JP4886320B2

JP4886320B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、注入帯電方式の帯電装置を備える、画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置は数多く考案されている。ここでは図２を用いて概略構成ならびに動作について簡単に説明する。

図２に示した画像形成装置において、コピー開始信号が入力されると感光ドラム１の表面がコロナ帯電器３により所定の電位になるように帯電される。一方、原稿台１０上におかれた原稿Ｇに対し原稿照射用ランプ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体のユニット９となって原稿を照射しながら走査する。そして、その照明走査光の原稿面反射光が、短焦点レンズアレイによって結像されてＣＣＤセンサーに入射される。ＣＣＤセンサーは受光部、転送部、出力部より構成されている。ＣＣＤセンサーに入射した光信号はＣＣＤ受光部において電荷信号に変換され、転送部でクロックパルスに同期して順次出力部へ転送される。その後、電荷信号は信号出力部において電圧信号に変換され、増幅、低インピーダンス化されてアナログ信号として外部に出力される。こうして得られたアナログ信号は周知の画像処理を行ってデジタル信号に変換されてプリンター部に転送される。プリンター部においては、上記の画像信号を受けてＯＮ、ＯＦＦ発光されるレーザー露光装置２により、感光ドラム１面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成する。

次にこの静電潜像は、トナー粒子を収容した現像器４にて現像され、感光ドラム１上にトナー像を得る。このようにして感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写装置７によって転写材上に静電転写される。その後転写材は、静電分離されて定着器６へと搬送され、熱定着されて画像が出力される。

一方、トナー像転写後の感光ドラム１の表面は、クリーナー５によって転写残りトナー等の付着汚染物の除去、必要に応じて像露光の光メモリを除去する前露光装置８による露光を受けて繰り返し画像形成に使用される。

従来、上記のような画像形成過程、すなわち電子写真画像形成装置に用いられる帯電装置としては、上記説明にあったコロナ帯電方式が一般的であった。近年では放電によるオゾン生成物が少なく、かつ低電力という利点を持つ接触帯電方式の検討、開発が盛んに行われ、実用化に至っている。

接触帯電方式とは、感光体に帯電部材を接触させ、帯電部材に電圧を印加することによって、感光体を帯電する帯電方式である。このような方式の帯電装置としては、例えば接触帯電部材として磁気ブラシを使用した磁気ブラシ帯電装置がある。帯電接触の安定性という点から好ましく用いられている。

磁気ブラシ帯電装置は、導電性の磁性粒子を直接マグネット表面に拘束し、またはマグネットを内包するスリーブ表面に磁気的に拘束し、この磁性粒子を感光体表面に接触させ、磁性粒子に電圧を印加することによって帯電を行うものである。

磁気ブラシ帯電装置によってアモルファスシリコン系感光体などを帯電する場合、感光体表面を、磁気ブラシに印加したバイアスのうちの直流成分とほぼ同等の帯電電位で帯電させることが出来る。アモルファスシリコン系感光体以外にも、感光体として通常の有機感光体上に導電性微粒子を分散させた表層を有するものでもよい。このように放電開始電圧をこえる電圧を印加しなくても被帯電体を帯電させることができる帯電方法を注入帯電と呼び、特に磁気ブラシ帯電装置を用いた注入帯電を以下、磁気ブラシ注入帯電方式という。

この磁気ブラシ注入帯電方式によると、感光体に対する帯電時に、コロナ帯電方式で使用しているような放電現象は利用しないので、オゾンを低減することができかつ低電力消費型帯電が可能である。また、高湿環境下においても放電生成物に起因する画像流れが発生しないという大きなメリットがある。

また、アモルファスシリコン系感光体は、有機感光体に比べて硬度が高いため、感光体寿命が長く、製品のランニングコストをより安くできる可能性を持つ。

上記のように、磁気ブラシ注入帯電方式とアモルファスシリコン系感光体の組み合わせは、耐久性、安定性の面で優れたシステムである。

しかし、上記のアモルファスシリコン系感光体は、その製造方法として、ガスを高周波やマイクロ波でプラズマ化して固体化しアルミシリンダー上に堆積させて成膜するため、プラズマが均一でないと周方向に膜厚ムラや組成ムラができてしまう。

帯電後の電位減衰は、アモルファスシリコン系感光体を用いた場合、有機感光体に比べ暗状態でも非常に大きく、更に像露光の光メモリーによる電位減衰が増大するため、前周の光メモリーを消すための帯電前の前露光装置が必要となる。このため、帯電−現像間での電位減衰は非常に大きくなり、１００〜２００Ｖ程度の電位減衰が生じる。このとき前述の膜厚ムラにより、周方向について１０〜２０Ｖ程度の電位ムラが発生してしまっていた。

このような電位ムラが生じると、静電容量の大きなアモルファスシリコン系感光体は有機感光体に比べてコントラストも小さいため影響をより受けてしまい、濃度ムラも顕著になってしまう。

このような問題点に対して、磁気ブラシ帯電器を複数設け、複数回帯電を行うという方法が有効である。前述の光メモリーによる暗減衰の増大は複数帯電を行うことにより、像担持体移動方向上流側における第１の帯電で光メモリーを大幅に軽減できるため、像担持体移動方向下流側の第２の帯電を行った後には暗減衰を少なくすることが可能となる。

例えば、特開２００４−０２９３６１号公報（特許文献１）で、像担持体移動方向上流側の帯電器の帯電バイアスを像担持体移動方向下流側の帯電器の帯電バイアスよりも高めに設定し、下流側の帯電器の帯電における帯電電流を小さくする。これにより、下流側の帯電器の帯電において感光体表面の電位を均す効果が向上させることが出来るので、出力画像の面内に濃度ムラがない良好な画像を得ることが出来る。
特開２００４−０２９３６１号公報

しかしながら、複数の帯電部材を像担持体周囲に配設することによって、帯電均一性を向上させることが出来るが、像担持体の暗減衰を完全に抑制できるわけではなく、現像位置における像担持体表面の電位は、帯電部材直後の電位よりも低下してしまう。

現像位置における像担持体表面の電位を予測することは重要であり、現像バイアスの設定を誤ると、白地部にトナーが現像されてしまう、かぶりという現象が発生してしまう恐れがある。

また、トナーと現像キャリアを混合した現像剤を用いた所謂二成分現像方式の場合には現像キャリアが現像部で発生する電界によって像担持体表面に移動付着してしまう、キャリア付着という現象が発生してしまう恐れがある。

このような課題に対しては、例えば特開平６−５９５６０にあるように、コロナ帯電器のグリッド電圧と、別途設けた電位センサーの二つから得られる電位情報から暗減衰を予測し、像担持体表面の電位を決定するという提案がある。しかしながら、コロナ帯電では、像担持体と非接触で帯電を行うという構成上、原理的に帯電直後の像担持体表面の電位を安定して予測することが難しいという問題がある。

また、前述のとおり、像担持体としてアモルファスシリコン系感光体を用いた場合、光メモリーによる暗減衰の増大の影響が大きいため、電位の予測がより困難となる。

勿論、電位センサーを複数設けることによってより正確な電位予測は可能になるが、そのためにはより多くのスペースが必要となり、コストも高くなってしまう。

本発明者らは、上記の状況を鑑み、像担持体に接触して帯電する接触帯電部材を複数個備える画像形成装置等において、各接触帯電部材を電位検知装置として利用することによって、現像位置での像担持体表面の電位を予測することを考案した。

本発明に示す方法により、複数個の電位センサーを用いることなく、現像行程においてかぶりやキャリア付着等の問題が発生することを防止し、安定した画像形成が可能な画像形成装置を提供する。

本発明の１つは、上述事情に鑑みなされたものであって、下記の構成を特徴とする画像形成装置である。

回転する像担持体と、
前記像担持体を注入帯電する帯電装置と、
前記像担持体に形成された静電潜像に基づいて現像を行なう現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電装置は第一の帯電器と、
前記第一の帯電器の前記像担持体回転方向下流側に設けられた第二の帯電器とを有し、
前記第二の帯電器に印可する電圧を固定し、第一の帯電器に印可する電圧を可変とし、
前記第二の帯電器と前記像担持体との間に流れる電流が０又は最小になる際の、
前記第一の帯電器に印加された電圧に基づいて、
前記現像装置に印加される現像バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、第一の帯電器と第二の帯電器を利用して、現像位置における像担持体の電位を予測することができる。

また、本発明によれば、複数の帯電器を電位検知装置として利用することにより、電位検知装置を少なくすることができる。

（実施例１）
まず図１に、本実施例において用いた画像形成装置について模式的に示す。本実施例では、従来の例である図２のコロナ帯電器３の替わりに、図３に示すような構成の磁気ブラシ帯電器を感光体の帯電装置として用いた。像担持体としては、負帯電のａ−Ｓｉ系感光ドラムを用いた。

本実施例では、負帯電のアモルファスシリコン系感光ドラムとして、φ８０ｍｍのＡｌからなる導電性支持体１０１の表面に順次積層させたものである。具体的には以下のようになっている。導電性支持体１０１からの正孔の流入を阻止するための正電荷阻止層１０２。露光によって光キャリアが発生し走行する光導電層１０３。表面に帯電された電子の流入を阻止する負電荷阻止層１０４。各プロセスによる摺擦や圧力等から感光膜を保護する表面保護層１０５より構成される。（図４参照）
本実施例で用いた帯電装置である磁気ブラシ帯電装置３０を図３に基づいて説明する。磁気ブラシ帯電装置３０は、第一の帯電スリーブ３１に帯電用磁性粒子３５を担持した第一の帯電器である第一の磁気ブラシ帯電器と、第二の帯電スリーブ３２に帯電用磁性粒子３５を担持した第二の帯電器である第二の磁気ブラシ帯電器とを備える。帯電スリーブ３１，３２は磁性粒子担持体であり、内部に固定マグネット３３が設けられている。帯電スリーブ３１、３２は磁性粒子規制手段３４によって規制された帯電用磁性粒子３５が磁界によってブラシ状に形成されて、帯電スリーブ３１、３２の回転にともない帯電用磁性粒子３５が搬送される。なお、感光ドラム回転方向上流側の帯電スリーブを第一帯電スリーブ３１、下流側の帯電スリーブを第二帯電スリーブ３２としている。

上記帯電スリーブ３１，３２は感光ドラム１に対しカウンター方向に回転し、帯電スリーブ３１，３２に、それぞれ帯電電圧を印加することにより、帯電用磁性粒子３５から電荷が感光ドラム１上に与えられ、帯電電圧に対応した電位に近い値に帯電される。このような帯電を注入帯電と呼ぶ。

本実施例では、感光ドラム１の周速は３００ｍｍ／ｓｅｃであり、帯電スリーブの周速は１５０ｍｍ／ｓｅｃである。即ち、帯電スリーブの感光ドラム１に対する相対速度は４５０ｍｍ／ｓｅｃとした。

帯電用磁性粒子３５は、固定マグネットの同極同士が並ぶ所、すなわち反発極付近で帯電スリーブ３１，３２から離れる。本実施例では、帯電用磁性粒子３５が二つの帯電スリーブ３１，３２の間を通らず、帯電スリーブの外周を連れ回るように図３のように帯電スリーブが対向する位置の磁極の配置を工夫した。

本実施例において各帯電スリーブに内包されるマグネットの感光ドラム１に対向する磁束密度の大きさは、約９００ガウスになるようにした。その理由は、感光ドラムに対向する磁束密度が５００ガウスよりも小さいと、帯電用磁性粒子３５がマグネットの拘束力から逃れて、感光ドラムの表面に移動してしまう、所謂キャリア付着という現象が発生してしまうからである。より好ましくは７００ガウス以上が好適である。また、１３００ガウスよりも大きいと、帯電用磁性粒子３５の感光ドラム１に対する摺擦力が大きくなることによって、感光ドラム１の表面保護層を磨耗し過ぎてしまうという問題が生じるからであり、より好ましくは１１００ガウス以下が好適である。

第一帯電スリーブ３１の直径は２４ｍｍ、第二帯電スリーブ３２の直径は１６ｍｍのものを用い、帯電スリーブ３１，３２と感光ドラム１との間隙は約３００μｍ、帯電スリーブ３２と非磁性の規制ブレード３４との間隙は約３５０μｍとなるように設定した。帯電容器内には帯電用磁性粒子を１００ｇ投入した。

帯電用磁性粒子としては、平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ^３、抵抗が１０^２〜１０^１０Ω・ｃｍのものが好ましい。帯電能を良くするには、できるだけ抵抗の低いものを用いる方が良い。しかしながら、感光ドラムにピンホールのような絶縁の欠陥が存在することを考慮すると１０^６Ω・ｃｍ以上のものを用いることが好ましい。本実施例では、フェライト表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行い、更にカップリング処理を施し、平均粒径が３５μｍ、飽和磁化が２００ｅｍｕ／ｃｍ^３、抵抗が５×１０^６Ω・ｃｍのものを帯電用磁性粒子として用いた。

本実施例において用いた帯電用磁性粒子３５は、抵抗値は、底面積が２２８ｃｍ^２の金属セルに帯電用磁性粒子を２ｇ入れた後６．６ｋｇ／ｃｍ^２で荷重し、１００Ｖの電圧を印加して測定した。

画像形成のための帯電時には、第二帯電スリーブ３２には帯電バイアス装置３７によって、直流電圧−６００Ｖ、交流電圧（矩形波）３００Ｖｐｐ、周波数１ｋＨｚの帯電バイアスを印加した。第一帯電スリーブ３１には帯電バイアス装置３６によって、交流電圧（矩形波）３００Ｖｐｐ、周波数１ｋＨｚに加えて第二帯電スリーブ３２に流れる電流が略ゼロになるような直流電圧を印加した。

第二帯電スリーブ３２に流れる電流がゼロということは、第二帯電スリーブ３２直下において、感光ドラム１の表面電位が第二帯電スリーブ３２に印加される帯電バイアスと同じ値、すなわち−６００Ｖになっているということを意味する。

現像器４には、マグネットローラを内包した現像スリーブ４１上に、現像剤をコーティングし、感光ドラム１上にトナーが現像される。現像スリーブ４１は、感光ドラム１と同方向に回転し、その周速は約４５０ｍｍ／ｓｅｃである。現像剤としては、粒径が約７μｍの負帯電性トナーと、約３５μｍの現像用磁性粒子が重量トナー濃度８％で混合された二成分現像剤である。トナー濃度は、光学式トナー濃度センサ（不図示）による検知情報に基づいて制御され、トナーホッパー（不図示）のトナーを現像容器４内に適時補給して、トナー濃度を一定に調整する。

この現像のとき、現像スリーブ４１には感光ドラム１との間に、バイアス電源４３から直流電圧および交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。本実施例では１．５ｋＶｐｐ、２ｋＨｚの交流電圧を直流電圧に重畳した。

一般的に２成分磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、白地部にトナーが現像されてしまう現象、所謂かぶりが発生しやすくなる。

図５には、帯電器３０によって帯電された感光ドラム１表面をレーザー２によって露光した後における、ドラム移動方向のドラム表面上の電位と現像装置に印加される現像バイアス電位について示している。

図５に示すように、感光ドラム１のドラム表面は帯電装置３０によってＶｄ（例えば−５００Ｖ）に一様に帯電されており、画像部（トナーを現像させたい部分）はレーザー２によって露光されＶｌ（例えば−１００Ｖ）になる。破線は現像バイアスの直流電圧成分Ｖｄｃ（例えば−３００Ｖ）を表しており、ＶｄとＶｄｃの差をかぶり取り電圧（Ｖｂａｃｋ）、ＶｄｃとＶｌの差をコントラスト（Ｖｃｏｎｔ）と呼ぶ。

本実施例においては、現像剤のうちトナーは現像用磁性粒子との摩擦によって負極性に帯電される。そのため、現像スリーブ４１と感光ドラム１との間にＶｃｏｎｔによる電界が存在すると、トナーは電界によって現像スリーブ４１から感光ドラム１へと移動付着し現像される。

また、トナーを現像したくない箇所はＶｂａｃｋによる電界が形成されるため、トナーは現像スリーブ４３側に引き戻されるので、かぶりを防止することが出来る。

現像用磁性粒子はトナーに負極性の帯電を施す一方で、現像用磁性粒子自身は正極性に帯電されるため、Ｖｂａｃｋによって現像スリーブ４１から感光ドラム１へ電気的な力を受ける。

現像用磁性粒子は磁気的な力で現像スリーブ４１側に保持されている。しかし、Ｖｂａｃｋがある程度大きくなって電気的な力が磁気的な力を上回ると、白地部において現像用磁性粒子が現像スリーブ４１から感光ドラム１へと移動付着してしまう現象、所謂キャリア付着が発生してしまう。

そのため、現像位置における感光ドラム１の表面電位と現像バイアスの直流成分の関係は重要である。

クリーナー５としては、厚さ２ｍｍのウレタン製のクリーニングブレード５１を用い、転写残トナーをクリーニングブレード５１で感光ドラム１上から掻き落とすことによりクリーニングを行った。

前露光ランプ８には波長６６０ｎｍのＬＥＤを用い、約３７０Ｌｕｘ．ｓｅｃ．の光量で感光ドラム１表面を露光させた。

第一の帯電器が帯電をする位置（第一の帯電位置）から第二の帯電器が帯電をする位置（第二の帯電位置）までの距離は約１３．８ｍｍ、第二の帯電位置から現像位置までは約３７．１ｍｍである。感光ドラムのプロセススピードは３００ｍｍ／ｓｅｃである。

以上の条件において、暗減衰特性の異なる三つの感光ドラム、ドラムＡ，ドラムＢ，ドラムＣを用意し実験を行なった。図１で示す画像形成装置で、第二の帯電スリーブに−６００Ｖの帯電バイアスを印加し、第二の帯電スリーブ３２から感光ドラムへ流れる電流がゼロになる時の、第一の帯電位置における表面電位と現像位置での表面電位を測定した。現像位置における感光ドラム１の表面電位はＴｒｅｋ社製表面電位計ＭＯＤＥＬ３４４を用いて測定をした。なお、注入帯電においては帯電スリーブに印加したバイアスと感光ドラムの表面電位がほぼ等しくなる。そこで、第一の帯電位置における感光ドラム１の表面電位は、第一の帯電スリーブ３１に印加している直流バイアスの値（第一帯電バイアス）とした。第二帯電スリーブ３２から感光ドラム１へ流れる電流がゼロである場合、第二の帯電器では感光ドラムを帯電していないことになる。即ち、第二の帯電器で帯電する直前の感光ドラムの表面電位は、第二の帯電スリーブ３２に印加している直流バイアスの値（第二帯電バイアス）と同じであると考えられる。したがって、第二の帯電位置における感光ドラムの表面電位は第二の帯電スリーブに印加している直流バイアスの値（第二帯電バイアス）とした。その結果を図６に示す。

図６より、第二の帯電位置が−６００Ｖになる時の、第一帯電バイアスの値が判明する。この第一帯電バイアスの値により、各ドラムがどのような暗減衰特性をもっているかを知ることができる。ドラムＣでは第一帯電バイアスの値が高くなっている。これは、第一の帯電位置から第二の帯電位置にいくまでの暗減衰が大きいため、第一帯電バイアスを大きくして第一の帯電位置における感光ドラム表面電位を大きくしていないと、第二の帯電位置において−６００Ｖの電位が得られないからである。このようにドラムＣは暗減衰が大きいドラムであるため、現像位置における感光ドラム１の表面電位が低くなっている。これは帯電後現像位置にくるまでに感光ドラムの電位が大きく減衰してしまったためであり、ドラムＣは暗減衰が大きいことを意味している。これに対し、ドラムＡでは第一帯電バイアスの値が低く、現像位置における感光ドラム１の表面電位が高くなっており暗減衰が小さいことを意味している。つまり、ドラムＣの方がドラムＡよりも暗減衰が大きいことがいえる。また、ドラムＢは、ドラムＡとドラムＣの間の暗減衰特性をもつことがわかる。このように、第二帯電バイアスを固定し、第二の帯電スリーブ３２から感光ドラム１へ流れる電流がゼロになる時の、第一帯電バイアスを測定することにより現像位置の電位がどうなるか予測をすることができる。

図６に示す実験結果から、第一帯電バイアスと第二帯電バイアスと現像位置における感光ドラム１の表面電位との関係の電気特性テーブル（表１）を作成し、画像形成装置内の記憶装置４０（記憶媒体）に格納した。

なお、第一帯電位置の電位が−８００Ｖから−７２５Ｖの間について実測はしていないが、実測値以外の部分を適当に分割し、電圧の値を割り付けることによって現像位置電位予測テーブルを作成した。例えば、第一帯電位置の電位が−８００Ｖと−７２５Ｖとの真ん中の−７６２．５Ｖである場合は、現像位置の電位は−４５５Ｖと−４９０Ｖとの真ん中である−４７２．５Ｖとした。

その後、暗減衰特性の異なるドラムＡ、ドラムＢ、ドラムＣ、ドラムＤ、ドラムＥの５本のドラムについて、図１に示す画像形成装置を用いて画像出力を行い、出力画像のかぶり、キャリア付着の確認を行った。現像位置の電位は表１の電気特性テーブルに基づいて予測される。即ち、第二帯電バイアスが−６００Ｖで第二帯電スリーブに流れる電流が０になった時の、第一帯電バイアスの大きさに応じて現像位置電位の予測を行なう。現像バイアスは、制御装置３９によって、予測された現像位置における像担持体表面の電位との直流電圧の差が、５０Ｖ、１００Ｖ、１５０Ｖ、２００Ｖ、２５０Ｖになるような値で決定するようにした。その結果を図７に示す。ここで、かぶり、キャリア付着ともに、発生しなかった場合は○、わずかに発生した場合は△、明らかに発生してしまった場合を×で表記した。

その結果、暗減衰特性を予め測定しなかったドラムＤ，ドラムＥを含めたいずれのドラムにおいても、Ｖｂａｃｋの設定値を適当な値にすることによって、かぶりとキャリア付着が発生することなく画像出力を行うことが可能であることの確認が出来た。

そこで、本実施例では、第二帯電バイアスを固定し、第二の帯電スリーブ３２から感光ドラム１へ流れる電流がゼロになる時の、第一帯電バイアスに基いて現像バイアスを設定することにより、良好な画像を形成することができる。即ち、カートリッジ入れ替え時や、画像形成前の準備段階時等の画像形成前に、現像位置における電位の予測をしておき、その現像位置の予測電位にたいして適当なＶｂａｃｋとなるように現像バイアスを設定することで良好な現像を行なうことができる。即ち、予測される現像位置電位との電位差が１００〜１５０Ｖになるような現像バイアスに設定する。

なお、現像位置における電位の予測を行なった後は、第一帯電バイアスの値は異なる値に設定してもよい。例えば、画像形成前の現像位置の電位の予測段階において、第二帯電バイアスを−６００Ｖとし、第二の帯電スリーブから感光ドラムへ流れる電流がゼロになるときの第一帯電バイアスが−８００Ｖであったとする。この場合では現像位置での電位は−４６０Ｖになると予想される。そして、画像形成時においては、第二帯電バイアスは−６００Ｖのままであるが、第一帯電バイアスは−８００Ｖから−９００Ｖに変更し画像形成を行なうことも可能である。これは、第二の帯電バイアスにより帯電後電位（第二帯電位置通過後電位）は決まってくるため、現像位置でのドラム電位は第二の帯電バイアスが支配的となるためである。本実施例では、現像位置の電位を知るための電位センサーの役割を、第一の帯電器と第二の帯電器を用いることにより代用させている。よって、従来は現像位置での電位予測のために必要であった電位センサを減らすことができる。

本実施例では予め感光ドラムの暗減衰特性を測定し、現像位置電位予測テーブルを作成することによって、暗減衰特性を測定していない感光ドラムを用いた場合でも現像不良の無い画像出力を可能とした。それ以外にも、感光ドラムの暗減衰特性の近似式を見出し、その近似式を用いることによって、感光ドラムのドラム電位を予測する方法でも同様の効果が得られる。

また、本実施例では、現像位置電位予測テーブルを作成するにあたり、第二帯電バイアスを固定した条件で現像位置における感光ドラムの表面電位のデータを取ることによって、各帯電バイアスと現像位置表面電位の関係を調べた。しかしながら、より精度の高い現像位置予測テーブルを作成する場合には、第二帯電バイアスを１００〜２００Ｖ程度毎に振ってデータを取ると好ましい。その例を表２に示す。

このように、第二帯電バイアスを振った電気特性テーブルを有することで、帯電後電位（第二帯電位置通過後電位）を変更した場合においても、現像位置の予測をすることができる。第二帯電バイアスも変化させるような場合においては、第二の帯電スリーブ３２から感光ドラム１へ流れる電流がゼロになる時の、第一帯電バイアスと第二帯電バイアスに基いて、現像バイアスを設定すればよい。また、現像位置における感光ドラム１の電位を所望の値にしたい場合には、予測される現像位置電位に基づいて、第一帯電バイアスと第二帯電バイアスを設定すれば良い。

また、画像形成装置の置かれた環境（温度、湿度等）により感光ドラムの暗減衰特性が大きく変るような場合は、環境を変えたときの電気特性テーブルも作成しておくことにより、最適な現像バイアスを設定することができる。

（実施例２）
次に、本発明について、実施例１とは別の形態についての説明をする。

実施例１においては、Ｖｂａｃｋの値をコントロールすることによって現像不良の発生を防止できる一方、Ｖｃｏｎｔの値はわからない。そのため、実施例１では、予めレーザー２のパワーを適当な値に決めておき、その後ユーザーの好みに応じて設定調整可能にする方法により濃度調整を行なった。その他にも、別途パッチセンサーを設けて感光ドラム上や、非転写体上のトナー濃度を検知し、レーザーパワーにフィードバックする方法もある。実施例２では、Ｖｃｏｎｔを検知するための電位センサを設けたことに特徴がある。

本実施例では、実施例１で用いた画像形成装置において、像露光２１が感光ドラム１に照射される位置と、現像位置の間に電位検知装置である電位センサ１１を設けた構成の画像形成装置を用いた。また、その他の構成としては実施例１と略同等であるため、機能や符号など、構成についての詳細な説明は省略する。

本実施例では、像露光後に電位センサ１１を設けているため、実施例１ではわからなかったＶｃｏｎｔを知ることが出来る。そのため、濃度の調整は実施例１よりも容易に行うことが出来る。

本実施例でも実施例１と同様に、帯電時には、第二帯電スリーブ３２には帯電バイアス装置３７によって、直流電圧−６００Ｖ、交流電圧（矩形波）３００Ｖｐｐ、周波数１ｋＨｚの帯電バイアスを印加した。第二帯電スリーブ３１には帯電バイアス装置３６によって、交流電圧（矩形波）３００Ｖｐｐ、周波数１ｋＨｚに加えて第二帯電スリーブ３２に流れる電流が略ゼロになるような直流電圧を印加した。

本実施例では、電位センサ１１、第二帯電スリーブ３２直下、第一帯電スリーブ３１直下の三点について、感光ドラム１の表面電位を知ることが出来るため、現像位置における感光ドラム１の表面電位を、実施例１よりも精度良く予測することが出来る。

本実施例では、本第二帯電バイアスを固定し、第二の帯電スリーブ３２から感光ドラム１へ流れる電流がゼロになる時の、第一帯電バイアス及び、電位センサによる検知電位に基いて現像バイアスを設定することにより、良好な画像を形成することができる。

表面電位の予測の方法としては、実施例１で説明したように、感光ドラムの暗減衰特性を測定し、現像位置電位予測テーブルを作成し、テーブルを利用する方法でも良い。また、実施例１で記載したように、第二帯電バイアスを振った時における、電気特性テーブルを作成しておき、より細かい制御を可能とすることもできる。その場合は、第二の帯電スリーブ３２から感光ドラム１へ流れる電流がゼロになる時の、第一帯電バイアス、第二帯電バイアス及び、電位センサによる検知電位に基いて現像バイアスを設定することになる。それ以外にも、感光ドラムの暗減衰特性の近似式を見出し、その近似式を利用する方法でも良く、現像位置における感光ドラムの表面電位を予測するための方法としては、上記方法のみにとどまるものではない。

実施例２においても、現像位置の電位を知るための電位センサーの役割を、第一の帯電器と第二の帯電器を用いることにより代用させている。よって、従来は現像位置での電位予測のために必要であった電位センサーを減らすことができる。

なお、実施例１、２では磁気ブラシ帯電器を用いた注入帯電により説明を行なったがこれに限られるものではなく、その他の注入帯電方式の帯電器においても適用可能である。

また、像担持体としてアモルファスシリコン感光体を例に挙げて説明を行なったがこれに限られるものではなく、暗減衰が発生する像担持体であれば本願発明を適用可能である。ただし、アモルファスシリコン感光体は従来例の欄に記載したように、光メモリーによる暗減衰の増大の影響が大きいため、電位の予測が困難な感光体であるため、本願発明を実施することによる効果が大きいと言える。

また、実施例１，２では二つの帯電器を用いた例により説明を行なったが，帯電器が３つ以上ある場合であっても本願発明を適用することができる。ただし、３つ以上の帯電器がある場合は、第二の帯電器は像担持体回転方向の最下流の帯電器である必要がある。ここで、最下流の帯電器とは、現像位置における電位予測の段階に像担持体を帯電する帯電器の中で、像担持体回転方向で一番現像装置に近い（一番下流側にある）帯電器である。

本発明実施例において用いた画像形成装置の模式図従来例において用いた画像形成装置の模式図磁気ブラシ帯電器の模式図感光ドラムの層構成の模式図現像工程の説明図実施例１において行ったドラム表面電位の測定結果実施例１において行った実験結果実施例２において用いた画像形成装置の模式図

符号の説明

１感光ドラム
１０１導電性支持体
１０２正電荷阻止層
１０３光導電層
１０４負電荷阻止層
１０５表面保護層
１１電位検知装置
２露光装置
２１像露光レーザー
３コロナ帯電器
３０磁気ブラシ帯電器
３１第一帯電スリーブ
３２第二帯電スリーブ
３３マグネット
３４規制ブレード
３５帯電用磁性粒子
３６，３７帯電バイアス装置
３８電流検知装置
３８１電流検知装置
３９制御装置（ＣＰＵ）
４現像装置
４１現像スリーブ
４２現像スクリュー
４３現像バイアス装置
５クリーナー
５１クリーニングブレード
６定着器
７転写装置
８前露光ランプ
９スキャナユニット
１０原稿台

Claims

回転する像担持体と、
前記像担持体を注入帯電する帯電装置と、
前記像担持体に形成された静電潜像に基づいて現像を行なう現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電装置は第一の帯電器と、
前記第一の帯電器の前記像担持体回転方向下流側に設けられた第二の帯電器とを有し、
前記第二の帯電器に印可する電圧を固定し、第一の帯電器に印可する電圧を可変とし、
前記第二の帯電器と前記像担持体との間に流れる電流が０又は最小になる際の、
前記第一の帯電器に印加された電圧に基づいて、
前記現像装置に印加される現像バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。
回転する像担持体と、
前記像担持体を注入帯電する帯電装置と、
前記像担持体に形成された静電潜像に基づいて現像を行なう現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電装置は第一の帯電器と、
前記第一の帯電器の前記像担持体回転方向下流側に設けられた第二の帯電器とを有し、
前記第二の帯電器に印可する電圧を可変とし、且つ第一の帯電器に印可する電圧を可変とし、
前記第二の帯電器と前記像担持体との間に流れる電流が０又は最小になる際の、
前記第一の帯電器及び前記第二の帯電器に印加された電圧に基づいて、
前記現像装置に印加される現像バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。
回転する像担持体と、
前記像担持体を注入帯電する帯電装置と、
前記像担持体に形成された静電潜像に基づいて現像を行なう現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電装置は第一の帯電器と、
前記第一の帯電器の前記像担持体回転方向下流側に設けられた第二の帯電器とを有し、
前記第一の帯電器に印可する電圧を固定し、第二の帯電器に印可する電圧を可変とし、
前記第二の帯電器と前記像担持体との間に流れる電流が０又は最小になる際の、
前記第二の帯電器に印加された電圧に基づいて、
前記現像装置に印加される現像バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。
回転する像担持体と、
前記像担持体を注入帯電する帯電装置と、
前記像担持体に形成された静電潜像に基づいて現像を行なう現像装置と、
前記静電潜像を形成するための露光装置と、
前記像担持体の回転方向において前記露光装置よりも下流側で前記現像装置よりも上流側に配置され、前記像担持体表面の電位を検知する電位検知装置と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電装置は第一の帯電器と、
前記第一の帯電器の前記像担持体回転方向下流側に設けられた第二の帯電器とを有し、前記第二の帯電器に印可する電圧を固定し、第一の帯電器に印可する電圧を可変とし、
前記第二の帯電器と前記像担持体との間に流れる電流が０又は最小になる際の、
前記第一の帯電器に印加された電圧と前記電位検知装置の検知電位とに基づいて、
前記現像装置に印加される現像バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。
回転する像担持体と、
前記像担持体を注入帯電する帯電装置と、
前記像担持体に形成された静電潜像に基づいて現像を行なう現像装置と、
前記静電潜像を形成するための露光装置と、
前記像担持体の回転方向において前記露光装置よりも下流側で前記現像装置よりも上流側に配置され、前記像担持体表面の電位を検知する電位検知装置と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電装置は第一の帯電器と、
前記第一の帯電器の前記像担持体回転方向下流側に設けられた第二の帯電器とを有し、前記第二の帯電器に印可する電圧を可変とし、且つ第一の帯電器に印可する電圧を可変とし、
前記第二の帯電器と前記像担持体との間に流れる電流が０又は最小になる際の、
前記第一の帯電器に印加された電圧、前記第二の帯電器に印加された電圧、及び前記電位検知装置の検知電位に基づいて、
前記現像装置に印加される現像バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。
回転する像担持体と、
前記像担持体を注入帯電する帯電装置と、
前記像担持体に形成された静電潜像に基づいて現像を行なう現像装置と、
前記静電潜像を形成するための露光装置と、
前記像担持体の回転方向において前記露光装置よりも下流側で前記現像装置よりも上流側に配置され、前記像担持体表面の電位を検知する電位検知装置と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電装置は第一の帯電器と、
前記第一の帯電器の前記像担持体回転方向下流側に設けられた第二の帯電器とを有し、
前記第一の帯電器に印可する電圧を固定し、第二の帯電器に印可する電圧を可変とし、
前記第二の帯電器と前記像担持体との間に流れる電流が０又は最小になる際の、
前記第二の帯電器に印加された電圧と前記電位検知装置の検知電位とに基づいて、
前記現像装置に印加される現像バイアスを制御することを特徴とする画像形成装置。
前記第一の帯電器及び前記第二の帯電器は、前記像担持体に接触して帯電を施す磁性粒子と、該磁性粒子を担持する担持部材から構成されることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
前記像担持体はアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
記憶媒体を具備し、当該記憶媒体の内部に前記像担持体の電気特性テーブルを記憶していることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。