JP4272808B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体に対して電子写真方式・静電記録方式等の適宜の作像プロセス機器にて所望の画像を形成担持させる、間接（転写）方式或いは直接方式の画像形成装置であって、画像形成のプロセススピード及び画像形成の画素密度を変更可能な画像形成装置の改善に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、例えば、電子写真装置・静電記録装置等の画像形成装置において感光体・誘電体等の被帯電体としての像担持体表面を帯電させる方法としては、細いコロナ放電ワイヤに高圧を印加して発生するコロナを像担持体表面に作用させて帯電を行なう、非接触帯電であるコロナ帯電が一般的であった。
【０００４】
近年は、低圧プロセス、低オゾン発生量、低コストなどの点から、ローラ型・ブレード型などの帯電部材を被帯電体としての像担持体表面に接触させ、帯電部材に電圧を印加することにより像担持体表面を帯電させる接触帯電方式が主流となりつつある。特にローラ型の帯電部材は長期にわたって安定した帯電を行なうことが可能である。
【０００５】
ここで、帯電部材は被帯電体である像担持体の面に必ずしも接触している必要はなく、帯電部材と像担持体との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数１０μｍの空隙（間隙）を存して非接触に近接配置されていてもよく（近接帯電）、本発明においてはこの近接帯電の場合も接触帯電の範ちゅうとする。
【０００６】
帯電部材に対する印加電圧は直流電圧のみでも良いが、振動電圧を印加し、プラス側、マイナス側への放電を交互に起こすことで帯電を均一に行なわせることができる。
【０００７】
例えば、直流電圧を印加したときの被帯電体の放電開始しきい値電圧（放電開始電圧、帯電開始電圧）の２倍以上のピーク間電圧を有する交流電圧と、直流電圧（直流オフセットバイアス）とを重畳した振動電圧を印加することにより、被帯電体の帯電を均す効果があり均一な帯電を行なうことが知られている。
【０００８】
振動電圧の波形としては正弦波に限らず、矩形波、三角波、パルス波でも良い。振動電圧は直流電圧を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波の電圧や、直流電圧の値を周期的に変化させて交流電圧と直流電圧との重畳電圧と同じ出力としたものも含む。
【０００９】
上記のように、帯電部材に振動電圧を印加して帯電する接触帯電方式を以下「ＡＣ帯電方式」と記す。また、直流電圧のみを印加して帯電する接触帯電方式を「ＤＣ帯電方式」と記す。
【００１０】
しかし、ＡＣ帯電方式においては、ＤＣ帯電方式と比べ、像担持体（以下、感光ドラムと記す）への放電量が増えるため、感光ドラム削れ等の感光ドラム劣化を促進するとともに、放電生成物による高温高湿環境での画像流れ等の異常画像が発生する場合があった。
【００１１】
この問題を改善するためには、必要最小限の電圧印加により、プラス側、マイナス側へ交互に起こす放電を最小限とする必要がある。
【００１２】
しかし、実際には電圧と放電量の関係は常に一定ではなく、感光ドラムの膜厚、帯電部材や空気の環境変動等により変化する。低温低湿環境（Ｌ／Ｌ）では材料が乾燥して抵抗値が上昇し放電しにくくなるため、均一な帯電を得るためには一定値以上のピーク間電圧が必要となるが、このＬ／Ｌ環境において帯電均一性が得られる最低の電圧値においても、高温高湿環境（Ｈ／Ｈ）で帯電動作を行った場合、逆に材料が吸湿し抵抗値が低下するため、帯電部材は必要以上の放電を起こすことになる。結果、放電量が増加すると、画像流れ・ボケの発生、トナー融着の発生、感光ドラム表面の劣化による感光ドラム削れ・短命化などの問題が起こる。
【００１３】
【発明の属する技術分野】
この環境変動による放電の増減を抑制するために、上記のような常に一定の交流電圧を印加する「ＡＣ定電圧制御方式」のほかに、帯電部材に交流電圧を印加することで流れる交流電流値を制御する「ＡＣ定電流制御方式」が提案されている。このＡＣ定電流制御方式によれば、材料の抵抗が上昇する低温低湿環境（Ｌ／Ｌ）では交流電圧のピーク間電圧値を上げ、逆に材料の抵抗が下降する高温高湿環境（Ｈ／Ｈ）ではピーク間電圧値を下げることができるため、ＡＣ定電圧制御方式に比べ放電の増減を抑制することが可能である。
【００１４】
しかしながら、更なる感光ドラムの長寿命化を目指したとき、ＡＣ定電流制御方式においても、帯電部材の製造ばらつきや汚れによる抵抗値変動、耐久による感光ドラムの静電容量変動、本体高圧装置のばらつきなどによる放電量の増減を抑制するには完全ではない。この放電量の増減を抑えるためには、帯電部材の製造ばらつき、環境変動を抑えることや高圧のふれをなくす手段をとらなければならず、それによってコストアップを招くこととなる。
【００１５】
【発明の属する技術分野】
そこで、長期にわたり高画質、高品質を安定して提供するにあたり、過剰放電を起こさず、問題なく均一な帯電を行なえるよう印加する電圧・電流を制御する必要があり、その方法として、非画像形成時において、帯電部材に直流電圧を印加した時の像担持体への放電開始電圧をＶｔｈとした時に、少なくとも１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧を印加した時の電流値と、少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧を印加した時の電流値を測定し、測定された交流電圧のピーク間電圧と交流電流値の関係から、画像形成時に帯電手段に印加する所望の放電電流量を得るに必要な交流電圧のピーク間電圧を決定するという、「放電電流量制御方式」が本発明者らによって発明された。（特願２０００−１１８１９号（特開２００１−２０１９２０号公報）、特願２０００−１１８２０号（特開２００１−２０１９２１号公報））。
この方式は、実際に帯電のＡＣ電圧のピーク間電圧とＡＣ電流の関係を測定し、所望の放電電流量を得るに必要なピーク間電圧を決定するため、環境変動、帯電部材の製造ばらつきなどを吸収することが可能となった。
【００１６】
特に感光ドラム上のトナーなどを除去し感光ドラム上を刷新するために用いられるブレードなどのクリーナーを持たないクリーナーレス方式の画像形成装置においては、この方式が有効となる。なぜなら、感光ドラム上の刷新効果が望めないためＨ／Ｈでの画像流れに対してより厳しく、また転写残トナーが除去されないため帯電処理を行なう際、適切な放電量を与えないと感光ドラム上の転写残トナーが存在する場所が帯電不良となり現像位置においてカブリが生じてしまうからである。このようにクリーナーレス方式の画像形成装置において、帯電電圧に交流電圧を用いる際には、より高精度に放電量を制御する必要があった。
【００１７】
近年、プリンタ等の画像形成装置では、ユーザーのプリントニーズの多様化に伴い、厚紙、ＯＨＰ等の多種のメディアに印字する必要性、解像度（画素密度）への対応が求められ、一つの機器で複数のプロセススピード（プリントスピード）をもつことでこれに対応している。
【００１８】
しかし、振動電圧を印加する接触帯電装置を使用した画像形成装置で、複数のプロセススピードに対応する場合、以下のような問題が発生した。
【００１９】
Ａ）第一の問題点は、接触帯電装置に印加される振動電圧の周波数（以下、帯電周波数）とライン走査のラインピッチの空間周波数が重なった場合に発生する「モアレ像」と呼ばれる干渉縞である。
【００２０】
このような現象を防止するため、例えば空間周波数ｆｓに対して帯電周波数ｆｐを十分に大きくするという対策が考えられるが、周波数に応じて大きくなる帯電音の弊害等があり、好ましくない。
【００２１】
Ｂ）第二の問題点は、帯電部材に印加される振動電圧の周波数が現像スリーブに印加される振動電圧の周波数の整数倍または整数分の１の関係に近い場合に発生する周期的な「現像ムラ」である。
【００２２】
このような現像ムラは帯電部材に印加される振動電圧の周波数が現像スリーブに印加される振動電圧の周波数の整数倍または整数分の１の周波数の前後で発生する。また、基本的には感光ドラム上の表面電位ムラであるため、解像度が高い画像をプリントする場合の方がムラの識別に容易となるため、ムラが発生する周波数の範囲が広くなる傾向があった。
【００２３】
また、特に帯電手段と現像手段を一体化して、画像形成装置本体から着脱可能としたプロセスカートリッジとした場合、画像形成装置本体との接点の構造上、帯電バイアス電圧を帯電ローラに供給する導電路の近傍に現像バイアス電圧を現像スリーブに供給する導電路が配置される場合があり、両者が浮遊容量を介して相互に干渉しあって各々のバイアス電圧にうなり成分を発生させ、上述した画像ムラと同様な異常画像が発生する場合があった。
【００２４】
Ｃ）第三の問題点は、プロセススピードが変更になっているのも関わらず帯電周波数をそのままで使用すると、プロセススピードが遅くなっている時には単位感光ドラム面が受ける放電回数が増えることで高湿下での画像流れ・ボケや感光ドラム劣化・削れが促進され、逆にプロセススピードが早くなっている時には放電の回数が減ることで充分な帯電が行なわれず帯電ムラや帯電不良などの問題が発生する事である。
【００２５】
この問題に対しては、プロセススピードの変化の割合と同じ割合で帯電周波数を変更することで対応することが可能である。
【００２６】
以上の問題点を解決するには、プロセススピードが変更する場合には、帯電周波数を変更させる必要があった。
【００２７】
プロセススピード可変の画像形成装置において高品質の画像を提供するには、帯電周波数変更と、「放電電流量制御方式」を組み合わせることによって可能となる。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにプロセススピードに対して帯電周波数を変更して「放電電流量制御方式」を用いた場合、同じ振動電圧のピーク間電圧であっても周波数を下げた時にはＡＣ電流値は少なくなり、逆に周波数を高くした時には多くのＡＣ電流が流れることとなる。それため、測定するＡＣ電流値の範囲は広くなり、広範囲で精度よく測定を行なうには使用する電子部品などによるコストアップを招き、または安価にこれを求めると測定精度の低下に繋がる。
【００２９】
また、各プロセススピードにおいて、それぞれ「放電電流量制御」を行なうと、印字動作以外の作動時間が長くなりユーザビリティの低下を招くこととなる。
【００３０】
本発明は、複数のプロセススピードで印字する場合においてもコストアップすることなく高精度に「放電電流制御方式」を行ない、均一で良好な帯電を長期にわたり実現し、高精細、高画質画像を安定して提供し、また制御にかかる作動時間を減らすことでユーザビリティの向上も目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【００３２】
（１）作像プロセスのスピードを複数有し、像担持体に該像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像形成装置において、
像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体に近接又は接触配置され電圧を印加される事により像担持体面を帯電する帯電手段であり、
帯電手段に少なくとも交流電圧を印加する手段と、
帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧の電圧値を制御する手段と、
帯電手段に流れる交流電流値を測定する手段と、
交流電圧の周波数を、第一の作像プロセスのスピードでは第一の周波数に、第一の作像プロセスのスピードよりも小さい第二の作像のプロセスのスピードでは第一の周波数よりも小さい第二の周波数に、可変とする手段と、
を持ち、帯電手段に直流電圧を印加した時の像担持体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、非画像形成時に、第一の周波数を用いて帯電手段に電圧を印加し、帯電手段に１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧を印加した時の電流値と、２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧を印加した時の電流値を測定し、測定した電流値に基づいて、第一の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第一の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電圧を画像形成時に印加し、第二の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第二の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電圧を画像形成時に印加する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【００３３】
（２）作像プロセスのスピードを複数有し、像担持体に該像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像形成装置において、
像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体に近接又は接触配置され電圧を印加される事により像担持体面を帯電する帯電手段であり、
帯電手段に少なくとも交流電流を印加する手段と、
帯電手段に印加する交流電流値を制御する手段と、
帯電手段に印加される交流電圧のピーク間電圧値を測定する手段と、
交流電圧の周波数を、第一の作像のプロセスのスピードでは第一の周波数に、第一の作像プロセススピードよりも小さい第二の作像のプロセススピードでは第一の周波数よりも小さい第二の周波数に、可変とする手段と、
を持ち、帯電手段に直流電圧を印加した時の像担持体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、非画像形成時に、第一の周波数を用いて帯電手段に電圧を印加し、帯電手段に１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧となる交流電流を印加した時の電圧値と、２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧となる交流電流を印加した時の電圧値を測定し、測定した電圧値に基づいて、第一の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第一の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電流を画像形成時に印加し、第二の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第二の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電流を画像形成時に印加する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【００３４】
〈作 用〉
即ち、複数のプロセススピードを持ち、それぞれに対応して帯電周波数を可変する画像形成装置において、帯電手段に印加するピーク間電圧は一つのプロセススピードと帯電周波数をもちいて、帯電のピーク間電圧と交流電流の関係を測定することから算出することにより、帯電のピーク間電圧を印加する際に、放電電流制御を高精度で行う事で確実に所望の放電電流量をかせぎ、帯電不良、画像流れなどの画像不良を発生することなく安定した画像形成を行うことが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉（図１〜図７）
図１は本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は、転写方式電子写真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式で、画像形成のプロセススピード及び画像形成の画素密度を変更可能なレーザビームプリンタである。
【００３６】
（１）プリンタの全体的概略構成
ａ）像担持体
１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム１は負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）で、外径２５ｍｍであり、通常画像形成時には中心支軸を中心に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示の反時計方向に回転駆動される。
【００３７】
この感光ドラム１は、図２の層構成模型図のように、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）１ａの表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向上させる下引き層１ｂと、光電荷発生層１ｃと、電荷輸送層１ｄ（厚さｔμｍ）の３層を下から順に塗り重ねた構成をしている。
【００３８】
ｂ）帯電手段
２は感光ドラム１の周面を一様に帯電処理する帯電手段としての接触帯電装置（接触帯電器）であり、本例は帯電ローラ（ローラ帯電器）である。
【００３９】
この帯電ロ一ラ２は、芯金（支持部材）２ａの両端部をそれぞれ不図示の軸受け部材により回転自在に保持させると共に、押し圧ばね２ｅによって感光ドラム方向に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おり、感光ドラム１の回転に従動して回転する。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。
【００４０】
帯電ローラ２の芯金２ａには電源Ｓ１より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加されることにより回転感光ドラム１の周面が本例の場合は負極性に一様に接触帯電処理される。
【００４１】
上記の帯電ローラ２の構成、放電電流制御等については（４）項で詳述する。
【００４２】
ｃ）情報書き込み手段
３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の露光装置であり、本例は半導体レーザ使用のレーザビームスキャナである。不図示の画像読み取り装置等のホスト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を出力して回転感光ドラム１の一様帯電処理面を露光位置ｂにおいてレーザ走査露光Ｌ（イメージ走査露光）する。このレーザ走査露光Ｌにより感光ドラム１面のレーザ光で照射されたところの電位が低下することで回転感光ドラム１面には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【００４３】
ｄ）現像手段
４は感光ドラム１上の静電潜像に現像剤（トナー）を供給し静電潜像を可視化する現像手段としての本例の場合はジャンピング現像装置（現像器）である。感光ドラム１面に形成された静電潜像はこの現像装置４により負に帯電した一成分磁性トナー（ネガトナー）で反転現像される。
【００４４】
４ａは現像容器、４ｂは非磁性の現像スリーブであり、この現像スリーブ４ｂはその外周面の一部を外部に露呈させて現像容器４ａ内に回転可能に配設してある。４ｃは非回転に固定して現像スリーブ４ｂ内に挿設したマグネットローラ、４ｄは現像剤コーティングブレード、４ｅは現像容器４ａに収容した現像剤としての一成分磁性トナー、Ｓ２は現像スリーブ４ｂに対する現像バイアス印加電源である。
【００４５】
而して、矢印の反時計方向に回転する現像スリーブ４ｂの面に薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された一成分磁性トナーが現像バイアスによる電界によって感光ドラム１面に静電潜像に対応して選択的に付着することで静電潜像がトナー画像として現像される。本例の場合は感光ドラム１面の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。
【００４６】
現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は引き続く現像スリーブの回転に伴い現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。
【００４７】
ｅ）転写手段・定着手段・クリーニング手段
５は転写装置であり、本例は転写ローラである。この転写ローラ５は感光ドラム１に所定の押圧力をもって圧接させてあり、その圧接ニップ部が転写部ｄである。この転写部ｄに不図示の給紙機構部から所定の制御タイミングにて転写材（記録媒体、記録材）Ｐが給送される。
【００４８】
転写部ｄに給送された転写材Ｐは回転する感光ドラム１と転写ローラ５の間に挟持されて搬送され、その間、転写ローラ５に電源Ｓ３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が印加されることで、転写部ｄを挟持搬送されていく転写材Ｐの面に感光ドラム１面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。
【００４９】
転写部ｄを通ってトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは回転感光ドラム１面から順次に分離されて定着装置６（例えば熱ローラ定着装置、定着器）へ搬送されて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。
【００５０】
７はクリーニング装置であり、転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光ドラム１面はクリーニングブレード７ａにより摺擦されて転写残トナーの除去を受けて清浄面化され、繰り返して画像形成に供される。ｅはクリーニングブレード７ａの感光ドラム面当接部である。
【００５１】
（２）プリンタの動作シーケンス
図３は上記プリンタの動作シーケンス図である。
【００５２】
ａ．初期回転動作（前多回転工程）
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、感光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の所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
【００５３】
ｂ．印字準備回転動作（前回転工程）
プリント信号−オンから実際に画像形成（印字）工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すると印字準備回転動作が実行される。
【００５４】
本実施例においてはこの印字準備回転動作期間において、印字工程の帯電工程における印加交流電圧の適切なピーク間電圧値（または交流電流値）の演算・決定プログラムが実行される。これについては後記（４）のＣ）項で詳述する。
【００５５】
ｃ．印字工程（画像形成工程、作像工程）
所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて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。
【００５６】
連続印字（連続プリント）モードの場合は上記の印字工程が所定の設定プリント枚数ｎ分繰り返して実行される。
【００５７】
ｄ．紙間工程
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。
【００５８】
ｅ．後回転動作
最後の転写材の印字工程が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動を継続させて感光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。
【００５９】
ｆ．スタンバイ
所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、プリンタは前回転工程に移行する。
【００６２】
ｃの印字工程時が画像形成時であり、ａの初期回転動作、ｂの印字準備回転動作、ｄの紙間工程、ｅの後回転動作が非画像形成時である。
【００６３】
（３）プロセススピード変更
本実施例の画像形成装置はメディアフレキシブルであり、厚紙、ＯＨＰ等の多種のメディアに対応している。しかし、厚紙、ＯＨＰなどにおいては熱容量が大きいため定着しにくいため、通常のプロセススピードで定着すると未定着画像やＯＨＰの透過性が悪いなどの問題が発生する。
【００６４】
そこで定着装置６を記録媒体である転写材Ｐが通過する際の速度を遅くすることで充分な加圧・加熱時間をかけて定着させる方法をとっている。ただし、定着装置６においてのみ低速度にすることはコストアップや構成上の問題で難しく、装置全体のプロセススピードを低速にする方法を用いている。
【００６５】
実際、本実施例の装置においては、厚紙・ＯＨＰに対応した１／２速、１／４速モードがあり、通常のプロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃから、それぞれ５０ｍｍ／ｓｅｃ、２５ｍｍ／ｓｅｃにプロセススピードを変更している。
【００６６】
また、高解像度画像を印字する際にもプロセススピードを変更している。プロセススピードを１／２にすることで、主走査線方向の解像度を通常の解像度の２倍にすることが可能となり、高解像度が実現される。
【００６７】
（４）帯電手段の詳細説明
Ａ）帯電ローラ２
接触帯電部材としての帯電ローラ２の長手長さは３２０ｍｍであり、図１の層構成模型図のように、芯金２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄを下から順次に積層した３層構成である。下層２ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中間層２ｃは帯電ローラ全体として均一な抵抗を得るための導電層であり、表層２ｄは感光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
【００６８】
より具体的には、本例の帯電ロ一ラ２の仕様は下記のとおりである。
【００６９】
芯金２ａ；直径６ｍｍのステンレス丸棒
下層２ｂ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ3、体積抵抗値１０3 Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ、長さ３２０ｍｍ
中間層２ｃ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０5 Ωｃｍ、層厚７００μｍ
表層２ｄ；フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫、カーボンを分散、体積抵抗値１０8 Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ
通常の印字時には、電源Ｓ１から直流電圧に周波数１０００Ｈｚの交流電圧を重畳した所定の振動電圧が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加されることで、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。また、プロセススピードが１／２速、１／４速に変更になった時には、通常の１０００Ｈｚの１／２、１／４である５００Ｈｚ、２５０Ｈｚに帯電周波数を変更する。プロセススピードが１／２となっているにも関わらず、帯電周波数をそのままで帯電を行なうと、感光ドラム上単位面積において通常の画像形成時と比較し２倍の放電回数を受けることとなり、感光ドラム劣化、削れが促進されるなどの問題が起こる。その他にも、モアレが発生する可能性がある。
【００７０】
Ｂ）帯電バイアス印加系
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。
【００７１】
電源Ｓ１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、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。
【００７２】
帯電ローラ２に対する電圧印加手段である電源Ｓ１は、直流（ＤＣ）電源１１と交流（ＡＣ）電源１２を有している。
【００７３】
１３は制御回路であり、上記電源Ｓ１のＤＣ電源１１とＡＣ電源１２をオン・オフ制御して帯電ローラ２に直流電圧と交流電圧のどちらか、若しくはその両方の重畳電圧を印加するように制御する機能と、ＤＣ電源１１から帯電ローラ２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１２から帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する機能を有する。
【００７４】
１４は感光体１を介して帯電ローラ２に流れる交流電流値を測定する手段としての交流電流値測定回路である。この回路１４から上記の制御回路１３に測定された交流電流値情報が入力する。
【００７５】
１５はプリンタが設置されている環境を検知する手段としての環境センサー（温度計と湿度計）である。この環境センサー１５から上記の制御回路１３に検知された環境情報が入力する。
【００７６】
そして、制御回路１３は交流電流値測定回路１４から入力の交流電流値情報、更には環境センサー１５から入力の環境情報から、印字工程の帯電工程における帯電ローラ２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行する機能を有する。
【００７７】
Ｃ）放電電流制御
次に、印字時に帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧の制御方法を述べる。
【００７８】
本発明者らは、種々の検討により、以下の定義により数値化した放電電流量が実際のＡＣ放電の量を代用的に示し、感光ドラムの削れ、画像流れ、帯電均一性と強い相関関係があることを見出した。
【００７９】
図５に示すように、ピーク間電圧Ｖｐｐに対して交流電流Ｉａｃは帯電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満（未放電領域）で線形の関係にあり、それ以上から放電領域に入るにつれ徐々に電流の増加方向にずれる。放電の発生しない真空中での同様の実験においては直線が保たれたため、これが、放電に関与している電流の増分ΔＩａｃであると考える。
【００８０】
よって、帯電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満のピーク間電圧Ｖｐｐに対して電流Ｉａｃの比をαとしたとき、放電による電流以外のニップ電流などの交流電流はα・Ｖｐｐとなり、帯電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）以上の電圧印加時に測定されるＩａｃとこのα・Ｖｐｐの差分、
式１・・・△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖｐｐ
から△Ｉａｃを放電の量を代用的に示す放電電流量と定義する。
【００８１】
この放電電流量は一定電圧または一定電流での制御下で帯電を行った場合、環境、耐久を進めるにつれ変化する。これはピーク間電圧と放電電流量の関係、交流電流値と放電電流量との関係が変動しているからである。
【００８２】
ＡＣ定電流制御方式では、帯電部材から被帯電体に流れる総電流で制御している。この総電流量とは、上記のように、接触部へ流れる電流（以下、ニップ電流：α・Ｖｐｐ）と被接触部で放電することで流れる電流（以下、放電電流量：△Ｉａｃ）の和になっており、定電流制御では実際に被帯電体を帯電させるのに必要な電流である放電電流だけでなく、ニップ電流も含めた形で制御されている。
【００８３】
そのため、実際に、放電電流量は制御できていない。定電流制御において同じ電流値で制御していても、帯電部材の材質の環境変動によって、ニップ電流が多くなれば当然放電電流量は減り、ニップ電流が減れば放電電流量は増えるため、ＡＣ定電流制御方式でも完全に放電電流量の増減を抑制することは不可能であり、長寿命を目指したとき、感光ドラムの削れと帯電均一性の両立を実現することは困難であった。
【００８４】
そこで、本発明者らは、常に所望の放電電流量を得るため、以下の要領で制御を行った。
【００８５】
所望の放電電流量をＤとしたときに、この放電電流量Ｄとなるピーク間電圧を決定する方法を説明する。
【００８６】
本実施例では印字準備回転動作時において制御回路１３で印字工程時の帯電工程における帯電ローラ２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行させている。
【００８７】
具体的に、図６のＶｐｐ−Ｉａｃグラフと、図７の制御フロー図を参照して説明する。
【００８８】
制御回路１３はＡＣ電源１２を制御して図６に示すように、帯電ローラ２に放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を３点、未放電領域であるピーク間電圧を３点、順次に印加し、その時の感光体１を介して帯電ローラ２に流れる交流電流値が交流電流値測定回路１４で測定されて制御回路１３に入力する。
【００８９】
次に制御回路１３は、上記測定された各３点の電流値から、最小二乗法を用いて、放電、未放電領域のピーク間電圧と交流電流の関係を直線近似し、以下の式２と式３を算出する。
【００９０】
式２・・・放電領域の近似直線 ：Ｙα＝αＸ＋Ａ
式３・・・未放電領域の近似直線 ：Ｙβ＝βＸ＋Ｂ
その後、上記の式２の放電領域の近似直線と、式３の未放電領域の近似直線の差分が、放電電流量Ｄとなるピーク間電圧Ｖｐｐを式４によって決定する。
【００９１】
式４・・・Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）
そして、帯電ローラ２に印加するピーク間電圧を上記の式４で求めたＶｐｐに切り替え、定電圧制御し、前記した印字工程へと移行する。
【００９２】
この様に、毎回、印字準備回転時において、印字時に所定な放電電流量を得るために必要なピーク間電圧を算出し、印字中には求めたピーク間電圧を定電圧制御で印加することで、帯電ローラ２の製造ばらつきや材質の環境変動に起因する抵抗値のふれや、本体装置の高圧ばらつきを吸収し、確実に所望の放電電流量を得ることが可能となった。
【００９３】
本発明者らにより、上記のように安定した帯電を行なえるようになったのだが、プロセススピードが１／２速、１／４速モードとなったときに、通常画像形成時に用いる周波数の５０％、２５％の周波数で上記放電電流量制御を行なうと、図８に示すようにあまりに観測される交流電流量が少量であるため測定精度保証範囲外となってしまい精度が低下し、印加するピーク間電圧にばらつきが生じ安定した帯電が行なわれなくなった。また、広い範囲で高精度を求めるとかなりのコストアップが見込まれた。
【００９４】
そこで、本発明者らはプロセススピードが変更になった際にも、予め１／２速、１／４速時の所望の放電電流量を決めておくことで、通常のプロセススピードにおいて放電電流制御を行ない印字時に帯電部材に印加するピーク間電圧を決定することとした。
【００９５】
この制御下で、１／２速、１／４速モードで画像形成を行なったところ安定して良好な画像が得られ、耐久検討においても、どの環境下でも感光ドラムの劣化・削れを発生させず、高精細画像を実現可能とした。
【００９６】
本実施例では、すべてのプロセススピードに対して高周波数（１０００Ｈｚ）の帯電振動電圧を用いて「放電電流量制御」を行ない、帯電振動電圧のピーク間電圧を決定した。これは、高周波数にすることで測定する交流電流値が増大し、それによって制御の誤差を小さくすることが可能となるからである。しかし、逆にこれに限らず交流電流値の測定精度保証範囲であれば低周波数を用いて制御を行なうことも可能である。
【００９７】
また、本実施例では帯電ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧を切り替えることで放電電流量を制御したが、これに限らず、逆に交流電流を印加することで交流電圧のピーク間電圧を測定し、印字時には所望の放電電流量を得るに必要な交流電流を常に印加できるように交流電流を制御することも可能である。
【００９８】
さらに、本実施例では印字準備回転時に印加するピーク間電圧値を各環境一定にしたが、環境センサーが設置されている装置においては、環境ごとでそれぞれの値を可変することで、さらに安定した均一帯電を行なうことが可能となる。
【００９９】
〈実施形態例２〉（図９）
図９は本実施例における画像形成装置の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は、転写方式電子写真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式、クリーナーレス、最大通紙サイズがＡ３サイズ、画像形成のプロセススピード及び画像形成の画素密度を変更可能なレーザビームプリンタである。
【０１００】
前記の実施形態例１のプリンタと共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略し、実施例１のプリンタとは異なる構成部材・部分・事項について説明する。
【０１０１】
（１）プリンタの全体的概略構成
本実施例のプリンタにおいて、像担持体としての感光ドラム１は外径５０ｍｍである。通常の画像形成時には中心支軸を中心に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示の時計方向に回転駆動されている。しかし、厚紙、ＯＨＰ等においても充分な定着を行なうため、１／２速、１／４速モードが設けられており、そのときにはプロセススピード５０ｍｍ／ｓｅｃ、２５ｍｍ／ｓｅｃとなる。
【０１０２】
帯電工程では、接触帯電器としての帯電ローラ２に所定の条件の電圧が印加されており、感光ドラム１面上を一様に負極性に帯電処理を行なう。帯電の振動電圧の周波数は、通常画像形成時は１０００Ｈｚであり、プロセススピードが１／２、１／４になった時には、５００Ｈｚ、２５０Ｈｚに変更する。
【０１０３】
現像手段である現像装置４は二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置であり、感光ドラム１面に形成された静電潜像はこの現像装置４により順次にトナー像として本例の場合は負に摩擦帯電されたトナー（ネガトナー）により反転現像されていく。現像容器４ａに収容の現像剤４ｅは二成分現像剤である。４ｆは現像容器４ａ内の底部側に配設した現像剤攪拌部材、４ｇはトナーホッパーであり、補給用トナーを収容させてある。
【０１０４】
現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅはトナーと磁性キャリアの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｆにより攪拌される。本例においてトナーの平均粒径は６μｍ、磁性キャリアの抵抗は約１０13Ωｃｍ、粒径は約４０μｍである。トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。
【０１０５】
現像スリーブ４ｂは感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐと称する）を３５０μｍに保たせて感光ドラム１に近接させて対向配設してある。この感光体ドラム１と現像スリーブ４ａとの対向部が現像部ｃである。現像スリーブ４ｂは現像部ｃにおいて感光ドラム１の進行方向とは逆方向に回転駆動される。
【０１０６】
この現像スリーブ４ｂの外周面に該スリーブ内のマグネットローラ４ｃの磁力により現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅの一部が磁気ブラシ層として吸着保持され、該スリーブの回転に伴い回転搬送され、現像剤コーティングブレード４ｄにより所定の薄層に整層され、現像部ｃにおいて感光ドラム１の面に対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。現像スリーブ４ｂには電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。
【０１０７】
而して、回転する現像スリーブ４ｂの面に薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された現像剤中のトナー分が現像バイアスによる電界によって感光ドラム１面に静電潜像に対応して選択的に付着することで静電潜像がトナー画像として現像される。本例の場合は感光ドラム１面の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。
【０１０８】
現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は引き続く現像スリーブの回転に伴い現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。
【０１０９】
現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度を所定の略一定範囲内に維持させるために、現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度が不図示の例えば光学式トナー濃度センサーによって検知され、その検知情報に応じてトナーホッパー４ｇが駆動制御されて、トナーホッパー内のトナーが現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅに補給される。二成分現像剤４ｅに補給されたトナーは攪拌部材４ｆにより攪拌される。
【０１１０】
（２）クリーナーレスシステム
本例のプリンタはクリーナーレスであり、転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光ドラム１面に若干量残留する転写残トナーを除去する専用のクリーニング装置は具備させていない。転写後の感光ドラム１面上の転写残トナーは引き続く感光ドラム１の回転に伴い帯電部ａ、露光部ｂを通って現像部ｃに持ち運ばれて、現像装置３により現像同時クリーニング（回収）される。
【０１１１】
現像同時クリーニングは、転写後の感光体上の転写残トナーを次工程以降の現像工程時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、該静電潜像の現像工程過程時にかぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖback）によって、トナーで現像されるべきではない感光体面部分上に存在する転写残トナーは現像装置に回収する方法である。この方法によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以降の静電潜像の現像に再用されるため、廃トナーをなくし、またメンテナンスに手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナーレスであることで画像形成装置の小型化にも有利である。
【０１１２】
８はトナー帯電制御手段であり、転写部ｄよりも感光ドラム回転方向下流側で、帯電部ａよりも感光ドラム回転方向上流側の位置に配設してある。このトナー帯電制御手段７は、適度の導電性を持ったブラシ形状部材（補助ブラシ）であり、ブラシ部を感光ドラム１面に接触させて配設してあり、負極性の電圧が電源Ｓ４より印加されている。ｆはブラシ部と感光ドラム１面の接触部である。トナー帯電制御手段７を通過する感光ドラム１上の転写残トナーはその帯電極性が正規極性である負極性に揃えられる。
【０１１３】
すなわち、転写工程後の感光ドラム１面上の転写残トナーには画像部で転写し切れなかった負極性トナー、現像時に非画像部に付着した正極性のカブリトナー、転写の正極性の電圧に影響され極性が正極性に反転してしまったトナーが含まれる。このような転写残トナーは上記のトナー帯電制御手段８によりその帯電極性が一様に負極性に揃えられる。本実施例では、トナー帯電制御手段８には転写後の感光体に対して放電がおこる電圧である−１０００Ｖを印加した。これにより、トナー帯電制御手段８を通過する転写残トナーには放電および直接電荷注入により電荷付与がなされ、負極性に揃えられる。
【０１１４】
上述した帯電工程では、転写残トナーの上から感光ドラム１面上を帯電処理する。転写残トナーの極性は負極性に一様に揃えられているため、負極性の直流電圧を印加されている帯電ローラ２へのトナー付着はない。露光工程においても転写残トナー上から露光を行なうが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。現像工程においては、感光ドラム１上の未露光部に存在する転写残トナーは、電界の関係上現像器に回収される。
【０１１５】
前述したように現像スリーブ２ｂと感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）は３５０μｍであり、この距離を保つことで現像スリーブ４ｂ上に形成された二成分現像剤の磁気ブラシが感光ドラム１表面と適度に摺擦し感光ドラム１上の転写残トナーの現像同時回収が行なわれる。また転写残トナーの回収に有利であるように、現像スリーブ４ｂは現像部ｃにおいて感光ドラム１の表面の進行方向とは逆方向に回転させている。
【０１１６】
（３）交流電圧のピーク間電圧の制御
クリーナーレスシステムにおいて、ＡＣ帯電方式を用いた場合、次の問題がおこる。すなわちＡＣ帯電により発生した放電生成物に起因した画像流れ、ボケである。
【０１１７】
接触帯電によるＡＣ帯電方式の場合も、コロナ帯電器による帯電処理との対比において発生オゾン量は少ないが皆無ではないので、多少ながら放電生成物による悪影響がある。画像形成装置にあっては、像担持体としての感光体面に放電生成物が付着し、さらに吸湿することで感光体表面が低抵抗化して潜像の解像力低下し、また上記のようなクリーナーレスの構成を採用した画像形成装置では、クリーニング装置による感光体の刷新効果が望めなく、ボケ、画像流れ等が発生しやすくなる。
【０１１８】
上記の問題と帯電均一性を両立させるには、常に所望の放電電流量を得る必要があり、そのためには本発明である帯電ローラへの印加電圧制御手段を用いる必要がある。
【０１１９】
本実施例の交流電圧のピーク間電圧制御は、次のように行っている。
【０１２０】
１００枚（Ａ４換算）ごとに未放電領域で３点、放電領域で３点、順次、ピーク間電圧を帯電ローラに印加し、交流電圧値を測定し、印字中に印加するピーク間電圧を決定する。印加するピーク間電圧の算出方法は〈実施形態例１〉に示した方法と同様である。
【０１２１】
さらに、本実施例の画像形成装置は、厚紙や高解像度画像出力モードとしてプロセススピード変更に伴い帯電周波数を５００Ｈｚ、２５０Ｈｚに変更する際にも、帯電周波数を１０００Ｈｚで放電電流制御を行ない、それに基づいて１／２速、１／４速時の帯電ローラへ印加するピーク間電圧を決定している。
【０１２２】
この方式により、画像流れ・ボケが発生しやすいクリーナーレス装置において１／２速、１／４速で画像形成を行なう際にも、高精度に帯電部材に印加するピーク間電圧と交流電流の関係を測定でき、シビアな放電量の管理が可能となり、画像流れ・ボケ、ドラム削れ、融着などの問題なく良好な画像形成を長期にわたり安定して行なうことが可能となった。
【０１２３】
本実施例では、制御する放電電流量Ｄをプロセススピードによって可変としたことで、さらに確実に所望の放電電流量を得ることが可能となった。
【０１２４】
さらに、本実施例で用いた装置本体には環境センサー１５（図４）を設けており、放電電流量Ｄの値も環境ごとでも可変とし、Ｌ／Ｌ環境に比べ、帯電安定性を得るのに必要な放電電流量が小さくかつ画像流れの発生しやすいＨ／Ｈ環境において、Ｌ／Ｌ環境での設定放電電流量Ｄの約２／３に下げる制御を行った。
【０１２５】
それにより、上記の問題に対しても、Ｈ／Ｈ環境ではＬ／Ｌ環境の約２／３倍にすることで、Ｈ／Ｈ環境では画像流れ、ボケの発生を確実に防ぎ、Ｌ／Ｌ環境では砂地を発生させることなく安定した均一帯電を行うことが可能となった。
【０１２６】
〈その他〉
１）実施例においては、モノカラー（単色）での印字動作についてのみ述べたが、本発明はこれに限るものではなく、フルカラーの印字動作においても同様の効果を発揮することが可能である。
【０１２７】
２）実施例においてはプリンタの非画像形成時である印字準備回転動作期間において、印字工程の帯電工程における印加交流電圧の適切なピーク間電圧値または交流電流値の演算・決定プログラムの実行は実施例のプリンタのように印字準備回転動作期間に限られるものではなく、他の非画像形成時、すなわち初期回転動作時、紙間工程時、後回転工程時とすることもできるし、複数の非画像形成時に実行させるようにすることもできる。
【０１２８】
３）像担持体は表面抵抗が１０9 〜１０14Ω・ｃｍの電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであってもよい。電荷注入層を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層が上記の抵抗範囲にある場合も同等の効果がえられる。表層の体積抵抗が約１０13Ω・ｃｍであるアモルファスシリコン感光体もよい。
【０１２９】
４）可撓性の接触帯電部材は帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。また各種材質のものの組み合わせでより適切な弾性、導電性、表面性、耐久性のものを得ることもできる。
【０１３０】
５）接触帯電部材や現像部材に印加する振動電界の交番電圧成分（ＡＣ成分、周期的に電圧値が変化する電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波であってもよい。
【０１３１】
６）像担持体としての感光体の帯電面に対する情報書き込み手段としての像露光手段は実施例のレーザ走査手段以外にも、例えば、ＬＥＤのような固体発光素子アレイを用いたデジタル露光手段であってもよい。ハロゲンランプや蛍光灯等を原稿照明光源とするアナログ的な画像露光手段であってもよい。要するに、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであればよい。
【０１３２】
７）像担持体は静電記録誘電体などであってもよい。この場合は該誘電体面を一様に帯電した後、その帯電面を除電針ヘッドや電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の画像情報に対応した静電潜像を書き込み形成する。
【０１３３】
８）静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。
【０１３４】
一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについてはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコーティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（１成分非接触現像）と、上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングしたトナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（１成分接触現像）と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤（２成分現像剤）として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分接触現像）と、上記の２成分現像剤を像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分非接触現像）との４種顛に大別される。
【０１３５】
９）転写手段は実施形態例のローラ転写に限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式でもよい。
【０１３６】
１０）転写ドラムや転写ベルトなどの中間転写体を用いて、単色画像形成ばかりでなく、多重転写等により多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。
【０１３７】
１１）感光ドラム等の像担持体１、これに作用する作像プロセス機器２・４・７・８等は任意の組み合わせにて、画像形成装置本体に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジとすることもできる。プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と感光ドラム（像担持体）とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと感光ドラムとを一体的にカートリッジ化し画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と感光ドラムとを一体的にカートリッジ化し画像形成装置本体に対して着脱可能とするものをいう。
【０１３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数のプロセススピードに対応して帯電周波数を変更する場合において、帯電部材に印加するピーク間電圧値を「放電電流制御方式」を用いて決定する時に、制御する際は一つの帯電周波数で行なうことで観測する交流電流を狭い範囲とし、コストアップすることなく高精度の制御が可能となり、複数のプロセススピードにおいても帯電不良や画像流れ、ドラム削れなどの問題なく、安定して高画質・高品質を保つことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態例１の画像形成装置の概略構成模型図
【図２】 感光体の層構成模型図
【図３】 画像形成装置の動作シーケンス図
【図４】 帯電バイアス印加系のブロック回路図
【図５】 放電電流量の測定概略図
【図６】 印字準備回転中に測定するピーク間電圧と交流電流量の関係図
【図７】 帯電制御フロー図
【図８】 ピーク間電圧と交流電流量の関係図の帯電周波数特性
【図９】 実施形態例２の画像形成装置（クリーナーレス）の概略構成模型図
【符号の説明】
１・・感光ドラム（像担持体）、２・・帯電ローラ、３・・レーザビームスキャナ、４・・現像装置、５・・転写ローラ、６・・定着装置、７・・クリーニング装置、８・・トナー帯電制御手段、Ｓ１〜Ｓ４・・バイアス電圧印加電源、１１・・ＤＣ電源、１２・・ＡＣ電源、１３・・制御回路、１４・・交流電圧値またはピーク間電圧値の測定回路、１５・・環境センサー
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体に対して電子写真方式・静電記録方式等の適宜の作像プロセス機器にて所望の画像を形成担持させる、間接（転写）方式或いは直接方式の画像形成装置であって、画像形成のプロセススピード及び画像形成の画素密度を変更可能な画像形成装置の改善に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、例えば、電子写真装置・静電記録装置等の画像形成装置において感光体・誘電体等の被帯電体としての像担持体表面を帯電させる方法としては、細いコロナ放電ワイヤに高圧を印加して発生するコロナを像担持体表面に作用させて帯電を行なう、非接触帯電であるコロナ帯電が一般的であった。
【０００４】
近年は、低圧プロセス、低オゾン発生量、低コストなどの点から、ローラ型・ブレード型などの帯電部材を被帯電体としての像担持体表面に接触させ、帯電部材に電圧を印加することにより像担持体表面を帯電させる接触帯電方式が主流となりつつある。特にローラ型の帯電部材は長期にわたって安定した帯電を行なうことが可能である。
【０００５】
ここで、帯電部材は被帯電体である像担持体の面に必ずしも接触している必要はなく、帯電部材と像担持体との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数１０μｍの空隙（間隙）を存して非接触に近接配置されていてもよく（近接帯電）、本発明においてはこの近接帯電の場合も接触帯電の範ちゅうとする。
【０００６】
帯電部材に対する印加電圧は直流電圧のみでも良いが、振動電圧を印加し、プラス側、マイナス側への放電を交互に起こすことで帯電を均一に行なわせることができる。
【０００７】
例えば、直流電圧を印加したときの被帯電体の放電開始しきい値電圧（放電開始電圧、帯電開始電圧）の２倍以上のピーク間電圧を有する交流電圧と、直流電圧（直流オフセットバイアス）とを重畳した振動電圧を印加することにより、被帯電体の帯電を均す効果があり均一な帯電を行なうことが知られている。
【０００８】
振動電圧の波形としては正弦波に限らず、矩形波、三角波、パルス波でも良い。振動電圧は直流電圧を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波の電圧や、直流電圧の値を周期的に変化させて交流電圧と直流電圧との重畳電圧と同じ出力としたものも含む。
【０００９】
上記のように、帯電部材に振動電圧を印加して帯電する接触帯電方式を以下「ＡＣ帯電方式」と記す。また、直流電圧のみを印加して帯電する接触帯電方式を「ＤＣ帯電方式」と記す。
【００１０】
しかし、ＡＣ帯電方式においては、ＤＣ帯電方式と比べ、像担持体（以下、感光ドラムと記す）への放電量が増えるため、感光ドラム削れ等の感光ドラム劣化を促進するとともに、放電生成物による高温高湿環境での画像流れ等の異常画像が発生する場合があった。
【００１１】
この問題を改善するためには、必要最小限の電圧印加により、プラス側、マイナス側へ交互に起こす放電を最小限とする必要がある。
【００１２】
しかし、実際には電圧と放電量の関係は常に一定ではなく、感光ドラムの膜厚、帯電部材や空気の環境変動等により変化する。低温低湿環境（Ｌ／Ｌ）では材料が乾燥して抵抗値が上昇し放電しにくくなるため、均一な帯電を得るためには一定値以上のピーク間電圧が必要となるが、このＬ／Ｌ環境において帯電均一性が得られる最低の電圧値においても、高温高湿環境（Ｈ／Ｈ）で帯電動作を行った場合、逆に材料が吸湿し抵抗値が低下するため、帯電部材は必要以上の放電を起こすことになる。結果、放電量が増加すると、画像流れ・ボケの発生、トナー融着の発生、感光ドラム表面の劣化による感光ドラム削れ・短命化などの問題が起こる。
【００１３】
【発明の属する技術分野】
この環境変動による放電の増減を抑制するために、上記のような常に一定の交流電圧を印加する「ＡＣ定電圧制御方式」のほかに、帯電部材に交流電圧を印加することで流れる交流電流値を制御する「ＡＣ定電流制御方式」が提案されている。このＡＣ定電流制御方式によれば、材料の抵抗が上昇する低温低湿環境（Ｌ／Ｌ）では交流電圧のピーク間電圧値を上げ、逆に材料の抵抗が下降する高温高湿環境（Ｈ／Ｈ）ではピーク間電圧値を下げることができるため、ＡＣ定電圧制御方式に比べ放電の増減を抑制することが可能である。
【００１４】
しかしながら、更なる感光ドラムの長寿命化を目指したとき、ＡＣ定電流制御方式においても、帯電部材の製造ばらつきや汚れによる抵抗値変動、耐久による感光ドラムの静電容量変動、本体高圧装置のばらつきなどによる放電量の増減を抑制するには完全ではない。この放電量の増減を抑えるためには、帯電部材の製造ばらつき、環境変動を抑えることや高圧のふれをなくす手段をとらなければならず、それによってコストアップを招くこととなる。
【００１５】
【発明の属する技術分野】
そこで、長期にわたり高画質、高品質を安定して提供するにあたり、過剰放電を起こさず、問題なく均一な帯電を行なえるよう印加する電圧・電流を制御する必要があり、その方法として、非画像形成時において、帯電部材に直流電圧を印加した時の像担持体への放電開始電圧をＶｔｈとした時に、少なくとも１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧を印加した時の電流値と、少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧を印加した時の電流値を測定し、測定された交流電圧のピーク間電圧と交流電流値の関係から、画像形成時に帯電手段に印加する所望の放電電流量を得るに必要な交流電圧のピーク間電圧を決定するという、「放電電流量制御方式」が本発明者らによって発明された。（特願２０００−１１８１９号（特開２００１−２０１９２０号公報）、特願２０００−１１８２０号（特開２００１−２０１９２１号公報））。
この方式は、実際に帯電のＡＣ電圧のピーク間電圧とＡＣ電流の関係を測定し、所望の放電電流量を得るに必要なピーク間電圧を決定するため、環境変動、帯電部材の製造ばらつきなどを吸収することが可能となった。
【００１６】
特に感光ドラム上のトナーなどを除去し感光ドラム上を刷新するために用いられるブレードなどのクリーナーを持たないクリーナーレス方式の画像形成装置においては、この方式が有効となる。なぜなら、感光ドラム上の刷新効果が望めないためＨ／Ｈでの画像流れに対してより厳しく、また転写残トナーが除去されないため帯電処理を行なう際、適切な放電量を与えないと感光ドラム上の転写残トナーが存在する場所が帯電不良となり現像位置においてカブリが生じてしまうからである。このようにクリーナーレス方式の画像形成装置において、帯電電圧に交流電圧を用いる際には、より高精度に放電量を制御する必要があった。
【００１７】
近年、プリンタ等の画像形成装置では、ユーザーのプリントニーズの多様化に伴い、厚紙、ＯＨＰ等の多種のメディアに印字する必要性、解像度（画素密度）への対応が求められ、一つの機器で複数のプロセススピード（プリントスピード）をもつことでこれに対応している。
【００１８】
しかし、振動電圧を印加する接触帯電装置を使用した画像形成装置で、複数のプロセススピードに対応する場合、以下のような問題が発生した。
【００１９】
Ａ）第一の問題点は、接触帯電装置に印加される振動電圧の周波数（以下、帯電周波数）とライン走査のラインピッチの空間周波数が重なった場合に発生する「モアレ像」と呼ばれる干渉縞である。
【００２０】
このような現象を防止するため、例えば空間周波数ｆｓに対して帯電周波数ｆｐを十分に大きくするという対策が考えられるが、周波数に応じて大きくなる帯電音の弊害等があり、好ましくない。
【００２１】
Ｂ）第二の問題点は、帯電部材に印加される振動電圧の周波数が現像スリーブに印加される振動電圧の周波数の整数倍または整数分の１の関係に近い場合に発生する周期的な「現像ムラ」である。
【００２２】
このような現像ムラは帯電部材に印加される振動電圧の周波数が現像スリーブに印加される振動電圧の周波数の整数倍または整数分の１の周波数の前後で発生する。また、基本的には感光ドラム上の表面電位ムラであるため、解像度が高い画像をプリントする場合の方がムラの識別に容易となるため、ムラが発生する周波数の範囲が広くなる傾向があった。
【００２３】
また、特に帯電手段と現像手段を一体化して、画像形成装置本体から着脱可能としたプロセスカートリッジとした場合、画像形成装置本体との接点の構造上、帯電バイアス電圧を帯電ローラに供給する導電路の近傍に現像バイアス電圧を現像スリーブに供給する導電路が配置される場合があり、両者が浮遊容量を介して相互に干渉しあって各々のバイアス電圧にうなり成分を発生させ、上述した画像ムラと同様な異常画像が発生する場合があった。
【００２４】
Ｃ）第三の問題点は、プロセススピードが変更になっているのも関わらず帯電周波数をそのままで使用すると、プロセススピードが遅くなっている時には単位感光ドラム面が受ける放電回数が増えることで高湿下での画像流れ・ボケや感光ドラム劣化・削れが促進され、逆にプロセススピードが早くなっている時には放電の回数が減ることで充分な帯電が行なわれず帯電ムラや帯電不良などの問題が発生する事である。
【００２５】
この問題に対しては、プロセススピードの変化の割合と同じ割合で帯電周波数を変更することで対応することが可能である。
【００２６】
以上の問題点を解決するには、プロセススピードが変更する場合には、帯電周波数を変更させる必要があった。
【００２７】
プロセススピード可変の画像形成装置において高品質の画像を提供するには、帯電周波数変更と、「放電電流量制御方式」を組み合わせることによって可能となる。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにプロセススピードに対して帯電周波数を変更して「放電電流量制御方式」を用いた場合、同じ振動電圧のピーク間電圧であっても周波数を下げた時にはＡＣ電流値は少なくなり、逆に周波数を高くした時には多くのＡＣ電流が流れることとなる。それため、測定するＡＣ電流値の範囲は広くなり、広範囲で精度よく測定を行なうには使用する電子部品などによるコストアップを招き、または安価にこれを求めると測定精度の低下に繋がる。
【００２９】
また、各プロセススピードにおいて、それぞれ「放電電流量制御」を行なうと、印字動作以外の作動時間が長くなりユーザビリティの低下を招くこととなる。
【００３０】
本発明は、複数のプロセススピードで印字する場合においてもコストアップすることなく高精度に「放電電流制御方式」を行ない、均一で良好な帯電を長期にわたり実現し、高精細、高画質画像を安定して提供し、また制御にかかる作動時間を減らすことでユーザビリティの向上も目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【００３２】
（１）作像プロセスのスピードを複数有し、像担持体に該像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像形成装置において、
像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体に近接又は接触配置され電圧を印加される事により像担持体面を帯電する帯電手段であり、
帯電手段に少なくとも交流電圧を印加する手段と、
帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧の電圧値を制御する手段と、
帯電手段に流れる交流電流値を測定する手段と、
交流電圧の周波数を、第一の作像プロセスのスピードでは第一の周波数に、第一の作像プロセスのスピードよりも小さい第二の作像のプロセスのスピードでは第一の周波数よりも小さい第二の周波数に、可変とする手段と、
を持ち、帯電手段に直流電圧を印加した時の像担持体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、非画像形成時に、第一の周波数を用いて帯電手段に電圧を印加し、帯電手段に１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧を印加した時の電流値と、２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧を印加した時の電流値を測定し、測定した電流値に基づいて、第一の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第一の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電圧を画像形成時に印加し、第二の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第二の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電圧を画像形成時に印加する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【００３３】
（２）作像プロセスのスピードを複数有し、像担持体に該像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像形成装置において、
像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体に近接又は接触配置され電圧を印加される事により像担持体面を帯電する帯電手段であり、
帯電手段に少なくとも交流電流を印加する手段と、
帯電手段に印加する交流電流値を制御する手段と、
帯電手段に印加される交流電圧のピーク間電圧値を測定する手段と、
交流電圧の周波数を、第一の作像のプロセスのスピードでは第一の周波数に、第一の作像プロセススピードよりも小さい第二の作像のプロセススピードでは第一の周波数よりも小さい第二の周波数に、可変とする手段と、
を持ち、帯電手段に直流電圧を印加した時の像担持体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、非画像形成時に、第一の周波数を用いて帯電手段に電圧を印加し、帯電手段に１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧となる交流電流を印加した時の電圧値と、２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧となる交流電流を印加した時の電圧値を測定し、測定した電圧値に基づいて、第一の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第一の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電流を画像形成時に印加し、第二の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第二の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電流を画像形成時に印加する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【００３４】
〈作 用〉
即ち、複数のプロセススピードを持ち、それぞれに対応して帯電周波数を可変する画像形成装置において、帯電手段に印加するピーク間電圧は一つのプロセススピードと帯電周波数をもちいて、帯電のピーク間電圧と交流電流の関係を測定することから算出することにより、帯電のピーク間電圧を印加する際に、放電電流制御を高精度で行う事で確実に所望の放電電流量をかせぎ、帯電不良、画像流れなどの画像不良を発生することなく安定した画像形成を行うことが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉（図１〜図７）
図１は本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は、転写方式電子写真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式で、画像形成のプロセススピード及び画像形成の画素密度を変更可能なレーザビームプリンタである。
【００３６】
（１）プリンタの全体的概略構成
ａ）像担持体
１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム１は負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）で、外径２５ｍｍであり、通常画像形成時には中心支軸を中心に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示の反時計方向に回転駆動される。
【００３７】
この感光ドラム１は、図２の層構成模型図のように、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）１ａの表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向上させる下引き層１ｂと、光電荷発生層１ｃと、電荷輸送層１ｄ（厚さｔμｍ）の３層を下から順に塗り重ねた構成をしている。
【００３８】
ｂ）帯電手段
２は感光ドラム１の周面を一様に帯電処理する帯電手段としての接触帯電装置（接触帯電器）であり、本例は帯電ローラ（ローラ帯電器）である。
【００３９】
この帯電ロ一ラ２は、芯金（支持部材）２ａの両端部をそれぞれ不図示の軸受け部材により回転自在に保持させると共に、押し圧ばね２ｅによって感光ドラム方向に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おり、感光ドラム１の回転に従動して回転する。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。
【００４０】
帯電ローラ２の芯金２ａには電源Ｓ１より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加されることにより回転感光ドラム１の周面が本例の場合は負極性に一様に接触帯電処理される。
【００４１】
上記の帯電ローラ２の構成、放電電流制御等については（４）項で詳述する。
【００４２】
ｃ）情報書き込み手段
３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の露光装置であり、本例は半導体レーザ使用のレーザビームスキャナである。不図示の画像読み取り装置等のホスト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を出力して回転感光ドラム１の一様帯電処理面を露光位置ｂにおいてレーザ走査露光Ｌ（イメージ走査露光）する。このレーザ走査露光Ｌにより感光ドラム１面のレーザ光で照射されたところの電位が低下することで回転感光ドラム１面には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【００４３】
ｄ）現像手段
４は感光ドラム１上の静電潜像に現像剤（トナー）を供給し静電潜像を可視化する現像手段としての本例の場合はジャンピング現像装置（現像器）である。感光ドラム１面に形成された静電潜像はこの現像装置４により負に帯電した一成分磁性トナー（ネガトナー）で反転現像される。
【００４４】
４ａは現像容器、４ｂは非磁性の現像スリーブであり、この現像スリーブ４ｂはその外周面の一部を外部に露呈させて現像容器４ａ内に回転可能に配設してある。４ｃは非回転に固定して現像スリーブ４ｂ内に挿設したマグネットローラ、４ｄは現像剤コーティングブレード、４ｅは現像容器４ａに収容した現像剤としての一成分磁性トナー、Ｓ２は現像スリーブ４ｂに対する現像バイアス印加電源である。
【００４５】
而して、矢印の反時計方向に回転する現像スリーブ４ｂの面に薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された一成分磁性トナーが現像バイアスによる電界によって感光ドラム１面に静電潜像に対応して選択的に付着することで静電潜像がトナー画像として現像される。本例の場合は感光ドラム１面の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。
【００４６】
現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は引き続く現像スリーブの回転に伴い現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。
【００４７】
ｅ）転写手段・定着手段・クリーニング手段
５は転写装置であり、本例は転写ローラである。この転写ローラ５は感光ドラム１に所定の押圧力をもって圧接させてあり、その圧接ニップ部が転写部ｄである。この転写部ｄに不図示の給紙機構部から所定の制御タイミングにて転写材（記録媒体、記録材）Ｐが給送される。
【００４８】
転写部ｄに給送された転写材Ｐは回転する感光ドラム１と転写ローラ５の間に挟持されて搬送され、その間、転写ローラ５に電源Ｓ３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が印加されることで、転写部ｄを挟持搬送されていく転写材Ｐの面に感光ドラム１面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。
【００４９】
転写部ｄを通ってトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは回転感光ドラム１面から順次に分離されて定着装置６（例えば熱ローラ定着装置、定着器）へ搬送されて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。
【００５０】
７はクリーニング装置であり、転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光ドラム１面はクリーニングブレード７ａにより摺擦されて転写残トナーの除去を受けて清浄面化され、繰り返して画像形成に供される。ｅはクリーニングブレード７ａの感光ドラム面当接部である。
【００５１】
（２）プリンタの動作シーケンス
図３は上記プリンタの動作シーケンス図である。
【００５２】
ａ．初期回転動作（前多回転工程）
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、感光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の所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
【００５３】
ｂ．印字準備回転動作（前回転工程）
プリント信号−オンから実際に画像形成（印字）工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すると印字準備回転動作が実行される。
【００５４】
本実施例においてはこの印字準備回転動作期間において、印字工程の帯電工程における印加交流電圧の適切なピーク間電圧値（または交流電流値）の演算・決定プログラムが実行される。これについては後記（４）のＣ）項で詳述する。
【００５５】
ｃ．印字工程（画像形成工程、作像工程）
所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて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。
【００５６】
連続印字（連続プリント）モードの場合は上記の印字工程が所定の設定プリント枚数ｎ分繰り返して実行される。
【００５７】
ｄ．紙間工程
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。
【００５８】
ｅ．後回転動作
最後の転写材の印字工程が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動を継続させて感光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。
【００５９】
ｆ．スタンバイ
所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、プリンタは前回転工程に移行する。
【００６２】
ｃの印字工程時が画像形成時であり、ａの初期回転動作、ｂの印字準備回転動作、ｄの紙間工程、ｅの後回転動作が非画像形成時である。
【００６３】
（３）プロセススピード変更
本実施例の画像形成装置はメディアフレキシブルであり、厚紙、ＯＨＰ等の多種のメディアに対応している。しかし、厚紙、ＯＨＰなどにおいては熱容量が大きいため定着しにくいため、通常のプロセススピードで定着すると未定着画像やＯＨＰの透過性が悪いなどの問題が発生する。
【００６４】
そこで定着装置６を記録媒体である転写材Ｐが通過する際の速度を遅くすることで充分な加圧・加熱時間をかけて定着させる方法をとっている。ただし、定着装置６においてのみ低速度にすることはコストアップや構成上の問題で難しく、装置全体のプロセススピードを低速にする方法を用いている。
【００６５】
実際、本実施例の装置においては、厚紙・ＯＨＰに対応した１／２速、１／４速モードがあり、通常のプロセススピード１００ｍｍ／ｓｅｃから、それぞれ５０ｍｍ／ｓｅｃ、２５ｍｍ／ｓｅｃにプロセススピードを変更している。
【００６６】
また、高解像度画像を印字する際にもプロセススピードを変更している。プロセススピードを１／２にすることで、主走査線方向の解像度を通常の解像度の２倍にすることが可能となり、高解像度が実現される。
【００６７】
（４）帯電手段の詳細説明
Ａ）帯電ローラ２
接触帯電部材としての帯電ローラ２の長手長さは３２０ｍｍであり、図１の層構成模型図のように、芯金２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄを下から順次に積層した３層構成である。下層２ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中間層２ｃは帯電ローラ全体として均一な抵抗を得るための導電層であり、表層２ｄは感光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
【００６８】
より具体的には、本例の帯電ロ一ラ２の仕様は下記のとおりである。
【００６９】
芯金２ａ；直径６ｍｍのステンレス丸棒
下層２ｂ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ3、体積抵抗値１０3 Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ、長さ３２０ｍｍ
中間層２ｃ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０5 Ωｃｍ、層厚７００μｍ
表層２ｄ；フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫、カーボンを分散、体積抵抗値１０8 Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ
通常の印字時には、電源Ｓ１から直流電圧に周波数１０００Ｈｚの交流電圧を重畳した所定の振動電圧が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加されることで、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。また、プロセススピードが１／２速、１／４速に変更になった時には、通常の１０００Ｈｚの１／２、１／４である５００Ｈｚ、２５０Ｈｚに帯電周波数を変更する。プロセススピードが１／２となっているにも関わらず、帯電周波数をそのままで帯電を行なうと、感光ドラム上単位面積において通常の画像形成時と比較し２倍の放電回数を受けることとなり、感光ドラム劣化、削れが促進されるなどの問題が起こる。その他にも、モアレが発生する可能性がある。
【００７０】
Ｂ）帯電バイアス印加系
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。
【００７１】
電源Ｓ１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、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。
【００７２】
帯電ローラ２に対する電圧印加手段である電源Ｓ１は、直流（ＤＣ）電源１１と交流（ＡＣ）電源１２を有している。
【００７３】
１３は制御回路であり、上記電源Ｓ１のＤＣ電源１１とＡＣ電源１２をオン・オフ制御して帯電ローラ２に直流電圧と交流電圧のどちらか、若しくはその両方の重畳電圧を印加するように制御する機能と、ＤＣ電源１１から帯電ローラ２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１２から帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する機能を有する。
【００７４】
１４は感光体１を介して帯電ローラ２に流れる交流電流値を測定する手段としての交流電流値測定回路である。この回路１４から上記の制御回路１３に測定された交流電流値情報が入力する。
【００７５】
１５はプリンタが設置されている環境を検知する手段としての環境センサー（温度計と湿度計）である。この環境センサー１５から上記の制御回路１３に検知された環境情報が入力する。
【００７６】
そして、制御回路１３は交流電流値測定回路１４から入力の交流電流値情報、更には環境センサー１５から入力の環境情報から、印字工程の帯電工程における帯電ローラ２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行する機能を有する。
【００７７】
Ｃ）放電電流制御
次に、印字時に帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧の制御方法を述べる。
【００７８】
本発明者らは、種々の検討により、以下の定義により数値化した放電電流量が実際のＡＣ放電の量を代用的に示し、感光ドラムの削れ、画像流れ、帯電均一性と強い相関関係があることを見出した。
【００７９】
図５に示すように、ピーク間電圧Ｖｐｐに対して交流電流Ｉａｃは帯電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満（未放電領域）で線形の関係にあり、それ以上から放電領域に入るにつれ徐々に電流の増加方向にずれる。放電の発生しない真空中での同様の実験においては直線が保たれたため、これが、放電に関与している電流の増分ΔＩａｃであると考える。
【００８０】
よって、帯電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満のピーク間電圧Ｖｐｐに対して電流Ｉａｃの比をαとしたとき、放電による電流以外のニップ電流などの交流電流はα・Ｖｐｐとなり、帯電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）以上の電圧印加時に測定されるＩａｃとこのα・Ｖｐｐの差分、
式１・・・△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖｐｐ
から△Ｉａｃを放電の量を代用的に示す放電電流量と定義する。
【００８１】
この放電電流量は一定電圧または一定電流での制御下で帯電を行った場合、環境、耐久を進めるにつれ変化する。これはピーク間電圧と放電電流量の関係、交流電流値と放電電流量との関係が変動しているからである。
【００８２】
ＡＣ定電流制御方式では、帯電部材から被帯電体に流れる総電流で制御している。この総電流量とは、上記のように、接触部へ流れる電流（以下、ニップ電流：α・Ｖｐｐ）と被接触部で放電することで流れる電流（以下、放電電流量：△Ｉａｃ）の和になっており、定電流制御では実際に被帯電体を帯電させるのに必要な電流である放電電流だけでなく、ニップ電流も含めた形で制御されている。
【００８３】
そのため、実際に、放電電流量は制御できていない。定電流制御において同じ電流値で制御していても、帯電部材の材質の環境変動によって、ニップ電流が多くなれば当然放電電流量は減り、ニップ電流が減れば放電電流量は増えるため、ＡＣ定電流制御方式でも完全に放電電流量の増減を抑制することは不可能であり、長寿命を目指したとき、感光ドラムの削れと帯電均一性の両立を実現することは困難であった。
【００８４】
そこで、本発明者らは、常に所望の放電電流量を得るため、以下の要領で制御を行った。
【００８５】
所望の放電電流量をＤとしたときに、この放電電流量Ｄとなるピーク間電圧を決定する方法を説明する。
【００８６】
本実施例では印字準備回転動作時において制御回路１３で印字工程時の帯電工程における帯電ローラ２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行させている。
【００８７】
具体的に、図６のＶｐｐ−Ｉａｃグラフと、図７の制御フロー図を参照して説明する。
【００８８】
制御回路１３はＡＣ電源１２を制御して図６に示すように、帯電ローラ２に放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を３点、未放電領域であるピーク間電圧を３点、順次に印加し、その時の感光体１を介して帯電ローラ２に流れる交流電流値が交流電流値測定回路１４で測定されて制御回路１３に入力する。
【００８９】
次に制御回路１３は、上記測定された各３点の電流値から、最小二乗法を用いて、放電、未放電領域のピーク間電圧と交流電流の関係を直線近似し、以下の式２と式３を算出する。
【００９０】
式２・・・放電領域の近似直線 ：Ｙα＝αＸ＋Ａ
式３・・・未放電領域の近似直線 ：Ｙβ＝βＸ＋Ｂ
その後、上記の式２の放電領域の近似直線と、式３の未放電領域の近似直線の差分が、放電電流量Ｄとなるピーク間電圧Ｖｐｐを式４によって決定する。
【００９１】
式４・・・Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）
そして、帯電ローラ２に印加するピーク間電圧を上記の式４で求めたＶｐｐに切り替え、定電圧制御し、前記した印字工程へと移行する。
【００９２】
この様に、毎回、印字準備回転時において、印字時に所定な放電電流量を得るために必要なピーク間電圧を算出し、印字中には求めたピーク間電圧を定電圧制御で印加することで、帯電ローラ２の製造ばらつきや材質の環境変動に起因する抵抗値のふれや、本体装置の高圧ばらつきを吸収し、確実に所望の放電電流量を得ることが可能となった。
【００９３】
本発明者らにより、上記のように安定した帯電を行なえるようになったのだが、プロセススピードが１／２速、１／４速モードとなったときに、通常画像形成時に用いる周波数の５０％、２５％の周波数で上記放電電流量制御を行なうと、図８に示すようにあまりに観測される交流電流量が少量であるため測定精度保証範囲外となってしまい精度が低下し、印加するピーク間電圧にばらつきが生じ安定した帯電が行なわれなくなった。また、広い範囲で高精度を求めるとかなりのコストアップが見込まれた。
【００９４】
そこで、本発明者らはプロセススピードが変更になった際にも、予め１／２速、１／４速時の所望の放電電流量を決めておくことで、通常のプロセススピードにおいて放電電流制御を行ない印字時に帯電部材に印加するピーク間電圧を決定することとした。
【００９５】
この制御下で、１／２速、１／４速モードで画像形成を行なったところ安定して良好な画像が得られ、耐久検討においても、どの環境下でも感光ドラムの劣化・削れを発生させず、高精細画像を実現可能とした。
【００９６】
本実施例では、すべてのプロセススピードに対して高周波数（１０００Ｈｚ）の帯電振動電圧を用いて「放電電流量制御」を行ない、帯電振動電圧のピーク間電圧を決定した。これは、高周波数にすることで測定する交流電流値が増大し、それによって制御の誤差を小さくすることが可能となるからである。しかし、逆にこれに限らず交流電流値の測定精度保証範囲であれば低周波数を用いて制御を行なうことも可能である。
【００９７】
また、本実施例では帯電ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧を切り替えることで放電電流量を制御したが、これに限らず、逆に交流電流を印加することで交流電圧のピーク間電圧を測定し、印字時には所望の放電電流量を得るに必要な交流電流を常に印加できるように交流電流を制御することも可能である。
【００９８】
さらに、本実施例では印字準備回転時に印加するピーク間電圧値を各環境一定にしたが、環境センサーが設置されている装置においては、環境ごとでそれぞれの値を可変することで、さらに安定した均一帯電を行なうことが可能となる。
【００９９】
〈実施形態例２〉（図９）
図９は本実施例における画像形成装置の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は、転写方式電子写真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式、クリーナーレス、最大通紙サイズがＡ３サイズ、画像形成のプロセススピード及び画像形成の画素密度を変更可能なレーザビームプリンタである。
【０１００】
前記の実施形態例１のプリンタと共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略し、実施例１のプリンタとは異なる構成部材・部分・事項について説明する。
【０１０１】
（１）プリンタの全体的概略構成
本実施例のプリンタにおいて、像担持体としての感光ドラム１は外径５０ｍｍである。通常の画像形成時には中心支軸を中心に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示の時計方向に回転駆動されている。しかし、厚紙、ＯＨＰ等においても充分な定着を行なうため、１／２速、１／４速モードが設けられており、そのときにはプロセススピード５０ｍｍ／ｓｅｃ、２５ｍｍ／ｓｅｃとなる。
【０１０２】
帯電工程では、接触帯電器としての帯電ローラ２に所定の条件の電圧が印加されており、感光ドラム１面上を一様に負極性に帯電処理を行なう。帯電の振動電圧の周波数は、通常画像形成時は１０００Ｈｚであり、プロセススピードが１／２、１／４になった時には、５００Ｈｚ、２５０Ｈｚに変更する。
【０１０３】
現像手段である現像装置４は二成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置であり、感光ドラム１面に形成された静電潜像はこの現像装置４により順次にトナー像として本例の場合は負に摩擦帯電されたトナー（ネガトナー）により反転現像されていく。現像容器４ａに収容の現像剤４ｅは二成分現像剤である。４ｆは現像容器４ａ内の底部側に配設した現像剤攪拌部材、４ｇはトナーホッパーであり、補給用トナーを収容させてある。
【０１０４】
現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅはトナーと磁性キャリアの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｆにより攪拌される。本例においてトナーの平均粒径は６μｍ、磁性キャリアの抵抗は約１０13Ωｃｍ、粒径は約４０μｍである。トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。
【０１０５】
現像スリーブ４ｂは感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐと称する）を３５０μｍに保たせて感光ドラム１に近接させて対向配設してある。この感光体ドラム１と現像スリーブ４ａとの対向部が現像部ｃである。現像スリーブ４ｂは現像部ｃにおいて感光ドラム１の進行方向とは逆方向に回転駆動される。
【０１０６】
この現像スリーブ４ｂの外周面に該スリーブ内のマグネットローラ４ｃの磁力により現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅの一部が磁気ブラシ層として吸着保持され、該スリーブの回転に伴い回転搬送され、現像剤コーティングブレード４ｄにより所定の薄層に整層され、現像部ｃにおいて感光ドラム１の面に対して接触して感光ドラム面を適度に摺擦する。現像スリーブ４ｂには電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。
【０１０７】
而して、回転する現像スリーブ４ｂの面に薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された現像剤中のトナー分が現像バイアスによる電界によって感光ドラム１面に静電潜像に対応して選択的に付着することで静電潜像がトナー画像として現像される。本例の場合は感光ドラム１面の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。
【０１０８】
現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の現像剤薄層は引き続く現像スリーブの回転に伴い現像容器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。
【０１０９】
現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度を所定の略一定範囲内に維持させるために、現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度が不図示の例えば光学式トナー濃度センサーによって検知され、その検知情報に応じてトナーホッパー４ｇが駆動制御されて、トナーホッパー内のトナーが現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅに補給される。二成分現像剤４ｅに補給されたトナーは攪拌部材４ｆにより攪拌される。
【０１１０】
（２）クリーナーレスシステム
本例のプリンタはクリーナーレスであり、転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光ドラム１面に若干量残留する転写残トナーを除去する専用のクリーニング装置は具備させていない。転写後の感光ドラム１面上の転写残トナーは引き続く感光ドラム１の回転に伴い帯電部ａ、露光部ｂを通って現像部ｃに持ち運ばれて、現像装置３により現像同時クリーニング（回収）される。
【０１１１】
現像同時クリーニングは、転写後の感光体上の転写残トナーを次工程以降の現像工程時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、該静電潜像の現像工程過程時にかぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖback）によって、トナーで現像されるべきではない感光体面部分上に存在する転写残トナーは現像装置に回収する方法である。この方法によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以降の静電潜像の現像に再用されるため、廃トナーをなくし、またメンテナンスに手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナーレスであることで画像形成装置の小型化にも有利である。
【０１１２】
８はトナー帯電制御手段であり、転写部ｄよりも感光ドラム回転方向下流側で、帯電部ａよりも感光ドラム回転方向上流側の位置に配設してある。このトナー帯電制御手段７は、適度の導電性を持ったブラシ形状部材（補助ブラシ）であり、ブラシ部を感光ドラム１面に接触させて配設してあり、負極性の電圧が電源Ｓ４より印加されている。ｆはブラシ部と感光ドラム１面の接触部である。トナー帯電制御手段７を通過する感光ドラム１上の転写残トナーはその帯電極性が正規極性である負極性に揃えられる。
【０１１３】
すなわち、転写工程後の感光ドラム１面上の転写残トナーには画像部で転写し切れなかった負極性トナー、現像時に非画像部に付着した正極性のカブリトナー、転写の正極性の電圧に影響され極性が正極性に反転してしまったトナーが含まれる。このような転写残トナーは上記のトナー帯電制御手段８によりその帯電極性が一様に負極性に揃えられる。本実施例では、トナー帯電制御手段８には転写後の感光体に対して放電がおこる電圧である−１０００Ｖを印加した。これにより、トナー帯電制御手段８を通過する転写残トナーには放電および直接電荷注入により電荷付与がなされ、負極性に揃えられる。
【０１１４】
上述した帯電工程では、転写残トナーの上から感光ドラム１面上を帯電処理する。転写残トナーの極性は負極性に一様に揃えられているため、負極性の直流電圧を印加されている帯電ローラ２へのトナー付着はない。露光工程においても転写残トナー上から露光を行なうが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。現像工程においては、感光ドラム１上の未露光部に存在する転写残トナーは、電界の関係上現像器に回収される。
【０１１５】
前述したように現像スリーブ２ｂと感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）は３５０μｍであり、この距離を保つことで現像スリーブ４ｂ上に形成された二成分現像剤の磁気ブラシが感光ドラム１表面と適度に摺擦し感光ドラム１上の転写残トナーの現像同時回収が行なわれる。また転写残トナーの回収に有利であるように、現像スリーブ４ｂは現像部ｃにおいて感光ドラム１の表面の進行方向とは逆方向に回転させている。
【０１１６】
（３）交流電圧のピーク間電圧の制御
クリーナーレスシステムにおいて、ＡＣ帯電方式を用いた場合、次の問題がおこる。すなわちＡＣ帯電により発生した放電生成物に起因した画像流れ、ボケである。
【０１１７】
接触帯電によるＡＣ帯電方式の場合も、コロナ帯電器による帯電処理との対比において発生オゾン量は少ないが皆無ではないので、多少ながら放電生成物による悪影響がある。画像形成装置にあっては、像担持体としての感光体面に放電生成物が付着し、さらに吸湿することで感光体表面が低抵抗化して潜像の解像力低下し、また上記のようなクリーナーレスの構成を採用した画像形成装置では、クリーニング装置による感光体の刷新効果が望めなく、ボケ、画像流れ等が発生しやすくなる。
【０１１８】
上記の問題と帯電均一性を両立させるには、常に所望の放電電流量を得る必要があり、そのためには本発明である帯電ローラへの印加電圧制御手段を用いる必要がある。
【０１１９】
本実施例の交流電圧のピーク間電圧制御は、次のように行っている。
【０１２０】
１００枚（Ａ４換算）ごとに未放電領域で３点、放電領域で３点、順次、ピーク間電圧を帯電ローラに印加し、交流電圧値を測定し、印字中に印加するピーク間電圧を決定する。印加するピーク間電圧の算出方法は〈実施形態例１〉に示した方法と同様である。
【０１２１】
さらに、本実施例の画像形成装置は、厚紙や高解像度画像出力モードとしてプロセススピード変更に伴い帯電周波数を５００Ｈｚ、２５０Ｈｚに変更する際にも、帯電周波数を１０００Ｈｚで放電電流制御を行ない、それに基づいて１／２速、１／４速時の帯電ローラへ印加するピーク間電圧を決定している。
【０１２２】
この方式により、画像流れ・ボケが発生しやすいクリーナーレス装置において１／２速、１／４速で画像形成を行なう際にも、高精度に帯電部材に印加するピーク間電圧と交流電流の関係を測定でき、シビアな放電量の管理が可能となり、画像流れ・ボケ、ドラム削れ、融着などの問題なく良好な画像形成を長期にわたり安定して行なうことが可能となった。
【０１２３】
本実施例では、制御する放電電流量Ｄをプロセススピードによって可変としたことで、さらに確実に所望の放電電流量を得ることが可能となった。
【０１２４】
さらに、本実施例で用いた装置本体には環境センサー１５（図４）を設けており、放電電流量Ｄの値も環境ごとでも可変とし、Ｌ／Ｌ環境に比べ、帯電安定性を得るのに必要な放電電流量が小さくかつ画像流れの発生しやすいＨ／Ｈ環境において、Ｌ／Ｌ環境での設定放電電流量Ｄの約２／３に下げる制御を行った。
【０１２５】
それにより、上記の問題に対しても、Ｈ／Ｈ環境ではＬ／Ｌ環境の約２／３倍にすることで、Ｈ／Ｈ環境では画像流れ、ボケの発生を確実に防ぎ、Ｌ／Ｌ環境では砂地を発生させることなく安定した均一帯電を行うことが可能となった。
【０１２６】
〈その他〉
１）実施例においては、モノカラー（単色）での印字動作についてのみ述べたが、本発明はこれに限るものではなく、フルカラーの印字動作においても同様の効果を発揮することが可能である。
【０１２７】
２）実施例においてはプリンタの非画像形成時である印字準備回転動作期間において、印字工程の帯電工程における印加交流電圧の適切なピーク間電圧値または交流電流値の演算・決定プログラムの実行は実施例のプリンタのように印字準備回転動作期間に限られるものではなく、他の非画像形成時、すなわち初期回転動作時、紙間工程時、後回転工程時とすることもできるし、複数の非画像形成時に実行させるようにすることもできる。
【０１２８】
３）像担持体は表面抵抗が１０9 〜１０14Ω・ｃｍの電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであってもよい。電荷注入層を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層が上記の抵抗範囲にある場合も同等の効果がえられる。表層の体積抵抗が約１０13Ω・ｃｍであるアモルファスシリコン感光体もよい。
【０１２９】
４）可撓性の接触帯電部材は帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。また各種材質のものの組み合わせでより適切な弾性、導電性、表面性、耐久性のものを得ることもできる。
【０１３０】
５）接触帯電部材や現像部材に印加する振動電界の交番電圧成分（ＡＣ成分、周期的に電圧値が変化する電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波であってもよい。
【０１３１】
６）像担持体としての感光体の帯電面に対する情報書き込み手段としての像露光手段は実施例のレーザ走査手段以外にも、例えば、ＬＥＤのような固体発光素子アレイを用いたデジタル露光手段であってもよい。ハロゲンランプや蛍光灯等を原稿照明光源とするアナログ的な画像露光手段であってもよい。要するに、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであればよい。
【０１３２】
７）像担持体は静電記録誘電体などであってもよい。この場合は該誘電体面を一様に帯電した後、その帯電面を除電針ヘッドや電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の画像情報に対応した静電潜像を書き込み形成する。
【０１３３】
８）静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。
【０１３４】
一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについてはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコーティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（１成分非接触現像）と、上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングしたトナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（１成分接触現像）と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤（２成分現像剤）として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分接触現像）と、上記の２成分現像剤を像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分非接触現像）との４種顛に大別される。
【０１３５】
９）転写手段は実施形態例のローラ転写に限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式でもよい。
【０１３６】
１０）転写ドラムや転写ベルトなどの中間転写体を用いて、単色画像形成ばかりでなく、多重転写等により多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。
【０１３７】
１１）感光ドラム等の像担持体１、これに作用する作像プロセス機器２・４・７・８等は任意の組み合わせにて、画像形成装置本体に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジとすることもできる。プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と感光ドラム（像担持体）とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと感光ドラムとを一体的にカートリッジ化し画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と感光ドラムとを一体的にカートリッジ化し画像形成装置本体に対して着脱可能とするものをいう。
【０１３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数のプロセススピードに対応して帯電周波数を変更する場合において、帯電部材に印加するピーク間電圧値を「放電電流制御方式」を用いて決定する時に、制御する際は一つの帯電周波数で行なうことで観測する交流電流を狭い範囲とし、コストアップすることなく高精度の制御が可能となり、複数のプロセススピードにおいても帯電不良や画像流れ、ドラム削れなどの問題なく、安定して高画質・高品質を保つことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態例１の画像形成装置の概略構成模型図
【図２】 感光体の層構成模型図
【図３】 画像形成装置の動作シーケンス図
【図４】 帯電バイアス印加系のブロック回路図
【図５】 放電電流量の測定概略図
【図６】 印字準備回転中に測定するピーク間電圧と交流電流量の関係図
【図７】 帯電制御フロー図
【図８】 ピーク間電圧と交流電流量の関係図の帯電周波数特性
【図９】 実施形態例２の画像形成装置（クリーナーレス）の概略構成模型図
【符号の説明】
１・・感光ドラム（像担持体）、２・・帯電ローラ、３・・レーザビームスキャナ、４・・現像装置、５・・転写ローラ、６・・定着装置、７・・クリーニング装置、８・・トナー帯電制御手段、Ｓ１〜Ｓ４・・バイアス電圧印加電源、１１・・ＤＣ電源、１２・・ＡＣ電源、１３・・制御回路、１４・・交流電圧値またはピーク間電圧値の測定回路、１５・・環境センサー
Claims (2)
- 作像プロセスのスピードを複数有し、像担持体に該像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像形成装置において、
像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体に近接又は接触配置され電圧を印加される事により像担持体面を帯電する帯電手段であり、
帯電手段に少なくとも交流電圧を印加する手段と、
帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧の電圧値を制御する手段と、
帯電手段に流れる交流電流値を測定する手段と、
交流電圧の周波数を、第一の作像プロセスのスピードでは第一の周波数に、第一の作像プロセスのスピードよりも小さい第二の作像のプロセスのスピードでは第一の周波数よりも小さい第二の周波数に、可変とする手段と、
を持ち、帯電手段に直流電圧を印加した時の像担持体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、非画像形成時に、第一の周波数を用いて帯電手段に電圧を印加し、帯電手段に１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧を印加した時の電流値と、２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧を印加した時の電流値を測定し、測定した電流値に基づいて、第一の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第一の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電圧を画像形成時に印加し、第二の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第二の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電圧を画像形成時に印加する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 作像プロセスのスピードを複数有し、像担持体に該像担持体を帯電する工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像形成装置において、
像担持体を帯電する帯電手段は、像担持体に近接又は接触配置され電圧を印加される事により像担持体面を帯電する帯電手段であり、
帯電手段に少なくとも交流電流を印加する手段と、
帯電手段に印加する交流電流値を制御する手段と、
帯電手段に印加される交流電圧のピーク間電圧値を測定する手段と、
交流電圧の周波数を、第一の作像のプロセスのスピードでは第一の周波数に、第一の作像プロセススピードよりも小さい第二の作像のプロセススピードでは第一の周波数よりも小さい第二の周波数に、可変とする手段と、
を持ち、帯電手段に直流電圧を印加した時の像担持体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、非画像形成時に、第一の周波数を用いて帯電手段に電圧を印加し、帯電手段に１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧となる交流電流を印加した時の電圧値と、２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧となる交流電流を印加した時の電圧値を測定し、測定した電圧値に基づいて、第一の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第一の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電流を画像形成時に印加し、第二の作像プロセスのスピードでは、放電電流量があらかじめ決められた第二の放電電流量となるようなピーク間電圧を備える交流電流を画像形成時に印加する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
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