JP3224477B2 - 画像形成装置及びその帯電方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は帯電ローラその他の接触
式帯電体を用いた電子写真装置、例えば複写機、プリン
タ、ファクシミリ、若しくはこれらの機器のプロセスカ
ートリッジとして適用される画像形成装置と該画像形成
装置を構成する感光体への帯電に関する発明である。

【０００２】

【従来の技術】従来より感光体ドラム外周面上に、露
光、現像、転写、クリーニング（残留トナー除去）、除
電、及び帯電の各プロセス手段を配置し、所定の電子写
真プロセスにより画像形成を行なう、いわゆるカールソ
ンプロセスに基づく電子写真装置は周知である。

【０００３】この種の装置に用いる帯電手段は一般に細
いタングステン線に高電圧を印加してコロナ放電を行な
うコロトロン方式、又導電ローラに数百ボルトの電圧を
かけて感光体ドラムと接触帯電させるもの（特開平５ー
２９７６９０他）、更に導電性ブラシに電圧を印加して
感光体ドラムに接触させながら帯電を行なうもの、更に
又磁石体を内挿した導電スリーブに磁性粒子群を付着さ
せて刷子状の磁気穂を感光体ドラムに摺擦させスリーブ
を介して帯電バイアスを磁性粒子群に印加させて帯電を
行なう、いわゆる粒子帯電法も提案されている（特開昭
５９ー１３３５６９他）。

【０００４】しかしながらコロトロン方式は高電圧を使
用し、又オゾンを発生する等安全上、環境上の問題が多
い為、帯電ローラ、帯電ブラシ、更には帯電粒子を感光
体ドラム上に接触させた状態で、これらの接触帯電体を
介して感光体ドラム上に帯電バイアスを印加させながら
帯電を行う、いわゆる接触帯電方式が注目されている
が、このような接触式帯電方式においては、帯電体を常
時感光体ドラムに接触させた状態で帯電を行う為に、転
写後感光体ドラムに付着している残留トナーや転写時に
付着した紙粉が前記帯電体に付着し、帯電むらや円滑な
帯電が出来ない場合がある。

【０００５】このため一般的には前記帯電位置の感光体
ドラム回転方向上流側にクリーニングブレードを配し、
該クリーニングブレードにより残留トナーの除去を図っ
ているが、前記感光体ドラムにＯＰＣドラムを用いた装
置にあっては、該ＯＰＣドラムは比較的軟らかい有機樹
脂層からなるＯＰＣ感光体層をアルミ素管上に蒸着して
形成されるものであっては、回転するＯＰＣドラムにブ
レードとともに接触帯電体を長期に亙って摺擦させて使
用すると、感光体層の表面が徐々に摩耗していき、等価
容量変化により帯電特性が変化する。特に前記接触帯電
体に印加する帯電バイアスに直流バイアスを用いると感
光体の容量変化に大きく影響を受ける。

【０００６】即ち、図４（Ａ）に示すように直流バイア
ス電源４３、帯電ローラ４、感光体ドラム１、及び接地
電位Ｅを直列接続した場合、図４（Ｂ）に示す等価回路
より明らかな如く、長期使用により前記感光層１ａの膜
厚が減少すると、これに比例して感光体感度とともに帯
電ローラ４に流れる直流電流が増加し、感光体１の外表
面の表面電位は上昇する。この結果、現像コントラスト
及び現像濃度が上昇するとともに、背景電位に対し十分
な逆コントラストが得られず、いわゆるかぶりが生じて
しまう。

【０００７】従来、かかる欠点を解消する為に、前記感
光体１に流れる電流若しくは前記層厚に対応した直流電
圧を検知し、該検知電流（電圧）に基づいて前記帯電体
４に印加される直流電圧若しくは直流電流を補正制御し
ようとする技術（特開平5ー307315号）が提案されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらＯＰＣド
ラムにおいては運転開始より使用限界時期までの膜減り
量、言換えれば前記感光体１の帯電容量が大きいため
に、広い制御範囲に亙って制御可能な回路を構成するこ
とは回路構成の煩雑化と製造コストの無用な増大につな
がる。しかも前記感光体１に流れる電流等は必ずしも膜
厚のみに比例して変動するのではなく、機内温度、湿度
等の環境的要因によっても変動し、この為、前記回路構
成で緻密な制御を行っても必ずしも精度よい制御ができ
ず得策ではない。

【０００９】特に、感光体ドラム１にＯＰＣドラムを用
いた場合は、感光体膜厚がコンデンサ的機能を有し、こ
の結果ドラム表面を帯電させるのは、図４（Ｂ）に示す
Ｃ₁に帯電電圧Ｖを充電する事に相当し、従って感光体
に流れる表面電位ＶｄはＣ₁の容量の変化に応じて、具
体的には膜厚が薄くなるに連れ表面電位Ｖｄが上昇す
る。又帯電ローラは温度と湿度によって抵抗Ｒ₁が変化
するものである。従って、コンデンサ的機能を有する感
光体ＶＣ₁と抵抗的機能を有する帯電ローラＶＲ₁の２つ
の異質な変動要素を緻密に制御しようとすると前記した
ように回路構成の煩雑化と製造コストの増大につながる
のみならず、帯電ローラや感光体ドラムの汚染等のノイ
ズがあり、緻密な制御が困難である。

【００１０】この為、前記従来技術も含めて通常は感光
体の膜減りのみを電流検知センサにて検知してその帯電
電圧の制御を行っているのが常であったが、かかる方式
では帯電ローラの環境変動に対しては無防備である。特
に、膜減りにより耐久寿命に近付いた時点で、言換えれ
ば充電機能が上昇している時点では帯電電流が相対的に
大きく、従って環境変動に起因する表面電位変動が大き
くなり易く、特に低温低湿（定電圧の場合）での影響が
大きい。一方前記感光体ドラムの運転当初、即ち感光体
膜厚が厚い状態にある間は、充電機能が低く、言換えれ
ば帯電電流が小さく、この結果環境変動に起因する問題
が小さくてすむ。

【００１１】本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み、
感光体の膜減り若しくは環境変動のいずれの場合でも簡
単な回路構成で前記変動に起因する表面電位の変動を抑
制し、長期に亙って安定且つ高品質の帯電及び画像形成
を行い得る発明を提供する事を目的とする。

【００１２】

【課題を解決する為の手段】本発明は感光体にＯＰＣ感
光体、帯電バイアスに直流バイアス、又帯電体に帯電ロ
ーラを用いた装置に好適に適用されるものであるが、環
境変動は帯電ローラのみならず、粒子帯電方式、刷子帯
電方式のいずれの帯電方式にも適用できる。即ち本発明
は、感光体に接触配置した帯電体を含み、該帯電体に印
加した直流帯電電圧を介して感光体上に均一帯電を行な
いながら画像形成を行う画像形成装置において、前記感
光体にＯＰＣ感光体を用い、前記帯電体に印加される直
流帯電電圧を所定幅域内に制限する電圧上限制限手段及
び電圧下限制限手段と、前記所定幅域内で前記感光体を
流れる帯電電流を検知し、該帯電電流の増減に比例した
検知電圧を生成する手段と、前記検知電圧が下限電圧レ
ベル、または上限電圧レベルに達したときに予め設定さ
れた基準電圧に基づいて前記感光体に印加する前記帯電
電圧の生成を行う基準帯電電圧生成手段と、前記検知電
圧が前記下限電圧レベルと上限電圧レベルとの間にある
ときは、前記検知電圧に基づいて直流帯電電圧の調整を
行いながら前記感光体に流れる電流の定電流制御を行
う、定電流制御手段とを備え、前記検知電圧に基づいて
前記感光体への印加電圧を制御することを特徴とするも
のである。尚、本発明において、感光体をＯＰＣ感光体
に限定した理由は、ａ−Ｓｉその他の無機感光体におい
てはコンデンサ的機能より抵抗的機能が強く基本的には
ＯＰＣを用いた装置と異なる制御が必要であるからであ
る。

【００１３】又前記定電流制御手段は、前記所定幅域内
で前記感光体を流れる帯電電流を検知し、該帯電電流に
対応する検知電圧を生成する手段と、該検知電圧に基づ
いて直流帯電電圧の調整を行いながら感光体に流れる電
流の定電流制御を行うように構成するのがよい。又前記
電圧上限制限手段と下限制限手段の夫々の制限手段によ
って得られる上限若しくは下限電圧レベルは必ずしも固
定的である必要はなく、環境条件に基づいて上限若しく
は下限電圧レベルを補正可能に構成してもよい。このよ
うな構成として例えば、前記感光体を流れる帯電電流を
検知し、該帯電電流の増減に比例した検知電圧を生成す
る手段とを具え、前記検知電圧に基づいて前記上限若し
くは下限の夫々の制限手段によって得られる上限若しく
は下限電圧レベルを補正可能に構成するのが好ましい。

【００１４】そしてこのような制御を行う好ましい帯電
方法として、感光体に接触配置した帯電体に印加した直
流帯電電圧を介して感光体上に均一帯電を行なう画像形
成装置の帯電方法において、前記帯電体に印加される直
流帯電電圧を検知帯電電圧として検知し、該検知帯電電
圧が下限電圧レベル、または上限電圧レベルに達したと
きに予め設定された基準電圧に基づいて前記感光体に基
準帯電電圧を印加し、前記検知帯電電圧が前記下限電圧
レベルと上限電圧レベルとの間にあるときは、前記検知
帯電電圧に基づいて直流帯電電圧の調整を行いながら前
記感光体に流れる電流の定電流制御を行い、前記検知帯
電電圧に基づいて前記感光体への印加電圧を制御するこ
とを特徴とする。そして前記予め設定された基準電圧に
基づいて生成される帯電電圧は図５に示すように固定的
である必要はなく、図６に示すように、前記検知帯電電
圧に基づいて補正し、環境変動に対応した上限若しくは
下限帯電電圧レベルを設定してもよい事は前記した通り
である。

【００１５】

【作用】本発明は基本的には図５に示すように、膜厚の
厚い運転初期においても、又長期使用によって膜厚が小
になった場合のいずれにおいても、帯電ローラへの帯電
電圧を感光体の膜減りとは無関係に、中間膜減りとほぼ
対応する電圧レベル域の下限若しくは上限定電圧を用い
て、帯電ローラに定常的に固定電圧を印加させるもので
ある。

【００１６】即ち、前記したように画像形成により前記
ＯＰＣ感光体が摩耗し、膜減りが生じるにつれコンデン
サ容量Ｃ₁が増加するために、従来技術においてはこれ
に反比例して帯電電圧を上昇させて、言換えれば表面電
位を上昇させてＶＣ₁を一定に維持しようとする。

【００１７】そしてこの状態で環境変動が生じると、帯
電ローラ抵抗Ｖ_R1の抵抗値変化が生じ感光体に流れる電
流（充電電流）が変動し、言換えれば表面電位Ｖｄに変
動が生じＶＣ₁に変動が生じてしまう。そこで定電流制
御により前記環境変動に起因する感光体ＶＣ₁の変動を
抑制する事が前記従来技術で開示されているが、運転当
初の感光体膜厚が厚い状態から長期使用により膜厚が減
少した状態までの広い範囲に亙って電流若しくは電圧制
御を行いつつ、更に前記した環境変動に対応させて定電
流制御を行うことは前記した通り、回路構成のみなら
ず、その制御も煩雑化する。

【００１８】そこで本発明は帯電体に印加される帯電電
圧を図５及び図６に示すように、所定幅域内に制限する
事により前記欠点の解消を図っている。

【００１９】即ち本発明の作用を図５に基づいて説明す
るに、従来の技術では、感光体の帯電容量ＶＣ₁を一定
に維持するためには、図５（Ｂ）の破線で示すように、
膜減りによりＣ₁が減少しているのであるから帯電電圧
を反比例的に上昇させる必要がある。しかしながら本発
明においては、運転初期においてはその膜厚における従
来の帯電電圧を予め上昇させた上限定電圧を用いて、該
上限定電圧を所定厚の膜減りが生じるまで電圧制御させ
ることなく定常的に固定電圧を印加させるものである。
この結果、運転当初においてはＶＣ₁が小さくなるが、
逆に環境変動による帯電ローラ抵抗Ｖ_R1の抵抗値変化が
生じても相対的にこれを抑制することが出来る。又帯電
電圧を従来より大し、中間膜減りの下限制限レベルと同
等程度にすることにより、現像コントラスト及び現像濃
度が相対的に上昇し、後記する中間膜減りの帯電状態と
同様なコントラスト及び現像濃度を得ることが出来、両
者間のバラツキを抑える事が出来る。この場合前記上限
制限電圧は図６に示すように、環境条件により補正する
事により、一層緻密な制御が可能である。

【００２０】次に長期使用により、十分膜減りが生じて
いる場合は、逆にその膜厚における従来の帯電電圧を予
め下降させた下限定電圧を用いて、図５に示すように帯
電ローラに定常的に定電圧を印加させる。この結果、Ｖ
Ｃ₁は大きくなるが、図５（Ｂ）に示すように中間膜減
りの上限制限レベルと同等程度に表面電位が低くなるた
めに、中間膜減りの帯電状態と同様なコントラスト及び
現像濃度を得ることが出来、両者間のバラツキを抑える
事が出来るのみならず、背景電位に対しも十分な逆コン
トラストを得る事が出来、かぶり減少を防止出来る。こ
の場合も前記上限制限電圧は図６に示すように、環境条
件により補正する事により、一層緻密な制御が可能であ
る。尚、下限制限電圧レベルのみ環境条件により補正
し、上限制限電圧は固定電圧で構成してもよい。

【００２１】最後に前記下限定電圧レベルと上限定電圧
レベルの間に位置する中間膜減り状態では、本発明は特
に帯電電圧の調整により感光体に流れる電流の定電流制
御を行い、環境変動による帯電容量ＶＣ₁のバラツキの
抑制を図っている。

【００２２】この結果図５（Ｂ）、図６（Ｂ）に示すよ
うに、運転初期及び長期使用後のいずれの場合も、中間
膜減りにおける表面電位（帯電電圧）と対応する電圧レ
ベルに近づけ、一方中間膜減り段階では環境条件に応じ
て定電流制御を行い、表面電位を常に中心部の所定電圧
レベル域に近づけようとする事により前記従来技術の欠
点の解消を図っている。

【００２３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

【００２４】図２は本発明が適用される画像形成装置、
特にプリンタの感光体ドラム１周辺のプロセスユニット
の基本構成図を示し、ドラム回転方向（時計回り）に沿
ってＬＥＤユニット８、現像ユニット６０、転写ローラ
７、クリーニングブレード３、イレーサからなる除電手
段２、帯電ローラ４が配置され、周知の様に除電手段２
により除電後、帯電ローラ４により均一帯電された感光
体ドラム１上にＬＥＤユニット８により露光潜像が書込
まれ、該露光潜像を反転現像にて現像ユニット６０でト
ナー像が顕像化し、該トナー像を転写ローラ７にて記録
媒体１０に転写した後、クリーニングブレード３にて残
留トナーを除去する。そして前記クリーニングブレード
３にて除去された残留トナーは不図示のスクリューによ
り廃トナーボトル（不図示）に収容される。

【００２５】次に前記各プロセス手段について説明す
る。感光体ドラム１は直径が３０φで帯電極性が負極性
のＯＰＣドラム１（有機光導電体）を用い、矢印方向に
所定周速で回転可能に構成されている。そして前記感光
体ドラム１の感光体層１ａの膜厚（ＧＧＬ，ＣＴＬ等の
総厚さ）を２５μｍに設定している。

【００２６】ＬＥＤユニット８は公知の様に列状にＬＥ
Ｄ素子を配列したＬＥＤヘッドと集束レンズからなり、
画像情報に対応した露光潜像を感光体ドラム１上に書込
み可能に構成する。

【００２７】現像ユニット６０は、キャリアとトナーか
らなる複数成分現像剤が収納された現像容器６１と不図
示の固定磁石集成体が収納された現像ローラ６２からな
り、該ローラ６２に例えば−５０〜−４５０Ｖの直流現
像バイアス電源６５を接続して、低電界反転現像により
現像を行うように構成する。

【００２８】そして前記キャリアは、バインダ樹脂中に
磁性体が均一分散されてなるキャリア母粒子の表面に導
電性微粒子が固定されて構成されたものを用い、その磁
力は、５ｋＯｅ（エールステッド）の磁場での最大磁化
が５５〜８０ｅｍｕ／ｇ、キャリアの平均中心粒度は３
５μｍで特に３５μｍ以下の粒子を１５ｗｔ％以上含む
粒径分布の現像剤を用いる。

【００２９】又トナーは通常の高抵抗若しくは絶縁性ト
ナーが用いられ、例えば、バインダー樹脂、着色剤、電
荷制御剤、オフセット防止剤などに、磁性体を添加して
その平均中心粒度は５〜１５μｍ前後の磁性トナーとし
て構成し上記のキャリアとトナーと適正混合比を例えば
８５〜９０：１５〜１０重量％に設定する。

【００３０】転写ローラ７は、抵抗率が１０⁵Ω・ｃｍ
以下の導電性弾性ローラ、具体的にはウレタンゴムロー
ラを用い、転写バイアス７０を感光体１ａの表面電位及
びトナー像電荷の極性と逆極性の＋２５０Ｖに設定す
る。

【００３１】一方、クリーニングブレード３は、先端が
断面楔状の板状のポリウレタンエラストマー材を不図示
の支持部材に取付けて、その先端角部が感光体ドラム１
にほぼ線接触にて当接するように配設する。

【００３２】帯電ローラ４は感光体ドラム１と同期して
従動回転しながら６φのステンレス製中実シャフトから
なる芯金周囲に、導電成分を添加したポリウレタンゴム
を成型し、表面を研磨して１２φのローラ状に整形した
もので、表面にナイロン樹脂コーティングを実施して形
成される。尚、必要に応じて前記帯電ローラ４のゴム層
の表面層を硬化処理をしてもよい。

【００３３】そして前記芯金には帯電バイアス制御回路
が接続されており、又前記帯電ローラ４の背面側にはク
リーニングローラ５が接触配置されている。

【００３４】クリーニングローラ５には、芯金の表面に
ゴム層を被覆した後、その表面に化学繊維材からなる紐
状体、好ましくは太径の毛糸状化学繊維若しくは表面に
長繊維が植毛された紐状体を、中央位置より左右に周回
方向を異ならせてスパイラル状に巻回し、前記クリーニ
ングローラ５の回転により、該ローラ５に付着した付着
物が中央側より軸端側に向け移動可能に形成している。

【００３５】図１は前記帯電バイアス制御回路の回路構
成図を示し、その構成を簡単に説明するに、２０は一次
巻線Ｌ_I、二次巻線Ｌｏ，Ｌｓからなる高圧トランス
で、一次巻線Ｌ_Iの一端側に所定の直流電圧電源Ｖｉ、
他端側にコレクタ側が接地されたトランジスタＱ１のエ
ミッタ側が接続されている。

【００３６】３０はＰＷＭ制御回路で、三角波生成回路
３１と、該生成回路３１よりの三角波が＋入力端に導入
されているオペアンプ３２からなり、該オペアンプ３２
の出力側をトランジスタＱ１のベース側に接続してい
る。そして二次巻線Ｌｏ側には、二次巻線側電圧Ｖｏを
平滑化しながら定電流制御を行う定電流回路２５が形成
され、該定電流回路２５を介して二次巻線側電圧が負荷
（ローラ）に印加されるように構成する。そして該回路
は巻線Ｌｏの＋端子側に、二次側整流ダイオードＤ₁、
抵抗Ｒ₁を介して帯電ローラ４と感光体ドラム１の負荷
が接続され、又前記抵抗の両端子間に２つのコンデンサ
Ｃ₁，Ｃ₂が並列接続され、巻線Ｌｏの−端子側に接続さ
れている。又前記−端子側と接地電位間に電流電圧（Ｉ
／Ｖ）変換抵抗I/Vが接続されている。

【００３７】そして前記変換抵抗I/Vより取り出した帯
電電流と対応する検知電圧が制限抵抗Ｒ₃を介して反転
回路３４の＋端子側とともに、ダイオードＤ₂を介して
下限リミッタ３５の出力端子に、夫々印加されている。
反転回路３４は前記検知電圧を反転して得られるフィー
ドバック電圧をオペアンプ３２の−端子側に印加する事
により＋端子側より印加される三角波をスライスして、
該スライスレベルに対応したパルス幅を有するＯＮ／Ｏ
ＦＦ信号をトランジスタＱ₁のベース側に印加させる。

【００３８】反転回路３４の−端子側には必要に応じて
基準電圧設定回路３４１を接続し、検知電圧と前記回路
３４１により設定される基準電圧との比較によって常に
一定電流を保つ定電流回路を構成する。

【００３９】一方二次巻線Ｌｓ側には、ダイオードＤ₃
とコンデンサＣ₃からなり、巻線Ｌｓ電圧を平滑化させ
て検知電圧を生成する為の回路２７が構成されており、
該回路２７により巻線Ｌｓに比例した検知電圧が上限リ
ミッタ３６と下限リミッタ３５の夫々の＋入力端子側に
印加される。そして上限リミッタ３６と下限リミッタ３
５の夫々の−入力端子側には、夫々基準電圧設定回路３
５１、３６１が接続されている。

【００４０】次に前記回路の動作を図３に示す電圧波形
図に基づいて説明する。本回路はＰＷＭ制御によるフラ
イバック方式である為に、前記ＰＭＷ制御回路３０を構
成するオペアンプ３２内では三角波と反転回路３４若し
くは上限リミッタ３６どちらか高い方の出力電圧により
比較（スライス）されてそのスライス幅に対応するＯＮ
／ＯＦＦパルスがトランジスタＱ₁のベース側に印加さ
れる。そして前記オペアンプ３２よりのＯＮ／ＯＦＦパ
ルス信号に基づいてトランジスタＱ₁Ｑ１のエミッタ／
コレクタ間がＯＮすると、巻線１次側Ｌ_Iに｛（１／
２）Ｌ_I・ｉ²｝（Ｌ_I：巻線インダクタンス・ｉ²：一次
平均電流）のエネルギーが蓄積され、そしてトランジス
タＱ₁がＯＦＦの際に二次側整流ダイオードＤ₁を介して
エネルギーが放出され、言換えればトランジスタＱ₁の
エミッタ／接地間に逆起電圧Ｖｐが発生し、トランス２
０の二次側巻線であるＬｏ、Ｌｓ間に巻線に比例した電
圧Ｖｏ，Ｖｓが発生する。

【００４１】この際、Ｌ_Iは固定インダクタンスである
から、一次側巻線の電流ｉ_maxが可変されるすることに
より一次側出力Ｖｐが可変する。 Ｖｐ＝（ｉ_max）Ｌ_I＝｛（２・ｉ・Ｔ_on）／（Ｔ）｝Ｌ_I …１） Ｔ：パルス周期 Ｔ_on：パルスＯＮ幅 従ってパルスＯＮ幅Ｔ_onに比例してＶｐが増減すること
となる。又一次側出力Ｖｐと二次側側出力Ｖｏとの関係
は Ｖｐ＝Ｖｉ＋（ｎ₁／ｎ₂）Ｖｏ …２） Ｖｉ：入力電圧 ｎ₁：一次側巻線Ｌ_I数 ｎ₂：二次側巻線Ｌｏ数 である。

【００４２】従ってＶｏは（ｎ₁／ｎ₂）に比例して矩形
パルス状の交番電圧が形成されるが、前記二次側側出力
ＶｏはコンデンサＣ₁、Ｃ₂により平滑化され、ほぼピー
ク電圧に対応する直流電圧Ｖが前記ローラ（負荷）に印
加される。

【００４３】そして感光体ドラム１の膜厚が大きい運転
初期の状態では、感光体ドラム１に流れる充電電流が小
さい為に、これに対応して帯電ローラ４を含む帯電電流
が減少する。そして前記帯電電流は、変換抵抗I/Vによ
り該帯電電流に見合った検知電圧に変換され、該検知電
圧は、反転回路３４により反転された後、オペアンプ３
２に入力される。

【００４４】オペアンプ３２内では三角波をスライスす
るスライスレベルがフィードバック電圧の変動に対応し
て上下し、そして該変動に見合ってパルスＯＮ幅Ｔ_onが
変化するＯＮ／ＯＦＦ信号をトランジスタＱ₁のベース
側に印加する。そして、一次側出力ＶｐはパルスＯＮ幅
Ｔ_onに比例して増減する為に、前記帯電電流が減少する
と、パルスＯＮ幅Ｔ_onが減少し、これに対応して出力電
圧Ｖは帯電電流に比例して低下し又検知用二次側側電圧
Ｖｓもこれに対応して低下する。

【００４５】そして、前記検知用二次側側電圧Ｖｓが下
限基準電圧レベルＳｖ_L以下になると、分岐路３５２を
介して下限リミッタ３５と変換抵抗I/V間が並列接続さ
れ、これにより反転回路３４に印加される検知電圧が低
くなる方向に働き、この結果、二次出力側の下限制限電
圧Ｖ_Lは Ｖ_L§｛（１／Sv_L）＋（１／FB）｝＝｛（Sv_L＋FB）／S
v_L・FB｝と対応し一方検知電圧に対応する出力電圧Ｖ_FB
はFBと対応する。従ってＶ_LはＶ_FBに対し、（１＋（Sv_L
／FB））倍、電圧が押上げられる事になる。そして前記
負荷に出力される下限制限電圧Ｖ_LはFB電圧、即ち帯電
電流の変動に比例して変化するために、その下限制限電
圧Ｖ_Lは、環境変動にも対応させて調整することが出来
るために、一層精度よい調整が可能となる。

【００４６】又前記感光体ドラム１を所定量使用し、前
記検知用二次側側電圧Ｖｓが下限リミッタ３５の基準電
圧レベルＳｖ_L〜上限リミッタ３６の基準電圧レベルＳ
ｖ_Uの範囲内にある場合は次の様に制御が行われる。先
ず前記帯電電流の変動は、変換抵抗I/Vにより該変動電
流に見合った検知電圧に変換され、反転回路３４を介し
てオペアンプ３２に入力される。オペアンプ３２内では
三角波をスライスするスライスレベルがＦ／Ｂ電圧の変
動に対応して上下し、そして該変動に見合ってパルスＯ
Ｎ幅Ｔ_onが変化するＯＮ／ＯＦＦ信号をトランジスタＱ
₁のベース側に印加する。

【００４７】そして前記１）式及び２）式に示すよう
に、一次側出力Ｖｐと二次側側出力ＶｏはパルスＯＮ幅
Ｔ_onに比例して増減する為に、前記帯電電流が増大する
と、パルスＯＮ幅Ｔ_onが減少し、これに対応して二次側
側の平滑化された出力Ｖが下降する方向、言換えれば帯
電電流を抑制する方向に働くために、前記帯電電流の増
大を抑え、定電流が流れる。一方、前記帯電電流が減少
すると、逆にパルスＯＮ幅Ｔ_onが増大し二次側側出力Ｖ
が上昇する方向に働くために、前記帯電電流が増大する
方向に働き、これにより帯電電流の変動、言換えれば帯
電ローラの環境変動があってもこれに対応して負荷電圧
を調整しながら定電流が流れることとなる。

【００４８】そして長期使用により感光体ドラムの膜厚
が大きく膜減りしてくると、感光体ドラムに流れる帯電
電流が大きくなり、そして該帯電電流は、変換抵抗I/V
により該帯電電流に見合った検知電圧に変換され、該検
知電圧は反転回路３４により反転された後、オペアンプ
３２に入力され、該オペアンプ３２内で、前記帯電電流
の増大に反比例してパルスＯＮ幅Ｔ_onが減少し、これに
対応して出力電圧Ｖは帯電電流に比例して増大し又検知
用二次側側電圧Ｖｓもこれに対応して増大する。

【００４９】そして、前記検知用二次側側電圧Ｖｓが上
限リミッタ３６の基準電圧レベルＳｖ_U以上になると、
前記反転回路３４よりのフィードバック電圧FBとともに
基準電圧レベルＳｖ_Uがオペアンプ３２に入力され、二
次側巻線Ｌｏ側に三角波のスライスレベル（Ｓｖ_U＋F
B）に対応した上限制限電圧Ｖ_Uを得ることが出来る。そ
して前記上限制限電圧Ｖ_Uは検知電圧、即ち帯電電流の
変動に比例して微小に変化するために、その上限制限電
圧Ｖ_Uも、環境変動にも対応させて調整することが出来
るために、一層精度よい調整が可能となる。

【００５０】この場合反転回路３４の−端子側には必要
に応じて基準電圧設定回路３４１を接続することによ
り、検知電圧が前記回路３４１により設定される基準電
圧を越えた場合フィードバック電圧FBはオペアンプ３２
に入力されず上限リミッタ３６よりの上限制限電圧Ｖ_U
が前記オペアンプ３２の−端子側に印加され、固定的な
スライスレベルを生成する。

【００５１】

【効果】以上記載した如く本発明によれば、感光体の膜
減り若しくは環境変動のいずれの場合でも簡単な回路構
成で前記変動に起因する表面電位の変動を抑制し、長期
に亙って安定且つ高品質の帯電及び画像形成を行い得
る。等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる帯電ローラに印加され
る帯電電圧の制御回路である。

【図２】本発明に適用される画像形成装置の概略構成図

【図３】図１の回路における電圧レベルを示す波形図で
ある。

【図４】帯電ローラと感光体ドラムにおける帯電印加状
態を示す基本構成図（Ａ）とその等価回路（Ｂ）であ
る。

【図５】上限若しくは下限の夫々の制限手段によって得
られる上限若しくは下限帯電電圧レベルを固定させた帯
電電圧レベルと負荷変動の関係を示すグラフ図（Ａ）と
表面電位と環境変動を示すグラフ図（Ｂ）である。

【図６】上限若しくは下限の夫々の制限手段によって得
られる上限若しくは下限帯電電圧レベルを環境条件によ
って変動させた帯電電圧レベルと負荷変動の関係を示す
グラフ図（Ａ）と表面電位と環境変動を示すグラフ図
（Ｂ）である。

【符号の説明】 １ 感光体（感光体ドラム） １ａ 感光体 ４ 帯電体（帯電ローラ） ４３ 帯電バイアス電源

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 102 G03G 21/00 398

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体に接触配置した帯電体を含み、該
   帯電体に印加した直流帯電電圧を介して感光体上に均一
   帯電を行ないながら画像形成を行う画像形成装置におい
   て、 前記感光体にＯＰＣ感光体を用い、前記帯電体に印加さ
   れる直流帯電電圧を所定幅域内に制限する電圧上限制限
   手段及び電圧下限制限手段と、 前記所定幅域内で前記感光体を流れる帯電電流を検知
   し、該帯電電流の増減に比例した検知電圧を生成する手
   段と、 前記検知電圧が下限電圧レベル、または上限電圧レベル
   に達したときに予め設定された基準電圧に基づいて前記
   感光体に印加する前記帯電電圧の生成を行う基準帯電電
   圧生成手段と、 前記検知電圧が前記下限電圧レベルと上限電圧レベルと
   の間にあるときは、前記検知電圧に基づいて直流帯電電
   圧の調整を行いながら前記感光体に流れる電流の定電流
   制御を行う、定電流制御手段とを備え、 前記検知電圧に基づいて前記感光体への印加電圧を制御
   することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記下限電圧レベル及び上限電圧レベル
   を補正設定可能に構成したことを特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 感光体に接触配置した帯電体に印加した
   直流帯電電圧を介して感光体上に均一帯電を行なう画像
   形成装置の帯電方法において、 前記帯電体に印加される直流帯電電圧を検知帯電電圧と
   して検知し、 該検知帯電電圧が下限電圧レベル、または上限電圧レベ
   ルに達したときに予め設定された基準電圧に基づいて前
   記感光体に基準帯電電圧を印加し、 前記検知帯電電圧が前記下限電圧レベルと上限電圧レベ
   ルとの間にあるときは、前記検知帯電電圧に基づいて直
   流帯電電圧の調整を行いながら前記感光体に流れる電流
   の定電流制御を行い、 前記検知帯電電圧に基づいて前記感光体への印加電圧を
   制御することを特徴とする画像形成装置における帯電方
   法。
4. 【請求項４】 前記帯電電圧の下限電圧レベル若しくは
   上限電圧レベルを、環境変動に対応して補正する事を特
   徴とする請求項３記載の画像形成装置における帯電方
   法。