JP6137869B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。

画像形成装置が設置されている環境や画像形成装置内部の環境の変化による、帯電器である帯電ローラなどの帯電部材の電気抵抗変動、又は画像形成枚数の増加に伴う帯電部材のトナーや外添剤の付着による帯電部材の電気抵抗変動が生じる場合がある。これらの電気抵抗変動によらずに放電を安定させるために、次のような放電電流制御が特許文献１に記載されている。すなわち、この放電電流制御では、印刷信号が入力されてから実際に画像形成工程動作がなされるまでの間の画像形成準備回転期間に、６種類のピーク間電圧の交流電圧を帯電部材に印加した際に流れる交流電流値を測定する。そして、測定した交流電流値に基づいて画像形成時に帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定する。

放電電流制御は、特許文献１に記載されている画像形成準備回転期間以外にも、電源スイッチのオン時や前回の画像形成時から所定期間放置された場合や所定の画像形成枚数ごとに行われるのが好ましい。上述のように帯電部材の電気抵抗変動が生じていることが予想されるためである。

特開２００１−２０１９２０号公報

しかしながら、画像形成装置の使われ方は多様化している。

毎日電源スイッチ（ハードスイッチ）のオン動作は行われるため、毎日電源スイッチがオンされる度に放電電流制御が行われることになる。また、一日の間（画像形成装置の電源がオンにされてから電源がオフにされるまでの間）の画像形成枚数が少ない場合、画像形成されずに放置されている期間が長い。そのため、前回の画像形成が終了してから所定時間経過後に画像形成が開始される度に放電電流制御が行われることになる。上述したような一日の間の画像形成枚数が少ない場合などには、放電電流制御における帯電部材への通電時間や放電時間の割合が、画像形成動作における通電時間や放電時間に対して多くなる。そのため、帯電部材の寿命に大きく影響してしまうことがある。特に、空調等の設備が整い温度変化が少ない環境下に画像形成装置が設置されている場合には、帯電部材の電気抵抗変動が少なく、放電電流制御を行う必要性が比較的低い。それにもかかわらず、毎日電源スイッチがオンされる度に、又は、前回の画像形成が終了してから所定時間経過後に画像形成が開始される度に放電電流制御が行われる。そのため、実際に画像形成動作を行った時間は少ないにもかかわらず、帯電器である帯電部材が劣化し、帯電部材やこれが組み込まれたプロセスカートリッジを交換しなければならなくなることがあった。

本発明の目的は、実際に画像形成に供した時間が短いにもかかわらず電源スイッチがオンされる度に、又は、前回の画像形成が終了してから所定時間経過後に画像形成が開始される度に放電電流制御が行われることによって、帯電器が劣化してしまうことを抑制することのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、画像形成装置において；感光体と；前記感光体に画像を形成するに際して前記感光体を帯電する帯電器と；前記帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加するバイアス印加器と；前記帯電器に流れる電流を検知する検知器と；互いにピーク間電圧が異なる複数のテストバイアスを前記帯電器に印加するテストモードにおいて、前記複数のテストバイアスを印加した際に前記検知器により検知された電流に基づき帯電バイアスのピーク間電圧を調整する調整器と；前記画像形成装置の電源が投入されてから画像形成開始信号が入力される前に、少なくとも１つ且つ前記テストモードにおけるテストバイアスの種類よりも少ない数のチェックバイアスを前記帯電器に印加するチェックモードにおいて前記チェックバイアスを印加した際に前記検知器により検知された電流に基づき、前記テストモードを実行することにより帯電バイアスを設定する第１のモードと、前記テストモードを実行することなく前回のテストモードを経て調整された帯電バイアスを設定する第２のモードとを含む複数のモードの中から１つを選択する選択器と；を有することを特徴とする画像形成装置である。

第２の本発明は、画像形成装置において；感光体と；前記感光体に画像を形成するに際して前記感光体を帯電する帯電器と；前記帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加するバイアス印加器と；前記帯電器に流れる電流を検知する検知器と；互いにピーク間電圧が異なる複数のテストバイアスを前記帯電器に印加するテストモードにおいて、前記複数のテストバイアスを印加した際に前記検知器により検知された電流に基づき帯電バイアスのピーク間電圧を調整する調整器と；前回の画像形成が終了してから所定時間経過後に画像形成開始信号が入力された場合且つ画像形成が開始される前に、少なくとも１つ且つ前記テストモードにおけるテストバイアスの種類よりも少ない数のチェックバイアスを前記帯電器に印加するチェックモードにおいて前記チェックバイアスを印加した際に前記検知器により検知された電流に基づき、前記テストモードを実行することにより帯電バイアスを設定する第１のモードと、前記テストモードを実行することなく前回のテストモードを経て調整された帯電バイアスを設定する第２のモードとを含む複数のモードの中から１つを選択する選択器と；を有することを特徴とする画像形成装置である。

第３の本発明は、画像形成装置において；感光体と；前記感光体に画像を形成するに際して前記感光体を帯電する帯電器と；前記帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加するバイアス印加器と；前記帯電器に印加された電圧のピーク間電圧を検知する検知器と；互いに電流値が異なる複数のテストバイアスを前記帯電器に印加するテストモードにおいて、前記複数のテストバイアスを印加した際に前記検知器により検知されたピーク間電圧に基づき帯電バイアスの電流を調整する調整器と；前記画像形成装置の電源が投入されてから画像形成開始信号が入力される前に、少なくとも１つ且つ前記テストモードにおけるテストバイアスの種類よりも少ない数のチェックバイアスを前記帯電器に印加するチェックモードにおいて前記チェックバイアスを印加した際に前記検知器により検知されたピーク間電圧に基づき、前記テストモードを実行することにより帯電バイアスを設定する第１のモードと、前記テストモードを実行することなく前回のテストモードを経て調整された帯電バイアスを設定する第２のモードとを含む複数のモードの中から１つを選択する選択器と；を有することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、実際に画像形成に供した時間が短いにもかかわらず電源スイッチがオンされる度に、又は、前回の画像形成が終了してから所定時間経過後に画像形成が開始される度に放電電流制御が行われることによって、帯電器が劣化してしまうことを抑制することができる。

本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体的構成を説明するための模式的な断面図である。 図１の画像形成装置の画像形成部の構成を説明するための模式的な断面図である。 本発明の一実施例に係る画像形成装置の要部の制御態様を示すブロック図である。 本発明の一実施例における放電電流制御の概要を説明するためのグラフ図である。 本発明の一実施例における放電電流制御のフル制御の動作開始制御を説明するためのフローチャート図である。 本発明の一実施例における簡易制御及び第１のモードと第２のモードから１つを選択して実行させる選択制御を説明するためのフローチャート図である。 本発明の一実施例における簡易制御及び第１のモードと第２のモードから１つを選択して実行させる選択制御を説明するためのフローチャート図である。 本発明の一実施例における放電電流制御を簡易制御に切り替える切替制御及び該簡易制御を説明するためのフローチャート図である。 放電電流の定義の説明図である。 放電電流制御の一態様の原理を説明するための説明図である。 放電電流制御の一態様の原理を説明するための説明図である。 放電電流制御の他の態様の原理を説明するための説明図である。 放電電流制御の他の態様の原理を説明するための説明図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。但し、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。

実施例１
１．画像形成装置
図１は、本実施例の画像形成装置の全体的な構成を示す。また、図２は、図１の画像形成装置が備える画像形成部の構成を示す。

図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト９０に沿って複数の画像形成部としてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ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。

各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫでは、図示矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転する感光体としての感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に、各色のトナー像が形成される。そして、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成された各色のトナー像は、各一次転写部Ｎ１Ｙ、Ｎ１Ｍ、Ｎ１Ｃ、Ｎ１Ｋで中間転写ベルト９０に一次転写される。

４色のトナー像が重ね合わせて一次転写されることで形成されたフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト９０の回転に伴って二次転写部Ｎ２へ搬送されて、記録材Ｓに二次転写される。記録材カセット（図示せず）から取り出された記録材Ｓは、分離ローラ（図示せず）によって１枚ずつに分離してレジストローラ１２へ搬送される。レジストローラ１２は、中間転写ベルト９０上のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｓを二次転写部Ｎ２へ送り出す。二次転写部Ｎ２でフルカラーのトナー像を二次転写された記録材Ｓは、定着装置１４で加熱及び加圧を受けてその表面に画像が定着された後、画像形成装置１００の装置本体の外部へ排出される。

被転写体としての中間転写体である中間転写ベルト９０は、駆動ローラ９３、テンションローラ９２、及び二次転写対向ローラ９１に掛け渡されて支持され、駆動ローラ９３に駆動されて、図示矢印Ｒ２方向へ所定のプロセススピードで回転する。二次転写手段としてのローラ型の転写部材である二次転写ローラ１１は、二次転写対向ローラ９１によって内側面を支持された中間転写ベルト９０に圧接して二次転写部Ｎ２を形成する。

ベルトクリーニング装置１０は、中間転写ベルト９０にクリーニングブレードを当接させて、記録材Ｓに転写されずに二次転写部Ｎ２を通過した中間転写ベルト９０上の転写残トナーを除去して回収する。

各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、それぞれ現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同一の構成を有する。以下では、イエロー画像形成部ＰＹについて説明し、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、イエロー画像形成部ＰＹの要素に付した符号の末尾のＹをＭ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。また、いずれかの画像形成部の要素であることを区別せずに総括的に説明する場合は、上記末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略する。

２．画像形成部
図２に示すように、画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１Ｙの周囲に、帯電ローラ２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ９Ｙ、帯電補助ブラシ７Ｙが配置されている。

像担持体としてのドラム型（回転体）の感光体である感光ドラム１Ｙは、アルミニウムシリンダの外周面に感光層が形成されて構成されている。

帯電手段としての帯電器は、ローラ型（回転体）の帯電部材である帯電ローラ２Ｙとされる。帯電ローラ２は、感光ドラム１Ｙに当接して従動回転する。すなわち、帯電器である帯電ローラ２Ｙは、感光ドラム１Ｙに接触可能に設けられている。

本実施例では、帯電ローラ２は、金属製の芯金の外回りに、下層と、中間層と、表層と、を下から順次に積層した３層構成とされている。下層は帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層は、感光ドラム１上にピンホールなどの膜厚が薄い個所があってもリーク電流が流れることを抑制するために設けている保護層である。より具体的には、芯金としてはステンレス丸棒を用いることができる。また、下層としてはカーボンが分散されて体積抵抗率が１０²〜１０⁹Ωｃｍ程度に調整された発泡ゴム（ＥＰＤＭなど）を用いることができる。また、中間層としては、カーボンが分散されて体積抵抗率が１０²〜１０⁵Ωｃｍ程度に調整されたゴム（ＮＢＲ系ゴムなど）を用いることができる。また、表層としてはフッ素化合物の樹脂に酸化錫とカーボンを分散して体積抵抗率が１０⁷〜１０¹⁰Ωｃｍ程度に調整された保護層を用いることができる。或いは、帯電ローラ２としては、エピクロルヒドリンゴムなどのイオン導電材から成る弾性層を有するものを用いてもよい。

帯電ローラ２は、付勢手段としての押圧ばねによって感光ドラム１の中心方向に付勢されて、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されている。

そして、帯電ローラ２Ｙには、バイアス印加器（帯電電圧印加手段）としての帯電高圧電源２０Ｙから、直流電圧（帯電ＤＣ電圧）と交流電圧（帯電ＡＣ電圧）とを重畳した振動電圧である帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。これにより、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ＶＤに帯電させる。帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐｐの値は、感光ドラム１の静電容量などから決定されるパッシェン則に従う後述する放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上の電圧に設定されることが望ましい。適切な帯電ＡＣ電圧を印加することで、感光ドラム１の表面電位は、帯電ＤＣ電圧の電位にほぼ収束する。

露光手段としての露光装置（レーザスキャナ）３Ｙは、イエロー画像を展開した画像信号をＯＮ／ＯＦＦ変調したレーザビームを、回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１Ｙに静電像（静電潜像）を書き込む。露光を受けた部分は、暗部電位ＶＤが放電して明部電位ＶＬに低下する。

現像手段としての現像装置４Ｙは、トナーとキャリアを含む現像剤を用いて感光ドラム１Ｙ上に形成された静電潜像（静電像）を現像して、感光ドラム１Ｙ上にイエロー色のトナー像を形成する。本実施例では、現像装置４Ｙは、現像剤としてトナー（非磁性トナー粒子）とキャリア（磁性キャリア粒子）とを備えた２成分現像剤を用いる。現像装置４Ｙは、現像剤を収容する現像容器の感光ドラム１Ｙに対向する開口部から一部が露出するようにして、現像剤担持体としての回転可能な現像スリーブ４１Ｙを有する。この現像スリーブ４１Ｙ上に現像剤を担持して、感光ドラム１Ｙとの対向部である現像部に搬送し、現像剤中のトナーを感光ドラム１Ｙ上に供給する。現像スリーブ４１Ｙには、現像電圧印加手段としての現像高圧電源（図示せず）から直流電圧（現像ＤＣ電圧）と交流電圧（現像ＡＣ電圧）とが重畳された振動電圧である現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、イメージ露光と反転現像の組み合わせにより、トナー像を形成する。即ち、一様に帯電された後に露光されることによって電位の絶対値が低下した露光部に、感光ドラム１Ｙの帯電極性（本実施例では負極性）と同極性（正規の帯電極性）に帯電したトナーを付着させることで、静電潜像を現像する。

一次転写手段としてのローラ型の転写部材である一次転写ローラ９Ｙは、中間転写ベルト９０の内側面を押圧して、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト９０とを圧接させて一次転写部Ｎ１Ｙを形成する。一次転写ローラ９Ｙには、転写電圧印加手段としての転写高圧電源９５Ｙより、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧（転写ＤＣ電圧）である転写電圧（転写バイアス）が印加される。これにより、感光ドラム１Ｙに担持された負極性のトナー像が中間転写ベルト９０へ一次転写される。本実施例では、通常の画像形成時の転写電流は２０μＡに設定した。

帯電補助部材（トナー帯電手段）としての帯電補助ブラシ７Ｙは、中間転写ベルト９０に転写されずに一次転写部Ｎ１Ｙを通過した転写残トナーを、感光ドラム１Ｙの表面に拡散しつつ負極性の揃った電位に帯電させる。帯電補助ブラシ７Ｙには、帯電補助電圧印加手段としての帯電補助高圧電源８Ｙよりトナーの正規の帯電極性と同極性の直流電圧（帯電補助ＤＣ電圧）である帯電補助電圧（帯電補助バイアス）が印加される。転写残トナーは、負極性の揃った電位に帯電することで、帯電ローラ２Ｙに付着することなく現像装置４Ｙに到達する。そして、現像装置４Ｙにおける転写残トナーの回収、再利用が可能になる。このように、転写残トナーをクリーニングブレードなどで回収させないで現像装置で再利用するシステムを「クリーナレスシステム」と呼ぶ。

なお、各画像形成部において、感光体と、感光体に作用するプロセス手段の少なくとも１つとが一体的にプロセスカートリッジを構成し、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能とされていてもよい。プロセス手段としては、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などが挙げられる。また、クリーナレスシステムの場合は、トナー帯電手段や感光体の除電手段がプロセスカートリッジに一体的に含まれていてもよい。

３．放電電流制御
３−１．制御態様
図３は、本実施例の画像形成装置１００の要部の概略制御態様を示す。画像形成装置１００の動作は、制御手段としてのＣＰＵ１１０が統括的に制御する。ＣＰＵ１１０は、内蔵された又は接続された記憶手段（電子的なメモリなど）に格納されたプログラムやデータに従って、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。

例えば、本実施例との関係で、ＣＰＵ１１０には、ハードスイッチである電源スイッチ１２０、操作部１３０、バイアス印加器としての帯電高圧電源２０などが接続されている。また、ＣＰＵ１１０には、検知器としての電流検知手段（電流検知部）である電流計１４、使用量検知手段（枚数計測部）としてのカウンター１５、時間計測手段（時間計測部）としてのタイマー１６、記憶手段（メモリ部）としてのＲＡＭ１７が接続されている。これら電流計１４、カウンター１５、タイマー１６、ＲＡＭ１７は、後述する放電電流制御などに用いられる。電流計１４は、ＣＰＵ１１０に、検知した交流電流値に係る情報を入力する。また、帯電高圧電源２０は、出力する交流電圧のピーク間電圧値を検知する電圧検知手段の機能を有し、その交流電圧のピーク間電圧値に係る情報をＣＰＵ１１０に入力することができる。また、カウンター１５、タイマー１６は、それぞれ画像形成枚数の計数結果に係る情報、時間の計測結果に係る情報をＣＰＵ１１０に入力する。また、ＣＰＵ１１０は、上記各検知結果などを必要に応じてＲＡＭ１７に記憶させ、またＲＡＭ１７から読み出すことができる。

３−２．放電電流制御の原理
ここで、放電電流制御の原理について説明する。

帯電器である帯電部材に直流電圧を印加した時の感光体への放電開始電圧をＶｔｈとする。

図９に示すように、帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐｐに対して、帯電ＡＣ電圧の印加により流れる帯電ＡＣ電流Ｉａｃは、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍未満の未放電領域で線形の関係にある。ここで、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍（Ｖｔｈ×２）のピーク間電圧を「放電開始点」ともいう。そして、Ｖｔｈ×２以上の放電領域では帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐｐが増加するにつれて徐々に直線から帯電ＡＣ電流Ｉａが増加する方向にずれる。放電の発生しない真空中での同様の実験においては直線が保たれたため、これが放電に関与している電流の増分△Ｉａｃであると考えられる。

ここで、Ｖｔｈ×２未満の未放電領域における帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐｐに対する帯電ＡＣ電流Ｉａｃの比をαとする。このとき、Ｖｔｈ×２以上の放電領域における、放電による電流以外の、感光体と帯電器である帯電部材との接触部へ流れる電流（以下「ニップ電流」ともいう。）などのＡＣ電流は、α・Ｖｐｐとなる。そこで、Ｖｔｈ×２以上の放電領域において測定される帯電ＡＣ電流Ｉａｃと、上記α・Ｖｐｐとの差分である、下記式１から算出される△Ｉａｃを、帯電ＡＣ電圧の印加による放電の量を代用的に示す「放電電流量」と定義する。
△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖｐｐ ・・・式１

放電電流制御では、所望の放電電流量をＤとしたときに、この放電電流量Ｄとなる帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧を、調整器としてのＣＰＵ１１０が調整する。

なお、ＣＰＵ１１０は、非画像形成時に、画像形成時の帯電工程における帯電ローラ２に対する帯電交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行する。非画像形成時としては、次のものが挙げられる。先ず、初期回転動作（前多回転工程）時がある。初期回転動作では、画像形成装置の電源スイッチ（ハードスイッチ）をオン（押下）した時である電源投入時や前回の画像形成時から所定時間放置されたスリープモードからの復帰時などの定着温度の立ち上げなどのための所定の準備動作が実行される。また、画像形成信号が入力されてから実際に画像情報に応じた画像を書き出すまでに所定の準備動作が実行される印字準備回転動作（前回転工程）時がある。また、連続画像形成時の転写材と転写材との間に対応する紙間工程時がある。また、画像形成が終了した後に所定の整理動作（準備動作）が実行される後回転工程時がある。画像形成開始のタイミングは画像形成信号が入力されてから実際に画像情報に応じた情報を書き出すタイミングである。

先ず、図１０に示すように、ＣＰＵ１１０は、帯電高圧電源２０を制御して、帯電ローラ２に、帯電ＡＣ電圧として、放電領域のピーク間電圧Ｖｐｐを３点、未放電領域のピーク間電圧Ｖｐｐを３点、順次に印加する。そして、各ピーク間電圧の印加時に感光ドラム１を介して帯電ローラ２に流れるＡＣ電流値Ｉａｃが、電流計１４で測定されて、ＣＰＵ１１０に入力される。

次に、図１１に示すように、ＣＰＵ１１０は、測定された放電領域、未放電領域の各３点の電流値から、最小二乗法を用いて放電領域、未放電領域の帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧と帯電ＡＣ電流との関係をそれぞれ直線近似して、下記式２、式３をそれぞれ算出する。
放電領域の近似直線：Ｙ_α＝αＸ_α＋Ａ ・・・式２
未放電領域の近似直線：Ｙ_β＝βＸ_β＋Ｂ ・・・式３

その後、ＣＰＵ１１０は、上記式２の放電領域の近似直線Ｙ_αと上記式３の未放電領域の近似直線Ｙ_βとの差分が放電電流量Ｄとなる帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐｐを、下記式４によって決定する。
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β） ・・・式４

ここで、式４は、次のように誘導される。上記式２の放電領域の近似直線と上記式３の未放電領域の近似直線との差分が放電電流量Ｄであるので、
Ｙ_α−Ｙ_β＝（αＸ_α＋Ａ）−（βＸ_β＋Ｂ）＝Ｄ
となる。

今、ＤとなるＸの値を探しており、その点をＶｐｐとすると、
（αＶｐｐ＋Ａ）−（βＶｐｐ＋Ｂ）＝Ｄ
よって、
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）
となる。

そして、ＣＰＵ１１０は、画像形成時には、帯電ローラ２に印加する帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐｐを上記式４で求めた値に切り替えて、定電圧制御する。

なお、上述では、放電領域、未放電領域において、それぞれ３点の帯電ＡＣ電圧値と帯電ＡＣ電流値とのデータから、近似直線を求めた。但し、当業者には明らかなように、放電領域では、少なくとも２点以上のデータから近似直線を求めることができる。また、未放電領域では、ゼロ点と少なくとも１点以上のデータから近似直線を求めることができる（この場合Ｙ_β＝βＸ_β）。

また、以上では、必要な放電電流量に対して、必要な帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧を算出し、その帯電ＡＣ電圧値で定電圧制御する方法を説明した。本実施例では、この方法を用いる。これに対して、必要な放電電流量に対して、必要な帯電ＡＣ電流値を算出し、その帯電ＡＣ電流値で定電流制御することもできる。この場合の制御の原理を次に説明する。

先ず、図１２に示すように、ＣＰＵ１１０は、帯電高圧電源２０を制御して、帯電ローラ２に、帯電ＡＣ電流として、放電領域のＡＣ電流Ｉａｃを３点、未放電領域のＡＣ電流Ｉａｃを３点、順次に印加する。そして、電流検出装置１２０によって各帯電ＡＣ電流が得られている時に帯電高圧電源２０が出力している帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧を測定する。

次に、図１３に示すように、ＣＰＵ１１０は、測定された放電領域、未放電領域の各３点の電圧値から、最小二乗法を用いて放電領域、未放電領域の帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧と帯電ＡＣ電流値との関係をそれぞれ直線近似し、下記式２、式３をそれぞれ算出する。
放電領域の近似直線：Ｙ_α＝αＸ_α＋Ａ ・・・式２
未放電領域の近似直線：Ｙ_β＝βＸ_β＋Ｂ ・・・式３

その後、ＣＰＵ１１０は、上記式２の放電領域の近似直線Ｙ_αと上記式３の未放電領域の近似直線Ｙ_βとの差分が放電電流量Ｄとなる帯電ＡＣ電流値Ｉａｃを、下記式８によって決定する。

即ち、上記差分が放電電流量Ｄとなる帯電ＡＣ電流値をＩａｃ１とし、そのときの帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧をＶｐｐとすると、上記式２と上記式３は、
Ｉａｃ１＝αＶｐｐ＋Ａ ・・・式５
Ｉａｃ２＝βＶｐｐ＋Ｂ ・・・式６
となる。

ここで、Ｉａｃ２は未放電領域の近似直線Ｙ_βでのＶｐｐとなるＡＣ電流値である。また、下記式７が成り立つ。
Ｉａｃ１＝Ｉａｃ２＋Ｄ ・・・式７

従って、式５、式６、式７から、上記差分が放電電流量Ｄとなる帯電ＡＣ電流値Ｉａｃは、下記式８で決定される。
Ｉａｃ＝（αＤ＋αＢ−βＡ）／（α−β） ・・・式８

そして、ＣＰＵ１１０は、画像形成時には、帯電ローラ２に流れる帯電ＡＣ電流値が上記式８で求めた値になるように切り替えて、定電流制御する。

なお、上述では、放電領域、未放電領域において、それぞれ３点の帯電ＡＣ電圧値と帯電ＡＣ電流値とのデータから、近似直線を求めた。但し、当業者には明らかなように、放電領域では、少なくとも２点以上のデータから近似直線を求めることができる。また、未放電領域では、ゼロ点と少なくとも１点以上のデータから近似直線を求めることができる（この場合Ｙ_β＝βＸ_β）。

３−３．本実施例における放電電流制御の具体例
図４は、本実施例における放電電流制御の概略を示す。放電電流制御は、感光ドラム１を駆動させた状態で行われる。なお、本実施例では、放電電流制御は全色の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについて行われるが、各画像形成部で行われる放電電流制御自体は同じであるので、１つの画像形成部に注目して説明する。

図４に示すように、調整器としてのＣＰＵ１１０は、未放電領域のテストバイアスであるＡＣ電圧Ｖα１、Ｖα２、Ｖα３を帯電高圧電源２０から帯電ローラ２に印加させる。また、ＣＰＵ１１０は、その時の帯電ローラ２と感光ドラム１との間で流れるＡＣ電流Ｉα１、Ｉα２、Ｉα３を、検知器である電流計１４によってそれぞれ検知する。即ち、電流計１４は、上記未放電領域のＡＣ電流を検出して検出結果に係る信号をＣＰＵ１１０に送る。そして、ＣＰＵ１１０は、３点のＡＣ電圧ＶαとＡＣ電流Ｉαの結果から、直線近似線Ｌαを計算する。

また、ＣＰＵ１１０は、放電領域のテストバイアスであるＡＣ電圧Ｖβ１、Ｖβ２、Ｖβ３を帯電高圧電源２０から帯電ローラ２に印加させる。また、ＣＰＵ１１０は、その時の帯電ローラ２と感光ドラム１との間で流れるＡＣ電流Ｉβ１、Ｉβ２、Ｉβ３を、電流計１４にてそれぞれ検知する。即ち、電流計１４は、上記放電領域のＡＣ電流を検出して検出結果に係る信号をＣＰＵ１１０に送る。そして、ＣＰＵ１１０は、３点のＡＣ電圧ＶβとＡＣ電流Ｉβの結果から、直線近似線Ｌβを計算する。

ここで、ＬαとＬβの交差する電圧Ｖを放電開始点（ほぼ放電開始電圧Ｖｔｈの２倍）と呼ぶ。

上述のように放電電流制御では、ある特定のＡＣ電圧Ｖｘにおいて、直線近似線Ｌα上のＡＣ電流Ｉαｘと、直線近似線Ｌβ上のＡＣ電流Ｉβｘとの差分を放電電流量Ｄ（Ｉβｘ−Ｉαｘ）と定義する。そして、ＣＰＵ１１０は、このＤが常に一定になるように画像形成時の帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧値（帯電ＡＣ電圧値）Ｖｘを求める。

以上のような本実施例における放電電流制御を、特に、後述する簡易制御（チェックモード）と区別するため、放電電流制御のフル制御（テストモード）と呼ぶ。

本実施例では、Ｖα１＝８００Ｖｐｐ、Ｖα２＝９００Ｖｐｐ、Ｖα３＝１０００Ｖｐｐとした。そして、この時に、それぞれＩα１＝４７４μＡ、Ｉα２＝５３２μＡ、Ｉα３＝５９２μＡと検知されたものとする。また、本実施例では、Ｖβ１＝１５００Ｖｐｐ、Ｖβ２＝１６００Ｖｐｐ、Ｖβ３＝１７００Ｖｐｐとした。そして、この時に、それぞれＩβ１＝９４２μＡ、Ｉβ２＝１０５１μＡ、Ｉβ３＝１１６７μＡと検知されたものとする。また、本実施例では、放電電流量Ｄ＝３０μＡに一定に制御するものとする。この場合、上記ＡＣ電流の検知結果によれば、Ｖｘ＝１３００Ｖｐｐと決定される。

本実施例では、上述のような放電電流制御で検知されたＡＣ電圧とＡＣ電流との関係及び求められた帯電ＡＣ電圧値は、全てＲＡＭ１７に保存される。そして、次回、放電電流制御のフル制御が行われると上書きされる。

ＣＰＵ１１０は、このＡＣ帯電電圧値Ｖｘ＝１３００Ｖｐｐを決定した後に、制御による電位ムラを解消させるために、感光ドラム１の１周分以上、帯電高圧電源２０に電圧を印加させ、画像形成準備を終了させる。

上述のような帯電ローラ２に印加する帯電ＡＣ電圧値を決定する放電電流制御のフル制御を行うことにより、過電流による感光ドラム１上の画像流れや、帯電ローラ２の汚れむらに起因する感光体の帯電むらによる画像不良を抑制することができる。また、放電電流量が少なすぎると、感光体の帯電ムラによる画像不良が発生することがあるが、上述のような放電電流制御のフル制御を行うことにより、適切な放電電流量を維持することができる。

このように、調整器たるＣＰＵ１１０は、互いにピーク間電圧が異なる複数のテストバイアスを帯電ローラ２に印加するテストモードにおいて、複数のテストバイアスを印加した際に電流計１４により検知された電流に基づき帯電バイアスのピーク間電圧を調整する。

上述の例では、テストモードにおいて、互いにピーク間電圧が異なる複数のテストバイアスを印加した際に帯電器に流れる電流値を検知し、検知した結果に基づいて帯電バイアスのピーク間電圧を設定する時点までの放電電流制御を行う説明した。しかし、テストモードにおいては帯電バイアスのピーク間電圧の設定まで行われなくても良く、例えば、画像形成の直前に帯電バイアスのピーク間電圧を設定するようにしても良い。

なお、クリーナレスシステムにおいては、放電電流制御のフル制御を行う前に帯電ローラ２の清掃シーケンスを加えると、より放電電電流制御の精度が向上する。

４．放電電流制御の動作開始制御
次に、放電電流制御の動作開始制御について説明する。

画像形成装置１００のハードスイッチである電源スイッチ１２０がオンになって電源が投入された場合は、電源スイッチ１２０がオフにされる前の画像形成によって帯電ローラ２がトナーや外添剤で汚れている可能性がある。或いは、電源スイッチ１２０がオフになっている間に環境が変化している可能性がある。そのため、放電電流制御のフル制御を行う。従って、本実施例では、画像形成装置１００の電源スイッチ１２０がオンされた場合、ＣＰＵ１１０に信号が送られ、画像形成の準備動作である前多回転動作中に、放電電流制御が行われる（詳しくは実施例２にてフローを参照して後述する。）。

また、電源スイッチ１２０がオンされてからオフされるまでの間に、画像形成を行うと、昇温などによって帯電ローラ２の電気抵抗が変化するため、定期的に放電電流制御のフル制御を行う。従って、本実施例は、電源スイッチ１２０がオンされている状態で、所定枚数の画像形成がされた場合には、放電電流制御のフル制御を実施する（詳しくは本実施例にてフローを参照して後述する。）。

また、電源スイッチ１２０がオンされた状態で、画像形成後に長期にわたり使われず放置された後に使用する場合にも、放電電流制御のフル制御を行う。これは、画像形成によって昇温していたものが降温したため、帯電ローラ２の電気抵抗の変化が起きるためである。従って、本実施例では、電源スイッチ１２０がオンされている状態で、所定期間にわたり放置された場合には、放電電流制御のフル制御を実施する（詳しくは本実施例にてフローを参照して後述する。）。

図５は、本実施例における放電電流制御のフル制御を実施するか否かを判断する制御（動作開始制御）の一例のフローチャートを示す。ここでは、電源スイッチ１２０がオンされている状態で放電電流制御のフル制御を実施するタイミングを判断する制御について説明する。

先ず、画像形成装置１００の操作部１３０から画像形成信号（画像形成開始指示）がＣＰＵ１１０に送られる（Ｓ１０１）。

次に、ＣＰＵ１１０は、現在の時刻をタイマー１６から読み取り、ＲＡＭ１７に記憶させる（Ｓ１０２）。

次に、ＣＰＵ１１０は、放置判断を行う（Ｓ１０３）。放置判断では、次のような判断を行う。即ち、ＣＰＵ１１０は、前回の画像形成を行った時刻をＲＡＭ１７に記憶させておき、次回画像形成信号が送られてきたときに、その時刻を前回の時刻と比較して、所定時間（以下「制御切替時間」という。）ｔ以上経過したか否かを確認する。ＣＰＵ１１０は、制御切替時間ｔ以上経過した場合に、その画像形成装置１００の装置本体は放置後であると判断する。この方法を用いることで、常に時間をカウントし続けることによる消費電力を抑えることができる。但し、所望により常に時間をカウントするようにしてもよく、画像形成装置が画像形成動作を行うことなく所定時間以上放置されていたか否かを判断できればよい。本実施例では、画像形成によって帯電ローラ２の昇温があった後にその温度が冷めるのに十分な時間から、制御切替時間ｔ＝８時間と定めた。

ＣＰＵ１１０は、Ｓ１０３において放置後であると判断した場合には、放電電流制御のフル制御を実施させる（Ｓ１０４）。なお、本実施例では、放置後であると判断された場合でも、放電電流制御の簡易制御が実施される場合があるが、この点については後述する。

ＣＰＵ１１０は、Ｓ１０３において放置後ではないと判断した場合には、前回の放電電流制御のフル制御から現在までの画像形成枚数（以下「日内枚数」という。）ｋをカウンター１６から読み込む（Ｓ２０１）。カウンター１６は、画像形成枚数を所定のサイズの記録材Ｓ（例えばＡ４サイズの横送り（記録材の短手方向に搬送））の枚数に換算して画像形成枚数をカウントしている。本実施例では、定期的に放電電流制御のフル制御を行う。本実施例では、放電電流制御のフル制御を行う間隔に対応する閾値を、カウンター１６の所定の枚数カウント値（以下「制御実施枚数」という。）Ｐｕ＝１００枚と定めた。これは、帯電ローラ２の電気抵抗の変化具合を考慮して決めたものであり、本実施例の構成では、帯電ローラ２を１００枚の画像形成に用いると上述のような画像不良を防止するために放電電流を設定し直す場合がある。

なお、本実施例では、画像形成枚数を、放電電流制御のフル制御を実施するか否かを判断する判断基準としているが、これに限定されるものではない。例えば、帯電ローラ２への帯電電圧の印加時間、帯電ローラ２の回転時間若しくは回転数、又は感光ドラム１の回転時間若しくは回転数などを判断基準としても良い。即ち、放電電流制御のフル制御を実施するか否かを判断するための閾値としては、帯電ローラ２の使用量に相関する情報（パラメータ）を任意に利用することができる。

次に、ＣＰＵ１１０は、日内枚数ｋと制御実施枚数Ｐｕとを比較して、日内枚数ｋが制御実施枚数Ｐｕ以上であるか否かを確認する（Ｓ２０２）。

ＣＰＵ１１０は、Ｓ２０２において日内枚数ｋが制御実施枚数Ｐｕ以上であると判断した場合には、放電電流制御のフル制御を実施させる（Ｓ１０４）。昇温や帯電ローラ２の汚れによって帯電ローラ２の電気抵抗変化が起きていると考えられるためである。本実施例では、日内枚数ｋが制御実施枚数Ｐｕ以上であると判断された場合は常に、放電電流制御のフル制御が実施される。

ＣＰＵ１１０は、放電電流制御のフル制御を行った場合は、カウンター１５によって日内枚数ｋを０にさせる（Ｓ１０５）。その後、ＣＰＵ１１０は、画像形成動作を行わせる（Ｓ１０６）。画像形成動作では、帯電ローラ２に印加する帯電ＡＣ電圧は、放電電流制御のフル制御によって決定した帯電ＡＣ電圧値Ｖｘ＝１３００Ｖｐｐに設定する。また、ＣＰＵ１１０は、画像形成動作において画像形成した分の枚数を、カウンター１５によって日内枚数ｋに積算してカウントさせる（Ｓ１０７）。

ＣＰＵ１１０は、Ｓ２０２において日内枚数ｋが制御実施枚数Ｐｕ未満であると判断した場合には、放電電流制御のフル制御を実施させずに、画像形成動作を行わせる。放電電流制御のフル制御を行う必要がないためである。

５．簡易制御
前述のように、従来の放電電流制御の場合、例えば、１日の画像形成枚数が極端に少ないユーザーなどの場合、画像形成動作を行った時間に比べて、帯電ローラへの通電時間や放電時間が多くなってしまい、それにより帯電ローラの寿命が短くなることがあった。電源スイッチのオン時や放置後であると判断された時に、帯電ローラの使用量によらずに放電電流制御のフル制御を実施していたからである。また、画像形成装置の使用頻度が低いにもかかわらず、過剰に放電電流制御のフル制御を行うことに起因して、感光体が劣化する場合もある。

このように、日内枚数ｋが少ない場合に、オフィス等の画像形成装置を設置している環境の変化が少ない状況で電源スイッチ１２０がオフされた後再度オンされたり、電源スイッチ１２０がオンされた状態で所定時間以上放置されたりする場合がある。このような場合は、帯電ローラの電気抵抗変化は少ない。環境の変化が少なく、帯電ローラ２の実際の使用量は少ないため、昇温や汚れによる電気抵抗変化が少ないからである。そのため、典型的には毎日行われる電源スイッチ１２０のオン時や放置後であると判断された時の、放電電流制御のフル制御による帯電ＡＣ電圧の設定電圧はほとんど変わらない。そのため、このように実際には必要性の低い放電電流制御のフル制御が行われることによって、帯電ローラ２は通電劣化してしまう。

そこで、本実施例では、上述したように日内枚数ｋが所定枚数より少ないような使われ方の場合に、ＣＰＵ１１０が、チェックモードである簡易制御を実行させる。そして、選択器としてのＣＰＵ１１０が、簡易制御の結果に基づいて、次のような複数のモードの中から１つを選択して実行させる。すなわち、テストモードであるフル制御を実行することにより帯電バイアスを設定する第１のモードと、フル制御を実行することなく前回のフル制御を経て調整された帯電バイアスを設定する第２のモードとを含む複数のモードである。

図６は、簡易制御及び簡易制御の結果に基づいて第１のモードと第２のモードとから１つを選択して実行させる制御（選択制御）のフローチャートを示す。ここでは、電源スイッチ１２０がオンされた場合ではなく、電源スイッチ１２０がオンされている状態でフル制御を実施するか否かを判断する場合の制御について説明する。但し、以下に説明する制御は、他の放電電流制御のフル制御を行う直前に同様に実施することができる。

先ず、図５におけるＳ１０１と同様に、画像形成装置１００の操作部１３０から画像形成信号がＣＰＵ１１０に送られる。そして、ＣＰＵ１１０は、図５のＳ１０２でタイマー１６から取得した時間に基づき、図５のＳ１０３の場合と同様にして放置状態を判断する（Ｓ３０１）。そして、ＣＰＵ１１０は、放置後であると判断した場合、以下に説明する簡易制御を行う。

次に、図６のＳ３０２〜Ｓ３０５に相当するチェックモードである簡易制御について説明する。

ＣＰＵ１１０は、前回の放電電流のフル制御で得られた特定のＡＣ電圧Ｖｂ、ＡＣ電流ＩｂをＲＡＭ１７から読みだす（Ｓ３０２）。この特定のＡＣ電圧Ｖｂは、前述のＶα１〜Ｖα３、Ｖβ１〜Ｖβ３のいずれかであることが好ましい。対応する電流Ｉｂ＝Ｉα１〜Ｉα３、Ｉβ１〜Ｉβ３の実測値が記憶されているためである。これにより、より簡易な制御が可能となる。但し、特定のＡＣ電圧Ｖｂは、任意の値であってよく、対応する電流は前述の近似直線から計算で求めることができる。

次に、ＣＰＵ１１０はチェックバイアスＶｂ（上記特定のＡＣ電圧と同じＡＣ電圧値）を、帯電高圧電源２０から帯電ローラ２に印加させ、その時のＡＣ電流Ｉａを検知器である電流計１４で測定する（Ｓ３０３）。

本実施例では、チェックバイアスであるＡＣ電圧Ｖｂは、放電電流制御のフル制御で使用したＡＣ電圧Ｖα１（＝８００Ｖｐｐ）とした。これは、チェックバイアスＡＣ電圧値として未放電領域のＡＣ電圧値を用いることで、帯電ローラ２への放電を抑えるためである。

なお、一例として、チェックバイアスの印加による検知電流Ｉａ＝４６４μＡであったものとする。

このように、簡易制御では、チェックバイアスは１点の電圧値のみ帯電ローラ２に印加する。これに対して、フル制御では、テストバイアスとして６点の電圧値を帯電ローラ２に印加した。このように、簡易制御では、典型的にはフル制御における複数点の電圧値のうち１点だけを選び、チェックバイアスとする。これにより、フル制御において帯電ローラ２に印加するＡＣ電圧のピーク間電圧値の総和が７５００Ｖｐｐであるのに対して、簡易制御において帯電ローラ２に印加するＡＣ電圧のピーク間電圧値の総和は８００Ｖｐｐである。従って、簡易制御において帯電ローラ２に印加するＡＣ電圧のピーク間電圧値の総和を、フル制御において帯電ローラ２に印加するＡＣ電圧のピーク間電圧値の総和に比べて小さい値に抑えることができる。この場合、通常、簡易制御において帯電ローラ２に流れる電流値（絶対値）の総和は、フル制御において帯電ローラ２に流れる電流値（絶対値）の総和よりも小さくなる。また、この場合、通常、簡易制御において帯電ローラ２において移動する電気量（絶対値）は、フル制御において帯電ローラ２において移動する電気量（絶対値）よりも小さくなる。これにより、帯電ローラ２の劣化を抑制することができる。さらに、上述のように簡易制御において帯電ローラ２に印加するＡＣ電圧値を未放電領域の値とすることで、可及的に帯電ローラ２の劣化を抑制することができる。

上述のように、チェックバイアスの電圧値の点数をテストモードにおけるテストバイアスの点数に対して減らすことで、帯電ローラ２への通電や放電による劣化を抑えることができる。チェックバイアスを複数点にする場合においても、テストバイアスの点数よりも少ない点数にすることで帯電ローラ２への通電や放電による劣化を抑えることができる。

次に、本実施例では、ＣＰＵ１１０は、前回の放電電流制御のフル制御で得られたＡＣ電流Ｉｂ（＝Ｉα１）と、今回チェックモードにおいて検知されたＡＣ電流Ｉａとから、電流差｜Ｉａ−Ｉｂ｜を計算し、所定値（以下「設定制御電流」という。）Ｉｓｕｂと比較する（Ｓ３０４）。本実施例では、設定制御電流Ｉｓｕｂ＝２０μＡとした。

選択器としてのＣＰＵ１１０は、Ｓ３０４において電流差｜Ｉａ−Ｉｂ｜が設定制御電流Ｉｓｕｂ以下であると判断した場合は、第２のモードを実行する（Ｓ３０５）。第２のモードでは、テストモードである放電電流制御のフル制御を実行することなく画像形成時の帯電ＡＣ電圧値を前回の放電電流制御のフル制御によって決定された帯電ＡＣ電圧値Ｖｘに設定する。

一方、選択器としてのＣＰＵ１１０は、Ｓ３０４において電流差｜Ｉａ−Ｉｂ｜が設定制御電流Ｉｓｕｂより大きいと判断した場合には、第１のモードを実行する（Ｓ１０４）。第１のモードでは、テストモードである放電電流制御のフル制御を実施させる。これにより、調整器としてのＣＰＵ１１０が、フル制御において帯電高圧電源２０から帯電ローラ２に交流電圧を印加した時に電流計１４によって検知された交流電流値を用いて、帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧値を調整し、次回の画像形成のための帯電ＡＣ電圧値Ｖｘを設定する。この場合の多くは、設置環境の温度や湿度が変化した場合や帯電ローラ又はこれが組み込まれたプロセスカートリッジが交換された場合である。このような場合には、簡易電流制御では対応できないため、フル制御を行う。

このように、本実施例では、前回の画像形成が終了してから所定時間経過後に画像形成開始信号が入力された場合且つ画像形成が開始される前に、チェックモードが実行される。チェックモードでは、少なくとも１つ且つ前記テストモードにおけるテストバイアスの種類よりも少ない数のチェックバイアスを帯電ローラ２に印加する。そして、選択器としてのＣＰＵ１１０は、チェックモードにおいてチェックバイアスを印加した際に電流計１４により検知された電流に基づき、第１のモードと第２のモードとを含む複数のモードの中から１つを選択する。

その後、ＣＰＵ１１０は図５におけるＳ１０６と同様に画像形成動作を行わせる。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

ここでは、電源スイッチ１２０がオンされた場合の制御について説明する。

図７は本実施例における簡易制御及び簡易制御の結果に基づいて第１のモードと第２のモードから１つを選択して実行させる制御（選択制御）のフローチャートを示す。

先ず、画像形成装置のハードスイッチである電源スイッチ１２０がオンされて、画像形成装置１００に電源が投入される（Ｓ４０１）。

次に、ＣＰＵ１１０は簡易制御を行う。簡易制御及び簡易制御の結果に基づいて第１のモードと第２のモードから１つを選択して実行させる制御（選択制御）（Ｓ４０２〜Ｓ４０５）については、実施例１で説明した制御と同様であるため、説明を省略する。

このように、本実施例では、画像形成装置１００の電源が投入されてから画像形成開始信号が入力される前に、チェックモードが実行される。そして、選択器としてのＣＰＵ１１０は、チェックモードにおいてチェックバイアスを印加した際に電流計１４により検知された電流に基づき、第１のモードと第２のモードとを含む複数のモードの中から１つを選択する。

簡易制御の後、画像形成装置は画像形成信号の入力を待つスタンバイモードに移行する。

実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

図８は、放電電流制御を簡易制御に切り替えるか否かを判断する制御（切替制御）及び簡易制御を実行した結果に基づいて第１のモードと第２のモードから１つを選択して実行させる制御（選択制御）のフローチャートを示す。本フローチャートは、実施例１のフローチャートと比較して、簡易制御を行う前に前回のフル制御からの枚数である日内枚数ｋを確認作業が入っている点が異なっている。

先ず、ＣＰＵ１１０は、図５のＳ１０２でタイマー１６から取得した時間に基づき、図５のＳ１０３の場合と同様にして放置状態を判断する（Ｓ５０１）。そして、ＣＰＵ１１０は、放置後であると判断した場合、日内枚数ｋをカウンター１６から読み込む（Ｓ５０２）。

次に、ＣＰＵ１１０は、日内枚数ｋと所定枚数（以下「制御切換枚数」という。）Ｐとを比較して、日内枚数ｋが制御切替枚数Ｐ以下であるか否かを確認する（Ｓ５０３）。この制御切替枚数Ｐは、必ず、上述の制御実施枚数Ｐｕよりも小さい値である。本実施例では制御切替枚数Ｐ＝９９枚と定めた。但し、この値は、帯電ローラ２の電気抵抗の変化の程度などに応じて、適宜設定できるものである。

なお、本実施例では、画像形成枚数を、放電電流制御を簡易制御に切り替えるか否かを判断する判断基準としているが、これに限定されるものではない。例えば、帯電ローラ２への帯電電圧の印加時間、帯電ローラ２の回転時間若しくは回転数、又は感光ドラム１の回転時間若しくは回転数などを判断基準としても良い。即ち、放電電流制御を簡易制御に切り替えるか否かを判断するための閾値としては、帯電ローラ２の使用量に相関する情報（パラメータ）を任意に利用することができる。

そして、ＣＰＵ１１０は、Ｓ５０３において日内枚数ｋが制御切替枚数Ｐより多いと判断した場合は、フル制御を実施させる（Ｓ１０４）。

一方、ＣＰＵ１１０は、Ｓ５０３において日内枚数ｋが制御切替枚数Ｐ以下であると判断した場合は、簡易制御を実行する。簡易制御及び簡易制御の結果に基づいて第１のモードと第２のモードから１つを選択して実行させる制御（選択制御）（Ｓ５０４〜Ｓ５０７）については、実施例１で説明した制御と同様であるため、説明を省略する。

なお、上記説明した本実施例１〜３におけるチェックモードとは、少なくともチェックバイアスを帯電器に印加する動作のことをいう。上述の実施例では、チェックモードにおいて帯電ローラ２に印加されるチェックバイアスは単一であり、チェックバイアスのピーク間電圧は前回のテストモードにおける複数のテストバイアスのうちの１つと同じとした。この場合、選択器としてのＣＰＵ１１０は、次の差分が所定値以上である場合には第１のモードを選択し、該所定値未満である場合には第２のモードを選択した。前回のテストモードにおいてテストバイアスを印加した際に電流計１４により検知された電流と、チェックモードにおいてテストバイアスと同じピーク間電圧のチェックバイアスを印加した際に検知された電流との差分である。一方、前述のように、チェックモードにおいて帯電ローラ２にピーク間電圧が異なる複数のチェックバイアスが印加されてもよい。この場合、複数のチェックバイアスのピーク間電圧は、前回のテストモードにおける複数のテストバイアスの一部と同じとすることができる。そして、この場合、選択器としてのＣＰＵ１１０は、次の差分を複数のチェックバイアス各々について算出する。前回のテストモードにおいてテストバイアスを印加した際に検知器により検知された結果と、チェックモードにおいてテストバイアスと同じピーク間電圧のチェックバイアスを印加した際に検知された結果との差分である。そして、選択器としてのＣＰＵ１１０は、算出した複数の差分の少なくとも１つが所定範囲外である場合には第１のモードを選択し、複数の差分の全てが所定範囲内である場合には第２のモードを選択することができる。このように、チェックバイアスの値をチェックチェックバイアスの一部の値と合わせることで、チェックバイアスを印加した際の検知結果に対する比較値として、テストバイアスを印加した際の検知結果の実測値を利用でき、より簡易な制御が可能となる。但し、チェックモードにおいて印加するチェックバイアスのピーク間電圧は必ずしもテストバイアスと同じである必要は無く、異なるピーク間電圧でも良い。その場合は、テストモードにおいて印加したテストバイアスのピーク間電圧値とその際に検知された電流値との関係から、チェックバイアスを印加した際に検知した電流値の比較値を決定する。

実験例１（効果確認）
次に、上述の実施例の制御による効果を確認した結果について説明する。ここでは、上述の実施例１と実施例２とを適用した場合、実施例２と実施例３とを適用した場合の効果を確認したが、これら両者で同等の結果が得られたので、以下まとめて実施例として説明する。

実施例の画像形成装置と比較例の画像形成装置とで、画像Ｄｕｔｙ（印字率）が３０％の画像を用いて、日内枚数を２〜５０枚と変えて、２枚ずつ画像を出力し、帯電ローラ２の寿命を比較した。なお、比較例の画像形成装置は、図６、図７および図８を参照して説明した放電電流制御の切替制御及び簡易制御を実施しないことを除いて実施例の画像形成装置と実質的に同じとした。

トナー汚れによる画像不良が発生したタイミングを帯電ローラ２の寿命と判断した。つまり、帯電ローラ２が通電により劣化すると、帯電ムラに起因するスジ状の画像不良が発生する。これを帯電ローラ２の寿命として判断した。また、実施例の画像形成装置を日内枚数が十分多い２００枚以上として使用した場合の帯電ローラ２の寿命（帯電ローラ２への電圧印加時間）を、基準の帯電ローラ寿命１００％とした。

表１に示すように、比較例の画像形成装置では、日内枚数ｋ＝５０枚で使われる場合、帯電ローラ寿命は９８％になってしまう。同様に、日内枚数ｋ＝１０枚では９２％、日内枚数ｋ＝５枚では８３％、日内枚数ｋ＝２枚では５８％になってしまう。つまり、比較例の画像形成装置では、日内枚数ｋが大きく帯電ローラの寿命に影響を与えてしまっている。

これに対して、実施例の画像形成装置では、日内枚数ｋ＝５０枚で使われる場合、帯電ローラ寿命は１００％となる。同様に、日内枚数ｋ＝１０枚では９８％、日内枚数ｋ＝５枚では９７％、日内枚数ｋ＝２枚では９２％となる。つまり、実施例の画像形成装置では、比較例の画像形成装置に比べて、帯電ローラの寿命が延びていることがわかる。

制御時間から実施例の制御による効果の妥当性を考える。先ず、比較例の制御の制御時間を見積もると、電源スイッチのオン時に行われる制御（前多回転動作）による帯電ローラへの電圧印加時間は、平均５秒である。その内訳は、放電電流制御のフル制御、帯電ローラ清掃、感光ドラム電位をならす制御である。一方、実施例の制御の制御時間を見積もると、電源スイッチのオン時に行われる制御（前多回転動作）による帯電ローラへの電圧印加時間は、平均０．５秒である。また、比較例、実施例において、２枚の画像形成を行う場合の帯電ローラへの電圧印加時間は平均６秒である。

この場合、約５００００枚分を日内枚数ｋが２枚であると想定して、画像形成と制御とを繰り返す場合を見積もると、比較例の画像形成装置での帯電ローラ寿命は５５％、実施例の画像形成装置での帯電ローラ寿命は９０％と見積もられる。そのため、この見積もり結果と実際のデータとには相関が取れていると考えられる。

また、白黒モード（ＹＭＣ色では帯電ローラに電圧を印加せず、黒色のみ帯電ローラに電圧を印加するモード）を有する画像形成装置でカラー画像をあまり形成しないユーザーにおいては、ＹＭＣ色の画像形成部において日内枚数ｋがより少ないことが起きうる。このような場合には、実施例の制御によるより大きな効果が期待できる。

また、高速機であれば、画像形成時間が短くなり、制御時間に対する画像形成時間の割合が小さいため、実施例の制御により制御時間を短縮できれば、画像形成装置のスループットにおける実施例の効果はより大きくなる。

以上のように、実施例によれば、チェックモードである簡易制御を実施し、次のような複数のモードの中から１つを選択して実行する。チェックモードで検知された電流に基づいてテストモードを実行することにより帯電バイアスを設定する第１のモードと、テストモードを実行することなく前回のテストモードを経て調整された帯電バイアスを設定する第２のモードとを含む複数のモードである。これにより、実際に画像形成に供した時間が短いにもかかわらず帯電装置が劣化してしまうことを抑制することができる。また、画像形成装置の使用頻度が低い場合において、過剰な放電電流制御に起因する感光体の劣化を抑制することができる。

その他
上述の実施例では、放電電流制御において、帯電ローラに印加するＡＣ電圧のピーク間電圧値を変化させて、それぞれに対応するＡＣ電流値を測定し、画像形成時に定電圧制御する帯電ＡＣ電圧のピーク間電圧値を求める場合について具体例を挙げて説明した。これに対して、上述のように、放電電流制御において、帯電ローラに印加するＡＣ電流値を変化させて、それぞれに対応するＡＣ電圧のピーク間電圧値を測定し、画像形成時に定電流制御する帯電ＡＣ電流値を求めることができる。つまり、この場合、調整器としてのＣＰＵ１１０は、互いに電流値が異なる複数のテストバイアスを帯電ローラに印加するテストモードにおいて、複数のテストバイアスを印加した際に検知器により検知されたピーク間電圧に基づき帯電バイアスの電流を調整する。そして、選択器としてのＣＰＵ１１０は、チェックモードにおいてチェックバイアスを印加した際に検知器により検知されたピーク間電圧に基づき、第１のモードと第２のモードとを含む複数のモードの中から１つを選択する。

この場合であっても、上記実施例と同様に、簡易制御を適用することができる。斯かる態様においては、テストモードであるフル制御におけるテストバイアスの数よりもチェックモードである簡易制御におけるチェックバイアスの数を少なくして、帯電ローラに印加するＡＣ電流値の絶対値の総和が小さくなるようにする。この場合、通常、簡易制御において帯電ローラに印加されるＡＣ電圧のピーク間電圧値の総和は、フル制御において帯電ローラに印加されるＡＣ電圧のピーク間電圧値の総和よりも小さくなる。また、この場合、通常、簡易制御において帯電ローラにおいて移動する電気量（絶対値）は、フル制御において帯電ローラにおいて移動する電気量（絶対値）よりも小さくなる。また、上記実施例から理解されるように、簡易制御におけるテストバイアスのＡＣ電流値は、フル制御で利用したＡＣ電流値のうちから選択して用いるのが好ましい。そして、そのときのＡＣ電圧のピーク間電圧値を求めて、その値と前回のフル制御における同じ値のＡＣ電流値に対応するＡＣ電圧のピーク間電圧値との差が所定値以下の場合は、第２のモードを選択して実行する。一方、その差が所定値より大きければ、フル制御を行うように第１のモードを選択して実行すればよい。

また、上述の実施例では、帯電器である帯電部材はローラ型であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ブレード型、ブラシ型、シート型などであってもよい。

１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
１４ 電流計
１５ カウンター
１６ タイマー
１７ ＲＡＭ
１００ 画像形成装置
１１０ ＣＰＵ（調整器、選択器）
１２０ 電源スイッチ

Claims (13)

1. 画像形成装置において、
   感光体と、
   前記感光体に画像を形成するに際して前記感光体を帯電する帯電器と、
   前記帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加するバイアス印加器と、
   前記帯電器に流れる電流を検知する検知器と、
   互いにピーク間電圧が異なる複数のテストバイアスを前記帯電器に印加するテストモードにおいて、前記複数のテストバイアスを印加した際に前記検知器により検知された電流に基づき帯電バイアスのピーク間電圧を調整する調整器と、
   前記画像形成装置の電源が投入されてから画像形成開始信号が入力される前に、少なくとも１つ且つ前記テストモードにおけるテストバイアスの種類よりも少ない数のチェックバイアスを前記帯電器に印加するチェックモードにおいて前記チェックバイアスを印加した際に前記検知器により検知された電流に基づき、前記テストモードを実行することにより帯電バイアスを設定する第１のモードと、前記テストモードを実行することなく前回のテストモードを経て調整された帯電バイアスを設定する第２のモードとを含む複数のモードの中から１つを選択する選択器と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記チェックモードにおいて前記帯電器に印加される前記チェックバイアスは単一であり、前記チェックバイアスのピーク間電圧は前回のテストモードにおける複数のテストバイアスのうちの１つと同じであり、
   前記選択器は、前回のテストモードにおいてテストバイアスを印加した際に前記検知器により検知された電流と、前記チェックモードにおいて前記テストバイアスと同じピーク間電圧のチェックバイアスを印加した際に検知された電流との差分が、所定値以上である場合には前記第１のモードを選択し、前記所定値未満である場合には前記第２のモードを選択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. 前記チェックモードにおいて前記帯電器にピーク間電圧が異なる複数の前記チェックバイアスが印加され、複数の前記チェックバイアスのピーク間電圧は、前回のテストモードにおける複数のテストバイアスの一部と同じであり、
   前記選択器は、前回のテストモードにおいてテストバイアスを印加した際に前記検知器により検知された結果と、前記チェックモードにおいて前記テストバイアスと同じピーク間電圧のチェックバイアスを印加した際に検知された結果との差分を複数のチェックバイアス各々について算出し、複数の差分の少なくとも１つが所定範囲外である場合には前記第１のモードを選択し、複数の差分の全てが所定範囲内である場合には前記第２のモードを選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記テストバイアスは、前記帯電器に直流電圧を印加した時の前記感光体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、ピーク間電圧がＶｔｈの２倍未満の少なくとも１つのテストバイアスと、ピーク間電圧がＶｔｈの２倍よりも大きい互いにピーク間電圧が異なる複数のテストバイアスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記チェックバイアスのピーク間電圧は、Ｖｔｈの２倍未満であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記帯電器は、前記感光体に接触可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置において、
   感光体と、
   前記感光体に画像を形成するに際して前記感光体を帯電する帯電器と、
   前記帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加するバイアス印加器と、
   前記帯電器に流れる電流を検知する検知器と、
   互いにピーク間電圧が異なる複数のテストバイアスを前記帯電器に印加するテストモードにおいて、前記複数のテストバイアスを印加した際に前記検知器により検知された電流に基づき帯電バイアスのピーク間電圧を調整する調整器と、
   前回の画像形成が終了してから所定時間経過後に画像形成開始信号が入力された場合且つ画像形成が開始される前に、少なくとも１つ且つ前記テストモードにおけるテストバイアスの種類よりも少ない数のチェックバイアスを前記帯電器に印加するチェックモードにおいて前記チェックバイアスを印加した際に前記検知器により検知された電流に基づき、前記テストモードを実行することにより帯電バイアスを設定する第１のモードと、前記テストモードを実行することなく前回のテストモードを経て調整された帯電バイアスを設定する第２のモードとを含む複数のモードの中から１つを選択する選択器と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
8. 前記チェックモードにおいて前記帯電器に印加される前記チェックバイアスは単一であり、前記チェックバイアスのピーク間電圧は前回のテストモードにおける複数のテストバイアスのうちの１つと同じであり、
   前記選択器は、前回のテストモードにおいてテストバイアスを印加した際に前記検知器により検知された電流と、前記チェックモードにおいて前記テストバイアスと同じピーク間電圧のチェックバイアスを印加した際に検知された電流との差分が、所定値以上である場合には前記第１のモードを選択し、前記所定値未満である場合には前記第２のモードを選択することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記チェックモードにおいて前記帯電器にピーク間電圧が異なる複数の前記チェックバイアスが印加され、複数の前記チェックバイアスのピーク間電圧は、前回のテストモードにおける複数のテストバイアスの一部と同じであり、
   前記選択器は、前回のテストモードにおいてテストバイアスを印加した際に前記検知器により検知された結果と、前記チェックモードにおいて前記テストバイアスと同じピーク間電圧のチェックバイアスを印加した際に検知された結果との差分を複数のチェックバイアス各々について算出し、複数の差分の少なくとも１つが所定範囲外である場合には前記第１のモードを選択し、複数の差分の全てが所定範囲内である場合には前記第２のモードを選択することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記テストバイアスは、前記帯電器に直流電圧を印加した時の前記感光体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、ピーク間電圧がＶｔｈの２倍未満の少なくとも１つのテストバイアスと、ピーク間電圧がＶｔｈの２倍よりも大きい互いにピーク間電圧が異なる複数のテストバイアスであることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記チェックバイアスのピーク間電圧は、Ｖｔｈの２倍未満であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記帯電器は、前記感光体に接触可能に設けられていることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
13. 画像形成装置において、
    感光体と、
    前記感光体に画像を形成するに際して前記感光体を帯電する帯電器と、
    前記帯電器に直流電圧と交流電圧とを重畳した帯電バイアスを印加するバイアス印加器と、
    前記帯電器に印加された電圧のピーク間電圧を検知する検知器と、
    互いに電流値が異なる複数のテストバイアスを前記帯電器に印加するテストモードにおいて、前記複数のテストバイアスを印加した際に前記検知器により検知されたピーク間電圧に基づき帯電バイアスの電流を調整する調整器と、
    前記画像形成装置の電源が投入されてから画像形成開始信号が入力される前に、少なくとも１つ且つ前記テストモードにおけるテストバイアスの種類よりも少ない数のチェックバイアスを前記帯電器に印加するチェックモードにおいて前記チェックバイアスを印加した際に前記検知器により検知されたピーク間電圧に基づき、前記テストモードを実行することにより帯電バイアスを設定する第１のモードと、前記テストモードを実行することなく前回のテストモードを経て調整された帯電バイアスを設定する第２のモードとを含む複数のモードの中から１つを選択する選択器と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。

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