JP6958298B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体の表面を帯電させる画像形成装置に関する。

従来から、プリンターや複写機等の画像形成装置では、静電潜像を担持する表面を形成する十〜数十μｍの感光層を備えた感光体が用いられている。このような感光体を用いた画像形成装置では、画像流れと呼ばれる現象が発生することがある。画像流れとは、画像がかすれたり、画像の周囲が滲んだようになる現象である。

画像流れは、感光体の表面の表面抵抗が低下することによって発生する。具体的には、導電部材からの放電によって、硝酸イオンやアンモニウムイオン等の放電生成物が感光体の表面に付着し、これらの放電生成物が空気中の水分を吸収してイオン化すると、感光体の表面抵抗が低下する。表面抵抗が低下した感光体の表面に形成された静電潜像は、周囲に流れて電位低下を起こし、境界が不明瞭になる。その結果、画像流れに至る。

また、近年、オゾン発生量を低減するため、コロトロンやスコロトロン方式等の感光体の表面に非接触で配置される帯電部材に代わり、感光体の表面に接触又は近接して配置された帯電ローラー等の帯電部材を用いて感光体の表面を帯電させることが行われている。このため、近年、感光体の表面がより近接して放電を受け、感光体の表面が摩耗劣化し易くなっている。その結果、放電生成物が付着し易くなり、画像流れも生じ易くなっている。

そこで、特許文献１では、感光体や帯電部材等の経年変化や、湿度等の感光体周辺の空気環境の変動にかかわらず、感光体を帯電させるために帯電部材に印加される交流電圧のピーク間電圧値を、適切な電圧値に精度良く設定する方法が提案されている。

具体的には、前記ピーク間電圧値と帯電部材から感光体に流れる電流の電流値との関係を定めた二次曲線においてピーク間電圧を昇圧したときに現れる変曲点の電圧値よりも低圧側と想定される、異なる二つの低圧側ピーク間電圧値の交流電圧を印加したときの電流値を通る直線を導出する。そして、当該二次曲線において前記変曲点の電圧値よりも高圧側と想定される、高圧側ピーク間電圧値の交流電圧を印加したときの電流値を通る、ピーク間電圧値を表す座標軸に平行な直線を導出する。その後、導出した二本の直線の交点に対応するピーク間電圧値を適切なピーク間電圧値として設定する。

特開２００７−１９９０９４号公報

しかし、近年、画像形成装置のユーザーから、ウォームアップ時間やファーストプリントタイムの短縮が要求されており、１００ミリ秒の短縮が要求されることもある。これに対し、上記特許文献１の技術では、適正なピーク間電圧値を設定するまでに、交流電圧のピーク間電圧値を二つの低圧側ピーク間電圧値及び高圧側ピーク間電圧値に切り替えて、帯電部材から感光体に流れる電流の電流値を三回計測する必要がある。

したがって、上記特許文献１の技術では、ユーザーから要求された時間内に、適切なピーク間電圧値を精度良く設定できない虞がある。また、適切なピーク間電圧値が設定されるまでの間、交流電圧が過剰に感光体の表面に印加されることで、感光体の表面の摩耗が進行する虞がある。その結果、感光体に放電生成物が付着し易くなり、画像流れが生じ易くなる虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされた発明であり、感光体の表面を迅速且つ適切に帯電させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明による画像形成装置は、静電潜像を担持する表面を形成する感光層を備えた感光体と、前記表面に当接又は近接して配置された帯電部材と、直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を前記帯電部材に印加して前記表面を帯電させる電圧印加部と、前記表面に付着した放電生成物の電気特性と、当該表面を適切に帯電させることができる前記交流電圧のピーク間電圧値である適正ピーク間電圧値と、の関係を表す関係情報を予め記憶する記憶部と、前記帯電部材から前記感光体に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、前記電圧印加部によって前記帯電部材に印加させた前記振動電圧及び前記電流値に基づき、前記表面に付着した放電生成物の電気特性を導出する特性導出部と、前記関係情報において前記特性導出部によって導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定する電圧設定部と、を備える。

本構成によれば、電圧印加部によって帯電部材に印加させた振動電圧及び電流検出部が検出した電流値に基づき、感光体の表面に付着した放電生成物の電気特性が導出される。これにより、感光体の摩耗劣化の度合に応じた放電生成物の付着量を、放電生成物の電気特性として把握することができる。

そして、本構成によれば、記憶部に予め記憶されている関係情報において前記導出された電気特性に対応する適正ピーク間電圧値が、帯電部材に印加される交流電圧のピーク間電圧値として設定される。これにより、帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧値を複数回切り替えて帯電部材から感光体に流れる電流の電流値を複数回検出することなく、迅速に前記設定を行うことができる。

したがって、本構成によれば、前記導出された電気特性から把握される量の放電生成物が付着した感光体の表面を適切に帯電させることができる、関係情報において当該電気特性に対応する適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

また、前記感光体周辺の空気環境を検出する環境検出部を更に備え、前記関係情報は、前記感光体周辺の空気環境毎に分類され、前記電圧設定部は、前記環境検出部が検出した前記空気環境に対応する前記関係情報において前記特性導出部に導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定することが好ましい。

本構成によれば、環境検出部が検出した感光体周辺の空気環境に対応する関係情報において、特性導出部によって導出された電気特性に対応する適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。このため、感光体の表面を、感光体の周辺の空気環境に応じて、迅速且つ適切に帯電させることができる。

また、前記感光体の使用状況を管理する状況管理部を更に備え、前記関係情報は、前記感光体の使用状況毎に分類され、前記電圧設定部は、前記状況管理部が管理する前記使用状況に対応する前記関係情報において前記特性導出部に導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定することが好ましい。

本構成によれば、状況管理部が管理する感光体の使用状況に対応する関係情報において、特性導出部によって導出された電気特性に対応付けられた適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。このため、感光体の表面を、感光体の使用状況に応じて、迅速且つ適切に帯電させることができる。

また、前記電気特性は、インピーダンスであることが好ましい。

本構成によれば、電圧印加部によって帯電部材に印加させた振動電圧及び電流検出部が検出した電流値に基づき、感光体の表面に付着した放電生成物のインピーダンスが導出される。これにより、当該導出されたインピーダンスから把握される量の放電生成物が付着した感光体の表面を適切に帯電させることができる、関係情報において当該インピーダンスに対応付けられた適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

または、前記振動電圧と前記電流との位相差を検出する位相差検出部を更に備え、前記特性導出部は、更に前記位相差に基づき、前記電気特性として、前記放電生成物の抵抗値を導出してもよい。

本構成によれば、電圧印加部によって帯電部材に印加させた振動電圧、電流検出部が検出した電流値、及び位相差検出部が検出した位相差に基づき、感光体の表面に付着した放電生成物の抵抗値が導出される。これにより、当該導出された放電生成物の抵抗値から把握される量の放電生成物が付着した感光体の表面を適切に帯電させることができる、関係情報において当該抵抗値に対応付けられた適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

または、前記振動電圧と前記電流との位相差を検出する位相差検出部を更に備え、前記特性導出部は、更に前記位相差に基づき、前記電気特性として、前記放電生成物の静電容量を導出してもよい。

本構成によれば、電圧印加部によって帯電部材に印加させた振動電圧、電流検出部が検出した電流値、及び位相差検出部が検出した位相差に基づき、感光体の表面に付着した放電生成物の静電容量が導出される。これにより、当該導出された放電生成物の静電容量から把握される量の放電生成物が付着した感光体の表面を適切に帯電させることができる、関係情報において当該静電容量に対応付けられた適正ピーク間電圧値の交流電圧を、電圧印加部によって帯電部材に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

また、前記感光層は、アモルファスシリコンにより構成されていてもよい。

本構成によれば、アモルファスシリコンにより構成された感光層を備えた感光体の表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

本発明によれば、感光体の表面を迅速且つ適切に帯電させることができる画像形成装置を提供することができる。

本発明の画像形成装置の一実施形態に係るプリンターの概略構成図である。 画像形成部を概略的に示す部分拡大図である。 帯電装置の構成を概略的に示す部分拡大図である。 プリンターの電気的な構成を示すブロック図である。 感光体ドラムの表面に付着した放電生成物の等価回路図である。 帯電電圧と帯電電流の波形を示す図である。 関係情報の一例を表すグラフである。 記憶部に記憶されている関係情報の一例を示す図である。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態に係るプリンター１の概略構成図である。図１に示すように、プリンター１は、画像形成部２と、給紙部９０と、定着部２０と、用紙排出トレイ９９と、環境センサー９８（環境検出部）と、操作部５０と、を備えている。

画像形成部２は、用紙に画像を形成する。図２は、画像形成部２を概略的に示す部分拡大図である。図２に示すように、画像形成部２は、感光体ドラム３（感光体）、感光体ドラム３の周囲に配設された帯電装置４、露光装置５、現像装置６、転写装置７及びクリーニング装置８を備えている。

感光体ドラム３は、所定方向（例えば、図２では時計回り）に回転可能に支持された円筒体である。感光体ドラム３は、例えばアモルファスシリコンにより構成された十〜数十μｍの厚さを有する感光層を備えている。感光層は、静電潜像及びこの静電潜像に従ったトナー像を担持する表面を形成する。尚、感光層は、アモルファスシリコンに限らず、セレン砒素、有機化合物等により構成されてもよい。

帯電装置４は、感光体ドラム３の表面に当接して対向配置された帯電ローラー４１（帯電部材）を備えている。帯電ローラー４１は、表面が感光体ドラム３の表面と当接しながら従動回転しつつ、感光体ドラム３へ電荷を付与する。これにより、帯電装置４は、帯電ローラー４１に対して相対移動する感光体ドラム３の表面を一様に帯電させる。

露光装置５は、レーザービームを出射する図略のレーザーダイオードを備えている。露光装置５は、後述の記憶部１４０に記憶されている画像データに基づいて、レーザーダイオードから出力されたレーザービームＬを、帯電装置４によって一様に帯電された感光体ドラム３の表面に照射する。これによって、露光装置５は、感光体ドラム３の表面上に静電潜像を形成する。

現像装置６は、現像ローラー６１と、トナー収納部６２と、規制ブレード６３と、を備えている。現像ローラー６１は、感光体ドラム３と非接触で対向配置されている。トナー収納部６２は、トナーを収納する。規制ブレード６３は、トナー収納部６２から現像ローラー６１に供給されるトナー量が適正量となるように規制する。規制ブレード６３は、現像ローラー６１の表面に所謂磁気ブラシの状態で付着するトナーに対し、当該トナーを穂切りしてトナーの層厚を規制する。現像装置６は、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像上に、現像ローラー６１の表面に付着したトナーを供給することにより、静電潜像をトナー像として顕在化させる。

転写装置７は、感光体ドラム３に対向配置される転写ローラー７１を備えている。転写装置７は、符号Ａで示す矢印方向に搬送されてきた用紙Ｐを転写ローラー７１によって感光体ドラム３に押し当てた状態で、感光体ドラム３の表面に顕在化されたトナー像を用紙Ｐ上に転写させる。

クリーニング装置８は、感光体ドラム３の表面に当接して配置されたクリーニングローラー８１及びクリーニングブレード８２を備えている。クリーニングローラー８１は、感光体ドラム３と同方向に回転可能に支持されている。クリーニングローラー８１は、感光体ドラム３よりも速い回転速度で回転することにより、転写装置７による転写後の感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを機械的に除去する。クリーニングブレード８２は、感光体ドラム３の表面に当接された端部によって、感光体ドラム３の表面に残留しているトナーを機械的に除去する。

クリーニングローラー８１は、更に、後述する制御部１０の制御下で、クリーニングローラー８１に供給された研磨剤入りのトナーを用いて、所定時間、感光体ドラム３の表面を摺擦することにより、感光体ドラム３の表面を研磨する。

図１に参照を戻す。給紙部９０は、用紙を収納する給紙カセット９１と、収納されている用紙を取り出すためのピックアップローラー９２と、用紙が搬送される経路である搬送路９３及び搬送路９３中の用紙の搬送を行う搬送ローラー９４と、を備えている。給紙部９０は、給紙カセット９１に収容されている用紙をピックアップローラー９２によって１枚ずつ送り出す。給紙部９０は、送り出した用紙を搬送ローラー９４によって転写ローラー７１と感光体ドラム３とのニップ部へ向けて搬送させ、トナー像が転写された用紙を、搬送路９５を経て定着部２０へ搬送する。給紙部９０は、定着部２０で後述の定着処理された用紙を、搬送ローラー９６や排出ローラー９７によって用紙排出トレイ９９へ排出させる。

定着部２０は、ヒートローラー２１及び加圧ローラー２２を備えている。定着部２０は、ヒートローラー２１の熱によって用紙上のトナーを溶かし、加圧ローラー２２によって圧力を加えて用紙上にトナー像を定着させる。

環境センサー９８は、感光体ドラム３の周辺の空気環境を検出し、当該検出した空気環境を示す検出信号を、後述する制御部１０へ出力する。環境センサー９８が検出する空気環境には、例えば感光体ドラム３の周辺の空気の温度及び湿度が含まれる。

操作部５０は、情報を表示するための表示部５１と、ユーザーによって各種指示の操作を行わせるための操作キー部５２と、スピーカー５３と、を備えている。表示部５１は、例えばタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等で構成され、各種情報を表示する。操作キー部５２は、例えばユーザーが印刷実行指示を入力するためのスタートキーや、印刷部数等を入力するためのテンキー等の各種キーを含む。スピーカー５３は、後述する制御部１０から入力された指示に従って所定の音声を出力する。

次に、帯電装置４の構成について詳述する。図３は、帯電装置４の構成を概略的に示す部分拡大図である。図３に示すように、帯電装置４は、帯電ローラー４１、電圧印加部４５及び電流検出部４４を備えている。電圧印加部４５は、直流電圧印加部４２と交流電圧印加部４３とを備えている。

直流電圧印加部４２は、後述する制御部１０の制御下で、商用電源等の外部電源から供給される電源電圧を、指示された直流電圧値の直流電圧Ｖｄｃに変換して出力する。交流電圧印加部４３は、後述する制御部１０の制御下で、商用電源等の外部電源から供給される電源電圧を、指示されたピーク間電圧値の交流電圧Ｖａｃに変換して出力する。電流検出部４４は、帯電ローラー４１から感光体ドラム３に流れる帯電電流（電流）Ｉｄｃの電流値を検出し、当該検出した帯電電流Ｉｄｃの電流値を示す検出信号を、後述する制御部１０へ出力する。電流検出部４４は、例えばホール素子を用いた電流センサーやシャント抵抗等で構成されている。

図３に示すように、帯電装置４では、直流電圧印加部４２と交流電圧印加部４３とを含む直列回路が、電流検出部４４を介して帯電ローラー４１に接続されている。このため、直流電圧印加部４２から出力された直流電圧Ｖｄｃと交流電圧印加部４３から出力された交流電圧Ｖａｃとを重畳した帯電電圧Ｖｃｇ（振動電圧）が帯電ローラー４１に印加される。

換言すれば、電圧印加部４５は、直流電圧Ｖｄｃと交流電圧Ｖａｃとを重畳した帯電電圧Ｖｃｇを帯電ローラー４１に印加する。電流検出部４４は、帯電電圧Ｖｃｇが感光体ドラム３の表面に印加された状態で、直流電圧印加部４２及び交流電圧印加部４３から帯電ローラー４１へ供給される帯電電流Ｉｄｃ、すなわち、帯電ローラー４１から感光体ドラム３に流れる帯電電流Ｉｄｃの電流値を検出する。

図４は、プリンター１の電気的な構成を示すブロック図である。図４に示すように、プリンター１は、画像形成部２、給紙部９０、環境センサー９８、定着部２０、ネットワークＩ／Ｆ（インターフェイス）部１３０、記憶部１４０、操作部５０、及び制御部１０を備えている。

ネットワークＩ／Ｆ部１３０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークに接続されている。ネットワークＩ／Ｆ部１３０は、ネットワークを介して接続されたパーソナルコンピューター等の外部装置との間における種々のデータの送受信を制御する通信インターフェイス回路である。

記憶部１４０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置である。記憶部１４０には、外部装置から送信されてきた画像データがネットワークＩ／Ｆ部１３０によって記憶される。また、記憶部１４０には、関係情報が予め記憶されている。関係情報とは、感光体ドラム３の表面に付着した放電生成物の電気特性と、当該表面を適切に帯電させることができる、帯電電圧Ｖｃｇに含まれる交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値である適正ピーク間電圧値と、の関係を表す情報である。関係情報の詳細については後述する。

制御部１０は、プリンター１全体の動作を司る。制御部１０は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、所定の制御プログラムが記憶されたＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリーと、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、これらの周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成されている。

制御部１０は、上記メモリー等に記憶された制御プログラムを実行することによって、図４の実線矩形部に示すように、印刷制御部１１、処理実行部１２、特性導出部１３及び電圧設定部１４として動作する。

印刷制御部１１は、用紙に画像を形成する印刷処理を行う。具体的には、印刷処理において、印刷制御部１１は、帯電装置４によって、感光体ドラム３の周面を帯電させた後、露光装置５によって、感光体ドラム３の周面に静電潜像を形成させる。印刷制御部１１は、現像装置６によって、感光体ドラム３の周面に形成された静電潜像をトナー像として顕在化させた後、転写装置７によって、当該トナー像を用紙に転写させる。印刷制御部１１は、定着部２０によって、当該転写されたトナー像を用紙に定着させる。これにより、用紙に画像が形成される。

また、印刷制御部１１は、印刷処理によって画像が形成された用紙を給紙部９０によって排出させる。また、印刷制御部１１は、印刷処理の実行中、クリーニングローラー８１を感光体ドラム３よりも速い速度で回転させ、感光体ドラム３に残留したトナーを除去させる。

処理実行部１２は、所定のタイミングでリフレッシュ処理を実行する。リフレッシュ処理とは、クリーニングローラー８１を感光体ドラム３の回転速度（例えば、２６６ｍｍ／秒）よりも速い回転速度（例えば、２６６×１．２ｍｍ／秒）で回転させながら、クリーニングローラー８１に所定量のトナーを供給し、クリーニングローラー８１に感光体ドラム３の表面を所定時間（例えば、６０秒）摺擦させる処理である。

リフレッシュ処理において、クリーニングローラー８１に供給されるトナー量は、例えば、感光体ドラム３の表面の回転方向９４ｍｍ分の領域にトナー像を形成する際に供給されるトナー量に定められている。尚、当該トナー量は、環境センサー９８が出力した検出信号が示す温度及び湿度に応じて、適宜調整してもよい。

処理実行部１２がリフレッシュ処理を実行するタイミングは、例えば、環境センサー９８が出力した検出信号が示す湿度（以降、検出湿度）が所定の高湿度範囲（例えば、６０％以上７０％未満）内である場合に、プリンター１に電源が投入された時又はスリープ状態から復帰した時等に定められている。

尚、高湿度範囲は、例えば、６０％以上７０％未満、７０％以上８０％未満及び８０％以上等、複数の範囲に分類されていてもよい。更に、当該分類された範囲毎に、当該範囲が示す湿度が高い程、リフレッシュ処理を実行する回数が大きく定められていてもよい。例えば、検出湿度が６０％以上７０％未満の高湿度範囲にある場合、リフレッシュ処理を２回実行することが定められ、検出湿度が７０％以上８０％未満の高湿度範囲内にある場合、リフレッシュ処理を４回実行することが定められていてもよい。更に、これと同様にして、当該分類された範囲毎に、当該範囲が示す湿度が高い程、リフレッシュ処理においてクリーニングローラー８１に供給するトナー量が多く定められていてもよい。

特性導出部１３は、電圧印加部４５によって帯電ローラー４１に印加させた帯電電圧Ｖｃｇ及び電流検出部４４が検出した帯電電流Ｉｄｃの電流値に基づき、帯電ローラー４１からの放電によって感光体ドラム３の表面に付着した、硝酸イオンやアンモニウムイオン等の放電生成物の電気特性を導出する。

図５は、感光体ドラム３の表面に付着した放電生成物の等価回路図である。図６は、帯電電圧Ｖｃｇと帯電電流Ｉｄｃの波形を示す図である。具体的には、特性導出部１３は、感光体ドラム３の表面に放電生成物が付着することによって、図５に示すように、感光体ドラム３の表面と帯電ローラー４１との間に、抵抗値Ｒの抵抗と静電容量Ｃの蓄電器（コンデンサー、キャパシタ）の並列回路が挿入されたとみなす。

特性導出部１３は、直流電圧印加部４２に所定の直流電圧値の直流電圧Ｖｄｃを出力させ、交流電圧印加部４３に所定のピーク間電圧値Ｖｐｐの交流電圧Ｖａｃを出力させる。これにより、特性導出部１３は、電圧印加部４５によって、直流電圧Ｖｄｃと交流電圧Ｖａｃとを重畳した帯電電圧Ｖｃｇを帯電ローラー４１に印加させる。尚、ここで、所定の直流電圧値及び所定のピーク間電圧値Ｖｐｐは、当該直流電圧値の直流電圧Ｖｄｃと当該ピーク間電圧値Ｖｐｐの交流電圧Ｖａｃとを重畳した帯電電圧Ｖｃｇが帯電ローラー４１に印加された場合に、当該帯電ローラー４１からの放電が生じないようにするため、例えば数十Ｖの電圧値に定められている。

そして、特性導出部１３は、図６に示すように、帯電電圧Ｖｃｇに含まれる交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値Ｖｐｐと、電流検出部４４が検出した帯電電流Ｉｄｃのピーク間電流値Ｉｐｐとを用いた下記式（１）を用いて、当該並列回路のインピーダンスＺを、感光体ドラム３の表面に付着した放電生成物の電気特性として導出する。尚、特性導出部１３は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）により構成されてもよい。

電圧設定部１４は、所定のタイミングで、特性導出部１３に放電生成物の電気特性を導出させ、記憶部１４０に予め記憶されている関係情報において特性導出部１３に導出させた放電生成物の電気特性に対応する適正ピーク間電圧値を、印刷制御部１１による印刷処理の実行時に交流電圧印加部４３に出力させる交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値として設定する。

電圧設定部１４が、上記のように交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値を設定するタイミングは、例えば、プリンター１に電源が投入された時又はスリープ状態から復帰した時等に定められている。尚、電圧設定部１４が当該設定を行うタイミングと処理実行部１２がリフレッシュ処理を実行するタイミングとが重複する場合、リフレッシュ処理の実行を優先し、電圧設定部１４は、当該リフレッシュ処理が終了したタイミングで当該設定を行う。

図７は、関係情報Ｇの一例を示す図である。具体的には、図７に示すように、記憶部１４０には、放電生成物の電気特性としての放電生成物のインピーダンスＺと、当該インピーダンスＺの放電生成物が付着した感光体ドラム３の表面を適切に帯電させることができる交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値である適正ピーク間電圧値Ｖ０と、の関係を表す関係情報Ｇが記憶されている。

図７の黒丸部は、予め行った実験により得られた、放電生成物のインピーダンスＺと、当該インピーダンスＺの放電生成物が付着した感光体ドラム３の表面を適切に帯電させることができる適正ピーク間電圧値Ｖ０と、の関係を示している。図７の曲線は、図７の黒丸部が示す関係に基づき導出した、放電生成物のインピーダンスＺと適正ピーク間電圧値Ｖ０との関係を表す近似曲線である。当該近似曲線を表す情報が関係情報Ｇに相当する。

例えば、図７に示す関係情報Ｇでは、インピーダンスＺが「Ｚａ」の放電生成物が感光体ドラム３の表面に付着している場合に、当該表面を適切に帯電させることができる適正ピーク間電圧値Ｖ０として「９５０Ｖ」が定められている。換言すれば、図７に示す関係情報Ｇでは、放電生成物のインピーダンスＺ「Ｚａ」と適正ピーク間電圧値Ｖ０「９５０Ｖ」とが対応付けられている。

電圧設定部１４は、記憶部１４０に記憶されている関係情報Ｇを参照し、当該関係情報Ｇにおいて特性導出部１３によって導出させた放電生成物のインピーダンスＺ（例えば、「Ｚａ」）に対応する適正ピーク間電圧値Ｖ０（例えば、「９５０Ｖ」）を、印刷制御部１１による印刷処理の実行時に交流電圧印加部４３に出力させる交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値として設定する。

つまり、第一実施形態の構成によれば、電圧印加部４５によって帯電ローラー４１に印加させた帯電電圧Ｖｃｇ及び電流検出部４４が検出した帯電電流Ｉｄｃの電流値に基づき、感光体ドラム３の表面に付着した放電生成物の電気特性として、放電生成物のインピーダンスＺが導出される。これにより、感光体ドラム３の摩耗劣化の度合に応じた放電生成物の付着量を、放電生成物のインピーダンスＺとして把握することができる。

また、第一実施形態の構成によれば、記憶部１４０に予め記憶されている関係情報Ｇにおいて前記導出されたインピーダンスＺに対応する適正ピーク間電圧値Ｖ０が、帯電ローラー４１に印加される交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値として設定される。これにより、帯電ローラー４１に印加する交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値を複数回切り替えて帯電ローラー４１から感光体ドラム３に流れる帯電電流Ｉｄｃの電流値を複数回検出することなく、迅速に前記設定を行うことができる。

したがって、第一実施形態の構成によれば、前記導出されたインピーダンスＺから把握される量の放電生成物が付着した感光体ドラム３の表面を適切に帯電させることができる、関係情報Ｇにおいて当該インピーダンスＺに対応する適正ピーク間電圧値Ｖ０の交流電圧Ｖａｃを、電圧印加部４５によって帯電ローラー４１に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態に係る画像形成装置について説明する。尚、以下の説明では、第一実施形態と同一の構成要素については、第一実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。第二実施形態では、図４の破線矩形部に示すように、制御部１０が、上記のメモリーに記憶された制御プログラムを実行することによって、更に、位相差検出部１５として動作する点が第一実施形態とは異なっている。

位相差検出部１５は、電圧印加部４５が帯電ローラー４１に印加する帯電電圧Ｖｃｇと、帯電ローラー４１から感光体ドラム３に流れる帯電電流Ｉｄｃとの位相差を検出する。具体的には、位相差検出部１５は、図６に示すように、電流検出部４４によって検出された帯電ローラー４１から感光体ドラム３に流れる帯電電流Ｉｄｃの電流値が最大値（ピーク値）であるときの位相θ１と、電圧印加部４５が帯電ローラー４１に印加する帯電電圧Ｖｃｇの電圧値が最大値（ピーク値）であるときの位相θ２との位相差θを検出する。尚、位相差検出部１５は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）により構成されてもよい。

また、第二実施形態では、特性導出部１３は、更に、位相差検出部１５が検出した位相差θに基づき、放電生成物の電気特性として、放電生成物の抵抗値を導出する点が、第一実施形態とは異なっている。

具体的には、特性導出部１３は、第一実施形態と同様に、感光体ドラム３の表面に放電生成物が付着することで、図５に示すように、感光体ドラム３の表面と帯電ローラー４１との間に、抵抗値Ｒの抵抗と静電容量Ｃの蓄電器の並列回路が挿入されたとみなす。特性導出部１３は、第一実施形態と同様、電圧印加部４５によって、所定の直流電圧値の直流電圧Ｖｄｃと所定のピーク間電圧値Ｖｐｐの交流電圧Ｖａｃとを重畳した帯電電圧Ｖｃｇを帯電ローラー４１に印加させる。そして、特性導出部１３は、当該帯電電圧Ｖｃｇに含まれる交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値Ｖｐｐと、電流検出部４４が検出した帯電電流Ｉｄｃのピーク間電流値Ｉｐｐとを用いた上記式（１）を用いて、当該並列回路のインピーダンスＺを算出する。

第二実施形態では、特性導出部１３は、更に、当該算出した並列回路のインピーダンスＺと位相差検出部１５が検出した位相差θとを用いた、ＲＣ並列回路に関する下記三個の公知の関係式（２）〜（４）を用いて、当該並列回路の抵抗の抵抗値Ｒを、感光体ドラム３の表面に付着した放電生成物の電気特性として導出する。尚、式（２）〜（４）において、ωは帯電電圧Ｖｃｇに含まれる交流電圧Ｖａｃの角周波数（＝２π×周波数）を示し、ｊは虚数単位を示す。

これに合わせて、記憶部１４０には、図７に示す関係情報Ｇと同様の、放電生成物の抵抗値Ｒと、当該抵抗値Ｒの放電生成物が付着した感光体ドラム３の表面を適切に帯電させることができる適正ピーク間電圧値Ｖ０と、の関係を表す関係情報Ｇが予め記憶されている。

電圧設定部１４は、第一実施形態と同様、記憶部１４０に記憶されている関係情報Ｇを参照し、当該関係情報Ｇにおいて特性導出部１３によって導出させた放電生成物の抵抗値Ｒに対応する適正ピーク間電圧値Ｖ０を、印刷制御部１１による印刷処理の実行時に、交流電圧印加部４３に出力させる交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値Ｖｐｐとして設定する。

つまり、第二実施形態の構成によれば、電圧印加部４５によって帯電ローラー４１に印加させた帯電電圧Ｖｃｇ、電流検出部４４が検出した帯電電流Ｉｄｃの電流値、及び位相差検出部１５が検出した位相差θに基づき、感光体ドラム３の表面に付着した放電生成物の抵抗値Ｒが導出される。これにより、当該導出された放電生成物の抵抗値Ｒから把握される量の放電生成物が付着した感光体ドラム３の表面を適切に帯電させることができる、関係情報Ｇにおいて当該抵抗値Ｒに対応付けられた適正ピーク間電圧値Ｖ０の交流電圧Ｖａｃを、電圧印加部４５によって帯電ローラー４１に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態に係る画像形成装置について説明する。尚、以下の説明では、第二実施形態と同一の構成要素については、第二実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。第三実施形態では、特性導出部１３が、放電生成物の電気特性として、放電生成物の静電容量を導出する点が第二実施形態とは異なっている。

具体的には、特性導出部１３は、第二実施形態と同様、電圧印加部４５によって、所定の直流電圧値の直流電圧Ｖｄｃと所定のピーク間電圧値Ｖｐｐの交流電圧Ｖａｃとを重畳した帯電電圧Ｖｃｇを帯電ローラー４１に印加させる。そして、特性導出部１３は、当該帯電電圧Ｖｃｇに含まれる交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値Ｖｐｐと、電流検出部４４が検出した帯電電流Ｉｄｃのピーク間電流値Ｉｐｐとを用いた上記式（１）を用いて、上記並列回路（図５）のインピーダンスＺを算出する。更に、特性導出部１３は、当該算出した並列回路のインピーダンスＺと位相差検出部１５が検出した位相差θとを用いた、ＲＣ並列回路に関する上記三個の公知の関係式（２）〜（４）を用いて、上記並列回路（図５）の蓄電器（コンデンサー、キャパシタ）の静電容量Ｃを、感光体ドラム３の表面に付着した放電生成物の静電容量Ｃとして導出する。

これに合わせて、記憶部１４０には、図７に示す関係情報Ｇと同様の、放電生成物の静電容量Ｃと、当該静電容量Ｃの放電生成物が付着した感光体ドラム３の表面を適切に帯電させることができる適正ピーク間電圧値Ｖ０と、の関係を表す関係情報Ｇが予め記憶されている。

電圧設定部１４は、第二実施形態と同様、記憶部１４０に記憶されている関係情報Ｇを参照し、当該関係情報Ｇにおいて特性導出部１３に導出させた放電生成物の静電容量Ｃに対応する適正ピーク間電圧値Ｖ０を、印刷制御部１１による印刷処理の実行時に、交流電圧印加部４３に出力させる交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値Ｖｐｐとして設定する。

つまり、第三実施形態の構成によれば、電圧印加部４５によって帯電ローラー４１に印加させた帯電電圧Ｖｃｇ、電流検出部４４が検出した帯電電流Ｉｄｃの電流値、及び位相差検出部１５が検出した位相差θに基づき、感光体ドラム３の表面に付着した放電生成物の静電容量Ｃが導出される。これにより、当該導出された放電生成物の静電容量Ｃから把握される量の放電生成物が付着した感光体ドラム３の表面を適切に帯電させることができる、関係情報Ｇにおいて当該静電容量Ｃに対応付けられた適正ピーク間電圧値Ｖ０の交流電圧Ｖａｃを、電圧印加部４５によって帯電ローラー４１に迅速に印加させることができる。その結果、当該表面を迅速且つ適切に帯電させることができる。

尚、上記第一乃至第三実施形態は、本発明に係る実施形態の例示に過ぎず、本発明を上記実施形態に限定する趣旨ではない。例えば、以下に示す変形実施形態であってもよい。

（１）関係情報Ｇは、感光体ドラム３の使用状況と、感光体ドラム３周辺の空気環境と、の組み合わせ毎に分類されていてもよい。感光体ドラム３の使用状況には、例えば、印刷処理による感光体ドラム３の累積使用時間や累積使用回数が含まれる。感光体ドラム３周辺の空気環境には、例えば、環境センサー９８によって検出される温度や湿度が含まれる。

図８は、記憶部１４０に記憶されている関係情報Ｇの一例を示す図である。具体的には、図８に示すように、記憶部１４０が、感光体ドラム３の使用状況と感光体ドラム３周辺の空気環境と対応付けて、当該使用状況と当該空気環境の組み合わせに対応する関係情報Ｇを記憶するようにしてもよい。例えば、図８は、感光体ドラム３の使用状況としての感光体ドラム３の累積使用時間が「Ｃ１」以上「Ｃ２」未満であり、感光体ドラム３周辺の温度Ｔが「Ｔ１」以上「Ｔ２」未満であり、且つ、感光体ドラム３周辺の湿度Ｈが「Ｈ１」以上「Ｈ２」未満である場合に対応する関係情報Ｇ「関係情報Ｇ１１」が記憶部１４０に記憶されている例を示している。

これに合わせて、図４の一点鎖線矩形部に示すように、制御部１０が、上記のメモリー等に記憶された制御プログラムを実行することによって、更に、感光体ドラム３の使用状況を管理する状況管理部１６として動作するようにしてもよい。

具体的には、状況管理部１６は、印刷制御部１１による印刷処理の実行時間を累積加算し、当該累積加算した結果を、感光体ドラム３の累積使用時間として記憶部１４０に記憶することで、感光体ドラム３の使用状況を管理するようにしてもよい。又は、状況管理部１６が、印刷処理によって画像が形成された用紙の枚数を累積加算し、当該累積加算した結果を、感光体ドラム３の累積使用回数として記憶部１４０に記憶することで、感光体ドラム３の使用状況を管理するようにしてもよい。

更に、電圧設定部１４が、状況管理部１６が管理する感光体ドラム３の使用状況と環境センサー９８が検出した空気環境との組み合わせに対応する関係情報Ｇにおいて、特性導出部１３に導出させた電気特性に対応する適正ピーク間電圧値Ｖ０を、交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値として設定するようにしてもよい。

例えば、記憶部１４０には、図８に示すように、関係情報Ｇが記憶されているものとする。また、感光体ドラム３の使用状況が、図８に示す「Ｃ１」以上「Ｃ２」未満であり、環境センサー９８が検出した感光体ドラム３周辺の温度Ｔが、図８に示す「Ｔ１」以上「Ｔ２」未満であり、環境センサー９８が検出した感光体ドラム３周辺の湿度Ｈが、図８に示す「Ｈ１」以上「Ｈ２」未満であるものとする。この場合、電圧設定部１４が、当該感光体ドラム３の使用状況と環境センサー９８が検出した当該空気環境との組み合わせに対応する関係情報Ｇ「関係情報Ｇ１１」において、特性導出部１３に導出させた電気特性に対応する適正ピーク間電圧値Ｖ０を、交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値として設定するようにしてもよい。

本変形実施形態の構成によれば、状況管理部１６が管理する感光体ドラム３の使用状況と、環境センサー９８が検出した感光体ドラム３周辺の空気環境と、の組み合わせに対応する関係情報Ｇにおいて、特性導出部１３によって導出された電気特性に対応する適正ピーク間電圧値Ｖ０の交流電圧Ｖａｃを、電圧印加部４５によって帯電ローラー４１に迅速に印加させることができる。このため、感光体ドラム３の表面を、感光体ドラム３の使用状況及び感光体ドラム３の周辺の空気環境に応じて、迅速且つ適切に帯電させることができる。

尚、関係情報Ｇを、感光体ドラム３の使用状況毎には分類せず、感光体ドラム３周辺の空気環境毎に分類するようにしてもよい。つまり、記憶部１４０が、感光体ドラム３周辺の空気環境と対応付けて、当該空気環境に対応する関係情報Ｇを記憶するようにしてもよい。これに合わせて、制御部１０が状況管理部１６として動作しないようにし、電圧設定部１４が、環境センサー９８が検出した空気環境に対応する関係情報Ｇにおいて、特性導出部１３に導出させた電気特性に対応する適正ピーク間電圧値Ｖ０を、交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値として設定するようにしてもよい。

又は、関係情報Ｇを、感光体ドラム３の使用状況毎に分類し、感光体ドラム３周辺の空気環境毎には分類しないようにしてもよい。つまり、記憶部１４０が、感光体ドラム３の使用状況と対応付けて、当該使用状況に対応する関係情報Ｇを記憶するようにしてもよい。これに合わせて、電圧設定部１４が、状況管理部１６が管理する感光体ドラム３の使用状況に対応する関係情報Ｇにおいて、特性導出部１３に導出させた電気特性に対応する適正ピーク間電圧値Ｖ０を、交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値として設定するようにしてもよい。

（２）制御部１０が処理実行部１２として動作しないようにしてもよい。

（３）上記第一乃至第三実施形態及び上記変形実施形態では、本発明の一実施形態に係る画像形成装置が、一個の画像形成部２を用いて用紙に画像を形成するモノクロ印刷形式の画像形成装置であるとしていた。しかし、これに限らず、本発明に係る画像形成装置は、画像形成部２と同様の複数の画像形成部を備えて、複数色の画像を用紙に形成するカラー印刷形式の画像形成装置であってもよい。この場合、処理実行部１２、特性導出部１３、電圧設定部１４、位相差検出部１５及び状況管理部１６が、当該複数の画像形成部の其々に対して、上記第一乃至第三実施形態及び上記変形実施形態で説明した動作を行うようにすればよい。

１ プリンター（画像形成装置）
１０ 制御部
１１ 印刷制御部
１３ 特性導出部
１４ 電圧設定部
１５ 位相差検出部
１６ 状況管理部
１４０ 記憶部
３ 感光体ドラム（感光体）
４ 帯電装置
４１ 帯電ローラー（帯電部材）
４２ 直流電圧印加部
４３ 交流電圧印加部
４４ 電流検出部
４５ 電圧印加部
９８ 環境センサー（環境検出部）
Ｇ 関係情報
Ｚ インピーダンス（電気特性）
Ｃ 静電容量（電気特性）
Ｒ 抵抗値（電気特性）
Ｈ 湿度（空気環境）
Ｔ 温度（空気環境）
θ 位相差
Ｉｄｃ 帯電電流
Ｉｐｐ ピーク間電流値
Ｖ０ 適正ピーク間電圧値
Ｖｃｇ 帯電電圧（振動電圧）
Ｖａｃ 交流電圧
Ｖｄｃ 直流電圧
Ｖｐｐ ピーク間電圧値

Claims (7)

1. 静電潜像を担持する表面を形成する感光層を備えた感光体と、
   前記表面に当接又は近接して配置された帯電部材と、
   直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を前記帯電部材に印加して前記表面を帯電させる電圧印加部と、
   前記表面に付着した放電生成物の電気特性と、当該表面を適切に帯電させることができる前記交流電圧のピーク間電圧値である適正ピーク間電圧値と、の関係を表す関係情報を予め記憶する記憶部と、
   前記帯電部材から前記感光体に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、
   前記電圧印加部によって前記帯電部材に印加させた前記振動電圧及び前記電流値に基づき、前記表面に付着した放電生成物の電気特性を導出する特性導出部と、
   前記関係情報において前記特性導出部によって導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定する電圧設定部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記感光体周辺の空気環境を検出する環境検出部を更に備え、
   前記関係情報は、前記感光体周辺の空気環境毎に分類され、
   前記電圧設定部は、前記環境検出部が検出した前記空気環境に対応する前記関係情報において前記特性導出部に導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記感光体の使用状況を管理する状況管理部を更に備え、
   前記関係情報は、前記感光体の使用状況毎に分類され、
   前記電圧設定部は、前記状況管理部が管理する前記使用状況に対応する前記関係情報において前記特性導出部に導出させた前記電気特性に対応する前記適正ピーク間電圧値を、前記交流電圧のピーク間電圧値として設定する
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記電気特性は、インピーダンスである
   請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記振動電圧と前記電流との位相差を検出する位相差検出部を更に備え、
   前記特性導出部は、更に前記位相差に基づき、前記電気特性として、前記放電生成物の抵抗値を導出する
   請求項１から４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記振動電圧と前記電流との位相差を検出する位相差検出部を更に備え、
   前記特性導出部は、更に前記位相差に基づき、前記電気特性として、前記放電生成物の静電容量を導出する
   請求項１から４の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記感光層は、アモルファスシリコンにより構成されている
   請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。

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