JP2005156598A - 帯電電圧制御回路及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高耐圧使用の電気部品はコストが高いことから、その回路を作製するためのコストが高くなってしまう。
【解決手段】 電圧トランス２０４の一次側に入力する一次交流電圧を発生し、一次交流電圧に応じて電圧トランス２０４の二次側に発生する電流に応じた制御電圧を発生し、当該制御電圧と制御信号とに基づいて、電圧発生手段により発生される一次交流電圧を制御する制御電圧発生回路と、電圧トランス２０４の二次側に発生する電流を帯電ローラに供給する経路とコンデンサ３０１を介して接続され、像担持体を帯電させるための帯電電流を検出する電流検出回路３１０と、所定の制御信号PRICNTと、当該所定の制御信号とに応じて電流検出回路により検出される電流値Ｉcapとの関係に基づいて制御信号を決定し、電圧発生回路により発生される一次交流電圧を制御する制御回路５とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、像担持体の帯電を行なう画像形成装置及び、その帯電電圧制御回路に関するものである。

電子写真方式により画像を記録する電子写真方式の画像形成装置では、周知のようにドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラム）を有し、画像形成に際して、その表面を所定の電位に均一に帯電処理している。この帯電処理では、細いコロナ放電ワイヤに高電圧を印加して発生するコロナを感光ドラム表面に作用させて帯電させる非接触帯電であるコロナ帯電が一般的であった。

これに対して近年は、低圧プロセス、低オゾン発生量、低コストなどの点から有利な接触帯電方式が主流となりつつある。この接触帯電方式は、例えばローラ帯電部材（以下、帯電ローラ）を感光ドラムの表面に当接させ、この帯電ローラに電圧を印加して感光ドラムを帯電する方式である。接触帯電方式で感光体表面に所望の電位Ｖｄを得るために、帯電ローラにはＶｄ＋Ｖｔｈ（帯電部材に直流電圧を印加した時の被帯電体への放電開始電圧（帯電開始電圧））という直流電圧が印加される。

また、更なる帯電の均一化を図るために特許文献１に開示するように、所望の電位Ｖｄに相当する直流電圧に、Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧成分（ＡＣ電圧成分）を重畳した電圧（交番電圧・脈流電圧・振動電圧；時間とともに電圧値が周期的に変化する電圧）を接触帯電部材に印加する「ＡＣ帯電方式」が用いられる。
ＡＣ帯電方式では、交流電圧を印加してプラス側、マイナス側への放電を交互に起こすことで帯電を均一にすることができる。例えば、直流電圧を印加したときの被帯電体の放電開始電圧（帯電開始電圧）の２倍以上のピーク間（peak to peak）電圧を有する交流電圧と、直流電圧（直流オフセットバイアス）とを重畳した交流電圧（振動電圧）を印加することにより、被帯電体である帯電ローラをほぼ均一に帯電できることが知られている。ここで、この帯電ローラに、正弦波の交流電圧を印加すると、帯電ローラと感光ドラム間の抵抗性負荷に流れる抵抗負荷電流と、帯電ローラと感光ドラム間の容量性負荷に流れる容量負荷電流と、帯電ローラと感光ドラム間の放電電流とが流れ、これらが合計された電流が帯電ローラに流れることになる。この際、帯電ローラを安定して帯電するためには、放電電流量を所定値以上にすると良いことが経験的に分かっている。

図１３は、帯電ローラに帯電交流電圧（Ｖc）を印加した場合に帯電ローラに流れる帯電電流（Ｉc）の特性を表した図である。尚、電圧Ｖcは交流電圧のピーク電圧値、電流Ｉcは交流電流の実効値で表している。なお、交流電圧のピーク電圧値とは、交流電圧のピーク間電圧値の１／２の電圧値を意味するものとする。

図において、帯電交流電圧（Ｖc）の振幅（ピーク電圧値）を徐々に上昇させると、これに伴って帯電電流（Ｉc）が流れる。ここで帯電交流電圧（Ｖｃ）が所定電圧（Ｖth）以下では、帯電交流電圧の振幅と帯電電流とは略比例している。これは、抵抗負荷電流と容量負荷電流は電圧振幅に比例し、且つ電圧振幅（ピーク電圧）が小さいために放電現象が発生せず、放電電流が流れないためである。そして更に帯電交流電圧（Ｖc）の振幅を大きくしていくと所定電圧（Ｖth）で放電現象が始まり、帯電交流電圧と帯電電流（Ｉc）の関係も比例しなくなり、放電電流（Ｉs）分だけ帯電電流（Ｉc）が大きくなる。安定した帯電を得るためには、この放電電流（Ｉs）が所定値以上となるように、帯電電圧（Ｖt）を設定すればよい。

しかしながら、感光ドラムへの放電電流（Ｉs）が増えた場合、感光ドラム削れ等の感光ドラム劣化を促進するとともに、放電生成物による高温高湿環境での画像流れ等の異常画像が発生する場合があった。このため、安定した帯電が得られ、かつ前記問題を解決するためには、必要最小限の帯電交流電圧を印加することにより、プラス側、マイナス側へ交互に起こす放電を最小限にする必要がある。

しかし実際には、感光ドラムへの印加電圧と放電量の関係は常に一定ではなく、感光ドラムの感光体層や誘電体層の膜厚、帯電部材や空気の環境変動等により変化する。低温低湿環境（以下、Ｌ／Ｌ環境）では、材料が乾燥して抵抗値が上昇し放電しにくくなるため、均一な帯電を得るためには一定値以上のピーク間電圧が必要となる。また、このＬ／Ｌ環境において均一な帯電が得られる最低の帯電交流電圧を印加しても、高温高湿環境（Ｈ／Ｈ）の場合には、逆に材料が吸湿して抵抗値が低下するため必要以上の放電が発生することになる。この結果、放電量が増加して、画像不良の発生、トナー融着の発生、感光ドラムの表面の劣化による感光ドラム削れ、短命化などの問題が起こる。

このような放電量の変化は、前述の環境変動による原因の他に、帯電部材の製造ばらつきや汚れによる抵抗値変動、耐久による感光ドラムの静電容量変動、画像形成装置本体の高電圧発生装置の特性ばらつきなどでも発生することが判っている。

このような放電量の変化を抑制するために、特許文献１の「放電電流制御方式」は、帯電部材に印加する交流電圧を可変な構成とし、交流電圧のピーク電圧が放電現象が開始する電圧（Ｖth）以下での電圧範囲と、Ｖth以上の電圧範囲において、それぞれ交流電圧−交流電流特性を検出し、その検出した２つの特性ラインから最適な放電量となる交流電圧値を算出し、帯電部材に印加する交流電圧のピーク電圧の電圧レベルを決定している。

図１３において、丸印で示したＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点はそれぞれサンプリングを行うポイントを示している。放電現象が開始する電圧（Ｖth）以下の電圧でＡ，Ｂの２点をサンプルすることで、放電電流が発生しない領域の帯電交流電圧（Ｖc）と帯電電流（Ｉc）の特性が測定される。同様に、放電後のＣ，Ｄの２点をサンプルすることで、放電電流が発生する領域における帯電交流電圧（Ｖc）と帯電電流（Ｉc）の特性が測定される。このような方法で得られた２つの特性ラインの関係から放電電流値を所定値とするための帯電交流電圧値を算出し、これに応じて帯電交流電圧を制御することで放電量の変動を抑制する制御を行っている。
特開昭６３−１４９６６８号公報 特開２００１−２０１９２１号公報

しかしながら、従来の放電電流制御方式を用いた画像形成装置の場合、帯電交流電圧を発生する高電圧回路の規模が大きくなることから、次のような問題があった。
（１）高電圧回路を作製するコストが高くなる。
（２）高電圧回路が大型になり、その結果、画像形成装置が大型化してしまう。

即ち、従来の放電電流制御方式の帯電バイアス回路では、帯電交流電圧に、直流バイアスが重畳されて出力端子から出力される。この出力端子は帯電ローラに接続されている。従来の放電電流制御方式では、交流出力電圧と交流出力電流との関係を検出することで放電電流を算出している。従って、帯電バイアス回路には、交流出力電圧のレベルを検出する検出回路が設けられている。この交流出力電圧の検出回路は、構成する電気部品の点数が多く、更に端子間に高い電位差が生じる電気部品が多い。また、この回路で使用されるコンデンサ、ダイオード、抵抗の各端子間には高い電位差が発生するため、高い電位差にも耐えられる高耐電圧仕様の部品を使用しなければならない。

一般的に、このような高耐圧使用の電気部品はコストが高いことから、その回路を作製するためのコストは高くなってしまう問題がある。また、高い電位差が生じる部品は、端子間での絶縁性を確保するために、端子間の距離を大きくすることが必要となる。同様に各部品間の絶縁性を確保するためにも各部品間の距離を大きくすることが必要となり、この結果、回路規模が大きくなるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、放電電流制御を行う帯電電圧回路を安価で小規模な構成で提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
像担持体を帯電し、当該像担持体に形成された画像を記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置であって、
交流電圧を生成する交流電圧生成手段と、
前記交流電圧生成手段からの交流電圧が印加される帯電部材と、
前記交流電圧生成手段から前記帯電部材に電流を供給する経路に制御値に応じた定電流が流れるよう前記交流電圧生成手段を制御する制御手段と、
前記経路に容量性部材を介して接続され、前記容量性部材に流れる前記交流電圧に応じた電流値を検出する電流検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記交流電圧のピーク電圧が前記像担持体における放電開始電圧より小さくなるよう前記制御値を第１の制御値とした場合に前記電流検出手段が検出する第１の電流値と、前記交流電圧のピーク電圧が前記放電開始電圧以上となるよう前記制御値を第２の制御値とした場合に前記電流検出手段が検出する第２の電流値とに基づいて、画像形成をする際の前記制御値を決定することを特徴とする。

本発明に係る帯電電圧制御回路は以下のような構成を備える。即ち、
像担持体を帯電するための帯電部材に供給する帯電電圧を制御する帯電電圧制御回路であって、
電圧トランスの一次側に入力する一次交流電圧を発生する電圧生成回路と、
前記一次交流電圧に応じて前記電圧トランスの二次側に生成される電流が制御信号に応じた定電流となるよう、前記電圧生成回路により発生される一次交流電圧を制御する制御回路と、
前記電圧トランスの二次側に発生する電流を前記帯電部材に供給する経路に容量性部材を介して接続され前記容量性部材に印加される２次交流電圧に応じた電流値を検出する電流検出回路とを有し、
前記制御回路は、前記２次交流電圧のピーク電圧が前記像担持体における放電開始電圧より小さくなるよう前記制御信号を第１の信号とした場合に前記電流検出回路が検出する第１の電流値と、前記２次交流電圧のピーク電圧が前記放電開始電圧以上となるよう前記制御信号を第２の信号とした場合に前記電流検出回路が検出する第２の電流値とに基づいて、前記像担持体を帯電する際の前記制御信号を決定することを特徴とする。

本発明によれば、帯電部材に電流を供給する経路に容量性部材を介して接続された電流検出手段を有し、交流電圧のピーク電圧が像担持体における放電開始電圧より小さくなるよう帯電部材に印加する交流電圧の制御値を第１の制御値とした場合に電流検出手段が検出する第１の電流値と、交流電圧のピーク電圧が放電開始電圧以上となるよう第２の制御値とした場合に電流検出手段が検出する第２の電流値とに基づいて、画像形成をする際の制御値を決定するので、高耐電圧の部品を用いることなく感光ドラム等の像担持体の劣化を防止するとともに、異常画像を発生させることのない画像形成装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るレーザビームプリンタ（電子写真方式の画像形成装置）１００の構成図である。

レーザプリンタ１００は、記録紙Ｐを収納するデッキ１０１を有し、このデッキ１０１の記録紙Ｐの有無を検知するデッキ紙有無センサ１０２、デッキ１０１内の記録紙Ｐのサイズを検知する紙サイズ検知センサ１０３、デッキ１０１から記録紙Ｐを繰り出すピックアップローラ１０４、ピックアップローラ１０４によって繰り出された記録紙Ｐを搬送するデッキ給紙ローラ１０５、このデッキ給紙ローラ１０５と対をなし、記録紙Ｐの重送を防止するためのリタードローラ１０６が設けられている。そして、デッキ給紙ローラ１０５の下流には、デッキ１０１と、後述する両面反転部からの給紙搬送状態を検知する給紙センサ１０７、更に下流へと記録紙Ｐを搬送するための給紙搬送ローラ１０８、記録紙Ｐを同期搬送するレジストローラ対１０９、レジストローラ対１０９への記録紙Ｐの搬送状態を検知するレジ前センサ１１０が配設されている。

また、レジストローラ対１０９の下流には、後述するレーザスキャナ部１１１からのレーザ光に基づいて感光ドラム１上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ１１２と、感光ドラム１上に形成されたトナー像を記録紙Ｐ上に転写するためのローラ部材１１３（以後、転写ローラ）、記録紙Ｐ上の電荷を除去し感光ドラム１からの分離を促進するための放電部材１１４（以後、除電針）が配設されている。更に、除電針１１４の下流には搬送ガイド１１５、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱定着するために内部に加熱用のハロゲンヒータ１１６を備えた定着ローラ１１７と加圧ローラ１１８対を有する定着部が設けられている。そして、この定着部からの搬送状態を検知する定着排紙センサ１１９、定着部から搬送されてきた記録紙Ｐを排紙部、又は両面反転部に行き先を切り替えるための両面フラッパ１２０が配設されており、排紙部側の下流には排紙部の紙搬送状態を検知する排紙センサ１２１、記録紙を排紙する排紙ローラ対１２２が配設されている。

一方、記録紙Ｐの両面に印刷するために片面印刷終了後の記録紙Ｐを表裏反転させ、再度画像形成部へと給紙するための両面反転部側には、正逆転によって記録紙Ｐをスイッチバックさせる反転ローラ対１２３、反転ローラ対１２３への紙搬送状態を検知する反転センサ１２４、記録紙Ｐの横方向位置を合わせるための横方向レジスト部（不図示）から記録紙Ｐを搬送するためのＤカットローラ１２５、両面反転部の記録紙Ｐの搬送状態を検知する両面センサ１２６、両面反転部から給紙部へと記録紙Ｐを搬送するための両面搬送ローラ対１２７が配設されている。

またスキャナ部１１１は、後述外部装置（ホストコンピュータ）１２８から送出される画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１２９、レーザユニット１２９からのレーザ光を感光ドラム１上に走査するためのポリゴンミラー１３０とスキャナモータ１３１、結像レンズ群１３２、及び折り返しミラー１３３を備えている。そして、プロセスカートリッジ１１２は公知の電子写真プロセスに必要な感光ドラム１、帯電部材である帯電ローラ２と現像ローラ１３４、トナー収容容器１３５等を具備しており、レーザビームプリンタ１００に対して着脱可能に構成されている。また、図中３は高電圧電源部であり、後述する帯電高電圧回路の他に、現像ローラ１３４、転写ローラ１１３、除電針１１４に所望の電圧を給電する高電圧回路を有している。１３６はメインモータで、各部に動力を供給している。

更に、４はレーザプリンタ１００を制御するプリンタ制御部であり、ＲＡＭ５ａ，ＲＯＭ５ｂ、タイマ５ｃ、デジタル入出力ポート（以下、Ｉ／Ｏポート）５ｄ、アナログ−デジタル変換入力ポート（以下Ａ／Ｄポートと記す）５ｅ、デジタル−アナログ出力ポート（以下、Ｄ／Ａポート）５ｆ等を具備したＭＰＵ（マイクロコンピュータ）５、及び各種入出力制御回路（不図示）等で構成されている。尚、プリンタ制御部４は、インターフェース１３８を介してパーソナルコンピュータ等の外部装置１２８に接続されている。

次に、本発明の実施の形態に係る帯電バイアス生成回路について説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係るレーザビームプリンタ１００の帯電バイアス生成回路を説明するブロック図で、この回路はプリンタ制御部４に設けられており、前述の図１と共通する部分は同じ記号で示している。

この帯電バイアス生成回路は、直流高電圧に交流高電圧が重畳された帯電電圧を生成して出力端子２９９より出力する。ＭＰＵ５のＩ／Ｏポート５ｄからクロックパルス（PRICLK）が出力されると、プルアップ抵抗２６０、ベース抵抗２３８を介してトランジスタ２３９がスイッチング動作し、プルアップ抵抗２３７と、ダイオード２４０を介して接続されているオペアンプ２６５の出力に応じた振幅のクロックパルスに増幅される。この振幅が大きいと、後述する高電圧トランス２０４に入力される正弦波の駆動電圧振幅（ピーク電圧）も大きくなり、その結果、高電圧である交流電圧のピーク電圧も大きくなる。

クロックパルスは、コンデンサ２２４を介し、抵抗２１８，２１９，２２２，２２３，２２５，２２６，２２９，２３０〜２３４、コンデンサ２１６，２２０，２２７，２２８，２３３と、オペアンプ２１７，２２１によって構成されるフィルタ回路２３５に入力され、このフィルタ回路２３５から、＋１２Ｖを中心とした正弦波が出力される。そしてこの出力は、プッシュプルの高電圧トランスドライブ回路２０５によって電力増幅され、コンデンサ２１０を介して高電圧トランス２０４の一次巻線に入力される。これにより、高電圧トランス２０４の二次巻線側に正弦波の交流高電圧が発生する。また、高電圧トランス２０４の二次側の一方は、直流高電圧発生回路２４７に接続されおり、ここから出力される直流の高電圧に交流高電圧が重畳された高電圧バイアスが出力保護抵抗２０３を介して出力端子２９９より出力される。

この出力端子２９９と、前述の帯電ローラ２とは接続部材（導電部材）３１５で接続されており、この導電部材３１５を介して帯電ローラ２に帯電高電圧バイアスが印加される。

次に、帯電バイアス生成回路の交流出力電流（It）の検知について説明する。

ここでは高電圧トランス２０４の２次側巻線の電流を検出することによって、出力端子２９９より出力される交流出力電流（Ｉt）を測定し、それに応じた高電圧トランスドライブ回路２０５への入力電圧を発生する。高電圧トランスドライブ回路２０５を駆動することで発生した交流出力電流（Ｉt）はコンデンサ２４８を通過し、矢印Ａ方向の半波はダイオード２５０、矢印Ｂ方向の半波はダイオード２４９を介してそれぞれ流れる。ダイオード２５０を通過した矢印Ａ方向の半波は、オペアンプ２６５、抵抗２５６，２５８、コンデンサ２５４で構成された整流回路に入力され直流電圧に変換される。この場合、オペアンプ２６５の負入力端子の電圧（Ｖ1）は、式（１）で表される。

Ｖ1＝Ｒ256×Ｉmean1 ...式（１）
ここで、Ｉmean1は交流出力電流（Ｉt）の半波の平均値、Ｒ256は抵抗２５６の抵抗値である。

一方、オペアンプ２６５の正入力端子には、ＭＰＵ５のＤ／Ａポート５ｆから出力される電流制御信号（PRICNT）が入力される。この電流制御信号（PRICNT）は、高電圧トランス２０４に入力される正弦波の駆動電圧振幅、即ち、交流出力電流（It）の振幅レベルを設定する信号である。ここで、オペアンプ２６５の負入力端子の電圧（Ｖ1）が電流制御信号（PRICNT）よりも小さい場合はオペアンプ２６５の出力が大きくなり、逆に、負入力端子の電圧（Ｖ1）が電流制御信号（PRICNT）よりも大きい場合はオペアンプ２６５の出力が小さくなる。

前述した様に、オペアンプ２６５の出力が大きくなると、フィルタ回路２３５に入力されるクロックパルスの振幅が大きくなり、交流高電圧のピーク電圧（振幅電圧）は大きくなる。このような構成とすることで、交流高電圧の振幅レベルは、高電圧トランス２０４の２次側を流れる交流出力電流（Ｉt）が、ＭＰＵ５から出力される電流制御信号（PRICNT）に応じた値となるように制御される。即ち、電流制御信号（PRICNT）に応じた定電流制御が行われる。また、オペアンプ２６５の正入力端子にはトランジスタ２６０も接続されている。このトランジスタ２６０は、ＭＰＵ５のＩ/Ｏポート５ｄから出力された信号（PRION）によって駆動される。このPRION信号をハイレベルにしてトランジスタ２６０をオンさせることにより、オペアンプ２６５の正入力端子の電位をロウレベルに落として交流高電圧の出力をオフにすることができる。

次に、出力端子２９９にコンデンサ３０１を介して接続されているコンデンサ電流検出回路３１０（容量電流検出回路）について説明する。

コンデンサ３０１は、出力端子２９９と帯電ローラ２とを接続する導電部材３１５に接続されており、高電圧バイアスに耐えられる特性の部品が使用されている。この帯電バイアス生成回路が駆動して、出力端子２９９から帯電ローラ２に帯電高電圧バイアスが供給されると、コンデンサ３０１にも帯電高電圧バイアスと同じ電圧が印加される。そして、コンデンサ３０１には、直流高電圧に交流高電圧が重畳された帯電高電圧バイアスの交流電圧とコンデンサ３０１の静電容量（Ｃ1）に応じたコンデンサ交流電流（Ｉcap）が流れる。このコンデンサ３０１に流れる電流（Ｉcap）は、コンデンサ３０１に接続されたコンデンサ電流検出回路３１０で検出される。

コンデンサ電流検出回路３１０に入力された電流（Ｉcap）の半波はダイオード３０３を通過し、抵抗３０５、コンデンサ３０４で構成される整流回路に入力されて直流電圧に変換される。こうして変換された直流電圧はオペアンプ３０８に入力され、オペアンプ３０８の出力端子からコンデンサ電流（Ｉcaps）の検出信号（ICAPS）として出力される。このように、この電流検出回路３１０では、出力端子２９９からコンデンサ３０１を介して電流を入力し、ダイオード、コンデンサ、抵抗及びオペアンプで電圧信号に変換し、その電圧信号に基づいて、コンデンサ３０１を流れる電流値（Ｉcap）を求めているため、コンデンサ３０１以降の回路を低電圧回路で構成できる。しかもコンデンサ３０１を流れる電流値をそのまま入力して電圧に変換して出力しているだけであるため、回路３１０を構成する部品点数を少なくできる。

ここでコンデンサ電流（Ｉcap）の検出信号（ICAPS）の電圧レベルは式（２）で表される。尚、式（２）では、検出信号（ICAPS）の電圧レベルを「ICAPS」で表している。

ICAPS＝Ｒ305×Ｉmean2 ...式（２）
ここでＩmean2は、コンデンサ交流電流（Ｉcap）の半波の平均値、Ｒ305は抵抗３０５の抵抗値である。

コンデンサ３０１に流れる電流値に応じたICAPS信号は、ＭＰＵ５のＡ／Ｄポート５ｅに入力されてデジタル信号に変換される。尚、このＡ／Ｄポート５ｅに接続されたダイオード３０９は、Ａ／Ｄポート５ｅに所定電圧以上の電圧が印加されるのを防止するためのものであり、通常時はオフ状態である。このような構成とすることで、コンデンサ３０１に流れる交流電流（Ｉcap）を測定することができる。

ここで、高電圧トランス２０４に流れる交流出力電流（Ｉt）とコンデンサ３０１に流れるコンデンサ交流電流（Ｉcap）との関係について説明する。

図３（Ａ）（Ｂ）は、高電圧トランス２０４からの交流出力電流（Ｉt）とコンデンサ交流電流（Ｉcap）との関係を説明する図で、図３（Ａ）は非放電発生時を示し、図３（Ｂ）は放電発生時をそれぞれ示している。

図３において、４０１は、帯電バイアス生成回路の出力端子２９９に接続された帯電ローラ２を電気回路にて模式的にしめした負荷を示す。４０２は、帯電ローラ２と感光ドラム１間の容量性負荷（Ｃn）を示し、４０３は帯電ローラ２と感光ドラム１間で放電が発生した場合の放電負荷を示している。また、容量性負荷（Ｃn）４０２を流れる容量負荷電流をＩn、放電発生時に放電負荷４０３を流れる放電電流をＩsで示している。

次に、交流出力電流（Ｉt）とコンデンサ交流電流（Ｉcap）との関係を説明する。
（ｉ）非放電発生時（図３（Ａ））
帯電ローラ２に印加する交流電圧が小さく、帯電ローラ２と感光ドラム１間で放電が発生しない非放電発生時の場合は、放電負荷４０３には電流が流れない。よって、交流出力電流（Ｉt）、コンデンサ交流電流（Ｉcap）、容量負荷電流（Ｉn）の間には、以下の関係が成り立つ。

Ｉt＝Ｉcap＋Ｉn ...式（３）
ここで、コンデンサ３０１の端子間に印加される交流電圧と容量性負荷（Ｃn）に印加される交流電圧は等しいことから、ＩnとＩcapでは下記の関係が成り立つ。

Ｉn／Ｉcap＝Ｃn／Ｃ1 ...式（４）
更に、式（３）と式（４）より
Ｉt＝（Ｃn／Ｃ1＋１）×Ｉcap ...式（５）
即ち、非放電発生時においては、コンデンサ交流電流（Ｉcap）と交流出力電流（Ｉt）は比例関係となる。
（ｉｉ）放電発生時（図３（Ｂ））
帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク電圧が放電開始電圧（Vth）を超えると、帯電ローラ２と感光ドラム１間で放電が起こり、放電負荷４０３に放電電流（Ｉs）が流れる。交流出力電流（Ｉt）、コンデンサ交流電流（Ｉcap）、容量負荷電流（Ｉn）、放電電流（Ｉs）では以下の関係が成り立つ。

Ｉt＝Ｉcap＋Ｉn＋Ｉs ...式（６）
ここで、式（４）は放電発生の有無に係らず成立するので、式（６）は下記のようになる。

Ｉt＝（Ｃn／Ｃ1＋１）×Ｉcap＋Ｉs ...式（７）
この式（７）は、放電発生時のＩcapとＩtの特性は、非放電発生時の特性に放電電流（Ｉs）が加算されたものであることを示している。

図４は、コンデンサ交流電流（Ｉcap）と交流出力電流（Ｉt）との関係を説明する図である。

非放電発生領域においては、交流出力電流（Ｉt）はコンデンサ交流電流（Ｉcap）に比例して直線的に増加する。

一方、放電発生領域においては、交流出力電流（Ｉt）は、非放電発生領域の特性を示すラインに対して放電電流（Ｉs）分が加算されたラインで示されるような特性を示す。この特性から、発生する放電電流値は、下記の手順によって検出することができる。

［工程１］
放電が発生しないレベルの交流電流を帯電ローラ２に印加し、この時のコンデンサ交流電流（Ｉcap）と交流出力電流（Ｉt）から非放電発生時の特性（Ｉt＝ｆ(Ｉcap)）を求める。

［工程２］
放電電流が発生するレベルの交流電流を帯電ローラ２に印加し、このときのコンデンサ交流電流（Ｉcap）及び交流出力電流（Ｉt）値と、工程１で算出した特性（Ｉt＝ｆ(Ｉcap)）とを比較することにより放電電流値（Ｉs）を求める。

本実施の形態に係る帯電電圧制御は、上記手順によって放電電流値Ｉsを求め、その放電電流値（Ｉs）が所望の値となるように、帯電交流電圧値、即ち、高電圧トランスドライブ回路２０５に入力する交流電圧を制御することにより放電電流（Is）を制御するものである。

以下に、本実施の形態に係る帯電電圧制御の一連の処理手順について説明する。

図５は、本実施の形態１のレーザビームプリンタにおける帯電電圧制御の手順を示すフローチャートであり、図６はプリント動作時の制御シーケンスと交流出力電流（Ｉt）の推移の関係を表した図である。この処理を実行するプログラムはＲＯＭ５ｂに記憶されており、ＭＰＵ５の制御の下に実行される。

レーザビームプリンタ１００のメイン電源がオンされることにより、ＭＰＵ５は、図６に示すように、定着部を駆動するとともに定着部の定着ローラ１１７のハロゲンヒータ１１６を所定温度まで上昇させる等の一連の処理を行う前多回転工程を実行し、その後にスタンバイ状態とする。次に、プリント開始の命令がパーソナルコンピュータ等の外部装置１２８から入力されると、所定の印刷準備段階である前回転工程を実行し、その後に一連の電子写真プロセスによって記録紙に画像形成動作を行う画像形成工程に入る。尚、図６の交流出力電流Ｉt(1)，Ｉt(2)及びＩt(3)はそれぞれ、後述する図７（Ａ）に示すポイントＡ１，Ａ２，Ｂ１に対応する交流出力電流値に対応している。

図５のフローチャートで示す一連の帯電電圧制御は、図６の前回転工程期間中に開始される。まずステップＳ１で、ＭＰＵ５は、放電が生じない所定電圧レベルの帯電交流電圧（バイアス）を出力するよう定電流制御信号（PRICNT）の信号レベルを設定する。この処理は、前回転工程の期間中に実行するものであり、放電が生じない非放電発生領域におけるコンデンサ交流電流（Ｉcap）と交流出力電流（Ｉt）とを検出する。

図７（Ａ）は、帯電ローラ２に帯電交流電圧を印加した場合の、交流出力電流（Ｉt）とコンデンサ交流電流（Ｉcap）との特性を表している。また、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に対応した、定電流制御信号（PRICNT）とコンデンサ交流電流検出信号（ICAPS）の関係を説明する図である。

ステップＳ２〜Ｓ７に示す工程では、放電が起こらないレベルの交流出力電流（Ｉｔ）となるような帯電交流電圧を印加することで、図７（Ａ）（Ｂ）に示すＡ１とＡ２の２ポイントにおけるサンプリングを行う。Ａ１はトランス交流電流がＩt(1)、Ａ２は交流出力電流がＩt(2)のポイントを示している。

まずステップＳ２で、ＭＰＵ５は、Ｄ／Ａポート５ｆから出力する定電流制御信号（PRICNT）の信号レベルをPRICNT(1)に設定する。次にステップＳ３で、ＭＰＵ５は帯電交流バイアスＯＮ信号（PRION）をロウレベルに切り替えてトランジスタ２６０をオフにして帯電交流バイアスの出力を開始する。次にステップＳ４に進み、ＭＰＵ５は、コンデンサ交流電流検出信号（ICAPS）の信号レベル（ICAPS(1)）をＡ／Ｄポート５ｅから入力しＡ／Ｄ変換して取り込む。

次にステップＳ５に進み、ＭＰＵ５のＤ／Ａポート５ｆから出力する定電流制御信号（PRICNT）をPRICNT(2)に切り替え、次にステップＳ６に進み、コンデンサ交流電流検出信号（ICAPS）の信号レベル（ICAPS(2)）をＡ／Ｄポート５ｅから入力しＡ／Ｄ変換して取り込む。続いてステップＳ７に進み、ポイント（Ａ１）と（Ａ２）でのコンデンサ交流電流のサンプリング結果、即ち、ステップＳ４、Ｓ６で入力した電流値を用いて非放電発生領域における定電流制御信号（PRICNT）の特性式を算出する。この特性式は、Ａ，Ｂを定数として下記式（８）で表わされる。なお、非放電発生領域においては、放電が発生せず放電電流（Is）が生じないことから、定電流制御信号（PRICNT）は、帯電ローラ２と感光ドラム１間の接触部に流れる容量負荷電流（Ｉn）に応じた信号となる。

PRICNT＝ｆ（ICAPS）＝Ａ×ICAPS＋Ｂ ...式（８）
ここで定数Ａ，Ｂは下式を用いて算出する。

Ａ＝｛PRICNT(1)−PRICNT(2)｝／｛ICAPS(1)−ICAPS(2)｝ ...式（９）
Ｂ＝｛ICAPS(2)×PRICNT(1)−ICAPS(1)×PRICNT(2)｝／｛ICAPS(1)−ICAPS(2)｝
...式（１０）
後続のステップＳ８〜Ｓ１４で示す工程は、図６の前回転工程中に開始されて画像形成工程の終了まで実行される処理であり、帯電交流電圧を放電が起こる放電発生領域で発生させ、放電電流（Ｉｓ）が所望の値となるように交流出力電流（Ｉｔ）を制御するものである。

まずＭＰＵ５は、交流出力電流（Ｉｔ）が放電領域にくるように帯電交流電圧のピーク電圧を変更すべくPRICNTを出力し、図７（Ａ）のＢ１のポイントでコンデンサ交流電流（Ｉcap）を検出する。図７（Ａ）に示すように、Ｂ１は交流出力電流（Ｉｔ）がＩt(3)のポイントである。この交流出力電流（Ｉt(3)）のレベルは、環境条件に拘わらずに十分な放電電流（Ｉｓ）が発生し、放電電流（Ｉｓ）の不足による帯電不良が起こらないレベルに設定するものとする。

従ってまずステップＳ８で、ＭＰＵ５は、Ｄ／Ａポート５ｆから出力する定電流制御信号（PRICNT）をPRICNT(3)に設定して交流出力電流レベル（Ｉt(3)）に変更し、次にステップＳ９で、そのときのコンデンサ交流電流検出信号（ICAPS）の値（ICAPS(3)）をＡ／Ｄポート５ｅから入力しＡ／Ｄ変換して取り込む。続いてステップＳ１０に進み、ＭＰＵ５は下記式（１１）を用いて、Ｂ１のポイントにおける放電電流値（Ｉｓ）に対応するＫを算出する。尚、下記式（１１）において、Ｋは放電電流値（Ｉs）に相当する定電流制御信号（PRICNT）のレベルを示す。なお、非放電発生領域においては式（８）で表されるｆ（ICAPS）は定電流制御信号（PRICNT）の特性式を示すものであるが、放電発生領域においては放電が発生して放電電流（Is）が生じることから、定電流制御信号（PRICNT）は、帯電ローラ２と感光ドラム１間の接触部に流れる容量負荷電流（Ｉn）に応じた信号とはならない。即ち、下記のf(ICAPS(3))は、放電発生領域において帯電ローラ２と感光ドラム１間の接触部に流れる容量負荷電流（Ｉn）に応じた信号となる。そして、放電発生領域においては定電流制御信号（PRICNT）と、帯電ローラ２と感光ドラム１間の接触部に流れる容量負荷電流（Ｉn）に応じた信号の差分が放電電流（Is）に応じた信号（Ｋ）となる。

Ｋ＝PRICNT(3)−ｆ（ICAPS(3)） ...式（１１）
次にステップＳ１１で、ＭＰＵ５は、ステップＳ１０で算出した放電電流（Ｉｓ）に対応するＫと、所望の放電電流値（Ｉs(cnt)）に相当する定電流制御信号（PRICNT）のレベル（Ｋ(cnt)）とを比較する。ここで、Ｋ＞Ｋ(cnt)の場合、即ち、放電電流（Ｉｓ）が所望の値（Ｉs(cnt)）よりも大きい場合はステップＳ１３に進み、信号PRICNTのレベルをデジタル値Ｄに相当する分だけ小さくしてオペアンプ２６５の出力電圧を低下させて、交流出力電流（Ｉｔ）を下げる。ＭＰＵ５は、この処理によって放電電流（Ｉｓ）を小さくして所望の放電電流値（Ｉs(cnt)）に近づける。ここでＤは、ＭＰＵ５のＤ／Ａポート５ｆに出力する所定のデジタル値（例えば１ビット値）である。

一方、ステップＳ１１でＫ＜Ｋ(cnt)の場合、即ち、放電電流が所望の値（Ｉs(cnt)）よりも小さい場合はステップＳ１２に進み、PRICNT信号のレベルをデジタル値Ｄに相当する分だけ大きくしオペアンプ２６５の出力電圧を上昇させて交流出力電流（Ｉｔ）を上げる。ＭＰＵは、この処理によって放電電流（Ｉｓ）を大きくして所望の放電電流値（Ｉs(cnt)）に近づける。こうしてステップＳ１２或はＳ１３を実行するとステップＳ１４に進み、ＭＰＵ５は帯電電圧（バイアス）の出力継続有無の判断を行い、継続の場合はステップＳ１１に戻り、再度、放電電流値（Ｉｓ）と所望の値（Ｉs(cnt)）との比較を行なう。これらステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を繰り返し実行することにより、ＭＰＵ５は、放電電流値が所望の値（Ｉs(cnt)）となるよう（ポイント（図７のＢx））交流出力電流（Ｉｔ）を制御する。

これにより図６の画像形成工程では、交流出力電流（Ｉt）は、放電電流値が所望の値（Ｉs(cnt)）となるポイント（図７のＢx）に対応する値（Ｉt(X)）に制御されることになる。

次にステップＳ１５〜Ｓ１６の工程は、後回転工程期間中に実行し完了する。即ち、ステップＳ１４で、帯電電圧（バイアス）の出力を停止すると判断した場合はステップＳ１５に進み、ＭＰＵ５は帯電交流バイアスＯＮ信号（PRION）をハイレベルに切り替えてトランジスタ２６０をオンにし、帯電交流バイアスの出力を停止する。そしてステップＳ１６で、帯電直流バイアスの出力を停止して、帯電電圧制御の一連の処理を終了する。

以上説明したように本実施の形態１に係る画像形成装置であるレーザビームプリンタ１００においては、出力端子２９９と帯電ローラ２とを接続する導電部材３１５に容量性部材であるコンデンサ３０１を接続し、そのコンデンサ３０１を流れる交流電流（Ｉcap）と出力端子２９９から出力される交流出力電流（Ｉt）とを比較することにより、帯電ローラ２と感光ドラム１間で発生する放電電流量（Ｉｓ）を検知することができる。そして、放電電流（Ｉｓ）が常に所望の値（Ｉs(cnt)）となるように高電圧トランス２０５に入力する電圧、即ち、交流出力電流（Ｉt）を制御することで放電電流を所望の値（Ｉs(cnt)）とする放電電流制御を実現する。

このような構成とすることで、帯電バイアス生成回路の部品数を従来よりも少なくすることができる。特に端子間に高電圧が印加される部品はコンデンサ３０１のみとすることができる。これにより次の効果が得られた。
・高電圧回路を作製するコストを従来よりも下げることが可能となった。
・高電圧回路を従来よりも小型化することが可能となった。

次に本発明の実施の形態２について説明する。この実施の形態２に係る画像形成装置の基本構成は、前述の実施の形態１と同じであるが、放電電流値（Ｉt）を検出した後の制御処理方法が前述の実施の形態１と異なっている。本実施の形態２の画像形成装置は、プリント動作時に帯電ローラ２の特性が変動し、負荷の容量成分が増加した場合においても、画像異常といった不具合の発生を防止することを目的とする。即ち、前述の実施の形態１では、画像形成時の放電電流を検知し、その検知結果に基づいて、帯電交流電流のレベルを逐次調整することで放電電流が常に所望の値となるように制御を行っていたのに対して本実施の形態２では更に、プリント動作開始後に帯電ローラ２の容量成分が増加した場合でも対処できるようにしたものである。

図８は、帯電ローラ２の特性に変動が生じた場合の、コンデンサ電流（Ｉcap）と交流出力電流（Ｉt）の変動を説明する図である。尚、図において、LINE-A，LINE-A'，LINE-B，LINE-B'はそれぞれ以下のような特性を示している。
・LINE-A：プリント動作開始時の非放電発生領域のライン
・LINE-B：プリント動作開始時の放電発生領域のライン
・LINE-A'：プリント動作開始後に帯電ローラ２の特性に変動が発生した時の非放電発生領域のライン
・LINE-B'：プリント動作開始後に帯電ローラ２の特性に変動が発生した時の放電発生領域のライン
前述の実施の形態１の場合、ポイントＡ１，Ａ２で示す点でのコンデンサ電流を求めることで、非放電領域のＩcap−Ｉt特性であるLINE-Aを算出し、その算出した特性を使用して放電発生領域での放電電流量の検出を行った。よって、LINE-Aの算出後に、帯電ローラ２の特性変動によってLINE-Aで示す特性がLINE-A'で示す特性に移行した場合には、放電電流を正しく算出できなくなる。

図８において、Ｂ１はプリント開始時の制御ポイントであり、LINE-A上のＣ１ポイントに対応する定電流制御信号（PRICNT）を出力することで放電し、そのときのコンデンサ電流（Ｉcap）から所望の放電電流値（Ｉs）を加えた値で制御する。一方、Ｂ２は、画像形成を連続して行い、LINE-Aの算出時に対して帯電ローラ２の特性に変動が発生した場合の制御ポイントを示している。このＢ２のポイントでは、LINE-A上のＣ２ポイントを算出し、このＣ２ポイントを用いて算出した放電電流値が所望の値（Ｉs）となるように制御する。しかし、LINE-Aは、帯電ローラ２の特性の変動によってLINE-A'に移行しているため、実際にはＢ２ポイントとＣ３ポイントで算出されるＩs'の放電電流が発生している。即ち、ここでの放電電流の制御値はＩs'となり、所望の値（Ｉs）よりも小さくなる。このように、放電電流値が所望の値よりも小さく制御されることで、画像形成時の帯電ローラ２の帯電が不十分となり、画像異常といった不具合が発生してしまう。

そこで本実施の形態２では、前述のようにプリント動作中に帯電ローラ２の特性が変動した場合においても、放電電流の不足によって生じる形成画像の異常といった問題を防止する制御を行う。

以下に、本実施例における帯電電圧制御の一連の処理手順について説明する。

図１０は、本実施の形態２に係るレーザビームプリンタにおける高帯電電圧制御の手順を示すフローチャート、図１１はプリント動作時のシーケンスと帯電交流電流（Ｉt）の推移の関係を表した図である。この処理を実行するプログラムはＲＯＭ５ｂに記憶されており、ＭＰＵ５の制御の下に実行される。

この実施の形態２に係るステップＳ２１〜Ｓ３４で示す工程は、図１１の前回転中に実行される処理で、この処理は前述の実施の形態１に係るステップＳ１〜ステップＳ１４の処理と基本的に同じである。これら工程を実行することで、交流出力電流（Ｉt）は放電電流が所望の値（Ｉs）となるレベルで制御される。そしてステップＳ３４で、画像形成工程処理に移行するかを判断し、移行すると判断した場合はステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５〜Ｓ４１で示される工程は、図１１の１枚目の記録紙に対する画像形成処理に移行するタイミングで開始され、Ｎ枚目の記録紙に対する画像形成処理が完了するまで継続される。

ここではまずステップＳ３５で、定数（ICAP(0)）を設定する。この定数（ICAP(0)）には、ステップＳ３５に移行した時点におけるコンデンサ電流検出信号（ICAPS）の値を設定する。

図９（Ａ）は、帯電交流電流（Ｉt）−コンデンサ交流電流（Ｉcap）の特性を示し、また図９（Ｂ）は、図７（Ｂ）に対応した定電流制御信号（PRICNT）−コンデンサ交流電流検出信号（ICAPS）の特性を示す図である。

次にステップＳ３３６に進み、ステップＳ３５でセットした定数（ICAPS(0)）と、検出したコンデンサ電流検出信号（ICAPS）の値とを比較し、ICAPS＞ICAPS(0)の場合はステップＳ３８に進み、ＭＰＵ５のＤ／Ａポート５ｆから出力する定電流制御信号（PRICNT）をＤだけ小さくして交流出力電流を下げる。これによりコンデンサ交流電流（Ｉcap）は小さくなる。ここでＤは、ＭＰＵ５のＤ／Ａポート５ｆに出力する所定のデジタル値（例えば１ビット値）に相当する値である。

一方、ステップＳ３６で、ICAPS＜ICAPS(0)の場合はステップＳ３７に進み、ＭＰＵ５のＤ／Ａポート５ｆから出力する定電流制御信号（PRICNT）をＤだけ大きくし、交流出力電流を大きくする。これにより、検出されるコンデンサ交流電流（Ｉcap）は大きくなる。即ち、ステップＳ３６〜ステップＳ３８により、コンデンサ交流電流（Ｉcap）がステップＳ３６で設定されたコンデンサ電流（ICAPS(0)）の値に近づくように定電流制御信号（PRICNT）が調整される。これは図９（Ｂ）に示す目標ポイントＣｘで制御することを意味している。

次にステップＳ３９で、このステップに移行した時点での定電流検出信号（PRICNT）と所定定数（PRICNT(L)）とを比較する。ここでPRICNT(L)は、交流出力電流（Ｉt）の上限値（Ｉt（L））に制御される値である。ここでPRICNT＞PRICNT(L)の場合はステップＳ４０に進み、PRICNTの設定値をPRICNT(L)としてステップＳ４１に進む。またステップＳ３９で、PRICNT＞PRICNT(L)でない場合はそのままステップＳ４１に進む。ステップＳ４１では、帯電バイアスの出力を継続するかどうかを判断し、継続する場合はステップＳ３６に進んで、再度、定数（ICAPS(0)）とコンデンサ電流検出信号（ICAPS）の値とを比較する、前述した処理を実行する。こうしてステップＳ３６〜Ｓ４１の処理を繰り返すことで、帯電交流バイアスはコンデンサ交流電流（Ｉcap）がステップＳ３５に移行した時点でのコンデンサ電流（ICAP(0)）のレベルとなるように制御される。また、これら処理ステップでは、帯電交流電流（Ｉt）は上限値（Ｉt（L））以下に制御される。

次にステップＳ４２〜Ｓ４３は、図１１の後回転工程期間中に実行されて処理が完了する。ここではステップＳ４１で、帯電バイアスの出力を停止すると判断した場合はステップＳ４２に進み、帯電交流バイアスＯＮ信号（PRION）をハイレベルに切り替えて、帯電交流バイアスの出力を停止し、更にステップＳ４３で、帯電直流バイアスを停止して、帯電電圧制御の一連の処理を終了する。

図１２（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態２に係る制御を実行し、この制御の実行中に帯電ローラ２の容量成分の増加が生じた場合の放電電流値の変化を説明する図である。図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）では、帯電ローラ２の容量成分の増加量が異なる場合で示している。
・図１２（Ａ）の場合
プリント開始時における交流出力電流（Ｉt）とコンデンサ交流電流（Ｉcap）との関係を特性ラインLINE-A及びLINE-B1で示している。前回転工程では、Ｂ１のポイントで放電電流制御が行なわれる。このときの放電電流値は（Ｉs）であり、コンデンサ交流電流は（Ｉcap(0)）となっている。続いて、前回転工程から画像形成工程に移ると、コンデンサ電流（Ｉcap）＝Ｉcap（0）となるように制御が行なわれる。ここで画像形成工程中に帯電ローラ２の容量成分が増加し、上述のLINE-A及びLINE-B1で示す特性が、特性ラインLINE-A'及びLINE-B'で示すような特性に移行した場合には、Ｂ１のポイントではなく、実際には、Ｂ２のポイントで制御が行なわれることになる。このときの放電電流値は、ポイントＢ２に対応する交流出力電流と、ラインLINE-B'上のＣ２に対応する交流出力電流との差分で算出されるＩs'となる。ここでＩs'＞Ｉsであるため、帯電ローラ２の容量成分の増加に伴って放電電流値が増加することになる。
・図１２(Ｂ)の場合
帯電ローラ２の容量成分の増加が図１２（Ａ）に示す特性ラインLINE-A'及びLINE-B'に対して更に大きい場合は、図１２（Ｂ）の特性ラインLINE-A''とLINE-B''で示すような特性となる。特性ラインLINE-B''上のポイントＢ３に対応する交流出力電流は、交流出力電流のリミット値（Ｉt(L)）よりも大きくなっている。

これに対して本実施の形態２に係る制御では、交流出力電流（Ｉt）がＩt（L）を超える場合には、Ｉt＝Ｉt（L）で制御されるので、実際には、図１２（Ｂ）のＢ４のポイントで制御されることになる。このときの放電電流値は、Ｂ４に対応する交流出力電流と、特性ラインLINE-B''上のＣ４に対応する交流出力電流との差分として算出されるＩs''となる。

以上説明したように本実施の形態２における画像形成装置によれば、帯電電圧出力端子２９９と帯電ローラ２とを接続する導電部材３１５に容量性部材であるコンデンサ３０１を接続し、そのコンデンサ３０１に流れる交流電流（Ｉcap）と帯電電圧出力端２９９から出力される交流出力電流（Ｉt）とを比較することにより、帯電ローラ２と感光ドラム１間で発生する放電電流量を検知し、プリント動作開始から前回転工程までといった所定期間中は放電電流が所望の値となるように逐次交流出力電流（Ｉt）を制御し、前記所定期間以後は前回転工程終了時等のＩcapが一定となるよう逐次交流出力電流（Ｉt）を制御することで、放電電流制御を実現する。

このような構成とすることで、帯電交流回路を構成する部品数を少なくすることができる。特に端子間に高電圧が印加される部品はコンデンサ３０１のみとなる。これにより、次の効果が得られた。
・高電圧回路を作製するコストを従来よりも下げることが可能となった。
・高電圧回路を従来よりも小型化することが可能となった。

また、帯電ローラ２の電気的特性がプリント動作中に変動し、帯電ローラの容量成分が増加した場合は、これに応じて放電電流は大きくなることから、放電電流の不足によって生じる画像異常といった不良の発生を防ぐことができる。

以上説明したように本実施の形態によれば、帯電電圧出力端子と帯電ローラを接続する接続部材に容量性部材を設け、その容量性部材に流れる交流電流（Ｉcap）と帯電電圧出力端から出力される交流出力電流（Ｉt）とを比較することで帯電ローラと感光ドラム間で発生する放電電流量を検知し、その検出した放電電流量が所望の値となるように交流出力電流（Ｉt）を制御することで放電電流制御を実現する。

これにより、帯電交流回路の構成を小規模とすることができ、高電圧回路を作製するコストを下げることが可能となる。更に高電圧回路を従来よりも小型化することが可能となる。

［他の実施の形態］
本発明は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムをコンピュータ又はＣＰＵに供給し、そのコンピュータ又はＣＰＵが該供給されたプログラムを読出して実行することによって、その目的を達成することができる。

この場合、上記プログラムは、該プログラムを記録した記憶媒体から直接に供給されるか、又はインターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。

上記プログラムの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳ（オペレーティングシステム）に供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。

また本発明は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記憶した記憶媒体をコンピュータ又はＣＰＵに供給し、そのコンピュータ又はＣＰＵが記憶媒体に記憶されたプログラムを読出して実行することによっても達成することができる。

この場合、格納媒体から読出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現すると共に、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。

プログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク（登録商標）、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等がある。

上述した実施の形態の機能は、コンピュータから読出されたプログラムコードを実行することによるばかりでなく、コンピュータ上で稼動するＯＳ等がプログラムコードの指示に基づいて実際の処理の一部又は全部を行うことによっても実現することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置（レーザビームプリンタ）の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る帯電電圧制御回路の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る高電圧トランスからの交流出力電流（Ｉt）とコンデンサ交流電流（Ｉcap）との関係を説明する図で、図３（Ａ）は非放電発生時を示し、図３（Ｂ）は放電発生時をそれぞれ示している。 コンデンサ交流電流（Ｉcap）と交流出力電流（Ｉt）との関係を説明する図である。 本実施の形態１に係るレーザビームプリンタにおける高帯電電圧制御の手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るプリント動作時のシーケンスと帯電交流電流（Ｉt）の推移の関係を表した図である。 本実施の形態において、帯電ローラに帯電交流電流を印加した場合の出力帯電交流電流（Ｉt）とコンデンサ交流電流（Ｉcap）との特性を表す図（Ａ）で、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に対応した、定電流制御信号（PRICNT）とコンデンサ交流電流検出信号（ICAPS）の関係を説明する図である。 本実施の形態の帯電ローラの特性に変動が生じた場合の、コンデンサ電流（Ｉcap）と交流出力電流（Ｉt）の変動を説明する図である。 帯電交流電流（Ｉt）−コンデンサ交流電流（Ｉcap）の特性を示す図（Ａ）と、図７（Ｂ）に対応した定電流制御信号（PRICNT）−コンデンサ交流電流検出信号（ICAPS）の特性を示す図（Ｂ）である。 本実施の形態２に係るレーザビームプリンタにおける高帯電電圧制御の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るプリント動作時のシーケンスと帯電交流電流（Ｉt）の推移の関係を表した図である。 本実施の形態２に係る制御を実行し、この制御の実行中に帯電ローラ２の容量成分の増加が生じた場合の放電電流値の変化を説明する図である。 従来の放電制御を説明する図である。

Claims (14)

1. 像担持体を帯電し、当該像担持体に形成された画像を記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置であって、
   交流電圧を生成する交流電圧生成手段と、
   前記交流電圧生成手段からの交流電圧が印加される帯電部材と、
   前記交流電圧生成手段から前記帯電部材に電流を供給する経路に制御値に応じた定電流が流れるよう前記交流電圧生成手段を制御する制御手段と、
   前記経路に容量性部材を介して接続され、前記容量性部材に流れる前記交流電圧に応じた電流値を検出する電流検出手段とを有し、
   前記制御手段は、前記交流電圧のピーク電圧が前記像担持体における放電開始電圧より小さくなるよう前記制御値を第１の制御値とした場合に前記電流検出手段が検出する第１の電流値と、前記交流電圧のピーク電圧が前記放電開始電圧以上となるよう前記制御値を第２の制御値とした場合に前記電流検出手段が検出する第２の電流値とに基づいて、画像形成をする際の前記制御値を決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記交流電圧は、直流電圧と交流電圧を重畳した電圧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. 前記電流検出手段は、前記容量性部材を流れる電流値を電圧信号に変換し、前記電圧信号を前記制御手段に供給し、
   前記制御手段は、前記電圧信号に基づいて前記制御値を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記電流検出手段が検出する前記第２の電流値と該第２の電流値を検出したときの前記第２の制御値とが所定の関係になるよう前記交流電圧生成手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記交流電圧のピーク電圧が放電開始電圧以上となるよう前記制御値を前記第２の制御値とした場合の前記定電流値から、前記第２の電流値及び前記第２の電流値から求められる前記帯電部材と前記像担持体の接触部に流れる接触部電流値を引いた値を放電電流値とし、前記放電電流値が所定値になるように前記制御値を決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記交流電圧のピーク電圧が前記像担持体における放電開始電圧より小さくなるよう前記制御値を前記第１の制御値と異なる第３の制御値とした場合に前記電流検出手段が検出する第３の電流値と、前記第１の電流値及び前記第２の電流値とに基づいて、画像形成をする際の前記制御値を決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記交流電圧のピーク電圧が前記像担持体における放電開始電圧以上となるよう前記制御値を前記第２の制御値と異なる第４の制御値とした場合に前記電流検出手段が検出する第４の電流値と、前記第１の電流値乃至第３の電流値とに基づいて、画像形成をする際の前記制御値を決定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 像担持体を帯電するための帯電部材に供給する帯電電圧を制御する帯電電圧制御回路であって、
   電圧トランスの一次側に入力する一次交流電圧を発生する電圧生成回路と、
   前記一次交流電圧に応じて前記電圧トランスの二次側に生成される電流が制御信号に応じた定電流となるよう、前記電圧生成回路により発生される一次交流電圧を制御する制御回路と、
   前記電圧トランスの二次側に発生する電流を前記帯電部材に供給する経路に容量性部材を介して接続され前記容量性部材に印加される２次交流電圧に応じた電流値を検出する電流検出回路とを有し、
   前記制御回路は、前記２次交流電圧のピーク電圧が前記像担持体における放電開始電圧より小さくなるよう前記制御信号を第１の信号とした場合に前記電流検出回路が検出する第１の電流値と、前記２次交流電圧のピーク電圧が前記放電開始電圧以上となるよう前記制御信号を第２の信号とした場合に前記電流検出回路が検出する第２の電流値とに基づいて、前記像担持体を帯電する際の前記制御信号を決定することを特徴とする帯電電圧制御回路。
9. 前記２次交流電圧は、直流電圧と交流電圧を重畳した電圧であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記電流検出回路は、前記容量性部材を流れる電流値を電圧信号に変換し、前記電圧信号を前記制御回路に供給することを特徴とする請求項８に記載の帯電電圧制御回路。
11. 前記制御回路は、前記電流検出回路が検出する前記第２の電流値と該第２の電流値を検出したときの前記制御信号とが所定の関係になるよう前記電圧生成回路を制御することを特徴とする請求項８に記載の帯電電圧制御回路。
12. 前記制御回路は、前記２次交流電圧のピーク電圧が放電開始電圧以上となるよう前記制御信号を第２の制御信号とした場合の前記定電流値から、前記第２の電流値及び前記第２の電流値から求められる前記帯電部材と前記像担持体の接触部に流れる接触部電流値を引いた値を放電電流値とし、前記放電電流値が所定値になるように前記制御信号を決定することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の帯電電圧制御回路。
13. 前記制御回路は、前記２次交流電圧のピーク電圧が前記像担持体における放電開始電圧より小さくなるよう前記制御信号を前記第１の制御信号と異なる第３の制御信号とした場合に前記電流検出回路が検出する第３の電流値と、前記第１の電流値及び前記第２の電流値とに基づいて、前記像担持体を帯電する際の前記制御信号を決定することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の帯電電圧制御回路。
14. 前記制御回路は、前記２次交流電圧のピーク電圧が前記像担持体における放電開始電圧以上となるよう前記制御信号を前記第２の制御信号と異なる第４の制御信号とした場合に前記電流検出回路が検出する第４の電流値と、前記第１の電流値乃至第３の電流値とに基づいて、画像形成をする際の前記制御信号を決定することを特徴とする請求項１３に記載の帯電電圧制御回路。

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