(57)【要約】【課題】定量の放電を高精度で発生させる。【解決手段】帯電部材に対して接触帯電制御を行う帯電装置においては、帯電部材に印加する正弦波交流電圧を発生する高圧トランス２０４の１次側に接続したチョークコイル２９９により、正弦波交流電圧のピーク電圧が放電電圧以上になったときに瞬間的に発生する電流を抑制する。【選択図】        図１
2004325521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電部材に対して接触帯電制御を行う帯電装置を有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記帯電装置は、
前記帯電部材に印加する正弦波交流電圧を発生する交流トランスと、
該交流トランスの１次側に接続したインダクタンス素子であって、前記正弦波交流電圧のピーク電圧が放電電圧以上になったときに瞬間的に発生する電流を抑制するインダクタンス素子と、
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、
前記帯電部材に印加された交流印加電圧のピーク電圧値を検出する電圧検出手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電部材に対して接触帯電制御を行う帯電装置を有する電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置においては、ドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）表面が帯電手段により所定の電位に均一に帯電処理される。従来から、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させたコロナを、感光ドラム表面に作用させて帯電（非接触帯電であるコロナ帯電）を行なう手段が知られている。
【０００３】
しかし、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法が主流となりつつある。この接触帯電方法は、例えばローラ帯電部材（以下「帯電ローラ」という。）を感光ドラム表面に当接させ、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。
【０００４】
帯電ローラは、帯電ローラに直流電圧のみを印加しても均一に帯電させることができるが、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により均一に帯電させることもできる。後者の帯電方法において、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（帯電開始電圧）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と、帯電が均一になり、被帯電体が均一に帯電される。
【０００５】
上記帯電ローラに正弦波交流電圧が印加されると、帯電ローラには、帯電ローラと感光ドラムとの間の抵抗性負荷を流れる抵抗負荷電流と、帯電ローラと感光ドラムとの間の容量性負荷を流れる容量負荷電流と、帯電ローラと感光ドラムとの間を流れる放電電流とが流れるが、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。
【０００６】
図１２は帯電ローラに電圧Ｖｃを印加したときに帯電ローラに流れる電流Ｉｃの特性を示す図である。ここで、Ｖｃは交流電圧のピーク電圧値であり、Ｉｃは交流電流の実効値で表されている。
【０００７】
帯電電圧Ｖｃの振幅を徐々に上昇させると、これに伴って帯電電流が流れる。所定電圧Ｖｈ以下では、交流電圧の振幅と出力電流は略比例している。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、か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、さら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も比例関係から外れ、放電電流Ｉｓ分だけが多く流れるようになる。
【０００８】
そして、安定した帯電を得るためには、上述したように、この放電電流Ｉｓが所定値以上となるように、帯電電圧Ｖｔを設定すればよいが、感光ドラムへの放電量Ｉｓが増えると、感光ドラム削れ等の感光ドラム劣化が促進されるとともに、放電生成物による高温高湿環境での画像流れ等の異常画像が発生する場合がある。
【０００９】
そこで、このような問題を解決でき、しかも安定した帯電を得るためには、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にする必要があるが、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し、これにより低温低湿環境では材料が乾燥して抵抗値が上昇し放電しにくくなる。そうすると、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、この低温低湿環境で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、帯電部材が必要以上の放電を起こすことになる。この結果として、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生じる。
【００１０】
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。
【００１１】
このような放電量の変化を抑制する方法としては、例えば特許文献１に記載された方法が知られており、この特許文献１に記載された放電電流制御方法によれば、帯電部材に印加される交流電圧が、放電現象が開始する電圧Ｖｈ以下での電圧レベルと、Ｖｈ以上の電圧レベルとの少なくとも２つ以上の電圧レベルに変化され、変化された電圧レベルにおける交流電流値が電流検出手段により検出され、検出された交流電流値から、最適な放電量となる交流電圧値が算出され、帯電部材に印加する交流電圧の電圧レベルが決定される。
【００１２】
図１２において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで示す丸印は、交流電流Ｉｃを検出するポイントを示している。放電現象が開始する電圧Ｖｈ以下の予め定めた電圧で、放電電流が発生しない領域の帯電交流印加電圧Ｖｃに対する帯電電流Ｉｃが測定され、得られたＡ、Ｂで示す２点から特性ラインが得られる。同様に、放電電流が発生する領域における帯電交流印加電圧Ｖｃに対する帯電電流Ｉｃが測定され、得られたＣ、Ｄで示す２点から特性ラインが得られる。このようにして得られた２つの特性ラインの差分が放電電流Ｉｓに相当するから、これら２つの特性ラインから、放電電流値を所定レベルとするための帯電交流電圧の電圧レベルを算出でき、電圧レベルに応じて帯電交流電圧を制御することで、放電量の変動を抑制することができる。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−２０１９２１号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放電開始電圧Ｖｈ以下のポイント（図１２に示したＡ点、Ｂ点）で決定された特性ライン（帯電交流印加電圧Ｖｃと帯電電流Ｉｃの特性）と、放電開始電圧Ｖｈ以上のポイント（図１２に示したＣ点、Ｄ点）で決定された特性ライン（帯電交流印加電圧Ｖｃと帯電電流Ｉｃの特性）との差が、非常に小さいことから、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等で示す各ポイントでの検出値に誤差が生じた場合、放電電流値の算出値に大きな誤差が発生し、これにより、放電電流値を適正に制御できないという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決し、定量の放電を高精度で発生させることができる帯電装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、帯電部材に対して接触帯電制御を行う帯電装置を有する電子写真方式の画像形成装置において、前記帯電装置は、前記帯電部材に印加する正弦波交流電圧を発生する交流トランスと、該交流トランスの１次側に接続したインダクタンス素子であって、前記正弦波交流電圧のピーク電圧が放電電圧以上になったときに瞬間的に発生する電流を抑制するインダクタンス素子と、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、前記帯電部材に印加された交流印加電圧のピーク電圧値を検出する電圧検出手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態を示す。これは、レーザプリンタ１００の例であって、その構造を図２に示す。
【００１９】
図２を説明する。レーザプリンタ１００は、記録紙Ｐを収納するデッキ１０１と、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１０２と、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と、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と、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と、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とを有する。
【００２０】
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と、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と、記録紙Ｐを同期搬送するレジストローラ対１０９と、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とが配設してある。
【００２１】
レジストローラ対の下流には、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（以下「転写ローラ」という。）１１３と、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（以下「除電針」という。）１１４が配設してある。
【００２２】
除電針１１４の下流には、搬送ガイド１１５と、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との対と、定着部からの搬送状態を検知する定着排紙センサと、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換えるための両面フラッパ１２０とが配設してあり、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と、記録紙を排紙する排紙ローラ対１２２が配設されている。
【００２３】
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と、反転ローラ１２３への紙搬送状態を検知する反転センサ１２４と、記録紙Ｐの横方向位置を合わせるための図示しない横方向レジスト部から記録紙Ｐを搬送するためのＤカットローラ１２５と、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と、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とが配設してある。
【００２４】
スキャナ部１１１は、後述する外部装置１２８からの画像信号に基づいて変調されたレーザ光を出射するレーザユニット１２９と、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と、結像レンズ群１３２と、折り返しミラー１３３とを有する。
【００２５】
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と、帯電部材である帯電ローラ２と現像ローラ１３４と、トナー格納容器１３５等を具備しており、レーザプリンタ１００に対して着脱可能になっている。
【００２６】
高圧電源部３は、後述する帯電高圧回路の他に、現像ローラ１３４と、転写ローラ１１３と、除電針１１４に所望の電圧を給電する高圧回路とを有する。メインモータ１３６は各部に動力を供給するものである。レーザプリンタ１００を制御するプリンタ制御部４は、ＲＡＭ５ａと、ＲＯＭ５ｂと、タイマ５ｃと、デジタル入出力ポート（以下「Ｉ／Ｏポート」という。）５ｄと、アナログ−デジタル変換入力ポート（以下「Ａ／Ｄポート」という。）５ｅと、デジタル−アナログ出力ポート（以下「Ｄ／Ａポート」という。）５ｆ等を具備したＭＰＵ（マイクロコンピュータ）５と、図示しない各種入出力制御回路等とを有する。プリンタ制御部４は、インターフェイス１３８を介してパーソナルコンピュータ等の外部装置１２８に接続してある。
【００２７】
次に、図１を参照して帯電出力回路の帯電高圧出力制御を説明する。帯電出力回路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２７９から出力するものである。出力端子２７９は感光ドラム１に当接した帯電ローラ２に接続してある。
【００２８】
トランジスタ２３９は、ベースがベース抵抗２３８を介してＣＰＵ２４５のＩ／Ｏポート２４５ｄに接続され、ベース抵抗２３８がプルアップ抵抗２６０に接続され、エミッタがグランドされ、コレクタがダイオード２４０を介してオペアンプ２６５の出力端子に接続されるとともにプルアップ抵抗２３７に接続されているから、ＣＰＵ２４５のＩ／Ｏポート２４５ｄからのクロックパルス（ＰＲＩＣＬＫ）が、ベース抵抗２３８を介してトランジスタ２３９のベースに供給されると、トランジスタ２３９がスイッチング動作をし、コレクタから、オペアンプ２６５の出力に応じて増幅された振幅のクロックパルスが出力される。この増幅されたクロックパルスの振幅が大きい場合には、高圧トランス２０４に入力される正弦波の駆動電圧振幅も大きくなり、結果として高圧交流電圧レベルも大きくなる。
【００２９】
このクロックパルスはフィルタ回路２３５に入力され、フィルタ回路２３５から、＋１２Ｖを中心とした正弦波が出力される。フィルタ回路２３５は、コンデンサ２２４と、抵抗２２３〜２３２と、コンデンサ２１６〜２２０と、オペアンプ２１７、２２０とを有する。
【００３０】
そして、フィルタ回路２３５の出力は、プッシュプルの高圧トランスドライブ回路２０５によって電力増幅され、コンデンサ２１０とチョークコイル２９９を介して、高圧トランス２０４の１次巻線に入力され、これにより２次巻線に正弦波の交流高圧が発生する。
【００３１】
高圧トランス２０４の２次巻線は、一方の端子が、抵抗２４６を介して直流高圧発生回路２４７に接続され、他方の端子が、出力保護抵抗２０３を介して出力端子２７９に接続されている。直流高圧発生回路２４７からの直流高圧に、２次巻線に発生した交流高圧が重畳された高圧バイアスは、出力保護抵抗２０３を介して出力端子２７９から出力され、帯電ローラ２に給電される。
【００３２】
ここで、帯電交流電圧のレベルが放電開始電圧を超えると、ニップ電流に加えて、放電電流Ｉｓが発生し、ニップ電流に放電電流が加算された電流が帯電ローラ２に流れる。このとき、高圧トランス２０４の１次側電流が瞬時的に急激に増大しても、チョークコイル２９９の両端で電圧ドロップが生じるから、高圧トランス２０４の入力電圧がドロップすることになり、その結果として、チョークコイル２９９により、帯電ローラ２に給電される帯電交流電圧の波形が整形され、印加する帯電高電圧に対する放電電流の特性が変化する。ピーク電圧Ｖｂ帯電交流電圧を印加した場合のニップ電流と放電電流の波形を図３（Ｃ）に示す。チョークコイル２９９を挿入したことにより、帯電交流電圧波形の歪みが増大し、放電電流Ｉｓのレベルも増大する。放電電流Ｉｓは帯電交流電圧の歪みが発生する時間時間τｂと同じ期間で流れる。
【００３３】
比較のため、放電が発生していないとき、すなわち帯電交流電圧のレベルが放電開始電圧以下の領域でのニップ電流と放電電流の波形を図３（Ａ）に示す。この領域においては、帯電ローラ２と感光ドラム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。
【００３４】
また、比較のため、図１の回路においてチョークコイル２９９が挿入されていないときのニップ電流と放電電流の波形を図３（Ｂ）に示す。交流電圧のピーク電圧Ｖｂが放電開始電圧以上となると、放電電流Ｉｓが流れ、交流電圧のピーク部で波形歪みが発生する。これは、交流電圧のピーク部のタイミングで放電電流が発生し、高圧トランス２０４の２次側及び１次側に瞬時的に急激な電流が流れ、トランスの出力がドロップするためである。この出力ドロップは高圧トランス２０４の１次側及び２次側に寄生する漏れインダクタンス成分によって生じる。帯電交流電圧のピーク部周辺に時間幅τａで歪みが発生し、これに応じてニップ電流も歪んだ波形となる。放電電流Ｉｓは帯電交流電圧の歪みが発生する時間τａ（＜τｂ）と同じ期間において流れる。
【００３５】
次に、図４を参照して、チョークコイル２９９の挿入による効果をより詳細に説明する。図４は帯電交流電圧と帯電交流電流の特性を示し、横軸は交流電圧のピーク値を、縦軸は帯電電流の半波の平均電流値で示す。
【００３６】
図４においてＬＩＮＥ−Ｃで示すラインはチョークコイルが挿入されている場合の特性ライン（以下「特性ラインＬＩＮＥ−Ｃ」という。）であり、ＬＩＮＥ−Ｂで示すラインは、チョークコイル２９９が挿入されていない場合の特性ライン（以下「特性ラインＬＩＮＥ−Ｂ」という。）であり、ＬＩＮＥ−Ａで示すラインは非放電発生領域における特性ライン（以下「特性ラインＬＩＮＥ−Ａ」という。）である。Ａ、Ｂ、及びＣで示すポイントは、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）に示す各状態での特性を示す。
【００３７】
交流電圧ピーク値が放電開始電圧Ｖｈ以下の領域においては、特性ラインＬＩＮＥ−Ｂ、ＬＩＮＥ−Ｃは、特性が同一である。しかし、放電開始電圧Ｖｈ以上の領域においては、チョークコイル２９９に起因して、放電発生領域における帯電交流電圧−帯電電流の特性が変化し特性ラインＬＩＮＥ−Ｃの特性が特性ラインＬＩＮＥ−Ｂの特性と異なっている。すなわち、特性ラインＬＩＮＥ−Ａに対しては、特性が、特性ラインＬＩＮＥ−Ｃの方が特性ラインＬＩＮＥ−Ｂより外れている。
【００３８】
結局、放電発生領域の特性ラインと非放電発生領域の特性ラインの差が大きくなるため、交流印加電圧に対する放電発生量が大きくなる、との効果が得られる。
【００３９】
次に、交流高圧回路の電流検出部について説明する。前述の交流高圧発生回路の駆動によって発生した交流電流は、コンデンサ２４８を通過し、図１において矢印Ａで示す方向の半波は、ダイオード２５０を介して流れ、他方、図１において矢印Ｂで示す方向の半波は、ダイオード２４９を介して流れる。ダイオード２５０を通過した矢印Ａで示す方向の半波は、オペアンプ２５６、抵抗２５３、コンデンサ２５２で構成された積分回路に入力され、直流電圧に変換される。オペアンプ２５６の出力端子電圧Ｖ１は、Ｉｍｅａｎを交流電流の半波の平均値、Ｒｓを抵抗２５３の抵抗値、Ｖｔをオペアンプ２５６の正入力に入力されている電圧とすると、
Ｖ１＝−（Ｒｓ×Ｉｍｅａｎ）＋Ｖｔ  …（１）
と表される。
【００４０】
オペアンプ２５６の出力はオペアンプ２６５の非反転入力に接続され、反転入力に接続された電流制御信号ＰＲＩＣＮＴのレベルと比較される。電流制御信号は交流電流レベルを設定する信号である。ここで、オペアンプ２６５の出力電圧Ｖ１が電流制御信号ＰＲＩＣＮＴよりも大きい場合は、オペアンプ２６５の出力が大きくなる。前述した様に、オペアンプ２６５の出力が大きくなると、フィルタ回路２３５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。すなわち、電流制御信号ＰＲＩＣＮＴに応じた定電流制御が行われる。
【００４１】
次に、帯電出力回路の電圧検出部について説明する。電圧検出回路は帯電交流電圧のピーク電圧を検出するものである。帯電出力はコンデンサ２７１、抵抗２７２、及び抵抗２７３によって分圧され、交流成分のみが低い電圧レベルに変換されてオペアンプ２８１の非反転入力に入力される。ここで、コンデンサ２７１の容量値はインピーダンス値が抵抗２７２と抵抗２７３の合計のインピーダンスよりも十分に小さくなるように設定してある。オペアンプ２８１は正負の両電源で駆動するものであり、入力端子には正負の両極性の電圧が入力でき、出力端子に正負の両極性の電圧を出力可能な仕様である。
【００４２】
変換された交流電圧はさらにオペアンプ２８１で構成されたボルテージフォロア回路を通過し、ダイオード２８８、コンデンサ２８９、抵抗２９０で構成されたピークホールド回路により、帯電交流電圧のピーク値に応じた直流電圧に変換され、ＣＰＵ２４５のアナログ入力端子２４５ｆに入力される。検出信号ＰＲＩＶＳは、帯電交流電圧のピーク値をＶｐ、ダイオード２８８の順電圧値をＶｆ、λを抵抗２７２、２７３、コンデンサ２７１により決定される値で、
λ≒（抵抗２７３の抵抗値）／｛（抵抗２７３の抵抗値）＋（抵抗２７２の抵抗値）｝
で近似される値とすると、
ＰＲＩＶＳ  ＝  λ×Ｖｐ−Ｖｆ    …（２）
と表される。
【００４３】
図５（ａ）は帯電ローラ２に帯電交流高圧を印加した場合の、帯電交流電流、帯電交流電圧ピーク値の特性を示す。図５（ｂ）は図５（ａ）に対応した、電圧検出信号ＰＲＩＶＳと電流制御信号ＰＲＩＣＮＴの特性を示す。図５において、特性ラインＬＩＮＥ−Ａは放電が発生しない非放電発生領域での特性ライン、特性ラインＬＩＮＥ−Ｂは放電が発生する放電発生領域の特性ラインである。
【００４４】
本実施の形態における帯電制御では、特性ラインＬＩＮＥ−ＡとＬＩＮＥ−Ｂの特性を表す式を算出し、得られた２つの式から放電電流のレベルが所定の値となる帯電電流値を算出し、プリント時の帯電交流高圧レベルを決定する。
【００４５】
図６は帯電交流高圧レベルを決定する一連の帯電制御処理手順の一例を示すフロー図である。帯電ＤＣ回路を駆動し（Ｓ６０２）、帯電ローラ２に所定の直流バイアスを印加した後、Ｓ６０３〜Ｓ６０８で特性ラインＬＩＮＥ−Ａの特性を算出する。
【００４６】
（１）特性ラインＬＩＮＥ−Ａを表す式の算出
ＬＩＮＥ−Ａで示す特性ラインは非放電発生領域の特性ラインである。この特性ラインの特性は、図５（ａ）に示す非放電発生領域内にあるＡ１点、Ａ２点をサンプリングして算出する。まず、帯電電流制御信号ＰＲＩＣＮＴのレベルをＶｃ１に設定し（Ｓ６０３）、帯電交流ＯＮ信号ＰＲＩＯＮ信号をＬＯＷレベルに切り換え、これにより帯電ローラ２に交流電圧を印加する（Ｓ６０４）。そして、この時の電圧検出信号ＰＲＩＶＳを検出し、Ａ１点のサンプリングを行う（Ｓ６０５）。このときのＰＲＩＶＳをＶｔ１とする。
【００４７】
ついで、帯電電流制御信号ＰＲＩＣＮＴのレベルをＶｃ２に切り換え（Ｓ６０６）、電圧検出信号ＰＲＩＶＳを検出し、Ａ２点のサンプリングを行う（Ｓ６０７）。このときのＰＲＩＶＳをＶｔ２とする。前記方法で検出した非放電発生領域内のＡ１点とＡ２点から特性ラインＬＩＮＥ−Ａの特性式であるｙ＝ｆａ（ｘ）を算出する（Ｓ６０８）。ｙ＝ｆａ（ｘ）はＡ、Ｂを定数とすると、
2004325521.tif 000003
と近似することができる。
【００４８】
（２）  特性ラインＬＩＮＥ−Ｂを表す式の算出
Ｓ６０９〜Ｓ６１３ではＬＩＮＥ−Ｂの算出を行う。ＬＩＮＥ−Ｂは放電発生領域の特性ラインである。この特性ラインの特性は、図５（ａ）で放電発生領域内にあるＢ点、Ｃ点をサンプリングして算出する。まず、帯電電流制御信号ＰＲＩＣＮＴのレベルをＶｃ３に切り換え（Ｓ６０９）、その時の電圧検出信号ＰＲＩＶＳを検出し、Ｂ点のサンプリングを行う。このときのＰＲＩＶＳレベルをＶｔ３とする（Ｓ６１０）。
【００４９】
帯電電流制御信号ＰＲＩＣＮＴのレベルをＶｃ４に切り換え（Ｓ６１１）、電圧検出信号ＰＲＩＶＳを検出し、Ｃ点のサンプリングを行う。このときのＰＲＩＶＳをＶｔ４とする（Ｓ６１２）。前記方法で検出した放電発生領域内の２点、Ｂ点とＣ点から、ＬＩＮＥ−Ｂの特性式であるｙ＝ｆｂ（ｘ）を算出する（Ｓ６１３）。ｙ＝ｆｂ（ｘ）はＣ、Ｄを定数とすると、
2004325521.tif 000004
と表される。ここで、定数ＣとＤは、ＬＩＮＥ−Ａの特性式の定数ＡとＢとはそれぞれ大きく異なる値となる。これは、チョークコイル２９９の効果により、ＬＩＮＥ−ＡとＬＩＮＥ−Ｂでは特性が大きく異なっているためである。
【００５０】
（３）  帯電電流制御値の決定
放電電流レベルが所定の値となる帯電電流制御信号ＰＲＩＣＮＴのレベルＶｃ（ｃｎｔ）を算出する（Ｓ６１４）。放電電流はＬＩＮＥ−ＢとＬＩＮＥ−Ａの差分に相当する。図５（ａ）において、放電電流の目標制御値をＩｓとした場合、帯電電流値をＩｃ（ｃｎｔ）に制御すれば、目標の放電電流レベルを得ることができる。よって、帯電電流制御信号ＰＲＩＣＮＴのレベルＶｃ（ｃｎｔ）は、前記方法で算出した２つの特性式、すなわちｙ＝ｆａ（ｘ）とｙ＝ｆｂ（ｘ）を用いて算出することができる。放電電流の目標制御値Ｉｓに相当する帯電電流制御値ＰＲＩＣＮＴのレベル幅をＫとした場合、目標制御値Ｉｓとなる電圧検出値ＰＲＩＶＳの値Ｖｔ（ｃｎｔ）は、上式（４）、（５）から、
Ｖｔ（ｃｎｔ）＝（Ｄ−Ｂ＋Ｋ）／（Ａ−Ｃ）    …（６）
と表され、Ｖｃ（ｃｎｔ）は、
Ｖｃ（ｃｎｔ）＝｛Ｃ×（Ｄ−Ｂ＋Ｋ）｝／（Ａ−Ｃ）｝＋Ｄ    …（７）
と表される。
【００５１】
（４）  プリント時の帯電電流レベルの設定
帯電電流をプリント時のレベルに切り換える処理を行う。帯電電流制御信号ＰＲＩＣＮＴを上式（７）の値に設定することで切り換え処理を行い、一連の処理を終了する（Ｓ６１６）。
【００５２】
上記一連の処理により、帯電電流レベルは最適な状態となり、プリント処理に移行する。
【００５３】
本実施の形態の帯電制御の場合、放電電流の制御目標値Ｉｓと実際に得られる放電電流のレベルとでは、帯電回路で発生する様々なばらつきによって誤差が生じる。誤差の最も大きな要因は上記Ｓ６０３〜Ｓ６１４の処理で発生する。誤差の具体例としては、帯電電流制御信号ＰＲＩＣＮＴ（Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ３、Ｖｃ４）の制御誤差（以下「制御誤差」という。）と、帯電電圧検出信号ＰＲＩＶＳ（Ｖｔ１、Ｖｔ２、Ｖｔ３、Ｖｔ４）の検出誤差（以下「検出誤差」という。）がある。
【００５４】
上記制御誤差及び検出誤差が生じた場合、帯電電圧−帯電交流電流の特性（すなわち、特性ラインＬＩＮＥ−Ａ及びＬＩＮＥ−Ｂ）の算出において誤差が発生し、放電電流Ｉｓの制御値に誤差が発生する。上記制御誤差及び検出誤差の影響は特性ラインＬＩＮＥ−ＡとＬＩＮＥ−Ｂの特性差が小さい程大きくなる。
【００５５】
しかしながら、本実施の形態の帯電回路では、帯電交流電圧を生成する高圧トランス２０４の１次側入力部にチョークコイル２９９を挿入するようにしたので、特性ラインＬＩＮＥ−ＡとＬＩＮＥ−Ｂの特性の差が大きくなり、その結果、上記制御誤差及び検出誤差による影響が小さくなった。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態における帯電回路においては、帯電交流電圧を生成する高圧トランス２０４の１次側入力部にチョークコイル２９９を挿入するようにしたので、非放電発生領域における帯電交流電圧−帯電交流電流特性（特性ラインＬＩＮＥ−Ａ）と、放電発生領域における帯電交流電圧−帯電交流電流特性（特性ラインＬＩＮＥ−Ｂ）との特性差が大きくなり、放電電流が所望のレベルとなる帯電交流レベルの検出が精度よく行うことが可能となった。
【００５７】
さらに、帯電交流電圧に対する放電発生量が増加したことで、放電電流を所望レベルとするのに必要な帯電交流電圧の値を従来よりも小さくすることが可能となり、帯電装置、及び画像形成装置本体を小型化することが可能となった。
【００５８】
なお、本実施の形態の帯電回路では、所定の帯電電流を印加し、そのときの帯電電圧を検出することで、非放電発生領域における帯電交流電圧−帯電交流電流特性（特性ラインＬＩＮＥ−Ａ）と、放電発生領域における帯電交流電圧−帯電交流電流特性（特性ラインＬＩＮＥ−Ｂ）を検出し、所望の放電電流となる帯電交流電流レベルを算出して制御する構成としたが、次のような構成でも同様に実現可能である。すなわち、所定の帯電電圧を印加し、そのときの帯電電流を検出することで、非放電発生領域における帯電交流電圧−帯電交流電流特性（特性ラインＬＩＮＥ−Ａ）と、放電発生領域における帯電交流電圧−帯電交流電流特性（特性ラインＬＩＮＥ−Ｂ）を検出し、所望の放電電流となる帯電交流電圧レベルを算出して制御する構成にしてもよい。
【００５９】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第２の実施の形態との比較でいえば、チョークコイルの挿入位置が異なる。すなわち、第１の実施の形態では、チョークコイル２９９を、帯電交流電圧を発生する高圧トランス２０４の１次側に挿入したが、本実施の形態では、チョークコイル８０１を、帯電交流電圧を発生する高圧トランス２０４の２次側に挿入した。チョークコイル８０１を高圧トランス２０４の２次側に挿入した帯電回路の例を図８に示す。
【００６０】
図８に示す帯電回路においては、高圧トランス２０４の２次側に挿入したチョークコイル８０１は、高圧トランス２０４の１次側に挿入したチョークコイル２９９と、本質的に同様の動作をする。これにより、非放電発生領域における帯電交流電圧−帯電交流電流特性（すなわち、特性ラインＬＩＮＥ−Ａ）と、放電発生領域における帯電交流電圧−帯電交流電流特性（すなわち、特性ラインＬＩＮＥ−Ｂ）との特性の差が大きくなり、放電電流が所望のレベルとなる帯電交流レベルの検出が精度よく行うことができる。
【００６１】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態は、第１及び第２の実施の形態との比較でいえば、帯電交流電圧波形を整形する帯電出力回路の構成が異なり、本実施の形態に係る帯電出力回路においては、第１の実施の形態にあってはチョークコイル２９９及び高圧トランス２０４に代えて、第２の実施の形態にあっては高圧トランス２０４及びチョークコイル８０１に代えて、高圧トランス１００１を採用した。この帯電出力回路の例を図１０に示す。
【００６２】
この高圧トランス１００１は、図９に示す構造を採用して１次側と２次側の結合度を低くしたものであり、その等価回路は図１１に示すようになる。
【００６３】
図９を説明する。コアはＥ型のコア９０１ＡとＩ型のコア９０１ｂが組み合わさったＥＩ型のコアであり、３本の柱９０６ａ、９０６ｂ、９０６ｃが構成されている。９０６ａには１次側巻線９０２、９０６ｃには２次側巻線９０３が巻かれている。９０６ｂには巻き線は巻かれていない。また、９０４ａ、９０４ｂは１次側巻線９０２の入力端、９０５ａ、９０５ｂは２次側巻線９０３の出力である。１次側巻線９０２で生成された磁束φはコアの柱９０６ｂと９０６ｃに分かれてＭ１とＭ２の２つの磁気ループをつくる。２次側巻線９０３に対してはＭ２の磁気ループが形成されている。
【００６４】
図１１の等価回路においては、入力端子１１０５ａが、インダクタンス素子１１０３を介して、１次側と２次側の結合度が非常に高いトランス１１０２の１次巻線の一方の端子に接続され、入力端子１１０５ｂが、トランス１１０２の１次巻線の他方の端子に接続され、他方、出力端子１１０６ａが、インダクタンス素子１１０４を介して、トランス１１０２の２次巻線の一方の端子に接続され、出力端子１１０６ｂが、トランス１１０２の２次巻線の他方の端子に接続されている。
【００６５】
このように、高圧トランス１００１が、トランス１１０２の１次側及び２次側にインダクタンス素子１１０３，１１０４を挿入した構成になっているから、本実施の形態に係る帯電出力回路は、第１及び第２の本実施の形態に係る帯電出力回路とその動作が本質的に異ならないから、非放電発生領域における帯電交流電圧−帯電交流電流特性（すなわち、特性ラインＬＩＮＥ−Ａ）と、放電発生領域における帯電交流電圧−帯電交流電流特性（すなわち、特性ラインＬＩＮＥ−Ｂ）との特性差が大きくなり、放電電流が所望のレベルとなる帯電交流レベルの検出が精度よく行うことができる。
【００６６】
以下に本発明の実施態様の例を列挙する。
【００６７】
〔実施態様１〕  帯電部材に対して接触帯電制御を行う帯電装置を有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記帯電装置は、
前記帯電部材に印加する正弦波交流電圧を発生する交流トランスと、
該交流トランスの１次側に接続したインダクタンス素子であって、前記正弦波交流電圧のピーク電圧が放電電圧以上になったときに瞬間的に発生する電流を抑制するインダクタンス素子と、
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、
前記帯電部材に印加された交流印加電圧のピーク電圧値を検出する電圧検出手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００６８】
〔実施態様２〕  帯電部材に対して接触帯電制御を行う帯電装置を有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記帯電装置は、
前記帯電部材に印加する正弦波交流電圧を発生する交流トランスと、
該交流トランスの２次側に接続したインダクタンス素子であって、前記正弦波交流電圧のピーク電圧が放電電圧以上になったときに瞬間的に発生する電流を抑制するインダクタンス素子と、
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、
前記帯電部材に印加された交流印加電圧のピーク電圧値を検出する電圧検出手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００６９】
〔実施態様３〕  帯電部材に対して接触帯電制御を行う帯電装置を有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記帯電装置は、
前記帯電部材に印加する正弦波交流電圧を発生する交流トランスと、１次巻線によって生成される複数の磁気ループのうちの１つに２次巻線を配置した交流トランスと、
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、
前記帯電部材に印加された交流印加電圧のピーク電圧値を検出する電圧検出手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００７０】
〔実施態様４〕  実施態様１ないし３のいずれかにおいて、前記電流検出手段により検出された検出値が所定値になるように、前記交流高圧印加手段の出力を制御する定電流制御手段を有し、
交流電圧が、帯電部材に直流電圧を印加した時の像担持体への放電開始電圧Ｖｔｈ以下の場合の交流電圧−交流電流関数ｆ１（Ｖ）と、交流電圧が前記放電開始電圧Ｖｔｈ以上の場合の交流電圧−交流電流関数ｆ２（Ｖ）とを比較することにより、ｆ２（Ｖ）−ｆ１（Ｖ）＝Ｋ（定数）となる交流電流値Ｉｃを決定し、画像形成時に前記定電流制御手段により前記帯電部材に交流電流値Ｉｃを印加する
ことを特徴とする画像形成装置。
【００７１】
〔実施態様５〕  実施態様１ないし３のいずれかにおいて、前記電圧検出手段で検出された検出値が所定値なるように前記交流高圧印加手段の出力を制御する定電圧制御手段を有し、
交流電圧が、帯電部材に直流電圧を印加した時の像担持体への放電開始電圧Ｖｔｈ以下の場合の交流電圧−交流電流関数ｆ１（Ｖ）と、交流電圧が前記放電開始電圧Ｖｔｈ以上の場合の交流電圧−交流電流関数ｆ２（Ｖ）とを比較することにより、ｆ２（Ｖ）−ｆ１（Ｖ）＝Ｋ（定数）となる交流電圧値Ｖｃを決定し、画像形成時に前記定電圧制御手段により前記帯電部材に交流電圧値Ｖｃを印加する
ことを特徴とする画像形成装置。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上記のように構成したので、定量の放電を高精度で発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】第１の実施の形態に係るレーザビームプリンタの構造を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態において放電時の特性を説明するための帯電交流電圧波形図である。
【図４】第１の実施の形態における帯電交流電圧−帯電電流の特性を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における帯電装置による制御方法を説明するための説明図である。
【図６】第１の実施の形態における帯電制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態におけるプリント動作時のシーケンス図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態を示す回路図である。
【図９】第３の実施の形態に係る高圧トランスの構成を示す断面図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る帯電出力回路の構成を示す回路図である。
【図１１】図９の高圧トランスの等価回路図である。
【図１２】従来の放電電流制御における帯電交流電圧−帯電電流の特性を示す図である。
【符号の説明】
１  感光ドラム
２  帯電ローラ
１００  画像形成装置
１１２  プロセスカートリッジ
２０４、９０１  高圧トランス
２３９  トランジスタ
２４０  ダイオード
２４５  ＣＰＵ
２４７  ＤＣ高圧発生回路
２６５  オペアンプ
２９９，８０１  チョークコイル
９０１ａ、９０１ｂ  コア
【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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