JP2017151238A - 帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用環境が頻繁に変化するような場合であっても、帯電電圧を設定するタイミングを適正化することにより、帯電電圧の設定に伴う生産性の低下を最小限にすること。【解決手段】帯電装置２００は、帯電電圧が付与されることにより放電して感光体１を帯電させる帯電ローラ３と、温度及び湿度の少なくとも何れか一方を検出する環境センサ２１と、環境センサ２１の検出結果に基づいて、帯電ローラ３による放電の抵抗値が低下すると判定される場合に、画像形成後に帯電電圧を設定するＣＰＵ１５と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体を帯電させる帯電装置及びこれを備えたプリンタ、複写機又はファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式又は静電記録方式の画像形成装置において、像担持体である感光体を帯電する帯電方式として接触帯電方式が実用化されている。かかる接触帯電方式は、感光体に帯電部材を接触させた状態で、帯電部材に電圧を印加して感光体を帯電させるものである。このような接触帯電方式は、非接触で帯電部材を帯電させるコロナ帯電方式に比べて、電源の低圧化を図ることができ、低コスト化できると共に、オゾン又はＮＯｘ等の放電生成物の発生量を少なくすることができるという特徴を有する。

一方、接触帯電方式は、コロナ帯電方式と同様に、使用される環境が高温及び高湿になるほど、放電現象を生じ易くなって過剰放電になり、感光体表面に生成される放電生成物の発生量も多くなる。特に、長寿命を目的とした削れにくい保護層を表面に有する感光体では、クリーニング機構により表面をクリーニングしても表面の放電生成物を除去できず、帯電する際の放電現象によって生じた放電生成物が表面に堆積し易い。

感光体に堆積した放電生成物は、印字動作停止中に空気中の水分を吸収し、低抵抗の膜となって感光体の表面を覆う。このような場合、感光体では、表面の電荷量が安定せず、表面にレーザビームが照射された際に、レーザビームが照射された部分に電荷が流れ込み、レーザビームが照射された部分とレーザビームが照射されない部分との境界が曖昧になる。これにより、画像が滲んだりボケてしまう画像流れ又は濃度ムラ等の画像不良を生じる。

これに対して、特許文献１は、帯電部材に印加する電圧又は帯電部材に流れる電流を制御することにより、高温及び高湿の環境下であっても過剰放電を起こさず、且つ感光体を均一に帯電させる画像形成装置を提案している。

具体的には、特許文献１の画像形成装置は、画像を形成しない場合において、Ｖｔｈの２倍未満のピーク間電圧を印加した際の少なくとも１点以上の電流値と、Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧を印加した際の少なくとも２点以上の電流値と、を測定する。Ｖｔｈは、帯電部材に直流電圧を印加した際の像担持体への放電開始電圧である。そして、特許文献１の画像形成装置は、測定した交流電圧のピーク間電圧と像担持体に流れる交流電流との関係から、画像形成時に帯電部材に印加する所望の放電電流量を得るのに必要な交流電圧のピーク間電圧を設定する放電電流制御を行う。

これにより、特許文献１の画像形成装置では、高画質及び高品質の画像を長期に亘って安定して提供することができる。

また、従来の放電電流制御等の帯電電圧制御を行う画像形成装置としては、温度及び湿度に基づいて区分けされた環境ゾーンに基づいて、帯電電圧制御において設定する交流電圧値を変化させるものが知られている。かかる画像形成装置では、使用環境が環境ゾーンの低温側及び低湿側に変化するほど、帯電部材の抵抗が上昇するため、画像形成前に帯電電圧制御を実行して、設定する交流電圧値を高くする。

特開２００１−２０１９２０号公報

しかしながら、従来の画像形成装置においては、環境ゾーンが頻繁に変化する等の使用環境が頻繁に変化する際に、使用環境が変化する毎に画像形成前において帯電電圧を設定するため、生産性の低下を引き起こすという課題を有する。

本発明の目的は、使用環境が頻繁に変化するような場合であっても、帯電電圧を設定するタイミングを適正化することにより、帯電電圧の設定に伴う生産性の低下を最小限にすることができる帯電装置及び画像形成装置を提供することである。

本発明に係る帯電装置は、帯電電圧が付与されることにより放電して像担持体を帯電させる帯電手段と、温度及び湿度の少なくとも何れか一方を検出する環境検出手段と、前記環境検出手段の検出結果に基づいて、前記帯電手段による放電の抵抗値が低下すると判定される場合に、画像形成後に前記帯電電圧を設定する設定手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、帯電電圧が付与されることにより放電して前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記像担持体を露光することにより前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された前記静電潜像に現像剤を供給して前記静電潜像を現像する現像手段と、温度及び湿度の少なくとも何れか一方を検出する環境検出手段と、前記環境検出手段の検出結果に基づいて、前記帯電手段による放電の抵抗値が低下すると判定される場合に、画像形成後に前記帯電電圧を設定する設定手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、使用環境が頻繁に変化するような場合であっても、帯電電圧を設定するタイミングを適正化することにより、帯電電圧の設定に伴う生産性の低下を最小限にすることができる。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る感光体の層構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る帯電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る環境ゾーンテーブルを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作を示すフロー図である。 本発明の実施の形態１に係る交流電流とピーク間電圧との関係を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の動作を示すフロー図である。 本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の動作を示すフロー図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
＜画像形成装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置１００の構成について、図１から図３を参照しながら、詳細に説明する。画像形成装置１００は、ここでは電子複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機を例示する。

画像形成装置１００は、感光体１と、クリーニングブレード２と、クリーニング部材４と、現像スリーブ５と、ホッパー部６と、レーザ書き込みユニット７と、転写部９と、搬送スクリュー１０と、帯電装置２００と、を有している。現像スリーブ５及びホッパー部６は、現像装置を構成している。この現像装置は、ここでは現像剤として一成分磁性ネガ極性トナーを用いたジャンピング反転現像装置を例示する。

感光体１は、画像形成装置１００の本体に回転自在に支持されて配設されている。感光体１は、画像形成動作の開始に伴って、図示しない駆動機構により図１の矢印Ａ方向に回転駆動する。感光体１の表面は、図３に示す帯電装置２００により所定の極性及び電位に一様に帯電される。感光体１には、レーザ書き込みユニット７から光変調されて出射されたレーザビームＬで露光されることにより、露光明部が電位減衰して像露光パターンに対応した静電潜像が形成される。感光体１には、静電潜像にトナーが飛翔することにより、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。

感光体１は、レーザビームＬの照射により電荷の内部移動を生じて静電潜像と呼ばれる画像を形成するために、図２に示すように機能膜を何層か重ねた層構成を有している。感光体１は、一般にアルミ等の金属により形成した素管ＤＬ１の表面に、有機材料を塗布して生成されている。感光体１は、素管ＤＬ１から表面に向けて、順にレーザビームＬの散乱を防止する散乱防止層ＤＬ２、電荷発生層ＤＬ３、電荷輸送層ＤＬ４及び保護層ＤＬ５を各々積層して構成されている。

感光体１は、一般に最表層の磨耗（削れ）や傷等により層構造が崩れ、適切な潜像が描けなくなることで寿命が尽きる。これより、保護層ＤＬ５は、感光体１の寿命を延命するために設けられ、削れ又は傷を抑制する。なお、感光体１は、保護層ＤＬ５を有さなくてもよい。

クリーニングブレード２は、基端部が図示しないユニットケースに固定されている。クリーニングブレード２は、感光体１に圧接し、トナー像を転写した後に感光体１の表面に付着している転写残トナー８を掻き取って除去する。

クリーニング部材４は、図１の矢印Ｅ方向に回転して、帯電装置２００の帯電ローラ３の表面をクリーニングする。

現像部である現像スリーブ５は、感光体１との間に一定間隔を保つように配置されている。現像スリーブ５は、図示しない現像バイアス印加電源部から所定のＡＣ成分とＤＣ成分とを重畳した電圧が印加され、感光体１の表面に形成された静電潜像をジャンピング反転させて感光体１の表面にトナー像を形成する。

ホッパー部６は、現像剤を収容し、現像スリーブ５に現像剤を供給する。

露光部であるレーザ書き込みユニット７は、光源から出射したレーザを光変調して生成したレーザビームＬを感光体１に照射して、感光体１を露光することにより、像露光パターンに対応した静電潜像を感光体１に形成する。

転写部９は、感光体１に対向して配置されている。転写部９は、転写電圧が印加されることにより、図示しない給紙ユニットから給紙された記録材である転写紙Ｐに、感光体１に形成されたトナー像を静電的に転写する。トナー像を転写された転写紙Ｐには、転写紙Ｐが図示しない定着装置を通る際に定着装置から転写紙Ｐに対して加えられる熱と圧力との作用によって、トナー像が定着する。なお、感光体１上に形成されたトナー像を中間転写体に転写し、中間転写体に転写された転写トナー像を転写紙Ｐに転写するように構成することもできる。

搬送スクリュー１０は、感光体１の回転軸に沿って配置され、クリーニングブレード２によって除去された転写残トナー８を排出する。

帯電装置２００は、感光体１を所定の極性及び電位に一様に帯電させる。

上記構成を有する画像形成装置１００において、感光体１、帯電ローラ３及びクリーニング部材４は図示しないユニットケースに回転自在に組み付けられ、クリーニングブレード２の基端部はユニットケースに固定される。これにより、一体的なプロセスカートリッジを構成する。このプロセスカートリッジは、画像形成装置１００の所定の位置に装填される。なお、感光体１、クリーニングブレード２、帯電ローラ３及びクリーニング部材４は、プロセスカートリッジを構成せずに、画像形成装置１００の本体に各々設けられていてもよい。

＜帯電装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る帯電装置２００の構成について、図１、図３及び図４を参照しながら、詳細に説明する。

帯電装置２００は、図３に示すように、帯電ローラ３と、ＣＰＵ１５と、ＲＯＭ１６と、ＲＡＭ１７と、高圧制御部１８と、高圧出力部１９と、帰還電流値測定部２０と、環境センサ２１と、を有している。ＣＰＵ１５と、ＲＯＭ１６と、ＲＡＭ１７と、高圧制御部１８と、高圧出力部１９と、帰還電流値測定部２０と、は図示しない高圧基板に実装されている。

帯電手段である帯電ローラ３は、感光体１に対して所定の押圧力で接触して配設されている。帯電ローラ３は、感光体１の回転に従動して図１の矢印Ｂ方向に回転する。帯電ローラ３は、図示しない軸受け部材により両端が回転自在に支持される図示しないローラ軸体を備え、このローラ軸体の回転により回転する。帯電ローラ３は、高圧出力部１９から帯電電圧（帯電バイアス）が印加（付与）されることにより放電して、感光体１の表面を所定の極性及び電位に一様に帯電させる。かかる帯電電圧は、ＤＣ帯電方式の場合には所定の直流電圧であり、ＡＣ＋ＤＣ帯電方式の場合には所定の直流電圧に所定の交流電圧を重畳して生成された電圧である。

帯電ローラ３は、複数の層が積層された構成を有しており、導電性の軸の外周に形成された導電性弾性体基層と、この導電性弾性体基層の外周を被覆する表面層と、を有する。

設定手段であるＣＰＵ１５は、画像形成装置１００の種々の処理を実行する。ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１６に記憶されている環境ゾーンテーブルと、環境センサ２１から入力した電気信号の示す温度及び湿度の検出値と、を比較し、環境センサ２１の検出値が含まれる環境ゾーンテーブルにおける環境ゾーンを決定する。ＣＰＵ１５は、決定した環境ゾーンをＲＡＭ１７に記憶させる。ＣＰＵ１５は、ＲＡＭ１７に記憶されている前回決定した環境ゾーンと今回決定した環境ゾーンとを比較する。

ＣＰＵ１５は、環境ゾーンが異なる比較結果が得られた場合において、所定時間内の温度変化又は湿度変化より帯電ローラ３による放電の抵抗値が低下すると判定される場合に、画像形成後に帯電電圧を設定する。また、ＣＰＵ１５は、環境ゾーンが異なる比較結果が得られた場合において、所定時間内の温度変化又は湿度変化より帯電ローラ３による放電の抵抗値が上昇すると判定される場合に、画像形成前に帯電電圧を設定する。

ＣＰＵ１５は、帰還電流値測定部２０から入力した帰還電流に基づいて放電電流制御を実行して帯電電圧を設定する。ＣＰＵ１５は、設定した帯電電圧を帯電ローラ３に印加するように高圧制御部１８を制御する。帯電ローラ３の抵抗値は周囲の温度や湿度によって変化するため、周囲の温度や湿度を検出することにより、帯電ローラ３による放電の抵抗値の変化を判定することができる。

ＲＯＭ１６は、ＣＰＵ１５の動作プログラム、画像形成動作の制御データ、環境ゾーンテーブル及び帯電電圧設定テーブルを予め記憶している。

ここで、環境ゾーンテーブルは、温度及び湿度に基づいて複数の環境ゾーンに区分されている。ＣＰＵ１５は、環境ゾーンテーブルにおける環境ゾーンの区分が細分化されているほど、帯電ローラ３の特性に応じた制御を実行できる一方、複雑な制御を実行することになる。そのため、環境ゾーンの区分は、２〜１０程度とすることが好ましい。図４に一例として示す環境ゾーンテーブルは、温度を０〜３０℃の範囲で１℃毎に区分けすると共に、湿度を０〜１００％の範囲で５％毎に区分けすることにより、Ａ〜Ｆの６つの環境ゾーンに区分けしている。

ＲＡＭ１７は、ＣＰＵ１５が取得した情報を記憶する。

高圧制御部１８は、ＣＰＵ１５における制御により、高圧出力部１９に帯電電圧を生成させるための制御を行う。

高圧発生部である高圧出力部１９は、高圧制御部１８の制御により帯電電圧を生成して帯電ローラ３に印加する。高圧出力部１９より帯電ローラ３に印加される帯電電圧は、ＤＣ帯電方式により生成された所定の直流電圧、又はＡＣ＋ＤＣ帯電方式により所定の直流電圧に所定の交流電圧を重畳して生成された電圧である。

帰還電流値測定部２０は、高圧出力部１９とグランドとの間に配置されている。帰還電流値測定部２０は、高圧出力部１９から帯電ローラ３に電圧を印加した際に、帯電ローラ３から感光体１に流れる交流電流である放電電流に相当する帰還電流を検出し、検出値をＣＰＵ１５に出力する。

環境検出手段である環境センサ２１は、帯電装置２００の温度及び湿度を検出し、温度及び湿度の検出値に応じた電気信号をＣＰＵ１５に出力する。

＜画像形成装置の動作＞
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置１００の動作について、図５及び図６を参照しながら、詳細に説明する。

まず、環境センサ２１は、印字動作のフラグが立った場合に、画像形成装置１００の使用環境の温度及び湿度を検出し（Ｓ１０１）、温度及び湿度の検出値を示す電気信号をＣＰＵ１５に出力する。

次に、ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１６に記憶されている環境ゾーンテーブルを参照して（Ｓ１０２）、環境センサ２１で検出した温度及び湿度に基づいて環境ゾーンテーブルにおける環境ゾーンを決定し、決定した環境ゾーンをＲＡＭ１７に記憶させる。そして、ＣＰＵ１５は、今回決定した環境ゾーンと、ＲＡＭ１７に記憶されている前回決定した環境ゾーンと、が異なるか否かを判定する（Ｓ１０３）。また、ＣＰＵ１５は、環境センサ２１から入力した電気信号の示す温度、及び今回決定した環境ゾーンをＲＡＭ１７に記憶させる。

ＣＰＵ１５は、環境ゾーンが異ならない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、帯電ローラ３に対して、既に設定されている帯電電圧を印加するように高圧制御部１８を制御する（Ｓ１０４）。

次に、ＣＰＵ１５は、印字動作を実行するように制御し（Ｓ１０５）、後回転を行うように制御して（Ｓ１０６）、動作を終了する。

一方、ＣＰＵ１５は、環境ゾーンが異なる場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、帯電電圧制御判断開始のフラグを立て、前回の帯電電圧制御の実行を開始してからの経過時間を算出する（Ｓ１０７）。ここで、帯電電圧制御は、帯電電圧を設定するための制御である。

次に、ＣＰＵ１５は、算出した経過時間が所定時間より長いか否かを判定する（Ｓ１０８）。所定時間は、ここでは０．５ｈを例示する。

ＣＰＵ１５は、算出した経過時間が所定時間より長い場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、印字動作前（画像形成前）の前回転時に帯電電圧制御の実行を開始し（Ｓ１０９）、放電による電流量に基づいて帯電電圧を設定する（Ｓ１１０）。

ここで、ＣＰＵ１５は、放電による電流量に基づいて帯電電圧を設定する放電電流制御を実行する。ＣＰＵ１５は、放電電流制御を実行する場合、図６に示すように、電圧Ｖｐｐよりも高圧側の放電領域において、異なる帯電電圧を印加した３つの印加点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３で感光体１に流れる交流電流の検出値を帰還電流値測定部２０より取得する。ここで、電圧Ｖｐｐは、放電が開始される電圧である。ＣＰＵ１５は、取得した３つの印加点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の交流電流の検出値を用いて最小二乗法により直線近似して（１）式を求める。

Ｙ_α＝αＸ_α＋Ａ （１）

また、ＣＰＵ１５は、放電電流制御を実行する場合、図６に示すように、電圧Ｖｐｐよりも低圧側の未放電領域において、異なる帯電電圧を印加した３つの印加点Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６で感光体１に流れる交流電流の検出値を帰還電流値測定部２０より取得する。ＣＰＵ１５は、取得した３つの印加点Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６の交流電流の検出値を用いて最小二乗法により直線近似して（２）式を求める。

Ｙ_β＝βＸ_β＋Ｂ （２）

ＣＰＵ１５は、（１）式と（２）式との差分を放電電流量Ｄとして求める。ＣＰＵ１５は、ＲＯＭ１６に記憶されている帯電電圧設定テーブルを参照して、求めた放電電流量Ｄが帯電電圧設定テーブルにおいて今回決定した環境ゾーンに対応付けられている目標値となるピーク間電圧を帯電電圧として設定する。そして、ＣＰＵ１５は、設定した帯電電圧を出力するように高圧制御部１８を制御する。

図５に戻って、次に、ＣＰＵ１５は、上記により決定した帯電電圧を帯電ローラ３に印加するように高圧制御部１８を制御しながら印字動作を実行するように制御し（Ｓ１１１）、後回転を行うように制御して（Ｓ１１２）、動作を終了する。

一方、ＣＰＵ１５は、算出した経過時間が所定時間以下の場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）、環境センサ２１で今回検出した温度から、ＲＡＭ１７に記憶している環境センサ２１で所定時間前に検出した温度を減算して、温度の変化量Ｔを求める。そして、ＣＰＵ１５は、変化量Ｔが負になるか否かを判定する（Ｓ１１３）。かかる温度の変化量Ｔは、正の値又は負の値に応じて、所定時間の温度の変化を示すものである。

ＣＰＵ１５は、変化量Ｔが負になる場合（Ｓ１１３：Ｙｅｓ）、今回検出した温度は所定時間前に比べて下降しているため、Ｓ１０９からＳ１１２の処理を実行する。今回検出した温度が所定時間前に比べて下降している場合、帯電ローラ３の現時点の抵抗は所定時間前に比べて上昇している。この際、所定時間前に既に設定されている帯電電圧で感光体１を帯電させて印字動作を実行させた場合、砂地又はかぶり等の画像不良を生じる恐れがある。従って、ＣＰＵ１５は、印字動作の開始前に帯電電圧制御を実行して、今回設定する帯電電圧を所定時間前に設定された帯電電圧よりも高くし、印字動作よりも帯電電圧制御を優先させる。

一方、ＣＰＵ１５は、変化量Ｔが正になる場合（Ｓ１１３：Ｎｏ）、今回検出した温度は所定時間前に比べて上昇しているため、帯電ローラ３に対して既に設定されている帯電電圧を印加するように高圧制御部１８を制御する（Ｓ１１４）。今回検出した温度が所定時間前に比べて上昇している場合、帯電ローラ３の現時点の抵抗は所定時間前に比べて低下している。この際、所定時間前に既に設定されている帯電電圧で感光体１を帯電させても、砂地又はかぶり等の画像不良を生じる恐れはない。従って、ＣＰＵ１５は、印字動作後に帯電電圧制御を実行して、帯電電圧制御よりも印字動作を優先させる。

次に、ＣＰＵ１５は、印字動作を実行するように制御する（Ｓ１１５）。

次に、ＣＰＵ１５は、印字動作後（画像形成後）の後回転時に帯電電圧制御の実行を開始し（Ｓ１１６）、次回の帯電電圧を決定する（Ｓ１１７）。

このように、ＣＰＵ１５は、環境センサ２１で検出した温度が所定時間において上昇する場合、印字動作後に帯電電圧制御を実行し、環境センサ２１で検出した温度が所定時間において下降する場合、印字動作前に帯電電圧制御を実行する制御を行う。これにより、砂地又はかぶり等の画像不良の防止と、帯電電圧制御の実施に伴う生産性の低下の防止と、の両立を図ることができる。

ファーストプリントまでの時間には、印字動作前の前回転時に帯電電圧制御を実行する場合、帯電電圧制御に要する時間が含まれる。例えば、前回の帯電電圧制御で設定した帯電電圧の印加を開始してから、今回の帯電電圧制御において帯電電圧を設定して印加するまでに大凡５秒程度の時間を要する。

本実施の形態では、印字動作前における帯電電圧制御の実施回数を必要最小限にして最適化することにより、ファーストプリントまでの時間を短縮することができ、ユーザービリティを向上させることができる。また、画像形成装置１００において、０．５ｈの間に温度を２〜３℃変化させて環境ゾーンを移動させるように室内環境を上昇及び下降させて画像形成を行ったところ、砂地画像の発生は無く、ファーストプリントまでの時間を短縮することができた。

なお、図５では、温度の変化量Ｔを求めて帯電電圧を設定するタイミングを制御したが、湿度の変化量を求めて帯電電圧を設定するタイミングを制御してもよい。即ち、湿度に基づいて帯電電圧を設定するタイミングの制御を行う場合、湿度が上昇すると帯電ローラ３の抵抗は低下し、湿度が低下すると帯電ローラ３の抵抗は上昇するので、この変化に基づいて帯電電圧を設定するタイミングを制御してもよい。

このように、本実施の形態では、環境センサ２１の検出結果に基づいて、帯電ローラ３による放電の抵抗値が低下すると判定される場合に、画像形成後に帯電電圧を設定する。これにより、使用環境が頻繁に変化するような場合であっても、帯電電圧を設定するタイミングを適正化することにより、帯電電圧の設定に伴う生産性の低下を最小限にすることができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の構成は図１から図４と同一構成であるので、その説明を省略する。なお、本実施の形態では、図１から図４の符号を用いて説明する。

＜画像形成装置の動作＞
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置１００の動作について、図７を参照しながら、詳細に説明する。

なお、図７において、図５と同一動作である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

ＣＰＵ１５は、算出した経過時間が所定時間以下の場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）、環境センサ２１で今回検出した温度から、ＲＡＭ１７に記憶している環境センサ２１で所定時間前に検出した温度を減算して、所定時間の温度の変化量｜Ｔ｜を求める。ＣＰＵ１５は、変化量｜Ｔ｜が閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ２０１）。閾値は、ここでは５℃を例示する。

ＣＰＵ１５は、変化量｜Ｔ｜が閾値以上の場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）、抵抗値が上昇すると判断する。そして、ＣＰＵ１５は、環境センサ２１から入力した電気信号の示す温度を用いて、今回の温度から前回の温度を減算して温度の変化量Ｔを求め、変化量Ｔが負になるか否かを判定する（Ｓ１１３）。

一方、変化量｜Ｔ｜が閾値未満の場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、帯電ローラ３に対して既に設定されている帯電電圧を印加するように高圧制御部１８を制御する（Ｓ１１４）。

画像形成装置１００において、０．５ｈの間に温度を２〜３℃変化させて環境ゾーンを移動させるように室内環境を上昇及び下降させて画像形成を行ったところ、砂地画像の発生は無く、ファーストプリントまでの時間を短縮することができた。

なお、図７では、温度の変化量｜Ｔ｜と閾値との比較により帯電電圧を設定するタイミングを制御したが、湿度の変化量と閾値との比較により帯電電圧を設定するタイミングを制御してもよい。

このように、本実施の形態では、環境センサ２１により検出した温度又は湿度が所定時間内に閾値以上低下した場合には、帯電ローラ３による放電の抵抗値が上昇すると判定する。これにより、上記実施の形態１の効果に加えて、画像不良を生じるほど温度又は湿度が低下していない場合に、帯電電圧の設定よりも印字動作を優先させて、帯電電圧の設定に伴う生産性の低下を更に防止することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の構成は図１から図４と同一構成であるので、その説明を省略する。なお、本実施の形態では、図１から図４の符号を用いて説明する。

＜画像形成装置の動作＞
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置１００の動作について、図８を参照しながら、詳細に説明する。なお、図８において、図５と同一動作である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。

ＣＰＵ１５は、変化量Ｔが正になる場合（Ｓ１１３：Ｎｏ）、画像形成命令時のシートの印刷枚数（画像形成を行うシートの枚数）が所定の枚数以上であるか否かを判定する（Ｓ３０１）。所定の枚数は、ここでは１００枚を例示する。

ＣＰＵ１５は、画像形成命令時のシートの印刷枚数が所定の枚数以上の場合（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、印字動作前の前回転時に帯電電圧制御の実行を開始する（Ｓ１０９）。

一方、ＣＰＵ１５は、画像形成命令時のシートの印刷枚数が所定の枚数未満の場合（Ｓ３０１：Ｎｏ）、帯電ローラ３に対して既に設定されている帯電電圧を印加するように高圧制御部１８を制御する（Ｓ１１４）。

画像形成装置１００において、０．５ｈの間に温度を２〜３℃変化させて環境ゾーンを移動させるように室内環境を上昇及び下降させると共に、印刷枚数を２００から３００枚に設定して画像形成を行った。この結果、砂地画像の発生は無く、ファーストプリントまでの時間を短縮することができた。また、画像形成命令時に大量印刷された場合でも、感光体の寿命が低下することは無く、適正な帯電電圧で画像形成を行うことができることが確認できた。

このように、本実施の形態では、画像形成を行うシートの枚数が閾値以上の場合に、画像形成前に帯電電圧を設定する。これにより、上記実施の形態１の効果に加えて、所定時間において温度又は湿度が上昇している場合であっても、印刷枚数の多い場合には帯電電圧の設定に伴う生産性の低下の防止よりも画像不良の防止を優先することができる。

なお、上記実施の形態１から実施の形態３において、温度と湿度との両方を検出できる環境センサ２１を用いることが好ましいが、帯電部材に用いるキーパーツの特性に応じて、温度のみ又は湿度のみを検出できる環境センサを使用しても構わない。特に、帯電部材として多用されている帯電ローラ３は、内部抵抗の変動が温度依存性の強い特性を有するものと、湿度依存性の強い特性を有するものと、に分かれる場合が多い。従って、このような帯電部材の特性を考慮して環境センサを選定するとよい。

また、上記実施の形態１から実施の形態３において、帯電電圧制御として放電電流制御を実行したが、帯電電圧制御として定電圧制御又は定電流制御等を実行してもよい。帯電電圧制御の方式は、画像形成装置の使用環境、帯電電圧の出力精度若しくは基板の電流検出精度、又は帯電装置の特性等に応じて選択される。

また、上記実施の形態１から実施の形態３において、温度の変化量又は湿度の変化量に基づいて帯電電圧を設定するタイミングを制御したが、環境ゾーンの遷移した方向に応じて帯電電圧を設定するタイミングを制御してもよい。具体的には、図４に示す環境テーブルの場合、各環境ゾーンの抵抗値はＦ、Ｅ、Ｄ、Ｃ、Ｂ、Ａの順に小さくなり、同じ帯電電圧を印加した際の各環境ゾーンの放電電流量はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの順に小さくなる。従って、例えば、環境ゾーンＢから環境ゾーンＣに遷移した場合には抵抗値が上昇したものと判定して前回転時に帯電電圧を設定し、環境ゾーンＢから環境ゾーンＡに遷移した場合には抵抗値が低下したものと判定して後回転時に帯電電圧を設定する。

また、上記実施の形態１から実施の形態３において、画像形成装置内部の環境センサ２１で直接的に温度及び湿度を検出したが、画像形成装置外部や接続されたネットワーク上で検出された温度や湿度を取得し、帯電電圧を設定するタイミングを制御してもよい。

また、上記実施の形態１から実施の形態３において、環境ゾーンテーブルを用いて帯電電圧制御を実行したが、環境ゾーンテーブルを用いずに、帯電装置の使用環境を示す温度又は湿度の検出値と閾値との比較結果に基づいて帯電電圧制御を実行してもよい。

１ 感光体
２ クリーニングブレード
３ 帯電ローラ
４ クリーニング部材
５ 現像スリーブ
６ ホッパー部
７ レーザ書き込みユニット
９ 転写部
１０ 搬送スクリュー
１８ 高圧制御部
１９ 高圧出力部
２０ 帰還電流値測定部
２１ 環境センサ
１００ 画像形成装置
２００ 帯電装置

Claims (6)

1. 帯電電圧が付与されることにより放電して像担持体を帯電させる帯電手段と、
   温度及び湿度の少なくとも何れか一方を検出する環境検出手段と、
   前記環境検出手段の検出結果に基づいて、前記帯電手段による放電の抵抗値が低下すると判定される場合に、画像形成後に前記帯電電圧を設定する設定手段と、
   を有することを特徴とする帯電装置。
2. 前記設定手段は、
   前記環境検出手段の検出結果に基づいて、前記帯電手段による放電の抵抗値が上昇すると判定される場合に、画像形成前に前記帯電電圧を設定することを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 前記設定手段は、
   前記環境検出手段により検出した温度又は湿度の少なくともいずれか一方が所定時間内に閾値以上低下した場合には、前記抵抗値が上昇すると判定することを特徴とする請求項２に記載の帯電装置。
4. 前記設定手段は、
   画像形成を行うシートの枚数が閾値以上の場合に、画像形成前に前記帯電電圧を設定することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の帯電装置。
5. 前記設定手段は、
   前記帯電手段と前記像担持体との間の放電による電流量に基づいて前記帯電電圧を設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか1項に記載の帯電装置。
6. 像担持体と、
   帯電電圧が付与されることにより放電して前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電された前記像担持体を露光することにより前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、
   前記像担持体に形成された前記静電潜像に現像剤を供給して前記静電潜像を現像する現像手段と、
   温度及び湿度の少なくとも何れか一方を検出する環境検出手段と、
   前記環境検出手段の検出結果に基づいて、前記帯電手段による放電の抵抗値が低下すると判定される場合に、画像形成後に前記帯電電圧を設定する設定手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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