(57)【要約】【課題】像担持体としての感光体の現像部における正確な暗減衰量を測定し、電位制御を行ってより高品質な画像を形成できる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部１４は、通常画像形成時における、感光体１の帯電手段２と対向する対向部が、現像手段４と対向する位置に到達するまでの時間をΔＴpとし、モード時における、感光体１の帯電手段２と対向する対向部が、電位測定手段８と対向する位置に到達するまでの時間をΔＴmとしたとき、モード時における感光体１の回転速度をΔＴmとΔＴpとが略同じとなるように制御する。【選択図】図９
2014174486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転移動可能な感光体と、
前記感光体表面を帯電する帯電手段と、
表面を帯電された前記感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、
前記感光体の回転移動方向に沿って前記帯電手段よりも下流、且つ、前記現像手段より上流に配設され、前記感光体の表面電位を測定する電位測定手段と、
前記帯電手段に印加する電圧のバイアスと、前記電位測定手段が測定した前記感光体の表面電位と、に基づいて画像形成条件を制御するモードを実行する制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記制御部は、
通常画像形成時における、前記感光体の前記帯電手段と対向する対向部が、前記現像手段と対向する位置に到達するまでの時間をΔＴpとし、
前記モード時における、前記感光体の前記帯電手段と対向する対向部が、前記電位測定手段と対向する位置に到達するまでの時間をΔＴmとしたとき、
前記モード時における前記感光体の回転速度を前記ΔＴmと前記ΔＴpとが略同じとなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記モード時における前記感光体の回転速度を前記ΔＴmと前記ΔＴpとの差ΔＴmp＝ΔＴm−ΔＴpが、−０．１×ΔＴp≦ΔＴmp≦０．１×ΔＴpとなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記感光体は、ドラム状の感光ドラムであって、前記感光ドラム表面の前記帯電手段と対向する位置から前記電位測定手段の対向する位置までの円弧の長さをＤ１、前記帯電手段の対向する位置から前記現像手段の対向する位置までの円弧の長さをＤ２とし、
画像形成時における前記感光ドラムの周速度をｖpとしたとき、
前記モードを行う際の前記感光ドラムの周速度ｖmが、
ｖm＝（Ｄ１／Ｄ２）×ｖp
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
回転移動可能な感光体と、
前記感光体表面を帯電させる第一の帯電手段と、
表面を帯電された前記感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、
前記感光体の回転移動方向に沿って前記第一の帯電手段よりも下流、且つ、前記現像手段より上流に配設され、交流電圧を印加することが可能である第二の帯電手段と、
前記第一の帯電手段及び前記第二の帯電手段に電圧を印加する複数の電源と、
前記第二の帯電手段に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段が検知した第二の帯電手段に流れる直流電流に基づいて前記感光体の電位を測定する電位測定手段と、
前記第一の帯電手段に印加する電圧のバイアスと、前記電位測定手段が測定した前記感光体の表面電位とに基づいて画像形成条件を制御するモードを実行する制御部と、
を有する画像形成装置において
前記制御部は、
通常画像形成時における前記感光体の前記第一の帯電手段と対向する対向部が、前記現像手段と対向する位置に到達するまでの時間をΔＴpとし、
前記モード時における前記感光体の前記第一の帯電手段と対向する対向部が、前記電位測定手段である前記第二の帯電手段と対向する位置に到達するまでの時間をΔＴmとしたとき、
前記モード時における前記感光体の回転速度を
前記ΔＴmと前記ΔＴpとが略同じとなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記モード時における前記感光体の回転速度を前記ΔＴmと前記ΔＴpとの差ΔＴmp＝ΔＴm−ΔＴpが、−０．１×ΔＴp≦ΔＴmp≦０．１×ΔＴpとなるように制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記感光体は、ドラム状の感光ドラムであって、前記感光ドラム表面の前記第一の帯電手段と対向する位置から、前記第二の帯電手段の対向する位置に到達するまでの前記感光ドラムの表面の円弧の長さをＤ３、前記第二の帯電手段の対向する位置から前記現像手段の対向する位置までの前記感光ドラムの表面の円弧の長さをＤ４とし、
画像形成時における前記感光ドラムの周速度をｖpとしたとき、
前記モードを行う際の前記感光ドラムの周速度ｖmが、
ｖm＝（Ｄ３／Ｄ４）×ｖp
であることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電流検知手段が検知する直流電流値が０となるまで前記第二の帯電手段にて帯電バイアスを変更することを特徴とする請求項４〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ及びプロセスカートリッジなどの電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、像担持体としての感光体に接触して感光体を帯電する帯電部材を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において像担持体として一般的に使用されている感光体は、表面を帯電装置で帯電した後、暗所においても時間の経過とともに帯電電位が低下する（帯電量が減少する）、所謂、暗減衰を起こすことが知られている。例えば、感光体が回転するものである時には、帯電後に感光体が回転移動した距離に応じて電位が低下することになる。
【０００３】
帯電装置による帯電位置から現像装置による現像位置までの間の感光体の暗減衰量が正確に検知されないと、現像位置において適切な画像形成条件にならずに、高品質の画像を得ることが難しいことがある。
【０００４】
そこで、この暗減衰に関する不具合に対して、従来、種々の提案がなされている。従来の暗減衰補正方法は、概略、次のようなものである。例えば特許文献１によれば、帯電装置において感光体をある電位に帯電させ、帯電後の電位を表面電位検出手段にて測定する。その後、帯電装置、前露光装置をＯＦＦした状態で感光体を周回させた後の電位を再び表面電位検出手段にて測定する。そして、初期状態との差分から現像位置での暗減衰量を予測して現像バイアス等を制御するという方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３２３７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように感光体を１周させた前後では、現像手段、転写手段、クリーニング手段等の感光体に対して当接する部材の影響により、感光体の表面電位が変動し、正確な暗減衰量を測定することは難しい。
【０００７】
さらに、感光体の所定の位置が実際の帯電部から現像部へ移動する時間よりも長い時間の暗減衰を検知して予測するため、正確な電位検知が最も必要な、現像部における正確な暗減衰量を測定することは難しい。
【０００８】
正確に暗減衰量を測定することができずに、正確な電位制御が行えない場合には、カブリ取り電位が保証できない。このために、カブリ取り電位が小さくなる場合にはカブリが発生したり、逆にカブリ取り電位が大きくなる場合には感光体へのキャリア付着が発生したりしてしまうことがある。又、耐久により感光体の帯電能自体が悪化した場合には、暗減衰量が大きくなり、カブリ、キャリア付着への影響が大きくなる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、像担持体としての感光体の現像部における正確な暗減衰量を測定し、電位制御を行ってより高品質な画像を形成できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転移動可能な感光体と、前記感光体表面を帯電する帯電手段と、表面を帯電された前記感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記感光体の回転移動方向に沿って前記帯電手段よりも下流、且つ、前記現像手段より上流に配設され、前記感光体の表面電位を測定する電位測定手段と、前記帯電手段に印加する電圧のバイアスと、前記電位測定手段が測定した前記感光体の表面電位と、に基づいて画像形成条件を制御するモードを実行する制御部と、を有する画像形成装置において、前記制御部は、通常画像形成時における、前記感光体の前記帯電手段と対向する対向部が、前記現像手段と対向する位置に到達するまでの時間をΔＴpとし、前記モード時における、前記感光体の前記帯電手段と対向する対向部が、前記電位測定手段と対向する位置に到達するまでの時間をΔＴmとしたとき、前記モード時における前記感光体の回転速度を前記ΔＴmと前記ΔＴpとが略同じとなるように制御することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、像担持体としての感光体の現像部における正確な暗減衰量を測定し、電位制御を行ってより高品質な画像を形成できる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成断面図である。
【図２】帯電ローラの概略構成図である。
【図３】画像形成装置の動作シーケンス図である。
【図４】帯電ローラに対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。
【図５】実施例１の感光ドラム上の帯電ローラ、電位センサ、現像装置の位置関係を示した概略断面図である。
【図６】本発明の実施例１の制御を行ったときの感光ドラムの各位置における表面電位を示した図である。
【図７】帯電ローラに印加したＤＣ電圧と感光体表面電位との関係を示す図である。
【図８】実施例１における、通常作像時のドラム電位の暗減衰を示す図である。
【図９】実施例１の制御フローチャートである。
【図１０】本発明の実施例２に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図１１】実施例２の第二の帯電ローラに対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。
【図１２】実施例２の感光ドラム上の帯電ローラ、現像装置の位置関係を示した概略図である。
【図１３】実施例２の制御を行ったときの感光ドラムの各位置における表面電位を示した図である。図１３（ａ）は制御開始した時点を示した図であり、図１３（ｂ）は測定される直流電流値が０になった時点を示した図である。
【図１４】実施例２の制御を行ったときの感光ドラムの各位置における表面電位を示した図である。
【図１５】実施例２の制御フローチャートである。
【図１６】実施例３の制御によって求められた、時間間隔と暗減衰の関係を示した図である。
【図１７】実施例３の制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１４】
実施例１
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置１０は、接触帯電方式を採用した電子写真方式のレーザビームプリンタである。まず、図１および図２を参照して、本実施例のレーザビームプリンタとされる画像形成装置１０の全体構成について説明する。
【００１５】
図１に示すように、画像形成装置１０は、像担持体として、回転移動可能なドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１を有する。感光ドラム１の周囲には接触式帯電手段である帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写手段５、クリーニング装置７が配設されている。また、帯電ローラ２と露光装置３の間には電位測定センサ８が配設されている。
【００１６】
本実施例において、感光ドラム１は、帯電特性が負帯電性のａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光体であり、外径３０ｍｍ、中心支軸を中心に３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって曲線矢印Ｒ１の方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）の表面に、光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ約２０μｍ）とを下から順に塗り重ねた構成をしている。尚、感光ドラム１としては、アモルファスシリコン感光体に限らず、例えば有機光導電体（ＯＰＣ）を用いることができる。
【００１７】
図１に示すように、画像形成装置１０は、感光ドラム１の表面（感光体表面）を一様に帯電処理する接触式帯電手段として、帯電ローラ２を有する。帯電ローラ２は、感光ドラム１との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して感光ドラム１表面を帯電する。
【００１８】
図２に示すように、帯電ローラ２は、芯金（支持部材）２ａの両端部をそれぞれ軸受け部材２ｅにより回転自在に保持されると共に、押圧ばね２ｆによって感光ドラム１に向かって付勢して、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１の回転に従動して図中曲線矢印Ｒ２の方向（時計回り）に回転する。感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電部（帯電ニップ部）ａである。
【００１９】
帯電ローラ２は長手長さ３２０ｍｍ、直径１４ｍｍである。また、図２の概略構成図に示すように、芯金２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄとを下から順次に積層した３層構成である。
【００２０】
芯金２ａは直径６ｍｍのステンレス丸棒である。下層２ｂは、カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ3、体積抵抗値１０2〜１０9Ωｃｍであり、層厚は約３．５ｍｍである。中間層２ｃは、カーボン分散のＮＢＲゴム、体積抵抗値１０2〜１０5Ωｃｍであり、層厚は約５００μｍである。表層２ｄはフッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫、カーボンを分散した構成で、体積抵抗値は１０7〜１０10Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲｚ）は１．５μｍ、層厚は約５μｍである。
【００２１】
帯電ローラ２の芯金２ａには、帯電電源ＰＳ１より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加される。
【００２２】
本実施例では、帯電電源ＰＳ１はＤＣおよびＡＣ電源にて形成される。これにより、回転する感光ドラム１表面は、所定の極性・電位に接触帯電処理される。ここでは、−５００Ｖに一様に帯電処理されるが、具体的な帯電バイアス制御については詳しく後述する。
【００２３】
図１に示すように、画像形成装置１０は、帯電ローラ２にて帯電処理された感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する情報書き込み手段として露光手段たる露光装置３を有する。本実施例において、露光装置３は半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。レーザビームスキャナ３は、画像読み取り装置（図示せず）などのホスト処理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Ｌを出力する。そして、一様に帯電処理された回転する感光ドラム１の表面を、露光部（露光位置）ｂにおいてレーザ走査露光（イメージ露光）する。このレーザ走査露光により、感光ドラム１の表面のレーザ光Ｌで照射されたところの電位が低下し、回転する感光ドラム１の表面には、画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【００２４】
次に、画像形成装置１０は、感光ドラム１上の静電潜像に従ってトナーを供給し、静電潜像をトナー画像（現像剤像）として反転現像する現像手段として、現像装置（現像器）４を有する。本実施例においては、現像装置４はトナーとキャリアからなる二成分現像剤を担持搬送する磁気ブラシ４ａを、現像部ｃで感光ドラム１に接触させながら現像を行う二成分接触現像方式を採用した現像装置である。
【００２５】
現像装置４の磁気ブラシ４ａには現像電源ＰＳ２から所定の現像バイアスが印加される。本実施例においては、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、振動電圧は、周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶ、矩形波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。直流電圧は、現像部における感光ドラム１の電位に対して適正なカブリ取り電位になるように適宜設定されるが、詳細は後述する。
【００２６】
図１に示すように、画像形成装置１０は、転写手段として転写装置５を有する。本実施例においては、転写装置５は転写ローラである。転写ローラ５は、感光ドラム１に所定の押圧力をもって圧接され、その圧接ニップ部が転写部ｄである。この転写部ｄに紙機構部（図示せず）から所定の制御タイミングにて記録材Ｐが給送される。
【００２７】
転写部ｄに給送された記録材Ｐは、回転する感光ドラム１と転写ローラ５との間に挟持されて搬送される。その間、転写ローラ５には転写電源ＰＳ３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、本実施例では＋６００Ｖが印加される。これにより、転写部ｄを挟持搬送されていく記録材Ｐの表面に感光ドラム１の表面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。
【００２８】
なお、画像形成装置１０の構成は、本実施例の画像形成装置１０のように必ずしも感光ドラム１からトナー像を直接記録材Ｐに転写する構成ではなく、感光ドラム１からトナー像を一時的に保持し搬送する中間転写体に転写し、中間転写体から記録材Ｐに転写する構成であってもよい。
【００２９】
転写部ｄを通ってトナー画像の転写を受けた記録材Ｐは、感光ドラム１の表面から順次に分離されて定着装置６へ搬送される。本実施例では、定着装置６は熱ローラ定着装置であり、この定着装置６により記録材Ｐは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。
【００３０】
転写部ｄにおける記録材Ｐへのトナー画像転写後に、感光ドラム１の表面に若干量残留する転写残トナーは、クリーニング部ｅにおいて、クリーニング装置７によって感光ドラム１の表面から除去される。ここでは、転写残トナーの除去手段としてクリーニング装置を用いる画像形成装置の例を挙げたが、転写残トナーの電荷適正化手段を有し、現像装置にて現像同時回収するクリーナレス方式の画像形成装置においても、本発明の適用が可能である。
【００３１】
また、画像形成装置１０は、感光ドラム１上の電位測定部ｆにおける表面電位を測定する電位測定手段として、電位センサ８を有する。
【００３２】
次に、本実施例に係る画像形成装置１０の動作について説明する。
【００３３】
図３は上記画像形成装置１０の動作シーケンス図である。
【００３４】
（１）初期回転動作（前多回転行程）
画像形成装置１０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、制御回路が感光ドラム１を回転駆動させ、また定着装置６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。
【００３５】
（２）印字準備回転動作（前回転行程）
プリント信号−オンから実際に画像形成（印字）行程動作がなされるまでの間の画像形成前の準備回転動作期間であり、初期回転動作中にプリント信号が入力したときには初期回転動作に引き続いて実行される。プリント信号の入力がないときには初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて感光ドラム１の回転駆動が停止され、画像形成装置１０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されると、制御回路により印字準備回転動作が実行される。
【００３６】
（３）印字行程（画像形成行程、作像行程）
所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて、制御回路により回転する感光ドラム１に対する作像プロセスが実行され、回転する感光ドラム１の表面に形成されたトナー画像の転写材Ｐへの転写、定着装置６によるトナー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。
【００３７】
連続印字（連続プリント）モードの場合は上記の印字行程が所定の設定プリント枚数ｎ枚分繰り返して実行される。
【００３８】
（４）紙間行程
連続印字モードにおいて、一の転写材Ｐの後端部が転写位置ｄを通過した後、次の転写材Ｐの先端部が転写位置ｄに到達するまでの間の、転写位置における転写材Ｐの非通紙状態期間である。
【００３９】
（５）後回転動作
最後の転写材Ｐの印字行程が終了した後もしばらくの間、制御回路がメインモータの駆動を継続させて感光ドラム１を回転駆動させ、所定の後動作を実行させる期間である。
【００４０】
（６）スタンバイ
所定の後回転動作が終了すると、制御回路によりメインモータの駆動が停止されて感光ドラム１の回転駆動が停止され、画像形成装置１０は次のプリントスタ−ト信号が入力するまでスタンバイ状態に保たれる。
【００４１】
１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、画像形成装置１０は後回転動作を経てスタンバイ状態になる。
【００４２】
スタンバイ状態において、プリントスタート信号が入力すると、画像形成装置１０は前回転行程に移行する。
【００４３】
（３）の印字行程時が画像形成時であり、（１）の初期回転動作、（２）の前回転動作、（４）の紙間行程、（５）の後回転動作が非画像形成時である。
【００４４】
次に、本実施例における画像形成装置１０の感光ドラム１の帯電手段である帯電ローラ２と暗減衰量検知について説明する。
【００４５】
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。
【００４６】
図４に示すように、帯電ローラ２においては、電圧印加手段である帯電電源ＰＳ１が直流（ＤＣ）電源１１と交流（ＡＣ）電源１２とを有している。制御部である制御回路１４により帯電電源ＰＳ１から直流電圧に周波数ｆｒの交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加されることで、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。
【００４７】
制御回路１４は、ＤＣ電源１１から第一の帯電ローラ２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１２から第一の帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧値もしくは交流電流値と、を制御する機能を有する。
【００４８】
さらに、制御回路１４は、感光ドラム１の駆動源Ｍを制御して、暗減衰量検知モードにおける感光ドラム１の回転速度を制御する機能を有するほか、不図示の記憶部を内蔵し、画像形成条件の各パラメータを記憶／格納する機能を有する。
【００４９】
本実施例の暗減衰量測定モードにおいては、制御回路１４によって画像形成装置１０のプロセススピードを可変とすることにより、感光ドラム１上のある一点が帯電ローラ２の対向部である対向する位置を通過してから電位センサ８に対向する位置に到達するまでの時間を可変とした。そして、電位センサ８によって感光ドラム１の表面電位を測定し、制御回路１４がその間の電位変動を検出する。これらの結果を用いると、制御回路１４により所望の時間間隔に対する暗減衰量を測定することができる。
【００５０】
ここで、本実施例の暗減衰量測定モードの制御について、詳細に説明する。なお、本実施例の制御は、印字準備回転動作（前回転行程）時に、温度２３℃、湿度５０％の環境で行われた。
【００５１】
まず、画像形成装置１０のプロセススピードの設定について述べる。本実施例の暗減衰量測定モードにおいては、画像形成装置１０のプロセススピードが可変となっており、所望の経過時間後における暗減衰量を制御回路１４が測定できるようになっている。ここでは、特に、通常の画像形成時において、帯電部ａで形成された電位が現像部ｃに到達するまでに減衰する暗減衰量を測定することを目的としている。これは、画像形成においては、帯電部ａで形成された電位が現像部ｃに到達するまでの暗減衰量を制御回路１４が正確に検知し、適正な画像形成条件とすることが最も重要であるためである。
【００５２】
つまり、通常の画像形成時において、帯電部ａで形成された電位が現像部ｃに到達するまでの時間と帯電部で形成された電位が電位測定部ｆに到達するまでの時間が同じあるいはこれらの時間差が小さければ、現像部ｃの暗減衰量が測定できる。しかし、実際の現像部ｃと電位測定部ｆは同じ位置に無い。そのため、暗減衰量モード時には、装置のプロセススピードを変更することによって電位が形成されてからの経過時間を通常画像形成時と略同じにする必要がでてくる。よって、暗減衰量測定モードにおいてはスピードを変化させることが必要となる。
【００５３】
本実施例での暗減衰量測定モードにおける装置のプロセススピードｖmは、以下の手順で制御回路１４が決定した。図５に示されるように、感光ドラム１の断面において、感光ドラム表面の感光ドラム１に接触する帯電ローラ２の位置である帯電部ａから電位センサ８の位置（電位測定部）ｆまでの円弧の長さをＤ１とする。また、感光ドラム１に接触する帯電ローラ２の位置（帯電部）ａから現像手段４の位置（現像部）ｃまでの円弧の長さをＤ２とする。また、通常の画像形成時における感光ドラム１のプロセススピードを周速度ｖpとしたとき、画像形成時において帯電部ａで形成された電位が現像部ｃに到達するまでの時間ΔＴpは、
ΔＴp＝Ｄ２／ｖp
である。一方、暗減衰量測定モードにおいて第一の帯電ローラ２で形成された電位が電位センサ８の位置ｆに到達するまでの時間ΔＴmは、
ΔＴm＝Ｄ１／ｖm
である。制御回路１４がΔＴpに対する暗減衰量を求めるためには、ΔＴp＝ΔＴmであるから、
ｖm＝（Ｄ１／Ｄ２）×ｖp
と求められる。
【００５４】
本実施例においては、具体的には、Ｄ１＝１０ｍｍ、Ｄ２＝４０ｍｍであり、前述の通り、画像形成時のプロセススピードが３００ｍｍ／ｓであるため、暗減衰量測定モードに最適なプロセススピードは、
ｖm＝（Ｄ１／Ｄ２）×ｖp＝７５（ｍｍ／ｓ）
である。
【００５５】
本実施例では、制御回路１４が上記のように暗減衰量測定モードの周速度ｖmを決定したが、この方法に限定されるものではなく、制御回路１４が一旦、感光ドラム１を停止させたり、減速させたりして、ΔＴp＝ΔＴmとなるように調整しても良い。
【００５６】
又、実際には、通常画像形成時と暗減衰量測定モード時との経過時間との差ΔＴmp＝ΔＴm−ΔＴpは、−０．１×ΔＴp≦ΔＴmp≦０．１×ΔＴpとすることによって好結果を得ることができる。
【００５７】
次に、暗減衰量測定モードにおける各バイアスの設定と暗減衰量の測定方法について、図６に基づいて述べる。図６に示すように、本実施例では、帯電ローラ２に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵを−５００Ｖとした。これは、印字行程（画像形成行程、作像行程）における帯電部ａ通過後の目標感光ドラム電位と同等である。また、帯電ＡＣバイアスＶａｃＵとして、１５００Ｖｐｐとした。これは、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。このように、帯電ＡＣバイアスが放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧という条件のときには、帯電ローラ２を通過した感光ドラム１の表面電位は印加したＤＣバイアスと同電位に収束することが知られている。
【００５８】
図７は温度２３℃、湿度５０％の環境における、帯電ローラ２に印加したＤＣ電圧と感光ドラム１の表面電位との関係を示すグラフである。図７に示すように、放電開始電圧Ｖｔｈは約６００Ｖであることから、印加するＡＣバイアスは、Ｖｔｈの２倍である１２００Ｖｐｐ以上であればよい。実際、本実施例においては、制御回路１４により帯電ローラ２に１５００ＶｐｐのＡＣ電圧が印加され、帯電ローラ２を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図６）。
【００５９】
一方、図６に示すように、本実施例では、電位センサ８における位置での感光ドラム１の電位は−４４７Ｖであった。これは、時間間隔ΔＴmの間に、帯電ローラ２によって感光ドラム１上に形成された−５００Ｖのドラム電位が、−４４７Ｖまで減衰したことを示している。
【００６０】
上述の通り、ΔＴp＝ΔＴmであるから、通常画像形成時において帯電部ａで形成された電位が現像部ｃに到達するまでの時間間隔と同等である。即ち、図８に示すように、通常画像形成時において、帯電部ａ通過直後に−５００Ｖまで上昇した感光ドラム１の電位は、現像部ｃに到達する時点では、−４４７Ｖまで低下していることを示している。
【００６１】
このようにして求められた時間間隔に対する暗減衰量の関係は、制御部１４によって記憶される。この結果に基づいて、適正なカブリ取り電位になるように、制御回路１４により現像ＤＣバイアスが設定される。本実施例においては、適正なカブリ取り電位は１５０Ｖであるため、制御回路１４により、現像ＤＣバイアスは−２９７Ｖと設定される。
【００６２】
実際、本実施例における制御を用いて、制御回路１４が暗減衰量を測定しながら画像形成を行ったところ、十分な使用耐久枚数の画像出力を行っても、カブリやキャリア付着は発生せず、良好な画像が得られた。
【００６３】
上記の暗減衰量測定モードを更に詳しく説明する。
【００６４】
図９は、本実施例における、上記の暗減衰量測定モードをフローチャートで表現したものである。
【００６５】
まず、制御回路１４が暗減衰量検知モードを行うと判断した際には、感光ドラム１の回転速度が制御回路１４によって所定のプロセススピードｖmに変更される（Ｓ１）。上記実施例１の場合には、ｖm＝（Ｄ１／Ｄ２）×ｖpとなるように変更を行った。次いで、変更された速度ｖmにおいて、感光ドラム１上のある点が帯電ローラ２と接触する帯電部ａから電位センサ８の位置ｆに到達するまで走行時間ΔＴが制御回路１４によって算出され、制御回路１４によって記憶される（Ｓ２）。
【００６６】
上記のように速度を設定することにより、走行時間ΔＴは、感光ドラム１の所定の位置が画像形成中の速度で帯電ローラ２と接触する位置の帯電部ａから現像手段４と接触する位置の現像部ｃまで移動するまでの時間と同等となる。
【００６７】
一方で、帯電ローラ２に印加する電圧を以下のようにする。即ち、制御回路１４は、帯電ローラ２に、Ｖｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵと、放電する条件のピーク間電圧である帯電ＡＣバイアスＶａｃＵとを印加する（Ｓ３）。
【００６８】
この条件において、電位センサ８から読み取られるＶ０が制御回路１４により記憶され（Ｓ４）、さらに、記憶された走行時間ΔＴとの関係が記憶される（Ｓ５）。
【００６９】
ここで、走行時間ΔＴは、暗減衰量測定モードにおいて感光ドラム１の所定の位置が帯電ローラ２との接触位置である帯電部ａから電位センサ８の位置ｆまで移動するまでの時間である。また、走行時間ΔＴは、感光ドラム１の所定の位置が画像形成中の速度で帯電ローラ２の帯電部ａから現像手段４の現像部ｃまで移動するまでの時間と同等となるように設定されている。
【００７０】
また、上記のように、帯電ローラ２には、画像形成中のＶｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスが印加され、感光ドラム１は目標電位Ｖｄに帯電される。そして、走行時間ΔＴが経過した後の感光ドラム１の電位が、電位センサ８から読み取られる。
【００７１】
したがって、本件の制御を行うことにより、感光ドラム１の所定の位置が画像形成中の速度で帯電ローラ２に接触する帯電部ａから現像手段４に接触する現像部ｃまで移動するまでの時間ΔＴと、画像形成中のＶｄ電位がΔＴの間に暗減衰した電位（即ち、暗減衰量）が求められる。
【００７２】
この結果に基づいて制御回路１４は各画像形成条件を変更し（Ｓ６）、暗減衰量測定モードを終了する。
【００７３】
上記の暗減衰量測定モードの実行は、本実施例の画像形成装置１０のように印字準備回転動作時に限られるものではなく、他の非画像形成時、即ち、初期回転動作時や後回転動作時、紙間行程時とすることもできるし、複数の行程に実行させるようにすることもできる。
【００７４】
また、暗減衰量測定モードが頻繁に行われると、制御時間の増大による生産性の低下の原因となる。そこで、所定の画像形成枚数に達した際や、環境センサなどで急激な使用環境の変化を制御回路が検知した際など、暗減衰量が大きく変化すると考えられるタイミングのみ、上記の暗減衰量測定モードを実行させることもできる。
【００７５】
以上説明したように、本実施例の制御を行うことにより、以下のような効果が得られる。
【００７６】
暗減衰量測定モード時に感光ドラム１のプロセススピードを変更することにより、通常の画像形成時における帯電部ａから現像部ｃまでの時間と同等の暗減衰量を測定することができるため、現像部ｃにおける正確な電位検知を行うことができる。したがって、カブリ取り電位の異常によるカブリ、キャリア付着などの発生を軽減することができる。
【００７７】
実施例２
次に、図１０を参照して、本発明の第二の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置１０の基本構成は実施例１と同様である。従って実施例１と同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００７８】
実施例１では、暗減衰量を測定する手段として電位測定手段としての電位センサ８を用いた。本実施例においては、複数の帯電ローラ２、２´を有し、感光ドラム１回転方向下流側の帯電ローラ２´が電流検知手段を有するという点で実施例１とは異なる。本実施例のように複数の帯電ローラ２、２´を有する画像形成装置においては、電位センサ８を用いなくても下流側の帯電ローラ２´の電流検知手段にて感光ドラム１の電位を測定することができる。
【００７９】
このような複数の帯電ローラ２、２´を有する画像形成装置１０は、高速化、高信頼性が要求される高級機種において、初期から長期に渡って安定に高画質化を達成させるために利用されることが知られている。
【００８０】
本実施例について図面を用いて更に詳しく説明する。
【００８１】
図１０に、本実施例に係る画像形成装置１０の概略構成を示す。
【００８２】
図１０に示すように、画像形成装置１０は、接触式帯電手段として、帯電ローラ２よりも感光ドラム１の回転移動方向下流側に配設した第二の帯電ローラ２´と、を有する。本実施例では、帯電ローラ２は、便宜上、第一の帯電ローラ２と記す。
【００８３】
ここで、第二の帯電ローラ２´は、第一の帯電ローラ２と同様の寸法、材質のものを用いている。なお、第一の帯電ローラ２と同様、感光ドラム１との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して帯電する。
【００８４】
なお、本実施例では、第一の帯電ローラ２および第二の帯電ローラ２´として同様の寸法、材質のものを用いたが、本発明における帯電部材の構成は何ら限定されるものではない。
【００８５】
第一の帯電ローラ２の芯金２ａ、第二の帯電ローラ２´の芯金２ａ´には、それぞれ、帯電電源ＰＳ１、帯電電源ＰＳ１´より所定の条件の帯電バイアス電圧が印加される。
【００８６】
本実施例では、帯電電源ＰＳ１はＤＣ電源のみからなる構成であり、帯電電源ＰＳ１´はＤＣおよびＡＣ電源を有する構成である。これにより、回転する感光ドラム１表面は、所定の極性・電位に接触帯電処理される。ここでは、−５００Ｖに一様に帯電処理されるが、具体的な帯電バイアス制御については詳しく後述する。
【００８７】
図１１は、第二の帯電ローラ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。
【００８８】
図１１に示すように、第二の帯電ローラ２´においては、電圧印加手段である帯電電源ＰＳ１´が直流（ＤＣ）電源１１´と交流（ＡＣ）電源１２´とを有している。制御回路１４により帯電電源ＰＳ１´から直流電圧に周波数ｆｒ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´を介して第二の帯電ローラ２´に印加されることで、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。第二の帯電ローラ２´に感光ドラム１を介して第二の帯電ローラ２´に流れる直流電流値を測定する手段としての直流電流値測定回路１３´が接続されている。この回路１３´から後述の制御回路１４に測定された直流電流値の情報が入力される。
【００８９】
制御回路１４は、ＤＣ電源１１から第一の帯電ローラ２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１２から第一の帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧値もしくは交流電流値と、を制御する機能を有する。
【００９０】
また、制御回路１４は、ＤＣ電源１１´から第二の帯電ローラ２´に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１２´から第二の帯電ローラ２´に印加する交流電圧のピーク間電圧値もしくは交流電流値と、を制御する機能を有する。
【００９１】
そして、制御回路１４は直流電流値測定回路１３´から入力された直流電流値情報から、感光ドラム１の暗減衰特性を検知し、印字行程の帯電行程における第一の帯電ローラ２および／または第二の帯電ローラ２´に対する印加直流バイアスの演算・決定プログラムを実行する機能を有する。
【００９２】
さらに、制御回路１４は暗減衰量検知モードにおける感光ドラム１の回転速度を制御する機能を有するほか、不図示の記録部を内蔵し、画像形成条件の各パラメータを記憶／格納する機能を有する。
【００９３】
本実施例の暗減衰量測定モードにおいては、制御回路１４によって画像形成装置１０のプロセススピードを可変とすることにより、感光ドラム１上の所定のある一点が第一の帯電ローラ２と対向する対向部を通過してから第二の帯電ローラ２´に対向する対向部の位置に移動し到達するまでの時間を可変とした。そして、第二の帯電ローラ２´に設けられた直流電流値測定回路（電流測定手段）１３´の検出した電流値に基づいて、制御回路１４がその間の電位変動を検出する。これらの結果を用いると、制御回路１４により所望の時間間隔に対する暗減衰量を測定することができる。
【００９４】
ここで、本実施例の暗減衰量測定モードの制御について、詳細に説明する。なお、本実施例の制御は、印字準備回転動作（前回転行程）時に、温度２３℃、湿度５０％の環境で行われた。
【００９５】
まず、画像形成装置１０のプロセススピードの設定について述べる。本実施例の暗減衰量測定モードにおいては、画像形成装置１０のプロセススピードが可変となっており、所望の経過時間後における暗減衰量を制御回路１４が測定できるようになっている。ここでは、特に、通常の画像形成時において、帯電部ａで形成された電位が現像部ｃに到達するまでに減衰する暗減衰量を測定することを目的としている。これは、画像形成においては、帯電部ａで形成された電位が現像部ｃに到達するまでの暗減衰量を制御回路１４が正確に検知し、適正な画像形成条件とすることが最も重要であるためである。
【００９６】
本実施例での暗減衰量測定モードにおける装置のプロセススピードｖmは、以下の手順で制御回路１４が決定した。図１２に示されるように、感光ドラム１の断面において、第一の帯電ローラ２の位置ａから第二の帯電ローラ２´の位置ａ´までの円弧の長さをＤ３、第二の帯電ローラ２´の位置ａ´から現像手段４の位置ｃまでの円弧の長さをＤ４とする。また、通常の画像形成時における感光ドラム１のプロセススピードをｖpとしたとき、画像形成時において第二の帯電ローラの位置である第二帯電部ａ´で形成された電位が現像部に到達するまでの時間ΔＴpは、
ΔＴp＝Ｄ４／ｖp
である。一方、暗減衰量測定モードにおいて第一の帯電ローラ２で形成された電位が第二の帯電ローラ２´に到達するまでの時間ΔＴmは、
ΔＴm＝Ｄ３／ｖm
である。制御回路１４がΔＴpに対する暗減衰量を求めるためには、ΔＴp＝ΔＴmであるから、
ｖm＝（Ｄ３／Ｄ４）×ｖp
と求められる。
【００９７】
本実施例においては、具体的には、Ｄ３＝１０ｍｍ、Ｄ４＝３０ｍｍであり、前述の通り、画像形成時のプロセススピードが３００ｍｍ／ｓであるため、暗減衰量測定モードに最適なプロセススピードは、
ｖm＝（Ｄ３／Ｄ４）×ｖp＝１００（ｍｍ／ｓ）
である。
【００９８】
本実施例では、制御回路１４が上記のようにｖmを決定したが、この方法に限定されるものではなく、制御回路１４が一旦、感光ドラム１を停止させたり、減速させたりして、時間差を小さくし、ΔＴp＝ΔＴmとなるように調整しても良い。
【００９９】
又、実際には通常画像形成時と暗減衰量測定モード時との経過時間との差ΔＴmp＝ΔＴm−ΔＴpは、−０．１×ΔＴp≦ΔＴmp≦０．１×ΔＴpとすることによって好結果を得ることができる。
【０１００】
次に、暗減衰量測定モードにおける各バイアスの設定と暗減衰量の測定方法について、図１３に基づいて述べる。図１３（ａ）に示すように、本実施例では、第一の帯電ローラ２に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵを−５００Ｖとした。これは、印字行程（画像形成行程、作像行程）における帯電部通過後の目標感光ドラム電位と同等である。また、帯電ＡＣバイアスＶａｃＵとして、１５００Ｖｐｐとした。これは、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。実際、本実施例においては、制御回路１４により第一の帯電ローラ２に１５００ＶｐｐのＡＣ電圧が印加され、第一の帯電ローラ２を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図１３（ａ））。
【０１０１】
一方、第二の帯電ローラ２´に帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬを印加しながら、帯電ＡＣバイアスＶａｃＬとして１５００Ｖｐｐを印加した。帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬの値は任意であり、絶対値が第一の帯電ローラ２に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵの絶対値以下であればよい。また、帯電ＡＣバイアスＶａｃＬは、制御回路１４によって１５００Ｖｐｐに設定されたが、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。このとき、第二の帯電ローラ２´を通過直後の感光体１のドラム電位は、印加したＶｄｃＬと同等になっている（図１３（ａ））。
【０１０２】
これらの条件下で、制御回路１４が第二の帯電ローラ２´に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬを変動させながら、直流電流測定回路１３´に流れるＤＣ電流値Ｉｄｃを測定する。測定されるＤＣ電流値Ｉｄｃが０となるとき、第二の帯電ローラ２´通過前後の感光ドラム電位が変化していないということである。このことから、そのときの第二の帯電ローラ２´に印加されている帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬ０が、第二の帯電ローラ２´の位置ａ´での感光ドラム１の表面電位と同等であることがわかる。
【０１０３】
図１３（ｂ）に示すように、本実施例では、帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬが−４６０ＶのときにＩｄｃ＝０、即ち、ＶｄｃＬ０＝−４６０Ｖであった。これは、時間間隔ΔＴmの間に、第一の帯電ローラ２によって感光ドラム１上に形成された−５００Ｖの感光ドラム電位が、−４６０Ｖまで減衰したことを示している。
【０１０４】
上述の通り、ΔＴp＝ΔＴmであるから、通常の画像形成時において第二の帯電部ａ´で形成された電位が現像部ｃに到達するまでの時間間隔と同等である。即ち、図１４に示すように、通常の画像形成時において、第二の帯電部ａ´の通過直後に−５００Ｖまで上昇した感光ドラム１の電位は、現像部ｃに到達する時点では、−４６０Ｖまで低下していることを示している。
【０１０５】
このようにして求められた時間間隔に対する暗減衰量の関係は、制御部１４によって記憶される。この結果に基づいて、適正なカブリ取り電位になるように、制御回路１４により現像ＤＣバイアスが設定される。本実施例においては、適正なカブリ取り電位は１５０Ｖであるため、制御回路１４により、現像ＤＣバイアスは−３１０Ｖと設定される。
【０１０６】
実際、本実施例における制御を用いて、制御回路１４が暗減衰量を測定しながら画像形成を行ったところ、十分な使用耐久枚数の画像出力を行っても、カブリやキャリア付着は発生せず、良好な画像が得られた。
【０１０７】
図１５は、本実施例における、上記の暗減衰量測定モードをフローチャートで表現したものである。
【０１０８】
まず、制御回路１４が暗減衰量検知モードを行うと判断した際には、感光ドラム１の回転速度が制御回路１４によって所定のプロセススピードｖmに変更される（Ｓ１１）。本実施例の場合には、ｖm＝（Ｄ３／Ｄ４）×ｖpとなるように変更を行った。次いで、変更された速度ｖmにおいて、感光ドラム１上のある所定の点が第一の帯電ローラ２から第二の帯電ローラ２´に到達するまでの走行時間ΔＴが制御回路１４によって算出され、制御回路１４によって記憶される（Ｓ１２）。
【０１０９】
上記のように速度を設定することにより、走行時間ΔＴは、感光ドラム１が画像形成中の速度で第二の帯電ローラ２´から現像手段４まで移動するまでの時間と略同じとなる。
【０１１０】
一方で、第一の帯電ローラ２および第二の帯電ローラ２´に印加する電圧を以下のようにする。即ち、制御回路１４は、第一の帯電ローラ２に、Ｖｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵと、放電する条件のピーク間電圧である帯電ＡＣバイアスＶａｃＵとを印加する。そして、第二の帯電ローラ２´に、任意の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬと、放電する条件のピーク間電圧である帯電ＡＣバイアスＶａｃＬとを印加する（Ｓ１３）。
この条件において、制御回路１４は第二の帯電ローラ２´に流れるＤＣ電流値ＩｄｃＬを測定回路１３´で測定する（Ｓ１４）。
【０１１１】
測定された電流値ＩｄｃＬが０でないときには（Ｓ１４のＮＯ）、制御回路１４は第二の帯電ローラ２´に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬを変動させて（Ｓ１５）再びＤＣ電流値を測定し、測定された電流値ＩｄｃＬが０になるまで繰り返す。
【０１１２】
測定された電流値ＩｄｃＬが０となったときには（Ｓ１４のＹＥＳ）、このときの第二の帯電ローラ２´の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬ０が制御回路１４により記憶され（Ｓ１６）、さらに、記憶された走行時間ΔＴとの関係が記憶される（Ｓ１７）。
【０１１３】
ここで、走行時間ΔＴは、暗減衰量測定モードにおいて感光ドラム１が第一の帯電ローラ２から第二の帯電ローラ２´まで移動するまでの時間であるが、感光ドラム１が画像形成中の速度で第二の帯電ローラ２´から現像手段４まで移動するまでの時間と略同じとなるように設定されている。
【０１１４】
また、上記のように、暗減衰量測定モードにおいて、第一の帯電ローラ２には画像形成中のＶｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスが印加され、感光ドラム１は目標電位Ｖｄに帯電される。そして、走行時間ΔＴが経過した後の感光ドラム１の電位が、第二の帯電ローラ２´から読み取られる。
【０１１５】
したがって、本件の制御を行うことにより、画像形成中の速度で第二の帯電ローラ２´から現像手段４まで感光ドラム１表面の所定の位置が移動するまでの時間ΔＴと、画像形成中のＶｄ電位がΔＴの間に暗減衰した電位（即ち、暗減衰量）が求められる。
【０１１６】
この結果に基づいて制御回路１４は各画像形成条件を変更し（Ｓ１８）、暗減衰量測定モードを終了する。
【０１１７】
上記の暗減衰量測定モードの実行は、本実施例の画像形成装置１０のように印字準備回転動作時に限られるものではなく、他の非画像形成時、即ち、初期回転動作時や後回転動作時、紙間行程時とすることもできるし、複数の行程に実行させるようにすることもできる。
【０１１８】
また、暗減衰量測定モードが頻繁に行われると、制御時間の増大による生産性の低下の原因となる。そこで、所定の画像形成枚数に達した際や、環境センサなどで急激な使用環境の変化を制御回路が検知した際など、暗減衰量が大きく変化すると考えられるタイミングのみ、上記の暗減衰量測定モードを実行させることもできる。
【０１１９】
以上説明したように、本実施例の制御を行うことにより、以下のような効果が得られる。
【０１２０】
感光ドラム１の回転方向上流側の帯電ローラ２によって感光ドラム１上に形成された電位が、下流側の帯電ローラ２´に到達するまでの暗減衰量を、下流側の帯電ローラ２´に流れるＤＣ電流値に基づいて検知する。このことによって、電位センサを用いなくても暗減衰量の測定を行うことができる。
【０１２１】
また、暗減衰量測定モード時に感光ドラム１のプロセススピードを変更することにより、通常の画像形成時における帯電部ａ´から現像部ｃまでの時間と同等の暗減衰量を測定することができるため、現像部ｃにおける正確な電位検知を行うことができる。
【０１２２】
したがって、電位センサを用いない簡易な構成であっても、複数の帯電ローラを用いて正確な暗減衰量の測定を行うことができ、カブリ取り電位の異常によるカブリ、キャリア付着などの発生を軽減することができる。
【０１２３】
実施例３
次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置１０の基本構成は実施例２のものと同様である。従って、図１０に示す実施例２の画像形成装置１０を参照して本実施例を説明する。
【０１２４】
前述の実施例２では、暗減衰量測定モード時のプロセススピードｖmを、
ｖm＝（Ｄ３／Ｄ４）×ｖp
として制御を行った。本実施例では、実施例２と異なり、予め複数のプロセススピードを用いて帯電後の時間に対する暗減衰量の関係を求め、テーブルとして保存しておく。このようにすることで、画像形成時のプロセススピードを複数有する画像形成装置１０において、制御回路１４がプロセススピードを変更して画像形成するときにも、その都度、プロセススピードに合わせた暗減衰量測定モードを行う必要がなくなるという点で異なる。
【０１２５】
本実施例の特徴について更に詳しく説明する。
【０１２６】
本実施例においては、暗減衰量測定モードにおける装置のプロセススピードｖmを複数有し、表１に示すような複数の設定で測定を行った。なお、本実施例では、暗減衰量測定モードは初期回転動作時に行われた。
【０１２７】
【表１】
2014174486.tif 000003
【０１２８】
さらに、表１には、これらの設定で暗減衰量測定モードを行った際の時間間隔ΔＴmと、求められたＶｄｃＬ０の値を示している。
【０１２９】
図１６は、時間間隔ΔＴmに対するＶｄｃＬ０の関係をグラフとして示したものである。これは、印字行程（画像形成行程、作像行程）における帯電部通過後の目標ドラム電位の−５００Ｖが、時間経過とともに減衰している様子を示したものと同等である。このようにして求められた離散的な値を近似補完する（図１６点線）ことによって、制御回路１４は各時間間隔に対する暗減衰量を測定することができる。
【０１３０】
このようにして求められた時間間隔に対する暗減衰量の関係は、制御回路１４によって記憶される。この結果に基づいて、適正なカブリ取り電位になるように、制御回路１４により現像ＤＣバイアスが設定される。
【０１３１】
ここで、本実施例における暗減衰量測定モードを用いて、現像ＤＣバイアスを求めた実例を挙げる。
【０１３２】
本実施例の画像形成装置は、厚紙やＯＨＰ用紙に画像を形成する際には、転写部ｄや定着部ｇでの性能を確保するために、制御部がプロセススピードを低下させて画像形成を行っている。プロセススピードが変更された際には、帯電部ａで形成された電位が現像部ｃに到達するまでの時間も長くなるため、通常のプロセススピードでの画像形成時よりも暗減衰の度合いが大きくなる。そこで、制御部は各プロセススピードに対して暗減衰量を測定し、適切な現像ＤＣバイアスを印加することが必要になる。
【０１３３】
本実施例の画像形成装置１０では、プロセススピードが１５０ｍｍ／ｓである半速画像形成モードと、１００ｍｍ／ｓである１／３速画像形成モードと、を有している。なお、半速画像形成時、１／３速画像形成時においても、帯電部ａで形成する目標電位は−５００Ｖである。
【０１３４】
ここで、半速画像形成時、１／３速画像形成時における暗減衰量の求め方と、現像ＤＣバイアスの設定について詳細に述べる。
【０１３５】
まず、半速画像形成時における暗減衰量と現像ＤＣバイアスを求める。
【０１３６】
前述の通り、感光ドラム１の断面における、第二の帯電ローラ２´の位置ａ´から現像手段４の位置ｃまでの円弧の長さＤ４は３０ｍｍであるから、半速でのΔＴp1/2は、
ΔＴp1/2＝Ｄ４／ｖp1/2＝０．２（ｓｅｃ）
である。
【０１３７】
そこで、図１６から、ΔＴp1/2＝０．２（ｓｅｃ）に相当する電位を読み取ると、−４２３Ｖである。これは、半速画像形成時において帯電部ａ´通過直後に−５００Ｖまで上昇した感光ドラム１の電位が、現像部ｃに到達する時点では、−４２３Ｖまで低下していることを示している。
【０１３８】
本実施例においては、適正なカブリ取り電位は１５０Ｖであるため、制御回路１４により現像ＤＣバイアスが−２７３Ｖと設定される。
【０１３９】
次に１／３速画像形成時における暗減衰量と現像ＤＣバイアスを求める。
【０１４０】
半速画像形成時と同様に算出すると、Ｄ４は３０ｍｍであるから、１／３速でのΔＴp1/3は、
ΔＴp1/3＝Ｄ４／ｖp1/3＝０．３（ｓｅｃ）
である。
【０１４１】
そこで、図１６から、ΔＴp1/3＝０．３（ｓｅｃ）に相当する電位を読み取ると、−３８９Ｖである。これは、半速画像形成時において帯電部ａ´通過直後に−５００Ｖまで上昇した感光ドラム１の電位が、現像ｃ部に到達する時点では、−３８９Ｖまで低下していることを示している。
【０１４２】
本実施例においては、適正なカブリ取り電位は１５０Ｖであるため、制御回路１４により現像ＤＣバイアスが−２３９Ｖと設定される。
【０１４３】
実際、本実施例における制御を用いて、制御回路１４が暗減衰量を測定しながら画像形成を行ったところ、半速や１／３速で十分な使用耐久枚数の画像出力を行っても、カブリやキャリア付着は発生せず、良好な画像が得られた。
【０１４４】
図１７は、本実施例における、上記の暗減衰量測定モードをフローチャートで表現したものである。
【０１４５】
まず、制御回路１４が暗減衰量検知モードを行うと判断した際には、感光ドラム１の回転速度が制御回路１４によって所定のプロセススピードｖmに変更される（Ｓ２１）。次いで、変更された速度ｖmにおいて、感光ドラム１上のある点が第一の帯電ローラ２から第二の帯電ローラ２´に到達するまで走行時間ΔＴが制御回路１４によって算出され、制御回路１４によって記憶される（Ｓ２２）。
【０１４６】
一方で、第一の帯電ローラ２および第二の帯電ローラ２´に印加する電圧を以下のようにする。即ち、制御回路１４は第一の帯電ローラ２に、任意のＶｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＵと、放電する条件のピーク間電圧である帯電ＡＣバイアスＶａｃＵとを印加する。そして、第二の帯電ローラ２´に、帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬと、放電する条件のピーク間電圧である帯電ＡＣバイアスＶａｃＬとを印加する（Ｓ２３）。
【０１４７】
この条件において、制御回路１４は第二の帯電ローラ２´に流れるＤＣ電流値ＩｄｃＬを測定回路１３´で測定する（Ｓ２４）。
【０１４８】
測定された電流値ＩｄｃＬが０でないときには（Ｓ２４のＮＯ）、制御回路１４は第二の帯電ローラ２´に印加する帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬを変動させて（Ｓ２５）再びＤＣ電流値を測定し、測定された電流値ＩｄｃＬが０になるまで繰り返す。
【０１４９】
測定された電流値ＩｄｃＬが０となったときには（Ｓ２４のＹＥＳ）、このときの第二の帯電ローラ２´の帯電ＤＣバイアスＶｄｃＬ０が制御回路１４により記憶され（Ｓ２６）、さらに、記憶された走行時間ΔＴとの関係が記憶される（Ｓ２７）。
【０１５０】
ここで、走行時間ΔＴは、暗減衰量測定モードにおいて感光ドラム１が第一の帯電ローラ２から第二の帯電ローラ２´まで移動するまでの時間である。
【０１５１】
また、上記のように、暗減衰量測定モードにおいて、第一の帯電ローラ２には画像形成中のＶｄの目標電位と同等の帯電ＤＣバイアスが印加され、感光ドラム１は目標電位Ｖｄに帯電される。そして、走行時間ΔＴが経過した後の感光ドラム１の電位が、第二の帯電ローラ２´から読み取られる。
【０１５２】
したがって、本件の制御を行うことにより、任意の時間ΔＴと、画像形成中のＶｄ電位がΔＴの間に暗減衰した電位（即ち、暗減衰量）が求められる。
【０１５３】
暗減衰補正を行うために必要な暗減衰時間に対するＶｄｃＬ０が測定されていない場合には（Ｓ２８のＮＯ）、制御回路１４は異なるプロセススピードにおいて同様の制御を再び行う（Ｓ２１〜Ｓ２７）。
【０１５４】
必要な暗減衰時間に対するＶｄｃＬ０が測定された場合には（Ｓ２８のＹＥＳ）、その結果に基づいて制御回路１４が各画像形成条件を変更し（Ｓ２９）、暗減衰量測定モードを終了する。
【０１５５】
画像形成装置においては、紙種や環境に応じて複数のプロセススピードを有する場合が多いため、このような装置の場合には、制御回路１４により各プロセススピードに対する暗減衰量が測定されることが好ましい。また、その際には、各時間間隔に対する暗減衰量の関係が、制御回路１４により記憶され、各プロセススピードに対してそれぞれ適切な現像ＤＣバイアスが設定される。
【０１５６】
本実施例では、暗減衰量測定モード時のプロセススピードとして、複数の離散的な値を用いたが、プロセススピードを連続的に変動させて、同様に各時間間隔に対する暗減衰量を測定することも可能である。
【０１５７】
上記の暗減衰量測定モードの実行は、本実施例の画像形成装置１０のように初期回転動作時に限られるものではなく、他の非画像形成時、即ち、印字準備回転動作時や後回転動作時、紙間行程時とすることもできるし、複数の行程に実行させるようにすることもできる。
【０１５８】
また、暗減衰量測定モードが頻繁に行われると、制御時間の増大による生産性の低下の原因となる。そこで、所定の画像形成枚数に達した際や、環境センサなどで急激な使用環境の変化を制御回路が検知した際など、暗減衰量が大きく変化すると考えられるタイミングのみ、上記の暗減衰量測定モードを実行させることもできる。
【０１５９】
以上説明したように、本実施例の制御を行うことにより、以下のような効果が得られる。
【０１６０】
上流側の帯電ローラ２によって感光ドラム１上に形成された電位が、下流側の帯電ローラ２´に到達するまでの暗減衰量を、下流側の帯電ローラ２´に流れるＤＣ電流値に基づいて制御回路が検知することによって、電位センサを用いなくても暗減衰量の測定を行うことができる。
【０１６１】
また、暗減衰量測定モード時に感光ドラム１のプロセススピードを変更することにより、通常の画像形成時における帯電部ａ´から現像部ｃまでの時間と同等の暗減衰量を測定することができるため、現像部ｃにおける正確な電位検知を行うことができる。
【０１６２】
したがって、電位センサを用いない簡易な構成であっても、複数の帯電ローラを用いて制御回路が正確な暗減衰量の測定を行うことができ、カブリ取り電位の異常によるカブリ、キャリア付着などの発生を軽減することができる。
【０１６３】
尚、上記実施例では、感光ドラム１の帯電を接触式の帯電ローラとして説明したが、他の方式の帯電装置であってもよい。例えば、コロナ放電による帯電等の非接触方式であっても良い。
【符号の説明】
【０１６４】
１        感光ドラム（感光体）
２        第一の帯電ローラ
２´      第二の帯電ローラ
８        電位センサ
１３´    第二の帯電ローラの直流電流値測定回路
１４      制御回路
Ｍ        駆動源
ＰＳ１    第一の帯電ローラの電源
ＰＳ１´  第二の帯電ローラの電源
【図１】
2014174486.tif 000004
【図２】
2014174486.tif 000005
【図３】
2014174486.tif 000006
【図４】
2014174486.tif 000007
【図５】
2014174486.tif 000008
【図６】
2014174486.tif 000009
【図７】
2014174486.tif 000010
【図８】
2014174486.tif 000011
【図９】
2014174486.tif 000012
【図１０】
2014174486.tif 000013
【図１１】
2014174486.tif 000014
【図１２】
2014174486.tif 000015
【図１３】
2014174486.tif 000016
【図１４】
2014174486.tif 000017
【図１５】
2014174486.tif 000018
【図１６】
2014174486.tif 000019
【図１７】
2014174486.tif 000020