特許 6939314 画像形成装置および画像形成装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6939314

(24)【登録日】2021年9月6日

(45)【発行日】2021年9月22日

(54)【発明の名称】画像形成装置および画像形成装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/02 20060101AFI20210909BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20210909BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/02 102

   G03G15/00 303

【請求項の数】10

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2017-181268(P2017-181268)

(22)【出願日】2017年9月21日

(65)【公開番号】特開2019-56817(P2019-56817A)

(43)【公開日】2019年4月11日

【審査請求日】2020年8月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小堀 一樹

【審査官】 中澤 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−３１６０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３３０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４３７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４０３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０９５５１９５２（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／０２

Ｇ０３Ｇ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に感光層が形成された感光体と、
前記感光体との間の放電により前記感光体の表面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置の予め測定された比誘電率の測定値を用いて前記帯電装置に印加するピーク間電圧を算出する演算部と、
前記演算部によって算出された前記ピーク間電圧となるように前記帯電装置に印加する電圧を制御する制御部とを備え、
前記帯電装置は、他の前記帯電装置に交換可能であり、
前記測定値は、各々の前記帯電装置によって異なり、
前記測定値を特定する特定部をさらに備え、
前記演算部は、前記特定部によって特定された前記測定値を用いて前記ピーク間電圧を算出する、画像形成装置。

【請求項2】

前記演算部は、前記比誘電率に影響を及ぼす指標の値に応じて前記測定値を変更した比誘電率の値を用いて前記ピーク間電圧を算出する、請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記指標は、前記帯電装置に印加する電圧の周波数である、請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記指標は、前記感光体の周速度である、請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記演算部は、前記指標を所定の基準値よりも大きくするときは、前記測定値よりも低く変更した比誘電率の値を用いて算出することで、前記ピーク間電圧が前記測定値に対応する値よりも高くなるようにする、請求項３または請求項４に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記指標は、前記帯電装置の周辺の温度である、請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記指標は、前記帯電装置の周辺の相対湿度である、請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記演算部は、前記指標が所定の基準値よりも大きいときは、前記測定値よりも高く変更した比誘電率の値を用いて算出することで、前記ピーク間電圧が前記測定値に対応する値よりも低くなるようにする、請求項６または請求項７に記載の画像形成装置。

【請求項9】

前記演算部は、前記感光体および前記帯電装置が駆動されるタイミングで前記ピーク間電圧を算出する、請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項10】

画像形成装置を制御する制御方法であって、
前記画像形成装置は、
表面に感光層が形成された感光体と、
前記感光体との間の放電により前記感光体の表面を帯電させる帯電装置と、
前記画像形成装置の各部を制御する制御装置とを備え、
前記制御方法は、
前記制御装置が、前記帯電装置の予め測定された比誘電率の測定値を用いて前記帯電装置に印加するピーク間電圧を算出するステップと、
前記制御装置が、算出された前記ピーク間電圧となるように前記帯電装置に印加する電圧を制御するステップとを含み、
前記帯電装置は、他の前記帯電装置に交換可能であり、
前記測定値は、各々の前記帯電装置によって異なり、
前記画像形成装置は、前記測定値を特定する特定部をさらに備え、
前記ピーク間電圧を算出するステップは、前記特定部によって特定された前記測定値を用いて前記ピーク間電圧を算出するステップを含む、画像形成装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は、画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関し、特に、感光体と帯電装置とを備える画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複写機、プリンター、ファクシミリおよびこれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置が知られている。画像形成装置では、一般に、表面に感光層が形成された感光体を帯電装置によって帯電させた後、露光装置により画像データに従った露光を感光体に行なうことにより感光体の表面に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体に、現像バイアス電位が印加された現像ローラーからトナーが供給されることにより、感光体の表面に静電潜像に対応したトナー像が形成される。

【0003】

図１３を参照して、感光体１０の表面を帯電させる方式として、帯電ローラー１１を感光体１０の表面に接触または近接させて、直流電圧に交流電圧を重畳したピーク間電圧Ｖppの電圧を、帯電ローラー１１に印加させて、感光体１０の表面を帯電させるＡＣローラー帯電方式が知られている。

【0004】

この方式では、帯電ローラー１１に印加された電圧により、帯電ローラー１１と感光体１０との間に電位差が発生する。パッシェンの法則で決まる或る電位差以上になると、帯電ローラー１１と感光体１０との間で放電が起きる。これにより、感光体１０が帯電する。

【0005】

帯電ローラー１１により帯電された感光体１０の表面の電位（以下、表面電位Ｖｏという）は、帯電ローラー１１に印加される電圧のピーク間電圧Ｖppの大きさに応じて決定される。

【0006】

表面電位Ｖｏは、画像の品質に影響し、表面電位Ｖｏと現像バイアス電位との電位差が小さくなりすぎると、本来、白抜けとなるべき地肌部分にトナーが付着する現象（かぶり）が生じる。一方、表面電位Ｖｏと現像バイアス電位との電位差が大きくなりすぎると二成分現像剤に含まれるキャリアが感光体に付着する現象が生じる。また、表面電位Ｖｏと現像バイアス電位との電位差が小さくなりすぎたり大きくなりすぎたりするとすじ状の白抜けまたはトナーによるすじ状の汚れが印刷される現象（すじ）が生じる。

【0007】

さらに、帯電ローラー１１に印加する電圧が大きすぎると、放電エネルギーが増加することによって、感光体１０の感光膜の削れが促進され、感光体１０の寿命の低下を招いてしまう。そのため、表面電位Ｖｏが所定の範囲内になるように、帯電ローラー１１に印加する電圧が制御される。

【0008】

ピーク間電圧Ｖppを適正範囲に設定する方法として、特開２００２−１８２４５５号公報（以下「特許文献１」という）に開示された方法が知られている。図１４を参照して、この方法の概略を以下で説明する。まず、画像形成装置１００はピーク間電圧Ｖppを適正範囲に設定する制御（以下「帯電制御」という）の実行命令を受けると、以下のステップで帯電制御を実行する。

【0009】

ステップ１：未放電領域でピーク間電圧Ｖppの電圧を複数点印加し、それぞれの交流電流Ｉacを検出する。

【0010】

ステップ２：放電領域でも同様にピーク間電圧Ｖppの電圧を複数点印加し、それぞれの交流電流Ｉacを検出する。

【0011】

ステップ３：未放電領域の直線近似式Ｙβと、放電領域の直線近似式Ｙαとを最小二乗法により算出する。

【0012】

ステップ４：図示しないメモリーから目標放電量Ｄを読み込む。
ステップ５：Ｙβ上での電流とＹα上での電流との差が、目標放量量Ｄとなるピーク間電圧Ｖppを算出する。

【0013】

ステップ６：算出したピーク間電圧Ｖppを帯電ローラー１１に印加する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２００２−１８２４５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

しかし、特許文献１の方法には、目標放電量Ｄを変化させることおよびその決定方法は記載されていない。

【0016】

【表1】

【0017】

表１を参照して、発明者らの研究により、目標放電量Ｄを一定とした場合、同じ種類の帯電ローラー１１であっても物によっては、帯電不良によるかぶりまたはすじなどの印刷不良が生じる場合、および、ドラムユニットのライフが１００％（画像形成装置１００の仕様で謳っている印字枚数で交換した場合のライフを１００％とする）を下回ってしまう場合があることが分かった。なお、ライフは、感光体１０の感光層の膜厚の変化から推定している。

【0018】

この開示は上述の問題を解決するためになされたもので、この発明の目的の１つは、帯電不良による印刷不良および感光体のライフを改善することが可能な画像形成装置および画像形成装置の制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0019】

上述の目的を達成するために、この開示のある局面によれば、画像形成装置は、表面に感光層が形成された感光体と、感光体との間の放電により感光体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電装置の予め測定された比誘電率の測定値を用いて帯電装置に印加するピーク間電圧を算出する演算部と、演算部によって算出されたピーク間電圧となるように帯電装置に印加する電圧を制御する制御部とを備える。

【0020】

好ましくは、演算部は、比誘電率に影響を及ぼす指標の値に応じて測定値を変更した比誘電率の値を用いてピーク間電圧を算出する。

【0021】

さらに好ましくは、指標は、帯電装置に印加する電圧の周波数、または、感光体の周速度である。演算部は、指標を所定の基準値よりも大きくするときは、測定値よりも低く変更した比誘電率の値を用いて算出することで、ピーク間電圧が測定値に対応する値よりも高くなるようにする。

【0022】

さらに好ましくは、指標は、帯電装置の周辺の温度、または、帯電装置の周辺の相対湿度である。演算部は、指標が所定の基準値よりも大きいときは、測定値よりも高く変更した比誘電率の値を用いて算出することで、ピーク間電圧が測定値に対応する値よりも低くなるようにする。

【0023】

好ましくは、演算部は、感光体および帯電装置が駆動されるタイミングでピーク間電圧を算出する。

【0024】

好ましくは、帯電装置は、他の帯電装置に交換可能であり、測定値は、各々の帯電装置によって異なる。画像形成装置は、測定値を特定する特定部をさらに備える。演算部は、特定部によって特定された測定値を用いてピーク間電圧を算出する。

【0025】

この開示の他の局面によれば、制御方法は、画像形成装置を制御する方法である。画像形成装置は、表面に感光層が形成された感光体と、感光体との間の放電により感光体の表面を帯電させる帯電装置と、画像形成装置の各部を制御する制御装置とを備える。制御方法は、制御装置が、帯電装置の予め測定された比誘電率の測定値を用いて帯電装置に印加するピーク間電圧を算出するステップと、算出されたピーク間電圧となるように帯電装置に印加する電圧を制御するステップとを含む。

【発明の効果】

【0026】

この開示に従えば、帯電不良による印刷不良および感光体のライフを改善することが可能な画像形成装置および画像形成装置の制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】この実施の形態における画像形成装置の内部構造の一例を示す図である。

【図2】この実施の形態における画像形成装置が備える画像形成ユニットの内部構造の一例を示す図である。

【図3】この実施の形態における画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図4】この実施の形態における画像形成装置における帯電ローラーに印加する電圧の制御に関する構成を示すブロック図である。

【図5】この実施の形態における画像形成装置により実行される物性値の更新処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】第１の実施の形態における画像形成装置により実行される帯電制御処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】この実施の形態における帯電ローラーの比誘電率の測定方法を説明するための図である。

【図8】低温／低湿環境における帯電周波数およびプロセス速度に応じた比誘電率の変化を示す図である。

【図9】中温／中湿環境における帯電周波数およびプロセス速度に応じた比誘電率の変化を示す図である。

【図10】高温／高湿環境における帯電周波数およびプロセス速度に応じた比誘電率の変化を示す図である。

【図11】第２の実施の形態における画像形成装置における帯電ローラーに印加する電圧の制御に関する構成を示すブロック図である。

【図12】第２の実施の形態における画像形成装置により実行される帯電制御処理の流れを示すフローチャートである。

【図13】帯電ローラーで感光体の表面を帯電させる方式を説明するための図である。

【図14】帯電ローラーに印加する電圧のピーク間電圧を算出する方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

【0029】

＜第１の実施の形態＞
［画像形成装置の内部構成］
図１を参照して、画像形成装置１００の内部構造について説明する。図１は、この実施の形態における画像形成装置１００の内部構造の一例を示す図である。

【0030】

図１には、カラープリンターとしての画像形成装置１００が示されている。以下では、カラープリンターとしての画像形成装置１００について説明するが、画像形成装置１００は、カラープリンターに限定されない。たとえば、画像形成装置１００は、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリや複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional Peripheral）であってもよい。

【0031】

画像形成装置１００は、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、二次転写ローラー３３と、カセット３７と、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、ピックアップローラー４１と、タイミングローラー４２と、定着装置４３とを備える。

【0032】

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト３０に沿って順に並べられている。画像形成ユニット１Ｙは、トナーボトル２Ｙからトナーの供給を受けてイエロー（Ｙ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｍは、トナーボトル２Ｍからトナーの供給を受けてマゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｃは、トナーボトル２Ｃからトナーの供給を受けてシアン（Ｃ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｋは、トナーボトル２Ｋからトナーの供給を受けてブラック（ＢＫ）のトナー像を形成する。

【0033】

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと中間転写ベルト３０とは、一次転写ローラー３１を設けている部分で互いに接触している。一次転写ローラー３１は、回転可能に構成されている。トナー像と反対極性の転写電圧が一次転写ローラー３１に印加されることによって、トナー像が画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋから中間転写ベルト３０に転写される。

【0034】

カラー印刷モードの場合、イエロー（Ｙ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、シアン（Ｃ）のトナー像、およびブラック（ＢＫ）のトナー像が順に重ねられて中間転写ベルト３０に転写される。これにより、カラーのトナー像が中間転写ベルト３０上に形成される。一方、モノクロ印刷モードの場合、ブラック（ＢＫ）のトナー像が感光体１０から中間転写ベルト３０に転写される。

【0035】

中間転写ベルト３０は、従動ローラー３８および駆動ローラー３９に張架されている。駆動ローラー３９は、たとえばモーター（図示しない）によって回転駆動される。中間転写ベルト３０および従動ローラー３８は、駆動ローラー３９に連動して回転する。これにより、中間転写ベルト３０上のトナー像が二次転写ローラー３３に搬送される。

【0036】

カセット３７には、用紙Ｓがセットされる。用紙Ｓは、カセット３７から１枚ずつピックアップローラー４１およびタイミングローラー４２によって搬送経路４０に沿って二次転写ローラー３３に送られる。二次転写ローラー３３は、トナー像と反対極性の転写電圧を搬送中の用紙Ｓに印加する。これにより、トナー像は、中間転写ベルト３０から二次転写ローラー３３に引き付けられ、用紙Ｓの適切な位置に転写される。

【0037】

定着装置４３は、自身を通過する用紙Ｓを加圧および加熱する。これにより、用紙Ｓ上に形成されているトナー像が用紙Ｓに定着する。その後、用紙Ｓは、トレー４８に排紙される。

【0038】

［画像形成ユニットの内部構成］
図２を参照して、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの内部構造について説明する。図２は、この実施の形態における画像形成装置１００が備える画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの内部構造の一例を示す図である。

【0039】

図２に示されるように、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、ドラムユニット１５と、露光装置１２と、現像装置１３とを備える。

【0040】

ドラムユニット１５は、感光体１０と、帯電ローラー１１と、クリーニング装置１７と、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ１８と、支持体１９とを含む。ドラムユニット１５は、画像形成装置１００に対して着脱可能である。主要部品である感光体１０が劣化した場合、画像形成装置１００からドラムユニット１５が取り外され、新たなドラムユニット１５が画像形成装置１００に装着される。

【0041】

支持体１９は、感光体１０と、帯電ローラー１１と、クリーニング装置１７と、ＩＣチップ１８とを支持することにより、これら各部材をユニット化する。

【0042】

感光体１０は、アルミニウム等からなるドラム状（円筒状）の基体１０ａと、基体１０ａの外周面上に形成された感光層１０ｂとを含む。感光体１０の外周面上にトナー像が形成される。

【0043】

感光層１０ｂは、有機材料で構成され、電荷発生層と電荷発生層の上に形成された電荷輸送層とを含む。電荷発生層は、露光により電荷を発生する層であり、電荷輸送層は、電荷発生層で発生した正孔を感光体１０の表面まで輸送する層である。感光層１０ｂは、電荷発生層および電荷輸送層の他に、電荷発生層よりも基体１０ａ側に位置し、電荷発生層において生成した電子を基体１０ａに導くアンダーコート層と、電荷輸送層の上に形成され、電荷輸送層を保護するオーバーコート層とを含んでもよい。

【0044】

感光層１０ｂのうちの電荷発生層は、電荷発生物質とバインダー樹脂を含有している。電荷発生物質としては、例えば、スーダンレッドやダイアンブルー等のアゾ原料、ピレンキノンやアントアントロン等のキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴ及びチオインジゴ等のインジゴ顔料、フタロシアニン顔料等が挙げられる。また、バインダー樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、並びにこれらの樹脂の内２つ以上を含む共重合体樹脂（例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂）及びポリビニルカルバゾール樹脂等が挙げられる。

【0045】

感光層１０ｂのうちの電荷輸送層は、電荷輸送物質とバインダー樹脂を含有している。電荷輸送物質としては、例えば、カルバゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、オキサゾロン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリ−１−ビニルピレン及びポリ−９−ビニルアントラセン等の化合物を単独あるいは２種類以上混合したものが挙げられる。

【0046】

また、電荷輸送層用のバインダー樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリルニトリル共重合体樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体樹脂等が挙げられる。

【0047】

帯電ローラー１１は、感光体１０の周面を一様に帯電する。帯電ローラー１１は、感光体１０の回転軸に沿った長尺状である。帯電ローラー１１の回転軸は、感光体１０の回転軸に平行である。

【0048】

帯電ローラー１１は、金属（たとえば、ステンレス材）を用いた剛性を有する円柱状のシャフト１１ａと、シャフト１１ａの周面上に形成された導電性または半導電性の弾性材料からなる弾性層１１ｂとを含む。弾性層１１ｂは、その表面に導電性の樹脂材料からなる表面層を有していてもよい。

【0049】

弾性層１１ｂは、例えば、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ等）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）や天然ゴム（ＮＲ）等といった弾性材料で構成される。

【0050】

また、弾性層１１ｂを構成する弾性材料に混入される導電剤としては、ケッチェンブラックやアセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、金属粉、導電性金属酸化物、更には各種イオン導電剤、例えば、テトラメチルアンモニウムパークロレート、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等が用いられる。

【0051】

クリーニング装置１７は、感光体１０に圧接される。クリーニング装置１７は、トナー像の転写後に感光体１０の表面に残留するトナーを回収する。

【0052】

ＩＣチップ１８は、支持体１９に取り付けられ、各種の情報を記憶する。ＩＣチップ１８が記憶する情報には、感光体１０の使用開始からの累積回転数Ｒと、感光体１０の感光層１０ｂの比誘電率εpcと、感光層１０ｂの膜厚ｄpc(new)と、帯電ローラー１１の弾性層１１ｂの厚みｄrと、弾性層１１ｂの比誘電率εrとが含まれる。

【0053】

ドラムユニット１５は、感光体１０の使用開始からの累積回転数をカウントするカウンター（図示せず）を備える。カウンターによりカウントされた累積回転数ＲがＩＣチップ１８に随時書き込まれる。

【0054】

感光層１０ｂの比誘電率εpcは、感光層１０ｂを構成する材料に依存し、予め感光体１０ごとに測定される。

【0055】

たとえば、感光体１０の出荷検査のときに感光層１０ｂの比誘電率εpcおよび膜厚ｄpc(new)が測定され、その測定値を示す数字またはバーコードが感光体１０に記載される。測定値が記載される箇所は、感光体１０においてトナー像が形成される箇所以外の場所である。

【0056】

同様に、弾性層１１ｂの比誘電率εrは、弾性層１１ｂを構成する材料に依存し、予め帯電ローラー１１ごとに測定される。弾性層１１ｂの厚みｄrも予め帯電ローラー１１ごとに測定される。

【0057】

たとえば、帯電ローラー１１の出荷検査のときに弾性層１１ｂの比誘電率εrおよび厚みｄrが測定され、その測定値を示す数字またはバーコードが帯電ローラー１１に記載される。

【0058】

ドラムユニット１５を組み立てる際に、作業者は、当該ドラムユニット１５に組み込まれる感光体１０ならびに帯電ローラー１１に、それぞれ記載された比誘電率εpcおよび膜厚ｄpc(new)、ならびに、比誘電率εrおよび厚みｄrを読み取り、読み取った比誘電率εpc、膜厚ｄpc(new)、比誘電率εrおよび厚みｄrをＩＣチップ１８に書き込む。

【0059】

もしくは、比誘電率εpc、膜厚ｄpc(new)、比誘電率εrおよび厚みｄrがバーコードで示される場合、バーコードから比誘電率εpc、膜厚ｄpc(new)、比誘電率εrおよび厚みｄrを読み取り、読み取った比誘電率εpc、膜厚ｄpc(new)、比誘電率εrおよび厚みｄrをＩＣチップ１８に書き込む装置を用いてもよい。

【0060】

なお、ＩＣチップ１８への比誘電率εpc、膜厚ｄpc(new)、比誘電率εrおよび厚みｄrの書き込みは、上記の方法に限定されず、別の方法であってもよい。 また、第１の実施の形態においては、これらのうち帯電ローラー１１の比誘電率εrのみを用いるので、ＩＣチップ１８には比誘電率εrのみが書込まれるようにしてもよい。

【0061】

露光装置１２は、後述する制御装置６０からの制御信号に応じて感光体１０にレーザー光を照射し、入力された画像パターンに従って感光体１０の表面を露光する。これにより、露光された部分において感光層１０ｂの電荷発生層により電荷が発生し、入力画像に応じた静電潜像が感光体１０上に形成される。

【0062】

現像装置１３は、現像ローラー１４を回転させながら、現像ローラー１４に現像バイアスを印加し、現像ローラー１４の表面にトナーを付着させる。これにより、トナーが現像ローラー１４から感光体１０に転写され、静電潜像に応じたトナー像が感光体１０の表面に現像される。

【0063】

［画像形成装置のハードウェア構成］
図３を参照して、画像形成装置１００のハードウェア構成の一例について説明する。図３は、画像形成装置１００の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。

【0064】

図３に示されるように、画像形成装置１００は、電源部５０と、制御装置６０と、センサ類７０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、操作パネル１０７と、記憶装置１２０とを含む。

【0065】

電源部５０は、画像形成装置１００の各部（たとえば、図２の帯電ローラー１１や現像装置１３など）に電力を供給する。

【0066】

制御装置６０は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＤＳＰ、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。

【0067】

制御装置６０は、画像形成装置１００の制御プログラム１２２を実行することで画像形成装置１００の動作を制御する。制御装置６０は、制御プログラム１２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置１２０またはＲＯＭ１０２から制御プログラム１２２を読み出す。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム１２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0068】

制御装置６０は、帯電ローラー１１によって帯電された感光体１０の表面電位Ｖｏがほぼ一定になるように、電源部５０から帯電ローラー１１に印加される電圧のピーク間電圧Ｖppの大きさを制御する。

【0069】

操作パネル１０７は、ディスプレイとタッチパネルとで構成されている。ディスプレイおよびタッチパネルは互いに重ねられている。操作パネル１０７は、たとえば、画像形成装置１００に対する印刷操作やスキャン操作などを受け付ける。

【0070】

記憶装置１２０は、たとえば、ハードディスクや外付けの記憶装置などの記憶媒体である。記憶装置１２０は、画像形成装置１００の制御プログラム１２２などを格納する。制御プログラム１２２の格納場所は記憶装置１２０に限定されず、制御プログラム１２２は、制御装置６０の記憶領域（たとえば、キャッシュなど）、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、または、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

【0071】

制御プログラム１２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、本実施の形態に従う制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム１２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム１２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム１２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で画像形成装置１００が構成されてもよい。

【0072】

［帯電ローラー１１に印加する電圧の制御］
図４を参照して、帯電ローラー１１に印加する電圧のピーク間電圧Ｖppの制御の詳細について説明する。図４は、この実施の形態における画像形成装置における帯電ローラーに印加する電圧の制御に関する構成を示すブロック図である。

【0073】

図４に示されるように、画像形成装置１００は、ピーク間電圧Ｖppの制御に関する構成として、感光体１０と、帯電ローラー１１と、電源部５０と、制御装置６０と、センサ類７０と、記憶装置１２０とを備える。記憶装置１２０は、感光体物性値記憶部９１と、帯電ローラー物性値記憶部９２とを含む。センサ類７０は、温度センサー７１と、湿度センサー７２とを含む。

【0074】

温度センサー７１は、感光体１０の近傍に設置され、感光体１０の周囲の温度Ｔを計測する。湿度センサー７２は、感光体１０の近傍に設置され、感光体１０の周囲の相対湿度を計測する。

【0075】

電源部５０は、帯電ローラー１１のシャフト１１ａにピーク間電圧Ｖppの電圧を印加する。帯電ローラー１１のシャフト１１ａに電圧が印加されると、帯電ローラー１１の表面と感光体１０の表面との間に電位差が生じる。当該電位差により、パッシェンの法則に従って、帯電ローラー１１の表面と感光体１０の表面との接触部分の近傍に放電が生じ、感光体１０が帯電される。

【0076】

感光体物性値記憶部９１は、感光体１０の物性値を記憶する。具体的には、感光体物性値記憶部９１は、感光体１０の感光層１０ｂの比誘電率εpcを記憶する。

【0077】

帯電ローラー物性値記憶部９２は、帯電ローラー１１の物性値を記憶する。具体的には、帯電ローラー物性値記憶部９２は、帯電ローラー１１の弾性層１１ｂの厚みｄrと、弾性層１１ｂの比誘電率εrとを記憶する。

【0078】

なお、第１の実施の形態においては、帯電ローラー物性値記憶部９２に記憶される比誘電率εrのみが用いられるため、帯電ローラー物性値記憶部９２は、比誘電率εrのみを記憶させるようにしてもよい。また、記憶装置１２０は、感光体物性値記憶部９１を含まないようにしてもよい。

【0079】

制御装置６０は、情報取得部６１と、演算部６２と、電源制御部６３とを含む。情報取得部６１は、感光体１０の物性値と、帯電ローラー１１の物性値とを取得する物性値取得部として機能する。情報取得部６１は、取得した感光体１０の物性値を感光体物性値記憶部９１に書き込み、取得した帯電ローラー１１の物性値を帯電ローラー物性値記憶部９２に書き込む。

【0080】

具体的には、情報取得部６１は、画像形成装置１００に装着されているドラムユニット１５のＩＣチップ１８から、感光体１０の感光層１０ｂの比誘電率εpcおよび未使用時の膜厚と、帯電ローラー１１の弾性層１１ｂの厚みｄrおよび比誘電率εrとを読み出す。情報取得部６１は、読み出した比誘電率εpcを感光体物性値記憶部９１に書き込み、読み出した厚みｄrおよび比誘電率εrを帯電ローラー物性値記憶部９２に書き込む。これにより、感光体物性値記憶部９１は、画像形成装置１００に装着されている感光体１０の物性値を記憶することができる。また、帯電ローラー物性値記憶部９２は、画像形成装置１００に装着されている帯電ローラー１１の物性値を記憶することができる。

【0081】

電源部５０は、電源５１と、電圧制御部５２と、電流検知部５３とを含む。電源５１は、電力を供給する。電圧制御部５２は、帯電ローラー１１に印加する電圧を制御する。電流検知部５３は、帯電ローラー１１への電流の値を検知する。

【0082】

演算部６２は、電流検知部５３によって検知された電流の値と、温度センサー７１によって検知された温度と、湿度センサー７２によって検知された相対湿度と、プロセス速度と、帯電周波数とに基づいて、帯電ローラー１１に印加する電圧のピーク間電圧Ｖppを算出する。プロセス速度は、印刷される用紙が送られる速度であり、当該用紙を送るローラー、たとえば、感光体１０の周速度と等しい。感光体１０の周速度と帯電ローラー１１の周速度は、等しいので、帯電ローラー１１の周速度は、プロセス速度と等しい。

【0083】

電源制御部６３は、演算部６２により算出されたピーク間電圧Ｖppの電圧が帯電ローラー１１のシャフト１１ａに印加されるように電源部５０の電圧制御部５２を制御する。

【0084】

［第１の実施の形態の画像形成装置の処理の流れ］
次に、図５を参照して、画像形成装置１００における物性値の更新処理の流れについて説明する。図５は、この実施の形態における画像形成装置１００により実行される物性値の更新処理の流れを示すフローチャートである。

【0085】

図５で示されるように、情報取得部６１は、画像形成装置１００の電源がオンにされたときであるか否かを判断する（ステップＳ１）。電源がオンにされたときでない（ステップＳ１でＮＯ）と判断した場合、情報取得部６１は、ドラムユニット１５を装着したときであるか否かを判断する（ステップＳ２）。ドラムユニット１５を画像形成装置１００に装着するためには、画像形成装置１００が備える扉を開閉する必要がある。情報取得部６１は、当該扉が開状態から閉状態に変化したことを検知したタイミングで、ドラムユニット１５が画像形成装置１００に装着されたものと判断すればよい。ドラムユニット１５を装着したときでない（ステップＳ２でＮＯ）と判断した場合、情報取得部６１は、実行する処理をこの処理の呼出元に戻す。

【0086】

一方、電源がオンにされたときである（ステップＳ１でＹＥＳ）と判断した場合、および、ドラムユニット１５を装着したときである（ステップＳ２でＹＥＳ）と判断した場合、情報取得部６１は、ドラムユニット１５のＩＣチップ１８から感光層１０ｂの比誘電率εpcおよび未使用時の膜厚ｄpc(new)を読み出し、感光体物性値記憶部９１に書き込む（ステップＳ３）。

【0087】

次に、情報取得部６１は、ドラムユニット１５のＩＣチップ１８から帯電ローラー１１の弾性層１１ｂの厚みｄrおよび比誘電率εrを読み出し、帯電ローラー物性値記憶部９２に書き込む（ステップＳ４）。

【0088】

これにより、感光体物性値記憶部９１が記憶する感光体１０の物性値は、現在装着されている感光体１０に対応する値に更新される。同様に、帯電ローラー物性値記憶部９２が記憶する物性値は、現在装着されている帯電ローラー１１に対応する値に更新される。

【0089】

次に、図６を参照して、画像形成装置１００における帯電制御処理の流れについて説明する。図６は、第１の実施の形態における画像形成装置１００により実行される帯電制御処理の流れを示すフローチャートである。

【0090】

画像形成装置１００は、印刷命令を受けると、図６で示される帯電制御処理を実行する。画像形成装置１００は、操作パネル１０７（図３参照）または図示しないネットワークインターフェースによって、印刷命令を受け付けることができる。

【0091】

図６で示されるように、演算部６２は、背景技術の欄の図１４で示したように、未放電領域でピーク間電圧Ｖppの電圧を複数点印加し、それぞれの交流電流Ｉacを検出する（ステップＳ２１）。また、演算部６２は、放電領域でも同様にピーク間電圧Ｖppの電圧を複数点印加し、それぞれの交流電流Ｉacを検出する（ステップＳ２２）。

【0092】

次に、演算部６２は、放電領域の直線近似式Ｙαと、未放電領域の直線近似式Ｙβとを最小二乗法により算出する（ステップＳ２３）。

【0093】

ここで、背景技術とは異なり、演算部６２は、帯電ローラー１１の比誘電率εrを帯電ローラー物性値記憶部９２から読出し、読出した比誘電率εrから目標放電量Ｄを特定する（ステップＳ２４）。この特定方法については後述する。

【0094】

そして、演算部６２は、Ｙα上での電流とＹβ上での電流との差が、目標放量量Ｄとなるピーク間電圧Ｖppを算出する（ステップＳ２５）。電源制御部６３は、ステップＳ２５で算出されたピーク間電圧Ｖppの電圧が帯電ローラー１１に印加されるように、電源部５０の電圧制御部５２を制御する。これにより、帯電ローラー１１にピーク間電圧Ｖppの電圧が印加される（ステップＳ２６）。

【0095】

その後、露光装置１２による露光処理、現像装置１３による現像処理、中間転写ベルトへの一次転写処理、用紙Ｓへの二次転写処理および定着装置４３による定着処理が実行される。これにより、印刷処理が完了する。

【0096】

［目標放電量Ｄの特定方法］
発明が解決しようとする課題の欄で説明したように、目標放電量Ｄ、つまりピーク間電圧Ｖppを一定とした場合、帯電不良による印刷不良および感光体のライフの低下が発生する場合がある。発明者らは、この理由として、帯電ローラー１１の比誘電率のばらつきが原因である可能性を考えた。

【0097】

帯電ローラー１１の比誘電率とは、帯電ローラー１１の誘電率と、真空の誘電率の比のことである。誘電率とは、物質内で電荷と、それによって与えられる力との関係を示す計数である。帯電ローラー１１の比誘電率が高いと、帯電ローラー１１の中での電荷が動き易く、一定のピーク間電圧Ｖppでは放電し易くなると考えられる。比誘電率が低いと、帯電ローラー１１の中での電荷が動き難く、一定のピーク間電圧Ｖppでは放電し難くなると考えられる。

【0098】

そこで、帯電ローラー１１の比誘電率を次の方法で測定した。図７は、この実施の形態における帯電ローラー１１の比誘電率の測定方法を説明するための図である。図７（Ａ）および図７（Ｂ）を参照して、回転可能な金属ローラー２２Ａ，２２Ｂ上に、帯電ローラー１１を載せる。その上から駆動ローラー２１で帯電ローラー１１に荷重を掛ける。ＬＣＲメーター２４（たとえば、エヌエフ回路設計ブロック社製のＺＭ２３７２）の２つの端子を、それぞれ、金属ローラー２２Ａ（または金属ローラー２２Ｂ）と、帯電ローラー１１とに接続する。

【0099】

そして、モーター２３により駆動ローラー２１を一定の回転数で回転させることで、帯電ローラー１１および金属ローラー２２Ａ，２２Ｂを回転させつつ、ＬＣＲメーター２４で一定の周波数の電圧を印加して、帯電ローラー１１Ａ〜１１Ｇの比誘電率を測定したところ、表２で示すような値が得られた。このように、同一製法で製造した同種の帯電ローラー１１Ａ〜１１Ｇであっても、比誘電率にばらつきがあることが分かった。

【0100】

【表2】

【0101】

そこで、帯電ローラー１１の比誘電率が高い場合は、ピーク間電圧Ｖppが低くなるように目標放電量Ｄを低くし、比誘電率が低い場合は、ピーク間電圧Ｖppが高くなるように目標放電量Ｄを高くすることを考えた。

【0102】

【表3】

【0103】

具体的には、表３で示すような帯電ローラー１１の比誘電率と目標放電量Ｄとを対応付けたルックアップテーブルを、画像形成装置１００の記憶装置１２０に予め記憶させておく。そして、前述の図６のステップＳ２４で、帯電ローラー１１の比誘電率εrを帯電ローラー物性値記憶部９２から読出し、読出した比誘電率εrに対応する目標放電量Ｄを、このルックアップテーブルから読出す。

【0104】

なお、帯電ローラー１１の比誘電率εrと目標放電量Ｄの関係式Ｄ＝ｆ（εr）を画像形成装置１００の記憶装置１２０に予め記憶させておき、帯電ローラー物性値記憶部９２から読出した比誘電率εrに対応する目標放電量Ｄをこの関係式から算出するようにしてもよい。

【0105】

帯電ローラー１１Ａ〜１１Ｇをそれぞれ有するドラムユニット１５Ａ〜１５Ｇについて、このように特定した目標放電量Ｄを用いて算出したピーク間電圧Ｖppの電圧を、帯電ローラー１１Ａ〜１１Ｇにそれぞれ印加して、印刷の耐久試験を行なったところ、表４で示す結果が得られた。

【0106】

【表4】

【0107】

目標放電量Ｄを一定とした場合の前述の表１で示す結果と比較して、帯電ローラー１１の比誘電率εrに応じて目標放電量Ｄを変えることでピーク間電圧Ｖppを変えることによって、帯電不良による印刷不良および感光体１０のライフを改善できることが分かった。

【0108】

また、発明者らは、同一の帯電ローラー１１Ａについて、この帯電ローラー１１Ａの比誘電率εrを用いて特定した目標放電量Ｄから算出したピーク間電圧Ｖppの電圧を印加した。この場合に、プロセス速度、周辺の温度／相対湿度、および、印加する電圧の周波数（「帯電周波数」という）を変化させて印刷の耐久試験を行なったところ、表５で示すように、帯電不良による印刷不良および感光体１０のライフの低下が発生することを見出した。

【0109】

【表5】

【0110】

帯電ローラー１１の比誘電率は、帯電ローラー１１内の電荷の動き易さである。このため、プロセス速度が遅いと、電荷が動き易くなるため、比誘電率が高くなり、ピーク間電圧は小さくて済むと考えられる。温度／相対湿度が高いと、電荷が動き難くなるため、比誘電率が低くなり、高いピーク間電圧が必要となると考えられる。帯電周波数が高いと、電荷が追随し難くなるため、比誘電率が低くなり、高いピーク間電圧が必要となると考えられる。

【0111】

そこで、プロセス速度、温度／相対湿度、および、帯電周波数を変化させながら、比誘電率を測定するという実験を行なった。図８、図９および図１０は、それぞれ、低温／低湿環境、中温／中湿環境、および、高温／高湿環境における帯電周波数およびプロセス速度に応じた比誘電率の変化を示す図である。図８から図１０を参照して、図で示されるように、プロセス速度が遅いほど、比誘電率が高くなり、温度／相対湿度が高いほど、比誘電率は低くなり、帯電周波数が高いほど、比誘電率は低くなるという予想通りの結果が得られた。

【0112】

【表6】

【0113】

このため、表５の１行目から２行目のように、プロセス速度を遅くする（ここでは、１６０ｍｍ／ｓから８０ｍｍ／ｓに変更する）場合は、表６の２行目で示すように、帯電ローラー物性値記憶部９２に記憶されている比誘電率（ここでは、２３０）よりも増加させた値（ここでは、２０増加させた２５０）を、目標放電量Ｄの特定に用いる比誘電率とする。

【0114】

また、表５の１行目から３行目のように、温度／相対湿度を低くする（ここでは、中温／中湿から低温／低湿に変更する）場合は、表６の３行目で示すように、帯電ローラー物性値記憶部９２に記憶されている比誘電率（ここでは、２３０）よりも減少させた値（ここでは、３０減少させた２００）を、目標放電量Ｄの特定に用いる比誘電率とする。

【0115】

また、表５の１行目から３行目のように、帯電周波数を高くする（ここでは、１３００Ｈｚから２０００Ｈｚに変更する）場合は、表６の３行目で示すように、帯電ローラー物性値記憶部９２に記憶されている比誘電率（ここでは、２３０）よりも減少させた値（ここでは、２０減少させた２１０）を、目標放電量Ｄの特定に用いる比誘電率とする。

【0116】

これらのように変更した比誘電率を用いて目標放電量Ｄを特定し、ピーク間電圧Ｖppを算出して、算出したピーク間電圧Ｖppの電圧を帯電ローラー１１に印加することで、帯電不良による印刷不良および感光体１０のライフを改善できることが分かった。

【0117】

なお、表６では、プロセス速度、温度／相対湿度、および、帯電周波数のいずれかを個別に変化させた場合に比誘電率をどの程度変化させるかの一例を示しているが、これらを組合せて変化させた場合であっても、組合せに応じて比誘電率を変更することで、帯電不良による印刷不良および感光体１０のライフを改善できる。

【0118】

たとえば、プロセス速度を１６０ｍｍ／ｓから８０ｍｍ／ｓに変更するとともに、温度／相対湿度を中温／中湿から低温／低湿に変更した場合、比誘電率を、２０増加させるとともに３０減少させる、つまり、１０減少させるようにする。

【0119】

＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態においては、図４で示したように、画像形成装置１００の電源部５０は、電流検知部５３を備え、電流検知部５３で検知された電流の値を用いて、帯電ローラー１１に印加する電圧のピーク間電圧Ｖppを算出するようにした。これに対し、第２の実施の形態においては、画像形成装置１００Ａは電流検知部５３を備えないようにして、電流の値を用いずに、帯電ローラー１１に印加する電圧のピーク間電圧Ｖppを算出する。

【0120】

図１１は、第２の実施の形態における画像形成装置１００Ａにおける帯電ローラー１１に印加する電圧の制御に関する構成を示すブロック図である。図１１に示されるように、画像形成装置１００Ａは、ピーク間電圧Ｖppの制御に関する構成として、感光体１０と、帯電ローラー１１と、電源部５０Ａと、制御装置６０Ａと、センサ類７０Ａと、記憶装置１２０Ａとを備える。記憶装置１２０Ａは、感光体物性値記憶部９１Ａと、帯電ローラー物性値記憶部９２Ａとを含む。センサ類７０Ａは、温度センサー７１Ａと、湿度センサー７２Ａとを含む。

【0121】

感光体物性値記憶部９１Ａおよび帯電ローラー物性値記憶部９２Ａ、ならびに、温度センサー７１Ａおよび湿度センサー７２Ａは、図４で説明した、感光体物性値記憶部９１および帯電ローラー物性値記憶部９２、ならびに、温度センサー７１および湿度センサー７２と同様であるので説明は繰返さない。

【0122】

制御装置６０Ａは、情報取得部６１Ａと、膜厚推定部６４と、演算部６２Ａと、電源制御部６３Ａとを含む。電源部５０Ａは、電源５１Ａと、電圧制御部５２Ａとを含む。情報取得部６１Ａ、電源５１Ａ、および、電圧制御部５２Ａは、図４で説明した情報取得部６１、電源５１、および、電圧制御部５２と同様であるので説明は繰返さない。

【0123】

さらに、情報取得部６１Ａは、膜厚推定部６４からの要求を受けて、感光体１０の使用開始からの累積回転数ＲをＩＣチップ１８から読み出し、読み出した累積回転数Ｒを膜厚推定部６４に出力する。

【0124】

膜厚推定部６４は、感光体１０の感光層１０ｂにおける現状の厚みｄpcを推定することにより、膜厚取得部として機能する。膜厚推定部６４は、感光体物性値記憶部９１Ａから感光層１０ｂの初期の膜厚ｄpc(new)を読み出すとともに、情報取得部６１Ａから感光体１０の累積回転数Ｒを受ける。膜厚推定部６４は、式（１）：ｄpc＝ｄpc(new)−（Ｃ×Ｒ）に従って、膜厚ｄpcを算出する。

【0125】

式（１）において、係数Ｃは、単位回転数当たりの感光層１０ｂの膜厚の減少量を示す定数であり、実験等により予め設定される。膜厚推定部６４は、係数Ｃを予め記憶している。たとえば、Ｃが０．０２μｍ／１０００回、ｄpc(new)が４０μｍ、累積回転数Ｒが１０００００回である場合、膜厚推定部６４は、膜厚ｄpc＝３８μｍと推定する。

【0126】

演算部６２Ａは、膜厚推定部６４により推定された感光層１０ｂの現状の厚みｄpcと、感光体物性値記憶部９１Ａが記憶する感光層１０ｂの比誘電率εpcと、帯電ローラー物性値記憶部９２Ａが記憶する弾性層１１ｂの厚みｄrおよび比誘電率εrと、温度センサー７１Ａにより測定された温度Ｔとに基づいて、帯電ローラー１１に印加する電圧のピーク間電圧Ｖppを算出する。演算部６２Ａは、ピーク間電圧Ｖppを目的変数とし、厚みｄpc，比誘電率εpc，厚みｄr，比誘電率εrおよび温度Ｔを説明変数とする相関式（２）：Ｖpp＝ｆ（εpc，ｄpc，εr，ｄr，Ｔ）に従って、ピーク間電圧Ｖppを算出する。

【0127】

電源制御部６３Ａは、演算部６２Ａにより算出されたピーク間電圧Ｖppの電圧が帯電ローラー１１のシャフト１１ａに印加されるように電源部５０Ａの電圧制御部５２Ａを制御する。

【0128】

［第２の実施の形態の画像形成装置の処理の流れ］
次に、図１２を参照して、画像形成装置１００Ａにおける帯電制御処理の流れについて説明する。図１２は、第２の実施の形態における画像形成装置１００Ａにより実行される帯電制御処理の流れを示すフローチャートである。

【0129】

画像形成装置１００Ａが印刷命令を受けると、図１２に示されるように、演算部６２Ａは、感光体物性値記憶部９１Ａから感光層１０ｂの比誘電率εpcおよび未使用時の膜厚ｄpc(new)を読み出す（ステップＳ３１）。

【0130】

次に、演算部６２Ａは、帯電ローラー物性値記憶部９２Ａから弾性層１１ｂの厚みｄrおよび比誘電率εrを読み出す（ステップＳ３２）。

【0131】

膜厚推定部６４は、感光層１０ｂの未使用時の膜厚ｄpc(new)から前述の式（１）により膜厚ｄpcを算出する演算部６２Ａは、算出された膜厚ｄpcを取得する（ステップＳ３３）。

【0132】

温度センサー７１Ａは、感光体１０の周囲の温度Ｔを計測し、制御装置６０Ａに出力する。これにより、演算部６２Ａは、感光体１０の周囲の温度Ｔを取得する（ステップＳ３４）。

【0133】

演算部６２Ａは、ステップＳ３１〜ステップＳ３４にて取得した厚みｄpc、比誘電率εpc、厚みｄr、比誘電率εrおよび温度Ｔを相関式（２）：Ｖpp＝ｆ（εpc，ｄpc，εr，ｄr，Ｔ）に代入して、帯電ローラー１１に印加する電圧のピーク間電圧Ｖppを算出する（ステップＳ３５）。

【0134】

次に、電源制御部６３Ａは、ステップＳ３５で算出されたピーク間電圧Ｖppの電圧が帯電ローラー１１に印加されるように、電源部５０Ａの電圧制御部５２Ａを制御する。これにより、帯電ローラー１１にピーク間電圧Ｖppの電圧が印加される（ステップＳ３６）。

【0135】

その後、露光装置１２による露光処理、現像装置１３による現像処理、中間転写ベルトへの一次転写処理、用紙Ｓへの二次転写処理および定着装置４３による定着処理が実行される。これにより、印刷処理が完了する。

【0136】

同一の帯電ローラー１１Ａについて、この帯電ローラー１１Ａの比誘電率εrを用いて、図１２のように、ピーク間電圧Ｖppを算出して、このピーク間電圧Ｖppの電圧を帯電ローラー１１Ａに印加した。この場合に、プロセス速度、周辺の温度／相対湿度、および、印加する電圧の周波数（「帯電周波数」という）を変化させて印刷の耐久試験を行なったところ、表５と同様に、表７で示すように、帯電不良による印刷不良および感光体１０のライフの低下が発生することを見出した。

【0137】

【表7】

【0138】

そこで、図８、図９および図１０で示した実験の結果をしたがって、プロセス速度、温度／相対湿度、帯電周波数に応じて比誘電率を変化させた値を用いて、図１２のように、ピーク間電圧Ｖppを算出して、このピーク間電圧Ｖppの電圧を帯電ローラー１１Ａに印加した。これにより、表６と同様、表８で示されるように、変更した比誘電率を用いてピーク間電圧Ｖppを算出して、算出したピーク間電圧Ｖppの電圧を帯電ローラー１１に印加することで、帯電不良による印刷不良および感光体１０のライフを改善できることが分かった。

【0139】

【表8】

【0140】

なお、表８では、プロセス速度、温度／相対湿度、および、帯電周波数のいずれかを個別に変化させた場合に比誘電率をどの程度変化させるかの一例を示しているが、これらを組合せて変化させた場合であっても、組合せに応じて比誘電率を変更することで、帯電不良による印刷不良および感光体１０のライフを改善できる。

【0141】

なお、第２の実施の形態においては、膜厚推定部６４が、感光体１０の感光層１０ｂにおける現状の厚みｄpcを推定することにより、膜厚取得部として機能するようにした。しかし、これに限定されず、センサ類７０Ａが、膜厚センサー７３を備えるようにして、膜厚センサー７３が膜厚取得部として機能するようにしてもよい。

【0142】

膜厚センサー７３は、感光体１０が備える感光層１０ｂの厚みｄpcを検出する。膜厚センサー７３は、たとえば、感光体１０の表面に光を照射し、感光層１０ｂの表面で反射した光と、感光層１０ｂと基体１０ａとの界面において反射した光との位相差に基づき、感光層１０ｂの厚みを検出する。たとえば、膜厚センサー７３として、フィッシャーインストルメンツ製ＭＰＯＲ−ＦＰを用いることができる。膜厚センサー７３は、感光層１０ｂの厚みｄpcを計測し、制御装置６０に出力する。これにより、演算部６２Ａは、感光層１０ｂの厚みｄpcを取得する。

【0143】

また、上記説明では、相関式Ｖpp＝ｆ（εpc，ｄpc，εr，ｄr，Ｔ）を用いたが、説明変数の個数はこれに限定されない。たとえば、帯電ローラー１１の弾性層１１ｂの厚みの製造ばらつきが小さい場合には、厚みｄrを除外してもよい。

【0144】

また、感光体１０の物性値として、比誘電率εpcの代わりに、比誘電率εpcに真空の誘電率を乗算した、感光層１０ｂの誘電率を用いてもよい。同様に、帯電ローラー１１の物性値として、比誘電率εrの代わりに、比誘電率εrに真空の誘電率を乗算した、弾性層１１ｂの誘電率を用いてもよい。

【0145】

［効果］
（１） 以上説明したように、図４，図６，図１１，図１２で示したように、この開示における画像形成装置１００，１００Ａは、表面に感光層１０ｂが形成された感光体１０と、感光体１０との間の放電により感光体１０の表面を帯電させる帯電ローラー１１と、帯電ローラー１１の予め測定された比誘電率の測定値εrを用いて帯電ローラー１１に印加するピーク間電圧Ｖppを算出する演算部６２，６２Ａと、演算部６２，６２Ａによって算出されたピーク間電圧Ｖppとなるように帯電ローラー１１に印加する電圧を制御する電源制御部６３，６３Ａとを備える。これにより、帯電不良による印刷不良および感光体のライフを改善することができる。

【0146】

（２） 上述の（１）において、演算部６２，６２Ａは、比誘電率εrに影響を及ぼす指標の値に応じて測定値を変更した比誘電率の値を用いてピーク間電圧Ｖppを算出する。

【0147】

（３） 上述の（２）において、指標は、帯電ローラー１１に印加する電圧の周波数、または、感光体１０の周速度（プロセス速度）である。演算部６２，６２Ａは、指標を所定の基準値よりも大きくするときは、測定値よりも低く変更した比誘電率の値を用いて算出することで、ピーク間電圧Ｖppが測定値に対応する値よりも高くなるようにする。

【0148】

（４） 上述の（２）において、指標は、帯電ローラー１１の周辺の温度Ｔ、または、帯電ローラー１１の周辺の相対湿度である。演算部６２，６２Ａは、指標が所定の基準値よりも大きいときは、測定値よりも高く変更した比誘電率の値を用いて算出することで、ピーク間電圧Ｖppが測定値に対応する値よりも低くなるようにする。

【0149】

（５） 上述の（１）から（４）において、演算部６２，６２Ａは、感光体１０および帯電ローラー１１が駆動されるタイミングでピーク間電圧Ｖppを算出する。

【0150】

（６） 上述の（１）から（５）において、帯電ローラー１１は、他の帯電ローラー１１に交換可能であり、測定値εrは、各々の帯電ローラー１１によって異なる。画像形成装置１００，１００Ａは、測定値εrを特定する情報取得部６１，６１Ａをさらに備える。演算部６２，６２Ａは、情報取得部６１，６１Ａによって特定された測定値εrを用いてピーク間電圧Ｖppを算出する。

【0151】

（７） この開示における制御方法は、画像形成装置１００，１００Ａを制御する方法である。図４，図１１で示したように、画像形成装置１００，１００Ａは、表面に感光層１０ｂが形成された感光体１０と、感光体１０との間の放電により感光体１０の表面を帯電させる帯電ローラー１１と、画像形成装置１００，１００Ａの各部を制御する制御装置６０，６０Ａとを備える。図６，図１２で示したように、制御方法は、制御装置６０，６０Ａが、帯電ローラー１１の予め測定された比誘電率の測定値εrを用いて帯電ローラー１１に印加するピーク間電圧Ｖppを算出するステップと、算出されたピーク間電圧Ｖppとなるように帯電ローラー１１に印加する電圧を制御するステップとを含む。これにより、帯電不良による印刷不良および感光体のライフを改善することができる。

【0152】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0153】

１Ｃ，１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ 画像形成ユニット、２Ｃ，２Ｋ，２Ｍ，２Ｙ トナーボトル、１０ 感光体、１０ａ 基体、１０ｂ 感光層、１１，１１Ａ〜１１Ｇ 帯電ローラー、１１ａ シャフト、１１ｂ 弾性層、１２ 露光装置、１３ 現像装置、１４ 現像ローラー、１５，１５Ａ〜１５Ｇ ドラムユニット、１７ クリーニング装置、１８ ＩＣチップ、１９ 支持体、２１，３９ 駆動ローラー、２２Ａ，２２Ｂ 金属ローラー、２３ モーター、２４ ＬＣＲメーター、３０ 中間転写ベルト、３１ 一次転写ローラー、３３ 二次転写ローラー、３７ カセット、３８ 従動ローラー、４０ 搬送経路、４１ ピックアップローラー、４２ タイミングローラー、４３ 定着装置、４８ トレー、５０，５０Ａ 電源部、５１，５１Ａ 電源、５２，５２Ａ 電圧制御部、５３ 電流検知部、６０，６０Ａ 制御装置、６１，６１Ａ 情報取得部、６２，６２Ａ 演算部、６３，６３Ａ 電源制御部、６４ 膜厚推定部、７０，７０Ａ センサ類、７１，７１Ａ 温度センサー、７２，７２Ａ 湿度センサー、７３ 膜厚センサー、９１，９１Ａ 感光体物性値記憶部、９２，９２Ａ 帯電ローラー物性値記憶部、１００，１００Ａ 画像形成装置、１０２ ＲＯＭ、１０３ ＲＡＭ、１０７ 操作パネル、１２０，１２０Ａ 記憶装置、１２２ 制御プログラム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】