JP3330760B2 - 帯電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やファクシミ
リ，プリンタ等、電子写真方式で画像を形成する画像形
成装置に関し、特に、ドラムやベルト状の感光体を含む
被帯電体を、その被帯電体に接触または近接させた帯電
部材によって帯電する帯電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、オゾンに対する規制が厳しく、帯
電においてはオゾン発生量の多いスコロトロン方式に代
わって、ローラやブラシ，ブレードなどの帯電部材を被
帯電体に接触または近接させて帯電を行い、オゾン発生
量を減少させた帯電方法が提案さている。

【０００３】従来、上記帯電部材への印加は、一定の直
流電圧か、または直流電圧に交流電圧または交流電流を
重畳したものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】(第１の課題) ところが、一定の直流電圧を帯電部材に印加する方法で
は、雰囲気温度や湿度の影響を受け、帯電後の被帯電体
の表面電位が変わることがあった。その結果、画像形成
装置が出力する画像濃度が変動した。以下、被帯電体の
一例として、感光体を例に説明する。

【０００５】感光体表面の電位変動の許容範囲は、作画
される中間調濃度の変動によって決められる値で、次の
ように求めることができる。まず、電子写真方式の画像
形成装置で、作画面の少なくとも直径10mm以上の円内に
おける平均反射濃度が0.4以上0.9以下の範囲内である画
像を作画する。仮に、このときの平均反射濃度をＤ1と
する。発明者らは、種々ある反射濃度測定手段の一例と
してマクベス濃度計ＲＤ914を用いた。Ｄ1は、マクベス
濃度計ＲＤ914にて直径50mmの円内における反射濃度を
ランダムに30点測定した後、平均をとった値で、0.4以
上0.9以下の値である。反射濃度測定時には、被測定画
像の裏面に白紙を10枚重ね、紙裏からの光の散乱条件を
一定とした。

【０００６】次に、感光体の表面電位以外の作画条件は
一定に保ちながら感光体の表面電位のみを徐々に変化さ
せ作画する。感光体の表面電位が変化すると、画像濃度
も変化するが、濃度変化後の作画面における直径10mm以
上の円内の平均反射濃度が、元の平均反射濃度Ｄ1と比
較して0.07以上変化したときの感光体の表面電位の変動
量△Ｖo_thを求める。この△Ｖo_thが該画像形成装置に
おける感光体の表面電位変動の許容範囲である。ここで
反射濃度の変動0.07は、発明者らが目視評価を行った結
果、濃度変動を検知した閾値である。目視評価は、標準
光源のもと、公知の主観評価手法に従って被験者35人に
対して行い、公知の統計処理手法によって閾値を求め
た。

【０００７】上記濃度変化の閾値と、現在実用化されて
いる電子写真の現像特性とを比較検討した結果、感光体
の表面電位が35Ｖ以上変化すると濃度変化が検知され、
表面電位変化50Ｖ以上で顕著な濃度変化が認められた。
すなわち目視評価の結果、感光体の表面電位変動の許容
範囲△Ｖo_th＝35Ｖであった。

【０００８】発明者らが雰囲気温度や湿度による帯電特
性の変動原因を鋭意探求した結果、電源から帯電部材の
帯電領域に接する感光体表面までの抵抗値が影響してい
ることがわかった。ここで、帯電部材の帯電領域とは、
帯電部材の表面および帯電部材と感光体との間の空隙の
うち、感光体の帯電に関与する電荷の移動が行われる領
域である。

【０００９】以下、電源から帯電領域に接する感光体表
面までの抵抗値を帯電抵抗Ｒrと呼ぶ。帯電抵抗Ｒrは、
帯電部材の抵抗、および帯電領域における帯電部材表面
から感光体表面までの空気層の抵抗が支配的である。

【００１０】帯電部材の一例として、ウレタンなどの柔
軟な材料にカーボンや各種の導電性分子を分散させた構
成の帯電部材の場合を示す。図２は本発明の実施例に使
用される帯電部材としての帯電ローラの構成を示した図
である。２は帯電ローラで長さ29cm、直径φ６mmの芯金
の周囲に肉厚３mmの導電処理を施したウレタンをローラ
状に形成したものである。芯金の両端８mmずつはウレタ
ンが形成されていない。帯電ローラ２はウレタンが形成
されていない芯金の両端で保持される。また、芯金の一
端から電圧が印加される。

【００１１】また、本発明の実施例に使用される感光体
の概略図を図３に示す。図３において、１は感光体で、
長さ30cm、直径φ30mm、肉厚１mmのアルミ素管表面に膜
厚26μmの有機感光体を塗布したものである。また、有
機感光体の比誘電率ε＝3.0であった。

【００１２】帯電ローラ２の帯電抵抗Ｒrは、７℃湿度2
0％の雰囲気環境下で約10ＭΩであった。また、30℃湿
度80％の雰囲気環境下で約２ＭΩであった。すなわち、
雰囲気環境の変動により帯電抵抗Ｒrは８ＭΩ変動し
た。

【００１３】次に、帯電抵抗Ｒrの変動が、感光体の帯
電電位に及ぼす影響について調べた。説明のため、感光
体を０Ｖから作画時の最適表面電位Ｖo_optに帯電する
とき、帯電部材に印加した電圧をＶin_opt、帯電部材に
流れる電流をＩr_optとする。

【００１４】印加電圧Ｖin_optのうちＲr×Ｉr_optの電
圧が、帯電部材の抵抗成分および帯電領域での空気層の
抵抗成分で損失され、感光体の帯電に寄与しない。一定
電圧を印加する帯電方法では、予め帯電抵抗での電圧損
失分を補償した値を、最適な印加電圧とすればよい。

【００１５】ところが、雰囲気環境により帯電抵抗Ｒr
が△Ｒrだけ変動するとき、作画時の最適印加電圧は、
△Ｒr×Ｉr_optだけ変動する。この最適印加電圧の変動
が、一定電圧を印加する帯電方法においては、感光体表
面電位の誤差となる。帯電抵抗Ｒrの雰囲気環境による
変動が、上記△Ｖo_thを用いて、 ｜△Ｒr×Ｉr_opt｜≧△Ｖo_th ………………………………… (1) ただし、｜ ｜は絶対値記号 の条件に入るとき、画像濃度の変化が発生する。現在実
用化されている電子写真の特性から、△Ｖo_th＝35Ｖで
ある。

【００１６】実測では、感光体を所望の電位にするため
の電流は約５μA程度であった。したがって、帯電抵抗
Ｒrの変動分との積、８ＭΩ×５μA＝40Ｖが雰囲気環境
の温度や湿度によって変化した。

【００１７】従来の帯電装置におけるこの問題点を解決
することが本発明の第１の課題である。

【００１８】(第２の課題) 次に、感光体の帯電メカニズムから導き出せる下記の帯
電制御方法を試みた。非露光時の感光体は誘電体とみな
せるので、表面電位０Ｖの感光体を電位Ｖoまで帯電す
るときに帯電部材に流れる電流をＩrとするとき、 ｜Ｖo｜＝ｋ・｜Ｉr｜ …………………………………………… (2) ただし、｜ ｜は絶対値記号 なる比例関係が成り立つ。ここに、ｄを感光体の膜厚、
εを感光体の比誘電率、ε0を真空の誘電率、Ｌを感光
体の被帯電面の感光体軸方向の長さ、ｖpを感光体の移
動速度とすると係数ｋは、 ｋ＝ｄ／(ε0×ε×Ｌ×ｖp) …………………………………… (3) として予め与えられる。以下、ｋを帯電係数、また、感
光体帯電時に帯電部材に流れる電流を帯電電流と呼ぶこ
ともある。また感光体と帯電部材との帯電開始電圧をＶ
thとする。

【００１９】試作した制御装置は、作画工程に先立ち非
作画時に帯電部材に、絶対値がＶth以上で、極性が作画
工程における感光体の最適表面電位Ｖo_optと同じ電圧
Ｖin1を印加し、帯電部材に流れる電流値を測定する。
(式２)に従い、測定された電流値Ｉr1に係数ｋを乗じ、
感光体の表面電位Ｖo1を推定する。所望の表面電位Ｖo_
optを得るために帯電部材に印加する最適電圧の絶対値
Ｖin_optを(式４) Ｖin_opt＝｜Ｖo_opt｜＋｜Ｖin1｜−ｋ・｜Ｉr1｜ ……………… (4) ただし、｜ ｜は絶対値記号 で算出する。

【００２０】ところが、実際に(式４)で求められる電圧
Ｖin_optを加えたところ、感光体の表面電位は目標電位
と35Ｖ以上の誤差を生じ、実用化できなかった。以下、
実測値を示す。帯電部材として、図２の帯電ローラを用
いた。また、感光体の概略を図３に示す。図３において
感光体は、長さ30cm、直径φ30mm、肉厚１mmのアルミ素
管表面に膜厚26μmの有機感光体を塗布したものであ
る。また、有機感光体の比誘電率ε＝3.0であった。

【００２１】図５は感光体１の表面電位を測定する帯電
試験機の構成図で、１は感光体、２は帯電ローラ、３は
除電光、４は定電圧電源、11は電流測定手段、41は表面
電位測定プローブ、42は表面電位計である。表面電位計
42は表面電位測定プローブ41が測定した感光体１の表面
電位を表示する。

【００２２】感光体１の膜厚や誘電率などから(式３)で
求められた帯電係数ｋは、ｋ＝100(Ｖ／μA)。また非作
画時に仮の印加電圧Ｖin＝−900Ｖを印加したときの帯
電部材に流れ込む電流は2.6μAであった。したがって、
感光体を目標電位−450Ｖとするための最適印加電圧は
(式４)よりＶin_opt＝−1060Ｖと算出される。ところ
が、実際に帯電部材に−1060Ｖを印加すると感光体の表
面電位は−404Ｖとなった。すなわち目標電位−450Ｖと
35Ｖ以上のずれがあった。この原因は帯電抵抗Ｒrでの
電圧損失にあった。

【００２３】所望の電位を得るための帯電電流をＩr_op
tとすると、帯電時に、帯電抵抗でＲr×Ｉr_optだけの
電圧低下がある。帯電抵抗Ｒrと帯電電流Ｉr_optが、以
下の関係、 ｜Ｒr×Ｉr_opt｜≧△Ｖo_th …………………………………… (5) を満足するとき、画像濃度の変化が発生する。

【００２４】帯電抵抗Ｒrにおける電圧損失を防止する
には、帯電部材の抵抗値はできるだけ小さい方が望まし
い。ところが、感光体に接触または近接させる帯電部材
には、ある値以上の抵抗値が必要である。その理由は、
帯電部材が低抵抗であると、局所的に放電が集中し、異
常放電が生じ、均一帯電ができないからである。また長
期使用の過程で、感光体表面が傷つき、ピンホールと呼
ばれる感光体表面に導電層が露出する状態になるとき、
低抵抗の帯電部材ではピンホールに向かって異常放電が
生じ、均一帯電ができない。これら異常放電を防止する
ため、帯電部材は低抵抗にはできない。例えば、Ｂ４幅
の感光体を帯電させるための帯電部材の場合、帯電部材
の電圧印加端子から帯電領域に接する帯電部材表面まで
の抵抗値は１ＭΩ以上が望ましい。

【００２５】具体的に実測値を示すと、図３の感光体で
感光体表面電位を目標電位−450Ｖに帯電するのに必要
な電流は約4.5μA程度であった。一方、図２の帯電ロー
ラの場合、帯電抵抗は、芯金から帯電領域に接する感光
体表面まで約10ＭΩあった。したがって、4.5μA流れた
ときの帯電ローラの抵抗成分による電圧降下は45Ｖあ
る。この45Ｖは帯電に寄与せず、制御誤差となる。

【００２６】この問題点を解決することが本発明の第２
の課題である。

【００２７】(第３の課題) 画像形成装置の長期間の使用により感光体の膜は摩耗し
膜厚が変化する。その結果、感光体の帯電係数ｋが変化
する。感光体の摩耗の程度は、感光体の硬度によって異
なる。硬度の高いアモルファスシリコン感光体では感光
体の膜の摩耗は問題にならないほど小さい。他方、硬度
の低いセレン感光体や有機感光体などでは、長期使用で
感光体の膜厚の減少が生じる。感光体の摩耗は、感光体
に接触しているクリーニングブレード，紙および紙粉，
トナーおよびトナーに含有された添加剤などであり、そ
れらが複合的に作用して感光体の表面を削る。

【００２８】同じ印加電圧を帯電部材に与えるとき、初
期の感光体の帯電電位をＶo_opt、長期使用後の感光体
の帯電電位をＶo_runとすると、両者の電位差が△Ｖo_t
h以上、すなわち、 ｜Ｖo_opt−Ｖo_run｜≧△Ｖo_th ……………………………… (6) の条件に入るとき、中間調濃度の変動が発生する。

【００２９】以下に、発明者らが測定した長期使用後の
感光体の帯電特性を示す。実験には、図３に示した有機
感光体と、図２に示した帯電ローラをそれぞれ使用し
た。まず新品の感光体１(感光体の膜厚26μm)を図５の
帯電試験機に装着し、室温７℃湿度20％の恒温恒湿の環
境下に３日間放置し、十分環境に馴染ませた。その後、
除電光３を点灯しながら帯電ローラ２に−1100Ｖ印加し
たところ、感光体１の表面電位は−440Ｖ、帯電電流は
4.4μAであった。

【００３０】次に同じ感光体１を市販の電子写真方式の
画像形成装置(松下電送(株)製ファックス Panafax B6
6)に装着し、連続通紙ランニング試験10万枚を行った。
感光体に接触しているのは、クリーニングブレード，転
写ローラ，紙，トナーおよびトナーに含有された添加剤
などであり、それらが複合的に作用して感光体の表面膜
を摩耗させる。連続通紙試験する前の感光体１の膜厚は
26μmであったが、連続通紙試験10万枚後の膜厚は18μm
であった。

【００３１】膜厚18μmの感光体１を図５の帯電試験機
に装着し、室温７℃湿度20％の恒温恒湿の環境下に３日
間放置し、十分環境に馴染ませた。その後、除電光３を
点灯しながら帯電ローラ２に−1100Ｖ印加したところ、
感光体１の表面電位は−480Ｖ、帯電電流は6.9μAであ
った。新品の感光体表面電位との差40Ｖは、感光体の膜
厚の減少によるものである。

【００３２】この一定電圧を印加する従来の帯電装置の
問題点を解決するのが本発明の第３の課題である。

【００３３】(第４の課題) 理想的には、電源から帯電部材に印加された電流はすべ
て感光体の帯電に使われる。ところが発明者らが鋭意研
究を重ねたところ、帯電部材に流れる電流の一部に感光
体の帯電に寄与しない電流が存在することがあった。以
下、帯電に寄与しない電流をリーク電流と呼ぶ。リーク
電流は発生が不安定で、原因究明および対策が困難であ
る。また、帯電部材の雰囲気環境の温度と湿度によって
リーク電流は変化し、特に高温多湿の場合にリーク電流
は増加した。リーク電流の測定結果を以下に示す。

【００３４】図５に示した帯電試験機を５台用意し、そ
れぞれに図２の帯電ローラ２および図３の感光体１を組
み込み、室温20℃湿度50％の恒温恒湿の環境下に３日間
放置し、十分環境に馴染ませた。

【００３５】その後、除電光３を点灯せずに、絶対値が
帯電開始電圧Ｖth以上で、極性が作画工程における感光
体１の最適表面電位Ｖo_optと同じ電圧Ｖin＝−1100Ｖ
を印加して帯電を行った。帯電開始前の感光体１の表面
電位は０Ｖであった。

【００３６】感光体１が５周以上回転すると、感光体１
の表面電位は安定し一定値となった。ところが、５台の
うち１台の帯電試験機では、表面電位安定後も、帯電部
材には約0.4μAの電流が流れ続けた。この帯電試験機を
帯電試験機Ａと名付ける。明らかに、感光体１の表面電
位安定後に流れる電流0.4μAは帯電に寄与していないの
で、リーク電流である。残り４台の帯電試験機では、帯
電安定後、帯電部材に電流は流れなかった。

【００３７】次に上記５台の帯電装置を、室温33℃湿度
80％の恒温恒湿の環境下に３日間放置し、十分環境に馴
染ませた。その後、除電光３を点灯せずに電圧Ｖin＝−
1100Ｖを印加して帯電を行った。帯電開始前の感光体１
の表面電位は０Ｖであった。

【００３８】感光体１が５周以上回転すると、感光体１
の表面電位は安定し一定値となった。ところが、帯電試
験機Ａにおいて、表面電位安定後も、帯電部材には0.6
μAの電流が流れ続けた。この電流0.6μAは感光体１の
帯電に寄与していないので、リーク電流である。また、
別の１台の帯電試験機において、表面電位安定後、帯電
部材に約0.2μAの電流が流れ続けた。この0.2μAの電流
も、感光体１の帯電に寄与していないのでリーク電流で
ある。残り３台の帯電試験機では、帯電安定後、帯電部
材に電流は流れなかった。

【００３９】以上のように、リーク電流には個体差があ
り、同じ仕様で作られた帯電試験機にもかかわらず、発
生したり、しなかったりした。また、雰囲気温度と湿度
によってリーク電流の値が変化した。このリーク電流の
原因としては、(ア)電源の漏れ電流、(イ)電源から帯電
部材までの電流経路途中での漏れ電流、(ウ)帯電部材を
保持するホルダーからの漏れ電流、(エ)帯電部材から周
辺部材への放電、(オ)帯電部材の周辺空気の電離に使わ
れる電流など多くの原因があげられる。

【００４０】発明者らは、帯電試験機および画像形成装
置で、リーク電流の分析を精力的に試みたが、リーク電
流の発生は不安定で、装置の個体差により発生したり、
また、一旦リーク電流の発生した画像形成装置が、別の
日にはリーク電流の発生が全く検出されなかったりし
た。発明者らは種々の対策を試みたが、これらのリーク
電流の原因を特定し、効果的な対策を施すのは非常に困
難であった。

【００４１】本発明で、作画工程における印加電圧また
は印加電流を決定するのに用いられる電流に、リーク電
流が混在すると、帯電電流と表面電位の間の比例関係が
崩れ、決定される最適印加電圧に誤差が生じる。特に、
感光体の帯電係数ｋとリーク電流Ｉr_Lとの積(ｋ・Ｉr_
L)の絶対値が△Ｖo_th以上のとき、すなわち、 ｜ｋ・Ｉr_L｜≧△Ｖo_th ……………………………………… (7) の条件に入るとき、画像形成装置の出力画像に濃度むら
が発生する。ここに、発明者らの目視評価から、△Ｖo_
th＝35Ｖである。

【００４２】この問題点を解決することが本発明の第４
の課題である。

【００４３】本発明は、これらの問題点を解消し、感光
体を目標電位に帯電させる帯電装置を提供するものであ
る。

【００４４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の帯電装置は次のような構成を有するものであ
る。

【００４５】(1) 公知の駆動手段により速度ｖpで循環
移動する被帯電体と、前記被帯電体に接触または近接す
る帯電部材と、前記帯電部材に少なくとも２種類の電圧
を選択的に印加する電源と、前記被帯電体を除電する除
電手段と、前記帯電部材に流れる電流を測定する電流測
定手段と、前記電源および前記除電手段を制御する制御
手段とを備え、前記電流測定手段は、速度ｖpで循環移
動しかつ前記除電手段により除電された前記被帯電体の
表面に前記帯電部材の帯電領域が接触している状態で前
記帯電部材に前記電源が第１の電圧Ｖin1を印加したと
き発生する電流Ｉr1を測定し、続いて、前記状態で前記
帯電部材に第２の印加電圧Ｖin2を印加したとき発生す
る電流Ｉr2を測定し、さらに、速度ｖpで循環移動する
前記被帯電体上の１点が、前記除電手段からの除電作用
を受ける領域から、前記帯電部材の帯電領域まで移動す
るのに要する時間をＴjr、電流Ｉr2の測定終了時刻をＴ
2としたとき、前記帯電部材に第２の印加電圧Ｖin2を印
加した状態で、時刻(Ｔ2−Ｔjr)以降に前記除電手段に
よる除電を停止し、除電されている被帯電体面と除電さ
れていない被帯電体面との境界が、前記帯電部材の帯電
領域に接触するかまたは最近接する時刻をＴ3とする
と、時刻Ｔ3から前記被帯電体が１周するまでの間に、
前記帯電部材に流れる電流Ｉr3を測定し、前記制御手段
は、前記電流測定手段が測定した電流Ｉr1，Ｉr2および
Ｉr3に基づいて帯電抵抗の演算を行い作画工程における
前記被帯電体を所望電位にするための前記帯電部材に印
加する最適電圧Ｖin_optを決定し前記電源を制御するこ
とを特徴とするものである。

【００４６】(2) 公知の駆動手段により速度ｖpで循環
移動する被帯電体と、前記被帯電体に接触または近接す
る帯電部材と、前記帯電部材に少なくとも２種類の電圧
を選択的に印加する電源と、前記被帯電体を除電する除
電手段と、前記帯電部材に流れる電流を測定する電流測
定手段と、前記電源および前記除電手段を制御する制御
手段とを備え、前記電流測定手段は、速度ｖpで循環移
動しかつ前記除電手段により除電された前記被帯電体の
表面に前記帯電部材の帯電領域が接触している状態で前
記帯電部材に前記電源が第１の電圧Ｖin1を印加したと
き発生する電流Ｉr1を測定し、続いて、前記状態で前記
帯電部材に第２の印加電圧Ｖin2を印加したとき発生す
る電流Ｉr2を測定し、さらに、速度ｖpで循環移動する
前記被帯電体上の１点が、前記除電手段からの除電作用
を受ける領域から、前記帯電部材の帯電領域まで移動す
るのに要する時間をＴjr、電流Ｉr2の測定終了時刻をＴ
2としたとき、前記帯電部材に第２の印加電圧Ｖin2を印
加した状態で、時刻(Ｔ2−Ｔjr)以降に前記除電手段に
よる除電を停止し、除電されている被帯電体面と除電さ
れていない被帯電体面との境界が、前記帯電部材の帯電
領域に接触するかまたは最近接する時刻をＴ3とする
と、時刻Ｔ3から前記被帯電体が１周するまでの間に、
前記帯電部材に流れる電流Ｉr3、および時刻Ｔ3から前
記被帯電体が１周以上するときに前記帯電部材に流れる
電流Ｉr4を測定し、前記制御手段は、前記電流測定手段
が測定した電流Ｉr1，Ｉr2，Ｉr3およびＩr4に基づいて
帯電抵抗の演算を行い作画工程における前記被帯電体を
所望電位にするための前記帯電部材に印加する最適電圧
Ｖin_optを決定し前記電源を制御することを特徴とする
ものである。

【００４７】(3) 公知の駆動手段により速度ｖpで循環
移動する被帯電体と、前記被帯電体に接触または近接す
る帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する電源と、
前記被帯電体を除電する除電手段と、前記帯電部材に流
れる電流を測定する電流測定手段と、前記電源および前
記除電手段を制御する制御手段とを備え、前記電流測定
手段は、速度ｖpで循環移動しかつ前記除電手段により
除電された前記被帯電体の表面に前記帯電部材の帯電領
域が接触している状態で前記帯電部材に前記電源が第１
の電圧Ｖin1を印加したとき発生する電流Ｉr1を測定
し、さらに、速度ｖpで循環移動する前記被帯電体上の
１点が、前記除電手段からの除電作用を受ける領域か
ら、前記帯電部材の帯電領域まで移動するのに要する時
間をＴjr、電流Ｉr1の測定終了時刻をＴ2としたとき、
前記帯電部材に印加電圧Ｖin1を印加した状態で、時刻
(Ｔ2−Ｔjr)以降に前記除電手段による除電を停止し、
除電されている被帯電体面と除電されていない被帯電体
面との境界が、前記帯電部材の帯電領域に接触するかま
たは最近接する時刻をＴ3とすると、時刻Ｔ3から前記被
帯電体が１周するまでの間に、前記帯電部材に流れる電
流Ｉr3を測定し、前記制御手段は、前記電流測定手段が
測定した電流Ｉr1およびＩr3に基づいて帯電抵抗の演算
を行い作画工程における前記被帯電体を所望電位にする
ための前記帯電部材に印加する最適電圧Ｖin_optを決定
し前記電源を制御することを特徴とするものである。

【００４８】(4) 公知の駆動手段により速度ｖpで循環
移動する被帯電体と、前記被帯電体に接触または近接す
る帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する電源と、
前記被帯電体を除電する除電手段と、前記帯電部材に流
れる電流を測定する電流測定手段と、前記電源および前
記除電手段を制御する制御手段とを備え、前記電流測定
手段は、速度ｖpで循環移動しかつ前記除電手段により
除電された前記被帯電体の表面に前記帯電部材の帯電領
域が接触している状態で前記帯電部材に前記電源が第１
の電圧Ｖin1を印加したとき発生する電流Ｉr1を測定
し、さらに、速度ｖpで循環移動する前記被帯電体上の
１点が、前記除電手段からの除電作用を受ける領域か
ら、前記帯電部材の帯電領域まで移動するのに要する時
間をＴjr、電流Ｉr1の測定終了時刻をＴ2としたとき、
前記帯電部材に印加電圧Ｖin1を印加した状態で、時刻
(Ｔ2−Ｔjr)以降に前記除電手段による除電を停止し、
除電されている被帯電体面と除電されていない被帯電体
面との境界が、前記帯電部材の帯電領域に接触するかま
たは最近接する時刻をＴ3とすると、時刻Ｔ3から前記被
帯電体が１周するまでの間に、前記帯電部材に流れる電
流Ｉr3、および時刻Ｔ3から前記被帯電体が１周以上す
るときに前記帯電部材に流れる電流Ｉr4を測定し、記制
御手段は、前記電流測定手段が測定した電流Ｉr1，Ｉr3
およびＩr4に基づいて帯電抵抗の演算を行い作画工程に
おける前記被帯電体を所望電位にするための前記帯電部
材に印加する最適電圧Ｖin_optを決定し前記電源を制御
することを特徴とするものである。

【００４９】

【作用】本発明は前記した構成により、前記(第１の課
題)から(第４の課題)に対し、以下の作用を有する。

【００５０】(第１の課題)に対しては、前記(1)，(2)，
(3)および(4)の構成により、帯電抵抗を逐次測定し、補
正を加えながら帯電部材への最適な印加電圧を決定す
る。

【００５１】また、(第２の課題)に対しては、前記
(1)，(2)，(3)および(4)の構成により、帯電抵抗値を用
いて、補正を加えながら帯電部材への最適な印加電圧を
決定する。

【００５２】また、(第３の課題)に対しては、前記(1)
および(2)の構成により、感光体を含む被帯電体に流れ
る電流と、感光体電位を含む被帯電体の表面電位の比例
係数ｋを逐次測定しながら、帯電部材への最適な印加電
圧を決定する。

【００５３】また、(第４の課題)に対しては、前記(2)
および(4)の構成により、リーク電流分を補正しなが
ら、帯電部材への最適な印加電圧を決定する。

【００５４】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を詳細に説
明する。

【００５５】(第１の実施例) まず、図２は本発明の実施例に使用される帯電部材とし
ての帯電ローラの構成を示したものである。図２におい
て、２は帯電ローラで、長さ29cm、直径φ６mmの芯金の
周囲に導電処理を施した肉厚３mmのウレタンをローラ状
に形成したものである。芯金のうち両端８mmずつはウレ
タンを形成していない。帯電ローラ２は、ウレタンが形
成されていない芯金両端で保持され、芯金の一端から電
圧が印加される。

【００５６】図３は本発明の実施例に使用される被帯電
部材としての感光体１の構成を示したものである。長さ
30cm、ドラム径φ30mm、肉厚１mmのアルミ素管表面に膜
厚26μmの有機感光体を塗布したものである。

【００５７】非露光時の感光体は誘電体と見なせるの
で、表面電位０Ｖの感光体をＶoに帯電するとき、帯電
電位Ｖoは帯電部材に流れる電流Ｉrに比例する。以下、
帯電時に帯電部材に流れる電流を帯電電流と呼ぶことも
ある。

【００５８】図４は感光体の帯電特性を示す図である。
図４において、横軸は感光体に流れ込む電流Ｉrの絶対
値、縦軸は感光体の帯電電位Ｖoの絶対値である。図４
の傾きは電流Ｉrの絶対値と帯電電位Ｖoの絶対値との比
例係数で、比例係数ｋを帯電係数と名付ける。初期の表
面電位０Ｖの感光体を帯電する場合、帯電電流Ｉrの絶
対値をｋ倍すると、帯電電位Ｖoの絶対値となる。

【００５９】本実施例における帯電部材への印加電圧の
決定に先立ち、電源から、帯電部材が帯電領域に接する
感光体表面までの抵抗値を予め測定する。以下、図５を
参照しながら、帯電抵抗Ｒrの測定方法を説明する。

【００６０】図５は帯電試験機で、本実施例では、帯電
抵抗Ｒrの測定に使う。１は感光体、２は帯電ローラ、
３は除電光、４は定電圧の電源、11は電流測定手段、41
は表面電位測定プローブ、42は表面電位計である。表面
電位計42は表面電位測定プローブ41が測定した感光体１
の表面の電位を表示する。

【００６１】帯電ローラ２と感光体１との間の帯電開始
電圧をＶthとすると、絶対値がＶth以上で、極性が作画
工程における感光体１の最適表面電位Ｖo_optと同じ電
圧Ｖtestを、電源４から帯電ローラ２に印加する。この
とき、帯電ローラ２に流れる電流を電流測定手段11で測
定する。帯電抵抗Ｒrは次の手順で求められる。

【００６２】(ア) 感光体を矢印の方向に周速ｖpで回転
する。

【００６３】(イ) 帯電ローラ２へ電圧を印加しない状
態で感光体１を回転し、除電光３を点灯し、感光体の表
面電位を０Ｖにする。

【００６４】(ウ) 除電光３を点灯した状態で、帯電ロ
ーラ２に電圧Ｖtestを印加する。少なくとも感光体１を
３周以上回転した後、流れる電流Ｉr_test、および感光
体の表面電位Ｖo_t1を測定する。

【００６５】(エ) 除電光３を消灯した後、少なくとも
感光体１が３周以上回転したときの、感光体１の表面電
位Ｖo_t2を測定する。

【００６６】(オ) 帯電電流が流れるとき、帯電抵抗Ｒr
で電圧は低下する。そのため、除電しながら帯電すると
き、感光体１の表面電位の絶対値Ｖo_t1は、 Ｖo_t1＝｜Ｖtest｜−Ｖth−(Ｒr×｜Ｉr_test｜) …………… (8) となる。一方、除電せずに帯電する場合の感光体１の表
面電位の絶対値Ｖo_t2は、 Ｖo_t2＝｜Ｖtest｜−Ｖth ……………………………………… (9) である。したがって、帯電抵抗Ｒrは(式10) Ｒr＝｜Ｖo_t2−Ｖo_t1｜／｜Ｉr_test｜ …………………… (10) ただし、｜ ｜は絶対値記号 で求められる。

【００６７】実測では、Ｖtest＝−1100Ｖを帯電ローラ
２に印加した。除電光３を点灯した場合の感光体１の表
面電位Ｖo_t1は−436Ｖ、帯電電流Ｉr_t1は4.4μAであ
った。また、除電光３を消灯した場合、感光体１の表面
電位Ｖo_t2は−476Ｖであった。したがって、(式10)か
ら帯電抵抗Ｒrは9.1ＭΩと求められた。本実施例では、
このＲrを用いて、次のように帯電部材への印加電圧を
決定する。

【００６８】（第１参考例） 図１は本発明の実施例を説明するための第１参考例の画
像形成装置の概略構成を示したものである。本参考例の
画像形成装置は、感光体上に作像した後、紙に転写する
電子写真方式のものである。図１において、１はドラム
状の感光体で、図３に示した構成である。感光体１は図
示されていない駆動モータにより矢印方向に周速ｖp＝3
3mm／sで回転される。２は感光体に接触させた帯電部材
としての帯電ローラで、感光体１との摩擦力によって回
転する。

【００６９】35は像書き込み手段としてのレーザ光源
で、出射されたレーザ光はミラー36で反射されたのち感
光体１の表面に照射され、感光体１上に潜像を作る。31
は現像器で感光体１上の潜像をトナーにより顕像化す
る。32は転写手段としての転写ローラ、37は転写電源
で、転写ローラ32に対して＋２μAを印加するか、また
は電気的フロート状態にするかを選択できる機能を備え
ている。転写ローラ32は紙34に感光体１上のトナーを転
写する。転写時には＋２μAが転写電源37から転写ロー
ラ32に印加される。33はクリーニング・ブレードで感光
体１上に残留しているトナーを掻き落とす。３は除電手
段としての除電光であり、感光体１を照射して表面電位
を０Ｖにする。

【００７０】４は電源で、２種類以上の値の異なる直流
電圧を選択的に帯電ローラ２に印加する。本参考例で
は、Ｖin1＝−900ＶとＶin2＝−1100Ｖの２種類の直流
電圧を選択的に帯電ローラ２に印加する。さらに作画時
には−800Ｖから−1300Ｖの範囲の電圧を５Ｖステップ
で選択し、帯電ローラ２に印加する。

【００７１】11は電流測定手段で、電源４から帯電ロー
ラ２に流れる電流を測定する。10は制御手段であり、電
流測定手段11が測定した電流値を入力する機能と、入力
した値を記憶する機能と、入力および記憶された値に演
算を加える機能と、電源４および転写電源37を制御する
機能を備えている。以下に制御手段10の作用について、
図６を参照しながら説明する。

【００７２】図６は制御手段10の動作をタイミングチャ
ートで示したものである。横軸矢印方向に時間が経過す
る。上から感光体の回転、帯電ローラ２への印加電圧Ｖ
in、除電光３の点灯(on)または消灯(off)、帯電ローラ
２に流れる帯電電流の絶対値Ｉr、転写電源37が転写ロ
ーラ32に印加する電流、現像器31による現像位置での感
光体１の表面電位Ｖoをそれぞれ示している。そのまま
表示すると煩雑なので、図６の感光体表面電位Ｖoは、
移動する感光体１上の１点が帯電ローラ２の帯電領域か
ら現像器31の現像領域まで移動するのに要する時間Ｔrd
だけ進めて示した。また、帯電ローラ２が１回転するの
に要する時間をＴr、感光体１が１回転するのに要する
時間をＴpとする。時間ＴrおよびＴpは、帯電ローラ２
の直径，感光体１の直径，感光体１の周速ｖpから予め
求められる。

【００７３】図６において、作画工程に先立ち感光体１
が回転を開始する前から、転写電源37をフロート状態と
し、転写ローラ32が感光体１を帯電しない状態にする。
感光体１の回転が十分安定するだけの時間を経過した
後、時刻Ｔ1に帯電ローラ２に電圧Ｖin1を印加する。Ｖ
in1が印加された時刻Ｔ1から帯電ローラ２が１周するま
での間(時刻Ｔ1＋Ｔr)は電流値が不安定なので無視し、
帯電ローラ２が１周以上回転した後の電流値Ｉr1を測定
する。これが第１の測定である。

【００７４】第１の測定の後、帯電ローラ２に電圧Ｖin
2を印加する。このとき流れる電流のうちＶin2が印加さ
れた直後から帯電ローラ２が１周するまでの間(時間Ｔ
r)に帯電ローラ２に流れる電流は不安定なので無視し、
帯電ローラ２が１周以上回転した後の電流値Ｉr2を測定
する。これが第２の測定である。

【００７５】制御手段10は、測定値Ｉr1，Ｉr2および予
め測定された帯電抵抗Ｒrから、作画時に最適な印加電
圧の絶対値Ｖin_optを決定する。そして、絶対値がＶin
_optに最も近く、極性が作画工程における感光体１の最
適表面電位Ｖo_optと同じ電圧になるように電源４を制
御する。現像位置での感光体１の表面電位Ｖoが目標電
位になった時刻から現像が可能で、作画工程は開始す
る。作画工程に入り、制御手段10は転写電源37を制御し
て転写電圧を＋２μAとし、紙34への転写を行う。

【００７６】作画時の印加電圧Ｖin_optの決定方法を図
７で説明する。図７は制御手段10の動作をフローチャー
トで示したものであり、次の手順で最適印加電圧を決定
する。

【００７７】(a) 感光体が回転を開始した後、作画工程
に先立ち帯電ローラ２にＶin1を印加する。

【００７８】(b) 印加電圧Ｖin1に対応し、電源４から
帯電ローラ２に流れる電流Ｉr1を電流測定手段11が測定
し、測定された電流値を制御手段10が入力し記憶する。

【００７９】(c) 電源４を制御し、帯電ローラ２に対す
る印加電圧をＶin2にする。

【００８０】(d) 印加電圧Ｖin2に対応し、電源４から
帯電ローラ２に流れる電流Ｉr2を電流測定手段11が測定
し、測定された電流値を制御手段10が入力し記憶する。

【００８１】(e) 入力された測定電流から、感光体１の
帯電係数ｋと帯電抵抗Ｒrの和ｋ＋Ｒrを(式11)で推定す
る。

【００８２】 ｋ＋Ｒr＝｜Ｖin1−Ｖin2｜／｜Ｉr1−Ｉr2｜ ……………… (11) (f) 予め求められた帯電抵抗Ｒrと感光体１の目標電位
Ｖo_optから最適な帯電電流の絶対値Ｉr_optを(式12)で
求める。

【００８３】 Ｉr_opt＝｜Ｖo_opt｜／ｋ ＝｜Ｖo_opt｜／{｜Ｖin1−Ｖin2｜／｜Ｉr1−Ｉr2｜−Ｒr} …… (12) (g) 作画時の最適印加電圧の絶対値Ｖin_optは、 Ｖin_opt＝(ｋ＋Ｒr)×｜Ｉr_opt−Ｉr1｜＋｜Ｖin1｜ …… (13) または、 Ｖin_opt＝(ｋ＋Ｒr)×｜Ｉr_opt−Ｉr2｜＋｜Ｖin2｜ …… (14) で求める。

【００８４】以上の手順に基づき、印加電圧Ｖin1＝−9
00Ｖ、Ｖin2＝−1100Ｖにおける実測値を示す。除電光
３を点灯させながら新品の感光体(感光体の膜厚26μm)
を帯電するときに流れる電流値を実測すると、それぞれ
Ｖin1に対してはＩr1＝2.6μA、Ｖin2に対してはＩr2＝
4.4μAであった。ｋ＋Ｒrは電位の単位をＶ、電流の単
位をμAとすると、(式11)から、111.1(Ｖ／μA)であっ
た。他方、予め測定された帯電抵抗Ｒrは9.1ＭΩであ
り、したがって帯電係数ｋの値はｋ＝102.1(Ｖ／μA)で
あった。

【００８５】感光体１の作画時の目標電位を−450Ｖと
すると、最適な電流値は(式12)から4.4μA、最適な印加
電圧の絶対値は(式13)から1101Ｖであった。電源４の出
力電圧は５Ｖステップなので、絶対値が1101Ｖに最も近
く、かつ極性が作画工程における感光体１の最適表面電
位Ｖo_optと同じ電圧−1100Ｖを実際に帯電ローラ２に
印加して検証を行った。その結果、感光体１の表面電位
は−440Ｖで、目標値に近い値が得られた。

【００８６】次に10万枚ランニングした後に膜厚が18μ
mとなった感光体を、同じく印加電圧Ｖin1＝−900Ｖと
Ｖin2＝−1100Ｖで帯電したときの実測値を示す。除電
光３を点灯させながら帯電するときに流れる電流値を実
測すると、それぞれＩr1＝4.4μA、Ｉr2＝6.9μAであっ
た。膜厚18μmのときの帯電係数をｋ′とすると、ｋ′
＋Ｒrは(式11)から80.0(Ｖ／μA)となった。帯電抵抗Ｒ
rは9.1ＭΩなので、帯電係数ｋ′＝71.0(Ｖ／μA)であ
った。

【００８７】感光体１の目標電位を−450Ｖとすると、
帯電ローラ２に対する最適な電流値は(式12)から6.3μ
A、また帯電ローラ２に対する最適な印加電圧の絶対値
は1055Ｖであった。実際に極性を作画工程における感光
体の最適表面電位と同じ電圧−1055Ｖを帯電ローラ２に
印加すると感光体の表面電位は−438Ｖとなり、目標電
位と近い値が得られた。

【００８８】以上のように本参考例によれば、感光体の
膜厚の変化に影響されずに感光体表面電位を目標値に設
定することができた。

【００８９】(比較例１) 比較として、第１参考例で帯電抵抗Ｒrを考慮しない場
合を試みた。この場合、Ｒr＝０とみなし、(式11)のｋ
＋Ｒrのところをｋとおく。新品の感光体(感光体の膜厚
26μm)の場合、電位の単位をＶ、電流の単位をμAとす
ると、Ｒr＝０の仮定より、(ｋ＋Ｒr)＝ｋ＝111.1(Ｖ／
μA)であった。印加電圧Ｖin1＝−900Ｖ、帯電電流Ｉr1
＝2.6μAを(式４)に代入すると、目標電位−450Ｖに対
する最適な印加電圧の絶対値は、Ｖin_opt″＝1061Ｖと
算出された。ところが実際に、−1061Ｖを帯電ローラ２
に印加したときの感光体１の表面電位は−403Ｖとな
り、目標値−450Ｖから47Ｖずれた。

【００９０】次に10万枚ランニングした後で感光体の膜
厚が18μmとなった感光体を帯電する場合、ｋ＝80.0、
Ｖin1＝−900Ｖ、Ｉr1＝4.4μAを(式４)に代入すると、
目標電位−450Ｖに対する最適な印加電圧の絶対値は、
Ｖin_opt″＝996Ｖであった。ところが実際に、−996Ｖ
を帯電ローラ２に印加したときの感光体１の表面電位は
−387Ｖとなり、目標値−450Ｖから63Ｖずれた。

【００９１】いずれの場合も目標電位からのズレ量が大
きく、実用化できなかった。

【００９２】(第２参考例) 感光体の膜厚が減少しない場合は、電流値の測定は１回
でよい。ここで、感光体の膜厚が減少しない場合とは、
硬度の高い感光体膜を使う場合、または感光体の表面に
硬度の高いコーティングを施す場合、または感光体の寿
命が短く、膜厚の減少を生じる前に感光体を交換するこ
とが仕様上決定している場合などである。

【００９３】非露光時の感光体は誘電体と見なせるの
で、表面電位０Ｖの感光体をＶoに帯電するとき、図４
に示すように感光体に流れる電流Ｉrは帯電電位Ｖoに比
例する。図４は感光体の帯電特性を示す図であり、横軸
は感光体に流れ込む電流の絶対値、縦軸は感光体の帯電
電位の絶対値である。直線の傾きｋは電流Ｉrと帯電電
位Ｖoの比例係数である。以下、比例係数ｋを帯電係数
と呼ぶ。初期の表面電位０Ｖの感光体を帯電する場合、
帯電電流Ｉrをｋ倍すると帯電電位Ｖoとなる。帯電係数
ｋを求める実験を図５を参照しながら説明する。

【００９４】図５は帯電試験機で、本参考例では感光体
１の帯電係数ｋの測定に使う。１は感光体、２は帯電ロ
ーラ、３は除電光、４は定電圧電源、11は電流測定手
段、41は表面電位測定プローブ、42は表面電位計であ
る。表面電位計42は表面電位測定プローブ41が測定した
感光体１表面の電位を表示する。

【００９５】帯電ローラ２と感光体１との間の帯電開始
電圧をＶthとすると、電源４が、絶対値がＶth以上で極
性が作画工程における感光体１の最適表面電位と同じ電
圧Ｖt3を帯電ローラ２に印加する。このとき、電源４か
ら帯電ローラ２に流れる電流を電流測定手段11で測定す
る。感光体１の係数ｋは次の手順で求められる。

【００９６】(A) 感光体１を矢印の方向に周速ｖpで回
転させながら除電光３を点灯し、帯電前の感光体１の表
面電位を０Ｖにする。その後、除電光３を点灯した状態
で、帯電ローラ２に帯電開始電圧Ｖth以上の電圧Ｖt3を
印加し、少なくとも感光体１が３周以上回転した後に、
帯電ローラ２に流れる電流Ｉr_t3、および感光体１の表
面電位Ｖo_t3を測定する。

【００９７】(B) 感光体１の帯電係数ｋは、(式15)で求
められる。

【００９８】 ｋ＝｜Ｖo_t3／Ｉr_t3｜ ……………………………………… (15) ただし、｜ ｜は絶対値記号 実測では、帯電ローラ２にＶt3＝−1100Ｖを印加したと
きの帯電電流Ｉr_t1は4.4μA、このときの感光体１の表
面電位Ｖo_t3は−436Ｖであったので、感光体１の帯電
係数ｋは、ｋ＝99.1(Ｖ／μA)と求められた。

【００９９】また第１参考例と同様に、本参考例におい
ては、作画時の電位制御に先立ち帯電抵抗Ｒrを予め測
定する。測定の方法は第１参考例と同じなので、ここで
は省略する。第１参考例と同じ帯電ローラを使うので、
帯電抵抗Ｒrは第１参考例と同様に9.1ＭΩである。

【０１００】本参考例では、上記のようにして求めたｋ
とＲrを用いて、以下の手順で帯電部材への印加電圧を
決定する。本参考例の画像形成装置の構成としては第１
参考例と同様、図１に示した構成のものが使用できる。
第１参考例と異なるのは制御手段10の作用である。

【０１０１】制御手段10の作用について図８を参照しな
がら説明する。図８は作画工程に先立ち行われる帯電電
流の測定を示したタイミングチャートである。横軸矢印
方向に時間が経過する。また、上から感光体の回転、帯
電ローラ２への印加電圧Ｖin、除電光３の点灯(on)また
は消灯(off)、帯電ローラ２に流れる帯電電流の絶対値
Ｉr、転写電源37が転写ローラ32に印加する電流、現像
器31による現像位置での感光体１の表面電位Ｖoをそれ
ぞれ示している。そのまま表示すると煩雑なので、図８
の感光体表面電位Ｖoは、移動する感光体１上の１点が
帯電ローラ２の帯電領域から現像器31の現像領域まで移
動するのに要する時間Ｔrdだけ進めて示した。また、帯
電ローラ２が１回転するのに要する時間をＴr、感光体
１が１回転するのに要する時間をＴpとする。時間Ｔr，
Ｔpは、帯電ローラ２の直径，感光体１の直径および周
速ｖpから予め求められる。

【０１０２】図８において、作画工程に先立ち感光体１
が回転を開始する前から、転写電源37をフロート状態と
し、転写ローラ32が感光体１を帯電しない状態にする。
感光体１の回転が十分安定するだけの時間を経過した
後、時刻Ｔ1に帯電ローラ２へ電圧Ｖin1を印加する。こ
のとき流れる電流のうち、Ｖin1が印加された時刻Ｔ1か
ら帯電ローラ２が１周するまでの間(時刻Ｔ1＋Ｔr)は電
流値が不安定なので無視し、帯電ローラ２が１周以上回
転した後の電流値Ｉr1を測定する。

【０１０３】制御手段10は、測定値Ｉr1および予め測定
された帯電抵抗Ｒrから作画時の最適な印加電圧の絶対
値Ｖin_optを決定する。次に、絶対値がＶin_optに最も
近く、極性が作画工程における感光体１の最適表面電位
と同じ電圧になるように電源４を制御する。現像位置で
の感光体１の表面電位Ｖoが目標電位になった時刻から
作画工程は開始する。作画工程に入り、制御手段10は転
写電源37を制御して転写電圧を＋２μAとし、紙34への
転写を行う。

【０１０４】作画時の印加電圧Ｖin_optの決定方法を図
９で説明する。図９は制御手段10の動作を示したフロー
チャートで、次の手順で作画時の印加電圧を決定する。

【０１０５】(a) 感光体が回転した後、作画工程に先立
ち電源４を制御し、帯電ローラ２にＶin1を印加する。

【０１０６】(b) 印加電圧Ｖin1に対応して電源４から
帯電ローラ２に流れる電流Ｉr1を電流測定手段11が測定
し、測定された電流値を制御手段10が入力する。

【０１０７】(c) 印加電圧Ｖin1と入力された測定電流
Ｉr1および予め測定された感光体１の帯電係数ｋから感
光体１を目標電位Ｖo_optにするための最適電流の絶対
値Ｉr_optを(式16)で推定する。

【０１０８】 Ｉr_opt＝｜Ｖo_opt｜／ｋ …………………………………… (16) (d) 予め求められた帯電抵抗Ｒrから最適な印加電圧の
絶対値Ｖin_optを、 Ｖin_opt＝(ｋ＋Ｒr)×(Ｉr_opt−Ｉr1)＋｜Ｖin1｜ ……… (17) で求める。

【０１０９】以上の手順に基づき、除電光３を点灯させ
ながら、印加電圧Ｖin1＝−900Ｖで新品の感光体(感光
体の膜厚26μm)を帯電するときに流れる電流値を実測す
ると、Ｉr1＝2.6μAであった。一方、予め求めた帯電抵
抗はＲr＝9.1ＭΩ、帯電係数はｋ＝99.1(Ｖ／μA)であ
った。感光体１の作画時の目標電位を−450Ｖとする
と、最適な電流値Ｉr_optを(式16)から4.5μA、最適な
印加電圧の絶対値Ｖin_optは(式17)から1106Ｖであっ
た。

【０１１０】電源４の出力電圧は５Ｖステップなので、
絶対値が1106Ｖに最も近く極性が感光体の光導電性と同
じ電圧−1105Ｖを実際に帯電ローラ２に印加すると、感
光体１の表面電位は−445Ｖとなり目標値に近い値が得
られた。

【０１１１】以上のように本参考例によれば、感光体の
表面電位を目標値に設定できた。

【０１１２】(比較例２) 比較として、第２参考例で帯電抵抗Ｒrを考慮しない場
合を試みる。新品の感光体(感光体の膜厚26μm)を帯電
するとき、(式４)から印加電圧Ｖin1＝−900Ｖ、帯電電
流Ｉr1＝2.6μA、感光体目標電位−450Ｖに対する最適
な印加電圧の絶対値Ｖin_opt″＝1092Ｖとなった。とこ
ろが実際にＶin＝−1092Ｖを帯電ローラ２に印加する
と、感光体１の表面電位は−430Ｖとなった。目標値か
ら20Ｖズレた値で、制御後の精度は本参考例より劣っ
た。

【０１１３】また、帯電部材の抵抗値が雰囲気環境や経
時変化によって変わる場合は、帯電抵抗Ｒrを一定と仮
定できない。したがって、作画時の帯電抵抗Ｒrを逐次
求める必要がある。実際に吸湿性の高いウレタンの帯電
ローラの場合、高湿度環境下では抵抗値が著しく低下す
る傾向が見られる。

【０１１４】以下、本発明の第１の実施例の帯電装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。帯電部材として
図２の帯電ローラを、また感光体は図３に示す構成のも
のをそれぞれ用いる。図10は本発明の第１の実施例の画
像形成装置の概略構成を示したものである。なお、図１
と同一名称のものには同一符号を付してある。本実施例
の画像形成装置も、感光体上に作像した後、紙に転写す
る電子写真方式である。

【０１１５】図10において、１は感光体で、図示しない
駆動モータにより矢印方向に周速ｖp＝33mm／秒で回転
される。２は感光体に接触させた帯電部材としての帯電
ローラで、感光体１との摩擦力によって回転する。35は
像書き込み手段としてのレーザ光源で、出射されたレー
ザ光はミラー36で反射されたのち感光体１表面に照射さ
れ、感光体１上に潜像を作る。31は現像器で、感光体１
上の潜像をトナーにより顕像化する。32は転写手段とし
ての転写ローラ、37は転写電源で、転写ローラ32に対し
て＋２μAを印加するか、または電気的フロート状態に
するかを選択できる機能を備えている。転写ローラ32は
紙34に感光体１上のトナーを転写するが、転写時には＋
２μAが転写電源37から転写ローラ32に印加される。33
はクリーニング・ブレードで感光体１上に残留している
トナーを掻き落とす。３は除電手段としての除電光、５
は除電光３の除電電源で制御手段10からの指令により除
電光３の点灯と消灯を制御する機能を備えている。除電
光３は点灯時に感光体１を照射し、表面電位を０Ｖにす
る。

【０１１６】４は電源で、２種類以上の値の異なる直流
電圧を選択的に帯電ローラ２に印加する。本実施例では
Ｖin1＝−900ＶとＶin2＝−1100Ｖの２種類の直流電圧
を制御手段10からの指令により選択的に帯電ローラ２に
印加する機能を有し、さらに作画時には−800Ｖから−1
300Ｖの範囲の電圧を５Ｖステップで選択し、帯電ロー
ラ２に印加する。

【０１１７】11は電流測定手段で、電源４から帯電ロー
ラ２に流れる電流を測定する。制御手段10は、電流測定
手段11が測定した電流値を入力する機能と、入力した値
を記憶する機能と、入力および記憶された値に演算を加
える機能と、電源４および除電電源５および転写電源37
を制御する機能を備えている。

【０１１８】制御手段10の動作について、図11を参照し
ながら説明する。図11は制御手段の動作をタイミングチ
ャートで示したものであり、横軸矢印方向に時間が経過
する。また、上から感光体の回転、帯電ローラ２への印
加電圧Ｖin、除電光３の点灯(on)または消灯(off)、帯
電ローラ２に流れる帯電電流の絶対値Ｉr、転写電源37
が転写ローラ32に印加する電流、現像器31による現像位
置での感光体１の表面電位Ｖoをそれぞれ示している。
そのまま表示すると煩雑なので、図11の感光体表面電位
Ｖoは、移動する感光体１上の１点が帯電ローラ２の帯
電領域から現像機31の現像領域まで移動するのに要する
時間Ｔrdだけ進めて示した。また、帯電ローラ２が１回
転するのに要する時間をＴr、感光体１が１回転するの
に要する時間をＴpとする。時間Ｔr，Ｔpは、帯電ロー
ラ２の直径，感光体１の直径および周速ｖpから予め求
められる。

【０１１９】図11において、作画工程に先立ち感光体１
が回転を開始する前から、転写電源37をフロート状態と
し、転写ローラ32が感光体１を帯電しない状態にする。
感光体１の回転が十分安定するだけの時間を経過した
後、時刻Ｔ1に帯電ローラ２へ電圧Ｖin1を印加する。Ｖ
in1が印加された時刻Ｔ1から帯電ローラ２が１周するま
での間(時刻Ｔ1＋Ｔr)は電流値が不安定なので無視し、
帯電ローラ２が１周以上した後の電流値Ｉr1を測定す
る。これが第１の測定である。

【０１２０】Ｉr1の測定の後、電源４の印加電圧をＶin
2に変える。Ｖin2が印加された直後から帯電ローラ２が
１周するまでの間(時間Ｔr)に帯電ローラ２に流れる電
流は不安定なので無視し、帯電ローラ２が１周以上した
後の電流値Ｉr2を測定する。これが第２の測定である。

【０１２１】次に、Ｉr2の測定終了時刻をＴ2とし、ま
た、移動する感光体１上の１点が除電光３の作用領域か
ら帯電ローラ２の帯電領域まで移動するのに要する時間
をＴjrとすると、時刻(Ｔ2−Ｔjr)以降に除電光３を消
灯する。

【０１２２】本実施例では、Ｉr2の測定の後、電源４の
印加電圧はＶin2のまま、除電光３を消灯する。除電光
３の消灯後、除電されていた感光体面と除電されていな
い感光体面との境界が前記帯電部材に接触した時刻をＴ
3とする。時刻Ｔ3は感光体１の周速ｖpと除電光３と帯
電ローラ２の位置関係から予め求められる。時刻Ｔ3か
ら(Ｔ3＋Ｔp)までの間に前記帯電部材に流れる電流Ｉr3
を測定する。

【０１２３】制御手段10は、測定値Ｉr1、Ｉr2およびＩ
r3から帯電抵抗Ｒrを求め、作画時の最適な印加電圧の
絶対値Ｖin_optを決定する。次に、絶対値がＶin_optに
最も近く、極性が作画工程における感光体１の最適表面
電位と同じ電圧になるように電源４を制御する。現像位
置での感光体１の表面電位Ｖoが目標電位になった時刻
から作画工程は開始する。作画工程に入り、制御手段10
は転写電源37を制御して転写電圧を＋２μAとし、紙34
への転写を行う。

【０１２４】作画時の印加電圧Ｖin_optの決定方法を図
12で説明する。図12は制御手段10の動作手順を示したフ
ローチャートで、次の動作を行う。

【０１２５】(a) 感光体１が回転を開始した後、作画工
程に先立ち電源４を制御し帯電ローラ２にＶin1を印加
する。また除電光３を点灯する。

【０１２６】(b) 印加電圧Ｖin1に対応して電源４から
帯電ローラ２に流れる電流Ｉr1を電流測定手段11が測定
し、測定された電流値を制御手段10が入力し記憶する。

【０１２７】(c) 電源４を制御し帯電ローラ２に対する
印加電圧をＶin2にする。

【０１２８】(d) 印加電圧Ｖin2に対応して電源４から
帯電ローラ２に流れる電流Ｉr2を電流測定手段11が測定
し、測定された電流値を制御手段10が入力し記憶する。

【０１２９】(e) 印加電圧はＶin2のままで除電光３を
消灯する。

【０１３０】(f) 時刻Ｔ3から時刻Ｔ3＋Ｔpまでの間に
前記帯電部材に流れる電流Ｉr3を電流測定手段11が測定
し、制御手段10が入力し記憶する。

【０１３１】(g) 帯電抵抗Ｒrは次の手順で求められ
る。

【０１３２】まず、帯電抵抗Ｒrの導出方法を図５を参
照しながら説明する。図５は帯電試験機で、本実施例で
は、帯電抵抗Ｒrの導出方法を導くために用いた。ま
ず、感光体１を周速ｖpで回転する。帯電ローラ２に電
圧を印加しない状態のまま除電光３を点灯し、感光体１
の１周すべての表面電位を０Ｖにする。次に、除電光３
を消灯する。帯電ローラ２に絶対値が帯電ローラ２と感
光体１の帯電開始電圧Ｖth以上で、極性が作画工程にお
ける感光体１の最適表面電位の極性と同じ電圧Ｖinを印
加する。感光体１の表面電位の絶対値は、帯電開始から
感光体１の回転１周ごとにステップ状に上昇し、漸近的
に飽和電位｜Ｖin｜−Ｖth値に近づく。感光体１の表面
電位を表面電位測定プローブ41で測定する。

【０１３３】帯電ローラ２と表面電位測定プローブ41ま
での感光体上の距離を感光体１の周速ｖpで割った時間
をＴrp、また感光体１が１回転するのに要する時間をＴ
pとする。帯電開始時刻Ｔstから時間Ｔrp経過した時刻
(Ｔst＋Ｔrp)に表面電位測定プローブ41は、感光体１の
帯電後の表面電位の測定を開始する。

【０１３４】表面電位プローブ41の測定電圧Ｖo(1)，Ｖ
o(2)およびＶo(3)を以下のように定義する。時刻(Ｔst
＋Ｔrp)から時刻(Ｔst＋Ｔrp＋Ｔp)の間、すなわち帯電
開始から感光体１が１周するまでの間の感光体１の表面
電位の絶対値をＶo(1)、時刻(Ｔst＋Ｔrp＋Ｔp)から時
刻(Ｔst＋Ｔrp＋２・Ｔp)の間、すなわち帯電開始から
感光体１の回転が１周以上２周未満までの間の感光体１
の表面電位の絶対値をＶo(2)、一般的に時刻(Ｔst＋Ｔr
p＋ｎ・Ｔp)から時刻(Ｔst＋Ｔrp＋(ｎ＋１)・Ｔp)の
間、すなわち帯電開始から感光体１がｎ周以上(ｎ＋１)
周未満回転するまでの間の感光体１の表面電位の絶対値
をＶo(n)とする。

【０１３５】また、電流測定手段11が測定する電流Ｉr
(1)，Ｉr(2)およびＩr(n)を以下のように定義する。時
刻Ｔstから時刻(Ｔst＋Ｔp)の間、すなわち帯電開始か
ら感光体１が１周するまでの間に帯電ローラ２に流れる
電流の絶対値をＩr(1)、時刻(Ｔst＋Ｔp)から時刻(Ｔst
＋２・Ｔp)の間、すなわち帯電開始から感光体１の回転
が１周以上２周未満までの間に帯電ローラ２に流れる電
流の絶対値をＩr(2)、一般的に時刻(Ｔst＋ｎ・Ｔp)か
ら時刻(Ｔst＋(ｎ＋１)・Ｔp)の間、すなわち帯電開始
から感光体１がｎ周以上(ｎ＋１)周未満回転するまでの
間に帯電ローラ２に流れる電流の絶対値をＩr(n)とす
る。また、感光体１の帯電係数をｋ、帯電ローラ２と感
光体１との間の帯電開始電圧をＶth、｜｜を絶対値記号
とすると、次の３つの方程式が成り立つ。

【０１３６】 Ｖo(n)＝｜Ｖin｜−Ｖth−Ｒr×Ｉr(n) ……………………… (18) Ｖo(n)−Ｖo(n-1)＝ｋ×Ｉr(n) ……………………………… (19) Ｖo(0)＝０ …………………………………………………… (20) これらをＩr(n)について解くと、 Ｉr(n)＝(Ｒr)^n-1／(ｋ＋Ｒr)ⁿ×(｜Ｖin｜−Ｖth) ………… (21) また、Ｒrについて解くと、 Ｒr＝(｜Ｖin｜−Ｖth)×Ｉr(2)／(Ｉr(1))² ……………… (22) (式22)は図５の帯電試験機において求められる帯電抵抗
Ｒrである。

【０１３７】これを、本実施例の画像形成装置に当ては
める。電流Ｉr(1)は、帯電電流Ｉr2に一致し、電流Ｉr
(2)は、帯電電流Ｉr3と一致する。また、印加電圧Ｖin
は、Ｖin2であった。したがって、画像形成装置におけ
る帯電抵抗Ｒrは(式23)で求められる。

【０１３８】 Ｒr＝(｜Ｖin2｜−Ｖth)×Ｉr3／(Ｉr2)² …………………… (23) ここに帯電開始電圧Ｖthは(式24) Ｖth＝｜Ｉr1×Ｖin2−Ｉr2×Ｖin1｜／｜Ｉr1−Ｉr2｜ … (24) で求められる値を使う。

【０１３９】(h) 入力された測定電流Ｉr1，Ｉr2から、
感光体１の帯電係数ｋと帯電抵抗Ｒrの和を(式25)で推
定する。

【０１４０】 ｋ＋Ｒr＝｜Ｖin1−Ｖin2｜／｜Ｉr1−Ｉr2｜ ……………… (25) 上記(g)で求められた帯電抵抗Ｒrと感光体１の目標電位
Ｖo_optから最適な帯電電流Ｉr_optを(式26)で求める。

【０１４１】 Ｉr_opt＝Ｖo_opt／ｋ ＝Ｖo_opt／{｜Ｖin1−Ｖin2｜／｜Ｉr1−Ｉr2｜−Ｒr} …… (26) (i) 帯電ローラ２に対する、作画時の最適な印加電圧の
絶対値Ｖin_optは、 Ｖin_opt＝(ｋ＋Ｒr)×(Ｉr_opt−Ｉr1)＋｜Ｖin1｜ ……… (27) または、 Ｖin_opt＝(ｋ＋Ｒr)×(Ｉr_opt−Ｉr2)＋｜Ｖin2｜ ……… (28) で求める。

【０１４２】以上の手順に基づき、新品の感光体(表面
の膜厚26μm)を図５に示した帯電試験機に組み込み、室
温20℃湿度50％の環境下に３日間放置した後、印加電圧
Ｖin1＝−900Ｖ、Ｖin2＝−1100Ｖで除電光３を点灯さ
せながら帯電するとき、流れる電流値は、それぞれＩr1
＝2.6μA、Ｉr2＝4.4μAであった。(式25)から電位の単
位をＶ、電流の単位をμAとすると、ｋ＋Ｒrの値は111.
1(Ｖ／μA)、(式24)からＶth＝611Ｖと求められた。

【０１４３】次に印加電圧Ｖin2＝−1100Ｖにしたま
ま、除電光３を消灯し、上記(f)の手順で求められるＩr
3の値は、0.4μAであった。(式23)から帯電抵抗Ｒrは、
Ｒr＝10.1ＭΩと求められた。故に感光体１の帯電係数
ｋは101.0(Ｖ／μA)であった。感光体の目標電位を−45
0Ｖとすると、(式26)から最適帯電電流Ｉr_optは4.5μA
であった。(式27)から、感光体の電位を−450Ｖとする
ための最適印加電圧の絶対値Ｖin_optは1111Ｖと求めら
れた。

【０１４４】検証のため、５Ｖステップの電源４で絶対
値が最も1111Ｖに近く、かつ感光体１が光導電性を示す
極性と同じ極性の電圧−1110Ｖを帯電ローラ２に印加す
ると、感光体１の表面電位は−447Ｖと目標電位に近い
値となった。

【０１４５】次に10万枚ランニングした後で感光体の膜
厚が18μmとなった感光体を図５に示した帯電試験機に
組み込み、室温20℃湿度50％の環境下に３日間放置した
後、印加電圧Ｖin1＝−900Ｖ、Ｖin2＝−1100Ｖで除電
光３を点灯させながら帯電するときに流れる電流値を実
測すると、それぞれＩr1＝4.4μA、Ｉr2＝6.9μAであっ
た。(式25)から電位の単位をＶ、電流の単位をμAとす
ると、ｋ＋Ｒrの値は80.0(Ｖ／μA)、(式24)からＶth＝
548Ｖと求められた。

【０１４６】次に印加電圧Ｖin2＝−1100Ｖにしたま
ま、除電光３を消灯し、上記(f)の手順で求められるＩr
3の値は0.8μAであった。(式23)から帯電抵抗Ｒrは、Ｒ
r＝9.3ＭΩと求められた。故に感光体１の帯電係数ｋは
70.7(Ｖ／μA)であった。感光体の目標電位を−450Ｖと
すると、(式26)から最適帯電電流Ｉr_optは6.4μAであ
った。(式27)から、感光体の電位を−450Ｖとするため
の最適印加電圧の絶対値Ｖin_optは1058Ｖと求められ
た。

【０１４７】検証のため、５Ｖステップの電源４でＶin
_optに最も絶対値の近く、かつ感光体が光導電性を示す
極性と同じ極性の電圧−1060Ｖを帯電ローラ２に印加す
ると感光体１の表面電位は−442Ｖと目標電位に近い値
となった。

【０１４８】さらに、新品の感光体(表面の膜厚26μm)
を図５に示した帯電試験機に組み込み、室温33℃湿度80
％の環境下に３日間放置した後、印加電圧Ｖin1＝−900
Ｖ、Ｖin2＝−1100Ｖで除電光３を点灯させながら帯電
するときに流れる電流値を実測すると、それぞれＩr1＝
2.8μA、Ｉr2＝4.8μAであった。(式25)から電位の単位
をＶ、電流の単位をμAとすると、ｋ＋Ｒrの値は100.0
(Ｖ／μA)、(式24)からＶth＝620Ｖと求められた。

【０１４９】次に印加電圧Ｖin2＝−1100Ｖにしたま
ま、除電光３を消灯し、上記(f)の手順で求められるＩr
3の値は、0.1μAであった。(式23)から帯電抵抗Ｒrは、
Ｒr＝2.1ＭΩと求められる。故に感光体１の帯電係数ｋ
は97.9(Ｖ／μA)であった。感光体の目標電位を−450Ｖ
とすると、(式26)から最適帯電電流Ｉr_optは4.6μAで
あった。(式27)から、感光体の電位を−450Ｖとするた
めの最適印加電圧の絶対値Ｖin_optは1080Ｖと求められ
た。

【０１５０】検証のため、５Ｖステップの電源４で最も
絶対値がＶin_optに近い−1080Ｖを帯電ローラ２に印加
すると、感光体１の表面電位は−451Ｖと目標電位に近
い値となった。

【０１５１】以上のように本実施例によれば、感光体の
表面膜厚の変化および帯電部材の抵抗値の変化に影響さ
れずに感光体表面電位を目標値にすることができる。

【０１５２】(比較例３) 第１の実施例で、帯電抵抗Ｒrを考慮しない場合を試み
た。この場合、Ｒr＝０と仮定するので、(式４)のｋの
代わりに、(ｋ＋Ｒr)を誤って採用した。ここで、ｋ″
＝(ｋ＋Ｒr)とおく。

【０１５３】新品の感光体(表面の膜厚26μm)を室温20
℃湿度50％の環境下に３日間放置した場合、ｋ″＝111.
1、印加電圧Ｖin1＝−900Ｖ、帯電電流Ｉr1＝2.6μAを
(式４)に代入すると、最適印加電圧の絶対値Ｖin_opt″
＝1061Ｖであった。ところが実際に−1061Ｖを帯電ロー
ラ２に印加すると、感光体１の表面電位は−404Ｖとな
った。目標値と46Ｖのずれがあるので実用化できなかっ
た。

【０１５４】次に10万枚ランニングした後で感光体の膜
厚が18μmとなった感光体を室温20℃湿度50％の環境下
に３日間放置した場合、ｋ″＝90.0，印加電圧Ｖin1＝
−900Ｖ、帯電電流Ｉr1＝4.4μAを(式４)に代入する
と、最適印加電圧の絶対値Ｖin_opt″＝998Ｖであっ
た。ところが実際に−998Ｖを帯電ローラ２に印加する
と、感光体１の表面電位は−387Ｖとなった。目標値と6
3Ｖのずれがあるので実用化できなかった。

【０１５５】さらに、新品の感光体(表面の膜厚26μm)
を室温33℃湿度80％の環境下に３日間放置した場合、
ｋ″＝100.0，印加電圧Ｖin1＝−900Ｖ、帯電電流Ｉr1
＝2.8μAを(式４)に代入すると、最適印加電圧の絶対値
Ｖin_opt″＝1070Ｖであった。ところが実際に−1070Ｖ
を帯電ローラ２に印加すると、感光体１の表面電位は−
440Ｖとなった。目標値からの誤差は第１の実施例より
大きかった。

【０１５６】(第２の実施例) 感光体の膜厚が減少しない場合、電流値の測定は２回で
ある。感光体の膜厚が減少しない場合とは、硬度の高い
感光体膜を使う場合、または感光体の表面に硬度の高い
コーティングを施す場合、または感光体の寿命が短く、
膜厚の減少を生じる前に感光体を交換することが仕様上
決められている場合などである。

【０１５７】本実施例では、感光体１の帯電係数ｋを予
め求める。帯電係数ｋを求める方法は第２参考例と同じ
であるので省略する。実測では、第２参考例と同じく、
感光体１の帯電係数ｋは、ｋ＝99.1(Ｖ／μA)であっ
た。

【０１５８】第２の実施例の画像形成装置の構成として
は第１の実施例と同様に図10の構成である。第１の実施
例と異なるのは制御手段10の作用である。制御手段10の
作用を図13を参照しながら説明する。図13は作画工程に
先立ち行われる電流値の測定を示したタイミングチャー
トである。横軸矢印方向に時間が経過する。

【０１５９】図13において、上から感光体１の回転、帯
電ローラ２への印加電圧Ｖin、除電光３の点灯(on)また
は消灯(off)、帯電ローラ２に流れる帯電電流の絶対値
Ｉr、転写電源37が転写ローラ32に印加する電流、現像
器31による現像位置での感光体１の表面電位Ｖoをそれ
ぞれ示している。そのまま表示すると煩雑なので、図13
の感光体表面電位Ｖoは、移動する感光体１上の１点が
帯電ローラ２の帯電領域から現像器31の現像領域まで移
動するのに要する時間Ｔrdだけ進めて示した。また帯電
ローラ２が１回転するのに要する時間をＴr、感光体１
が１回転するのに要する時間をＴpとする。時間Ｔr，Ｔ
pは、帯電ローラ２の直径，感光体１の直径および周速
ｖpから予め求められる。

【０１６０】図13において、作画工程に先立ち感光体１
が回転を開始する前から転写電源37をフロート状態と
し、転写ローラ32が感光体１を帯電しない状態にする。
感光体１の回転が十分安定する時間を経過した後、時刻
Ｔ2に帯電ローラ２へ電圧Ｖin1を印加する。Ｖin1が印
加された時刻Ｔ1から帯電ローラ２が１周するまでの間
(時刻Ｔ1＋Ｔr)は電流値が不安定なので無視する。Ｖin
1印加後、帯電ローラ２が１周以上した後の電流Ｉr1を
測定する。これが第１の測定である。

【０１６１】次に、Ｉr2の測定終了時刻をＴ2とし、ま
た、移動する感光体１上の１点が除電光３の作用領域か
ら帯電ローラ２の帯電領域まで移動するのに要する時間
をＴjrとすると、時刻(Ｔ2−Ｔjr)以降に除電光３を消
灯する。

【０１６２】本実施例では、Ｉr1の測定終了前かつ時刻
(Ｔ2−Ｔjr)以降に、電源４の印加電圧はＶin1のまま
で、除電光３を消灯する。除電光３の消灯後、除電され
ていた感光体面と除電されていない感光体面との境界が
前記帯電部材に接触した時刻をＴ3とする。時間Ｔ3は、
感光体１の周速ｖp、および除電光３と帯電ローラ２の
位置関係から予め求められる。

【０１６３】時刻Ｔ3から(Ｔ3＋Ｔp)までの間に前記帯
電部材に流れる電流Ｉr3を測定する。これが第２の測定
である。

【０１６４】制御手段10は、これらの測定値Ｉr1および
Ｉr3から帯電抵抗Ｒrを求め、作画時の最適な印加電圧
の絶対値Ｖin_optを決定する。次に、絶対値がＶin_opt
に最も近く、極性が作画工程における感光体１の最適表
面電位と同じ電圧になるように電源４を制御する。現像
位置での感光体１の表面電位Ｖoが目標電位になった時
刻から作画工程は開始する。作画工程に入り、制御手段
10は転写電源37を制御して転写電圧を＋２μAとし、紙3
4への転写を行う。

【０１６５】作画時の印加電圧Ｖin_optの決定方法を図
14で説明する。図14は制御手段10の動作手順を示したフ
ローチャートで、次の動作を行う。

【０１６６】(a) 感光体が回転を開始した後、作画工程
に先立ち電源４を制御し、帯電ローラ２にＶin1を印加
する。

【０１６７】(b) 印加電圧Ｖin1に対して電源４から帯
電ローラ２に流れる電流Ｉr1を電流測定手段11が測定
し、測定された電流値を制御手段10が入力し記憶する。

【０１６８】(c) 印加電圧はＶin1のままで除電光３を
消灯する。

【０１６９】(d) 時刻Ｔ3から(Ｔ3＋Ｔp)までの間に前
記帯電部材に流れる電流Ｉr3を電流測定手段11が測定
し、制御手段10が入力し記憶する。

【０１７０】(e) 帯電抵抗Ｒrは第１の実施例と同様に
次の手順で求められる。ＲrとＶthについて次の２つの
関係が成り立つ。

【０１７１】 Ｒr＝(｜Ｖin1｜−Ｖth)×Ｉr3／(Ｉr1)² …………………… (29) ここに帯電開始電圧Ｖthは(式30)で求められる値を使
う。

【０１７２】 Ｖth＝｜Ｖin1｜−(ｋ＋Ｒr)×Ｉr1 ………………………… (30) これら２つの連立方程式をＲrとＶthについて解いて、
帯電抵抗Ｒrを求める。

【０１７３】(f) 予め与えられた感光体１の帯電係数ｋ
と感光体１の作画時の目標電位Ｖo_optから最適な帯電
電流Ｉr_optを(式31)で求める。

【０１７４】 Ｉr_opt＝Ｖo_opt／ｋ ………………………………………… (31) (g) 絶対値が(式32)のＶin_optに最も近く、電圧極性が
作画工程における感光体１の最適表面電位の極性と同じ
印加電圧になるよう、 Ｖin_opt＝(ｋ＋Ｒr)×(Ｉr_opt−Ｉr1)＋｜Ｖin1｜ ……… (32) 電源４を制御する。

【０１７５】以上の手順に基づき、新品の感光体(表面
の膜厚26μm)を図５に示した帯電試験機に組み込み、室
温20℃湿度50％の環境下に３日間放置した。印加電圧Ｖ
in1＝−1100Ｖで除電光３を点灯させながら帯電すると
きに流れる電流値は、Ｉr1＝4.4μAであった。次に印加
電圧は−1100Ｖのままで除電光３を消灯し、上記の手順
(d)で求められるＩr3の値は0.4μAであった。

【０１７６】(式29)および(式30)の連立方程式、および
予め求められた感光体１の帯電係数ｋ＝99.1(Ｖ／μA)
から帯電抵抗Ｒrと帯電開始電圧Ｖthを求めると、Ｒr＝
10.1ＭΩ、Ｖth＝630Ｖであった。感光体の目標電位を
−450Ｖとすると、(式31)から最適な帯電電流の絶対値
Ｉr_optは4.5μAであった。(式32)から、感光体の電位
を−450Ｖとするための最適印加電圧の絶対値Ｖin_opt
は1111Ｖと求められた。

【０１７７】検証のため、５Ｖステップの電源４で最も
絶対値がＶin_optに近く、感光体の光導電性と同じ極性
の電圧−1110Ｖを帯電ローラ２に印加すると、感光体１
の表面電位は−447Ｖと目標電位に近い値となった。

【０１７８】更に、新品の感光体(表面の膜厚26μm)を
図５に示した帯電試験機に組み込み、室温33℃湿度80％
の環境下に３日間放置した。印加電圧Ｖin1＝−1100Ｖ
で除電光３を点灯させながら帯電するときに流れる電流
値は、Ｉr1＝4.4μAであった。次に印加電圧は−1100Ｖ
のままで除電光３を消灯し、上記の手順(d)で求められ
るＩr3の値は0.1μAであった。

【０１７９】(式29)および(式30)の連立方程式、および
予め求められた感光体１の帯電係数ｋ＝99.1(Ｖ／μA)
から帯電抵抗Ｒrと帯電開始電圧Ｖthを求めると、Ｒr＝
2.3ＭΩ、Ｖth＝654Ｖであった。感光体の目標電位を−
450Ｖとすると、(式31)から最適な帯電電流の絶対値Ｉr
_optは4.5μAであった。(式32)から、感光体の電位を−
450Ｖとするための最適印加電圧の絶対値Ｖin_optは111
0Ｖと求められた。

【０１８０】検証のため、５Ｖステップの電源４で最も
絶対値がＶin_optに近い−1110Ｖを帯電ローラ２に印加
すると、感光体１の表面電位は−447Ｖと目標電位に近
い値となった。

【０１８１】以上のように本実施例によれば、帯電部材
の抵抗値の変化に影響されずに感光体表面電位を目標値
に設定することができる。

【０１８２】(比較例４) 第２の実施例で、帯電部材である帯電ローラの抵抗値の
変化を考慮しなければ、制御後の感光体の表面電位は、
雰囲気環境の温度と湿度の違いにより、最大(9.1ＭΩ−
2.3ＭΩ)×4.5μA＝30Ｖの誤差を生じた。

【０１８３】(第３の実施例) 第１から第２までの実施例は電流のリークがない場合に
有効であるが、帯電部材を保持する部材やコーティング
の材料、または高湿度雰囲気環境における結露などによ
り帯電部材に流れる電流にリークが発生する場合があ
る。この場合、リーク分を考慮して印加電圧を決定す
る。

【０１８４】以下、本発明の第３の実施例の帯電装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。なお、帯電部材
としては図２の帯電ローラ、感光体としては図３の感光
体をそれぞれ用いた。本実施例の画像形成装置は図10の
構成と略同じであり、制御手段10の作用が異なる。

【０１８５】図15は作画工程に先立ち行われる電流値の
測定をタイミングチャートで示したものである。横軸矢
印方向に時間が経過する。また、上から感光体１の回
転、帯電ローラ２への印加電圧Ｖin、除電光３の点灯(o
n)または消灯(off)、帯電ローラ２に流れる帯電電流の
絶対値Ｉr、転写電源37が転写ローラ32に印加する電
流、現像器31による現像位置での感光体１の表面電位Ｖ
oをそれぞれ示している。そのまま表示すると煩雑なの
で、図15の感光体表面電位Ｖoは、移動する感光体１上
の１点が帯電ローラ２の帯電領域から現像器31の現像領
域まで移動するのに要する時間Ｔrdだけ進めて示した。
また、帯電ローラ２が１回転するのに要する時間をＴ
r、感光体１が１回転するのに要する時間をＴpとする。
時間Ｔr、Ｔpは帯電ローラ２の直径、感光体１の直径お
よび周速ｖpから予め求められる。

【０１８６】図15において、作画工程に先立ち感光体１
が回転を開始する前から、転写電源37をフロート状態と
し、転写ローラ32が感光体１を帯電しない状態にする。
感光体１の回転が十分安定する時間をあけた後、時刻Ｔ
1に帯電ローラ２へ電圧Ｖin1を印加する。Ｖin1が印加
された時刻Ｔ1から帯電ローラ２が１周するまでの間(時
刻Ｔ1＋Ｔr)は電流値が不安定なので無視する。Ｖin1印
加後、帯電ローラ２が１周以上した後の電流値Ｉr1を測
定する。これが第１の測定である。

【０１８７】Ｉr1の測定の後、帯電ローラ２への印加電
圧をＶin2に変える。Ｖin2が印加された直後から帯電ロ
ーラ２が１周するまでの間(時間Ｔr)に帯電ローラ２に
流れる電流は不安定なので無視する。Ｖin2印加後、帯
電ローラ２が１周以上回転した後の電流値Ｉr2を測定す
る。これが第２の測定である。

【０１８８】次に、Ｉr2の測定終了時刻をＴ2とし、ま
た、移動する感光体１上の１点が除電光３の作用領域か
ら帯電ローラ２の帯電領域まで移動するのに要する時間
をＴjrとすると、時刻(Ｔ2−Ｔjr)以降に除電光３を消
灯する。本実施例では、Ｉr2の測定の後、電源４の印加
電圧はＶin2のまま、除電光３を消灯する。除電光３の
消灯後、除電されていた感光体面と除電されていない感
光体面との境界が前記帯電部材に接触した時刻をＴ3と
する。時間Ｔ3は、感光体１の周速ｖp、および除電光３
と帯電ローラ２の位置関係から予め求められる。時刻Ｔ
3から(Ｔ3＋Ｔp)までの間に帯電ローラ２に流れる電流
Ｉr3を測定する。さらに時刻(Ｔ3＋Ｔp)から(Ｔ3＋２・
Ｔp)までの間に帯電ローラ２に流れる電流Ｉr4を測定す
る。

【０１８９】測定値Ｉr1、Ｉr2、Ｉr3およびＩr4から帯
電抵抗Ｒrを求め、作画時の最適な印加電圧の絶対値Ｖi
n_optを決定する。次に、絶対値がＶin_optに最も近
く、極性が作画工程における感光体１の最適表面電位と
同じ電圧になるように電源４を制御する。現像位置での
感光体１の表面電位Ｖoが目標電位になった時刻から作
画工程は開始する。作画工程に入り、制御手段10は転写
電源37を制御して転写電圧を＋２μAとし、紙34への転
写を行う。

【０１９０】作画時の印加電圧Ｖin_optの決定方法を図
16で説明する。図16は制御手段10の動作手順を示したフ
ローチャートで、次の順番で動作を行う。

【０１９１】(a) 感光体１が回転を開始した後、作画工
程に先立ち電源４を制御し帯電ローラ２にＶin1を印加
する。

【０１９２】(b) 印加電圧Ｖin1に対して電源４から帯
電ローラ２に流れる電流Ｉr1を電流測定手段11が測定
し、測定された電流値を制御手段10が入力し記憶する。

【０１９３】(c) 電源４を制御し帯電ローラ２に対する
印加電圧をＶin2にする。

【０１９４】(d) 印加電圧Ｖin2に対応して電源４から
帯電ローラ２に流れる電流Ｉr2を電流測定手段11が測定
し、測定された電流値を制御手段10が入力し記憶する。

【０１９５】(e) 印加電圧はＶin2のままで除電光３を
消灯する。

【０１９６】(f) 時刻Ｔ3から(Ｔ3＋Ｔp)までの間に前
記帯電部材に流れる電流Ｉr3を電流測定手段11が測定
し、制御手段10が入力し記憶する。

【０１９７】(g) 時刻(Ｔ3＋Ｔp)から(Ｔ3＋２・Ｔp)ま
での間に前記帯電部材に流れる電流Ｉr4を電流測定手段
11が測定し、制御手段10が入力し記憶する。

【０１９８】(h) 帯電抵抗Ｒrは次の手順で求められ
る。まず、帯電抵抗Ｒrの導出方法を図５の帯電試験機
を用いて説明する。感光体１を周速ｖpで回転させる。
帯電部材に電圧を印加しない状態のまま除電光３で感光
体１の１周すべての表面電位を０Ｖにする。次に除電光
３を消灯する。帯電ローラ２に絶対値が帯電ローラ２と
感光体１の帯電開始電圧Ｖth以上で、極性が作画工程に
おける感光体１の最適表面電位の極性と同じ電圧Ｖinを
印加する。感光体１の表面電位の絶対値は、帯電開始か
ら感光体１の回転１周ごとにステップ状に上昇し、漸近
的に飽和電位｜Ｖin｜−Ｖthに近づく。感光体１の表面
電位を表面電位測定プローブ41で測定する。

【０１９９】帯電ローラ２と表面電位測定プローブ41ま
での感光体上の距離を感光体１の周速ｖpで割った時間
をＴrp、また感光体１が１回転するのに要する時間をＴ
pとする。帯電開始時刻Ｔstから時間Ｔrp経過した時刻
(Ｔst＋Ｔrp)に表面電位測定プローブ41は、感光体１の
帯電後の表面電位の測定を開始する。

【０２００】表面電位プローブ41の測定電圧Ｖo(1)，Ｖ
o(2)およびＶo(3)を以下のように定義する。時刻(Ｔst
＋Ｔrp)から時刻(Ｔst＋Ｔrp＋Ｔp)の間、すなわち帯電
開始から感光体１が１周するまでの間の感光体１の表面
電位の絶対値をＶo(1)、時刻(Ｔst＋Ｔrp＋Ｔp)から時
刻(Ｔst＋Ｔrp＋２・Ｔp)の間、すなわち帯電開始から
感光体１の回転が１周以上２周未満までの間の感光体１
の表面電位の絶対値をＶo(2)、一般的に時刻(Ｔst＋Ｔr
p＋ｎ・Ｔp)から時刻(Ｔst＋Ｔrp＋(ｎ＋１)・Ｔp)の
間、すなわち感光体１が帯電開始からｎ周以上(ｎ＋１)
周未満回転するまでの間の感光体１の表面電位の絶対値
をＶo(n)とする。

【０２０１】また、電流測定手段11が測定する電流Ｉr
(1)，Ｉr(2)およびＩr(n)を以下のように定義する。時
刻Ｔstから時刻(Ｔst＋Ｔp)の間、すなわち帯電開始か
ら感光体１が１周するまでの間に帯電ローラ２に流れる
電流の絶対値をＩr(1)、時刻(Ｔst＋Ｔp)から時刻(Ｔst
＋２・Ｔp)の間、すなわち帯電開始から感光体１の回転
が１周以上２周未満までの間に帯電ローラ２に流れる電
流の絶対値をＩr(2)、一般的に時刻(Ｔst＋ｎ・Ｔp)か
ら時刻(Ｔst＋(ｎ＋１)・Ｔp)の間、すなわち感光体１
が帯電開始からｎ周以上(ｎ＋１)周未満回転するまでの
間に帯電ローラ２に流れる電流の絶対値をＩr(n)とす
る。また、感光体１の帯電係数をｋ、帯電ローラ２と感
光体１との間の帯電開始電圧をＶth、｜｜を絶対値記号
とすると、次の３つの方程式が成り立つ。

【０２０２】 Ｖo(n)＝｜Ｖin｜−Ｖth−Ｒr×Ｉr(n) ……………………… (33) Ｖo(n)−Ｖo(n-1)＝ｋ×Ｉr(n) ……………………………… (34) Ｖo(0)＝０ ……………………………………………………… (35) これらをＩr(n)について解くと、 Ｉr(n)＝(Ｒr)^n-1／(ｋ＋Ｒr)ⁿ×(｜Ｖin｜−Ｖth) ……… (36) また、Ｒrについて解くと、 Ｒr＝(｜Ｖin｜−Ｖth)×Ｉr(2)／(Ｉr(1))² ……………… (37) (式37)は図５の帯電試験機において求められる帯電抵抗
Ｒrである。

【０２０３】ここにリーク電流Ｉr4を考慮して、本実施
例との対応をとると、電流Ｉr(1)は、(Ｉr2−Ｉr4)に一
致し、電流Ｉr(2)は、(Ｉr3−Ｉr4)と一致する。また、
印加電圧ＶinはＶin2であった。したがって帯電抵抗Ｒr
は(式38)で求められる。

【０２０４】 Ｒr＝(｜Ｖin2｜−Ｖth)×(Ｉr3−Ｉr4)／(Ｉr2−Ｉr4)² ……… (38) ここに帯電開始電圧Ｖthはリーク電流Ｉr4を考慮し、 Ｖth＝｜(Ｉr1−Ｉr4)×Ｖin2−(Ｉr2−Ｉr4)×Ｖin1｜／｜Ｉr1−Ｉr2｜ ……… (39) (式39)で求められる値を使う。

【０２０５】(i) 入力された測定電流Ｉr1，Ｉr2から感
光体１の帯電係数ｋと帯電抵抗Ｒrの和を(式40)で推定
する。

【０２０６】 ｋ＋Ｒr＝｜Ｖin1−Ｖin2｜／｜Ｉr1−Ｉr2｜ ……………… (40) 上記(h)で求められた帯電抵抗Ｒrと感光体１の目標電位
Ｖo_optから最適な帯電電流Ｉr_optを(式41)で求める。

【０２０７】 Ｉr_opt＝Ｖo_opt／ｋ＋Ｉr4 ＝Ｖo_opt／{｜Ｖin1−Ｖin2｜／｜Ｉr1−Ｉr2｜−Ｒr}＋Ｉr4 ……… (41) (j) 帯電ローラ２に対する作画時の最適な印加電圧の絶
対値Ｖin_optは、 Ｖin_opt＝(ｋ＋Ｒr)×(Ｉr_opt−Ｉr1)＋｜Ｖin1｜ ……… (42) または、 Ｖin_opt＝(ｋ＋Ｒr)×(Ｉr_opt−Ｉr2)＋｜Ｖin2｜ ……… (43) で求める。

【０２０８】以上の手順に基づき、新品の感光体(表面
の膜厚26μm)を図５に示した帯電試験機に組み込み、室
温20℃湿度50％の環境下に３日間放置した後、印加電圧
Ｖin1＝−900Ｖ、Ｖin2＝−1100Ｖで、除電光３を点灯
させながら帯電するときに流れる電流値を実測すると、
それぞれＩr1＝3.0μA、Ｉr2＝4.8μAであった。

【０２０９】次に印加電圧Ｖin2＝−1100Ｖにしたま
ま、除電光３を消灯し、上記(f)および(g)の手順で求め
られるＩr3およびＩr4の値は、Ｉr3＝0.8μA、Ｉr4＝0.
4μAであった。すなわち、本測定ではリーク電流が0.4
μA存在していた。

【０２１０】以上の測定データを用い、(式40)から電位
の単位をＶ、電流の単位をμAとすると、ｋ＋Ｒrの値は
111.1(Ｖ／μA)、(式39)からＶth＝611Ｖと求められ
た。さらに(式38)から帯電抵抗Ｒrは、Ｒr＝10.1ＭΩと
求められ、感光体１の帯電係数ｋは102.0(Ｖ／μA)とな
った。

【０２１１】感光体の目標電位を−450Ｖとすると、(式
41)から最適帯電電流Ｉr_optは4.9μAであった。(式42)
から、感光体の電位を−450Ｖとするための最適印加電
圧の絶対値Ｖin_optは1110Ｖと求められた。

【０２１２】検証のため、５Ｖステップの電源４で最も
絶対値がＶin_optに近い−1110Ｖを帯電ローラ２に印加
すると、感光体１の表面電位は−447Ｖと目標電位に近
い値となった。

【０２１３】次に10万枚ランニングした後で感光体の膜
厚が18μmとなった感光体を図５に示した帯電試験機に
組み込み、室温20℃湿度50％の環境下に３日間放置した
後、印加電圧Ｖin1＝−900Ｖ、Ｖin2＝−1100Ｖで、除
電光３を点灯させながら帯電するときに流れる電流値を
実測すると、それぞれＩr1＝4.8μA、Ｉr2＝7.3μAであ
った。

【０２１４】次に印加電圧Ｖin2＝−1100Ｖにしたま
ま、除電光３を消灯し、上記(f)および(g)の手順で求め
られるＩr3およびＩr4の値は、Ｉr3＝1.2μA、Ｉr4＝0.
4μAであった。

【０２１５】以上の測定データを用い、(式40)から電位
の単位をＶ、電流の単位をμAとすると、ｋ＋Ｒrの値は
80.0(Ｖ／μA)、(式39)からＶth＝548Ｖと求められた。
さらに(式38)から帯電抵抗Ｒrは、Ｒr＝9.3ＭΩと求め
られ、感光体１の帯電係数ｋは70.7(Ｖ／μA)となっ
た。

【０２１６】感光体の目標電位を−450Ｖとすると、(式
41)から最適帯電電流Ｉr_optは6.8μAである。(式42)か
ら、感光体の電位を−450Ｖとするための最適印加電圧
の絶対値Ｖin_optは1058Ｖと求められた。

【０２１７】検証のため、５Ｖステップの電源４で最も
絶対値がＶin_optに近い−1060Ｖを帯電ローラ２に印加
すると、感光体１の表面電位は−442Ｖと目標電位に近
い値となった。

【０２１８】さらに、新品の感光体(表面の膜厚26μm)
を図５に示した帯電試験機に組み込み、室温33℃湿度80
％の環境下に３日間放置した後、印加電圧Ｖin1＝−900
Ｖ、Ｖin2＝−1100Ｖで、除電光３を点灯させながら帯
電するときに流れる電流値を実測すると、それぞれＩr1
＝3.4μA、Ｉr2＝5.4μAであった。

【０２１９】次に印加電圧Ｖin2＝−1100Ｖにしたま
ま、除電光３を消灯し、上記(f)および(g)の手順で求め
られるＩr3およびＩr4の値は、Ｉr3＝0.7μA、Ｉr4＝0.
6μAであった。

【０２２０】以上の測定データを用い、(式40)から電位
の単位をＶ、電流の単位をμAとすると、ｋ＋Ｒrの値は
100.0(Ｖ／μA)、(式39)からＶth＝620Ｖと求められ
た。さらに(式38)から帯電抵抗Ｒrは、Ｒr＝2.1ＭΩと
求められ、感光体１の帯電係数ｋは97.9(Ｖ／μA)とな
った。

【０２２１】感光体の目標電位を−450Ｖとすると、(式
41)から最適帯電電流Ｉr_optは5.2μAであった。(式42)
から、感光体の電位を−450Ｖとするための最適印加電
圧の絶対値Ｖin_optは1080Ｖと求められた。

【０２２２】検証のため、５Ｖステップの電源４で最も
絶対値がＶin_optに近い−1080Ｖを帯電ローラ２に印加
すると、感光体１の表面電位は−451Ｖと目標電位に近
い値となった。以上のように本実施例によれば、感光体
の表面膜厚の変化および帯電部材の抵抗値の変化および
リーク電流に影響されずに感光体表面電位を目標値にで
きた。

【０２２３】(比較例５) 第３の実施例で、リーク電流を考慮しない場合を試み
た。新品の感光体(表面の膜厚26μm)を室温20℃湿度50
％の環境下に３日間放置した場合、Ｉr1，Ｉr2，Ｉr3を
第１の実施例の(式23)と(式24)に代入してＶthおよびＲ
rを求めた。値はそれぞれＶth″＝611Ｖ、Ｒr″＝17.0
ＭΩであった。(式41)および(式42)から感光体１の目標
電位−450Ｖに対する最適印加電圧Ｖin_opt＝1142Ｖと
なった。ところが実際に−1142Ｖを帯電ローラ２に印加
すると、感光体１の表面電位は−477Ｖで、目標電位か
ら27Ｖずれた値となった。

【０２２４】次に10万枚ランニングした後で感光体の膜
厚が18μmとなった感光体を、室温20℃湿度50％の環境
下に３日間放置した場合、Ｉr1，Ｉr2，Ｉr3を第１の実
施例の(式23)と(式24)に代入してＶthおよびＲrを求め
た。値はそれぞれＶth″＝548Ｖ、Ｒr″＝13.4ＭΩであ
った。(式41)および(式42)から感光体１の目標電位−45
0Ｖに対する最適印加電圧Ｖin_opt＝1089Ｖとなった。
ところが実際に−1089Ｖを帯電ローラに印加すると、感
光体１の表面電位は−469Ｖで、目標電位から19Ｖずれ
た値となった。

【０２２５】さらに、新品の感光体(表面の膜厚26μm)
を室温33℃湿度80％の環境下に３日間放置した場合、Ｉ
r1，Ｉr2，Ｉr3を第１の実施例の(式23)と(式24)に代入
してＶthおよびＲrを求めた。値はそれぞれＶth″＝620
Ｖ、Ｒr″＝11.5ＭΩであった。(式41)および(式42)か
ら感光体１の目標電位−450Ｖに対する最適印加電圧Ｖi
n_opt＝1146Ｖとなった。ところが実際に−1146Ｖを帯
電ローラ２に印加すると、感光体１の表面電位は−515
Ｖとなった。目標電位から65Ｖずれた値となり、実用化
できなかった。

【０２２６】(第４の実施例) 結露などにより帯電部材に流れる電流にリークが有る場
合で、かつ感光体の膜厚の減少がない場合は、電流値の
測定は３回に簡素化できる。感光体膜厚の減少のない場
合とは、硬度の高い感光体膜を使う場合、または感光体
の表面に硬度の高いコーティングを施す場合、または感
光体の寿命が短く、膜厚の減少を生じる前に感光体を交
換することが仕様上決定している場合などである。

【０２２７】表面電位０Ｖの感光体をＶoに帯電すると
き、Ｖoは電流Ｉrに比例する。この関係を図４に示す。
図４において横軸は帯電電流Ｉr、縦軸は感光体表面電
位Ｖoである。比例係数をｋとおき、ｋを帯電係数と名
付ける。初期の表面電位０Ｖの感光体を帯電する場合、
帯電電流Ｉrをｋ倍すると、帯電電位Ｖoとなる。

【０２２８】本実施例では、感光体１の帯電係数ｋを予
め求める。帯電係数ｋを求める方法は第２参考例と同じ
であるので省略する。第２参考例と同じ感光体なので、
感光体１の帯電係数ｋは、ｋ＝99.1であった。

【０２２９】本実施例の画像形成装置の構成は、基本的
に第１の実施例と同様に図10で示される。第１の実施例
と異なるのは制御手段10の作用である。制御手段10の動
作について図17を参照しながら説明する。

【０２３０】図17は制御手段10の動作をタイミングチャ
ートで示したもので、横軸矢印方向に時間が経過する。
また、上から感光体１の回転、帯電ローラ２への印加電
圧Ｖin、除電光３の点灯(on)または消灯(off)、帯電ロ
ーラ２に流れる帯電電流の絶対値Ｉr、転写電源37が転
写ローラ32に印加する電流、現像器31による現像位置で
の感光体１の表面電位Ｖoをそれぞれ示している。その
まま表示すると煩雑なので、図17の感光体表面電位Ｖo
は、移動する感光体１上の１点が帯電ローラ２の帯電領
域から現像器31の現像領域まで移動するのに要する時間
Ｔrdだけ進めて示した。また、帯電ローラ２が１回転す
るのに要する時間をＴr、感光体１が１回転するのに要
する時間をＴpとする。時間ＴrおよびＴpは、帯電ロー
ラ２の直径，感光体１の直径，感光体１の周速ｖpから
予め求められる。

【０２３１】図17において、作画工程に先立ち感光体１
が回転した後の転写電源37はフロート状態とし、転写ロ
ーラ32が感光体１を帯電しない状態にする。感光体１の
回転が十分安定するだけの時間を経過した後、帯電ロー
ラ２に電圧Ｖin1を印加する。このとき流れる電流のう
ち、Ｖin1を印加した直後から帯電ローラ２が１周する
までの時間Ｔrは電流値が不安定なので無視し、帯電ロ
ーラ２が１周以上した後の電流値Ｉr1を測定する。

【０２３２】次に、Ｉr1の測定終了時刻をＴ2とし、ま
た、移動する感光体１上の１点が除電光３の作用領域か
ら帯電ローラ２の帯電領域まで移動するのに要する時間
をＴjrとすると、時刻(Ｔ2−Ｔjr)以降に除電光３を消
灯する。

【０２３３】本実施例では、Ｉr1の測定終了前かつ時刻
(Ｔ2−Ｔjr)以降に、電源４の印加電圧はＶin1のまま、
除電光３を消灯する。除電光３の消灯後、除電されてい
た感光体面と除電されていない感光体面との境界が前記
帯電部材に接触した時刻をＴ3とする。時間Ｔ3は、感光
体１の周速ｖp、および除電光３と帯電ローラ２の位置
関係から予め求められる。

【０２３４】時刻Ｔ3から(Ｔ3＋Ｔp)までの間に前記帯
電部材に流れる電流Ｉr3を測定する。更に時刻(Ｔ3＋Ｔ
p)から(Ｔ3＋２Ｔp)までの間に前記帯電部材に流れる電
流Ｉr4を測定する。

【０２３５】制御手段10は、これらの測定値Ｉr1，Ｉr3
およびＩr4から作画時の帯電抵抗Ｒrを求め、印加電圧
の絶対値Ｖin_optを決定する。次に、絶対値がＶin_opt
に最も近く、極性が作画工程における感光体１の最適表
面電位と同じ電圧を帯電ローラ２に印加するよう電源４
を制御する。現像位置での感光体１の表面電位Ｖoが目
標電位になった時刻から作画工程は開始する。作画工程
に入り、制御手段10は転写電源を＋２μAとして転写工
程を作動させる。

【０２３６】測定値Ｉr1，Ｉr3およびＩr4から帯電抵抗
Ｒrを求め、作画時の印加電圧Ｖin_optを決定する方法
を図18で説明する。図18は制御手段10の動作手順を示し
たフローチャートで、次の順番で動作を行う。

【０２３７】(a) 感光体１が回転を開始した後、作画工
程に先立ち電源４を制御し帯電ローラ２にＶin1を印加
する。

【０２３８】(b) 印加電圧Ｖin1に対して電源４から帯
電ローラ２に流れる電流Ｉr1を電流測定手段11が測定
し、測定された電流値を制御手段10が入力し記憶する。

【０２３９】(c) 印加電圧はＶin1のままで除電光３を
消灯するように、制御手段10から除電電源５に指令す
る。

【０２４０】(d) 時刻Ｔ3から(Ｔ3＋Ｔp)までの間に前
記帯電部材に流れる電流Ｉr3を電流測定手段11が測定
し、制御手段10が入力し記憶する。

【０２４１】(e) 時刻(Ｔ3＋Ｔp)から(Ｔ3＋２Ｔp)まで
の間に前記帯電部材に流れる電流Ｉr4を電流測定手段11
が測定し、制御手段10が入力し記憶する。

【０２４２】(f) 帯電抵抗Ｒrは、第３の実施例と同様
の手順で求められる。すなわち、ＲrとＶthについて次
の２つの関係が成り立つ。

【０２４３】 Ｒr＝(｜Ｖin1｜−Ｖth)×(Ｉr3−Ｉr4)／(Ｉr1−Ｉr4)² ……… (44) ここに帯電開始電圧Ｖthは(式45)で求められる値を使
う。

【０２４４】 Ｖth＝｜Ｖin1｜−(ｋ＋Ｒr)×(Ｉr1−Ｉr4) ……………… (45) これら２つの連立方程式をＲrとＶthについて解いて、
帯電抵抗Ｒrを求める。

【０２４５】(g) 予め与えられた感光体１の帯電係数ｋ
と感光体１の作画時の目標電位の絶対値Ｖo_optから最
適な帯電電流の絶対値Ｉr_optを(式46)で求める。

【０２４６】 Ｉr_opt＝Ｖo_opt／ｋ＋Ｉr4 ………………………………… (46) (h) 帯電ローラ２に対する、作画時の最適な印加電圧の
絶対値Ｖin_optは、 Ｖin_opt＝(ｋ＋Ｒr)×(Ｉr_opt−Ｉr1)＋｜Ｖin1｜ ……… (47) で求める。

【０２４７】以上の手順に基づき、新品の感光体(表面
の膜厚26μm)を図５に示した帯電試験機に組み込み、室
温20℃湿度50％の環境下に３日間放置し、装置を十分環
境に馴染ませた後、下記の実験を開始した。

【０２４８】印加電圧Ｖin1＝−1100Ｖで除電光３を点
灯させながら帯電するときに流れる電流値Ｉr1は、Ｉr1
＝4.8μAであった。次に印加電圧は−1100Ｖのままで除
電光３を消灯し上記の手順(ｄ)および(ｅ)で求められる
電流Ｉr3，Ｉr4の値は、それぞれＩr3＝0.8μA、Ｉr4＝
0.4μAであった。

【０２４９】(式44)および(式45)の連立方程式、および
予め求められた感光体１の帯電係数ｋ＝99.1(Ｖ／μA)
から帯電抵抗Ｒrと帯電開始電圧Ｖthを求めると、Ｒr＝
10.1ＭΩ、Ｖth＝620Ｖであった。感光体１の目標電位
を−450Ｖとすると、(式46)から最適な帯電電流の絶対
値Ｉr_optは4.9μAである。(式47)から、感光体１の電
位を−450Ｖとするための最適印加電圧の絶対値Ｖin_op
tは1110Ｖと求められる。

【０２５０】検証のため、５Ｖステップの電源４で最も
絶対値がＶin_optに近い−1110Ｖを帯電ローラ２に印加
すると、感光体１の表面電位は−447Ｖと目標電位に近
い値となった。

【０２５１】更に、新品の感光体(表面の膜厚26μm)を
図５に示した帯電試験機に組み込み、室温33℃湿度80％
の環境下に３日間放置し装置を十分環境に馴染ませた
後、下記の実験を行った。印加電圧Ｖin1＝−1100Ｖで
除電光３を点灯させながら帯電するときに流れる電流値
Ｉr1は、Ｉr1＝5.4μAであった。次に印加電圧は−1100
Ｖのままで除電光３を消灯し、上記の手順(d)および(e)
で求められる電流Ｉr3，Ｉr4の値はそれぞれ、Ｉr3＝0.
7μA、Ｉr4＝0.6μAであった。

【０２５２】(式44)および(式45)の連立方程式および予
め求められた感光体１の帯電係数ｋ＝99.1(Ｖ／μA)か
ら帯電抵抗Ｒrと帯電開始電圧Ｖthを求めると、Ｒr＝2.
3ＭΩ、Ｖth＝654Ｖであった。感光体１の目標電位を−
450Ｖとすると、(式46)から最適な帯電電流の絶対値Ｉr
_optは5.1μAであった。(式47)から、感光体１の電位を
−450Ｖとするための最適印加電圧の絶対値Ｖin_optは1
070Ｖと求められた。

【０２５３】検証のため、５Ｖステップの電源４で最も
絶対値がＶin_optに近い−1070Ｖを帯電ローラ２に印加
すると感光体１の表面電位は−441Ｖと目標電位に近い
値となった。

【０２５４】以上のように本実施例によれば、帯電部材
の抵抗値の変化およびリーク電流に影響されずに感光体
表面電位を目標値にできた。

【０２５５】(比較例６) 第４の実施例で、リーク電流を考慮しない場合を試み
た。新品の感光体(表面の膜厚26μm)を室温20℃湿度50
％の環境下に３日間放置したときの帯電電流Ｉr1，Ｉr
3，Ｉr4を、第２の実施例の(式29)と(式30)に代入して
ＶthおよびＲrを求めた。実測値から求めた値はそれぞ
れＶth″＝450Ｖ、Ｒr″＝22.6ＭΩであった。

【０２５６】(式46)および(式47)から感光体１の目標電
位−450Ｖに対する最適印加電圧Ｖin_opt＝1064Ｖとな
った。ところが実際に−1064Ｖを帯電ローラに印加する
と、感光体１の表面電位は−407Ｖとなり目標電位から4
3Ｖずれた値となった。目標値との差が大きく、実用化
できなかった。

【０２５７】更に、新品の感光体(表面の膜厚26μm)を
室温33℃湿度80％の環境下に３日間放置したときの帯電
電流Ｉr1，Ｉr3，Ｉr4を第２の実施例の(式29)と(式30)
に代入してＶthおよびＲrを求めた。実測値から求めた
値はそれぞれＶth″＝428Ｖ、Ｒr″＝16ＭΩであった。

【０２５８】(式46)および(式47)から感光体１の目標電
位−450Ｖに対する最適印加電圧Ｖin_opt＝997Ｖとなっ
た。ところが実際に−997Ｖを帯電ローラに印加する
と、感光体１の表面電位は−370Ｖとなり、目標電位か
ら80Ｖずれた値となった。目標値との差が大きく、実用
化できなかった。

【０２５９】(第３参考例) 発明者らの鋭意研究の結果、第１の測定に関して下記の
現象が認められ、電流測定に誤差を与えることが見いだ
された。

【０２６０】図３の感光体(表面の膜厚26μm)と図２の
帯電ローラを図５に示した帯電試験機に組み込み、室温
20℃湿度50％の環境下に３日間放置し、装置全体を十分
環境に馴染ませた後、実験を行った。印加電圧Ｖin＝−
1100Ｖで除電光３を点灯させながら帯電するときに流れ
る電流値を実測した。得られたデータを、図19(a)およ
び(b)に示す。

【０２６１】図19(a)および(b)は横軸が時間、縦方向上
から帯電ローラ２への印加電圧Ｖin、帯電ローラ２に流
れる帯電電流の絶対値Ｉr、現像器31による現像位置で
の感光体１の表面電位Ｖoをそれぞれ示している。その
まま表示すると煩雑なので、図19(a)および(b)の表面電
位Ｖoは、移動する感光体１上の１点が帯電ローラ２の
帯電領域から現像器31の現像領域まで移動するのに要す
る時間Ｔrdだけ進めて示した。帯電ローラ２と現像器と
の感光体１の表面上距離を感光体１の周速ｖpで割った
時間Ｔrdだけ進めて示した。また、帯電ローラ２が１回
転するのに要する時間をＴr、感光体１が１回転するの
に要する時間をＴpとする。時間ＴrおよびＴpは、帯電
ローラ２の直径，感光体１の直径，感光体１の周速ｖp
から予め求められる。

【０２６２】説明のため、帯電部材に電圧Ｖin1の印加
開時刻をＴs1、時刻Ｔs1以前で前記帯電部材に対する電
圧印加が終了した時刻のうち最もＴs1に近い時刻をＴs2
とする。また、時刻Ｔs1で開始される帯電工程を今回の
帯電、時刻Ｔs2で終了する帯電工程を前回の帯電と呼
ぶ。時刻Ｔs1と時刻Ｔs2の間は、帯電ローラ２から感光
体１への帯電はない。以下、説明のため、帯電部材への
電圧印加がなく、かつ感光体が停止し、かつ除電手段が
作用していない状態を無帯電状態と呼ぶ。このとき、時
間差△Ｔs、△Ｔs＝Ｔs1−Ｔs2は、無帯電状態の続いた
時間である。もし帯電ローラ２および感光体１が全く新
品ならば、△Ｔs＝無限大とおく。

【０２６３】実験の結果、無帯電状態の続いた時間△Ｔ
sによって、測定電流が変化した。図19(a)において、△
Ｔs＝30秒以下のとき、時刻Ｔs1から感光体が１周する
までの間(Ｔs1以上、Ｔs1＋Ｔp未満)に帯電部材に流れ
る電流Ｉr11と、時刻Ｔs1から感光体１周以上２周未満
の間(Ｔs1＋Ｔp以上、Ｔs1＋２・Ｔp未満)に流れる電流
Ｉr22とは同じ値であった。しかし、図19(b)において△
Ｔs＝３分以上にすると、時刻Ｔs1から感光体が１周す
るまでの間に帯電部材に流れる電流Ｉr11′の絶対値は
帯電開始から感光体が１周以上２周未満の間に流れる電
流Ｉr22′の絶対値より大きかった。また、帯電開始か
ら感光体が２周以上回転した後に流れる電流は、Ｉr2
2′と同じであった。更に、Ｉr22とＩr22′は同じ値で
あった。

【０２６４】実測値を示すと、△Ｔs＝30秒のときＩr11
＝Ｉr22＝4.4μAで、同じ値であった。ところが、△Ｔs
＝３分のときＩr11′＝4.9μA、Ｉr22′＝4.4μAで、絶
対値で0.5μAだけＩr11′の方が大きかった。また、△
Ｔs＝３分のときのＩr22″は、△Ｔs＝30秒以下のとき
のＩr11およびＩr22と一致し、Ｉr22″＝4.4μAであっ
た。

【０２６５】また、感光体の表面電位Ｖoは、図19(a)に
おいて△Ｔs＝30秒のとき、時刻Ｔs1から感光体が１周
するまでの間の感光体１の帯電電位Ｖo11、および時刻
Ｔs1から感光体が１周以上するときの感光体の表面電位
Ｖo12は同じ値で、Ｖo11＝Ｖo12＝−436Ｖであった。

【０２６６】一方、図19(b)において△Ｔs＝３分のと
き、時刻Ｔs1から感光体が１周するまでの間の感光体１
の帯電電位Ｖo11′＝−406Ｖ、時刻Ｔs1から感光体が１
周以上するときの感光体の表面電位Ｖo12′＝−436Ｖ
で、絶対値で30ＶだけＶo11′の方が小さかった。また
△Ｔs＝３分のときの表面電位Ｖo12′は、△Ｔs＝30秒
のときの感光体表面電位Ｖo11と一致した。

【０２６７】以上の実験結果から、無帯電状態が３分以
上続いた場合、帯電開始から感光体１周までの間は、過
渡的な状態が発生することが見いだされた。すなわち、
この期間において、帯電電流の絶対値Ｉrは大きいにも
拘らず感光体電位の絶対値は小さく、帯電電流と感光体
電位の比例関係が成立しない。

【０２６８】そこで、帯電開始から感光体が１周以上回
転した後の帯電電流を測定する。以下、本発明の第３参
考例の帯電装置について図面を参照しながら説明する。
第１参考例と同様に、本参考例においては、作画時の電
位制御に先立ち、帯電抵抗Ｒrを予め測定した。測定の
方法は第１参考例と同じなのでここでは省略する。図２
の帯電ローラを使うので、帯電抵抗Ｒrの実測値は第１
参考例と同様、9.1ＭΩであった。本参考例では、この
Ｒrを用いて、次のように帯電部材への印加電圧を決定
した。

【０２６９】本参考例の画像形成装置は、制御手段10の
作用を除いて第１参考例と同様の構成となっている。制
御手段10が入力する電流値の取り方について図20を参照
しながら説明する。図20は制御手段10の動作をタイミン
グチャートで示したもので、横軸矢印方向に時間が経過
する。また、上から感光体１の回転、帯電ローラ２への
印加電圧Ｖin、除電光３の点灯(on)または消灯(off)、
帯電ローラ２に流れる帯電電流の絶対値Ｉr、転写電源3
7が転写ローラ32に印加する電流、現像器31による現像
位置での感光体１の表面電位Ｖoをそれぞれ示してい
る。そのまま表示すると煩雑なので、図20の感光体表面
電位Ｖoは、移動する感光体１上の１点が帯電ローラ２
の帯電領域から現像器31の現像領域まで移動するのに要
する時間Ｔrdだけ進めて示した。また、帯電ローラ２が
１回転するのに要する時間をＴr、感光体１が１回転す
るのに要する時間をＴpとする。

【０２７０】図20において、作画工程に先立ち感光体１
が回転を開始する前から転写電源37をフロート状態と
し、転写ローラ32が感光体１を帯電しない状態にする。
感光体１の回転が十分安定するだけの時間をあけた後、
時刻Ｔ1に帯電ローラ２へ電圧Ｖin1を印加する。このと
き流れる電流のうち、Ｖin1を印加した時刻Ｔ1から帯電
ローラ２か１周するまでの時間Ｔr、および感光体１が
１周するまでの時間Ｔpは電流値が不安定なので無視
し、ＴrまたはＴpの時間のうち、どちらか長い時間以上
経過した後の電流値を測定する。本参考例では帯電ロー
ラ２の直径よりも感光体１の直径の方が大きくＴr＜Ｔp
となる。したがって、Ｖin1が帯電ローラ２に印加され
た時間Ｔ1から感光体１が１周するまでの時間Ｔp以上経
過した後(すなわち時刻Ｔ1＋Ｔp以降)の帯電電流Ｉr1を
測定する。これが第１の測定である。

【０２７１】Ｉr1の測定の後、電源４の印加電圧をＶin
2に変える。このとき流れる電流のうち、Ｖin2を印加し
た直後から帯電ローラ２が１周するまでの時間Ｔrに帯
電ローラ２に流れる電流は不安定なので無視し、帯電ロ
ーラ２が１周以上回転した後の電流値Ｉr2を測定する。
これが第２の測定である。

【０２７２】制御手段10は、これらの測定値Ｉr1および
Ｉr2と予め測定された帯電抵抗Ｒrから、作画時の印加
電圧の絶対値Ｖin_optを決定する。次に、絶対値がＶin
_optに最も近く、極性が作画工程における感光体１の最
適表面電位と同じ電圧になるように電源４を制御する。
現像位置での感光体１の表面電位Ｖoが目標電位になっ
た時刻から作画工程は開始する。作画工程に入り、制御
手段10は転写電源を＋２μAとして転写工程を作動させ
る。

【０２７３】最適印加電圧Ｖin_optの決定の方法を第１
参考例と同様に図７で説明する。図７は制御手段10の動
作手順を示したフローチャートで、次の順番で動作を行
う。

【０２７４】(a) 感光体１が回転を開始した後、作画工
程に先立ち電源４を制御し帯電ローラ２にＶin1を印加
する。

【０２７５】(b) 印加電圧Ｖin1に対応して、時刻Ｔ1＋
Ｔp以降に電源４から帯電ローラ２に流れる電流Ｉr1を
電流測定手段11が測定し、測定された電流値を制御手段
10が入力し記憶する。

【０２７６】(c) 電源４を制御し帯電ローラ２に対する
印加電圧をＶin2にする。

【０２７７】(d) 印加電圧Ｖin2に対応して電源４から
帯電ローラ２に流れる電流Ｉr2を電流測定手段11が測定
し、測定された電流値を制御手段10が入力し記憶する。

【０２７８】(e) 入力された測定電流から感光体１の帯
電係数ｋと帯電抵抗Ｒrの和を(式48)で推定する。

【０２７９】 ｋ＋Ｒr＝｜Ｖin1−Ｖin2｜／｜Ｉr1−Ｉr2｜ ……………… (48) (f) 予め求められた帯電抵抗Ｒrと感光体１の目標電位
Ｖo_optから最適な帯電電流の絶対値Ｉr_optを(式49)で
求める。

【０２８０】 Ｉr_opt＝｜Ｖo_opt｜／ｋ ＝｜Ｖo_opt｜／{｜Ｖin1−Ｖin2｜／｜Ｉr1−Ｉr2｜−Ｒr} ……… (49) ただし、電流の極性は感光体が光導電性を有する極性で
ある。

【０２８１】(g) 作画時の最適印加電圧の絶対値Ｖin_o
ptを(式50)で求め、 Ｖin_opt＝(ｋ＋Ｒr)×｜Ｉr_opt−Ｉr1｜＋｜Ｖin1｜ …… (50) または、 Ｖin_opt＝(ｋ＋Ｒr)×｜Ｉr_opt−Ｉr2｜＋｜Ｖin2｜ …… (51) 絶対値がＶin_optに最も近く、かつ極性が作画工程にお
ける感光体１の最適表面電位と同じ電圧になるよう電源
４を制御する。

【０２８２】以上の手順に基づき、除電光３を点灯させ
ながら印加電圧Ｖin1＝−900Ｖ、Ｖin2＝−1100Ｖで新
品の感光体(感光体の膜厚26μm)を帯電するときに流れ
る電流値を実測すると、それぞれＩr1＝2.6μA、Ｉr2＝
4.4μAであった。したがって、ｋ＋Ｒrは電位の単位を
Ｖ、電流の単位をμAとすると、(式48)から111.1(Ｖ／
μA)であった。他方、予め測定された帯電抵抗Ｒrは9.1
ＭΩであった。したがって、ｋの値は102.0(Ｖ／μA)で
あった。感光体１の作画時の目標電位を−450Ｖとする
と、最適な電流値を(式49)から求めると4.4μA、最適な
印加電圧の絶対値は(式50)から1101Ｖであった。

【０２８３】検証のため、電源４の出力電圧は５Ｖステ
ップなので、絶対値が1101Ｖに最も近い電圧−1100Ｖを
実際に帯電ローラ２に印加すると、感光体１の表面電位
は−440Ｖとなり目標値に近い値が得られた。

【０２８４】次に、10万枚ランニングした後で膜厚が18
μmとなった感光体を、除電光３を点灯させながら印加
電圧Ｖin1＝−900ＶとＶin2＝−1100Ｖで帯電した。帯
電電流を実測すると、それぞれＩr1＝4.4μA、Ｉr2＝6.
9μAであった。膜厚18μmの感光体１の帯電係数をｋ′
とすると、ｋ′＋Ｒrは(式48)から80.0(Ｖ／μA)となっ
た。予め測定された帯電抵抗Ｒrは9.1ＭΩなので、ｋ′
＝70.9(Ｖ／μA)であった。感光体１の目標電位を−450
Ｖとすると、帯電ローラ２に対する最適な電流値は(式4
9)から求めると6.3μA。また帯電ローラ２に対する最適
な印加電圧の絶対値は(式50)から1055Ｖである。検証の
ため、実際に−1055Ｖを帯電ローラ２に印加すると感光
体の表面電位は−440Ｖとなり、目標電位と近い値が得
られた。

【０２８５】以上のように本参考例によれば、最適印加
電圧を決定するのに用いる帯電電流のうち、帯電開始か
ら感光体１周以上回転した後の帯電電流を測定すること
で、正しい帯電電流を測定でき、感光体表面電位を目標
値にできた。

【０２８６】(比較例７) 比較のため、帯電開始から感光体が１周回転するまでの
間に発生する帯電電流を測定した場合を試みた。感光体
１を１時間以上、無帯電状態のまま放置した後、第１参
考例を試みた。ただし第１の測定は、感光体１の帯電開
始から感光体１が１周回転するまでの間に測定した。第
２の測定は第１参考例と同様である。

【０２８７】実測値を示す。第１参考例において、図５
に示した帯電試験機に図２の帯電ローラ２および図３の
感光体１を組み込む。帯電試験機を室温20℃湿度50％の
恒温恒湿の環境下に３日間放置し、十分環境に馴染ませ
た。帯電ローラ２への印加電圧Ｖin1＝−900Ｖ、Ｖin2
＝−1100Ｖのとき、第１の測定における帯電電流Ｉr11
＝4.9μA、第２の測定における帯電電流Ｉr2＝6.9μAで
あった。また、帯電抵抗Ｒrは既知で、Ｒr＝9.1ＭΩで
あった。

【０２８８】(式11)から、ｋ＋Ｒr＝100.0(Ｖ／μA)で
ある。したがって、感光体１の帯電係数ｋ＝90.1(Ｖ／
μA)と推定される。(式12)から、感光体１を目標電位に
するための帯電電流の絶対値Ｉr_opt＝5.0μAとなっ
た。更に(式13)から、作画時の最適印加電圧Ｖin_opt＝
910Ｖとなった。

【０２８９】ところが、実際に、Ｖin＝−910Ｖを帯電
ローラ２に印加すると、感光体１の表面電位は−270Ｖ
であった。目標電位との差が180Ｖあり、実用化できな
かった。

【０２９０】(第４参考例) 測定する帯電電流として、第１から第４の実施例では電
源４から帯電ローラ２に流れる電流としたが、測定する
帯電電流は感光体から接地に流れる電流でもよい。帯電
時に電源４から帯電ローラ２に流れる電流と同じタイミ
ングで、感光体１から接地まで電流が流れる。このと
き、電源４から帯電ローラ２に流れる電流値と、感光体
１から接地まで流れる電流値の値も等しい。これは接地
から電源４、帯電ローラ２、感光体１から接地に至るま
での電流の流れる経路が閉回路であることによる。

【０２９１】測定および制御の手順は、転写電源の制御
も含めて第１から第４の実施例が適用できるので説明を
省略し、帯電電流の箇所だけを図21(a)および図21(b)を
用いて説明する。

【０２９２】図21(a)は帯電装置のうち、帯電電流測定
箇所の構成を示したものである。感光体１，帯電ローラ
２，除電光３，電源４および制御手段10は第１参考例と
同じで、12は電流測定手段である。電流測定手段12は感
光体から接地までの間に流れる電流を測定し、制御手段
10に入力する。測定電流の入力のタイミングや周辺部材
の動作および制御手段10の処理手順は、第１から第４ま
での実施例と同じである。

【０２９３】電流測定手段12の具体的な例を図21(b)に
示す。図21(b)において、13はローパスフィルタ、14は
アンプである。感光体１と接地の間に帯電電流測定用の
抵抗10ｋΩを挿入し、両端に発生する電圧から帯電電流
を求める。帯電電流は10ｋΩ抵抗両端の電圧を抵抗値10
ｋΩで割った値である。

【０２９４】第１参考例では感光体１を目標の電位に帯
電するのに流れる帯電電流は約４から10μAの範囲であ
った。したがって、感光体１から接地までの間に挿入し
た 10ｋΩの抵抗の両端には、0.04から0.1Ｖの電圧が発
生した。すなわち、帯電時の印加電圧のうち、0.05から
0.1Ｖがこの10ｋΩ抵抗で損失された。しかし、−800Ｖ
から−1200Ｖ範囲の印加電圧に対しては、この損失分の
影響はなかった。10ｋΩの抵抗両端の電圧はローパスフ
ィルタ13を通って高周波ノイズ成分を除去し、さらにア
ンプ14で増幅され制御手段10に入力される。

【０２９５】検証のため、第１から第４の実施例におい
て、電流測定手段11を電流測定手段12に置き換え、感光
体１から接地までの帯電電流から作画時の最適印加電圧
を決定した。その結果、第１から第４の実施例と同様
に、感光体１の表面電位を目標値にできた。

【０２９６】以上のように、感光体１から接地までの間
に流れる電流を測定する構成でも、本発明の目的を達成
することができる。

【０２９７】(第５参考例) 帯電部材が回転する帯電ローラである場合、帯電ローラ
１周の周期で測定電流にノイズが発生した。ノイズを実
測すると、帯電ローラ２を新品にしたとき、感光体１を
−450Ｖに帯電するとき流れる帯電電流は、平均4.5μA
に対してピーク間振幅ΔＩr_ppが約0.5μAのノイズが重
畳していた。また電流ノイズには周期性が認められ、帯
電ローラ２が１回転する周期Ｔpでくり返されていた。
発明者らの検討の結果、この電流ノイズは、帯電ローラ
２が初期的に有する抵抗ムラや表面凹凸により感光体１
との接触ムラによって生じることが明らかになった。

【０２９８】その対策として、本参考例では、帯電ロー
ラが１回転する間の平均帯電電流から作画時の最適印加
電圧を決定する。その構成として、帯電電流を測定する
手段に、カットオフ周波数が帯電ローラが１周する時間
の逆数以下のローパスフィルタを挿入する。以下、図面
を参照しながら説明する。

【０２９９】図22(b)は帯電電流測定手段の具体的構成
を示したもので、１は感光体、２は帯電ローラ、３は除
電光、４は電源、10は制御手段である。電源４と接地間
には10ｋΩの抵抗が挿入されている。感光体１および帯
電ローラ２は矢印の方向に周速33mm／秒で回転してい
る。制御手段10は電源４と接地間に挿入された抵抗の電
圧を測定する機能を備えている。その他、図示していな
い制御手段10の機能として、電源４を制御する機能、お
よび第１参考例における(式11)，(式12)，(式13)ならび
に(式14)を演算する機能を備えている。

【０３００】帯電ローラ２が１回転するのに要する時間
をＴpとすると、Ｔp＝1.14秒なので帯電ローラ２の周期
は0.87Hzであった。したがって、制御手段10の電流測定
の前段に挿入するローパスフィルタのカットオフ周波数
は、0.87Hz以下とした。

【０３０１】上記の条件を満たすローパスフィルタとし
て、図22(a)にカットオフ周波数が0.8Hzのローパスフィ
ルタの一例を示した。図22(a)はアナログの２次のロー
パスフィルタである。その周波数特性を図23に示した。
横軸は周波数、縦軸はゲインである。このローパスフィ
ルタは、0.8Hz以下の周波数成分は通すが、0.8Hzを超え
る周波数成分は著しく減衰する。

【０３０２】図22(b)において、電源４は帯電ローラ２
に直流電圧を印加した。感光体１と接地の間の10ｋΩの
抵抗両端に発生する電圧は、ローパスフィルタを通った
後、制御手段10に入力する。制御手段10は、電圧を10ｋ
Ωで割る演算を実行し、帯電電流Ｉrを求める。

【０３０３】帯電電流Ｉr1およびＩr2は、第１参考例と
同様に、図６に示されるタイミングで測定される。ま
た、作画時の最適印加電圧Ｖin_optは、第１参考例と同
様に図７に示された手順で決定される。

【０３０４】検証のため、印加電圧Ｖin1＝−900Ｖ、Ｖ
in2＝−1100Ｖにおける実測値を示す。除電光３を点灯
させながら感光体１を帯電するときに流れる電流値を実
測すると、それぞれＶin1に対してはＩr1＝2.6μA、Ｖi
n2に対してはＩr2＝4.4μAであった。ｋ＋Ｒrは電位の
単位をＶ、電流の単位をμAとすると、(式11)から、11
1.1(Ｖ／μA)であった。他方、予め測定された帯電抵抗
Ｒrは9.1ＭΩであった。したがって、帯電係数ｋの値は
ｋ＝102.1(Ｖ／μA)であった。

【０３０５】感光体１の作画時の目標電位を−450Ｖと
すると、最適な電流値は(式12)から4.4μA、最適な印加
電圧の絶対値は(式13)から1101Ｖであった。電源４の出
力電圧は５Ｖステップなので、絶対値が1101Ｖに最も近
く、かつ極性が作画工程における感光体１の最適表面電
位Ｖo_optと同じ電圧−1100Ｖを実際に帯電ローラ２に
印加して検証を行った。その結果、感光体１の表面電位
は−440Ｖで、目標値に近い値が得られた。

【０３０６】(比較例８) 比較として、電流測定手段の前段にローパスフィルタを
挿入しない場合を試みた。この場合、帯電ローラ１周の
周期で測定電流にノイズが発生した。図24は比較例８に
おける帯電電流測定手段を示したものである。図24にお
いて、１は感光体、２は帯電ローラ、３は除電光、４は
電源、10は制御手段である。電源４と接地間には10ｋΩ
の抵抗が挿入されている。制御手段10は電源４と接地間
に挿入された抵抗の電圧を測定する機能を備えている。
その他、図示していない制御手段10の機能として、電源
４を制御する機能、および第１参考例における(式11)，
(式12)，(式13)ならびに(式14)を演算する機能を備えて
いる。

【０３０７】帯電ローラ２は図２で示したものが、また
感光体１は図３で示したものが使用されている。感光体
１および帯電ローラ２は、それぞれ矢印の方向に周速33
mm／秒で回転する。図24において電源４は帯電ローラ２
に直流電圧を印加した。その時に流れる電流を、感光体
１と接地の間の10ｋΩの抵抗両端に発生する電圧から、
電圧／10ｋΩで換算し求めた。

【０３０８】実測すると、帯電ローラ２を新品にしたと
き、感光体１を−450Ｖに帯電するとき流れる帯電電流
は、平均4.5μAに対してピーク間振幅△Ｉr_ppが約0.5
μAのノイズが重畳していた。また電流ノイズには周期
性が認められ、帯電ローラ２が１回転する周期Ｔpで繰
り返されていた。

【０３０９】感光体１の帯電係数ｋは約100なので、(式
４)から予測されるように、ｋ・△Ｉr_pp＝50Ｖの制御
誤差が生じた。また、長期使用により電流ノイズは大き
くなる傾向が認められ、10万枚の通紙ランニング試験の
結果、電流ノイズは0.8μAとなった。電流ノイズの増大
の原因を検討したところ、トナーやトナーへの添加剤、
また紙粉が帯電ローラ２に付着したため、帯電ローラ２
の表面抵抗値にムラが生じたためであった。また、10万
枚の通紙ランニング後の帯電ローラ２の表面を観察した
ところ、摩耗の痕が認められた。帯電ローラ２の摩耗も
電流ノイズの原因であった。感光体１の帯電係数ｋは約
100なので、(式４)から予測されるように、ｋ・△Ｉr_p
p＝80Ｖの制御誤差が生じた。

【０３１０】(第６参考例) 作画命令から作画工程終了まではできるだけ速い方が望
ましい。図25は本発明の第６参考例の画像形成装置のブ
ロック図で、10は制御手段、15は時間管理手段、16は異
常事態検知手段である。制御手段10には、第１参考例に
おける(数11)，(数12)，(数13)並びに(数14)を演算する
機能を備えている。また制御手段10は、前記演算の実行
開始信号を入力する手段と異常信号を入力する手段を備
えている。

【０３１１】時間管理手段15は、現在時刻を知る時計機
能と、時間を記憶する機能と、時間差の大小を比較する
機能と、作画命令の入力を検知する機能と、画像形成装
置が作画工程中であるか作画工程中でないかを検知する
手段を備えている。

【０３１２】図26は時間管理手段15の動作を示したフロ
ーチャートで、制御手段作動は、制御手段10に対して実
行開始の命令を出すことを示している。時間管理手段15
は電源投入後から動作を開始し、電源を切るまで、また
は異常信号を入力するまで動作を止めることはない。

【０３１３】まず電源投入後、制御手段10に対して実行
開始命令を出す。次に現在時刻をＴsetに記憶し、引き
続き現在時刻をＴnowに記憶する。次に、時刻Ｔset以後
に作画命令を検知したかを判断し、もし作画命令を検知
すれば作画工程が終了するまで待機し、作画工程終了直
後、制御手段10に実行開始命令を出す。もし作画命令を
検知しないならば、ＴnowとＴsetの差を計算し、(Ｔnow
−Ｔset)値が一定の時間ＴL以下であればＴnowを現在時
刻にセットし直し、画像命令の検知を繰り返す。本参考
例でＴLは30分である。もし(Ｔnow−Ｔset)が一定時間
ＴLより大きければ、制御手段10へ実行開始命令を出
す。

【０３１４】また、異常事態検知手段16は、画像形成装
置の異常を検知する手段と、異常信号を制御手段10に出
力する手段を備えている。紙詰まりやモータの異常停止
など装置の異常を検知すると、直ちに異常信号を制御手
段10に出力する。制御手段10は、異常信号を入力する
と、直ちに現在の処理を中断するとともに、図27に示す
緊急停止モードを実行する。

【０３１５】図27は制御手段10の緊急停止モードにおけ
る処理を示したフローチャートである。異常信号を入力
すると、帯電部材に電圧を印加していた電源４をオフ
し、続いて転写電源37をフロート状態にし、除電光３を
消灯する。

【０３１６】本発明の電圧制御にこの手順を加えた結
果、利用者の作画命令から作画終了までの間に、制御手
段10が電流測定を実行することがなく、利用者の待ち時
間の増加はなかった。また30分間に少なくとも１回は制
御手段10は電圧制御の動作を実行するので、雰囲気環境
の変化や作画装置自体のウォーミング・アップによる温
度や湿度の変化に、十分追従して作画時の感光体電位を
目標値にできた。

【０３１７】なお、第１の実施例から第４の実施例まで
除電手段として除電光を用いたが、除電手段としてはそ
の他に像書き込み手段による露光でもよいし、電流測定
期間中の転写手段への印加電圧を調整して転写手段を除
電手段として併用してもよい。

【０３１８】また、第１の実施例から第４の実施例まで
は、帯電部材として帯電ローラを用いたが、帯電部材と
してはその他に導電性のブロック形状でもよいし、導電
性のブラシでもよい。また、導電性のブレードでもよい
し、導電性のベルト状の帯電部材でもよい。

【０３１９】また、第１の実施例から第４の実施例まで
は、感光体としてドラム状の感光体を用いたが、感光体
としてはその他にベルト状でもよい。

【０３２０】また、第１の実施例から第４の実施例まで
は、転写電源37は＋２μAとフロート状態を選択する構
成になっていたが、転写電源37は、フロート状態の代わ
りに、接地、または感光体が光導電性を示す極性と同極
の電圧、または絶対値が感光体と転写手段との間で帯電
を開始する電圧以下の電圧としてもよい。

【０３２１】また、第１の実施例から第４の実施例まで
は、転写電源37は感光体１が回転する前からフロート状
態としたが、移動する感光体１上の１点が転写ローラ32
の作用領域から帯電ローラ２の帯電領域まで移動するの
に要する時間をＴtr、また帯電ローラ２に発生した電流
の測定開始時刻をＴ7、また測定終了時刻をＴ8とする
と、少なくとも時刻(Ｔ7−Ｔtr)から時刻(Ｔ8−Ｔtr)ま
での間に、転写ローラ２はフロート状態、または接地、
または感光体が光導電性を示す極性と同極の電圧、また
は絶対値が感光体と転写手段との間で帯電を開始する電
圧以下の電圧としてもよい。

【０３２２】また、第５参考例で、ローパスフィルタは
電流測定手段の前段に設けたが、ローパスフィルタは、
電流測定手段と制御手段の間に設けてもよい。

【０３２３】また、第１の実施例から第４の実施例まで
は、非作画時の電源と作画時の電源は同じであったが、
作画用の電源を別に備え、作画開始前に非作画時の電源
から作画用の電源に切り換えてもよい。また、このとき
の作画用の電源は、決定された最適電圧を出力する電圧
源でもよいし、最適電流を出力する電流源でもよい。

【０３２４】また、第１の実施例から第４の実施例まで
は、非作画時に印加する電圧を直流電圧としたが、非作
画時の電圧は、少なくとも直流電圧を含み、交流電圧ま
たは交流電流の重畳した電圧で、電流測定手段に、前記
交流成分を除去するローパスフィルタを備えた構成であ
ってもよい。

【０３２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果を奏するものである。

【０３２６】(第１の効果) 帯電抵抗Ｒrを逐次測定
し、補正を加えながら帯電部材への最適な印加電圧を決
定するので、雰囲気温度と湿度による帯電抵抗の変化に
影響されずに、感光体を目標電位に設定することができ
る。

【０３２７】(第２の効果) 帯電抵抗Ｒrを用いて、補
正を加えながら帯電部材への最適な印加電圧を決定する
ので、帯電抵抗Ｒrでの電圧損失の影響を受けずに、感
光体を目標電位に設定することができる。

【０３２８】(第３の効果) 感光体に流れる電流と感光
体電位の比例係数ｋを測定し、更に帯電抵抗Ｒrを用い
て帯電部材への最適な印加電圧を決定するので、感光体
の膜摩耗の影響を受けず、感光体を目標電位に設定する
ことができる。

【０３２９】(第４の効果) 万一、帯電工程中の帯電部
材に流れる電流がリーク電流分を含んでいても、リーク
電流の影響を補正しながら、帯電部材への最適な印加電
圧を決定するので、感光体を目標電位に設定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するための第１および第
２参考例における画像形成装置の概略構成図である。

【図２】本発明の実施例に使用される帯電ローラの概略
構成図である。

【図３】本発明の実施例に使用される感光体の概略構成
図である。

【図４】本発明の実施例で用いた感光体における帯電電
流と表面電位の関係を示す図である。

【図５】帯電部材と感光体の帯電特性を測定するための
帯電試験機の概略構成図である。

【図６】第１参考例における電流測定のタイミングチャ
ートである。

【図７】第１参考例における電圧決定手順を示すフロー
チャートである。

【図８】第２参考例における電流測定のタイミングチャ
ートである。

【図９】第２参考例における電圧決定手順を示すフロー
チャートである。

【図１０】本発明の第１，第２，第３および第４の実施
例における画像形成装置の概略構成図である。

【図１１】本発明の第１の実施例における電流測定のタ
イミングチャートである。

【図１２】本発明の第１の実施例における電圧決定手順
を示すフローチャートである。

【図１３】本発明の第２の実施例における電流測定のタ
イミングチャートである。

【図１４】本発明の第２の実施例における電圧決定手順
を示すフローチャートである。

【図１５】本発明の第３の実施例における電流測定のタ
イミングチャートである。

【図１６】本発明の第３の実施例における電圧決定手順
を示すフローチャートである。

【図１７】本発明の第４の実施例における電流測定のタ
イミングチャートである。

【図１８】本発明の第４の実施例における電圧決定手順
を示すフローチャートである。

【図１９】本発明の実施例を説明するための第３参考例
における前回の帯電と今回の帯電との時間差が30秒のと
きの帯電電流と感光体表面電位の関係を示す図(a)，前
回の帯電と今回の帯電との時間差が３分のときの帯電電
流と感光体表面電位の関係を示す図(b)である。

【図２０】第３参考例における電流測定のタイミングチ
ャートである。

【図２１】本発明の実施例を説明するための第４参考例
における電流測定箇所の概略構成図(a)，感光体と接地
の間に挿入した10ｋΩ抵抗両端に発生する電圧から帯電
電流を測定する装置の概略構成図(b)である。

【図２２】本発明の実施例を説明するための第５参考例
におけるカットオフ周波数が0.8Hzのローパスフィルタ
の回路図(a)，ローパスフィルタを備えた電流測定箇所
を示す図(b)である。

【図２３】第５参考例におけるローパスフィルタの周波
数特性を示す図である。

【図２４】第５参考例におけるローパスフィルタを備え
ない電流測定箇所を示す図である。

【図２５】本発明の実施例を説明するための第６参考例
における制御手段作動のタイミングを管理する装置の概
略構成図である。

【図２６】第６参考例における制御手段作動の手順を示
すフローチャートである。

【図２７】第６参考例における制御手段の緊急停止モー
ドのフローチャートである。

【符号の説明】

１…感光体、 ２…帯電ローラ、 ３…除電光、 ４…
電源、 ５…除電電源、10…制御手段、 11，12…電流
測定手段、 13…ローパスフィルタ、 14…アンプ、
15…時間管理手段、 16…異常事態検知手段、 31…現
像器、 32…転写ローラ、 33…クリーニングブレー
ド、 34…紙、 35…レーザ光源、 36…ミラー、 37
…転写電源、 41…表面電位測定プローブ、 42…表面
電位計。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長瀬 久典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 審査官 ▲高▼橋 祐介 (56)参考文献 特開 平６−194933（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/02 G03G 15/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 公知の駆動手段により速度ｖpで循環移
   動する被帯電体と、前記被帯電体に接触または近接する
   帯電部材と、前記帯電部材に少なくとも２種類の電圧を
   選択的に印加する電源と、前記被帯電体を除電する除電
   手段と、前記帯電部材に流れる電流を測定する電流測定
   手段と、前記電源および前記除電手段を制御する制御手
   段とを備え、前記電流測定手段は、速度ｖpで循環移動
   しかつ前記除電手段により除電された前記被帯電体の表
   面に前記帯電部材の帯電領域が接触している状態で前記
   帯電部材に前記電源が第１の電圧Ｖin1を印加したとき
   発生する電流Ｉr1を測定し、続いて、前記状態で前記帯
   電部材に第２の印加電圧Ｖin2を印加したとき発生する
   電流Ｉr2を測定し、さらに、速度ｖpで循環移動する前
   記被帯電体上の１点が、前記除電手段からの除電作用を
   受ける領域から、前記帯電部材の帯電領域まで移動する
   のに要する時間をＴjr、電流Ｉr2の測定終了時刻をＴ2
   としたとき、前記帯電部材に第２の印加電圧Ｖin2を印
   加した状態で、時刻(Ｔ2−Ｔjr)以降に前記除電手段に
   よる除電を停止し、除電されている被帯電体面と除電さ
   れていない被帯電体面との境界が、前記帯電部材の帯電
   領域に接触するかまたは最近接する時刻をＴ3とする
   と、時刻Ｔ3から前記被帯電体が１周するまでの間に、
   前記帯電部材に流れる電流Ｉr3を測定し、前記制御手段
   は、前記電流測定手段が測定した電流Ｉr1，Ｉr2および
   Ｉr3に基づいて帯電抵抗の演算を行い作画工程における
   前記被帯電体を所望電位にするための前記帯電部材に印
   加する最適電圧Ｖin_optを決定し前記電源を制御するこ
   とを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 公知の駆動手段により速度ｖpで循環移
   動する被帯電体と、前記被帯電体に接触または近接する
   帯電部材と、前記帯電部材に少なくとも２種類の電圧を
   選択的に印加する電源と、前記被帯電体を除電する除電
   手段と、前記帯電部材に流れる電流を測定する電流測定
   手段と、前記電源および前記除電手段を制御する制御手
   段とを備え、前記電流測定手段は、速度ｖpで循環移動
   しかつ前記除電手段により除電された前記被帯電体の表
   面に前記帯電部材の帯電領域が 接触している状態で前記
   帯電部材に前記電源が第１の電圧Ｖin1を印加したとき
   発生する電流Ｉr1を測定し、続いて、前記状態で前記帯
   電部材に第２の印加電圧Ｖin2を印加したとき発生する
   電流Ｉr2を測定し、さらに、速度ｖpで循環移動する前
   記被帯電体上の１点が、前記除電手段からの除電作用を
   受ける領域から、前記帯電部材の帯電領域まで移動する
   のに要する時間をＴjr、電流Ｉr2の測定終了時刻をＴ2
   としたとき、前記帯電部材に第２の印加電圧Ｖin2を印
   加した状態で、時刻(Ｔ2−Ｔjr)以降に前記除電手段に
   よる除電を停止し、除電されている被帯電体面と除電さ
   れていない被帯電体面との境界が、前記帯電部材の帯電
   領域に接触するかまたは最近接する時刻をＴ3とする
   と、時刻Ｔ3から前記被帯電体が１周するまでの間に、
   前記帯電部材に流れる電流Ｉr3、および時刻Ｔ3から前
   記被帯電体が１周以上するときに前記帯電部材に流れる
   電流Ｉr4を測定し、前記制御手段は、前記電流測定手段
   が測定した電流Ｉr1，Ｉr2，Ｉr3およびＩr4に基づいて
   帯電抵抗の演算を行い作画工程における前記被帯電体を
   所望電位にするための前記帯電部材に印加する最適電圧
   Ｖin_optを決定し前記電源を制御することを特徴とする
   帯電装置。
3. 【請求項３】 公知の駆動手段により速度ｖpで循環移
   動する被帯電体と、前記被帯電体に接触または近接する
   帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する電源と、前
   記被帯電体を除電する除電手段と、前記帯電部材に流れ
   る電流を測定する電流測定手段と、前記電源および前記
   除電手段を制御する制御手段とを備え、前記電流測定手
   段は、速度ｖpで循環移動しかつ前記除電手段により除
   電された前記被帯電体の表面に前記帯電部材の帯電領域
   が接触している状態で前記帯電部材に前記電源が第１の
   電圧Ｖin1を印加したとき発生する電流Ｉr1を測定し、
   さらに、速度ｖpで循環移動する前記被帯電体上の１点
   が、前記除電手段からの除電作用を受ける領域から、前
   記帯電部材の帯電領域まで移動するのに要する時間をＴ
   jr、電流Ｉr1の測定終了時刻をＴ2としたとき、前記帯
   電部材に印加電圧Ｖin1を印加した状態で、時刻(Ｔ2−
   Ｔjr)以降に前記除電手段による除電を停止し、除電さ
   れている被帯電体面と除電されていない被帯電体面との
   境界が、前記帯電部材の帯電領域に接触するかまたは最
   近接する時刻をＴ3とすると、時刻Ｔ3から前記被帯電体
   が１周するまでの間に、前記帯電部材に流れる電流Ｉr3
   を測定し、前記制御手段は、前記電流測定手段が測定し
   た電流Ｉr1およびＩr3に基づいて帯電抵抗の演算を行い
   作画工程における前記被帯電体を所望電位にするための
   前記帯電部材に印加する最適電圧Ｖin_optを決定し前記
   電源を制御することを特徴とする帯電装置。
4. 【請求項４】 公知の駆動手段により速度ｖpで循環移
   動する被帯電体と、前記被帯電体に接触または近接する
   帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する電源と、前
   記被帯電体を除電する除電手段と、前記帯電部材に流れ
   る電流を測定する電流測定手段と、前記電源および前記
   除電手段を制御する制御手段とを備え、前記電流測定手
   段は、速度ｖpで循環移動しかつ前記除電手段により除
   電された前記被帯電体の表面に前記帯電部材の帯電領域
   が接触している状態で前記帯電部材に前記電源が第１の
   電圧Ｖin1を印加したとき発生する電流Ｉr1を測定し、
   さらに、速度ｖpで循環移動する前記被帯電体上の１点
   が、前記除電手段からの除電作用を受ける領域から、前
   記帯電部材の帯電領域まで移動するのに要する時間をＴ
   jr、電流Ｉr1の測定終了時刻をＴ2としたとき、前記帯
   電部材に印加電圧Ｖin1を印加した状態で、時刻(Ｔ2−
   Ｔjr)以降に前記除電手段による除電を停止し、除電さ
   れている被帯電体面と除電されていない被帯電体面との
   境界が、前記帯電部材の帯電領域に接触するかまたは最
   近接する時刻をＴ3とすると、時刻Ｔ3から前記被帯電体
   が１周するまでの間に、前記帯電部材に流れる電流Ｉr
   3、および時刻Ｔ3から前記被帯電体が１周以上するとき
   に前記帯電部材に流れる電流Ｉr4を測定し、前記制御手
   段は、前記電流測定手段が測定した電流Ｉr1，Ｉr3およ
   びＩr4に基づいて帯電抵抗の演算を行い作画工程におけ
   る前記被帯電体を所望電位にするための前記帯電部材に
   印加する最適電圧Ｖin_optを決定し前記電源を制御する
   ことを特徴とする帯電装置。