(57)【要約】【課題】  帯電回転体による像担持体への放電電流を適正化し、帯電不良を低減できる画像形成装置を提供することである。【解決手段】  帯電ローラ２に電圧を印加した際に、感光ドラム１と帯電ローラ２との間に流れる電流から所定周波数の電流を抽出するスパイク電流抽出装置によって抽出された電流に基づいて、感光ドラム１の周速と帯電ローラ２の周速の比を変更する。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体を帯電する回転可能な帯電回転体と、前記帯電回転体に電圧を印加する電源と、前記帯電回転体に電圧を印加した際に、前記像担持体と前記帯電回転体との間に流れる電流から所定周波数の電流を抽出する電流抽出手段と、を有する画像形成装置において、
前記電流抽出手段によって抽出された前記電流に基づいて、前記像担持体の周速と前記帯電回転体の周速の比を変更する変更手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記変更手段は、前記像担持体の周速と前記帯電回転体の周速の比を変更するために、前記帯電回転体の周速を変更することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記変更手段は、前記帯電回転体の周速が前記像担持体の周速と同じである第１モードと、前記帯電回転体の周速が前記像担持体の周速よりも大きい第２モードと、含む複数のモードを変更することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】
前記電流抽出手段によって抽出された前記電流が所定値よりも大きい場合、前記第２モードが設定されることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体と前記帯電回転体を駆動する駆動源と、前記帯電回転体の周速を可変とする変速機構と、を有し、前記変更手段は、前記変速機構を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置。
【請求項６】
前記複数のモードは、前記第１モードに対して、前記帯電回転体に印加する電圧を変更する第３モードを含むことを特徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電回転体は、前記像担持体に接触して設けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置。
【請求項８】
前記電源は、前記帯電回転体に直流電圧と交流電圧を印加可能であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機等の電子写真装置に用いるのに適した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において感光体等の像担持体の表面を帯電させる方法としては、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知られている。特に帯電部材として、帯電ローラのような回転可能な帯電回転体を用いると、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。
【０００３】
接触帯電方式には、帯電部材に直流電圧を交流電圧を重畳した振動電圧を印加して帯電する方式（以下「ＡＣ帯電方式」と記す）と、直流電圧のみを印加して帯電する方式（以下「ＤＣ帯電方式」と記す）がある。ＡＣ帯電方式では像担持体の帯電電位の均一性に優れている。
【０００４】
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。帯電部材と像担持体との放電が多過ぎると、像担持体の削れなどの像担持体の劣化が促進したり、像担持体への放電生成物の付着によるフィルミング、高温高湿環境での画像流れ等の異常画像が発生しする場合があった。
【０００５】
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、像担持体への放電を最小限とすることが好ましい。だが、放電が少な過ぎると、帯電部材と被帯電体との間に流れる放電電流が減ることにより、画像形成装置において、砂地画像や横スジ画像等の局所的な画像不良が発生することがあった。砂地画像とは、局所的な過剰放電により生じる帯電不良によって起きる砂地のような画像不良であり、横スジ画像とは、像担持体の長手方向に長く周方向に短い過剰な放電が原因のスジ状の画像不良である。
【０００６】
放電電流を最小限に抑える方法として、特許文献１において、交流放電電流が所定の範囲内に収まるように、帯電部材に印加する電圧を制御している。
【０００７】
特許文献２では、帯電部材と感光体の間に流れる電流を帯電電流測定回路により測定し、当該電流から所定の周波数を有するスパイク放電電流を抽出し、当該スパイク放電電流値を平均化処理した値Ｉｓｐを所定の範囲内に設定するように制御している。これにより、スパイク放電による局所的な帯電不良を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２３２５３４号
【特許文献２】特開２００６−７８５５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、帯電不良を低減し、像担持体の電位を均一化するためには、従来は放電電流を大きくしなければならなかった。しかしながら、放電電流を大きくし過ぎると、像担持体の劣化や画像流れといった問題が発生しやすくなった。そこで、放電電流をある程度に抑えつつ、帯電不良低減や帯電電位の均一化する手法が求められている。
【００１０】
本発明の目的は、像担持体への放電電流を適正化することができる画像形成装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、帯電不良を低減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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電する回転可能な帯電回転体と、前記帯電回転体に電圧を印加する電源と、前記帯電回転体に電圧を印加した際に、前記像担持体と前記帯電回転体との間に流れる電流から所定周波数の電流を抽出する電流抽出手段と、を有する画像形成装置において、前記電流抽出手段によって抽出された前記電流に基づいて、前記像担持体の周速と前記帯電回転体の周速の比を変更する変更手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、像担持体の周速と帯電回転体の周速の比を変更することで、像担持体への放電電流を抑えることができる。また、帯電不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置例の概略構成模型図である。
【図２】プリンタの動作シーケンス図である。
【図３】スパイク電流検知のブロック回路図である。
【図４】ドラム位置に対する放電電流量である。
【図５】実施例１のフローチャートである。
【図６】実施例２のフローチャートである。
【図７】実施例３のフローチャートである。
【図８】スパイク放電電流の測定例である。
【図９】装置のブロック回路図である。
【図１０】装置のブロック回路図である。
【図１１】帯電波形検知回路の測定例である。
【図１２】スパイク電流抽出回路の測定例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
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、電子写真方式を利用し、転写材の最大サイズがＡ３サイズであるレーザビームプリンタである。
【００１７】
この画像形成装置は、第１の像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備える。感光ドラム１の回転方向（反時計方向）に沿ってその周囲に接触帯電部材としての回転可能な帯電回転体である帯電ローラ２、現像装置４、接触転写部材としての転写ローラ５、クリーニング装置７、が配置されている。帯電ローラ２と現像装置４間の上方には露光装置３が設置されている。また、感光ドラム１と転写ローラ５間に形成される転写部ｄの転写材搬送方向の下流側には、定着装置６が設置されている。
【００１８】
感光ドラム１は、第１の駆動源である駆動装置（図９の駆動手段１）の駆動によって矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。
【００１９】
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電圧が印加されることにより、感光ドラム１の周面が所定の極性・電位に一様帯電される。また、帯電ローラ２は、第２の駆動源である駆動装置（図９の駆動手段２）の駆動によって矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。通常モードにおいて、帯電ローラ２の周速は、感光ドラム１の周速と実質的に同一である。通常モードでは、帯電ローラ２の周速は、感光ドラム１の周速の±３％以内であることが好ましい。
【００２０】
本例において、帯電ローラ２は、感光ドラム１に接触して設けられる接触帯電方式であり、帯電ローラ２が感光ドラム１に接触する部分ａを接触ニップという。帯電ローラ２は、帯電ローラ２と感光ドラム１とのギャップで生じる放電により、感光ドラム１を帯電する。そして、感光ドラムの回転方向において、接触ニップのすぐ上流ギャップで放電が生じる領域を放電上流領域、接触ニップのすぐ下流ギャップで放電が生じる領域を放電下流領域とする。
【００２１】
露光装置３は、本実施の形態では半導体レーザーを用いたレーザビームスキャナである。露光装置は、不図示の画像読み取り装置等のホスト処理から入力される画像信号に対応して変調されたレーザー光を出力して、感光ドラム１の一様帯電処理面を露光位置ｂにおいて走査露光（イメージ露光）Ｌする。この走査露光Ｌにより感光ドラム１面のレーザー光で照射されたところの電位が低下することで、感光ドラム１面には走査露光Ｌした画像情報に対応した静電潜像が順次に形成される。
【００２２】
現像装置４は、本実施の形態では２成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置であり、感光ドラム１に形成された静電潜像の露光部分（明部）にトナーを付着させて静電潜像が反転現像される。この現像装置４は、現像容器４ａの開口部に固定マグネットローラ４ｃを内包した回転自在な非磁性の現像スリーブ４ｂが設けられている。現像容器４ａ内の現像剤４ｅは、規制ブレード４ｄで薄層に現像スリーブ４ｂ上にコーティングし、感光ドラム１と対向する現像部ｃへ搬送する。現像容器４ａ内の現像剤４ｅはトナーと磁性キャリアの混合物であり、２つの現像剤攪拌部材４ｆの回転によって均一に攪拌されながら現像スリーブ４ｂ側に搬送される。現像スリーブ４ｂ上のトナーは、帯電ローラに印加された直流電圧と同じ極性に帯電される。
【００２３】
現像スリーブ４ｂには、電源Ｓ２から所定の現像電圧が印加される。本実施の形態において、現像スリーブ４ｂへ印加する現像電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。
【００２４】
転写ローラ５は、感光ドラム１に所定の押圧力をもって当接して転写部ｄを形成し、電源Ｓ３から転写電圧（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電圧が印加される。これによって、この転写部ｄにて第２の像担持体としての用紙などの転写材Ｐに感光ドラム１表面のトナー像を転写する。
【００２５】
定着装置６は、回転自在な定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂを有しており、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂ間の定着ニップ部にて転写材Ｐを挟持搬送しながら、転写材Ｐの表面に転写されたトナー像を加熱加圧して熱定着する。
【００２６】
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の感光ドラム面当接部である。
【００２７】
図２は上記プリンタの動作シーケンス図である。
【００２８】
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。プリンタの本体電源スイッチをオフからオンにすることより、感光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の所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。準備動作を終了した後、プリンタはスタンバイ状態となる。
【００２９】
ｂ．印字準備回転動作（前回転工程）
プリンタの外部などからプリント信号（画像形成開始信号）が入力されて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る。例えば、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。
【００３０】
本実施例においてはこの印字準備回転動作期間において、砂地抑制モード（砂地状の画像不良を抑制するモード）へ移行するかどうかの決定プログラムが実行される。砂地抑制モードについては後述する。
【００３１】
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、引き続いて感光ドラムに対する作像プロセスが実行され、回転感光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。
【００３２】
連続印字（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。
【００３３】
ｄ．紙間工程
連続印字モードにおいて、１枚目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である。
【００３４】
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タの駆動を継続させて感光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。
【００３５】
ｆ．スタンバイ
所定の後回転動作が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光ドラムの回転駆動が停止され、プリンタ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。
【００３６】
１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、プリンタは後回転動作を経てスタンバイ状態になる。
【００３７】
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、プリンタは前回転工程に移行する。
【００３８】
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の前回転動作、ｄの紙間工程、ｅの後回転動作が非画像形成時である。
【００３９】
図３は帯電ローラ２に対する帯電電圧印加のブロック回路図である。図９は、帯電ローラ２に対する帯電電圧印加および帯電ローラ２に対する駆動入力のブロック図である。
【００４０】
感光ドラム１は、本実施例では負帯電極性の有機感光体で、アルミニウム製のドラム基体１ａ上に感光層１ｂを有しており、所定の周速で矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その回転過程において接触する帯電ローラ２により負極性の一様な帯電を受ける。帯電ローラ２に電圧を印加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、帯電ローラへ直流電圧と交流電圧の重畳電圧を印加可能である。電源Ｓ１から直流電圧Ｖｄｃと周波数ｆの交流電圧Ｖａｃとが重畳された振動電圧（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。
【００４１】
図３、図９において、１４は感光ドラム１を介して帯電ローラ２に流れる帯電電流の時間変化を測定する帯電電流波形測定装置（電流検知装置）である。帯電電流波形測定装置１４を感光ドラムの基体とグラウンド（接地）との間に設ける。帯電電流波形測定装置１４は、帯電ローラ２の抵抗と比べて充分小さい負荷抵抗１ｋΩと、その負荷抵抗を流れる電流を測定する装置からなる。ここでは、サンプリング周波数が２００ＭＳ／ｓのオシロスコープを用いた。測定した帯電電流波形は、スパイク放電電流抽出回路１５ａへ入力する。
【００４２】
本発明者は、帯電部の上流のドラム表面電位と帯電ローラに印加される直流電圧との間に電位差が存在する時に、ある交流電圧を印加すると、交流電圧の一周期より立ち上がり時間及び時定数が十分に早い特定周波数の電流が発生することを発見した。この特定周波数（所定周波数）の電流は、言い換えれば交流電圧の周波数に対して非常に大きい周波数を有する電流である。そして、大きい特定周波数電流が発生すると、砂地や横スジ等の局所的な帯電不良が発生することも確認した。これは、交流電圧のピーク間電圧が十分大きくない場合に生じる。
【００４３】
帯電ローラ２によって、感光ドラム１が帯電処理される時に帯電電流波形測定装置１４で検知される電流波形を図１１に示す。図１１において、本来の帯電電流の他に、鋭いピークすなわち特定周波数（所定の高周波）を有するスパイク状の電流（以下スパイク放電と呼ぶ）が確認できる。
【００４４】
図３、図９において、１５ａは、所定周波数の電流を抽出する電流抽出手段としてのスパイク放電電流抽出回路であり、図８にスパイク放電電流の測定例を示す。測定例では、スパイク放電電流の立ち上がり時間τ、すなわちスパイク放電電流のピーク値の１０％から９０％になる時間、は約０．３μｓ、時定数は約１μｓ、最大瞬時値は１００μＡである（以後、最大瞬時値は絶対値で表示する）。ここで、スパイク放電の立ち上がり時間τは、１００μｓ以下である。
【００４５】
本実施例において、スパイク放電は、周波数で１００００（Ｈｚ）以上を有する高周波の放電電流、即ち放電電流の立ち上がり時間τがτ≦１００μｓのものとした。スパイク放電が発生すると、砂地や横スジ等の局所的な帯電不良が発生することが知られている。
【００４６】
本測定例では、コンピュータを用いて帯電電流波形データからノイズを除去し、スパイク放電電流を抽出した。図１２にスパイク電流抽出回路の測定例を示す。印加した交流電圧の周波数ｆと、スパイク放電の周波数（１００００Ｈｚ以上）にピークが確認できた。帯電電流の周期に抽出したスパイク放電電流は、図３、図９に示す統計処理装置１５ｂへ入力する。
【００４７】
統計処理装置１５ｂは、スパイク放電電流抽出回路１１から入力されたスパイク放電電流情報を所定の方法にしたがって統計処理する機能を有する。
【００４８】
本測定例では、０．１ｓの間スパイク放電電流を測定し、０．０１ｓごとに１０分割し、分割した各々の時間内におけるスパイク放電電流の最大瞬時値Ｉｓｐ１，Ｉｓｐ２，・・・・，Ｉｓｐ１０の１０点平均Ｉｓｐを求めた。ただし、ここで求めたＩｓｐ１，Ｉｓｐ２，・・・・，Ｉｓｐ１０は、スパイク放電電流の瞬時値の絶対値が最大となる値である。
【００４９】
このＩｓｐが所定の値を超えると砂地状の画像不良が発生する。本実施例では上記のようにして、スパイク放電電流を検知することで、砂地状の画像不良（帯電不良）を判断する。
【００５０】
そして、図３、図９の制御回路（ＣＰＵ）１３はＩｓｐの値から、砂地抑制モード（第２のモード）へ移行するかどうかの決定プログラムを実行する機能を有する。
【００５１】
また、図３の２ｃは帯電ローラを駆動する駆動手段としてのモータ（図９の駆動手段２）である。このモータ２ｃは制御回路１３によって、帯電ローラの回転数、即ち帯電ローラの周速を制御する。即ち、制御回路１３は、スパイク放電電流Ｉｓｐに基づいて、感光ドラム１の周速と帯電ローラ２の周速の周速比を変更する変更手段である。
【００５２】
なお、本例においては、スパイク放電電流に関わらず感光ドラム１の周速は、図９のモータ（駆動手段１）により一定に設定されており、周速比を変更するために、帯電ローラ２の周速を変更する。
【００５３】
この砂地状帯電不良は、感光ドラム１と帯電ローラ２の接触ニップ近傍で起こる異常放電によって発生する。ＡＣ帯電方式の場合、この異常放電は、感光ドラム１表面が放電上流領域、および放電下流領域を通過する間に帯電ローラ２から感光ドラム１への放電（正放電）と、感光体ドラム１から帯電ローラ２への放電（逆放電）を繰り返す間に均一化され、解消される。しかし、放電下流領域において、放電が少ないと均一化効果も少なくなり、砂地状帯電不良は解消されない。すなわち、放電下流領域における放電電流量が増加すれば、砂地状帯電不良を低減できる。
【００５４】
そこで、鋭意検討の結果、帯電ローラ２を感光ドラム１の回転方向と同方向に、感光体ドラム１より速く回転させることで、放電下流領域において、放電量が多くなることが、有限要素法による放電シミュレーションによりわかった。図４は有限要素法による放電シミュレーションの結果で、ドラム位置に対する放電電流量を表す。図４の横軸に示されるドラム放電位置の０は、帯電ローラとドラムの接触部の中心であり、マイナス側は放電上流領域、プラス側は放電下流領域である。帯電ローラ２の周速を、感光ドラム１の周速より速くすることで放電下流領域の放電電流量が増える（放電上流領域の放電電流量は減る）ことが確認できた。
【００５５】
次に、周速差をつけると、放電分布が放電上流領域から放電下流領域へ移動する理由について述べる。
【００５６】
帯電ローラ２に電圧を印加した時、芯金２ａから帯電ローラ２の表面方向へ電荷が移動する。帯電ローラ２の表面とドラム表面との電位差によって放電が起こり、帯電ローラ２の表面に達した電荷は放電によって感光体ドラムへ移動する。電荷が帯電ローラ２の芯金からローラ２の表層に出るまでに、帯電ローラ２が回転すると、電荷は相対的に下流へ向かうことになる。帯電ローラ２と感光ドラムの電位差が、放電可能な電位差にある時間内に、より多くの電荷が下流領域に供給されることになり、図４に示すように、下流領域での放電量が増える。相対的に上流領域の放電は減るが、総放電電流量はほとんど変わらない。そのため、放電電流量を増やすことなく、放電下流領域の放電電流量を増やすことができ、砂地状画像不良を低減することができる。
【００５７】
図５は非画像形成時における、砂地検知と、砂地抑制モードへ移行するかどうかを決定するフローチャートの一例である。砂地状の画像が出る恐れがあるかどうかを検知し、砂地状の画像が出ない状況では、複数のモードのうち通常モード（第１のモード）での帯電条件（帯電ローラの周速と感光ドラムの周速を実質的に同じとする）を設定する。同様に、砂地状の画像が出る状況では、複数のモードのうち砂地抑制モード（第２のモード）で帯電条件（帯電ローラの周速が、感光ドラムの周速よりも大きく、第１モードの帯電ローラの周速よりも大きい）を設定する。
【００５８】
ここで、非画像形成時とは、帯電ローラ２によって、感光ドラム１へ画像形成のための帯電を行なわない時、即ち、帯電ローラ２が画像形成領域（潜像形成領域）となる領域を帯電する時以外の時、である。砂地検知のタイミングは、プリンタの電源投入時や転写材に画像を形成する枚数が所定枚数になった時に行なうのが良い。
【００５９】
本例の砂地検知とは、実際に砂地状画像を形成するのではなく、帯電ローラ２に流れる電流を検知することにより、この電流の使用により、砂地状画像（帯電不良）を形成する恐れがあるかどうかを判断するものである。
【００６０】
図２における砂地検知工程のタイミング（Ｓ１１）の際に、図１における感光ドラム１を回転させ、帯電ローラ２に画像形成時の所定の電圧と同じ電圧を印加する。このとき、帯電ローラへの電圧印加条件、帯電ローラの駆動条件は、通常モードの時のそれと同じであり、帯電ローラ２の周速は、感光ドラム１の周速と実質的に同じ（周速比１）である。
【００６１】
なお、画像形成時とは、帯電ローラ２によって、感光ドラム１へ画像形成のための帯電を行なう時、即ち、帯電ローラ２が画像形成領域（潜像形成領域）となる領域を帯電する時である。本実施例では帯電ローラへ印加される電圧は、直流電圧−５００Ｖ、交流電圧１５００Ｖｐｐを印加した。交流電圧のピーク間電圧は、感光ドラムの帯電開始電圧の絶対値（本例では５５０Ｖ）の２倍以上であることが好ましい。帯電開始電圧は、帯電ローラへＤＣ電圧を印加した場合に感光ドラムの帯電が開始する時の印加ＤＣ電圧である。
【００６２】
また、実際に潜像も画像も形成しないため、現像電圧、転写電圧は印加しない（Ｓ１２）。このような電圧設定にすることで、帯電電流波形測定装置１４によって、電流が検知され（Ｓ１２）、スパイク電流抽出装置１５ａによりスパイク電流が抽出される（Ｓ１４）。そして、統計処理装置１５ｂによって、Ｉｓｐが計算される（Ｓ１５）。なお、電流を検知する時に、帯電ローラへ直流電圧を印加しなくても良い。
【００６３】
そして、制御装置１３によって、スパイク放電電流Ｉｓｐが所定値ｎ以下であるかどうかを判断する（Ｓ１６）。本実施例ではＩｓｐ≧ｎであれば砂地抑制モード（第２モード）に移行する（Ｓ１７）ことを決定し、Ｉｓｐ＜ｎであれば通常モード（第１のモード）で帯電ローラの帯電条件を変えずに、画像形成の実行を開始する（Ｓ１３）。所定値ｎは、砂地画像が出る範囲と出ない範囲との境界値よりも多少余裕を持って小さくするのが良い。
【００６４】
砂地抑制モードに移行することが決定した場合、帯電ローラ２を通常モードの周速（砂地検知工程の周速度）より速い速度で駆動させる。本実施例では図４に示すように、砂地抑制モードの帯電ローラの周速は、通常モードの周速（砂地検知工程の周速度）の１０倍の周速（周速比１０）に設定される。即ち、帯電ローラの周速は、感光ドラムの周速の１０倍に設定される。帯電ローラに印加される電圧は、通常モードにおける電圧と同じである。従って、図４に示すように、放電電流量は、上流放電領域から下流放電領域へシフトする。
【００６５】
その後、再び砂地検知モードへ移行させ（Ｓ１２〜Ｓ１６）、砂地が発生しているかどうかを判断させる。ただし、この時の帯電ローラ２の周速は、変更後の周速（砂地抑制モードでの周速）である。
【００６６】
そして、スパイク放電電流Ｉｓｐが、Ｉｓｐ＜ｎであれば画像形成を実行し（Ｓ１３）、Ｉｓｐ≧ｎであれば、再び砂地抑制モードへ移行（Ｓ１７）させ、帯電ローラの周速をさらに速くなるように設定する。例えば、図４に示すように、通常モードの周速（砂地検知工程の周速度）の２０倍の周速に設定すれば良い。
【００６７】
このように、砂地状画像の抑制は、砂地抑制モードで、帯電ローラ２と感光ドラム１の間に帯電ローラ２が速く回るように周速をつけることでも達成できる。この時、帯電ローラ２に印加する電圧は、通常モードと同じ電圧であるので、全体として、放電電流量は増えない。よって、本例の砂地抑制モードによれば、放電電流量を増やすことで発生する画像流れやフィルミングを低減したまま、砂地状画像を抑制できた。
【実施例２】
【００６８】
実施例１では、画像不良を抑制するために、帯電ローラ２に印加する電圧を変更せずに帯電ローラ２の周速を変える方法について示したが、帯電ローラ２の周速と共に、印加する電圧を変化させることもできる。そこで本実施例では、砂地状画像を抑制するために、先に帯電ローラ２の周速を変え、それで対応できない場合、さらに印加する電圧を変化させる場合について示す。
【００６９】
図６は非画像形成時における、砂地検知と、砂地抑制モードへ移行するかどうかを決定するフローチャートの一例である。
【００７０】
図２における砂地検知工程のタイミング（Ｓ２１）の際に、図１における感光ドラム１を回転させ、帯電ローラ２に画像形成時の所定の電圧を印加する。本実施例では直流電圧−５００Ｖ、交流電圧１５００Ｖｐｐを印加した。また、現像、転写電圧は印加しない（Ｓ２２）。このような電圧設定にすることで、帯電電流波形測定装置１４によって、電流が検知され（Ｓ２２）、スパイク電流抽出装置１５ａによりスパイク電流が抽出される（Ｓ２４）。そして、統計処理装置１５ｂによって、Ｉｓｐが計算される（Ｓ２５）。感光ドラム１の周速と帯電ローラ２の周速の周速比を変更する変更手段としての制御回路１３は、スパイク放電電流Ｉｓｐに基づいて、周速比を変更する。
【００７１】
そして、制御装置１３によって、スパイク放電電流Ｉｓｐが所定の値未満であるかどうかを判断する（Ｓ２６）。本実施例ではＩｓｐ＜ｎであれば、帯電ローラの帯電条件を変えずに、画像形成を実行させる（Ｓ２３）。Ｉｓｐ≧ｎであれば、現在の帯電ローラ２の周速が規定値（例えば第１モードの周速（感光ドラムの周速）の２０倍）以内であるか判断する（Ｓ２７）。
【００７２】
現在の帯電ローラ２の周速が規定値以内であれば、第１砂地抑制モード（第２モード）として、帯電ローラ２を現在の周速度より速い速度で駆動させる（Ｓ２８）。本実施例では現在値が感光ドラムの周速と同じ周速ならば、現在値の１０倍の周速に設定し、現在値が感光ドラムの周速の１０倍の周速ならば、現在値の２倍の周速に設定した。帯電ローラ２の周速が規定値（感光ドラムの周速の２０倍）より大きければ、第２砂地抑制モード（第３モード）として帯電ローラ２の周速を変更せず、帯電ローラの印加電圧を変更する（Ｓ２９）。本実施例では、印加する交流電圧を、所定の印加電圧より５０Ｖｐｐ高い値を印加することとした。
【００７３】
その後、再び砂地検知モードへと移行させ（Ｓ２２〜Ｓ２６）、砂地が発生しているかどうかを判断させる。ただし、この時の帯電ローラ２の周速および印加する交流電圧は、帯電ローラ２の周速または印加する電圧を変更した場合、変更した周速または変更した電圧である。
【００７４】
そして、スパイク放電電流が所定の値、Ｉｓｐ＜ｎであれば画像形成を実行し（Ｓ２３）、Ｉｓｐ≧ｎであれば、再び砂地抑制モードへ移行（Ｓ２７〜Ｓ２９）させる。
【００７５】
このように、砂地の抑制は帯電ローラ２の周速と感光ドラム１の周速との関係において、帯電ローラ２が感光ドラム１よりも速く回るように周速をつけることでも達成できる。また、周速を変えるだけでは対応できなかった場合でも、増加させる放電電流量を適切な値に設定することで、画像流れやフィルミングを低減したまま、砂地画像の抑制を効果的に行なうことができた。
【実施例３】
【００７６】
実施例１では、帯電ローラ２の周速のみを変える方法について示したが、帯電ローラ２の周速と共に、印加する電圧を変化させることもできる。そこで本実施例では、砂地状画像を抑制するために、先に帯電ローラ２に印加する電圧を変化させ、それで対応できない場合に、さらに帯電ローラの周速を変える場合について示す。
【００７７】
図７は非画像形成時における、砂地検知と、砂地抑制モードへ移行するかどうかを決定するフローチャートの一例である。
【００７８】
図２における砂地検知工程のタイミング（Ｓ３１）の際に、図１における感光ドラム１を回転させ、帯電ローラ２に画像形成時の所定の電圧を印加する。本実施例では直流電圧−５００Ｖ、交流電圧１５００Ｖｐｐを印加した。また、現像、転写電圧は印加しない（Ｓ３２）。このような電圧設定にすることで、帯電電流波形測定装置１４によって、電流が検知され（Ｓ３２）、スパイク電流抽出装置１５ａによりスパイク電流が抽出される（Ｓ３４）。そして、統計処理装置１５ｂによって、Ｉｓｐが計算される（Ｓ３５）。そして、制御装置１３によって、スパイク放電電流Ｉｓｐが所定の値以下であるかどうかを判断する（Ｓ３６）。本実施例ではＩｓｐ＜ｎであれば、通常モード（第１のモード）として画像形成を実行させる（Ｓ３３）。Ｉｓｐ≧ｎであれば、現在の帯電ローラ２に印加する電圧が規定値以内であるか判断する（Ｓ３７）。規定値以内であれば、砂地抑制モード１（第３のモード）として、帯電ローラ２に印加する電圧を現在の値より高い値を印加する（Ｓ２８）。本実施例では、印加する交流電圧を、所定の印加電圧（１５００Ｖｐｐ）より５０Ｖｐｐ高い値（１５５０Ｖｐｐ）を印加することとした。帯電ローラ２に印加する電圧が規定値より大きければ、帯電ローラ２へ印加する電圧は変更せず、砂地抑制モード２（第２のモード）として、帯電ローラ２の周速を変更する（Ｓ２９）。本実施例では現在値が感光ドラムの周速と同じ周速ならば、現在値の１０倍の周速に設定し、現在値が感光ドラムの周速の１０倍の周速ならば、現在値の２倍の周速に設定した。砂地抑制モード２においては、いずれも帯電ローラの周速を現在値よりも大きくしている。なお、感光ドラムの周速は、スパイク放電電流に関わらず、一定としている。
【００７９】
その後、再び砂地検知モードへと移行させ（Ｓ３２〜Ｓ３６）、砂地が発生しているかどうかを判断させる。ただし、この時の帯電ローラ２の周速および印加する交流電圧は、帯電ローラ２の周速または印加する電圧を変更した場合、変更した周速または変更した電圧である。
【００８０】
そして、スパイク放電電流が所定の値、Ｉｓｐ＜ｎであれば画像形成を実行し（Ｓ３３）、Ｉｓｐ≧ｎであれば、再び砂地抑制モードへ移行（Ｓ３７〜Ｓ３９）させる。
【００８１】
このように、砂地の抑制は、帯電ローラ２の周速と感光ドラム１の周速との関係において、帯電ロール２が速く回るように周速をつけることでも達成できる。また、周速を変えるだけでは対応できなかった場合でも、増加させる放電電流量を適切な値に設定することを併用することで、画像流れやフィルミングを低減したまま、砂地画像の抑制を効果的に行なえた。
【００８２】
以上の実施例においては、図９に示すように、感光ドラムの駆動と帯電ローラの駆動をそれぞれ別のモータ（駆動手段１、２）により、行なっていた。しかしながら、図１０に示すように、感光ドラムの駆動と帯電ローラの駆動を同一モータ（駆動手段１）により行なうこともできる。図１０において、駆動手段１から変速機構（例えば変速ギア）、駆動力伝達機構（例えば駆動力伝達ギア）を介して帯電ローラを駆動するものである。感光ドラムの周速は一定であるものの、帯電ローラの周速は、変速機構によりギア比などを変えることにより、可変とすることができる。
【００８３】
以上の実施例において、帯電回転体である帯電ローラは、感光ドラムに接触して設けられていたが、感光ドラムと微小ギャップを介して対向して設けても良い。このとき、帯電ローラは、微小ギャップでの放電により感光ドラムを帯電する。微小ギャップは、例えば１ｍｍ以下とすることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１  感光ドラム（像担持体）
２  帯電ローラ（帯電手段、接触帯電手段）
３  露光装置（露光手段）
４  現像装置（現像手段）
５  転写ローラ（転写手段）
６  定着装置
７  クリーニング装置（クリーニング手段）
Ｓ１  電源
１１  直流電源
１２  交流電源
１３  制御装置
１４  帯電電流測定装置
１５ａ  スパイク放電電流抽出回路
１５ｂ  統計処理装置
【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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