JP4298107B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、像担持体の帯電を該像担持体に近接又は接触配置され電圧が印加された帯電手段により行う画像形成装置に関する。
【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】
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。
【０００６】
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（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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
しかし、ＡＣ帯電方式においては、ＤＣ帯電方式と比べ、像担持体への放電量が増えるため、像担持体削れ等の像担持体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。
【００１０】
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。
【００１１】
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、像担持体の感光体層や誘電体層の膜厚、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、像担持体表面の劣化による像担持体削れ・短命化などの問題が起こる。
【００１２】
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Ｌ／Ｌ環境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Ｈ／Ｈ環境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。
【００１３】
ここで、帯電部材は像担持体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。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、更なる像担持体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、耐久による像担持体の静電容量変動、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】
そこで本発明は、像担持体の帯電を該像担持体に近接又は接触配置され電圧が印加された帯電手段により行う画像形成装置について、環境や製造時による帯電部材の抵抗値のばらつき等にかかわらず、過剰放電を起こさせず常に一定量の放電を生じさせて像担持体の劣化、トナー融着、画像流れ等の問題なく均一な帯電を行なえるように帯電手段に印加する電圧・電流を適切に制御すること、また連続画像形成時においても帯電手段の汚れにかかわらず均一な帯電を行なうこと、これにより長期にわたり高画質、高品質を安定して維持させること等を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の手段・構成を特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
（１）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、
像担持体を介して帯電手段に流れる交流電流値を測定する手段と、
を持ち、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 としたときに、画像形成動作前において、帯電手段に少なくとも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、測定された交流電流値により、画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定し、決定されたピーク間電圧を画像形成時に帯電手段に印加するとともに、流れる交流電流値を測定し、画像形成動作前に測定された電流値と、画像形成時に測定された電流値と、に応じて、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定する事を特徴とする画像形成装置。
【００１８】
（２）
ａ）Ｄを予め決められた定数とし、非画像形成時に、帯電手段に少なくとも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から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)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から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)とを比較する事により、
fI2(Vpp)−fI1(Vpp)＝Ｄ
となるピーク間電圧値を決定し、
ｂ）決定されたピーク間電圧値を画像形成時に帯電手段に印加し、
ｃ）画像形成時に、帯電手段に印加されたピーク間電圧により流れる交流電流値を測定することで、ピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)を補正し、補正された関数fI2'(Vpp) を用いて、
fI2'(Vpp) −fI1(Vpp)＝Ｄ
となるピーク間電圧値を決定し、
ｄ）決定されたピーク間電圧値により、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を定電圧制御する
事を特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００２１】
（３）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、
像担持体を介して帯電手段に流れる交流電流値を測定する手段と、
を持ち、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 としたときに、画像形成動作前において、帯電手段に少なくとも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、測定された交流電流値により、画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定し、決定されたピーク間電圧を画像形成時に帯電手段に印加するとともに、流れる交流電流値を測定し、連続画像形成時の画像形成領域間の非画像形成領域において、帯電手段に少なくとも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交流電流値を測定し、画像形成動作前に測定された電流値と、画像形成時に測定された電流値と、非画像形成領域において測定された電流値と、に応じて、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を補正する事を特徴とする画像形成装置。
【００２２】
（４）
ａ）Ｄを予め決められた定数とし、画像形成動作前に、帯電手段に少なくとも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から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)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から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)とを比較する事により、
fI2(Vpp)−fI1(Vpp)＝Ｄ
となるピーク間電圧値を決定し、
ｂ）決定されたピーク間電圧値を画像形成時に帯電手段に印加し、
ｃ）画像形成時に、帯電部材に印加されたピーク間電圧により流れる交流電流値を測定し、連続画像形成時の画像形成領域間の非画像形成領域において、帯電手段に少なくとも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交流電流値を測定することで、ピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)、fI2(Vpp)をそれぞれ補正し、補正された関数fI1'(Vpp) 、fI2'(Vpp) を用いて、
fI2'(Vpp) −fI1'(Vpp) ＝Ｄ
となるピーク間電圧値を決定し、
ｄ）決定されたピーク間電圧値により、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を定電圧制御する
事を特徴とする（３）に記載の画像形成装置。
【００２３】
（５）画像形成装置が設置されている環境を検知する環境検知手段を持ち、画像形成動作前の交流電流値測定時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧値を、環境検知手段で検知される環境毎に変化させる事を特徴とする（２）、（４）の何れかに記載の画像形成装置。
【００２４】
（６）画像形成装置が設置されている環境を検知する環境検知手段を持ち、前記定数Ｄを、環境検知手段で検知される環境毎に変化させる事を特徴とする（２）、（４）、（５）の何れかに記載の画像形成装置。
【００２６】
（７）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、
を持ち、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 としたときに、画像形成動作前において、帯電手段に少なくとも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交流電圧のピーク間電圧値と、少なくとも２点以上のVth の２倍以上のピーク間電圧となる交流電流を印加した時の交流電圧のピーク間電圧値を測定し、測定されたピーク間電圧値により、画像形成時に帯電手段に印加する交流電流値を決定し、決定した交流電流を画像形成時に帯電部材に印加した時の交流電圧のピーク間電圧値を測定し、画像形成動作前に測定された交流電圧のピーク間電圧値と、画像形成時に測定された交流電圧のピーク間電圧値と、に応じて、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電流を決定する事を特徴とする画像形成装置。
【００２７】
（８）
ａ）Ｄを予め決められた定数とし、非画像形成時に、帯電手段に少なくとも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値を印加した時の電圧値から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)と、少なくとも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値を印加した時の電圧値から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)とを比較する事により、
fI2(Vpp)＝fI1(Vpp)＋Ｄ
となる交流電流値を決定し、
ｂ）決定された交流電流値を画像形成時に帯電手段に印加し、
ｃ）画像形成時に、決定された交流電流値が印加された時のピーク間電圧値を測定することで、ピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)を補正し、補正されたfI2'(Vpp) を用いて、
fI2'(Vpp) ＝fI1(Vpp)＋Ｄ
となる交流電流値を決定し、
ｄ）決定された交流電流値により、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電流値を定電流制御する
事を特徴とする（７）に記載の画像形成装置。
【００３０】
（９）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、
を持ち、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 としたときに、画像形成動作時において、帯電手段に少なくとも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交流電圧のピーク間電圧値と、少なくとも２点以上のVth の２倍以上のピーク間電圧となる交流電流を印加した時の交流電圧のピーク間電圧値を測定し、測定されたピーク間電圧値により、画像形成時に帯電手段に印加する交流電流値を決定し、画像形成時に、決定した交流電流を帯電部材に印加した時の交流電圧のピーク間電圧値を測定し、連続画像形成時の画像形成領域間の非画像形成領域において、帯電手段に少なくとも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交流電圧のピーク間電圧値を測定し、画像形成動作前に測定された交流電圧のピーク間電圧値と、画像形成時に測定された交流電圧のピーク間電圧値と、非画像形成領域において測定された交流電圧のピーク間電圧と、に応じて、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電流を決定する事を特徴とする画像形成装置。
【００３１】
（１０）
ａ）Ｄを予め決められた定数とし、画像形成動作前に、帯電手段に少なくとも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値を印加した時の電圧値から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)と、少なくとも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値を印加した時の電圧値から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)とを比較する事により、
fI2(Vpp)＝fI1(Vpp)＋Ｄ
となる交流電流値を決定し、
ｂ）決定された交流電流値を画像形成時に帯電手段に印加し、
ｃ）画像形成時に、決定された交流電流値が印加された時のピーク間電圧値を測定し、連続画像形成時の画像形成領域間の非画像形成領域において、少なくとも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値を印加した時の電圧値を測定することで、ピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)、fI2(Vpp)をそれぞれ補正し、補正されたfI1'(Vpp) 、fI2'(Vpp) を用いて、
fI2'(Vpp) ＝fI1'(Vpp) ＋Ｄ
となる交流電流値を決定し、
ｄ）決定された交流電流値により、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電流値を定電流制御する
事を特徴とする（９）に記載の画像形成装置。
【００３２】
（１１）画像形成装置が設置されている環境を検知する環境検知手段を持ち、非画像形成時の交流電圧のピーク間電圧値測定時に帯電手段に印加する複数段階の交流電流値を、環境検知手段で検知される環境毎に変化させる事を特徴とする（８）、（１０）の何れかに記載の画像形成装置。
【００３３】
（１２）画像形成装置が設置されている環境を検知する環境検知手段を持ち、画像形成時に帯電手段に印加する交流電流を決定する際に用いられる定数Ｄを、環境検知手段で検知される環境毎に変化させる事を特徴とする（８）、（１０）、（１１）の何れかに記載の画像形成装置。
【００３８】
〈作 用〉
即ち本発明は、ＡＣ帯電方式による接触帯電において、所望の放電を得るための印加する交流電圧のピーク間電圧または電流を制御するものである。
【００３９】
つまり、非画像形成時である画像形成動作前毎に電圧・電流の関係を測定することで、環境（温度と湿度）、帯電部材の製造時のばらつき、本体高圧装置のばらつきなどに関係なく、常に所望の放電量を得られるピーク間電圧または交流電流を印加することが可能となった。
【００４０】
更に、画像形成中と連続画像形成時の画像形成領域と次の画像形成領域の間（紙間）においても、電流と電圧の関係を測定することで、連続画像形成時における帯電部材の抵抗値変動や、高圧装置のふれにも対応可能となり、より安定した放電電流量を得ることが可能となる。
【００４１】
より具体的には、画像形成装置の前回転時、画像形成時、紙間時等において、帯電手段に対して放電領域・未放電領域のピーク間電圧を印加することで電圧と電流の関係を測定し、その測定値から画像形成時に帯電手段に印加するピーク間電圧をそのつど補正し印加することを特徴とする帯電制御手段である。
【００４２】
これにより、従来のＡＣ定電圧制御、ＡＣ定電流制御の懸念点であった過剰放電、放電不足に起因した問題を発生させずに画像形成を行なうことを実現可能とした。
【００４３】
【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、最大通紙サイズがＡ３サイズのレーザビームプリンタである。
【００４４】
（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、感光体ドラムと記す）である。この感光体ドラム１は負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）で、外径２５ｍｍであり、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。
【００４５】
この感光体ドラム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の３層を下から順に塗り重ねた構成をしている。
【００４６】
ｂ）帯電手段
２は感光体ドラム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。
【００４７】
この帯電ロ一ラ２は、芯金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によって感光体ドラム方向に付勢して感光体ドラム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、感光体ドラム１の回転に従動して回転する。感光体ドラム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。
【００４８】
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体ドラム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。
【００４９】
上記の帯電ローラ２の構成、帯電制御方法等については（３）項で詳述する。
【００５０】
ｃ）情報書き込み手段
３は帯電処理された感光体ドラム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体ドラム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により感光体ドラム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体ドラム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。
【００５１】
ｄ）現像手段
４は感光体ドラム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。感光体ドラム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。
【００５２】
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。
【００５３】
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体ドラム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。本例の場合は感光体ドラム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。
【００５４】
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。
【００５５】
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は感光体ドラム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（被転写部材、記録材）Ｐが給送される。
【００５６】
転写部ｄに給送された転写材Ｐは回転する感光体ドラム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の面に感光体ドラム１面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。
【００５７】
転写部ｄを通ってトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは回転感光体ドラム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）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。
【００５８】
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体ドラム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の感光体ドラム面当接部である。
【００５９】
（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。
【００６０】
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、感光体ドラムを回転駆動させ、また定着装置の所定温度への立ち上げ等、所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
【００６１】
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体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。
【００６２】
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体ドラムに対する作像プロセスが実行され、回転感光体ドラム面に形成されたトナー画像の転写材への転写、定着装置によるトナー画像の定着処理がなされて画像形成物がプリントアウトされる。
【００６３】
連続印字（連像画像形成、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。
【００６４】
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（画像形成領域間の非画像形成領域）である。
【００６５】
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夕の駆動を継続させて感光体ドラムを回転駆動させ、所定の後動作を実行させる期間である。
【００６６】
ｆ．ス夕ンバイ
所定の後回転動作が終了すると、メインモー夕の駆動が停止されて感光体ドラムの回転駆動が停止され、プリン夕は次のプリントス夕−ト信号が入力するまでス夕ンバイ状態に保たれる。
【００６７】
１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、プリン夕は後回転動作を経てス夕ンバイ状態になる。
【００６８】
ス夕ンバイ状態において、プリントス夕ート信号が入力すると、プリン夕は前回転工程に移行する。
【００６９】
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。
【００７０】
（３）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（支持部材）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は感光体ドラム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。
【００７１】
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。
【００７２】
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３２０
ｍｍ
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
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。
【００７３】
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、回転する感光体ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
Ｃ）交流電圧のピーク間電圧の制御方法
次に、印字工程時に帯電ローラ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。
【００８０】
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、感光体ドラムの削れ、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。
【００８１】
すなわち図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△Ｉａｃであると考える。
【００８２】
よって、放電開始電圧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、接触部へ流れる電流（以下、ニップ電流）などの交流電流はα・Ｖｐｐとなり、放電開始電圧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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、ニップ電流α・Ｖｐｐと非接触部で放電することで流れる放電電流量△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。
【００８５】
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、感光体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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
制御回路１３は印字準備回転動作時において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。
【００９１】
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それぞれ直線近似し、以下の式２、式３を算出する。
【００９２】
式２・・・放電領域の近似直線 ：Ｙα＝αＸα＋Ａ
式３・・・未放電領域の近似直線 ：Ｙβ＝βＸβ＋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。
【００９３】
式４・・・Ｖｐｐ１＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）
ここで、請求項に記載した、未放電領域と放電領域でのピーク間電圧（Ｖｐｐ）−交流電流（Ｉａｃ）関数fI1(Vpp)とfI2(Vpp)はそれぞれ上記式３のＹβ＝βＸβ＋Ｂと式２のＹα＝αＸα＋Ａに対応している。また請求項に記載した定数Ｄは上記の所望の放電電流量Ｄと対応している。
【００９４】
よって、請求項に記載したfI2(Vpp)−fI1(Vpp)＝Ｄは
Ｙα−Ｙβ＝（αＸα＋Ａ）−（βＸβ＋Ｂ）＝Ｄ
となる。
【００９５】
また、fI2(Vpp)−fI1(Vpp)＝Ｄから式４の
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）
の誘導は次のとおりである。
【００９６】
fI2(Vpp)−fI1(Vpp)＝Ｙα−Ｙβ＝Ｄ
（αＸα＋Ａ）−（βＸβ＋Ｂ）＝Ｄ
今、ＤとなるＸの値を探しており、その点をＶｐｐとすると、
（αＶｐｐ＋Ａ）−（βＶｐｐ＋Ｂ）＝Ｄ
よって、Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）となる。
【００９７】
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Ｖｐｐ１に切り替え、Ｖｐｐ１で定電圧制御し、前記した印字工程へと移行する。
【００９８】
印字工程時には、求めたピーク間電圧Ｖｐｐ１が帯電ローラ２に印加され、その時に帯電ローラ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。このとき、Ｖｐｐ１は定電圧制御されている。
【００９９】
画像形成領域と次の画像形成領域の間の非画像形成領域（紙間）において、帯電ローラ２に未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を１点印加し、その時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。
【０１００】
新たに測定されたピーク間電圧と交流電流値の関係と、印字準備回転動作時に測定したピーク間電圧と交流電流値の関係から、統計的処理を行なうことで、以下の式５、式６を算出する。すなわち、印字時の測定点と紙間時の測定点を、前回転時の制御において求められた測定点に追加して、測定点数を多くして最小二乗法を用いて再計算させる。
【０１０１】
式５・・・放電領域の近似直線 ：Ｙα＝α' Ｘα＋Ａ'
式６・・・未放電領域の近似直線 ：Ｙβ＝β' Ｘβ＋Ｂ
その後、印字工程時に帯電ローラ２に印加するピーク間電圧Ｖｐｐ１を求める時と同様に、式７を用いて、式５の放電領域の近似直線と式６の未放電領域の近似直線の差分である放電電流量Ｄとなるピーク間電圧Ｖｐｐ２を決定する。
【０１０２】
式７・・・Ｖｐｐ２＝（Ｄ−Ａ' −Ｂ）／（α' −β’）
ここで、請求項に記載した、未放電領域と放電領域での補正されたピーク間電圧（Ｖｐｐ）−交流電流（Ｉａｃ）関数fI1'(Vpp) とfI2'(Vpp) はそれぞれ上記式６のＹβ＝β’Ｘβ＋Ｂと式２のＹα＝α’Ｘα＋Ａ’に対応している。
【０１０３】
関数fI1'(Vpp) とfI2'(Vpp) からの式７の誘導は、前記の関数fI1(Vpp)とfI2(Vpp)からの式４の誘導と同様である。
【０１０４】
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７で求めたＶｐｐ２に切り替え、次はＶｐｐ２で定電圧制御し、画像形成を行なう。
【０１０５】
次の印字工程時においても、同様に、印字工程時と紙間工程時にピーク間電圧と交流電流値の関係を測定し、印字工程時に帯電ローラ２に印加するピーク間電圧を印字動作が行なわれている間常に補正する。
【０１０６】
この様に、印字準備回転動作時ごとに、印字工程時に所定の放電電流量Ｄを得るために必要なピーク間電圧を算出し、印字工程中には求めたピーク間電圧を定電圧制御しながら帯電ローラ２に印加し、さらに連続印字モード時には印字工程中の交流電流値と、紙間工程時に帯電ローラ２に未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を印加した時の交流電流を測定し、次の印字工程時に印加するピーク間電圧を補正する。
【０１０７】
それによって、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するだけでなく、連続印字による帯電ローラ２の抵抗値変動に対しても一枚ごとに補正を入れることで、確実に所望の放電電流量を得られることが可能となった。
【０１０８】
この制御下で、耐久検討を行なったところ、どの環境下でも感光体ドラム１の劣化・削れを発生させず、従来の定電流制御と比較して約１５％の感光体ドラム１の長寿命化を実現可能とした。
【０１０９】
本実施例では帯電ローラ２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（図４中の交流電流値測定回路１４をピーク間電圧値測定回路に変更）、印字工程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ＡＣ電源の出力交流電流を制御回路１３で定電流制御することも可能である。
【０１１０】
また、本実施例では所望の放電電流量Ｄ、非印字工程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（温度計と湿度計）１５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。
【０１１１】
さらに、本実施例では印字工程中と紙間工程時に、放電領域と未放電領域のピーク間電圧と交流電流の関係（Ｖｐｐ−Ｉａｃ関数）の測定を行ない、印加する交流電圧を補正したが、これに限らずどちらか一方だけを行なうことも可能である。すなわち、ニップ電流の耐久変動が大きいときには、紙間工程時に未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を印加した時の交流電流を測定し、印字工程時に帯電ローラ２に印加する交流電圧の補正を行ない、放電量の耐久変動が大きいときには、印字工程時の交流電流を測定し、印加する交流電圧の補正を行なうことも可能である。
【０１１２】
▲１▼．印字工程時のみ測定する場合
放電領域のＶｐｐ−Ｉａｃ関数は補正され、
Ｙα＝α’Ｘα＋Ａ’
となる。
【０１１３】
未放電領域は補正されないため、
Ｙβ＝βＸβ＋Ｂ
となり、次の印字工程で定電圧制御されるピーク間電圧値Ｖｐｐ２は、以下で求められる。
【０１１４】
Ｖｐｐ２＝（Ｄ−Ａ’＋Ｂ）／（α’−β）
▲２▼．紙間時のみ測定する場合
放電領域のＶｐｐ−Ｉａｃ関数は補正されず、
Ｙα＝αＸα＋Ａ
となる。
【０１１５】
未放電領域は補正されるため、
Ｙβ＝β’Ｘβ＋Ｂ
となり、次の印字工程で定電圧制御されるピーク間電圧値Ｖｐｐ２は、以下で求められる。
【０１１６】
Ｖｐｐ２＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β’）
かくして、印字準備回転動作中に未放電領域で３点、放電領域で３点、順次、ピーク間電圧を帯電ローラ２に印加し、交流電圧値を測定し、印字工程中に帯電ローラ２に印加するピーク間電圧（Ｖｐｐ１）を決定し、連続印字においては、印字工程中の交流電流と、紙間で未放電領域のピーク間電圧を印加した時の交流電流を測定し、次の印字工程時にはそれらの測定値によって帯電ローラ２に印加するピーク間電圧（Ｖｐｐ２）に補正をかけることで、常に所望の放電電流量Ｄが得られるピーク間電圧を印加することができ、感光体の劣化・削れと帯電均一性を両立させることができ、長寿命化、高画質化が実現可能となった。
【０１１７】
さらに、製造時のばらつきも吸収できることから、材料、精度に関しても許容範囲が広がることで、製造時のコストダウンも行なえ製品を安価にユーザーに提供することが可能となる。
【０１１８】
〈実施例２〉
本実施例は、１点制御、定電圧制御の系であり、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。
【０１１９】
画像形成装置は、印字準備回転時に、帯電ローラに放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を２点、未放電領域であるピーク間電圧を１点、順次、帯電ローラ印加し、その時の交流電流値を測定する。ピーク間電圧と交流電流の関係はピーク間電圧がゼロの時、交流電流値もゼロとなるよう予め設定されている。
【０１２０】
次に画像形成装置は、放電領域では測定値２点から、未放電領域では測定値と０点とを用いて、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。
【０１２１】
式２・・・放電領域の近似直線 ：Ｙα＝αＸα＋Ａ
式３・・・未放電領域の近似直線 ：Ｙβ＝βＸβ
その後、放電領域の近似直線Ｙαと未放電領域の近似直線Ｙβ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。
【０１２２】
式４・・・Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ）／（α−β）
そして、帯電部材に印加するピーク間電圧を求めたＶｐｐ１に切り替え定電圧制御し、前記した画像形成動作へと移行する。
【０１２３】
画像形成時には、求めたピーク間電圧Ｖｐｐ１が定電圧制御で印加され、その時に帯電ローラに流れる交流電流値が測定される。
【０１２４】
画像形成領域と次の画像形成領域の間の非画像形成領域（紙間）において、未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を１点、帯電ローラに印加し、その時に流れる交流電流値を測定する。
【０１２５】
新たに測定されたピーク間電圧と交流電流値の関係と、印字準備回転時に測定したピーク間電圧と交流電流値の関係から、統計的処理を行なうことで、以下の式５と式６を算出する。
【０１２６】
式５・・・放電領域の近似直線 ：Ｙα＝α’Ｘα＋Ａ’
式６・・・未放電領域の近似直線 ：Ｙβ＝β’Ｘβ
その後、印字時に印加するピーク間電圧Ｖｐｐ１を求める時と同様に、式７を用いて放電領域の近似直線Ｙαと未放電領域の近似直線Ｙβの差分である放電電流量Ｄとなるピーク間電圧Ｖｐｐ２を決定する。
【０１２７】
式７・‥Ｖｐｐ２＝（ａ−Ａ）／（α’−β’）
そして、帯電ローラに印加するピーク間電圧Ｖｐｐ２に切り替えＶｐｐ２で定電圧制御することで、画像形成を行なう。
【０１２８】
次の画像形成時においても、同様に、印字時と紙間時にピーク間電圧と交流電流値の関係を測定し、印加するピーク間電圧を、画像形成動作が行なわれている間常に補正する。
【０１２９】
この様に、ピーク間電圧と交流電流のゼロ点があっている場合には、未放電領域の測定は一点で制御でき、これによって測定時間を短縮できる。
【０１３０】
〈実施例３〉
本実施例は、３点制御、定電流制御の系であり、所望の放電電流量をＤとしたときに、この放電電流量Ｄとなる交流電流値を決定する方法を説明する。
【０１３１】
画像形成装置は、印字準備回転時に、帯電ローラに放電領域である交流電流（Ｉａｃ）を３点、未放電領域である交流電流を３点、順次、帯電ローラ印加し、その時のピーク間電圧値を測定する。
【０１３２】
次に画像形成装置は、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、未放電領域でのピーク間電圧と交流電流の関係（Ｖｐｐ−Ｉａｃ関数）を直線近似し、以下の式２と式３を算出する。
【０１３３】
式２・・・放電領域の近似直線 ：Ｙα＝αＸα＋Ａ
式３・・・未放電領域の近似直線 ：Ｙβ＝βＸ＋Ｂ
その後、放電領域の近似直線Ｙαと未放電領域の近似直線Ｙβの差分が、放電電流量Ｄとなる交流電流（Ｉａｃ）を式４によって決定する。
【０１３４】
Ｄとなる交流電流値をＩａｃ１とし、そのときのピーク間電圧をＶｐｐとすると、式２と式３は、
Ｉａｃ１＝αＶｐｐ＋Ａ・・・式ａ
Ｉａｃ２＝βＶｐｐ＋Ｂ・・・式ｂ
となる。ここで、Ｉａｃ２は未放電領域の近似直線ＹβでのＶｐｐとなる交流電流値である。
【０１３５】
Ｉａｃ１＝Ｉａｃ２＋Ｄ・・・式ｃ
式ａ、ｂ、ｃから、放電電流量Ｄとなる交流電流（Ｉａｃ１）は、式４で決定される。
【０１３６】
式４・・・Ｉａｃ１＝（αＤ＋αＢ−βＡ）／（α−β）
そして、帯電部材に印加する交流電流を求めたＩａｃ１に切り替え、Ｉａｃ１で定電流制御し、前記した画像形成動作へと移行する。
【０１３７】
画像形成時には、求めた交流電流を求めたＩａｃ１が印加され、その時のピーク間電圧が測定される。
【０１３８】
画像形成領域と次の画像形成領域の間の非画像形成領域（紙間）において、未放電領域である交流電流を１点、帯電ローラに印加し、その時のピーク間電圧を測定する。
【０１３９】
新たに測定されたピーク間電圧と交流電流値の関係と印字準備回転時に測定したピーク間電圧と交流電流値の関係から、統計的処理を行なうことで、以下の式５と式６を算出する。
【０１４０】
式５・・・放電領域の近似直線 ：Ｙα＝α’Ｘα＋Ａ’
式６・・・未放電領域の近似直線 ：Ｙβ＝β’Ｘβ＋Ｂ
その後、印字時に印加する交流電流Ｉａｃ１を求める時と同様に、式７を用いて放電領域の近似直線Ｙαと未放電領域の近似直線Ｙβの差分である放電電流量Ｄとなる交流電流Ｉａｃ３を決定する。
【０１４１】
式７・・・Ｉａｃ３＝（α’Ｄ＋α’Ｂ−β’Ａ’）／（α’−β’）
そして、帯電ローラに印加する交流電流Ｉａｃ３に切り替え定電流制御し、画像形成を行なう。
【０１４２】
次の画像形成時においても、同様に、印字時と紙間時にピーク間電圧と交流電流値の関係を測定し、印加する交流電流を、画像形成動作が行なわれている間常に補正する。
【０１４３】
この制御により実施例１、２と同様の効果を得ることが可能である。
【０１４４】
本実施例では印字工程時と紙間時に、放電領域と未放電領域のピーク間電圧と交流電流の関係（Ｖｐｐ−Ｉａｃ関数）を測定したが、これに限らずどちらか一方だけを行なうことも可能である。
【０１４５】
▲１▼．印字工程時のみ測定する場合
放電領域のＶｐｐ−Ｉａｃ関数は補正され、
Ｙα＝α’Ｘα＋Ａ’
となる。
【０１４６】
未放電領域は補正されないため、
Ｙβ＝βＸβ＋Ｂ
となり、次の印字工程で定電圧制御されるピーク間電圧値Ｖｐｐ２は、以下で求められる。
【０１４７】
Ｉａｃ３＝（α’Ｄ＋α’Ｂ−βＡ’）／（α’−β）
▲２▼．紙間時のみ測定する場合
放電領域のＶｐｐ−Ｉａｃ関数は補正されず、
Ｙα＝αＸα＋Ａ
となる。
【０１４８】
未放電領域は補正されるため、
Ｙβ＝β’Ｘβ＋Ｂ
となり、次の印字工程で定電圧制御されるピーク間電圧値Ｖｐｐ２は、以下で求められる。
【０１４９】
Ｉａｃ３＝（αＤ＋αＢ−β’Ａ）／（α−β’）
〈実施例４〉（図８）
本実施例は、１点制御、定電流制御の系であり、所望の放電電流量をＤとしたときに、この放電電流量Ｄとなる交流電流値を決定する方法を説明する。
【０１５０】
図８に示すように、画像形成装置は、印字準備回転時に、帯電ローラに放電領域である交流電流（Ｉａｃ）を２点、未放電領域である交流電流を１点、順次、帯電ローラ印加し、その時のピーク間電圧値を測定する。ピーク間電圧と交流電流の関係はピーク間電圧がゼロの時、交流電流値もゼロとなるよう予め設定されている。
【０１５１】
次に画像形成装置は、放電領域では測定値２点から、未放電領域では測定値と０点とを用いて、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。
【０１５２】
式２・・・放電領域の近似直線 ：Ｙα＝αＸα＋Ａ
式３・・・未放電領域の近似直線 ：Ｙβ＝βＸβ
その後、放電領域の近似直線Ｙαと未放電領域の近似直線Ｙβの差分が、放電電流量Ｄとなる交流電流（Ｉａｃ）を式４によって決定する。
【０１５３】
Ｄとなる交流電流値をＩａｃ１とし、そのときのピーク間電圧をＶｐｐとすると、式２と式３は、
Ｉａｃ１＝αＶｐｐ＋Ａ・・・式ａ
Ｉａｃ２＝βＶｐｐ ・・・式ｂ
となる。ここで、Ｉａｃ２は未放電領域の近似直線ＹβでのＶｐｐとなる交流電流値である。
【０１５４】
Ｉａｃ１−Ｉａｃ２＝Ｄ・・・式ｃ
式ａ、ｂ、ｃから、放電電流量Ｄとなる交流電流（Ｉａｃ）は式４で決定される。
【０１５５】
式４・・・Ｉａｃ＝（αＤ−βＡ）／（α−β）
そして、帯電部材に印加する交流電流を求めたＩａｃに切り替え、Ｉａｃで定電流制御し、前記した画像形成動作へと移行する。
【０１５６】
画像形成時には、求めた交流電流を求めたＩａｃ１が印加され、その時のピーク間電圧が測定される。
【０１５７】
画像形成領域と次の画像形成領域の間の非画像形成領域（紙間）において、未放電領域である交流電流を１点、帯電ローラに印加し、その時のピーク間電圧を測定する。
【０１５８】
新たに測定されたピーク間電圧と交流電流値の関係と印字準備回転時に測定したピーク間電圧と交流電流値の関係から、統計的処理を行なうことで、以下の式５と式６を算出する。
【０１５９】
式５・・・放電領域の近似直線 ：Ｙα＝α’Ｘα＋Ａ’
式６・・・未放電領域の近似直線 ：Ｙβ＝β’Ｘβ
その後、印字時に印加する交流電流Ｉａｃ１を求める時と同様に、式７を用いて放電領域の近似直線Ｙαと未放電領域の近似直線Ｙβの差分である放電電流量Ｄとなる交流電流Ｉａｃ３を決定する。
【０１６０】
式７・・・Ｉａｃ３＝（α’Ｄ−βＡ’）／（α’−β）
そして、帯電ローラに印加する交流電流Ｉａｃ３に切り替え定電流制御し、画像形成を行なう。
【０１６１】
次の画像形成時においても、同様に、印字時と紙間時にピーク間電圧と交流電流値の関係を測定し、印加する交流電流を、画像形成動作が行なわれている間常に補正する。
【０１６２】
この制御により実施例１〜３と同様の効果を得ることが可能である。また前回転での測定点が少ないため準備回転時間を短縮できる。
【０１６３】
〈実施例５〉（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サイズのレーザビームプリンタである。
【０１６４】
前記の実施例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。
【０１６５】
（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体ドラム１は外径５０ｍｍである。
【０１６６】
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、感光体ドラム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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
現像スリーブ４ｂは感光体ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐと称する）を３５０μｍに保たせて感光体ドラム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において感光体ドラム１の進行方向とは逆方向に回転駆動される。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において感光体ドラム１の面に対して接触して感光体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。
【０１６９】
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体ドラム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。本例の場合は感光体ドラム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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
（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体ドラム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。転写後の感光体ドラム１面上の転写残トナーは引き続く感光体ドラム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。
【０１７３】
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印字工程装置の小型化にも有利である。
【０１７４】
８はトナー帯電制御手段であり、転写部ｄよりも感光体ドラム回転方向下流側で、帯電部ａよりも感光体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、ブラシ部を感光体ドラム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はブラシ部と感光体ドラム１面の接触部である。トナー帯電制御手段７を通過する感光体ドラム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。
【０１７５】
すなわち、転写工程後の感光体ドラム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。
【０１７６】
上述した帯電工程では、転写残トナーの上から感光体ドラム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、感光体ドラム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。
【０１７７】
前述したように現像スリーブ２ｂと感光体ドラム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体ドラム１表面と適度に摺擦し感光体ドラム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において感光体ドラム１の表面の進行方向とは逆方向に回転させている。
【０１７８】
（３）交流電圧のピーク間電圧の制御
しかしながら、帯電ローラ２へのトナー付着はまったくない訳ではなく、またトナーの外添剤による帯電ローラ汚れが多少なりとも発生する。帯電ローラ汚れが発生すると、放電不足や過剰放電による画像異常がおこる。
【０１７９】
また、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、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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
以上の事から、クリーナーレスでの放電電流量の制御は、クリーニングブレードが付いている画像形成装置と比較してもシビアになる。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
印字準備回転動作中に未放電領域で３点、放電領域で３点、順次、ピーク間電圧を帯電ローラ２に印加し、交流電圧値を測定し、印字工程中に帯電ローラ２に印加するピーク間電圧（Ｖｐｐ１）を決定する。印加するピーク間電圧は定電圧制御されている。
【０１８５】
連続印字においては、印字工程中の交流電流と、紙間工程で未放電領域のピーク間電圧を印加した時の交流電流を測定し、次の印字工程時にはそれらの測定値によって帯電ローラ２に印加するピーク間電圧（Ｖｐｐ２）に補正をかけた。
【０１８６】
印字工程時に帯電ローラ２に印加するピーク間電圧の算出方法は実施例１に示した方法と同様である。
【０１８７】
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、各環境で、印字準備回転動作時と紙間工程に帯電ローラ２に印加するピーク間電圧を可変し、帯電ローラ２の抵抗が低下するＨ／Ｈ環境ではＬ／Ｌ環境と比較し、約１０％低いピーク間電圧をそれぞれ印加している。これによって、実際に印字工程時に帯電ローラに印加するピーク間電圧に近い値で測定することができ、さらに確実に所望の放電電流量Ｄを得ることが可能となった。
【０１８８】
また、放電電流量Ｄの値も環境ごとに可変とし、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。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。
【０１８９】
上記制御を行うことで、帯電ローラ製造ばらつきや材質の環境変動に起因する抵抗値のフレや、本体装置の高圧ばらつきを吸収し、さらにはクリーナーレスの問題点のひとつである、連続印字時に発生する帯電ローラのトナーおよび外添剤汚れに対しても、一枚ごとに帯電ローラ２に印加するピーク間電圧に補正が入ることで、確実に所望の放電電流量を得ることができる。同時に環境制御を行なうことで、各環境において必要かつ最小限の放電電流量できめ細かい制御を行うことが可能である。
【０１９０】
かくして、クリーナーレスの画像形成装置の場合においても、長期にわたり画像流れ、帯電不良、融着、画像メモリーなどの問題が発生することなく、多少の帯電ローラ汚れに対しても均一な帯電が可能となり、安定して高画質・高品質を保つことが可能となった。
【０１９１】
実施例２〜４のような制御方法を採択することも勿論できる。
【０１９２】
〈その他〉
１）実施例においては、モノカラー（単色）での画像形成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、フルカラーの画像形成においても同様の効果を発揮することが可能である。
【０１９３】
２）また、実施例においては、プリントジョブの最初に未放電領域と放電領域でのピーク間電圧と交流電流の関係を測定し、かつ一枚ごとに印加するピーク間電圧を補正したが、帯電部材の変動が少ない画像形成装置においては、適宜、画像形成前に画像形成時に帯電ローラに印加するピーク間電圧を決定する制御を入れ、補正動作は一定枚数、一定時間に行なうことも可能である。
【０１９４】
３）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、画像形成時である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、複数の非印字工程時に実行させるようにすることもできる。
【０１９５】
４）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。
【０１９６】
５）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。
【０１９７】
６）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。
【０１９８】
７）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。
【０１９９】
８）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。
【０２００】
９）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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
１０）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。
【０２０３】
１１）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。
【０２０４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、像担持体の帯電を該像担持体に近接又は接触配置され電圧が印加された帯電手段により行う画像形成装置について、環境や製造時による帯電部材の抵抗値のばらつき等にかかわらず、過剰放電を起こさせず常に一定量の放電を生じさせて像担持体の劣化、トナー融着、画像流れ等の問題なく均一な帯電を行なえるように帯電手段に印加する電圧・電流を適切に制御すること、また連続画像形成時においても帯電手段の汚れにかかわらず均一な帯電を行なうこと、これにより長期にわたり高画質、高品質を安定して維持させること等が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例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】 印字準備回転動作中に測定するピーク間電圧と交流電流量の関係図
【図７】 帯電制御シーケンス図
【図８】 実施例４における帯電制御の説明図
【図９】 実施例５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・・感光体ドラム（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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention, PaintingThe present invention relates to an image forming apparatus.
[0002]
  More specifically, an image forming apparatus in which charging of the image carrier is performed by a charging unit that is arranged in proximity to or in contact with the image carrier and to which a voltage is applied.In placeRelated.
[0003]
[Prior art]
Conventionally, for example, as a method of charging the surface of an image carrier as a charged body such as a photoreceptor or a dielectric in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus, a high voltage is applied to a thin corona discharge wire. Corona charging, which is non-contact charging, in which charging is performed by causing the generated corona to act on the surface of the image carrier, is generally used.
[0004]
In recent years, from the viewpoints of low-pressure process, low ozone generation, and low cost, a roller-type or blade-type charging member is brought into contact with the surface of the image carrier, and a voltage is applied to the charging member to Contact charging methods for charging are becoming mainstream. In particular, a roller-type charging member can perform stable charging over a long period of time.
[0005]
The voltage applied to the charging member may be only a DC voltage, but charging can be performed uniformly by applying an oscillating voltage and alternately causing discharge to the plus side and minus side.
[0006]
For example, a vibration in which an alternating voltage having a peak-to-peak voltage that is twice or more the discharge start threshold voltage (charging start voltage) of the object to be charged when a DC voltage is applied and a DC voltage (DC offset bias) are superimposed. It is known that applying a voltage has the effect of leveling the charge of the object to be charged and performs uniform charging.
[0007]
The waveform of the oscillating voltage is not limited to a sine wave, but may be a rectangular wave, a triangular wave, or a pulse wave. The oscillating voltage is a rectangular wave voltage formed by periodically turning on / off the DC voltage, or the same output as the superimposed voltage of the AC voltage and the DC voltage by periodically changing the value of the DC voltage. Including.
[0008]
As described above, a contact charging method in which an oscillating voltage is applied to the charging member for charging is hereinafter referred to as an “AC charging method”. A contact charging method in which only a DC voltage is applied for charging is referred to as a “DC charging method”.
[0009]
However, in the AC charging method, compared to the DC charging method, the amount of discharge to the image carrier increases, so that the image carrier deterioration such as scraping of the image carrier is promoted, and in the high temperature and high humidity environment due to the discharge product. Abnormal images such as image flow may occur.
[0010]
In order to improve this problem, it is necessary to minimize the discharge that occurs alternately on the positive side and the negative side by applying the minimum necessary voltage.
[0011]
However, in reality, the relationship between the voltage and the discharge amount is not always constant, and changes depending on the film thickness of the photosensitive layer and dielectric layer of the image carrier, the environmental variation of the charging member and air, and the like. In a low-temperature and low-humidity environment (L / L), the material dries and the resistance value rises, making it difficult to discharge. Therefore, in order to obtain uniform charging, a peak-to-peak voltage above a certain value is required. Even at the lowest voltage value at which charging uniformity can be obtained in the environment, if the charging operation is performed in a high-temperature and high-humidity environment (H / H), the material absorbs moisture and the resistance value decreases. Will cause a discharge. As a result, when the discharge amount increases, problems such as image flow / blurring, toner fusion, and image carrier scraping / shortening due to deterioration of the surface of the image carrier occur.
[0012]
  Increase / decrease in discharge due to this environmental changeTheIn addition to the “AC constant voltage control method” in which a constant AC voltage is always applied in order to suppress the above, “AC constant current control to control the alternating current value that flows by applying an AC voltage to the charging member” "Method" has been proposed. According to this AC constant current control system, the peak voltage value of the AC voltage is increased in an L / L environment where the material resistance increases, and conversely, the peak voltage value is decreased in an H / H environment where the material resistance decreases. Therefore, increase / decrease in discharge can be suppressed as compared with the AC constant voltage control method.
[0013]
Here, the charging member does not necessarily need to be in contact with the surface of the image carrier, and as long as the dischargeable region determined by the voltage between the gap and the correction Paschen curve is reliably ensured between the charging member and the image carrier, For example, they may be arranged close to each other in a noncontact manner with a gap (gap) of several tens of μm (proximity charging). In the present invention, this proximity charging is also included in the category of contact charging.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, when aiming to further extend the life of the image carrier, even in the AC constant current control system, the variation in the resistance value due to manufacturing variation and contamination of the charging member, the capacitance fluctuation of the image carrier due to durability, the main body high voltage device It is not perfect for suppressing the increase and decrease of the discharge amount due to the variation of the current. In order to suppress the increase / decrease in the discharge amount, it is necessary to take measures to suppress the manufacturing variation of the charging member and the environmental fluctuation and to eliminate the high-voltage fluctuation, thereby increasing the cost.
[0015]
Accordingly, the present invention relates to an image forming apparatus in which charging of an image carrier is performed by a charging means that is placed close to or in contact with the image carrier and to which a voltage is applied, regardless of variations in the resistance value of the charging member depending on the environment and manufacturing. The voltage and current to be applied to the charging means are set so that a constant amount of discharge is always generated without causing excessive discharge and uniform charging can be performed without problems such as deterioration of the image carrier, toner fusion, and image flow. An object is to appropriately control, to perform uniform charging regardless of contamination of the charging means even during continuous image formation, and to stably maintain high image quality and high quality over a long period of time.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention is characterized by the following means and configuration.PaintingAn image forming apparatus.
[0017]
  (1) In an image forming apparatus that executes image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier.
  The charging means for charging the image carrier is a charging means for charging the surface of the image carrier by applying a voltage in the vicinity of or in contact with the image carrier,
  For charging meansAC voltageMeans for applying;
  Apply to charging meansExchangeCurrent-to-peak voltagePower ofMeans for controlling the pressure value;
  Means for measuring an alternating current value flowing to the charging means via the image carrier;
  When the DC voltage is applied to the charging member and the discharge start voltage to the image carrier when Vth is Vth,Before image forming operation, The current value when a peak-to-peak voltage less than twice the Vth of at least one point is applied to the charging means and the current value when a peak-to-peak voltage more than twice the Vth of at least two points is applied. Determine the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging unit during image formation based on the measured AC current value, apply the determined peak-to-peak voltage to the charging unit during image formation, and the flowing AC current value Measure andDepending on the current value measured before the image forming operation and the current value measured at the time of image formation,The peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging means during the next image formationdecideCharacterize thingsImage forming apparatus.
[0018]
  (2)
  a) The peak-to-peak voltage-alternating current function obtained from the current value when D is a predetermined constant and a peak-to-peak voltage less than twice Vth of at least one point is applied to the charging means during non-image formation. By comparing fI1 (Vpp) with the peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) obtained from the current value when the peak-to-peak voltage more than twice the Vth of at least two points is applied.
    fI2 (Vpp) −fI1 (Vpp) = D
Determine the peak-to-peak voltage value
  b) applying the determined peak-to-peak voltage value to the charging means during image formation;
  c) By measuring the value of the alternating current flowing by the peak-to-peak voltage applied to the charging means during image formation, the peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) is corrected, and the corrected function fI2 ′ (Vpp) Using,
    fI2 '(Vpp) -fI1 (Vpp) = D
Determine the peak-to-peak voltage value
  d) Constant voltage control of the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging means at the time of the next image formation is performed based on the determined peak-to-peak voltage value.
  As described in (1)Image forming apparatus.
[0021]
  (3)In an image forming apparatus that executes image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier,
  The charging means for charging the image carrier is a charging means for charging the surface of the image carrier by applying a voltage in the vicinity of or in contact with the image carrier,
  Means for applying an alternating voltage to the charging means;
  Means for controlling the voltage value of the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging means;
  Means for measuring an alternating current value flowing to the charging means via the image carrier;
  When the DC voltage is applied to the charging member and the discharge start voltage to the image bearing member is Vth, before the image forming operation, the charging means has at least one point between peaks less than twice Vth Measure the current value when a voltage is applied and the current value when a peak-to-peak voltage that is at least twice the Vth of at least two points is applied, and apply the measured AC current value to the charging means during image formation Non-image forming area between the image forming areas during continuous image formation by determining the peak-to-peak voltage of the alternating voltage to be applied, applying the determined peak-to-peak voltage to the charging means during image formation, and measuring the flowing alternating current value , The alternating current value is measured when a peak-to-peak voltage less than twice Vth of at least one point is applied to the charging means, the current value measured before the image forming operation, and the current measured at the time of image formation Value and non-image form An image forming apparatus that corrects a peak-to-peak voltage of an AC voltage applied to a charging unit at the time of the next image formation according to a current value measured in a formation region.
[0022]
  (4)
  a) D is a predetermined constant, and the peak-to-peak voltage-alternating current obtained from the current value when the peak-to-peak voltage less than 2 times Vth of at least one point is applied to the charging means before the image forming operation. By comparing the function fI1 (Vpp) with the peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) obtained from the current value when the peak-to-peak voltage more than twice the Vth of at least two points is applied.
    fI2 (Vpp) −fI1 (Vpp) = D
Determine the peak-to-peak voltage value
  b) applying the determined peak-to-peak voltage value to the charging means during image formation;
  c) Measure the alternating current value flowing by the peak-to-peak voltage applied to the charging member during image formation, and in the non-image forming area between the image forming areas during continuous image formation, the charging means has at least one Vth By measuring the AC current value when the peak-to-peak voltage less than twice is applied, the peak-to-peak voltage-AC current functions fI1 (Vpp) and fI2 (Vpp) are corrected, respectively, and the corrected function fI1 '(Vpp ), FI2 '(Vpp)
    fI2 '(Vpp) -fI1' (Vpp) = D
Determine the peak-to-peak voltage value
  d) Constant voltage control of the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging means at the time of the next image formation is performed based on the determined peak-to-peak voltage value.
  Characterize things(3)The image forming apparatus described in 1.
[0023]
  (5)Environment detection means for detecting the environment in which the image forming apparatus is installed, and the environment detection means detects the peak-to-peak voltage value of the AC voltage applied to the charging means when measuring the alternating current value before the image forming operation. It is characterized by changing every time(2), (4)The image forming apparatus according to any one of the above.
[0024]
  (6)An environment detection unit that detects an environment in which the image forming apparatus is installed is provided, and the constant D is changed for each environment detected by the environment detection unit.(2), (4), (5)The image forming apparatus according to any one of the above.
[0026]
  (7)In an image forming apparatus that executes image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier,
  The charging means for charging the image carrier is a charging means for charging the surface of the image carrier by applying a voltage in the vicinity of or in contact with the image carrier,
  Means for applying at least an alternating current to the charging means;
  Means for controlling the AC current value applied to the charging means;
  Means for measuring the peak-to-peak voltage value of the alternating voltage applied to the charging means;
  When the DC voltage is applied to the charging member and the discharge start voltage to the image bearing member is Vth, before the image forming operation, the charging means has at least one point between peaks less than twice Vth The peak-to-peak voltage value of the alternating voltage when an alternating current that is a voltage is applied, and the peak-to-peak voltage value of the alternating voltage when an alternating current that is a peak-to-peak voltage that is at least twice the Vth of at least two points is applied. The AC voltage value to be applied to the charging means during image formation is determined from the measured peak-to-peak voltage value, and the peak-to-peak voltage value of the AC voltage when the determined AC current is applied to the charging member during image formation is determined. AC voltage to be applied to the charging means during the next image formation according to the peak voltage value of the AC voltage measured and measured before the image forming operation and the peak voltage value of the AC voltage measured at the time of image formation To determine the current An image forming apparatus symptoms.
[0027]
  (8)
  a) The peak-to-peak value obtained from the voltage value obtained when an alternating current value that is less than twice the Vth of at least one point is applied to the charging means during non-image formation, with D being a predetermined constant. Voltage-alternating current function fI1 (Vpp) and peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) obtained from the voltage value when an alternating current value that is a peak-to-peak voltage more than twice the Vth of at least two points is applied. ) And
    fI2 (Vpp) = fI1 (Vpp) + D
Determine the alternating current value
  b) applying the determined alternating current value to the charging means during image formation;
  c) By measuring the peak-to-peak voltage value when the determined alternating current value is applied during image formation, the peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) is corrected, and the corrected fI2 ′ (Vpp ) Using,
    fI2 '(Vpp) = fI1 (Vpp) + D
Determine the alternating current value
  d) Constant current control of the alternating current value applied to the charging means at the time of the next image formation by the determined alternating current value.
  Characterize things(7)The image forming apparatus described in 1.
[0030]
  (9)In an image forming apparatus that executes image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier,
  The charging means for charging the image carrier is a charging means for charging the surface of the image carrier by applying a voltage in the vicinity of or in contact with the image carrier,
  Means for applying at least an alternating current to the charging means;
  Means for controlling the AC current value applied to the charging means;
  Means for measuring the peak-to-peak voltage value of the alternating voltage applied to the charging means;
  When the DC voltage is applied to the charging member and the discharge start voltage to the image carrier when Vth is Vth, at the time of image forming operation, the charging means has at least one point between peaks less than twice Vth The peak-to-peak voltage value of the alternating voltage when an alternating current that is a voltage is applied, and the peak-to-peak voltage value of the alternating voltage when an alternating current that is a peak-to-peak voltage that is at least twice the Vth of at least two points is applied. The AC voltage value to be applied to the charging means during image formation is determined from the measured peak-to-peak voltage value, and the AC voltage peak-to-peak voltage value when the determined alternating current is applied to the charging member during image formation And the peak of the AC voltage when an AC current having a peak-to-peak voltage less than twice the Vth of at least one point is applied to the charging means in the non-image forming area between the image forming areas during continuous image formation. Voltage value The peak-to-peak voltage value of the AC voltage measured before the image forming operation, the peak-to-peak voltage value of the AC voltage measured at the time of image formation, and the peak-to-peak voltage of the AC voltage measured in the non-image forming area. And an AC current to be applied to the charging means at the time of the next image formation.
[0031]
  (10)
  a) A peak obtained from a voltage value when D is a predetermined constant and an alternating current value that is less than twice the peak voltage Vth of at least one point is applied to the charging means before the image forming operation. Peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) and the peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 () obtained from the voltage value when the peak-to-peak voltage is at least twice the Vth of at least two points. (Vpp) and
    fI2 (Vpp) = fI1 (Vpp) + D
Determine the alternating current value
  b) applying the determined alternating current value to the charging means during image formation;
  c) At the time of image formation, a peak-to-peak voltage value when a determined alternating current value is applied is measured, and in a non-image forming area between image forming areas during continuous image formation, at least one Vth 2 By measuring the voltage value when an AC current value that is less than double the peak-to-peak voltage is applied, the peak-to-peak voltage-AC current functions fI1 (Vpp) and fI2 (Vpp) are corrected respectively, and the corrected fI1 ′ (Vpp), fI2 '(Vpp)
    fI2 '(Vpp) = fI1' (Vpp) + D
Determine the alternating current value
  d) Constant current control of the alternating current value applied to the charging means at the time of the next image formation by the determined alternating current value.
  Characterize things(9)The image forming apparatus described in 1.
[0032]
  (11)It has an environment detection unit that detects the environment in which the image forming apparatus is installed, and the environment detection unit detects multiple levels of AC current applied to the charging unit when measuring the peak-to-peak voltage value of the AC voltage during non-image formation. It is characterized by changing for each environment(8), (10)The image forming apparatus according to any one of the above.
[0033]
  (12)It has an environment detection means for detecting the environment where the image forming apparatus is installed, and the constant D used when determining the alternating current applied to the charging means during image formation varies for each environment detected by the environment detection means. It is characterized by letting(8), (10), (11)The image forming apparatus according to any one of the above.
[0038]
<Operation>
That is, the present invention controls the peak-to-peak voltage or current of the AC voltage applied to obtain a desired discharge in contact charging by the AC charging method.
[0039]
In other words, by measuring the relationship between voltage and current before image forming operation, which is during non-image formation, regardless of the environment (temperature and humidity), variations in the manufacturing of the charging member, variations in the main body high voltage device, etc. It has become possible to apply a peak-to-peak voltage or an alternating current that can always obtain a desired discharge amount.
[0040]
Furthermore, the resistance value of the charging member during continuous image formation is also measured by measuring the relationship between the current and voltage during the image formation and between the image formation region during the continuous image formation and the next image formation region (between sheets). It is possible to cope with fluctuations and fluctuations of the high-voltage device, and a more stable amount of discharge current can be obtained.
[0041]
More specifically, the relationship between the voltage and the current can be obtained by applying a peak-to-peak voltage in the discharge area and the non-discharge area to the charging means during the pre-rotation of the image forming apparatus, during image formation, and between papers. The charging control means is characterized in that a voltage between the peaks is measured and corrected, and the peak-to-peak voltage applied to the charging means at the time of image formation is corrected and applied.
[0042]
As a result, it has become possible to perform image formation without causing problems due to excessive discharge and insufficient discharge, which are concerns of conventional AC constant voltage control and AC constant current control.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<Example 1> (FIGS. 1 to 7)
FIG. 1 is a schematic configuration model diagram of an example of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus of this example is a laser beam printer having a transfer type electrophotographic process, a contact charging method, a reverse development method, and a maximum sheet passing size of A3 size.
[0044]
(1) Overall schematic configuration of the printer
a) Image carrier
Reference numeral 1 denotes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum) as an image carrier. This photosensitive drum 1 is a negatively charged organic photoconductor (OPC), has an outer diameter of 25 mm, and rotates in the counterclockwise direction indicated by an arrow with a process speed (peripheral speed) of 100 mm / sec around the center support shaft. Driven.
[0045]
As shown in the layer configuration model diagram of FIG. 2, the photosensitive drum 1 has an undercoat layer 1b that suppresses light interference and improves the adhesion of the upper layer on the surface of an aluminum cylinder (conductive drum base) 1a. The photocharge generation layer 1c and the charge transport layer 1d are coated in order from the bottom.
[0046]
b) Charging means
Reference numeral 2 denotes a contact charging device (contact charger) as charging means for uniformly charging the peripheral surface of the photosensitive drum 1, and in this example, a charging roller (roller charger).
[0047]
The charging roller 2 holds both ends of the cored bar 2a rotatably by bearing members (not shown), and is urged in the direction of the photosensitive drum by a pressing spring 2e to be applied to the surface of the photosensitive drum 1. It is brought into pressure contact with a predetermined pressing force, and rotates following the rotation of the photosensitive drum 1. A pressure contact portion between the photosensitive drum 1 and the charging roller 2 is a charging portion (charging nip portion) a.
[0048]
  A charging bias voltage of a predetermined condition is applied to the metal core 2a of the charging roller 2 from the power source S1, so that the peripheral surface of the rotating photosensitive drum 1 is uniformly contact-charged to have a negative polarity in this example.The
[0049]
The configuration of the charging roller 2 and the charging control method will be described in detail in section (3).
[0050]
c) Information writing means
Reference numeral 3 denotes an exposure apparatus as information writing means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged photosensitive drum 1, and this example is a laser beam scanner using a semiconductor laser. A laser beam modulated in response to an image signal sent from a host device such as an image reading device (not shown) to the printer side is output to perform laser scanning on the uniformly charged surface of the rotating photosensitive drum 1 at the exposure position b. Exposure L (image scanning exposure) is performed. By this laser scanning exposure L, the potential of the surface of the photosensitive drum 1 irradiated with the laser light is lowered, so that an electrostatic latent image corresponding to the scanned and exposed image information is sequentially formed on the surface of the rotating photosensitive drum 1. It will be done.
[0051]
d) Development means
Reference numeral 4 denotes a jumping developing device (developing device) in the present example as developing means for supplying a developer (toner) to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 to visualize the electrostatic latent image. The electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is reversely developed with the one-component magnetic toner (negative toner) negatively charged by the developing device 4.
[0052]
4a is a developing container, 4b is a non-magnetic developing sleeve, and this developing sleeve 4b is rotatably arranged in the developing container 4a with a part of its outer peripheral surface exposed to the outside. 4c is a non-rotating magnet roller fixedly inserted in the developing sleeve 4b, 4d is a developer coating blade, 4e is a one-component magnetic toner as a developer contained in the developing container 4a, and S2 is a developing for the developing sleeve 4b. This is a bias application power source.
[0053]
Accordingly, the surface of the developing sleeve 4b rotating in the counterclockwise direction indicated by the arrow is coated as a thin layer, and the one-component magnetic toner conveyed to the developing unit c is electrostatically latentized on the surface of the photosensitive drum 1 by the electric field due to the developing bias. The electrostatic latent image is developed as a toner image by selectively adhering to the image. In the case of this example, toner adheres to the exposed bright portion of the surface of the photosensitive drum 1 and the electrostatic latent image is reversely developed.
[0054]
The developer thin layer on the developing sleeve 4b that has passed through the developing section c is returned to the developer reservoir in the developing container 4a with the subsequent rotation of the developing sleeve.
[0055]
e) Transfer means, fixing means, cleaning means
Reference numeral 5 denotes a transfer device, and this example is a transfer roller. The transfer roller 5 is brought into pressure contact with the photosensitive drum 1 with a predetermined pressing force, and the pressure nip portion is a transfer portion d. A transfer material (a member to be transferred, a recording material) P is fed to the transfer portion d from a paper feeding mechanism portion (not shown) at a predetermined control timing.
[0056]
The transfer material P fed to the transfer portion d is nipped and conveyed between the rotating photosensitive drum 1 and the transfer roller 5, and during that time, the transfer roller 5 has a negative polarity that is the normal charging polarity of the toner from the power source S 3. When a positive transfer bias having a reverse polarity is applied, the toner image on the surface side of the photosensitive drum 1 is sequentially electrostatically transferred onto the surface of the transfer material P that is nipped and conveyed by the transfer portion d. .
[0057]
The transfer material P which has received the transfer of the toner image through the transfer portion d is sequentially separated from the surface of the rotating photosensitive drum 1 and conveyed to the fixing device 6 (for example, a heat roller fixing device) to receive the toner image fixing process. Output as an image formed product (print, copy).
[0058]
Reference numeral 7 denotes a cleaning device. The surface of the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image onto the transfer material P is rubbed by the cleaning blade 7a to be cleaned to remove the transfer residual toner, and repeatedly used for image formation. The e is a photosensitive drum surface contact portion of the cleaning blade 7a.
[0059]
(2) Printer operation sequence
FIG. 3 is an operation sequence diagram of the printer.
[0060]
a. Initial rotation operation (front multiple rotation process)
This is a start operation period (start operation period, warming period) when the printer is started. When the power switch is turned on, the photosensitive drum is rotationally driven, and a preparatory operation for a predetermined process device, such as raising the fixing device to a predetermined temperature, is executed.
[0061]
b. Print preparation rotation operation (pre-rotation process)
Print signal-This is a preparatory rotation operation period before image formation from when the image formation (printing) process operation is actually performed, and is executed following the initial rotation operation when a print signal is input during the initial rotation operation. Is done. When the print signal is not input, the drive of the main motor is temporarily stopped after the initial rotation operation is completed, and the rotation of the photosensitive drum is stopped. The printer is kept in a standby (standby) state until the print signal is input. . When the print signal is input, the print preparation rotation operation is executed.
[0062]
c. Printing process (image forming process, image forming process)
When the predetermined print preparation rotation operation is completed, an image forming process for the rotating photosensitive drum is subsequently performed, and the toner image formed on the surface of the rotating photosensitive drum is transferred to a transfer material, and the toner image is fixed by the fixing device. The image formed product is printed out.
[0063]
In the case of continuous printing (continuous image formation, continuous printing) mode, the above printing process is repeated for a predetermined set number n of prints.
[0064]
d. Paper gap process
In the continuous printing mode, after the trailing edge of one transfer material passes the transfer position d, the recording paper is not passed through the transfer position until the leading edge of the next transfer material reaches the transfer position d. This is a state period (non-image forming area between image forming areas).
[0065]
e. Post-rotation operation
This is a period in which the drive of the main motor is continued for a while after the printing process of the last transfer material is completed, the photosensitive drum is rotated and the predetermined post-operation is executed.
[0066]
f. Suyumbai
When the predetermined post-rotation operation is completed, the main motor drive is stopped and the photosensitive drum rotational drive is stopped. The print job is kept in the standby state until the next print print signal is input. .
[0067]
In the case of printing of only one sheet, after the printing is completed, the print is in a standby state through a post-rotation operation.
[0068]
When a print stop signal is input in the standby state, the print shifts to the pre-rotation process.
[0069]
The printing process of c is the time of image formation, and the initial rotation operation of a, the printing preparation rotation operation of b, the paper gap process of d, and the post-rotation operation of e are non-image formation.
[0070]
(3) Detailed description of charging means
A) Charging roller 2
The longitudinal length of the charging roller 2 as the contact charging member is 320 mm. As shown in the layer configuration model diagram of FIG. 1, the lower layer 2b, the intermediate layer 2c, and the surface layer 2d are disposed around the core metal (support member) 2a. Is a three-layer structure in which are sequentially stacked from the bottom. The lower layer 2b is a foamed sponge layer for reducing charging noise, the intermediate layer 2c is a conductive layer for obtaining a uniform resistance as a whole of the charging roller, and the surface layer 2d has defects such as pinholes on the photosensitive drum 1. This is a protective layer provided to prevent the occurrence of leaks even if there is.
[0071]
More specifically, the specification of the charging roller 2 of this example is as follows.
[0072]
Core metal 2a; stainless steel round bar with a diameter of 6mm
Lower layer 2b: carbon dispersion foamed EPDM, specific gravity 0.5 g / cmThree ,volume
Resistance value 10Three Ωcm, layer thickness 3.0mm, length 320
mm
Intermediate layer 2c; carbon-dispersed NBR rubber, volume resistivity 10Five Ωcm,
Layer thickness 700μm
Surface layer 2d: tin oxide and carbon dispersed in fluorine compound resin, volume
Resistance value 108 Ωcm, surface roughness (JIS standard 10-point average surface roughness
Ra) 1.5 μm, layer thickness 10 μm
B) Charging bias application system
FIG. 4 is a block circuit diagram of a charging bias application system for the charging roller 2.
[0073]
A predetermined vibration voltage (bias voltage Vdc + Vac) obtained by superimposing an AC voltage of frequency f on a DC voltage from the power source S1 is applied to the charging roller 2 through the core metal 2a, so that the peripheral surface of the rotating photosensitive drum 1 is It is charged to a predetermined potential.
[0074]
A power source S 1 that is a voltage application unit for the charging roller 2 includes a direct current (DC) power source 11 and an alternating current (AC) power source 12.
[0075]
Reference numeral 13 denotes a control circuit which controls the DC power supply 11 and the AC power supply 12 of the power supply S1 so as to apply a DC voltage, an AC voltage, or a superimposed voltage of both to the charging roller 2. And a function of controlling the DC voltage value applied to the charging roller 2 from the DC power source 11 and the peak-to-peak voltage value of the AC voltage applied from the AC power source 12 to the charging roller 2.
[0076]
Reference numeral 14 denotes an AC current value measurement circuit as means for measuring the AC current value flowing through the charging roller 2 via the photosensitive member 1. The measured AC current value information is input from the circuit 14 to the control circuit 13.
[0077]
Reference numeral 15 denotes an environment sensor as means for detecting the environment where the printer is installed. The detected environmental information is input from the environmental sensor 15 to the control circuit 13.
[0078]
Then, the control circuit 13 determines from the AC current value information input from the AC current value measurement circuit 14 and further from the environmental information input from the environmental sensor 15 between appropriate peaks of the AC voltage applied to the charging roller 2 in the charging process of the printing process. It has a function of executing a voltage value calculation / determination program.
[0079]
C) AC voltage peak-to-peak voltage control method
Next, a method for controlling the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging roller 2 during the printing process will be described.
[0080]
Based on various studies, the inventors have shown that the amount of discharge current quantified according to the following definition represents the actual amount of AC discharge, and has a strong correlation with the photoconductor drum scraping, image flow, and charging uniformity. Found that there is.
[0081]
That is, as shown in FIG. 5, the alternating current Iac is in a linear relationship with respect to the peak-to-peak voltage Vpp, less than the charging start voltage Vth × 2 (V) (undischarged region), and gradually increases from that point toward the discharge region. In the direction of increasing current. In a similar experiment in a vacuum where no discharge occurs, a straight line is maintained, so this is considered to be the increment ΔIac of the current involved in the discharge.
[0082]
Therefore, when the ratio of the current Iac to the peak-to-peak voltage Vpp less than the discharge start voltage Vth × 2 (V) is α, AC current such as current flowing to the contact portion (hereinafter referred to as nip current) other than current due to discharge The current becomes α · Vpp, and the difference between Iac measured when a voltage higher than the discharge start voltage Vth × 2 (V) is applied, and this α · Vpp,
Formula 1... ΔIac = Iac−α · Vpp
To ΔIac is defined as a discharge current amount that indicates the amount of discharge instead.
[0083]
The amount of discharge current changes as the environment and durability are increased when charging is performed under the control of a constant voltage or a constant current. This is because the relationship between the peak-to-peak voltage and the discharge current amount and the relationship between the alternating current value and the discharge current amount are fluctuating.
[0084]
In the AC constant current control method, control is performed with the total current flowing from the charging member to the member to be charged. As described above, the total current amount is the sum of the nip current α · Vpp and the discharge current amount ΔIac that flows by discharging at the non-contact portion. In constant current control, the charged object is actually charged. In addition to the discharge current, which is the current required for the control, the nip current is controlled.
[0085]
For this reason, the amount of discharge current cannot actually be controlled. Even if the constant current control is performed with the same current value, the discharge current amount naturally decreases as the nip current increases due to the environmental variation of the charging member material, and the discharge current amount increases as the nip current decreases. Even with the current control method, it is impossible to completely suppress the increase / decrease in the amount of discharge current, and it has been difficult to achieve both the shading of the photosensitive drum and the charging uniformity when aiming for a long life.
[0086]
Therefore, the present inventors performed control in the following manner in order to always obtain a desired discharge current amount.
[0087]
A method of determining the peak-to-peak voltage that becomes the discharge current amount D when the desired discharge current amount is D will be described.
[0088]
In this embodiment, the control circuit 13 executes an appropriate peak-to-peak voltage value calculation / determination program for the charging roller 2 in the charging process during the printing process during the printing preparation rotation operation.
[0089]
Concretely, it demonstrates with reference to the Vpp-Iac graph of FIG. 6, and the control flowchart of FIG.
[0090]
As shown in FIG. 6, the control circuit 13 controls the AC power source 12 during the print preparation rotation operation, and as shown in FIG. 6, the charging roller 2 has three points of peak-to-peak voltage (Vpp) and the peak-to-peak voltage of the undischarged region Are sequentially applied, and the alternating current value flowing through the charging roller 2 via the photosensitive member 1 at that time is measured by the alternating current value measuring circuit 14 and input to the control circuit 13.
[0091]
Next, the control circuit 13 linearly approximates the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current in the discharged and undischarged regions from the measured current values at the three points using the least square method, Equation 3 is calculated.
[0092]
Equation 2 ... Approximate straight line of discharge area: Yα= ΑXα+ A
Equation 3 ... Approximate straight line of undischarged area: Yβ= ΒXβ+ B
After that, the peak-to-peak voltage Vpp at which the difference between the approximate straight line of the discharge area of Expression 2 and the approximate straight line of the undischarged area of Expression 3 becomes the discharge current amount D is determined by Expression 4.
[0093]
Formula 4... Vpp1 = (D−A + B) / (α−β)
Here, the peak-to-peak voltage (Vpp) -alternating current (Iac) functions fI1 (Vpp) and fI2 (Vpp) in the undischarged region and the discharged region described in the claims are Y in the above equation 3, respectively.β= ΒXβ+ B and Y in Equation 2α= ΑXαCorresponds to + A. The constant D described in the claims corresponds to the desired discharge current amount D.
[0094]
Therefore, fI2 (Vpp) −fI1 (Vpp) = D described in the claim is
Yα-Yβ= (ΑXα+ A)-(βXβ+ B) = D
It becomes.
[0095]
Further, fI2 (Vpp) −fI1 (Vpp) = D
Vpp = (D−A + B) / (α−β)
Induction is as follows.
[0096]
fI2 (Vpp) −fI1 (Vpp) = Yα-Yβ= D
(ΑXα+ A)-(βXβ+ B) = D
Now looking for the value of X that becomes D, and if that point is Vpp,
(ΑVpp + A) − (βVpp + B) = D
Therefore, Vpp = (D−A + B) / (α−β).
[0097]
Then, the peak-to-peak voltage applied to the charging roller 2 is switched to Vpp1 obtained by the above equation 4, and constant voltage control is performed at Vpp1, and the process proceeds to the printing process described above.
[0098]
During the printing process, the obtained peak-to-peak voltage Vpp1 is applied to the charging roller 2, and the AC current value flowing through the charging roller 2 at that time is measured by the AC current value measuring circuit 14 and input to the control circuit 13. At this time, Vpp1 is under constant voltage control.
[0099]
In the non-image forming area (between sheets) between the image forming area and the next image forming area, one point of the peak-to-peak voltage (Vpp) which is an undischarged area is applied to the charging roller 2, and the alternating current value flowing at that time It is measured by the alternating current value measuring circuit 14 and input to the control circuit 13.
[0100]
By performing statistical processing from the newly measured relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current value and the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current value measured during the print preparation rotation operation, the following expressions 5 and 6 are obtained. calculate. That is, the measurement point at the time of printing and the measurement point at the time of paper interval are added to the measurement points obtained in the control during the previous rotation, and the number of measurement points is increased and recalculated using the least square method.
[0101]
Equation 5: Approximate straight line of discharge area: Yα= Α 'Xα+ A '
Equation 6: Approximate straight line of undischarged area: Yβ= Β 'Xβ+ B
After that, as in the case of obtaining the peak-to-peak voltage Vpp1 applied to the charging roller 2 during the printing process, the difference between the approximate straight line of the discharge area of Expression 5 and the approximate straight line of the undischarged area of Expression 6 is obtained using Expression 7. A peak-to-peak voltage Vpp2 to be the discharge current amount D is determined.
[0102]
Formula 7... Vpp2 = (DA′−B) / (α′−β ′)
Here, the corrected peak-to-peak voltage (Vpp) -alternating current (Iac) functions fI1 ′ (Vpp) and fI2 ′ (Vpp) in the undischarged region and the discharged region, respectively, Yβ= Β'Xβ+ B and Y in Equation 2α= Α’XαCorresponds to + A '.
[0103]
The derivation of Expression 7 from the functions fI1 ′ (Vpp) and fI2 ′ (Vpp) is the same as the derivation of Expression 4 from the functions fI1 (Vpp) and fI2 (Vpp).
[0104]
Then, the peak-to-peak voltage applied to the charging roller 2 is switched to Vpp2 obtained by the above equation 7, and next, constant voltage control is performed at Vpp2 to perform image formation.
[0105]
Similarly, during the next printing process, the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current value is measured during the printing process and the paper-to-paper process, and the printing operation is performed using the peak-to-peak voltage applied to the charging roller 2 during the printing process. Always correct while you are.
[0106]
In this manner, the peak-to-peak voltage necessary for obtaining the predetermined discharge current amount D during the printing process is calculated for each printing preparation rotation operation, and the obtained peak-to-peak voltage is controlled at a constant voltage during the printing process. Further, the AC current value during the printing process is applied to the charging roller 2 and the AC current when the peak-to-peak voltage (Vpp), which is an undischarged area, is applied to the charging roller 2 during the paper-to-paper process is measured. The peak-to-peak voltage applied during the next printing process is corrected.
[0107]
This not only absorbs fluctuations in the resistance value due to manufacturing variations of the charging roller 2 and environmental variations of the material and high-pressure variations in the main unit, but also counters fluctuations in the resistance value of the charging roller 2 due to continuous printing. By making a correction for each sheet, it is possible to reliably obtain a desired amount of discharge current.
[0108]
When durability was examined under this control, the photoreceptor drum 1 was not deteriorated or worn under any environment, and the life of the photoreceptor drum 1 was increased by about 15% compared to the conventional constant current control. Was made feasible.
[0109]
In this embodiment, the discharge current amount is controlled by switching the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging roller 2, but the present invention is not limited to this, and conversely, the peak-to-peak voltage of the AC voltage is measured by applying the AC current. (The AC current value measurement circuit 14 in FIG. 4 is changed to a peak-to-peak voltage value measurement circuit), and the AC current output AC current is always applied during the printing process so that an AC current necessary for obtaining a desired discharge current amount can be applied. It is also possible to perform constant current control with the control circuit 13.
[0110]
In this embodiment, the desired discharge current amount D and the peak-to-peak voltage value applied during the non-printing process are made constant in each environment. However, in the apparatus in which the environment sensor (thermometer and hygrometer) 15 is installed, By varying the respective values for each environment, it is possible to perform more stable and uniform charging.
[0111]
Furthermore, in the present embodiment, during the printing process and during the paper-to-paper process, the relationship between the peak-to-peak voltage in the discharge area and the undischarged area and the alternating current (Vpp-Iac function) was measured, and the applied alternating voltage was corrected. Not limited to this, it is possible to perform only one of them. That is, when the endurance fluctuation of the nip current is large, the alternating current when the peak-to-peak voltage (Vpp), which is an undischarged region, is applied during the inter-sheet process is measured, and the alternating voltage applied to the charging roller 2 during the printing process is corrected. When the endurance fluctuation of the discharge amount is large, it is possible to measure the alternating current during the printing process and correct the applied alternating voltage.
[0112]
(1). When measuring only during the printing process
The Vpp-Iac function of the discharge region is corrected,
Yα= Α’Xα+ A ’
It becomes.
[0113]
Since the undischarged area is not corrected,
Yβ= ΒXβ+ B
Thus, the peak-to-peak voltage value Vpp2 that is subjected to constant voltage control in the next printing step is obtained as follows.
[0114]
Vpp2 = (D−A ′ + B) / (α′−β)
(2). When measuring only between paper
The Vpp-Iac function of the discharge region is not corrected,
Yα= ΑXα+ A
It becomes.
[0115]
Because the undischarged area is corrected,
Yβ= Β'Xβ+ B
Thus, the peak-to-peak voltage value Vpp2 that is subjected to constant voltage control in the next printing step is obtained as follows.
[0116]
Vpp2 = (D−A + B) / (α−β ′)
Thus, during the printing preparation rotation operation, three points in the non-discharge region and three points in the discharge region are sequentially applied to the charging roller 2 between the peaks, the AC voltage value is measured, and applied to the charging roller 2 during the printing process. The peak-to-peak voltage (Vpp1) to be determined is determined. In continuous printing, the alternating current during the printing process and the alternating current when the peak-to-peak voltage in the undischarged region is applied between the papers are measured. By correcting the peak-to-peak voltage (Vpp2) applied to the charging roller 2 based on these measured values, it is possible to apply a peak-to-peak voltage at which a desired discharge current amount D can be obtained at all times. And charging uniformity can be achieved, and a longer life and higher image quality can be realized.
[0117]
Furthermore, since variations at the time of manufacturing can be absorbed, the permissible range of materials and accuracy is widened, so that the cost of manufacturing can be reduced and products can be provided to users at low cost.
[0118]
<Example 2>
The present embodiment is a one-point control and constant voltage control system, and a method of determining a peak-to-peak voltage that becomes the discharge current amount D when a desired discharge current amount is D will be described.
[0119]
The image forming apparatus sequentially applies two points of peak-to-peak voltage (Vpp), which is a discharge area, and one point of peak-to-peak voltage, which is an undischarged area, to the charging roller during printing preparation rotation, and the alternating current at that time Measure the value. The relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current is set in advance so that when the peak-to-peak voltage is zero, the alternating current value is also zero.
[0120]
Next, the image forming apparatus linearly approximates the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current using the measurement value 2 points in the discharge region and the measurement value 0 point in the non-discharge region. Is calculated.
[0121]
Equation 2 ... Approximate straight line of discharge area: Yα= ΑXα+ A
Equation 3 ... Approximate straight line of undischarged area: Yβ= ΒXβ
After that, the approximate straight line Y of the discharge regionαAnd the approximate straight line Y of the undischarged areaβThe peak-to-peak voltage Vpp at which the discharge current amount D becomes the D current is determined by Equation 4.
[0122]
Formula 4... Vpp = (D−A) / (α−β)
Then, the voltage between the peaks applied to the charging member is switched to Vpp1 obtained and the constant voltage control is performed, and the process proceeds to the above-described image forming operation.
[0123]
At the time of image formation, the obtained peak-to-peak voltage Vpp1 is applied by constant voltage control, and the value of the alternating current flowing through the charging roller at that time is measured.
[0124]
In the non-image forming area (between sheets) between the image forming area and the next image forming area, one peak-to-peak voltage (Vpp), which is an undischarged area, is applied to the charging roller, and the alternating current value flowing at that time is determined. taking measurement.
[0125]
From the newly measured relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current value and the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current value measured during the print preparation rotation, statistical processing is performed to calculate the following equations 5 and 6. To do.
[0126]
Equation 5: Approximate straight line of discharge area: Yα= Α’Xα+ A ’
Equation 6: Approximate straight line of undischarged area: Yβ= Β'Xβ
Thereafter, as in the case of obtaining the peak-to-peak voltage Vpp1 applied at the time of printing, the approximate straight line Y of the discharge region is expressed using Equation 7.αAnd the approximate straight line Y of the undischarged areaβThe peak-to-peak voltage Vpp2 that is the discharge current amount D that is the difference between the two is determined.
[0127]
Expression 7... Vpp2 = (a−A) / (α′−β ′)
Then, image formation is performed by switching to the peak-to-peak voltage Vpp2 applied to the charging roller and performing constant voltage control with Vpp2.
[0128]
Similarly, at the time of the next image formation, the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current value is measured during printing and between papers, and the applied peak-to-peak voltage is always corrected while the image forming operation is performed.
[0129]
In this way, when there is a zero point between the peak-to-peak voltage and the alternating current, the measurement of the undischarged region can be controlled at a single point, thereby shortening the measurement time.
[0130]
<Example 3>
The present embodiment is a system of three-point control and constant current control, and a method of determining an alternating current value that becomes the discharge current amount D when D is a desired discharge current amount will be described.
[0131]
The image forming apparatus applies three points of alternating current (Iac), which is a discharge area, and three points of alternating current, which is an undischarged area, to the charging roller during printing preparation rotation, and sequentially applies a voltage value between peaks. Measure.
[0132]
Next, the image forming apparatus linearly approximates the relationship between the peak-to-peak voltage and the AC current (Vpp-Iac function) in the discharged and undischarged regions from the measured current values of the three points using the least square method. The following formulas 2 and 3 are calculated.
[0133]
Equation 2 ... Approximate straight line of discharge area: Yα= ΑXα+ A
Equation 3 ... Approximate straight line of undischarged area: Yβ= ΒX + B
After that, the approximate straight line Y of the discharge regionαAnd the approximate straight line Y of the undischarged areaβThe AC current (Iac) which becomes the discharge current amount D is determined by the equation (4).
[0134]
If the alternating current value for D is Iac1, and the peak-to-peak voltage at that time is Vpp, then Equations 2 and 3 are
Iac1 = αVpp + A Expression a
Iac2 = βVpp + B Formula b
It becomes. Here, Iac2 is an approximate straight line Y of the undischarged region.βIt is an alternating current value which becomes Vpp at.
[0135]
Iac1 = Iac2 + D (Formula c)
From the equations a, b, and c, the alternating current (Iac1) that becomes the discharge current amount D is determined by the equation 4.
[0136]
Formula 4... Iac1 = (αD + αB−βA) / (α−β)
Then, the AC current applied to the charging member is switched to Iac1, and constant current control is performed with Iac1, and the process proceeds to the above-described image forming operation.
[0137]
At the time of image formation, Iac1 obtained from the obtained alternating current is applied, and the peak-to-peak voltage at that time is measured.
[0138]
In a non-image forming area (between sheets) between the image forming area and the next image forming area, one point of AC current that is an undischarged area is applied to the charging roller, and the peak-to-peak voltage at that time is measured.
[0139]
From the relationship between the newly measured peak-to-peak voltage and the alternating current value and the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current value measured during the print preparation rotation, statistical processing is performed to calculate the following formulas 5 and 6. .
[0140]
Equation 5: Approximate straight line of discharge area: Yα= Α’Xα+ A ’
Equation 6: Approximate straight line of undischarged area: Yβ= Β'Xβ+ B
Thereafter, as in the case of obtaining the alternating current Iac1 applied at the time of printing, the approximate straight line Y of the discharge region is expressed using Expression 7.αAnd the approximate straight line Y of the undischarged areaβThe AC current Iac3 that is the discharge current amount D that is the difference between the two is determined.
[0141]
Formula 7... Iac3 = (α′D + α′B−β′A ′) / (α′−β ′)
Then, the AC current Iac3 applied to the charging roller is switched to constant current control to form an image.
[0142]
Similarly, during the next image formation, the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current value is measured during printing and between sheets, and the applied alternating current is always corrected while the image forming operation is performed.
[0143]
By this control, it is possible to obtain the same effect as in the first and second embodiments.
[0144]
In this embodiment, the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current (Vpp-Iac function) in the discharge region and the undischarge region is measured during the printing process and between the papers. However, the present invention is not limited to this, and only one of them may be performed. Is possible.
[0145]
(1). When measuring only during the printing process
The Vpp-Iac function of the discharge region is corrected,
Yα= Α’Xα+ A ’
It becomes.
[0146]
Since the undischarged area is not corrected,
Yβ= ΒXβ+ B
Thus, the peak-to-peak voltage value Vpp2 that is subjected to constant voltage control in the next printing step is obtained as follows.
[0147]
Iac3 = (α′D + α′B−βA ′) / (α′−β)
(2). When measuring only between paper
The Vpp-Iac function of the discharge region is not corrected,
Yα= ΑXα+ A
It becomes.
[0148]
Because the undischarged area is corrected,
Yβ= Β'Xβ+ B
Thus, the peak-to-peak voltage value Vpp2 that is subjected to constant voltage control in the next printing step is obtained as follows.
[0149]
Iac3 = (αD + αB−β′A) / (α−β ′)
<Example 4> (FIG. 8)
The present embodiment is a one-point control and constant current control system, and a method of determining an alternating current value that becomes the discharge current amount D when the desired discharge current amount is D will be described.
[0150]
As shown in FIG. 8, the image forming apparatus sequentially applies two points of alternating current (Iac) that is a discharge region and one point of alternating current that is an undischarged region to the charging roller during printing preparation rotation. Measure the peak-to-peak voltage at that time. The relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current is set in advance so that when the peak-to-peak voltage is zero, the alternating current value is also zero.
[0151]
Next, the image forming apparatus linearly approximates the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current using the measurement value 2 points in the discharge region and the measurement value 0 point in the non-discharge region. Is calculated.
[0152]
Equation 2 ... Approximate straight line of discharge area: Yα= ΑXα+ A
Equation 3 ... Approximate straight line of undischarged area: Yβ= ΒXβ
After that, the approximate straight line Y of the discharge regionαAnd the approximate straight line Y of the undischarged areaβThe AC current (Iac) which becomes the discharge current amount D is determined by the equation (4).
[0153]
If the alternating current value for D is Iac1, and the peak-to-peak voltage at that time is Vpp, then Equations 2 and 3 are
Iac1 = αVpp + A Expression a
Iac2 = βVpp Formula b
It becomes. Here, Iac2 is an approximate straight line Y of the undischarged region.βIt is an alternating current value which becomes Vpp at.
[0154]
Iac1-Iac2 = D... Formula c
From the expressions a, b, and c, the alternating current (Iac) that becomes the discharge current amount D is determined by the expression 4.
[0155]
Formula 4... Iac = (αD−βA) / (α−β)
Then, the AC current applied to the charging member is switched to the obtained Iac, the constant current is controlled by the Iac, and the process proceeds to the above-described image forming operation.
[0156]
At the time of image formation, Iac1 obtained from the obtained alternating current is applied, and the peak-to-peak voltage at that time is measured.
[0157]
In a non-image forming area (between sheets) between the image forming area and the next image forming area, one point of AC current that is an undischarged area is applied to the charging roller, and the peak-to-peak voltage at that time is measured.
[0158]
From the relationship between the newly measured peak-to-peak voltage and the alternating current value and the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current value measured during the print preparation rotation, statistical processing is performed to calculate the following formulas 5 and 6. .
[0159]
Equation 5: Approximate straight line of discharge area: Yα= Α’Xα+ A ’
Equation 6: Approximate straight line of undischarged area: Yβ= Β'Xβ
Thereafter, as in the case of obtaining the alternating current Iac1 applied at the time of printing, the approximate straight line Y of the discharge region is expressed using Expression 7.αAnd the approximate straight line Y of the undischarged areaβThe AC current Iac3 that is the discharge current amount D that is the difference between the two is determined.
[0160]
Formula 7... Iac3 = (α′D−βA ′) / (α′−β)
Then, the AC current Iac3 applied to the charging roller is switched to constant current control to form an image.
[0161]
Similarly, during the next image formation, the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current value is measured during printing and between sheets, and the applied alternating current is always corrected while the image forming operation is performed.
[0162]
By this control, it is possible to obtain the same effects as in the first to third embodiments. In addition, since there are few measurement points in the previous rotation, the preparation rotation time can be shortened.
[0163]
<Example 5> (FIG. 9)
FIG. 9 is a schematic configuration model diagram of the image forming apparatus in the present embodiment. The image forming apparatus of this example is a laser beam printer using a transfer type electrophotographic process, a contact charging method, a reversal development method, cleaner-less, and a maximum sheet passing size of A3 size.
[0164]
Constituent members / portions common to the printer of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and constituent members / portions / items different from those of the printer of the first embodiment are described.
[0165]
(1) Overall schematic configuration of the printer
In the printer of this embodiment, the photosensitive drum 1 as an image carrier has an outer diameter of 50 mm.
[0166]
The developing device 4 which is a developing means is a reversal developing device of a two-component magnetic brush developing system, and the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is sequentially converted into a toner image by the developing device 4 in this example. Reversal development is performed by negatively charged toner (negative toner). The developer 4e accommodated in the developing container 4a is a two-component developer. Reference numeral 4f denotes a developer stirring member disposed on the bottom side in the developing container 4a, and 4g denotes a toner hopper which accommodates replenishing toner.
[0167]
The two-component developer 4e in the developing container 4a is a mixture of toner and a magnetic carrier and is stirred by the developer stirring member 4f. In this example, the average particle diameter of the toner is 6 μm, and the resistance of the magnetic carrier is about 1013Ωcm, particle size is about 40 μm. The toner is triboelectrically charged to negative polarity by rubbing with the magnetic carrier.
[0168]
The developing sleeve 4b is disposed opposite to the photosensitive drum 1 so that the closest distance (referred to as S-Dgap) to the photosensitive drum 1 is maintained at 350 μm. A facing portion between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 4a is a developing portion c. The developing sleeve 4b is driven to rotate in the direction opposite to the traveling direction of the photosensitive drum 1 in the developing portion c. A part of the two-component developer 4e in the developing container 4a is adsorbed and held as a magnetic brush layer on the outer peripheral surface of the developing sleeve 4b by the magnetic force of the magnet roller 4c in the sleeve, and is rotated and conveyed as the sleeve rotates. A predetermined thin layer is formed by the developer coating blade 4d, and in contact with the surface of the photosensitive drum 1 at the developing portion c, the surface of the photosensitive drum is appropriately rubbed. A predetermined developing bias is applied to the developing sleeve 4b from the power source S2.
[0169]
Thus, the toner in the developer coated as a thin layer on the surface of the rotating developing sleeve 4b and conveyed to the developing unit c corresponds to the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 1 by the electric field due to the developing bias. As a result, the electrostatic latent image is developed as a toner image. In the case of this example, toner adheres to the exposed bright portion of the surface of the photosensitive drum 1 and the electrostatic latent image is reversely developed.
[0170]
The developer thin layer on the developing sleeve 4b that has passed through the developing section c is returned to the developer reservoir in the developing container 4a with the subsequent rotation of the developing sleeve.
[0171]
In order to maintain the toner concentration of the two-component developer 4e in the developing container 4a within a predetermined substantially constant range, the toner concentration of the two-component developer 4e in the developing container 4a is adjusted by, for example, an optical toner concentration sensor (not shown). The toner hopper 4g is driven and controlled according to the detected information, and the toner in the toner hopper is supplied to the two-component developer 4e in the developing container 4a. The toner supplied to the two-component developer 4e is stirred by the stirring member 4f.
[0172]
(2) Cleanerless system
The printer of this example is cleanerless, and is not provided with a dedicated cleaning device that removes a small amount of transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer of the toner image onto the transfer material P. After the transfer, the untransferred toner on the surface of the photosensitive drum 1 is carried to the developing portion c through the charging portion a and the exposing portion b as the photosensitive drum 1 continues to rotate. Recovered).
[0173]
Simultaneous development cleaning is the process of developing the electrostatic latent image by transferring the residual toner on the photosensitive member after transfer to the subsequent development step, that is, continuously charging the photosensitive member and exposing it to light. Residual transfer toner present on the surface of the photoreceptor that should not be developed with toner due to fog removal bias (fogging potential difference Vback, which is a potential difference between the DC voltage applied to the developing device and the surface potential of the photoreceptor) during the process. Is a method of collecting in a developing device. According to this method, the transfer residual toner is collected by the developing device and reused for development of the electrostatic latent image in the subsequent process, so that waste toner is eliminated and maintenance work is reduced. Can do. In addition, the cleaner-less is advantageous for downsizing the printing process apparatus.
[0174]
A toner charging control unit 8 is disposed at a position downstream of the transfer portion d in the photosensitive drum rotation direction and at a position upstream of the charging portion a in the photosensitive drum rotation direction. This toner charge control means 7 is a brush-shaped member (auxiliary brush) having moderate conductivity, and is arranged with the brush portion in contact with the surface of the photosensitive drum 1, and a negative voltage is applied to the power source S4. Is applied. f is a contact portion between the brush portion and the photosensitive drum 1 surface. The untransferred toner on the photosensitive drum 1 that passes through the toner charge control means 7 is aligned to a negative polarity whose charge polarity is normal.
[0175]
That is, the transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer process includes a negative toner that cannot be completely transferred in the image portion, a positive fog toner that adheres to the non-image portion during development, and a positive transfer voltage. The toner whose polarity is reversed to positive polarity due to the influence of the toner is included. Such a transfer residual toner is uniformly charged to a negative polarity by the toner charge control means 8 described above. In this embodiment, the toner charge control means 8 is applied with −1000 V, which is a voltage at which discharge occurs on the transferred photoreceptor. As a result, the transfer residual toner that passes through the toner charge control means 8 is given a charge by discharging and direct charge injection, and is made negative in polarity.
[0176]
In the charging process described above, the surface of the photosensitive drum 1 is charged from above the untransferred toner. Since the polarity of the transfer residual toner is uniformly uniform to the negative polarity, the toner does not adhere to the charging roller 2 to which the negative DC voltage is applied. Even in the exposure process, the exposure is performed from the transfer residual toner, but since the amount of the transfer residual toner is small, there is no significant influence. In the developing process, the transfer residual toner present in the unexposed portion on the photosensitive drum 1 is collected by the developing device due to the electric field.
[0177]
As described above, the closest distance (S-Dgap) between the developing sleeve 2b and the photosensitive drum 1 is 350 μm, and by keeping this distance, the magnetic brush of the two-component developer formed on the developing sleeve 4b is exposed to light. The transfer residual toner on the photosensitive drum 1 is simultaneously recovered by rubbing moderately with the surface of the photosensitive drum 1. Further, the developing sleeve 4b is rotated in the direction opposite to the traveling direction of the surface of the photosensitive drum 1 in the developing portion c so as to be advantageous for collecting the transfer residual toner.
[0178]
(3) Control of peak voltage of AC voltage
However, the toner does not adhere to the charging roller 2 at all, and some charging roller contamination due to the toner external additive occurs. When the charging roller is smeared, image abnormality occurs due to insufficient discharge or excessive discharge.
[0179]
Further, when the AC charging method is used in the cleanerless system, the image flow and blur are caused by the discharge product generated by the AC charging.
[0180]
In the case of the AC charging method using contact charging, the amount of generated ozone is small in comparison with the charging process using a corona charger, but it is not completely absent. In the image forming apparatus, the discharge product adheres to the surface of the photoconductor as the image carrier, and further absorbs moisture, thereby reducing the resistance of the photoconductor surface and reducing the resolution of the latent image. In the image forming apparatus adopting the above configuration, the effect of renewing the photosensitive member by the cleaning device cannot be expected, and blurring, image flow, and the like are likely to occur.
[0181]
From the above, cleanerless control of the discharge current amount is severe even when compared with an image forming apparatus having a cleaning blade.
[0182]
In order to achieve both the above-described problem and charging uniformity, it is necessary to always obtain a desired amount of discharge current, and for this purpose, it is necessary to use the means for controlling the voltage applied to the charging roller according to the present invention.
[0183]
The peak-to-peak voltage control of the AC voltage in the present embodiment is performed as follows.
[0184]
During printing preparation rotation operation, 3 points in the undischarged area and 3 points in the discharging area are sequentially applied with the peak-to-peak voltage to the charging roller 2, the AC voltage value is measured, and the peak applied to the charging roller 2 during the printing process. The inter-voltage (Vpp1) is determined. The applied peak-to-peak voltage is controlled at a constant voltage.
[0185]
In continuous printing, the alternating current during the printing process and the alternating current when the peak-to-peak voltage in the undischarged area is applied during the paper-to-paper process are measured and applied to the charging roller 2 according to these measured values during the next printing process. The peak-to-peak voltage (Vpp2) to be corrected was applied.
[0186]
The calculation method of the peak-to-peak voltage applied to the charging roller 2 during the printing process is the same as the method shown in the first embodiment.
[0187]
The apparatus main body used in the present embodiment is provided with an environmental sensor 15 (FIG. 4). In each environment, the peak-to-peak voltage applied to the charging roller 2 during the print preparation rotating operation and the paper-to-paper process is varied to perform charging. In the H / H environment in which the resistance of the roller 2 is lowered, a peak-to-peak voltage that is about 10% lower than that in the L / L environment is applied. As a result, measurement can be performed with a value close to the peak-to-peak voltage applied to the charging roller during the printing process, and the desired discharge current amount D can be obtained more reliably.
[0188]
Further, the value of the discharge current amount D is also variable for each environment, and in an H / H environment where the amount of discharge current necessary for obtaining charging stability is small and image flow is likely to occur compared to the L / L environment, the L Control was performed to reduce the set discharge current amount D to about 2/3 of the / L environment. As a result, even for the above problem, in the H / H environment, about 2/3 times the L / L environment, the image flow and the blurring are reliably prevented in the H / H environment. In the environment, it became possible to carry out stable and uniform charging without generating sand.
[0189]
By performing the above control, it absorbs fluctuations in resistance due to charging roller manufacturing variations and environmental variations in materials, and high-pressure variations in the main unit, and also occurs during continuous printing, which is one of the problems of cleaner-less. Even with respect to the toner and external additive contamination of the charging roller, the correction of the peak-to-peak voltage applied to the charging roller 2 for each sheet makes it possible to reliably obtain a desired discharge current amount. By performing environmental control at the same time, it is possible to perform fine control with a necessary and minimum amount of discharge current in each environment.
[0190]
Thus, even in the case of a cleanerless image forming apparatus, it is possible to uniformly charge even a slight amount of dirt on the charging roller without causing problems such as image flow, charging failure, fusing, and image memory over a long period of time. It has become possible to stably maintain high image quality and high quality.
[0191]
Of course, it is possible to adopt the control method as in the second to fourth embodiments.
[0192]
<Others>
1) In the embodiments, only mono-color (single color) image formation has been described. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be exhibited in full-color image formation.
[0193]
2) In the embodiment, the relationship between the peak-to-peak voltage and the alternating current in the undischarged area and the discharged area is measured at the beginning of the print job, and the peak-to-peak voltage applied for each sheet is corrected. In an image forming apparatus in which the variation of the members is small, it is possible to appropriately perform control for determining a peak-to-peak voltage to be applied to the charging roller at the time of image formation before image formation, and to perform the correction operation for a fixed number of sheets for a fixed time. .
[0194]
3) In the embodiment, in the printing preparation rotation operation period when the printer is not forming an image, calculation and determination of an appropriate peak-to-peak voltage value or alternating current value of the applied AC voltage in the charging process of the printing process during image formation. The execution of the program is not limited to the print preparation rotation operation period as in the printer of the embodiment, but can also be performed during other non-image formation, that is, during the initial rotation operation, during the inter-sheet process, and during the post-rotation process. However, it can also be executed during a plurality of non-printing steps.
[0195]
4) The image carrier has a surface resistance of 109 -1014A direct injection charging type having a charge injection layer of Ω · cm may be used. Even when the charge injection layer is not used, for example, the same effect can be obtained when the charge transport layer is in the above resistance range. The volume resistance of the surface layer is about 1013An amorphous silicon photoreceptor having Ω · cm may be used.
[0196]
5) In addition to the charging roller, a flexible contact charging member having a shape or material such as a fur brush, felt, or cloth can be used. Further, a combination of various materials can provide more appropriate elasticity, conductivity, surface property, and durability.
[0197]
6) As the waveform of the alternating voltage component (AC component, voltage whose voltage value changes periodically) of the oscillating electric field applied to the contact charging member or the developing member, a sine wave, rectangular wave, triangular wave, or the like can be used as appropriate. It may be a rectangular wave formed by periodically turning on / off a DC power supply.
[0198]
7) In addition to the laser scanning unit of the embodiment, the image exposure unit as the information writing unit with respect to the charged surface of the photoconductor as the image carrier is a digital exposure unit using a solid light emitting element array such as an LED. May be. An analog image exposure unit using a halogen lamp or a fluorescent lamp as a document illumination light source may be used. In short, any device capable of forming an electrostatic latent image corresponding to image information may be used.
[0199]
8) The image carrier may be an electrostatic recording dielectric or the like. In this case, after the dielectric surface is uniformly charged, the charged surface is selectively discharged by a discharging means such as a discharging needle head or an electron gun to write and form an electrostatic latent image corresponding to target image information. .
[0200]
9) The toner developing method and means for the electrostatic latent image are arbitrary. A reversal development method or a regular development method may be used.
[0201]
In general, the electrostatic latent image is developed by coating a non-magnetic toner on a developer carrying member such as a sleeve with a blade or the like, and magnetic toner on a developer carrying member. A method of developing and developing an electrostatic latent image by coating and transporting by force and applying to the image carrier in a non-contact state, and coating on the developer carrying member as described above A method for developing an electrostatic latent image by applying toner in contact with an image carrier (one-component contact development), and a developer obtained by mixing a magnetic carrier with toner particles (two-component developer) And a method of developing the electrostatic latent image by conveying it by magnetic force and applying it in contact with the image carrier (two-component contact development), and applying the above two-component developer to the image carrier. Apply electrostatic latent image in contact It is roughly divided into four 顛 the method (two-component non-contact development) to the image.
[0202]
10) The transfer means is not limited to the roller transfer of the embodiment, but may be a blade transfer, a belt transfer, other contact transfer charging methods, or a non-contact transfer charging method using a corona charger.
[0203]
11) The present invention can be applied not only to the formation of a single color image by using an intermediate transfer member such as a transfer drum or a transfer belt but also to an image forming apparatus that forms a multicolor, full color image by multiple transfer or the like.
[0204]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, an image forming apparatus in which charging of an image carrier is performed by a charging means that is placed near or in contact with the image carrier and applied with a voltage. Regardless of variations in resistance value, etc., charging means that always generates a certain amount of discharge without causing excessive discharge, so that uniform charging can be performed without problems such as deterioration of the image carrier, toner fusion, and image flow. Appropriately control the voltage and current applied to the battery, and even during continuous image formation, perform uniform charging regardless of the contamination of the charging means, thereby stably maintaining high image quality and high quality over a long period of time. Etc. became possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration model diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a model diagram of the layer structure of the photoreceptor.
FIG. 3 is an operation sequence diagram of the image forming apparatus.
FIG. 4 is a block circuit diagram of a charging bias application system.
[Figure 5] Measurement schematic of discharge current amount
FIG. 6 is a relationship diagram between the peak-to-peak voltage and the alternating current measured during the print preparation rotation operation.
[Fig. 7] Charge control sequence diagram
FIG. 8 is an explanatory diagram of charging control in Embodiment 4.
FIG. 9 is a schematic configuration model diagram of an image forming apparatus (cleaner-less) according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 .... photosensitive drum (image carrier) 2 .... charging roller 3 .... laser beam scanner 4 .... developing device 5 .... transfer roller 6 .... fixing device 7 .... cleaning device 8 .. Toner charging control means, S1 to S4 .. Bias voltage application power supply, 11. DC power supply, 12. AC power supply, 13. Control circuit, 14. AC voltage value or peak-to-peak voltage measurement circuit, 15. Environment sensor

Claims (12)

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、
像担持体を介して帯電手段に流れる交流電流値を測定する手段と、
を持ち、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 としたときに、画像形成動作前において、帯電手段に少なくとも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、測定された交流電流値により、画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定し、決定されたピーク間電圧を画像形成時に帯電手段に印加するとともに、流れる交流電流値を測定し、画像形成動作前に測定された電流値と、画像形成時に測定された電流値と、に応じて、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定する事を特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus that executes image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier,
The charging means for charging the image carrier is a charging means for charging the surface of the image carrier by applying a voltage in the vicinity of or in contact with the image carrier,
Means for applying an alternating voltage to the charging means;
Means for controlling the voltage value of the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging means;
Means for measuring an alternating current value flowing to the charging means via the image carrier;
When the DC voltage is applied to the charging member and the discharge start voltage to the image bearing member is Vth, before the image forming operation, the charging means has at least one point between peaks less than twice Vth Measure the current value when a voltage is applied and the current value when a peak-to-peak voltage that is at least twice the Vth of at least two points is applied, and apply the measured AC current value to the charging means during image formation Determine the peak-to-peak voltage of the alternating voltage to be applied, apply the determined peak-to-peak voltage to the charging means at the time of image formation, measure the flowing alternating current value, the current value measured before the image forming operation, and image formation An image forming apparatus characterized in that a peak-to-peak voltage of an alternating voltage applied to a charging unit at the time of the next image formation is determined according to a current value sometimes measured. ａ）Ｄを予め決められた定数とし、非画像形成時に、帯電手段に少なくとも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から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)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から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)とを比較する事により、
fI2(Vpp)−fI1(Vpp)＝Ｄ
となるピーク間電圧値を決定し、
ｂ）決定されたピーク間電圧値を画像形成時に帯電手段に印加し、
ｃ）画像形成時に、帯電手段に印加されたピーク間電圧により流れる交流電流値を測定することで、ピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)を補正し、補正された関数fI2'(Vpp) を用いて、
fI2'(Vpp) −fI1(Vpp)＝Ｄ
となるピーク間電圧値を決定し、
ｄ）決定されたピーク間電圧値により、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を定電圧制御する
事を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。a) The peak-to-peak voltage-alternating current function obtained from the current value when D is a predetermined constant and a peak-to-peak voltage less than twice Vth of at least one point is applied to the charging means during non-image formation. By comparing fI1 (Vpp) with the peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) obtained from the current value when the peak-to-peak voltage more than twice the Vth of at least two points is applied.
fI2 (Vpp) −fI1 (Vpp) = D
Determine the peak-to-peak voltage value
b) applying the determined peak-to-peak voltage value to the charging means during image formation;
c) By measuring the value of the alternating current flowing by the peak-to-peak voltage applied to the charging means during image formation, the peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) is corrected, and the corrected function fI2 ′ (Vpp) Using,
fI2 '(Vpp) -fI1 (Vpp) = D
Determine the peak-to-peak voltage value
The image forming apparatus according to claim 1, wherein d) constant voltage control is performed on the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging unit during the next image formation according to the determined peak-to-peak voltage value. 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、
像担持体を介して帯電手段に流れる交流電流値を測定する手段と、
を持ち、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 としたときに、画像形成動作前において、帯電手段に少なくとも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、測定された交流電流値により、画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定し、決定されたピーク間電圧を画像形成時に帯電手段に印加するとともに、流れる交流電流値を測定し、連続画像形成時の画像形成領域間の非画像形成領域において、帯電手段に少なくとも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交流電流値を測定し、画像形成動作前に測定された電流値と、画像形成時に測定された電流値と、非画像形成領域において測定された電流値と、に応じて、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を補正する事を特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus that executes image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier,
The charging means for charging the image carrier is a charging means for charging the surface of the image carrier by applying a voltage in the vicinity of or in contact with the image carrier,
Means for applying an alternating voltage to the charging means;
Means for controlling the voltage value of the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging means;
Means for measuring an alternating current value flowing to the charging means via the image carrier;
When the DC voltage is applied to the charging member and the discharge start voltage to the image bearing member is Vth, before the image forming operation, the charging means has at least one point between peaks less than twice Vth Measure the current value when a voltage is applied and the current value when a peak-to-peak voltage that is at least twice the Vth of at least two points is applied, and apply the measured AC current value to the charging means during image formation Non-image forming area between the image forming areas during continuous image formation by determining the peak-to-peak voltage of the alternating voltage to be applied, applying the determined peak-to-peak voltage to the charging means during image formation, and measuring the flowing alternating current value , The alternating current value is measured when a peak-to-peak voltage less than twice Vth of at least one point is applied to the charging means, the current value measured before the image forming operation, and the current measured at the time of image formation Value and non-image form An image forming apparatus that corrects a peak-to-peak voltage of an AC voltage applied to a charging unit at the time of the next image formation according to a current value measured in a formation region. ａ）Ｄを予め決められた定数とし、画像形成動作前に、帯電手段に少なくとも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から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)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から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)とを比較する事により、
fI2(Vpp)−fI1(Vpp)＝Ｄ
となるピーク間電圧値を決定し、
ｂ）決定されたピーク間電圧値を画像形成時に帯電手段に印加し、
ｃ）画像形成時に、帯電部材に印加されたピーク間電圧により流れる交流電流値を測定し、連続画像形成時の画像形成領域間の非画像形成領域において、帯電手段に少なくとも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交流電流値を測定することで、ピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)、fI2(Vpp)をそれぞれ補正し、補正された関数fI1'(Vpp) 、fI2'(Vpp) を用いて、
fI2'(Vpp) −fI1'(Vpp) ＝Ｄ
となるピーク間電圧値を決定し、
ｄ）決定されたピーク間電圧値により、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を定電圧制御する
事を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。a) D is a predetermined constant, and the peak-to-peak voltage-alternating current obtained from the current value when the peak-to-peak voltage less than 2 times Vth of at least one point is applied to the charging means before the image forming operation. By comparing the function fI1 (Vpp) with the peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) obtained from the current value when the peak-to-peak voltage more than twice the Vth of at least two points is applied.
fI2 (Vpp) −fI1 (Vpp) = D
Determine the peak-to-peak voltage value
b) applying the determined peak-to-peak voltage value to the charging means during image formation;
c) Measure the alternating current value flowing by the peak-to-peak voltage applied to the charging member during image formation, and in the non-image forming area between the image forming areas during continuous image formation, the charging means has at least one Vth By measuring the alternating current value when less than twice the peak-to-peak voltage is applied, the peak-to-peak voltage-alternating current functions fI1 (Vpp) and fI2 (Vpp) are corrected, respectively, and the corrected function fI1 '(Vpp ), FI2 '(Vpp)
fI2 '(Vpp) -fI1' (Vpp) = D
Determine the peak-to-peak voltage value
The image forming apparatus according to claim 3 , wherein d) the peak-to-peak voltage of the AC voltage applied to the charging unit at the time of the next image formation is controlled by the determined peak-to-peak voltage value. 画像形成装置が設置されている環境を検知する環境検知手段を持ち、画像形成動作前の交流電流値測定時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧値を、環境検知手段で検知される環境毎に変化させる事を特徴とする請求項２、４の何れかに記載の画像形成装置。Environment detection means for detecting the environment in which the image forming apparatus is installed, and the environment detection means detects the peak-to-peak voltage value of the AC voltage applied to the charging means when measuring the alternating current value before the image forming operation. The image forming apparatus according to claim 2 , wherein the image forming apparatus is changed every time. 画像形成装置が設置されている環境を検知する環境検知手段を持ち、前記定数Ｄを、環境検知手段で検知される環境毎に変化させる事を特徴とする請求項２、４、５の何れかに記載の画像形成装置。6. The apparatus according to claim 2 , further comprising an environment detection unit that detects an environment in which the image forming apparatus is installed, wherein the constant D is changed for each environment detected by the environment detection unit. The image forming apparatus described in 1. 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、
を持ち、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 としたときに、画像形成動作前において、帯電手段に少なくとも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交流電圧のピーク間電圧値と、少なくとも２点以上のVth の２倍以上のピーク間電圧となる交流電流を印加した時の交流電圧のピーク間電圧値を測定し、測定されたピーク間電圧値により、画像形成時に帯電手段に印加する交流電流値を決定し、決定した交流電流を画像形成時に帯電部材に印加した時の交流電圧のピーク間電圧値を測定し、画像形成動作前に測定された交流電圧のピーク間電圧値と、画像形成時に測定された交流電圧のピーク間電圧値と、に応じて、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電流を決定する事を特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus that executes image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier,
The charging means for charging the image carrier is a charging means for charging the surface of the image carrier by applying a voltage in the vicinity of or in contact with the image carrier,
Means for applying at least an alternating current to the charging means;
Means for controlling the AC current value applied to the charging means;
Means for measuring the peak-to-peak voltage value of the alternating voltage applied to the charging means;
When the DC voltage is applied to the charging member and the discharge start voltage to the image bearing member is Vth, before the image forming operation, the charging means has at least one point between peaks less than twice Vth The peak-to-peak voltage value of the alternating voltage when an alternating current that is a voltage is applied, and the peak-to-peak voltage value of the alternating voltage when an alternating current that is a peak-to-peak voltage that is at least twice the Vth of at least two points is applied. The AC voltage value to be applied to the charging means during image formation is determined from the measured peak-to-peak voltage value, and the peak-to-peak voltage value of the AC voltage when the determined AC current is applied to the charging member during image formation is determined. AC voltage to be applied to the charging means during the next image formation according to the peak voltage value of the AC voltage measured and measured before the image forming operation and the peak voltage value of the AC voltage measured at the time of image formation To determine the current An image forming apparatus symptoms. ａ）Ｄを予め決められた定数とし、非画像形成時に、帯電手段に少なくとも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値を印加した時の電圧値から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)と、少なくとも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値を印加した時の電圧値から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)とを比較する事により、
fI2(Vpp)＝fI1(Vpp)＋Ｄ
となる交流電流値を決定し、
ｂ）決定された交流電流値を画像形成時に帯電手段に印加し、
ｃ）画像形成時に、決定された交流電流値が印加された時のピーク間電圧値を測定することで、ピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)を補正し、補正されたfI2'(Vpp) を用いて、
fI2'(Vpp) ＝fI1(Vpp)＋Ｄ
となる交流電流値を決定し、
ｄ）決定された交流電流値により、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電流値を定電流制御する
事を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。a) The peak-to-peak value obtained from the voltage value obtained when an alternating current value that is less than twice the Vth of at least one point is applied to the charging means during non-image formation, with D being a predetermined constant. Voltage-alternating current function fI1 (Vpp) and peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) obtained from the voltage value when an alternating current value that is a peak-to-peak voltage more than twice the Vth of at least two points is applied. ) And
fI2 (Vpp) = fI1 (Vpp) + D
Determine the alternating current value
b) applying the determined alternating current value to the charging means during image formation;
c) By measuring the peak-to-peak voltage value when the determined alternating current value is applied during image formation, the peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) is corrected, and the corrected fI2 ′ (Vpp ) Using,
fI2 '(Vpp) = fI1 (Vpp) + D
Determine the alternating current value
The image forming apparatus according to claim 7 , wherein d) constant current control is performed on the alternating current value applied to the charging unit at the time of the next image formation, based on the determined alternating current value. 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、
を持ち、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 としたときに、画像形成動作時において、帯電手段に少なくとも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交流電圧のピーク間電圧値と、少なくとも２点以上のVth の２倍以上のピーク間電圧となる交流電流を印加した時の交流電圧のピーク間電圧値を測定し、測定されたピーク間電圧値により、画像形成時に帯電手段に印加する交流電流値を決定し、画像形成時に、決定した交流電流を帯電部材に印加した時の交流電圧のピーク間電圧値を測定し、連続画像形成時の画像形成領域間の非画像形成領域において、帯電手段に少なくとも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交流電圧のピーク間電圧値を測定し、画像形成動作前に測定された交流電圧のピーク間電圧値と、画像形成時に測定された交流電圧のピーク間電圧値と、非画像形成領域において測定された交流電圧のピーク間電圧と、に応じて、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電流を決定する事を特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus that executes image formation by applying an image forming process including a step of charging the image carrier to the image carrier,
The charging means for charging the image carrier is a charging means for charging the surface of the image carrier by applying a voltage in the vicinity of or in contact with the image carrier,
Means for applying at least an alternating current to the charging means;
Means for controlling the AC current value applied to the charging means;
Means for measuring the peak-to-peak voltage value of the alternating voltage applied to the charging means;
When the DC voltage is applied to the charging member and the discharge start voltage to the image carrier when Vth is Vth, at the time of image forming operation, the charging means has at least one point between peaks less than twice Vth The peak-to-peak voltage value of the alternating voltage when an alternating current that is a voltage is applied, and the peak-to-peak voltage value of the alternating voltage when an alternating current that is a peak-to-peak voltage that is at least twice the Vth of at least two points is applied. The AC voltage value to be applied to the charging means during image formation is determined from the measured peak-to-peak voltage value, and the AC voltage peak-to-peak voltage value when the determined alternating current is applied to the charging member during image formation And the peak of the AC voltage when an AC current having a peak-to-peak voltage less than twice the Vth of at least one point is applied to the charging means in the non-image forming area between the image forming areas during continuous image formation. Voltage value The peak-to-peak voltage value of the AC voltage measured before the image forming operation, the peak-to-peak voltage value of the AC voltage measured at the time of image formation, and the peak-to-peak voltage of the AC voltage measured in the non-image forming area. And an AC current to be applied to the charging means at the time of the next image formation. ａ）Ｄを予め決められた定数とし、画像形成動作前に、帯電手段に少なくとも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値を印加した時の電圧値から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)と、少なくとも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値を印加した時の電圧値から得られるピーク間電圧−交流電流関数fI2(Vpp)とを比較する事により、
fI2(Vpp)＝fI1(Vpp)＋Ｄ
となる交流電流値を決定し、
ｂ）決定された交流電流値を画像形成時に帯電手段に印加し、
ｃ）画像形成時に、決定された交流電流値が印加された時のピーク間電圧値を測定し、連続画像形成時の画像形成領域間の非画像形成領域において、少なくとも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値を印加した時の電圧値を測定することで、ピーク間電圧−交流電流関数fI1(Vpp)、fI2(Vpp)をそれぞれ補正し、補正されたfI1'(Vpp) 、fI2'(Vpp) を用いて、
fI2'(Vpp) ＝fI1'(Vpp) ＋Ｄ
となる交流電流値を決定し、
ｄ）決定された交流電流値により、次の画像形成時に帯電手段に印加する交流電流値を定電流制御する
事を特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。a) A peak obtained from a voltage value when D is a predetermined constant and an alternating current value that is less than twice the peak voltage Vth of at least one point is applied to the charging means before the image forming operation. Peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 (Vpp) and the peak-to-peak voltage-alternating current function fI2 () obtained from the voltage value when the peak-to-peak voltage is at least twice the Vth of at least two points or more. (Vpp) and
fI2 (Vpp) = fI1 (Vpp) + D
Determine the alternating current value
b) applying the determined alternating current value to the charging means during image formation;
c) At the time of image formation, a peak-to-peak voltage value when a determined alternating current value is applied is measured, and in a non-image forming area between image forming areas during continuous image formation, at least one Vth 2 By measuring the voltage value when an AC current value that is less than double the peak-to-peak voltage is applied, the peak-to-peak voltage-AC current function fI1 (Vpp) and fI2 (Vpp) are corrected, respectively, and the corrected fI1 ' (Vpp), fI2 '(Vpp)
fI2 '(Vpp) = fI1' (Vpp) + D
Determine the alternating current value
The image forming apparatus according to claim 9 , wherein d) constant current control is performed on the alternating current value applied to the charging unit during the next image formation, based on the determined alternating current value. 画像形成装置が設置されている環境を検知する環境検知手段を持ち、非画像形成時の交流電圧のピーク間電圧値測定時に帯電手段に印加する複数段階の交流電流値を、環境検知手段で検知される環境毎に変化させる事を特徴とする請求項８、１０の何れかに記載の画像形成装置。It has an environment detection unit that detects the environment in which the image forming apparatus is installed, and the environment detection unit detects multiple levels of AC current applied to the charging unit when measuring the peak-to-peak voltage value of the AC voltage during non-image formation. The image forming apparatus according to claim 8 , wherein the image forming apparatus is changed for each environment. 画像形成装置が設置されている環境を検知する環境検知手段を持ち、画像形成時に帯電手段に印加する交流電流を決定する際に用いられる定数Ｄを、環境検知手段で検知される環境毎に変化させる事を特徴とする請求項８、１０、１１の何れかに記載の画像形成装置。It has an environment detection means for detecting the environment where the image forming apparatus is installed, and the constant D used when determining the alternating current applied to the charging means during image formation varies for each environment detected by the environment detection means. The image forming apparatus according to claim 8 , wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
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