JP2015143806A - 帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】余計なオゾン発生やエネルギー消費を回避しつつ、感光体１を所望の帯電電位に帯電させ、且つ環境にかかわらず安定した画像濃度を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】帯電装置１９によって帯電せしめられた感光体１の表面電位を検知する図示しない表面電位検知センサーを設け、これによる表面電位の検知結果と、グリッド電源１７によるグリッドバイアス出力の定電圧制御における出力設定値であるグリッド設定値との差分に基づいて、コロナ電源１７による帯電バイアスの定電流制御における出力設定値である帯電電流設定値を決定する帯電電流決定処理を所定のタイミングで実施するように、メイン制御部１００を構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、グリッドバイアスが印加されるグリッド電極を介して、帯電バイアスが印加される放電電極と潜像担持体との間で放電を発生させることで、潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置に関するものである。また、かかる帯電装置によって被帯電体たる潜像担持体を帯電させる複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、帯電装置によって潜像担持体たる感光体の表面を一様に帯電させた後、走査光学系によって帯電後の感光体の表面に静電潜像を光書き込みする。そして、その静電潜像をトナーによって現像して得たトナー像を感光体から記録シートに転写する。帯電装置は、放電電極たるコロナ電極や、コロナ電極と感光体との間に配設されるグリッド電極などを有している。更には、コロナ電極に印加するための帯電バイアスを出力する帯電電源たるコロナ電源や、網目状のグリッド電極に印加するためのグリッドバイスを定電圧制御で出力するグリッド電源なども有している。そして、グリッド電極を介してコロナ電極と感光体との間で放電を発生させることで、感光体の表面を一様に帯電させる。この帯電処理により、感光体の表面を長期間に渡って所望の電位に帯電させるために、制御部は、次のようにしてグリッドバイアスの定電圧制御における出力設定値を決定する決定処理を電源ＯＮ後の初期動作時に実行する。即ち、コロナ電極から感光体に流れ込む電流の量を検知し、その結果に基づいて、感光体を所定の電位に帯電させ得るグリッドバイアスの定電圧制御における出力設定値を特定する。そして、以降の帯電でこの特定した出力設定値を用いる。

このようにしてグリッドバイアスの定電圧制御における出力設定値を決定するのは次に説明する理由による。即ち、感光体は、使用に伴って表面層を経時的に摩耗させていき、それに伴って帯電性を悪化させていく。このため、グリッドバイアスの定電圧制御における出力設定値を単に一定にしているだけの構成では、感光体の表面層の摩耗に伴って感光体の帯電電位を経時的に低下させていき、画像に影響を及ぼしてしまう。これに対し、特許文献１に記載の画像形成装置のように、前述した決定処理を電源ＯＮ時に実施する構成では、感光体の表面層の摩耗がある程度進行しても、感光体を所望の帯電電位で帯電させることができる。

一方、特許文献２において、次のような画像形成装置が提案されている。即ち、この画像形成装置は、特許文献１に記載の画像形成装置と同様に、グリッドバイアスをグリッド電源から定電圧制御で出力するとともに、コロナ電極に印加する帯電バイアスをコロナ電源から定電流制御で出力する。但し、特許文献１に記載の画像形成装置とは異なり、グリッドバイアスの定電圧制御における出力設定値については、長期間に渡って一定に維持する。その代わりに、帯電バイアスについては、感光体の累積回転数などといった感光体の表面層の厚みと比例関係にある物理量の測定結果が大きくなるほど、定電流制御における出力設定値を大きくしていく。

かかる構成によれば、特許文献１に記載の画像形成装置とは異なり、コロナ放電の際における余計なオゾン発生やエネルギー消費を回避しつつ、感光体を安定して所望の帯電電位に帯電させることができると考えられる。具体的には、感光体の表面層の摩耗がかなり進行してくると、コロナ電極に対して比較的多くの電流を供給しないと、グリッドバイアスの定電圧制御における出力設定値を制御しても、帯電電位を目標の値まで増加させることができなくなる。特許文献１に記載の画像形成装置では、感光体の表面層が寿命近くまで摩耗した状態でも感光体を目標の帯電電位まで帯電させるために、帯電バイアスの定電流制御における出力設定値を予め比較的大きな値に設定しておく必要がある。ところが、このような設定では、感光体の表面層が殆ど摩耗しておらず感光体が十分な帯電性を発揮する状態において、必要以上の帯電電流を感光体に流して、余計なオゾン発生やエネルギー消費を引き起こしてしまう。これに対し、特許文献２に記載の画像形成装置では、帯電バイアスの定電流制御における出力設定値を感光体の表面層の摩耗度合いに応じた適切な値に設定することが可能である。これにより、感光体の表面層の摩耗がそれほど進行していないときに、必要以上の帯電電流を流さないことで、余計なオゾン発生やエネルギー消費を回避しつつ、感光体を所望の帯電電位に帯電させることができるのである。

しかしながら、特許文献２に記載の画像形成装置では、低温低湿の環境下において画像濃度不足を発生させ易いという問題があった。具体的には、環境が低温低湿化すると、感光体の感光層の電気抵抗が上昇して、感光体に対する光書き込みによって得られる静電潜像の電位を常温常湿の環境下に比べて高くする。これにより、現像ローラなどの現像剤担持体と静電潜像の電位との差である現像ポテンシャルを低下させて画像濃度不足を引き起こしてしまうのである。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のよな帯電装置や画像形成装置を提供することである。即ち、余計なオゾン発生やエネルギー消費を回避しつつ、静電担持体を所望の帯電電位に帯電させ、且つ環境にかかわらず安定した画像濃度を得ることができる帯電装置等である。

上記目的を達成するために、本発明は、放電を発生させるための放電電極と、前記放電電極と画像形成装置の潜像担持体との間に配設されるグリッド電極と、前記潜像担持体を帯電させるために前記放電電極に印加される帯電バイアスを定電流制御で出力する帯電電源と、前記グリッド電極に印加するためのグリッドバイアスを定電圧制御で出力するグリッド電源と、前記グリッドバイアスの定電圧制御における出力設定値であるグリッド設定値を決定するグリッド決定処理を所定のタイミングで実施する制御手段とを有し、前記放電電極と前記潜像担持体との間で放電を発生させて前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置において、前記放電によって帯電せしめられた前記潜像担持体の表面電位を検知する表面電位検知手段を設け、前記表面電位検知手段による検知結果と前記グリッド設定値との差分に基づいて、前記帯電バイアスの定電流制御における出力設定値である帯電電流設定値を決定する帯電電流決定処理を所定のタイミングで実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、余計なオゾン発生やエネルギー消費を回避しつつ、静電担持体を所望の帯電電位に帯電させ、且つ環境にかかわらず安定した画像濃度を得ることができるという優れた効果がある。

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図。 同プリンタの帯電装置を感光体などとともに示す構成図。 帯電電流設定値Ａ_ＣＳを−８００［μＡ］に設定した状態でグリッド決定処理を実施する構成における帯電電位Ｖ_Ｄやグリッド設定値Ｖ_ＧＳの経時変化の一例を示すグラフ。 帯電電流設定値Ａ_ＣＳを−１２００［μＡ］に設定した状態でグリッド決定処理を実施する構成における帯電電位Ｖ_Ｄやグリッド設定値Ｖ_ＧＳの経時変化の一例を示すグラフ。 あるタイミング（累積プリント枚数）における環境と各種電位との関係を示すグラフ。 同プリンタのメイン制御部によって定期的に実施される定期ルーチン処理の処理フローを示すフローチャート。 同プリンタの操作表示部を示す拡大平面図。 同プリンタにおける帯電電位Ｖ_Ｄやグリッド設定値Ｖ_ＧＳの経時変化の一例を示すグラフ。 実施例に係るプリンタのメイン制御部によって定期的に実施される定期ルーチン処理の処理フローを示すフローチャート。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式によって画像を形成するプリンタの一実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態に係るプリンタは、あくまでも本発明を適用した画像形成装置の一例であり、本発明の実施態様は実施形態に係るプリンタの対応に限定されるものではない。

図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。実施形態に係るプリンタは、ドラム状の感光体１、帯電装置のチャージャー部２、表面電位センサー３、現像装置４、転写装置、除電クリーニング装置６、レジストローラ対２１、光書込装置８などを備えている。また、給紙カセット２０、搬送ベルトユニット２４、定着装置３１、排紙路３２、排紙ローラ対３３、排紙トレイ３４なども備えている。なお、前述の転写装置は、転写ローラ２７や搬送ベルトユニット２４などから構成されるものである。

ドラム状の感光体１は、ドラム基体の表面上に有機感光層を有するものであり、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。この感光体１の周囲には、帯電装置のチャージャー部２、表面電位センサー３、現像装置４、転写ローラ２７、除電クリーニング装置６などが配設されている。

帯電装置のチャージャー部２は、感光体１と所定の間隙を介して対向するように配設されており、回転駆動される感光体１の表面を一様に帯電させる。本プリンタでは、チャージャー部２として、スコロトロン方式で感光体１を帯電させるものを用いている。

帯電装置のチャージャー部２によって一様帯電せしめられた感光体１の表面に対しては、光書込装置８から発せられる書込光Ｌによって光走査がなされる。感光体１の全域のうち、光走査によって書込光Ｌが照射された領域は、電位を減衰させて静電潜像を担持する。

周知の技術によって感光体１の表面電位を検知する表面電位検知手段としての表面電位センサー３は、感光体１の周面における全域のうち、チャージャー部２との対向位置と光走査位置とを順次通過した後の領域の表面電位を検知する。光書込装置８による光走査を行わない状態で感光体１の表面をチャージャー部２によって帯電させることで、感光体１の地肌部の帯電電位Ｖ_Ｄを表面電位センサー３に検知させることができる。また、チャージャー部２による帯電処理と、光書込装置８によるベタ潜像の書き込み処理とを実施することで、感光体１における潜像電位Ｖ_Ｌを表面電位センサー３に検知させることができる。表面電位センサー３による電位の検知結果は、図示しない制御部に出力される。

回転駆動に伴って表面電位センサー３との対向位置を通過した感光体１表面は、現像装置４との対向位置に進入する。現像装置４は、周知の一成分現像装置あるいは二成分現像装置からなり、自らと感光体１との対向領域において、感光体１の静電潜像に対してトナーを付着させることで、静電潜像を現像してトナー像を得る。このようにして現像されたトナー像は、感光体１の回転駆動に伴って、感光体１と、後述する搬送ベルト２５との当接によって形成される転写ニップに進入する。

感光体１の下方には、無端状の搬送ベルト２５、従動ローラ２６、転写ローラ２７、駆動ローラ２８などを有する搬送ベルトユニット２４が配設されている。搬送ベルトユニット２４は、従動ローラ２６と駆動ローラ２８とによって張架している搬送ベルト２５を、駆動ローラ２８の回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動させる。ゴムベルトからなる搬送ベルト２５のループ内には、図示しない転写バイアス電源によって転写バイアスを印加される転写ローラ２７が配設されている。搬送ベルトユニット２４は、搬送ベルト２５の周方向における全域のうち、従動ローラ２６と転写ローラ２７との間の展張箇所を感光体１に当接させて転写ニップを形成している。

プリンタ本体には、給紙カセット２０が装着されている。この給紙カセット２０は、記録紙などの記録シートＰを複数枚重ねたシート束の状態で収容している。給紙カセット２０に収容されているシート束における一番上の記録シートＰには、給紙ローラ２０ａが当接している。給紙ローラ２０ａは、所定のタイミングで回転駆動することで、記録シートＰを給紙カセット２０内から給紙路に向けて送り出す。

給紙路の末端付近には、一対のレジストローラを互いに当接させながら回転させるレジストローラ対２１が配設されている。レジストローラ対２１は、記録シートＰが自らのレジストニップに突き当たると、レジストローラの回転を一時的に停止させる。そして、記録シートＰを転写部で感光体１上のトナー像に重ね合わせるタイミングでレジストローラの回転駆動を再開して、記録シートＰを転写ニップに向けて送り出す。

レジストローラ対２１から送り出された記録シートＰは、ニップ前上ガイド板２２とニップ前下ガイド板２３との間に進入して転写ニップに向けて案内されながら、転写ニップ内に送り込まれる。転写ニップ内では、転写ニップに送り込まれてきた記録シートＰと感光体１の静電潜像との間に、トナーを感光体１側から記録シートＰ側に静電移動させる転写電界が形成される。転写ニップに送り込まれてきた記録シートＰの表面には、転写電界の作用により、感光体１上のトナー像が転写される。

転写ニップを通り過ぎた記録シートＰは、ニップ出口ガイド板２９、定着前ガイド板３０の上を順次通過した後、定着装置３１内に進入する。定着装置３１は、ハロゲンヒーター等の発熱源を内包する定着ローラ３１ａと、これに押圧される加圧ローラ３１ｂとの当接によって定着ニップを形成している。定着装置３１に送り込まれた記録シートＰは、定着ニップ内で加熱及び加圧されることで、表面上のトナー像が定着せしめられる。

転写ニップを通り過ぎた感光体１表面は、除電クリーニング装置６との対向位置に進入する。除電クリーニング装置６は、図示しない除電ランプや、図示しないクリーニング部材を具備している。そして、感光体１の表面に付着している転写残トナーをクリーニングブレードや回転駆動するクリーニングブラシローラによって感光体１の表面から掻き取る。そして、感光体１の表面に対して除電ランプによる除電光を照射することで、感光体１の表面を除電する。除電された感光体１の表面は、帯電装置２によって再び一様帯電せしめられて次の潜像形成に備える。

定着装置３１を通過した記録シートＰは、排紙路３２と、排紙ローラ対３３の排紙ニップとを経由して機外へと排出される。そして、機外に設けられた排紙トレイ３４上にスタックされる。

図２は、実施形態に係るプリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、メイン制御部１００は、プリンタ内の各機器の駆動制御を司るものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、データ記憶手段たるＲＡＭ（Random Access Memory）、データ記憶手段たるＲＯＭ（Read Only Memory）などを有している。そして、ＲＯＭに記憶しているプログラムに基づいて、各種の機器の駆動を制御したり、所定の演算処理を実行したりする。

メイン制御部１００には、表面電位センサー３、プロセスモータ１０、現像バイアス電源１１、転写バイアス電源１２、レジストクラッチ１３などが接続されている。また、操作表示部１５、帯電電源たるコロナ電源１６、グリッド電源１７、光書込制御部１８、画像情報受信部１９なども接続されている。

画像情報受信部１９は、ユーザーによって操作される図示しないパーソナルコンピューターやスキャナから送られてくる画像情報を受信して、メイン制御部１００や光書込制御部１８に送るものである。光書込制御部１８は、画像情報受信部１９から送られてくる画像情報に基づいて光書込装置８の駆動を制御することで、感光体１の表面を光走査する。感光体１に対して書込光Ｌによる光走査を行う光書込装置８としては、周知のレーザー書込光学系や、ＬＥＤアレイなどを例示することができる。

プロセスモータ１０は、感光体１、現像装置（４）、各種ローラなどの駆動源になっているモータである。プロセスモータ１０の回転駆動力は、レジストクラッチ１３を介して図示しないレジストローラ対（７）に伝えられる。メイン制御部１００が任意のタイミングでレジストクラッチ１３をオンにすることにより、プロセスモータ１０の回転駆動力をレジストローラ対（７）に繋ぐ。

現像装置（４）は、図示しない現像ローラの表面に担持したトナーを、感光体１の静電潜像に付着させるものである。感光体１の表面における全域のうち、静電潜像だけにトナーを選択的に付着させるために、現像ローラには、トナーと同極性であり、その絶対値が潜像電位Ｖ_Ｌの絶対値よりも大きく且つ感光体１の地肌部の帯電電位Ｖ_Ｄよりも小さい現像バイアスが印加される。例えば、感光体地肌部電位＝−８００［Ｖ］、静電潜像電位＝−１３０［Ｖ］という条件にて、−５５０［Ｖ］の現像バイアスが現像ローラに印加される。現像バイアス電源１１は、かかる現像バイアスを出力するものである。メイン制御部１００は、現像バイアス電源１１に対して出力命令信号を送ることで、任意のタイミングで現像バイアス電源１１から現像バイアスを出力させる。

また、メイン制御部１００は、任意のタイミングで転写バイアス電源１２に対して出力命令信号を送ることで、転写バイアス電源１２から転写バイアスを出力させる。転写バイアスは、転写ローラ２７や搬送ベルトユニット等から構成される転写装置と、感光体１とが対向する転写部にて、記録シートＰと感光体１の静電潜像との間に転写電界を形成するための電圧である。

操作表示部１５は、図示しないタッチパネルやテンキーなどを具備しており、タッチパネルに画像を表示したり、タッチパネルやテンキーなどによって入力された情報をメイン制御部１００に送ったりするものである。

表面電位センサー３によって感光体１の表面電位を検知した結果は、デジタル信号としてメイン制御部１００に送られる。

図３は、本プリンタの帯電装置１９を感光体１などとともに示す構成図である。帯電装置１９は、チャージャー部２、コロナ電源１６、グリッド電源１７等から構成される。また、チャージャー部２は、放電電極たるコロナワイヤー２ａ、網目状のグリッド電極２ｂ、ケース２ｃなどを具備している。ケース２ｃ内で張架されているコロナワイヤー２ａは、自らと感光体１との間に放電を発生させるためのものである。網目状のグリッド電極２ｂは、ケース２ｃの下面に形成された開口に張られており、コロナワイヤー２ａと感光体１との間に位置している。

コロナ電源１６やグリッド電源１７は、直流バイアスを出力する駆動用電源３７に接続されている。コロナ電源１６は、駆動用電源３７から出力される直流バイアスをそれとは電流値の異なる直流バイアスに変換して帯電バイアスＶ_Ｃとして定電流制御で出力する。コロナ電源１６における定電流制御の出力設定値である帯電電流設定値Ａ_ＣＳは、メイン制御部１００からの制御信号によって任意の値に設定される。コロナ電源１６から定電流制御で出力された帯電バイアスは、コロナワイヤー２ａに印加される。

グリッド電源１７は、駆動用電源３７から出力される直流バイアスをそれとは電圧値の異なる直流バイアスに変換してグリッドバイアスＶ_Ｇとして定電圧制御で出力する。グリッド電源１７における定電圧制御の出力設定値であるグリッド設定値Ｖ_ＧＳは、メイン制御部１００からの制御信号によって任意の値に設定される。グリッド電源１７から定電圧制御で出力されたグリッドバイアスＶ_Ｇは、グリッド電極２ｂに印加される。

グリッド電極２ｂにグリッドバイアスＶ_Ｇが印加された状態で、コロナワイヤー２ａに帯電バイアスＶ_Ｃが印加されると、コロナワイヤー２ａと感光体１との間でコロナ放電が発生して感光体１の表面を負極性に帯電させる。この帯電電位Ｖ_Ｄは、グリッド電極２ｂに印加されるグリッドバイアスＶ_Ｇに近い値になる。感光体１は抵抗３８を介してアースに接続されている。

感光体１の表面層１ａは、クリーニングブレードなどとの摺擦に伴って経時的に摩耗していくため、厚みが徐々に低下していく。感光体１の静電容量Ｃは、「Ｃ＝ευ×ε×Ｓ／ｄ」という式で表される。なお、ευは真空の誘導率である。また、εは感光体の誘電率である。また、ｄは表面層１ａの厚みである。また、Ｓは感光体１の周面の面積である。

帯電した状態の感光体１の電荷量Ｑは、「Ｑ＝Ｃ×Ｖ_Ｄ＝ｉ×ｔ」という式で表される。なお、Ｖ_Ｄは感光体１の地肌部の帯電電位である。また、ｉはチャージャー部２から感光体１に流れる電流である。また、ｔは、帯電時間であり、これは感光体１表面がチャージャー部ｂ２との対向位置を通過する際の通過時間と同じ値である。前述の式から、「Ｖ_Ｄ＝ｉ×ｔ／Ｃ＝（ｉ×ｔ×ｄ）／（ευ×ε×Ｓ）」という式が導き出される。この式において、真空の誘電率ευ、感光体１の誘電率ε、面積Ｓ、帯電時間ｔはそれぞれ一定であるから、係数をｋ（定数）と定義すれば、「Ｖ＝ｋ×ｉ×ｄ」という式が成立する。この式からわかるように、帯電電位Ｖ_Ｄは、電流ｉと厚みｄに比例する。よって、帯電バイアスＶ_Ｃの定電流制御における帯電電流設定値Ａ_ＣＳやグリッドバイアスＶ_Ｇの定電圧制御におけるグリッド設定値Ｖ_ＧＳを一定にした条件では、表面層１ａの厚みｄが低下すると、それに応じて帯電電位Ｖ_Ｄが低くなってしまう。

そこで、特許文献１に記載の画像形成装置においては、次のような処理を実施することで、厚みｄの低下に起因する帯電電位Ｖ_Ｄの低下を抑えるようになっている。即ち、この画像形成装置は、チャージャー部から感光体に流れる電流を検知する電流計を有している。電流計については、例えば図３における抵抗３８の位置に配設すればよい。電流計によって検知される電流が減少した場合、それは帯電電位Ｖ_Ｄが低下していることを意味する。そこで、電流の減少を検知した場合には、その減少量に応じて、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを大きくすることで、グリッドバイアスＶ_Ｇをより大きくする。帯電電位Ｖ_Ｄは、グリッド電極に印加されるグリッドバイアスＶ_Ｇに近い値になることから、グリッド設定値Ｖ_ＧＳをより大きくすることで、厚みｄの減少に起因する帯電電位Ｖ_Ｄの低下を抑えることができる。以下、必要に応じてグリッド設定値Ｖ_ＧＳを決定する処理を、グリッド決定処理という。

図４は、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを−８００［μＡ］に設定した状態でグリッド決定処理を実施する構成における帯電電位Ｖ_Ｄやグリッド設定値Ｖ_ＧＳの経時変化の一例を示すグラフである。このグラフの横軸は、プリント枚数の累積値を示している。プリント枚数が増加するにつれて、感光体の表面層は摩耗していくので、厚みｄは低下していく。そして、グリッド決定処理を実施しない場合には、プリント枚数が増加するにつれて帯電電位Ｖ_Ｄが低下していくことになるが、グリッド決定処理を実施すれば、図示のように帯電電位Ｖ_Ｄの低下を抑えることができる。厚みｄの低下に伴う帯電性能の低下を、グリッドバイアスの増加で補うことができるからである。しかしながら、グリッド決定処理を実施していても、図示のように、プリント枚数が７万枚を超えると、帯電電位Ｖ_Ｄが徐々に低下してしまう。この例では、１０万枚のプリントを行った時点で、感光体を寿命として交換することを前提にしている。このため、１０万枚のプリントまでは、帯電電位Ｖ_Ｄを目標の−８００［Ｖ］に維持したい。しかし、プリント枚数が７万枚を超えると、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを上限の−１４００［Ｖ］まで増加させても、目標の帯電電位Ｖ_Ｄが得られなくなる。

図５は、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを−１２００［μＡ］に設定した状態でグリッド決定処理を実施する構成における帯電電位Ｖ_Ｄやグリッド設定値Ｖ_ＧＳの経時変化の一例を示すグラフである。帯電電流設定値Ａ_ＣＳを−１２００［μＡ］まで増加させた場合には、図示のように、寿命の１０万枚のプリントまで、帯電電位Ｖ_Ｄを目標の−８００［Ｖ］に維持することができる。よって、従来の画像形成装置においては、寿命到達時の感光体でも目標の帯電電位Ｖ_Ｄが得られるように、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを比較的大きな値に設定していた。

しかしながら、このような設定では、例えば７万枚のプリントまでは−８００［μＡ］の帯電電流でも目標の帯電電位Ｖ_Ｄが得られるにもかかわらず、−１２００［μＡ］の帯電電流を流すことから、コロナ放電に伴うオゾンの発生量を無駄に多くしてしまう。オゾン臭に対する不快感や、健康上の問題を防止するために、オゾンを除去するフィルタや排気ファンが必要になって装置をコスト高にしたり、無駄なエネルギー消費によってランニングコストを増加させたりする。

そこで、特許文献２に記載の画像形成装置では、感光体の累積回転数などといった感光体の劣化度合いと相関関係にある物理量が増加するのに伴って、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを大きくすることで、無駄なエネルギー消費やオゾンの発生を抑えるようになっている。

しかしながら、かかる構成では、サービスマンが感光体を交換する毎に、メイン制御部に記憶されている物理量（例えば感光体の累積回転数）をゼロにリセットしなければならない。交換毎にリセットする作業を強いられることから、メンテナンス性が非常に悪くなってしまう。更には、サービスマンがリセットする作業を忘れた場合には、帯電バイアスを正常に制御することができなくなる。

感光体の表面層の厚みを検知するセンサーを設け、その検知結果に基づいて帯電電流設定値Ａ_ＣＳを調整する構成を採用すれば、前述のような不具合の発生を回避することが可能である。しかし、表面層の厚みを接触式で検知するセンサーでは、接触による傷や摩耗の発生が避けられないことから、高速で回転する感光体の表面層の厚みを長期間に渡って安定して検知することができない。このため、センサーについては、高価な非接触式のものを設ける必要があり、実機への搭載は現実的には困難である。

また、特許文献２に記載の画像形成装置では、低温低湿の環境下において画像濃度不足や地汚れを発生させ易いという問題もある。
図６は、あるタイミング（累積プリント枚数）における環境と各種電位との関係を示すグラフである。同図に示される例では、そのタイミングにおいて、環境が常温常湿としてのＭＭ（２３℃、５０％ＲＨ）であり、帯電電流設定値Ａ_ＣＳが−８００［μＡ］に設定されている場合に、目標の−８００［Ｖ］の帯電電位Ｖ_Ｄが得られている。このとき、現像ローラに印加される現像バイアスＶ_Ｂと、感光体の潜像電位Ｖ_Ｌとの電位差である現像ポテンシャルは、適切な値になっていることから、静電潜像が適切な濃度に現像される。また、現像バイアスＶ_Ｂと、帯電電位Ｖ_Ｄとの電位差である地肌ポテンシャルも適切な値になっていることから、地汚れの発生が適切に抑えられる。地汚れは、感光体の地肌部にトナーを付着させてしまう現象である。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる感光体は、一般的には、導電性支持体上に直接または中間層を介して電荷発生層を形成し、その上に電荷輸送層を設けたいわゆる機能分離型積層感光体である。機械的もしくは化学的耐久性向上のため必要に応じて感光体最表面に表面保護層を形成する。このような感光体において、帯電後に光書き込みされると、光は電荷輸送層を透過し、電荷発生層中の電荷発生材料に吸収される。電荷発生材料はこの光を吸収して電荷担体を発生する。発生した電荷担体は電荷輸送層に注入され帯電によって形成された電界に沿って電荷輸送層を移動して感光体の表面電荷を中和する。これにより、感光体の表面に静電潜像が形成される。低温低湿の環境下には、常温常湿に比べて、感光体の潜像電位Ｖ_Ｌが上昇する。その原因としては、絶対湿度の影響により、感光層の抵抗が高くなり、感光層の中での電荷移動、電荷担体の発生、感光体露光部においての表面での電荷注入による中和が通常環境時に比べて行われ難くなる、などが考えられる。

同図における点線のグラフで示されるように、環境にかかわらず、現像バイアスＶ_Ｂの出力電圧値を一定に制御したとする。すると、環境がＬＬ（１０℃、１５％ＲＨ）であり、帯電電流設定値Ａ_ＣＳが−８００［μＡ］に設定されている場合には、ＭＭの場合に比べて、潜像電位Ｖ_Ｌが上昇する結果、現像ポテンシャルが低下する。これにより、画像濃度不足が発生してしまうのである。

一方、従来より、環境にかかわらず安定した画像濃度が得られるように、次のような処理を定期的に行う構成が画像形成装置において一般的に採用されている。即ち、画像濃度検知用のパターン画像を形成し、そのトナー付着量（画像濃度）を検知した結果に基づいて、現像バイアスＶ_Ｂを調整して、現像ポテンシャルを適切に維持する処理である。この処理を行う場合には、図中実線の現像バイアスＶ_Ｂのグラフ（帯電電流＝−８００μＡ）で示されるように、ＬＬの環境下で潜像電位Ｖ_Ｌの上昇に伴って、現像バイアスＶ_ＢをＭＭの場合よりも大きくする。これにより、現像ポテンシャルを適切に維持することが可能である。しかしながら、現像バイアスＶ_Ｂを大きくする結果、地肌ポテンシャルを小さくしてしまうことから、地汚れを発生させ易くなってしまう。

よって、ＬＬの環境下では、感光体を−８００［Ｖ］よりも大きな帯電電位Ｖ_Ｄで帯電させる必要がある。より詳しくは、低温低湿化による潜像電位Ｖ_Ｌの上昇分と同じ分だけ、帯電電位Ｖ_Ｄを−８００［Ｖ］よりも大きく（マイナス側に）する必要がある。そして、そのためには、図示のように、帯電電流設定値Ａ_ＣＳをＭＭの場合（図示の例では−８００μＡ）よりも大きく（図示の例では−１２００μＡ）しなければならない。しかし、特許文献２に記載の画像形成装置のように、感光体の表面層の摩耗量と相関のある物理量に基づいて帯電電流設定値Ａ_ＣＳを調整するものでは、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを環境に応じて適切に設定することができない。そして、ＭＭの環境に合わせて帯電電流設定値Ａ_ＣＳを設計すると、前述のようにＬＬの環境下では、画像濃度不足や地汚れを発生させてしまう。また、ＬＬの環境に合わせて帯電電流設定値Ａ_ＣＳを設計すると、ＭＭの環境下では、帯電電位Ｖ_Ｄを大きくし過ぎる結果、現像ポテンシャルを大きくし過ぎてキャリア付着を引き起こしてしまう。

適切な帯電電位Ｖ_Ｄが得られなくなった場合に、エラー表示を行って装置を強制停止させることで、地汚れ、画像濃度不足、キャリア付着などを回避することはできるが、装置を使用することができないので、ユーザーに大きな不便感を与えてしまう。

次に、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
感光体１の表面層１ａの厚みｄが低下していくと、それに伴って感光体１の帯電性能が低下して、帯電電位Ｖ_Ｄが目標値よりも低下する。このとき、厚みｄの低下がそれほど進行していなければ、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを比較的大きくすることなく、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを大きくだけで、帯電電位Ｖ_Ｄを目標値まで増加させることができる。また、帯電電位Ｖ_Ｄの低下の原因が環境の低温低湿化である場合であっても、厚みｄの低下がそれほど進行していなければ、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを大きくすることなく、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを大きくするだけで、帯電電位Ｖ_Ｄを目標値まで増加させることができる。グリッド設定値Ｖ_ＧＳを大きくする量については、帯電電位Ｖ_Ｄの目標値と実測値との差分に応じた量に設定すればよい。

そこで、上述したメイン制御部１００は、グリッド決定処理にて、帯電電位Ｖ_Ｄの目標値と、表面電位センサー３による検知結果との差分に基づいて、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを決定する処理を実施するようになっている。

一方、厚みｄの低下がかなり進行し、その低下や環境の低温低湿化によって目標の帯電電位Ｖ_Ｄが得られなくなった場合には、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを大きくしただけでは、目標の帯電電位Ｖ_Ｄを得ることができない。グリッド設定値Ｖ_ＧＳをより大きな値に決定したにもかかわらず、帯電電位Ｖ_Ｄが目標を大きく下回る場合には、厚みｄの低下がかなり進行していることに起因して、帯電電流設定値Ａ_ＣＳの増加が必要になっているのである。

そこで、上述したメイン制御部１００は、グリッド決定処理の他に、帯電電位Ｖ_Ｄの実測値（検知結果）と、グリッド設定値Ｖ_ＧＳとの差分に基づいて、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを決定する帯電電流決定処理を実施するようになっている。

図７は、メイン制御部１００によって定期的に実施される定期ルーチン処理の処理フローを示すフローチャートである。この定期ルーチン処理は、所定時間経過毎や所定枚数プリント毎などの定期的なタイミングで実施される。そのタイミングが到来した際に、複数の記録シートに対して画像を連続的に出力する連続プリントジョブを実施中である場合には、連続プリントジョブが一時中断されて、定期ルーチン処理が実施される。

メイン制御部１００は、定期ルーチン処理を開始すると、まず、メインモータの駆動を開始した後（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）、所定時間待機する（Ｓ２）。そして、感光体１を回転駆動させた状態で、チャージャー部２のグリッド電極２ｂにグリッド電圧Ｖ_Ｇを印加しながら、コロナワイヤー２ａに帯電バイアスＶ_Ｃを印加して感光体１の表面を一様に帯電させる（Ｓ３）。このとき、グリッドバイアスＶ_Ｇの定電圧制御値であるグリッド設定値Ｖ_ＧＳや、帯電バイアスＶ_Ｃの定電流制御値である帯電電流設定値Ａ_ＣＳについては、それぞれ、前回の定期ルーチン処理で決定した値を採用する。

感光体１の帯電処理を開始した後、帯電した感光体１表面が表面電位センサー３との対向位置を進入するタイミングが到来すると、メイン制御部１００は、表面電位センサー３による帯電電位Ｖ_Ｄの検知結果を取得する（Ｓ４）。本プリンタにおいて、帯電電位Ｖ_Ｄの目標値である帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}は、基本的には−８００［Ｖ］であるが、環境変動などによっては、−８００［Ｖ］よりも大きくなったり、小さくなったりする場合もある。メイン制御部１００は、とりあえず、帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}を−８００［Ｖ］にした条件を想定して、帯電電位Ｖ_Ｄの取得結果について、−７９０〜−８１０［Ｖ］の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ５）。帯電電位Ｖ_Ｄが−７９０〜−８１０［Ｖ］の範囲内にない場合には、帯電電位Ｖ_Ｄの過多や不足による種々の不具合を引き起こすおそれがある。そこで、メイン制御部１００は、帯電電位Ｖ_Ｄが前述の範囲内にない場合には（Ｓ５でＮ）、Ｓ５にて範囲内にないと判定した回数（定期ルーチン処理開始時からの回数）であるＮＧ回数について１回であるか否かを判定する（Ｓ６）。そして、１回である場合には（Ｓ６でＹ）、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを「−（Ｖ_Ｄ＋８００）［Ｖ］」の解を加算によって更新した後に（Ｓ７）、制御フローをＳ４にループさせて、更新後のグリッド設定値Ｖ_ＧＳの条件で帯電電位Ｖ_Ｄを検知し直す。感光体１における表面層１ａの厚みｄの低下がそれほど進行していなければ、このとき、帯電電位Ｖ_Ｄは−７９０〜−８１０［Ｖ］の範囲内に入ることになるが、厚みｄの低下がかなり進行している場合には、範囲内に入らないこともある。そして、後者の場合であっても、帯電電流設定値Ａ_ＣＳをより大きくすることで、帯電電位Ｖ_Ｄを前述の範囲内に入れることが可能になることもある。更には、環境の低温低湿化によって潜像電位Ｖ_Ｌが目標の−１３０［Ｖ］よりも上昇している場合には、帯電電位Ｖ_Ｄを−８１０［Ｖ］よりも大きくしなければならないこともある。そこで、メイン制御部１００は、ＮＧ回数が１回でない場合には（Ｓ６でＮ）、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを再び補正することなく、処理フローをＳ８以降に進める。帯電電位Ｖ_Ｄが前述の範囲内に入った場合にも、処理フローをＳ８以降に進める。

Ｓ８以降のフローでは、まず、感光体１に対する光書き込みによって感光体１の表面にベタ潜像を形成する（Ｓ８）。このベタ潜像については、表面電位センサー３の検知対象領域よりも大きな面積で、感光体１の表面の全域のうち、表面電位センサー３との対向位置を通過する領域に形成する。そして、ベタ潜像が表面電位センサー３との対向位置に進入したタイミングで、表面電位センサー３による検知結果を取得して、取得結果を潜像電位Ｖ_Ｌとする（Ｓ９）。次いで、電位補正値αを、「α＝Ｖ_Ｌ＋１３０［Ｖ］」という数式によって求める（Ｓ１０）。この電位補正値αは、潜像電位Ｖ_Ｌの目標値に対する実際の潜像電位Ｖ_Ｌのずれ量の分だけ、帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}や現像バイアス目標値Ｖ_{Ｂｔａｒｇｅｔ}を補正するためのものである。その補正により、環境変動に起因して潜像電位Ｖ_Ｌが−１３０［Ｖ］からずれたとしても、地肌ポテンシャルや現像ポテンシャルを何れも目標値にすることが可能になる。そこで、メイン制御部１００は、現像バイアスＶ_Ｂの定電圧制御における出力設定値である現像バイアス設定値Ｖ_{Ｂｔａｒｇｅｔ}を「Ｖ_{Ｂｔａｒｇｅｔ}＝−５５０＋α」という数式の解と同じ値に補正する。また、帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}を「Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}＝−８００＋α」という数式の解と同じ値に補正する（Ｓ１１）。

その後、メイン制御部１００は、現状のグリッド設定値Ｖ_ＧＳ及び帯電電流設定値Ａ_ＣＳの条件で、帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}が得られるか否かを確認する。具体的には、まず、現状のグリッド設定値Ｖ_ＧＳ及び帯電電流設定値Ａ_ＣＳの条件で感光体１を帯電させる。次に、その帯電箇所が表面電位センサー３との対向位置に進入するタイミングで表面電位センサー３による検知結果を取得して帯電電位Ｖ_Ｄとする（Ｓ１２）。そして、帯電電位Ｖ_Ｄについて、帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}−１０〜帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}＋１０［Ｖ］の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１３）。次いで、範囲内にない場合には（Ｓ１３でＮ）、前述の範囲内にないと判定した回数であるＮＧ回数について５回であるか否かを判定する（Ｓ１４）。そして、５回でない場合には（Ｓ１４でＮ）、「−（Ｖ_Ｄ＋８００−α）［Ｖ］の加算によってグリッド設定値Ｖ_ＧＳを補正した後（Ｓ１５）、補正後のグリッド設定値Ｖ_ＧＳの条件で感光体１を帯電させてから、制御フローをＳ１２にループさせる。これにより、帯電電位Ｖ_Ｄの検知や必要に応じたグリッド設定値Ｖ_ＧＳの補正が再び行われる。

グリッド設定値Ｖ_ＧＳを繰り返し補正しているにもかかわらず、帯電電位Ｖ_Ｄを帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}−１０から帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}＋１０［Ｖ］までの範囲内にすることができなかったとする。この場合には、グリッド設定値Ｖ_ＧＳの補正だけでは、帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}を実現できなかったことになる。本プリンタにおいては、プリント枚数が１０万枚に達した時点を感光体１の寿命到達の目安としている。そして、仮に、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを初期値の−８００［μＡ］のまま感光体１の寿命到達まで変更しない場合には、図４に示される例と同様の電位経時変動をきたすとする。すると、図示のように、プリント枚数が７万枚に達したあたりから、グリッド設定値Ｖ_ＧＳが急激に上昇し始め、それに伴ってグリッド設定値Ｖ_ＧＳと帯電電位Ｖ_Ｄとの差分が大きくなっていくことになる。プリント枚数が８万枚あたりに達すると、その差分は２００［Ｖ］以上になる。この時点で、感光体１はまだ寿命には到達していないが、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを−１０００［Ｖ］程度まで上昇させないと帯電目標値Ｖ_Ｄが得られなくなる。但し、その値は、上限値（−１４００Ｖ）よりは低いので、まだグリッド設定値Ｖ_ＧＳを変更するだけで、帯電目標値Ｖ_Ｄを実現することが可能である。

このように、感光体寿命到来タイミングに近づくにつれて、グリッド設定値Ｖ_ＧＳの調整だけでは感光体を目標の帯電電位Ｖ_Ｄで帯電させることができなくなり、差分（｜Ｖ_ＧＳ｜−｜Ｖ_Ｄ｜）としての帯電電流切替判断値が増加していく。このため、予めの実験により、帯電電流切替判断値（｜Ｖ_Ｇ｜−｜Ｖ_Ｄ｜）の閾値を予め調べておき、帯電電流切替判断値がその閾値に達した時点で、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを増加させれば、寿命の近くでも目標の帯電電位Ｖ_Ｄを得ることが可能になる。

そこで、メイン制御部１００は、前記ＮＧ回数が４回に増加するまでは、必要に応じてグリッド設定値Ｖ_ＧＳの補正を繰り返すことで、帯電電位Ｖ_Ｄを帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}に近づける。しかし、前記ＮＧ回数が５回まで増加すると（Ｓ１４でＹ）、グリッド設定値Ｖ_ＧＳの変更だけでは対処できないので、それ以上のグリッド設定値Ｖ_ＧＳの補正を実施することなく、処理フローをＳ１６以降に進める。また、帯電電位Ｖ_Ｄを前述の範囲内にすることができた場合にも（Ｓ１３でＹ）、処理フローをＳ１６以降に進める。

次に、メイン制御部１００は、「｜Ｖ_ＧＳ｜−｜Ｖ_Ｄ｜」の解である帯電電流切替判断値を算出する。例えば、グリッド設定値Ｖ_ＧＳが−１１００［Ｖ］、帯電電位Ｖ_Ｄが−８５０［Ｖ］であった場合、帯電電流切替判断値を｜１１００｜−｜８５０｜＝２５０と算出する。厚みｄの低下が寿命を超えて進行すると、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを上限付近まで増加させているにもかかわらず、帯電電位Ｖ_Ｄが帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}を大きく下回って、帯電電流切替判断値（｜Ｖ_ＧＳ｜−｜Ｖ_Ｄ｜）が非常に大きな値になる。そこで、メイン制御部１００は、算出した帯電電流切替判断値について３００以上であるか否かを判定する（Ｓ１６）。そして、３００以上である場合には（Ｓ１６でＹ）、感光体１について寿命に達しているとみなして、ユーザーに対して寿命に達した旨を通知した後（Ｓ２８）、エラー処理を行って装置を強制停止させてから（Ｓ２９）、一連の処理フローを終了する。ユーザーへの通知については、例えば図８に示されるように、操作表示部１５のディスプレイ１５ａに、「感光体の交換時期です」などといった寿命の到来を示す文字を表示させればよい。

帯電電流切替判断値が３００以上でない場合（Ｓ１６でＮ）、メイン制御部１００は、帯電電流切替判断値に応じて帯電電流設定値Ａ_ＣＳを決定する（Ｓ１７）。具体的には、Ｓ１７よりも前の工程において、必要に応じてグリッド設定値Ｖ_ＧＳを繰り返し補正していることから、感光体１における表面層１ａの厚みｄの低下がそれほど進行していなければ、帯電電位Ｖ_Ｄは帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}と同等の値になる。これに対し、厚みｄの低下が進行していると、帯電電位Ｖ_Ｄが帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}よりも小さな値になって、グリッド設定値Ｖ_ＧＳと帯電電位Ｖ_Ｄとの差分である帯電電流切替判断値がかなり大きな値になる。この場合、厚みｄの低下が寿命まで進行していなければ、帯電電流設定値Ａ_ＣＳをより大きくすることで、帯電電位Ｖ_Ｄを帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}まで増加させることが可能である。そこで、メイン制御部１００は、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを、次の表１に示されるデータテーブルに応じた値に決定する（Ｓ１７）。

表１に示されるように、帯電電流切替判断値が２００未満である場合には、帯電電流設定値Ａ_ＣＳが−８００［μＡ］にセットされる。この場合、グリッド設定値Ｖ_ＧＳの補正だけで帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}を実現できたことになる。これに対し、帯電電流切替判断値が２００以上である場合には帯電電流設定値Ａ_ＣＳが−１２００［μＡ］に決定される。この場合、グリッド設定値Ｖ_ＧＳの補正だけでは帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}を実現することができなかったことになる。なお、同図では図示を省略しているが、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを決定する帯電電流決定処理（Ｓ１７）の実施により、帯電電流設定値Ａ_ＣＳとしてそれまでの値とは異なった値を決定した場合には、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを初期値の−９００［Ｖ］に戻す。

Ｓ１７の工程で決定された帯電電流設定値Ａ_ＣＳの値が前回までの値と同じであったとする。即ち、帯電電流設定値Ａ_ＣＳがＳ１７の工程で変更されなかったとする。この場合、グリッド設定値Ｖ_ＧＳは上記Ｓ７や上記Ｓ１５の工程によって既にその帯電電流設定値Ａ_ＣＳに適した値に調整されている。これに対し、Ｓ１７の工程で帯電電流設定値Ａ_ＣＳが前回の値から変更された場合には、現状のグリッド設定値Ｖ_ＧＳは変更後の帯電電流設定値Ａ_ＣＳに適した値になっているとは限らない。

そこで、メイン制御部１００は、Ｓ１７の工程を実施した後に、帯電電流設定値Ａ_ＣＳについて、前回の値と同じであるか否かを判定する（Ｓ１８）。そして、同じでない場合には（Ｓ１８でＮ）、Ｓ１９〜Ｓ２２の工程を実施して、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを調整する。具体的には、現状のグリッド設定値Ｖ_ＧＳ及び帯電電流設定値Ａ_ＣＳの条件で感光体１を帯電させる。そして、その帯電箇所が表面電位センサー３との対向位置に進入するタイミングで表面電位センサー３による検知結果を取得して帯電電位Ｖ_Ｄとする（Ｓ１９）。次いで、帯電電位Ｖ_Ｄについて、帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}−１０から帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}＋１０［Ｖ］までの範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ２０）。そして、範囲内にない場合には（Ｓ２０でＮ）、次に、ＮＧ回数（帯電電流設定値Ａ_ＣＳ決定後の累積ＮＧ回数）について、５回であるか否かを判定する（Ｓ２１）。このとき、５回でない場合には（Ｓ２１でＮ）、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを「−Ｖ_Ｄ＋８００−α）［Ｖ］の加算によって補正する（Ｓ２２）。その後、処理フローをＳ１９にループさせて、補正後のグリッド設定値Ｖ_ＧＳの条件で感光体１を再び帯電させたり、必要に応じてグリッド設定値Ｖ_ＧＳを更に補正したりする。これに対し、ＮＧ回数が５回である場合には（Ｓ２１でＹ）、エラー処理を実施して装置を強制停止させた後（Ｓ２８）、一連の処理フローを終了させる。

なお、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを引き上げたときに、厚みｄの低下の進行度合いが寿命までにまだ余裕がある場合には、初期値のグリッド設定値Ｖ_ＧＳでも帯電電位Ｖ_Ｄを帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}にすることができる。その後、厚みｄの進行が更に進んでいくと、帯電電位Ｖ_Ｄが徐々に低下していくが、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを増加させれば、帯電電位Ｖ_Ｄを帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}まで増加できることもある。

Ｓ２０の工程において、帯電電位Ｖ_Ｄについて前述の範囲内であると判断した場合には（Ｓ２０でＹ）、次に、帯電後の感光体１に対して光書き込みを行って中間調潜像を形成する（Ｓ２３）。この中間調潜像は、ディザ法などによって面積階調された静電潜像であり、前述したベタ潜像と同程度の面積で、ベタ潜像と同じ感光体表面領域に形成される。メイン制御部１００は、中間調潜像が表面電位センサー３との対向位置に進入するタイミングで表面電位センサー３による検知結果を取得して中間調電位Ｖ_Ｈとする（Ｓ２４）。そして、中間調電位Ｖ_Ｈについて、「−３００＋α＋２０［Ｖ］」から「−３００＋α−２０［Ｖ］」までの範囲内にあるか否かを判定し（Ｓ２５）、範囲内にある場合には（Ｓ２５でＹ）、一連の処理フローを終了させる。これに対し、範囲内にない場合には（Ｓ２５でＮ）、光書込装置８による１ドットあたりの書込光量について、上限又は下限に設定されているか否かを判定する（Ｓ２６）。そして、上限又は下限に設定されている場合には（Ｓ２５でＹ）、一連の処理フローを終了させる。これに対し、上限、下限の何れにも設定されていない場合には（Ｓ２６でＮ）、書込光量を３ステップの減少（範囲よりも高い場合）、あるいは増加（範囲よりも低い場合）によって補正する（Ｓ２７）。その後、処理フローをＳ２３にループさせて、中間調潜像の形成や、必要に応じた書込光量の補正を実施する。このようにして、書込光量を補正することによって、中間調電位Ｖ_Ｈを環境変動に伴う潜像電位Ｖ_Ｌの変動量に応じた値にして、中間調画像の再現性を良好に維持することができる。

なお、中間調電位Ｖ_Ｈを所定回数だけ補正しても前述の範囲に入れることができなかった場合には、エラー処理を実施して装置を強制停止させるようにしてもよい。また、環境の低温低湿化に起因して帯電電流設定値Ａ_ＧＳが−８００［μＡ］から−１２００［μＡ］に引き上げられた後、温度や湿度が上昇すると、それに応じて潜像電位Ｖ_Ｌが低下する。これにより、Ｓ１０において電位補正値αがより低い値として求められる。よって、Ｓ１１において、帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}がより低い値として求められ、Ｓ１６において帯電電流設定値Ａ_ＧＳが−１２００［μＡ］から−８００［μＡ］に戻されることもある。

以上の定期ルーチン処理において、Ｓ１７の工程は、表面電位センサー３による帯電電位Ｖ_Ｄの検知結果と、グリッド設定値Ｖ_ＧＳとの差分に基づいて、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを決定する帯電電流決定処理に該当する。そして、この帯電電流決定処理により、帯電電流を厚みｄの低下の進行度合い及び環境に応じた値にすることで、余計なオゾン発生やエネルギー消費を回避しつつ、感光体１を帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}とほぼ同じ値に帯電させることができる。よって、オゾンを除去するフィルタや排気ファンの付設を不要にして装置の大型化やコストアップを回避することができる。しかも、環境にかかわらず、安定した画像濃度を得ることができる。更には、現像バイアスＶ_Ｂを環境に応じた値に補正しているにもかかわらず、地肌ポテンシャルを適切な値に維持して地汚れの発生を抑えることができる。また、特許文献２に記載の画像形成装置とは異なり、厚みｄと相関関係にある物理量に基づいて帯電電流設定値Ａ_ＣＳを決定する処理を実施しないので、サービスマンに対して感光体交換時に物理量の情報のリセット操作を強いることがない。

図９は、本プリンタにおける帯電電位Ｖ_Ｄやグリッド設定値Ｖ_ＧＳの経時変化の一例を示すグラフである。図示のように、初期状態から７万枚のプリントまでは、プリント枚数が増加していくにつれて、グリッド設定値Ｖ_ＧＳが徐々に大きくなっていく。そして、プリント枚数が７万枚を超えると、グリッド設定値Ｖ_ＧＳの上昇率が急激に高くなっていき、プリント枚数が８万枚を超えると、帯電電流切替判断値（｜Ｖ_Ｇ｜−｜Ｖ_Ｄ｜）が２００を超える。これにより、帯電電流設定値Ａ_ＣＳが−８００［μＡ］から−１２００［μＡ］に切り替えられると同時に、グリッド設定値Ｖ_ＧＳが初期値の−９００［Ｖ］に戻される。このようにグリッド設定値Ｖ_ＧＳが初期値になっても、帯電電流設定値Ａ_ＣＳが増加していることから、図示のように、帯電電位Ｖ_Ｄは目標の−８００［Ｖ］に維持される。その後、プリント枚数が更に増加していくと、それに伴う厚みｄの低下によって感光体の帯電性能が低下していくことから、グリッド設定値Ｖ_ＧＳが徐々に大きな値に変更される。この変更により、感光体が寿命に到達するまでは（１０万枚）、帯電電位Ｖ_Ｄを目標の−８００［Ｖ］に維持することができる。感光体が寿命到達ライン（１０万枚）を超えて使用されると、やがて、帯電電流切替判断値（｜Ｖ_ＧＳ｜−｜Ｖ_Ｄ｜が３００以上になって、感光体の寿命到達がユーザーに通知される。

なお、帯電電流切替判断値については、表１に示した２段階の値ではなく、例えば表２に示すように、３段階以上の値にしてそれぞれの段階に対して相応の帯電電流設定値Ａ_ＣＳを対応させてもよい。

次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した実施例のプリンタについて説明する。
図１０は、実施例に係るプリンタのメイン制御部１００によって定期的に実施される定期ルーチン処理の処理フローを示すフローチャートである。メイン制御部１００は、定期ルーチン処理を開始すると、まず、メインモータの駆動を開始した後（Ｓ１０１と記す）、所定時間待機する（Ｓ１０２）。そして、帯電電流切替判断値（｜Ｖ_ＧＳ｜−｜Ｖ_Ｄ｜）に基づいて、帯電電流設定値Ａ_ＣＳを、上記表１あるいは上記表２に示されるデータテーブルに応じた値に決定する（Ｓ１０３）。つまり、帯電電流決定処理を実施する。このとき、グリッド設定値Ｖ_ＧＳや帯電電位Ｖ_Ｄついては、前回の定期ルーチン処理における最後の工程（Ｓ１２５）で記憶した値を用いる。その後、Ｓ１０４以降の工程に進む。

なお、Ｓ１０４〜Ｓ１１７の工程については、実施形態に係るプリンタにおけるＳ３〜
Ｓ１６の工程と同様であるので、説明を省略する。また、Ｓ１１８〜Ｓ１２２の工程については、実施形態に係るプリンタにおけるＳ２３〜Ｓ２７の工程と同様であるので、説明を省略する。

メイン制御部１００は、定期ルーチン処理を終了する直前に、現状のグリッド設定値Ｖ_ＧＳと帯電電位Ｖ_Ｄとを、不揮発メモリーに記憶する（Ｓ１２５）。そして、記憶したデータを、次回の定期ルーチン処理におけるＳ１０３やＳ１０４の際に用いる。

以上の定期ルーチン処理において、実施形態に係るプリンタにおける定期ルーチン処理と大きく異なっている点は、帯電電流決定処理（Ｓ１０３）をグリッド決定処理（Ｓ１０８、Ｓ１１６）よりも先行して実施している点である。これにより、グリッド決定処理の実施回数を減らすことができている。

この点について、より詳しく説明する。帯電電流決定処理の実施によって帯電電流設定値Ａ_ＣＳがそれまでの値から変更された場合には、既に述べたように、グリッド設定値Ｖ_ＧＳが初期値の−９００［Ｖ］に戻される。但し、この値が変更後の帯電電流設定値Ａ_ＣＳに適しているとは限らない、厚みｄの低下の進行度合いや、環境などにより、適した値が異なってくるからである。このため、帯電電流決定処理の実施によって帯電電流設定値Ａ_ＣＳがそれまでの値から変更した場合には、グリッド決定処理を実施して、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを変更後の帯電電流設定値Ａ_ＣＳに適したものにする必要がある。

実施形態に係るプリンタに着目すると、このプリンタでは、図７のフローチャートに示されるように、定期ルーチン処理の中にグリッド決定処理を３工程設けている。１工程目は、Ｓ７である。このＳ７のグリッド決定処理を実施する目的は、ベタ潜像の形成を開始する前に、帯電電位Ｖ_Ｄが帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}から大きくずれていた場合に、帯電電位Ｖ_Ｄをある程度まで帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}に近づけておくことである。

２工程目のグリッド決定処理は、Ｓ１５である。このＳ１５のグリッド決定処理を実施する目的は、Ｓ７の後に実施されるＳ１１にて帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}が帯電電位ＶＬに見合った新たな値に変更された場合に、帯電電位ＶＤを、潜像電位ＶＬを新たな帯電目標値Ｖ_{Ｄｔａｒｇｅｔ}に近づけておくことである。

３工程目のグリッド決定処理は、Ｓ２２である。このＳ２２のグリッド決定処理を実施する目的は、Ｓ１７の工程で帯電電流設定値Ａ_ＣＳがそれまでの値から変更された場合に、グリッド設定値Ｖ_ＧＳを変更後の帯電電流設定値に適した値にすることである。

何れのグリッド決定処理においても、その実施前に、感光体１を帯電させて帯電電位Ｖ_Ｄを検知しておく工程が必要になり、それぞれのグリッド決定処理を実施するためには比較的長時間を要してしまう。

一方、実施例に係るプリンタにおいては、図１０のフローチャートに示されるように、定期ルーチン処理の中にグリッド決定処理を２工程しか設けていない。１工程目のグリッド決定処理は、Ｓ１０８である。また、２工程目のグリッド決定処理はＳ１１６である。そして、Ｓ１０８のグリッド決定処理を実施する理由は、実施形態においてＳ７のグリッド決定処理を実施する理由と同じである。これに対し、Ｓ１１６のグリッド決定処理を実施する理由は、実施形態において、Ｓ１５のグリッド決定処理を実施するのと同じ理由と、Ｓ２２のグリッド決定処理を実施するのと同じ理由との両方を兼ねている。このため、グリッド決定処理の工程数を１工程減らすことができているのである。これにより、定期ルーチン処理の実施時間を短縮して、装置のダウンタイムを低減することができる。

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］
態様Ａは、放電を発生させるための放電電極（例えばコロナワイヤー２ａ）と、前記放電電極と画像形成装置の潜像担持体（例えば感光体１）との間に配設されるグリッド電極（例えばグリッド電極２ｂ）と、前記潜像担持体を帯電させるために前記放電電極に印加される帯電バイアスを定電流制御で出力する帯電電源（例えばコロナ電源１６）と、前記グリッド電極に印加するためのグリッドバイアスを定電圧制御で出力するグリッド電源（例えばグリッド電源１７）と、前記グリッドバイアスの定電圧制御における出力設定値であるグリッド設定値を決定するグリッド決定処理を所定のタイミングが到来する毎に実施する制御手段（例えばメイン制御部１００）とを有し、前記放電電極と前記潜像担持体との間で放電を発生させて前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置（例えば帯電装置１９）において、前記放電によって帯電せしめられた前記潜像担持体の表面電位を検知する表面電位検知手段（例えば表面電位センサー３）を設け、前記表面電位検知手段による検知結果と前記グリッド設定値との差分に基づいて、前記帯電バイアスの定電流制御における出力設定値である帯電電流設定値を決定する帯電電流決定処理を所定のタイミングが到来する毎に実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

かかる構成において、潜像担持体の表面の摩耗がそれほど進行しておらず、且つ環境が低温低湿化していないときには、潜像担持体が良好に帯電し、その帯電電位がグリッド設定値に近い値になる。これに対し、潜像担持体の表面の摩耗が進行したり、環境が低温低湿化したりすると、グリッド設定値を調整しても潜像担持体を所望の電位に帯電させることができなくなってくる。そして、表面電位検知手段による帯電電位の検知結果と、グリッド設定値との差分が比較的大きくなる。制御手段は、その差分の大きさに基づいて帯電電流設定値を決定する。具体的には、潜像担持体の表面の摩耗がそれほど進行していおらず且つ環境が低温低湿化していないときには、前記差分が比較的小さな値になる。制御手段は、前記差分がこのように比較的小さな値になっているときには、帯電電流設定値として比較的小さな値を決定する。これにより、余計なオゾン発生やエネルギー消費を回避しつつ、潜像担持体を所望の電位に帯電させて所望の画像濃度を得る。一方、既に述べたように、潜像担持体の表面の摩耗が進行したり、環境が低温低湿化したりすると、前記差分が比較的大きな値になる。制御手段は、前記差分がこのように比較的大きな値になっているときには、帯電電流設定値として比較的大きな値を決定する。これにより、摩耗が進行したり、環境が低温低湿化したりしたときにおいても、潜像担持体を所望の電位に帯電させて所望の画像濃度を得る。よって、余計なオゾン発生やエネルギー消費を回避しつつ、静電担持体を所望の帯電電位に帯電させ、且つ環境にかかわらず安定した画像濃度を得ることができる。

［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記グリッド決定処理にて、前記潜像担持体の目標帯電電位と、前記検知結果との差分に基づいて、前記グリッド設定値を決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

かかる構成では、特許文献１の画像形成装置とは異なり、帯電装置から潜像担持体に流れる電流を検知する電流検知手段を設けなくても、表面電位検知手段による検知結果を目標帯電電位との差分に基づいて、グリッド設定値の適正値を把握することができる。

［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ａ又はＢにおいて、前記帯電電流決定処理を実施した後、ユーザーの命令に基づく画像形成処理を実施する前に、前記目標帯電電位と前記検知結果との差分に基づいて前記グリッド決定処理の実施の必要性を判断し、必要である場合には、前記グリッド決定処理を実施した後に、前記画像形成処理を実施する処理を行うように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

かかる構成では、帯電電流決定処理の実施によって帯電電流設定値をそれまでの値から変更した場合に、グリッド設定値を変更後の帯電電流設定値に適した値に変更してから画像形成処理を実施する。これにより、変更後の帯電電流設定値に適さない値のグリッド設定値のままで画像形成処理を実施することによる画質の劣化を回避することができる。

［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｃにおいて、前記画像形成処理を実施するのに先立って、前記グリッド決定処理を実施する前に前記帯電電流決定処理を実施する処理を行うように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

かかる構成では、実施例に係るプリンタのように、帯電電流決定処理をグリッド決定処理の後に実施する構成に比べてグリッド決定処理の実施回数を低減して装置のダウンタイムを減らすことができる。

［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ａ〜Ｄの何れかにおいて、前記帯電電流決定処理を実施した後における前記表面電位検知手段による検知結果と前記グリッド設定値との差分に基づいて、前記潜像担持体について寿命に達したか否かを判定する寿命判定処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

かかる構成では、表面電位検知手段による検知結果とグリッド設定値との差分に基づいて、潜像担持体の寿命到来タイミングを精度良く把握することができる。

［態様Ｆ］
態様Ｆは、潜像担持体と、前記潜像担持体を帯電せしめる帯電手段と、帯電後の前記潜像担持体に潜像を書き込む潜像書込手段（例えば光書込装置８）と、前記潜像を現像する現像手段（例えば現像装置４）とを備える画像形成装置において、前記帯電手段として、態様Ａ〜Ｅの何れかの帯電装置を用いたことを特徴とするものである。

１：感光体（潜像担持体）
２：チャージャー部
２ａ：コロナワイヤー（放電電極）
２ｂ：グリッド電極
３：表面電位センサー（表面電位検知手段）
４：現像装置（現像手段）
８：光書込装置（潜像書込手段）
１６：コロナ電源（帯電電源）
１７：グリッド電源
１９：帯電装置
１００：メイン制御部（制御手段）

特開平４−１６３５６５号公報 特開２０１０−１８１７３７号公報

Claims (6)

1. 放電を発生させるための放電電極と、前記放電電極と画像形成装置の潜像担持体との間に配設されるグリッド電極と、前記潜像担持体を帯電させるために前記放電電極に印加される帯電バイアスを定電流制御で出力する帯電電源と、前記グリッド電極に印加するためのグリッドバイアスを定電圧制御で出力するグリッド電源と、前記グリッドバイアスの定電圧制御における出力設定値であるグリッド設定値を決定するグリッド決定処理を所定のタイミングで実施する制御手段とを有し、前記放電電極と前記潜像担持体との間で放電を発生させて前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電装置において、
   前記放電によって帯電せしめられた前記潜像担持体の表面電位を検知する表面電位検知手段を設け、
   前記表面電位検知手段による検知結果と前記グリッド設定値との差分に基づいて、前記帯電バイアスの定電流制御における出力設定値である帯電電流設定値を決定する帯電電流決定処理を所定のタイミングで実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする帯電装置。
2. 請求項１の帯電装置において、
   前記グリッド決定処理にて、前記潜像担持体の目標帯電電位と、前記検知結果との差分に基づいて、前記グリッド設定値を決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする帯電装置。
3. 請求項１又は２の帯電装置において、
   前記帯電電流決定処理を実施した後、ユーザーの命令に基づく画像形成処理を実施する前に、前記目標帯電電位と前記検知結果との差分に基づいて前記グリッド決定処理の実施の必要性を判断し、必要である場合には、前記グリッド決定処理を実施した後に、前記画像形成処理を実施する処理を行うように、前記制御手段を構成したことを特徴とする帯電装置。
4. 請求項３の帯電装置において、
   前記画像形成処理を実施するのに先立って、前記グリッド決定処理を実施する前に前記帯電電流決定処理を実施する処理を行うように、前記制御手段を構成したことを特徴とする帯電装置。
5. 請求項１乃至４の何れかの帯電装置において、
   前記帯電電流決定処理を実施した後における前記表面電位検知手段による検知結果と前記グリッド設定値との差分に基づいて、前記潜像担持体について寿命に達したか否かを判定する寿命判定処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする帯電装置。
6. 潜像担持体と、前記潜像担持体を帯電せしめる帯電手段と、帯電後の前記潜像担持体に潜像を書き込む潜像書込手段と、前記潜像を現像する現像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乃至５の何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。

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