JP2007114386A - 電圧制御方式、帯電装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、予測された交流電圧値を帯電ローラに印加しても、交流電圧値が基準交流電流値Ｉvthとならない場合があるという課題を解決しようとするものである。
【解決手段】この発明は、関係式に予め設定された被帯電体を均一に帯電させることのできる基準交流電流値Ａを代入して、帯電手段３に印加する交流電圧値Ｖpp3を求める電圧制御方式において、実際にＶpp3を帯電手段３に印加し、その時の被帯電体に流れる第三交流電流値Ivpp3が基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入った時のみ、Ｖpp3を帯電手段３に印加する交流電圧値として設定するものである。
【選択図】図１０

Description

本発明は、帯電手段の電圧を制御する電圧制御方式、帯電装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。

従来、電子写真プロセスを採用した画像形成装置においては、像担持体としての感光体の表面を帯電させる帯電手段としての帯電装置を有している。帯電装置で用いる帯電方式の一つとして、近接放電による帯電方式がある。これは、感光体の表面に対して帯電部材としての帯電ローラの一部を接触させたり非接触で近接させたりして、放電領域における感光体の表面と帯電ローラとのギャップ（感光体の表面と帯電ローラとを接触させる場合は、帯電ローラにおける感光体との接触箇所近傍部分と感光体の表面とのギャップ）を微小にして、この微小ギャップ間の放電によって感光体表面の帯電を行う方式である。

この種の近接放電による帯電方式においては、帯電ローラに直流電圧のみを印加して帯電ローラから感光体へ放電を開始するときの直流電圧（放電開始電圧）Ｖthの２倍の交流電圧（ピーク間電圧）を帯電ローラに印加すれば、感光体を均一に帯電することのできる放電量が得られることが実験的に知られている（例えば、特許文献１）。しかしながら、環境変動による帯電ローラの抵抗変動や、環境変動による帯電ローラの膨潤などによる上記ギャップの変動によりＶthが変動してしまう（例えばＶthが以下の表1のように変動してしまう）。

その結果、帯電ローラに印加した交流電圧（ピーク間電圧）がＶthの2倍（2×Ｖth）以下となってしまう場合が生じ、帯電ローラから感光体へ放電しなくなり、感光体を均一に帯電することができなくなってしまう。これに対して、必要以上の高い交流電圧を帯電ローラに印加することも考えられるが、帯電ローラから感光体への放電量が必要以上に多くなり、感光体表面が劣化して膜が削れたり、感光体表面が荒れて放電生成物やトナー外添剤が感光体表面に付着したりして、良好な画像を維持することができなくなる。

特許文献２には、環境検知手段を設け、この環境検知手段の検知結果に基づいて、帯電ローラに印加する交流電圧値（ピーク間電圧）を変更するものが記載されている。このように、環境によって交流電圧値（ピーク間電圧）を変更すれば、環境変動によって帯電ローラの抵抗変動や帯電ローラと感光体との間のギャップが変動しても、感光体を均一に帯電できる放電量を得ることができる。また、放電量が必要以上に高くなることがないので、感光体表面の劣化が抑制される。しかしながら、各環境（温度・湿度）に対応した交流電圧値を記憶手段に記憶する必要があり、装置のコスト高に繋がるおそれがある。

一方、感光体に流れる交流電流値が、帯電ローラから感光体へ放電を開始するときに感光体に流れる交流電流値Ｉvth以上であれば、上記ギャップの変動に影響されず、感光体の表面を所定の電位に均一に帯電できることが知られている。上記特許文献２には、感光体を均一に帯電することができる基準交流電流値Ｉvthを予め実験的に求め、帯電ローラに印加する交流電圧値をその基準交流電流値Ｉvthとなるように制御するものも記載されている。

具体的には、画像形成動作が開始される前のウォームアップ時に所定の交流電圧値を帯電ローラに印加し、そのときの交流電流値を検知する。この交流電流値が基準交流電流値以上であるかどうかを判定し、基準交流電流値以下である場合は、帯電ローラに印加する交流電圧値を上げて、そのときの交流電流値を検知する。このような動作を繰り返し行い、帯電ローラに印加する交流電圧値を基準交流電流値が得られる交流電圧値に設定している。

特開２００１−１０９２３８号公報 特開２００２−１０８０５９号公報

特許文献２記載のものでは、基準交流電流値が得られる交流電圧値を見出すために、上記動作（所定の交流電圧値を帯電ローラに印加してそのときの交流電流値を検知し、この交流電流値が基準交流電流値以上であるかどうかを判定し、基準交流電流値以下である場合は、帯電ローラに印加する交流電圧値を上げて、そのときの交流電流値を検知するという動作）を何度も行う必要があり、交流電圧値を設定するまでに長い時間を要するとういう問題があった。

また、帯電ローラに印加する交流電圧値として、感光体に流れる交流電流値が基準交流電流値となる交流電圧値を設定する方式として、以下のような方式も知られている。まず、所定の交流電圧値を帯電ローラに印加し、そのときの交流電流値を検知する。この交流電圧値と交流電流値の関係から、基準交流電流値Ｉvthが得られる交流電圧値を予測し、この予測した交流電圧値を帯電ローラに印加する交流電圧値として設定する方式である。しかしながら、環境変動などによる帯電ローラの抵抗変動や上記ギャップの変動などにより、交流電圧値と交流電流値との関係が変動する場合がある。その結果、予測された交流電圧値を帯電ローラに印加しても、交流電流値が基準交流電流値Ｉvthとならない場合があった。このため、帯電ローラと感光体との間で所定量以上の放電が起こって感光体を劣化させたり、放電が起こらずに感光体表面を均一に帯電することができなかったりする問題があった。

本発明は、帯電手段に印加する交流電圧値を設定するまでの時間を短縮することができる電圧制御方式、帯電装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、直流電圧に交流電圧を重畳して被帯電体の表面に均一な帯電を施す帯電手段の電圧を制御する電圧制御方式において、前記帯電手段に直流電圧のみを印加して前記被帯電体へ放電を開始する時の電圧を放電開始電圧Ｖthとしたとき、この放電開始電圧Ｖthの2倍以上の第一交流電圧Ｖpp1を前記帯電手段に印加した時の前記被帯電体に流れる第一交流電流値Ｉvpp1と、前記放電開始電圧Ｖthの2倍以上であって前記第一交流電圧Ｖpp1と異なる第二交流電圧Ｖpp2を前記帯電手段に印加した時の前記被帯電体に流れる第二交流電流値Ｉvpp2とから、前記被帯電体に印加する、前記放電開始電圧Ｖthの2倍以上の交流電圧と前記被帯電体に流れる交流電流との関係式を導出し、この導出した関係式に予め設定された前記被帯電体を均一に帯電させることのできる基準交流電流値Ａを代入して、前記帯電手段に印加する交流電圧値Ｖpp3を求める電圧制御方式において、実際に前記Ｖpp3を前記帯電手段に印加し、その時の前記被帯電体に流れる第三交流電流値Ｉvpp３が前記基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入った時のみ、前記Ｖpp3を前記帯電手段に印加する交流電圧値として設定するものである。

請求項２に係る発明は、請求項1記載の電圧制御方式において、前記Ｉvpp３が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入らなかった場合、前記Ｖpp3と前記Ｉvpp3と上記関係式の傾きより、前記帯電手段に印加する交流電圧値として、前記被帯電体に流れる交流電流値が前記基準交流電流値Ａとなる交流電圧値Ｖpp4を算出して設定するものである。

請求項３に係る発明は、請求項２記載の電圧制御方式において、前記算出した交流電圧値Ｖpp4をＶpp(ｎ)として前記帯電手段に印加し、その時の前記被帯電体に流れる交流電流値Ｉvpp(ｎ)が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入らない場合は、前記被帯電体に流れる交流電流値が前記基準交流電流値ＡとなるＶpp(ｎ)の算出を前記Ｉvpp(ｎ)が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入るまで繰り返し、前記Ｉvpp(ｎ)が前記規定の範囲Ｂに入った時の前記Ｖpp(ｎ)を前記帯電手段に印加する交流電圧値として設定するものである。

請求項４に係る発明は、被帯電体に対向して配置される帯電部材を具備し、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記帯電部材に印加して前記被帯電体を帯電する帯電装置において、前記被帯電体に流れる交流電流を検知する交流検知手段と、前記帯電部材に直流電圧のみを印加して前記被帯電体へ放電を開始する時の電圧を放電開始電圧Ｖthとしたとき、この放電開始電圧Ｖthの2倍以上の第一交流電圧Ｖpp1を前記帯電手段に印加した時の前記被帯電体に流れる第一交流電流値Ｉvpp1と、前記放電開始電圧Ｖthの2倍以上であって前記第一交流電圧Ｖｐｐ１と異なる第二交流電圧Ｖpp2を前記帯電手段に印加した時の前記被帯電体に流れる第二交流電流値Ｉvpp2とから、前記放電開始電圧Ｖthの2倍以上の交流電圧と前記被帯電体に流れる交流電流との関係式を導出し、この導出した関係式に予め設定された前記被帯電体を均一に帯電することのできる基準交流電流値Ａを代入して、前記帯電手段に印加する交流電圧値Ｖpp3を求める電圧決定手段と、実際に前記Ｖpp3を前記帯電手段に印加し、その時の前記被帯電体に流れる第三交流電流値Ｉvpp3が前記基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入った時のみ、前記Ｖpp3を前記帯電部材に印加する交流電圧値として設定する電圧設定手段とを備えたものである。

請求項５に係る発明は、請求項４記載の帯電装置において、前記電圧設定手段は、前記Ｉvpp3が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入らなかった場合、前記Ｖpp3と前記Ｉvpp3と前記関係式の傾きより、前記被帯電体に流れる交流電流値が前記基準交流電流値Ａとなる交流電圧値Ｖpp4を前記帯電手段に印加する交流電圧値として算出して設定するものである。

請求項６に係る発明は、請求項５記載の帯電装置において、前記電圧設定手段は、算出した前記交流電圧値Ｖpp4をＶpp(n)として前記帯電手段に印加し、その時の前記被帯電体に流れる交流電流値Ivpp(n)が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入らない場合は、前記被帯電体に流れる交流電流値が前記基準交流電流値ＡとなるＶpp(n)の算出を前記交流電流値Ｉvpp(n)が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入るまで繰り返し、前記Ｉvpp(n)が前記規定の範囲Ｂに入った時の前記Ｖpp(n)を前記帯電手段に印加する交流電圧値として設定するものである。

請求項7に係る発明は、請求項６記載の帯電装置において、前記繰り返しの回数Ｃに上限Ｄを設けたものである。

請求項8に係る発明は、請求項７記載の帯電装置において、前記繰り返しの回数Ｃが前記上限Ｄを超えた場合、当該帯電装置を即断するものである。

請求項9に係る発明は、請求項７記載の帯電装置において、前記繰り返しの回数Ｃが前記上限Ｄを超えた場合、前回の交流電圧値設定時に設定した前記Ｖpp(n)を使用するものである。

請求項１０に係る発明は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置とを有する画像形成装置において、前記帯電装置として請求項４〜９のいずれか1つに記載の帯電装置を備えたものである。

請求項１１に係る発明は、画像形成装置の本体に対して着脱可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、像担持体と、少なくとも請求項４〜９のいずれか１つに記載の帯電装置とを一体に備えたものである。

請求項１２に係る発明は、請求項１１記載のプロセスカートリッジを備えたものである。

本発明によれば、帯電手段に印加する交流電圧値を設定するまでの時間を短縮することができる。

以下、本発明を画像形成装置としてのカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）に適用した実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態１であるプリンタ１００の構成を示す。プリンタ１００は、イエロー：Ｙ、シアン：Ｃ、マゼンタ：Ｍ、ブラック：Ｋの４色のトナーを用いてカラー画像を形成するタンデム型画像形成装置としてのプリンタである。このプリンタ１００は、潜像担持体として４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ図示しないモータを有する駆動装置により回転駆動され、表面移動部材である中間転写ベルト６ａに接触しながら、図中矢印の方向に回転する。

図２は、感光体１（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）をそれぞれ配設した画像形成ユニット２（２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ）の構成を示す。なお、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにおける各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ及びその周りのユニットは、同じであるため、符号の後部に付すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。但し、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにおける各現像装置５は、使用するトナーがそれぞれＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋ各色のトナーである。感光体１の周りには、その表面移動方向に沿って、静電潜像を可視化してトナー像を形成する現像装置５と、感光体１に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置２１と、感光体１上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置７と、感光体１を帯電させる帯電装置３とが順に配置されている。

現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。また、この現像装置５は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いているが、キャリアを含まない一成分現像剤を使用してもよい。
現像装置５は、トナーボトルから、内部の二成分現像剤中のトナーと同じ色のトナーの補給を受けてこれを内部の二成分現像剤と混合する。現像ローラ５ａは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りに同軸で配置されて回転駆動される現像スリーブとから構成されている。

現像剤中のキャリアは、上記マグネットローラが発生する磁力により現像ローラ５ａ上に穂立ちした状態となって現像ローラ５ａと感光体１とが対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５ａは、感光体１と対向する現像領域において感光体１の表面よりも速い線速で感光体１と同方向に表面が移動する。そして、現像ローラ５ａ上に穂立ちした現像剤は、感光体１の表面を摺擦しながら、感光体１の表面にトナーを供給して感光体１上の静電潜像を現像する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。

潤滑剤塗布装置２１は、固定されたケースに収容された潤滑剤成型体２１ｂと、この潤滑剤成型体２１ｂに接触して潤滑剤を削り取り、感光体１に塗布するブラシ状ローラ２１ａと、潤滑剤成型体２1ｂをブラシ状ローラ２１ａに押しつける加圧スプリング２１ｃから主に構成されている。潤滑剤成型体２１ｂは直方体状に形成されており、ブラシ状ローラ２１ａは感光体１の軸方向に延びる形状を有している。潤滑剤成型体２１ｂは、そのほぼ全てを使い切れるように、ブラシ状ローラ２１ａに対して加圧スプリング２１ｃで加圧されている。潤滑剤成型体２１ｂは消耗品であるために経時的にその厚みが減少するが、加圧スプリング２１ｃで加圧されているために常時ブラシ状ローラ２１ａに当接している。
また、この潤滑剤塗布装置２１は、クリーニング装置７内にクリーニング手段であるクリーニングブレード７ａと共に設けても良い。これによって、ブラシ状ローラ２１ａで感光体１を摺擦することでブラシ状ローラ２１ａに付着するトナーを潤滑剤成型体２１ｂ又はフリッカーで振り落としたものを容易に回収することができる。

上記潤滑剤としては、脂肪酸金属塩、シリコーンオイル、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらは単独または２種類以上を混合して用いることができる。上記脂肪酸金属塩としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄などが好ましく、特に、ステアリン酸亜鉛がもっとも好ましい。

また、上記潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等を粉体にしたものやフッ素粒子を固形成形体に塗り込んで潤滑剤成形体としてもよい。
また、クリーニング装置７は、クリーニングブレード７ａと、クリーニングブレード７ａを支持する支持部材７ｂと、トナー回収コイル７ｃと、クリーニングブレード７ａを感光体１に対して加圧させるブレード加圧スプリング７ｄとを備えている。クリーニングブレード７ａは、転写後に感光体１上に残留するトナーを除去する。クリーニングブレード７ａとしては、熱硬化性のウレタン樹脂が好ましく、特に、ウレタンエラストマーが、耐摩耗性、耐オゾン性、耐汚染性の観点から好ましい。エラストマーには、ゴムも含まれる。

帯電装置３は、感光体１に対向して配置される帯電部材としての帯電ローラ３ａと、この帯電ローラ３ａの感光体１と対向する面とは反対側の面に当接するように配置されて帯電ローラ３ａをクリーニングする帯電クリーニング部材３ｂとからなる。
図３は、帯電ローラ３ａの断面を示す。帯電ローラ３ａは、円柱状の導電性支持体としての芯金３１と、この芯金３１の外周面上に一様の厚さで形成された抵抗調整層３２と、この抵抗調整層３２の表面を被覆してリークを防止する保護層３３とを有する。

各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋでは、それぞれ、感光体１と、帯電装置３と、現像装置５と、潤滑剤塗布装置２１と、クリーニング装置７とのいずれか１つ以上のユニット（例えば感光体１及び帯電装置３を含む複数のユニット）を一体化してプロセスカートリッジを構成し、このプロセスカートリッジは画像形成ユニット２の本体（プロセスカートリッジ以外の部分）に着脱自在に装着される。

図４は、帯電ローラ３ａと感光体１とを示す。図４に示すように、帯電ローラ３ａの軸方向の両端部には、感光体１の非画像形成領域に対応する位置に非導電性の空隙保持部材３ｃが設けられている。この空隙保持部材３ｃが感光体１の非画像形成領域に当触して帯電ローラ３ａが感光体１に連れ回りする。また、空隙保持部材３ｃにより、感光体１の画像形成領域と帯電ローラ３ａとは、非接触の状態で両者の間に所定のギャップが保持されている。

図５及び図６は、帯電ローラ３ａの形成工程を示す。まず、図５に示すように抵抗調整層３２の軸方向の両端部に形成された段部に空隙保持部材３ｃを挿入する。次に、図６に示すように、切削加工等の除去加工を空隙保持部材３ｃおよび抵抗調整層３２に施し、空隙保持部材３ｃと抵抗調整層３２との間に高低差を形成する。このようにして、帯電ローラ３ａを形成することで、空隙保持部材３ｃと抵抗調整層３２との間の高低差のバラツキを１０μｍ以下にすることができる。その後、ディッピング等を行って、保護層３３を形成する。

帯電ローラ３ａは、電源に接続されており、該電源から所定の電圧が芯金３１に印加される。この電圧は、直流（ＤＣ）電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳させた電圧である。帯電ローラ３ａの芯金３１にＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖpp）を印加して感光体１に所定量のＡＣ電流を流すことにより感光体１表面の帯電電位を所定の値にすることができる。

図１に示すように、露光装置４は、外部からのイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の画像データによりそれぞれ光源を駆動して各色の画像データで変調された光ビームを生成し、これらの光ビームを偏向器により偏向走査して各画像形成ユニット２（２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ）の感光体１（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）に照射する。各感光体１は、それぞれ、モータを有する駆動装置により回転駆動されて帯電ローラ３ａにより一様に帯電され、露光装置４からの各色の画像データで変調された光ビームで露光走査されることにより静電潜像が形成される。

各感光体１上の静電潜像は、それぞれ現像装置５により現像されてイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像が形成される。転写装置６における中間転写ベルト６ａは３つの支持ローラ６ｂ、６ｃ、６ｄに張架されており、これらの支持ローラ６ｂ、６ｃ、６ｄの中の１つが図示しない駆動部により回転駆動されて中間転写ベルト６ａを図中矢印の方向に移動させる。中間転写ベルト６ａ上には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上の各色のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように順次に転写されてフルカラー画像が形成される。

静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ６ｅを用いた構成を採用している。具体的には、中間転写ベルト６ａの各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと接触する部分の裏面に、それぞれ転写装置６としての一次転写ローラ６ｅＹ、６ｅＭ、６ｅＣ、６ｅＫが配置されている。ここでは、中間転写ベルト６ａの一次転写ローラ６ｅにより押圧された部分と感光体１とによって一次転写領域が形成される。そして、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト６ａ上に転写する際には、一次転写ローラ６ｅに電源から正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写領域には転写電界が形成され、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は中間転写ベルト６ａ上に静電的に付着して転写される。

中間転写ベルト６ａの周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置６ｆが設けられている。このベルトクリーニング装置６ｆは、中間転写ベルト６ａの表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置６ｆ内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。

また、二次転写ローラ６ｇは、中間転写ベルト６ａの支持ローラ６ｄに張架された部分に接触させて配置されている。この中間転写ベルト６ａと二次転写ローラ６ｇとの間には二次転写領域が形成され、この部分に所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット９内に収容されており、ピックアップローラ１０、レジストローラ対１１等によって、二次転写領域まで給紙搬送される。そして、中間転写ベルト６ａ上に形成されたフルカラー像は、二次転写領域において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ６ｇに図示しない電源から正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト６ａ上のトナー像が転写紙上に転写される。

２次転写領域より転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置８が配置されている。この加熱定着装置８は、ヒータを内蔵した加熱ローラ８ａと、加圧ローラ８ｂとを備えている。２次転写領域を通過した転写紙は、これらのローラ８ａ、８ｂの間に挟み込まれて熱と圧力を受けることにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ１２によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。

各画像形成ユニット２（２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ）の感光体１（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）は、それぞれ、図２に示すように、潤滑剤塗布装置２１により潤滑剤が塗布され、クリーニング装置７のクリーニングブレード７ａによりクリーニングされる。

また、本実施形態１のプリンタ１００は、電源投入時、または所定枚数通紙後毎に各色の画像濃度を適正化するために画像濃度調整としてのプロセスコントロール動作（以下、プロコン動作と略す）が実行される。このプロコン動作では、各色の階調パターンとしての濃度検知用パッチ（以下Ｐパターンと略す）を、各帯電装置３の帯電ローラ３ａに電源から印加される帯電バイアスと、各現像装置５の現像ローラ５ａに電源から印加される現像バイアスとを後述の制御手段により適当なタイミングで順次に切り替えて各感光体１上に形成し、これらの各色のＰパターンを中間転写ベルト６ａ上に重ならないように転写する。支持ローラ６ｃの近傍における中間転写ベルト６ａの外部に配置された光学的検知手段としての濃度検知センサにより中間転写ベルト６ａ上のＰパターンの濃度が検知される。後述の制御手段は、その濃度検知センサの出力電圧を、トナー付着量変換アルゴリズム（粉体付着量変換方法）によりトナー付着量に変換して、現在の各現像装置５の現像能力を表す値（現像γ、Ｖｋ）の算出を行い、この算出値に基づき、各現像装置５の現像ローラ５ａの現像バイアス値及びトナー濃度制御目標値の変更をする制御を行う。

次に、本実施形態１における帯電手段の電圧を制御する電圧制御方式について説明する。
図７は、帯電ローラ３ａにＡＣ電圧（ピーク間電圧）を印加した時に感光体１へ流れるＡＣ電流と、帯電ローラ３ａに印加するＡＣ電圧（ピーク間電圧）との関係を示す。図７の実線は、感光体１と帯電ローラ３ａとのギャップが基準値Ｇのときの上記ＡＣ電流と上記ＡＣ電圧との関係を示す。図７の点線は、感光体１と帯電ローラ３ａとのギャップが基準値Ｇよりも小さくなったときの上記ＡＣ電流と上記ＡＣ電圧との関係を示す。図７の一点鎖線は、感光体１と帯電ローラ３ａとのギャップが基準値Ｇよりも大きくなったときの上記ＡＣ電流と上記ＡＣ電圧との関係を示す。図７からわかるように、上記ＡＣ電圧の値が２×Ｖthである点を境にして上記ＡＣ電流と上記ＡＣ電圧の関係を示す直線の傾きが異なることがわかる。これは、上記ＡＣ電圧の値が２×Ｖth以下のときは、帯電ローラ３ａと感光体１とがコンデンサのように働き、上記ＡＣ電圧の増加に対して感光体１へ流れるＡＣ電流値の増加量が少ないために上記傾きが寝る。

一方、上記ＡＣ電圧の値が２×Ｖth以上のときは、帯電ローラ３ａと感光体１との間で放電が発生し、感光体1へ流れるＡＣ電流値が増加するため、上記傾きが立つ。そして、図７に示すように、上記ギャップの変動により、２×Ｖthは大きく変動する。一方、上記ＡＣ電流は、上記ギャップが変動しても一定の値を示す。すなわち、感光体１へ流れるＡＣ電流が所定値であれば、感光体１への放電量を一定にすることができ、感光体１を所定の帯電電位にすることができる。

そこで、本実施形態１においては、感光体１へ流れるＡＣ電流値が所定の電流値（以下、基準ＡＣ電流Ａという）となるような帯電ローラ３ａに印加するＡＣ電圧値（以下、基準電圧値Ｖpp_aimという）を求め、この求めたＡＣ電圧値を基準電圧値として決定する電圧決定手段を設ける。この電圧決定手段で決定した基準電圧値（ピーク間電圧）Ｖpp_aimは、上記ＤＣ電圧に重畳して帯電ローラ３ａに印加する。

次に、基準電圧値Ｖpp_aimの求め方について説明する。先に示した図７からわかるように、２×Ｖth以上の上記ＡＣ電圧と上記ＡＣ電流との関係を見ると、上記ギャップによって上記傾きが異なることがわかる。感光体１と帯電ローラ３ａとのギャップが大きいときは、高い放電電圧が必要となるため、感光体１と帯電ローラ３ａとのギャップが小さいときよりも傾きが小さくなる。また、環境変動や帯電ローラ３ａに異物が付着して帯電ローラ３ａの抵抗値が変動することによっても、この傾きが変動する。このため、本実施形態１においては、まず、２×Ｖth以上の上記ＡＣ電圧と上記ＡＣ電流との関係式を求め、この関係式に基準交流（ＡＣ）電流値Ａを代入することで、基準電圧値Ｖpp_aimを求めて決定する。

図８は、基準電圧値Ｖpp_aimの求め方を説明するための図である。まず、第１交流電圧としての第１検知電圧（Ｖpp１）を帯電ローラ３ａに印加し、このときの感光体１へ流れ込んだＡＣ電流（第１検知電流Ｉpp１）を検知する。次に、第２交流電圧としての第２検知電圧Ｖpp２を帯電ローラ３ａに印加し、このときの感光体１へ流れ込んだＡＣ電流（第２検知電流Ｉpp２）を検知する。そして、２×Ｖth以上の上記ＡＣ電圧（ピーク間電圧）Ｖppと上記ＡＣ電流Iacとの関係式（Iac＝ａ×Ｖpp＋ｂ）に第１検知電流Ｉpp1及び第１検知電圧Ｖpp1を代入して第１式を作成し、第２検知電流Ｉpp2及び第２検知電圧Ｖpp2を代入して第２式を作成する。この第１式と第２式とからなる連立方程式を解くことで、上記傾きａおよび切片ｂが導出されて、２×Ｖth以上のＡＣ電圧とＡＣ電流との関係式が導出される。この導出された関係式に基準ＡＣ電流値Ａを代入することで、基準電圧値Ｖpp_aimが導出される。

次に、帯電装置３の電源供給回路と感光体１へ流れた電流を検知する電流検知手段について説明する。図９は、帯電装置３の電源供給回路（上述した帯電ローラ３ａに帯電バイアスを印加する電源）とＡＣ電流検知手段（以下単に電流検知手段ともいう）を示す。図９に示す電源供給回路は、ＡＣ出力回路３１１とＤＣ出力回路３１２とからなり、２個の電圧昇圧手段３１５、３１６を備えることで、安定した放電電圧を得ている。電圧昇圧手段３１５、３１６は、１個の電圧昇圧手段でも可能であるが、出力の安定性を考慮すると、２個の方が好ましい。例えば電圧昇圧手段３１５はトランス３１７によりＡＣ電圧を昇圧し、電圧昇圧手段３１６はＡＣ電圧をトランス３１８で昇圧してダイオード３１９及びコンデンサ３２０からなる整流回路で整流した後にＤＣ電圧としてＡＣ出力回路３１１のＡＣ出力に重畳する。

そのＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳した電圧が帯電ローラ３ａに印加されると、ＡＣ電流が帯電ローラ３ａ、感光体１を経て抵抗３２１を含むＡＣ電流帰還回路に流れ込む。感光体１のグランド側にはＡＣ電流のみを検出するＡＣ電流検知手段３１３が設けられ、このＡＣ電流検知手段３１３は感光体１を流れるＡＣ電流を検出して（抵抗３２１の電圧をコンデンサ３２２を介して検出して）その検出出力を制御基板３１４に入力する。本実施形態１では、メンテナンスの観点からＡＣ電流検知手段３１３は帯電装置３の電源供給回路と同一基板に設けられているが、ＡＣ電流検知手段３１３を制御基板３１４に実装することも可能である。制御基板３１４は制御手段１０１に含まれる。

次に、本実施形態１の電圧決定手段について説明する。
図１０は本実施形態１のブロック構成を示す。図１０に示すように、電圧決定手段は、制御手段１０１と、記憶手段１０２と、演算手段１０３と、電流検知手段３１３とで構成される。また、電圧決定手段は、環境検知手段１０５を備えていても良い。記憶手段１０２には、予め電圧（Ｖpp１、Ｖpp２）、基準電流値（Ａ）が記憶されている。また、記憶手段１０２は、電流検知手段３１３で検知した検知電流（Ｉvpp）や演算手段１０３で導出された基準電圧値（Ｖpp_aim）等も記憶する。演算手段１０３は、検知電流（Ｉvpp）および電圧（Ｖpp１、Ｖpp２）から、Ｖthの２倍以上のＡＣ電圧とＡＣ電流との関係式を演算して導出する機能を有している。また、演算手段１０３は、上記導出した関係式と基準電圧値Ａとから、基準電圧値Ｖpp_aimを演算して導出する機能も有している。制御手段１０１は、帯電装置３の帯電ローラ３ａに印加する電圧値を制御する機能を有している。また、制御手段１０１は、各画像形成手段２（２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ）における感光体１の回転数を制御する機能も有している。

上記ＡＣ電圧の設定は、例えば、上述したプロコン動作の実行前や、ジャム復帰時、環境変動時などに行うようにする。プロコン動作は、感光体１の表面電位が均一に保たれていないと、精度の良い濃度制御を行うことができなくなる。よって、プロコン動作前に上記ＡＣ電圧の設定を行って、上記ＡＣ電圧を感光体１の表面が均一な帯電量となるような基準電圧（Ｖpp_aim）に変更しておけば、精度の良い濃度制御を行うことができ、高品位な画像を得ることができる。

また、ジャムが発生すると、感光体１上の転写紙に転写されなかったトナー像がそのまま転写残トナーとなる。このため、クリーニング装置７のトナー除去の許容量を超える大量の転写残トナーがクリーニング装置７へ移動していき、クリーニング装置７で除去されなかった転写残トナーが帯電ローラ３ａと感光体１とが対向する位置に移動する。このとき、転写残トナーが帯電ローラ３ａに付着して帯電ローラ３ａのトナー付着部分の抵抗が高くなり、そのトナー付着部分が放電量しなくなり、感光体１の表面を均一に帯電できなくなるおそれがある。しかし、ジャム復帰時に基準電圧（Ｖpp_aim）の設定を行うことで、帯電ローラ３ａに転写残トナーが付着していても感光体１を均一に帯電できる適正な放電量にすることができる。よって、ジャム復帰後に濃度ムラなど劣化した画像がプリントされるなどの不具合を抑制することができる。

また、上記ＡＣ電圧の設定は、帯電ローラ３ａの近傍に温度または湿度を検知する環境検知手段１０５としての温湿度計を設けておき、この環境検知手段１０５の検知結果に基づき、上記ＡＣ電圧の設定を行っても良い。高湿高温環境下では、帯電ローラ３ａが膨潤して帯電ローラ３ａと感光体１とのギャップが狭まる。また、帯電ローラ３ａが吸湿して帯電ローラ３ａの抵抗値が下がる。よって、常温常湿環境下では所定の帯電量が得られる基準電圧（Ｖpp_aim）でも、高湿高温環境下では、感光体１への放電量が多くなり、感光体１の寿命が短くなるおそれがある。また、低湿低温環境下では、帯電ローラ３ａが乾燥して、帯電ローラ３ａの抵抗値が高まる。その結果、常温常湿環境下では所定の帯電量が得られる基準電圧（Ｖpp_aim）でも、低湿低温環境下では、放電せず、感光体１の表面を均一に帯電することができない。よって、環境に変動があったときは、基準電圧（Ｖpp_aim）を環境検知手段１０５の検知結果にに応じて変更することで、感光体１への放電量が適正値に保たれ、感光体１の寿命を延ばすことができる。

また、帯電ローラ３ａの走行距離を検知する検知手段を設け、この検知手段で検知した帯電ローラ３ａの走行距離が所定値を越えたら、上記ＡＣ電圧の設定を変更するようにしても良い。帯電ローラ３ａの走行距離を検知する検知手段としては、帯電ローラ３ａの回転数から検知するものであっても良いし、転写紙の通紙枚数や、感光体１の回転数などから帯電ローラ３ａの走行距離を検知するようにしても良い。このように、帯電ローラ３ａの走行距離が所定値を越える毎に基準電圧値（Ｖpp_aim）の設定を行うことで、帯電ローラ３ａの経時使用で帯電ローラ３ａの表面が汚れたりして帯電ローラ３ａの抵抗値が変化していても、感光体１への放電量を適正値に保つことができる。

また、上記のようなタイミングの他に、電源オン時にも上記ＡＣ電圧の設定を行うことで、不揮発性メモリに基準電圧値（Ｖpp_aim）や、帯電ローラ３ａの走行距離を記憶しておく必要がなくなり、抵コスト化を図ることができる。
さらに、サービスマンがメンテナンス時に手動で上記ＡＣ電圧設定が行えるようにしても良い。この手動によるＡＣ電圧設定では、プリンタ１００に基準電圧（Ｖpp_aim）の設定の実行を指示する電圧値設定実行指示手段を設ける。そして、この電圧値設定実行指示手段の実行指示に基づき基準電圧（Ｖpp_aim）の設定を行う。電圧値設定実行指示手段としては、表示手段としての操作パネルと上記制御手段１０１とで構成することができ、例えば、プリンタ１００の操作パネルにてパスワードを入力すると、上記制御手段１０１がそのパスワードを認識して、基準電圧（Ｖpp_aim）の設定を実行する。

次に、上記ＡＣ電圧の設定フローについて説明する。
図１１は、上記ＡＣ電圧の決定フローを示す。制御手段１０１は、上記した電源ＯＮ時、ジャム復帰時、プロコン動作実行時など、所定のタイミングとなったら、上記ＡＣ電圧の決定フローをスタートする。まず、制御手段１０１は、上記モータを含む駆動装置を回転させて感光体１を回転させると同時に、ＡＣ出力回路３１１に対して第１検知電圧Ｖpp1を帯電ローラ３ａに印加させる（ステップＳ１）。帯電ローラ３ａに第１検知電圧Ｖｐｐ１が印加されると、ＡＣ電流検知手段３１３が感光体１に流れ込んできた電流値を検知してその電流値を制御手段１０１に入力する（ステップＳ２）。

制御手段１０１は、ＡＣ電流検知手段３１３からの電流値に基づいて感光体１の４回転半分に対してＡＣ電流検知手段３１３で検知されたＡＣ電流からその最小電流値を検出し、この検出した最小電流値を第１検知電流Ivpp１として記憶手段１０２に記憶する（ステップＳ３、Ｓ４）。次に、制御手段１０１は、ＡＣ出力回路３１１に対して第２検知電圧Ｖpp２を帯電ローラ３ａに印加させる（ステップＳ５）。帯電ローラ３ａに第２検知電圧Ｖｐｐ２が印加されると、ＡＣ電流検知手段３１３が感光体１に流れ込んできた電流値を検知してその電流値を制御手段１０１に入力する（ステップＳ６）。制御手段１０１は、ＡＣ電流検知手段３１３で検知した感光体ドラム１の４回転半分に対するＡＣ電流からその最小電流値を検出し、この検出した最小電流値を第２検知電流Iｖｐｐ２として記憶手段１０２に記憶する（ステップＳ７、Ｓ８）。

上記のように感光体１に流れるＡＣ電流の測定間隔を感光体１の４回転半としているが、感光体１を駆動させる駆動装置のギヤの噛み合わせの最小公倍数分、感光体１を回転させるのが好ましい。これは、ギヤのガタや偏心により、帯電ローラ３ａと感光体１とのギャップが変動するためであり、その全てのギヤのかみ合わせを検知するためには、最小公倍数分感光体１を回転させる必要があるからである。また、帯電ローラ３ａが感光体１に連れ回りする構造ではなく別駆動である場合は、帯電ローラ３ａを駆動させる駆動装置のギヤの噛み合わせと、感光体１を駆動させる駆動装置のギヤの噛み合わせとの最小公倍数分感光体１を回転させるのが好ましい。

また、上記のように、を電流検知手段３１３で検出した検知電流Ｉvppのうち、その最小の電流値を用いている。これは、以下の理由からである。感光体１および帯電ローラ３ａは、電流検出時は共に回転しているので、そのギャップは刻々と変化している。その結果、帯電ローラ３ａと感光体１とのギャップが大きいときは、放電量が少なくなり、検知される電流値が小さくなる。一方、帯電ローラ３ａと感光体１とのギャップが小さいときは、放電量が多くなり、検知される電流値が大きくなる。よって、最小の電流値を検知電流とすることで、帯電ローラ３ａと感光体１とのギャップが最大のときでも、所定の放電量を確保することができ、感光体１の表面を均一に帯電することができる。

次に、演算手段１０３は、制御手段１０１の指示により、記憶手段１０２に記憶した第１検知電流Ｉvpp１及び第１検知電圧Ｖpp１と、第２検知電流Ｉvpp2及び第２検知電圧Ｖpp2とから、ＡＣ電流とＡＣ電圧（ピーク間電圧）との関係式を求める（ステップＳ９）。演算手段１０３は、関係式が求まったら、その関係式に基準ＡＣ電流値Ａを代入して（ステップＳ１０）基準電圧値Ｖpp_aimを求め、この基準電圧値Ｖpp_aimを制御手段１０１を介して記憶手段１０２に格納することで記憶手段１０２内の基準電圧値Ｖpp_aimを更新する（ステップＳ１１）。

また、基準ＡＣ電流値Ａは、帯電ローラ３ａに印加するＡＣ電圧が２×Ｖthのときの電流値Ivthよりも若干高めに設定している。これは、以下の理由による。電流検知手段３１３で検知されるＡＣ電流値は、帯電ローラ３ａの長手方向の放電量の平均値であると言える。このため、帯電ローラ３ａや感光体１の軸方向に凹凸があると、帯電ローラ３ａの軸方向凹部と感光体１の軸方向凹部とが対向した場合、その箇所では、放電量が平均値に比べて少なくなる。

その結果、基準ＡＣ電流値を、帯電ローラ３ａに印加するＡＣ電圧を２×Ｖthのときの電流値とした場合、この帯電ローラ３ａの軸方向凹部と感光体１の軸方向凹部とが対向した箇所の放電がない場合があり、その箇所だけ感光体１の表面が所定の電位に均一に帯電しない不具合が生じる。しかし、上記のように、基準ＡＣ電流値は帯電ローラ３ａに印加するＡＣ電圧が２×Ｖthのときの電流値よりも若干高めに設定しておけば、帯電ローラ３ａと感光体１との軸方向のギャップが大きい部分でも十分な放電量を得ることができ、感光体１を軸方向に均一に帯電することができる。

次に、本実施形態１の電圧設定手段について説明する。この電圧設定手段を構成する制御手段１０１は、実際に帯電ローラ３ａに記憶手段１０２内の上記決定した基準電圧Ｖpp_aimを印加し、その時の感光体１に流れる交流電流値Ｉvpp3が基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入るか否かを判断して交流電流値Ｉvpp3が基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入った時のみ、基準電圧Ｖpp_aimを帯電ローラ３ａに印加する交流電圧値として設定して記憶手段１０２に格納することで記憶手段１０２内の交流電圧値を更新する。

交流電圧（Ｖpp１，Ｖpp２）と交流電流（Ｉvpp1，Ｉvpp2）より上記関係式で基準交流電流値Ａとなる交流電圧値を算出することは可能であるが、交流電圧（Ｖpp１，Ｖpp２），交流電流（Ｉvpp1，Ｉvpp2）のばらつきにより基準交流電流値Ａとなる交流電圧値もばらつき、そのばらつき分精度を落とすことになる。そこで、制御手段１０１は、さらにその精度を上げる為に、ＡＣ出力回路３１１に対して実際に帯電ローラ３ａに記憶手段１０２内の上記決定した基準電圧Ｖpp_aimを印加させる。

帯電ローラ３ａに基準電圧Ｖpp_aimが印加されると、ＡＣ電流検知手段３１３が感光体１に流れ込んできた電流値を検知してその電流値を制御手段１０１に入力する。制御手段１０１は、ＡＣ電流検知手段３１３で検知した電流値Ivpp3を確認し、この電流値Ivpp3が基準交流電流値（上記基準電流値）Ａに対して規定の範囲Ｂに入った時のみ、その電流値Ivpp3に対応する上記基準電圧Ｖpp_aimを設定して記憶手段１０２に記憶させる。制御手段１０１は、ＡＣ出力回路３１１に対してその確認した基準電圧値Ｖpp_aimを帯電ローラ３ａに印加させ、これにより感光体１を均一に帯電できる所定の放電量を得ることができる。よって、帯電手段に印加する交流電圧値を設定するまでの時間を短縮することができ、交流電圧の設定を精度良く実行することが可能になり、放電による感光体１の劣化を抑制して感光体１を所定の帯電電位にすることができる。

規定の範囲Ｂは、基準交流電流値Ａに対して、Ａの±１％〜±１０％が妥当であり、例えばＢをＡの±1％とした場合は、Ａ×９９％〜Ａ×１０１％の範囲を規定の範囲Ｂとするのが妥当である。Ｉvpp3がＡ±１％以下の場合は、Ｉvpp3がその範囲に入る確率が低くなり、実用性が無くなる。また、Ｉvpp3がＡ±１０％以上の場合は、交流電圧の設定精度が悪くなり、異常画像、フィルミング等の不具合が発生してしまう。

次に、本発明の実施形態２について説明する。
上記実施形態１では、Ｉvpp3が規定の範囲Ｂに入らない場合、精度の良い交流電圧の設定が困難になる。そこで、本実施形態２では、上記実施形態１において、制御手段１０１は、演算手段１０３に対して、上記交流電圧（Ｖpp１，Ｖpp２）と上記交流電流（Ｉvpp1，Ｉvpp2）から得られる直線の傾き（上記関係式の傾き）とＶpp3，Ｉvpp3から、帯電ローラ３ａに印加する交流電圧値が基準交流電流値Ａとなる第四交流電圧値Ｖpp4（Ｉvpp3、基準交流電流値ＡとＶpp3，第四交流電圧値Ｖpp4から得られる直線の傾きが、上記交流電圧（Ｖpp１，Ｖpp２）と上記交流電流（Ｉvpp1，Ｉvpp2）から得られる直線と一致するようなＶpp4）を算出させ、その算出したＶpp４を設定値にして記憶手段１０２に格納することで記憶手段１０２内の交流電圧値を更新する。このことにより、交流電圧の設定が精度良く設定可能になる。

次に、本発明の実施形態３について説明する。
本実施形態３では、上記実施形態２において、制御手段１０１は、ＡＣ出力回路３１１に対して実際に帯電ローラ３ａに上記記憶手段１０２に記憶されている基準電圧Ｖpp_aimを印加させ、その時の感光体１に流れる交流電圧値Ivpp3（以下Ｉvpp(n)という）が基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入るか否かを判断してＩvpp(n)が基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入らない場合には、Ｉvpp(n)が規定の範囲Ｂに入るまで、上記実施形態２の上述した電圧設定手段による基準電圧設定の手順（上記交流電圧（Ｖpp１，Ｖpp２）と上記交流電流（Ｉvpp1，Ｉvpp2）から得られる直線の傾き（上記関係式の傾き）とＶpp3，Ｉvpp3から、基準交流電流値Ａとなる第四交流電圧値Ｖpp4を算出させ、その算出したＶpp４を設定値にして記憶手段１０２に格納することで記憶手段１０２内の交流電圧値を更新する手順）と、該手順で求めた最新の交流電流値Ｉvpp(n)が規定の範囲Ｂに入るか否かを判断する手順とを繰り返し実行する。制御手段１０１は、交流電流値Ｉvpp(n)が基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入った時のみ、算出したＶpp４を設定値にして記憶手段１０２に格納することで記憶手段１０２内の交流電圧値を更新する。これにより、交流電圧の設定を精度良く行うことが可能になる。

次に、本発明の実施形態4について説明する。
本実施形態４では、上記実施形態１〜３において、それぞれ、制御手段１０１は、上記繰り返しの回数Ｃに上限Ｄを設け、繰り返し回数Ｃをカウントして該繰り返し回数Ｃが上限Ｄを超えた場合には繰り返しの制御（処理）を行わない。これにより、制御がエンドレスで継続することを防止する効果がある。上記繰り返しの制御における一回の制御にかかる時間にもよるが、制御全体で5秒〜20秒程度になる値を上限Ｄに設定することが望まれる。

次に、本発明の実施形態５について説明する。
上記実施形態４では、上記制御の繰り返し回数Ｃが上限Ｄまで実行されてもＩvpp(n)が規定の範囲Ｂに入らない場合は、一つの原因として帯電装置３の故障（被帯電体１を帯電していないこと）が考えられる。この場合、感光体１の地肌汚れが酷い（全面ベタ画像と同等の）状態になってしまい、トナーが大量に消費されてしまう可能性が大いにある。

そこで、本実施形態５では、上記実施形態４において、それぞれ、制御手段１０１は、上記繰り返し回数Ｃをカウントして該繰り返し回数Ｃが上限値Ｄを超えた場合には、ＡＣ出力回路３１１とＤＣ出力回路３１２に対して帯電ローラ３ａへの電圧印加を停止させることで帯電装置３を即断し、帯電装置３の故障を告げるシグナルを表示手段としての操作パネルの表示部に点灯させる。これにより、トナーの大量消費等の不具合を回避することが可能となる。

次に、本発明の実施形態６について説明する。
上記実施形態４では、繰り返し回数Ｃが上限Ｄを超える場合のもう一つの原因として、ノイズ等の外的要因による上記カウントのエラーが考えられる。この場合は、帯電装置３を即断する必要は無いが、上記交流電圧の設定値は決定しない。そこで、本実施形態６では、上記実施形態４において、それぞれ、制御手段１０１は、上記繰り返し回数Ｃをカウントして該繰り返し回数Ｃが上限値Ｄを超えた場合には、上記交流電圧の設定値として記憶手段１０２内の前回値である交流電圧設定値を参照してＡＣ出力回路３１１に対してその基準電圧設定値のＡＣ電圧を帯電ローラ３ａに印加させする。これにより継続して帯電装置３を使用することが可能になる。

以上のように、上記実施形態１〜6の電圧制御方式によれば、実際に交流電圧値Ｖpp3を帯電手段としての帯電ローラ３ａに印加し、その時の被帯電体としての感光体１に流れる第三交流電流値Ｉvpp3が基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入った時のみ、Ｖpp3を帯電ローラ３ａに印加する交流電圧値として設定するので、帯電手段に印加する交流電圧値を設定するまでの時間を短縮することができ、交流電圧の設定を精度良く実行することが可能になり、放電による感光体１の劣化を抑制して感光体１を所定の帯電電位にすることができる。

上記実施形態2の電圧制御方式によれば、Ｉvpp3が基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入らなかった場合、Ｖpp3とI vpp3と上記関係式の傾きより、帯電ローラ３ａに流れる交流電流値が基準交流電流値Ａとなる交流電圧値Ｖpp4を算出して設定するので、交流電圧の設定が精度良く設定可能になる。

上記実施形態3の電圧制御方式によれば、上記実施形態２の電圧制御方式において、算出した交流電圧値Ｖpp4をＶpp(n)として帯電ローラ３ａに印加し、その時の感光体1に流れる交流電流値Ｉvpp(n)が基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入らない場合は、帯電ローラ３ａに流れる交流電流値が基準交流電流値ＡとなるＶpp(n)の算出をＩvpp(n)が基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入るまで繰り返し、Ｉvpp(n)が規定の範囲Ｂに入った時のＶpp(ｎ)を帯電ローラ３ａに印加する交流電圧値として設定するので、交流電圧の設定を精度良く行うことが可能になる。

上記実施形態1の帯電装置によれば、上記実施形態1の電圧制御方式を使用することにより、被帯電体に対して長期に渡り、安定した帯電を実施することが可能となる。
上記実施形態２の帯電装置によれば、上記実施形態２の電圧制御方式を使用することにより、被帯電体に対して長期に渡り、安定した帯電を実施することが可能となる。

上記実施形態３の帯電装置によれば、上記実施形態３の電圧制御方式を使用することにより、被帯電体に対して長期に渡り、安定した帯電を実施することが可能となる。

上記実施形態４の帯電装置によれば、上記繰り返しの回数Ｃに上限Ｄを設けたので、制御がエンドレスで継続することを防止する効果がある。

上記実施形態５の帯電装置によれば、繰り返しの回数Ｃが上限Ｄを超えた場合、当該帯電装置を即断するので、トナーの大量消費等の不具合を回避することが可能となる。

上記実施形態６の帯電装置によれば、繰り返しの回数Ｃが上限Ｄを超えた場合、前回の電圧設定時に設定したＶpp(n)を使用するので、継続して帯電装置３を使用することが可能になる。

上記実施形態１〜６の画像形成装置によれば、上記実施形態１〜６の帯電装置を備えたので、長期に安定した画像を得ることが可能になる。

上記実施形態１〜６のプロセスカートリッジによれば、像担持体と、少なくとも上記実施形態１〜６のいずれか１つの帯電装置とを一体に備えたので、安価で長期に安定した画像を得ることが可能になる。

上記実施形態１〜６の画像形成装置によれば、上記実施形態１〜６のプロセスカートリッジを備えたので、長期に安定した画像を得ることが可能になる。

本発明の実施形態１の構成を示す断面図である。 同実施形態１の画像形成ユニットの構成を示す断面図である。 同実施形態１の帯電ローラを示す断面図である。 同実施形態１の帯電ローラと感光体とを示す正面図である。 同実施形態１の帯電ローラの形成工程の一部を示す断面図である。 同実施形態１の帯電ローラの形成工程の他の一部を示す断面図である。 同実施形態１の帯電ローラにＡＣ電圧（ピーク間電圧）を印加した時に感光体へ流れるＡＣ電流と、帯電ローラに印加するＡＣ電圧（ピーク間電圧）との関係を示す図である。 同実施形態１の基準電圧値Ｖpp_aimの求め方を説明するための図である。 同実施形態１における帯電装置の電源供給回路とＡＣ電流検知手段を示すブロック図である。 同実施形態１のブロック構成を示すブロック図である。 同実施形態１のＡＣ電圧決定フローを示すフローチャートである。

符号の説明

２ 画像形成手段
３ 帯電装置
１０１ 制御手段
１０２ 記憶手段
１０３ 演算手段
３１１ ＡＣ出力回路
３１２ ＤＣ出力回路
３１３ ＡＣ電流検知手段

Claims (12)

1. 直流電圧に交流電圧を重畳して被帯電体の表面に均一な帯電を施す帯電手段の電圧を制御する電圧制御方式において、前記帯電手段に直流電圧のみを印加して前記被帯電体へ放電を開始する時の電圧を放電開始電圧Ｖthとしたとき、この放電開始電圧Ｖthの2倍以上の第一交流電圧Ｖpp1を前記帯電手段に印加した時の前記被帯電体に流れる第一交流電流値Ｉvpp1と、前記放電開始電圧Ｖthの2倍以上であって前記第一交流電圧Ｖpp1と異なる第二交流電圧Ｖpp2を前記帯電手段に印加した時の前記被帯電体に流れる第二交流電流値Ｉvpp2とから、前記被帯電体に印加する、前記放電開始電圧Ｖthの2倍以上の交流電圧と前記被帯電体に流れる交流電流との関係式を導出し、この導出した関係式に予め設定された前記被帯電体を均一に帯電させることのできる基準交流電流値Ａを代入して、前記帯電手段に印加する交流電圧値Ｖpp3を求める電圧制御方式において、
   実際に前記Ｖpp3を前記帯電手段に印加し、その時の前記被帯電体に流れる第三交流電流値Ｉvpp３が前記基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入った時のみ、前記Ｖpp3を前記帯電手段に印加する交流電圧値として設定することを特徴とする電圧制御方式。
2. 請求項1記載の電圧制御方式において、前記Ｉvpp３が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入らなかった場合、前記Ｖpp3と前記Ｉvpp3と上記関係式の傾きより、前記帯電手段に印加する交流電圧値として、前記被帯電体に流れる交流電流値が前記基準交流電流値Ａとなる交流電圧値Ｖpp4を算出して設定することを特徴とする電圧制御方式。
3. 請求項２記載の電圧制御方式において、前記算出した交流電圧値Ｖpp4をＶpp(ｎ)として前記帯電手段に印加し、その時の前記被帯電体に流れる交流電流値Ｉvpp(ｎ)が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入らない場合は、前記被帯電体に流れる交流電流値が前記基準交流電流値ＡとなるＶpp(ｎ)の算出を前記Ｉvpp(ｎ)が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入るまで繰り返し、前記Ｉvpp(ｎ)が前記規定の範囲Ｂに入った時の前記Ｖpp(ｎ)を前記帯電手段に印加する交流電圧値として設定することを特徴とする電圧制御方式。
4. 被帯電体に対向して配置される帯電部材を具備し、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記帯電部材に印加して前記被帯電体を帯電する帯電装置において、
   前記被帯電体に流れる交流電流を検知する交流検知手段と、
   前記帯電部材に直流電圧のみを印加して前記被帯電体へ放電を開始する時の電圧を放電開始電圧Ｖthとしたとき、この放電開始電圧Ｖthの2倍以上の第一交流電圧Ｖpp1を前記帯電手段に印加した時の前記被帯電体に流れる第一交流電流値Ｉvpp1と、前記放電開始電圧Ｖthの2倍以上であって前記第一交流電圧Ｖｐｐ１と異なる第二交流電圧Ｖpp2を前記帯電手段に印加した時の前記被帯電体に流れる第二交流電流値Ｉvpp2とから、前記放電開始電圧Ｖthの2倍以上の交流電圧と前記被帯電体に流れる交流電流との関係式を導出し、この導出した関係式に予め設定された前記被帯電体を均一に帯電することのできる基準交流電流値Ａを代入して、前記帯電手段に印加する交流電圧値Ｖpp3を求める電圧決定手段と、
   実際に前記Ｖpp3を前記帯電手段に印加し、その時の前記被帯電体に流れる第三交流電流値Ｉvpp3が前記基準交流電流値Ａに対して規定の範囲Ｂに入った時のみ、前記Ｖpp3を前記帯電部材に印加する交流電圧値として設定する電圧設定手段とを備えたことを特徴とする帯電装置。
5. 請求項４記載の帯電装置において、前記電圧設定手段は、前記Ｉvpp3が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入らなかった場合、前記Ｖpp3と前記Ｉvpp3と前記関係式の傾きより、前記被帯電体に流れる交流電流値が前記基準交流電流値Ａとなる交流電圧値Ｖpp4を前記帯電手段に印加する交流電圧値として算出して設定することを特徴とする帯電装置。
6. 請求項５記載の帯電装置において、前記電圧設定手段は、算出した前記交流電圧値Ｖpp4をＶpp(n)として前記帯電手段に印加し、その時の前記被帯電体に流れる交流電流値Ivpp(n)が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入らない場合は、前記被帯電体に流れる交流電流値が前記基準交流電流値ＡとなるＶpp(n)の算出を前記交流電流値Ｉvpp(n)が前記基準交流電流値Ａに対して前記規定の範囲Ｂに入るまで繰り返し、前記Ｉvpp(n)が前記規定の範囲Ｂに入った時の前記Ｖpp(n)を前記帯電手段に印加する交流電圧値として設定することを特徴とする帯電装置。
7. 請求項６記載の帯電装置において、前記繰り返しの回数Ｃに上限Ｄを設けたことを特徴とする帯電装置。
8. 請求項７記載の帯電装置において、前記繰り返しの回数Ｃが前記上限Ｄを超えた場合、当該帯電装置を即断することを特徴とする帯電装置。
9. 請求項７記載の帯電装置において、前記繰り返しの回数Ｃが前記上限Ｄを超えた場合、前回の交流電圧値設定時に設定した前記Ｖpp(n)を使用することを特徴とする帯電装置。
10. 像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置とを有する画像形成装置において、前記帯電装置として請求項４〜９のいずれか1つに記載の帯電装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
11. 画像形成装置の本体に対して着脱可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、像担持体と、少なくとも請求項４〜９のいずれか１つに記載の帯電装置とを一体に備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
12. 請求項１１記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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