JP2004086156A - 画像形成装置、帯電装置、および帯電装置の電源制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスの変化を検出することが可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、感光体ドラム３２Ｃの周囲の温度を検出するためのサーミスタ３５Ｃと、感光体ドラム３２Ｃの周囲の温度と、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶するＲＯＭ１０２ｂと、サーミスタ３５Ｃの出力に基づいて感光体ドラム３２Ｃの周囲の温度を検出し、検出した温度に基づいて、ＲＯＭ１０２ｂに記憶されたインピーダンス特性データを参照して、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスを算出するＣＰＵ１０２ａと、を備えている。
【選択図】 図３
【解決手段】本発明の画像形成装置は、感光体ドラム３２Ｃの周囲の温度を検出するためのサーミスタ３５Ｃと、感光体ドラム３２Ｃの周囲の温度と、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶するＲＯＭ１０２ｂと、サーミスタ３５Ｃの出力に基づいて感光体ドラム３２Ｃの周囲の温度を検出し、検出した温度に基づいて、ＲＯＭ１０２ｂに記憶されたインピーダンス特性データを参照して、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスを算出するＣＰＵ１０２ａと、を備えている。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置、帯電装置、および帯電装置の電源制御方法に関し、詳細には、接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加して感光体を帯電させる画像形成装置、帯電装置、および帯電装置の電源制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置の帯電方式には非接触のコロナ放電方式と、接触帯電方式とがある。接触帯電方式は、電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接させることにより、被帯電体に電荷を直接的に転移（注入）させて被帯電体面を所要の電位に帯電するものである。かかる接触帯電方式は、帯電装置として従来より広く利用されているコロナ放電方式に比して、▲１▼被帯電体面に所望の電位を得るのに必要とされる印加電圧の低圧化が図れること、▲２▼帯電過程で発生するオゾン量が極く微量でありオゾン除去フィルタの必要性がなくなること、▲３▼オゾン除去フィルタが不要であるため、装置の排気系の構成が簡略化されること、▲４▼メンテナンスフリーであること、▲５▼構成が簡単であること等の利点を有している。
【０００３】
この接触帯電方式では、感光体ドラムに印加する電圧は感光体ドラムの表面電位を目標の暗部電位Ｖｄに収束させるために、この電位Ｖｄに相当するＤＣ定電圧に対し電位の均一化を図るためＡＣ電圧を重畳するＤＣ重畳ＡＣ方式がある。
【０００４】
かかるＤＣ重畳ＡＣ方式では、帯電ローラから感光体ドラム間のインピーダンスが環境によって大きく変動するため、ＡＣ電圧が定電圧では、帯電不良、リーク等が発生する可能性がある。そのため、インピーダンスの変化に応じてＡＣ電圧を変化させるようＡＣ分について定電流制御を行なっている。
【０００５】
しかしながら、画像形成時にＡＣ定電流制御を行うと、感光ドラム上に生じたピンホールを帯電ローラが通過することによって急激なインピーダンスの変化や、各種電気的なノイズを生じ、電流値が影響を受けると共に印加電圧が降下し帯電不良を起こし易いという問題がある。
【０００６】
上記問題を解決するために、特許文献１では、その環境に適した定電圧制御を行う技術が開示されている。具体例には、特許文献１では、画像形成装置の電源投入時や定期的なプロセスコントロール時に、帯電ＡＣ分の電流検出を実施し、目標とする電流値になるまでＡＣ出力電圧を変動させ、その後、その出力電圧値をＣＰＵにて記憶させ、所定の時間、この出力電圧にてＡＣ分において定電圧制御を行っている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５‐１１５７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、高圧電源内にＡＣ出力電流検出機構を設ける構成であるため、▲１▼外部ＣＰＵに検出した電流（電圧変換したアナログ値）を送信するので、通常の高圧制御に１ビット帰還電流用のビットを追加する必要があること（４色分なら計４ビット追加が必要となること）、▲２▼所定のタイミングで必ずＡＣ出力電流を検出してＣＰＵで目標出力電流となるようにＰＷＭＤｕｔｙを変更するルーチンが必要になること等により回路構成が複雑かつコストアップになるという問題がある。
【０００９】
本発明の第１の目的は、上記に鑑みてなされたものであり、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスの変化を検出することが可能な画像形成装置、帯電装置、および帯電装置の電源制御方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、上記に鑑みてなされたものであり、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材の帯電不良およびリーク等を防止可能な画像形成装置、帯電装置、および帯電装置の電源制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、接触式帯電部材により感光体を帯電させ、帯電した感光体に光学像を書き込んで潜像を形成し、感光体上に形成された潜像を現像手段により現像する画像形成装置において、前記感光体の周囲の環境情報を検出するための環境情報検出手段と、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶する第１の記憶手段と、前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記発明によれば、環境情報検出手段は、前記感光体の周囲の環境情報を検出し、第１の記憶手段は、感光体の環境情報と、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶し、インピーダンス算出手段は、環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出する。
【００１３】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることを特徴とする。上記発明によれば、感光体の周囲の環境情報として、感光体の周囲温度を検出する。
【００１４】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、さらに、前記接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する高圧電圧印加手段と、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、前記高圧電圧印加手段が前記接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する電圧制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記発明によれば、高圧電圧印加手段は接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加し、電圧制御手段は、インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、高圧電圧印加手段が接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する。
【００１６】
また、請求項４にかかる発明は、請求項３にかかる発明において、前記帯電部材と感光体間のインピーダンス値と、前記接触式帯電部材の目標出力電圧との関係をインピーダンス−目標電圧変換データとして記憶する第２の記憶手段を備え、前記電圧制御手段は、前記インピーダンス−目標電圧変換データを参照して、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに対応する目標電圧出力を算出して、前記高圧電圧印加手段の出力が当該目標電圧出力となるように、前記高圧電圧印加手段を制御することを特徴とする。
【００１７】
上記発明によれば、第２の記憶手段に帯電部材と感光体間のインピーダンス値と、前記接触式帯電部材の目標出力電圧との関係をインピーダンス−目標電圧変換データとして記憶し、電圧制御手段は、インピーダンス−目標電圧変換データを参照して、インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに対応する目標電圧出力を算出して、前記高圧電圧印加手段の出力が当該目標電圧出力となるように、高圧電圧印加手段を制御する。
【００１８】
また、請求項５にかかる発明は、請求項３にかかる発明において、前記電圧制御手段は、目標電圧出力値に対応したＰＷＭ信号を前記高圧電圧印加手段に出力し、前記高圧電圧印加手段は、前記電圧制御手段から入力されるＰＷＭ信号に対応した目標電圧出力値の電圧を接触式帯電部材に印加することを特徴とする。
【００１９】
上記発明によれば、電圧制御手段は、目標電圧出力値に対応したＰＷＭ信号を前記高圧電圧印加手段に出力し、前記高圧電圧印加手段は、前記電圧制御手段から入力されるＰＷＭ信号に対応した目標電圧出力値の電圧を接触式帯電部材に印加する。
【００２０】
また、請求項６にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、安全措置を講ずる安全保護手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
上記発明によれば、安全保護手段は、環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、安全措置を講ずる。
【００２２】
また、請求項７にかかる発明は、請求項６にかかる発明において、前記安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、前記高圧電圧印加手段から前記接触式帯電部材への電圧出力を停止させることを特徴とする。
【００２３】
上記発明によれば、安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、前記高圧電圧印加手段から前記接触式帯電部材への電圧出力を停止させる。
【００２４】
また、請求項８にかかる発明は、請求項６にかかる発明において、前記安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、異常を報知することを特徴とする。
【００２５】
上記発明によれば、安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、異常を報知する。
【００２６】
また、請求項９にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記画像形成装置は、カラー画像を形成するカラータンデム方式の画像形成装置であることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１０にかかる発明は、画像形成装置の感光体を接触式帯電部材で帯電させる帯電装置において、前記感光体の周囲の環境情報を検出するための環境情報検出手段と、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶する第１の記憶手段と、前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
上記発明によれば、環境情報検出手段は、感光体の周囲の環境情報を検出し、第１の記憶手段には、感光体の環境情報と、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶し、インピーダンス算出手段は、環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出する。
【００２９】
また、請求項１１にかかる発明は、請求項１０にかかる発明において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることを特徴とする。上記発明によれば、感光体の周囲の環境情報として、感光体の周囲温度を検出する。
【００３０】
また、請求項１２にかかる発明は、請求項１０にかかる発明において、さらに、前記接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する高圧電圧印加手段と、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、前記高圧電圧印加手段が前記接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する電圧制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３１】
上記発明によれば、高圧電圧印加手段は接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加し、電圧制御手段は、インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、高圧電圧印加手段が接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する。
【００３２】
また、請求項１３にかかる発明は、画像形成装置の感光体と接触する接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加して、前記感光体を帯電させる帯電装置の電源制御方法において、前記感光体の周囲の環境情報を検出する環境情報検出工程と、前記環境情報検出工程で検出された環境情報に基づいて、記憶手段に記憶されている、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係を示すインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出工程と、を含むことを特徴とする。
【００３３】
上記発明によれば、感光体の周囲の環境情報を検出し、検出された環境情報に基づいて、記憶手段に記憶されている、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係を示すインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出する。
【００３４】
また、請求項１４にかかる発明は、請求項１３にかかる発明において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることを特徴とする。上記発明によれば、感光体の周囲の環境情報として、感光体の周囲温度を検出する。
【００３５】
また、請求項１５にかかる発明は、請求項１３にかかる発明において、前記インピーダンス算出工程で算出されたインピーダンスに基づいて、前記接触式帯電部材の印加電圧を定電圧制御する電圧制御工程を含むことを特徴とする。
【００３６】
上記発明によれば、算出されたインピーダンスに基づいて、接触式帯電部材の印加電圧を定電圧制御する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の画像形成装置、帯電装置、および帯電装置の電源制御方法を適用した画像形成装置の好適な実施の形態を、（実施の形態１）、（実施の形態２）、（実施の形態３）の順に詳細に説明する。なお、以下の説明では、画像形成装置として、カラータンデム型の複写機を例示して説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる画像形成装置を図１〜図５を参照して詳細に説明する。図１は、画像形成装置の概略の全体構成を示す断面図である。図１において、画像形成装置は、原稿を露光してその反射光を光電変換して得られる画像情報を信号処理するスキャナー部１と、スキャナ部１で信号処理された画像情報に応じてＰＭ・ＰＷＭ変調したレーザー光をＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ画像形成ユニット３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋの感光体にそれぞれ照射する書き込み部２と、書き込み部２で照射されたレーザー光に応じたトナー像を形成するＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ画像形成ユニット３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋを備えている。画像形成ユニット３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋの構成は同一であるので、以下の説明では、画像形成ユニット３Ｃを代表させて説明する。
【００３９】
画像形成ユニット３Ｃは、感光体３２Ｃの表面を一様に帯電させる帯電部３１Ｃと、帯電部３１Ｃにより帯電された後、書き込み部２で照射されるレーザー光に応じた潜像を形成する感光体３２Ｃと、感光体３２Ｃに形成された潜像にトナーを付着させる現像部３３Ｃ、感光体３２Ｃの残トナーをクリーニングするドラムクリーニング機構３４Ｃ等を備えている。
【００４０】
また、画像形成装置は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ画像形成ユニット３Ｃ〜３Ｋの各感光体３Ｃ〜３Ｋに付着されたトナー像を転写紙に転写する中間転写ベルト６を備えている。さらに、画像形成装置は、給紙トレイを本体部７（片面機）と給紙バンク８に備えると共に、手差し給紙台９を本体部に備えており、また、搬送部から送られてきた用紙に温度および圧を加えてトナーを用紙上に融着させる定着ユニット１１を備えている。定着ユニット１１は、用紙に温度を定着ローラ１２、用紙に圧を加える加圧ローラ１３とを備えている。
【００４１】
図２は、図１の画像形成装置の３Ｃ〜３Ｋ画像形成ユニット３Ｃ〜３Ｋと転写部６の周辺の詳細な機構を示す図である。図２において、３Ｃ〜３Ｋ画像形成ユニット３Ｃ〜３Ｋでは、各色の感光体ドラム３２Ｃ〜３２Ｋにそれぞれ潜像を形成し、感光体ドラム３２Ｃ〜３２Ｋに形成された潜像に各色の現像ユニット３３Ｃ〜３３Ｋでそれぞれ形成されたトナー像を現像し、感光体ドラム３２Ｃ〜３２Ｋに形成されたトナー像を、転写ローラ２１Ｃ〜２１Ｋを介して中間転写ベルト６上に順次一次転写を行うことによってカラー画像を形成する。中間転写ベルト６に転写されたトナー像は、紙分離機構２３から入力される転写紙に２次転写ローラ２４を介して転写され、この後、転写紙は紙搬送機構２５で搬送される。感光体ドラム３２Ｃ〜３２Ｋ上の残トナーは、ドラムクリーニング機構３４Ｃ〜３４Ｋでそれぞれクリーニングされ、また、中間転写ベルト６上の残トナーは、ベルトクリーニング機構２０でクリーニングされる。
【００４２】
上記構成の画像形成装置では、感光体ドラム３３Ｃ〜３３Ｋの近傍には、感光体ドラム３３Ｃ〜３３Ｋの近傍の温度を検出するためのサーミスタ３５Ｃ〜３５Ｍがそれぞれ設けられている。
【００４３】
図３は、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスを検出する機構の構成を示す図である。この機構は、Ｃ〜Ｋ毎に設けられており、その構成は同一となっているので、ここでは、Ｃの機構を代表させて説明する。
【００４４】
図３において、３２Ｃは、感光体ドラム、３５Ｃは、環境情報である感光体ドラム３２Ｃの周囲温度を検出するためのサーミスタ、１０１は、制御部１０２および電源１０３が搭載される基板、１０２は、基板１０１に搭載される制御部を示している。
【００４５】
サーミスタ３５Ｃには、電源１０３から抵抗Ｒを介して電圧が印加され、抵抗Ｒとサーミスタ３５Ｃで分圧されたＡ点のアナログ電圧が制御部１０２に入力される。サーミスタ３５Ｃは、温度に応じて抵抗が変化するため、Ａ点のアナログ電圧も温度に応じて変化する。
【００４６】
制御部１０２は、ＲＯＭ１０２ｂに格納されたプログラムやデータに従って、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスを算出するＣＰＵ１０２ａ、ＣＰＵ１０２ａが実行するためのプログラムやデータを格納したＲＯＭ１０２ｂ，ＣＰＵ１０２ａのワークエリアとして使用されるＲＡＭ１０２ｃ等を備えている。
【００４７】
ＲＯＭ１０２ｂには、図４に示すような、図３のＡ点のアナログ電圧値と感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度との関係を示す電圧−温度変換データがテーブル形式または演算式の形態で格納されている。図４において、横軸は図３のＡ点のアナログ電圧値、縦軸は感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度を示している。
【００４８】
また、ＲＯＭ１０２ｂには、図５に示すような、感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度と、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスの関係を示すインピーダンス特性データがテーブル形式または演算式の形態で格納されている。図５において、横軸は感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度、縦軸は、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスを示している。
【００４９】
ＣＰＵ１０２ａは、入力されるＡ点のアナログ電圧に基づいて、ＲＯＭ１０２ｂに格納されている電圧−温度変換データ（図４参照）を参照して、感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度を算出する。つぎに、ＣＰＵ１０２ａは、算出した感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度に基づいて、ＲＯＭ１０２ｂに格納されているインピーダンス特性データ（図５参照）を参照して、帯電ローラ３１Ｃ−感光体３２Ｃ間のインピーダンスを算出する。
【００５０】
以上説明したように、実施の形態１によれば、制御部１０２は、サーミスタ３５Ｃの温度による抵抗変化に応じたアナログ電圧に基づいて、電圧−温度変換データ（図４参照）を参照して、感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度を算出し、算出した感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度に基づいて、インピーダンス特性データ（図５参照）を参照して、帯電ローラ３１Ｃ−感光体３２Ｃ間のインピーダンスを算出することとしたので、簡単かつ低コストの構成で、帯電ローラ３１Ｃ−感光体３２Ｃ間のインピーダンスを精度良く検出することが可能となる。
【００５１】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかる画像形成装置を図６〜図８を参照して詳細に説明する。実施の形態２は、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスを検出し、検出したインピーダンスに基づいて帯電高圧電源の制御を行う構成である。
【００５２】
図６は、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスに基づいて帯電ローラの電圧を制御する機構の概略構成を示す図である。この機構は、Ｃ〜Ｋ毎に設けられており、その構成は同一となっているので、ここでは、Ｃの機構を代表させて説明する。図６において、図３と同等機能を有する部位には同一符号を付してある。図６において、５０は帯電ローラ３１ＣにＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する帯電高圧電源を示している。
【００５３】
制御部１０２は、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスを検出して、帯電高圧電源５０の制御を行う。ＲＯＭ１０２ｂには、図７に示すような、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスと、帯電高圧電源５０が帯電ローラ３１Ｃに印加するＡＣ電圧のＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）の関係を示すインピーダンス−目標ＡＣ電圧変換データがテーブル形式または演算式の形態で格納されている。図７において、横軸は、帯電ローラ３１Ｃ−感光体３２Ｃ間のインピーダンス、縦軸は、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間の各インピーダンス値に対応する、帯電高圧電源５０の帯電ローラ３１Ｃに印加するＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）である。
【００５４】
また、ＲＯＭ１０２ｂには、図８に示すような、ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）と、ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）とするためのＰＷＭ信号のＤＵＴＹとの関係を示すＰＷＭ＿ＤＵＴＹ変換データを格納している。図８において、横軸は、帯電高圧電源５０Ｃの帯電ローラ３１Ｃに印加するＡＣ電圧レベル目標値（ｋｖ）、縦軸は、ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）とするためのＰＷＭ信号のＤＵＴＹを示している。
【００５５】
ＣＰＵ１０２ａは、実施の形態１と同様な方法で算出した帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスに基づいて、ＲＯＭ１０２ｂに格納されているインピーダンス−目標ＡＣ電圧変換データ（図７参照）を参照して、当該帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスに対応した帯電高圧電源５０ＣのＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）を算出する。つぎに、ＣＰＵ１０２ａは、ＰＷＭ＿ＤＵＴＹ変換データ（図８参照）を参照して、算出したＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）に対応するＰＷＭ信号のＤＵＴＹ比を算出して、算出したＤＵＴＹ比のＰＷＭ信号（ＡＣ電圧出力目標データ）Ｓ１を帯電高圧電源５０Ｃに出力する。また、ＣＰＵ１０２ａは、ＤＣ電圧出力目標値（Ｖ）に対応するＤＵＴＹ比のＰＷＭ信号（ＤＣ電圧出力目標値データ）Ｓ２を帯電高圧電源５０Ｃに出力する。
【００５６】
帯電高圧電源５０Ｃは、制御部１０２から入力されるＰＷＭ信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、所定のＤＣ＋ＡＣ電圧を生成して帯電ローラ３１Ｃに印加する。帯電高圧電源５０Ｃは、ＡＣ制御とＤＣ制御がそれぞれ独立しており、ＤＣ出力にＡＣ出力を重畳させて帯電ローラ３１Ｃに印加する構成となっている。
【００５７】
帯電高圧電源５０Ｃは、駆動制御帯電ＡＣブロック５１Ｃと、駆動制御帯電ＤＣブロック５２Ｃと、ＡＣ出力トランス５３Ｃと、ＤＣ出力トランス５４Ｃとを備えている。
【００５８】
ＡＣ出力トランス５３Ｃは、入力電圧ｖ１ｖを昇圧して帯電用のＡＣ電圧を生成する。駆動制御帯電ＡＣブロック５１Ｃは、制御部１０２から入力されるＰＷＭ信号（ＡＣ電圧出力目標値）Ｓ１に基づいて、ＡＣ出力トランス５３ｃの出力がＡＣ電圧出力目標値となるように常時制御している。より具体的には、駆動制御帯電ＡＣブロック５１Ｃは、ＡＣ出力トランス５３Ｃから帰還されるＡＣ出力電圧を検出して、ＡＣ出力トランス５３ＣのＡＣ出力電圧がＡＣ電圧出力目標値となるように制御するものである。
【００５９】
ＤＣ出力トランス５４Ｃは、入力電圧ｖ１ｖを昇圧して帯電用のＤＣ電圧を生成する。駆動制御帯電ＤＣブロック５２Ｃは、ＣＰＵ１０２ａから入力されるＰＷＭ信号（ＤＣ電圧出力目標値データ）Ｓ２に基づいて、ＤＣ出力トランス５４Ｃの出力がＤＣ電圧出力目標値となるように常時制御している。より具体的には、駆動制御帯電ＤＣブロック５２Ｃは、ＤＣ出力トランス５４Ｃから帰還されるＤＣ出力電圧を検出して、ＤＣ出力トランス５４ＣのＤＣ出力電圧がＤＣ電圧出力目標値となるように制御するものである。
【００６０】
つぎに、帯電ローラ３２Ｃの印加電圧制御の動作を説明する。まず、ＣＰＵ１０２ａは、実施の形態１と同様な方法で、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスを算出する。つぎに、ＣＰＵ１０２ａは、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスに基づいて、インピーダンス−目標ＡＣ電圧変換データ（図７参照）を参照して、算出した帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスに対応する帯電高圧電源５０ＣのＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）を算出する。そして、ＣＰＵ１０２ａは、ＰＷＭ＿ＤＵＴＹ変換データ（図８参照）を参照して、算出したＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）に対応するＰＷＭ信号のＤＵＴＹ比を算出して、算出したＤＵＴＹ比のＰＷＭ信号（ＡＣ電圧出力目標値データ）Ｓ１を帯電高圧電源５０Ｃの駆動制御ＡＣブロック５１Ｃに出力する。また、ＣＰＵ１０２ａは、ＤＣ電圧目標値（ｋｖ）に対応するＤＵＴＹ比のＰＷＭ信号（ＤＣ電圧出力目標値）Ｓ２を帯電高圧電源５０Ｃの駆動制御ＡＣブロック５１Ｃに出力する。
【００６１】
帯電高圧電源５０Ｃでは、駆動制御帯電ＡＣブロック５１Ｃは、ＡＣ電圧出力目標値になるように、ＡＣ出力トランス５３Ｃを定電圧制御し、また、駆動制御帯電ＤＣブロック５２Ｃは、ＤＣ電圧出力目標値になるようにＤＣ出力トランス５４Ｃを定電圧制御して、ＡＣ出力トランス５３ＣからＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳したＤＣ＋ＡＣ電圧を帯電ローラ３１Ｃに供給する。そして、帯電ローラ３１Ｃにより感光体ドラム３２Ｃが帯電される。
【００６２】
以上説明したように、実施の形態２によれば、制御部１０２は、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスに基づいて、インピーダンス−目標ＡＣ電圧変換データ（図７参照）を参照して、当該帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスの場合の帯電高圧電源５０Ｃが帯電ローラ３１Ｃに印加するＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）を算出し、そして、ＰＷＭ＿ＤＵＴＹ変換データ（図８参照）を参照して、算出したＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）に対応するＰＷＭ信号のＤＵＴＹ比を算出して、算出したＤＵＴＹ比のＰＷＭ信号（ＡＣ電圧出力目標値データ）Ｓ１を帯電高圧電源５０Ｃに出力することとしたので、簡単かつ安価な構成で、帯電ローラの帯電不良およびリーク等を防止可能となる。
【００６３】
付言すると、特許文献１の帯電ＡＣ出力電流を検出する構成を除去でき、ＣＰＵとのインターフェイスや帯電ＡＣ出力電流値をＣＰＵにフィードバックする構成が不要となり、帯電高圧電源をＰＷＭ信号で駆動制御するのみで帯電ローラを定電圧制御することができる。これにより、帯電ローラのＡＣ電圧を定電流制御する構成が不要となり、全て定電圧制御で行うことが可能となり、帯電高圧電源のコストダウンが可能となる。
【００６４】
（実施の形態３）
実施の形態３にかかる画像形成装置を図９〜図１１を参照して詳細に説明する。実施の形態３は、サーミスタのアナログ電圧が帯電ローラ−感光体ドラム間の正常なインピーダンス領域に対応したアナログ電圧値の範囲外になった場合に、安全措置を講ずる構成である。他の構成は、実施の形態２と同様であるので、ここでは実施の形態２と異なる点についてのみ説明する。
【００６５】
図９は、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスに基づいて帯電ローラの電圧を制御する機構の概略構成を示す図である。この機構は、Ｃ〜Ｋ毎に設けられており、その構成は同一となっているので、ここでは、Ｃの機構を代表させて説明する。図９において、図５と同等機能を有する部位には同一符号を付してある。図９において、１０４はユーザが操作指示を与えたり、必要な情報の表示を行う操作部ユニット、１０５は帯電高圧電源５０Ｃに入力電圧ｖ１Ｖを供給するＰＳＵ（電源供給源）を示している。
【００６６】
図１０は、上記図５に示した、感光体ドラム３２Ｃの周辺の温度と、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスの関係を示す図において、正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）と、異常なインピーダンス領域を示す図である。図９において、正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）に対応する感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度は、ｔ１〜ｔ０である。
【００６７】
図１１は、上記図４に示した、図３のＡ点のアナログ電圧値と温度との関係を示す図において、正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）と、異常なインピーダンス領域を示す図である。図１１において、正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）に対応する感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度ｔ１〜ｔ０には、アナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）が対応している。このアナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）は、正常なインピーダンス領域に対応している。従って、アナログ電圧値を検出することで、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスが、正常領域か異常領域かを判定することが可能となる。この正常なインピーダンス領域に対応したアナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）は、ＲＯＭ１０２ｂに格納されている。
【００６８】
ＣＰＵ１０２ａは、常時、サーミスタ３５Ｃから入力される図３のＡ点のアナログ電圧値が、正常なインピーダンス領域に対応したアナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）の範囲内にあるか否かを監視している。ＣＰＵ１０２ａは、このアナログ電圧値が、正常なインピーダンス領域に対応したアナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）の範囲外となった場合には、コピージョブを停止させて、ＰＷＭ信号Ｓ１，Ｓ２のＤｕｔｙを強制的に０％にセットして、帯電高圧電源５０Ｃからの帯電ローラ３１Ｃへの電圧供給を停止させるとともに、入力電圧ｖ１ＶをＯＦＦさせるＯＦＦ信号Ｓ３をＰＳＵ１０５に送信して、ＰＳＵ１０５の帯電高圧電源５０Ｃへの入力電圧ｖ１Ｖの供給を停止させる。また、ＣＰＵ１０２ａは、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスが異常である旨のサービスマンコール情報（ＳＣ）を操作部ユニット１０４に表示する。
【００６９】
通常、異常な温度を検出する可能性は少ないが、例えば、サーミスタ３５Ｃのコネクタが抜けた場合には、ＣＰＵ１０２ａは、入力されるＡ点のアナログ電圧からＡＣ電圧出力目標値を最大として（図５および図７参照）、Ｄｕｔｙ１００％のＰＷＭ信号Ｓ１を帯電高圧電源５０Ｃに供給することになる。また、サーミスタ切れの場合には、ＣＰＵ１０２ａは、ＡＣ電圧出力目標値を最小として（図５および図７参照）、Ｄｕｔｙ０％のＰＷＭ信号Ｓ１を帯電高圧電源５０Ｃに供給することになる。Ｄｕｔｙ１００％のＰＷＭ信号Ｓ２が連続して出力された場合、ＡＣ高電圧が連続して帯電ローラ３１Ｃに印加されるため、リーク等が発生する可能性があり安全上危険である。これらを防止するために、上述のように、ＣＰＵ１０２ａは、入力されるアナログ電圧値が正常なインピーダンス領域に対応したアナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）の範囲外となった場合には、コピージョブを停止させて、帯電高圧電源５０Ｃからの帯電ローラ３１Ｃへの電圧供給の停止、およびＰＳＵ１０５の帯電高圧電源５０Ｃへの入力電圧ｖ１Ｖの供給を停止させる。
【００７０】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形して実行可能である。例えば、上記した実施の形態では、サーミスタを各色毎に設けているが、１つのサーミスタの検出出力に基づいて、各色の帯電ローラ３２Ｃ〜Ｋを制御することにしても良い。また、上記した実施の形態では、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスに基づいて帯電ローラに印加するＡＣ電圧の電圧レベル（ｋｖ）を制御することとしたが、ＡＣ電圧の周波数を制御することにしても良い。さらに、上記した実施の形態では、感光体の周囲の環境情報として、感光体ドラムの周囲温度を使用することとしたが、環境情報として、感光体ドラムの周囲の湿度、感光体ドラムの周囲の温度＋湿度を使用することにしても良い。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１にかかる画像形成装置によれば、接触式帯電部材により感光体を帯電させ、帯電した感光体に光学像を書き込んで潜像を形成し、感光体上に形成された潜像を現像手段により現像する画像形成装置において、前記感光体の周囲の環境情報を検出するための環境情報検出手段と、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶する第１の記憶手段と、前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、を備えたこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスの変化を検出することが可能となる。
【００７２】
また、請求項２にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる画像形成装置において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることとしたので、感光体の周囲温度を検出することにより、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを検出することができ、簡単な方法で接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを検出することが可能となる。
【００７３】
また、請求項３にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる画像形成装置において、さらに、前記接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する高圧電圧印加手段と、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、前記高圧電圧印加手段が前記接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する電圧制御手段と、を備えたこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式の帯電部材の帯電不良およびリーク等を防止することが可能となる。
【００７４】
また、請求項４にかかる画像形成装置によれば、請求項３にかかる画像形成装置において、前記帯電部材と感光体間のインピーダンス値と、前記接触式帯電部材の目標出力電圧との関係をインピーダンス−目標電圧変換データとして記憶する第２の記憶手段を備え、前記電圧制御手段は、前記インピーダンス−目標電圧変換データを参照して、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに対応するＡＣ目標電圧出力を算出して、前記高圧電圧印加手段のＡＣ電圧出力が当該ＡＣ目標電圧出力となるように、前記高圧電圧印加手段を制御することとしたので、ＡＣ出力電流を検出して、接触帯電部材のＡＣ電圧を定電流制御する構成が不要となり、全て定電圧制御で行うことができ、帯電高圧電源のコストダウンが可能となる。
【００７５】
また、請求項５にかかる画像形成装置によれば、請求項３にかかる画像形成装置において、前記電圧制御手段は、目標電圧出力値に対応したＰＷＭ信号を前記高圧電圧印加手段に出力し、前記高圧電圧印加手段は、前記電圧制御手段から入力されるＰＷＭ信号に対応した目標電圧出力値の電圧を接触式帯電部材に印加することとしたので、目標電圧出力値をＰＷＭ信号で容易に設定することが可能となる。
【００７６】
また、請求項６にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる画像形成装置において、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、安全措置を講ずる安全保護手段を備えたこととしたので、接触部材にＡＣ高電圧が連続して印加されることを防止でき、リーク等の危険発生を回避することが可能となる。
【００７７】
また、請求項７にかかる画像形成装置によれば、請求項６にかかる画像形成装置において、前記安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、前記高圧電圧印加手段から前記接触式帯電部材への電圧出力を停止させることとしたので、接触部材にＡＣ高電圧が連続して印加されることを防止でき、リーク等の危険発生を回避することが可能となる。
【００７８】
また、請求項８にかかる画像形成装置によれば、請求項６にかかる画像形成装置において、前記安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、異常を報知することとしたので、異常を知らせることができ、これにより、接触部材にＡＣ高電圧が連続して印加されることを防止でき、リーク等の危険発生を回避することが可能となる。
【００７９】
また、請求項９にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる画像形成装置において、前記画像形成装置は、カラー画像を形成するカラータンデム方式の画像形成装置であることとしたので、カラータンデム方式の画像形成装置において、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスの変化を検出することが可能となる。
【００８０】
また、請求項１０にかかる帯電装置によれば、画像形成装置の感光体を接触式帯電部材で帯電させる帯電装置において、前記感光体の周囲の環境情報を検出するための環境情報検出手段と、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶する第１の記憶手段と、前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、を備えたこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスの変化を検出することが可能となる。
【００８１】
また、請求項１１にかかる帯電装置によれば、請求項１０にかかる帯電装置において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることとしたので、感光体の周囲温度を検出することにより、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを検出することができ、簡単な方法で接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを検出することが可能となる。
【００８２】
また、請求項１２にかかる帯電装置によれば、請求項１０にかかる帯電装置において、さらに、前記接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する高圧電圧印加手段と、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、前記高圧電圧印加手段が前記接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する電圧制御手段と、を備えたこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式の帯電部材の帯電不良およびリーク等を防止することが可能となる。
【００８３】
また、請求項１３にかかる帯電装置の電源制御方法によれば、画像形成装置の感光体と接触する接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加して、前記感光体を帯電させる帯電装置の電源制御方法において、前記感光体の周囲の環境情報を検出する環境情報検出工程と、前記環境情報検出工程で検出された環境情報に基づいて、記憶手段に記憶されている、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係を示すインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出工程と、を含むこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスの変化を検出することが可能となる。
【００８４】
また、請求項１４にかかる帯電装置の電源制御方法によれば、請求項１３にかかる帯電装置の電源制御方法において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることとしたので、感光体の周囲温度を検出することにより、簡単な方法で接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを検出することが可能となる。
【００８５】
また、請求項１５にかかる帯電装置の電源制御方法によれば、請求項１３にかかる帯電装置の電源制御方法において、前記インピーダンス算出工程で算出されたインピーダンスに基づいて、前記接触式帯電部材の印加電圧を定電圧制御する電圧制御工程を含むこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式の帯電部材の帯電不良およびリーク等を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の画像形成ユニットと転写部の周辺の詳細な機構を示す図である。
【図３】帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスを検出する回路の構成を示す図である。
【図４】図３のＡ点のアナログ電圧値と感光体ドラムの近傍の温度との関係を示す図である。
【図５】感光体ドラムの近傍の温度と、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスの関係を示す図である。
【図６】帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスに基づいて帯電ローラの電圧を制御する機構の概略構成を示す図である。
【図７】帯電ローラＣ−感光体ドラム間のインピーダンスと、ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）の関係を示す図である。
【図８】ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）と、ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）とするためのＰＷＭ信号のＤＵＴＹとの関係を示す図である。
【図９】帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスに基づいて帯電ローラの電圧を制御する機構の概略構成を示す図である。
【図１０】正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）と、異常なインピーダンス領域を示す図である。
【図１１】正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）と、異常なインピーダンス領域を示す図である。
【符号の説明】
３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋ 画像形成ユニット
３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｋ 帯電ローラ
３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋ 感光体ドラム
３３Ｃ、３３Ｍ、３３Ｙ、３３Ｋ 現像ユニット
３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｙ、３４Ｋ クリーニング機構
３５Ｃ、３５Ｍ、３５Ｙ、３５Ｋ サーミスタ
５０Ｃ 帯電高圧電源
５１Ｃ 駆動制御帯電ＡＣブロック
５２Ｃ 駆動制御帯電ＤＣブロック
５３Ｃ ＡＣ出力トランス
５４Ｃ ＤＣ出力トランス
１０１ 基板
１０２ 制御部
１０２ａ ＣＰＵ
１０２ｂ ＲＯＭ
１０２ｃ ＲＡＭ
１０３ 操作部ユニット
１０４ ＰＳＵ（電源供給源）
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置、帯電装置、および帯電装置の電源制御方法に関し、詳細には、接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加して感光体を帯電させる画像形成装置、帯電装置、および帯電装置の電源制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置の帯電方式には非接触のコロナ放電方式と、接触帯電方式とがある。接触帯電方式は、電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接させることにより、被帯電体に電荷を直接的に転移（注入）させて被帯電体面を所要の電位に帯電するものである。かかる接触帯電方式は、帯電装置として従来より広く利用されているコロナ放電方式に比して、▲１▼被帯電体面に所望の電位を得るのに必要とされる印加電圧の低圧化が図れること、▲２▼帯電過程で発生するオゾン量が極く微量でありオゾン除去フィルタの必要性がなくなること、▲３▼オゾン除去フィルタが不要であるため、装置の排気系の構成が簡略化されること、▲４▼メンテナンスフリーであること、▲５▼構成が簡単であること等の利点を有している。
【０００３】
この接触帯電方式では、感光体ドラムに印加する電圧は感光体ドラムの表面電位を目標の暗部電位Ｖｄに収束させるために、この電位Ｖｄに相当するＤＣ定電圧に対し電位の均一化を図るためＡＣ電圧を重畳するＤＣ重畳ＡＣ方式がある。
【０００４】
かかるＤＣ重畳ＡＣ方式では、帯電ローラから感光体ドラム間のインピーダンスが環境によって大きく変動するため、ＡＣ電圧が定電圧では、帯電不良、リーク等が発生する可能性がある。そのため、インピーダンスの変化に応じてＡＣ電圧を変化させるようＡＣ分について定電流制御を行なっている。
【０００５】
しかしながら、画像形成時にＡＣ定電流制御を行うと、感光ドラム上に生じたピンホールを帯電ローラが通過することによって急激なインピーダンスの変化や、各種電気的なノイズを生じ、電流値が影響を受けると共に印加電圧が降下し帯電不良を起こし易いという問題がある。
【０００６】
上記問題を解決するために、特許文献１では、その環境に適した定電圧制御を行う技術が開示されている。具体例には、特許文献１では、画像形成装置の電源投入時や定期的なプロセスコントロール時に、帯電ＡＣ分の電流検出を実施し、目標とする電流値になるまでＡＣ出力電圧を変動させ、その後、その出力電圧値をＣＰＵにて記憶させ、所定の時間、この出力電圧にてＡＣ分において定電圧制御を行っている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５‐１１５７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、高圧電源内にＡＣ出力電流検出機構を設ける構成であるため、▲１▼外部ＣＰＵに検出した電流（電圧変換したアナログ値）を送信するので、通常の高圧制御に１ビット帰還電流用のビットを追加する必要があること（４色分なら計４ビット追加が必要となること）、▲２▼所定のタイミングで必ずＡＣ出力電流を検出してＣＰＵで目標出力電流となるようにＰＷＭＤｕｔｙを変更するルーチンが必要になること等により回路構成が複雑かつコストアップになるという問題がある。
【０００９】
本発明の第１の目的は、上記に鑑みてなされたものであり、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスの変化を検出することが可能な画像形成装置、帯電装置、および帯電装置の電源制御方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、上記に鑑みてなされたものであり、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材の帯電不良およびリーク等を防止可能な画像形成装置、帯電装置、および帯電装置の電源制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、接触式帯電部材により感光体を帯電させ、帯電した感光体に光学像を書き込んで潜像を形成し、感光体上に形成された潜像を現像手段により現像する画像形成装置において、前記感光体の周囲の環境情報を検出するための環境情報検出手段と、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶する第１の記憶手段と、前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記発明によれば、環境情報検出手段は、前記感光体の周囲の環境情報を検出し、第１の記憶手段は、感光体の環境情報と、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶し、インピーダンス算出手段は、環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出する。
【００１３】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることを特徴とする。上記発明によれば、感光体の周囲の環境情報として、感光体の周囲温度を検出する。
【００１４】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、さらに、前記接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する高圧電圧印加手段と、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、前記高圧電圧印加手段が前記接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する電圧制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記発明によれば、高圧電圧印加手段は接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加し、電圧制御手段は、インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、高圧電圧印加手段が接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する。
【００１６】
また、請求項４にかかる発明は、請求項３にかかる発明において、前記帯電部材と感光体間のインピーダンス値と、前記接触式帯電部材の目標出力電圧との関係をインピーダンス−目標電圧変換データとして記憶する第２の記憶手段を備え、前記電圧制御手段は、前記インピーダンス−目標電圧変換データを参照して、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに対応する目標電圧出力を算出して、前記高圧電圧印加手段の出力が当該目標電圧出力となるように、前記高圧電圧印加手段を制御することを特徴とする。
【００１７】
上記発明によれば、第２の記憶手段に帯電部材と感光体間のインピーダンス値と、前記接触式帯電部材の目標出力電圧との関係をインピーダンス−目標電圧変換データとして記憶し、電圧制御手段は、インピーダンス−目標電圧変換データを参照して、インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに対応する目標電圧出力を算出して、前記高圧電圧印加手段の出力が当該目標電圧出力となるように、高圧電圧印加手段を制御する。
【００１８】
また、請求項５にかかる発明は、請求項３にかかる発明において、前記電圧制御手段は、目標電圧出力値に対応したＰＷＭ信号を前記高圧電圧印加手段に出力し、前記高圧電圧印加手段は、前記電圧制御手段から入力されるＰＷＭ信号に対応した目標電圧出力値の電圧を接触式帯電部材に印加することを特徴とする。
【００１９】
上記発明によれば、電圧制御手段は、目標電圧出力値に対応したＰＷＭ信号を前記高圧電圧印加手段に出力し、前記高圧電圧印加手段は、前記電圧制御手段から入力されるＰＷＭ信号に対応した目標電圧出力値の電圧を接触式帯電部材に印加する。
【００２０】
また、請求項６にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、安全措置を講ずる安全保護手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
上記発明によれば、安全保護手段は、環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、安全措置を講ずる。
【００２２】
また、請求項７にかかる発明は、請求項６にかかる発明において、前記安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、前記高圧電圧印加手段から前記接触式帯電部材への電圧出力を停止させることを特徴とする。
【００２３】
上記発明によれば、安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、前記高圧電圧印加手段から前記接触式帯電部材への電圧出力を停止させる。
【００２４】
また、請求項８にかかる発明は、請求項６にかかる発明において、前記安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、異常を報知することを特徴とする。
【００２５】
上記発明によれば、安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、異常を報知する。
【００２６】
また、請求項９にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記画像形成装置は、カラー画像を形成するカラータンデム方式の画像形成装置であることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１０にかかる発明は、画像形成装置の感光体を接触式帯電部材で帯電させる帯電装置において、前記感光体の周囲の環境情報を検出するための環境情報検出手段と、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶する第１の記憶手段と、前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
上記発明によれば、環境情報検出手段は、感光体の周囲の環境情報を検出し、第１の記憶手段には、感光体の環境情報と、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶し、インピーダンス算出手段は、環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出する。
【００２９】
また、請求項１１にかかる発明は、請求項１０にかかる発明において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることを特徴とする。上記発明によれば、感光体の周囲の環境情報として、感光体の周囲温度を検出する。
【００３０】
また、請求項１２にかかる発明は、請求項１０にかかる発明において、さらに、前記接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する高圧電圧印加手段と、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、前記高圧電圧印加手段が前記接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する電圧制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３１】
上記発明によれば、高圧電圧印加手段は接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加し、電圧制御手段は、インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、高圧電圧印加手段が接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する。
【００３２】
また、請求項１３にかかる発明は、画像形成装置の感光体と接触する接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加して、前記感光体を帯電させる帯電装置の電源制御方法において、前記感光体の周囲の環境情報を検出する環境情報検出工程と、前記環境情報検出工程で検出された環境情報に基づいて、記憶手段に記憶されている、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係を示すインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出工程と、を含むことを特徴とする。
【００３３】
上記発明によれば、感光体の周囲の環境情報を検出し、検出された環境情報に基づいて、記憶手段に記憶されている、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係を示すインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出する。
【００３４】
また、請求項１４にかかる発明は、請求項１３にかかる発明において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることを特徴とする。上記発明によれば、感光体の周囲の環境情報として、感光体の周囲温度を検出する。
【００３５】
また、請求項１５にかかる発明は、請求項１３にかかる発明において、前記インピーダンス算出工程で算出されたインピーダンスに基づいて、前記接触式帯電部材の印加電圧を定電圧制御する電圧制御工程を含むことを特徴とする。
【００３６】
上記発明によれば、算出されたインピーダンスに基づいて、接触式帯電部材の印加電圧を定電圧制御する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の画像形成装置、帯電装置、および帯電装置の電源制御方法を適用した画像形成装置の好適な実施の形態を、（実施の形態１）、（実施の形態２）、（実施の形態３）の順に詳細に説明する。なお、以下の説明では、画像形成装置として、カラータンデム型の複写機を例示して説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる画像形成装置を図１〜図５を参照して詳細に説明する。図１は、画像形成装置の概略の全体構成を示す断面図である。図１において、画像形成装置は、原稿を露光してその反射光を光電変換して得られる画像情報を信号処理するスキャナー部１と、スキャナ部１で信号処理された画像情報に応じてＰＭ・ＰＷＭ変調したレーザー光をＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ画像形成ユニット３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋの感光体にそれぞれ照射する書き込み部２と、書き込み部２で照射されたレーザー光に応じたトナー像を形成するＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ画像形成ユニット３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋを備えている。画像形成ユニット３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋの構成は同一であるので、以下の説明では、画像形成ユニット３Ｃを代表させて説明する。
【００３９】
画像形成ユニット３Ｃは、感光体３２Ｃの表面を一様に帯電させる帯電部３１Ｃと、帯電部３１Ｃにより帯電された後、書き込み部２で照射されるレーザー光に応じた潜像を形成する感光体３２Ｃと、感光体３２Ｃに形成された潜像にトナーを付着させる現像部３３Ｃ、感光体３２Ｃの残トナーをクリーニングするドラムクリーニング機構３４Ｃ等を備えている。
【００４０】
また、画像形成装置は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ画像形成ユニット３Ｃ〜３Ｋの各感光体３Ｃ〜３Ｋに付着されたトナー像を転写紙に転写する中間転写ベルト６を備えている。さらに、画像形成装置は、給紙トレイを本体部７（片面機）と給紙バンク８に備えると共に、手差し給紙台９を本体部に備えており、また、搬送部から送られてきた用紙に温度および圧を加えてトナーを用紙上に融着させる定着ユニット１１を備えている。定着ユニット１１は、用紙に温度を定着ローラ１２、用紙に圧を加える加圧ローラ１３とを備えている。
【００４１】
図２は、図１の画像形成装置の３Ｃ〜３Ｋ画像形成ユニット３Ｃ〜３Ｋと転写部６の周辺の詳細な機構を示す図である。図２において、３Ｃ〜３Ｋ画像形成ユニット３Ｃ〜３Ｋでは、各色の感光体ドラム３２Ｃ〜３２Ｋにそれぞれ潜像を形成し、感光体ドラム３２Ｃ〜３２Ｋに形成された潜像に各色の現像ユニット３３Ｃ〜３３Ｋでそれぞれ形成されたトナー像を現像し、感光体ドラム３２Ｃ〜３２Ｋに形成されたトナー像を、転写ローラ２１Ｃ〜２１Ｋを介して中間転写ベルト６上に順次一次転写を行うことによってカラー画像を形成する。中間転写ベルト６に転写されたトナー像は、紙分離機構２３から入力される転写紙に２次転写ローラ２４を介して転写され、この後、転写紙は紙搬送機構２５で搬送される。感光体ドラム３２Ｃ〜３２Ｋ上の残トナーは、ドラムクリーニング機構３４Ｃ〜３４Ｋでそれぞれクリーニングされ、また、中間転写ベルト６上の残トナーは、ベルトクリーニング機構２０でクリーニングされる。
【００４２】
上記構成の画像形成装置では、感光体ドラム３３Ｃ〜３３Ｋの近傍には、感光体ドラム３３Ｃ〜３３Ｋの近傍の温度を検出するためのサーミスタ３５Ｃ〜３５Ｍがそれぞれ設けられている。
【００４３】
図３は、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスを検出する機構の構成を示す図である。この機構は、Ｃ〜Ｋ毎に設けられており、その構成は同一となっているので、ここでは、Ｃの機構を代表させて説明する。
【００４４】
図３において、３２Ｃは、感光体ドラム、３５Ｃは、環境情報である感光体ドラム３２Ｃの周囲温度を検出するためのサーミスタ、１０１は、制御部１０２および電源１０３が搭載される基板、１０２は、基板１０１に搭載される制御部を示している。
【００４５】
サーミスタ３５Ｃには、電源１０３から抵抗Ｒを介して電圧が印加され、抵抗Ｒとサーミスタ３５Ｃで分圧されたＡ点のアナログ電圧が制御部１０２に入力される。サーミスタ３５Ｃは、温度に応じて抵抗が変化するため、Ａ点のアナログ電圧も温度に応じて変化する。
【００４６】
制御部１０２は、ＲＯＭ１０２ｂに格納されたプログラムやデータに従って、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスを算出するＣＰＵ１０２ａ、ＣＰＵ１０２ａが実行するためのプログラムやデータを格納したＲＯＭ１０２ｂ，ＣＰＵ１０２ａのワークエリアとして使用されるＲＡＭ１０２ｃ等を備えている。
【００４７】
ＲＯＭ１０２ｂには、図４に示すような、図３のＡ点のアナログ電圧値と感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度との関係を示す電圧−温度変換データがテーブル形式または演算式の形態で格納されている。図４において、横軸は図３のＡ点のアナログ電圧値、縦軸は感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度を示している。
【００４８】
また、ＲＯＭ１０２ｂには、図５に示すような、感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度と、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスの関係を示すインピーダンス特性データがテーブル形式または演算式の形態で格納されている。図５において、横軸は感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度、縦軸は、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスを示している。
【００４９】
ＣＰＵ１０２ａは、入力されるＡ点のアナログ電圧に基づいて、ＲＯＭ１０２ｂに格納されている電圧−温度変換データ（図４参照）を参照して、感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度を算出する。つぎに、ＣＰＵ１０２ａは、算出した感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度に基づいて、ＲＯＭ１０２ｂに格納されているインピーダンス特性データ（図５参照）を参照して、帯電ローラ３１Ｃ−感光体３２Ｃ間のインピーダンスを算出する。
【００５０】
以上説明したように、実施の形態１によれば、制御部１０２は、サーミスタ３５Ｃの温度による抵抗変化に応じたアナログ電圧に基づいて、電圧−温度変換データ（図４参照）を参照して、感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度を算出し、算出した感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度に基づいて、インピーダンス特性データ（図５参照）を参照して、帯電ローラ３１Ｃ−感光体３２Ｃ間のインピーダンスを算出することとしたので、簡単かつ低コストの構成で、帯電ローラ３１Ｃ−感光体３２Ｃ間のインピーダンスを精度良く検出することが可能となる。
【００５１】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかる画像形成装置を図６〜図８を参照して詳細に説明する。実施の形態２は、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスを検出し、検出したインピーダンスに基づいて帯電高圧電源の制御を行う構成である。
【００５２】
図６は、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスに基づいて帯電ローラの電圧を制御する機構の概略構成を示す図である。この機構は、Ｃ〜Ｋ毎に設けられており、その構成は同一となっているので、ここでは、Ｃの機構を代表させて説明する。図６において、図３と同等機能を有する部位には同一符号を付してある。図６において、５０は帯電ローラ３１ＣにＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する帯電高圧電源を示している。
【００５３】
制御部１０２は、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスを検出して、帯電高圧電源５０の制御を行う。ＲＯＭ１０２ｂには、図７に示すような、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスと、帯電高圧電源５０が帯電ローラ３１Ｃに印加するＡＣ電圧のＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）の関係を示すインピーダンス−目標ＡＣ電圧変換データがテーブル形式または演算式の形態で格納されている。図７において、横軸は、帯電ローラ３１Ｃ−感光体３２Ｃ間のインピーダンス、縦軸は、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間の各インピーダンス値に対応する、帯電高圧電源５０の帯電ローラ３１Ｃに印加するＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）である。
【００５４】
また、ＲＯＭ１０２ｂには、図８に示すような、ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）と、ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）とするためのＰＷＭ信号のＤＵＴＹとの関係を示すＰＷＭ＿ＤＵＴＹ変換データを格納している。図８において、横軸は、帯電高圧電源５０Ｃの帯電ローラ３１Ｃに印加するＡＣ電圧レベル目標値（ｋｖ）、縦軸は、ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）とするためのＰＷＭ信号のＤＵＴＹを示している。
【００５５】
ＣＰＵ１０２ａは、実施の形態１と同様な方法で算出した帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスに基づいて、ＲＯＭ１０２ｂに格納されているインピーダンス−目標ＡＣ電圧変換データ（図７参照）を参照して、当該帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスに対応した帯電高圧電源５０ＣのＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）を算出する。つぎに、ＣＰＵ１０２ａは、ＰＷＭ＿ＤＵＴＹ変換データ（図８参照）を参照して、算出したＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）に対応するＰＷＭ信号のＤＵＴＹ比を算出して、算出したＤＵＴＹ比のＰＷＭ信号（ＡＣ電圧出力目標データ）Ｓ１を帯電高圧電源５０Ｃに出力する。また、ＣＰＵ１０２ａは、ＤＣ電圧出力目標値（Ｖ）に対応するＤＵＴＹ比のＰＷＭ信号（ＤＣ電圧出力目標値データ）Ｓ２を帯電高圧電源５０Ｃに出力する。
【００５６】
帯電高圧電源５０Ｃは、制御部１０２から入力されるＰＷＭ信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、所定のＤＣ＋ＡＣ電圧を生成して帯電ローラ３１Ｃに印加する。帯電高圧電源５０Ｃは、ＡＣ制御とＤＣ制御がそれぞれ独立しており、ＤＣ出力にＡＣ出力を重畳させて帯電ローラ３１Ｃに印加する構成となっている。
【００５７】
帯電高圧電源５０Ｃは、駆動制御帯電ＡＣブロック５１Ｃと、駆動制御帯電ＤＣブロック５２Ｃと、ＡＣ出力トランス５３Ｃと、ＤＣ出力トランス５４Ｃとを備えている。
【００５８】
ＡＣ出力トランス５３Ｃは、入力電圧ｖ１ｖを昇圧して帯電用のＡＣ電圧を生成する。駆動制御帯電ＡＣブロック５１Ｃは、制御部１０２から入力されるＰＷＭ信号（ＡＣ電圧出力目標値）Ｓ１に基づいて、ＡＣ出力トランス５３ｃの出力がＡＣ電圧出力目標値となるように常時制御している。より具体的には、駆動制御帯電ＡＣブロック５１Ｃは、ＡＣ出力トランス５３Ｃから帰還されるＡＣ出力電圧を検出して、ＡＣ出力トランス５３ＣのＡＣ出力電圧がＡＣ電圧出力目標値となるように制御するものである。
【００５９】
ＤＣ出力トランス５４Ｃは、入力電圧ｖ１ｖを昇圧して帯電用のＤＣ電圧を生成する。駆動制御帯電ＤＣブロック５２Ｃは、ＣＰＵ１０２ａから入力されるＰＷＭ信号（ＤＣ電圧出力目標値データ）Ｓ２に基づいて、ＤＣ出力トランス５４Ｃの出力がＤＣ電圧出力目標値となるように常時制御している。より具体的には、駆動制御帯電ＤＣブロック５２Ｃは、ＤＣ出力トランス５４Ｃから帰還されるＤＣ出力電圧を検出して、ＤＣ出力トランス５４ＣのＤＣ出力電圧がＤＣ電圧出力目標値となるように制御するものである。
【００６０】
つぎに、帯電ローラ３２Ｃの印加電圧制御の動作を説明する。まず、ＣＰＵ１０２ａは、実施の形態１と同様な方法で、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスを算出する。つぎに、ＣＰＵ１０２ａは、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスに基づいて、インピーダンス−目標ＡＣ電圧変換データ（図７参照）を参照して、算出した帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスに対応する帯電高圧電源５０ＣのＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）を算出する。そして、ＣＰＵ１０２ａは、ＰＷＭ＿ＤＵＴＹ変換データ（図８参照）を参照して、算出したＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）に対応するＰＷＭ信号のＤＵＴＹ比を算出して、算出したＤＵＴＹ比のＰＷＭ信号（ＡＣ電圧出力目標値データ）Ｓ１を帯電高圧電源５０Ｃの駆動制御ＡＣブロック５１Ｃに出力する。また、ＣＰＵ１０２ａは、ＤＣ電圧目標値（ｋｖ）に対応するＤＵＴＹ比のＰＷＭ信号（ＤＣ電圧出力目標値）Ｓ２を帯電高圧電源５０Ｃの駆動制御ＡＣブロック５１Ｃに出力する。
【００６１】
帯電高圧電源５０Ｃでは、駆動制御帯電ＡＣブロック５１Ｃは、ＡＣ電圧出力目標値になるように、ＡＣ出力トランス５３Ｃを定電圧制御し、また、駆動制御帯電ＤＣブロック５２Ｃは、ＤＣ電圧出力目標値になるようにＤＣ出力トランス５４Ｃを定電圧制御して、ＡＣ出力トランス５３ＣからＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳したＤＣ＋ＡＣ電圧を帯電ローラ３１Ｃに供給する。そして、帯電ローラ３１Ｃにより感光体ドラム３２Ｃが帯電される。
【００６２】
以上説明したように、実施の形態２によれば、制御部１０２は、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスに基づいて、インピーダンス−目標ＡＣ電圧変換データ（図７参照）を参照して、当該帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスの場合の帯電高圧電源５０Ｃが帯電ローラ３１Ｃに印加するＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）を算出し、そして、ＰＷＭ＿ＤＵＴＹ変換データ（図８参照）を参照して、算出したＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）に対応するＰＷＭ信号のＤＵＴＹ比を算出して、算出したＤＵＴＹ比のＰＷＭ信号（ＡＣ電圧出力目標値データ）Ｓ１を帯電高圧電源５０Ｃに出力することとしたので、簡単かつ安価な構成で、帯電ローラの帯電不良およびリーク等を防止可能となる。
【００６３】
付言すると、特許文献１の帯電ＡＣ出力電流を検出する構成を除去でき、ＣＰＵとのインターフェイスや帯電ＡＣ出力電流値をＣＰＵにフィードバックする構成が不要となり、帯電高圧電源をＰＷＭ信号で駆動制御するのみで帯電ローラを定電圧制御することができる。これにより、帯電ローラのＡＣ電圧を定電流制御する構成が不要となり、全て定電圧制御で行うことが可能となり、帯電高圧電源のコストダウンが可能となる。
【００６４】
（実施の形態３）
実施の形態３にかかる画像形成装置を図９〜図１１を参照して詳細に説明する。実施の形態３は、サーミスタのアナログ電圧が帯電ローラ−感光体ドラム間の正常なインピーダンス領域に対応したアナログ電圧値の範囲外になった場合に、安全措置を講ずる構成である。他の構成は、実施の形態２と同様であるので、ここでは実施の形態２と異なる点についてのみ説明する。
【００６５】
図９は、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスに基づいて帯電ローラの電圧を制御する機構の概略構成を示す図である。この機構は、Ｃ〜Ｋ毎に設けられており、その構成は同一となっているので、ここでは、Ｃの機構を代表させて説明する。図９において、図５と同等機能を有する部位には同一符号を付してある。図９において、１０４はユーザが操作指示を与えたり、必要な情報の表示を行う操作部ユニット、１０５は帯電高圧電源５０Ｃに入力電圧ｖ１Ｖを供給するＰＳＵ（電源供給源）を示している。
【００６６】
図１０は、上記図５に示した、感光体ドラム３２Ｃの周辺の温度と、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスの関係を示す図において、正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）と、異常なインピーダンス領域を示す図である。図９において、正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）に対応する感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度は、ｔ１〜ｔ０である。
【００６７】
図１１は、上記図４に示した、図３のＡ点のアナログ電圧値と温度との関係を示す図において、正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）と、異常なインピーダンス領域を示す図である。図１１において、正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）に対応する感光体ドラム３２Ｃの近傍の温度ｔ１〜ｔ０には、アナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）が対応している。このアナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）は、正常なインピーダンス領域に対応している。従って、アナログ電圧値を検出することで、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスが、正常領域か異常領域かを判定することが可能となる。この正常なインピーダンス領域に対応したアナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）は、ＲＯＭ１０２ｂに格納されている。
【００６８】
ＣＰＵ１０２ａは、常時、サーミスタ３５Ｃから入力される図３のＡ点のアナログ電圧値が、正常なインピーダンス領域に対応したアナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）の範囲内にあるか否かを監視している。ＣＰＵ１０２ａは、このアナログ電圧値が、正常なインピーダンス領域に対応したアナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）の範囲外となった場合には、コピージョブを停止させて、ＰＷＭ信号Ｓ１，Ｓ２のＤｕｔｙを強制的に０％にセットして、帯電高圧電源５０Ｃからの帯電ローラ３１Ｃへの電圧供給を停止させるとともに、入力電圧ｖ１ＶをＯＦＦさせるＯＦＦ信号Ｓ３をＰＳＵ１０５に送信して、ＰＳＵ１０５の帯電高圧電源５０Ｃへの入力電圧ｖ１Ｖの供給を停止させる。また、ＣＰＵ１０２ａは、帯電ローラ３１Ｃ−感光体ドラム３２Ｃ間のインピーダンスが異常である旨のサービスマンコール情報（ＳＣ）を操作部ユニット１０４に表示する。
【００６９】
通常、異常な温度を検出する可能性は少ないが、例えば、サーミスタ３５Ｃのコネクタが抜けた場合には、ＣＰＵ１０２ａは、入力されるＡ点のアナログ電圧からＡＣ電圧出力目標値を最大として（図５および図７参照）、Ｄｕｔｙ１００％のＰＷＭ信号Ｓ１を帯電高圧電源５０Ｃに供給することになる。また、サーミスタ切れの場合には、ＣＰＵ１０２ａは、ＡＣ電圧出力目標値を最小として（図５および図７参照）、Ｄｕｔｙ０％のＰＷＭ信号Ｓ１を帯電高圧電源５０Ｃに供給することになる。Ｄｕｔｙ１００％のＰＷＭ信号Ｓ２が連続して出力された場合、ＡＣ高電圧が連続して帯電ローラ３１Ｃに印加されるため、リーク等が発生する可能性があり安全上危険である。これらを防止するために、上述のように、ＣＰＵ１０２ａは、入力されるアナログ電圧値が正常なインピーダンス領域に対応したアナログ電圧値ｖ０〜ｖ１（Ｖ）の範囲外となった場合には、コピージョブを停止させて、帯電高圧電源５０Ｃからの帯電ローラ３１Ｃへの電圧供給の停止、およびＰＳＵ１０５の帯電高圧電源５０Ｃへの入力電圧ｖ１Ｖの供給を停止させる。
【００７０】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形して実行可能である。例えば、上記した実施の形態では、サーミスタを各色毎に設けているが、１つのサーミスタの検出出力に基づいて、各色の帯電ローラ３２Ｃ〜Ｋを制御することにしても良い。また、上記した実施の形態では、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスに基づいて帯電ローラに印加するＡＣ電圧の電圧レベル（ｋｖ）を制御することとしたが、ＡＣ電圧の周波数を制御することにしても良い。さらに、上記した実施の形態では、感光体の周囲の環境情報として、感光体ドラムの周囲温度を使用することとしたが、環境情報として、感光体ドラムの周囲の湿度、感光体ドラムの周囲の温度＋湿度を使用することにしても良い。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１にかかる画像形成装置によれば、接触式帯電部材により感光体を帯電させ、帯電した感光体に光学像を書き込んで潜像を形成し、感光体上に形成された潜像を現像手段により現像する画像形成装置において、前記感光体の周囲の環境情報を検出するための環境情報検出手段と、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶する第１の記憶手段と、前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、を備えたこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスの変化を検出することが可能となる。
【００７２】
また、請求項２にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる画像形成装置において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることとしたので、感光体の周囲温度を検出することにより、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを検出することができ、簡単な方法で接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを検出することが可能となる。
【００７３】
また、請求項３にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる画像形成装置において、さらに、前記接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する高圧電圧印加手段と、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、前記高圧電圧印加手段が前記接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する電圧制御手段と、を備えたこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式の帯電部材の帯電不良およびリーク等を防止することが可能となる。
【００７４】
また、請求項４にかかる画像形成装置によれば、請求項３にかかる画像形成装置において、前記帯電部材と感光体間のインピーダンス値と、前記接触式帯電部材の目標出力電圧との関係をインピーダンス−目標電圧変換データとして記憶する第２の記憶手段を備え、前記電圧制御手段は、前記インピーダンス−目標電圧変換データを参照して、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに対応するＡＣ目標電圧出力を算出して、前記高圧電圧印加手段のＡＣ電圧出力が当該ＡＣ目標電圧出力となるように、前記高圧電圧印加手段を制御することとしたので、ＡＣ出力電流を検出して、接触帯電部材のＡＣ電圧を定電流制御する構成が不要となり、全て定電圧制御で行うことができ、帯電高圧電源のコストダウンが可能となる。
【００７５】
また、請求項５にかかる画像形成装置によれば、請求項３にかかる画像形成装置において、前記電圧制御手段は、目標電圧出力値に対応したＰＷＭ信号を前記高圧電圧印加手段に出力し、前記高圧電圧印加手段は、前記電圧制御手段から入力されるＰＷＭ信号に対応した目標電圧出力値の電圧を接触式帯電部材に印加することとしたので、目標電圧出力値をＰＷＭ信号で容易に設定することが可能となる。
【００７６】
また、請求項６にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる画像形成装置において、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、安全措置を講ずる安全保護手段を備えたこととしたので、接触部材にＡＣ高電圧が連続して印加されることを防止でき、リーク等の危険発生を回避することが可能となる。
【００７７】
また、請求項７にかかる画像形成装置によれば、請求項６にかかる画像形成装置において、前記安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、前記高圧電圧印加手段から前記接触式帯電部材への電圧出力を停止させることとしたので、接触部材にＡＣ高電圧が連続して印加されることを防止でき、リーク等の危険発生を回避することが可能となる。
【００７８】
また、請求項８にかかる画像形成装置によれば、請求項６にかかる画像形成装置において、前記安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、異常を報知することとしたので、異常を知らせることができ、これにより、接触部材にＡＣ高電圧が連続して印加されることを防止でき、リーク等の危険発生を回避することが可能となる。
【００７９】
また、請求項９にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる画像形成装置において、前記画像形成装置は、カラー画像を形成するカラータンデム方式の画像形成装置であることとしたので、カラータンデム方式の画像形成装置において、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスの変化を検出することが可能となる。
【００８０】
また、請求項１０にかかる帯電装置によれば、画像形成装置の感光体を接触式帯電部材で帯電させる帯電装置において、前記感光体の周囲の環境情報を検出するための環境情報検出手段と、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶する第１の記憶手段と、前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、を備えたこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスの変化を検出することが可能となる。
【００８１】
また、請求項１１にかかる帯電装置によれば、請求項１０にかかる帯電装置において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることとしたので、感光体の周囲温度を検出することにより、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを検出することができ、簡単な方法で接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを検出することが可能となる。
【００８２】
また、請求項１２にかかる帯電装置によれば、請求項１０にかかる帯電装置において、さらに、前記接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する高圧電圧印加手段と、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、前記高圧電圧印加手段が前記接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する電圧制御手段と、を備えたこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式の帯電部材の帯電不良およびリーク等を防止することが可能となる。
【００８３】
また、請求項１３にかかる帯電装置の電源制御方法によれば、画像形成装置の感光体と接触する接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加して、前記感光体を帯電させる帯電装置の電源制御方法において、前記感光体の周囲の環境情報を検出する環境情報検出工程と、前記環境情報検出工程で検出された環境情報に基づいて、記憶手段に記憶されている、前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係を示すインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出工程と、を含むこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスの変化を検出することが可能となる。
【００８４】
また、請求項１４にかかる帯電装置の電源制御方法によれば、請求項１３にかかる帯電装置の電源制御方法において、前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることとしたので、感光体の周囲温度を検出することにより、簡単な方法で接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを検出することが可能となる。
【００８５】
また、請求項１５にかかる帯電装置の電源制御方法によれば、請求項１３にかかる帯電装置の電源制御方法において、前記インピーダンス算出工程で算出されたインピーダンスに基づいて、前記接触式帯電部材の印加電圧を定電圧制御する電圧制御工程を含むこととしたので、簡単かつ安価な構成で、接触式の帯電部材の帯電不良およびリーク等を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の画像形成ユニットと転写部の周辺の詳細な機構を示す図である。
【図３】帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスを検出する回路の構成を示す図である。
【図４】図３のＡ点のアナログ電圧値と感光体ドラムの近傍の温度との関係を示す図である。
【図５】感光体ドラムの近傍の温度と、帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスの関係を示す図である。
【図６】帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスに基づいて帯電ローラの電圧を制御する機構の概略構成を示す図である。
【図７】帯電ローラＣ−感光体ドラム間のインピーダンスと、ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）の関係を示す図である。
【図８】ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）と、ＡＣ電圧出力目標値（ｋｖ）とするためのＰＷＭ信号のＤＵＴＹとの関係を示す図である。
【図９】帯電ローラ−感光体ドラム間のインピーダンスに基づいて帯電ローラの電圧を制御する機構の概略構成を示す図である。
【図１０】正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）と、異常なインピーダンス領域を示す図である。
【図１１】正常なインピーダンス領域（ｎ０〜ｎ１）と、異常なインピーダンス領域を示す図である。
【符号の説明】
３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋ 画像形成ユニット
３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｋ 帯電ローラ
３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋ 感光体ドラム
３３Ｃ、３３Ｍ、３３Ｙ、３３Ｋ 現像ユニット
３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｙ、３４Ｋ クリーニング機構
３５Ｃ、３５Ｍ、３５Ｙ、３５Ｋ サーミスタ
５０Ｃ 帯電高圧電源
５１Ｃ 駆動制御帯電ＡＣブロック
５２Ｃ 駆動制御帯電ＤＣブロック
５３Ｃ ＡＣ出力トランス
５４Ｃ ＤＣ出力トランス
１０１ 基板
１０２ 制御部
１０２ａ ＣＰＵ
１０２ｂ ＲＯＭ
１０２ｃ ＲＡＭ
１０３ 操作部ユニット
１０４ ＰＳＵ（電源供給源）
Claims (15)
- 接触式帯電部材により感光体を帯電させ、帯電した感光体に光学像を書き込んで潜像を形成し、感光体上に形成された潜像を現像手段により現像する画像形成装置において、
前記感光体の周囲の環境情報を検出するための環境情報検出手段と、
前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶する第１の記憶手段と、
前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- さらに、前記接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する高圧電圧印加手段と、
前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、前記高圧電圧印加手段が前記接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する電圧制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記帯電部材と感光体間のインピーダンス値と、前記接触式帯電部材の目標出力電圧との関係をインピーダンス−目標電圧変換データとして記憶する第２の記憶手段を備え、
前記電圧制御手段は、前記インピーダンス−目標電圧変換データを参照して、前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに対応する目標電圧出力を算出して、前記高圧電圧印加手段の出力が当該目標電圧出力となるように、前記高圧電圧印加手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。 - 前記電圧制御手段は、目標電圧出力値に対応したＰＷＭ信号を前記高圧電圧印加手段に出力し、
前記高圧電圧印加手段は、前記電圧制御手段から入力されるＰＷＭ信号に対応した目標電圧出力値の電圧を接触式帯電部材に印加することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。 - 前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、安全措置を講ずる安全保護手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、前記高圧電圧印加手段から前記接触式帯電部材への電圧出力を停止させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
- 前記安全保護手段は、前記環境情報検出手段の検出結果が、前記接触式帯電部材と感光体間の正常なインピーダンス領域に対応した範囲外となった場合には、異常を報知することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、カラー画像を形成するカラータンデム方式の画像形成装置であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置の感光体を接触式帯電部材で帯電させる帯電装置において、
前記感光体の周囲の環境情報を検出するための環境情報検出手段と、
前記感光体の環境情報と、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係をインピーダンス特性データとして記憶する第１の記憶手段と、
前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて、前記第１の記憶手段に記憶されたインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、
を備えたことを特徴とする帯電装置。 - 前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることを特徴とする請求項１０に記載の帯電装置。
- さらに、前記帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加する高圧電圧印加手段と、
前記インピーダンス算出手段で算出されたインピーダンスに基づいて、前記高圧電圧印加手段が前記接触式帯電部材に印加する電圧を定電圧制御する電圧制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の帯電装置。 - 画像形成装置の感光体と接触する接触式帯電部材にＤＣ＋ＡＣ電圧を印加して、前記感光体を帯電させる帯電装置の電源制御方法において、
前記感光体の周囲の環境情報を検出する環境情報検出工程と、
前記環境情報検出工程で検出された環境情報に基づいて、記憶手段に記憶されている、前記感光体の環境情報と、前記帯電部材と感光体間のインピーダンスとの関係を示すインピーダンス特性データを参照して、前記接触式帯電部材と感光体間のインピーダンスを算出するインピーダンス算出工程と、
を含むことを特徴とする帯電装置の電源制御方法。 - 前記環境情報は、前記感光体の周囲温度であることを特徴とする請求項１３に記載の帯電装置の電源制御方法。
- 前記インピーダンス算出工程で算出されたインピーダンスに基づいて、前記接触式帯電部材の印加電圧を定電圧制御する電圧制御工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の帯電装置の電源制御方法。
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