JP2011008033A - 画像形成装置及び画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】環境条件や製造による接触帯電部材の特性ばらつき等にかかわらず、長期間にわたり高画質、高品質を安定して維持することが可能な画像形成技術を提供する。
【解決手段】入力される電圧値に基づいて帯電部材に印加するための交流電圧を生成し、交流電圧を帯電部材に印加する交流電圧印加回路と、帯電部材に印加される前記交流電圧の正のピーク電圧を検出する第１の電圧検出回路と、帯電部材に印加される交流電圧の負のピーク電圧を検出する第２の電圧検出回路と、正のピーク電圧と、負のピーク電圧と、に基づいて帯電部材に印加するための交流電圧の振幅値を制御する電圧振幅制御部と、交流電圧印加手段から出力された交流電圧を検出し、当該交流電圧が前記電圧振幅制御手段で制御された振幅値を有する波形となるように、交流電圧印加回路に入力される電圧値を制御する交流電圧制御回路と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関するものである。

カラー画像を出力する電子写真プロセスによる画像形成装置としては、図１に示す概略構成図のものがある。同図において、1a〜1dは像担持体である感光体、2a〜2dは帯電器、3a〜3dは露光部、4a〜4dは現像器である。また、53a〜53dは１次転写部、6a〜6dはクリーナー、51は中間転写ベルト、55は中間転写ベルトクリーナー、56、57は2次転写部である。帯電器2a〜2dによって感光体1a〜1dが一様に帯電された後、画像信号に応じた露光が露光部3a〜3dによってなされることにより、感光体1a〜1d上に静電潜像が形成される。その後、現像器4a〜4dによってトナー像が現像され、4個の感光体1a〜1d上のトナー像は1次転写部53a〜53dによって中間転写ベルト51に多重転写され、更に２次転写部56、57によって記録材Ｐに転写される。感光体1a〜1d上に残った転写残トナーはクリーナー6a〜6dによって、中間転写ベルトに残った転写残トナーは中間転写ベルトクリーナー55によって回収される。記録材Ｐに転写されたトナー像は定着手段7によって定着されることにより、カラー画像を得る。

従来、帯電器2a〜2dとしては、細いコロナ放電ワイヤに高圧を印加して発生するコロナを感光体表面に作用させて帯電を行なう、非接触帯電であるコロナ帯電が一般的であった。近年は、低圧プロセス、低オゾン発生量、低コストなどの点から有利な接触帯電方式が主流となりつつある。

図２は、帯電器2a〜2dをモデル化した図である。交流電圧出力回路28は交流出力電圧Vacを出力し、直流電圧出力回路29は直流出力電圧Vdcを出力する。これらの作用により感光体表面に帯電した電圧がVdである。この方式は、ローラ帯電部材（以下、「帯電ローラ」と記す）を感光体表面に当接し、この帯電ローラに電圧を印加して感光体を帯電する方式である。帯電ローラに対する印加電圧は直流電圧のみでも良いが、交流電圧を印加し、プラス側、マイナス側への放電を交互に起こすことで帯電を均一に行なわせることができる。交流電圧Vacと直流電圧Vdcと感光体表面電位Vdの関係は図３となることが実験で確かめられている。

つまり、交流電圧Vacの振幅を徐々に上昇させると、これに伴って感光体表面電位Vdが増加する。所定電圧Vac_s以下では、交流電圧の振幅と感光体表面電位は略比例しており、交流電圧Vac_sが所定電圧Vac_s以上では、感光体表面電位Vdは直流電圧Vdcに一致する。なお、Vacは交流電圧のピーク電圧値を表している。図４は、帯電ローラと感光体との接触を電気的にモデル化した図である。回転により帯電ローラと感光体の接触面では容量性負荷と抵抗とが直列に繋がるモデルと考えることができる(図４)。図３の結果は、帯電ローラと感光体間の放電現象が寄与していると考えられているが、電気回路モデルで考えると、交流電圧Vacの増加は、帯電ローラと感光体との間のインピーダンスを下げると考えることができる。

帯電ローラに、正弦波交流電圧を印加すると、帯電ローラと感光体間の容量性負荷と交流電圧Vacの影響で変化する抵抗によるインピーダンスに依存した電流が帯電ローラに供給される。図５は帯電ローラに交流電圧Vacを印加した場合の帯電ローラに流れる直流電流Ｉdcの特性を例示した図である。交流電圧Vacの振幅を徐々に上昇させると、これに伴って直流電流Idcが増加する。所定電圧Vac_s以下では、交流電圧の振幅と直流電流は略比例している。これは、帯電ローラに印加される直流電圧Vdcと感光体の電位Vdに電位差がある状態であり、電位差と負荷インピーダンス40に見合ったチャージ電流Idcが供給されているからである。帯電ローラに印加した電圧を感光体にも安定して与えるためには、帯電ローラが感光体に接している間にVd＝Vdcとなるまで容量成分を十分チャージできるように、負荷インピーダンス40を下げるためような振幅の交流電圧をかければよい。

図５における直流電流の増加が飽和する領域すなわちVac_s以上の交流電圧Vacを与えれば、感光体表面電位Vdは、直流電圧Vdcとなることが分かる。しかしながら、交流電圧Vacの振幅を上げると、感光体劣化を促進するとともに、放電生成物による高温高湿環境での異常画像が発生することが知られている。安定した帯電を得られ、かつ前記の問題を解決するためには、必要最小限の交流電圧Vacの印加により、感光体安定電位（Vd＝Vdc）を得る必要がある。ところが、実際には感光体への印加交流電圧Vacと直流電流Idcの関係は一定ではなく、感光体の感光体層や誘電体層の膜厚、帯電部材や空気の環境変動等により変化する。低温低湿環境では帯電ローラの材料が乾燥して抵抗値が上昇するため、均一な帯電を得るためには一定値以上の交流電圧Vacが必要となる。しかしながら、この低温低湿環境において帯電均一性が得られる最低の電圧値においても、高温高湿環境で帯電動作を行った場合、逆に帯電ローラの材料が吸湿し抵抗値が低下する。このため、帯電部材は必要以上の交流電圧Vacを受けることになる。

この結果、交流電圧Vacが増加すると、画像不良の発生、トナー融着の発生、感光体表面の劣化による感光体削れ・短命化などの問題が起こる。交流電圧Vacによるインピーダンス変化特性による不具合は、前述の環境変動以外の他の要因でも発生する。例えば、帯電部材の製造ばらつきや汚れによる抵抗値変動、耐久による感光体の静電容量変動、画像形成装置内の高圧発生装置の特性ばらつきなどでも発生することが判っている。交流電圧Vacの過不足による弊害を抑制するために、Vac_sを導出する手法は、特許文献１乃至３により開示されている。特許文献１、特許文献２には、Idc未飽和域でのVacの複数値でのIdc測定による未飽和時のVac−Idc特性の算出、飽和域での飽和電流Idcの測定によるVac_sの導出する方式が提案されている。また、特許文献３には、Idcを検知しながらVacを小さい値から大きい値へスイープさせてVac_sを導出し、Vacを決定する方式が提案されている。

特開２００６−２７６０５４号公報 特開２００７−１９９０９４号公報 特開２００６−２６７７３９号公報

しかしながら、従来の方式では、下記のような問題がある。
（１）複数点測定によるVac−Idc特性の導出には、実際の作像シーケンスに用いる交流印加電圧Vacよりも大きい電圧が必要である。図５を用いて説明すると、特性の変化点であるVac_s、飽和電流Idc_sは、様々な変動要因により変動することから、特性導出のためには、所定のVacを指令し、その値に対応するIdcを検出して特性を出さなければならない。図5の特性を導出するためには、Vac_sより小さい電圧で少なくとも図示された2点A,BのVac、Idcのデータから一次特性を導出することが最低限必要である。また、Vac_sより大きな電圧で少なくとも図示された1点のデータCのIdcが必要となる。以上、A、Bから導出される直線と点Cにおける電流値Idc_sから、Vac_sが導出することができる。しかしながら、Vac_sより大きな値での特性はあらゆる環境下でVac_sより大きい電圧でかつ、十分安定した値である必要から、帯電動作で用いる電圧の１．５倍ほどの電圧を用いて検出している。この電圧で電流十分供給できる電源とすることは、高圧電源の大型化が避けられない。
（２）VacをスイープすることによるIdcの変化の導出には、Idcの変化の履歴を導出する必要性から、記憶手段と判断アルゴリズムを必要とする。
（３）（１）に１例を示したが、未知の変化点Vac_sと、未知の大きさIdc_sを探すので特性の導出に時間がかかる。

本発明は上記の従来技術の課題を鑑みてなされたものであり、環境条件や製造による帯電部材の特性ばらつき等にかかわらず、長期間にわたり高画質、高品質を安定して維持することが可能な画像形成技術の提供を目的とする。

上記の目的を達成する本発明にかかる画像形成装置は、像担持体に当接するように配置された帯電部材に電圧を印加させることで当該像担持体を帯電させる帯電手段を有する画像形成装置であって、
入力される電圧値に基づいて前記帯電部材に印加するための交流電圧を生成し、当該交流電圧を当該帯電部材に印加する交流電圧印加手段と、
前記帯電部材に印加される前記交流電圧の正のピーク電圧を検出する第１の電圧検出手段と、
前記帯電部材に印加される前記交流電圧の負のピーク電圧を検出する第２の電圧検出手段と、
前記第１の電圧検出手段により検出された前記正のピーク電圧と、前記第２の電圧検出手段により検出された前記負のピーク電圧と、に基づいて前記帯電部材に印加するための交流電圧の振幅値を制御する電圧振幅制御手段と、
前記交流電圧印加手段から出力される交流電圧が前記電圧振幅制御手段で制御される振幅値を有する波形となるように、前記交流電圧印加手段に入力される前記電圧値を制御する交流電圧制御手段と、を備えるこことを特徴とする。

本発明によれば、環境条件や製造による帯電部材の特性ばらつき等にかかわらず、過不足のない振幅の交流電圧を帯電ローラに印加することで、長期間にわたり高画質、高品質を安定して維持することが可能になる。

カラー画像を出力する電子写真プロセスによる画像形成装置の構成を例示する図。 帯電手段2a〜2dをモデル化した図。 交流電圧Vacと直流電圧Vdcと感光体表面電位Vdの関係を示す図。 帯電ローラと感光体との接触を電気的にモデル化した図。 帯電ローラに交流電圧Vacを印加した場合の帯電ローラに流れる直流電流Ｉdcの特性を例示した図。 本発明の第１実施形態にかかる画像形成装置における帯電手段の概略的な構成を示す図。 (A)は正弦波PWM信号の電圧波形を例示的に示す図であり、（B）はOP2出力信号（電圧）の波形を例示的に示す図であり、（C）は直流電圧Vdcに交流電圧Vaｃが重ね合わされた電圧波形を例示的に示す図。 交流電圧の振幅変化の原理を例示的に説明するための図。 （A）は第１実施形態における演算部601の処理の流れを説明するフローチャート、（B）は（A）のフローチャートに示す演算処理によって制御される交流電圧を説明するための図。 本発明の第２実施形態にかかる画像形成装置における帯電手段の概略的な構成を示す図。 （A）は第２実施形態における演算部1001の処理の流れを説明するフローチャート、（B）は（A）のフローチャートに示す演算処理によって制御される交流電圧を説明するための図。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。

（第１実施形態）
本発明の実施形態にかかる画像形成装置は、像担持体に当接するように配置された帯電部材に電圧を印加させることで像担持体を帯電させる帯電器を有する。図６は、本発明の第１実施形態にかかる画像形成装置における帯電器の概略的な構成を示す図である。

電圧振幅制御手段として機能する演算部601は、CPUやDSP等のデジタル演算器を有し、帯電部材に印加するための交流電圧の振幅値を制御することが可能である。演算部601から出力された電圧指令値V_tar'は、ＤＡ変換器602を通してアナログ信号に変換されて、定電圧制御回路603に入力される。定電圧制御回路603は抵抗R1、R2、R3、コンデンサC1、C2とオペアンプOP1から構成される。定電圧制御回路603は電圧指令値V_tarと交流電圧検知回路604から入力されるVsnsが一致するように制御を行う。オペアンプOP1の出力信号は抵抗R4を介して正弦波PWM信号発生器iから出力される搬送波1kHz、変調波50kHzの正弦波PWM信号により抵抗内蔵トランジスタQ1によってチョッピングされることで矩形波に変換される。そして、コンデンサC3を通して交流成分が交流電圧出力回路608に入力される。ここで、交流電圧出力回路608は、入力される電圧値に基づいて帯電部材に印加するための交流電圧を生成し、交流電圧を帯電部材に印加する交流電圧印加手段として機能する。

図７(A)は正弦波PWM信号の電圧波形を例示的に示す図である。実線が正弦波PWM信号、破線が搬送波を示している。実際は搬送波1周期に50パルスのPWMパルスが出力されるが、図７(A)では16パルスで表現している。抵抗R5、R6、R7、R8、R9、コンデンサC4、C5、オペアンプOP2は、R5への入力信号に対する２次のローパスフィルタになっており、正弦波PWM信号に基づく矩形波の基本波を通し、高調波を遮断する。尚、交流電圧出力回路608のVcc+は交流信号を正の電圧にオフセットさせる直流電源電圧である。オペアンプOP2出力信号(図７(B))の交流成分が、抵抗R10、R11、コンデンサC6、C7を介して高圧トランスT1の１次巻線に印加される。T1の巻き数比は、例えば、1:120である。高圧トランスT1の２次巻線より抵抗R12を通して出力される交流電圧Vacは、指令値V_tarにより0Vから1250Vの振幅で可変であり、直流電圧出力回路615が出力する直流電圧Vdcに重ね合わされ（重層され）帯電ローラ2に印加される。帯電ローラに印加される電圧を図7(C)に示す。なお、本実施実施形態ではVdcは負の直流電圧である。帯電ローラ上では、交流電圧Vacが直流電圧Vdcに重層されることにより、感光体表面電位Vdを直流電圧Vdcに均一にする。

交流電圧検知回路604は、抵抗R13、R14、R15、R16、コンデンサC9、C10、ダイオードD1、D2、オペアンプOP3からなり、C9により交流成分のみ検出する。そして、交流電圧検知回路604は、高圧トランスT1の出力交流電圧を整流平滑し、交流電圧検知信号Vsnsとして定電圧制御回路603に出力する。以上、一連の動作により、振幅が電圧指令値V_tar'となる出力交流電圧の定電圧制御が達成される。

定電圧制御回路603及び交流電圧検知回路604は、交流電圧制御手段として機能する。交流電圧検知回路604は、交流電圧出力回路608から出力された交流電圧を検出し、交流電圧が演算部601で制御された振幅値を有する波形となるように、定電圧制御回路603は交流電圧出力回路608に入力される電圧値を制御することが可能である。

第１の電圧検出手段として機能する正のピーク検知回路609、第２の電圧検出手段として機能する負のピーク検知回路610は、トランスT1出力からR12を介した交流電圧の正のピーク電圧、負のピーク電圧をそれぞれ検知する。正のピーク検知回路609では、R19からの入力信号がC12の電位を上回る時にオペアンプOP4出力がHIGHとなり、C12の電位とOP4の＋端子入力電圧が等しくなる。逆にR19からの入力信号がC12の電位を下回っているときOP4出力はLOWとなるが、ダイオードD3が逆バイアスとなりC12は、電位を維持する。このような原理で交流電圧正のピーク値をホールドする。C12に並列に接続された抵抗R21は放電抵抗であり、交流電圧の周波数１ｋHzでは、電圧を維持し、交流電圧振幅を変化させる制御周波数では、応答する定数に決定される。負のピーク検知回路610と正のピーク検知回路609の相違はD3とD4が逆向きであることと出力電圧を正値にオフセットするV+電源があることであり、交流電圧の負のピーク相当値をホールドする点である。

ここで、正負のピーク電圧値から適切な交流電圧振幅Vacを導出する原理について説明する。交流電圧は、本来直流電流には、直接は寄与しない。しかし、交流電圧を印加することによって放電現象が発生しやすくなる。感光体の表面電位Vdと、交流電圧出力回路608及び直流電圧出力回路615により印加される帯電ローラ2の電位Vdc＋Vacとの電位差は、VdとVdcのみの場合との電位差に比べて大きくなり、放電現象が発生しやすくなる。

放電現象を図４のモデル図で考えると、帯電ローラと感光体の接触面及びその近傍で放電が起こるときには、可変抵抗の低下すなわちインピーダンスの低下がおこり、直流に関して図５の特性となっている。この現象を時間軸上の電位で示した図が図８である。

図８(A)は、Vac＝０とした場合のVdcとVdの関係である。Vdcのみの場合でも微小な放電によって電流が流れ、感光体は、Vd0に帯電される。図８(A)の波形にVacを重畳した波形が図８(B)、図８(C)、図８(D)であり、Vacの振幅は図８(B)＜図８(C)＜図８(D)の関係となっている。図8(B)では、Vacの電圧が負の時にVdとVdc＋Vacの電位差は図8(A)に比較して大きくなり、大きな放電が発生する。平均値で考えると放電量は増え、図4に示した負荷インピーダンス40は下がることから、その分Vdは図8(A)に比較し、ΔVd変化する。

過渡的に考えるとVacがVp-近傍では、図６の帯電ローラ２と感光体１で構成される負荷インピーダンス40の変化によりR12との分圧比が変化することから、Vp-の振幅値は、破線で示されたVp+の振幅に比較し、小さい値となる。次に更にVacを増加させた波形が、図8（C）になる。図8(B)同様にVp-とVdとの電位差により、VdがΔVd変化する。また、Vp+はVdと電位の関係が反転し、逆方向の放電現象が発生し始める。最後にVac＞Vac_sの場合を示した図が、図8(D)である。図8(D)では、Vd＝Vdcであることから、VdとVp-、Vp+までの電位差と発生する放電現象は等しい。すなわち負荷インピーダンス40は、VacがVp-のときとVp+のときで等しく、Vp-＝Vp+となる。以上の現象により、
Vac＜Vac_sの時、|Vp+|-|Vp-|＞0
Vac≧Vac_sの時、|Vp+|-|Vp-|＝0
と考えることができる。

以上の原理を用いて、図6中のAD変換器611を介して取り込んだVp+の値とVp-の値を用いて演算部601は、感光体１への帯電動作中において、図９（A）のフローチャートに示す処理を行う。図９（A）は、第１実施形態における演算部601の処理の流れを説明するフローチャートである。

まず、ユーザーによりコピー開始動作が指示されると、帯電動作がスタートする。演算部601は、帯電交流電圧として、初期目標値V_tar'_iを指令する(S901)。V_tar'_iは、Vac_sより十分小さくVdc＞Vdとなる値である。演算部601は、V_tar'_iに対する出力電圧に対するVp+値、Vp-値をAD変換器611から取り込む（S902）。演算部601は取り込まれたVp+とVp-の差分Verrを導出する（S903）。次に演算部601は差分Verrと設定値αとの大小関係を判定する。設定値αは、Vd≒VdcかつVp+＞Vp-を検知できる微小な値に設定された値である。

α＜Verrの時、演算部601は、Vacが不足していると判断し、交流電圧振幅目標値V_tar'をVerrとαの差分に比例する大きさで上げる。V_tar'（t-1）は、前回の演算により求められたV_tar'であり、Pは比例ゲインである。α＞Verの時、演算部601は、Vacが過剰と判断し、交流電圧振幅目標値V_tarをVerrとαの差分に比例する大きさで下げる。すなわち、Verr＝αとなるように演算部601は交流電圧振幅を制御する（S904）。導出された新たな目標値V_tar'を演算部601はＤＡ変換器602に出力する(S905)。そして、ステップS902に処理は戻され、電源を含めたフィードバックループが形成される。演算部601は、Verr＝αすなわちVac＝Vac_s-ΔVac（0＜ΔVac≒0）となるように制御し、安定したVd（≒Vdc）を得る。図９（A）のフローチャートに示す演算処理によって制御される交流電圧は図９（B）に示すVac_s-ΔVacとなる。

本実施形態にかかる帯電高圧回路により以下の効果が実現される。
（１）Vacは、制御上のオーバーシュートを考えたとしてもVac_s+ΔV（ΔV≒０）の大きさ以上は必要ないことから、Vac調整のために作像シーケンス時に用いる出力以上の能力の出力電源回路の必要がなくなる。
（２）制御目標値が、環境、ばらつきに依存しない設定値α（固定値）であることから、単純なフィードバック制御が可能である。そのため、記憶手段や複雑な演算、調整シーケンスなしにフィードバック制御を行うことのみで適切な帯電電位Vdが得られる。

なお、図４に示す負荷インピーダンス40とR12により分圧された電圧のVp+、Vp-を用いたが、図１０のように、R23を流れる電流により発生する電圧のピーク検知でも同様の演算処理が可能である。図９（A）の交流電圧Ｖac設定シーケンスは、帯電動作中は常にフィードバック制御として動作させることができるが、帯電動作以外の期間においてVerr＝αとなるVacを予め導出し、帯電動作は、求められたVacを用いることももちろん可能である。また、画像形成プロセスによる作像が開始され像担持体が帯電されている間、演算部601は、正のピーク電圧と、負のピーク電圧との差分が所定の値(α)となるように振幅値を制御する。

本実施形態によれば、環境条件や製造による帯電部材の特性ばらつき等にかかわらず、過不足のない振幅の交流電圧を帯電ローラに印加することで、長期間にわたり高画質、高品質を安定して維持することが可能になる。

（第２実施形態）
第１実施形態においては、VerrをαとするVacに制御することでVdc≒Vdを実現したが、第２実施形態では、調整シーケンスをもち、α＞Verr＞０となるVacに対して、オフセット電圧β（調整電圧）を加えた電圧をV_tar'と決定する。図１０は、本発明の第２実施形態にかかる画像形成装置における帯電手段の概略的な構成を示す図であり、その基本構成は第１実施形態の図６と同じである。第１実施形態と異なるのは、帯電動作とは異なる期間において調整期間を設け、演算部1001で図１１（A）に示すフローチャートの調整シーケンスを行うことである。

図１１（A）は第２実施形態にかかる調整シーケンスフローを説明する図である。コピー動作指示時に、演算部1001は、実際の画像形成動作を開始する前に帯電交流電圧として、初期目標値V_tar'_iを指令する(S1101)。V_tar'_iは、Vac_sより十分小さくVdc＞Vdとなる値である。演算部1001は、V_tar'_iに対する出力電圧におけるVp+値、Vp-値を演算部1001がAD変換器611から取り込む（S1102）。演算部1001は取り込まれたVp+とVp-の差分Verrを導出する（S1103）。次に演算部1001はα≧Verr＞0であるか否かの大小関係の判定を行う(S1104)。

α＜Verrの時、演算部1001は、交流電圧振幅目標値V_tar'をVerrとαの差分に比例する大きさで上げる。0＞Verrの時、演算部1001は、交流電圧振幅目標値V_tar'をVerrとαの差分に比例する大きさで下げる。すなわち、Verr＝αとなるように制御する（S1105）。演算部1001は、導出された新たな目標値V_tar'をＤＡ変換器602に出力する(S1106)。そして、ステップS1102に処置は戻れされ、電源を含めたフィードバックループが形成される。演算部1001は、Verr＝αとなるように制御する。

ステップS1104においてα≧Verr＞０の時、演算部1001は、Vd≒VdcとなるVacに制御されたと判断し、演算部1001は、交流電圧の振幅値を調整するための調整電圧（マージンβ）を加えたV_tar'を決定する。演算部1001は、正のピーク電圧と負のピーク電圧との差分と、所定の値（α）と、の大小関係を判定する。そして、判定の結果により、差分の値が所定の値以下となる場合に、振幅値を調整するための調整電圧（マージンβ）を加算して目標となる交流電圧の振幅値を制御する（S1107）。そして、制御されたV_tar'が演算部1001からDA変換器602に出力され、調整シーケンスは終了する（S1108）。

調整シーケンスの終了後、図１１（A）に示されたフローにより決定されたV_tar'を交流電圧振幅目標値として画像形成動作に移行する。図１１（A）のフローチャートに示す演算処理によって、決定される交流出力電圧は、図１１（B）に示すVac_s-ΔVac＋βとなる。

本実施形態にかかる帯電高圧回路により以下の効果が実現される。
（１）Vacは、制御上のオーバーシュートを考えたとしてもVac_s+β+ΔVの大きさ以上は必要ないことから、Vac調整のために作像シーケンス時に用いる出力以上の能力の出力電源回路の必要がなくなる。
（２）制御目標値が、環境、ばらつきに依存しない設定値（固定値）α及びβであることから、単純なフィードバック制御が可能である。そのため、記憶手段や複雑な演算なしに、調整シーケンスにより、Vac_sに対してマージンを持った電圧振幅を決定でき、適切な帯電電位Vdが得られる。

調整電圧（β）を用いた調整の実行タイミングとして、例えば、コピー指示を受信し、画像形成プロセスによる作像が開始される前に、演算部1001は、調整電圧による振幅値の制御を行うことことが可能である。

調整電圧（β）を用いた調整は、上記のタイミングに限定されず、例えば、印刷処理を実行中において、印刷処理した累積の記録紙の枚数が所定枚数に達した場合、一時的に印刷処理を中断して、調整電圧（β）を用いた調整を行うことも可能である。

また、複数の印刷ジョブが連続して投入された場合、先行する印刷ジョブが完了した後に、後続の印刷ジョブが開始される前に、調整電圧（β）を用いた調整を行うことも可能である。

また、画像形成装置内の温度、湿度等環境変化をそれぞれセンサで検出し、この検出結果を条件として調整シーケンスを実行しても良い。また、帯電動作中にあって、感光体１と2次転写ローラ56、57の間を記録紙が搬送されるタイミングなど、画像を形成する必要のないタイミングでの調整シーケンスの実行も可能である。また、画像形成装置の電源投入後に調整することも可能である。

本実施形態に拠れば、環境条件や製造による帯電部材の特性ばらつき等にかかわらず、過不足のない振幅の交流電圧を帯電ローラに印加することで、長期間にわたり高画質、高品質を安定して維持することが可能になる。

Claims (6)

1. 像担持体に当接するように配置された帯電部材に電圧を印加させることで当該像担持体を帯電させる帯電手段を有する画像形成装置であって、
   入力される電圧値に基づいて前記帯電部材に印加するための交流電圧を生成し、当該交流電圧を当該帯電部材に印加する交流電圧印加手段と、
   前記帯電部材に印加される前記交流電圧の正のピーク電圧を検出する第１の電圧検出手段と、
   前記帯電部材に印加される前記交流電圧の負のピーク電圧を検出する第２の電圧検出手段と、
   前記第１の電圧検出手段により検出された前記正のピーク電圧と、前記第２の電圧検出手段により検出された前記負のピーク電圧と、に基づいて前記帯電部材に印加するための交流電圧の振幅値を制御する電圧振幅制御手段と、
   前記交流電圧印加手段から出力される交流電圧が前記電圧振幅制御手段で制御される振幅値を有する波形となるように、前記交流電圧印加手段に入力される前記電圧値を制御する交流電圧制御手段と、
   を備えるこことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記電圧振幅制御手段は、前記正のピーク電圧と、前記負のピーク電圧との差分が所定の値となるように前記振幅値を制御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. 前記電圧振幅制御手段は、前記正のピーク電圧と前記負のピーク電圧との差分と、前記所定の値と、の大小関係を判定し、当該判定の結果により、前記差分の値が前記所定の値以下となる場合に、前記振幅値を調整するための調整電圧を加算して前記振幅値を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 画像形成プロセスによる作像が開始され、前記帯電手段の帯電動作中、前記電圧振幅制御手段は、前記正のピーク電圧と、前記負のピーク電圧との差分が所定の値となるように前記振幅値を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 画像形成プロセスによる作像が開始される前に、前記電圧振幅制御手段は、前記調整電圧による前記振幅値の制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 像担持体に当接するように配置された帯電部材に電圧を印加させることで当該像担持体を帯電させる帯電手段と、入力される電圧値に基づいて前記帯電部材に印加するための交流電圧を生成し当該交流電圧を当該帯電部材に印加する交流電圧印加手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、
   前記帯電部材に印加される前記交流電圧の正のピーク電圧を検出する第１の電圧検出工程と、
   前記帯電部材に印加される前記交流電圧の負のピーク電圧を検出する第２の電圧検出工程と、
   前記第１の電圧検出工程で検出された前記正のピーク電圧と、前記第２の電圧検出工程で検出された前記負のピーク電圧と、に基づいて前記帯電部材に印加するための交流電圧の振幅値を制御する電圧振幅制御工程と、
   前記交流電圧印加手段から出力される交流電圧が前記電圧振幅制御工程で制御される振幅値を有する波形となるように、前記交流電圧印加手段に入力される前記電圧値を制御する交流電圧制御工程と、
   を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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