JPH11327262A - 帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動成分を備える電圧を帯電部材に印加して
被帯電体を帯電する帯電装置について、帯電部材に流れ
る電流の歪みによる電流の実効値の変動を抑制して、帯
電不良の発生、被帯電体の表面層の削れ等の問題を解消
あるいは低減すること。 【解決手段】 振動成分を備える電圧を印加した帯電部
材に流れる振動電流を振動電圧に変換し、変換された振
動電圧を所定の電圧レベルと比較して得られた検出パル
スのデューティ比から定電流制御を行う制御をすること
で、帯電部材に流れる電流の歪みによる電流の実効値の
変動を抑制する。また、振動成分を備える電圧を印加し
た帯電部材に流れる振動電流の平均値を検出し、検出し
た平均値を基に定電流制御を行う制御をすることで、帯
電部材に流れる電流の歪みによる電流の実効値の変動を
抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被帯電体に接触ま
たは近接可能な帯電部材を有し、発振器から送られる出
力パルスに基づいた振動成分を備える電圧を帯電部材に
印加して被帯電体を帯電処理（除電処理も含む）する接
触式の帯電装置、及び該帯電装置を用いた画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真プロセスを用い
た画像形成装置（複写機、レーザープリンタ等）におい
て、被帯電体としての例えば感光体を帯電処理する手段
機器としてはコロナ放電装置（コロナ帯電器）が広く用
いられていた。

【０００３】コロナ放電装置は非接触型の帯電装置であ
り、ワイヤ電極等の放電電極と該放電電極を囲むシール
ド電極を備え、放電開口部を被帯電体面に非接触に対向
させて配設し、放電電極とシールド電極に高圧を印加す
ることにより生じる放電電流（コロナシャワー）に被帯
電体面をさらすことで被帯電体面を所定の極性・電位に
帯電させるものである。

【０００４】これに対し、近時は、電圧を印加した導電
性の帯電部材を被帯電体に接触させて被帯電体面を所定
の極性・電位に帯電させる接触式の帯電装置が実用化さ
れている。接触帯電の帯電機構（帯電のメカニズム、帯
電原理）には、帯電部材と被帯電体との微小間隙に生じ
る放電現象により被帯電体面が帯電する系である放電帯
電機構と、帯電部材から被帯電体に直接に電荷が注入さ
れることで被帯電体面が帯電する系である直接注入帯電
機構の２種類が混在しており、どちらが支配的であるか
により各々の特性が現れる。

【０００５】導電性の帯電部材は、ローラ型、ブレード
型、ファーブラシ型、磁気ブラシ型等の種々の形態のも
のを用いることができる。

【０００６】帯電部材に対する印加電圧は、直流電圧の
みとするＤＣ印加方式と、振動電圧（時間とともに電圧
値が周期的に変化する電圧）を印加するＡＣ印加方式が
ある。ＡＣ印加方式として、帯電部材に直流電圧を印加
したときの被帯電体の帯電開始電圧の２倍以上のピーク
間電圧を有する交流電圧Ｖａｃに直流電圧Ｖｄｃ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、ＤＣ印加方式よりも均一な帯電を実行
することができる（特開昭６３−１４９６６８号公報
等）。

【０００７】ここで、帯電部材は被帯電体面に必ずしも
圧接力をもって接していなくとも、帯電部材と被帯電体
との間に、ギャップ間電圧と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、非接触で極近接
した配設形態であってもよく、本発明においてはこの場
合も接触帯電の範疇とする。

【０００８】上記後者の接触式帯電装置は前者のコロナ
放電装置に比べ、．高電圧のバイアスを印加する必要
がない、．帯電効率が良い、．オゾン等のコロナ放
電生成物の発生が極めて少ない、．ワイヤー汚れが発
生しない、等の多くの長所を有する。

【０００９】ところが、接触式帯電装置においては、帯
電部材の抵抗層の抵抗や静電容量が環境条件、特に温度
や湿度によって変化してしまい、リークや帯電不良が発
生してしまう問題があった。

【００１０】この問題を解決するために、ＡＣ印加方式
の接触式帯電装置にあっては、印加振動電圧の振動成分
である交流電圧を定電流制御することで帯電部材の抵抗
層の抵抗値の環境変動を自動的に補正する方法が一般的
に行なわれている。

【００１１】これについて今少し説明する。図１２にお
いて、１は被帯電体であり、本例においては電子写真画
像形成装置における回転ドラム型の電子写真感光体（以
下、感光ドラムと記す）である。２はこの感光ドラム１
に接触させて配設した接触帯電部材であり、本例におい
てはローラ型の導電性部材（以下、帯電ローラと記す）
である。この帯電ローラ２は、導電性芯金２ａと、この
芯金周りに同心一体にローラ状に形成した弾性導電層２
ｂと、更にその外周面を被覆させて設けた抵抗層２ｃか
らなる。Ｓは帯電ローラ２に対する高圧電源（バイアス
印加電源）であり、この電源Ｓから帯電ローラ２に対し
て芯金２ａを介して直流電圧Ｖｄｃと交流電圧Ｖａｃを
重畳した振動電圧が印加されて、回転する感光ドラム１
の周面が所定の極性・電位に均一に帯電される。

【００１２】図１３は帯電ローラ２に印加する振動電圧
の振動成分である交流電圧を定電流制御する回路の一例
である。１１は発振器（発振回路）であり、帯電ローラ
２に印加する交流電圧と同じ周波数の矩形波が出力され
る。出力矩形波は増幅器１２によって増幅され、更にロ
ーパスフィルタ１３を通過して正弦波に変換され、トラ
ンス駆動回路１４に入力される。トランス駆動回路１４
は昇圧トランス１５の１次巻線に正弦波電圧を印加す
る。これにより、昇圧トランス１５の２次側巻線の一端
（巻線端３）に正弦波の高電圧が発生し、抵抗１６・抵
抗１７・コンデンサ１８を介して出力されて帯電ローラ
２に交流電圧Ｖａｃが印加される。

【００１３】一方、昇圧トランス１５の２次側巻線の他
端（巻線端４）には高圧直流電源１９が接続されてお
り、この電源１９から所定の直流電圧Ｖｄｃが昇圧トラ
ンス１５の２次側巻線、抵抗１６・抵抗１７・コンデン
サ１８を介して帯電ローラ２に上記の交流電圧Ｖａｃに
重畳されて印加される。

【００１４】また、昇圧トランス１５の２次側巻線の同
じく他端（巻線端４）は、コンデンサ２０を介してピー
ク電圧検出回路２１に接続されている。昇圧トランス１
５の２次側に流れる交流電流Ｉｓはコンデンサ２０によ
ってカップリングされ、電流検出用抵抗２２を介してＧ
ＮＤに流れる。この時、抵抗２２の一端には２次側巻線
に流れる電流に応じた、正弦波の電圧が発生する。ピー
ク電圧検出回路２１は抵抗２２で発生する正弦波電圧の
ピーク値を検出する回路であり、検出された電圧ピーク
値は比較回路２３に入力される。比較回路２３は、ピー
ク電圧検出回路２１の出力値Ｖｐと、基準電源２４の所
定の電圧Ｖｒｅｆを比較し、増幅器１２の出力の調整を
行い、所定電圧Ｖｒｅｆと出力値Ｖｐが同じになる様に
制御する。

【００１５】この様な制御により、昇圧トランス１５の
２次側巻線に流れる交流電流のピーク値、即ち帯電ロー
ラに流れ込む交流電流のピーク値が一定になるように制
御される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
様に帯電部材としての帯電ローラに流れる交流電流のピ
ーク値を制御することで定電流制御を行う方法では、帯
電ローラに流れる電流の波形に歪みが発生した場合、帯
電ローラに流れる電流の実効値が波形歪みのない場合に
比べて大きくなる。これにより、帯電不良、あるいは被
帯電体としての感光ドラム１の表面層の削れが大きくな
るといった問題があった。

【００１７】帯電ローラは、環境、経時変化、あるいは
トナー等による汚れなどによりインピーダンスの特性が
変動し、それに伴って電流波形の歪み方が変動する。こ
れにより、帯電ローラに流れる電流の実効値が変動して
しまい、不具合が発生するのである。

【００１８】図１４は電流波形の歪みの例を示す。正弦
波電圧を帯電ローラに印加した時、帯電ローラのインピ
ーダンス特性が印加される電圧に関わらず一定の場合に
は、電流波形は、（ａ）のように完全な正弦波となる。
一方、帯電ローラのインピーダンス特性が印加される電
圧によって変動する場合には、（ｂ）の様な波形にな
る。

【００１９】従来の定電流制御方法では、電流のピーク
値Ｖｐが一定となる様に制御を行うことから、歪みの生
じた電流（ｂ）の実効値は、歪み無しの電流（ａ）より
も大きくなる。

【００２０】そこで本発明は振動成分を備える電圧を帯
電部材に印加して被帯電体を帯電する帯電装置について
帯電部材に流れる電流の歪みによる電流の実効値の変動
を抑制することができるようにして、帯電不良の発生、
被帯電体の表面層の削れ等の問題を解消あるいは低減す
ることを目的とする。

【００２１】また、該帯電装置を用いた画像形成装置に
あっては、帯電部材に流れる電流の歪みによる電流の実
効値の変動による帯電不良等に起因する出力画像不良の
発生を防止することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする帯電装置及び画像形成装置である。

【００２３】（１）被帯電体に接触または近接可能な帯
電部材を有し、発振器から送られる出力パルスに基づい
た振動成分を備える電圧を前記帯電部材に印加して前記
被帯電体を帯電する帯電装置において、前記帯電部材に
印加する電圧の振動成分を可変する電圧可変手段と、前
記帯電部材に流れる電流値が所定の電流値の範囲内とな
るデューティ比を検出するデューティ比検出手段と、前
記デューティ比検出手段のデューティ比検出結果に基づ
いて前記電圧可変手段を制御し前記帯電部材に対する印
加電流を定電流制御する定電流制御手段と、を有するこ
とを特徴とする帯電装置。

【００２４】（２）前記（１）に記載の帯電装置におい
て、前記デューティ比検出手段は、前記帯電部材に流れ
る電流値が所定の電流値の範囲内となるデューティ比に
応じたパルス波形として出力することを特徴とする帯電
装置。

【００２５】（３）前記（１）または（２）に記載の帯
電装置において、前記定電流制御手段は、前記デューテ
ィ比検出手段のデューティ比検出結果と所定の基準信号
とを比較する比較手段を有し、前記比較手段の比較結果
に基づいて前記電圧可変手段を制御することを特徴とす
る帯電装置。

【００２６】（４）前記（１）または（２）に記載の帯
電装置において、前記定電流制御手段は、前記デューテ
ィ比検出手段のデューティ比検出結果と前記発振器の出
力パルスのデューティ比とを比較する比較手段を有し、
前記比較手段の比較結果に基づいて前記電圧可変手段を
制御することを特徴とする帯電装置。

【００２７】（５）被帯電体に接触または近接可能な帯
電部材を有し、発振器から送られる出力パルスに基づい
た振動成分を備える電圧を前記帯電部材に印加して前記
被帯電体を帯電する帯電装置において、前記帯電部材に
印加する電圧の振動成分を可変する電圧可変手段と、前
記帯電部材に流れる振動電流値の平均値を検出する平均
電流値検出手段と、前記平均電流値検出手段の出力値と
所定の基準値とを比較する比較手段と、前記比較手段の
比較結果に基づいて前記電圧可変手段を制御し前記帯電
部材に対する印加電流を定電流制御する定電流制御手段
と、を有することを特徴とする帯電装置。

【００２８】（６）像担持体に電圧を印加した帯電部材
を接触または近接させて該像担持体を帯電する帯電手段
を含む作像プロセス手段にて画像形成がなされる画像形
成装置において、前記帯電手段が（１）乃至（５）の何
れか１つに記載の帯電装置であることを特徴とする画像
形成装置。

【００２９】〈作 用〉即ち、振動成分を備える電圧
（振動電圧）を印加した帯電部材に流れる振動電流を振
動電圧に変換し、変換された振動電圧を所定の電圧レベ
ルと比較して得られた検出パルスのデューティ比から定
電流制御を行う制御をすることで、帯電部材に流れる電
流の歪みによる電流の実効値の変動を抑制することがで
きる。

【００３０】また、振動成分を備える電圧を印加した帯
電部材に流れる振動電流の平均値を検出し、検出した平
均値を基に定電流制御を行う制御をすることで、帯電部
材に流れる電流の歪みによる電流の実効値の変動を抑制
することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（図１〜図６） （１）画像形成装置例 図１は画像形成装置例の概略構成模型図である。図２は
帯電ローラ部分の拡大模型図である。本例の画像形成装
置は接触帯電装置を用いた転写式電子写真装置（複写機
・プリンタ・ファクシミリ等）である。

【００３２】１は被帯電体（像担持体）としての回転ド
ラム型の電子写真感光体（感光ドラム）である。この感
光ドラム１は矢印の反時計方向に所定の周速度（プロセ
ススピード）をもって回転駆動される。

【００３３】感光ドラム１はその回転過程において接触
帯電部材（接触帯電器）２による所定の極性・電位の一
様な帯電処理を受ける。

【００３４】接触帯電部材２は本例は帯電ローラ（ロー
ラ帯電器）であり、前述した図１２の帯電ローラ２と同
様に、導電性芯金２ａ、弾性導電層２ｂ、抵抗層２ｃか
らなる。該帯電ローラ２は感光ドラム１の回転に従動し
て回転する。感光ドラム１の回転に順の方向または逆の
方向に積極的に回転駆動させてもよい。

【００３５】帯電ローラ２の弾性導電層２ｂは、例え
ば、シリコンゴムに導電性カーボンを分散して抵抗値処
理（１０⁴ Ωｃｍ以下）したものであり、帯電ローラと
感光ドラムとの均一で安定したニップ領域を保つ役目を
している。

【００３６】また、抵抗層２ｃは、例えば、材料の固有
抵抗を生かしてエピクロルヒドリンゴム、もしくはウレ
タン樹脂・ＥＰＤＭ・ナイロン樹脂にカーボン等を分散
して抵抗値処理（１０⁷ 〜１０¹¹Ωｃｍ、厚み８０〜１
００μｍ程度）したものなどであり、感光体へのリーク
防止や内部ゴムからの可塑剤のしみ出し防止等をする。

【００３７】弾性導電層２ｂ及び抵抗層２ｃはそれぞれ
２層以上の複合層として構成することもできる。

【００３８】次いで不図示の像露光装置（原稿画像の投
影露光手段、レーザー走査露光手段等）による像露光Ｌ
を受ける。これにより、感光ドラム１の一様帯電面が露
光像パターンに対応して選択的に除電（電位減衰）され
て、感光ドラム面に静電潜像が形成される。

【００３９】そしてその静電潜像が現像装置３によりト
ナー像として現像される。

【００４０】一方、不図示の給紙装置から記録材（転写
材）Ｐが感光ドラム１と転写ローラ４との間の転写部に
所定の制御タイミングで給紙されて、感光ドラム１面側
のトナー像が記録材Ｐの面に順次に転写されていく。

【００４１】転写部でトナー像転写を受けた記録材Ｐ
は、回転感光ドラム１面から分離され、不図示の定着装
置に導入されてトナー像の定着処理を受けて画像形成物
（コピー、プリント）として出力される。

【００４２】記録材分離後の回転感光ドラム１面はクリ
ーニング装置５で転写残りトナーの除去を受けて清掃さ
れ、繰り返して作像に供される。

【００４３】図２において、６は画像形成装置のエンジ
ンコントローラーであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ク
ロック発生回路、モーター制御回路、ヒーター温調制御
回路、画像制御回路等（いずれも不図示）からなる。

【００４４】高圧電源Ｓは帯電ローラ２に対して直流電
圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳したバイアス（振動電
圧）を芯金２ａを介して印加する。この高圧電源Ｓも上
記のエンジンコントローラー６で制御される。

【００４５】（２）交流電圧の制御回路 本実施例においては、帯電ローラ２に印加する交流電圧
を定電流制御する。

【００４６】図３は帯電ローラ２に印加する交流電圧の
制御回路である。前述した図１３の制御回路と共通する
構成部材・部分は共通の符号を付した。

【００４７】発振器（発振回路）１１（ＯＳＣ１）は、
帯電ローラ２に印加する交流電圧の周波数に相当する基
準周波数からなる矩形波を送出する。なお、この発振回
路１１はエンジンコントローラー６内のクロック発生回
路によって生成、高圧電源に送出される構成でもかまわ
ない。

【００４８】その出力矩形波はトランジスタ２５を介し
てローパスフィルタ１３を通過し、正弦波に変換され
る。ローパスフィルタ１３はコンデンサ１３１・１３４
・１３５，抵抗１３２・１３３，オペアンプ１３６で構
成されている。

【００４９】変換された正弦波はトランス駆動回路（ト
ランスドライバ）１４に入力する。トランス駆動回路１
４はオペアンプ１４２とその周辺の抵抗１４１・１４３
・１４４・１４５から構成される。

【００５０】トランス駆動回路１４は正弦波の電圧を昇
圧トランス１５の１次側巻線に印加し、これにより、昇
圧トランス１５の２次巻線に正弦波の高圧電圧が発生す
る。昇圧トランス１５の２次側巻線の一端（端子３）は
高圧出力として、抵抗１６・抵抗１７・コンデンサ１８
を介して出力され、帯電ローラ２に交流電圧Ｖａｃが印
加される。

【００５１】一方、昇圧トランス１５の２次巻線の他端
（端子４）には高圧直流電源１９が接続されており、こ
の電源１９から所定の直流電圧Ｖｄｃが昇圧トランス１
５の２次側巻線、抵抗１６・抵抗１７・コンデンサ１８
を介して帯電ローラ２に上記の交流電圧Ｖａｃに重畳さ
れて印加される。

【００５２】また、昇圧トランス１５の２次側巻線の同
じく他端（巻線端４）は、コンデンサ２０を介して電流
検出回路（電流検知部）２６に接続されている。

【００５３】電流検出回路２６では、入力電流の検出値
を検出し、この検出値に応じた電圧を出力する。

【００５４】更に、オペアンプ２７は電流検出回路２６
の電圧に応じた電圧を出力し、ローパスフィルタ１３へ
の矩形波の振幅を調整する。

【００５５】この様な制御を行うことで、昇圧トランス
１５の２次側巻線の電流値、即ち帯電ローラ２に流れる
電流を所定の値に制御することができる。

【００５６】次に、電流検出回路２６を図４の回路図、
及び図５のタイムチャートを用いて詳細に説明する。

【００５７】電流検出回路２６に入力された交流電流Ｉ
ｓは、抵抗２６１及び同２６２によって交流電圧Ｖ１に
変換される。

【００５８】変換された交流電圧Ｖ１は、コンパレータ
２６３及び同２６４によって、所定の直流電圧Ｒｅｆ１
及び同Ｒｅｆ２と比較され、検出電圧パルスＶαに変換
される。

【００５９】ここでコンパレータの動作について説明す
る。コンパレータはオフ状態で出力がグランドレベル、
オン状態では出力はオープン状態となる。本回路の場
合、コンパレータ２６３はＶ１＞Ｒｅｆ２、コンパレー
タ２６４はＶ１＜Ｒｅｆ１でオン状態となり、ＶαはＨ
ｉｇｈ状態となる。従って、ＶαがＬｏｗ状態となるの
は下記の場合となる。

【００６０】Ｖ１＞Ｒｅｆ１、またはＶ１＜Ｒｅｆ２ 図５のタイムチャートにおいて、（ａ）は、時間ｔ１〜
ｔ２及びｔ３〜ｔ４の区間でＶαがＬｏｗ状態となる。

【００６１】（ｂ）のタイムチャートは、（ａ）の場合
よりも大きな交流電流が入力された場合の例である。

【００６２】この図から分かる様に、検出電圧パルスＶ
αがＬｏｗ状態となる時間は、電流値が大きくなるに従
って大となる。

【００６３】本実施例においては、この検出電圧パルス
Ｖαのデューティ比と、基準となるパルスのデューティ
比とを比較し、この比較結果に応じて出力電圧を制御
し、定電流制御を実現するものである。

【００６４】次に、この検出電圧パルスＶαと、基準と
なるパルスＶβのデューティ比を比較する回路について
説明する。図４において、トランジスタ２６８・抵抗２
７０・ダイオード２６７はコンデンサ２７６に電流Ｉ１
を流し込む充電回路である。トランジスタ２６８のベー
ス／エミッタ間と、電流Ｉ１によって発生する抵抗２７
０間の電圧を加算した電圧は、ダイオード２６７の順電
圧と同じ電圧に保たれる。よって電流Ｉ１はトランジス
タ２６８によって所定の定電流値に制限される。

【００６５】一方、トランジスタ２６９・抵抗２７１・
ダイオード２６６、及びトランジスタ２７２・抵抗２７
５・ダイオード２７４はそれぞれコンデンサ２７６に充
電された電荷を電流Ｉ２、Ｉ３によって放電する放電回
路である。

【００６６】検出パルス電圧ＶαがＨｉｇｈ状態の場合
は、前述の充電回路２６８・２７０・２６７での動作と
同様に、トランジスタ２６９がオン状態となり、定電流
Ｉ２が流れる。

【００６７】一方、検出パルス電圧ＶαがＬｏｗ状態の
場合は、トランジスタ２６９がオフ状態となり、電流Ｉ
２は流れない。

【００６８】同様に、トランジスタ２７２は基準パルス
Ｖβによって駆動され、トランジスタ２７２はＶβがＨ
ｉｇｈ状態でオンとなり、定電流Ｉ３が流れる。ここ
で、基準パルスＶβは発振器２７８によって送出される
矩形波である。

【００６９】基準パルスＶβはエンジンコントローラー
６（図２）内のクロック発生回路によって生成、高圧電
源に送出される構成でもかまわない。

【００７０】トランジスタ２６８／２６９／２７２、抵
抗２７０／２７１／２７５、及びダイオード２６６／２
６７／２７４をそれぞれ同じ特性の部品とすることで、
電流Ｉ１、Ｉ２及びＩ３は同じ電流値となる。この場
合、電流Ｉ１、Ｉ２、及びＩ３によって充放電されたコ
ンデンサ２７６の電圧Ｖｄは下記の条件が成立する場合
で安定する。

【００７１】検出電圧パルスのデューティ比をα、基準
電圧パルスのデューティ比をβとすると、 α＋β＝１ オペアンプ２２７は充電電圧Ｖｄで抵抗５０２を介して
トランジスタ５０１を駆動し、電圧Ｖ２の制御する。電
圧Ｖ２は電流検出回路２６の出力として、発振器１１の
出力部にフィードバックされる。

【００７２】この様な制御を行うことで、上記関係が成
り立つ様に昇圧トランス１５の出力電圧が制御され、帯
電ローラ２に流れる電流が所定の値に保たれる。

【００７３】以上のことから、コンパレータ２６３・２
６４の基準電圧Ｖｒｅｆ１／Ｖｒｅｆ２、及び基準電圧
パルスのデューティ比βを適当な値に設定することで、
帯電ローラ２に印加する交流電圧を、任意の電流値で定
電流制御できる。

【００７４】ここで、本実施例における帯電装置及び帯
電制御方法において、帯電ローラ２に流れる電流に歪み
が発生した場合の動作を図６を用いて説明する。

【００７５】図６は電流波形を示しており、波形（ａ）
は歪みが無い場合の波形、即ち正弦波である。これに対
して波形（ｂ）は帯電ローラ２の特性により、電流波形
に歪みが生じた場合の波形である。本実施例において
は、所定の電流レベルＶｒｅｆ１以上となっている時間
の幅が一定となる様に制御を行っていることから、波形
（ｂ）の様に、電流のピーク値が、歪みが生じていない
場合よりも低くなる様に制御される。即ち、歪みの発生
による電流の実効値の上昇は小さく抑えられる。

【００７６】帯電ローラ２の特性変動による電流波形歪
みの程度を考慮してＶｒｅｆ１、及びＶｒｅｆ２の値を
設定し、電流の実効値の変動を最小にすることで、帯電
ローラ２の特性に関係なく帯電条件を最適な状態にする
ことが可能となる。

【００７７】〈実施例２〉（図７〜図９） 前記の実施例１においては、帯電ローラ２に流れる交流
電流を変換して得られた検出パルスＶαと、発振器ＯＳ
Ｃ２（図４）によって生成された基準パルスＶβのデュ
ーティ比を比較することで定電流制御を行った。

【００７８】これに対して、本実施例においては、帯電
ローラ２に印加する交流電圧の基準周波数からなる矩形
波、即ち実施例１における発振器ＯＳＣ１（図３）を定
電流制御する際の基準パルスとして用いることを特徴と
する。

【００７９】本実施例における制御回路を図７及び図８
を用いて説明する。実施例１の図３・図４の制御回路と
共通する構成部材・部分は共通の符号を付した。図８は
本実施例における電流検出回路２６の内部回路である。
基準パルスの入力となるトランジスタ２８０には帯電ロ
ーラ２に印加する交流電圧の基準周波数からなるパルス
入力される。即ち、発振器ＯＳＣ１（図７）から出力さ
れる矩形波が入力される。その他の回路構成及び回路動
作については実施例１と同じである。

【００８０】図９は回路動作が安定状態となり、定電流
動作している場合のコンパレータ入力電圧Ｖ１、電流検
出パルスＶα、基準パルスＶγのタイムチャートであ
る。基準パルスＶγは帯電ローラ２に印加する正弦波電
圧を生成する基準矩形波であるので、デューティ比は５
０％である。

【００８１】本実施例においても、前述と同様に、α＋
γ＝１が成り立つ様に制御されることから、Ｖαのデュ
ーティ比が５０％となる状態で回路は安定する。図９は
検出パルスＶαのデューティ比が５０％の状態のタイム
チャートである。

【００８２】図９に示す様に、コンパレータ２６４・２
６３（図８）の比較基準電圧Ｒｅｆ３及びＲｅｆ４を適
当な電圧に設定することで、帯電ローラ２に印加する交
流電圧を任意の電流値で定電流制御できる。

【００８３】帯電装置をこのような構成にすることで、
従来の回路から新たに基準パルス回路を追加することな
く、電流歪みの発生による電流の実効値の上昇を小さく
抑えられる。

【００８４】〈実施例３〉（図１０・図１１） 前記の実施例１・同２においては、帯電ローラ２に印加
する交流電流が所定の電流範囲内となるデューティ比を
検出し、これを基に印加電圧を制御して定電流制御を行
った。

【００８５】これに対して、本実施例においては、帯電
ローラ２に印加する交流電流の平均電流値を検出し、こ
の結果を基に印加電圧を制御して定電流制御することを
特徴とする。

【００８６】本実施例での制御回路は、実施例１におけ
る電流検出方法のみが異なるものであり、前記の図３に
おいて、電流検出回路２６の内部が異なる。本実施例に
おける該電流検出回路２６を図１０及び図１１を用いて
説明する。

【００８７】即ち、図１０において、電流検出回路２６
へ入力された入力電流Ｉ４は電流Ｉ５及びＩ６に分流さ
れる。この内、電流Ｉ６はダイオード２８１を介して、
平滑コンデンサ２８４に充電される。図１１は入力電流
Ｉ４とその分流Ｉ６のタイムチャートである。

【００８８】図１１に示す様に、電流Ｉ６はダイオード
２８１の動作により片側整流される。抵抗２８３は平滑
コンデンサ２８４の放電用抵抗であるが、平滑コンデン
サ２８４の容量に比べて抵抗値は十分に大きく設定され
ており、電流Ｉ６は平滑コンデンサ２８４の電圧値Ｖ５
は直流に変換される。

【００８９】変換電圧値Ｖ５は、電流Ｉ６の時間平均値
をＩ６（ＡＶ）、抵抗２８３の抵抗値をＲ２８３とする
と、下記のようになる。

【００９０】 Ｖ５＝Ｒ２８３×Ｉ６（ＡＶ）・・・・・式（１） この変換電圧値Ｖ５は入力電流Ｉ４の平均値に対応する
値であり、即ち帯電電流の平均値に対応する値である。

【００９１】変換電圧値は、オペアンプ２８６によっ
て、所定の電圧Ｒｅｆ４と比較されて電流検出回路２６
の出力として出力される。

【００９２】出力値は、実施例１や同２の場合と同じよ
うに、帯電ローラ２の基本周波数の矩形波の出力部にフ
ィードバックされ、帯電電圧が制御されることで定電流
制御が行われる。

【００９３】ここで、時間平均値Ｉ６（ＡＶ）と入力電
流Ｉ４と関係について説明する。

【００９４】ダイオード２８１のアノード側の電圧をＶ
４、ダイオード２８１の順方向電圧をＶｆ、抵抗２８２
の抵抗値をＲ２８２、とすると下記の関係がそれぞれ成
り立つ。

【００９５】 Ｖ４＝Ｖ５＋Ｖｆ ・・・・・式（２） Ｉ６＝Ｉ４−Ｖ４／Ｒ２８３ ・・・・・式（３） 更に、図１１に示す様に、ダイオード２８１がオン状態
となる時の入力電流の位相をθ１とすると、電流Ｉ６の
平均値Ｉ６（ＡＶ）は下記のようになる。

【００９６】

【数１】 式（１）〜式（４）の関係から、抵抗２８２・２８３及
び基準電圧Ｒｅｆ４の設定により、変換電圧Ｖ５の大き
さを適当な値にすることで、帯電ローラ２に流れる電流
の平均値を任意の大きさで制御することが可能となる。

【００９７】本実施例で示したように、帯電ローラ２に
流れる電流の平均値を検知し、これを基に帯電電圧を定
電流制御することで、帯電電流に歪みが発生した場合で
も、電流の実効値の大きさをほぼ一定に制御することが
可能となる。

【００９８】〈その他〉 １）接触帯電部材は、実施例の帯電ローラに限られるも
のではないことは勿論であり、ブレード型、パッド型、
ロッド型、ブロック型、ワイヤ型、ブラシ型等その形態
は任意である。

【００９９】２）振動電圧（交番電圧）の振動成分の波
形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能で
ある。また、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。このように振
動成分の波形としては時間とともに電圧値が周期的に変
化する電圧が使用できる。

【０１００】３）画像形成装置の作像原理・プロセスは
電子写真の限られないことは勿論である。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、振動
成分を備える電圧を帯電部材に印加して被帯電体を帯電
する帯電装置について帯電部材に流れる電流の歪みによ
る電流の実効値の変動を抑制して、帯電不良の発生、被
帯電体の表面層の削れ等の問題を解消あるいは低減する
ことができる。

【０１０２】また該帯電装置を用いた画像形成装置にあ
っては、帯電部材に流れる電流の歪みによる電流の実効
値の変動による帯電不良等に起因する出力画像不良の発
生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１における画像形成装置例の概略構成
模型図

【図２】 帯電ローラ部分の拡大模型図

【図３】 帯電ローラに印加する交流電圧の制御回路図

【図４】 電流検出回路の回路図

【図５】 電流検出回路のタイムチャート

【図６】 電流検出回路の動作説明図

【図７】 実施例２の、帯電ローラに印加する交流電圧
の制御回路図

【図８】 電流検出回路の回路図

【図９】 電流検出回路のタイムチャート

【図１０】 実施例３の、電流検出回路の回路図

【図１１】 電流検出回路のタイムチャート

【図１２】 接触式帯電装置例（ローラ帯電装置）の模
型図

【図１３】 帯電ローラに印加する振動電圧の振動成分
である交流電圧を定電流制御する回路の一例のブロック
図

【図１４】 電流波形の歪みの説明図

【符号の説明】

１ 感光ドラム（被帯電体） ２ 帯電ローラ（接触帯電部材） Ｓ 高圧電源（帯電バイアス印加電源） ６ エンジンコントローラー １１ 発振器 １３ ローパスフィルタ １４ トランス駆動回路 １５ 昇圧トランス １９ 高圧直流電源 ２６ 電流検出回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体に接触または近接可能な帯電部
   材を有し、発振器から送られる出力パルスに基づいた振
   動成分を備える電圧を前記帯電部材に印加して前記被帯
   電体を帯電する帯電装置において、 前記帯電部材に印加する電圧の振動成分を可変する電圧
   可変手段と、 前記帯電部材に流れる電流値が所定の電流値の範囲内と
   なるデューティ比を検出するデューティ比検出手段と、 前記デューティ比検出手段のデューティ比検出結果に基
   づいて前記電圧可変手段を制御し前記帯電部材に対する
   印加電流を定電流制御する定電流制御手段と、を有する
   ことを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の帯電装置において、前
   記デューティ比検出手段は、前記帯電部材に流れる電流
   値が所定の電流値の範囲内となるデューティ比に応じた
   パルス波形として出力することを特徴とする帯電装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の帯電装置にお
   いて、前記定電流制御手段は、前記デューティ比検出手
   段のデューティ比検出結果と所定の基準信号とを比較す
   る比較手段を有し、前記比較手段の比較結果に基づいて
   前記電圧可変手段を制御することを特徴とする帯電装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の帯電装置にお
   いて、前記定電流制御手段は、前記デューティ比検出手
   段のデューティ比検出結果と前記発振器の出力パルスの
   デューティ比とを比較する比較手段を有し、前記比較手
   段の比較結果に基づいて前記電圧可変手段を制御するこ
   とを特徴とする帯電装置。
5. 【請求項５】 被帯電体に接触または近接可能な帯電部
   材を有し、発振器から送られる出力パルスに基づいた振
   動成分を備える電圧を前記帯電部材に印加して前記被帯
   電体を帯電する帯電装置において、 前記帯電部材に印加する電圧の振動成分を可変する電圧
   可変手段と、 前記帯電部材に流れる振動電流値の平均値を検出する平
   均電流値検出手段と、 前記平均電流値検出手段の出力値と所定の基準値とを比
   較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果に基づいて前記電圧可変手段を
   制御し前記帯電部材に対する印加電流を定電流制御する
   定電流制御手段と、 を有することを特徴とする帯電装置。
6. 【請求項６】 像担持体に電圧を印加した帯電部材を接
   触または近接させて該像担持体を帯電する帯電手段を含
   む作像プロセス手段にて画像形成がなされる画像形成装
   置において、前記帯電手段が請求項１乃至５の何れか１
   つに記載の帯電装置であることを特徴とする画像形成装
   置。