、検出した温度、湿度とに基づいて、図４に示す特性図から領域（環境１乃至環境６）を特定し、表１に基づいて、ベースとなる第１の基準電圧を設定する。なお、補正電圧については、後述する。

例えば、図５及び図６に示される如く、第１の基準電圧は、ほぼ−９４０Ｖ程度に設定され、この電圧は、そのときの環境下において、確実に「カブリ」が発生し得る電圧である。

また、第１の基準電圧設定部２５２は、印加電圧指示部２５４と接続されている。

印加電圧指示部２５４では、初期動作として、当該設定された第１の基準電圧を帯電指示部２５６へ送出する。帯電指示部２５６では、入力された印加電圧で帯電ロール５６を帯電させるように、画像形成処理制御部２０６を介して帯電器コントロール部２１６へ帯電指示信号を送出する。

また、印加電圧指示部２５４は、濃度値読取部２５８に接続されており、濃度値読取部２５８では、帯電ロール５６を帯電させて画像形成動作をさせたとき（初期では、第１の基準電圧が印加電圧となる）の二次中間転写ドラム７２の表面の濃度を検出するべく、濃度センサ２２４からの検出信号を読み取る。

読み取った濃度値は、濃度差演算部２６０へ送出されるようになっている。濃度差演算部２６０には、第１の基準電圧時の濃度値を記憶する第１の基準電圧時濃度値メモリ２６２が接続され、第１の基準電圧時に検出した濃度値が記憶されるようになっている。

また、この濃度差演算部２６０では、後述する印加電圧変更部２６４において、印加電圧を変更したときのそれぞれの濃度値と、前記第１の基準電圧時濃度値メモリ２６２に記憶された濃度値との差を演算し、比較部２６６へ送出する。

比較部２６６には、濃度差しきい値メモリ２６８が接続されており、前記演算した濃度差と、予め設定された濃度差しきい値とが比較されるようになっている。

本実施の形態では、図５及び図６に示される如く、非画像部（トナーが付着しない背景部分）の濃度差しきい値を０．１５としている。この０．１５という濃度差しきいちは、「カブリ］が発生する境界である。

比較部２６６には、印加電圧変更部２６４及び第２の基準電圧設定部２７０が接続されている。

印加電圧変更部２６４では、比較部２６６からアクティブ信号が入力すると、前記印加電圧指示部２５４に対して、印加電圧の絶対値を所定値下げるように指示する。本実施の形態では、｜１０Ｖ｜〜｜２０｜Ｖ下げるように指示する。第１の基準電圧を初期値として、段階的に絶対値を｜１０Ｖ｜〜｜２０｜Ｖずつ下げていくことになる。

また、印加電圧変更部２６４では、上記段階的な印加電圧変更が所定の印加電圧（本実施の形態では、−８６０Ｖ程度）を限度としており、この印加電圧の変更が終了すると、第２の基準電圧設定部２７０をアクティブとする。

第２の基準電圧設定部２７０では、各段階の印加電圧に対応する比較部２６６での比較結果データが蓄積・格納されるようになっており、その比較結果データに基づいて、濃度差が濃度差しきい値を超えた時点の印加電圧を抽出して、当該抽出した印加電圧に所定の電圧の絶対値（ここでは、｜６０｜Ｖ）を加算した値を第２の基準電圧として設定する。

すなわち、濃度差が濃度差しきい値を超えたときの印加電圧は、「カブリ」が発生する／しないの境界であり、この境界に属する印加電圧に基づいて所定の電圧の絶対値を加えることで、経時的な変動を加味した適正な「カブリ」防止印加電圧を設定することが可能となる。

前記第２の基準電圧設定部２７０で設定された第２の基準電圧は、帯電ロール印加電圧設定部２７２に送出されるようになっている。この帯電ロール印加電圧設定部２７２には、温度センサ２２１、湿度センサ２２２が接続されており、そのときの温度、湿度に応じて第２の基準電圧が、前記表１に基づいて補正された後、画像形成処理制御部２０６を介して帯電器コントロール部２１６へ送出される。

以下に本実施の形態の作用を説明する。

（画像形成処理の流れ）
各感光体ドラム５２の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成（印字）プロセスが次のように行われる。

まず、各感光体ドラム５２は所定の回転速度（例えば９５ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。

そして、感光体ドラム５２の表面は、図１に示すように、帯電ロール５６に所定の帯電レベル（例えば、約−８００Ｖ）の直流電圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。なお、本実施の形態では、帯電ロール５６に対して直流電圧のみを印加しているが、交流成分を直流成分に重畳するように構成することもできる。

次に、一様な表面電位とされた各感光体ドラム５２の表面に、露光ユニット６２によって各色に対応したレーザ光Ｌが照射され、各色毎の画像情報に応じた静電潜像が形成される。これにより、感光体ドラム５２のレーザ光Ｌによる露光部位の表面電位は所定レベル（例えば、−６０Ｖ以下程度）にまで除電される。

そして、各感光体ドラム５２の表面に形成された静電潜像は対応する各現像器ユニット５８によって現像され、各感光体ドラム５２上に各色のトナー像として可視化される。

次に、各感光体ドラム５２上に形成された各色のトナー像は、対応する一次中間転写ドラム６８、７０上に静電的に一次転写される。ここで、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに形成されたＹ色及びＭ色のトナー像は一次中間転写ドラム６８に、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに形成されたＫ色及びＣ色のトナー像は一次中間転写ドラム７０上に、各々転写される。

この後、一次中間転写ドラム６８、７０上に形成されたトナー像は、二次中間転写ドラム７２上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム７２上には、単色像からＹ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色の四重色像までのトナー像が形成されることになる。

最後に、二次中間転写ドラム７２上に形成されたトナー像は、転写ロール７４によって用紙搬送路を通る用紙に三次転写される。当該用紙は、三次転写の後、用紙上に形成されたトナー像が、定着ユニット３２によって加熱定着され、画像形成プロセスが終了する。

（帯電ロール５６の印加電圧設定制御）
ここで、帯電ロール５６の印加電圧が一定であっても、帯電電圧は経時的に変化すると共に、温度、湿度を含む環境状態によっても変化する。このため、従来は、温度、湿度には対応することはできたが、経時的な変化には対応しておらず、初期の段階で「カブリ」を生じることがない印加電圧での帯電が、経時的な変化で「カブリ」を発生させる場合があった。

そこで、本実施の形態では、経時的な変化を考慮し、帯電ロール５６への印加電圧を設定するようにした。以下、図７のフローチャートに従い、帯電ロール５６への印加電圧設定制御ルーチンを説明する。

ステップ３００では、起動判定部２５０において、帯電ロール５６の印加電圧の設定時期か否かが判断され、否定判定された場合には、このルーチンは終了する。

また、ステップ３００で肯定判定されると、ステップ３０２へ移行して、温度センサ２２１から温度を検出し、かつ湿度センサ２２２から湿度を検出して、ステップ３０４へ移行する。

ステップ３０４では、検出した温度・湿度から得られる環境領域（図４参照）に基づいて、第１の基準電圧を設定する（第１の基準電圧設定部２５２）。

次のステップ３０６において、帯電ロール５６へ印加する電圧を指示することで、帯電ロール５６は所定の電圧（初期の段階では、第１の基準電圧、以後は段階的に変更）が印加され、画像形成処理が実行される（ステップ３０８）。

次のステップ３１０では、濃度センサ２２４により非画像部の濃度を検出し、ステップ３１２へ移行する。

ステップ３１２では、現在の帯電ロール５６の印加電圧が第１の基準電圧か否かが判断され、肯定判定されると、ステップ３１４へ移行して、検出した濃度値を、第１の基準電圧時濃度値メモリ２６２へ記憶し、ステップ３２４へ移行する（後述）。

また、ステップ３１２で否定判定された場合には、既に第１の基準電圧時濃度値メモリ２６２に第１の基準電圧時濃度が記憶されている状態であり、ステップ３１６へ移行して、検出した濃度値と、第１の基準電圧時濃度値との差を演算し、ステップ３１８へ移行する。

ステップ３１８では、前記演算した濃度差と、濃度差しきい値メモリ２６８に記憶されている濃度差しきい値と比較され、次いで、当該比較結果を帯電ロール５６の印加電圧と対応付けて格納する（ステップ３２０）。

次のステップ３２２では、印加電圧の段階的変更が最終段階であるか否かが判断され、否定判定された場合には、ステップ３２４へ移行して、印加電圧の絶対値を所定値下げてステップ３０６へ戻る。なお、前記ステップ３１４から移行した場合も、印加電圧の絶対値を所定値下げてステップ３０６へ戻る。

また、ステップ３２２で肯定判定されると、データのサンプリングが終了したと判断され、ステップ３２６へ移行して、濃度しきい値を超えた時点の印加電圧を抽出する（第２の基準電圧設定部２７０）。この抽出は、図６に示される、帯電ロール５６の印加電圧と、濃度差との相関図に基づき、予め設定した濃度しきい値での交点を抽出する。

次のステップ３２８では、抽出した第２の基準電圧を現在の温度・湿度に基づいて補正を加え（表１参照）、次いでステップ３３０へ移行して、当該補正後の電圧値を帯電ロール５６の印加電圧として登録し、このルーチンは終了する。

なお、本実施の形態では、帯電ロール５６の印加電圧の設定制御を、電源オン時及び／又はスリープモード（待機モード）からの立ち上げ時に実行するようにしたが、このような時期に限らず、現在の環境領域（図４参照）から逸脱した時点で、帯電ロール５６の印加電圧の設定を行うようにしたもよい。逆に言えば、電源オン時及び／又はスリープモード（待機モード）からの立ち上げ時であっても、環境領域に変化がなければ帯電ロール５６の印加電圧を現状維持するようにしてもよい。

以上説明したように本実施の形態では、確実に「カブリ」が生じ得る帯電ロール５６への印加電圧として第１の基準電圧を設定し、徐々に「カブリ」が解消する方向（電圧の絶対値を下げる方向）に段階的に「カブリ」が絶対起き得ない印加電圧までシフトしていきながら、それぞれの段階の非画像部の濃度を検出し、この濃度と第１の基準電圧時の濃度との差が、予め設定した「カブリ」濃度しきい値を超えた時点の印加電圧を第２の基準電圧として設定し、現在の環境に基づいて、補正することで、現在の環境に適した印加電圧を設定することができる。従って、環境変化と経時変化との双方を考慮した、最適な帯電ロール５６の印加電圧を得ることができる。

本実施の形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 エンジン部の制御ブロック図である。 メインコントローラにおける、帯電ロール印加電圧設定制御の機能的に示したブロック図である。 温度・湿度に基づく環境領域分布図である。 帯電ロール印加電圧−非画像部濃度（第１の基準電圧での濃度との差）特性図である。 図５に対応する帯電ロール印加電圧と非画像部濃度と相関を示す特性図である。 帯電ロールインか電圧設定制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ エンジン部
５２ 感光体ドラム（像担持体）
５６ 帯電ロール
６０ 現像器
６２ 露光ユニット
７２ 二次中間転写ドラム（中間転写体）
２０２ メインコントローラ（印加電圧設定手段）
２１６ 帯電器コントロール部
２１８ 状態管理部
２２１ 温度センサ
２２２ 湿度センサ（環境検出手段）
２２４ 濃度センサ（環境検出手段）
２５０ 起動判定部
２５２ 第１の基準電圧設定部（第１の基準電圧設定手段）
２５４ 印加電圧指示部（帯電電圧調整手段）
２５６ 帯電指示部
２５８ 濃度値読取部
２６０ 濃度差演算部
２６２ 第１の基準電圧時濃度値メモリ
２６４ 印加電圧変更部（印加電圧変更制御手段）
２６６ 比較部（印加電圧設定手段）
２６８ 濃度差しきい値メモリ
２７０ 第２の基準電圧設定部（印加電圧設定手段）
２７２ 帯電ロール印加電圧設定部（印加電圧設定手段）

Claims (5)

1. 像担持体に表面に対して近接される帯電部材へ、直流の所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表示を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置であって、
   前記帯電部材へ印加する電圧を調整する帯電電圧調整手段と、
   前記画像形成エンジン近傍の温度又は湿度の少なくとも一方を含む環境状態を検出する環境検出手段と、
   前記環境検出手段による検出結果に基づいて、前記帯電部材へ印加する初期設定電圧としての第１の基準電圧を設定する第１の基準電圧設定手段と、
   前記帯電電圧調整手段を制御して、前記第１の基準電圧設定手段で設定された第１の基準電圧を、前記像担持体の表面の濃度が高くなる方向へ変更する印加電圧変更制御手段と、
   前記印加電圧変更制御手段により変更されていく印加電圧での帯電による前記像担持体又は中間転写体の表面の濃度を検出する濃度センサと、
   前記濃度センサの検出によるそれぞれの印加電圧での濃度値と、前記第１の基準電圧設定時の濃度値との差が予め設定したしきい値を超えた時点の印加電圧を、実際の画像形成時の適用印加電圧である第２の基準電圧として設定すると共に、前記環境検出手段の検出結果に基づいて、最終的に前記帯電部材へ印加する前記所定の電圧を設定する印加電圧設定手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記印加電圧設定手段による前記所定の電圧の設定を、装置電源オン時、或いは装置電源オン状態での待機モードからの復帰時に実行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記印加電圧設定手段による、前記所定の電圧設定時における環境状態を更新記憶する環境状態記憶手段をさらに有し、
   前記環境状態記憶手段に記憶された環境状態が属する環境領域に対して、現在の環境状態が属する環境領域が逸脱した場合に、前記印加電圧設定手段による前記所定の電圧の設定処理を実行することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記濃度センサが、プロセスコントロールのために予め設置された反射式濃度センサを適用することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。
5. 像担持体に表面に対して近接される帯電部材へ、直流の所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表示を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置に用いられ、前記帯電部材へ印加する前記所定の電圧を設定するための印加電圧設定方法であって、
   温度及び湿度を検出して、前記帯電部材へ印加する初期設定印加電圧としての第１の基準電圧を設定し、
   この第１の基準電圧の絶対値を段階的に下げていき、
   当該段階毎の印加電圧での帯電による像担持体又は中間転写体の表面の濃度を検出し、
   前記第１の基準電圧時の濃度との差が、予め定めたしきい値を超えた時点での印加電圧を第２の基準電圧とし、
   この第２の基準電圧に対して、温度及び湿度に基づいて予め定めた電圧を加えた電圧を、前記所定の電圧として設定する、
   ことを特徴とする画像形成装置の印加電圧設定方法。

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