JP2002207351A - 帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像担持体の長寿命化を達成し、かつ、放電電
流の過度の減少に起因する帯電不良を防止することが可
能な帯電装置及び画像形成装置を提供する。 【解決手段】 装置の使用状況に基づいて、電流検出手
段による電流検出のタイミングを変更させるとともに、
該電流検出手段により検出される検出電流が所定値とな
るように高圧電源の出力を制御する制御手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シート材上に画像
を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、
あるいは、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関
し、特に、これらの装置に備えられる帯電装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式や静電記録方式等の
複写機やプリンターなどの画像形成装置において、電子
写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体の帯電処理手
段としてはコロナ帯電器が使用されてきた。

【０００３】近年は、低オゾン・低電力等の利点を有す
ることから、接触帯電装置、すなわち被帯電体に電圧を
印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行う方
式の装置が実用化されてきている。

【０００４】特に、帯電部材として導電ローラ（以下、
帯電ローラと記す）を用いたローラ帯電方式の装置が帯
電の安定化という点から好ましく用いられている。ロー
ラ帯電方式の接触帯電装置では、帯電部材としての帯電
ローラを被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印加す
ることによって被帯電体を帯電処理する。

【０００５】図１３にそのローラ帯電方式の接触帯電装
置の概略図を示した。

【０００６】１１は被帯電体としての、例えば回転ドラ
ム型の電子写真感光体（像担持体）であり、矢示の時計
方向に回転駆動される。１２は帯電部材としての帯電ロ
ーラであり、感光体１１の面に所定の押圧力をもって接
触させた状態に保たせてあり、本例では感光体１１の回
転に従動して回転する。

【０００７】１８は帯電ローラ１２に対する電圧印加電
源であり、この電源１８から帯電ローラ１２に所定の電
圧が印加されることにより回転感光体面が所定の表面電
位に接触帯電方式で帯電される。

【０００８】感光体１１の周囲等には上記の帯電ローラ
１２の他に、所要の作像プロセス機器が配置されて画像
形成機構が構成されているが、それらは図には省略し
た。

【０００９】接触帯電は帯電部材から被帯電体への放電
によって行われるため、ある閾値電圧以上の電圧を帯電
部材に印加することによって被帯電体の帯電が開始され
る。

【００１０】例を示すと、被帯電体としての厚さ２５μ
ｍの電子写真ＯＰＣ感光体に対して帯電ローラを加圧当
接させて帯電処理を行わせる場合には、帯電ローラに対
して約６００Ｖ程度の電圧を印加すれば感光体の表面電
位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き一次
線形に感光体表面電位が増加する。

【００１１】以後、この閾値電圧、即ち帯電部材にＤＣ
電圧（直流電圧）を印加して被帯電体の帯電が開始する
ときの帯電部材に対する印加電圧値を被帯電体の帯電
（放電）開始電圧Ｖｔｈと定義する。

【００１２】接触帯電には、帯電部材にＤＣ電圧のみを
印加して被帯電体を帯電させる「ＤＣ帯電方式」と、Ａ
Ｃ電圧成分とＤＣ電圧成分を有する電圧（振動電圧：時
間と共に電圧値が周期的に変化する電圧）を印加して被
帯電体を帯電させる「ＡＣ帯電方式」がある。

【００１３】ａ） ＤＣ帯電方式 被帯電体をこのＤＣ帯電方式で所望の表面電位ＶＤに帯
電するには、その電圧ＶＤと被帯電体の上記帯電開始電
圧値Ｖｔｈを加算したＶＤ＋ＶｔｈのＤＣ電圧に帯電部
材に印加する。

【００１４】しかし、ＤＣ帯電方式は帯電の均一性が不
十分であることや、ＶＤ以上の過帯電された電位に関し
ては電位の収束性がないことから、被帯電体としての感
光体の前露光を行う必要がある。

【００１５】ｂ） ＡＣ帯電方式 ＡＣ帯電方式として、特に特開昭６３−１４９６６９号
公報等で開示される方式は帯電均一性に優れている。即
ち、被帯電体の所望の表面電位ＶＤに相当するオフセッ
トＤＣ電圧に２×Ｖｔｈ以上のピーク間電圧Ｖｐｐをも
つＡＣ電圧を重畳した振動電圧を帯電部材に印加して被
帯電体の帯電を行うものである。

【００１６】これはＡＣ電圧成分による電位のならし効
果を目的としたものであり、図１４に示すように被帯電
体としての感光体表面電位は帯電部材と感光体の離間に
従ってピーク電圧の中間に収束する。

【００１７】画像形成装置において、像担持体の帯電装
置は静電潜像を形成するために像担持体を一定電位に帯
電し、画像形成後は像担持体上の電位履歴を消去するた
めに像担持体の均一除電を行う。

【００１８】ＡＣ帯電方式では、像担持体の帯電時には
所望の像担持体暗部電位に相当するＤＣ電圧を、また除
電時には０Ｖをオフセット電圧とすることで、像担持体
表面電位をＶＤまたは０Ｖに均一に収束させることがで
きるため、ＤＣ帯電方式や、コロナ帯電器など他の帯電
装置に比べて有利である。

【００１９】また、帯電ローラのインピーダンスの環境
変動によりリークや帯電不良を発生してしまう場合があ
る。この問題を解決するために、帯電ローラに印加され
るＡＣ電流値を、定電流制御することで帯電ローラの環
境変動を自動的に補正する方法が一般的に行われてい
る。一般的に、定電流制御方法としては、電流のピーク
値、実効値などを一定値にする制御方法がある。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【００２１】ＡＣ帯電方式の帯電制御は、印加電圧とし
て正負の電圧を交互にし、放電・逆放電を繰り返すた
め、この放電による被帯電体である感光ドラムの表面の
劣化が大きく、劣化した感光ドラム表面部分がクリーニ
ングブレードなどの当接部材との摩擦により削りとられ
てしまう（感光ドラム削れ）。

【００２２】このため、感光ドラムの感光層が徐々に薄
くなり、限界膜厚に達した際には感光層としての機能が
低下し、微小な帯電ムラを生じたり、また表面の電荷保
持能力の減少にともなって帯電不良が発生する。したが
って、画像形成装置及びプロセスカートリッジの寿命は
感光体が限界膜厚に磨耗するまでの使用印字枚数で規定
されてしまう。

【００２３】特に、近年、環境問題やコンピュータのネ
ットワーク化によるプリンタの負担増大などもあり、カ
ートリッジの高耐久化の要求が高まりつつあり、感光ド
ラムの長寿命化は必要とされている。

【００２４】それをふまえ、電子写真装置を長寿命化す
る方法としては、感光ドラムの初期膜厚を厚くする方法
や、帯電部材である帯電ローラの放電量を少なくして感
光ドラムの劣化を低減する方法が考えられる。

【００２５】しかし、感光ドラムの膜厚を単純に厚くす
ると、感光ドラムの表面電荷の保持力が減少し、静電画
像がぼけてしまうことがある。

【００２６】また、放電量を過度に少なくした場合に
は、放電としては不安定になりやすく、帯電ムラが生
じ、帯電不良などの画像不良が発生することが分かって
いる。

【００２７】したがって、画像形成装置およびプロセス
カートリッジの高画質性と長寿命化を両立させるには、
感光層の膜厚が潜像の鮮鋭度を保持できる膜厚の感光ド
ラムを用い、過少放電による帯電不良を防止し、なおか
つ、感光ドラム劣化を低減させる適正な放電量の帯電ロ
ーラ等の接触帯電部材を用いることが必要となる。

【００２８】また、帯電ローラに対するＡＣ電圧の制御
方法に関しては、従来例に示した定電流制御が一般的で
ある。しかし、定電流制御は、帯電ローラ等の接触帯電
部材から感光ドラムに流れる電流量は一定に制御されて
いるが、感光ドラムの寿命に影響する放電電流を直接制
御するものではない。

【００２９】例えば、初期状態で帯電不良を発生させな
い程度の放電電流量にＡＣ電流値を設定した場合は、耐
久を通じて初期の帯電状態を維持できない。これは、帯
電ローラのトナー汚れ、感光ドラムの膜厚の減少により
帯電特性が変化するためである。そのため、初期に帯電
状態が適正になるように設定した定電流制御では、放電
電流量が初期と比べて増加し、感光ドラムの削れ量を耐
久に応じて増加させ、感光ドラムの寿命を短くしてしま
う。

【００３０】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、像担
持体の長寿命化を達成し、かつ、放電電流の過度の減少
に起因する帯電不良を防止することが可能な帯電装置及
び画像形成装置を提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明を適用した帯電装置にあっては、被帯電体を帯
電する帯電部材と、前記帯電部材に交流電圧を印加する
高圧電源と、前記高圧電源から出力される電流を電流検
出タイミング信号を発生させて検出する電流検出手段
と、を備え、装置の使用状況に基づいて、前記電流検出
手段による電流検出のタイミングを変更させるととも
に、該電流検出手段により検出される検出電流が所定値
となるように前記高圧電源の出力を制御する制御手段を
備えることを特徴とする。

【００３２】前記電流検出手段により検出される検出電
流の所定値とは、前記高圧電源から前記帯電部材に印加
される、各因子に基づく合成出力電流であって、前記交
流電圧の電圧振幅ピーク時の瞬時電流の値であることも
好適である。

【００３３】前記制御手段は、前記瞬時電流に対して異
なった位相を有する電流検出タイミング信号を発生させ
ることも好適である。

【００３４】前記各因子に基づく合成出力電流とは、前
記交流電圧と同位相で、前記帯電部材と被帯電体間の抵
抗性負荷に流れる抵抗負荷電流と、前記交流電圧より９
０度位相が進んだ、前記帯電部材と被帯電体間の容量性
負荷電流と、前記交流電圧の電圧振幅ピーク近傍にパル
ス的に流れる、前記帯電部材と被帯電体間の放電電流
と、の合成によることも好適である。

【００３５】前記装置の使用状況に基づいて変化する前
記放電電流に対応するように、前記制御手段は、前記放
電電流が初期値より増加していく範囲において前記合成
出力電流を減少させ、該放電電流が初期値より減少して
いく範囲において該合成出力電流が増加するように、前
記瞬時電流に対して異なった位相を有する電流検出タイ
ミング信号を発生させることも好適である。

【００３６】前記装置の使用状況とは、前記被帯電体の
経時的変化を表わすことも好適である。

【００３７】前記制御手段は、前記帯電部材が被帯電体
を帯電する帯電時間を検出し、前記装置の使用状況と
は、前記制御手段により検出される前記帯電時間で表わ
されることも好適である。

【００３８】前記制御手段は、前記被帯電体の回転数を
検出し、前記装置の使用状況とは、前記制御手段により
検出される前記被帯電体の回転数で表わされることも好
適である。

【００３９】前記制御手段は、周囲の環境を検出し、前
記装置の使用状況とは、前記制御手段により検出される
環境で表わされることも好適である。

【００４０】画像形成装置にあっては、上記記載の帯電
装置と、前記帯電装置により帯電される像担持体と、前
記像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像
してシート材に画像を形成する画像形成手段と、を備え
ることを特徴とする。

【００４１】画像が形成されるシート材の枚数を検出す
る枚数検出手段を備え、前記装置の使用状況とは、前記
枚数検出手段により検出されたシート材の枚数で表わさ
れることも好適である。

【００４２】前記トナーの残量を検出トナー残量検出手
段を備え、前記装置の使用状況とは、前記トナー残量検
出手段により検出されたトナーの残量で表わされること
も好適である。

【００４３】形成される画像の画素数を検出して積算す
る画素数検出手段を備え、前記装置の使用状況とは、前
記画素数検出手段により検出された画素数で表わされる
ことも好適である。

【００４４】前記装置の使用状況を記録する記録手段を
備えることも好適である。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される
装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきもので
あり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣
旨のものではない。

【００４６】（実施の形態１）図１に本発明を適用した
画像形成装置の一例としてレーザープリンタの概略構成
を示す。

【００４７】図１において、画像形成装置は被帯電体た
る像担持体として導電性支持体１１ａ上に感光層１１ｂ
を形成した感光ドラム１１、直流電圧を重畳した交流電
圧を印加する帯電電源（高圧電源）１８に接続された帯
電部材である帯電ローラ１２（帯電装置）、スキャナー
ユニット１３、スキャナーユニット１３より出力された
露光光１３ａ、画像形成手段として、現像電源１９に接
続された現像装置１４、転写電源２０に接続された転写
部材たる転写ローラ１５、除電針２４、クリーナー１
６、搬送ガイド２１，２２、定着装置１７、を主要素と
して構成されている。

【００４８】以上のように構成された画像形成装置にお
いて感光ドラム１１は一定方向に回転し、帯電ローラ１
２は感光ドラム１１に圧接従動しながら感光ドラム１１
の表面を均一帯電し、その後、パーソナルコンピュータ
などの外部情報機器より送られた文字、図形などの画像
情報に応じて、スキャナーユニット１３内のレーザー
（不図示）を変調させた露光光１３ａにより露光され、
感光ドラム１１上に静電潜像が形成される。

【００４９】静電潜像は、現像装置１４により現像剤で
あるトナーの像として顕像化され、そのトナー像は搬送
ガイド２１により感光ドラム１１と転写ローラ１５の間
に搬送されたシート材２３上に転写される。

【００５０】その後、シート材２３は接地された除電針
２４により感光ドラム１１より分離され、搬送ガイド２
２上を移動し、定着装置１７に導入され、シート材２３
は定着装置１７で加圧加熱されることで永久画像とな
る。一方、感光ドラム１１上に残った廃トナーはクリー
ナー１６により回収される。

【００５１】図２は、帯電ローラ１２に印加される交流
電圧及び交流電流の波形を簡易的に示した図である。

【００５２】帯電ローラ１２に正弦波交流電圧Ｖｏを印
加すると、この交流電圧Ｖｏと同位相の帯電ローラ１２
と感光ドラム１１間の抵抗性負荷に流れる抵抗負荷電流
Ｉｚｒと、交流電圧Ｖｏより９０°位相が進んだ帯電ロ
ーラ１２と感光ドラム１１間の容量性負荷に流れる容量
負荷電流Ｉｚｃと、交流電圧Ｖｏの電圧振幅ピーク近傍
にパルス的に流れる帯電ローラ１２と感光ドラム１１間
の放電電流Ｉｓが流れる。これらをトータルするとトー
タル（合成）出力電流は、Ｉｏに示した波形となる。

【００５３】また、Ｉｍは帯電ローラ１２から高圧電源
に引き込まれる交流電流を検出した場合の検出電流波形
である。

【００５４】また、図３は交流電圧Ｖｏの振幅と出力電
流の関係を示した図であるが、交流電圧Ｖｏの振幅を徐
々に上げてゆくと、放電現象の開始前の電圧振幅以下で
は、電圧振幅と出力電流はほぼ比例している。

【００５５】これは抵抗負荷電流Ｉｚｒと容量負荷電流
Ｉｚｃは電圧振幅に比例し、かつ電圧振幅が小さいため
に放電現象が発生せず、放電電流Ｉｓが流れないためで
ある。

【００５６】さらに出力電圧振幅を大きくしてゆくと所
定電圧振幅Ｖｓで放電現象が始まり、トータル出力電流
Ｉｏも比例関係から外れ放電電流Ｉｓ分だけ多く流れる
ようになる。

【００５７】図４は、帯電ローラ１２に印加されるトー
タル出力電流のピーク電流量（図２のＩｐ）と放電電流
量の関係を示したものである。

【００５８】放電電流量Ｉｓは、帯電ローラ１２の使用
初期時に対して、一定期間使用後の帯電ローラ１２のト
ナーによる汚れや感光ドラム１１の膜厚変化等のインピ
ーダンス変化により、放電電流開始電流値が小さくな
る。

【００５９】そのため、従来例に示すような定電流制御
により、ピーク電流量Ｉｐを一定に制御すると、図５に
示すように放電電流量は、初期のＩｓ０から積算出力印
字枚数が多くなるとＩｓ１に増加してしまう。

【００６０】一方、感光ドラムの劣化となる感光ドラム
表面の削れ量は、この放電電流量に比例して多くなるた
め、結果として従来例では積算出力印字枚数が多くなる
にしたがって感光ドラムの削れてゆくスピードが加速的
に増してゆき、感光ドラムの寿命は短くなる。

【００６１】そこで本実施の形態では、トータル出力電
流検出のタイミングを画像形成装置の使用状況に応じて
変化させ、該電流検出手段による検出電流が所定値とな
るように高圧電源の出力を制御することを特徴としてい
る。

【００６２】具体的に本発明の制御手段を示すと、図６
に示すように、プリンタ制御部（不図示）よりクロック
パルスを高圧トランスドライブ回路６１で受け取り、正
弦波を作成し、高圧トランス６０により交流成分を昇圧
し、直流高圧発生回路６２から発生される直流高圧と交
流高圧を共に帯電ローラ１２に印加している。

【００６３】この時、電流値は、電流検出回路（電流検
出手段）６４により検出された電流と電流検出タイミン
グ信号発生回路６３により生成された信号をラッチ回路
６５に入力し、瞬時電流量（図２のＩｔ；交流電圧の電
圧振幅ピーク時の電流）を検出し、その検出電流と設定
電流６７とを比較回路６６にて比較し、所定値に一定に
制御している。

【００６４】また、電流検出タイミング信号発生回路６
３は、枚数検出手段による感光ドラム１１の初期からの
積算印字枚数に関する情報６８を受け取り、生成される
信号を交流電圧のピーク位置から変更し、比較回路６６
にて瞬時電流量Ｉｔを一定に保っている。

【００６５】ここで、電流検出タイミング信号Ｓの生成
方法は特に限定されるものではなく、交流電圧より生成
しても、高圧トランスドライブ回路に入力するクロック
パルス等で生成しても、同様である。

【００６６】図７は、本実施の形態で用いた電流検出タ
イミング信号発生回路６３で発生させる電流検出タイミ
ング信号Ｓの変化のタイミングを説明する簡易フローチ
ャートである。

【００６７】まず、パソコンなどの情報端末（不図示）
よりプリント命令を受けると、積算印字枚数が所定値Ａ
より小さい場合は、電流検出タイミングは、交流電圧ピ
ーク位置と同位相の信号（Ｓ１）で電流検出を行う。

【００６８】積算印字枚数がＡより大きく、Ｂより小さ
い場合は、電圧ピーク位置の信号（Ｓ１）に対して電流
検出信号の位相をマイナス方向（Ｓ２）にずらす。積算
印字枚数がＡより大きく、Ｂより大きい場合は、電流検
出タイミング信号（Ｓ１）に対して電流検出信号の位相
をマイナス方向（Ｓ３）にずらす。

【００６９】そして、それぞれの電流検出タイミング信
号Ｓに応じて、電流制御を行い、帯電電流を出力する。

【００７０】図８は、ラッチ回路６５による電流検出タ
イミングを切り換えた場合のトータル出力電流Ｉｏの変
化の様子を模式的に記した図である。

【００７１】電流検出タイミング信号ＳがＳ２の時は、
電流検出タイミング信号がＳ１の場合と比較して、トー
タル出力電流Ｉｏは、減少し、電流検出タイミング信号
ＳをＳ３とした場合は、増加する。

【００７２】図９、図１０は、積算印字枚数と放電電流
の増減の関係および感光ドラム１１の削れ量の関係を示
した図である。

【００７３】図９は、電流検出タイミング信号Ｓを切り
換えることなく、電流検出タイミング信号ＳをＳ１で検
出した場合である。このときは、積算印字枚数がＡ１に
到達したとき増加しＩｓ２となり、その後減少し、積算
印字枚数がＢ１となるとＩｓ０となり、その後、放電電
流は減少を続け、積算印字枚数がＣ１となるとＩｓ３と
なり、放電電流不足により帯電不良を発生させる。

【００７４】積算印字枚数がＡ１に到達するまでは、帯
電ローラ１２のトナー汚れなどによる抵抗変化で、帯電
ローラ１２のインピーダンスが増加し、交流電圧が増加
するため、放電開始電流が変化し、放電電流Ｉｓは増加
する。

【００７５】その後、積算印字枚数Ａ１以降は、帯電ロ
ーラの汚れは飽和し、感光ドラム１１の膜厚が減少する
ため、インピーダンスは減少し始める。そのため、感光
ドラムの膜厚減少がインピーダンス変化に対して支配的
になり、交流電圧は初期に対して小さくなり、放電電流
は初期より小さくなってくる。

【００７６】一方、図１０は、本実施の形態の構成で、
電流検出タイミング信号Ｓを切り換えた場合である。こ
のとき電流検出タイミングの切り換えは、積算印字枚数
Ａを初期から積算印字枚数Ａ１の間（放電電流が初期値
より増加していく範囲）、積算印字枚数Ｂを積算印字枚
数Ｂ１から積算印字枚数Ｃ１の間（放電電流が初期値よ
り減少していく範囲）に設定した。

【００７７】これにより、電流検出タイミングの切り換
えを行わない場合に比べ、最大放電電流Ｉｓ２’は小さ
くなり、最小放電電流Ｉｓ３’は大きくなる。

【００７８】以上のような画像形成装置を用いて、本実
施の形態では帯電ローラ１２の汚れ、感光ドラム１１の
膜厚変化等による放電電流量の増減を抑制することがで
きる。その結果、積算出力印字枚数が多くなっても感光
ドラムの削れてゆくスピードを抑えるだけでなく、更
に、放電電流の過度の減少に起因する帯電不良を防止す
ることが可能である。

【００７９】なお、本実施の形態では、積算印字枚数に
より電流検出タイミング信号Ｓの位相を変化させている
が特に限定されるものではなく、これがレーザープリン
タの使用状況に比例するもの、即ち、感光ドラムの経時
的変化を表わす、例えば、帯電時間、ドラム回転数、ト
ナー残量検出手段の出力値などであっても同様の効果が
得られる。

【００８０】また、電流検出タイミング信号Ｓを３水準
に切り換えているが、特に限定されるものではなく、更
に水準を増やすことで、検出電流をより詳細に切り換え
ることが可能となり放電電流の増減をより抑えられるよ
うになる。

【００８１】（実施の形態２）実施の形態２では、一体
型カートリッジ方式のレーザープリンタに本発明を適用
した例を示す。本実施の形態に係る画像形成装置は実施
の形態１に用いたものと同一構成であり、帯電ローラ１
２には、１０００Ｈｚの交流電圧と−６５０Ｖとの直流
電圧が重畳されている。

【００８２】本実施の形態では、積算ピクセルカウント
数（画素数）と積算帯電時間の組み合わせで電流検出タ
イミング信号Ｓを切り換え、検出電流を制御することを
特徴とする。

【００８３】図１１は電流検出タイミングの切り換えフ
ローチャートである。プロセスカートリッジの新旧検出
を行い、新品の場合は、画素数検出手段と制御手段によ
り、ピクセルカウント数／帯電時間の積算を開始する。
旧品の場合は、予めプロセスカートリッジに付設された
記録媒体（記録手段）上に記録したピクセルカウント数
／帯電時間を検出する。

【００８４】その後、積算ピクセルカウント数が所定値
ａ１以下でかつ積算帯電時間がｂ１以下の場合は、電流
検出タイミングを交流電圧のピーク位置Ｓ１で検出す
る。

【００８５】積算ピクセルカウント数が所定値ａ１以上
でかつ積算帯電時間がｂ１以下の場合は、電流検出タイ
ミングを交流電圧のピーク位置Ｓ２で検出する。それ以
外の場合は、Ｓ３で電流検出を行う。

【００８６】その後、検出電流を制御し、かつ帯電電流
を出力、画像形成を行い、プロセスカートリッジに付設
された記録媒体上にピクセルカウント数、帯電時間を書
き込みプリント動作を終了する。

【００８７】なお、本実施の形態の構成では、帯電ロー
ラ１２のトナー汚れによるインピーダンスの増加をピク
セルカウントで検出し、感光ドラム１１の膜厚の減少に
よるインピーダンスの減少を帯電時間で検出している。

【００８８】ここで、ピクセルカウント数は、トナー消
費量を擬似的に検出したものであり、そのため、帯電ロ
ーラ１２の汚れを表している。また、帯電時間は、感光
ドラム１１の削れ量を擬似的に表しており、感光ドラム
１１の膜厚変化をあらわしている。

【００８９】そのため、帯電ローラ１２、感光ドラム１
１のインピーダンス変化に起因する放電電流の増減を抑
制し、カートリッジの使用状況にかかわらず、感光ドラ
ム１１の膜厚の減少を促進することなく、更に、放電電
流の過度の減少に起因する帯電不良を防止することが可
能である。

【００９０】なお、本実施の形態では、ピクセルカウン
ト数と帯電時間の組み合わせで帯電ローラ、感光ドラム
のインピーダンスの変化を擬似的に検出しているが、特
に限定するものではなく、例えば、逐次残量検出手段の
出力値やドラム回転数など別な方法の組み合わせでも同
様の効果が得られる。

【００９１】また、記録媒体の付設位置は特に限定され
るものではなく、レーザープリンタ上に持っていても同
様である。

【００９２】（実施の形態３）実施の形態３では、一体
型カートリッジ方式のレーザープリンタに本発明を適用
した。本実施の形態に係る画像形成装置は図１に用いた
ものと同一であり、帯電ローラ１２には、１０００Ｈｚ
の交流電圧と−６５０Ｖとの直流電圧が重畳されてい
る。

【００９３】このとき、本実施の形態では、環境検出手
段（制御手段）の出力値で電流検出タイミングを切り換
え、検出電流を制御することを特徴とする。

【００９４】具体的には、図１２に示すように環境に検
出し、それに応じて、電流検出タイミングを切り換え
る。

【００９５】これによると、環境検出手段の出力値が常
温／常湿領域（ｂ）にある場合は、電流検出タイミング
を交流電圧のピーク位置Ｓ１で制御し、環境検出手段の
出力値が低温／低湿環境領域（ａ）にある場合は、電流
検出タイミングを交流電圧ピーク位置からプラスの方向
（Ｓ２）に変更し、検出電流を減少させる。

【００９６】また、環境検出手段の出力値が高温／高湿
環境領域（ｃ）にある場合は、電流検出タイミングを交
流電圧ピーク位置からマイナスの方向（Ｓ３）に変更
し、検出電流を増加させる。

【００９７】なお、本実施の形態の構成では、環境によ
る帯電ローラ／感光ドラムのインピーダンス変化を検出
し、それに応じた制御を行っている。そのため、積算出
力印字枚数が多くなっても感光ドラムの削れてゆくスピ
ードを抑えるだけでなく、更に、放電電流の過度の減少
に起因する帯電不良を防止することが可能である。

【００９８】なお、本実施の形態では、環境検出手段の
出力値で電流検出タイミングを変化させているが、実施
の形態１、２で述べた方法と組み合わせることで、より
精度の高い電流検出を行うことが可能となり、より好適
である。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装置の使用状況に基づいて、電流検出手段による電流検
出のタイミングを変更させるとともに、該電流検出手段
により検出される検出電流が所定値となるように高圧電
源の出力を制御する制御手段を備えることにより、帯電
部材に印加される放電電流を制御することが可能となる
ので、放電電流の増加による像担持体の削れ量を抑制す
ることができ、像担持体の長寿命化を図ることが可能と
なる。

【０１００】また、放電電流の制御ができるので、放電
電流の過度の減少に起因する帯電不良を防止することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図。

【図２】実施の形態１に係る帯電ローラに印加される交
流電流を説明する図。

【図３】実施の形態１に係る帯電ローラに印加される交
流電圧と交流電流の関係を説明する図。

【図４】実施の形態１に係る放電電流の増加を説明する
図。

【図５】実施の形態１に係る積算印字枚数と放電電流、
ドラム削れ量を説明する図。

【図６】実施の形態１に係る制御回路を説明する図。

【図７】実施の形態１に係るフローチャートを説明する
図。

【図８】実施の形態１に係る電流検出タイミングと検出
電流を説明する図。

【図９】実施の形態１に係る積算印字枚数と放電電流、
ドラム削れ量を説明する図。

【図１０】実施の形態１に係る制御での放電電流、ドラ
ム削れ量を説明する図。

【図１１】実施の形態２に係る電流検知タイミングの切
り換えフローチャートを説明する図。

【図１２】実施の形態３に係る環境水準を説明する図。

【図１３】接触帯電（ローラ帯電）を説明する図。

【図１４】ＡＣ帯電方式における印加電圧と感光体表面
電位の関係を説明する図。

【符号の説明】

１１ 感光ドラム １２ 帯電ローラ １３ スキャナーユニット １４ 現像装置 １５ 転写ローラ １６ クリーナー １７ 定着装置 １８ 帯電電源 ２１，２２ 搬送ガイド ２３ シート材 ２４ 除電針 ６０ 高圧トランス ６３ 電流検出タイミング信号発生回路 ６４ 電流検出回路 ６６ 比較回路 ６７ 設定電流 Ｉｓ 放電電流 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 電流検出タイミング信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中森 知宏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 高見 洋 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H003 AA01 BB11 CC05 DD03 DD11 DD12 EE11 2H027 DA01 DA06 DA11 DA14 DA17 DA38 DA41 DA44 DA45 DA46 DA50 DD02 DE01 DE05 DE07 DE09 EA01 EA15 EA18 EA20 EC06 EC09 ED02 ED03 EE01 EE02 JC02 JC16 ZA01 2H077 DA15 DB12 GA02 GA03

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体を帯電する帯電部材と、 前記帯電部材に交流電圧を印加する高圧電源と、 前記高圧電源から出力される電流を電流検出タイミング
   信号を発生させて検出する電流検出手段と、を備え、 装置の使用状況に基づいて、前記電流検出手段による電
   流検出のタイミングを変更させるとともに、該電流検出
   手段により検出される検出電流が所定値となるように前
   記高圧電源の出力を制御する制御手段を備えることを特
   徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 前記電流検出手段により検出される検出
   電流の所定値とは、前記高圧電源から前記帯電部材に印
   加される、各因子に基づく合成出力電流であって、前記
   交流電圧の電圧振幅ピーク時の瞬時電流の値であること
   を特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記瞬時電流に対して
   異なった位相を有する電流検出タイミング信号を発生さ
   せることを特徴とする請求項２に記載の帯電装置。
4. 【請求項４】 前記各因子に基づく合成出力電流とは、 前記交流電圧と同位相で、前記帯電部材と被帯電体間の
   抵抗性負荷に流れる抵抗負荷電流と、 前記交流電圧より９０度位相が進んだ、前記帯電部材と
   被帯電体間の容量性負荷電流と、 前記交流電圧の電圧振幅ピーク近傍にパルス的に流れ
   る、前記帯電部材と被帯電体間の放電電流と、の合成に
   よることを特徴とする請求項２または３に記載の帯電装
   置。
5. 【請求項５】 前記装置の使用状況に基づいて変化する
   前記放電電流に対応するように、 前記制御手段は、前記放電電流が初期値より増加してい
   く範囲において前記合成出力電流を減少させ、該放電電
   流が初期値より減少していく範囲において該合成出力電
   流が増加するように、前記瞬時電流に対して異なった位
   相を有する電流検出タイミング信号を発生させることを
   特徴とする請求項４に記載の帯電装置。
6. 【請求項６】 前記装置の使用状況とは、前記被帯電体
   の経時的変化を表わすことを特徴とする請求項１乃至５
   のいずれか１項に記載の帯電装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記帯電部材が被帯電
   体を帯電する帯電時間を検出し、 前記装置の使用状況とは、前記制御手段により検出され
   る前記帯電時間で表わされることを特徴とする請求項１
   乃至６のいずれか１項に記載の帯電装置。
8. 【請求項８】 前記制御手段は、前記被帯電体の回転数
   を検出し、 前記装置の使用状況とは、前記制御手段により検出され
   る前記被帯電体の回転数で表わされることを特徴とする
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の帯電装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、周囲の環境を検出し、 前記装置の使用状況とは、前記制御手段により検出され
   る環境で表わされることを特徴とする請求項１乃至８の
   いずれか１項に記載の帯電装置。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至９のいずれか１項に記載
    の帯電装置と、 前記帯電装置により帯電される像担持体と、 前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現
    像してシート材に画像を形成する画像形成手段と、を備
    えることを特徴とする画像形成装置。
11. 【請求項１１】 画像が形成されるシート材の枚数を検
    出する枚数検出手段を備え、 前記装置の使用状況とは、前記枚数検出手段により検出
    されたシート材の枚数で表わされることを特徴とする請
    求項１０に記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記トナーの残量を検出トナー残量検
    出手段を備え、 前記装置の使用状況とは、前記トナー残量検出手段によ
    り検出されたトナーの残量で表わされることを特徴とす
    る請求項１０または１１に記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 形成される画像の画素数を検出して積
    算する画素数検出手段を備え、 前記装置の使用状況とは、前記画素数検出手段により検
    出された画素数で表わされることを特徴とする請求項１
    ０，１１または１２に記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 前記装置の使用状況を記録する記録手
    段を備えることを特徴とする請求項１０，１１，１２ま
    たは１３に記載の画像形成装置。