(57)【要約】【課題】  長期にわたり高画質、高品質を安定して維持する。【解決手段】  像担持体に当接配置された帯電部材に交流電圧を印加する交流電圧印加手段と、前記帯電部材に流れる交流電流量を検出する電流検出手段と、前記交流電圧のピーク電圧値を検出するピーク電圧検出手段と、前記交流電圧の微分波形のピーク電圧を検出する微分ピーク電圧検出手段と、前記電流検出手段の検出結果と前記ピーク電圧検出手段の検出結果と前記微分ピーク電圧検出手段の検出結果とから前記交流電圧印加手段の出力を調整する交流出力調整手段と、を有する画像形成装置において、前記像担持体に対向配置された現像部材に印加する現像電圧の特性を検出する現像電圧特性検出手段を有し、前記現像電圧特性検出手段の検出結果を用いて、前記微分ピーク電圧検出手段の検出結果を補正する。【選択図】  図１
2006220962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に当接配置された帯電部材に交流電圧を印加する交流電圧印加手段と、前記帯電部材に流れる交流電流量を検出する電流検出手段と、前記交流電圧のピーク電圧値を検出するピーク電圧検出手段と、前記交流電圧の微分波形のピーク電圧を検出する微分ピーク電圧検出手段と、前記電流検出手段の検出結果と前記ピーク電圧検出手段の検出結果と前記微分ピーク電圧検出手段の検出結果とから前記交流電圧印加手段の出力を調整する交流出力調整手段と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体に対向配置された現像部材に印加する現像電圧の特性を検出する現像電圧特性検出手段を有し、
前記現像電圧特性検出手段の検出結果を用いて、前記微分ピーク電圧検出手段の検出結果を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像電圧は、矩形波交流電圧であり、
前記現像電圧特性検出手段は、矩形波交流電圧である前記現像電圧の立ち上がりの単位時間当たりの傾きを検出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像電圧の振幅を検出する現像電圧振幅検出手段を有し、
前記現像電圧特性検出手段は、前記現像電圧振幅検出手段がデューティの異なる２つ以上の現像電圧の振幅を検出することによって、前記現像電圧の立ち上がりの単位時間当たりの傾きを算出することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像電圧振幅検出手段は、前記現像電圧の誘起電流を検出することによって前記現像電圧の振幅を算出することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像電圧振幅検出手段は、現像剤の量を検出する現像剤量検出手段を兼ねることを特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記交流出力調整手段は、前記像担持体と前記帯電部材で発生する放電電流量を所望の値となるように調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか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、電子写真方式により像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置に収納した現像剤にて顕像化する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、周知のように像担持体であるドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）の表面を所定の電位に均一に帯電処理する工程を含んでいる。従来、帯電手段としては、細いコロナ放電ワイヤに高圧を印加して、発生するコロナを感光ドラム表面に作用させて帯電を行う、非接触帯電であるコロナ帯電が一般的であった。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有利な接触帯電方式が主流となりつつある。この接触帯電方式は、例えばローラ帯電部材（以下、帯電ローラと記す）を感光ドラム表面に当接し、この帯電ローラに電圧を印加して感光ドラムを帯電する方式である。帯電ローラに対する印加電圧は直流電圧のみでも良いが、交流電圧を印加し、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わせることができる。例えば、直流電圧を印加したときの被帯電体の放電開始しきい値電圧（放電開始電圧）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、均一な帯電を行うことが知られている。上記帯電ローラに、正弦波交流電圧の出力電圧を印加すると、帯電ローラと感光ドラム間の抵抗性負荷に流れる抵抗負荷電流と、帯電ローラと感光ドラム間の容量性負荷に流れる容量負荷電流と、帯電ローラと感光ドラム間の放電電流とが流れ、これらが合計された電流が帯電ローラに流れる。この際、安定した帯電を得るためには放電電流量を所定値以上にすると良いことが経験的に分かっている。図１８は帯電ローラにピーク間電圧：Ｖｃを印加した場合の、帯電ローラに流れる電流：Ｉｃの特性を表した図である。なお、Ｖｃは交流電圧のピーク間電圧値（交流電圧のピーク電圧値の２倍値、すなわち、交流電圧の振幅値の２倍値）、電流は交流電流の実効値で表している。ピーク間電圧：Ｖｃの振幅を徐々に上昇させると、これに伴って帯電ローラには帯電電流が流れる。所定電圧：Ｖｈ以下では、交流電圧のピーク間電圧と出力電流は比例している。これは、抵抗負荷電流と容量負荷電流は電圧振幅に比例し、且つ電圧振幅が小さいために放電現象が発生せず、放電電流が流れないためである。そして、更に印加電圧を大きくしていくと所定電圧：Ｖｈで放電現象が始まり、帯電電流：Ｉｃは比例関係から外れ、放電電流：Ｉｓ分だけ多く流れるようになる。安定した帯電を得るためには、この放電電流：Ｉｓが所定値以上となるように、帯電電圧：Ｖｔを設定すればよい。しかしながら、感光ドラムへの放電電流：Ｉｓが増えた場合、感光ドラムの劣化が促進する。この現象は放電によるエネルギーによって感光ドラム表面が磨耗することで起こる。感光ドラムの磨耗が進むと感光ドラムの帯電性能等が低下し、異常画像の発生といった問題を起こす。よって、安定した帯電を得られ、かつ前記問題を解決するためには、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。しかし、実際には感光ドラムへの印加電圧と放電量の関係は常に一定ではなく、感光ドラム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（以下、Ｌ／Ｌ環境と記す）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（以下、Ｈ／Ｈ環境と記す）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、画像不良の発生、トナー融着の発生、感光ドラム表面の劣化による感光ドラム削れ・短命化などの問題が起こる。放電量の変化による不具合は、前述の環境変動による原因の他に、帯電部材の製造ばらつきや汚れによる抵抗値変動、耐久による感光ドラムの静電容量変動、画像形成装置本体の高圧
発生装置の特性ばらつきなどでも発生することが判っている。このような放電量の変化を抑制するために「放電電流制御方式」が考案されている（特許文献１参照）。この方式は、帯電高圧出力部に１つのコンデンサを設け、コンデンサに流れる電流を測定することでピーク電圧値（帯電交流電圧の振幅値）を検出し、コンデンサと直列に接続された抵抗に発生する電圧を測定することで微分ピーク電圧値（帯電交流電圧の微分波形の振幅値）を検出し、更に検出した帯電交流電流値から放電電流を算出し、放電電流が所望の値となるように帯電交流レベル制御する。このような構成とすることで、放電発生領域内での放電電流の検出が可能となり、前回転工程期間、プリント工程及び紙間工程において放電電流値を常にリアルタイムで最適に制御することができ、環境変動や製造時による帯電部材の特性ばらつき等にかかわらず、感光ドラムの劣化を抑制しつつ、均一な帯電を達成することが可能となる。更には、環境変化によってコンデンサの容量が変動した場合でもピーク電圧値と微分ピーク電圧値の相対関係は変動しないことから、環境変動が発生した場合でも正確な放電電流の制御が実現でき、均一な帯電を達成することが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−１５７５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記放電電流制御方式は、微分ピーク電圧値が外来ノイズの影響を受けやすい。特に、像担持体と非接触で対向配置された現像剤を像担持体に現像するための現像部材に印加する現像電圧としてよく用いられる、高圧交流矩形波のような立ち上がりの単位時間当たりの傾き（図８に示すｂ／ａ；以下、単位時間あたりの傾き）が大きい波形は、微分ピーク電圧値に与える影響が大きい。これは単位時間あたりの傾きが大きい矩形波である現像電圧が帯電出力に重畳すると、その微分値は大きな値となるためである。この現像電圧の単位時間あたりの傾きは、高圧基盤の特性、あるいは、現像ローラ近傍に位置する導電材の配置やその導電性によって異なるため、環境や製造時のばらつき等によって変化する。
【０００４】
そこで本発明は、前回転工程期間、プリント工程及び紙間工程において、現像電圧印加中も、現像電圧の単位時間当たりの傾きが微分ピーク電圧値に与える影響を考慮して補正を加え、この補正値とピーク電圧値と帯電電流値から、より正確な放電電流値を算出することによって、現像電圧による影響にかかわらず、また、環境変動や製造時によるばらつき等にかかわらず高精度で所定の放電量を生じさせ、画像不良等の問題を起こすことなく均一な帯電行うことを可能とし、かつ、リアルタイムで高精度に所定の放電量を生じさせて画像不良等の問題を起こすことなく均一な帯電行うことを可能とし、これにより長期にわたり高画質、高品質を安定して維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
像担持体に当接配置された帯電部材に交流電圧を印加する交流電圧印加手段と、前記帯電部材に流れる交流電流量を検出する電流検出手段と、前記交流電圧のピーク電圧値を検出するピーク電圧検出手段と、前記交流電圧の微分波形のピーク電圧を検出する微分ピーク電圧検出手段と、前記電流検出手段の検出結果と前記ピーク電圧検出手段の検出結果と前記微分ピーク電圧検出手段の検出結果とから前記交流電圧印加手段の出力を調整する交流出力調整手段と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体に対向配置された現像部材に印加する現像電圧の特性を検出する現像電圧特性検出手段を有し、
前記現像電圧特性検出手段の検出結果を用いて、前記微分ピーク電圧検出手段の検出結果を補正することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電圧が印加された帯電部材を像担持体に当接することで像担持体の帯電を行う画像形成装置について、現像電圧印加時でも、現像電圧の影響にかかわらず、また、環境条件や製造によるばらつき等にかかわらず、定量の放電を高精度で生じさせて像担持体の劣化を抑制しつつ均一な帯電を行うことが可能となり、かつ、安定した帯電を行うことが可能となり、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が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に図面を参照して、この発明の最良な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【０００８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のレーザビームプリンタ１００の構成図である。レーザビームプリンタ１００は記録紙Ｐを収納するデッキ１０１を有し、デッキ１０１内の記録紙Ｐの有無を検知するデッキ紙有無センサ、デッキ１０１内の記録紙Ｐのサイズを検知する紙サイズ検知センサ１０３、デッキ１０１から記録紙Ｐを繰り出すピックアップローラ１０４、ピックアップローラ１０４によって繰り出された記録紙Ｐを搬送するデッキ給紙ローラ１０５、デッキ給紙ローラ１０５と対をなし、記録紙Ｐの重送を防止するためのリタードローラ１０６が設けられている。そして、デッキ給紙ローラ１０５の下流にはデッキ１０１と、後述する両面反転部からの給紙搬送状態を検知する給紙センサ１０７、さらに下流へと記録紙Ｐを搬送するための給紙搬送ローラ１０８、記録紙Ｐを同期搬送するレジストローラ対１０９、レジストローラ対１０９への記録紙Ｐの搬送状態を検知するレジ前センサ１１０が配設されている。また、レジストローラ対１０９の下流には、後述するレーザスキャナ部１１１からのレーザ光に基づいて感光ドラム１上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ１１２と、感光ドラム１上に形成されたトナー像を記録紙Ｐ上に転写するためのローラ部材１１３（以後、転写ローラと記す）、記録紙Ｐ上の電荷を除去し感光ドラム１からの分離を促進するための放電部材１１４（以後、除電針と記す）が配設されている。さらに、除電針１１４の下流には搬送ガイド１１５、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱定着するために内部に加熱用のハロゲンヒータ１１６を備えた定着ローラ１１７と加圧ローラ１１８の定着ローラ対、定着部からの搬送状態を検知する定着排紙センサ１１９、定着部から搬送されてきた記録紙Ｐを排紙部か両面反転部に行き先を切り替えるための両面フラッパ１２０が配設されており、排紙部側の下流には排紙部の紙搬送状態を検知する排紙センサ１２１、記録紙Ｐを排紙する排紙ローラ対１２２が配設されている。一方、記録紙Ｐの両面に印字するために片面印字終了後の記録紙Ｐを表裏反転させ、再度画像形成部へと給紙するための両面反転部側には、正逆転によって記録紙Ｐをスイッチバックさせる反転ローラ対１２３、反転ローラ対１２３への紙搬送状態を検知する反転センサ１２４、記録紙Ｐの横方向位置を合わせるための横方向レジスト部（不図示）から記録紙Ｐを搬送するためのＤカットローラ１２５、両面反転部の記録紙Ｐ搬送状態を検知する両面センサ１２６、両面反転部から給紙部へと記録紙Ｐを搬送するための両面搬送ローラ対１２７が配設されている。また、レーザスキャナ部１１１には、後述する外部装置１２８から送出される画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１２９、レーザユニット１２９からのレーザ光を感光ドラム１上に走査するためのポリゴンミラー１３０とスキャナモータ１３１、結像レンズ群１３２、及び折り返しミラー１３３により構成されている。そして、プロセスカートリッジ１１２は公知の電子写真プロセスに必要な感光ドラム１、帯電部材である帯電ローラ２と現像ローラ１３４、トナー格納容器１３５等を具備しており、レーザビームプリンタ１００に対して着脱可能に構成されている。また、図中３は高電圧電源部であり、後述する帯電出力回路の他に、現像ローラ１３４、転写ローラ１１３、除電針１１４に
所望の電圧を給電する高圧回路を有している。１３６はメインモータで、各部に動力を供給している。さらに、４はレーザビームプリンタ１００を制御するプリンタ制御部であり、ＭＰＵ（マイクロコンピュータ）５及び各種入出力制御回路（不図示）等で構成されている。ＭＰＵ５はＲＡＭ５ａ、ＲＯＭ５ｂ、タイマ５ｃ、デジタル入出力ポート５ｄ、アナログ−デジタル変換入力ポート５ｅ、デジタル−アナログ出力ポート５ｆ等から構成される。プリンタ制御部４はインタフェイス１３８を介してパーソナルコンピュータ等の外部装置１２８に接続されている。
【０００９】
次に、本実施形態に係るプロセスカートリッジについての詳細な説明を図２（ａ）を用いながら行う。プロセスカートリッジ１１２（以下、「カートリッジ」ともいう）は、電子写真感光体である感光ドラム１と、感光ドラム１を均一に帯電するための帯電手段としての帯電ローラ２、現像装置２８と、感光ドラム１の表面を清掃するクリーニング手段であるクリーニングブレード２３と、クリーニングブレード２３により感光ドラム１から除去された残留トナーを収容する廃トナー容器２７とが一体的に構成され、レーザビームプリンタ１００に取り外し可能に装着される。
【００１０】
現像装置２８は、現像剤であるトナーＴを収容する現像剤収納部であるトナー格納容器１３５、トナー格納容器１３５と連結された現像容器２９、感光ドラム１に対向配置された現像手段としての現像ローラ１３４、現像ローラ１３４に当接しトナー層厚を規制する現像剤規制部材である現像ブレード２４、及びトナー格納容器１３５内のトナーＴを攪拌し現像容器２９内へトナーＴを送り込むトナー格納容器１３５内の攪拌部材３０を備えている。
【００１１】
また、カートリッジの使用前には、トナー格納容器１３５と現像容器２９の間にトナー封止部材３１が貼着されている。このトナー封止部材３１は、カートリッジ１１２の輸送中等に激しい衝撃が発生した場合等でもトナーが洩れることのないように設けられたもので、レーザビームプリンタ１００にカートリッジ１１２を装着する直前にユーザによって開封される。
【００１２】
以上説明した構成において、感光ドラム１が帯電ローラ２によって均一に帯電され、その表面をレーザスキャナ部１１１から照射されるレーザ光によって走査露光なされ、目的の画像情報の静電潜像が形成される。静電潜像は、現像ローラ１３４等の作用によって、トナーが付着されてトナー像として可視化される。
【００１３】
尚、本実施形態においては、現像剤として絶縁性磁性１成分トナーを用いた。また、本実施形態のレーザビームプリンタ１００は、トナーの消費に伴ってその残量を逐次検知することのできる現像剤量検出手段を備えている。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、現像剤量検出手段として、トナー格納容器１３５内にコンデンサ構造を形成するように、現像ローラ１３４に対し、トナーＴを介して電極（プレートアンテナ）ＰＡを設置し、この現像ローラ１３４に対しトナーＴを介して設置されるプレートアンテナＰＡでトナーＴの残量を検知するような構成をした、プレートアンテナ残量検知を用いている。
【００１４】
また、本実施形態のカートリッジ１１２は、記憶部２５を有する。記憶部２５には、画像形成に必要な現像電圧設定値や、露光手段であるレーザの光量設定値等といった画像形成プロセス設定値や、感光体使用量やトナー残量などの使用量等を記憶している。記憶部２５は、例えばＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭで構成することができる。
【００１５】
次に図３の帯電出力回路の回路図に基づいて帯電高圧出力制御を説明する。帯電出力回路（交流電圧印加手段）は直流高圧に交流高圧が重畳された帯電高圧を生成し、出力端子５９９より出力するものである。出力端子５９９は感光ドラム１に当接した帯電ローラ２
に接続されている。ＣＰＵ（交流出力調整手段）５００からクロックパルス（ＰＲＩＣＬＫ）が出力されると、トランジスタ５０１がスイッチング動作し、オペアンプ５０２の出力に応じた振幅のクロックパルスに増幅される。クロックパルスはフィルタ回路５０３に入力され、フィルタ回路５０３からは正弦波が出力される。そしてこの正弦波の出力はプッシュプルの高圧トランスドライブ回路５０４を介して高圧トランス５０５の一次巻線に入力され、二次巻線側に正弦波の交流高圧が発生する。また、高圧トランス５０５の二次側の一方は直流高圧発生回路５０６に接続されていることにより、直流高圧に交流高圧が重畳された高圧バイアスが出力端子５９９より出力され、帯電ローラ２に給電されている。
【００１６】
前述の帯電出力回路の駆動によって発生した交流の帯電電流は、コンデンサ５０７を通過し、帯電電流検出回路（電流検出手段）５０８を介して、オペアンプ５０２の負極入力端子に接続されている。
【００１７】
一方、オペアンプ５０２の正極入力端子には、ＣＰＵ５００から出力された電流制御信号（ＰＲＩＣＮＴ）が入力される。電流制御信号（ＰＲＩＣＮＴ）は交流電流レベルを設定する信号であり、アナログ信号である。
【００１８】
オペアンプ５０２の負極入力端子の電圧：Ｖｎが電流制御信号：ＰＲＩＣＮＴよりも小さい場合はオペアンプ５０２の出力が大きくなる。オペアンプ５０２の出力が大きくなると、フィルタ回路５０３に入力されるクロックパルスの振幅が大きくなり、高圧交流電圧は大きくなる。このような構成とすることで、高圧交流電圧のレベルは、交流電流が電流制御信号：ＰＲＩＣＮＴに応じた値となるように制御される。即ち、電流制御信号：ＰＲＩＣＮＴに応じた定電流制御が行われる。この交流電流値は帯電電流検出回路５０８によって検出される。
【００１９】
次に、帯電出力回路の電圧検出部について説明する。本帯電出力回路においては、電圧検出回路Ａ、電圧検出回路Ｂの２つの電圧検出回路がある。
【００２０】
（Ａ）電圧検出回路Ａ
電圧検出回路Ａ（ピーク電圧検出手段）は帯電交流電圧のピーク電圧値（帯電交流電圧の振幅値）を検出する。図４は帯電交流波形と電圧検出回路Ａによって検出されるピーク電圧値との関係を示したものである。図４（Ａ−１）は帯電交流波形が正弦波の場合である。この場合はＶｐ１のレベルが電圧検出回路Ａによって検出される。一方、図４（Ａ−２）は交流波形のピーク部で歪みが発生した場合の波形である。破線は正弦波である（Ａ−１）の波形を示しており、ピークとなる部分で歪みが生じ、ピーク電圧がＶｐ１よりΔｈ低下している。電圧検出回路ＡではＶｐ２の値が検出される。
【００２１】
次に、電圧検出回路Ａの動作について説明する。ピーク電圧の検出は帯電高圧出力端子５９９と同電位のラインに接続されたコンデンサ５０９に流れる電流を検出することで行う。コンデンサ５０９には帯電交流電圧の印加によって交流電流が流れ、ダイオード５１０とダイオード５１１で分流される。
【００２２】
矢印Ｄの方向の半波電流はダイオード５１０、矢印Ｃ方向の半波電流はダイオード５１１を介して流れる。矢印Ｃ及び矢印Ｄの半波電流の平均値：Ｉｃａｐ（ａｖ）は下記式で表せる。
【数１】
2006220962.tif 000003
ここで、Ｃ５０９はコンデンサＣ５０９の静電容量値、ｆは帯電交流出力の周波数、Ｖｐは帯電交流出力のピーク電圧値である。式（１）から明らかなように、半波電流の平均値：Ｉｃａｐ（ａｖ）は帯電交流電圧のピーク値に応じたレベルである。
【００２３】
ダイオード５１０を通過した矢印Ｄの方向半波電流はオペアンプ５１２、抵抗５１３、抵抗５１４、コンデンサ５１５で構成された積分回路に入力される。コンデンサ５１５の容量は十分に大きく設定されており、半波電流はコンデンサ５１５及び抵抗５１４によって整流されてコンデンサ５１５の端子間には直流電圧が発生する。
【００２４】
コンデンサ５１５の端子間に発生する電圧：Ｖ５１５は、
【数２】
2006220962.tif 000004
で表せる。
【００２５】
コンデンサ５１５の端子間電圧：Ｖ５１５はオペアンプ５１２によって、ＣＰＵ５００にピーク電圧検出信号：ＰＲＩＶＳとして入力される。ピーク電圧検出信号：ＰＲＩＶＳのレベルは式（１）及び式（２）から、
【数３】
2006220962.tif 000005
のようになる。
【００２６】
（Ｂ）電圧検出回路Ｂ
電圧検出回路Ｂ（微分ピーク電圧検出手段）は帯電交流電圧の微分波形のピーク電圧値（微分ピーク電圧値；すなわち、帯電交流電圧の微分波形の振幅値）を検出する。
【００２７】
図４（Ｂ）は交流電圧（Ａ−２）の微分波形を示している。微分波形（Ｂ）の破線部は正弦波の形状を示す。（Ａ−２）で歪みが発生しているピーク付近の領域では、微分波形（Ｂ）も正弦波から歪んだ形状となっている。一方、（Ａ−２）で歪みが発生していない位相の領域では、微分波形（Ｂ）は正弦波の形状であり、そのピーク値は（Ａ−２）波形のピーク値と同じＶｐ１となる。即ち、電圧検出回路Ｂは、歪みが発生した帯電交流波形のピーク電圧値に対して歪み量Δｈを加算したＶｐ１の電圧を検出する。
【００２８】
次に電圧検出回路Ｂの動作を説明する。帯電出力電圧はコンデンサ５０９と抵抗５１８によって分圧されて低い電圧レベルに変換される。コンデンサ５０９と抵抗５１８の間にはダイオード５１１が介されているため、オペアンプ５１９の正入力には半波の交流波形が入力される。ここで、コンデンサ５０９のインピーダンスは抵抗５１８のインピーダンスよりも十分に大きく設定されている。即ち、オペアンプ５１９の正極入力部には、帯電交流電圧の微分波形が分圧された交流波形の半波波形が発生する。微分された波形は更に、オペアンプ５１９、オペアンプ５２０、ダイオード５２１、ダイオード５２２、コンデンサ５２３、抵抗５２４、抵抗５２５、抵抗５２６で構成されたピーク電圧検出回路によって、オペアンプ５１２の負極入力端子に発生した交流波形のピーク値に応じた直流電圧に変換され、微分電圧検出信号：ＰＲＩＤＶＳとして、電圧微分ピーク値補正回路に入り、ＰＲＩＤＶＳ’としてＣＰＵ５００に入力される。
【００２９】
微分電圧検出信号：ＰＲＩＤＶＳのレベルは、下記式で表せる。
【数４】
2006220962.tif 000006
ここで、Ｃ５０９はコンデンサＣ５０９の静電容量値、ｆは帯電交流出力の周波数、Ｒ５１８はＲ５１８の抵抗値、πは円周率、Ｖｄは帯電交流電圧の微分値のピーク電圧である。上記式（１）と式（４）から、ピーク電圧検出信号：ＰＲＩＶＳと微分電圧検出信号：ＰＲＩＤＶＳはいずれもコンデンサＣ５０９の静電容量値に対し比例関係にある。即ち、コンデンサＣ５０９の静電容量値が環境条件等によって変動した場合でも、両信号間の相対値は一定となる。
【００３０】
次に、本実施形態における帯電出力制御方法について説明する。本実施形態における画像形成装置においては、帯電交流電流値と、帯電交流電圧のピーク電圧値と、帯電交流電圧の微分ピーク電圧値とから、感光ドラム１と帯電ローラ２で発生する放電電流量を算出し、この放電電流量を所望の値となるように帯電出力を調整する。このとき、現像ローラ１３４に現像電圧が印加されているときに検出した微分ピーク電圧値は、現像電圧の単位時間当たりの傾きの大きさに応じて補正し、放電電流量を算出する。また、現像電圧が印加されていないときに検出した微分ピーク電圧値は、補正しない。この帯電出力制御方法の概念は図５のように示される。
【００３１】
まず、現像電圧が印加されていない場合について説明する。図６（ａ）は帯電ローラ２に印加する帯電電圧のピーク電圧値及び微分ピーク電圧値と帯電交流電流値：Ｉｃの特性を示す図である。帯電ローラ２に帯電交流電圧を印加することで帯電電流：Ｉｃが流れる。帯電交流電圧が放電開始電圧：Ｖｈ以下の領域（非放電発生領域）では、帯電交流電圧の上昇に伴って帯電交流電圧のレベルに比例して帯電交流電流が直線的に上昇する。この領域では、帯電ローラ２と感光ドラム１間の抵抗性負荷と容量性負荷に応じたニップ電流のみが流れる。更に帯電交流電圧が上昇し、放電開始電圧：Ｖｈを超える領域（放電発生領域）に達すると、帯電ローラ２と感光ドラム１間で放電が起こり、前述のニップ電流に放電電流が加算された帯電電流：Ｉｃが流れる。非放電発生領域ではピーク電圧値と微分ピーク電圧値は一致する特性となるが、放電開始領域では、ピーク電圧値はＬＩＮＥ−Ａ、微分ピーク電圧値はＬＩＮＥ−Ｂとなり、２つの特性に差が発生する。
【００３２】
ＬＩＮＥ−ＡとＬＩＮＥ−Ｂの特性に差が生じる原因について、図７を用いて説明する。図７は帯電交流電圧を放電開始電圧：Ｖｈより高いＶａ（１）としたときの帯電交流電圧波形を示しており、交流波形のピーク付近で波形の歪みが発生している。この波形歪みは放電発生によってトランス５０５の出力に歪みが生じるために起こる。帯電交流電圧が放電開始電圧を超えると、交流電圧のピーク付近のタイミングで放電が発生し放電電流が流れる。この放電電流は急激な立ち上がりで瞬間的に流れる。帯電交流電圧を生成するトランス５０５に放電電流が流れると、トランス５０５のリーケージインダクタンスの働きでトランス５０５の出力端子間で電圧降下が発生し、出力電圧波形に歪みが生じるのである。
【００３３】
このとき、帯電交流電圧のピーク電圧値はＶａ（１）となる。一方、微分ピーク電圧値はＶａ（１）に対して歪み量が加算されたＶｂ（１）となり、ＬＩＮＥ−ＡとＬＩＮＥ−Ｂで異なる特性になる。ＬＩＮＥ−Ａは放電開始電圧：Ｖｈを境界として不連続な特性となる。これに対して、ＬＩＮＥ−Ｂは微分ピーク電圧値に対し直線的に変化する特性となる。これは、トランスの動作特性により、トランスの出力電力は放電の有無に関係なく一定で動作するためである。
【００３４】
ＬＩＮＥ−ＡとＬＩＮＥ−Ｂの関係から、放電電流値を算出することができる。ピーク
電圧値：Ｖｐ、微分ピーク電圧値：Ｖｄ、帯電電流：Ｉｃの場合、放電電流値：Ｉｓは、
【数５】
2006220962.tif 000007
の関係が成り立つ。
【００３５】
更に式（５）と式（３）、式（４）から、放電電流Ｉｓは、
【数６】
2006220962.tif 000008
で算出できる。
【００３６】
ピーク電圧値：Ｖｐを前記電圧検出回路Ａで検出、微分ピーク電圧値：Ｖｄを電圧検出回路Ｂで検出、帯電電流：Ｉｃは定電流制御回路で検出し、放電電流値を算出する。図６（ｂ）及び図６（ｃ）は図６（ａ）に対応するＰＲＩＶＳ信号及びＰＲＩＶＤＳ信号の検出特性である。帯電交流電流：ＩｃがＩｃ（１）の場合、ピーク電圧値はＶａ（１）、ＰＲＩＶＳ信号はＰＲＩＶＳ（１）となる。また、微分ピーク電圧値はＶｂ（１）、ＰＲＩＤＶＳ信号はＰＲＩＤＶＳ（１）となる。ＣＰＵ５００で検出したＰＲＩＶＳ信号及びＰＲＩＤＶＳ信号のレベルから、式（６）を用いて放電電流：Ｉｓを算出する。なお、式（６）で明らかなように、放電電流：Ｉｓの算出値にコンデンサＣ５０９の容量値は関係しない。即ち、本実施形態における放電電流の算出方法においては、温度変化によるコンデンサの特性変化が発生した場合でも、放電電流は正確に算出することができる。
【００３７】
次に、現像電圧が印加されている場合について説明する。微分ピーク電圧値は、矩形波である現像電圧の影響を受けやすく、また、その影響は、図８に示す現像電圧の単位時間あたりの傾きｂ／ａによって異なる。よって、本発明は、現像電圧印加中に検出した微分ピーク電圧値を、現像電圧の単位時間あたりの傾きｂ／ａに応じて補正する。本実施形態では、電圧微分ピーク検出回路とＣＰＵ５００の間に、微分ピーク電圧値補正回路５５０を設け、微分ピーク電圧値補正回路５５０に現像電圧振幅検出回路（現像電圧振幅検出手段）５５１を接続する。現像電圧振幅検出回路５５１は端子５５２を通して、現像高圧回路に接続している。また、微分ピーク電圧値補正回路５５０はＣＰＵ５００から現像電圧印加信号ＤＥＶＯＮを受信でき、現像電圧が印加されているときの微分ピーク電圧値のみ、現像電圧振幅検出手段の結果を基に補正を加え、ＰＲＩＤＶＳ’としてＣＰＵ５００に出力する。
【００３８】
ここで、矩形波高圧交流現像電圧の単位時間あたりの傾きｂ／ａの検出について説明する。本実施形態の画像形成装置は、現像電圧のデューティを可変にするため、高圧回路に不図示の分周回路を有し、現像電圧のデューティが可変な構成となっている。ここでいうデューティとは交流現像電圧マイナス側のデューティをいう。
【００３９】
非画像形成時に、２つ以上の異なるデューティの現像電圧を現像ローラ１３４に印加し、そのときの現像電圧振幅検出手段の結果から、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａを算出することができる。この結果に基づいて、現像電圧印加中に検知した微分ピーク電圧値検出手段の結果を補正する。例えば、現像電圧に振幅が０．８ｋＶ、周波数が２．８ｋＨｚの矩形波交流電圧を用い、非画像形成時に、デューティ５０％の現像電圧とデューティ７％の２つの現像電圧を印加した場合について、理想矩形波に近い単位時間当たりの
傾きｂ／ａが大きい現像電圧Ａ（図８（ａ））と単位時間当たりの傾きが比較的小さい現像電圧Ｂ（図８（ｂ））を比較しながら説明する。
【００４０】
まず、デューティ５０％の現像電圧を印加したとき、現像電圧Ａ、現像電圧Ｂともに振幅は当然０．８ｋＶである。次に、デューティ７％の現像電圧を印加したとき、図９のように理想矩形波に近い現像電圧Ａの振幅は０．８ｋＶのままであるが（図９（ａ））、単位時間当たりの傾きが比較的小さい現像電圧Ｂの振幅は約０．５ｋＶと振幅が小さくなる（図９（ｂ））。この、デューティ５０％の現像電圧を印加したときの現像電圧の振幅と、デューティの小さいデューティ７％の現像電圧を印加したときの現像電圧の振幅の差が小さければ、より理想矩形波に近い傾きであり、帯電交流電圧微分ピーク値に与える影響が大きい。現像電圧の振幅の差が大きければまた、その逆である。
【００４１】
このように、例えばデューティ５０％の現像電圧とデューティの小さいデューティ７％の２つの現像電圧を印加することによって、デューティ５０％の現像電圧を印加したときの現像電圧の振幅と、デューティの小さいデューティ７％の現像電圧を印加したときの現像電圧の振幅の差から現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａがわかる。現像電圧の振幅は、現像電圧振幅検出回路５５１によって検出できる。
【００４２】
デューティ５０％とデューティ７％の２つの現像電圧を用いた場合、デューティ５０％の現像電圧を印加したときの現像電圧振幅検出回路５５１の検出値と、デューティ７％の現像電圧を印加したときの現像電圧振幅検出回路５５１の検出値の差Ｄ（以下、現像電圧振幅検出値差Ｄともいう）に対する現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａの関係は図１０のようになる。例えば、前述の現像電圧Ｂは、現像電圧振幅検出値差Ｄは０．３ｋＶであり、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａは５０Ｖ／μｓである。
【００４３】
次に、微分ピーク電圧値の補正について、説明する。ここでも、一例として、現像電圧に振幅が０．８ｋＶ、周波数が２．８ｋＨｚの矩形波を用い、デューティ５０％の現像電圧とデューティ７％の２つの現像電圧を印加し、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａを求める場合について説明する。
【００４４】
現像電圧を印加しているときの微分ピーク電圧値の帯電交流電圧微分ピーク値の変化量は、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａに対し、図１１のようになる。現像電圧の傾きｂ／ａが、約１０Ｖ／μｓ以下の範囲では、微分ピーク電圧値に影響をほとんど与えない。現像電圧の傾きｂ／ａが、約１０〜６０Ｖ／μｓの範囲では、傾きｂ／ａに対し微分ピーク電圧値の変化量はリニアに上昇し、約６０Ｖ／μｓ以上の範囲では、傾きｂ／ａに対し微分ピーク電圧値の変化量は一定となる。この結果から、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａが１０Ｖ／μｓ以下の範囲、すなわち、現像電圧振幅検出値差Ｄが０．６ｋＶ以上の時は、微分ピーク電圧値の補正を行わない。現像電圧の傾きｂ／ａが、１０〜６０Ｖ／μｓの範囲、すなわち、現像電圧振幅検出値差Ｄが０．２ｋＶ以上０．７ｋＶ未満の範囲では、傾きｂ／ａに対し微分ピーク電圧値はリニアに上昇するため、下記の補正値１を行う。現像電圧の傾きｂ／ａが、６０Ｖ／μｓ以上の範囲、すなわち、現像電圧振幅検出値差Ｄが０．２ｋＶ未満の範囲では、下記の補正２を行う。
【００４５】
補正１：
【数７】
2006220962.tif 000009
【数８】
2006220962.tif 000010
補正２：
【数９】
2006220962.tif 000011
【数１０】
2006220962.tif 000012
【００４６】
このような補正を行ったときの、本実施形態での放電電流Ｉｓは、
【数１１】
2006220962.tif 000013
として、算出される。
【００４７】
次に、微分ピーク電圧値補正動作について、図１４のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ９１１にて、現像電圧が印加されているか否かを判断する。現像電圧が印加されていない場合、すなわち、微分ピーク電圧値補正回路５５０が現像電圧駆動信号ＤＥＶＯＮ信号を受信していない場合には、ステップＳ９１７へ進み、ＰＲＩＤＶＳをそのままＰＲＩＤＶＳ’として出力する。現像電圧が印加されている場合、すなわち、微分ピーク電圧値補正回路５５０が現像電圧駆動信号ＤＥＶＯＮ信号を受信している場合には、ステップＳ９１２へ進み、ステップＳ９１２で現像電圧振幅検出回路５５１の検出結果を読み込む。その後、ステップＳ９１３で、現像電圧振幅検出値差Ｄが０．７ｋＶ以上か否かを判断し、ＹＥＳのときは、ステップＳ９１７でＰＲＩＤＶＳをそのままＰＲＩＤＶＳ’として出力する。ステップＳ９１３でＮＯの場合には、ステップＳ９１４へ進み、現像電圧振幅Ｄが０．２ｋＶ未満か否かを判断する。ＹＥＳの場合には、ステップＳ９１５へ進み、前述の補正１を行い、ステップＳ９１７でＰＲＩＤＶＳ’として出力する。ＮＯの場合には、ステップＳ９１６へ進み、前述の補正２を行い、ステップＳ９１７でＰＲＩＤＶＳ’として出力する。現像電圧振幅検出回路５５１は、後述するプリント動作時のシーケンスのうち、前多回転時等の非画像形成時に２つの異なる現像電圧デューティを現像ローラ１３４に印加し、現像電圧振幅検出回路５５１の現像電圧振幅検出値の差Ｄから、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａを検出し、微分ピーク電圧値の補正量を決定して、プロセスカートリッジ１１２の記憶部２５、もしくは装置本体の記憶部（不図示）に記憶しておく。
【００４８】
次に、本実施形態のレーザビームプリンタ１００のプリント動作時における一連の帯電高圧制御処理手順について説明する。図１５はレーザビームプリンタ１００のプリント動作時のシーケンスを表したものである。レーザビームプリンタ１００のメイン電源がオンされると、定着装置を駆動して定着装置を所定温度まで立ち上げる等の一連の処理を行う前多回転工程を実行し、その後にスタンバイ状態となる。本実施形態では、この前多回転時に２つの異なる現像電圧デューティを現像ローラ１３４に印加し、現像電圧振幅検出回路５５１の現像電圧振幅検出値の差Ｄから、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａを検出し、微分ピーク電圧値の補正量を決定して、プロセスカートリッジ１１２の記憶部２５、もしくは装置本体の記憶部（不図示）に記憶しておく。次に、プリント開始の命令が外
部パーソナルコンピュータ等の外部装置１２８から受けると、所定の印字準備段階である前回転工程を実行し、その後に一連の電子写真プロセスによって記録紙にプリント動作を行うプリント工程に入る。ここで、複数枚のプリント動作を行うモードの場合には、次の記録紙に対してのプリント動作を行うまでの紙間工程で所定の処理を実行後、２枚目以降のプリント工程に移る。最後の記録紙のプリント工程が終了すると、後回転工程の後、再びスタンバイ状態に戻る。本実施形態のレーザビームプリンタ１００においては、前回転工程期間、プリント工程及び紙間工程において、現像電圧印加中も帯電交流高圧レベルを決定する処理を連続的に実行し、その結果に基づいてリアルタイムで帯電交流高圧レベルを制御する。
【００４９】
図１６は本実施形態のレーザビームプリンタ１００におけるプリント動作時の帯電高圧の一連の制御フローを示すものである。プリント動作が開始されると、ステップＳ１１０２にて放電電流の制御値：Ｉｓ（ｃｎｔ）の設定を行う。制御値：Ｉｓ（ｃｎｔ）は予め装置本体のメモリ内に格納された値を用いて設定する。次にステップＳ１１０３では帯電電流の定電流制御レベルの初期値設定を行う。設定値はカートリッジの記憶部２５、あるいは装置本体の記憶部（不図示）に格納された値を用いて設定する。次にステップＳ１１０４では前回転中の所定タイミングにおいて帯電ＤＣバイアスを駆動し、更にステップＳ１１０５で帯電交流バイアス駆動信号：ＰＲＩＯＮ信号をＬＯＷレベルに切り替える。これにより帯電交流バイアスが出力される。続いて、ステップＳ１１０６〜ステップＳ１１０８では放電電流の測定を行う。ステップＳ１１０６で電圧検出回路Ａの検出値：ＰＲＩＶＳを読み込み、ステップＳ１１０７で電圧検出回路Ｂ検出補正値：ＰＲＩＤＶＳ’の読み込みを行う。ステップＳ１１０８では前工程で読み込んだＰＲＩＶＳ，ＰＲＩＤＶＳ’の値から前述の方法で放電電流値の算出を行う。次に、ステップＳ１１０９ではステップＳ１１０８で算出した放電電流値：ＩｓとステップＳ１１０２で設定した制御値：Ｉｓ（ｃｎｔ）の比較を行い、ＩｓがＩｓ（ｃｎｔ）よりも大きい場合はステップＳ１１１０に進み、電流制御信号レベルを所定レベル小さくする処理を行う。これにより、帯電交流出力のレベルが小さく制御される。一方、ステップＳ１１０９でＩｓがＩｓ（ｃｎｔ）より小さい場合はステップＳ１１１１に進み、電流制御信号レベルを所定レベル大きくする処理を行い、これにより帯電交流出力のレベルが大きく制御される。続いて、ステップＳ１１１２においてプリント終了かを判断し、プリントが継続される場合はステップＳ１１０６に戻り、同様の処理が繰り返される。このような繰り返し処理を行うことで、放電電流値が所望のレベル：Ｉｓ（ｃｎｔ）となるように帯電交流出力が制御される。一方、ステップＳ１１１２でプリント終了の場合は、帯電交流バイアス駆動信号：ＰＲＩＯＮ信号をＨＩＧＨレベルに切り替えて帯電交流バイアスを停止し（ステップＳ１１１３）、帯電ＤＣバイアスを停止（ステップＳ１１１４）して一連の処理を完了する。上記一連の処理は、前回転工程期間、プリント工程及び紙間工程において連続的に実行されるため、放電電流値が常に所望の値となるようにリアルタイムで帯電交流高圧レベルが制御される。
【００５０】
以上、説明したとおり、本実施形態における帯電高圧制御では、帯電高圧出力部に１つのコンデンサを設け、コンデンサに流れる電流を測定することで検出した帯電交流電圧ピーク値と、コンデンサと直列に接続された抵抗に発生する電圧を測定することで検出した微分ピーク電圧値を現像電圧振幅検出回路５５１の結果によって補正した値と、更に検出した帯電交流電流値から放電電流を算出し、放電電流が所望の値となるように帯電交流レベルを制御する。このような構成とすることで、放電発生領域内での放電電流の検出が可能となり、現像電圧印加中でも、前回転工程期間、プリント工程及び紙間工程において放電電流値を常にリアルタイムで最適に制御することができ、環境変動や製造時によるばらつき等にかかわらず、感光ドラムの劣化を抑制しつつ、均一な帯電を達成することが可能となる。
【００５１】
（第２実施形態）
第２実施形態では、微分ピーク電圧検出回路とＣＰＵ５００の間に、微分ピーク電圧値補正回路５５０を設け、微分ピーク電圧値補正回路５５０に現像電圧振幅検出回路５５１を接続する。現像電圧振幅検出回路５５１は端子５５２を通して、図２（ｂ）に示すプレートアンテナＰＡに接続している。また、微分ピーク電圧値補正回路５５０はＣＰＵ５００から現像電圧印加信号ＤＥＶＯＮを受信でき、現像電圧が印加されているときの微分ピーク電圧値のみ、現像電圧振幅検出回路５５１の結果を基に補正を加え、ＰＲＩＤＶＳ’としてＣＰＵ５００に出力する。本実施形態での現像電圧振幅検出回路５５１（現像電圧振幅検出手段）はトナー残量検知回路を利用したものである。
【００５２】
まず、プレートアンテナＰＡについて説明する。図２（ｂ）は、本実施形態における現像装置２８の構成を示した図である。図２（ｂ）においてプレートアンテナＰＡはトナー格納容器１３５内のトナーＴが流動的でありトナーＴの減少度が直接分かるようなトナー格納容器１３５内などに設置されている。プレートアンテナＰＡの材質は良導性な板状のものであればどのようなものでも良いが、トナー格納容器１３５内へ設置する場合は、トナー粒子に悪影響を及ぼさない材質であり、湿度等の環境条件に強い材質が望まれる。
【００５３】
そして、プレートアンテナＰＡの少なくとも一の側面には、外部より通電可能なような形状が形成されている。この接続部は導線などで直接接続するものでもよく、また、カートリッジ側面より導電性のピン形状のもので串刺しにする形態をとるのも良い。本実施形態では、ピン形状のものをカートリッジ側壁を介し、引き起こし部３２へ突き刺す形態を採ることとする。
【００５４】
装置本体とカートリッジ１１２には不図示の電気接点が設けられており、カートリッジ１１２が装置本体内に装着された際に該電気接点を通じてカートリッジ１１２のプレートアンテナＰＡと装置本体内の現像剤量検出手段を兼ねた現像電圧振幅検出回路５５１が電気的に接続される。
【００５５】
また、現像ローラ１３４とプレートアンテナＰＡによるトナー残量の検知は、現像ローラ１３４に印加された現像電圧を用いてトナー残量を計測することにより行う。具体的には、現像ローラ１３４に印加された現像電圧によって、プレートアンテナＰＡに誘起された電圧値を検出する。現像ローラ１３４とプレートアンテナＰＡ間にあるトナー残量に応じて誘電率が異なると、プレートアンテナＰＡに誘起される電流値が異なってくるので、このことを利用して、プレートアンテナＰＡの電圧値を検出することによって、トナー残量レベル検知を行うことができる。
【００５６】
また、現像ローラ１３４に印加された現像電圧の振幅が異なると、プレートアンテナＰＡに誘起される電流値が異なってくるので、現像電圧の振幅検出も行うことができる。これを利用して、微分ピーク電圧値を補正する。
【００５７】
本実施形態での現像電圧振幅検出回路５５１は、振幅０．８ｋＶの電圧を検知したときは２．０Ｖ、電圧を検知しなかったときは、１２Ｖを出力するように構成され、振幅と現像電圧振幅検出回路５５１の検出値は図１２のように１次の関数となる。また、デューティ５０％とデューティ７％の２つの現像電圧を用いた場合、デューティ５０％の現像電圧を印加したときの現像電圧振幅検出回路５５１の検出値と、デューティ７％の現像電圧を印加したときの現像電圧振幅検出回路５５１の検出値の差Ｄ（以下、現像電圧振幅検出値差Ｄともいう）に対する現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａの関係は図１３のようになる。例えば、前述の現像電圧Ｂは、現像電圧振幅検出値差Ｄは３．６Ｖであり、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａは５０Ｖ／μｓである。
【００５８】
ここでも第１実施形態と同様、一例として、現像電圧に振幅が０．８ｋＶ、周波数が２
．８ｋＨｚの矩形波を用い、デューティ５０％の現像電圧とデューティ７％の２つの現像電圧を印加し、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａを求める場合について説明する。
【００５９】
まず、現像電圧を印加しているときの微分ピーク電圧値の変化量は、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａに対し、図１１のようになる。現像電圧の傾きｂ／ａが、約１０Ｖ／μｓ以下の範囲では、微分ピーク電圧値に影響をほとんど与えない。現像電圧の傾きｂ／ａが、約１０〜６０Ｖ／μｓの範囲では、傾きｂ／ａに対し微分ピーク電圧値の変化量はリニアに上昇し、約６０Ｖ／μｓ以上の範囲では、傾きｂ／ａに対し微分ピーク電圧値の変化量は一定となる。この結果から、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａが１０Ｖ／μｓ以下の範囲、すなわち、現像電圧振幅検出値差Ｄが８．４Ｖ以上の時は、微分ピーク電圧値の補正を行わない。現像電圧の傾きｂ／ａが、１０〜６０Ｖ／μｓの範囲、すなわち、現像電圧振幅検出値差Ｄが２．２Ｖ以上８．４Ｖ未満の範囲では、傾きｂ／ａに対し微分ピーク電圧値はリニアに上昇するため、下記の補正値３を行う。現像電圧の傾きｂ／ａが、６０Ｖ／μｓ以上の範囲、すなわち、現像電圧振幅検出値差Ｄが２．２Ｖ未満の範囲では、下記の補正４を行う。
【００６０】
補正３：
【数１２】
2006220962.tif 000014
【数１３】
2006220962.tif 000015
補正４：
【数１４】
2006220962.tif 000016
【数１５】
2006220962.tif 000017
【００６１】
このような補正を行ったときの、本実施形態での放電電流Ｉｓは、
【数１６】
2006220962.tif 000018
として、算出される。
【００６２】
次に、微分ピーク電圧値補正動作について、図１７を用いて説明する。まず、ステップＳ９２１にて、現像電圧が印加されているか否かを判断する。現像電圧が印加されていない場合、すなわち、微分ピーク電圧値補正回路５５０が現像電圧駆動信号ＤＥＶＯＮ信号を受信していない場合には、ステップＳ９２７でＰＲＩＤＶＳをそのままＰＲＩＤＶＳ’として出力する。現像電圧が印加されている場合、すなわち、微分ピーク電圧値補正回路５５０が現像電圧駆動信号ＤＥＶＯＮ信号を受信している場合には、ステップＳ９２２へ進み、ステップＳ９２２で現像電圧振幅検出回路５５１の検出結果を読み込む。その後、
ステップＳ９２３で、現像電圧振幅検出値差Ｄが８．４Ｖ以上か否かを判断し、ＹＥＳのときは、ステップＳ９２７でＰＲＩＤＶＳをそのままＰＲＩＤＶＳ’として出力する。ステップＳ９２３でＮＯの場合には、ステップＳ９２４へ進み、現像電圧振幅検出値差Ｄが２．２Ｖ未満か否かを判断する。ＹＥＳの場合には、ステップＳ９２５へ進み、前述の補正３を行い、ステップＳ９２７でＰＲＩＤＶＳ’として出力する。ＮＯの場合には、ステップＳ９２６へ進み、前述の補正４を行い、ステップＳ９２７でＰＲＩＤＶＳ’として出力する。現像電圧振幅検出回路５５１は、プリント動作時のシーケンスのうち、前多回転工程等の非画像形成時に２つ以上の異なる現像電圧デューティを現像ローラに印加し、そのときプレートアンテナＰＡに誘起された電圧の検出値の差Ｄから、現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａを検出し、微分ピーク電圧値の補正量を前述のように決定して、プロセスカートリッジの記憶部２５、もしくは装置本体の記憶部（不図示）に記憶しておく。
【００６３】
画像形成装置のプリント動作時における一連の帯電高圧制御処理手順については第１実施形態と同様のため省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１実施形態に係るレーザビームプリンタの構成図
【図２】第１、第２実施形態に係るプロセスカートリッジの構成図
【図３】第１実施形態に係る帯電出力回路の構成図
【図４】第１実施形態に係る電圧検出回路の検出特性の説明図
【図５】第１実施形態に係る帯電電圧出力制御の説明図
【図６】第１実施形態に係る帯電交流電圧と帯電電流の特性図
【図７】第１実施形態に係る帯電交流電圧波形の説明図
【図８】第１実施形態に係る現像電圧の立ち上がりの単位時間当たりの傾き検出の説明図
【図９】第１実施形態に係る現像電圧の立ち上がりの単位時間当たりの傾き検出の説明図
【図１０】第１実施形態に係る現像電圧振幅差と現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａの関係
【図１１】第１、第２実施形態に係る現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａと現像電圧による微分ピーク電圧値の変化量の関係
【図１２】第２実施形態に係る現像電圧振幅と現像電圧振幅検出手段の出力値の関係
【図１３】第２実施形態に係る現像電圧振幅検出値差と現像電圧の単位時間当たりの傾きｂ／ａの関係
【図１４】第１実施形態に係る微分ピーク電圧値補正のフローチャート
【図１５】第１実施形態に係るプリント動作時のシーケンス図
【図１６】第１実施形態に係るプリント工程時の処理フロー図
【図１７】第２実施形態に係る微分ピーク電圧値補正のフローチャート
【図１８】従来の放電電流制御の帯電交流電圧と帯電電流の特性図
【符号の説明】
【００６５】
１     感光ドラム
２     帯電ローラ
４     プリンタ制御部
２３   クリーニングブレード
２４   現像ブレード
２５   記憶部
２７   廃トナー容器
２８   現像装置
２９   現像容器
３０   攪拌部材
３１   トナー封止部材
３２   引き起こし部
１００ レーザビームプリンタ
１１２ プロセスカートリッジ
１１３ 転写ローラ
１３４ 現像ローラ
５５０ 微分ピーク電圧値補正回路
５５１ 現像電圧振幅検出回路
５５２ 端子
５９９ 帯電高圧出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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