JP2016157063A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体の膜厚減耗によらず、適切な交流電流のピーク間電圧値を設定可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】通紙時に画像を媒体に印刷する画像形成装置であって、交流電圧をそれぞれ含む複数の帯電電圧であって、各交流電圧が互いに異なるピーク間電圧を有する複数の帯電電圧を、非通紙時に、前記帯電手段に順次印加する電源手段と、各複数の帯電電圧の印加中に、帯電手段に流れる交流電流値を検知する電流検知手段と、電流検知手段の検出結果に基づき、プロセスで使用すべきピーク間電圧値を導出する第一帯電電圧決定を行う処理手段と、像担持体の減耗度ごとに基準ピーク間電圧値を予め記憶する記憶手段と、を備え、処理手段は、電流検知手段の検出結果に応じて、第一帯電電圧決定の実施を禁止して、像担持体の現在の減耗度に対応する基準ピーク間電圧値を記憶手段から取得する。
【選択図】図２

Description

本発明は、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される、近接帯電方式の帯電手段を備えた画像形成装置に関する。

近年、画像形成装置での帯電方式として、近接帯電方式が主流になりつつある。近接帯電方式では、例えばローラ型の帯電手段が感光体ドラムの表面に接触あるいは非接触で近接配置される。帯電手段には、感光体ドラム表面が均一に帯電するよう、直流電圧に交流電圧が重畳された帯電電圧が印加される。

上記画像形成装置では、帯電電圧決定により、帯電電圧に重畳すべき交流電圧Ｖacのピーク間電圧値Ｖppが導出される。従来、この種の帯電電圧決定は例えば特許文献１に記載されている。特許文献１では、交流電圧Ｖacのピーク間電圧値Ｖppが、初期値から、電流検知手段により検出される電流値が飽和するまで徐々に増大させられて、交流電圧Ｖacのピーク間電圧値Ｖppが導出される。この制御中に交流電圧Ｖacが制限電圧を超えると、ピーク間電圧値Ｖppは初期電圧に設定される。それに対し、温湿度が所定の基準値を超えると、ピーク間電圧値Ｖppは、温湿度のいずれか一方が基準値を満たない場合のピーク間電圧値Ｖppよりも小さい値に設定される。

特開２００８−１０７６０５号公報

特許文献１では、例えばａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体のように硬い感光体膜を有する感光体ドラムを用いることが前提とされている。それゆえ、特許文献１は、感光体ドラムの膜厚減耗による検出電流値の変化を考慮していない。

感光体膜が硬いと、感光体ドラム表面に付着する放電生成物等の除去に不利であるため、クリーニング時等に膜厚が適度に減耗する感光体ドラムが使用されることが望ましい。しかし、このような感光体ドラムを用いた場合に、特許文献１に記載の帯電電圧決定を採用すると、電流検知手段が膜厚減耗に起因して不正確な電流値を検知する可能性があり、ひいては、制御手段が不正確なピーク間電圧値Ｖppを設定してしまう可能性がある。

それゆえに、本発明は、像担持体の膜厚減耗によらず、適切な交流電流のピーク間電圧値を設定することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面は、通紙時に画像を媒体に印刷する画像形成装置であって、像担持体と、前記像担持体に近接配置される帯電手段と、交流電圧をそれぞれ含む複数の帯電電圧であって、各前記交流電圧が互いに異なるピーク間電圧を有する複数の帯電電圧を、非通紙時に、前記帯電手段に順次印加する電源手段と、各前記複数の帯電電圧の印加中に、前記帯電手段に流れる交流電流値を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段で検出された交流電流値に基づいて、プロセスで使用すべきピーク間電圧値を導出する第一帯電電圧決定を行う処理手段と、前記像担持体の減耗度ごとに基準ピーク間電圧値を予め記憶する記憶手段と、を備え、前記処理手段は、前記電流検知手段から得られる少なくとも一つの交流電流値に応じて、前記第一帯電電圧決定の実施を禁止して、第二帯電電圧決定を行い、前記第二帯電電圧決定では、前記像担持体の現在の減耗度に対応する基準ピーク間電圧値を前記記憶手段から取得し、取得したピーク間電圧値に基づき、プロセスで使用すべきピーク間電圧値とする。

上記局面によれば、像担持体の膜厚減耗によらず、適切な交流電流のピーク間電圧値を導出することが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。

画像形成装置の大略的な構成を示す模式図である。 画像形成装置の要部の構成を示す模式図である。 図１の感光体ドラムの詳細な構成を示す模式図である。 帯電電圧決定時におけるＣＰＵの処理の前半部分を示すフロー図である。 帯電電圧決定時におけるＣＰＵの処理の後半部分を示すフロー図である。 図４ＢのＳ２２０におけるＣＰＵの詳細な処理を示すフロー図である。 図５のＳ３１〜Ｓ３３の処理内容を示す図である。 電流検知手段で検知される交流電流値と、基準ピーク間電圧との関係を示す図である。 電流検知手段の代替例およびその問題点を示す図である。 第一変形例での帯電電圧決定時のＣＰＵの処理を示すフロー図である。 第二変形例での帯電電圧決定時のＣＰＵの処理を示すフロー図である。 第三変形例での帯電電圧決定時のＣＰＵの処理を示すフロー図である。

以下、図面を参照して、本画像形成装置の各実施形態を詳説する。

《第一欄：定義》
いくつかの図には、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸が示される。ｘ軸およびｚ軸は、画像形成装置１の左右方向および上下方向を示す。また、ｙ軸は、画像形成装置１の前後方向を示す。

《第二欄：画像形成装置の全体構成・印刷プロセス》
図１，図２において、画像形成装置１は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリ、もしくは、これらの機能を備えた複合機であって、周知の電子写真方式およびタンデム方式により、各種画像（典型的にはフルカラー画像またはモノクロ画像）を印刷媒体（用紙やＯＨＰシート）Ｍに印刷する。そのために、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）各色の作像ユニット２と、中間転写ベルト３と、二次転写ローラ４と、電源手段１０と、制御手段１１と、温湿度検知手段１２と、少なくとも一個の電流検知手段１３と、をさらに備える。

四色分の作像ユニット２は、例えば左右方向に並置され、対応色の感光体ドラム５を含む。各感光体ドラム５は、例えば前後方向に延在する円筒形状を有し、自身の軸を中心に例えば矢印αの方向に回転する。

感光体ドラム５は、図３に例示するように、好ましくは、前後方向に延在するアルミニウム基体上に、電荷発生層（以下、ＣＧＬと称する）５１、電荷輸送層（以下、ＣＴＬと称する）５２および保護層（以下、ＯＣＬと称する）５３を、この順番に積層した有機感光体である。なお、感光体ドラム５は、ＯＣＬ５３は無くとも構わない。

ここで、感光体ドラム表面の削れ易さの指標であるα値を、１０万回転あたりの削れ量（摩耗量）（μｍ）と定義する。各種感光体ドラムのα値は下表１の通りである。なお、表１には、比較のために、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなる感光体ドラムのα値も記載されている。ＯＣＬ５３等の感光体膜は適宜削られて、放電生成物等が除去される。α値が小さすぎると、感光体膜が削れ難くなり、放電生成物等を確実に除去できないことがある。ゆえに、本実施形態に関しては、感光体ドラム５のα値は０．５超であることが好ましい。

再度、図１，図２を参照する。各感光体ドラム５の周囲には、回転方向αの上流側から下流側に向かって、少なくとも、帯電手段６と、現像手段８と、一次転写ローラ９とが配置される。

各帯電手段６は、典型的には、前後方向に延在する帯電ローラであって、感光体ドラム５の周面に接触あるいは非接触で近接配置される帯電ローラである。各帯電手段６は、電源手段１０からの帯電電圧Ｖgにより、回転する感光体ドラム５の周面を一様に帯電させる。

電源手段１０は、色毎に、直流電源回路１０１および交流電源回路１０２の組みを含む。

各直流電源回路１０１は、制御手段１１の制御下で、所定の直流電圧Ｖdcを出力する。直流電源回路１０１は色毎で個別的に設けられ、これによって、色毎に直流電圧Ｖdcを調整可能にしている。しかし、本実施形態では、直流電圧Ｖdcを色毎に変更する点には関心が無いので、便宜上、直流電圧Ｖdcは各色で同じ値として説明を続ける。

また、各交流電源回路１０２は、例えば交流トランスから構成され、制御手段１１の制御下で、ピーク間電圧値Ｖppが可変の交流電圧Ｖacを出力する。なお、直流電圧Ｖdcと同様の観点で、各交流電圧Ｖacは同じ値であるとして説明を続ける。

各交流電源回路１０２の出力端は、対応色の直流電源回路１０１の各出力端とで接続され、これによって、交流電圧Ｖacが直流電圧Ｖdcに重畳された帯電電圧Ｖgが生成され、対応色の帯電手段６に印加される。

各感光体ドラム５の下方には露光装置７が設けられる。各露光装置７は、画像データに基づく光ビームＢを、感光体ドラム５の帯電域の直ぐ下流側の露光域に照射し、これにより、対応色の静電潜像を形成する。

各現像手段８は、対応色の感光体ドラム５の露光域の直ぐ下流側の現像域に、対応色の現像剤を供給して対応色のトナー像を形成する。

中間転写ベルト３は、例えば左右方向に配列された少なくとも二個のローラの外周面に掛け渡され、例えば矢印βで示す方向に回転する。中間転写ベルト３の外周面は、例えば、各感光体ドラム５の上端と当接する。

各一次転写ローラ９は、対応色の感光体ドラム５と中間転写ベルト３を挟んで対向すると共に中間転写ベルト３を上方から押圧して、感光体ドラム５と中間転写ベルト３との間に一次転写ニップ９１を形成する。各一次転写ローラ９には、印刷プロセス中、一次転写バイアス電圧が印加され、その結果、感光体ドラム５上のトナー像は、対応する一次転写ニップ９１にて、回転する中間転写ベルト３に転写される。

二次転写ローラ４は、自身の軸を中心に回転可能に構成される。二次転写ローラ４には、印刷プロセス中、二次転写バイアス電圧が印加される。二次転写ローラ４は、例えば中間転写ベルト３の右端近傍にて、中間転写ベルト３の外周面を押圧して、二次転写ローラ４と中間転写ベルト３の間の接触部分に二次転写ニップ４１を形成する。この二次転写ニップ４１には、印刷プロセス中、印刷媒体Ｍが送り込まれる。

上記二次転写ニップ４１を印刷媒体Ｍが通過中（即ち、通紙中）、二次転写ローラ４には二次転写バイアス電圧が印加されるため、中間転写ベルト３に担持されたトナー像が印刷媒体Ｍに移動し転写される。この印刷媒体Ｍは、二次転写ニップ４１を通過後、周知の定着器を通過した後、印刷物としてトレイに排出される。

制御手段１１は、例えば、ＲＯＭ１１１と、処理手段の一例としてのＣＰＵ１１２と、ＳＲＡＭ１１３と、記憶手段の一例としてのＮＶＲＡＭ１１４と、を含む。ＣＰＵ１１２は、ＲＯＭ１１１に予め記憶された制御プログラムを、ＳＲＡＭ１１３を作業領域として用いつつ実行して、各種プロセスを制御する。本実施形態では、下記の四プロセス（即ち、印刷、画像安定化、強制トナー補給およびＴＣＲ調整）に特に関連する。下記の四プロセスでも、感光体ドラム５を帯電させる必要があるため、帯電手段６には帯電電圧Ｖgが印加される。

（１）印刷：印刷媒体Ｍに画像を印刷すること
（２）画像安定化：既知のパターン画像の濃度に基づき、トナー濃度を目標値に制御すること
（３）強制トナー補給：現像手段に強制的にトナーを補充すること
（４）ＴＣＲ調整：トナーとキャリアの比率を目標値に制御すること

ＣＰＵ１１２はさらに他にも、後述の第一帯電電圧決定および第二帯電電圧決定のいずれかを行って、各上記プロセスで使用すべきピーク間電圧値Ｖppであって、帯電電圧Ｖgに重畳すべき交流電圧Ｖacの基準となるピーク間電圧値Ｖpp（以下、基準ピーク間電圧Ｖpp0という）を決定する。また、各上記プロセスで実際に重畳される交流電圧Ｖacのピーク間電圧Ｖpp（以下、実際のピーク間電圧Ｖpp1という）を決定するために、ＣＰＵ１１２は、ＮＶＲＡＭ１１４に、画像形成装置１における現在の総印刷枚数Ｓを、感光体ドラム５の膜厚の減耗度を示す減耗度情報Ｉwstの一例として保持する（下表２を参照）。なお、詳細は後で明らかになるが、本実施形態では、基準ピーク間電圧値Ｖpp0と、実際のピーク間電圧Ｖpp1とは異なるので注意を要する。

温湿度検知手段１２は、温度センサ１２１と湿度センサ１２２とを含む。温度センサ１２１は、画像形成装置１内の温度（即ち、機内温度）Ｓtを検知してＣＰＵ１１２に出力する。それに対し、湿度センサ１２２は、画像形成装置１内の相対湿度（以下、機内湿度という）Ｓhを検知してＣＰＵ１１２に出力する。

また、電流検知手段１３は、各帯電手段６に帯電電圧Ｖgが印加された時に、対応する感光体ドラム５に流れる交流電流値Ｉacを検知して、ＣＰＵ１１２に出力する。

《第三欄：画像形成装置の動作》
次に、図４Ａ〜図７を参照して、画像形成装置１の動作について説明する。
図４Ａにおいて、ＣＰＵ１１２は、上記四プロセスにおいて帯電電圧決定を決定する場合、画像形成装置１内に印刷媒体Ｍを搬送しない状態で（即ち、非通紙の状態で）、まず、ある色の感光体ドラム５に関し、周知の手法により、各感光体ドラム５が新品か否かを判断する（Ｓ２１）。肯定判断がなされると（即ち、Ｙの場合）、ＣＰＵ１１２は、各色の禁止フラグ（詳細は後述）をオフにする（Ｓ２２）。それに対し、否定判断がなされると（即ち、Ｎの場合）、ＣＰＵ１１２は、Ｓ２２をスキップする。

ＣＰＵ１１２は、Ｓ２２の次、または、Ｓ２１でＮと判断すると、温湿度検知手段１２から、現在の機内温度Ｓtおよび機内湿度Ｓhを取得する（Ｓ２３）。次に、ＣＰＵ１１２は、各色の禁止フラグがオンか否かを判断する（Ｓ２４）。以下には、まず、オフの場合について説明する。この場合、ＣＰＵ１１２は、ＲＯＭ１１１またはＮＶＲＡＭ１１４に予め保持された環境ステップテーブルＴ１から、Ｓ２３で得た機内温度Ｓtおよび機内湿度Ｓhに対応する環境ステップを取得する（Ｓ２５）。テーブルＴ１には、下表３に示すように、機内温度および機内湿度の組み合わせごとに、絶対湿度の大きさを示す指標である環境ステップが記述される。このテーブルＴ１は、本画像形成装置１の製造段階や開発段階に予め実験等で作成される。この点については、他のテーブルでも同様である。本実施形態では、環境ステップは十六段階に区分され、環境ステップ１〜３が低温低湿環境（所謂、ＬＬ環境）を、環境ステップ４〜７が常温常湿環境（所謂、ＮＮ環境）を、環境ステップ８〜１２がやや高温高湿環境を示し、環境ステップ１３〜１６が高温高湿環境（所謂、ＨＨ環境）を示す。

次に、ＣＰＵ１１２は、ＮＶＲＡＭ１１４等に予め保持されたピーク間電圧値テーブルＴ２から、Ｓ２５で得た環境ステップに対応するピーク間電圧値Ｖppの組みを一つ選択する（Ｓ２６）。テーブルＴ２には、下表４に示すように、環境ステップの範囲毎に、互いに異なる八個のピーク間電圧値Ｖppからなる組みが記述される。各組みには、正放電領域および逆放電領域のそれぞれにつき、四個のピーク間電圧値Ｖppが含まれる。本明細書では、後述のピーク間電圧値Ｖppが２×Ｖth未満の領域（図６を参照）であって、帯電手段６に帯電電圧Ｖgを印加した時に、帯電手段６から感光体ドラム５への単方向のみの電荷移動が起こるピーク間電圧Ｖppの領域を正放電領域という。逆に、２×Ｖth以上の領域（図６を参照）であって、感光体ドラム５および帯電手段６の間で双方向への電荷移動が交互に起こる領域を逆放電領域という。また、Ｖthは、直流電圧Ｖdcにより感光体ドラムの帯電が開始される帯電開始電圧値であって、感光体ドラム５の諸特性により定められる。

例えば、環境ステップ１〜３に対しては、ピーク間電圧値Ｖppの組みＡが割り当てられ、組みＡは、正放電領域に含まれる６００Ｖ，７００Ｖ，８００Ｖおよび９００Ｖと、逆放電領域に含まれる１８５０Ｖ，１９５０Ｖ，２０５０Ｖおよび２１５０Ｖとからなる。環境ステップ４〜７，８〜１２，１３〜１６には、表４に示した通りのピーク間電圧値Ｖppの組みＢ，Ｃ，Ｄが割り当てられる。

次に、ＣＰＵ１１２は、第一カウンタ値ｎを１に初期化し（Ｓ２７）、選択した組みにおいて現在の第一カウンタ値ｎに相当するピーク間電圧値Ｖppを取得する（Ｓ２８）。

ＣＰＵ１１２は、各色の交流電源回路１０２から出力すべき交流電圧Ｖacのピーク間電圧値Ｖppを、Ｓ２５で取得した値に設定する。また、ＣＰＵ１１２は、各色の直流電源回路１０１から出力すべき直流電圧Ｖdcを予め定められた値に設定する（Ｓ２９）。

Ｓ２９の結果、電源手段１０から各色の帯電手段６に帯電電圧Ｖgが印加される。ＣＰＵ１１２は、各交流電源回路１０２の交流電圧Ｖacが安定すると（Ｓ２１０）、第二カウンタ値ｍを１に初期化する（図４Ｂ；Ｓ２１１）。次に、ＣＰＵ１１２は、各色の電流検知手段１３から交流電流値Ｉacを取得して、取得した交流電流値Ｉacを色毎にＳＲＡＭ１１３に記憶する（Ｓ２１２）。

次に、ＣＰＵ１１２は、第二カウンタ値ｍがｙか否かを判断する（Ｓ２１３）。ここで、ｙは、各感光体ドラム５の一回転あたりのサンプリング数であって、１以上の自然数である。ＣＰＵ１１２は、Ｓ２１３で否定判断をすると、第二カウンタ値ｍを１だけインクリメントして（Ｓ２１４）、Ｓ２１２を行う。

以上のＳ２１１〜Ｓ２１４を繰り返すことで、ＳＲＡＭ１１３には、各色の感光体ドラム５を一回転する間に、周方向に相異なるｙ個の場所にて測定された各色の交流電流値ＩacがＳＲＡＭ１１３に保持される。ＣＰＵ１１２は、Ｓ２１３で肯定判断をすると、ｙ個の交流電流値Ｉacの平均値を導出し、ＳＲＡＭ１１３に記憶する（Ｓ２１５）。

本実施形態では、Ｓ２１１〜Ｓ２１５により、感光体ドラム５の膜厚のバラツキが考慮される。即ち、ＣＰＵ１１２は、各感光体ドラム５が一回転している間に、周方向に相異なる複数箇所で得たｙ個の交流電流値Ｉacの平均値をとる。これにより、感光体ドラム５の膜厚のバラツキが平滑化される。

次に、ＣＰＵ１１２は、今回（即ち、直前）のＳ２１５で導出した平均値から、前回のＳ２１５で導出した平均値を減算して、差分値ΔＩacを導出する（Ｓ２１６）。なお、初回のＳ２１６に限り前回の平均値が無いので、便宜上、例えば、前回の平均値を０としてＳ２１６が行われる等する。

次に、ＣＰＵ１１２は、Ｓ２１６で得た差分値ΔＩacが所定の閾値ΔＩth以下か否かを判断する（Ｓ２１７）。ここで、閾値ΔＩthの詳細については後述する。

Ｓ２１７でＮと判断すると、ＣＰＵ１１２は、第一カウンタ値ｎが８か否かを判断することで、Ｓ２６で選択した組みの全ピーク間電圧値ＶppについてＳ２８〜Ｓ２１７の処理を行ったか否かを判断する（Ｓ２１８）。Ｓ２１８でＮと判断すると、ＣＰＵ１１２は、第一カウンタ値ｎを１だけインクリメントして（Ｓ２１９）、図４ＡのＳ２８を行う。

以上のＳ２８〜Ｓ２１９により、ＳＲＡＭ１１３には、正放電領域および逆放電領域それぞれに四個ずつ含まれるピーク間電圧値Ｖppを有する交流電圧Ｖacを重畳した各帯電電圧Ｖgを順次印加した時に、各帯電手段６に流れる交流電流値Ｉacが合計八個得られる。ＣＰＵ１１２は、Ｓ２９で使用したピーク間電圧値Ｖppと、Ｓ２１５で得られた交流電流値（平均値）Ｉacとの組み合わせを八組分、各色毎にＳＲＡＭ１１３に保持する。ここで、以下では、ＳＲＡＭ１１３に保持されたピーク間電圧値Ｖppおよび交流電流値Ｉacの組み合わせを包括的に（Ｖpp，Ｉac）と表記する。また、ｎ＝１〜８のいずれかを個別的に表記する場合には、（Ｖppj，Ｉacj）と表記する。ここで、ｊは１，２，…８の自然数である。

ＣＰＵ１１２は、色毎の（Ｖpp，Ｉac）に基づき、第一帯電電圧決定を行って、各種プロセス等で使用すべき基準ピーク間電圧値Ｖpp0を色毎に導出してＮＶＲＡＭ１１４に格納する（Ｓ２２０）。

ここで、図５，図６を参照して、第一帯電電圧決定について詳説する。
まず、図５，図６において、ＣＰＵ１１２は、色毎に、正放電領域に属する四組の（Ｖpp，Ｉac）を選択して、これら四組のデータを最小二乗法により直線近似して、正放電領域における印加交流電圧Ｖppに対する交流電流値Ｉacの特性直線Ｌ1（Ｉac＝ａ×Ｖac＋ｂ）（図６を参照）を得る（Ｓ３１）。

次に、ＣＰＵ１１２は、同様の手法で、色毎に、逆放電領域に属する四組の（Ｖpp，Ｉac）を直線近似して、逆放電領域における印加交流電圧Ｖppに対する交流電流値Ｉacの特性直線Ｌ2（Ｉac＝ｃ×Ｖac＋ｄ）（図６を参照）を得る（Ｓ３２）。

ここで、ａ〜ｄは定数であって、特に、ｃ−ａは傾きで、ｂ，ｄは切片であって、ａ，ｂは、次式（１），（２）から導出される。ｃ，ｄも同様の式からも導出される。

次に、ＣＰＵ１１２は、第一帯電電圧決定を行って、Ｓ３１，Ｓ３２で得た特性直線Ｌ1，Ｌ2の交点のＶpp値（＝（ｄ−ｂ）／（ｃ−ａ））を色毎に導出する。そして、ＣＰＵ１１２は、色毎に導出した（ｄ−ｂ）／（ｃ−ａ）を、今回の帯電電圧決定における基準ピーク間電圧値Ｖpp0として定める（Ｓ３３）。

以上のＳ３３が終了すると、ＣＰＵ１１２は、図５の処理を抜けて（つまり、図４ＢのＳ２２０を終了して）、図４ＢのＳ２２１を行う。Ｓ２２０で格納された基準ピーク間電圧値Ｖpp0は、環境ステップに基づく値であるため、現在の環境条件に高精度に合った値とは言い難い。そこで、ＣＰＵ１１２は、ＮＶＲＡＭ１１４等に予め保持された補正値テーブルＴ３から、Ｓ２３で得た機内温度Ｓtおよび機内湿度Ｓhに対応する傾きおよび切片の組みを一つ選択する（Ｓ２２１）。補正値テーブルＴ３には、表５に示すように、温度範囲および相対湿度範囲の組み合わせ毎に、傾きおよび切片の組みが記述される。例えば、機内湿度Ｓhが２０％未満で機内温度Ｓtが１０．５℃以上１２．５℃未満であれば、（傾き，切片）は（−０．００５４，２６９）と記述される。

次に、ＣＰＵ１１２は、ＮＶＲＡＭ１１４の減耗度情報Ｉwstから、色毎の総印刷枚数を取得する（Ｓ２２２）。
次に、ＣＰＵ１１２は、次式（３）に基づき、補正値を導出する（Ｓ２２３）。
補正値＝傾き×回転数＋切片 …（３）
次に、ＣＰＵ１１２は、Ｓ２２０で導出した基準ピーク間電圧値Ｖpp0に対応色の補正値を加算して、現在の環境条件（即ち、温度および相対湿度）に高精度に合った実際のピーク間電圧値Ｖpp1を導出する（Ｓ２２４）。

以上のようにして、実際のピーク間電圧値Ｖpp1が導出されると、ＣＰＵ１１２は、各交流電源回路１０２から出力すべき交流電圧Ｖacのピーク間電圧値Ｖppを、Ｓ２２４で導出したＶpp1に設定し、各直流電源回路１０１から出力すべき直流電圧Ｖdcを予め定められた値に設定する。その結果、電源手段１０から各帯電手段６に、帯電電圧Ｖgが印加されて、各感光体ドラム５の帯電が行われる（Ｓ２２５）。

ところで、電流検知手段１３が検知可能な交流電流値Ｉacには上限値Ｉlimitがある。第一帯電電圧決定において、検知された全ての交流電流値Ｉacが上限値Ｉlimitを超えない場合、適切に基準ピーク間電圧値Ｖppを導出することができる（図７上段を参照）。それに対し、検知された交流電流値Ｉacは、逆放電領域における交流電圧値Ｖacを増加させていくと、上限値Ｉlimitで飽和し交流電圧値Ｖacに追従しなくなることがある（図７中段を参照）。このような状態で、第一帯電電圧決定を行うと、特性直線Ｌ2の傾きが小さくなるため、交点のＶpp値（＝（ｄ−ｂ）／（ｃ−ａ））が実際よりも低くなってしまう。この場合、かぶりトナーに起因する画像不良が印刷物に生じる可能性がある。

また、逆放電領域の交流電流値Ｉacの多くが上限値Ｉlimitで飽和すると、交点のＶpp値自体を導出できなくなることもある（図７下段を参照）。

上記問題点への対処のために、電流検知手段１３を、上限値Ｉlimitがより大きなものに置換することが考えられる。しかしながら、上限値Ｉlimitの大きな電流検知手段は高コストであるだけでなく、第一帯電電圧決定において、検出される交流電流値Ｉacのバラツキが大きくなるため（図８上段を参照）、導出されるピーク間電圧値Ｖppの精度が低下する。

他にも、検出される交流電流値Ｉacが上限値Ｉlimitを超えないように、第一帯電電圧決定で印加すべき交流電圧値Ｖppのうち、少なくとも逆放電領域に属するものを小さくする方法もある（図８中段を参照）。しかし、逆放電領域の交流電圧値Ｖppを小さくすると、特性直線Ｌ2の傾きｃが小さくなる傾向があり、さらには、検出される交流電流値Ｉacのバラツキも相俟って、傾きｃのバラツキも大きくなる。その結果、特性直線Ｌ1とＬ2の交点のＶpp値も大きくバラツキ、その結果、導出されるピーク間電圧値Ｖppの精度が低下する（図８下段を参照）。

また、感光体ドラム５の使用により膜厚は減耗し、感光体ドラム５の抵抗値は低下する。したがって、同じ交流電圧値Ｖacを印加しても、感光体ドラム５の減耗度合いにより、感光体ドラム５に近接する帯電手段６に流れる交流電流値Ｉacは異なる。したがって、感光体ドラム５の減耗が進み過ぎると、電流検知手段１３が検知する交流電流値Ｉacは、大きな交流電圧値Ｉacの印加に対し、上限値Ｉlimitで飽和してしまうことがある。このような状態で電流検知手段１３の交流電圧値Ｉacに基づいて第一帯電電圧決定を行っても、正確なピーク間電圧値Ｖppが得られる可能性は低い。

以上の観点から、図４ＢのＳ２１７では、各色の差分値ΔＩacがΔＩth以下か否かが判断される。ΔＩthは、検知された交流電流値Ｉacが飽和しているか否かを判断するための基準値であって、数十μＡ程度に設定される。Ｓ２１７でＹと判断されると、対応色の感光体ドラム５の減耗が進み過ぎているとみなして、ＣＰＵ１１２は、禁止フラグをオンにする（Ｓ２２６）。これにより、図４ＡのＳ２４にて、Ｎと判断されることが無くなるため、今後のプロセスにおいても、第一帯電電圧決定の実行が禁止されることになる。

次に、ＣＰＵ１１２は、ＮＶＲＡＭ１１４等に予め保持された基準値テーブルＴ３から、減耗情報度Ｉwstとしての現在の印刷枚数に対応する基準ピーク間電圧値Ｖpp（単位はＶ）を取得する（Ｓ２２７）。基準値テーブルＴ４には、表６に示すように、総印刷枚数の範囲毎に、ピーク間電圧値Ｖppの基準値が記述される。この基準値テーブルＴ３は、本画像形成装置１の製造段階や開発段階に予め実験等で作成される。例えば、印刷枚数が０枚以上で２００００枚未満であれば、基準値として１３００Ｖと記述される。

Ｓ２２７で得られた基準ピーク間電圧値Ｖppの基準値は、単に総印刷枚数に基づくだけであるため、必ずしも、現在の温湿度に高精度に合っていない。そこで、ＣＰＵ１１２は、ＮＶＲＡＭ１１４等に予め保持された補正値テーブルＴ５から、Ｓ２３で得た機内温度Ｓtおよび機内湿度Ｓhに対応する補正値（単位はＶ）を取得する（Ｓ２２８）。補正値テーブルＴ５には、表７に示すように、温度範囲および相対湿度範囲の組み合わせ毎に、補正値が記述される。例えば、機内湿度Ｓhが２０％未満で機内温度Ｓtが１０℃以上１１℃未満であれば、補正値は１００Ｖと記述される。

次に、ＣＰＵ１１２は、Ｓ２２７で得た基準ピーク間電圧値ＶppとＳ２２８で得た補正値とを加算して、実際のピーク間電圧値Ｖppを導出する（第二帯電電圧決定，Ｓ２２９）。

その後、ＣＰＵ１１２は、Ｓ２２５と同様の処理を行い、その結果、各帯電手段６に帯電電圧Ｖgが印加されて、各感光体ドラム５の帯電が行われる。

最後に、再度図４ＡのＳ２４を参照する。Ｓ２４でＹと判断されると、ＣＰＵ１１２は、第一帯電電圧決定の実施が禁止されているとみなして、図４ＢのＳ２２６を行って、第二帯電電圧決定により実際のピーク間電圧値Ｖppを導出する。

《第四欄：画像形成装置の作用・効果》
上述の通り、感光体ドラム５の膜厚の減耗度が進行し、その結果、電流検知手段１３で検知される交流電流値Ｉacが不正確である可能性が高くなる。このような状態であるか否かが、図４ＢのＳ２１７にて判断される。否定判断がなされると、第一帯電電圧決定が実施されて、電流検知手段１３で検知された交流電流値Ｉacに基づきピーク間電圧Ｖppが導出される。それに対し、Ｓ２１７で肯定判断がなされると、Ｓ２２６において、禁止フラグをオンにすることで、それ以降のプロセスにおいて第一帯電電圧決定の実施が禁止される。その上で、減耗度に相関する総印刷枚数毎に予め導出されている基準値と、温湿度毎に予め導出されている補正値とに基づき、ピーク間電圧値Ｖppが導出される。よって、感光体ドラム５の膜厚減耗によらず、適切なピーク間電圧値Ｖppを導出可能な画像形成装置１を提供することができる。

なお、本実施形態では、感光体ドラム５が新品に交換されれば、第一帯電電圧決定の禁止が解除されるため（図４Ａ；Ｓ２１，Ｓ２２）、この場合には、第一帯電電圧決定により、適切なピーク間電圧値Ｖppが導出される。

《第五欄：第一変形例》
次に、第一変形例に係る画像形成装置１について説明する。第一変形例は、上記実施形態と比較すると、図４Ｂの処理に代えて、図９に示す処理を行う点で相違する。図９は、図４Ｂと比較すると、Ｓ２１６を行わない点と、Ｓ２１７に代えてＳ４１を行う点とで相違する。それ以外に両画像形成装置１の間に相違点は無いので、上記実施形態および第一変形例の間で共通する構成・ステップには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。

Ｓ４１において、ＣＰＵ１１２は、Ｓ２１５で導出した交流電流値Ｉac（平均値）が上限値Ｉlimit（例えば、３０６６μＡ）を超えているか否かを判断する。Ｙと判断すると、ＣＰＵ１１２は、Ｓ２２６を行うが、Ｎと判断すると、Ｓ２１８を行う。

前述の通り、感光体ドラム５の膜厚減耗が過度に進むと、電流検知手段１３により検知された交流電流値Ｉacは、原理的には、上限値Ｉlimitで飽和するが（図７下段を参照）、突発的に、上限値Ｉlimitを超えてしまうこともある。このような場合、検知された交流電流値Ｉacの精度が高いとは言えないので、第一帯電電圧決定を行わずに、第二帯電電圧決定により、実際のピーク間電圧値Ｖppが導出される。よって、感光体ドラム５の膜厚減耗によらず、適切なピーク間電圧値Ｖppを導出可能な画像形成装置１を提供することができる。

《第六欄：第二変形例》
次に、第二変形例に係る画像形成装置１について説明する。
温湿度環境が高温多湿であれば、感光体ドラム５の抵抗値は相対的に低下する。このような高温多湿下では、電流検知手段１３により検知された交流電流値Ｉacは大きくなる傾向があり、その結果、上限値Ｉlimitに到達し易くなる。よって、高温多湿を示す所定の環境ステップ（例えば、１６）であれば、第一帯電電圧決定を行わずに、第二帯電電圧決定を行った方が、素早く、より適切なピーク間電圧値Ｖppが得られる。

そこで、第二変形例は、上記実施形態と比較すると、図４Ａの処理に代えて、図１０に示す処理を行う点で相違する。図１０は、図４Ａと比較すると、Ｓ２５とＳ２６の間にＳ５１を行う点で相違する。それ以外に両画像形成装置１の間に相違点は無いので、上記実施形態および第一変形例の間で共通する構成・ステップには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。

Ｓ５１において、ＣＰＵ１１２は、Ｓ２５で得られた環境ステップが所定の環境ステップ（例えば、１６）か否かを判断する。Ｙと判断されると、ＣＰＵ１１２は、第二帯電電圧決定を行うために、Ｓ２２６を行う。それに対し、Ｎと判断されると、ＣＰＵ１１２は、Ｓ２６を行う。

第二変形例によれば、Ｓ２２で得られた環境ステップに基づいて、即座に、第二帯電電圧決定が行われ、その結果、適切なピーク間電圧値Ｖppをいち早く導出することが可能となる。

《第七欄：第三変形例》
次に、第三変形例に係る画像形成装置１について説明する。
また、感光体ドラム５の寿命が末期の場合には、膜厚の残りが少なくなり、その結果、感光体ドラム５の抵抗値が相対的に低下する。このような寿命末期の場合には、電流検知手段１３により検知された交流電流値Ｉacは上限値Ｉlimitに到達し易くなる。よって、感光体ドラム５が寿命末期の場合には、第一帯電電圧決定を行わずに、第二帯電電圧決定を行った方が、素早く、より適切なピーク間電圧値Ｖppが得られる。

そこで、第三変形例は、上記実施形態と比較すると、図４Ａの処理に代えて、図１１に示す処理を行う点で相違する。図１１は、図４Ａと比較すると、Ｓ２１の前に、Ｓ６１〜Ｓ６３を行う点で相違する。それ以外に両画像形成装置１の間に相違点は無いので、上記実施形態および第一変形例の間で共通する構成・ステップには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。

Ｓ６１において、ＣＰＵ１１２は、ＮＶＲＡＭ１１４等に保持された減耗情報度Ｉwstを取得し、総印刷枚数Ｓが閾値Ｓth以上か否かを判断する（Ｓ６２）。ここで、閾値Ｓthは、感光体ドラム５が寿命末期となる総印刷枚数Ｓであり設計・開発段階で予め導出される。Ｙと判断されれば、ＣＰＵ１１２は、温湿度検知手段１２から、現在の機内温度Ｓtおよび機内湿度Ｓhを取得し（Ｓ６３）、その後、第二帯電電圧決定を行うために、Ｓ２２６を行う。それに対し、Ｎと判断されると、ＣＰＵ１１２は、Ｓ２１を行う。

第二変形例によれば、感光体ドラム５の寿命が末期であれば、即座に、第二帯電電圧決定が行われ、その結果、適切なピーク間電圧値Ｖppをいち早く導出することが可能となる。

《第五欄：付記》
上記実施形態の説明では、画像形成装置１は、色毎に電流検知手段１３を備えていた。しかし、これに限らず、全色を代表する特定の一色乃至三色の帯電手段６にのみ電流検知手段１３が設けられても構わない。

また、ＣＰＵ１１２は、図４Ｂ等のＳ２２８において、現在の環境条件（機内温度Ｓtおよび機内湿度Ｓh）に基づき、補正値を導出する。しかし、温湿度検知手段１２が、絶対湿度センサを備えている場合には、絶対湿度に基づき補正値を導出しても良い。また、補正テーブルＴ４は、温度、相対湿度のいずれか一方のみに基づき作成されていても構わない。

本発明に係る画像形成装置は、周囲温度や感光体膜厚によらず、適切な交流電流のピーク間電圧値を導出することが可能であり、カラー機かモノクロ機かを問わず、ファクシミリ、コピー機、プリンタおよびこれらの機能を備えた複合機に好適である。

１ 画像形成装置
５ 感光体ドラム（像担持体）
６ 帯電手段
１０ 電源手段
１１２ ＣＰＵ（処理手段）
１２１ 温度センサ
１２２ 湿度センサ

Claims (9)

1. 通紙時に画像を媒体に印刷する画像形成装置であって、
   像担持体と、
   前記像担持体に近接配置される帯電手段と、
   交流電圧をそれぞれ含む複数の帯電電圧であって、各前記交流電圧が互いに異なるピーク間電圧を有する複数の帯電電圧を、非通紙時に、前記帯電手段に順次印加する電源手段と、
   各前記複数の帯電電圧の印加中に、前記帯電手段に流れる交流電流値を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段で検出された交流電流値に基づいて、プロセスで使用すべきピーク間電圧値を導出する第一帯電電圧決定を行う処理手段と、
   前記像担持体の減耗度ごとに基準ピーク間電圧値を予め記憶する記憶手段と、を備え、
   前記処理手段は、
   前記電流検知手段から得られる少なくとも一つの交流電流値に応じて、前記第一帯電電圧決定の実施を禁止して、第二帯電電圧決定を行い、
   前記第二帯電電圧決定では、前記像担持体の現在の減耗度に対応する基準ピーク間電圧値を前記記憶手段から取得し、取得したピーク間電圧値に基づき、プロセスで使用すべきピーク間電圧値とする、画像形成装置。
2. 前記電流検知手段から得られた今回の交流電流値と前回の交流電流値との差分値が所定の閾値以下であれば、前記第一帯電電圧決定の実施が禁止され、前記第二帯電電圧決定が行われる、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電流検知手段から得られたいずれかの交流電流値が所定の閾値を超えると、前記第一帯電電圧決定の実施が禁止され、前記第二帯電電圧決定が行われる、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記記憶手段はさらに、周囲温度および／または周囲湿度ごとに、ピーク間電圧値の補正値を予め記憶し、
   前記処理手段は、前記第二帯電電圧決定において、前記像担持体の現在の減耗度に対応する基準ピーク間電圧値と、現在の周囲温度および／または現在の周囲湿度に対応する補正値と、を前記記憶手段から取得し、プロセスで使用すべきピーク間電圧値を導出する、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 現在の温湿度が所定の高温多湿状態であれば、前記第一帯電電圧決定が行われる事無く、前記第二帯電電圧決定が行われる、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体の寿命が末期の場合には、前記第一帯電電圧決定が行われる事無く、前記第二帯電電圧決定が行われる、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記処理手段は、前記第一帯電電圧決定にて、正放電領域および逆放電領域のそれぞれにおける交流電圧に対する交流電流値の特性直線の交点が、基準ピーク間電圧値として導出される、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記処理手段は、前記像担持体の減耗度、周囲温度および周囲湿度の少なくとも一つに基づき、導出した基準ピーク間電圧値を補正して、プロセスで使用すべきピーク間電圧とする、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記処理手段は、前記像担持体が新品に交換されると、前記第一帯電電圧決定の実施禁止を解除する、請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。

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