(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体と、
前記感光体に対向して配置され、第１の放電電極と第１のグリッド電極とを有し、前記感光体を第１の位置で帯電処理する第１のコロナ帯電器と、
前記感光体に対向して配置され、第２の放電電極と第２のグリッド電極とを有し、前記感光体を前記第１の位置より前記感光体の回転方向の下流側に隣接する第２の位置で帯電処理する第２のコロナ帯電器と、
前記第１の放電電極に流れる電流値が一定となるように前記第１の放電電極に電圧を印加する第１の放電電源と、
前記第２の放電電極に流れる電流値が一定となるように前記第２の放電電極に電圧を印加する第２の放電電源と、
前記第１のグリッド電極に印加する電圧値が一定となるように前記第１のグリッド電極に電圧を印加する第１のグリッド電源と、
前記第２のグリッド電極に印加する電圧値が一定となるように前記第２のグリッド電極に電圧を印加する第２のグリッド電源と、
前記第２の位置より前記感光体の回転方向の下流側の検知位置で前記感光体の表面電位を検知する検知手段と、
前記第１のコロナ帯電器による帯電処理で前記感光体に形成される第１の表面電位が第１の目標電位となるように、前記第１のグリッド電極に設定された電圧を印加すると共に前記検知手段の検知結果に基づき前記第１の放電電極に流す電流量を調整する第１の調整動作を実行し、続いて前記第１の調整動作で調整された条件を用いた前記第１のコロナ帯電器による帯電処理に、前記第２のコロナ帯電器による帯電処理を重畳させて前記感光体に形成される第２の表面電位が第２の目標電位となるように、前記第２のグリッド電極に設定された電圧を印加すると共に前記検知手段の検知結果に基づき前記第２の放電電極に流す電流量を調整する第２の調整動作を実行する実行部と、
を有し、
前記第２の調整動作において、前記第２の放電電極に流れる放電電流の１００μＡ当たりの変化に対する前記第２の表面電位の変化率α（Ｖ／１００μＡ）が５（Ｖ／１００μＡ）以下となる範囲で前記第２の放電電極に流す電流値が設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転可能な感光体と、
前記感光体に対向して配置され、第１の放電電極と第１のグリッド電極とを有し、前記感光体を第１の位置で帯電処理する第１のコロナ帯電器と、
前記感光体に対向して配置され、第２の放電電極と第２のグリッド電極とを有し、前記感光体を前記第１の位置より前記感光体の回転方向の下流側に隣接する第２の位置で帯電処理する第２のコロナ帯電器と、
前記第１の放電電極に流れる電流値が一定となるように前記第１の放電電極に電圧を印加する第１の放電電源と、
前記第２の放電電極に流れる電流値が一定となるように前記第２の放電電極に電圧を印加する第２の放電電源と、
前記第１のグリッド電極に印加する電圧値が一定となるように前記第１のグリッド電極に電圧を印加する第１のグリッド電源と、
前記第２のグリッド電極に印加する電圧値が一定となるように前記第２のグリッド電極に電圧を印加する第２のグリッド電源と、
前記第２の位置より前記感光体の回転方向の下流側の検知位置で前記感光体の表面電位を検知する検知手段と、
前記第１のコロナ帯電器による帯電処理で前記感光体に形成される第１の表面電位が第１の目標電位となるように、前記第１の放電電極に設定された電流値となる電圧を印加すると共に前記検知手段の検知結果に基づき前記第１のグリッド電極に印加する電圧を調整する第１の調整動作を実行し、続いて前記第１の調整動作で調整された条件を用いた前記第１のコロナ帯電器による帯電処理に、前記第２のコロナ帯電器による帯電処理を重畳させて前記感光体に形成される第２の表面電位が第２の目標電位となるように、前記第２の放電電極に設定された電流値となる電圧を印加すると共に前記検知手段の検知結果に基づき前記第２のグリッド電極に印加する電圧を調整する第２の調整動作を実行する実行部と、
を有し、
前記第２の調整動作において、前記第２の放電電極に流れる放電電流の１００μＡ当たりの変化に対する前記第２の表面電位の変化率α（Ｖ／１００μＡ）が２（Ｖ／１００μＡ）以下となる範囲で前記第２のグリッド電極に印加する電圧値が設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のコロナ帯電器は、ともにスコロトロン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】
前記第１の目標電位をＶｄ（Ｕ）、前記第２のグリッド電極に印加する電圧をＶｇ（Ｓ）とするとき、
｜Ｖｇ（Ｓ）｜−｜Ｖｄ（Ｕ）｜≦｜２００（Ｖ）｜
の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１のグリッド電極に印加する電圧の絶対値は、前記第２のグリッド電極に印加する電圧の絶対値よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一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、電子写真方式を利用した複写機、プリンターなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、電子写真感光体（感光体）を帯電させる帯電手段としてコロナ帯電器が広く用いられている。しかし、画像出力の高速化に伴う感光体の移動速度の高速化に対応したり、静電容量の大きな感光体を帯電させたりする場合、コロナ帯電器の帯電性能の不足により感光体の表面電位が不均一になる「帯電ムラ」の問題が発生することがある。
【０００３】
帯電ムラが発生すると、「画像濃度ムラ」や、画像ドットのバラツキに起因する「ガサツキ」といった画像不良が発生することがある。感光体の表面電位の均一性を達成するための対策として、次のような技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１は、感光体の移動方向に沿って２つのコロナ帯電器を配置して、画像出力の高速化に対応することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１９４２６７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、上記従来の方法では、下流側のコロナ帯電器のグリッド電極に流れる電流が所定値になるように、上流側のコロナ帯電器に印加する電圧を調整することで、感光体の表面電位を目標電位に調整している。このような方法の場合、下流側のコロナ帯電器の放電電極に印加される電圧が変動するなどして供給される電流が変動した場合には、感光体の帯電ムラが生じてしまうことがある。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、複数のコロナ帯電器で感光体を帯電処理する構成において、コロナ帯電器に供給される電流が変動した場合でも感光体の帯電ムラを抑制することの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】
【０００８】
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、回転可能な感光体と、前記感光体に対向して配置され、第１の放電電極と第１のグリッド電極とを有し、前記感光体を第１の位置で帯電処理する第１のコロナ帯電器と、前記感光体に対向して配置され、第２の放電電極と第２のグリッド電極とを有し、前記感光体を前記第１の位置より前記感光体の回転方向の下流側に隣接する第２の位置で帯電処理する第２のコロナ帯電器と、前記第１の放電電極に流れる電流値が一定となるように前記第１の放電電極に電圧を印加する第１の放電電源と、前記第２の放電電極に流れる電流値が一定となるように前記第２の放電電極に電圧を印加する第２の放電電源と、前記第１のグリッド電極に印加する電圧値が一定となるように前記第１のグリッド電極に電圧を印加する第１のグリッド電源と、前記第２のグリッド電極に印加する電圧値が一定となるように前記第２のグリッド電極に電圧を印加する第２のグリッド電源と、前記第２の位置より前記感光体の回転方向の下流側の検知位置で前記感光体の表面電位を検知する検知手段と、前記第１のコロナ帯電器による帯電処理で前記感光体に形成される第１の表面電位が第１の目標電位となるように、前記第１のグリッド電極に設定された電圧を印加すると共に前記検知手段の検知結果に基づき前記第１の放電電極に流す電流量を調整する第１の調整動作を実行し、続いて前記第１の調整動作で調整された条件を用いた前記第１のコロナ帯電器による帯電処理に、前記第２のコロナ帯電器による帯電処理を重畳させて前記感光体に形成される第２の表面電位が第２の目標電位となるように、前記第２のグリッド電極に設定された電圧を印加すると共に前記検知手段の検知結果に基づき前記第２の放電電極に流す電流量を調整する第２の調整動作を実行する実行部と、を有し、前記第２の調整動作において、前記第２の放電電極に流れる放電電流の１００μＡ当たりの変化に対する前記第２の表面電位の変化率α（Ｖ／１００μＡ）が５（Ｖ／１００μＡ）以下となる範囲で前記第２の放電電極に流す電流値が設定されることを特徴とする画像形成装置である。
本発明の他の態様によると、回転可能な感光体と、前記感光体に対向して配置され、第１の放電電極と第１のグリッド電極とを有し、前記感光体を第１の位置で帯電処理する第１のコロナ帯電器と、前記感光体に対向して配置され、第２の放電電極と第２のグリッド電極とを有し、前記感光体を前記第１の位置より前記感光体の回転方向の下流側に隣接する第２の位置で帯電処理する第２のコロナ帯電器と、前記第１の放電電極に流れる電流値が一定となるように前記第１の放電電極に電圧を印加する第１の放電電源と、前記第２の放電電極に流れる電流値が一定となるように前記第２の放電電極に電圧を印加する第２の放電電源と、前記第１のグリッド電極に印加する電圧値が一定となるように前記第１のグリッド電極に電圧を印加する第１のグリッド電源と、前記第２のグリッド電極に印加する電圧値が一定となるように前記第２のグリッド電極に電圧を印加する第２のグリッド電源と、前記第２の位置より前記感光体の回転方向の下流側の検知位置で前記感光体の表面電位を検知する検知手段と、前記第１のコロナ帯電器による帯電処理で前記感光体に形成される第１の表面電位が第１の目標電位となるように、前記第１の放電電極に設定された電流値となる電圧を印加すると共に前記検知手段の検知結果に基づき前記第１のグリッド電極に印加する電圧を調整する第１の調整動作を実行し、続いて前記第１の調整動作で調整された条件を用いた前記第１のコロナ帯電器による帯電処理に、前記第２のコロナ帯電器による帯電処理を重畳させて前記感光体に形成される第２の表面電位が第２の目標電位となるように、前記第２の放電電極に設定された電流値となる電圧を印加すると共に前記検知手段の検知結果に基づき前記第２のグリッド電極に印加する電圧を調整する第２の調整動作を実行する実行部と、を有し、前記第２の調整動作において、前記第２の放電電極に流れる放電電流の１００μＡ当たりの変化に対する前記第２の表面電位の変化率α（Ｖ／１００μＡ）が２（Ｖ／１００μＡ）以下となる範囲で前記第２のグリッド電極に印加する電圧値が設定されることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数のコロナ帯電器で感光体を帯電処理する構成において、コロナ帯電器に供給される電流が変動した場合でも感光体の帯電ムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略断面構成図である。
【図２】実施例１に係る帯電装置の概略断面構成図である。
【図３】実施例１に係る帯電装置のグリッド電極の配置を示す模式図である。
【図４】実施例１に係る帯電電圧の制御回路のブロック図である。
【図５】実施例１に係る上流帯電器の帯電電圧と感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図６】実施例１に係る下流帯電器の帯電電圧と感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図７】実施例１に係る上流帯電器及び下流帯電器の帯電電圧と感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図８】実施例１に係る上流帯電器で形成する表面電位と下流帯電器で形成する表面電位との関係を説明するためのグラフ図である。
【図９】実施例１に係る上流帯電器による感光ドラムの表面電位の制御動作の手順を示すフローチャート図である。
【図１０】実施例１に係る下流帯電器による感光ドラムの表面電位の制御動作の手順を示すフローチャート図である。
【図１１】実施例２に係る上流帯電器の帯電電圧と感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図１２】実施例２に係る下流帯電器の帯電電圧と感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図１３】実施例２に係る下流帯電器の帯電電圧と感光ドラムの表面電位の収束性を説明するためのグラフ図である。
【図１４】実施例１に係る上流帯電器による感光ドラムの表面電位の制御動作の手順を示すフローチャート図である。
【図１５】実施例１に係る下流帯電器による感光ドラムの表面電位の制御動作の手順を示すフローチャート図である。
【図１６】実施例３に係る帯電装置の概略断面構成図である。
【図１７】実施例３に係る帯電装置の各帯電器で感光ドラムに形成する表面電位のモデル図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の概略断面構成図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いたレーザビームプリンターである。
【００１３】
画像形装置１００は、回転可能な像担持体としてのドラム状（円筒形）の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、次の各機器が配置されている。まず、帯電手段としての帯電装置３が配置されている。次に、像露光手段としての露光装置（レーザスキャナ）１０が配置されている。次に、表面電位検知手段としての電位センサー５が配置されている。次に、現像手段としての現像装置６が配置されている。次に、転写手段としての転写ベルト方式の転写装置７が配置されている。次に、クリーニング手段としてのクリーニング装置２が配置されている。次に、除電手段としての光除電器４が配置されている。
【００１４】
転写装置７は、感光ドラム１に対向するように配置された、回転可能な無端状のベルトで形成された記録材搬送部材である転写ベルト８を有する。転写体ベルト８は、複数の支持ロ−ラとしての駆動ローラ７１と従動ローラ７２とによって支持されており、回転駆動される駆動ローラ７１により駆動力が伝達されて、図中矢印Ｒ２方向に回転（周回移動）する。転写ベルト８の内周面側において、感光ドラム１と対向する位置に、転写部材としての転写ローラ９が配置されている。転写ローラ９は、転写体ベルト８を介して感光ドラム１に向けて付勢（押圧）され、感光ドラム１と転写ベルト８とが接触する転写部ｅを形成する。
【００１５】
また、記録材Ｐの搬送方向において転写部ｅの下流側には、定着手段としての加熱加圧方式の定着装置５０が配置されている。
【００１６】
画像形成時には、回転する感光ドラム１の外周面（表面）は、帯電装置３によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電処理される。このとき、帯電装置３には、電圧印加手段としての帯電電源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５（図２）から所定の電圧が印加される。本実施例では、帯電装置３は、感光ドラム１の回転方向（表面の移動方向）の上流側に配置された上流帯電器３１と、下流側に配置された下流帯電器３２とを有して構成される。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１上の帯電装置３により帯電処理される位置が帯電部（帯電位置）ａである。より詳細には、感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１上の上流帯電器３１により帯電処理される位置が上流帯電部（上流帯電位置、第１の位置）ａ１、感光ドラム１上の下流帯電器３２により帯電処理される位置が下流帯電部（下流帯電位置、第２の位置）ａ２である。帯電装置３、及び帯電装置３に印加する電圧（帯電電圧、帯電バイアス）については、後述して詳しく説明する。
【００１７】
帯電処理された感光ドラム１の表面は、露光装置１０によって画像情報に応じてレーザ光で走査露光される。これにより、感光ドラム１上に画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１上の露光装置１０による露光位置が、像露光部（像露光位置）ｂである。
【００１８】
感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置６によって現像剤としてのトナーを用いて現像（可視化）される。現像装置６は、現像剤担持体としての現像ローラ６１を有する。現像ローラ６１は、現像容器６２内に収納されたトナーを担持して搬送し、静電潜像に応じて感光ドラム１にトナーを供給する。本実施例では、イメージ部露光と反転現像とにより、トナー像が形成される。すなわち、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した画像部に、感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーが付着する。現像時に、現像ローラ６１には、図示しない現像電源から所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１上の現像ローラ６１と対向する位置が、現像ローラ６１からトナーが供給される現像部（現像位置）ｄである。
【００１９】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写部ｅにおいて、転写ベルト８上に担持されて感光ドラム１と転写ベルト８とにより挟持搬送される記録用紙などの記録材Ｐに、静電的に転写される。このとき、転写ローラ９には、図示しない転写電源から、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性の直流電圧である転写電圧（転写バイアス）が印加される。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１と転写ベルト８とが接触する位置が、トナー像の転写が行われる転写部（転写位置）ｅである。
【００２０】
トナー像が転写された記録材Ｐは、転写ベルト８から分離されて、定着装置５０へと搬送される。定着装置５０は、記録材Ｐを加熱及び加圧しながら搬送することで、記録材Ｐ上にトナー像を定着（固着）させる。その後、記録材Ｐは、画像形成装置１００の装置本体の外部に排出される。
【００２１】
転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナー（転写残トナー）は、クリーニング装置２によって感光ドラム１上から除去されて回収される。クリーニング装置２は、感光ドラム１に当接して配置されたクリーニング部材としてのクリーニングブレード２１によって、回転する感光ドラム１上からトナーを掻き取り、回収容器２２内に回収する。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１上のクリーニングブレード２１と当接する位置が、クリーニング部（クリーニング位置）ｆである。
【００２２】
クリーニング装置２によってクリーニングされた後の感光ドラム１は、光除電器４によって光（除電光）が照射され、残留電荷が除去された後に、再度帯電装置３によって帯電処理される。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１上の光除電器４によって光が照射される位置が、除電部（除電位置）ｇである。
【００２３】
また、電位センサー５は、詳しくは後述する帯電電圧の調整動作において、感光ドラム１の表面電位を検知する。電位センサー５は、感光ドラム１の長手方向における画像形成可能領域（トナー像を形成することが可能な領域）内の感光ドラム１の表面電位を検知できるように、感光ドラム１の表面に対向して配置されている。本実施例では、電位センサー５は、感光ドラム１の回転方向において、帯電部ａ（特に下流帯電部ａ２）と現像部ｄとの間（より詳細には像露光部ｂと現像部ｄとの間）で感光ドラム１の表面電位を検知する。感光ドラム１の回転方向において、感光ドラム１上の電位センサー５で表面電位が検知される位置が電位検知部（電位検知位置）ｃである。
【００２４】
なお、本実施例では、露光装置１０による像露光の波長は６７５ｎｍである。また、本実施例では、露光装置１０による感光ドラム１の表面の露光量は、０．１〜０．５μＪ／ｃｍ２の範囲で可変であり、現像条件に応じて露光量を調整して所定の露光部電位を形成可能である。
【００２５】
また、本実施例では、光除電器４による除電光の波長は６３５ｎｍである。本実施例では、光除電器４の光源としては、ＬＥＤチップアレイを用いた。また、この光除電器４による感光ドラム１の表面の露光量は、１．０〜７．０μＪ／ｃｍ２の範囲で調整可能である。本実施例では、４．０μＪ／ｃｍ２に設定した。
【００２６】
２．感光ドラム
感光ドラム１は、回転可能に画像形成装置１００の装置本体に支持されている。感光ドラム１は、アルミニウムなどの導電性基体と、その外周に形成された光導電層と、を有して構成される、円筒状の感光体である。感光ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。
【００２７】
本実施例では、感光ドラム１の帯電極性は負極性である。本実施例では、感光ドラム１は、外径が８４ｍｍのアモルファスシリコン感光体である。また、本実施例では、感光ドラム１の感光層の厚みは４０μｍ、比誘電率は１０である。また、本実施例では、感光ドラム１の周速は７００ｍｍ／ｓである。なお、ＯＰＣ（有機感光体）など、他の感光体を用いてもよい。
【００２８】
３．帯電装置の構成
図２は、本実施例の帯電装置３の概略断面構成図である。帯電装置３は、複数のコロナ帯電器として、２つのスコロトロン帯電器である上流帯電器３１と下流帯電器３２とを有して構成されている。感光ドラム１の回転方向において、上流帯電器３１、下流帯電器３２は、上流側から下流側にこの順序で配置されている。上流帯電器３１、下流帯電器３２は、それぞれ概略同様の構成を有している。つまり、上流帯電器３１、下流帯電器３２は、個別に放電ワイヤー（ワイヤー電極、放電電極）３１ａ、３１ｂ、グリッド電極３１ｂ、３２ｂ、シールド電極３１ｃ、３２ｃを有する。なお、以下の説明では、上流帯電器３１、下流帯電器３２のそれぞれの要素あるいはそれぞれに関する各種パラメータを、語頭に「上流」、「下流」を付して区別することがある。
【００２９】
放電ワイヤー３１ａ、３２ａは、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って直線状に配置された、導電性の線材で構成されている。グリッド電極３１ｂ、３２ｂは、放電ワイヤー３１ａ、３２ａと感光ドラム１の表面との間において、感光ドラム１の長手方向に沿って配置された、複数の開口を有する導電性の平板状部材で構成されている。シールド電極３１ｃ、３２ｃは、放電ワイヤー３１ａ、３２ａを囲むように形成され、感光ドラム１と対向する側にグリッド電極３１ｂ、３２ｂが配置される開口を備えた、導電性の略箱状部材で構成されている。また、上流帯電器３１と下流帯電器３２との間には、上流シールド電極３１ｃと下流シールド電極３２ｃとの間で異なるバイアスが印加された際にリ−クが発生するのを防止するための絶縁部材３３が配置されている。本実施例では、絶縁部材３３として、厚さＴ（感光ドラム１の接線方向：図３参照）が約２ｍｍの電気絶縁性材料で構成された絶縁板を用いた。
【００３０】
帯電装置３の幅Ｗ（感光ドラム１の接線方向：図３参照）は４２ｍｍであり、放電領域の長手方向（感光ドラム１の長手方向）の長さは３４０ｍｍである。また、上流帯電器３１、下流帯電器３２のそれぞれの幅Ｗ１、Ｗ２（感光ドラム１の接線方向：図３参照）は２０ｍｍで同じである。
【００３１】
放電ワイヤー３１ａ、３２ａとしては、酸化処理されたタングステンワイヤーで構成された、線径（外径）が６０μｍの一般的に電子写真画像形成装置で用いられる放電ワイヤーを用いた。
【００３２】
グリッド電極３１ｂ、３２ｂは、板状の形状を有する。図３に示すように、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂは、それぞれ感光ドラム１の曲率に沿って角度（傾斜角）を変えて配置されている。感光ドラム１の長手方向と略直交する断面において、各グリッド電極３１ｂ、３２ｂの配置角度は、各放電ワイヤー３１ａ、３２ａと感光ドラム１の回転中心とを結んだ直線に対して略直角である。また、各グリッド電極３１ｂ、３２ｂは、それぞれ感光ドラム１との最近接ギャップＧが１．２５±０．２ｍｍになるように配置されている。
【００３３】
また、上流グリッド電極３１ｂの開口率は９０％、下流グリッド電極３２ｂの開口率は８０％であり、それぞれエッチング処理されたメッシュ形状のグリッド電極である。各グリッド電極３１ｂ、３２ｂとしては、ＳＵＳ（ステンレス鋼）板で構成され、表面にニッケルメッキなどの腐食防止層が形成された、一般的に電子写真で用いられるグリッド電極を用いた。なお、グリッド電極３１ｂ、３２ｂの開口率は、上流帯電器３１と下流帯電器３２とで異なっている必要はなく、同じ開口率のグリッド電極を用いて複数の帯電器で共通化してもかまわない。
【００３４】
４．帯電装置への電圧印加構成
図２に示すように、上流放電ワイヤー３１ａ、下流放電ワイヤー３１ｂは、それぞれ直流電源（高圧電源）である上流放電電源Ｓ１、下流放電電源Ｓ２に接続され、各放電ワイヤー３１ａ、３２ａに印加する電圧を独立して制御できる構成となっている。また、上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂは、それぞれ直流電源である上流グリッド電源Ｓ４、下流グリッド電源Ｓ５に接続され、各グリッド電極３１ｂ、３２ｂに印加する電圧を独立して制御できる構成となっている。
【００３５】
また、上流シールド電極３１ｃ、下流シールド電極３２ｃは、それぞれ上流グリッド電極３１ｂ、下流グリッド電極３２ｂに接続されている。このように、本実施例では、上流帯電器３１、下流帯電器３２のそれぞれにおいて、シールド電極３１ｃ、３２ｃとグリッド電極３１ｂ、３２ｂとは同電位とされている。しかし、各シールド電極３１ｃ、３２ｃは、各グリッド電極３１ｂ、３２ｂと同電位とせず、例えば画像形成装置１００の装置本体のアース電極に接続して電気的に接地させてもよい。上流帯電器３１と下流帯電器３２とに印加する電圧を独立して制御可能であり、かつ、上流帯電器３１及び下流帯電器３２のそれぞれにおいて放電ワイヤー３１ａ、３２ａとグリッド電極３１ｂ、３２ｂとに印加する電圧を独立して制御可能であればよい。
【００３６】
図４は、本実施例における帯電電圧の制御態様を示すブロック図である。図４に示すように、電源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５は、制御手段としてのＣＰＵ２００に接続されている。また、ＣＰＵ２００には、枚数カウンター３００、タイマー４００、環境センサー５００、記憶部６００、表面電位測定部７００、高圧出力制御部８００などが接続されている。枚数カウンター３００は、画像形成装置１００の画像出力枚数を計数する。タイマー４００は、基準時点からの経過時間を計測する。環境センサー５００は、画像形成装置１００の内部及び外部（外気）の温度、湿度を測定する。記憶部６００は、帯電電圧の制御デ−タ、及び感光ドラム１の表面電位の測定結果を記録する。表面電位測定部７００は、電位センサー５の検知結果（センサ出力）を処理して測定結果を示す情報をＣＰＵ２００に提供する。高圧出力制御部８００は、ＣＰＵ２００の制御のもとで、電源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５の出力のＯＮ、ＯＦＦや出力値を制御する。
【００３７】
ＣＰＵ２００は、枚数カウンター３００、タイマー４００、環境センサー５００、記憶部６００の情報に基づいて、後述する処理を行い、高圧出力制御部８００に命令して、電源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５を制御する。
【００３８】
本実施例では、放電ワイヤー３１ａ、３２ａに印加される直流電圧は、定電流で制御され、０〜−３２００μＡの範囲で変更可能である。また、本実施例では、グリッド電極３１ｂ、３２ｂに印加される直流電圧は、定電圧で制御され、０〜−１２００Ｖの範囲で変更可能である。
【００３９】
５．感光ドラムの表面電位の制御
本実施例では、帯電装置３の複数の帯電器３１、３２のそれぞれに印加する電圧は、独立して制御できるようになっている。そして、本実施例では、帯電装置３の上流側の帯電器から下流側の帯電器の順序で印加する電圧を独立して制御して感光ドラム１に形成した表面電位を、順次に重畳（合成）させて行くという帯電電圧の調整動作を行う。これにより、感光ドラム１の最終的な所望の表面電位（帯電電位、暗部電位）を制御する。つまり、本実施例では、帯電電圧の調整動作では、まず上流帯電器３１に印加する電圧を独立して制御して、感光ドラム１を帯電処理し、感光ドラム１に所定の表面電位を形成する。次に、その所定の表面電位を形成するように制御された電圧を上流帯電器３１に印加している状態で、次に下流帯電器３２に印加する電圧を独立して制御して、感光ドラム１を更に帯電処理する。これにより、下流帯電器３２により形成する表面電位を、上流帯電器３１で形成された表面電位に重畳（合成）させて、感光ドラム１の最終的な所望の表面電位を形成する。
【００４０】
なお、以後の説明において、上流帯電器３１による帯電処理に関する各パラメータには符号「Ｕ」、下流帯電器３２による帯電処理に関する各種パラメータには符号「Ｓ」を付す。また、電位検知部ｃにおける各種パラメータには符号「ｓｅｎｓ」、現像部ｄにおける各種パラメータには符号「ｄｅｖ」を付す。また、電圧、電流あるいは電位に関する大小関係は、その絶対値を比較した場合のものをいうものとする（例えば、−４００Ｖ以上というときは、−５００Ｖなどが該当する。）。
【００４１】
５−１．上流帯電器による帯電処理
まず、上流帯電器３１による帯電処理について説明する。上流帯電器３１は、上流グリッド電源Ｓ４から上流グリッド電極３１ｂに所定の上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）が印加された状態で、上流放電電源Ｓ１から放電ワイヤー３１ａに上流放電電流（直流電流）Ｉｐ（Ｕ）が印加されて、感光ドラム１を帯電処理する。
【００４２】
図５は、上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）と、上流帯電器３１による帯電処理後の感光ドラム１の表面電位との関係を示している。図５に示すように、上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）に応じて、感光ドラム１に形成される表面電位は変化する。本実施例では、上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）が−７００Ｖ、上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）が−１２００μＡの場合、感光ドラム１の表面電位は、電位検知部ｃで−４５０Ｖ、現像部ｄで−４００Ｖとなる。
【００４３】
なお、本実施例では、感光ドラム１の表面電位の暗減衰量は、電位検知部ｃから現像部ｄまでの間で約５０Ｖである。
【００４４】
本実施例では、上流帯電器３１に印加する電圧は、上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）を可変調整し、電位検知部ｃでの感光ドラム１の表面電位Ｖｄ（Ｕ）ｓｅｎｓが−４５０Ｖ（現像部ｄでの表面電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖが−４００Ｖ）になるように調整される。
【００４５】
５−２．下流帯電器による帯電処理
次に、下流帯電器３２による帯電処理について説明する。下流帯電器３２に印加する電圧の調整は、上述の上流帯電器３１による帯電処理が継続された状態で行われる。下流帯電器３２は、下流グリッド電源Ｓ５から下流グリッド電極３２ｂに所定の下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）が印加された状態で、下流放電電源Ｓ２から下流放電ワイヤー３２ｂに下流放電電流（直流電流）Ｉｐ（Ｓ）が印加されて、感光ドラム１を帯電処理する。
【００４６】
図６は、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）と、下流帯電器３２による帯電処理後の感光ドラム１の表面電位との関係を示している。図６に示すように、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）に応じて、感光ドラム１に形成される表面電位は変化する。本実施例では、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）が−６００Ｖ、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）が−１２００μＡの場合、感光ドラム１の表面電位は、電位検知部ｃで−５５０Ｖ、現像部ｄで−５００Ｖとなる。
【００４７】
５−３．上流帯電器、下流帯電器で形成される表面電位の関係
図７は、上流帯電器３１、下流帯電器３２で順次に帯電処理して感光ドラム１に重畳（合成）して形成した表面電位（現像部ｄでの表面電位）と、総放電電流（上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）と下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）との和）との関係を示したものである。横軸の総放電電流が−１２００μＡまでの範囲は、上流帯電器３１で帯電処理した領域を示している。また、横軸の総放電電流が−１２００μＡ以上の範囲は、上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）を−１２００μＡに固定した状態で、上流帯電器３１及び下流帯電器３２で帯電処理した領域を示している。
【００４８】
図７から、総放電電流が−２４００μＡ以上の領域では、総放電電流に対して感光ドラム１の表面電位Ｖｄ（Ｓ）ｄｅｖ（現像部ｄでの表面電位）が一定になっていることがわかる。つまり、この領域では感光ドラム１に帯電ムラのない均一な表面電位が形成できていることがわかる。
【００４９】
次に、図８（ａ）を参照して、感光ドラム１の表面電位の良好な収束性を得るために望まれる、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位の設定について説明する。図８（ａ）は、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖを異ならせた場合における、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）と、下流帯電器３２による帯電処理後の感光ドラム１の表面電位Ｖｄ（Ｓ）ｄｅｖとの関係を示している。下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）は−６００Ｖに固定した。
【００５０】
図８（ａ）から、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位を変えると、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）に対する感光ドラム１の帯電特性が変化することがわかる。上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位が小さいと、下流帯電器３２で感光ドラム１に形成する表面電位の割合が大きくなる。そため、感光ドラム１の表面電位が目標の表面電位（目標電位、帯電電位、暗部電位）に収束するために必要となる下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）が増加する。
【００５１】
本実施例では、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）を低減することを考慮して、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）が−１６００μＡ以下で、現像部ｄでの感光ドラム１の表面電位Ｖｄ（Ｓ）ｄｅｖが目標電位である−５００Ｖになるようにする。そのために、本実施例では、図８（ａ）の結果から、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位が、現像部ｄで−４００Ｖ以上（電位検知部ｃで−４５０Ｖ以上）になるようにする。一方、本実施例では、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位が、現像部ｄで−６００Ｖ（下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ））以下になるようにする。この範囲の感光ドラム１の表面電位を、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位の適正範囲とする。
【００５２】
ここで、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位を、現像部ｄで下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）以下にするのは、次の理由による。つまり、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）より大きい表面電位を下流帯電器３２側に供給すると、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）に対する感光ドラム１の表面電位の収束性が低下する。その結果、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成した表面電位は、その状態で下流帯電器３２を通過してしまい、下流帯電器３２による帯電ムラの消去の性能が低下する。上流帯電器３１による帯電処理後の現像部ｄでの感光ドラム１の表面電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖを、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）以下とすることで、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）に対する感光ドラム１の表面電位の収束性は良好であった。
【００５３】
本実施例では、図８（ａ）の結果から、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位を、現像部ｄで−４００Ｖ（電位検知部ｃで−４５０Ｖ）と設定した。この結果、下流帯電器３２で感光ドラム１に形成する表面電位を、現像部ｄで目標電位である−５００Ｖに収束させることができた。
【００５４】
なお、本実施例では、感光ドラム１の表面電位の暗減衰量は、上述のように電位検知部ｃから現像部ｄまでの間で約５０Ｖである。また、本実施例では、感光ドラム１の表面電位の暗減衰量は、下流帯電部ａ２から電位検知部ｃまでの間で約５０Ｖである。そのため、上流帯電器３１による帯電処理後の現像部ｄでの感光ドラム１の目標電位を−４００Ｖとするとき、感光ドラム１の表面電位は電位検知部ｃでは−４５０Ｖ、下流帯電部ａ２では−５００Ｖとなる。したがって、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位を現像部ｄで−４００Ｖとして、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）である−６００Ｖ以下にすることで、下流帯電部ａ２での感光ドラム１の表面電位も−６００Ｖ以下にすることができる。ただし、上述のように、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位が小さいと、感光ドラム１の表面電位が目標電位に収束するために必要となる下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）が増加する。そのため、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位Ｖｄ（Ｕ）と下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）との差分は２００Ｖ以下であることが好ましい。つまり、｜Ｖｇ（Ｓ）｜−｜Ｖｄ（Ｕ）｜≦｜２００（Ｖ）｜を満たすようにすることが好ましい。より詳細には、上流帯電器３１による帯電処理後の現像部ｄでの感光ドラム１の表面電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖと下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）との差分を２００Ｖ以下にすることで好結果が得られる（通常、第２帯電部ａ２ではこの差分はより小さい）。
【００５５】
次に、図８（ｂ）を参照して、感光ドラム１の表面電位の良好な収束性を得るために望まれる、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）の設定について説明する。図８（ｂ）は、上流帯電器３１で形成する表面電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖを異ならせた場合における、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）と、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）の１００μＡの変化に対する感光ドラム１の表面電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖの変化量との関係を示している。下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）は−６００Ｖに固定した。
【００５６】
図８（ｂ）から、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）を大きくすると、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）の変化に対する感光ドラム１の表面電位の変化量（傾き、変化率）αが小さくなることがわかる。また、図８（ｂ）から、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成した表面電位が小さいほど、傾きαが大きくなることがわかる。
【００５７】
本実施例では、傾きαと、出力画像のがさつきとの関係を検討し、傾きαは、５Ｖ／１００μＡ以下の範囲を適正範囲とする。この傾きαは、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）に対する感光ドラム１の表面電位の収束性を示す指標である。傾きαの値が小さいほど、下流グリッド電圧Ｖｇ（ｓ）に対して感光ドラム１の表面電位が収束しており、帯電ムラのない均一な表面電位が形成できていることを示す。
【００５８】
図８（ｂ）に示すように、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成した表面電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖ（現像部ｄでの表面電位）が−４００Ｖの時、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）が−８００μよりも大きい範囲で、傾きαの値は５Ｖ／１００μＡ以下に調整できる。また、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）を−１２００μＡに設定すると、図８（ａ）に示すように、現像部ｄでの感光ドラム１の表面電位が目標電位である−５００Ｖに収束し、かつ、傾きαを上記適正範囲内の２．５Ｖ／１００μＡに設定できる。つまり、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）を−１２００μＡに設定することで、感光ドラム１の表面電位を目標電位に収束させ、かつ、帯電ムラの発生を抑制することができる。
【００５９】
以上のように、本実施例では、上流帯電器３１で感光ドラム１に表面電位を形成し、次にこの上流帯電器３１で形成した表面電位に重畳（合成）させて下流帯電器３２で感光ドラム１に表面電位を形成して、感光ドラム１の所望の表面電位に制御する。この方法を用いることで、帯電ムラのない均一な感光ドラム１の表面電位の形成が可能となる。
【００６０】
なお、本実施例では、傾きαの目標値を５Ｖ／１００μＡ以下、下流帯電器３２による帯電処理後の現像部ｄでの感光ドラム１の表面電位の目標値を−５００Ｖとした。そして、この場合に、下流のグリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）と、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖ（現像部ｄでの表面電位）との電位差を２００Ｖに設定した。しかし、本発明は上記設定の電位差に限定されるものでなく、感光ドラム１の帯電特性である暗減衰や、帯電器の放電特性に応じて適宜調整することができる。
【００６１】
６．帯電電圧の調整動作の手順
次に、図９及び図１０を参照して、本実施例における帯電電圧の調整動作の手順について説明する。本実施例では、制御手段としてのＣＰＵ（実行部）２００が、以下の手順で帯電電圧の調整動作を制御する。ＣＰＵ２００は、所定のタイミングで、非画像形成時に、帯電電圧の調整動作を実行させる。
【００６２】
ここで、非画像形成時とは、記録材Ｐに形成して出力する画像の形成（静電潜像の形成、トナー像の形成、トナー像の転写）を行う期間である画像形成時以外の期間である。非画像形成時としては、次のものが挙げられる。まず、画像形成装置１００の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程時がある。また、画像形成開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの準備動作である前回転工程時がある。また、複数の記録材Ｐに連続して画像を形成するジョブ（一の画像形成開始指示により単一又は複数の記録材に画像を形成して出力する一連の動作）における記録材Ｐと記録材Ｐとの間に対応する紙間工程時がある。また、画像を形成した後の整理動作（準備動作）である後回転工程時がある。
【００６３】
本実施例では、ＣＰＵ２００は、枚数カウンター３００による画像出力枚数の計数結果、タイマー３００による経過時間の計測結果、環境センサー５００による温度又は湿度の少なくとも一方の検知結果の情報を取得することができる。そして、ＣＰＵ２００は、これらの情報の少なくとも一つに基づいて、帯電電圧の調整動作を実行するタイミングを判断することができる。例えば、前回の実行時からの画像出力枚数が所定の画像出力枚数に達した場合に、次の前回転工程で帯電電圧の調整動作を実行することができる。ジョブの実行中に所定の画像出力枚数に達した場合に、紙間工程時に帯電電圧の調整動作を実行してもよい。また、画像出力枚数に代えて又は加えて、前回の実行時からの経過時間に基づいて、帯電電圧の調整動作を実行するようにしてもよい。また、画像出力枚数や経過時間に代えて又は加えて、環境の温度又は湿度の少なくとも一方が所定の閾値を超えて変化した場合などに、帯電電圧の調整動作を実行してもよい。
【００６４】
６−１．上流帯電器による帯電処理と表面電位の制御
まず、図９を参照して、上流帯電器３１による帯電処理と感光ドラム１の表面電位の制御について説明する。
【００６５】
ＣＰＵ２００は、帯電電圧の調整動作を実行するタイミングになると（Ｓ１０１）、感光ドラム１の回転駆動を開始させると共に、光除電器４による感光ドラム１の露光を開始させる（Ｓ１０２）。次に、ＣＰＵ２００は、感光ドラム１が定常回転に到達した後に、上流グリッド電源Ｓ４から上流グリッド電極３１ｂに上流グリッド電圧を印加させる（Ｓ１０３）。その後、ＣＰＵ２００は、上流放電電源Ｓ１から上流放電ワイヤー３１ａに上流放電電流を印加させて、感光ドラム１を帯電処理させる（Ｓ１０４）。次に、ＣＰＵ２００は、電位センサー５を用いて、感光ドラム１の表面電位を測定させ、記憶部６００に記録させる（Ｓ１０５）。次に、ＣＰＵ２００は、測定された感光ドラム１の表面電位が、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位の電位検知部ｃにおける目標値（第１の目標電位）である−４５０Ｖ以上か否かを判断する（Ｓ１０６）。
【００６６】
Ｓ１０６にて感光ドラム１の表面電位が−４５０Ｖよりも小さいと判断した場合、ＣＰＵ２００は、上流放電電流を−２００μＡだけ増加させて（Ｓ１０７）、Ｓ１０５、Ｓ１０６の処理を繰り返す。一方、Ｓ１０６にて感光ドラム１の表面電位が−４５０Ｖ以上と判断した場合、ＣＰＵ２００は、次のようにして上流放電電源Ｓ１から上流放電ワイヤー３１ａに印加する上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）を調整する（Ｓ１０８）。つまり、前回までに測定された上流放電電流と感光ドラム１の表面電位との関係（図５に示すような関係）に基づいて、現像部ｄでの感光ドラム１の表面電位が−４００Ｖになる上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）の値を計算し、その値になるように調整する。ＣＰＵ２００は、Ｓ１０８にて上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）の値が設定された場合、次に下流帯電器３２による帯電処理と感光ドラム１の表面電位の制御に移行する（Ｓ１０９）。
【００６７】
６−２．下流帯電器による帯電処理と表面電位の制御
次に、図１０を参照して、下流帯電器３２による帯電処理と感光ドラム１の表面電位の制御について説明する。
【００６８】
ＣＰＵ２００は、上述のようにして調整された帯電条件での上流帯電器３１による感光ドラム１の帯電処理を継続した状態で、下流帯電器３２による感光ドラム１の帯電処理を開始させる（Ｓ１１０）。ＣＰＵ２００は、下流グリッド電源Ｓ６から下流グリッド電極３２ｂに下流グリッド電圧を印加させる（Ｓ１１１）。その後、ＣＰＵ２００は、下流放電電源Ｓ２から下流放電ワイヤー３２ａに下流放電電流を印加させて、感光ドラム１を帯電させる（Ｓ１１２）。次に、ＣＰＵ２００は、電位センサー５を用いて、感光ドラム１の表面電位を測定させ、記憶部６００に記録させる（Ｓ１１３）。次に、ＣＰＵ２００は、測定された感光ドラム１の表面電位が、下流帯電器３２で感光ドラム１に形成する表面電位の電位検知部ｃにおける目標値（第２の目標電位）である−５５０±１０Ｖの範囲か否かを判断する（Ｓ１１４）。
【００６９】
Ｓ１１４にて感光ドラム１の表面電位が上記範囲よりも小さいと判断した場合、ＣＰＵ２００は、下流放電電流を−２００μＡだけ増加させて（Ｓ１１５）、Ｓ１１３、Ｓ１１４の処理を繰り返す。なお、本実施例では、下流放電電流は、十分小さい値から印加が開始されるので、下流放電電流を順次増加させて感光ドラム１の表面電位を目標値である−５５０±１０Ｖの範囲に収束させるようにする。ただし、これに限定されるものではなく、感光ドラム１の表面電位が上記範囲よりも大きいと判断した場合に、下流放電電流を所定の値だけ減少させるような処理を行ってもよい。一方、Ｓ１１４にて感光ドラム１の表面電位が上記範囲に到達したと判断した場合、ＣＰＵ２００は、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）をそのときの値に決定し、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）の調整を終了する（Ｓ１１６）。
【００７０】
その後、ＣＰＵ２００は、電源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５をＯＦＦとし、感光ドラム１の回転駆動と光除電器４による露光をＯＦＦとして、帯電電圧の調整動作を終了する（Ｓ１１８）。
【００７１】
以上の手順により、感光ドラム１を均一に目標の表面電位に帯電させる帯電条件に調整することができる。
【００７２】
このように、画像形成装置１００は、帯電装置３の複数のコロナ帯電器３１、３２のそれぞれに感光体１を帯電処理するための帯電電圧を印加する電圧印加手段Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５を有する。また、画像形成装置１００は、電圧印加手段Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５が複数のコロナ帯電器３１、３２のそれぞれに印加する帯電電圧を独立して制御する制御手段２００を有する。制御手段２００は、電圧印加手段Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５が複数のコロナ帯電器３１、３２のそれぞれに印加する帯電電圧を調整する調整動作を実行させる。調整動作において、制御手段２００は、次のような動作を行わせる。まず、複数のコロナ帯電器における隣接する２つのコロナ帯電器のうち感光体の回転方向の上流側のコロナ帯電器による帯電処理で感光体に形成される表面電位が所定の目標値となるように、電圧印加手段が上流側のコロナ帯電器に印加する帯電電圧を調整する。その後、上記隣接する２つのコロナ帯電器のうち下流側のコロナ帯電器による帯電処理で上流側のコロナ帯電器で形成された表面電位に重畳させて形成される表面電位が所定の目標値となるように、下流側のコロナ帯電器に印加する帯電電圧を調整する。このような上流側、下流側のコロナ帯電器に印加する電圧を調整する動作は、複数のコロナ帯電器における感光体の回転方向の最上流のコロナ帯電器から最下流のコロナ帯電器まで順次に行わせる。
【００７３】
以上、本実施例では、感光ドラム１の移動速度が高速化したり静電容量の比較的大きな感光ドラム１を使用したりする場合であっても、複数のコロナ帯電器３１、３２によって、感光ドラム１をより均一に目標の表面電位に帯電させることが可能となる。また、本実施例では、この複数のコロナ帯電器３１、３２のそれぞれに印加する電圧は、独立して制御できるようになっている。そして、本実施例では、上流側から下流側の順序で複数のコロナ帯電器３１、３２に印加する電圧を独立して制御して感光ドラム１に形成した表面電位を順次に重畳（合成）させて行くという帯電電圧の調整動作を行う。これにより、各コロナ帯電器３１、３２に印加する電圧を独立して設定して、感光ドラム１の最終的な表面電位を所望の電位に制御することができる。特に、本実施例では、上流帯電器３１により感光ドラム１に形成する表面電位を、下流グリッド電圧への収束性が良好な範囲で十分に大きくする。本実施例では、感光ドラム１の最終的な目標の帯電電位のうち、上流帯電器３１により感光ドラム１に形成する表面電位の方が、下流帯電器３２で重畳して形成する表面電位よりも大きい。これにより、下流帯電器３２に印加する電圧（供給する電流）が比較的小さくても、下流帯電器３２に供給される電流の変動に対する感光ドラム１の表面電位の変動を小さくすることができる。このように、本実施例によれば、各コロナ帯電器３１、３２に印加する電圧を、感光ドラム１の帯電ムラを抑制しやすい適切な電圧に独立して制御することができる。したがって、本実施例によれば、複数のコロナ帯電器３１、３２で感光ドラム１を帯電処理する構成において、コロナ帯電器３１、３２に供給される電流が変動した場合でも、感光体の帯電ムラを抑制することができる。
【００７４】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００７５】
１．本実施例の概要
実施例１では、上流グリッド電圧及び下流グリッド電圧を固定し、上流放電電流及び下流放電電流を個別に調整して、感光ドラム１の表面電位を制御した。これによって、感光ドラム１を均一に目標の表面電位に帯電させる帯電条件に調整することができる。しかし、感光ドラム１の帯電特性に一定以上のバラツキがある場合や、放電ワイヤーとグリッド電極との間のギャップが公差などにより一定以上変動した場合に、感光ドラム１の表面電位を目標電位に調整し難くなることが考えられる。
【００７６】
そこで、本実施例では、上流グリッド電圧及び下流グリッド電圧を可変調整して、感光ドラム１の表面電位を制御する。また、本実施例では、図８（ｂ）に示す傾きαを実施例１よりも小さくするために、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位（現像部ｄでの表面電位）と、下流グリッド電圧との電位差が実施例１よりも小さくなるように制御する。これにより、感光ドラム１の表面電位の制御精度の向上と、感光ドラム１の帯電ムラの低減を図ることができる。
【００７７】
２．感光ドラムの表面電位の制御
２−１．上流帯電器による帯電処理
まず、上流帯電器３１による帯電処理について説明する。上流帯電器３１は、上流放電電源Ｓ１から上流放電ワイヤー３１ａに所定の上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）が印加され、上流グリッド電源Ｓ４から上流グリッド電極３１ｂに上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）が印加されて、感光ドラム１を帯電処理する。
【００７８】
図１１は、上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）と、上流帯電器３１による帯電処理後の感光ドラム１の表面電位との関係を示している。上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）は−１４００μＡとした。なお、本実施例では、実施例１と同様に、感光ドラム１の周速は７００ｍｍ／ｓである。
【００７９】
図１１に示すように、上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）に応じて、感光ドラム１に形成される表面電位は変化する。本実施例では、上流放電電流Ｉｐ（Ｕ）が−１４００μＡ、上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）が−７００Ｖの場合、感光ドラム１の表面電位は、電位検知部ｃで−５００Ｖ、現像部ｄで−４５０Ｖとなる。
【００８０】
本実施例では、上流帯電器３１に印加する電圧は、上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）を可変調整し、電位検知部ｃでの感光ドラム１の表面電位Ｖｄ（Ｕ）ｓｅｎｓが−５００Ｖ（現像部ｄでの表面電位Ｖｄ（Ｕ）ｄｅｖが−４５０Ｖ）になるように調整される。
【００８１】
２−２．下流帯電器による帯電処理
次に、下流帯電器３２による帯電処理について説明する。下流帯電器３２に印加する電圧の調整は、上述の上流帯電器３１による帯電処理が継続された状態で行われる。下流帯電器３２は、下流放電電源Ｓ２から下流放電ワイヤー３２ｂに所定の下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）が印加され、下流グリッド電源Ｓ５から下流グリッド電極３２ａに下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）が印加されて、感光ドラム１を帯電処理する。
【００８２】
図１２は、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）と、下流帯電器３２による帯電処理後の感光ドラム１の表面電位との関係を示している。図１２に示すように、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）に応じて、感光ドラム１に形成される表面電位は変化する。本実施例では、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）が−１６００μＡ、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）が−６５０Ｖの場合、感光ドラム１の表面電位は、電位検知部ｃで−５５０Ｖ、現像部ｄで−５００Ｖとなる。
【００８３】
２−３．上流帯電器、下流帯電器で形成される表面電位の関係
図１３（ａ）は、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）を−６５０Ｖに固定した場合の、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）と、下流帯電器３２による帯電処理後の電位検知部ｃでの感光ドラム１の表面電位Ｖｄ（Ｓ）ｓｅｎｓとの関係を示している。図１３（ａ）に示すように、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）が−６５０Ｖ、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）が−１６００μＡの場合、電位検知部ｃでの感光ドラム１の表面電位は、−５５０Ｖに収束する。
【００８４】
また、図１３（ｂ）は、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）を−６５０Ｖに固定した場合の、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）と、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）の１００μＡの変化に対する感光ドラム１の表面電位の変化量との関係を示している。図１３（ｂ）から、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）が−６５０Ｖ、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）が−１６００μＡの場合、下流放電電流Ｉｐ（Ｓ）の変化に対する感光ドラム１の表面電位の変化量（傾き、変化率）αを２Ｖ／１００μＡまで低減できることがわかる。つまり、感光ドラム１に均一な表面電位が形成できていることがわかる。
【００８５】
３．帯電電圧の調整動作の手順
次に、図１４及び図１５を参照して、本実施例における帯電電圧の調整動作の手順について説明する。本実施例では、制御手段としてのＣＰＵ（実行部）２００が、以下の手順で帯電電圧の調整動作を制御する。
【００８６】
３−１．上流帯電器による帯電処理と表面電位の制御
まず、図１４を参照して、上流帯電器３１による帯電処理と感光ドラム１の表面電位の制御について説明する。
【００８７】
ＣＰＵ２００は、帯電電圧の調整動作を実行するタイミングになると（Ｓ２０１）、感光ドラム１の回転駆動を開始させると共に、光除電器４による感光ドラム１の露光を開始させる（Ｓ２０２）。次に、ＣＰＵ２００は、感光ドラム１が定常回転に到達した後に、上流グリッド電源Ｓ４から上流グリッド電極３１ｂに上流グリッド電圧を印加させる（Ｓ２０３）。その後、ＣＰＵ２００は、上流放電電源Ｓ１から上流放電ワイヤー３１ａに上流放電電流を印加させて、感光ドラム１を帯電処理させる（Ｓ２０４）。次に、ＣＰＵ２００は、電位センサー５を用いて、感光ドラム１の表面電位を測定させ、記憶部６００に記録させる（Ｓ２０５）。その後、ＣＰＵ２００は、測定された感光ドラム１の表面電位が、上流帯電器３１で感光ドラム１に形成する表面電位の電位検知部ｃにおける目標値（第１の目標電位）である−５００Ｖ以上か否かを判断する（Ｓ２０６）。
【００８８】
Ｓ２０６にて感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖよりも小さいと判断した場合、ＣＰＵ２００は、上流グリッド電圧を−１００Ｖだけ増加させて（Ｓ２０７）、Ｓ２０５、Ｓ２０６の処理を繰り返す。一方、Ｓ２０６にて感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖ以上と判断した場合、ＣＰＵ２００は、次のようにして上流グリッド電源Ｓ４から上流グリッド電極３１ｂに印加する上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）を調整する（Ｓ２０８）。つまり、前回までに測定された上流グリッド電圧と感光ドラム１の表面電位との関係（図１１に示すような関係）に基づいて、現像部ｄでの感光ドラム１の表面電位が−４５０Ｖになる上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）の値を計算し、その値になるように調整する。ＣＰＵ２００は、Ｓ２０８にて上流グリッド電圧Ｖｇ（Ｕ）の値が設定された場合、次に下流帯電器３２による帯電処理と感光ドラム１の表面電位の制御に移行する（Ｓ２０９）。
【００８９】
３−２．下流帯電器による帯電処理と表面電位の制御
次に、図１５を参照して、下流帯電器３２による帯電処理と感光ドラム１の表面電位の制御について説明する。
【００９０】
ＣＰＵ２００は、上述のようにして調整された帯電条件での上流帯電器３１による感光ドラム１の帯電処理を継続した状態で、下流帯電器３２による感光ドラム１の帯電処理を開始させる（Ｓ２１０）。ＣＰＵ２００は、下流グリッド電源Ｓ６から下流グリッド電極３２ｂに下流グリッド電圧を印加させる（Ｓ２１１）。その後、ＣＰＵ２００は、下流放電電源Ｓ２から下流放電ワイヤー３２ａに下流放電電流を印加させて、感光ドラム１を帯電させる（Ｓ２１２）。次に、ＣＰＵ２００は、電位センサー５を用いて、感光ドラム１の表面電位を測定させ、記憶部６００に記録させる（Ｓ２１３）。次に、ＣＰＵ２００は、測定された感光ドラム１の表面電位が、下流帯電器３２で感光ドラム１に形成する表面電位の電位検知部ｃにおける目標値（第２の目標電位）である−５５０±１０Ｖの範囲か否かを判断する（Ｓ２１４）。
【００９１】
Ｓ２１４にて感光ドラム１の表面電位が上記範囲よりも小さいと判断した場合、ＣＰＵ２００は、下流グリッド電圧を−１００Ｖだけ増加させて（Ｓ２１５）、Ｓ２１３、Ｓ２１４の処理を繰り返す。なお、本実施例では、下流グリッド電圧は、十分小さい値から印加が開始されるので、下流グリッド電圧を順次増加させて感光ドラム１の表面電位を目標値である−５５０±１０Ｖの範囲に収束させるようにする。ただし、これに限定されるものではなく、感光ドラム１の表面電位が上記範囲よりも大きいと判断した場合に、下流グリッド電圧を所定の値だけ減少させるような処理を行ってもよい。一方、Ｓ２１４にて感光ドラム１の表面電位が上記範囲に到達したと判断した場合、ＣＰＵ２００は、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）をそのときの値に決定し、下流グリッド電圧Ｖｇ（Ｓ）の調整を終了する（Ｓ２１６）。
【００９２】
その後、ＣＰＵ２００は、電源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５をＯＦＦとし、感光ドラム１の回転駆動と光除電器４による露光をＯＦＦとして、帯電電圧の調整動作を終了する（Ｓ２１８）。
【００９３】
以上の手順により、感光ドラム１を目標の表面電位に帯電させる帯電条件に制御することができる。
【００９４】
以上、本実施例によれば、感光ドラム１を実施例１と同等又はそれ以上に均一に目標の表面電位に帯電させることが可能となる。
【００９５】
［実施例３］
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００９６】
実施例１、２では、帯電装置３は、印加する電圧を独立して制御可能な２つのコロナ帯電器により感光ドラム１の帯電処理を行う構成であった。本実施例３では、帯電装置３は、印加する電圧を独立して制御可能な３つのコロナ帯電器により感光ドラム１の帯電処理を行う構成とする。これにより、感光ドラム１の移動速度が更に高速化した場合でも、帯電装置３の帯電性能を高めて、感光ドラム１の均一な表面電位を得ることが可能となる。
【００９７】
図１６は、本実施例における帯電装置３の概略構成断面図である。本実施例の帯電器３は、複数のコロナ帯電器として３つのスコロトロン帯電器である上流帯電器３０１、中間帯電器３０２、下流帯電器３０３を有して構成されている。感光ドラム１の回転方向において、上流帯電器３０１、中間帯電器３０２、下流帯電器３０３は、上流側から下流側にこの順序で配置されている。これら３つの帯電器３０１、３０２、３０３は、それぞれ概略同様の構成を有している。つまり、これら３つのコロナ帯電器３０１、３０２、３０３は、個別に放電ワイヤー３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、グリッド電極３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂ、シールド電極３０１ｃ、３０２ｃ、３０３ｃを有する。なお、以下の説明では、上流帯電器３０１、中間帯電器３０２、下流帯電器３０３のそれぞれの要素あるいはそれぞれに関する各種パラメータを、語頭に「上流」、「中間」、「下流」を付して区別することがある。
【００９８】
放電ワイヤー３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、グリッド電極３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂ、シールド電極３０１ｃ、３０２ｃ、３０３ｃは、それぞれ実施例１、２の帯電装置３のものと同様の構成とされる。また、本実施例では、上流帯電器３０１と中間帯電器３０２との間、及び中間帯電器３０２と下流帯電器３０３との間に、それぞれ絶縁部材３０４ａ、３０４ｂが配置されている。絶縁部材３０４ａ、３０４ｂは、実施例１、２の帯電装置３のものと同様の構成とされる。
【００９９】
図１６に示すように、上流グリッド電極３０１ｂ、中間グリッド電極３０２ｂ、下流グリッド電極３０３ｂは、それぞれ感光ドラム１の曲率に沿って角度（傾斜角）を変えて配置されている。実施例１、２と同様に、各グリッド電極３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂの配置角度は、感光ドラム１の長手方向と略直交する断面において、各放電ワイヤー３０１ａ、３０２ａ、３０３ａと感光ドラム１の回転中心とを結んだ直線に対して略直角である。また、実施例１、２と同様に、各帯電器３０１、３０２、３０３の幅（感光ドラム１の接線方向）は２０ｍｍで同じである。また、本実施例では、各グリッド電極３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂの開口率は８５％で同じである。グリッド電極３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂを共通化することで、メンテナンスする際のパーツ数の削減を図ることができる。
【０１００】
本実施例の帯電装置３は、以上の構成とすることで、感光ドラム１の周速を１０００ｍｍ／ｓとした場合でも、感光ドラム１を均一に帯電処理することが可能である。
【０１０１】
図１６に示すように、上流放電ワイヤー３０１ａ、中間放電ワイヤー３０２ａ、下流放電ワイヤー３０３ｂは、それぞれ直流電源（高圧電源）である上流放電電源Ｓ１、中間放電電源Ｓ２、下流放電電源Ｓ３に接続されている。これにより、各放電ワイヤー３０１ａ、３０２ａ、３０３ａに印加する電圧を独立して制御できる構成となっている。また、上流グリッド電極３０１ｂ、中間グリッド電極３０２ｂ、下流グリッド電極３０３ｂは、それぞれ直流電源である上流グリッド電源Ｓ４、中間グリッド電源Ｓ５、下流グリッド電源Ｓ６に接続されている。これにより、各グリッド電極３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂに印加する電圧を独立して制御できる構成となっている。また、上流シールド電極３０１ｃ、中間シールド電極３０２ｃ、下流シールド電極３０３ｃは、それぞれ上流グリッド電極３０１ｂ、中間グリッド電極３０２ｂ、下流グリッド電極３０３ｂに接続されている。このように、本実施例では、各帯電器３０１、３０２、３０３のそれぞれにおいて、シールド電極３０１ｃ、３０２ｃ、３０３ｃとグリッド電極３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂとは同電位とされている。しかし、実施例１で説明したのと同様に、これに限定されるものではない。
【０１０２】
本実施例における帯電電圧の制御態様は、図４に示した実施例１のものと同様であるが、電源としては、上流放電電源Ｓ１、中間放電電源Ｓ２、下流放電電源Ｓ３、上流グリッド電源Ｓ４、中間グリッド電源Ｓ５、下流グリッド電源Ｓ６が設けられる。
【０１０３】
本実施例における帯電装置３に印加する電圧の制御は、実施例１と同様の放電電流を制御する方式、又は実施例２と同様のグリッド電圧を制御する方式のいずれでも可能である。
【０１０４】
本実施例の帯電装置３は、３つのコロナ帯電器を有するため、帯電電圧の調整動作では、それぞれのコロナ帯電器に印加する電圧を独立して調整する動作が実施例１、２に対して１回分増加する。
【０１０５】
ここでは、本実施例における帯電電圧の調整動作の概略について、図１７のモデル図を用いて説明する。本実施例における帯電電圧の調整の詳細な手順については、実施例１、２にて説明した手順を応用できるので、ここでは繰り返しの説明は省略する。
【０１０６】
図１７は、本実施例における帯電電圧の調整動作で各帯電器３０１、３０２、３０３により順次に感光ドラム１が帯電処理される際の、総放電電流と感光ドラム１の表面電位との関係を示すモデル図である。本実施例では、実施例１と同様に、各グリッド電極３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂに所定のグリッド電圧を印加し、各放電電極３０１ａ、３０２ａ、３０３ａに印加する放電電流を可変調整して、感光ドラム１の表面電位の制御を行う。
【０１０７】
本実施例では、帯電装置３は、図１６の（１）、（２）、（３）で示すように、上流帯電器３０１、中間帯電器３０２、下流帯電器３０３の順序で感光ドラム１の帯電処理を行い、感光ドラム１に順次に表面電位を重畳（合成）させて形成していく。各帯電器３０１、３０２、３０２で感光ドラム１に形成する表面電位は、基本的に実施例１と同様の手順で制御制御して、最終的に感光ドラム１の目標の表面電位に制御する。このとき、隣接する２つのコロナ帯電器の上流側のコロナ帯電器で感光ドラム１に形成する表面電位は、隣接する２つのコロナ帯電器の下流側のコロナ帯電器のグリッド電圧以下とすることが望ましい。ただし、その上流側のコロナ帯電器で感光ドラム１に形成する表面電位と下流側のコロナ帯電器のグリッド電圧との差分は２００Ｖ以下であることが好ましい。
【０１０８】
以上、帯電装置３の帯電器の個数を増加させることで、感光ドラム１の移動速度が更に高速化した場合でも、感光ドラム１を均一に目標の表面電位に帯電させることができる。
【０１０９】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【０１１０】
例えば、上述の実施例では、帯電装置は複数の帯電器として複数のスコロトロン帯電器を有して構成した。しかし、実施例１と同様に放電電流を制御する方式を採用する場合、帯電装置が有する複数の帯電器のうち最下流の帯電器以外の帯電器はスコロトロン又はコロトロンであってよい。
【０１１１】
また、上述の実施例では、帯電装置が備えるコロナ帯電器の個数としては、２個の場合と３個の場合について説明したが、より多くてもよい。この場合も、上述の実施例と同様にして、上流側のコロナ帯電器から下流側のコロナ帯電器へと順次に重畳（合成）して表面電位を形成していきながら、形成される表面電位がそれぞれの目標値となるように各コロナ帯電器に印加する電圧を調整すればよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１          感光ドラム
３          帯電装置
５          電位センサー
４          光除電器
３１        上流帯電器
３２        下流帯電器
【図１】
0006598457.tif 000002
【図２】
0006598457.tif 000003
【図３】
0006598457.tif 000004
【図４】
0006598457.tif 000005
【図５】
0006598457.tif 000006
【図６】
0006598457.tif 000007
【図７】
0006598457.tif 000008
【図８】
0006598457.tif 000009
【図９】
0006598457.tif 000010
【図１０】
0006598457.tif 000011
【図１１】
0006598457.tif 000012
【図１２】
0006598457.tif 000013
【図１３】
0006598457.tif 000014
【図１４】
0006598457.tif 000015
【図１５】
0006598457.tif 000016
【図１６】
0006598457.tif 000017
【図１７】
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