JP2005326655A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【解決課題】 環境状態、単位処理量、処理状態等、適用される状況に適応した帯電部材への印加電圧の補正を行うことによって、像担持体の表面電位を最適に維持する。
【解決手段】 短期レンジ補正モードと長期レンジ補正モードとをそれぞれ独立、かつ並行して実行するようにした。これにより、長期的には、経時的な帯電ロールの抵抗値の上昇による、感光体ドラムの帯電量を低下を抑制することができ、短期的には、装置の稼動状態で非線形に変化する帯電ロールの抵抗値の変化に基づいて、帯電ロールへ印加する電圧を補正することができる。この場合、基本的には、補正の終期→始期（装置の電源オフ→オン）による感光体ドラムの帯電量の回復に対応して、補正ステップ数分をリセットするようにし、さらに、補正の終期→始期の期間が短い場合は、リセットをキャンセルするようにしたため、補正の精度が高くなり、感光体ドラムの帯電量の上限（キャリア飛散レベル）と下限（カブリレベル）の範囲内で安定させることができる。
【選択図】 図５

Description

この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムを中心として、この感光体ドラムの周面に対向するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置されている。

帯電部は、帯電部材（例えば、帯電ロール）を有しており、所定の電圧が印加されることにより、感光体ドラムの周面を一様に帯電する役目を有している。

この感光体ドラムの周面への一様帯電が、後工程の光走査部による静電潜像形成、現像部によるトナー現像、転写部における画像転写等に多大な影響を及ぼすため、適正な印加電圧で帯電するように管理、制御する必要がある。

このため、理論的には、帯電部の帯電ロールへの印加電圧は、一定の電圧を印加すればよい。

ところで、環境状態（例えば、温度や湿度等）、単位処理量（例えば、処理密度や画像濃度等）、処理状態（例えば単発処理、散発処理、連続処理等）によって、適正な印加電圧が異なる場合がある。

より具体的に言えば、帯電部の特性として、低温／低湿の環境下で連続処理していくと、帯電ロールの表面抵抗値が上昇し、予め設定した基準の電圧を印加しても感光体ドラム上に所望の電荷を得ることができない。このため、感光体ドラムの表面の電位が低くなり、画像としては「かぶり」が発生し易くなる。

また、感光体ドラム上の残留トナーをクリーニングブレードを用いて除去する構成の像担持体ユニットの場合は、感光体ドラム表面の膜厚が削れにより減少することで感光体ドラムの表面電位は低くなる。

この「かぶり」が発生した状態での連続処理は、最終的な画質劣化を招くばかりでなく、感光体ドラムの表面は、用紙へ転写する際に中間的に画像を転写する中間転写体（中間転写ロール）の表面へのトナー付着、感光体ドラムや中間転写ロールに付着した不要なトナーを取り除くためのクリーナへの負荷の上昇、取り除いたトナーを回収する回収機構部への予測を超えた回収負荷、等が発生する。

また、累積処理量、或いは累積感光体ドラム回転数が同一であっても、環境状態によっては帯電ロールの抵抗値が変化し、処理状態によっても帯電ロールの抵抗値は変化する。このため、帯電ロールへの印加電圧を処理量に応じて上げて行く補正を行っている（特許文献１参照）。
特開平１０−１７１２１５号

しかしながら、感光体ドラムにおいて、連続処理すると当該感光体ドラムの表面電位（電荷量）は低下していくが、所定の休止時間（インタバル（Rest））を与えることで、前記表面電位は回復する。このため、単純に帯電ロールの印加電圧を上げて、感光体ドラムの表面電位を維持しようとしても、Rest後は必要以上に感光体ドラムの表面電位を上げる結果となり、最悪はトナーを静電気力で付着して現像部から感光体ドラム面上へトナーを送出するためのキャリア（トナーと共に現像成分とされる現像剤）の飛散が発生する。

すなわち、単純な処理に対応した経時的な補正（処理量や感光体ドラムサイクル）のみで感光体ドラムの表面電位を最適値に維持することは非常に困難となっている。

本発明は上記事実を考慮し、環境状態、単位処理量、処理状態等、適用される状況に適応した帯電部材への印加電圧の補正を行うことによって、像担持体の表面電位を最適に維持することができる画像形成装置を得ることが目的である。

（１） 本発明は、像担持体に表面に対して近接される帯電部材へ所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表面を一様に帯電するための帯電手段を備え、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像し、記録媒体へトナー画像を転写、並びに転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置であって、予め設定された画像形成処理量毎に前記帯電部材への印加電圧を補正し、予め設定された連続する非画像形成処理期間があった場合に前記補正した印加電圧を前記所定の電圧にリセットする第１の補正手段と、前記第１の補正手段による補正のベース電圧となる基準印加電圧を補正する第２の補正手段と、を有している。

本発明によれば、第１の補正手段により、予め設定された画像形成処理量毎に前記帯電部材への印加電圧を補正し、予め設定された連続する非画像形成処理期間があった場合に前記補正した印加電圧を前記所定の電圧にリセットする。これにより、連続処理による像担持体の帯電量（電荷）の低下と、非画像形成処理期間による帯電量の回復と、にそれぞれ適応した補正が可能となる。

一方、画像形成処理を続けていくと経時的に像担持体の帯電量が低下する。このため、第２の補正手段では、第１の補正手段による補正のベース電圧となる基準印加電圧を補正する。言い換えれば、基準印加電圧の底上げを行う。

この第１の補正手段、第２の補正手段を併用することで、像担持体の帯電量の安定化を図ることができ、「かぶり」や「トナー飛散」等の最悪の結果を回避することができる。

（２） 本発明において、前記第１の補正手段が第２の補正手段よりも相対的に短いインタバルで実行される短期レンジ補正モードで実行され、前記第２の補正手段が第１の補正手段よりも相対的に長いインタバルで実行される長期レンジ補正モードで実行され、それぞれ独立、かつ並行して実行されることを特徴としている。

第１の補正手段は短期レンジ補正モードで実行され、例えば、１日の処理の中での様々な処理状態の変化に迅速に応答して、帯電部材への印加電圧を補正し、結果として像担持体の帯電量の安定化を図ることができる。

これに対して、第２の補正手段は長期レンジ補正モードで実行され、例えば、画像形成エンジンの寿命（許容処理量）の範囲で数回の補正を行い、経時劣化に起因する像担持体の帯電量の低下を補正するべく、帯電部材への印加電圧の基準値を底上げする。

このような、短期レンジ補正モードと長期レンジ補正モードとを併用、かつそれぞれのモードを独立して制御することで、像担持体の帯電量の安定化を図り、経時的な画質低下を抑制することができる。

（３） また、本発明において、前記第１の補正手段は、処理量に応じて分割されたブロック単位で実行され、当該ブロックの始期が、電源のオン、未処理時の待機状態からの復帰の少なくとも１つであり、前記第１の補正手段の終期が電源のオフ、未処理時の待機状態への移行、前記画像形成エンジン内の画像形成処理に伴う加熱源の温度の低温モードへの移行、連続する所定時間の未処理状態検出の少なくとも１つであることを特徴としている。

第１の補正手段は、継続して実行されるものであるが、例えば、１日の稼動時間の始期として電源オンを検出し、終期として電源オフを検出して、この期間を第１の補正手段の単位（１ブロック）として処理する。これにより、画像形成装置の処理インタバルと、未処理インタバルとを確実に把握することができ、未処理インタバルにおける、像担持体の帯電量の回復に応じた適正な補正（例えば、上述のリセット）が可能となる。

なお、電源オンからオフまでの期間中においても、長期間未処理状態が継続する場合がある。このような未処理状態を認識する手段としては、必要最小限の電力に抑えて省エネルギーとする待機状態、加熱源の温度等が挙げられる。これらに基づいて、第１の補正手段の始期又は終期を判断し、ブロック分けすれば、さらに精度の高い補正が可能となる。

（４） また、本発明において、前記第１の補正手段の終期に、当該第１の補正手段により補正した累積補正量をリセットすることを特徴としている。

像担持体は、未処理インタバル期間中に帯電量が回復する特性を持っている。このため、過去に補正した分をそのまま維持して、未処理インタバル期間を過ぎると、過剰な補正となる。そこで、未処理インタバル期間が発生し、この期間が所定以上となった場合に、第１の補正手段による補正した累積補正量をリセットし、帯電部材への印加電圧を、ベースとなる基準値に戻す。これにより、過剰の補正を抑制でき、キャリア飛散等の最悪の結果を回避することができる。なお、キャリアとは、二成分現像剤において、トナーを現像部から像担持体へ送出する役目を有するものである。このキャリア飛散が発生して、像担持体上に付着すると、画像に白抜けが発生し、画質低下を招く。

（５） さらに、本発明において、前記像担持体がドラム形状であり、前記画像形成処理量が前記ドラム形状の像担持体の回転数に基づいて検出されることを特徴としている。

処理量は、プリントボリューム（例えば、Ａ４サイズ（ＪＩＳ規格）に換算）を累積してもよいが、像担持体は、画像形成処理以外でも駆動する場合があるため、像担持体（ドラム形状）の回転数を検出し、処理量を判断する方が精度が高い。

（６） また、本発明において、前記画像形成エンジン内に設けられ、当該画像形成エンジン内の温度及び湿度を含む環境を検出する環境検出手段をさらに有し、前記第１の補正手段及び第２の補正手段の少なくとも一方による１回の補正量を、前記環境検出手段による検出結果に基づいて決定することを特徴としている。

像担持体の帯電量は、周囲の温度、湿度が多大な影響を及ぼす。そこで、画像形成エンジン内の温度及び湿度を含む環境を環境検出手段で検出し、第１の補正手段及び第２の補正手段の少なくとも一方による１回の補正量を、環境検出手段による検出結果に基づいて決定する。

すなわち、補正量はその都度決定するのではなく、段階的に補正することが制御負担の面からも好ましいが、一律な補正値であると、環境の変化が加味されない。そこで、環境に応じて、１回の補正量を決定することで、環境に即した補正が可能となる。

（７） また、本発明において、前記画像形成エンジン内の画像形成処理に伴う加熱源の温度に基づいて、前記第１の補正手段による補正の要否を判断することを特徴としている。

加熱源の温度が所定値を下回った場合、画像形成エンジンは長期の未処理インタバル機関であると判断でき、加熱源の温度が所定値以上の場合は、画像形成エンジンの未処理インタバル期間が短期であると判断できる。

この加熱源に基づく未処理インタバル期間の長短の認識に基づいて、第１の補正手段による補正の要否を判断することで、処理状態に対応した補正が可能となる。

（８） さらに、本発明において、前記加熱源が、前記記録用紙に転写されたトナー画像の定着を実行する定着部に設けられたヒータであることを特徴としている。

加熱源は、例えば、記録媒体にトナー画像が転写された後、加熱、加圧処理によって画像を定着させる定着部に適用されるヒータであり、この定着部のヒータは、画像形成処理に準じて、オン・オフされ、画像形成エンジン内の温度の変化に大きな影響を及ぼすものである。

（９） また、本発明において、前記第１の補正手段及び第２の補正手段の少なくとも一方の補正が、前記画像形成処理の累積量が多くなるに従い、補正量を多くすることを特徴としている。

画像形成処理の累積量が多くなるということは、その分像担持体が劣化し、帯電量が低下する傾向となる。そこで、画像形成処理の累積量が多くなるに従い、補正量を多くする。例えば、１回の補正量が決まっている場合、当初の補正量を１段階とし、画像形成処理の累積量が処理量に達する毎に、１回の補正量を２段階分、３段階分と徐々に段階を増やしていく。これにより、そのときの必要補正量に対する適正な補正量とすることができる。

（１０） さらに、本発明において、前記第１の補正手段及び第２の補正手段の少なくとも一方の補正回数或いは総補正回数が、所定回数に達した場合に、警告報知或いは装置停止の少なくとも一方を実行して装置異常を回避する異常回避手段をさらに有することを特徴としている。

所定回数以上の補正が実行された場合、何らかのイレギュラーな要因で像担持体の帯電量が低下していることが考えられる。そこで、異常回避手段では、補正回数に上限（所定回数）を設定しておき、補正回数が当該所定回数に達した場合に、警告報知或いは装置停止の少なくとも一方を実行する。これにより、装置異常を回避することができる。

以上説明した如く本発明では、環境状態、単位処理量、処理状態等、適用される状況に適応した帯電部材への印加電圧の補正を行うことによって、像担持体の表面電位を最適に維持することができるという優れた効果を有する。

図１には、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０には、エンジン部１２が備えられており、エンジン部１２の下部には、給紙ユニット１４が設けられている。

この給紙ユニット１４は、用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から用紙を送り出す給紙ロール２４と、で構成されており、給紙ロール２４により送り出された用紙は、搬送ロール２６、２８を経て給紙路３０を通過し、後述する転写ロール７４へ搬送される。

この転写ロール７４によってトナー像が用紙に転写され、定着部３２の定着ロール３２Ａで定着された後、切替爪３４の位置選択によって、排出ロール３６又は排出ロール３８により、エンジン部１２の上部に設けられた第１の排出トレイ１６又は第２の排出トレイ１８へ排出される。

ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第１の排出トレイ１６へ用紙が完全に排出される前に、排出ロール３６が逆転し、該用紙が反転路４０へ供給される。そして、搬送ロール４２、４４、４６、４８を経て再び給紙路３０に戻され、用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ２０へ用紙を載置することで、用紙は手差しロール４９から搬送ロール４８を経て給紙路３０へ搬送され、印刷される。

ところで、画像形成装置１０の図１右側には、各色毎の現像剤（トナーと磁性キャリアからなる）が充填された４個の現像剤カートリッジ６４が配設されている。この現像剤カートリッジ６４は、それぞれ現像剤供給路６５によって、図１の上から順に配列された後述する現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃと接続されており、現像剤カートリッジ６４中の現像剤が現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃへ供給される。

現像剤カートリッジ６４の図１左側には、露光ユニット６２が配置されており、露光ユニット６２からは、画像信号に応じた４本のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）が、露光ユニット６２の図１左側に配置された感光体ユニット５０を構成する感光体５２へ向けて発せられ、感光体５２に潜像を形成するようになっている。

感光体ユニット５０は、縦方向に並べられた４つの感光体ドラム５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）を備えており、上部から例えばイエロー（５２Ｙ）、マゼンダ（５２Ｍ）、ブラック（５２Ｋ）、シアン（５２Ｃ）用となっている。

露光ユニット６２は、 Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）（以下総称する場合は、レーザ光Ｌという）を出力する光源部と、レーザ光Ｌに対して変調及び走査を行なう変調処理部と、露光面上の走査速度を補正するｆθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系と、を含んで構成されている。

露光ユニット６２では、光源部から射出された各色のレーザ光Ｌが変調処理部に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ６３により回転しているポリゴンミラー６７により走査（主走査）される。ポリゴンミラー６７により走査された各色のレーザ光Ｌは、ミラー群６９により各色に対応する感光体５２の配設方向に反射されて各感光体５２上に結像される。

感光体ユニット５０には、各感光体５２に対応して、帯電ロール５６及びリフレッシュロール５４が備えられており、それぞれ感光体５２に接触回転するように設けられている。帯電ロール５６では、感光体５２を一様に帯電させ、後述する現像器ユニット５８に備えられたマグネットロール８０から飛翔するトナーを感光体５２の表面に付着させる。一方、リフレッシュロール５４では感光体５２を放電させ、感光体５２の表面に付着した残留トナーを取り除き、感光体５２の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。

ここで、現像器ユニット５８は、それぞれの感光体ユニット５０の図１右下側に配置されており、各感光体ドラム５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）に対応して４つの現像器６０（６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃ）が縦方向に並べられている。

この現像器６０は、トリクル現像方式（現像剤の帯電性能の低下を防止して現像剤交換のインターバルを延ばすために、現像器内に現像剤を徐々に補給する一方で、過剰になった（劣化したキャリアを多く含む）劣化現像剤を排出しながら現像を行う現像方式である）を採用しており、劣化現像剤は図示しない回収容器に回収されるようになっている。

一方、感光体ユニット５０の図１左側には、中間転写ユニット６６が配置されており、３つのドラム状の中間転写体６８、７０、７２が備えられている。２つの第１中間転写体６８、７０は、縦方向に上下に並べられており、上部の第１中間転写体６８が、感光体５２のうち上部に配置された２つの感光体５２Ｙ、５２Ｍに接触回転し、下部の第１中間転写体７０が、下部に配置された２つの感光体５２Ｋ、５２Ｃに接触回転するようになっている。また、第２中間転写体７２は、第１中間転写体６８、７０の双方に接触回転するようになっており、この第２中間転写体７２に、前述した転写ロール７４が接触回転する。

したがって、感光体５２Ｙ、５２Ｍから各トナー像が第１中間転写体６８に転写され、感光体５２Ｋ、５２Ｃから各トナー像が第１中間転写体７０にそれぞれ転写される。この第１中間転写体６８、７０に転写された各２色のトナー像が、第２中間転写体７２に転写されて４色となり、この４色のトナー像が転写ロール７４により用紙に転写されることになる。

これらの中間転写体６８、７０、７２の近傍には、それぞれクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８が配置されており、中間転写体６８、７０、７２の表面の残留トナーが掻き落とされる。

図２に示すように、現像器ユニット５８は４つの現像器６０で構成されており、各現像器６０は箱状のハウジング１１０及びハウジング１１０を閉塞する蓋体１２０を備えており、ハウジング１１０には、感光体５２へトナーを供給するマグネットロール８０（現像剤担持体）と、現像器６０内の現像剤を攪拌しマグネットロール８０へ現像剤を供給するスパイラルオーガ１１２（供給部材）及びスパイラルオーガ１１４（攪拌部材）、が回転自在に軸支されている。

また、各現像器６０は、マグネットロール８０が感光体５２に当接する位置と、感光体５２から退避した位置とに移動可能となっており、画像形成時には、マグネットロール８０が感光体５２に当接するようになっている。これにより、感光体５２に形成された潜像に対応してトナーが感光体５２に付着するようにしているが、画像形成が行われない場合には、現像器ユニット５８は感光体５２から退避するようになっている。

マグネットロール８０には、交流成分に直流成分を重畳した現像バイアス電圧が印加されており、これにより感光体５２の静電潜像（画像部）のみにトナーを静電的に付着させてトナー像の形成が行われる。

図３は、エンジン部１２における画像形成のための制御系のブロック図である。

メイン電源管理部２００には、図示しない商用電源が接続されており、低電圧電源及び高電圧電源を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。

メインコントローラ２０２には、ユーザーインターフェイス２０４が接続され、ユーザーの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザーへ報知するようになっている。

また、このメインコントローラ２０２には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。

画像データが入力されると、メインコントローラ２０２では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部１２に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、画像形成処理制御部２０６へ画像データを送出する。

画像形成処理制御部２０６では、入力されたイメージデータに基づいて、光走査系コントロール部２０８、駆動系コントロール部２１０、帯電器コントロール部２１２、現像装置コントロール部２１４、定着器コントロール部２１６のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。

画像形成処理制御部２０６には、ユニット装填状態管理部２１８が接続されており、エンジン部１２の稼動状態（例えば、処理モード中、スリープモード中、スリープモードからの立ち上げ中処理中等）を判別するようになっている。ユニット装填状態管理部２１８で判別した前記稼動状態は、メインコントローラ２０２へ送出されるようになっている。

また、前記メイン電源管理部２００には、電源投入監視センサ２２０が接続され、この電源投入監視センサ２２０によって電源の投入時を検出し、その電源投入時情報をユニット装填状態管理部２１８を介してメインコントローラ２０２へ送出するようになっている。

さらに、メインコントローラ２０２には、環境検出手段としての、温度センサ２２１、湿度センサ２２２が接続されている。この温度センサ２２１、湿度センサ２２２では、エンジン部１Ａ内の環境温度・湿度を検出する。

ここで、本実施の形態では、感光体ドラム５２を一様に帯電する帯電ロール５６への印加電圧を、処理量に基づいて補正するようにしている。すなわち、帯電ロール５６は、経時的に抵抗値が高くなり、一定の電圧を印加すると、抵抗値が高くなる従い、感光体ドラム５２への帯電量が低下する。

そこで、基本的には、処理量が増えるに従い、印加電圧を上げる補正を行うようにしている。ところが、単純に補正（印加電圧の上昇）では、稼動状態（連続処理、間欠処理、休止期間の長短、単位時間当たりの処理量の多少等）によって、帯電ロール５６の抵抗値は非線形で変化するため、このような稼動状態を考慮して、最適な補正を行うようにしている。

すなわち、メインコントローラ２０２には、ユニット装填状態管理部２１８から稼動状態、電源投入状態が入力されると共に、温度センサ２２１、湿度センサ２２２から温度データ、湿度データが入力されるようになっており、これらの情報から帯電ロール５６（図１参照）への印加電圧を補正し、帯電ロール５６の抵抗値が変化しても感光体ドラム５２の帯電量を所定値に維持するように制御する。

メインコントローラ２０２で設定された補正値は、画像形成処理制御部２０６を介して、帯電器コントロール部２１２へ送出され、以後、帯電器コントロール部２１２では、補正された電圧で帯電ロール５６を印加するように制御する。

ここで、感光体ドラム５２の帯電量は、帯電ロール５６への印加電圧を一定とした場合、図５に示される如く、処理量に応じて低下していく傾向がある共に、未処理インタバル期間が存在すると、帯電量が回復する特性を持っており、形としては、のこ刃状の特性を持っている。言い換えれば、処理量に応じて、帯電量が定量ずつ低下していく単純な特性ではなく、帯電量の回復を加味した補正が必要となる。

このため、本実施の形態では、１日の処理状態にほぼリアルタイムに対応して補正する短期レンジモードでの補正（第１の補正手段）と、比較的長期（長いスパン）での帯電量の低下を補正する長期レンジモードでの補正（第２の補正手段）と、を併用すると共に、補正に際しての様々な条件設定（下記参照）の下で、実際の帯電ロール５２の抵抗値の変化（感光体ドラム５２の帯電量の変化）に即した、適正な補正を行っている。

（条件設定）
（１） 短期レンジ補正モード及び長期レンジ補正モードの１回の補正量を決定する際、温度センサ２２１、湿度センサ２２２により検出される温度、湿度、感光体ドラム５２の新品からのトータル処理量に基づき設定する。

なお、トータル処理量は、感光体ドラム５２が組み付けられたユニットに搭載されたメモリ（ＣＲＵＭ）のデータを読み出すことにより、認識可能である。

（２） 短期レンジ補正モードにおける補正回数の上限を、温度センサ２２１、湿度センサ２２２により検出される温度、湿度、感光体ドラム５２の新品からのトータル処理量に基づき設定する。

（３） 処理量を判断するために、感光体ドラム５２の回転数を監視し、当該感光体ドラム５２の回転数（サイクル）を基準とする。

なお、処理量は、例えば、ＪＩＳ規格のＡ４サイズの記録用紙への処理枚数でもよいが、感光体ドラム５２は、ＴＣ（トナーコンディション）濃度補正等により、実際に画像を形成しないときも駆動する場合があり、このような、画像形成以外の駆動を考慮すれば、感光体ドラム５２の回転数（サイクル）を処理量として置換する方が精度がよい。

本実施の形態では、環境（温度及び湿度）を５段階に分け、それぞれの環境の下での補正インタバル（１ブロック単位の感光体ドラムの回転数）を設定している（表１参照）。

（４） 長期レンジ補正モードでの補正の起点は、装置の設置時の最初の電源投入、あるいは最初の画像形成処理のための駆動とする。

（５） 短期レンジ補正モードでの補正の起点は、電源投入毎、或いは画像形成処理のための駆動開始（スリープモードからの立ち上げ時）とする。

（６） 未処理インタバル期間において、原則として、累積した補正量をリセットする。

なお、「原則として」とは、未処理インタバル期間が所定期間よりも短い場合（タイマによる計時）には、リセットすることをキャンセルするためである。

（７） 定着部３２（図１参照）に設けられたヒータの温度管理を行う温度センサ２１６Ａ（図３参照）の検出温度が所定値未満の場合には累積補正量をリセットして、新規に１回の補正量を設定し、所定値以上の場合には前回の累積補正量を維持し、前回の１回の補正量を適用する。

定着部３２の温度が高いということは、未処理インタバル期間が短いと判断でき、帯電ロール５２の抵抗値上昇からの回復（感光体ドラム５２の帯電量の回復）がないと判断できるからである。

（８） 環境温度、湿度に基づいて、補正量単位を固定（ステップ）として、１回の補正量をステップ数で変更する（表２乃至表４参照）。

図４には、メインコントローラ２０２における帯電ロール５６の印加電圧を補正するための制御を実行するための機能ブロック図が示されている。

帯電ロール５６の印加電圧は、短期レンジ補正モードパラメータ設定部２５０で設定される設定値に基づく補正指示と、長期レンジ補正モードパラメータ設定部２５２で設定される設定値にもとづく補正指示と、が独立し、かつ並行して実行されるようになっている。

まず、短期レンジ補正モードパラメータ設定部２５０には、基準印加電圧設定部２５４、補正ステップ数設定部２５６、上限回数設定部２５８が設けられており、それぞれ表２に示すパラメータマップ２６０が接続されている。

但し、環境１が低温／低湿側であり、環境５が高温／高湿側である。

また、記号ａ：０〜７４（Ｋcycle）、記号ｂ：７５〜９９（Ｋcycle）、記号ｃ：１００〜１２４（Ｋcycle）、記号ｄ：１２５〜１４９（Ｋcycle）、記号ｅ：１５０〜１７４（Ｋcycle）、記号ｆ：１７５〜１９９（Ｋcycle）、記号ｇ：２００〜２２４（Ｋcycle）、記号ｈ：２２５〜２４９（Ｋcycle）、記号ｉ：２５０（Ｋcycle）〜である。

基準印加電圧設定部２５４には、温度センサ２２１及び湿度センサ２２２からの温度デ
ータ、湿度データが入力されており、この温度センサ２２１及び湿度センサ２２２で検出される温度、湿度から、表２の環境−基準印加電圧マップ２６０Ａ（表１の一部）に基づいて、基準印加電圧が設定される。

また、補正ステップ数設定部２５６には、感光体ドラム５２が組み付けられたユニットに搭載されたメモリ（ＣＲＵＭ）からのトータル処理量データ（すなわち、感光体ドラム５２の回転数）が入力されており、このトータル処理量データから、表２の処理量−補正ステップ数マップ２６０Ｂ（表１の一部）に基づいて、１回の補正ステップ数が設定される。

さらに、上限回数設定部２５８には、前記トータル処理量データが入力されており、このトータル処理量データから、表１の処理量−上限回数マップ２６０Ｃ（表１の一部）に基づいて、補正の上限回数が設定される。

前記基準印加電圧設定部２５４、補正ステップ数設定部２５６、上限回数設定部２５８のそれぞれで設定された設定値は、短期レンジ補正指示部２６２へ送出される。

短期レンジ補正指示部２６２には、補正時期判別部２６４が接続されている。この補正時期判別部２６４には、補正ブロック間での処理量が入力されており、所定の処理量毎に補正時期であることを示す信号を短期レンジ補正指示部２６２へ送出する。

短期レンジ補正指示部２６２では、この補正時期信号の入力に基づいて、帯電ロール印加電圧指示部２６６へ補正データを送出する。これにより、帯電ロール印加電圧指示部２６６では、補正された印加電圧を画像形成処理制御部２０６（図１参照）を介して、帯電器コントロール部２１２へ送出する。

また、短期レンジ補正指示部２６２には、短期レンジ補正リセット時期判別部２６８が接続され、累積補正量をリセットするリセット信号を短期レンジ補正指示部２６２へ送出するようになっている。このリセット信号により、短期レンジ補正指示部２６２では、帯電ロール印加電圧指示部２６６に対して、基準印加電圧に戻す指示を送出する。

短期レンジ補正リセット時期判別部２６８におけるリセット時期の判別は、補正開始／終期判別部２７０での判別結果に基づいて実行される。

すなわち、補正開始／終期判別部２７０には、電源オン／オフ信号、装置稼動状態、定着部ヒータ温度の各データが入力されており、これらの状態から補正開始の始期と終期を判別している。なお、この補正開始／終期判別部２７０では、短期レンジ補正のための始期と終期、後述する長期レンジ補正のための始期と終期をそれぞれ別個に判別している（一部重複）。

次に、長期レンジ補正モードパラメータ設定部２５２には、単位時間処理量判別部２７２、補正ステップ数基準値設定部２７４、補正ステップ数加算値設定部２７６が設けられている。

補正ステップ数基準値設定部２７４には、表３に示す処理量−補正ステップ数基準値マップ２７８が接続されている。なお、この表３における環境に基づく基準印加電圧は、前記短期レンジ補正モードパラメータ設定部２５０で設定した基準印加電圧と同一となる。

また、補正ステップ数加算値設定部２７６には、表４に示す処理量−補正ステップ数加算値マップ２８０が接続されている。なお、この表４における環境に基づく基準印加電圧は、前記短期レンジ補正モードパラメータ設定部２５０で設定した基準印加電圧と同一となる。

前記単位時間処理量判別部２７２では、実稼動時間データ及びトータル処理量データに基づいて、単位時間当たりの処理量を演算し、通常処理か大量処理かを判別し、その判別結果を補正ステップ数基準値設定部２７４へ送出する。

補正ステップ数基準値設定部２７４では、判別した単位時間処理量（通常／大量）と、トータル処理量とから前記処理量−補正ステップ数基準値マップ２７８に基づいて、長期レンジ補正時の補正ステップ数基準値を設定する。

一方、補正ステップ数基準値設定部２７６では、トータル処理量から前記処理量−補正ステップ数加算値値マップ２８０に基づいて、長期レンジ補正時の補正ステップ数加算値を設定する。

補正ステップ数基準値と補正ステップ数加算値とは、それぞれ加算部２８２へ送出されて加算演算され、加算演算された結果を長期レンジ補正指示部２８４へ送出する。

但し、環境１が低温／低湿側であり、環境５が高温／高湿側である。

また、記号ａ：０〜７４（Ｋcycle）、記号ｂ：７５〜９９（Ｋcycle）、記号ｃ：１００〜１２４（Ｋcycle）、記号ｄ：１２５〜１４９（Ｋcycle）、記号ｅ：１５０〜１７４（Ｋcycle）、記号ｆ：１７５〜１９９（Ｋcycle）、記号ｇ：２００〜２２４（Ｋcycle）、記号ｈ：２２５〜２４９（Ｋcycle）、記号ｉ：２５０（Ｋcycle）〜である。

但し、環境１が低温／低湿側であり、環境５が高温／高湿側である。

また、記号ａ：０〜７４（Ｋcycle）、記号ｂ：７５〜９９（Ｋcycle）、記号ｃ：１００〜１２４（Ｋcycle）、記号ｄ：１２５〜１４９（Ｋcycle）、記号ｅ：１５０〜１７４（Ｋcycle）、記号ｆ：１７５〜１９９（Ｋcycle）、記号ｇ：２００〜２２４（Ｋcycle）、記号ｈ：２２５〜２４９（Ｋcycle）、記号ｉ：２５０（Ｋcycle）〜である。

長期レンジ補正指示部２８４には、補正時期判別部２８６が接続されている。この補正時期判別部２８６には、補正ブロック間での処理量が入力されており、所定の処理量毎に補正時期であることを示す信号を短期レンジ補正指示部２８４へ送出する。

長期レンジ補正指示部２８４では、この補正時期信号の入力に基づいて、帯電ロール印加電圧指示部２６６へ補正データを送出する。これにより、帯電ロール印加電圧指示部２６６では、補正された印加電圧を画像形成処理制御部２０６（図１参照）を介して、帯電器コントロール部２１２へ送出する。

また、長期レンジ補正指示部２８４には、長期レンジ補正リセット時期判別部２８８が接続され、累積補正量をリセットするリセット信号を長期レンジ補正指示部２８４へ送出するようになっている。このリセット信号により、長期レンジ補正指示部２８４では、帯電ロール印加電圧指示部２６６に対して、基準電圧に戻す指示を送出する。

長期レンジ補正リセット時期判別部２８８におけるリセット時期の判別は、前述した補正開始／終期判別部２７０での判別結果に基づいて実行される。

以下に本実施の形態の作用を説明する。

（画像形成処理の流れ）
各感光体５２の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成（印字）プロセスが次のように行われる。

まず、各感光体５２は所定の回転速度（例えば９５ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。

そして、感光体５２の表面は、図１に示すように、帯電ロール５６に所定の帯電レベル（例えば、約−８００Ｖ）の直流電圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。なお、本実施の形態では、帯電ロール５６に対して直流電圧のみを印加しているが、交流成分を直流成分に重畳するように構成することもできる。

次に、一様な表面電位とされた各感光体５２の表面に、露光ユニット６２によって各色に対応したレーザ光Ｌが照射され、各色毎の画像情報に応じた静電潜像が形成される。これにより、感光体５２のレーザ光Ｌによる露光部位の表面電位は所定レベル（例えば、−６０Ｖ以下程度）にまで除電される。

そして、各感光体５２の表面に形成された静電潜像は対応する各現像器ユニット５８によって現像され、各感光体５２上に各色のトナー像として可視化される。

次に、各感光体５２上に形成された各色のトナー像は、対応する一次中間転写ドラム６８、７０上に静電的に一次転写される。ここで、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに形成されたＹ色及びＭ色のトナー像は一次中間転写ドラム６８に、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに形成されたＫ色及びＣ色のトナー像は一次中間転写ドラム７０上に、各々転写される。

この後、一次中間転写ドラム６８、７０上に形成されたトナー像は、二次中間転写ドラム７２上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム７２上には、単色像からＹ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色の四重色像までのトナー像が形成されることになる。

最後に、二次中間転写ドラム７２上に形成されたトナー像は、転写ロール７４によって用紙搬送路を通る用紙に三次転写される。当該用紙は、三次転写の後、用紙上に形成されたトナー像が、定着ユニット３２によって加熱定着され、画像形成プロセスが終了する。

（帯電ロール印加電圧補正）
以下、図６のタイムチャートに従い、帯電ロール５６への印加電圧の補正について説明する。

装置が設置された初期状態では、まず設置場所の環境に基づいて、帯電ロール５６への基準印加電圧が設定される（表２参照）。

次に、各環境下において、短期レンジ補正モードの設定値（１回の補正ステップ数、上限回数）を決める。このとき、感光体ドラム５２が組み付けられたユニットに搭載されたメモリ（ＣＲＵＭ）から感光体ドラム５２の新品状態からの回転数（走行履歴）を読出し、読み出した走行履歴に基づいて前記設定値を決める（表２参照）。

一方、長期レンジ補正モードの設定値においても、表３及び表４に基づいて、１回の補正ステップ数が決定されるが、長期レンジ補正モードでは、ユーザーの使用状態（単位時間当たりの処理量が通常か大量か）によって設定値を異ならせていると共に（表３参照）、装置が設置される環境によって、補正ステップ数を加算するようにしている（表４参照）。

上記のように設定された短期レンジ補正モードと、長期レンジ補正モードとの補正は、独立した状態で並行して実行される。

図６に示される如く、帯電ロール５６への初期の印加電圧で処理を実行し、短期レンジ補正モードの補正時期になると（図６の矢印Ａ参照）、設定された１回の補正ステップ数（ここでは、１ステップ）分補正する。この１ステップ毎の補正は、所定の処理量毎に実行され、ステップ数は累積されていく。

ここで、補正の終期（ここでは、電源のオフ状態）→始期（ここでは、電源のオン状態）になると、現在まで累積してきた補正ステップ数分の補正量を全てリセットし、初期の基準印加電圧に戻す（図６の矢印Ｂ参照）。

補正の終期、すなわち、画像形成処理を実行していない状態では、感光体ドラム５２の帯電量は、図５に示される如く、回復することがわかっている。そこで、この回復分を補正に反映させることで（リセットすることで）、過剰の補正を回避することができる。過剰補正による、キャリア飛散レベルへの到達を抑制することができる。

その後、リセットされた状態から短期レンジ補正モードが実行され、前述と同様に段階的に補正ステップ数が累積されていく。

この累積の途中で、長期レンジ補正モードの補正時期になると（図６の矢印Ｃ参照）、予め設定された長期レンジ補正モードにおける１回の補正ステップ数分のかさ上げを行う。すなわち、短期レンジ補正モードの基準印加電圧が上がることになる。

短期レンジ補正モードでの補正はこの間も継続され、補正ステップ数が累積していき、次の補正終期（図６の矢印Ｄ参照）になると、補正ステップ数分の補正量がリセットされる。このとき、リセットされた後の印加電圧は、長期レンジ補正モードでの補正でかさ上げした状態の基準印加電圧となる（図６の矢印Ｅ参照）。

処理が進み、短期レンジ補正モード並びに長期レンジ補正モードでの補正がそれぞれの所定のタイミングで実行され、感光体ドラム５２の新品からの回転数が所定以上になると、１回の補正ステップ数を変更する。

すなわち、図６では、１回の補正ステップ数が１回から２回に移行するようになっており、前記感光体ドラム５２の総回転数が所定以上になった後の補正の終期、並びに始期になると（図６の矢印Ｆ参照）、短期レンジ補正モードの補正分がリセットされ、その後の１回の補正ステップ数を２ステップとする（図６の矢印Ｇ参照）。

上記、補正回数には、予め上限回数が定められており、処理量がイレギュラー的に多いと、補正回数が増加し、上限回数を超える場合がある。このような場合、補正を行うことで、かえって感光体ドラム５２の帯電量の上限値（キャリア飛散レベル）に達してしまうことがある。そこで、上限回数を超えるような補正の指示があった場合、異常を報知（例えば、ユーザインターフェイス２０４（図３参照）の表示部への表示）したり、装置を停止するといった、緊急措置をとることで、最悪の結果を回避することができる。

ここで、補正の終期として一時的な電源オフ→オンがあった場合（図６の矢印Ｈ参照）、通常であれば、累積した補正ステップ数分をリセットするが、この補正終期→始期の期間が短い場合、感光体ドラム５２の帯電量が回復しない場合がある。

このため、補正の終期からタイマをスタートさせ、所定時間内に始期をむかえた場合には、リセットすることをキャンセルする。

これにより、感光体ドラム５２の帯電量が回復しないのに、補正ステップ数分がリセットされ、図５に示すカブリレベルとなることを防止することができる。

なお、リセットをキャンセルするか否かの判断として、タイマの計時が一般的であるが、定着部３２のヒータ温度に基づいて、リセットのキャンセルの是非を判断するようにしてもよい。

例えば、図７に示すように、現在の環境が「環境２」、基準印加電圧が「９９５Ｖ」、１回の補正ステップ数が「１ステップ」、上限回数が「２回」、この時点で補正が１回実行されているとき（図７のステップＳ１参照）、装置の動作が停止（電源オフ、スリープモードへの移行等）があり（図７のステップＳ２参照）、そのあと、装置の動作が復帰（電源オン、スリープモードからの立ち上げ等）があったとき（図７のステップＳ３参照）、定着部３２のヒータ温度ｔを検出する（図７のステップＳ４参照）。

このヒータ温度検出の結果、４５℃以下（ｔ≧４５℃）の場合（図７のステップＳ５参照）、前回停止後から時間結果が少ない（帯電ロール５２の抵抗値が高いままで、感光体ドラム５２の帯電量が回復していない）と判断して、前回のデータを継続する（図７のステップＳ６参照）。

この結果、環境が「環境２」、基準印加電圧が「９９５Ｖ」、１回の補正ステップ数が「１ステップ」、上限回数が「２回」、この時点で補正が１回実行されているところから始まる（図７のステップＳ７参照）
また、ヒータ温度検出の結果、４５℃未満（ｔ＜４５℃）の場合（図７のステップＳ８参照）、前回停止後から所定時間が経過したと判断し（帯電ロール５２の抵抗値が低下して、感光体ドラム５２の帯電量が回復している）、リセットした後、新たな環境判別（設定値の設定）を行う（図７のステップ９参照）。

この結果、一例として、環境が「環境２」から「環境１」に変化した場合（図７のステップＳ１０参照）、「環境１」、基準印加電圧が「１００２Ｖ」、１回の補正ステップ数が「２ステップ」、上限回数が「３回」、等の新たな設定値からから始まる（図７のステップＳ１１参照）。

以上説明したように本実施の形態では、短期レンジ補正モードと長期レンジ補正モードとをそれぞれ独立、かつ並行して実行するようにした。これにより、長期的には、経時的な帯電ロールの抵抗値の上昇による、感光体ドラム５２の帯電量を低下を抑制することができ、短期的には、装置の稼動状態で非線形に変化する帯電ロール５６の抵抗値の変化に基づいて、帯電ロール５６へ印加する電圧を補正することができる。

この場合、基本的には、補正の終期→始期（装置の電源オフ→オン）による感光体ドラム５２の帯電量の回復に対応して、補正ステップ数分をリセットするようにし、さらに、補正の終期→始期の期間が短い場合は、リセットをキャンセルするようにしたため、補正の精度が高くなり、感光体ドラム５２の帯電量の上限（キャリア飛散レベル）と下限（カブリレベル）の範囲内で安定させることができる。

本実施の形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 本実施の形態に係る現像部の拡大図である。 エンジン部の制御ブロック図である。 帯電ロールへの印加電圧の補正を実行するためのメインコントローラにおける制御を機能的に示すブロック図である。 処理量−感光体ドラム帯電量特性図である。 帯電ロールへの印加電圧の補正の推移を示すタイミングチャートである。 定着部のヒータ温度に基づく、補正リセットの是非を判断する制御の流れを示す流れ図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ エンジン部（画像形成エンジン）
３２ 定着部（加熱源）
５０ 感光体ユニット
５２ 感光体ドラム（像担持体）
６０ 現像器
６２ 露光ユニット
６４ 現像剤カートリッジ
６８、７０、７２ 中間転写体
２００ メイン電源管理部
２０２ メインコントローラ
２０４ ユーザーインターフェイス（異常回避手段）
２０６ 画像形成処理制御部
２０８ 光走査系コントロール部
２１０ 駆動系コントロール部
２１２ 帯電器コントロール部
２１４ 現像装置コントロール部
２１６ 定着器コントロール部
２１８ ユニット装填状態管理部
２２０ 電源投入監視センサ
２２１ 温度センサ（環境検出手段）
２２２ 湿度センサ（環境検出手段）
２１６Ａ 温度センサ
２５０ 短期レンジ補正モードパラメータ設定部（第１の補正手段）
２５２ 長期レンジ補正モードパラメータ設定部（第２の補正手段）
２５４ 基準印加電圧設定部
２５６ 補正ステップ数設定部
２５８ 上限回数設定部
２６０ パラメータマップ
２６０Ａ 環境−基準印加電圧マップ
２６０Ｂ 処理量−補正ステップ数マップ
２６０Ｃ 処理量−上限回数マップ
２６２ 短期レンジ補正指示部
２６４ 補正時期判別部
２６６ 帯電ロール印加電圧指示部
２６８ 短期レンジ補正リセット時期判別部
２７０ 補正開始／終期判別部
２７２ 単位時間処理量判別部
２７４ 補正ステップ数基準値設定部
２７６ 補正ステップ数加算値設定部
２７８ 処理量−補正ステップ数基準値マップ
２８０ 処理量−補正ステップ数加算値マップ
２８２ 加算部
２８４ 長期レンジ補正指示部
２８６ 補正時期判別部
２８８ 長期レンジ補正リセット時期判別部

Claims (10)

1. 像担持体に表面に対して近接される帯電部材へ所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表面を一様に帯電するための帯電手段を備え、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像し、記録媒体へトナー画像を転写、並びに転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置であって、
   予め設定された画像形成処理量毎に前記帯電部材への印加電圧を補正し、予め設定された連続する非画像形成処理期間があった場合に前記補正した印加電圧を前記所定の電圧にリセットする第１の補正手段と、
   前記第１の補正手段による補正のベース電圧となる基準印加電圧を補正する第２の補正手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記第１の補正手段が第２の補正手段よりも相対的に短いインタバルで実行される短期レンジ補正モードで実行され、前記第２の補正手段が第１の補正手段よりも相対的に長いインタバルで実行される長期レンジ補正モードで実行され、それぞれ独立、かつ並行して実行されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第１の補正手段は、処理量に応じて分割されたブロック単位で実行され、当該ブロックの始期が、電源のオン、未処理時の待機状態からの復帰の少なくとも１つであり、前記第１の補正手段の終期が電源のオフ、未処理時の待機状態への移行、前記画像形成エンジン内の画像形成処理に伴う加熱源の温度の低温モードへの移行、連続する所定時間の未処理状態検出の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記第１の補正手段の終期に、当該第１の補正手段により補正した累積補正量をリセットすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体がドラム形状であり、前記画像形成処理量が前記ドラム形状の像担持体の回転数に基づいて検出されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成エンジン内に設けられ、当該画像形成エンジン内の温度及び湿度を含む環境を検出する環境検出手段をさらに有し、前記第１の補正手段及び第２の補正手段の少なくとも一方による１回の補正量を、前記環境検出手段による検出結果に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成エンジン内の画像形成処理に伴う加熱源の温度に基づいて、前記第１の補正手段による補正の要否を判断することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記加熱源が、前記記録用紙に転写されたトナー画像の定着を実行する定着部に設けられたヒータであることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記第１の補正手段及び第２の補正手段の少なくとも一方の補正が、前記画像形成処理の累積量が多くなるに従い、補正量を多くすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
10. 前記第１の補正手段及び第２の補正手段の少なくとも一方の補正回数或いは総補正回数が、所定回数に達した場合に、警告報知或いは装置停止の少なくとも一方を実行して装置異常を回避する異常回避手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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