(57)【要約】【課題】オゾンなどの放電生成物の発生がない接触帯電方式を用いる場合に複雑化あるいは大型化などを招くことなく経時的な帯電電位ムラの発生を防止して異常画像の発生を解消できる構成を備えた帯電装置を提供する。【解決手段】像担持体１０と近接若しくは接触する帯電部材に帯電バイアスを印加して該像担持体１０を一様帯電する帯電装置１１であって、上記帯電部材には、帯電バイアスとしてＤＣバイアスとＡＣバイアスとを設定可能な制御部２００が接続されており、上記制御部２００は、上記帯電部材の汚損度に応じてＤＣバイアスとＡＣバイアスとを切り替えることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と近接若しくは接触する帯電部材に帯電バイアスを印加して該像担持体を一様帯電する帯電装置であって、
上記帯電部材には、帯電バイアスとしてＤＣバイアスとＡＣバイアスとを設定可能な制御部が接続されており、
上記制御部は、上記帯電部材の汚損度に応じてＤＣバイアスとＡＣバイアスとを切り替えることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
上記制御部は、ＤＣバイアス印加時において上記帯電装置の汚損度に応じて強制的にＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
上記制御部にはユーザによる各種入力操作が可能な操作部が接続され、該操作部にはＤＣバイアスからＡＣバイアスへの切り替え入力部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項４】
上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、ＤＣバイアスを用いた帯電回数を用い、該帯電回数が所定回数に達した場合にＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項５】
上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、印刷枚数を用い、該印刷枚数が所定枚数に達した時点でＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項６】
上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、該帯電部材の交換時期からの上記像担持体の総回転数を用い、該総回転数が所定数に達した時点でＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項７】
上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、該帯電部材の稼働経過時間を用い、該稼働経過時間が所定時間に達した時点でＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項８】
上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として上記像担持体に対する静電潜像形成用のドット数を用い、該ドット数が所定数に達した時点でＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項９】
上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、上記帯電部材の電位を用い、該電位が所定電位以下に変化した場合にＤＣバイアスからＡＣバイアスい切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項１０】
上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、上記像担持体上に形成されるトナー像の濃度を用い、該濃度が所定値以下に変化した場合にＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項１１】
上記制御部は、ＡＣバイアスをＤＣ電源に接続されたスイッチの切り替えにより設定することを特徴とする請求項１乃至１０のいすれかに記載の帯電装置。
【請求項１２】
上記制御部は、ＤＣ電源からのバイアス電位レベルを変更した状態でスイッチの切り替えによりＡＣ電位を設定することを特徴とする請求項１１に記載の帯電装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の帯電装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
像担持体に対する帯電工程を実行する帯電装置が該像担持体の書き込み工程前に複数配置されていることを特徴とする請求項１３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、帯電装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、帯電制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機等の画像形成装置には、紙などの記録媒体上に転写されて担持されている未定着画像を定着して複写物や印刷出力とすることがある。
【０００３】
画像形成装置において実行される画像形成処理の一つに帯電処理がある。  
この処理は、潜像担持体である感光体に対して一様な電荷を帯電させる処理であるが、その方法として、コロナ放電による帯電あるいは接触帯電がある。  
コロナ放電は感光体との間に所定間隔を設けた配置したコロナチャージャを配置し、チャージャワイヤに対して高電圧を印加することにより光路な放電を行う方式である。この方式では、放電時にオゾンや窒素酸化物などの放電生成物が発生し、この生成物が環境悪化を招くため、近年では、低電圧の印加が可能で上述した不具合を発生させない接触帯電方式が採用されるようになっている。  
接触帯電方式は導線性のローラやブラシあるいはブレードやフィルムを感光体に接触させ、両者間に電圧を印加して感光体への電荷注入を行うことができる。
【０００４】
接触帯電方式の場合には、低電圧の印加で済ませることができ、放電生成物の発生がないものの、感光体と直接接触するため、感光体上に残留したトナー等の付着物が逆転移しやすい。しかも、長時間放置されたままになると、感光体に接触している帯電部材の一部が永久歪みを発生して変形し、再度帯電処理を行う場合には感光体との間の接触状態が変化することがある。この結果、感光体に対する一様接触が損なわれることにより帯電ムラを招く虞があった。
【０００５】
上記接触方式における不具合を解消するために、感光体と帯電部材との間に微小な所定間隔を維持させて、所謂、感光体と帯電部材との間に非接触な状態の帯電範囲を形成する近接帯電が提案されている（例えば、特許文献１）。  
一方、帯電の際のバイアス方式には、印加する電圧が直流だけのＤＣ印加方式と、交流と直流を共に印加するＡＣ＋ＤＣ印加方式とがあり、そのＤＣ印加方式とＡＣ＋ＤＣ印加方式にも、それぞれ定電流方式と定電圧方式とがある。
【０００６】
このような接触帯電装置のＤＣ印加方式とＡＣ＋ＤＣ印加方式とを比べると、ＡＣ＋ＤＣ印加方式はＤＣ印加方式に対して約１０倍程度の量のオゾンが発生するといわれている 。
【０００７】
このようにオゾンが発生すると、その際に窒素酸化物（ＮＯx）や、イオウ酸化物（ＳＯx）等のオゾン生成物が発生して、それらが感光体の表面などに強く付着しやすい。  
オゾン生成物は、吸湿しやすい性質を持っているため、例えば高湿時などに吸湿して抵抗変化を生じさせるため、電子写真方式により感光体上に潜像を形成した際には、その潜像が乱れやすいということがあった。
【０００８】
上記ＡＣ＋ＤＣ印加方式に対して、直流電圧だけを印加するＤＣ印加方式の接触帯電装置の場合には、前述したようにＡＣ＋ＤＣ印加方式に比べてオゾンの発生量が極端に少ないため、そのオゾン発生に伴う問題はほぼ解消することができる。 
しかし、ＤＣ印加方式の場合には、温度及び湿度等の環境変化により帯電部材の抵抗値が変化するとそれに伴って帯電する感光体表面の帯電電位が変化しやすいという欠点があった。
【０００９】
そこで、このようなＤＣ印加方式を使用する場合には、常に帯電装置が置かれた環境の温度や湿度を検出し、その検出した情報に基づいて帯電部材に印加する電圧や電流を制御することで対応している（例えば、特許文献２）。
【００１０】
また、帯電電位の変化に影響する原因として、感光体の削れや摩耗などがあり、例えば、感光体の経時変化の一つである膜厚変化に基づき接触帯電部材に印加すべき電圧を制御することにより、感光体の経時変化に伴う電位変化を防止するようにした帯電装置も提案されている（例えば特許文献３）。
【００１１】
ところで、接触若しくは近接帯電を行う場合には、感光体上の転写残トナーが帯電装置に用いられる部材に付着あるいは混入すると、帯電特性が悪化することが知られている。つまり、可視像処理に用いられるトナー粒子としては電気抵抗が比較的高いものが用いられているので、帯電部材に過度にトナーが付着・混入すると、帯電部材の抵抗上昇による帯電電位の低下による画像濃度上昇、帯電電位の均一性が損なわれ画像ムラ発生の問題があった。  
特に、画像形成装置が転写材に対するトナー画像転写後の被帯電体面から転写残トナーを除去するクリーニング装置を有しないクリーナレスシステムの装置である場合にはその被帯電体上の転写残トナーがそのまま接触帯電部材に至って該帯電部材に付着・混入していくため、より顕著である。
【００１２】
そこで、帯電バイアスにＤＣ成分を用いる場合には、ＡＣ成分を重畳することにより帯電部材を振動させて付着物を除去する方法（例えば、特許文献４）あるいは、帯電部材に付着したトナーなどの異物を拡散部材によって帯電部材表面で薄層化し帯電ムラの発生を抑制するようにした構成も提案されている（例えば、特許文献５）。
しかしながら、先述のとおり経時においては、帯電部材が汚れることにより帯電電位の低下だけではなく、むしろ汚れ方が不均一であるために生じる電位ムラによって、画像にスジやムラの異常画像が発生し、画質が大幅に低下するため、電位調整のみでは不十分である。
そこで本発明は、オゾンの発生を極力抑えた接触帯電であって、耐久時の電位ムラが悪化せず良好な画像品質維持して、４サイクル構成またはタンデム構成などによるカラー画像にも耐えうる良好な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【特許文献１】特開平０５−２３２７８０号後方（段落「００２５」欄）
【特許文献２】特開２０００−１９４１７８号後方（段落「０００５」欄）
【特許文献３】特開平５−２７５５７号公報（段落「００１２」欄）
【特許文献４】特開平１０−１０８４６号公報（段落００１４」欄）
【特許文献５】特開平９−２４４３５９号公報（段落「００１２」欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
帯電装置の汚損は帯電電位の低下を招くだけでなく、汚れ方が不均一であるために生じる電位ムラによって画像にスジや濃度ムラなどの異常画像が発生する。このため、帯電部材でのトナー除去や拡散が上記特許文献に開示されているが、このような構成を用いた場合には、帯電装置の構成が複雑化したり大型化する虞がある。
【００１５】
本発明の目的は、上記従来の帯電装置における問題に鑑み、オゾンなどの放電生成物の発生がない接触帯電方式を用いる場合に複雑化あるいは大型化などを招くことなく経時的な帯電電位ムラの発生を防止して異常画像の発生を解消できる構成を備えた帯電装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
【００１７】
（１）像担持体と近接若しくは接触する帯電部材に帯電バイアスを印加して該像担持体を一様帯電する帯電装置であって、
上記帯電部材には、帯電バイアスとしてＤＣバイアスとＡＣバイアスとを設定可能な制御部が接続されており、
上記制御部は、上記帯電部材の汚損度に応じてＤＣバイアスとＡＣバイアスとを切り替えることを特徴とする帯電装置。
【００１８】
（２）上記制御部は、ＤＣバイアス印加時において上記帯電装置の汚損度に応じて強制的にＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする（１）に記載の帯電装置。
【００１９】
（３）上記制御部にはユーザによる各種入力操作が可能な操作部が接続され、該操作部にはＤＣバイアスからＡＣバイアスへの切り替え入力部が設けられていることを特徴とする（１）または（２）に記載の帯電装置。
【００２０】
（４）上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、ＤＣバイアスを用いた帯電回数を用い、該帯電回数が所定回数に達した場合にＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の帯電装置。
【００２１】
（５）上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、印刷枚数を用い、該印刷枚数が所定枚数に達した時点でＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の帯電装置。
【００２２】
（６）上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、該帯電部材の交換時期からの上記像担持体の総回転数を用い、該総回転数が所定数に達した時点でＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の帯電装置。
【００２３】
（７）上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、該帯電部材の稼働経過時間を用い、該稼働経過時間が所定時間に達した時点でＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の帯電装置。
【００２４】
（８）上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として上記像担持体に対する静電潜像形成用のドット数を用い、該ドット数が所定数に達した時点でＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の帯電装置。
【００２５】
（９）上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、上記帯電部材の電位を用い、該電位が所定電位以下に変化した場合にＤＣバイアスからＡＣバイアスい切り替えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の帯電装置。
【００２６】
（１０）上記制御部は、上記帯電部材の汚損度を判別する条件として、上記像担持体上に形成されるトナー像の濃度を用い、該濃度が所定値以下に変化した場合にＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の帯電装置。
【００２７】
（１１）上記制御部は、ＡＣバイアスをＤＣ電源に接続されたスイッチの切り替えにより設定することを特徴とする（１）乃至（１０）のいすれかに記載の帯電装置。
【００２８】
（１２）上記制御部は、ＤＣ電源からのバイアス電位レベルを変更した状態でスイッチの切り替えによりＡＣ電位を設定することを特徴とする（１１）に記載の帯電装置。
【００２９】
（１３）（１）乃至（１２）のいずれかに記載の帯電装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【００３０】
（１４）像担持体に対する帯電工程を実行する帯電装置が該像担持体の書き込み工程前に複数配置されていることを特徴とする（１３）に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ＤＣバイアスとＡＣバイアスとを重畳するのでなく、ＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることにより、ＤＣバイアス印加時で環境変化の影響や異物付着により帯電特性が低下した場合に耐久劣化や環境変動の影響されにくく帯電特性が安定しているＡＣバイアスを用いて帯電装置としての帯電機能の低下を抑止して帯電装置としての寿命を延長することが可能となる。
【００３２】
特に請求項２記載の発明においては、帯電装置の汚損度に応じて強制的にＤＣバイアスからＡＣバイアスに切り替えることにより、ＤＣバイアスでの帯電機能の低下を招くことなく維持させることができる。特に、強制的であるので、ユーザが一々バイアス切り替え操作を行う必要がないので、初心者であっても画像品質を維持するため操作などを強いることがなく画像品質維持のための操作性を向上させることができる。
【００３３】
請求項３記載の発明においては、ＡＣバイアスへの切り替えがユーザにより切り替えられるので、画像品質がユーザの意向に沿っているような場合にむやみにバイアス切り替えしないことで、未だ使用できるＤＣバイアスを継続使用して帯電装置の寿命を延ばすことができる。
【００３４】
請求項４乃至１０記載の発明においては、帯電装置でのＤＣバイアスからＡＣバイアスへの切り替えを任意ではなく、帯電装置の汚損度の判別によって行うので、帯電装置での汚損状況を正確に把握した上で帯電機能の低下を防止することができる。
【００３５】
請求項１１および１２記載の発明においては、ＤＣバイアス用電源を用いてＡＣ電位を設定したスイッチングすることによりＡＣバイアスを生成しているので、ＡＣバイアス電源を特別に設けることなく、帯電特性低下防止のための構成を簡略化することができる。
【００３６】
請求項１３および１４記載の発明においては、帯電機能の低下による帯電不良を防止して異常画像の発生を防止できるとともに、像担持体の帯電工程に複数の帯電装置を用いることにより、帯電特性の低下が発生した帯電装置を補完して帯電特性低下を抑制するとともに、帯電装置の寿命を延長することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図により本発明を実施するための最良の形態について説明する。  
図１は、本発明にかかる帯電装置をと用いた画像形成装置の模式図であり、同図において画像形成装置１００は、回転可能な像担持体としての感光体ドラム１０を備えており、感光体ドラム１０の周囲には、矢印で示す回転方向に沿って帯電装置１１、書き込み装置（図では書き込み光路のみが示されている）１２，現像装置１３、転写装置１４およびクリーニング装置１５がそれぞれ配置されている。
【００３８】
感光体ドラム１０は、帯電装置１１によって一様帯電された後、書き込み装置１２によって画像情報に応じた静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置１３から供給されるトナーにより可視像処理される。
【００３９】
感光体ドラム１０上に形成されたトナー像は、図示しない給紙装置から繰り出されて記録紙などの記録媒体Ｓに対して転写装置１４を用いて転写されると定着装置１６において作用する熱・圧力によって融解・浸透することで記録媒体に定着される。
【００４０】
図１に示す画像形成装置１００の構成は、単一の感光体１０に対して単一色のトナーを供給して単一色の画像を形成する構成であるが、画像形成装置の形式には、図２および図３に示すように、複数の感光体を対象として異なる色のトナー像を形成してそれら各色のトナー像を重畳することでフルカラーの画像を形成する構成を対象とするものもある。
【００４１】
図２に示す画像形成装置は、画像転写工程として各感光体ドラムを備えた複数の作像ユニット（図２では、便宜上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを意味する、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで示されている）において形成された画像を順次転写する１次転写装置１０１と、１次転写装置１０１において重畳された画像を記録媒体に対して一括転写する２次転写装置１０２とを備えた構成であり、１次転写装置１０１に用いられる転写体としての０ベルト１０１Ａの店長方向に各作像ユニットを並列したタンデム方式を採用するものであり、図３に示す画像形成装置は、単一の感光体ドラム１０３の周囲に複数の現像ユニット１０４を並べて配置したリボルバー方式を採用するものである。
【００４２】
図２における作像ユニットの内部構成は同じであり、図１に示した感光体ドラム１０，帯電装置１１，書き込み装置１２，現像装置１３およびクリーニング装置１４を備えている。この構成における１次転写部は、１次転写装置１０１において感光体ドラム１０と対峙する転写バイアスローラＢＲが用いられ、２次転写部は、転写装置１０１に用いられるベルトが掛け回されている駆動ローラ１０１Ａと対峙する２次転写ローラ１０２Ａで構成されている。
【００４３】
図３に示す画像形成装置においては、現像装置の数が色の数に対応させてある点および１次転写装置を用いる点が図１の構成と異なる。
【００４４】
本実施形態における帯電装置１１は、図１に示すように、ローラ構造（図１（Ａ）参照）、ブラシ構造（図１（Ｂ）参照）、およびシート構造の帯電部材を用いることができる。
【００４５】
帯電装置１１は、感光体ドラム１０に対してＤＣバイアスとＡＣバイアスとに切り替えることができる構成を備えており、その構成が図４に示されている。
【００４６】
図４は、帯電装置１１の動作制御を行う制御部の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部２００は、画像形成処理のためのシーケンスプログラムを実行するためのマイクロコンピュータ用いられている。
【００４７】
制御部２００は、図示しないインターフェースを介して各種入力操作が可能な操作パネル２０１，帯電装置の起動回数カウンタ２０２，枚数カウンタ２０３，回転数カウンタ２０４，稼働タイマー２０５，ドットカウンタ２０６，画像濃度センサ２０７および帯電部材電位センサ２０７が入力側に接続されており、出力側には帯電装置１１に用いられる帯電部材へのバイアス印加を行う駆動回路３００が接続されている。
【００４８】
上記各入力部材のうちで、枚数カウンタ２０３は印刷枚数を計数し、回転数カウンタ２０４は感光体ドラム１０の回転数の累計を得るためのものであり、稼働タイマー２０５は帯電部材の帯電稼働時間の累計を得るためのものであり、ドットカウンタ２０６はトナーの消費量に影響する画像面積を得るためのものであり、画像濃度センサ２０７は、感光体ドラム１０に形成されるパッチ画像の濃度を検知してトナーの付着量を検知するものである。以上のような各種入力部材は、帯電装置１１に対してトナーなどの異物付着による汚損状態を判別するために用いられる。
【００４９】
制御部２００では、通常の画像形成時における帯電モードとしてＤＣバイアスを印加するＤＣモードを設定するようになっており、このモードに対して帯電装置１１での帯電部材の汚損度に応じてＡＣバイアスを印加するＡＣモードに切り替えるようになっている。つまり、ＤＣモードでは、環境変動や耐久劣化の影響を受けやすく、転写残トナーや異物などの付着によって汚損されると帯電特性が悪化しやすくなる。そこで、本実施形態では、ＤＣモードでのこのような現象が発現した場合には、ＤＣバイアスと違って耐久劣化や環境変動の影響を受けずに安定したバイアス印加が行えるＡＣモードに切り替えることでＤＣモードを継続した場合の帯電特性の低下を防ぐようになっている。
【００５０】
一方、本実施形態においては、ＤＣモードからＡＣモードに切り替える際に、各モードに対応した電源を用いるのではなく、ＡＣモード用の電源としてＤＣバイアス電源を用いるようになっている。  
つまり、ＤＣバイアス印加時には１つのＤＣ電源を用い、ＡＣバイアス印加時にはＤＣ電源のレベル切替え、または半導体にてスイッチすることでＡＣバイアスとすることができる。これによりＤＣ電源のみで、ＤＣバイアス、ＤＣバイアスの二つのバイアスを得ることができる。
【００５１】
出力レベルを可変する場合には、負荷条件、回路定数によるが基本的にオーバーシュートを発生させないためのソフトスタートがかかる。このため、矩形波の立ち上り部分、立下り部分共に波形が鈍る。  
ＤＣ出力を半導体にてスイッチングした場合には矩形波の立ち下がり（半導体がＯＮする部分）は正確な波形となるが、立ち下がり（半導体がＯＦＦする部分）では自由放電となることが原因して波形が鈍る。そこで、本実施形態では、周波数が大きいと波形が鈍ることを考慮して使用する周波数を５００Ｈｚ以下に設定するようにしている。
【００５２】
ＤＣモードからＡＣモードに切り替えるための判別条件として次の条件が設定されている。  
（１）帯電回数が所定回数に達した時点
（２）印刷枚数が所定枚数に達した時点
（３）感光体ドラム１０の総回転数が所定値に達した時点
（４）帯電部材の稼働時間の累計が所定値に達した時点
（５）ドット数の総計が所定数に達した時点
（６）帯電電位が所定電位以下に達した時点
（７）トナー画像の濃度が所定値以下に変化した時点
以上のような判別条件に基づき、制御部２００では、ＤＣモードからＡＣモードに切り替えるようになっているが、その切り替えは、ユーザにより設定される場合と強制的に行う場合とが選択できるようになっている。  
つまり、ユーザの意向によっては、制御部２００での判別において上記条件に該当しているということでモード切替えを行う設定となるが、得られる画像において不具合が見られず、このままの状態で画像形成を行いたい場合がある。  
そこで、制御部２００では、切り替え時点であることを操作パネル２０１において表示した上で、ユーザによる継続指示が入力されると、モード切替を行わないままとする。しかし、上記判別条件に該当していることは制御部２００において記憶されているので、例えば、一ユーザによる画像形成作業が終了した時点で再度、モード切替時期であることを表示して他のユーザに警報する。  
一方、ユーザによる継続指示がない場合には、ＤＣモードから強制的にＡＣモードに切り替える処理が行われる。
【００５３】
本実施形態は以上のような構成であるから、以下に示す実施例により、詳細を説明する。  
（実施例１）
本実施例での帯電装置としては、図１に示した帯電ローラ、ブラシ帯電、シート帯電構造を用いる。  
帯電ローラは、φ６の芯金（導電性シャフト）の周囲に弾性体層を被覆してφ１２とし、抵抗１０５Ωの抵抗を持つ弾性ローラである。  
弾性体層の外周に更に誘電層や表層等を積層した３層の複数の層構成であり、感光体ドラム１０に並行にして所定の圧接力をもって当接させてあり、感光体ドラム１０の回転に従動して回転しており、電源より直流の電圧を供給している。
【００５４】
ブラシ帯電は、抵抗１０８Ω・ｃｍ程度で、密度２００ＫＦ/ｉｎｃｈ２以上のナイロン繊維等からなるパイル長３ｍｍのブラシをφ６ｍｍのシャフトにロール状に巻きつけている回転帯電ブラシが感光体ドラム１０の表面に接触して設けられており、この感光体ドラム１０に対して同方向に回転させ、電源により直流の電圧を供給している。
【００５５】
シート帯電は、抵抗１０６Ω・ｃｍ程度で、厚み０．１ｍｍの導電ナイロンシートを感光体ドラム１０に一定圧をかけて接触させており、電源により直流の電圧を供給している。
一方、感光体ドラム１０は、感光層２５μで径φ２４ｍｍのＯＰＣ感光体を用い、プロセス速度１００ｍｍ/sで回転させている。
【００５６】
トナーは、粒径８ミクロンの粉砕トナーを用い、転写効率９０％となっている。  
本実施例は、以上のような構成を用いて以下の条件により帯電特性の変化を画像上での問題があるかどうかにより判別する実験を行った。  
なお、本実験は、帯電装置を早期に汚れた状態とするためクリーナ等の清掃装置をもたない、いわゆるクリーナレス状態で行った。  
それぞれの帯電手段は、非画像時やスタート、エンドシーケンスなどで、帯電清掃シーケンスによって、帯電部を清掃している。  
上記条件において、Ａ４用紙で５％チャートにより連続プリントさせ耐久を行い、その結果が、図５〜７に示されている。
【００５７】
実験としては、１０００枚おきに均一なハーフトーンのベタ画像を印字し、その画像中に発生する縦方向の濃度ムラの発生レベルを４段階で評価を行った。  
図５〜図７における表示記号の意味は次の通りである。  
×：発生、△：やや発生している、〇：２×２画像で問題ないレベル、◎：１×１画像で問題ないレベル。
【００５８】
図５は、連続プリントにおける画像評価結果を示している。  
図５からも明らかなように、４０００枚耐久後においては、画像レベルがどの帯電方式においても悪化が確認された。  
その後、帯電条件を、ピーク間電圧Ｖｐｐ５００〜１０００ｖ、ＤＣ成分Ｖｄｃ−４００〜−９００ｖ、周波数１５０〜３ｋｖのＡＣで、画像が最良になる条件で、振動（音）やリークの発生しないＡＣバイアスを印加するＡＣモードに切り替えた。
【００５９】
ＡＣモードに切り替えることで画像レベルが回復し、５０００枚耐久においても問題ないレベルが確認できた。
【００６０】
この理由としては、帯電部材がある程度汚れていても、１回のみ放電させるＤＣに比べ、放電と除電を繰り返すＡＣにおいては、バイアスの中間電位安定するため均一な電位が得られるため、画像画像レベルが向上することが考えられる。
【００６１】
図５においては、４０００枚後で制御部２００での判別に基づき強制的にモードの切替を行ったが、使用者が強制的に切り替えてもよい。  
例えば、４０００枚時の画像はブラシ帯電では２×２画像では気にならないレベルであり、使用者が問題ないと判断した場合は、それより遅らせてＡＣモードへの切替を行うことができるようにしてある。  
これにより、使用者のお好み画像に応じて、オゾンの発生を極力おさえるながら、ＤＣバイアスに比べ帯電部材が汚れやすいＡＣバイアスに切替の時期を遅らせることで安定した帯電性能を長期に維持させることができる。
【００６２】
一方、上述したように、強制的にモードの切り替えを行わせることにより使用者の手を煩わせてしまうこともなく、また、現使用者が使用を終えた後に新たな使用者が使用を開始する際には、強制的あるいは使用者のこのみのいずれをも選択できるので、強制的な場合には、制御部２００において自動的にモード切替が行われることになり、使用者の手を煩わせることなく良好な画像を維持することができる。
【００６３】
このように、帯電装置でのモード切替制御が、帯電部材耐久による汚れが悪化する所定量に応じてＡＣモードに切替られる方式であるので、オゾンの発生を極力抑えながら帯電寿命を向上させ、長期に渡って良好な画質を得ることができる。
（実施例２）
実施例１の帯電ローラを用い再度耐久実験を行った。今回は、画像悪化前の３０００枚耐久時にＤＣモードからＡＣモードへの切替を行って画像レベルを確認した。その結果は図６に示すとおりである。
【００６４】
なお、ドットカウンタの数値については、ドットカウンタが算出した印字面積をＡ４サイズ１枚に換算した値を用い、検知濃度の数値については、濃度検知センサが検知した値をベタ部の画像濃度をＸ−Ｒｉｔｅ９３８により測定した値に換算しした値を用いた。
【００６５】
図６に示してあるように、画像悪化前の所定量耐久時にＤＣモードをＡＣモードに切り替えることで、良好な画質を維持していることができた。  
具体的には、印字枚数３０００枚、感光体回転数が９０００回転以上、稼動時間が８５００ｓ以上、ドットカウンタが印字比率よりＡ４相当換算で２５０枚以上、電位センサが５００ｖ以下、検知濃度が１.６以上になるときが切り替え時期として設定されている。
【００６６】
このように、ブラシの帯電性能は経時で印字枚数や稼働時間、または印字比率が大きいほどトナーが帯電装置と接触する量が増大し汚れていくに従い低下し、さらに汚れると、帯電電位が低下し、それにより印字領域の濃度も増加していく。このような現象に基づきモードを切り替えることにより帯電寿命の低下を未然に防止して異常画像の発生を抑制することができる。
（実施例３）
実施例１の帯電ブラシを用い、感光体ドラム１０の書き込み工程前に実行される帯電工程において感光体ドラム１０の移動方向で上流側と下流側との複数箇所を対象として複数の帯電装置を設けて複数帯電での耐久評価を行った。
【００６７】
図７に示すように、ＤＣ切替を行わない条件に比べ、良好な画像が維持できることがわかった。
【００６８】
複数帯電の場合は、上流側の帯電性能が悪化したあと、下流側の帯電性能が悪化し、画像性能が低下する。これは、反転現像の場合、上流側帯電装置でトナーがマイナス方向に帯電されるため、下流側の帯電装置が汚れにくくなるが、上流側の帯電装置が帯電性能が低下すると、その分下流側の帯電装置も急速に汚れやすくなるためである。
【００６９】
このため、上流側の帯電装置は、ＡＣより、ＤＣの方が汚れ難いため望ましく、さらにＤＣで帯電性能が低下したあとは、ＡＣにすることで寿命を向上させることにより、下流側の帯電装置の寿命も向上させることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係る帯電装置が適用される画像形成装置の一例を説明するための模式図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は帯電装置の形式をそれぞれ示し（Ａ）はローラ構造の場合を、（Ｂ）はブラシ構造の場合を、（Ｃ）はシート構造の場合をそれぞれ示している。
【図２】画像形成装置の例として多色画像形成が可能な構成を示す模式図である。
【図３】図２に示した多色画像形成が可能な構成の他の例を示す模式図である。
【図４】本発明実施形態における帯電装置の制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明の実施例による実験で得られた評価結果を示す図である。
【図６】本発明の実施例による実験で得られた評価結果を示す図である。
【図７】本発明の実施例による実験で得られた評価結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１００  画像形成装置
１０  感光体ドラム
１１  帯電装置
１２  書き込み装置
１３  現像装置
２００  制御部
２０１  操作パネル
２０２  帯電起動回数カウンタ
２０３  回転数カウンタ
２０４  稼働タイマー
２０５  ドットカウンタ
２０６  画像濃度センサ
２０７  帯電部材電位センサ
３００  駆動回路
【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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