JP2016180817A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置本体内の温度と帯電ローラの近傍の温度とが異なる場合でも、感光ドラムを所望の表面電位に帯電することができる画像形成装置の提供。【解決手段】温度センサにより検知した装置本体内の温度に従って決められた交流電圧Ｖａｃを印加し（Ｓ４）、帯電ローラから感光ドラムに流れる帯電電流の直流成分を測定する（Ｓ５）。測定した帯電電流の直流成分（実測値）をＩｄｃ予測値と比較し（Ｓ９）、実測値が予測値よりも小さい場合（Ｓ９のＮＯ）、装置本体内の温度よりも低い温度に従って、装置本体内の温度に従って決められた交流電圧Ｖａｃとは異なる交流電圧Ｖａｃを決める（Ｓ１０）。この決めた交流電圧Ｖａｃを帯電ローラに印加する（Ｓ１２）。これにより、装置本体内の温度と帯電ローラの近傍の温度とが異なっていても、十分な帯電を行えるだけの帯電電流を感光ドラムに流すことができ、もって感光ドラムを所望の表面電位に帯電できる。【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真方式の画像形成装置に関する。

従来から、画像形成装置において、感光ドラムを帯電する一次帯電器として、印加電圧が比較的に低く且つ小型化の容易な帯電ローラが用いられている。帯電ローラには、帯電高圧電源により直流電圧Ｖｄｃと交流電圧Ｖａｃとを重畳した重畳電圧（Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が帯電電圧として印加される。帯電ローラに放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上の交流電圧Ｖａｃ（ピーク間電圧）が印加されると、感光ドラムの表面電位Ｖｄは直流電圧Ｖｄｃの電位に収束する。つまり、感光ドラムは所望の表面電位に均一に帯電される。

帯電ローラと感光ドラムの間の放電開始電圧Ｖｔｈ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（プロセススピード）、また装置本体内の環境（例えば温度など）によって変動し得る。放電開始電圧が変動した場合に、帯電ローラに印加する交流電圧Ｖａｃを変更しないままであると、感光ドラムが所望の表面電位に均一に帯電されない可能性がある。そこで、放電開始電圧が変動しても感光ドラムを所望の表面電位に均一に帯電するため、適切な交流電圧Ｖａｃを求めて帯電ローラに印加する画像形成装置が知られている。例えば、複数の交流電圧Ｖａｃを順に印加し、その際に帯電ローラに流れる交流電流の変化から、感光ドラムの帯電時に印加する交流電圧Ｖａｃを求める放電電流制御を行う装置が提案されている（特許文献１）。

また、装置本体内に表面電位計を設け、これを用いて感光ドラムの表面電位Ｖｄを実際に測定し、測定結果に基づいて交流電圧Ｖａｃを変更する画像形成装置が提案されている（特許文献２）。

特開２００１−２０１９２０号公報 特開平７−４４０６３号公報

上述したように、放電開始電圧Ｖｔｈは装置本体内の温度などの影響を受ける。即ち、装置本体内が常温（例えば１５〜２５℃）である場合と低温（例えば０〜１５℃）である場合とで、帯電ローラの電気抵抗は異なる。一般的に、低温時は常温時に比べて帯電ローラの電気抵抗が上昇し電流が流れ難くなるため、放電開始電圧Ｖｔｈは高くなる。そこで、装置本体内の温度を温度センサにより検知し、検知した温度に基づいて常温用と低温用とに分けて放電電流制御を行うようにしている。常温用と低温用の各放電電流制御では、帯電ローラに印加する交流電圧Ｖａｃの電圧設定が異なっている。

しかしながら、温度センサは装置本体内において帯電ローラから離れた箇所に設置されるが故に、温度センサにより検知された温度は必ずしも帯電ローラ近傍の温度を正しく反映しているとは限らない。つまり、温度センサにより検知される温度は装置本体内の特定箇所の温度でしかなく、それ故に、検知された温度と帯電ローラ近傍の温度とが一致しないことが生じ得る。その場合、放電電流制御を行うにも関わらず、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以下の交流電圧Ｖａｃが帯電ローラに印加されることがあり、その結果、感光ドラムの表面電位Ｖｄが直流電圧Ｖｄｃの電位に収束せずにかぶり現象が生じることがあった。これを防ぐため、表面電位計を備えた装置を用いることも考えられるが、表面電位計を備える装置は小型化に向いておらず、またコストが掛かることから採用し難い。

本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、帯電ローラの電気抵抗の変動の影響を受けることなく、感光ドラムを所望の表面電位に一律に帯電することができる画像形成装置の提供を目的とする。

本発明の画像形成装置は、回転可能な像担持体と、前記像担持体に近接又は接触して設けられ、帯電電圧が印加されることにより前記像担持体を帯電する帯電部材と、前記帯電部材に、直流電圧と交流電圧とを重畳した前記帯電電圧を印加する電圧印加手段と、前記帯電部材から前記像担持体に流れる帯電電流の直流成分を測定する直流電流測定手段と、装置本体内に設けられ、温度を検知する検知手段と、前記検知手段によって検知した温度が第一温度である場合に前記第一温度に対応する第一交流電圧と所定の直流電圧を前記電圧印加手段により前記帯電部材に印加させ、それに伴い前記直流電流測定手段により前記帯電電流の直流成分を測定する第一モードを実行し、前記第一モードにおいて測定した帯電電流の直流成分が所定値よりも小さい場合には、前記第一温度よりも低い第二温度に対応する第二交流電圧を前記帯電電圧に重畳する前記交流電圧として設定する第二モードを実行する制御手段と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、検知された温度に対応する第一交流電圧と所定の直流電圧とを重畳した帯電電圧を印加した際に流れる帯電電流の直流成分を所定値と比較し、帯電電流の直流成分が所定値よりも小さい場合には十分な帯電が行えていないと判断する。その場合、より低い温度に対応する第二交流電圧が帯電電圧に重畳する交流電圧として設定される。これにより、帯電部材の電気抵抗の変動の影響を除去可能な帯電電圧を印加でき、もって像担持体を所望の表面電位に一律に帯電することができる。

本発明に係る画像形成装置の構成を示す概略図。 感光ドラム及び帯電ローラ、並びに帯電電圧制御系を示す図。 画像形成装置の帯電電圧制御系のブロック図。 第１実施形態の帯電電圧制御を示すフローチャート。 放電電流制御を説明する図。 交流電圧と温度とを対応付けたテーブルを示す図。 第２実施形態の帯電電圧制御を示すフローチャート。 膜厚が変化する感光ドラム、帯電ローラ、並びに帯電電圧制御系を示す図。

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。

＜画像形成装置＞
図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト９１に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。本実施形態において、これら画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫは、装置本体に対し着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されている。

画像形成部ＵＹでは、像担持体としての感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト９１に一次転写される。画像形成部ＵＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト９１上のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部ＵＣ、ＵＫでは、感光ドラム１Ｃ、１Ｋにそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト９１に順次重ねて一次転写される。中間転写ベルト９１に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐ（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）へ一括二次転写される。

画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで使用するトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外はほぼ同様に構成される。そこで、以下では、代表としてイエローの画像形成部ＵＹについて説明し、その他の画像形成部ＵＭ、ＵＣ、ＵＫについては、説明中の符号末尾のＹを、Ｍ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。

画像形成部ＵＹは、感光ドラム１Ｙを囲んで、帯電ローラ２Ｙ（一次帯電器）、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ９２Ｙ、除電露光装置６Ｙ、およびドラムクリーニング装置７Ｙが配置されている。像担持体としての感光ドラム１Ｙは、アルミニウム製シリンダの外周面に感光層が形成されたドラム状の電子写真感光体であって、装置本体に回転可能に設けられている。感光ドラム１Ｙは、感光ドラム駆動モータ１９Ｙ（後述の図３参照）により例えば２５０ｍｍ／ｓの回転速度（プロセススピード）で図１において反時計回りに回転される。

帯電部材としての帯電ローラ２Ｙは、感光ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。除電手段としての除電露光装置６Ｙは、帯電ローラ２Ｙによる感光ドラム１Ｙの帯電に先だって感光ドラム１Ｙの帯電状態を初期化する。即ち、除電露光装置６Ｙは、一次転写後の感光ドラム１Ｙを例えばΜＶ光などにより露光することで感光ドラム１Ｙを除電する。除電露光装置６Ｙは、感光ドラム１Ｙの回転方向に関して一次転写部Ｔ１よりも回転方向下流側に且つ少なくとも帯電ローラ２Ｙよりも回転方向上流側に設けられる。

露光装置３Ｙは、各色の分解色画像を展開し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１Ｙに画像の静電潜像を形成する。現像装置４Ｙは、トナーを感光ドラム１Ｙに供給して、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置４Ｙには、現像剤補給装置５Ｙから現像剤が補給されるようになっている。現像装置４Ｙは、現像剤としてトナー単体からなる一成分現像剤や、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤が用いられる。

一次転写ローラ９２Ｙは、中間転写ベルト９１に圧接して、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト９１との間に一次転写部Ｔ１（一次転写ニップ）を形成する。一次転写ローラ９２Ｙには、一次バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源９３Ｙが接続されている。この一次転写バイアス電源９３Ｙが正極性のバイアス電圧を一次転写ローラ９２Ｙに印加することで、感光ドラム１Ｙ上の負極性のトナー像が中間転写ベルト９１に一次転写される。ドラムクリーニング装置７Ｙは、感光ドラム１Ｙにクリーニングブレードを摺擦して、一次転写後に感光ドラム１Ｙ上に残る一次転写残トナーを回収する。

中間転写ベルト９１は、テンションローラ９４、二次転写内ローラ１０及び駆動ローラ９５に掛け渡して支持され、駆動ローラ９５に駆動されて図中矢印Ｒ１方向に回転する。二次転写部Ｔ２は、二次転写内ローラ１０に張架された中間転写ベルト９１に、二次転写部材としての二次転写外ローラ９６を当接して形成される記録材Ｐへのトナー像転写ニップ部である。二次転写部Ｔ２では、不図示の二次転写バイアス電源によって二次転写外ローラ９６に二次転写バイアスが印加される。これに応じて、中間転写ベルト９１のトナー像は二次転写部Ｔ２に搬送される記録材Ｐへ二次転写される。この際に、レジストローラ１２は、中間転写ベルト９１に一次転写されたトナー像が二次転写部Ｔ２を通るのに同期させて、記録材Ｐを二次転写部Ｔ２に搬送する。ベルトクリーニング装置１１は、中間転写ベルト９１にクリーニングブレード（不図示）を摺擦して、二次転写後に中間転写ベルト９１に付着したまま残る二次転写残トナーを回収する。

二次転写部Ｔ２によって四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１３へ搬送される。定着装置１３は、定着ローラ１３ａ、１３ｂが当接して定着ニップ部Ｔ３を形成し、定着ニップ部Ｔ３で記録材Ｐを搬送しつつ当該記録材Ｐにトナー像を定着する。定着装置１３では、内部からランプヒータ等（不図示）により加熱される定着ローラ１３ａに、定着ローラ１３ｂを圧接させて定着ニップ部Ｔ３を形成している。記録材Ｐが定着ニップ部Ｔ３で挟持搬送されることにより加熱及び加圧されて、トナー像が記録材Ｐに定着される。定着装置１３によりトナー像の定着された記録材Ｐは、機体外へ排出される。

＜感光ドラム＞
感光ドラム１Ｙ及び帯電ローラ２Ｙについて、図２を用いて説明する。まず、感光ドラム１Ｙについて説明する。感光ドラム１Ｙは、アルミニウムなどの導電材製のドラム基体１ａの外周面に、負の帯電特性を有する有機光導電体（ＯＰＣ）からなる感光層１ｂを形成塗布した有機光導電体ドラムである。なお、本実施形態では、外径３０ｍｍの感光ドラム１Ｙを用いた。

感光層１ｂは、ドラム基体１ａ側から順に、下引き層（ＣＰＬ）１ｂ１、注入阻止層（ΜＣＬ）１ｂ２、電荷発生層（ＣＧＬ）１ｂ３、電荷輸送層（ＣＴＬ）１ｂ４、表面保護層（ＯＣＬ）１ｂ５が積層されて形成されている。電荷発生層１ｂ３は、フタロシニアン化合物で例えば厚さ０．２μｍに形成される。電荷輸送層１ｂ４は、ヒドラゾン化合物を分散させたポリカーボネートで例えば厚さ１３μｍ程度に形成される。表面保護層１ｂ５は、アクリル樹脂で例えば厚さ５μｍ程度に形成される。感光層１ｂは絶縁体であるが、特定の波長の光が照射されることによって導電体となる、という特徴を有する。これは、光照射により電荷発生層１ｂ３内に正孔（電子対）が生成され、これらの正孔が電荷の流れの担い手となるからである。

図２に示した感光ドラム１Ｙは、累計で３０万枚以上の画像形成を行った場合の感光層１ｂの削れ量が１μｍ以下であることが発明者らの行った実験により確かめられている。即ち、上述したような表面保護層１ｂ５で表面を覆われている感光ドラム１Ｙは、多数枚の画像形成が行われても、感光層１ｂの膜厚がほとんど変化（減少）しない。これは、表面保護層１ｂ５が、帯電ローラ２Ｙやドラムクリーニング装置７Ｙのクリーニングブレードなどの感光ドラム１Ｙと接触する各種部材の表面硬さに比べて硬く、それら各種部材によって削られ難いからである。

＜帯電ローラ＞
次に、帯電ローラ２Ｙについて説明する。既に述べたように、帯電ローラ２Ｙは帯電電圧を印加されることで、感光ドラム１Ｙの表面（外周面）を所定の極性・電位に一様に帯電する。本実施形態では、長手方向（回転軸線方向）の長さが３２０ｍｍである帯電ローラ２Ｙを用いた。図２に示すように、帯電ローラ２Ｙは、金属製の芯金２ａの外周面に、芯金２ａ側から順に、弾性層２ｂ、抵抗層２ｃ、表面層２ｄが積層されて形成される。芯金２ａは、帯電ローラ２Ｙの長手方向（回転軸線方向）の両端部が不図示の軸受部材に回転自在に保持されている。

軸受部材（不図示）は、付勢部材としての押圧ばね（圧縮ばね）２ｅによって感光ドラム１Ｙに向けて付勢されている。これにより、帯電ローラ２Ｙは感光ドラム１Ｙに圧接され、感光ドラム１Ｙの回転に伴って図中矢印Ｒ２方向に従動回転し得る。また、帯電ローラ２Ｙが感光ドラム１Ｙに圧接されることで、帯電ローラ２Ｙと感光ドラム１Ｙとの間に帯電ニップＮ１が形成される。そして、感光ドラム１Ｙの回転方向（図中矢印Ｒ２方向）に関して帯電ニップＮ１の上流側、下流側には、感光ドラム１Ｙとの間に微小空隙（以下、帯電ギャップと記す）が形成される。

なお、帯電ローラ２Ｙは感光ドラム１Ｙに必ずしも接触している必要はない。帯電ローラ２Ｙと感光ドラム１Ｙとの間に、帯電ギャップ間の電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数十μｍの空隙（間隙）を存して、帯電ローラ２Ｙと感光ドラム１Ｙとは非接触に近接配置されていてもよい。つまり、近接放電により感光ドラム１Ｙへの帯電が行われるのであれば、帯電ローラ２Ｙと感光ドラム１Ｙの位置関係はどのようなものでもよい。

＜帯電電圧制御系＞
ここで、帯電ローラ２Ｙに電圧を印加する帯電電圧制御系について、図２を用いて説明する。図２に示す帯電電圧制御系は、帯電高圧電源７１Ｙと直流電流測定装置７２Ｙと交流電流測定装置７３Ｙとを有する。帯電高圧電源７１Ｙは、芯金２ａを介して帯電ローラ２Ｙに接続される。帯電高圧電源７１Ｙは、例えば直流電圧Ｖｄｃとして０〜−９００Ｖの電圧を、交流電圧Ｖａｃ（ピーク間電圧）として周波数１５００Ｈｚで０〜２５００Ｖの電圧を出力可能な電源である。電圧印加手段としての帯電高圧電源７１Ｙは、感光ドラム１Ｙを帯電するための帯電電圧（帯電バイアス、帯電高圧などとも言う）として、直流電圧Ｖｄｃと交流電圧Ｖａｃとを重畳した帯電電圧を帯電ローラ２Ｙに印加する。帯電高圧電源７１Ｙは、詳しくは後述するように、制御部５０によって重畳する直流電圧Ｖｄｃと交流電圧Ｖａｃの各電圧値が決められる。

帯電高圧電源７１Ｙにより帯電ローラ２Ｙに帯電電圧が印加されると、帯電ローラ２Ｙと感光ドラム１Ｙとの間に生じている帯電ギャップで放電が発生し得る。帯電ローラ２Ｙに放電開始電圧Ｖｔｈ以上の帯電電圧を印加して帯電ギャップで放電を発生させることにより、感光ドラム１Ｙは帯電される。その際に、帯電ローラ２Ｙに放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上の交流電圧Ｖａｃが印加されると、感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｄは直流電圧Ｖｄｃの電位に収束する。このようにして、感光ドラム１Ｙは表面電位Ｖｄ（＝Ｖｄｃ）に均一に帯電される。

帯電高圧電源７１Ｙには、直流電流測定手段としての直流電流測定装置７２Ｙが接続されている。直流電流測定装置７２Ｙは、帯電高圧電源７１Ｙによる帯電ローラ２Ｙへの電圧印加に応じて、帯電ローラ２Ｙから感光ドラム１Ｙに流れる帯電電流の直流成分（以下、直流電流Ｉｄｃと記す）を測定する。直流電流測定装置７２Ｙは、測定した直流電流（詳しくは直流電流値）を制御部５０に出力する。

感光ドラム１Ｙのドラム基体１ａには、交流電流測定手段としての交流電流測定装置７３Ｙが接続されている。交流電流測定装置７３Ｙは、帯電高圧電源７１Ｙによる帯電ローラ２Ｙへの電圧印加に応じて、感光ドラム１Ｙを介して帯電ローラ２Ｙに流れる帯電電流の交流成分（以下、交流電流Ｉａｃと記す）を測定する。交流電流測定装置７３Ｙは、測定した交流電流（詳しくは交流電流値）を制御部５０に出力する。

＜制御部＞
画像形成装置１００は、制御部５０を備える。制御部５０について、図３を用いて説明する。制御手段としての制御部５０は、画像形成動作などの本画像形成装置１００の各種制御を行う例えばＣＰＵ等である。

図３に示すように、制御部５０には、不図示のインタフェースを介して情報表示パネル５１が接続されている。情報表示パネル５１は表示部を有し、装置本体の動作状態や、実行可能な画像形成ジョブなどの各種制御プログラムを利用者（ユーザ）に提示するメニューなどを表示する。また、情報表示パネル５１は操作部を有し、利用者による制御プログラムの実行開始操作やデータ入力操作などを受け付ける。

制御部５０には、メモリ５２が接続されている。記憶手段としてのメモリ５２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１００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。また、メモリ５２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。

本実施形態において、制御部５０は、メモリ５２に記憶された画像形成ジョブ（詳しくは画像形成プログラム）を実行することで、情報表示パネル５１等から入力された画像データに基づいて画像形成を行うよう画像形成装置１００を制御する。制御部５０は、画像形成ジョブの実行に応じ、感光ドラム１Ｙ（詳しくは感光ドラム駆動モータ１９Ｙ）、帯電ローラ２Ｙ（詳しくは帯電高圧電源７１Ｙ）、除電露光装置６Ｙの制御を行う。勿論、制御部５０はこれら以外の上述した各部（図１参照）を制御可能であるが、ここでは発明の本旨でないので図示及び説明を省略している。

制御部５０には、不図示のインタフェースを介して検知手段としての温度センサ６０が接続されている。温度センサ６０は装置本体内の帯電ローラ２Ｙから離れた箇所に配置され（図１参照）、装置本体内の温度を検知する。制御部５０は、温度センサ６０から装置本体内の温度を取得する。

制御部５０には、感光ドラム１Ｙを駆動する感光ドラム駆動モータ１９Ｙが接続されている。感光ドラム駆動モータ１９Ｙは制御部５０からの信号（命令）に従って駆動し、感光ドラム１Ｙを所定の回転速度で回転させる又は回転中の感光ドラム１Ｙを停止させる。

制御部５０は、感光ドラム１Ｙを所定電位（表面電位Ｖｄ）に帯電させるため、直流電圧Ｖｄｃと交流電圧Ｖａｃとを重畳した帯電電圧を帯電ローラ２Ｙに印加するように、帯電高圧電源７１Ｙを制御する。帯電電圧のうち直流電圧Ｖｄｃは、感光ドラム１Ｙを帯電する所望の表面電位Ｖｄに予め対応付けられている所定の電圧値に決められる。例えば、感光ドラム１Ｙを「−６００Ｖ」の電位に帯電させたい場合には、直流電圧Ｖｄｃは「−６００Ｖ」に決められ、感光ドラム１Ｙを「−５００Ｖ」の電位に帯電させたい場合には、直流電圧Ｖｄｃは「−５００Ｖ」に決められる。

また、帯電ローラ２Ｙの電気抵抗が装置本体内の温度等に応じて変わっても、感光ドラム１Ｙを常に同じ表面電位Ｖｄに帯電させるために、直流電圧Ｖｄｃは所定の温度毎に予め対応付けられている。例えば、感光ドラム１Ｙを「−５００Ｖ」の電位に帯電させる場合、温度が１５℃未満であれば直流電圧Ｖｄｃは「−５２０Ｖ」に決められ、温度が１５℃以上であれば直流電圧Ｖｄｃは「−５００Ｖ」に決められる。こうした所定の温度範囲毎の感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｄと直流電圧Ｖｄｃとの対応関係は、テーブル（不図示）などとしてメモリ５２に予め記憶されている。

他方、帯電電圧のうちの交流電圧Ｖａｃは、装置本体内の温度に応じて任意のピーク間電圧に決められる。本実施形態では、帯電ローラ２Ｙに交流電圧Ｖａｃが印加されることで流れる交流電流Ｉａｃを制御するＡＣ定電流制御を行っている。制御部５０には、そのための帯電電圧制御系として、上述した帯電高圧電源７１Ｙと直流電流測定装置７２Ｙと交流電流測定装置７３Ｙとが接続されている。制御部５０は、直流電流測定装置７２Ｙ、交流電流測定装置７３Ｙによってそれぞれ測定される直流電流Ｉｄｃ、交流電流Ｉａｃに従って、交流電圧Ｖａｃを決める。制御部５０は、帯電電圧制御を行うことにより、感光ドラム１Ｙを所望の表面電位Ｖｄに且つ均一に帯電するに足りるだけの放電を発生し得る帯電電圧を帯電ローラ２Ｙに印加する。この帯電電圧制御については後述する（図４参照）。

さらに、制御部５０は、感光ドラム１Ｙを除電するために除電露光装置６Ｙに照射させる光の強度を制御する。制御部５０は、光の強度として例えば１μＪ／ｃｍ^２程度の露光量の光を照射させるように除電露光装置６Ｙを制御するが、感光ドラム１Ｙを十分に除電し得る光の強度であれば１μＪ／ｃｍ^２に限られない。

［第１実施形態］
次に、制御部５０が実行する帯電電圧制御について図４を用いて説明する。図４は、第１実施形態の帯電電圧制御を示すフローチャートである。図４に示す帯電電圧制御は、温度センサ６０により検知された装置本体内の温度に従って常温用と低温用とに分けた放電電流制御（後述の図５参照）を行うことで交流電圧Ｖａｃを決めるタイプの画像形成装置に適用可能な制御である。なお、図４に示す帯電電圧制御は画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫ毎に行われるが、ここでは説明の便宜上、画像形成部ＵＹを例に説明する。その他の画像形成部ＵＭ、ＵＣ、ＵＫにおける帯電電圧制御については、説明中の符号末尾のＹを、Ｍ、Ｃ、Ｋに読み替えればよい。

図４に示す帯電電圧制御は、画像形成ジョブの開始時あるいは装置本体の電源オン時などに制御部５０によって開始される。ここで、画像形成ジョブとは、記録材に画像形成するプリント信号に基づいて、画像形成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）が完了するまでの一連の動作のことである。具体的には、プリント信号を受けた（画像形成ジョブの入力）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。制御部５０は、例えば前回転動作時に帯電電圧制御を行うことで、以降の画像形成工程の感光ドラム１Ｙの帯電時に、帯電ローラ２Ｙに印加する帯電電圧に関し適切な交流電圧Ｖａｃ（ピーク間電圧）を決めることができる。

制御部５０は、温度センサ６０から取得した装置本体内の温度（温度センサ値）が所定の温度未満（例えば１５℃未満）であるか否かを判定する（Ｓ１）。温度センサ６０から取得した温度が所定の温度以上の高い温度（第一温度に相当）である場合（Ｓ１のＮＯ）、制御部５０は常温用の放電電流制御を実行して帯電電圧のうちの交流電圧Ｖａｃ（第一交流電圧に相当）を決める（Ｓ２）。他方、温度センサ６０から取得した温度が所定の温度未満の低い温度である場合（Ｓ１のＹＥＳ）、制御部５０はＳ９の処理にジャンプして低温用の放電電流制御を実行して帯電電圧のうちの交流電圧Ｖａｃを決める（Ｓ９）。なお、制御部５０は、温度センサ６０から取得した温度に応じて、感光ドラム１Ｙに帯電させる所望の表面電位Ｖｄに対応した直流電圧Ｖｄｃを決める。

本実施形態において、制御部５０は、感光ドラム１Ｙを介して帯電ローラ２Ｙに流れる交流電流Ｉａｃの総電流量で感光ドラム１Ｙの帯電を制御する「ＡＣ定電流制御」を行う。交流電流Ｉａｃの総電流量は、帯電ローラ２Ｙと感光ドラム１Ｙとの接触部である帯電ニップＮ１を流れるニップ電流と、非接触部である帯電ギャップでの放電の発生により流れる放電電流との和である。ＡＣ定電流制御では、実際に感光ドラム１Ｙを帯電させるのに必要な放電電流だけでなく、ニップ電流も含めた形で制御が行われる。しかしながら、同じ電流値で制御を行っていても、装置本体内の温度に応じて帯電ローラ２Ｙの電気抵抗が変わることによって、ニップ電流が多くなれば放電電流量は減り、ニップ電流が減れば放電電流量は増える。そのため、ＡＣ定電流制御を行っていても、感光ドラム１Ｙを所望の表面電位に均一に帯電することは難しかった。そこで、本実施形態では、装置本体内の温度に応じた放電電流量を得るために、一定の放電電流量の得られる交流電圧（ピーク間電圧）を決める放電電流制御を常温用と低温用とで分けて行うようにしている。

常温用の放電電流制御（Ｓ２）及び低温用の放電電流制御（Ｓ９）について、図５を用いて説明する。制御部５０は、帯電高圧電源７１Ｙを制御して、図５（ａ）に示すように、未放電領域である交流電圧Ｖａｃを３点（図中の丸参照）、放電領域である交流電圧Ｖａｃを３点（図中の四角参照）、帯電ローラ２Ｙに順次に印加する。ここで、帯電ローラ２Ｙと感光ドラム１Ｙの間の放電開始電圧Ｖｔｈとしたときに、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍未満の範囲が未放電領域に相当し、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上の範囲が放電領域に相当する。制御部５０は、各交流電圧Ｖａｃでの印加時間を例えば２００ｍｓとし、その間に感光ドラム１Ｙを介して帯電ローラ２Ｙに流れる交流電流Ｉａｃを交流電流測定装置７３Ｙから取得する。そして、制御部５０は、２００ｍｓの印加時間の間に取得された交流電流Ｉａｃの電流値を平均する。

制御部５０は、上記した各３点の平均電流値を例えば最小二乗法等の適宜の方法を用いて直線近似を行うことで、未放電領域と放電領域の領域毎に交流電圧Ｖａｃと交流電流Ｉａｃの対応関係を表す近似直線Ｌ１、Ｌ２を求める。この近似直線Ｌ１と近似直線Ｌ２の差分が放電電流量であるので、制御部５０はこれら近似直線Ｌ１、Ｌ２を表す近似式に基づき所望の放電電流量となる交流電圧Ｖａｃを計算する。発明者らが事前に検討したところ、本実施形態では、放電電流量を３０〜１００μＡ、好ましくは５０μＡとした場合に、装置本体内の温度に関わらず感光ドラム１Ｙを所望の表面電位Ｖｄに均一に帯電できることが確認された。そこで、ここでは放電電流量が５０μＡである交流電圧Ｖａｃに決定するとよい。

上述したように、放電電流制御では、帯電ローラ２Ｙに未放電領域である交流電圧Ｖａｃを３点、放電領域である交流電圧Ｖａｃを３点、順次に印加する。ただし、常温用と低温用の各放電電流制御ではこれら６点の印加電圧を異ならせている。本実施形態において、常温用の放電電流制御では、未放電領域１１００Ｖ、１２００Ｖ、１３００Ｖの３点、放電領域１６００Ｖ、１７００Ｖ、１８００Ｖの３点の交流電圧Ｖａｃが印加される。他方、低温用の放電電流制御では、未放電領域１６００Ｖ、１７００Ｖ、１８００Ｖの３点、放電領域２１００Ｖ、２２００Ｖ、２３００Ｖの３点の交流電圧Ｖａｃが印加される。これら６点の交流電圧Ｖａｃはそれぞれ、図５（ｂ）に示すように、常温用テーブルと低温用テーブルに分けて設定されてメモリ５２に予め記憶されている。常温用（１５℃以上）テーブルと低温用（１５℃未満）テーブルは、帯電ローラ２Ｙの近傍の温度を正確に測ったうえで、常温時と低温時それぞれで帯電ローラ２Ｙに所定の交流電圧Ｖａｃを印加する試験を行った結果から得られる。

図５（ｂ）から理解できるように、常温用テーブルでは放電領域である１６００Ｖ、１７００Ｖ、１８００Ｖの交流電圧Ｖａｃが、低音用テーブルでは未放電領域に含まれている。つまり、常温時と低温時では未放電領域と放電領域の範囲が異なる。これは、帯電ローラ２Ｙの温度変化によって帯電ローラ２Ｙの電気抵抗が変化し、それに伴い放電開始電圧Ｖｔｈが変わるからである。放電開始電圧Ｖｔｈは、帯電ローラ２Ｙの電気抵抗が高くなれば高くなり、帯電ローラ２Ｙの電気抵抗が低くなれば低くなる。低温時は帯電ローラ２Ｙの電気抵抗が高くなるので、放電開始電圧Ｖｔｈは常温時に比べると高くなる。したがって、低温時の未放電領域は常温時に放電領域であった１６００Ｖ、１７００Ｖ、１８００Ｖを含み、低温時の放電領域は常温時に比べてより高い電圧側（ここでは、２１００Ｖ以上）を含むようになる。

なお、上述した放電電流制御では、帯電ローラ２Ｙに未放電領域である交流電圧Ｖａｃを３点、放電領域である交流電圧Ｖａｃを３点、順次に印加するようにしたが、これに限らない。上述した近似直線Ｌ１、Ｌ２を表す近似式が得られるならば、例えば、未放電領域では少なくとも１点以上、放電領域では少なくとも２点以上の互いに異なる複数の交流電圧Ｖａｃを順次に印加するようにしてよい。

図４の説明に戻り、制御部５０は常温用の放電電流制御（Ｓ２）の終了後、除電露光装置６Ｙを制御して感光ドラム１Ｙを除電する（Ｓ３）。続いて、制御部５０は、予め決定済みの直流電圧Ｖｄｃ（例えば−６００Ｖ）と常温用の放電電流制御を行った結果得られた交流電圧Ｖａｃ（例えば１５５０Ｖ）とを重畳した帯電電圧を帯電ローラ２Ｙに印加するよう、帯電高圧電源７１Ｙを制御する（Ｓ４）。このとき、交流電圧Ｖａｃは定電圧制御されている。これにより、感光ドラム１Ｙは帯電される。制御部５０は、この帯電電圧の印加により帯電ローラ２Ｙから感光ドラム１Ｙに流れる直流電流Ｉｄｃを直流電流測定装置７２Ｙから取得する（Ｓ５）。このように、温度センサ６０から取得した温度が所定の温度以上の温度である場合（Ｓ１のＮＯ）、制御部５０は第一モードとしてＳ２〜Ｓ５に示す処理を実行する。第一モードの実行時には、第一温度に対応する複数の交流電圧Ｖａｃを用いて放電電流制御が実行される。

制御部５０は、直流電流測定装置７２Ｙから取得した直流電流Ｉｄｃ（以下、第一実測値と記す）が１μＡよりも小さいか否かを判定する（Ｓ６）。第一実測値が１μＡよりも小さい場合（Ｓ６のＹＥＳ）、直流電流Ｉｄｃが流れていないと判断して情報表示パネル５１にエラー表示を行うと共に（Ｓ７）、画像形成ジョブの実行中であればジョブを中断して装置本体を停止する（Ｓ８）。直流電流Ｉｄｃが流れない原因としては、感光ドラム１Ｙが回転していない、感光ドラム１Ｙの除電がなされていないなどが考えられる。これらの場合、帯電ローラ２Ｙと感光ドラム１Ｙとの間に電位差が生じ難いので、直流電流Ｉｄｃはほとんど流れない。なお、ここでは第一実測値を０μＡと比較せず１μＡと比較しているが、これは直流電流測定装置７２Ｙによる測定値のバラツキが±１μＡ程度あり得るからである。直流電流測定装置７２Ｙによる測定値のバラツキがなければ、直流電流Ｉｄｃが０μＡ以上流れたか否かの判断によって上記したエラー判定を行ってよい。

制御部５０は、第一実測値が１μＡ以上である場合（Ｓ６のＮＯ）、第一実測値がＩｄｃ予測値以上（所定値以上）であるか否かを判定する（Ｓ９）。ここで、表面電位Ｖｄを０Ｖから直流電圧Ｖｄｃの電位まで上げて感光ドラム１Ｙを帯電させる場合、帯電ローラ２Ｙから感光ドラム１Ｙに流れる直流電流Ｉｄｃは、以下に示す式１によって求まる。
｜ＩＤＣ｜＝ε・ε０・Ｌ・ｖｐ・Ｖｄｃ／ｄ ・・・（式１）

式１では、初期状態の感光層１ｂ（図２参照）の膜厚をｄ、比誘電率をε、真空中の誘電率をε０、帯電ローラ２Ｙの有効帯電幅をＬ、感光ドラム１Ｙの回転速度（プロセススピード）をｖｐで表している。

具体的に、例えば比誘電率εが２．５、真空中の誘電率ε０が８．８５４×１０^−１２Ｆ／ｍ、有効帯電幅Ｌが３２０ｍｍ、回転速度ｖｐが２５０ｍｍ／ｓ、感光層１ｂの膜厚ｄが１８μｍである場合、式１は以下に示す式２に簡略化される。この式２から所定のＩｄｃ予測値（所定値）は求められる。Ｉｄｃ予測値は、感光ドラム１Ｙを所定電位（直流電圧Ｖｄｃの電位）に帯電させる場合に、帯電ローラ２Ｙから感光ドラム１Ｙに流れる帯電電流の直流成分の予測値である。
｜Ｉｄｃ予測値｜≒Ｖｄｃ÷１０ ・・・（式２）

式２によれば、帯電ローラ２Ｙに直流電圧Ｖｄｃとして−６００Ｖを印加する場合、Ｉｄｃ予測値は６０μＡと計算される。ただし、上述したように直流電流測定装置７２Ｙによる測定値のバラツキが±１μＡ程度あり得ることから、この場合、Ｉｄｃ予測値は５９μＡとされる。制御部５０は、上記式２に従い求めたＩｄｃ予測値を実測値と比較する。この際に、温度センサ６０により検知された装置本体内の温度と、帯電ローラ２Ｙの近傍の実際の温度とが同じ温度であれば、Ｉｄｃ予測値と実測値とは同一になる。なお、測定値のバラツキは使用する直流電流測定装置７２Ｙによって大きく変わるため、Ｉｄｃ予測値は５９μＡに限られないのは勿論である。

制御部５０は、第一実測値がＩｄｃ予測値以上である場合（Ｓ９のＹＥＳ）、第一モード（Ｓ２〜Ｓ５）を実行した結果、感光ドラム１Ｙを所望の表面電位に均一に帯電するに十分な放電電流量が得られていると判断し、本帯電電圧制御を終了する。この場合、制御部５０は、感光ドラム１Ｙの帯電時、常温用の放電電流制御により決定された交流電圧Ｖａｃを含む帯電電圧を帯電ローラ２Ｙに印加するように帯電高圧電源７１Ｙを制御する。

他方、制御部５０は、第一モード（Ｓ２〜Ｓ５）を実行したにも関わらず、第一実測値がＩｄｃ予測値以上でなかった場合（Ｓ９のＮＯ）、第二モードとしてＳ１０〜Ｓ１３の処理を実行する。この場合、制御部５０は、温度センサ６０から取得した温度よりも帯電ローラ２Ｙの近傍の温度が低い温度（第二温度に相当）であるとして、低温用の放電電流制御を実行して帯電電圧のうちの交流電圧Ｖａｃ（第二交流電圧に相当）を決める（Ｓ１０）。このように、第二モードの実行時には、第二温度に対応する複数の交流電圧Ｖａｃを用いて放電電流制御が実行される。その後、制御部５０は除電露光装置６Ｙを制御して感光ドラム１Ｙを除電する（Ｓ１１）。続いて、制御部５０は、所定の直流電圧Ｖｄｃ（例えば−６００Ｖ）と低温用の放電電流制御を行った結果得られた交流電圧Ｖａｃ（例えば２０５０Ｖ）とを重畳した帯電電圧を帯電ローラ２Ｙに印加するよう、帯電高圧電源７１Ｙを制御する（Ｓ１２）。このとき、交流電圧Ｖａｃは定電圧制御されている。これにより、感光ドラム１Ｙは帯電される。制御部５０は、帯電電圧の印加に応じて帯電ローラ２Ｙから感光ドラム１Ｙに流れる直流電流Ｉｄｃを直流電流測定装置７２Ｙから取得する（Ｓ１３）。

制御部５０は、直流電流測定装置７２Ｙから取得した直流電流Ｉｄｃの実測値（以下、第二実測値と記す）がＩｄｃ予測値以上であるか否かを判定する（Ｓ１４）。制御部５０は、第二実測値がＩｄｃ予測値以上である場合（Ｓ１４のＹＥＳ）、第二モード（Ｓ１０〜Ｓ１３）を実行した結果、感光ドラム１Ｙを所望の表面電位に均一に帯電するに十分な放電電流量が得られたと判断し、本帯電電圧制御を終了する。この場合、制御部５０は、感光ドラム１Ｙの帯電時、低温用の放電電流制御により決定された交流電圧Ｖａｃを含む帯電電圧を帯電ローラ２Ｙに印加するように帯電高圧電源７１Ｙを制御する。

他方、第二実測値がＩｄｃ予測値以上でない場合（Ｓ１４のＮＯ）、制御部５０は、情報表示パネル５１にエラー表示を行うと共に（Ｓ１５）、画像形成ジョブの実行中であればジョブを中断して装置本体を停止する（Ｓ１６）。

以上のように、温度センサ６０により検知した装置本体内の温度に従って決められた交流電圧Ｖａｃを印加した場合に、実際に帯電ローラ２Ｙから感光ドラム１Ｙに流れる帯電電流の直流成分を測定する。測定した帯電電流の直流成分（実測値）を、予めメモリ５２に記憶しておいたＩｄｃ予測値と比較することで、十分な帯電を行えるだけの帯電電流が感光ドラム１Ｙに流れているかを判断し得る。実測値が予測値よりも小さい場合は、十分な帯電を行えるだけの帯電電流が感光ドラム１Ｙに流れていないので、装置本体内の温度よりも低い温度に従って、装置本体内の温度に従って決められた交流電圧Ｖａｃとは異なる交流電圧Ｖａｃを決める。そして、この低い温度に従って決めた交流電圧Ｖａｃを帯電ローラ２Ｙに印加する。これにより、帯電ローラ２Ｙの電気抵抗が変動していたとしても十分な帯電を行えるだけの帯電電流を感光ドラム１Ｙに流すことができる。したがって、装置本体内の温度と帯電ローラ２Ｙの近傍の温度とが異なっている場合であっても、感光ドラム１Ｙを所望の表面電位に一律に帯電することができる。

［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、温度センサ６０により検知された装置本体内の温度に従って常温用と低温用とに分けた放電電流制御（図４のＳ２及びＳ１０参照）を行うことで交流電圧Ｖａｃを決める場合の帯電電圧制御を示したが、これに限られない。例えば、メモリ５２に交流電圧Ｖａｃを所定温度に対応付けて予め記憶しておき、これに基づいて装置本体内の温度に応じた交流電圧Ｖａｃを決めて印加するタイプの画像形成装置もある。図６に、メモリ５２に記憶された交流電圧テーブルを示す。この場合、メモリ５２に記憶される交流電圧Ｖａｃは、試験的に装置本体内を所定温度にした状態で任意の交流電圧Ｖａｃを順次に印加し、所望の放電電流量が得られた交流電圧Ｖａｃを温度毎に予め記憶したものである。そのため、図６に示す交流電圧テーブルのように、交流電圧Ｖａｃは所定温度（より詳しくは温度範囲）に対応付けられて記憶されている。

図６に示した交流電圧テーブルを用いて交流電圧Ｖａｃを決めるタイプの画像形成装置に適用可能な帯電電圧制御について、図７を用いて説明する。図７は、第２実施形態の帯電電圧制御を示すフローチャートである。図７に示す帯電電圧制御は、図４に示した帯電電圧制御と同様に、画像形成ジョブの開始時あるいは装置本体の電源オン時などに制御部５０によって開始される。なお、図７に示す帯電電圧制御は画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫ毎に行われるが、以下では説明の便宜上、画像形成部ＵＹを例に説明する。また、図７に示す帯電電圧制御のＳ３〜Ｓ９の各処理は、図４に示した帯電電圧制御のＳ３〜Ｓ９の処理と同様であることから、ここでの詳しい説明を省略する。

制御部５０は、温度センサ６０から取得した装置本体内の温度（温度センサ値）に応じた交流電圧Ｖａｃ（ピーク間電圧）を決定する（Ｓ２１）。例えば、図６に示した交流電圧テーブルから装置本体内の温度（第一温度に相当）に対応付けられた交流電圧Ｖａｃ（第一交流電圧に相当）を決める。例えば、装置本体内の温度が２２℃である場合、交流電圧Ｖａｃは１７００Ｖに決まる（図６参照）。

制御部５０は、感光ドラム１Ｙを除電し（Ｓ３）、予め決定済みの直流電圧Ｖｄｃと前記決定した交流電圧Ｖａｃとを重畳した帯電電圧を帯電ローラ２Ｙに印加して（Ｓ４）、直流電流測定装置７２Ｙにより検知される直流電流Ｉｄｃを取得する（Ｓ５）。制御部５０は、直流電流Ｉｄｃの実測値が１μＡよりも小さいか否かを判定し（Ｓ６）、実測値が１μＡよりも小さい場合（Ｓ６のＹＥＳ）、情報表示パネル５１にエラー表示を行い（Ｓ７）、画像形成ジョブを中断して装置を停止する（Ｓ８）。

制御部５０は、直流電流Ｉｄｃの実測値が１μＡ以上である場合（Ｓ６のＮＯ）、実測値がＩｄｃ予測値以上であるか否かを判定する（Ｓ２２）。制御部５０は、実測値がＩｄｃ予測値以上である場合（Ｓ２２のＹＥＳ）、感光ドラム１Ｙを所望の表面電位に均一に帯電するに十分な放電電流量が得られたと判断する。そこで、本帯電電圧制御を終了する一方で画像形成ジョブを続行する。この場合、制御部５０は、感光ドラム１Ｙの帯電時、決定した交流電圧Ｖａｃを含む帯電電圧を帯電ローラ２Ｙに印加するように帯電高圧電源７１Ｙを制御する。他方、直流電流Ｉｄｃの実測値がＩｄｃ予測値以上でない場合（Ｓ２２のＮＯ）、制御部５０は、交流電圧Ｖａｃを決めた際の温度（交流電圧決定温度）が所定の温度未満（例えば０℃未満）であるか否かを判定する（Ｓ２３）。

交流電圧決定温度が所定の温度よりも高い温度である場合（Ｓ２３のＹＥＳ）、制御部５０は、交流電圧決定温度よりも低い温度を選択し、該選択した温度に応じた交流電圧Ｖａｃを決める（Ｓ２４）。例えば、交流電圧Ｖａｃを１７００Ｖに決めた際の温度が２２℃であった場合には、その温度よりも低い温度として１７℃を選択し、交流電圧Ｖａｃは１９００Ｖに決まる（図６参照）。このように、図６に示した交流電圧テーブルからより低い温度を選択し、選択した温度に対応付けられた交流電圧Ｖａｃを決める。その後、制御部５０はＳ３の処理に戻ってＳ３〜Ｓ６、Ｓ２２〜Ｓ２４の処理を繰り返す（第二モードに相当）。即ち、これらの処理が繰り返される度に、交流電圧決定温度は温度センサ６０により検知された装置本体内の温度から徐々に下げられる。制御部５０は、感光ドラム１Ｙの帯電時、直流電流Ｉｄｃの実測値がＩｄｃ予測値以上となった場合の温度（第二温度に相当）に対応する交流電圧Ｖａｃ（第二交流電圧）を含む帯電電圧を、帯電ローラ２Ｙに印加するように帯電高圧電源７１Ｙを制御する。

交流電圧決定温度が所定の温度以下の低い温度になった場合（Ｓ２３のＮＯ）、制御部５０は、情報表示パネル５１にエラー表示を行い（Ｓ７）、画像形成ジョブを中断して装置を停止する（Ｓ８）。

このようにすれば、図６に示した交流電圧テーブルを用いて交流電圧Ｖａｃを決めるタイプの画像形成装置の場合でも、上述した第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。即ち、装置本体内の温度と帯電ローラ２Ｙの近傍の温度とが異なっていても、帯電ローラ２Ｙの電気抵抗の変動の影響を除去できる適切な交流電圧Ｖａｃを印加でき、もって感光ドラム１Ｙを所望の表面電位に一律に帯電することができる。

［他の実施形態］
なお、上述した実施形態では、放電電流制御（図４のＳ２及びＳ１０参照）を行って、あるいは交流電圧テーブル（図６参照）に基づき交流電圧Ｖａｃを決定したが、これに限らない。例えば、制御部５０は、以下に示す式３を計算して交流電圧Ｖａｃを決定してもよい。
Ｖａｃ（Ｖ）＝２５００−σ÷１５×５００・・・（式３）

σは、温度（℃）である。なお、小数点以下の端数は切り上げ又は切り下げて交流電圧Ｖａｃとする。また、温度が０℃以下である場合は交流電圧Ｖａｃを２５００Ｖとする。

なお、上述した実施形態では、表面保護層（ＯＣＬ）１ｂ５に覆われているが故に、感光層１ｂの膜厚が殆ど変らない感光ドラム１Ｙを用いた場合を例に説明した。しかし、感光ドラム１Ｙの中には、長時間の使用により帯電ローラ２等により削られて感光層１ｂの膜厚が薄くなる感光ドラム１Ｙもある。感光層１ｂの膜厚が薄くなると、予めメモリ５２に記憶しておいた予測値では実測値の比較に用いるには適さない可能性がある。即ち、予測値を計算するのに用いた上述の式２は元の式１が感光層１ｂの膜厚ｄを変数として含む式であることから、Ｉｄｃ予測値は感光層１ｂの膜厚ｄによって変わる。そこで、制御部５０は、上述の帯電電圧制御の実行前に感光ドラム１Ｙの膜厚に応じてＩｄｃ予測値を変更し、メモリ５２に記憶する制御を実行する。

ここで、感光層１ｂの膜厚が薄くなり得る感光ドラム１Ｙの一例を図８に示す。図８に示す感光ドラム１Ｙは、感光層１ｂが、下引き層（ＣＰＬ）１ｂ１、注入阻止層（ΜＣＬ）１ｂ２、電荷発生層（ＣＧＬ）１ｂ３、電荷輸送層（ＣＴＬ）１ｂ４の４層によって構成されている。即ち、図２に示した感光ドラム１Ｙと異なり、上記した各層に比べて比較的に硬い材料で形成される表面保護層（ＯＣＬ）１ｂ５を有しない感光ドラム１Ｙである。図８に示した感光ドラム１Ｙでは、累計で１万枚程度の画像形成を行った際の感光層１ｂ（詳しくは電荷輸送層１ｂ４）の削れ量が約２．９μｍ程度であった。

図８に示した感光ドラム１Ｙでは、感光層１ｂの膜厚ｄが初期状態から減少しているかもしれない。そのため、感光層１ｂの膜厚ｄを測る必要があるが、この膜厚ｄは帯電ローラ２Ｙに対する累積の帯電電圧の電圧印加時間と、感光ドラム１Ｙを回転動作させた累積の稼働時間とから計算によって求めることができる。即ち、制御部５０は、本画像形成装置の初回の使用開始時からの電圧印加時間及び稼働時間をそれぞれ累積し、これをメモリ５２に記憶しておく。そして、以下に示す式４を計算して膜厚ｄを得る。
ｄ＝３０−α×（β×電圧印加時間−（稼働時間−電圧印加時間））・・・（式４）

ここで、αとβは定数であり、例えばαは２．４×１０^−６、βは２４である。また、累積の電圧印加時間及び稼働時間は秒単位である。

制御部５０は、式４から得た膜厚ｄに従って式１を変形して式２と同様の式を求め、これによりＩｄｃ予測値を計算し、メモリ５２に記憶されている予測値を随時に変更する。このようにすれば、感光層１ｂの膜厚が比較的に大きく変わる種類の感光ドラム１Ｙを用いた場合であっても、図４又は図７に示した帯電電圧制御を行うことで適切な交流電圧Ｖａｃを決めることができる。

勿論、感光層１ｂの膜厚ｄは、式４などの理論式を計算して求める方法に限らず、例えば静電容量方式などの方法により感光層１ｂの膜厚ｄを実際に測定して求めるようにしてもよい。

なお、上述した実施形態では、検知手段として温度センサ６０を設けた例を説明したが、検知手段は湿度センサであってもよい。即ち、放電開始電圧Ｖｔｈは装置本体内の湿度の影響を受ける場合もある。そこで、制御部５０は、上述した帯電電圧制御において温度の代わりに湿度センサから取得した湿度を用いるようにして、上述のようにして交流電圧Ｖａｃを求めるようにしてよい。また、温度センサと湿度センサとを併用し、温度と湿度との組み合わせに基づいて上述のようにして交流電圧Ｖａｃを求めるようにしてもよい。

なお、上述した実施形態では、各色の感光ドラム１Ｙ〜１Ｋから中間転写ベルト９１に各色のトナー像を一次転写した後に、記録材Ｐに各色の複合トナー像を一括して二次転写する中間転写方式の画像形成装置１００を説明したが、これに限らない。例えば、記録材搬送ベルトに担持され搬送される記録材Ｐに感光ドラム１Ｙ〜１Ｋから直接転写する直接転写方式の画像形成装置であってもよい。また、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋはドラム状の感光体に限らず、ベルト状の感光体であってもよい。さらには、タンデム型／１ドラム型、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。

１００…装置本体（画像形成装置）、１ｂ…感光層、１Ｙ（１Ｍ〜１Ｋ）…像担持体（感光体、感光ドラム）、２Ｙ（２Ｍ〜２Ｋ）…帯電部材（帯電ローラ）、６Ｙ（６Ｍ〜６Ｋ）…除電手段（除電露光装置）、５０…制御手段（制御部）、５２…記憶手段（メモリ）、６０…検知手段（温度センサ）、７１Ｙ…電圧印加手段（帯電高圧電源）、７２Ｙ…直流電流測定手段（直流電流測定装置）、７３Ｙ…交流電流測定手段（交流電流測定装置）

Claims (7)

1. 回転可能な像担持体と、
   前記像担持体に近接又は接触して設けられ、帯電電圧が印加されることにより前記像担持体を帯電する帯電部材と、
   前記帯電部材に、直流電圧と交流電圧とを重畳した前記帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記帯電部材から前記像担持体に流れる帯電電流の直流成分を測定する直流電流測定手段と、
   装置本体内に設けられ、温度を検知する検知手段と、
   前記検知手段によって検知した温度が第一温度である場合に前記第一温度に対応する第一交流電圧と所定の直流電圧を前記電圧印加手段により前記帯電部材に印加させ、それに伴い前記直流電流測定手段により前記帯電電流の直流成分を測定する第一モードを実行し、前記第一モードにおいて測定した帯電電流の直流成分が所定値よりも小さい場合には、前記第一温度よりも低い第二温度に対応する第二交流電圧を前記帯電電圧に重畳する前記交流電圧として設定する第二モードを実行する制御手段と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記第一モードにおいて測定した帯電電流の直流成分が所定値以上の場合には、前記第二モードを実行せずに、前記第一交流電圧を前記帯電電圧に重畳する前記交流電圧として設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記所定値は、前記像担持体を所定電位に帯電させる場合に前記帯電部材から前記像担持体に流れる帯電電流の直流成分の予測値である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 複数の温度及び前記温度に対応する複数の交流電圧を記憶する記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記第二モードとして、前記記憶手段に記憶された前記複数の温度から選択した温度に対応する交流電圧と前記所定の直流電圧を前記電圧印加手段により前記帯電部材に印加させる動作を、該電圧の印加に伴い前記直流電流測定手段により測定した前記帯電電流の直流成分が前記所定値以上となるまで、前記選択する温度を徐々に下げて繰り返し実行し、前記動作時に測定した前記帯電電流の直流成分が前記所定値以上となった時の温度を前記第二温度として、前記第二温度に対応する交流電圧を前記第二交流電圧として前記帯電電圧に重畳する前記交流電圧に設定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体を介して前記帯電部材に流れる交流電流を測定する交流電流測定手段を備え、
   前記制御手段は、前記帯電部材と前記像担持体の間の放電開始電圧の２倍未満の範囲で少なくとも１点以上、前記放電開始電圧の２倍以上の範囲で少なくとも２点以上の互いに異なる複数のピーク間電圧の交流電圧を印加してそれぞれ前記交流電流を測定し、前記測定したそれぞれの交流電流と前記印加したピーク間電圧との対応関係から前記電圧印加手段により印加させる交流電圧を決定する放電電流制御を実行可能で、前記複数のピーク間電圧は、異なる温度毎にそれぞれ設定され、前記第一モード及び前記第二モードの実行時には、それぞれの温度に対応する複数のピーク間電圧を用いて前記放電電流制御を実行することで、前記第一交流電圧と前記第二交流電圧をそれぞれ決定する、
   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。
6. 前記像担持体は、感光層を有する感光体であり、
   前記制御手段は、前記感光体を回転動作した累積の稼働時間と、前記帯電部材に前記帯電電圧を印加した累積の印加時間とに基づいて前記感光層の膜厚を求め、前記求めた感光層の膜厚に従って前記所定値を変更する、
   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。
7. 前記帯電部材よりも前記像担持体の回転方向上流側に、前記像担持体を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６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images