JP2017049498A

JP2017049498A - 画像形成装置

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Publication number: JP2017049498A
Application number: JP2015174253A
Authority: JP
Inventors: 正史福田; Masashi Fukuda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2017-03-09

Abstract

【課題】感光体を１周させた前後の電位測定では、現像手段、転写手段、クリーニング手段等の感光体に対して当接する部材の影響により、感光体の表面電位が変動し、正確な暗減衰量を測定することは難しい。さらに、帯電部〜現像部よりも長い時間の暗減衰を検知して予測するため、正確な電位検知が最も必要な、現像部における正確な暗減衰量を予測することは難しい。【解決手段】暗減衰量測定モードを有する画像形成装置であって、暗減衰量測定モードにおいては、プロセススピードを変化させながら帯電後のドラム電位が電位センサに到達するまでの時間を変動させ、時間に対する暗減衰量を正確に検知する。【選択図】図９

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、レーザビームプリンタ及びプロセスカートリッジなどの画像形成装置に関し、像担持体に接触して像担持体を帯電する帯電部材を有する画像形成装置に関する。

複写機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において像担持体として一般的に使用されている感光体は、帯電装置で帯電した後、暗所においても時間の経過とともに帯電電位が低下する（帯電量が減少する）、所謂、暗減衰を起こすことが知られている。例えば、感光体が回転するものである時には、帯電後に感光体が移動した距離に応じて電位が低下することになる。

帯電装置による帯電位置から現像装置による現像位置までの間の感光体の暗減衰量が正確に検知されないと、現像位置において適切な画像形成条件にならずに、高品質の画像を得ることが難しいことがある。

そこで、この場合に対して、従来、種々の提案がなされている。従来の暗減衰補正方法は、概略、次のようなものである。帯電装置において感光体をある電位に帯電させ、帯電後の電位を表面電位検出手段にて測定する。その後、帯電装置、前露光装置をＯＦＦした状態で感光体を周回させた後の電位を再び表面電位検出手段にて測定する。そして、初期状態との差分から現像位置での暗減衰量を予測して現像バイアス等を制御する（特許文献１）。

特開平５−３２３７４９号公報

しかしながら、特許文献１のように感光体を１周させた前後では、現像手段、転写手段、クリーニング手段等の感光体に対して当接する部材の影響により、感光体の表面電位が変動し、正確な暗減衰量を測定することは難しい。さらに、帯電部〜現像部よりも長い時間の暗減衰を検知して予測するため、正確な電位検知が最も必要な、現像部における正確な暗減衰量を測定することは難しい。

正確に暗減衰量を測定することができずに、正確な電位制御が行えない場合には、カブリ取り電位が保証できないために、カブリ取り電位が小さくなる場合にはカブリが発生したり、逆にカブリ取り電位が大きくなる場合には感光体ドラムへのキャリア付着が発生したりしてしまうことがある。又、耐久により感光体の帯電能自体が低下した場合には、暗減衰量が大きくなり、カブリ、キャリア付着への影響が大きくなる。

上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
移動可能な像担持体表面を像担持体表面と共に回転しながら帯電させる接触帯電手段と、帯電した像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を現像して画像を形成する現像手段と、前記像担持体の移動方向に沿って前記接触帯電手段よりも下流、且つ、前記現像手段より上流に配設され、前記像担持体の表面電位を測定する電位測定手段と、を有し、接触帯電手段に印加する電圧のバイアスと、電位測定手段が測定した像担持体の表面電位と、に基づいて暗減衰量を測定する暗減衰量測定モードを有し、該暗減衰量測定モードで測定された暗減衰量に応じて画像形成条件を変更する画像形成装置であって、前記暗減衰量測定モードを行う際の前記像担持体の回転速度が可変であることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置によれば、予測によらない正確な暗減衰量の測定を行うことができる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成図。本発明に係る帯電ローラの概略構成図。本発明に係る画像形成装置の動作シーケンス図。帯電ローラに対する帯電バイアス印加系のブロック回路図。本発明の第１の実施例における、感光体ドラム上の帯電ローラ、電位センサ、現像装置の位置関係を示した図。第１の実施例の制御を行ったときの感光ドラムの各位置における表面電位を示した図。帯電ローラに印加したＤＣ電圧と感光体表面電位との関係を示す図。第１の実施例における、通常作像時のドラム電位の暗減衰を示す図。第１の実施例の制御フローチャート。本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の概略構成図。本発明の第２の実施例における、第二の帯電ローラに対する帯電バイアス印加系のブロック回路図。本発明の第２の実施例における、感光体ドラム上の帯電ローラ、現像装置の位置関係を示した図。第２の実施例の制御を行ったときの感光ドラムの各位置における表面電位を示した図。（ａ）は制御開始した時点、（ｂ）は測定される直流電流値が０になった時点第２の実施例の制御を行ったときの感光ドラムの各位置における表面電位を示した図。第２の実施例の制御フローチャート。第３の実施例の制御によって求められた、時間間隔と暗減衰の関係を示した図。第３の実施例の制御フローチャート。本発明に係る画像形成装置の概略構成図２。

［実施例］
（第１の実施例）
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。

本実施例の画像形成装置１０は、接触帯電方式を採用した電子写真方式のレーザビームプリンタである。まず、図１および図２を参照して、本実施例のプリンタ１０の全体構成について説明する。

図１に示すように、プリンタ１０は、像担持体として、回転ドラム型の電子写真感光体１（以下、「感光ドラム」と呼ぶ）を有する。本実施例において、感光ドラム１は、帯電特性が負帯電性のａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体であり、外径３０ｍｍ、中心支軸を中心に３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって曲線矢印の方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）の表面に、光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ約２０μｍ）とを下から順に塗り重ねた構成をしている。尚、感光体ドラム１としては、アモルファスシリコン感光体に限らず、例えば有機光導電体（ＯＰＣ）を用いることができる。

図１に示すように、プリンタ１０は、感光ドラム１表面を一様に帯電処理する接触式帯電手段として、帯電ローラ２を有する。帯電ローラ２は、感光ドラム１との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して帯電する。

図２に示すように、帯電ローラ２は、芯金（支持部材）２ａの両端部をそれぞれ軸受け部材２ｅにより回転自在に保持されると共に、押圧ばね２ｆによって感光ドラム１に向かって付勢して、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１の回転に従動して図中曲線矢印の方向（時計回り）に回転する。感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電部（帯電ニップ部）ａである。

帯電ローラ２は長手長さ３２０ｍｍ、直径１４ｍｍである。また、図２の概略構成図に示すように、芯金２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄとを下から順次に積層した３層構成である。

芯金２ａは直径６ｍｍのステンレス丸棒である。下層２ｂは、カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ^３、体積抵抗値１０^２〜１０^９Ωｃｍであり、層厚は約３．５ｍｍである。中間層２ｃは、カーボン分散のＮＢＲゴム、体積抵抗値１０^２〜１０^５Ωｃｍであり、層厚は約５００μｍである。表層２ｄはフッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫、カーボンを分散した構成で、体積抵抗値は１０^７〜１０^１０Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲｚ）は１．５μｍ、層厚は約５μｍである。

帯電ローラ２の芯金２ａには、電源ＰＳ１より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加される。
本実施例では、電源ＰＳ１はＤＣおよびＡＣ電源のみからなる構成である。これにより、回転する感光ドラム１表面は、所定の極性・電位に接触帯電処理される。ここでは、−５００Ｖに一様に帯電処理されるが、具体的な帯電バイアス制御については詳しく後述する。

図１に示すように、プリンタ１０は、帯電処理された感光ドラム１の面に静電潜像を形成する情報書き込み手段として露光手段たる露光装置３を有する。本実施例において、露光装置３は半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。レーザビームスキャナ３は、画像読み取り装置（図示せず）などのホスト処理装置からプリンタ側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力して、一様に帯電処理された回転する感光ドラム１の表面を、露光部（露光位置）ｂにおいてレーザ走査露光（イメージ露光）する。このレーザ走査露光により、感光ドラム１の表面のレーザ光Ｌで照射されたところの電位が低下し、回転する感光ドラム１の表面には、画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。

図１に示すように、プリンタ１０は、感光ドラム１上の静電潜像に従ってトナーを供給し、静電潜像をトナー画像（現像剤像）として反転現像する現像手段として、現像装置（現像器）４を有する。本実施例においては、現像器４はトナーとキャリアからなる二成分現像剤による磁気ブラシを、現像部ｃで感光ドラム１に接触させながら現像を行う二成分接触現像方式を採用した現像装置である。

現像装置には電源ＰＳ２から所定の現像バイアスが印加される。本実施例においては、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、振動電圧は、周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶ、矩形波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。直流電圧は、現像部における感光体ドラム１の電位に対して適正なカブリ取り電位になるように適宜設定されるが、詳細は後述する。

図１に示すように、プリンタ１０は、転写手段として転写装置５を有する。本実施例においては、転写装置５は転写ローラである。転写ローラ５は、感光ドラム１に所定の押圧力をもって圧接され、その圧接ニップ部が転写部ｄである。この転写部ｄに紙機構部（図示せず）から所定の制御タイミングにて記録材Ｐが給送される。

転写部ｄに給送された記録材Ｐは、回転する感光ドラム１と転写ローラ５との間に挟持されて搬送される。その間、転写ローラ５には電源ＰＳ３からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス、本実施例では＋６００Ｖが印加される。これにより、転写部ｄを挟持搬送されていく記録材Ｐの表面に感光ドラム１の表面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。

なお、画像形成装置の構成は、必ずしも感光ドラムからトナー像を直接転写紙に転写する構成ではなく、感光ドラムからトナー像を一時的に保持し搬送する中間転写体に転写し、中間転写体から転写紙に転写する構成であってもよい。

転写部ｄを通ってトナー画像の転写を受けた記録材Ｐは、感光ドラム１の表面から順次に分離されて定着装置６へ搬送される。本実施例では、定着装置６は熱ローラ定着装置であり、この定着装置６により記録材Ｐはトナー画像の定着処理を受けて画像形成物（プリント、コピー）として出力される。

転写部ｄにおける転写紙Ｐへのトナー画像転写後に、感光ドラム１の表面に若干量残留する転写残トナーは、クリーニング部ｅにおいて、クリーニング装置７によって感光ドラム１の表面から除去される。ここでは、転写残トナーの除去手段としてクリーニング装置を用いる画像形成装置の例を挙げたが、転写残トナーの電荷適正化手段を有し、現像器にて現像同時回収するクリーナレス方式の画像形成装置においても、本発明の適用が可能である。

図１に示すように、プリンタ１０は、感光体ドラム１上の電位測定部ｆにおける表面電位を測定する電位測定手段として、電位センサ８を有する。

図３は上記プリンタの動作シーケンス図である。

（１）初期回転動作（前多回転行程）
プリンタの起動時の始動動作期間（起動動作期間、ウォーミング期間）である。電源スイッチ−オンにより、制御回路が感光体ドラムを回転駆動させ、また定着装置の所定温度への立ち上げ等、所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。

（２）印字準備回転動作（前回転行程）
プリント信号−オンから実際に画像形成（印字）行程動作がなされるまでの間の画像形成前の準備回転動作期間であり、初期回転動作中にプリント信号が入力したときには初期回転動作に引き続いて実行される。プリント信号の入力がないときには初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて感光ドラムの回転駆動が停止され、プリンタはプリント信号が入力されるまでスタンバイ（待機）状態に保たれる。プリント信号が入力されると、制御回路により印字準備回転動作が実行される。

（３）印字行程（画像形成行程、作像行程）
所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて、制御回路により回転感光ドラムに対する作像プロセスが実行され、回転感光体ドラム面に形成されたトナー画像の転写材への転写、定着装置によるトナー画像の定着処理がなされて画像形成物がプリントアウトされる。

連続印字（連続プリント）モードの場合は上記の印字行程が所定の設定プリント枚数ｎ枚分繰り返して実行される。

（４）紙間行程
連続印字モードにおいて、一の転写材の後端部が転写位置ｄを通過した後、次の転写材の先端部が転写位置ｄに到達するまでの間の、転写位置における記録紙の非通紙状態期間である。

（５）後回転動作
最後の転写材の印字行程が終了した後もしばらくの間、制御回路がメインモータの駆動を継続させて感光体ドラムを回転駆動させ、所定の後動作を実行させる期間である。

（６）スタンバイ
所定の後回転動作が終了すると、制御回路によりメインモータの駆動が停止されて感光体ドラムの回転駆動が停止され、プリンタは次のプリントスタ−ト信号が入力するまでスタンバイ状態に保たれる。

１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、プリンタは後回転動作を経てスタンバイ状態になる。
スタンバイ状態において、プリントスタート信号が入力すると、プリンタは前回転行程に移行する。

（３）の印字行程時が画像形成時であり、（１）の初期回転動作、（２）の前回転動作、（４）の紙間行程、（５）の後回転動作が非画像形成時である。

図４は帯電ローラ２に対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。

図４に示すように、帯電ローラ２においては、電圧印加手段である電源ＰＳ１が直流（ＤＣ）電源１１と交流（ＡＣ）電源１２とを有している。制御回路１４により電源ＰＳ１から直流電圧に周波数ｆの交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加されることで、回転する感光体ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。

制御回路１４は、ＤＣ電源１１から第一の帯電ローラ２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１２から第一の帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧値もしくは交流電流値と、を制御する機能を有する。

さらに、制御回路１４は暗減衰量検知モードにおける感光体ドラム１の回転速度を制御する機能を有するほか、不図示の記録部を内蔵し、画像形成条件の各パラメータを記憶／格納する機能を有する。

本実施例の暗減衰量測定モードにおいては、制御回路１４によって装置のプロセススピードを可変とすることにより、感光体ドラム１上のある一点が帯電ローラ２を通過してから電位センサ８に到達するまでの時間を可変とした。そして、電位センサ８によって感光体ドラム１の表面電位を測定し、制御回路１４がその間の電位変動を検出する。これらの結果を用いると、制御回路１４により所望の時間間隔に対する暗減衰量を測定することができる。

ここで、本実施例の暗減衰量測定モードの制御について、詳細に説明する。なお、本実施例の制御は、印字準備回転動作（前回転行程）時に、温度２３℃、湿度５０％の環境で行われた。

まず、装置のプロセススピードの設定について述べる。本実施例の暗減衰量測定モードにおいては、装置のプロセススピードが可変となっており、所望の経過時間後における暗減衰量を制御回路１４が測定できるようになっている。ここでは、特に、通常の画像形成時において、帯電部で形成された電位が現像部に到達するまでに減衰する暗減衰量を測定することを目的としている。これは、画像形成においては、帯電部で形成された電位が現像部に到達するまでの暗減衰量を制御回路１４が正確に検知し、適正な画像形成条件とすることが最も重要であるためである。

本実施例での暗減衰量測定モードにおける装置のプロセススピードｖ（ｍｓｒ）は、以下の手順で制御回路１４が決定した。図５に示されるように、感光体ドラム１の断面において、接触帯電ローラ２の位置から電位センサ８の位置までの円弧の長さをＤ１、接触帯電ローラ２の位置から現像手段４の位置までの円弧の長さをＤ２とする。また、通常の画像形成時における感光体ドラム１のプロセススピードをｖ（ｐｒｃ）としたとき、画像形成時において帯電部で形成された電位が現像部に到達するまでの時間ΔＴ（ｐｒｃ）は、
ΔＴ（ｐｒｃ）＝Ｄ２／ｖ（ｐｒｃ）
である。一方、暗減衰量測定モードにおいて第一の帯電ローラ２で形成された電位が第２の帯電ローラ２’に到達するまでの時間ΔＴ（ｍｓｒ）は、
ΔＴ（ｍｓｒ）＝Ｄ１／ｖ（ｍｓｒ）
である。制御回路１４がΔＴ（ｐｒｃ）に対する暗減衰量を求めるためには、ΔＴ（ｐｒｃ）＝ΔＴ（ｍｓｒ）であるから、
ｖ（ｍｓｒ）＝（Ｄ１／Ｄ２）×ｖ（ｐｒｃ）
と求められる。

本実施例においては、具体的には、Ｄ１＝１０（ｍｍ）、Ｄ２＝４０ｍｍであり、前述の通り、画像形成時のプロセススピードが３００ｍｍ／ｓであるため、暗減衰量測定モードに最適なプロセススピードは、
ｖ（ｍｓｒ）＝（Ｄ１／Ｄ２）×ｖ（ｐｒｃ）＝７５（ｍｍ／ｓ）
である。

本実施例では、制御回路１４が上記のようにｖ（ｍｓｒ）を決定したが、この方法に限定されるものではなく、制御回路１４が一旦、感光体ドラム１を停止させたり、減速させたりして、ΔＴ（ｐｒｃ）＝ΔＴ（ｍｓｒ）となるように調整しても良い。

次に、暗減衰量測定モードにおける各バイアスの設定と暗減衰量の測定方法について、図６に基づいて述べる。

図６に示すように、本実施例では、帯電ローラ２に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵを−５００Ｖとした。これは、印字行程（画像形成行程、作像行程）における帯電部通過後の目標ドラム電位と同等である。また、帯電ＡＣバイアスＶａｃＵとして、１５００Ｖｐｐとした。これは、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。このように、帯電ＡＣバイアスが放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧という条件のときには、帯電ローラを通過した感光ドラムの表面電位は印加したＤＣバイアスと同電位に収束することが知られている。

図７は温度２３℃、湿度５０％の環境における、第一の帯電ローラ２に印加したＤＣ電圧と感光体表面電位との関係を示すグラフである。

図７に示すように、放電開始電圧Ｖｔｈは約６００Ｖであることから、印加するＡＣバイアスは、Ｖｔｈの２倍である１２００Ｖｐｐ以上であればよい。実際、本実施例においては、制御回路１４により第一の帯電ローラ２に１５００ＶｐｐのＡＣ電圧が印加され、第一の帯電ローラ２を通過した後の感光ドラム表面電位は−５００Ｖとなる（図６を参照）。

一方、図６に示すように、本実施例では、電位センサ８における位置での感光体ドラム１の電位は−４４７Ｖであった。これは、時間間隔ΔＴ（ｍｓｒ）の間に、帯電ローラ２によって感光体ドラム１上に形成された−５００Ｖのドラム電位が、−４４７Ｖまで減衰したことを示している。

上述の通り、ΔＴ（ｐｒｃ）＝ΔＴ（ｍｓｒ）であるから、通常の画像形成時において帯電部で形成された電位が現像部に到達するまでの時間間隔と同等である。即ち、図８に示すように、通常の画像形成時において、帯電部通過直後に−５００Ｖまで上昇した感光体ドラム１の電位は、現像部に到達する時点では、−４４７Ｖまで低下していることを示している。

このようにして求められた時間間隔に対する暗減衰量の関係は、制御部１４によって記憶される。この結果に基づいて、適正なカブリ取り電位になるように、制御回路１４により現像ＤＣバイアスが設定される。本実施例においては、適正なカブリ取り電位は１５０Ｖであるため、制御回路１４により、現像ＤＣバイアスは−２９７Ｖと設定される。

実際、本実施例における制御を用いて、制御回路１４が暗減衰量を測定しながら画像形成を行ったところ、十分な使用耐久枚数の画像出力を行っても、カブリやキャリア付着は発生せず、良好な画像が得られた。

図９は本実施例における、上記の暗減衰量測定モードをフローチャートで表現したものである。

まず、制御回路１４が暗減衰量検知モードを行うと判断した際には、感光体ドラム１の回転速度が制御回路１４によって所定のプロセススピードｖ（ｍｓｒ）に変更される（Ｓ１）。上記実施例１の場合には、ｖ（ｍｓｒ）＝（Ｄ１／Ｄ２）×ｖ（ｐｒｃ）となるように変更を行った。次いで、変更された速度ｖ（ｍｓｒ）において、感光体ドラム１上のある点が帯電ローラ２から電位センサ８に到達するまで走行時間ΔＴが制御回路１４によって算出され、制御回路１４によって記憶される（Ｓ２）。

上記のように速度を設定することにより、走行時間ΔＴは、感光体が画像形成中の速度で帯電ローラ２から現像手段まで移動するまでの時間と同等となる。一方で、帯電ローラ２に印加する電圧を以下のようにする。即ち、制御回路１４は、帯電ローラ２に、Ｖｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵと、放電する条件のピーク間電圧である帯電ＡＣバイアスＶａｃＵとを印加する（Ｓ３）。

この条件において、電位センサ８から読み取られるＶ０が制御回路１４により記憶され（Ｓ４）、さらに、記憶された走行時間ΔＴとの関係が記憶される（Ｓ５）。
ここで、走行時間ΔＴは、暗減衰量測定モードにおいて感光体ドラム１が帯電ローラ２から電位センサ８まで移動するまでの時間であるが、感光体ドラム１が画像形成中の速度で帯電ローラ２から現像手段まで移動するまでの時間と同等となるように設定されている。

また、上記のように、帯電ローラ２には、画像形成中のＶｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスが印加され、感光体ドラム１は目標電位Ｖｄに帯電される。そして、走行時間ΔＴが経過した後の感光体ドラム１の電位が、電位センサ８から読み取られる。
したがって、本件の制御を行うことにより、画像形成中の速度で帯電ローラ２から現像手段まで移動するまでの時間ΔＴと、画像形成中のＶｄ電位がΔＴの間に暗減衰した電位（即ち、暗減衰量）が求められる。

この結果に基づいて制御回路１４は各画像形成条件を変更し（Ｓ６）、暗減衰量測定モードを終了する。

以上のように、図１を用いて接触帯電方式における暗減衰の測定モードについて述べたが、非接触の帯電手段においても本発明は適用できる。図１８は非接触帯電手段の一例であるコロナ帯電方式の概略の構成断面図である。以下に、図１８を用いて、非接触帯電方式における暗減衰の測定について説明する。

図１８中に、コロナ帯電器２を示す。コロナ帯電器２は、放電ワイヤ２ａと、これを囲むように設けられたコの字状のシールドと、シールドの開口部に設置されたグリッド電極２ｂと、を備える（スコロトロンタイプ）。本実施例において、グリッド電極２ｂには、平板状のエッチンググリッドを用いた。また、コロナ帯電器の放電ワイヤ２ａには高圧電源Ｓ１から高圧電圧が印加され、本実施例では、１０００μＡを印加した。同様に、グリッド電極には高圧電源Ｓ1‘から高圧電圧が印加され、７００Ｖを印加した。高圧印加により、感光体の帯電電位は、約７００Ｖに帯電する。

なお、コロナ帯電器２は感光体１の母線に沿って対向配置され、コロナ帯電器２の長手方向は感光体１の軸線方向と略平行な関係となっている。

放電ワイヤ２ａには、ステンレススチール、ニッケル、モリブデン、タングステンなどを用いるのがよい。本実施例においては、金属の中で非常に安定性の高いタングステンを材質とする直径５０μｍの帯電ワイヤ２ａを使用した。グリッド電極２ｂは、ワイヤグリッドでもよいし、エッチンググリッドでもよい。本実施例では、板状グリッド電極２ｂの基材はオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる厚さ約０．０３ｍｍの薄板上の板金にエッチング加工によって多数の貫通孔が形成されたものを使用した。

コロナ帯電器は、放電ワイヤ２ａに近いほど、帯電能力が高いので、放電ワイヤ２ａからの最近接位置からの距離を基準とする。接触帯電の例と同様に、コロナ帯電器においても、電位センサ８までの距離Ｄ１と、現像手段４までの距離Ｄ２として、ｖ（ｍｓｒ）とΔＴ（ｍｓｒ）を求めることができる。

コロナ帯電器は、グリッド電極により、感光体ドラムの電位はグリッド電位におおよそ収束する。しかし、コロナ帯電器の構成によっては、プロセススピードが速くなると、グリッド電位と感光体ドラムの電位の収束性が低くなる場合がある。プロセススピードが速くなる事によって、コロナ帯電器を通過する時間が短くなり、帯電する時間が変化するためである。そのような場合は、プロセススピードによって、帯電器直下における感光体ドラムの帯電電位が変動するため、コロナ帯電器を通過するまでは、ｖ（ｐｒｃ）で帯電を行う。

そして、帯電器を通過した直後からｖ（ｍｓｒ）にプロセススピードを調整し、電位センサでΔＴ（ｍｓｒ）後の帯電電位を測定する。その際、プロセススピードの速度調整はモータや部品個体差が生じるため、予め、プロセススピードの速度調整における調整速度差をデータとして登録しておく事により、より正確にΔＴ（ｍｓｒ）後の帯電電位を測定できる。また、プロセススピードの速度調整が、使用環境や部品の耐久状態によって異なる場合は、モータトルクを元に上記のデータベースを補正して使用するのがよい。以上より、実際のｖ（ｍｓｒ）におけるコロナ帯電器の帯電状態における感光体ドラムの電位を精度よく測定できる。

近年の画像形成装置の小型化や高速化に伴い、帯電手段２から現像手段４までの距離が短く、ΔＴ（ｐｒｃ）が小さい場合がある。ΔＴ（ｐｒｃ）が小さいと、上述の方法より、ｖ（ｍｓｒ）を計算しても、プロセススピードの調整が難しい場合がある。微妙なプロセススピードの調整を行うために、パルス式の速度調整モータや速度調整手段を用いると、装置のコストアップや装置の大型化になってしまう。

その場合は、ｖ（ｍｓｒ）と異なったとしても、プロセススピードをｖ１（ｍｒｓ）、ｖ２（ｍｒｓ）、ｖ３（ｍｒｓ）・・・と複数変更し、それぞれのプロセスピードにおける感光体ドラムの減衰電位を測定する事により、ｖ（ｍｓｒ）における感光体ドラムの減衰電位を算出する事が出来る。

本発明者の検討によれば、感光体ドラムの帯電電位をＥとした時、帯電電位Ｅは時間によって変化する関数Ｅ（ｔ）として扱えるので、以下の式で表す事が出来る。
Ｅ（ｔ）＝Ｅ０×exp（−A/τ×ｔ）
式中
Ｅ（ｔ）＝時間ｔにおける感光体ドラムの電位
ｔ＝時間
Ｅ０＝帯電器状態に応じて変動する帯電器直下における感光体ドラム電位
τ＝主に感光体ドラムの材質に応じて決まる時定数
A＝感光体ドラムの個体差によってばらつく時定数τを補正する補正係数
である。

上記関数の関係と、プロセススピードをｖ１（ｍｒｓ）、ｖ２（ｍｒｓ）、ｖ３（ｍｒｓ）・・・と変更した際の感光体ドラムの測定電位から、ｖ（ｍｒｓ）における感光体ドラムの電位を算出する事ができる。尚、上記のＥ０は、帯電器から感光体ドラムに流れる電流値に依存する値である。たとえば、コロナ帯電器において、放電ワイヤに流れる電流量と、グリッド電極に流れる電流量を検出すれば、感光体ドラムに流れる電流を算出する事が出来る。

感光体ドラムに流れる電流値とＥ０との関係のデータベースをあらかじめ記録しておけば、感光体ドラムに流れる電流値を測定、または算出する事により、Ｅ０は予測できる。プロセススピードを変更して行う測定点を減らし、感光体ドラムの減衰量測定の時間を短縮化する事もできる。

上記の暗減衰量測定モードの実行は、実施例のプリンタのように印字準備回転動作時に限られるものではなく、他の非画像形成時、即ち、初期回転動作時や後回転動作時、紙間行程時とすることもできるし、複数の行程に実行させるようにすることもできる。

また、暗減衰量測定モードが頻繁に行われると、制御時間の増大による生産性の低下の原因となる。そこで、所定の画像形成枚数に達した際や、所定期間（例えば、６００秒程度）以上の連続稼働時、環境センサなどで急激な使用環境の変化を制御回路が検知した際など、暗減衰量が大きく変化すると考えられるタイミングのみ、上記の暗減衰量測定モードを実行させることもできる。

以上説明したように、本実施例の制御を行うことにより、以下のような効果が得られる。

暗減衰量測定モード時に感光体ドラムのプロセススピードを変更することにより、通常の画像形成時における帯電部〜現像部までの時間と同等の暗減衰量を測定することができるため、現像部における正確な電位検知を行うことができる。したがって、カブリ取り電位の異常によるカブリ、キャリア付着などの発生を軽減することができる。

（第２の実施例）
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第２の実施例の画像形成装置（プリンタ）の基本構成は第１の実施例のものと同様である。従って、第１の実施例と同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。

第１の実施例では、暗減衰量を測定する手段として電位測定手段としての電位センサを用いたが、複数の帯電ローラを有し、下流側の帯電ローラが電流検知手段を有する画像形成装置においては、電位センサを用いなくても感光体ドラムの電位を測定することができる。

このような複数の帯電ローラを有する帯電装置は、高速化、高信頼性が要求される高級機種において、初期から長期に渡って安定に高画質化を達成させるために利用されることが知られている。

図１０に、第２の実施例の概略構成を示す。図１０に示すように、プリンタ１０は、接触式帯電手段として、帯電ローラ２よりも感光ドラム１の面移動方向下流に配設した第二の帯電ローラ２’と、を有する。第２の実施例では、帯電ローラ２は、便宜上、第一の帯電ローラ２と記す。

ここで、第二の帯電ローラ２’は、第一の帯電ローラ２と同様の寸法、材質のものを用いている。なお、第一の帯電ローラ２と同様、感光ドラム１との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して帯電する。
なお、本実施例では、第一の帯電ローラ２および第二の帯電ローラ２’として同様の寸法、材質のものを用いたが、本発明における帯電部材の構成は何ら限定されるものではない。

第一の帯電ローラ２の芯金２ａ、第二の帯電ローラ２’の芯金２ａ’には、それぞれ、電源ＰＳ１、電源ＰＳ１’より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加される。

本実施例では、電源ＰＳ１はＤＣ電源のみからなる構成であり、電源ＰＳ１’はＤＣおよびＡＣ電源を有する構成である。これにより、回転する感光ドラム１表面は、所定の極性・電位に接触帯電処理される。ここでは、−５００Ｖに一様に帯電処理されるが、具体的な帯電バイアス制御については詳しく後述する。

図１１は第二の帯電ローラ２’に対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。

図１１に示すように、第二の帯電ローラ２’においては、電圧印加手段である電源ＰＳ１’が直流（ＤＣ）電源１１’と交流（ＡＣ）電源１２’とを有している。制御回路１４により電源ＰＳ１’から直流電圧に周波数ｆの交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ’＋Ｖａｃ’）が芯金２ａ’を介して第二の帯電ローラ２’に印加されることで、回転する感光体ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。１３’は感光体１を介して第二の帯電ローラ２’に流れる直流電流値を測定する手段としての直流電流値測定回路である。この回路１３’から後述の制御回路１４に測定された直流電流値の情報が入力される。

また、制御回路１４は、ＤＣ電源１１’から第二の帯電ローラ２’に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１２’から第二の帯電ローラ２’に印加する交流電圧のピーク間電圧値もしくは交流電流値と、を制御する機能を有する。

そして、制御回路１４は直流電流値測定回路１３’から入力された直流電流値情報から、感光体ドラム１の暗減衰特性を検知し、印字行程の帯電行程における第一の帯電ローラ２および／または第二の帯電ローラ２’に対する印加直流バイアスの演算・決定プログラムを実行する機能を有する。

本実施例の暗減衰量測定モードにおいては、制御回路１４によって装置のプロセススピードを可変とすることにより、感光体ドラム１上のある一点が第一の帯電ローラ２を通過してから第二の帯電ローラ２’に到達するまでの時間を可変とした。そして、第二の帯電ローラ２’に設けられた電流測定手段１３’の検出した電流値に基づいて、制御回路１４がその間の電位変動を検出する。これらの結果を用いると、制御回路１４により所望の時間間隔に対する暗減衰量を測定することができる。

本実施例での暗減衰量測定モードにおける装置のプロセススピードｖ（ｍｓｒ）は、以下の手順で制御回路１４が決定した。図１２に示されるように、感光体ドラム１の断面において、第一の接触帯電ローラ２の位置から第二の接触帯電ローラ２’の位置までの円弧の長さをＤ３、第二の接触帯電ローラ２’の位置から現像手段４の位置までの円弧の長さをＤ４とする。また、通常の画像形成時における感光体ドラム１のプロセススピードをｖ（ｐｒｃ）としたとき、画像形成時において帯電部で形成された電位が現像部に到達するまでの時間ΔＴ（ｐｒｃ）は、
ΔＴ（ｐｒｃ）＝Ｄ４／ｖ（ｐｒｃ）
である。一方、暗減衰量測定モードにおいて第一の帯電ローラ２で形成された電位が第２の帯電ローラ２’に到達するまでの時間ΔＴ（ｍｓｒ）は、
ΔＴ（ｍｓｒ）＝Ｄ３／ｖ（ｍｓｒ）
である。制御回路１４がΔＴ（ｐｒｃ）に対する暗減衰量を求めるためには、ΔＴ（ｐｒｃ）＝ΔＴ（ｍｓｒ）であるから、
ｖ（ｍｓｒ）＝（Ｄ３／Ｄ４）×ｖ（ｐｒｃ）
と求められる。

本実施例においては、具体的には、Ｄ３＝１０（ｍｍ）、Ｄ４＝３０ｍｍであり、前述の通り、画像形成時のプロセススピードが３００ｍｍ／ｓであるため、暗減衰量測定モードに最適なプロセススピードは、
ｖ（ｍｓｒ）＝（Ｄ３／Ｄ４）×ｖ（ｐｒｃ）＝１００（ｍｍ／ｓ）
である。

次に、暗減衰量測定モードにおける各バイアスの設定と暗減衰量の測定方法について、図１３に基づいて述べる。

図１３（ａ）に示すように、本実施例では、第一の帯電ローラ２に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵを−５００Ｖとした。これは、印字行程（画像形成行程、作像行程）における帯電部通過後の目標ドラム電位と同等である。また、帯電ＡＣバイアスＶａｃＵとして、１５００Ｖｐｐとした。これは、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。

実際、本実施例においては、制御回路１４により第一の帯電ローラ２に１５００ＶｐｐのＡＣ電圧が印加され、第一の帯電ローラ２を通過した後の感光ドラム表面電位は−５００Ｖとなる（図１３（ａ）を参照）。

一方、第二の帯電ローラ２’に帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬを印加しながら、帯電ＡＣバイアスＶａｃＬとして１５００Ｖｐｐを印加した。帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬの値は任意であり、絶対値が、第一の帯電ローラ２に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵの絶対値以下であればよい。また、帯電ＡＣバイアスＶａｃＬは、制御回路１４によって１５００Ｖｐｐに設定されたが、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。このとき、第二の帯電ローラ２’を通過直後の感光体１のドラム電位は、印加したＶｄｃＬと同等になっている（図１３（ａ）を参照）。

これらの条件下で、制御回路１４が第二の帯電ローラ２’に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬを変動させながら、直流電流測定回路１３’に流れるＤＣ電流値Ｉｄｃを測定する。測定されるＤＣ電流値Ｉｄｃが０となるとき、第二の帯電ローラ２’通過前後の感光ドラム電位が変化していないということであるから、そのときの第二の帯電ローラ２に印加されている帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬ０が、第二の帯電ローラ２’の位置での感光体ドラム１の表面電位と同等であることがわかる。

図１３（ｂ）に示すように、本実施例では、帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬ０が−４６０ＶのときにＩｄｃ＝０、即ち、ＶｄｃＬ０＝−４６０Ｖであった。これは、時間間隔ΔＴ（ｍｓｒ）の間に、第一の帯電ローラ２によって感光体ドラム１上に形成された−５００Ｖのドラム電位が、−４６０Ｖまで減衰したことを示している。

上述の通り、ΔＴ（ｐｒｃ）＝ΔＴ（ｍｓｒ）であるから、通常の画像形成時において帯電部で形成された電位が現像部に到達するまでの時間間隔と同等である。即ち、図１４に示すように、通常の画像形成時において、帯電部通過直後に−５００Ｖまで上昇した感光体ドラム１の電位は、現像部に到達する時点では、−４６０Ｖまで低下していることを示している。

このようにして求められた時間間隔に対する暗減衰量の関係は、制御部１４によって記憶される。この結果に基づいて、適正なカブリ取り電位になるように、制御回路１４により現像ＤＣバイアスが設定される。本実施例においては、適正なカブリ取り電位は１５０Ｖであるため、制御回路１４により、現像ＤＣバイアスは−３１０Ｖと設定される。

図１５は本実施例における、上記の暗減衰量測定モードをフローチャートで表現したものである。

まず、制御回路１４が暗減衰量検知モードを行うと判断した際には、感光体ドラム１の回転速度が制御回路１４によって所定のプロセススピードｖ（ｍｓｒ）に変更される（Ｓ１１）。上記実施例１の場合には、ｖ（ｍｓｒ）＝（Ｄ３／Ｄ４）×ｖ（ｐｒｃ）となるように変更を行った。次いで、変更された速度ｖ（ｍｓｒ）において、感光体ドラム１上のある点が第一の帯電ローラ２から第二の帯電ローラ２’に到達するまで走行時間ΔＴが制御回路１４によって算出され、制御回路１４によって記憶される（Ｓ１２）。
上記のように速度を設定することにより、走行時間ΔＴは、感光体が画像形成中の速度で帯電ローラ２から現像手段まで移動するまでの時間と同等となる。

一方で、第一の帯電ローラ２および第二の帯電ローラ２’に印加する電圧を以下のようにする。即ち、制御回路１４は、第一の帯電ローラ２に、Ｖｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵと、放電する条件のピーク間電圧である帯電ＡＣバイアスＶａｃＵとを印加し、第二の帯電ローラ２’に、任意の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬと、放電する条件のピーク間電圧である帯電ＡＣバイアスＶａｃＬとを印加する（Ｓ１３）。
この条件において、制御回路１４は第二の帯電ローラ２’に流れるＤＣ電流値ＩｄｃＬを測定回路１３’で測定する（Ｓ１４）。

測定された電流値ＩｄｃＬが０でないときには（Ｓ１４のＮＯ）、制御回路１４は第二の帯電ローラ２’に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬを変動させて（Ｓ１５）再びＤＣ電流値を測定し、測定された電流値ＩｄｃＬが０になるまで繰り返す。

測定された電流値ＩｄｃＬが０となったときには（Ｓ１４のＹＥＳ）、このときの第二の帯電ローラ２’の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬ０が制御回路１４により記憶され（Ｓ１６）、さらに、記憶された走行時間ΔＴとの関係が記憶される（Ｓ１７）。

ここで、走行時間ΔＴは、暗減衰量測定モードにおいて感光体ドラム１が第一の帯電ローラ２から第二の帯電ローラ２’まで移動するまでの時間であるが、感光体ドラム１が画像形成中の速度で第二の帯電ローラ２’から現像手段まで移動するまでの時間と同等となるように設定されている。

また、上記のように、暗減衰量測定モードにおいて、第一の帯電ローラ２には画像形成中のＶｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスが印加され、感光体ドラム１は目標電位Ｖｄに帯電される。そして、走行時間ΔＴが経過した後の感光体ドラム１の電位が、第二の帯電ローラ２’から読み取られる。

したがって、本件の制御を行うことにより、画像形成中の速度で第二の帯電ローラ２’から現像手段まで移動するまでの時間ΔＴと、画像形成中のＶｄ電位がΔＴの間に暗減衰した電位（即ち、暗減衰量）が求められる。

この結果に基づいて制御回路１４は各画像形成条件を変更し（Ｓ１８）、暗減衰量測定モードを終了する。

また、暗減衰量測定モードが頻繁に行われると、制御時間の増大による生産性の低下の原因となる。そこで、所定の画像形成枚数に達した際や、環境センサなどで急激な使用環境の変化を制御回路が検知した際など、暗減衰量が大きく変化すると考えられるタイミングのみ、上記の暗減衰量測定モードを実行させることもできる。

上流側の帯電ローラによって感光体ドラム上に形成された電位が、下流側の帯電ローラに到達するまでの暗減衰量を、下流側の帯電ローラに流れるＤＣ電流値に基づいて検知することによって、電位センサを用いなくても暗減衰量の測定を行うことができる。

また、暗減衰量測定モード時に感光体ドラムのプロセススピードを変更することにより、通常の画像形成時における帯電部〜現像部までの時間と同等の暗減衰量を測定することができるため、現像部における正確な電位検知を行うことができる。

したがって、電位センサを用いない簡易な構成であっても、複数の帯電ローラを用いて正確な暗減衰量の測定を行うことができ、カブリ取り電位の異常によるカブリ、キャリア付着などの発生を軽減することができる。尚、上述のような複数の帯電ローラの構成だけでなく、感光体ドラムの回転方向の上流側は、たとえばコロナ帯電器であってもかまわない。

この際、上記距離を測定する基準となるのは、帯電ローラの場合は、帯電ローラと感光体の接触ニップの中心が距離の基準となる。また、コロナ帯電器のような非接触帯電装置の場合は、放電ワイヤ直下を距離の基準として暗減衰量の検出を行えばよい。つまり、感光体ドラムの回転方向の下流に位置する帯電手段として、を感光体と接触する帯電部材（例えば、、帯電ローラ）を用いればよい本件制御を適応可能である。

（第３の実施例）
次に、本発明の第３の実施例について説明する。第３の実施例の画像形成装置（プリンタ）の基本構成は第２の実施例のものと同様である。従って、第２の実施例と同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。

第２の実施例では、暗減衰量測定モード時のプロセススピードｖ（ｍｓｒ）を、
ｖ（ｍｓｒ）＝（Ｄ３／Ｄ４）×ｖ（ｐｒｃ）
として制御を行ったが、予め複数のプロセススピードを用いて帯電後の時間に対する暗減衰量の関係を求め、テーブルとして保存しておくこともできる。このようにすることで、画像形成時のプロセススピードを複数有する画像形成装置において、制御回路１４がプロセススピードを変更して画像形成するときにも、その都度、プロセススピードに合わせた暗減衰量測定モードを行う必要がなくなる。

第３の実施例においては、暗減衰量測定モードにおける装置のプロセススピードｖ（ｍｓｒ）を複数有し、表１に示すような複数の設定で測定を行った。なお、本実施例では、暗減衰量測定モードは初期回転動作時に行われた。

さらに、表１には、これらの設定で暗減衰量測定モードを行った際の時間間隔ΔＴ（ｍｓｒ）と、求められたＶｄｃＬ０の値を示している。図１６は、時間間隔ΔＴ（ｍｓｒ）に対するＶｄｃＬ０の関係をグラフとして示したものである。これは、印字行程（画像形成行程、作像行程）における帯電部通過後の目標ドラム電位の−５００Ｖが、時間経過とともに減衰している様子を示したものと同等である。このようにして求められた離散的な値を近似補完する（図１６点線を参照）ことによって、制御回路１４は各時間間隔に対する暗減衰量を測定することができる。

このようにして求められた時間間隔に対する暗減衰量の関係は、制御回路１４によって記憶される。この結果に基づいて、適正なカブリ取り電位になるように、制御回路１４により現像ＤＣバイアスが設定される。

ここで、本実施例における暗減衰量測定モードを用いて、現像ＤＣバイアスを求めた実例を挙げる。

本実施例の画像形成装置は、厚紙やＯＨＰ用紙に画像を形成する際には、転写部や定着部での性能を確保するために、制御部がプロセススピードを低下させて画像形成を行っている。プロセススピードが変更された際には、帯電部で形成された電位が現像部に到達するまでの時間も長くなるため、通常のプロセススピードでの画像形成時よりも暗減衰の度合いが大きくなる。そこで、制御部は各プロセススピードに対して暗減衰量を測定し、適切な現像ＤＣバイアスを印加することが必要になる。

本実施例の画像形成装置では、プロセススピードが１５０ｍｍ／ｓである半速画像形成モードと、１００ｍｍ／ｓである１／３速画像形成モードと、を有している。なお、半速画像形成時、１／３速画像形成時においても、帯電部で形成する目標電位は−５００Ｖである。

ここで、半速画像形成時、１／３速画像形成時における暗減衰量の求め方と、現像ＤＣバイアスの設定について詳細に述べる。

前述の通り、感光体ドラム１の断面における、第二の接触帯電ローラ２’の位置から現像手段４の位置までの円弧の長さＤ４は３０ｍｍであるから、半速でのΔＴ（ｐｒｃ１／２）は、
ΔＴ（ｐｒｃ１／２）＝Ｄ４／ｖ（ｐｒｃ１／２）＝０．２（ｓｅｃ）
である。

そこで、図１６から、ΔＴ（ｐｒｃ１／２）＝０．２（ｓｅｃ）に相当する電位を読み取ると、−４２３Ｖである。これは、半速画像形成時において帯電部通過直後に−５００Ｖまで上昇した感光体ドラム１の電位が、現像部に到達する時点では、−４２３Ｖまで低下していることを示している。

本実施例においては、適正なカブリ取り電位は１５０Ｖであるため、制御回路１４により現像ＤＣバイアスが−２７３Ｖと設定される。

半速画像形成時と同様に算出すると、Ｄ４は３０ｍｍであるから、１／３速でのΔＴ（ｐｒｃ１／３）は、
ΔＴ（ｐｒｃ１／３）＝Ｄ４／ｖ（ｐｒｃ１／３）＝０．３（ｓｅｃ）
である。

そこで、図１６から、ΔＴ（ｐｒｃ１／３）＝０．３（ｓｅｃ）に相当する電位を読み取ると、−３８９Ｖである。これは、半速画像形成時において帯電部通過直後に−５００Ｖまで上昇した感光体ドラム１の電位が、現像部に到達する時点では、−３８９Ｖまで低下していることを示している。

本実施例においては、適正なカブリ取り電位は１５０Ｖであるため、制御回路１４により現像ＤＣバイアスが−２３９Ｖと設定される。

実際、本実施例における制御を用いて、制御回路１４が暗減衰量を測定しながら画像形成装置を使用したところ、半速や１／３速で十分な使用耐久枚数の画像出力を行っても、カブリやキャリア付着は発生せず、良好な画像が得られた。

図１７は第３の実施例における、上記の暗減衰量測定モードをフローチャートで表現したものである。

まず、制御回路１４が暗減衰量検知モードを行うと判断した際には、感光体ドラム１の回転速度が制御回路１４によって所定のプロセススピードｖ（ｍｓｒ）に変更される（Ｓ２１）。次いで、変更された速度ｖ（ｍｓｒ）において、感光体ドラム１上のある点が第一の帯電ローラ２から第二の帯電ローラ２’に到達するまで走行時間ΔＴが制御回路１４によって算出され、制御回路１４によって記憶される（Ｓ２２）。

一方で、第一の帯電ローラ２および第二の帯電ローラ２’に印加する電圧を以下のようにする。即ち、制御回路１４は第一の帯電ローラ２に、任意のＶｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵと、放電する条件のピーク間電圧である帯電ＡＣバイアスＶａｃＵとを印加し、第二の帯電ローラ２’に、帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬと、放電する条件のピーク間電圧である帯電ＡＣバイアスＶａｃＬとを印加する（Ｓ２３）。この条件において、制御回路１４は第二の帯電ローラ２’に流れるＤＣ電流値ＩｄｃＬを測定回路１３’で測定する（Ｓ２４）。

測定された電流値ＩｄｃＬが０でないときには（Ｓ２４のＮＯ）、制御回路１４は第二の帯電ローラ２’に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬを変動させて（Ｓ２５）再びＤＣ電流値を測定し、測定された電流値ＩｄｃＬが０になるまで繰り返す。

測定された電流値ＩｄｃＬが０となったときには（Ｓ２４のＹＥＳ）、このときの第二の帯電ローラ２’の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬ０が制御回路１４により記憶され（Ｓ２６）、さらに、記憶された走行時間ΔＴとの関係が記憶される（Ｓ２７）。
ここで、走行時間ΔＴは、暗減衰量測定モードにおいて感光体ドラム１が第一の帯電ローラ２から第二の帯電ローラ２’まで移動するまでの時間である。

また、上記のように、暗減衰量測定モードにおいて、第一の帯電ローラ２には画像形成中のＶｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスが印加され、感光体ドラム１は目標電位Ｖｄに帯電される。そして、走行時間ΔＴが経過した後の感光体ドラム１の電位が、第二の帯電ローラ２’から読み取られる。したがって、本件の制御を行うことにより、任意の時間ΔＴと、画像形成中のＶｄ電位がΔＴの間に暗減衰した電位（即ち、暗減衰量）が求められる。

暗減衰補正を行うために必要な暗減衰時間に対するＶｄｃＬ０が測定されていない場合には（Ｓ２８のＮＯ）、制御回路１４は異なるプロセススピードにおいて同様の制御を再び行う（Ｓ２１〜Ｓ２７）。必要な暗減衰時間に対するＶｄｃＬ０が測定された場合には（Ｓ２８のＹＥＳ）、その結果に基づいて制御回路１４が各画像形成条件を変更し（Ｓ２９）、暗減衰量測定モードを終了する。

画像形成装置においては、紙種や環境に応じて複数のプロセススピードを有する場合が多いため、このような装置の場合には、制御回路１４により各プロセススピードに対する暗減衰量が測定されることが好ましい。また、その際には、各時間間隔に対する暗減衰量の関係が、制御回路１４により記憶され、各プロセススピードに対してそれぞれ適切な現像ＤＣバイアスが設定される。

本実施例では、暗減衰量測定モード時のプロセススピードとして、複数の離散的な値を用いたが、プロセススピードを連続的に変動させて、同様に各時間間隔に対する暗減衰量を測定することも可能である。

上記の暗減衰量測定モードの実行は、実施例のプリンタのように初期回転動作時に限られるものではなく、他の非画像形成時、即ち、印字準備回転動作時や後回転動作時、紙間行程時とすることもできるし、複数の行程に実行させるようにすることもできる。

上流側の帯電ローラによって感光体ドラム上に形成された電位が、下流側の帯電ローラに到達するまでの暗減衰量を、下流側の帯電ローラに流れるＤＣ電流値に基づいて制御回路が検知することによって、電位センサを用いなくても暗減衰量の測定を行うことができる。

したがって、電位センサを用いない簡易な構成であっても、複数の帯電ローラを用いて制御回路が正確な暗減衰量の測定を行うことができ、カブリ取り電位の異常によるカブリ、キャリア付着などの発生を軽減することができる。尚、上述のような複数の帯電ローラの構成だけでなく、感光体ドラムの回転方向の上流側は、たとえばコロナ帯電器であってもかまわない。つまり、感光体ドラムの回転方向の下流に位置する帯電手段として、感光体と接触する帯電部材（例えば、帯電ローラ）を用いればよい本件制御を適応可能である。

１感光体ドラム、２第１の帯電ローラ、２’ 第２の帯電ローラ、８電位センサ、
１３’ 第２の帯電ローラの直流電流値測定回路、１４制御回路、
ＰＳ１第１の帯電ローラの電源、ＰＳ１’ 第２の帯電ローラの電源

Claims

回転可能な感光体と、
前記感光体を帯電する帯電手段と、
帯電された感光体上に静電像を形成する静電像形成手段と、
前記静電像をトナーで現像する現像手段と、
前記像担持体の移動方向に沿って前記帯電手段よりも下流、且つ、前記現像手段より上流に配設され、前記像担持体の表面電位を測定する電位測定手段と、を有し、
帯電手段に印加する電圧のバイアスと、電位測定手段が測定した像担持体の表面電位と、に基づいて暗減衰量を測定する暗減衰量測定モードを有し、
該暗減衰量測定モードで測定された暗減衰量に応じて画像形成条件を変更する画像形成装置であって、
前記暗減衰量測定モードを行う際の前記像担持体の回転速度が可変であることを特徴とする画像形成装置。
前記暗減衰量測定モードにおいて、前記像担持体上のある一点が前記帯電手段を通過してから前記電位測定手段に到達するまでの時間が、
画像形成時において、前記像担持体上のある一点が前記帯電手段を通過してから前記現像手段に到達するまでの時間と同じ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。
前記像担持体の断面において、前記帯電手段の位置から前記電位測定手段の位置までの円弧の長さをＤ１、前記帯電手段の位置から前記現像手段の位置までの円弧の長さをＤ２、とし、
画像形成時における前記像担持体の周速度をｖ（ｐｒｃ）としたとき、
前記暗減衰量測定モードを行う際の前記像担持体の周速度ｖ（ｍｓｒ）が、
ｖ（ｍｓｒ）＝（Ｄ１／Ｄ２）×ｖ（ｐｒｃ）
であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
移動可能な像担持体表面を像担持体表面と共に回転しながら帯電させる第１の帯電手段と、
前記像担持体の移動方向に沿って前記第１の帯電手段よりも下流に配設され交流電圧を印加することが可能である第２の帯電手段と、
前記第１の帯電手段および第２の帯電手段に電圧を印加する複数の電源と、
前記第２の帯電手段に流れる電流を検知する電流検知手段と、を有する画像形成装置であって、
前記電位測定手段は、前記電流検知手段が検知した前記第２の帯電手段に流れる直流電流値に基づいて像担持体の電位を測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。
前記暗減衰量測定モードにおいて、前記像担持体上のある一点が前記第１の帯電手段を通過してから前記第２の帯電手段に到達するまでの時間が、
画像形成時において、前記像担持体上のある一点が前記第２の帯電手段を通過してから前記現像手段に到達するまでの時間と同じであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記像担持体の断面において、前記第１の帯電手段の位置から前記第２の帯電手段の位置までの円弧の長さをＤ３、前記第２の帯電手段の位置から前記現像手段の位置までの円弧の長さをＤ４、とし、
画像形成時における前記像担持体の周速度をｖ（ｐｒｃ）としたとき、
前記暗減衰量測定モードを行う際の前記像担持体の周速度ｖ（ｍｓｒ）が、
ｖ（ｍｓｒ）＝（Ｄ３／Ｄ４）×ｖ（ｐｒｃ）
であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
前記電流検知手段が検知する直流電流値が０であることを特徴とする請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載の画像形成装置。