JP2014134720A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間調の画質を向上させるとともに、感光体摩耗を抑制する。
【解決手段】その表面に静電潜像が形成される感光層を有する感光体と、直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加して感光体を所定の電位に帯電する帯電手段と、静電潜像における中間調部の有無を検知する中間調検知手段と、中間調検知手段の検知結果に基づいて前記帯電手段の帯電条件を決定する帯電条件切替部とを備えた。また、感光体の膜厚検知手段を更に備え、感光体の膜厚検知手段により検知された感光体の膜厚に基づいて帯電手段の帯電条件を変更するか否かを決定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

帯電バイアス電圧のＡＣ成分の周波数に対応して生じる帯電ムラが出力画像にあたえる悪影響を防止する画像形成装置が知られている（特許文献１）。

特許文献１によれば、出力する画像の中に占める中間濃度部の広さあるいは比率を検知して、帯電バイアス電圧の交流成分の周波数を切り換えている。

特開平１０−２３９９５４号公報

本発明は、中間調の画質を向上させるとともに、感光体摩耗を抑制することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装置は、
その表面に静電潜像が形成される感光層を有する感光体と、
直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加して前記感光体を所定の電位に帯電する帯電手段と、
前記静電潜像における中間調部の有無を検知する中間調検知手段と、
前記中間調検知手段の検知結果に基づいて前記帯電手段の帯電条件を決定する帯電条件切替部と、を備えた、
ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、
前記中間調検知手段が、前記感光体の潜像電位に基づいて前記画像中における中間調部の有無を検知する、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項３記載の画像形成装置は、
その表面に静電潜像が形成される感光層を有する感光体と、
直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加して前記感光体を所定の電位に帯電する帯電手段と、
前記感光体の温湿度環境を検知する温湿度検知手段と、
前記温湿度検知手段の検知結果に基づいて前記帯電手段の帯電条件を決定する帯電条件切替部と、を備え、
前記温湿度検知手段で検知された温湿度に基づいて前記帯電手段の帯電条件を決定する、
ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記感光体の膜厚検知手段を更に備え、前記感光体の膜厚検知手段により検知された前記感光体の膜厚に基づいて前記帯電手段の帯電条件を変更するか否かを決定する、
ことを特徴とする。

本発明によれば、中間調の画質を向上させるとともに、感光体摩耗を抑制することができる。

画像形成装置１の概略構成の一例を示す断面模式図である。 画像形成装置１における作像部の機能を説明するための模式図である。 帯電ローラに供給する交流電流値と感光体ドラムの表面電位との関係を示す図であり肩電圧を示す図である。 （ａ）は、感光体ドラムと帯電ローラのニップ部の断面模式図、（ｂ）は、ニップ部の空隙と放電開始電圧との関係、（ｃ）は帯電ローラ表面形状の面内ムラと放電開始電圧の面内ムラとの関係を示した図である。 スコロトロン及び帯電ローラを用いて画像形成処理がなされた画像濃度と粒状性との関係の一例を示した図である。 交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）、及び交流電圧の周波数（Ｆａｃ）と中間調領域の粒状性の関係の一例を示した図である。 （ａ）は、ポストニップにおける放電周期とニップ部中心からの距離及び空隙Δとの関係を説明する図、（ｂ）は、ニップ部における空隙Δ（ｍｍ）と放電開始電圧（Ｖ）との関係を示した図、（ｃ）は、ポストニップにおける放電終了位置領域において（ｂ）を拡大して示した図である。 （ａ）は、交流電圧の周波数を増大させた場合のポストニップにおける放電周期とニップ部中心からの距離及び空隙Δとの関係を説明する図、（ｂ）は、ニップ部における空隙Δ（ｍｍ）と放電開始電圧（Ｖ）との関係を示した図、（ｃ）は、ポストニップにおける放電終了位置領域において（ｂ）を拡大して示した図である。 画像形成装置１の帯電制御の動作の一例を説明するフローチャートである。

次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

「第１実施形態」
（１）画像形成装置の全体構成及び動作
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置１の全体構成及び動作を説明する。

画像形成装置１は、制御装置１０、給紙装置２０、感光体ユニット３０、現像装置４０、転写装置５０、定着装置６０とを備えて構成されている。画像形成装置１の上面（Ｚ方向）には、画像が記録された用紙が排出・収容される排出積載部１ａが形成されている。

制御装置１０は、画像形成装置１の動作を制御するコントローラ１１と、コントローラ１１により作動を制御される画像処理部１２、電源装置１３等を有する。電源装置１３は、後述する帯電ローラ３２、現像ローラ４２、一次転写ローラ５２、二次転写ローラ５３等に電圧を印加する。
画像処理部１２は、外部の情報送信装置（例えばパーソナルコンピュータ等）から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して予め設定されたタイミングで、駆動信号を露光装置ＬＨに出力する。本実施形態の露光装置ＬＨは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が線状に配置されたＬＥＤヘッドにより構成されている。

画像形成装置１の底部には、給紙装置２０が設けられている。給紙装置２０は、用紙積載板２１を備え、用紙積載板２１の上面には多数の記録媒体としての用紙Ｐが積載される。用紙積載板２１に積載され、規制板（不図示）で幅方向位置が決められた用紙Ｐは、上側から１枚ずつ用紙引き出し部２２により前方（−Ｘ方向）に引き出された後、レジストローラ対２３のニップ部まで搬送される。

感光体ユニット３０は、給紙装置２０の上方（Ｚ方向）に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する像保持体としての感光体ドラム３１を備えている。感光体ドラム３１の回転方向にそって、帯電ローラ３２、露光装置ＬＨ、現像装置４０、一次転写ローラ５２、クリーニングブレード３４が配置されている。帯電ローラ３２には、帯電ローラ３２の表面をクリーニングするクリーニングローラ３３が対向、接触して配置されている。

現像装置４０は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング４１を有する。現像ハウジング４１内には、感光体ドラム３１に対向して配置された現像ローラ４２と、この現像ローラ４２の背面側斜め下方には現像剤を現像ローラ４２側へ撹拌搬送する一対のオーガ４４、４５が配設されている。現像ローラ４２には、現像剤の層厚を規制する層規制部材４６が近接配置されている。
現像装置４０各々は、現像ハウジング４１に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。

回転する感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により帯電され、露光装置ＬＨから出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム３１上に形成された静電潜像は現像ローラ４２によりトナー像として現像される。

転写装置５０は、各感光体ユニット３０の感光体ドラム３１にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト５１、各感光体ユニット３０にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト５１に順次転写（一次転写）する一次転写ローラ５２を備えている。さらに、中間転写ベルト５１上に重畳して転写された各色トナー像を記録媒体である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ローラ５３、とから構成されている。

各感光体ユニット３０の感光体ドラム３１に形成された各色トナー像は、コントローラ１１により制御される電源装置１３等から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ５２により中間転写ベルト５１上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。

中間転写ベルト５１上の重畳トナー像は、中間転写ベルト５１の移動に伴って二次転写ローラ５３が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて給紙装置２０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。
そして、二次転写ローラ５３には、コントローラ１１により制御される電源装置１３等から所定の転写電圧が印加され、レジストローラ対２３から送り出され、搬送ガイドにより案内された用紙Ｐに中間転写ベルト５１上の多重トナー像が一括転写される。

感光体ドラム３１表面の残留トナーは、クリーニングブレード３４により除去され、廃トナー収容部（不図示）に回収される。感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により再帯電される。尚、クリーニングブレード３４で除去しきれず帯電ローラ３２に付着した残留物は、帯電ローラ３２に接触して回転するクリーニングローラ３３表面に捕捉される。

定着装置６０は一方向へ回転する無端状の定着ベルト６１と、定着ベルト６１の周面に接し、一方向へ回転する加圧ローラ６２と、を有し、定着ベルト６１と加圧ローラ６２の圧接領域によってニップ部Ｎ（定着領域）が形成される。
転写装置５０においてトナー像が転写された用紙Ｐは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを経由して定着装置６０に搬送される。定着装置６０に搬送された用紙Ｐは、一対の定着ベルト６１と加圧ローラ６２により、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。定着トナー像が形成された用紙Ｐは、搬送ガイドによってガイドされ、排出ローラ対６９から画像形成装置１上面の排出積載部１ａに排出される。

（２）作像部の構成・動作
（２．１）作像部の構成
図２は、本実施形態の画像形成装置１における制御装置１０、感光体ユニット３０、露光装置ＬＨ、現像装置４０、転写装置５０等から構成される作像部の機能を更に詳しく説明するための模式図である。

図２に示すように、作像部は感光体ドラム３１の周りに、帯電ローラ３２と帯電ローラ３２にはクリーニングローラ３３が対向、接触して配置されている。帯電ローラ３２の下流側には、露光装置ＬＨの露光位置が設定され、その下流側には、現像ローラ４２が対向して配置されている。現像ローラ４２の下流側には、一次転写ローラ５２が中間転写ベルト５１を挟んで接触配置され転写部を形成している。転写部の下流側で帯電ローラ３２の上流側にはクリーニングブレード３４が弾力的に接触している。

制御装置１０は、画像形成装置１の動作を制御するコントローラ１１と、コントローラ１１により作動を制御される画像処理部１２、電源装置１３等を有する。電源装置１３は、帯電ローラ３２に直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加するほか、現像ローラ４２、一次転写ローラ５２、二次転写ローラ５３等に必要な電圧を印加する。

画像処理部１２は、外部の情報送信装置（例えばパーソナルコンピュータ等）から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して予め設定されたタイミングで、駆動信号を露光装置ＬＨに出力する。本実施形態の露光装置ＬＨは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が線状に配置されたＬＥＤヘッドにより構成されている。
また、制御装置１０は、画像中における中間調部の有無を検知する中間調検知手段の一例としてスクリーン制御部１５を有する。また、コントローラ１１が帯電条件切替部の一例に相当する。

スクリーン制御部１５では、各色信号（ＹＭＣＫ）に対し、ディザパターンを用いてスクリーン処理（二値化処理）を施し、網点画像データとする。そして、画像データに中間調の画像を示す画像データが含まれているか否かを判定し、判定結果に基づいてコントローラ１１が帯電条件を切り替える。

（２．２）作像部の作用
帯電ローラ３２を用いた接触帯電方式においては、帯電ローラ３２に帯電のための直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加している。
直流電圧の印加だけでは、感光体ドラム３１上の抵抗の低いところにだけ電流が流れるため均一に帯電することができない。また、感光体ドラム３１表面が局所的に汚れると、その部分だけ帯電しなくなるという問題が生じる。そのため、直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加して、感光体ドラム３１表面を帯電させている。

また、回転駆動される感光体ドラム３１に対して接触配置された帯電ローラ３２に所定の直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧が印加されると、感光体ドラム３１の表面電位は、一定値以上の交流電圧（ピーク・トウ・ピーク：Ｖｐｐ）を帯電ローラ３２に印加しても、ある電圧（肩電圧）以上には上がらない（飽和電流値Ｉａｃ０：図３参照）。

実際には、画質的観点や環境変動に対応するため肩電圧をもとに最適な交流電流値に設定する。例えば、交流電流値は大きすぎると感光体ドラム３１が磨耗するという不具合が生じる。逆に小さすぎると、帯電の均一性が保てなくなり、画像形成したときに画像ムラができる。そのため、交流電流値を必要最低限の最適な値に設定する必要がある。本実施形態に係る画像形成装置１においては、図３のＡ点（Ｉａｃ１）に設定している。
帯電ローラ３２は、その製作過程において表面が研磨加工され、表面粗さが略１０μｍ以内になるように調整される。係る帯電ローラ３２を用いて、感光体ドラム３１を帯電させる場合には、帯電均一性及び感光体ドラム３１の摩耗等を考慮しながら、帯電ローラ３２には、飽和電流値Ｉａｃ０に対して２０％ないし３５％増加した交流電流値Ｉａｃ１が設定される。また、交流電圧は、感光体ドラム３１の周方向の進行距離１ｍｍ当たりの放電回数（ラインペア）として、５回ないし６回の放電がなされる印加周波数とされる。

帯電ローラ３２に重畳電圧を印加して感光体ドラム３１を帯電させる接触帯電方式は、帯電ローラ３２と感光体ドラム３１との間の微小ギャップに発生する放電によって、感光体ドラム３１を帯電するものであり、この微小ギャップに発生する放電の開始電圧は、パッシェンの法則によって規定されることが知られている。

しかるに、帯電ローラ３２の表面形状の面内ムラに起因して部分的に感光体ドラム３１表面と帯電ローラ３２の表面との空隙の面内ムラが発生することにより放電開始電圧の面内ムラが発生し帯電ムラが発生する（図４参照）。
さらに、帯電ローラ３２の電気抵抗値の面内ムラに起因して部分的に感光体ドラム３１と帯電ローラ３２とのニップ部における放電開始電圧の面内ムラが発生し帯電ムラが発生する。

図４（ａ）は、感光体ドラム３１と帯電ローラ３２とのニップ部を模式的に拡大した図、図４（ｂ）は、ニップ部における空隙Δ（ｍｍ）と放電開始電圧（Ｖ）との関係、すなわちパッシェンカーブを示した図、図４（ｃ）は、図４（ｂ）のパッシェンカーブをポストニップにおける放電終了位置領域において拡大して示した図である。

感光体ドラム３１と帯電ローラ３２とのニップ部においては、ニップ部の上流側のみならず、ニップ部の下流側（以下、ポストニップと記す）においても放電が発生して感光体ドラム３１の帯電が行われている。そして、ポストニップにおいては、下流側にむけて空隙Δが漸次大きくなるにつれて放電しにくくなり、放電終了位置は、ニップ部中心から下流側に約０．７５ｍｍである。
この放電終了位置に近い領域における空隙Δ＝０．０６ｍｍにおいて、例えば帯電ローラ３２の表面粗さに起因する面内ムラが１０μｍあった場合、約６０Ｖ〜７０Ｖの表面電位差が帯電ムラとなって発生することになる（図４（ｃ）参照）。

このような帯電ローラによる接触帯電方式を用いた画像形成装置においては、スコロトロン等の帯電装置を用いて帯電された感光体ドラムの表面電位と比較して、特に中間調領域において帯電ムラが大きく、写真画像等に多く存在する中間調部で粒状性（画像のざらざら感）の悪化が発生するという問題点があった（図５参照）。特にフルカラーの画像形成装置においては、僅かな濃度むら等が生じても、直ぐさま色彩自体が異なる場合もあるため、一層この問題は深刻である。

このような問題に対して、図６に示すように、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）を高く設定したり、交流電圧の周波数を高くすることで帯電ムラを抑制し、中間調領域の粒状性の悪化を回避することもできるが、ニップ部の上流側及び下流側における放電量が多くなる。
そのため、放電によるスパッタリングによって、感光体ドラムの表面が劣化し、感光体ドラム３１表面の平滑性を低下させて摩擦係数の上昇を招く。摩擦係数が上昇した感光体ドラム３１の表面は、クリーニングブレード３４によって磨耗され易くなり、感光体ドラム３１の寿命が短くなるばかりか、帯電ローラ３２が磨耗により膜減りするという問題点が生じる。

（２・４）帯電制御
本実施形態に係る画像形成装置１では、トナー像を形成する画像中における中間調部の有無を検知する中間調検知手段としてスクリーン制御部１５を備え、中間調検知手段の検知結果に基づいて帯電ローラ３２の帯電条件を決定する。
具体的には、受け付けた印刷ジョブに含まれる画像データに中間調に対応する画像データが含まれる場合には、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧のうち、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）又は交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させて画像形成処理を行う。
もっとも、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）及び交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させて画像形成処理を行っても良い。

スクリーン制御部１５は、ページ記述言語（ＰＤＬ）で記述された画像データ等、入力されたデータを解析して、極薄い濃度領域（ハイライト部）、グラデーション、ハーフトーンを描画する領域など、中間調画像を形成する領域を抽出する。そして、コントローラ１１は、中間調画像を形成する領域の高濃度側では、網点構造から網線構造へと変化する領域を上限として帯電ローラ３２の帯電条件を変更する。一方、低濃度側では、網点面積率が２０％を下限として帯電ローラ３２の帯電条件を変更する。
又、コントローラ１１は、露光装置ＬＨの露光量によって、中間調部の低濃度側の下限を決定することもできる。

（２．５）帯電制御の作用・効果
以下、本実施形態に係る画像形成装置１における帯電制御について、その作用及び効果について説明するが、先に、帯電ローラ３２に印加される交流電流値が通常の帯電条件として、上述した図３のＡ点（Ｉａｃ１）に設定され、例えば交流電圧の空間周波数が５．６７ラインペア／ｍｍ、すなわちプロセススピード３０８ｍｍ／ｓｅｃ時に印加周波数１７１０Ｈｚに設定されている場合について説明する。

図７（ａ）は、ポストニップにおける放電周期とニップ部中心からの距離及び空隙Δとの関係を説明する図、図７（ｂ）は、ニップ部における空隙Δ（ｍｍ）と放電開始電圧（Ｖ）との関係、すなわちパッシェンカーブを示した図、図７（ｃ）は、図７（ｂ）のパッシェンカーブをポストニップにおける放電終了位置領域において拡大して示した図である。

図７（ａ）に示すように、ポストニップにおいて、交流電圧の周波数Ｆａｃが１７１０Ｈｚに設定されている場合には、約０．１８ｍｍごとに交流電圧のピーク電圧が発生し、この周期で放電する。
特に、放電終了位置前後においては、例えば０．７２ｍｍでｎ回目の交流電圧のピーク電圧が発生し、次のｎ＋１回目の交流電圧のピーク電圧は、ニップ部中心から下流側に約０．９ｍｍの位置において発生する。

このポストニップ位置での空隙Δは、それぞれ０．０６ｍｍ、０．０９７ｍｍとなり、図７（ｂ）、（ｃ）のパッシェンカーブに示すように、感光体ドラム３１の表面電位は空隙Δ＝０．０６ｍｍにおいて、例えば帯電ローラ３２の表面粗さに起因する面内ムラが１０μｍあった場合、約６０Ｖ〜７０Ｖの表面電位差が帯電ムラとなって発生することになる。

一方、交流電圧のｎ＋１回目のピーク電圧による放電は、空隙Δ＝０．０９７ｍｍにおいて行われるために、ｎ回目のピーク電圧による放電時に発生した約６０Ｖ〜７０Ｖの表面電位の面内ムラを平滑化することができない。

本実施形態に係る画像形成装置１においては、画像中における中間調部の有無を検知する中間調検知手段としてスクリーン制御部１５を備え、受け付けた印刷ジョブに含まれる画像データに中間調に対応する画像データが含まれる場合には、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧のうち、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）又は交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させて画像形成処理を行う。

図９は、印刷ジョブを受け付けて画像データが入力されたタイミングで、コントローラ１１で実行される帯電制御の流れを示すフローチャートであり、以下、同図を参照しながら本実施形態に係る画像形成装置１の帯電制御について説明する。

まず、画像データを画像処理部１２のＲＡＭ（不図示）に記憶し（Ｓ１０１）、電源装置１３は、帯電ローラ３２に直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加すると同時に感光体ドラム３１及び現像ローラ４２の回転駆動を開始する（Ｓ１０２）。

次に、画像処理部１２のＲＡＭに記憶されている画像データを読み出し（Ｓ１０３）、読み出した画像データの濃度値に基づいて、スクリーン制御部１５において中間調の画像を示す画像データが存在するか否かを判定する（Ｓ１０４）。

中間調の画像を示す画像データが存在する場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、コントローラ１１は、帯電ローラ３２に印加する交流電流値Ｉａｃを、Ｉａｃ１へ変更する（Ｓ１０５）。
具体的には、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）又は交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させて画像形成処理を行う。
例えば、交流電圧の周波数ＦａｃをＦａｃ＝１７１０ＨｚからＦａｃ＝５０００Ｈｚに増加させて画像形成処理を行う。

中間調の画像を示す画像データが存在しない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、コントローラ１１は、帯電ローラ３２に印加する交流電流値Ｉａｃとして、現在の交流電流値Ｉａｃ１を維持する。

図８（ａ）は、交流電圧の周波数Ｆａｃが５０００Ｈｚに設定されている場合のポストニップにおけるニップ部中心からの距離と空隙Δとの関係において、帯電ローラ３２に印加される交流電圧がピーク電圧となるポストニップ位置を示している。
交流電圧の周波数Ｆａｃが５０００Ｈｚに設定された場合、約０．０６ｍｍごとに交流電圧のピーク電圧が発生し、この周期で放電する。

特に、放電終了位置前後においては、例えば０．６６ｍｍでｎ回目の交流電圧のピーク電圧が発生し、ｎ＋１回目の交流電圧のピーク電圧は、ニップ部中心から下流側に約０．７２ｍｍの位置において発生する。
このポストニップ位置での空隙Δは、それぞれ０．０５７ｍｍ、０．０６３ｍｍとなり、図８（ｂ）、（ｃ）のパッシェンカーブに示すように、帯電ローラ３２の表面粗さに起因する面内ムラが１０μｍあった場合であっても、ｎ＋１回目の交流電圧のピーク電圧による放電により約２０Ｖ〜３０Ｖの表面電位差に抑制される。

従って、帯電ローラ３２の表面粗さに起因する面内ムラがあった場合であっても、ポストニップにおける放電終了位置領域において、印加される交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させることで、表面電位差に基づく帯電ムラを抑制し、写真画像等に多く存在する中間調部での粒状性（画像のざらざら感）の悪化を抑制することができる。
受け付けた印刷ジョブに含まれる画像データに中間調に対応する画像データが含まれていない場合には、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）又は交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させることなく画像形成処理を行い、感光体ドラム３１の寿命が短くなることを防止することができる。

「第２実施形態」
本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、トナー像を形成する画像中における中間調部の有無を検知する中間調検知手段として電位検知センサＥＳを備え、中間調検知手段の検知結果に基づいて帯電ローラ３２の帯電条件を決定する。

具体的には、露光装置ＬＨから出射する潜像形成光により静電潜像が形成された感光体ドラム３１の潜像電位を電位検知センサＥＳで測定し、現像ローラ４２に印加される現像バイアス電位（ＶＢ）と感光体ドラム３１の露光部電位（ＶＬ）とで定まるコントラスト電位（ＶＣ＝ＶＢ−ＶＬ）を算出し、コントラスト電位（ＶＣ）が予め定められたコントラスト電位（ＶＣ０）以下となった場合には、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧のうち、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）又は交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させて画像形成処理を行う。

本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、実際のコントラスト電位（ＶＣ＝ＶＢ−ＶＬ）に基づいて、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧の制御を行うために、画像データに中間調に対応する画像データが含まれていた場合であっても、予め定められた所定のコントラスト電位以上であった場合には、帯電ローラ３２に印加する交流電流値Ｉａｃとして、現在の交流電流値Ｉａｃ１を維持する。

例えば、作像部の周囲環境が高温であった場合や、感光体ドラム３１の膜厚が一定の膜厚以下になっている場合には、画像データに中間調に対応する画像データが含まれていても露光部電位（潜像電位）は、低温環境や感光体ドラム３１の膜厚が十分に厚い場合に比較して低下する。そのために、コントラスト電位ＶＣは大きくなり、粒状性の悪化は抑制される。
従って、帯電ローラ３２に印加する交流電流値Ｉａｃとして、現在の交流電流値Ｉａｃ１を維持することで、感光体ドラム３１の寿命が短くなることを抑制することができる。

「第３実施形態」
本実施形態に係る画像形成装置１Ｂは、画像形成装置１Ｂ内の温度及び湿度を検知する環境センサＳを備え、環境センサＳによって検知された温湿度に基づいて帯電ローラ３２の帯電条件を決定する。
具体的には、画像形成装置１Ｂ内の温度及び湿度を環境センサＳで検出し、検出された温度・湿度が予め定められた温度・湿度以上となった場合には、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧のうち、交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させて画像形成処理を行う。
なお、環境センサＳとしては、従来公知の温度・湿度センサを用いることができる。

本実施形態に係る画像形成装置１Ｂは、画像形成装置１Ｂ内の実際の温度及び湿度に基づいて、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧の制御を行うために、画像データに中間調に対応する画像データが含まれていた場合であっても、予め定められた所定の環境以上であった場合には、帯電ローラ３２に印加する交流電流値Ｉａｃとして、現在の交流電流値Ｉａｃ１を維持する。

例えば、作像部の周囲環境が低湿であった場合には、コントラスト電位ＶＣを大きく設定する必要がある。また、現像剤の帯電能も高く維持される。そのために、画像データに中間調に対応する画像データが含まれていても粒状性の悪化は抑制される。
従って、低湿環境では帯電ローラ３２に印加する交流電流値Ｉａｃとして、現在の交流電流値Ｉａｃ１を維持することで、感光体ドラム３１の寿命が短くなることを抑制することができる。

「第４実施形態」
本実施形態に係る画像形成装置１Ｃは、感光体ドラム３１の膜厚を検知する膜厚検知手段１５ａを備え、膜厚検知手段１５ａによって検知された感光体ドラム３１の膜厚に基づいて帯電ローラ３２の帯電条件を決定する。
具体的には、感光体ドラム３１の膜厚を膜厚検知手段１５ａで検出し、検出された膜厚が予め定められた膜厚以上である場合には、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧のうち、交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させて画像形成処理を行う。

膜厚検知手段としては、例えば、膜厚検知時には、感光体ドラム３１に直流電圧のみを印加し、その際の帯電電荷量を検知することにより、初期帯電電荷量との比を求め、初期膜厚に乗じることにより、使用状態における膜厚を簡易に検知（算出）してもよいし、従来公知の印刷枚数カウンタや、感光体ドラム３１の累積回転数カウンタの計測結果と膜厚との相関に基づき、簡易に膜厚を検知（算出）してもよい。
また、膜厚検知手段１５ａとして、別途、従来公知の膜厚センサや膜厚検知サイクルを設けて、感光体ドラム３１の膜厚を検知してもよい。

本実施形態に係る画像形成装置１Ｃは、感光体ドラム３１の実際の膜厚に基づいて、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧の制御を行う時期を判断する。
一般に、飽和電流値Ｉａｃ０は膜厚の減少に伴って増大する。従って、感光体ドラム３１の膜厚が薄くなった場合には、例えば帯電ローラ３２に印加する交流電圧の周波数Ｆａｃとして、現在の周波数Ｆａｃを維持しても、中間調の粒状性の悪化は抑制される。
すなわち、画像形成装置１Ｃは、感光体ドラム３１の実際の膜厚に基づいて、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧の制御を行う時期を判断し、感光体ドラム３１へのストレスを低減し、感光体ドラム３１の寿命が短くなることを抑制することができる。

「第５実施形態」
本実施形態に係る画像形成装置１Ｄでは、画像形成に用いられる記録媒体の用紙属性に基づいて帯電ローラ３２の帯電条件を決定する。
具体的には、使用者が操作情報部（不図示）を介して、記録媒体として厚紙コート紙を選択した場合に、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧のうち、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）又は交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させて画像形成処理を行う。
もっとも、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）及び交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させて画像形成処理を行っても良い。

画像形成装置１Ｄにおいては、一般のコピー向け用紙だけでなく、様々な用紙が用いられ、出版や広告等といった専門業者向けでは、上質紙や中質紙、コート紙、アート紙等といった多種多様な用紙にトナー画像形成が行われる。
特に、用紙Ｐとして坪量が１２７ｇ／ｍ２ないし２００ｇ／ｍ２の範囲で、記録面にカオリンや炭酸カルシウムなどをコーティングすることにより塗工層を形成し平滑度を向上させたコート紙が用いられることがある。

係る厚紙コート紙を用いた場合には、低濃度域においてトナーの面積率に対する濃度変化量が大きく、高濃度域においてトナーの面積率に対する濃度変化量が小さくなる特性を示し、色再現性が異なってしまう。コート紙においては、塗工層にトナーがほとんど吸収されずに、その表面にトナーが重ねられ、平滑な塗工層上に各位置で一様の量のトナーによってトナー層が構成されることになるためと推定される。
これを補正するために、厚紙コート紙を用いた場合には階調特性を補正することが行われ、中間調部の面積率が変化して、粒状性（画像のざらざら感）の悪化が発生しやすいという問題点があった。

画像形成装置１Ｄは、記録媒体として厚紙コート紙が選択された場合に、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧のうち、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）又は交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させて画像形成処理を行い、中間調部での粒状性（画像のざらざら感）の悪化を抑制することができる。

以上、本発明に係る実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行うことが可能である。
本実施形態では画像形成装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、いわゆるタンデム型であったが、これに限られるものではない。また、現像装置を複数備えたカラー画像形成装置として説明したが、これに限られず、例えば、モノクロの画像形成装置であっても適用することができる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ・・・画像形成装置
１０・・・制御装置
１１・・・コントローラ
１２・・・画像処理部
１３・・・電源装置
１５・・・スクリーン制御部
２０・・・給紙装置
３０・・・感光体ユニット
３１・・・感光体ドラム
３２・・・帯電ローラ
３３・・・クリーニングローラ
３４・・・クリーニングブレード
４０・・・現像装置
４２・・・現像ローラ
５０・・・転写装置
５１・・・中間転写ベルト
５２・・・一次転写ローラ
５２・・・二次転写ローラ
６０・・・定着装置
ＬＨ・・・露光装置
ＥＳ・・・電位検知センサ
Ｓ・・・環境センサ

Claims (4)

1. その表面に静電潜像が形成される感光層を有する感光体と、
   直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加して前記感光体を所定の電位に帯電する帯電手段と、
   前記静電潜像における中間調部の有無を検知する中間調検知手段と、
   前記中間調検知手段の検知結果に基づいて前記帯電手段の帯電条件を決定する帯電条件切替部と、を備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記中間調検知手段が、前記感光体の潜像電位に基づいて前記画像中における中間調部の有無を検知する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. その表面に静電潜像が形成される感光層を有する感光体と、
   直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加して前記感光体を所定の電位に帯電する帯電手段と、
   前記感光体の温湿度環境を検知する温湿度検知手段と、
   前記温湿度検知手段の検知結果に基づいて前記帯電手段の帯電条件を決定する帯電条件切替部と、を備え、
   前記温湿度検知手段で検知された温湿度に基づいて前記帯電手段の帯電条件を決定する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記感光体の膜厚検知手段を更に備え、前記感光体の膜厚検知手段により検知された前記感光体の膜厚に基づいて前記帯電手段の帯電条件を変更するか否かを決定する、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
   
   

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