JP6586879B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯電ローラーにより像担持体表面を帯電させた後、画像データに基づく静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像して画像を形成する画像形成装置に関し、特に、帯電ローラーの耐久劣化に起因する画質への影響を低減する技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、従来、像担持体、例えば、感光体ドラムの表面を一様に帯電させた後、画像データに基づく露光を行って上記表面に静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像して記録シートに転写することにより、記録シート上に画像が形成される。
感光体ドラム表面を帯電する方式としては、非接触帯電方式と接触帯電方式がある。非接触帯電方式は、コロナ放電により感光体ドラム表面を帯電させる方式である。この方式では、コロナ放電によりオゾンや窒素酸化物が多く発生し、それらを排気するためのダクトやファンなどが必要となるため、製造コストが高くなり、装置が大型化するという問題点がある。

一方、接触帯電方式は、帯電ローラーを感光体ドラム表面に接触させた状態で帯電ローラーに電圧を印加し、上記表面を一様に帯電させる方式である。この方式では、オゾンや窒素酸化物の発生量を少なくすることができ、低コスト化や装置の小型化が可能であることから、近年、接触帯電方式が多く利用されている。
接触帯電方式において、帯電ローラーに印加する電圧はＤＣ（直流）電圧のみでもよいが、ＤＣ電圧のみを印加した場合には、帯電ローラーの表面性（表面の凹凸）等に起因して帯電ローラーで帯電後の感光体ドラム表面に帯電ムラが生じやすいため、例えば、特許文献１に開示されているように、ＤＣ電圧にＡＣ（交流）電圧を重畳させた振動電圧を帯電ローラーに印加して感光体ドラムを帯電させることにより、帯電ムラを解消する技術が利用されるようになってきている。

図１３は、感光体ドラム表面を、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させた振動電圧を印加した帯電ローラーで帯電させた場合における、感光体ドラムの表面電位（帯電電位）とＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖppとの関係を、感光体層を負極性有機半導体層（ＯＰＣ層）で構成するＯＰＣ感光体ドラムと、感光体層をアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層で構成するａ−Ｓｉ感光体ドラムのそれぞれについて示す図である。図１３（ａ）は、ＯＰＣ感光体ドラム表面を、帯電ローラーに、それぞれ、Ｖdc＝−５００Ｖ、−７５０ＶのＤＣ電圧を印加し、ＤＣ電圧に重畳させるＡＣ電圧の周波数を５００ヘルツ（Hｚ）として帯電させた場合の上記関係を示す図であり、図１３（ｂ）は、ａ−Ｓｉ感光体ドラム表面を、帯電ローラーにそれぞれ、Ｖdc＝＋４５０Ｖ、＋６５０ＶのＤＣ電圧を印加し、ＤＣ電圧に重畳させるＡＣ電圧の周波数を１ｋヘルツ（Hｚ）として帯電させた場合の上記関係を示す図である。

両図に示すように、Ｖppが小さい領域では、帯電電位は、その絶対値がＶppに比例して直線的に増加し、Ｖppがある値（変曲点）に達すると、帯電電位が、印加される直流電圧成分Ｖdcの値にほぼ飽和してＶppが変化しても一定値に維持される。
変曲点の位置は、帯電開始電圧（感光体ドラムと帯電ローラーとが接触するニップ部近傍の空隙において気中放電を開始させ、帯電ローラーから感光体ドラムに向かって電荷移動（帯電）を開始させるのに要する直流電圧（感光体ドラム表面が帯電し始めるときの直流電圧））の大きさに依存し、Ｖppの値が帯電開始電圧の大きさ（絶対値）の約２倍になったときの位置が変曲点となる。
なお、図１３（a）における帯電開始電圧の絶対値は、約５６０Ｖであり（特許文献１の第８図参照）、図１３（ｂ）における帯電開始電圧の絶対値は、約４４０Ｖである（特許文献１の第１１図参照）。

そして、変曲点の電圧値より小さいＶppを重畳させて帯電ローラーにより感光体ドラムを帯電させた場合には、帯電ムラが生じるのに対し、変曲点の電圧値以上（帯電開始電圧の絶対値の２倍以上）のＶppを重畳させて帯電ローラーにより感光体ドラムを帯電させた場合には、感光体ドラム表面の帯電電位が一定となることが示されている。
この理由は、上記のようにして感光体ドラムが帯電されることにより、帯電ローラーと感光体ドラムとの間で電荷が何度も往復移動して感光体ドラムの表面電位がならされ、感光体ドラム表面の帯電ムラが解消されるためであると考えられている。

このように、帯電開始電圧の絶対値の２倍以上のＶppの交流電圧を重畳させた帯電ローラーにより感光体ドラムを帯電させることにより、感光体ドラム表面が一様に帯電され、帯電ムラに起因する画質劣化が生じないようにすることができる。なお、重畳されるＶppは、感光体ドラムの劣化と電力消費を少なくするという観点から、帯電開始電圧の絶対値の約２倍近傍の値（帯電開始電圧の絶対値の２倍以上の値で帯電開始電圧の絶対値の２倍の値の近傍の値、例えば、帯電開始電圧の絶対値＝５６０Ｖに対し、Ｖpp＝１２００Ｖ）に設定されるのが通常である。

特開昭６３−１４９６６８号公報 特開平１１−３５２７５４号公報

しかしながら、帯電ローラーは、使用により耐久劣化すると、クラック（ヒビ、割れ）が生じ、このようなクラックが生じた場合には、クラックが生じた部分とそうでない部分とで、気中放電が起こるニップ部近傍の空隙において感光体ドラム外周面と帯電ローラー外周面との間の距離が異なることになり、その結果、パッシェンの法則により、両者の帯電開始電圧の絶対値に差が生じ（クラックが生じた部分の方が、上記距離が長くなり、帯電開始電圧の絶対値が大きくなる）、これにより感光体ドラム表面に帯電ムラが発生し、画質劣化が起きるという問題が生じる（局所的にみると、感光体ドラム表面における、クラック発生箇所に対応する部分においては、帯電開始電圧の絶対値が、大きくなるため、Ｖppが帯電開始電圧の絶対値の２倍より小さくなる場合が生じ、それにより、当該部分の帯電電位の値（帯電電位の絶対値）が他の部分（クラック未発生の部分に対応する部分）に比べ小さくなり、帯電ムラが発生する（図１３（ａ）、（ｂ）に示す関係を参照））。

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、帯電ローラーの耐久劣化によるクラックの発生に起因する画質への影響を低減することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る画像形成装置は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加した帯電ローラーにより像担持体表面を帯電させた後、画像データに基づく静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像して中間転写体に転写した後、中間転写体から記録シートに転写し、記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、前記帯電ローラーの表面上におけるクラックの発生有無を指標するクラック情報を取得する情報取得手段と、取得したクラック情報が、クラックが発生したことを示す場合に、発生したクラックによる画質への影響が少なくなるように、画像形成条件を調整する調整手段と、を備え、前記情報取得手段は、前記中間転写体上に、前記帯電ローラーの少なくとも１周分に対応する長さのパッチ画像を前記帯電ローラーの周方向に対応する方向に形成するパッチ画像形成手段と、形成したパッチ画像の前記帯電ローラーの周方向に対応する方向におけるトナー濃度分布を前記クラック情報として取得する濃度分布取得手段と、を有し、前記パッチ画像を形成する際に印加される前記交流電圧のピーク間電圧Vppの値は、クラック発生前の画像形成において印加される前記交流電圧のピーク間電圧Vppの値より小さい。

ここで、前記調整は、前記交流電圧のピーク間電圧であるＶｐｐを、クラック発生前よりも大きくすることであることとすることができる。又、前記調整は、前記交流電圧の周波数をクラック発生前よりも高くすることであることとすることができる。又、前記調整は、画像形成の解像度をクラック発生前よりも低くすることであることとすることができる。

又、前記クラック情報はさらに、クラックの大きさに関する情報を含み、前記調整は、クラックの大きさに応じて前記Ｖppを大きくすることであることとすることができる。又、前記クラック情報はさらに、クラックの大きさに関する情報を含み、前記調整は、クラックの大きさに応じて前記周波数を高くすることであることとすることができる。
又、前記クラック情報はさらに、クラックの大きさに関する情報を含み、前記調整は、クラックの大きさに応じて、前記交流電圧のピーク間電圧であるＶｐｐを大きくするとともに、前記交流電圧の周波数を高くすることであることとすることができる。

又、前記情報取得手段は、画像形成される画質を安定化するために所定のタイミングで実行される画像安定化処理の実行時に前記情報を取得することとすることができる。

上記構成を備えることにより、クラック情報により帯電ローラー表面上におけるクラックの発生有無が指標され、クラック情報が、クラックが発生したことを示す場合に、発生したクラックによる画質への影響が少なくなるように、画像形成条件が調整されるので、帯電ローラーの耐久劣化によるクラックの発生に起因する画質への影響を低減することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。 クラック未発生時（ａ）及びクラック発生時（ｂ）における、帯電ローラーと感光体ドラムのニップ部Ｎ近傍の様子を模式的に示した図である。 帯電ローラー３２表面にクラックが発生した場合のパッチ画像の様子を模式的に示す図である。 各色の感光体ドラムの帯電に関わる帯電ローラー周辺部の構成を示す図である。 制御部６０の構成と制御部６０の制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。 制御部６０が行うクラック処理の動作を示すフローチャートである。 制御部６０が行うクラック処理の動作の第１の変形例を示すフローチャートである。 ピーク間電圧補正テーブルの具体例を示す図である。 周波数補正テーブルの具体例を示す図である。 制御部６０が行うクラック処理の動作の第２の変形例を示すフローチャートである。 図５に示す制御部６０の構成の変形例を示す図である。 制御部６０が行うクラック処理の動作の第３の変形例を示すフローチャートである。 感光体ドラム表面を、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させた振動電圧を印加した帯電ローラーで帯電させた場合における、感光体ドラムの表面電位（帯電電位）とＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖppとの関係を、ＯＰＣ感光体ドラム（ａ）とａ−Si感光体ドラム（ｂ）のそれぞれについて示す図である。

以下、本発明の一形態に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という。）に適用した場合を例にして説明する。
［１］画像形成装置の構成
先ず、本実施の形態に係る画像形成装置１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１の構成を示す図である。同図に示すように、この画像形成装置１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、制御部６０を備えている。

画像形成装置１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ（Local Area Network））に接続され、外部の端末装置（不図示）や図示しない表示部を有する操作パネルから印刷指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを記録シートへ多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。

画像プロセス部３は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、露光部１０、中間転写体としての中間転写ベルト１１、二次転写ローラー４５などを有している。作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成は、いずれも同様の構成であるため、以下、主として作像部３Ｙの構成について説明する。
作像部３Ｙは、像担持体として用いられる感光体ドラム３１Ｙと、その周囲に配設され、感光体ドラム３１Ｙの表面を帯電させる帯電ローラー３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラー３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー３５Ｙなどを有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。帯電ローラー３２Ｙには、直流（ＤＣ）電圧に交流（ＡＣ）電圧が重畳された振動電圧が印加され、これにより、感光体ドラム３１Ｙと帯電ローラー３２Ｙとが接触するニップ部近傍において、気中放電が起こり、感光体ドラム３１Ｙの表面が帯電される。現像器３３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙに対向し、感光体ドラム３１Ｙに帯電トナーを搬送する。

中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ｃ方向に周回駆動される。従動ローラー１３の近傍には、中間転写ベルト１１上に残留するトナーを除去するためのクリーナー２１が配置されている。
又、中間転写ベルト１１の周回駆動方向において、作像部３Ｋより下流側、駆動ローラー１２より上流側の中間転写ベルト１１の近傍（Ｙ〜Ｋの各色の感光体ドラムが配置されている側の近傍）には、ＩＤＣセンサー１１０が中間転写ベルト１１の像担持面と対向するように配置されている。

ＩＤＣセンサー１１０は、中間転写ベルト１１上に形成されるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のパッチ画像のトナー付着量（トナー濃度）の測定に用いられるセンサーであり、例えば、発光部と受光部とを有する反射型の光学センサーで構成される。ＩＤＣセンサー１１０は、発光部から、中間転写ベルト１１上に形成された、所定の階調値（例えば、階調値１２５）のパッチ画像に光を照射し、その反射光を受光部で受光して電気信号に変換して制御部６０に出力する。制御部６０は、ＩＤＣセンサー１１０から出力された電気信号に基づき、トナー濃度を算出する。

上記のパッチ画像は、画像形成される画質を安定化するために所定のタイミング（例えば、電源オン時、所定枚数の印刷処理が終了した時）で実行される画像安定化処理の際や、後述するクラック処理において、各色の帯電ローラーにおけるクラックの発生有無を判定する際に形成される。以下に後述する図２、図３の説明は、Ｙ〜Ｋの各色の感光体ドラム及び帯電ローラーに共通するので、感光体ドラム及び帯電ローラーについて、色を示す符号の表記は省略して説明することとする。

クラックが発生した場合には、図２（ｂ）に示すように、気中放電が起こる、感光体ドラム３１と帯電ローラー３２とが接触するニップ部Ｎ近傍の空隙における両者間の距離ｄ２が、図２（ａ）に示す、クラックが発生していない場合の両者間の距離ｄ１より長くなる（ｄ２＞ｄ１となる）ので、パッシェンの法則により、帯電開始電圧の絶対値が、クラックが発生していない場合よりも大きくなる。

その結果、「本願が解決しようとする課題」の所で説明したように、クラックが発生した箇所に対応する部分における感光体ドラム３１の表面の帯電電位の絶対値が他の部分（クラック未発生の部分に対応する部分）に比べ小さくなり、それにより、パッチ画像を形成（帯電ローラー３２の少なくとも１周分に対応する長さのパッチ画像を帯電ローラー３２の周方向に対応する方向（ここでは、中間転写ベルト１１が周回駆動する方向）に形成）した時のクラックが発生した箇所に対応する部分のトナー濃度が他の部分よりも高くなる。

図３は、帯電ローラー３２の表面にクラックが発生した場合のパッチ画像の様子を模式的に示す図である。同図では、帯電ローラー３２の１周分に対応するパッチ画像Ｐにおいて、クラックが発生した箇所に対応する部分（同図の符号Ｃ1、Ｃ２で示す部分）のトナー濃度が他の部分に比べ高くなっている（同図で濃く表示されている部分が、トナー濃度が高いことを示している）。なお、同図の白矢印は、中間転写ベルト１１が周回駆動する方向を示し、符号１１は、中間転写ベルトを、符号１１０は、ＩＤＣセンサーをそれぞれ示している。

従って、ＩＤＣセンサー１１０によりパッチ画像のトナー濃度を測定してパッチ画像のトナー濃度分布（帯電ローラー３２の周方向に対応する方向のトナー濃度分布）を取得することにより、帯電ローラー３２におけるクラックの発生有無を判定することができる。
なお、帯電ローラー３２の耐久劣化によるクラックは、帯電ローラー３２を支えている両端部の軸受部からのテンションがかかりやすい、帯電ローラー３２の外周面の両端部の領域で発生しやすいことが、本願発明者が行った試験等により確認されており、本実施の形態では、帯電ローラーの幅方向の一方の端部領域（幅方向の一方の末端から幅方向において所定距離以内の範囲にある領域）に対応するパッチ画像を形成して、帯電ローラー３２におけるクラックの発生有無を判定することとしている。

帯電ローラーの外周面の幅方向両端部の領域又は幅方向全域に対応するパッチ画像を形成し、当該両端部の領域又は当該全域における帯電ローラー周方向に対応する方向のトナー濃度分布を取得することとしてもよい。この場合には、当該両端部の領域又は当該全域におけるトナー濃度を測定できるように、ＩＤＣセンサー１１０の数を増やす必要がある（中間転写ベルト１１の幅方向に必要な数のＩＤＣセンサー１１０を設けることが必要となる）。

又、各色の感光体ドラム３１に（感光体ドラム３１の回転方向において、現像器より下流側、一次転写ローラーより上流側の位置に）ＩＤＣセンサー１１０を設け、各色の感光体ドラム３１の表面上に上記パッチ画像を形成し、ＩＤＣセンサー１１０を用いて各対応する色の帯電ローラー３２の周方向に対応する方向のトナー濃度分布を取得することとしてもよい。

図１の説明に戻って露光部１０は、レーザーダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０から出力される印刷用の画像データに基づいてＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザー光Ｌを発し、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラムを露光走査する。この露光走査により、帯電ローラー３２Ｙにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ上に静電潜像が形成される。作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラム上にも同様にして静電潜像が形成される。

各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各現像器により現像されて各感光体ドラム上に対応する色のトナー像（未定着画像）が形成される。形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに対応する各一次転写ローラー（図１では、作像部３Ｙに対応する一次転写ローラーのみ符号３４Ｙを付し、他の一次転写ローラーについては、符号を省略している。）により、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように、中間転写ベルト１１上にタイミングをずらして順次一次転写された後、二次転写ローラー４５による静電力の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に二次転写されて記録シート上に画像が形成される。

トナー像が二次転写された記録シートは、さらに定着装置５に搬送され、記録シート上のトナー像が、定着装置５において加熱及び加圧されて記録シートに熱定着された後、排出ローラー７１により排紙トレイ７２に排出される。
給紙部４は、符号Ｓで表す記録シートを収容する給紙カセット４０、４１と、給紙カセット４０、４１内の記録シートを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラー４２Ａ、４２Ｂと、繰り出された記録シートを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとって記録シートを搬送するタイミングローラー４４などを備えている。

タイミングローラー４４は、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように中間転写ベルト１１上に一次転写されたトナー像が、二次転写位置４６に搬送されるタイミングに合わせて、記録シートを二次転写位置４６に搬送する。そして、二次転写位置４６において、二次転写ローラー４５により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に二次転写される。

繰り出しローラー４２Ａ、４２Ｂ、タイミングローラー４４、排出ローラー７１等の各ローラーは、搬送モーター（不図示）を動力源とし、歯車ギヤーやベルトなどの動力伝達機構（不図示）を介して回転駆動される。この搬送モーターとしては、例えば、高精度の回転速度の制御が可能なステッピングモーターが使用される。
［２］帯電ローラー周辺部の構成
図４は、各色の感光体ドラムの帯電に関わる帯電ローラー周辺部の構成を示す図である。同図に示すように、帯電ローラー３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、それぞれ、対応する色の感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋと接触し、対応する色の感光体ドラムの回転に伴って従動回転する。具体的には、各色の帯電ローラーは、両端部が、不図示の軸受部により回転可能なように支持されており、バネ等の付勢部材や自重によって対応する色の感光体ドラムに圧接し、感光体ドラムの回転に伴って従動回転する。又、中間転写ベルト１１の周回駆動方向（矢印Ｃの方向）における、感光体ドラム３１Ｋの下流側には、ＩＤＣセンサー１１０が配置されている。

各色の帯電ローラーには、帯電ローラー電源部３２０から直流（ＤＣ）電圧に交流（ＡＣ）電圧が重畳された振動電圧が、制御部６０による制御下で印加される。帯電ローラー電源部３２０は、電源回路３２１Ｙ、３２１Ｍ、３２１Ｃ、３２１Ｋ等から構成され、各色の電源回路から対応する色の帯電ローラーに振動電圧が印加される。
電源回路３２１Ｙ、３２１Ｍ、３２１Ｃ、３２１Ｋの構成は、いずれも同様の構成であるため、以下、電源回路３２１Ｋの構成について説明し、他の色の電源回路（図４では、Ｋ色以外の色の電源回路の構成要素の図示を省略している。）については説明を省略する。

電源回路３２１Ｋには、直流電源回路３２２Ｋと交流電源回路３２３Ｋとが含まれる。直流電源回路３２２Ｋは、制御部６０による制御下で電位が可変の直流電圧Ｖdcを出力する。Ｖdcの値は、画像安定化処理により調整される。交流電源回路３２３Ｋは、制御部６０による制御下でピーク間電圧Ｖppと周波数ｆとが可変の交流電圧を出力する。出力された交流電圧は、直流電圧Ｖdcに重畳され、直流電圧Ｖaにピーク間電圧がＶpp、周波数がｆの交流電圧が重畳された振動電圧が帯電ローラー３２Ｋに印加される。

ここでは、帯電ローラー３２Ｋにクラック（ヒビ、割れ）が未発生の通常の状態では、Ｖppは、制御部６０により帯電開始電圧の絶対値の約２倍以上になるように調整されるものとする。例えば、帯電開始電圧の絶対値が５６０Ｖの場合、Ｖppは１．２ｋＶに調整される。このように調整することで帯電ローラー３２Ｋと感光体ドラム３１Ｋとの間でマイナス放電とプラス放電が交互に起こり、両者の間で電荷が何度も往復移動して感光体ドラム３１Ｋの表面の帯電電位がならされ、感光体ドラム３１Ｋの表面の帯電電位が直流電圧Ｖdcの値に一様に飽和する。例えば、上述の帯電開始電圧の絶対値が５６０Ｖで、Ｖppを１．２ｋＶに調整した例では、感光体ドラム３１Ｋの表面の帯電電位は、−６００Ｖに飽和する。この様にして感光体ドラム３１Ｋの表面が均一に帯電する。他の色の帯電ローラー、感光体ドラムについても同様である。

［３］制御部の構成
図５は、制御部６０の構成と制御部６０の制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。制御部６０は、所謂コンピューターであって、同図に示されるように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６００、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）６０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０３、画像データ記憶部６０４、クラックチェック用画像データ記憶部６０５、ＡＣ電圧値記憶部６０６などを備える。

通信Ｉ／Ｆ部６０１は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。ＲＯＭ６０２には、帯電ローラー電源部３２０を含む画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、ＩＤＣセンサー１１０等を制御するためのプログラム、後述するクラック処理を実行するためのプログラムなどが格納されている。
ＲＡＭ６０３は、ＣＰＵ６００のプログラム実行時のワークエリアとして用いられる。
画像データ記憶部６０４は、通信Ｉ／Ｆ部６０１を介して入力された、印刷用の画像データ等を記憶している。クラックチェック用画像データ記憶部６０５は、帯電ローラー３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋにおけるクラックの発生有無をチェックするためのクラックチェック用画像データを、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色毎に記憶している。

各色のクラックチェック用画像データに基づいて、所定の階調値（例えば、階調値１２５）、所定の形状（例えば、長方形）、幅（対応する色の帯電ローラーの幅方向の一方の端部（幅方向の一方の末端から幅方向において所定距離以内の領域）の幅に相当する幅）、長さ（対応する色の帯電ローラーの外周１周分以上（例えば、１周分）の長さに相当する長さ）のクラックチェック用のパッチ画像が、中間転写ベルト１１上に形成される。

ＡＣ電圧値記憶部６０６は、各色の感光体ドラム表面の帯電時に各色の帯電ローラーに重畳されて印加されるＡＣ電圧のＶppの値及び周波数ｆの値を記憶している。具体的には、クラック未発生時に印加されるＡＣ電圧のＶppの値であるデフォルト値Ｖppｄ、クラック未発生時に印加されるＡＣ電圧の周波数ｆの値であるデフォルト値ｆd、クラック発生時に印加されるＡＣ電圧のＶppの値である上限値Ｖppmax、クラック発生時に印加されるＡＣ電圧の周波数ｆの値である上限値ｆmaxを記憶している。

ここで、Ｖppdは、上述したように、帯電開始電圧の絶対値の２倍以上になるように設定される。例えば、帯電開始電圧の絶対値が５６０Ｖの場合なら、前述した様に、Ｖppは、１．２ｋＶに調整される。また、ｆdは、例えば、５ｋＨｚに設定されるとする。
そして、クラック発生時に印加されるＡＣ電圧であるＶppmaxは、Ｖppdより大きな値に、上述した例の場合であれば、例えば、１．４ｋＶに設定される。

また、クラック発生時に印加されるＡＣ電圧の周波数ｆmaxは、ｆdより高い値に設定され、例えば、ｆdが前述の５ｋＨｚに設定された場合であれば、９ｋＨｚに設定される。なお、上記デフォルト値、上限値は、色毎に設定することとしてもよいが、ここでは、両者は、各色について共通の値を用いることとする。
［４］クラック処理
図６は、制御部６０が行うクラック処理の動作を示すフローチャートである。制御部６０は、画像安定化処理を実行するタイミングが到来すると（ステップＳ６０１：ＹＥＳ）、クラックチェック用画像データ記憶部６０５に記憶されている各色のクラックチェック用画像データに基づいて、中間転写ベルト１１上にクラックチェック用のパッチ画像をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色毎に形成させる（ステップＳ６０２）。なお、上記パッチ画像の形成時には、各色の帯電ローラーに印加されるＡＣ電圧のＶppの値及び当該ＡＣ電圧の周波数fの値は、それぞれ、Ｖppd、ｆdに設定されるものとする。

次に、制御部６０は、ＩＤＣセンサー１１０を用いて、中間転写ベルト１１上に形成された各色のパッチ画像におけるトナー濃度を測定して各色の帯電ローラーの周方向に対応する方向（中間転写ベルト１１の周回駆動方向）のトナー濃度分布を色毎に取得する（ステップＳ６０３）。
そして、制御部６０は、取得した各色のトナー濃度分布におけるトナー濃度の最大値（Ｔmax）と最小値（Ｔmin）との差が閾値以上か否かを色毎に判定することにより、各色の帯電ローラーにおけるクラックの発生有無を判定する（ステップＳ６０４）。

ここで、閾値は、クラック発生時に生じる上記差の下限値に設定され、当該下限値は、画像形成装置１の製造者側で予め試験等を行うことにより設定される。
制御部６０は、上記差が閾値以上である色がある場合には、当該色の帯電ローラーにクラックが発生したと判定し（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、当該色の感光体ドラム表面の帯電時に当該色の帯電ローラーに重畳させて印加するＡＣ電圧の
ピーク間電圧Ｖpp及び周波数ｆを、それぞれ上限値Ｖppmax（＞Ｖppd）、Ｖfmax（＞Ｖｆｄ）に設定する（ステップＳ６０５）。なお、上記差が閾値未満の他の色については、制御部６０は、後述するステップＳ６０６と同様の処理を行う。

これにより、クラックの発生により、局部的に帯電開始電圧の絶対値が大きくなる箇所が発生しても、ピーク間電圧Ｖppの値を、クラック発生前より大きくなるように設定することで、Ｖppの値が帯電開始電圧の絶対値の２倍の値よりも小さくなりにくいようにし、感光体ドラム表面における、クラック発生箇所に対応する部分において、帯電電位の絶対値が低下しにくくなるように制御することができ、その結果、クラック発生に起因する帯電ムラを少なくすることができる。

又、周波数ｆを、クラック発生前よりも高く設定することで、感光体ドラム表面における、クラック発生箇所に対応する部分において、感光体ドラム表面が、当該部分に印加される振動電圧の振動（谷部と山部間の振動）の影響を受けにくくする（例えば、当該部分において、振動電圧の谷部に偏った帯電が起こりにくくする）ことができ、その分、クラックによる帯電電位の値（絶対値）の低下量を少なくし、帯電ムラを少なくすることができる。

又、制御部６０は、いずれの色においてもＴmaxとＴminとの差が閾値未満である場合には、クラックが未発生であると判定し（ステップＳ６０４：ＮＯ）、各色の感光体ドラム表面の帯電時に当該色の帯電ローラーに重畳させて印加するＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖpp及び周波数ｆを、それぞれ、デフォルト値Ｖppd、ｆdに設定する（ステップＳ６０６）。
そして、制御部６０は、電源がオフされるまで（ステップＳ６０７：ＹＥＳ）、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０６の処理を繰り返す。

［５］変形例
以上、本発明の実施の一形態について説明してきたが、本発明が上記の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１）上記実施の形態では、クラック処理において、帯電ローラーにクラックが発生したと判定される場合に、ＡＣ電圧を調整することとしたが、ＡＣ電圧を調整する代わりに、画像形成の解像度（印刷解像度）を調整することとしてもよい。具体的には、図６に示すクラック処理を図７に示すように変形することとしてもよい。なお、本変形例の画像形成装置においては、印刷解像度が複数の解像度（例えば、１２００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ、２００ｄｐｉ）に変更可能であることとする。

図７において、図６に示すクラック処理と処理内容が同じ処理については、図６のステップ番号と同一のステップ番号を付与して説明を省略し、以下相違する点について説明する。
制御部６０は、ステップＳ６０４の判定結果が肯定的である場合には（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、印刷解像度を最も解像度が低い印刷解像度（例えば、２００ｄｐｉ）に固定して、以降の画像形成を実行する（ステップＳ７０１）。これにより、記録シートに印字されるドット間隔を粗くして、クラック発生に起因する画質ムラを目立ちにくくすることができ、クラック発生が画質へ与える影響を見かけ上少なくすることができる。

（２）上記実施の形態では、クラック処理において、クラック発生の有無によってＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖpp及び周波数ｆの設定値の調整を行うこととしたが、ＴmaxとＴminとの差の値の大きさから、クラックの大きさ（深さ、周方向の長さ、幅方向の長さ）を推定し、上記差に応じてＶpp及びｆを、Ｖppdより大きい適切な値、ｆdより大きい適切な値に設定することとしてもよい。

なお、発明者が行った試験等の結果から、クラックが深くなると、それに応じてクラックの周方向の長さ、幅方向の長さも長くなることが確認されている。ＴmaxとＴminとの差の値の大きさは、クラックの深さに応じて変化すると考えられることから、上記差の値の大きさからクラックの大きさを推定することができる。
具体的には、例えば、図８に示す様な、上記差の値と設定すべきＶppの値との対応関係を示すピーク間電圧補正テーブル、また、例えば図９に示す様な、上記差の値と設定すべきｆの値との対応関係を示す周波数補正テーブルを予め画像形成装置１の製造者側で作成して、ＲＯＭ６０２等に記憶させておき、図６に示すクラック処理を図１０に示すように変形することとしてもよい。

図１０において、図６に示すクラック処理と処理内容が同じ処理については、図６のステップ番号と同一のステップ番号を付与して説明を省略し、以下相違する点について説明する。制御部６０は、ステップＳ６０４の判定結果が肯定的である場合には（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、ピーク間電圧補正テーブル及び周波数補正テーブルをそれぞれ参照して、当該色のトナー濃度分布におけるトナー濃度の最大値（Ｔmax）と最小値（Ｔmin）との差（Ｔmax−Ｔmin）の値に対応するＶpp値、ｆ値をそれぞれ特定し、当該色の感光体ドラム表面の帯電時に当該色の帯電ローラーに重畳させて印加するＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖpp及び周波数ｆを、特定した値に設定する（ステップＳ１００１）。

これにより、クラックの大きさに応じてＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖpp及び周波数ｆの値を過不足がないようにきめ細かく調整することが可能となり、その分、感光体ドラムの劣化と電力消費を少なくすることができる。
なお、本変形例では、ピーク間電圧補正テーブル及び周波数補正テーブルを用いてクラック発生時にＶpp、周波数ｆの値を調整することとしたが、テーブルを用いる代わりにＴmaxとＴminの差とＶppとの関係、ＴmaxとＴminの差とｆとの関係をそれぞれ示す式を予め作成しておき、当該式を用いてクラック発生時にＶpp、周波数ｆの値を調整することとしてもよい。

（３）上記実施の形態では、クラック処理において、クラックチェック用パッチ画像を形成してそのトナー濃度分布を取得することにより、クラック発生有無を判定することとしたが、クラックチェック用パッチ画像のトナー濃度分布を取得する代わりに帯電ローラーの累積駆動量を指標する指標値を取得することにより、クラック発生有無を判定することとしてもよい。上記指標値としては、例えば、累積印刷枚数を用いることができる。

具体的には、図１１に示すように、制御部６０に新品の帯電ローラーの駆動が開始されてからの累積印刷枚数のカウント値を記憶する累積印刷枚数記憶部６０７を設けることとし、上記実施の形態におけるクラック処理を図１２に示すように変形することとしてもよい。
制御部６０は、印刷ジョブを取得すると（ステップＳ１２０１）、累積印刷枚数記憶部６０６から現在の累積印刷枚数のカウント値（Ｃ）を取得し（ステップＳ１２０２）、Ｃが、予め定められたクラック発生下限値に到達したか否かを判定する（ステップＳ１２０３）。クラック発生下限値は、画像形成装置１の製造者側で予め試験等を行うことにより設定される。

制御部６０は、Ｃがクラック発生下限値に到達した場合には、全ての色の帯電ローラーにクラックが発生したと判定し（ステップＳ１２０３：ＹＥＳ）、各色の感光体ドラム表面の帯電時に各色の帯電ローラーに重畳させて印加するＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖpp及び周波数ｆを、それぞれ上限値Ｖppmax（＞Ｖppd）、Ｖfmax（＞Ｖｆｄ）に設定して印刷ジョブを開始する（ステップＳ１２０４）。

又、制御部６０は、Ｃがクラック発生下限値に到達していない場合には、全ての色の帯電ローラーにおいて、クラックが未発生であると判定し（ステップＳ１２０３：ＮＯ）、各色の感光体ドラム表面の帯電時に各色の帯電ローラーに重畳させて印加するＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖpp及び周波数ｆを、それぞれ、デフォルト値Ｖppd、ｆdに設定して印刷ジョブを開始する（ステップＳ１２０５）。

次に、制御部６０は、１枚の記録シートへの印刷処理が完了する毎に、Ｃの値を１ずつカウントアップして累積印刷枚数記憶部６０７に記憶されている累積印刷枚数のカウント値をカウントアップした値に更新し（ステップ１２０６）、印刷ジョブが終了すると（ステップＳ１２０７：ＹＥＳ）、電源がオフされるまで（ステップＳ１２０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０１〜ステップＳ１２０７の処理を繰り返す。

このように、本変形例では、上記実施の形態の場合のように、クラック発生チェック用のパッチ画像を形成したり、パッチ画像のトナー濃度を測定するセンサー（ＩＤＣセンサー）を設けたりすることなく、簡素な構成により、帯電ローラーにおけるクラックの発生有無を判定することができる。
又、本変形例では、帯電ローラーの累積駆動量を指標する指標値として累積印刷枚数を例として用いることとしたが、上記指標値として用いることができるのは、累積印刷枚数に限定されず、帯電ローラーの累積駆動量を指標するものであれば、他の指標値、例えば、帯電ローラーの累積駆動時間を色毎に記憶させて上記指標値として用い、図１２と同様のクラック処理を行うこととしてもよい。この場合には、累積駆動時間がクラック発生下限値に達したか否かが、色毎に判定されるので、各色の帯電ローラーに印加するＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖpp及び周波数ｆを過不足がないようにきめ細かく調整することが可能となり、その分、感光体ドラムの劣化と電力消費を少なくすることができる。

（４）上記実施の形態では、クラック処理において、クラックチェック用パッチ画像を形成してそのトナー濃度分布を取得することにより、クラック発生有無を判定することとしたが、各色の帯電ローラーの外周面の近傍に外周面を撮像する撮像手段（例えば、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）カメラ）を設け、当該撮像手段により、帯電ローラーの外周面を撮像することにより、直接、クラックの発生有無を検出することとしてもよい。

例えば、新品時に上記外周面を撮像することにより得られた画像データを基準画像データとして記憶しておき、その後、画像安定化処理のタイミングが到来する毎に、上記外周面を撮像手段で撮像して画像データを取得し、基準画像データとの差分（例えば、画素数の差分）を算出し、算出した差分値を閾値と比較することにより、クラックの発生有無を検出することとしてもよい。上記処理は、制御部６０の制御下により行われるものとする。

（５）上記実施の形態では、クラック処理において（図６のステップＳ６０２の処理において）、クラックチェック用のパッチ画像の形成時の、各色の帯電ローラーに印加されるＡＣ電圧のＶppの値を、Ｖppdに設定することとしたが、当該Ｖppの値を、Ｖppdより小さい値に設定することとしてもよい。
クラック発生により、クラック発生領域における帯電開始電圧の絶対値が大きくなり、Ｖppが帯電開始電圧の絶対値の２倍より小さくなると、当該領域においては、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、帯電電位の絶対値は、Ｖppの低下に応じて直線的に低下する。一方、クラックが発生していない領域においては、帯電開始電圧の絶対値は、クラック発生領域よりも小さく、クラック発生領域に比べ、Ｖppが小さくなってもＶppが帯電開始電圧の絶対値の２倍の値を下回りにくい（帯電電位の絶対値が、一定の値に維持されやすい）。

このように、Ｖppを小さくすることにより、帯電ローラーにクラックが発生した場合に、感光体ドラム表面における、クラック発生箇所に対応する部分における帯電電位の絶対値と、他の部分における帯電電位の絶対値との差を大きくすることができ、その分、クラック発生時におけるＴmaxとＴminとの差を大きくすることができ、クラック発生有無の判定をより容易にすることができる。

（６）上記実施の形態及び（２）〜（５）の変形例では、クラックが発生したと判定した場合に、ピーク間電圧Ｖpp、周波数ｆの両者の値をそれぞれ、Ｖpd、Ｖfdより大きくなるように調整することとしたが、何れか一方のみが大きくなるように調整することとしてもよい。
この場合にも、両者を大きくなるように調整する場合に比べ効果は小さくなるが、クラック発生による帯電ムラを少なくすることができる。

又、変形例（２）において、クラックが発生したと判定した場合に、感光体ドラム表面の帯電時に当該色の帯電ローラーに重畳させて印加するＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖpp及び周波数ｆを、特定したＶpp値、ｆ値に設定する代わりに、ピーク間電圧Ｖpp、周波数ｆの何れか一方を上限値に設定することとしてもよい。
（７）上記実施の形態及び（１）〜（６）の変形例では、像担持体として感光体ドラムを用いる構成としたが、帯電ローラーにより帯電されて静電潜像及びトナー像が形成されるものであれば、これに限定されず、例えば、ベルト状のものを用いることとしてもよい。

本発明は、帯電ローラーにより像担持体表面を帯電させた後、画像データに基づく静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像して画像を形成する画像形成装置に関し、特に、帯電ローラーの耐久劣化に起因する画質への影響を低減する技術として利用できる。

１ 画像形成装置
３ 画像プロセス部
４ 給紙部
５ 定着装置
１０ 露光部
３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ 感光体ドラム
３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ 帯電ローラー
３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋ 現像器
３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ 一次転写ローラー
３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ クリーナー
６０ 制御部
１１０ ＩＤＣセンサー
３２０ 帯電ローラー電源部

Claims (8)

1. 直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加した帯電ローラーにより像担持体表面を帯電させた後、画像データに基づく静電潜像を形成し、当該静電潜像を現像して中間転写体に転写した後、中間転写体から記録シートに転写し、記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記帯電ローラーの表面上におけるクラックの発生有無を指標するクラック情報を取得する情報取得手段と、
   取得したクラック情報が、クラックが発生したことを示す場合に、発生したクラックによる画質への影響が少なくなるように、画像形成条件を調整する調整手段と、を備え、
   前記情報取得手段は、
   前記中間転写体上に、前記帯電ローラーの少なくとも１周分に対応する長さのパッチ画像を前記帯電ローラーの周方向に対応する方向に形成するパッチ画像形成手段と、
   形成したパッチ画像の前記帯電ローラーの周方向に対応する方向におけるトナー濃度分布を前記クラック情報として取得する濃度分布取得手段と、を有し、
   前記パッチ画像を形成する際に印加される前記交流電圧のピーク間電圧Vppの値は、クラック発生前の画像形成において印加される前記交流電圧のピーク間電圧Vppの値より小さい
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記調整は、前記交流電圧のピーク間電圧であるVppを、クラック発生前よりも大きくすることである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記調整は、前記交流電圧の周波数をクラック発生前よりも高くすることである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記調整は、画像形成の解像度をクラック発生前よりも低くすることである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記クラック情報はさらに、クラックの大きさに関する情報を含み、
   前記調整は、クラックの大きさに応じて前記Vppを大きくすることである
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記クラック情報はさらに、クラックの大きさに関する情報を含み、
   前記調整は、クラックの大きさに応じて前記周波数を高くすることである
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記クラック情報はさらに、クラックの大きさに関する情報を含み、
   前記調整は、クラックの大きさに応じて、前記交流電圧のピーク間電圧であるVppを大きくするとともに、前記交流電圧の周波数を高くすることである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記情報取得手段は、画像形成される画質を安定化するために所定のタイミングで実行される画像安定化処理の実行時に前記情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の画像形成装置。