(57)【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動可能な帯電手段と、
前記帯電手段にピーク間電圧の異なる複数の交流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記帯電手段から前記像担持体に流れる交流電流値を検知する電流検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記複数の交流電圧に対する前記交流電流値のそれぞれの最小値のうち、所定電流値以上となる最小値をもつ交流電流値が得られる交流電圧に基づいて、前記帯電手段に印加される交流電圧のピーク間電圧を決定する決定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する回動可能な帯電手段と、
前記帯電手段にピーク間電圧の異なる複数の交流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記帯電手段から前記像担持体に流れる交流電流値を検知する電流検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記複数の交流電圧に対する前記交流電流値のそれぞれの平均値と最小値との差分が所定値より小さいときには、
前記複数の交流電圧に対する前記交流電流値のそれぞれの平均値のうち所定電流値以上となる平均値をもつ交流電流値が得られる前記交流電圧の中で、最小のピーク間電圧をもつ前記交流電圧に基づいて、前記帯電手段に印加される交流電圧のピーク間電圧を決定する制御を行い、
前記複数の交流電圧に対する前記交流電流値のそれぞれの平均値と最小値との差分が前記所定値以上のときには、
前記複数の交流電圧に対する前記交流電流値のそれぞれの最小値のうち所定電流値以上となる最小値をもつ交流電流値が得られる前記交流電圧の中で、最小のピーク間電圧をもつ前記交流電圧に基づいて、前記帯電手段に印加される交流電圧のピーク間電圧を決定する決定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する回動可能な帯電手段と、
前記帯電手段にピーク間電圧の異なる複数の交流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記帯電手段から前記像担持体に流れる交流電流値を検知する電流検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電手段の表面の抵抗ムラに関する情報が所定値より小さいときには、前記複数の交流電圧に対する前記交流電流値のそれぞれの平均値のうち所定電流値以上となる平均値をもつ交流電流値が得られる前記交流電圧の中で、最小のピーク間電圧をもつ前記交流電圧に基づいて、前記帯電手段に印加される交流電圧のピーク間電圧を決定する制御を行い、
前記帯電手段の表面の抵抗ムラに関する情報が前記所定値以上のときには、前記複数の交流電圧に対する前記交流電流値のそれぞれの最小値のうち所定電流値以上となる最小値をもつ交流電流値が得られる前記交流電圧の中で、最小のピーク間電圧をもつ前記交流電圧に基づいて、前記帯電手段に印加される交流電圧のピーク間電圧を決定する決定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記所定電流値以上となる最小値をもつ交流電流値が得られる交流電圧が複数得られた場合は、その中で最小のピーク間電圧をもつ交流電圧に基づいて、前記帯電手段に印加される交流電圧のピーク間電圧を決定する決定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電圧印加手段は、ＡＣ成分とＤＣ成分とを重畳したバイアスを作成することができる、一つの昇圧トランスを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電手段は、前記像担持体と接触して帯電を行う接触帯電手段であ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。
【請求項７】
前記帯電手段は、前記像担持体と接触して設けられた帯電ローラであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
静電潜像を現像剤により現像剤像に現像する現像手段と、
前記現像剤像を被転写体に転写を行う転写手段と、
転写後に前記像担持体に残留する前記現像剤をクリーニングするクリーニング手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記所定値を格納する記憶媒体を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体と前記帯電手段と前記記憶媒体とを一体として画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記帯電手段は帯電ローラであり、前記複数の交流電圧に対する前記交流電流値は、それぞれ前記帯電ローラが１周回転する時間以上の時間検知されることを特徴とする請求項１乃至１０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、静電記録方式等を採用する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３に従来の画像形成装置の一例の概略構成を示す。図３に示されるように、画像形成装置は、像担持体としての電子写真感光体１００（以下、感光ドラム１００と記す）を有する。そして、当該感光ドラム１００の周りに、帯電装置１０１、露光装置１０２。静電潜像をトナー像として現像する現像装置１０３、転写装置１０５、クリーニング装置１０７を有する。転写工程において記録媒体１０４に転写されたトナー像は定着装置１０６により定着される。上記の手段を用い、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングの各工程を繰り返して、画像形成を行っている。
【０００３】
図４に一般的な画像形成装置の動作シーケンスを示している。画像形成装置本体の電源がオンされ（Ｓ４０１）、その後前多回転工程となる（Ｓ４０２）。前多回転工程とは、電源投入時から待機状態（スタンバイ）になるまでの準備動作である。ここで、プロセスカートリッジの有り無し検知等が行われる。そして、画像形成装置は待機状態（スタンバイ）に入る（Ｓ４０３）。不図示のホストコンピュータなどから画像情報が画像形成装置に送られると（Ｓ４０４）、前回転工程に入る（Ｓ４０５）。前回転工程は、待機状態から画像形成までの準備工程である。この工程では、感光ドラム上の予備帯電等が行われる。
【０００４】
前回転工程が終了すると、画像形成工程が開始される（Ｓ４０６）。画像形成工程では、帯電、露光、現像、転写、定着等の画像形成プロセスが行われる。
【０００５】
画像形成工程が終了すると、次のプリント信号がある場合は、次の記録媒体が到達するまでの間、紙間工程に入り次の印字動作を待つ（Ｓ４０８）。次のプリント信号がない場合は、画像形成装置は待機状態になるための後回転工程を行う（Ｓ４０９）。
【０００６】
次に、帯電バイアスの制御方法について述べる。
【０００７】
帯電バイアスは直流電圧のみを用いる場合（ＤＣ帯電）と、直流電圧に交流電圧を重畳して用いる場合（ＡＣ＋ＤＣ帯電）とがある。ＡＣ＋ＤＣ帯電は、感光ドラム１００上を均一帯電するのに優れている。ＡＣ＋ＤＣ帯電における交流電圧の制御方法としては例えば以下のようなものが知られている。例えば、均一な帯電を行うために、直流電圧印加時の放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）をもつ交流電圧を重畳したバイアスを帯電バイアスに用いる制御方法がある（特許文献１参照）。また、使用環境変化により帯電ローラのインピーダンスは変化し、画像形成装置の使用に応じて感光ドラムの電荷輸送層の膜厚が変動するため、帯電に最適な放電電流値が変動することが知られている。これを考慮して、放電電流量が一定電流となるように交流電圧を制御する方法がある（特許文献２参照）。特許文献２の制御方法は、良好な帯電性の確保と感光ドラムへの過剰な放電を防止するという点で、大きな効果をあげている。しかし、特許文献２の方式は安定したバイアス電圧を得るために、重畳印加されるＡＣとＤＣの電源を切り分け、２つの電圧昇圧手段たる昇圧トランスを必要とした。昇圧トランスは、電源回路の中でも比較的大型、かつ、高コストであり、特に小型、低コストの画像形成装置には不向きである。
【０００８】
この問題を回避する為に、１つの昇圧トランスのみで、ＡＣ成分をほぼ一定の電流値で制御する方法が提案されている（特許文献３参照）。非画像形成時に、電源回路から複数段階の大きさの異なるピーク間電圧を有する交流電圧（以下交流ピーク間電圧Ｖｐｐ）を帯電ローラに印加する。そして、感光ドラム１００に流れる交流電流値が、帯電不良が発生しないために必要最小電流値以上となるＶｐｐを探す。そして、当該必要最小電流値以上の交流電流を得られるＶｐｐの中からピーク間電圧が最小となるＶｐｐを画像形成時の交流電圧のピーク間電圧して選択する。この方法を、ピーク間電圧を決定する制御であるためピーク間電圧選択制御と呼ぶことにする。なお、ピーク間電圧選択制御は定電圧回路を用いながら定電流制御を行おうとしていることから擬似停電流制御ということもできる。このような帯電バイアス電圧制御を行うことによって、１つの昇圧トランスのみで定電流制御を行ったときと同じように、帯電ローラ、感光ドラムなどのインピーダンス変化によらず、交流電流値をほぼ一定に保つ事ができる。この方法は、特に小型、低コストの画像形成装置において、良好な帯電性の確保と感光ドラム１００への過剰な放電を防止するという点で、非常に大きな効果をあげている。
【０００９】
図５は、１つの昇圧トランスのみで、ＡＣ成分をほぼ一定の電流値で制御するピーク間電圧選択制御を用いたときの帯電バイアス電源回路の概念図である。昇圧トランスはＡＣ成分を作成するもの１つのみで、ＤＣ成分は、この昇圧トランスがコンデンサＣ１００をピークチャージすることで作成する。
【００１０】
エンジンコントローラは、電源回路から複数段階の交流ピーク間電圧Ｖｐｐを帯電ローラに印加し、感光ドラム１００に流れる交流電流Ｉａｃを検知する。交流電流Ｉａｃのうち帯電不良が発生しないための必要な交流電流値（ピーク間電圧選択制御閾値電流Ｉａｃ−０）以上の交流電流を得られる交流電圧の中で、最小となるＶｐｐを画像形成時のピーク間電圧として選択する。
【００１１】
従来のピーク間電圧選択制御シーケンスについて説明する。
【００１２】
図６は、ピーク間電圧選択制御シーケンスを説明するフローチャートである。図１０は、ピーク間電圧選択制御回路を説明する概念構成図である。
【００１３】
画像形成装置の電源が投入されると（Ｓ３０１）、決定手段である制御部２３８がプロセスカートリッジＣのメモリ２１０からピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０を読み出す（Ｓ３０２）。ここで、ピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０とは予め目標値として定められているものであり、電流検出電圧Ｖの閾値として用いられる。なお、電流検出電圧Ｖは、帯電ローラに交流電圧を印加した際に、帯電ローラと感光ドラムの間に流れる交流電流Ｉａｃを電圧値に変換したものであり、電流検出電圧Ｖを見ることにより交流電流Ｉａｃを見ることとなる。さらに詳しく説明すると、ピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０は、帯電工程時に帯電不良が発生しないために、帯電ローラと感光ドラムの間に流す必要な交流電流値（ピーク間電圧選択制御閾値電流Ｉａｃ−０）を電圧値に変換した値である。なお、Ｉａｃ−０の値は、機器のプロセススピードや帯電周波数等により異なってくるため、ピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０も適宜設定される。
【００１４】
続いて、前多回転工程が始まる。この前多回転工程では、電流検出のための複数の交流電圧（検出電圧Ｖｐｐ−（ｋ））を印加する。検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）は、ピーク間電圧の大きいものから順に帯電ローラに印加する（電圧印加工程）。なお、Ｖｐｐ−（ｋ）のｋはピーク間電圧の異なる検出用電圧を表すための変数であり、ピーク間電圧が一番大きいものをｋ＝１として、ｋ＝２、ｋ＝３・・・と表している。
【００１５】
例えば、検出用電圧ＶｐｐをＶｐｐ−（１）＝Ｖｐｐ−ｍａｘ、Ｖｐｐ−（２）、Ｖｐｐ−（３）、・・・Ｖｐｐ−ｍｉｎのように印加していく（Ｓ３０３）。ここで、ピーク間電圧の大きさは、Ｖｐｐ−（１）＝Ｖｐｐ−ｍａｘ＞Ｖｐｐ−（２）＞Ｖｐｐ−（３）＞・・・＞Ｖｐｐ−ｍｉｎである。
【００１６】
これらの検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）が印加された時に、感光ドラムに流れる帯電電流値を検知する。当該電流値は電流検出電圧Ｖｋとして測定され（Ｓ３０４）（検知工程）、電流検出電圧Ｖｋについて単位時間あたりの平均化処理を施してＶｋ−ａｖｅとする（Ｓ３０５）。
【００１７】
Ｖｋ−ａｖｅとピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０と比較し、Ｖｋ−ａｖｅ≧Ｖ０かつピーク間電圧が最小となるような検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）を画像形成時の交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）として印加することを決定する（Ｓ３０６）（決定工程）。以上の工程で交流電圧のうち均一な帯電ができる最小のピーク間電圧を決定し、待機状態に移行する（Ｓ３０７）。
【００１８】
次にホストコンピュータなどの出力手段から画像情報が画像形成装置に送られ、制御部２３８からプリントＯＮ信号が発信される（Ｓ３０８）。そして、画像形成時に（Ｓ３０６）で決定した交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）を帯電ローラ２０２に印加する（Ｓ３０９）。そして、一連の画像形成工程を行った後、次のプリント信号がない場合は、後回転を行い（Ｓ３１０）、待機状態に移行する。
【００１９】
従来は、上述したように電流検出電圧Ｖｋについて平均化処理を施したＶｋ−ａｖｅとピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０と比較していた。そして、Ｖｋ−ａｖｅ≧Ｖ０かつピーク間電圧が最小となるような検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）を画像形成時の交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）として印加することを決定していた。
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６９
【特許文献２】特公平０６−０９３１５０
【特許文献３】特開２００４−４６５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、トナーやトナーに含まれる外添剤等が帯電ローラに付着することで帯電ローラの表面が汚れた場合に、電流検出電圧Ｖｋの振れが大きくなることがある。これは、極少量の汚れが帯電ローラに付着した場合、帯電ローラと感光ドラムの空隙が微視的に狭くなることにより電流が流れ易くなる。そして、帯電ローラに付着する汚れ量が多くなると帯電ローラ表面の抵抗が大きくなり、電流が流れ難くなるためである。そのため、帯電ローラ表面の汚れの付着状態により、電流検出電圧Ｖｋの振れが大きくなってしまう。
【００２１】
図７に電流検出電圧Ｖｋの概念図を示す。図７の（ａ）は、帯電ローラ表面の汚れが少ない時、図７の（ｂ）が、汚れが多い時の電流検出電圧Ｖｋの概念図である。なお、図７は、時間経過に対する電流検出電圧Ｖｋの実効値を示した図である。
【００２２】
図７の（ａ）では、帯電ローラ表面の汚れが少ないため、電流検出電圧Ｖｋの多きさはそれほど変化していない。
【００２３】
これに対し、図７（ｂ）では、Ａの部分のような電流検出電圧Ｖｋが特に小さくなるような部分が一部であるが存在している。このＡの部分は帯電ローラ表面の汚れが特に多い部分である。
【００２４】
ところが、図７に示すように、電流検出電圧Ｖｋの振れの大きさが異なる（即ち、最大値、最小値が異なる）場合でも、感光ドラム１周の平均値がほぼ同じになる場合がある。この場合に、平均値に基づいてピーク間電圧を決定すると図７（ａ）のような場合も、図７（ｂ）のような場合も同様のピーク間電圧となる。
【００２５】
しかしながら、平均値であるため図７（ｂ）のＡの部分のような帯電ローラの汚れが一部だけ多い部分が考慮されず、感光ドラムを十分に帯電させることができないような、ピーク間電圧が決定されてしまう場合があった。この場合、特にハーフトーン画像等において濃度が濃くなる等の画像不良が発生してしまう。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前記課題の解決のため本発明は以下の構成を有する。
【００２７】
像担持体と、前記像担持体を帯電する移動可能な帯電手段と、前記帯電手段にピーク間電圧の異なる複数の交流電圧を印加する電圧印加手段と、前記帯電手段から前記像担持体に流れる交流電流値を検知する電流検知手段と、を有する画像形成装置において、前記複数の交流電圧に対する前記交流電流値のそれぞれの最小値のうち、所定電流値以上となる最小値をもつ交流電流値が得られる交流電圧に基づいて、前記帯電手段に印加される交流電圧のピーク間電圧を決定する決定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の効果は、帯電手段による像担持体の帯電を均一にすることができる。
【００２９】
本発明の別の効果は、帯電手段が局所的に汚れても帯電不良の発生を抑制させることができることである。
【００３０】
本発明の別の効果は、像担持体の削れを抑制することができることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。
【実施例１】
【００３２】
まず、画像形成装置の構成と動作の概略について述べる。
【００３３】
図８は本実施例の画像形成装置の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は、電子写真方式、プロセスカートリッジ着脱式のレーザプリンタである。
【００３４】
２０１は像担持体としての回転ドラム型の感光ドラムである。本例の感光ドラム２０１は負帯電性の有機感光体であり、不図示の駆動用モータによって矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００３５】
感光ドラム２０１はその回転過程で帯電装置によって負の所定電位に一様に帯電処理を受ける。本例において帯電手段は回動可能な帯電ローラ２０２であり、帯電ローラ２０２を感光ドラム２０１に接触して帯電を行う接触帯電方式である。本実施例で用いた帯電ローラは体積抵抗が１×１０６Ωｃｍのものを用いた。
【００３６】
帯電ローラ２０２は感光ドラム２０１に対して従動回転する。帯電ローラ２０２に対しては、電圧印加手段である帯電バイアス電源回路２３０（図１０参照）からバイアス電圧が印加される。帯電バイアス電圧には、放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）を有する交流電圧に、所望のドラム上電位Ｖｄに相当する直流電圧Ｖｄｃを重畳印加する方式が用いられている。この帯電方法は、直流電圧に交流電圧を重畳印加することによって、感光ドラム上の局所的な電位ムラを解消し、感光ドラム上を直流印加電圧Ｖｄｃに等しい電位Ｖｄに均一帯電することを狙いとしている。本願で使用した電圧印加手段は、〔発明が解決しようとする課題〕の欄に記載したように、１つの昇圧トランスを有している。該昇圧トランスによりバイアスのＡＣ成分を作成し、バイアスのＤＣ成分はこの昇圧トランスがコンデンサをピークチャージすることで作成する。そして帯電ローラ２０２にＡＣ成分とＤＣ成分を重畳したバイアスを印加して帯電処理を行う。次に帯電された感光ドラム２０１は、潜像形成手段である露光装置２２１により像露光を受ける。露光装置２２１は、均一帯電された感光ドラム２０１に静電潜像を形成するものであり、本例では、半導体レーザスキャナを用いた。露光装置２２１は、ホスト装置（不図示）から送られてくる画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力する。レーザ光Ｌは反射鏡２２１ａと、後述するプロセスカートリッジＣの露光窓部ａを介して感光ドラム２０１の均一帯電面を走査露光（像露光）する。感光ドラム表面は露光箇所の電位の絶対値が帯電電位の絶対値に比べて低くなることによって、画像情報に応じた静電潜像が順次形成される。
【００３７】
次いでその静電潜像は反転現像装置２０５により現像されてトナー像として顕像化される。本例では、磁性一成分現像剤を用いたジャンピング現像方式を用いた。この方式では、不図示の現像バイアス電源から現像スリーブ２０７に対して交流と直流を重畳した現像バイアス電圧を印加する。そして現像バイアスにより、現像剤層厚規制部材２０６と現像スリーブ２０７の接触箇所で摩擦帯電により負極性に帯電されたトナーを感光ドラム表面の静電潜像に適用して静電潜像を反転現像する。
【００３８】
その感光ドラム面のトナー像が不図示の給紙部から給送された紙等の記録媒体（転写材）に対して転写装置にて転写される。本例では転写ローラ２２２を用いた接触転写装置である。転写ローラ２２２は感光ドラム２０１に対して感光ドラム中心方向に不図示の押圧バネなどの付勢手段によって押圧されている。転写材が搬送されて転写工程が開始されると、不図示の転写バイアス電源から転写ローラ２２２に対して正極性の転写バイアス電圧が印加され、負極性に帯電している感光ドラム２０１上のトナーは転写材上に転写される。
【００３９】
トナー像の転写を受けた転写材は感光ドラム面から分離されて定着装置２２３へ導入されてトナー像の定着処理を受け、シートパス２２４を通って排紙トレイ２２５上に排出される。定着装置２２３は、転写材に転写されたトナー像を熱や圧力などの手段を用いて永久画像に定着するものである。
【００４０】
転写材分離後の感光ドラム面はクリーニング装置２０４により転写残トナーを掻き取られて清掃され、繰り返して作像に供される。本例のクリーニング装置２０４はクリーニングブレード２０３を用いたものである。クリーニングブレード２０３は、転写工程時に感光ドラム２０１から転写材に転写し切れなかった転写残トナーを回収するものであり、一定の圧力で感光ドラム２０１に当接し転写残トナーを回収することによって感光ドラム表面を清掃する。クリーニング工程終了後、感光ドラム表面は再び帯電工程に入る。
【００４１】
画像形成装置は、上記の手段を用い、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングの各工程を繰り返して画像形成を行う。ここで、諸プロセス機器の印字準備動作の後に行う印字動作を画像形成工程（画像形成時）とする。即ち、帯電工程における画像形成工程とは印字動作中に潜像が形成されるであろう感光ドラム上の領域を帯電手段が帯電を行っている時を指す。また、帯電工程における非画像形成工程（非画像形成時）とは、印字動作中に潜像が形成されるであろう感光ドラム上の領域以外の領域を帯電手段が帯電を行っている時を指す。
【００４２】
本実施例のプロセスカートリッジＣは、像担持体としての感光ドラム２０１と、感光ドラム２０１に対する接触帯電手段としての帯電ローラ２０２と、現像装置２０５と、クリーニング装置２０４の４つのプロセス機器を内包させてプロセスカートリッジとしてある。
【００４３】
本実施例の感光ドラム２０１は、導電性基体層としてのアルミニウム等のドラム基体と、その外周面に形成した被帯電体としての感光体層（光導電層）とを、基体構成層としている。
【００４４】
また、このプロセスカートリッジＣには記憶媒体であるメモリ２１０を具備させてある。画像形成装置本体側の通信部（不図示）を介してメモリ２１０に対する情報の読み書きを行う。
【００４５】
プロセスカートリッジＣは画像形成装置本体２２０の本体ドア（カートリッジドア）２２０ａを開閉して画像形成装置本体２２０に対して着脱される。装着は本体ドア２２０ａを開いて画像形成装置本体２２０内にプロセスカートリッジＣを所定の要領にて挿入装着して本体ドア２２０ａを閉じ込むことでなされる。プロセスカートリッジＣは画像形成装置本体２２０に対して所定に装着されることで画像形成装置本体２２０側と機械的・電気的に連結した状態になる。
【００４６】
プロセスカートリッジＣの画像形成装置本体２２０からの取り外しは本体ドア２２０ａを開いて画像形成装置本体２２０内のプロセスカートリッジＣを所定に引き抜くことでなされる。
【００４７】
図９は抜き外された状態のプロセスカートリッジＣを示している。プロセスカートリッジＣは抜き外された状態時にはドラムカバー２０８が閉じ位置に移動していて感光ドラム２０１の露出下面を隠蔽防護している。また露光窓部ａもシャッタ板２０９で閉じ状態に保持されている。ドラムカバー２０８とシャッタ板２０９はプロセスカートリッジＣが画像形成装置本体２２０内に装着された状態においてはそれぞれ開き位置に移動して保持される。
【００４８】
ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つと、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【００４９】
次に、画像形成装置の動作シーケンスの概略について述べる。
【００５０】
画像形成装置内の電源がオンになると前多回転工程が始まる。この工程では、メインモータが感光ドラムを回転駆動させている間に、プロセスカートリッジの有り無し検知、転写ローラのクリーニングなどが行なわれる。
【００５１】
前多回転工程が終了すると、画像形成装置は待機（スタンバイ）状態に入る。不図示のホストコンピュータなどの出力手段から画像情報が画像形成装置に送られると、メインモータは画像形成装置本体を駆動し前回転工程に入る。前回転工程においては、諸プロセス機器の印字準備動作が行なわれ、主として、感光ドラム上の予備帯電、レーザスキャナの立ち上げ、転写プリントバイアスの決定、定着装置の温度調節などが行なわれる。
【００５２】
前回転工程が終了すると、印字工程が開始される。印字工程では、所定タイミングで転写材の給紙、感光ドラム上の像露光、現像などが行なわれる。印字工程が終了すると、次のプリント信号がある場合、次の転写材が到達するまでの間の紙間工程に入り、次の印字動作を待つ。
【００５３】
また、印字動作終了後、次のプリント信号がない場合は、画像形成装置は後回転工程に入る。後回転工程では、感光ドラム表面の除電や、転写ローラに付着したトナーを感光ドラムへ吐き出す（転写ローラのクリーニング）などの工程が行われている。
【００５４】
後回転工程が終了すると、画像形成装置は、再び待機（スタンバイ）状態となり、次のプリント信号を待つ。
【００５５】
次に、実施例１の特徴であるピーク間電圧選択制御シーケンスについて説明する。説明にあたって、実施例１のピーク間電圧選択制御シーケンスを説明するフローチャート（図１）及びピーク間電圧選択制御回路を説明する概念図（図１０）を基に説明する。
【００５６】
画像形成装置の電源が投入されると（Ｓ１０１）、決定手段である制御部２３８がプロセスカートリッジＣのメモリ２１０からピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０を読み出す（Ｓ１０２）。ここで、ピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０とは予め目標値として定められている電流検出電圧Ｖの閾値である。なお、電流検出電圧Ｖは、帯電ローラに交流電圧を印加した際に、帯電ローラと感光ドラムの間に流れる交流電流Ｉａｃを電圧値に変換したものである。なお、ピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０は、帯電工程時に帯電不良が発生しないために、帯電ローラと感光ドラムの間に流す必要な交流電流値（ピーク間電圧選択制御閾値電流Ｉａｃ−０（所定電流値））を電圧値に変換した値である。
【００５７】
続いて、前多回転工程が始まる。この前多回転工程では、ピーク間電圧の異なる複数段階の交流電圧Ｖｐｐ−（ｋ）（Ｖｐｐ−ｍａｘ＞Ｖｐｐ−（２）＞Ｖｐｐ−（３）＞・・・Ｖｐｐ−ｍｉｎ）を検出用電圧として帯電ローラ２０２に印加する。Ｖｐｐ−（ｋ）のｋはピーク間電圧の異なる検出用電圧を表すための変数であり、実施例１ではピーク間電圧が一番大きいものをｋ＝１として、ｋ＝２、ｋ＝３・・・と表している。例えば、検出用電圧ＶｐｐをＶｐｐ−（１）＝Ｖｐｐ−ｍａｘ、Ｖｐｐ−（２）、Ｖｐｐ−（３）、・・・Ｖｐｐ−ｍｉｎのように印加していく（Ｓ１０３）（電圧印加工程）。ここで、ピーク間電圧の大きさは、Ｖｐｐ−ｍａｘ＞Ｖｐｐ−（２）＞Ｖｐｐ−（３）＞・・・＞Ｖｐｐ−ｍｉｎである。即ち、ピーク間電圧の段階が上がるとピーク間電圧の値は小さくなる。ここで、検出用電圧のピーク間電圧の設定数は、図１０に示すように６である（ｋ＝１〜６）。
Ｖｐｐ−ｍａｘ（即ちＶｐｐ−（ｋ＝１））＝２０００Ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝２）＝１９００ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝３）＝１８００ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝４）＝１７００ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝５）＝１６００ｖ
Ｖｐｐ−ｍｉｎ（即ちＶｐｐ−（ｋ＝６））＝１５００ｖ、
となっている。なお、印加できる検出用電圧の最大値Ｖｐｐ−１を印加した際に得られる検出電圧Ｖ１が、必ずＶ１＞Ｖ０となるようにＶｐｐ−１を設定しておく必要がある。こうすることで、どのような状況下であっても帯電不良がおこることはないからである。また、印加できる検出用電圧Ｖｐｐ−ｍｉｎは、所望の直流電圧Ｖｄｃ’に対して、Ｖｐｐ−ｍｉｎ≧２×｜Ｖｄｃ’｜なる関係が成り立つように設定される。これは、本実施例における画像形成装置が、ＡＣ成分を作成する昇圧トランスを一つしか有していないためである。昇圧トランスが１つの場合は、ＤＣ成分は、この昇圧トランスにより作成したＡＣ成分をコンデンサＣ１００にピークチャージすることで作成される。したがって、交流電圧のピーク間電圧が小さすぎると所望の直流電圧が得られなくなる可能性があるからである。Ｖｐｐ−ｍｉｎ≧２×｜Ｖｄｃ’｜以上となるように、Ｖｐｐ−ｍｉｎを設定することで、交流ピーク間電圧が一番小さく設定（Ｖｐｐ−ｍｉｎを設定）されても、その値は所望の直流電圧を得ることができる。
【００５８】
Ｖｐｐ−ｍａｘ・・・Ｖｐｐ−ｍｉｎと帯電ローラ２０２に帯電バイアスが印加されると、交流電流Ｉａｃは帯電ローラ２０２、感光ドラム２０１を経て高圧電源回路ＧＮＤに流れる。この感光ドラム２０１を流れる交流電流を電流検知手段である交流電流検知手段２３６によって、抵抗、コンデンサなどからなる不図示のフィルタ回路で帯電周波数に等しい周波数をもった交流電流のみをサンプリングする（検知工程）。この交流電流を電圧変換し電流検出電圧Ｖｋとし（Ｓ１０４）、エンジンコントローラ２３７へ入力する。ここで、電流検出電圧Ｖｋは実効値を検出している。
【００５９】
電流検出電圧Ｖｋは、精度良く電流検出を行うために一定周期サンプリングするのが望ましい。例えば、帯電ローラ１周分の汚れムラを考慮するならば、帯電ローラが１周する以上の間、電流検出電圧Ｖｋをサンプリングすることが好ましい。また、感光ドラムの膜厚ムラを考えると、サンプリングは感光ドラム１周分以上行うことが好ましい。これは、感光ドラムが、偏芯回転などによる削れムラなどにより、周方向の膜厚ムラが発生する場合があり、これによって、流れる交流電流Ｉａｃが感光ドラムの回転周期で変わるためである。ただし、長くしすぎると、工程全体の時間が長くなるので、あまり長すぎても良くない。実施例１では、１つの大きさのピーク間電圧ごとに、帯電ローラの２回転分する時間だけサンプリングを行っている。帯電ローラが２回転する時間は、感光ドラムが１回転する時間にほぼ相当する。帯電ローラの２回転は、０．６（ｓ）であり、０．０１（ｓ）毎にデータをサンプリングしている。即ち、データは６０個となる。
【００６０】
電流検出電圧Ｖｋは、エンジンコントローラ２３７内で最小値の選択が行われる（Ｓ１０５）。ここで、最小値の選択について検出用電圧としてある段階のピーク間電圧を印加した際に、図７（ｂ）に示すような時間経過に対する電流検出電圧の実効値の変化を得た時を例に説明する。最小値の選択とは、得られた電流検出電圧Ｖｋの実効値の中の一番小さい値をＶｋ−ｍｉｎとして値を選択することである（図７（ｂ）ではＡの部分の値）。実効値が小さく出てくる部分というのは、帯電時に電流が流れにくくなる部分であり、画像形成時に帯電不良が起こりやすい部分である。このように、帯電時の電流が流れにくくなる部分が発生してしまう理由としては、帯電ローラにクリーニングブレードをすり抜けてきた転写残トナーが付着して、帯電ローラの表面でトナーが凝固してしまうことが挙げられる。
【００６１】
最小値選択された電流検出電圧Ｖｋ−ｍｉｎは、エンジンコントローラ２３７内の比較手段によって、予め設定されているピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０と比較される。ピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０は、電流検出電圧Ｖの閾値であり、均一な帯電を行うことのできる必要な交流電流値Ｉａｃ−０（ピーク間電圧選択制御閾値電流（所定電流値））が感光ドラムに流れた際の電流検出電圧の値である。言い換えれば、帯電ムラが生じることのない交流ピーク間電圧に対応する電流検出電圧となる。なお、Ｉａｃ−０の値は、機器のプロセススピードや帯電周波数、帯電ローラ２０２、感光ドラム２０１の構成材料によって異なる。そのため、ピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０も、その都度適した設定にされる。なお、Ｉａｃ−０の値として均一な帯電を行うことのできる必要な交流電流値の最小値を設定することが好ましい。そうすることで、均一帯電を行いながら、且つ特に感光ドラムの削れの生じにくいようなピーク間電圧が選択されることになる。
【００６２】
電流検出電圧の最小値Ｖｋ−ｍｉｎとピーク間電圧選択制御閾値ＶＯと比較される。そして、Ｖｋ−ｍｉｎ≧ＶＯとなりかつピーク間電圧が最小となるような検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）を画像形成工程時の交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）として印加することを決定する（Ｓ１０６）（決定工程）。
【００６３】
以上の工程で交流電圧のうち均一な帯電ができる最小のピーク間電圧を決定し、待機状態に移行する（Ｓ１０７）。
【００６４】
次に、ホストコンピュータなどの出力手段から画像情報が画像形成装置に送られると、画像形成時に（Ｓ１０６）で決定した交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）を印加する（Ｓ１０８）。次のプリント信号がない場合は、後回転工程を行い（Ｓ１１０）、待機状態に移行する。
【００６５】
このように電流検出電圧Ｖｋのうち最小値を基にして、画像形成工程時の交流電圧を決定することは、帯電ローラから感光ドラムへ電流が一番流れにくい所であっても、充分なピーク間電圧となるような交流電圧の設定を行っていることになる。
【００６６】
したがって、帯電ローラ表面が汚れて、電流検出電圧Ｖｋの振れが大きくなったとしても、Ｖｋの平均値を基にして画像形成工定時の交流電圧を決定した時のような帯電が不十分になるようなことを抑えることができる。そして、画像不良の発生を目立たなくさせることが可能となる。
【００６７】
ピーク間電圧選択制御は、帯電手段がその周方向において抵抗変動が生じやすいような状況で効果を良好にえることができる。例えば、クリーナレスの画像形成装置のように帯電手段にトナーが付着しやすい場合が考えられる。
【００６８】
なお、実施例１では、図１１−（ａ）に示すように、プロセスカートリッジに設けられたメモリ２１０に以下の情報を記憶する領域を設けてある。メモリ２１０に入れる情報を適当な値にすることで、プロセスカートリッジごとの個体差（ロット差）を考慮したピーク間電圧選択制御を行うことができる。メモリ２１０内には様々な情報が格納されているが、実施例１では少なくとも、ピーク間電圧選択制御閾値Ｖｏが格納されているものとする。又、これらメモリ情報は本体制御部２３８内と常に送受信可能な状態になっており、これらの情報を元に演算され、制御部２３８によってデータの照合が行われている。本実施例のように、最小値を基準としてピーク間電圧選択制御行った場合（実施例１）と、平均値を基準としてピーク間電圧選択制御行った場合（比較例１）との実験例を示す。
【００６９】
実験方法を以下に説明する。感光体ドラムはドラム直径２４ｍｍ、感光層の膜厚２２μｍのものを用い、感光ドラムのプロセススピード１３０ｍｍ／ｓｅｃとした。感光ドラムにはクリーニングブレードを当接圧４０Ｎ／ｍｍ、設定角２５°で接触させている。帯電ローラはローラ直径１２μｍのものを感光体ドラムに接触させ、感光ドラムに従動回転させている。ピーク間電圧選択制御のために帯電ローラに印加される検出用電圧は前述したように６段階である。具体的には、Ｖｐｐ−ｍａｘ（即ちＶｐｐ−（１））＝２０００Ｖ、Ｖｐｐ−（２）＝１９００ｖ、Ｖｐｐ−（３）＝１８００ｖ、Ｖｐｐ−（４）＝１７００ｖ、Ｖｐｐ−（５）＝１６００ｖ、Ｖｐｐ−ｍｉｎ（即ちＶｐｐ−（６））＝１５００ｖである。ピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０は２．２（Ｖ）である。当該ピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０を交流電流値Ｉａｃ−０に変換するとＩａｃ＝７００μＡに相当する。
【００７０】
このような条件で、下記の実験により帯電ムラの発生を検討する。実施例１及び比較例１のピーク間電圧選択制御を行いながら、Ａ４の大きさのハーフトーン画像を７０００枚画像形成し出力する。出力されたハーフトーン画像を基に画像ムラの多いものを帯電ムラが多いと判断する。なお、１０００枚出力ごとにピーク間電圧選択制御を行い、交流電圧のピーク間電圧値の再設定を行っている。
【００７１】
上記実験で、出力画像１枚目から７０００枚目までの画像ムラを比較すると、実施例１の方が、比較例１よりも出力画像のムラが少なかった。
【００７２】
したがって、実施例１のようにピーク間電圧選択制御を行うことで、使用にわたって帯電の均一性を保つことができる。
【実施例２】
【００７３】
電流検出電圧の平均値に基づいてピーク間電圧選択制御を行うと、課題で述べたように帯電ローラの汚れムラの大小により、電流検出電圧Ｖｋが大きく振れてしまった時に、帯電不良を発生しやすい。これを防ぐために、実施例１では、常に電流検出電圧の最小値に基づいてピーク間電圧選択制御を行っていた。しかしながら、電流検出電圧の最小値は必ず電流検出電圧の平均値より値が小さくなるため、画像形成時に選択される交流電圧のピーク間電圧は大きな値を選択されやすくなる。なぜなら、ピーク間電圧選択制御は、電流検出電圧Ｖｋの値がピーク間電圧選択制御閾値ＶＯ以上となるピーク間電圧を有する交流電圧を選択する制御であるためである。即ち、電流検出電圧Ｖｋの値がＶｋ−ａｖｅよりも小さく出てしまうＶｋ−ｍｉｎの場合は、選択される交流電圧のピーク間電圧は大きくなりやすくなる。ピーク間電圧の大きい交流電圧を印加すると、感光ドラムが削れ易くなるため、感光ドラムの寿命の観点から不利となる。
【００７４】
そこで、実施例２では、ピーク間電圧選択制御を行う際に、電流検出電圧値の最小値Ｖｋ−ｍｉｎと平均値Ｖｋ−ａｖｅの差分を検知し、その差分と予め設定してある所定値とを比較することを行っている。差分が所定値より小さい時（即ち帯電ローラの汚れムラが少ない時）は、電流検出電圧の平均値Ｖｋ−ａｖｅを、また、大きい時（即ち帯電ローラの汚れムラが多い時）は、電流検出電圧の最小値Ｖｋ−ｍｉｎを基準としてピーク間電圧選択制御を行う。
【００７５】
こうすることで、帯電ローラの汚れが発生しても、画像不良の発生を目立たなくさせ、更に感光ドラムの不用な削れを防止することができる。
【００７６】
画像形成装置の構成と動作については、実施例１と同じであるため、ここでの説明は省略する。
【００７７】
実施例２のピーク間電圧選択制御シーケンスについて説明する。図２は実施例２のピーク間電圧選択制御シーケンスを説明するフローチャートである。ピーク間電圧選択制御回路については、実施例１と同様に図１０を用いて説明する。
【００７８】
画像形成装置の電源が投入されると（Ｓ２０１）、決定手段である制御部２３８がプロセスカートリッジＣのメモリ２１０にアクセスする。そして、ピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０と電流検出電圧の最小値Ｖｋ−ｍｉｎと平均値Ｖｋ−ａｖｅの差分とを比較するための所定値Ｘを読み出す（Ｓ２０２）。
【００７９】
続いて、前多回転工程が始まる。この前多回転工程では、電流検出のための複数の交流電圧（検出電圧Ｖｐｐ−（ｋ））を印加する。検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）は、ピーク間電圧の大きいものから順に帯電ローラに印加する（電圧印加工程）。実施例２では実施例１と同様に、検出用電圧のピーク間電圧の設定数を６としている（ｋ＝１〜６）。
Ｖｐｐ−ｍａｘ（即ちＶｐｐ−（ｋ＝１））＝２０００ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝２）＝１９００ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝３）＝１８００ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝４）＝１７００ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝５）＝１６００ｖ
Ｖｐｐ−ｍｉｎ（即ちＶｐｐ−（ｋ＝６））＝１５００ｖ、
となっている。
【００８０】
Ｖｐｐ−ｍａｘ・・・Ｖｐｐ−ｍｉｎと帯電ローラ２０２に帯電バイアスが印加されると、交流電流Ｉａｃは帯電ローラ２０２、感光ドラム２０１を経て高圧電源回路ＧＮＤに流れる。この感光ドラム２０１を流れる交流電流を電流検知手段である交流電流検知手段２３６によって、抵抗、コンデンサなどからなる不図示のフィルタ回路で帯電周波数に等しい周波数をもった交流電流のみをサンプリングする（検知工程）。この交流電流を電圧変換し電流検出電圧Ｖｋとし（Ｓ２０４）、エンジンコントローラ２３７へ入力する。
【００８１】
次に、電流検出電圧Ｖｋは、エンジンコントローラ２３７内で最小値選択と平均化処理が行われる（Ｓ２０５）。そして、最小値選択された電流検出電圧Ｖｋ−ｍｉｎと平均化処理された電流検出電圧Ｖｋ−ａｖｅの差分ΔＶを算出し、エンジンコントローラ２３７内の比較手段によって差分ΔＶと予め設定してある所定値Ｘと比較される（Ｓ２０６）。
【００８２】
このように電流検出電圧Ｖｋのうち最小値の電流検出電圧Ｖｋ−ｍｉｎと平均値の電流検出電圧Ｖｋ−ａｖｅの差分ΔＶを検知し、所定値Ｘと比較することで、電流検出電圧Ｖｋの振れを検知し、即ち帯電ローラ表面の汚れの有無を検知することが可能となる。
【００８３】
そして、差分ΔＶが所定値Ｘより小さい時、電流検出電圧の平均値Ｖｋ−ａｖｅを選定し、Ｖｋ−ａｖｅとピーク間電圧選択制御閾値ＶＯと比較する。そして、Ｖｋ−ａｖｅ≧ＶＯかつピーク間電圧が最小となるような検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）を画像形成工程時の交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）として印加することを決定する（Ｓ２０７）。
【００８４】
また、差分ΔＶが所定値Ｘより大きい時、電流検出電圧の最小値Ｖｋ−ｍｉｎを選定し、Ｖｋ−ｍｉｎとピーク間電圧選択制御閾値ＶＯと比較する。そして、Ｖｋ−ｍｉｎ≧ＶＯかつピーク間電圧が最小となるような検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）を画像形成工程時の交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）として印加することを決定する（Ｓ２０８）。
【００８５】
以上の工程で交流電圧のうち均一な帯電ができる最小のピーク間電圧Ｖｐｐ−（ｎ）を決定し、待機状態に移行する（Ｓ２０９）。
【００８６】
以上のように、本実施例では電流検出電圧Ｖｋの平均値と最小値の差分、即ち帯電ローラ表面の汚れの有無検知結果に基づいて、最小値Ｖｋ−ｍｉｎ、平均値Ｖｋ−ａｖｅの選択を行う。このようにすることで、感光ドラムの不用な削れを防止するとともに、画像不良の発生を目立たなくすることが可能となる。
【００８７】
次に、ホストコンピュータなどの出力手段から画像情報が画像形成装置に送られると（Ｓ２１０）、画像形成時に（Ｓ２０７、Ｓ２０８）で決定した交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）を印加する（Ｓ２１１）。次のプリント信号がない場合は、後回転工程を行い（Ｓ２１２）、待機状態に移行する。
【００８８】
ここで、所定値Ｘについて、更に詳細に説明する。
【００８９】
複数段階のピーク間電圧を出力可能な定電圧制御においては、主にコストの観点から最大電圧と最小電圧の差、及び段階数が制限される。上述したように、本実施例２では、１５００ｖ〜２０００ｖで６段階を有しており、１００ｖ毎しか印加できない構成に制限されている。即ち、ＡＣ成分を一定電流で制御する定電流制御と異なり、細かい出力電圧を設定することができない。そこで、所定値Ｘを設定する際には、この点に考慮する。つまり、平均値の電流検出電圧Ｖｋ−ａｖｅを基にして決定される画像形成工程時の交流電圧に対して、最小値の電流検出電圧Ｖｋ−ｍｉｎを基にして決定される交流電圧が、少なくとも１段階以上は段階が下がる（高い電圧になる）ように設定すると好ましい。このような所定値Ｘは、帯電ローラの抵抗値、印加される電圧等により適宜設定される。
【００９０】
実施例２では少なくとも、図１１−（ｂ）に示すように、メモリ２１０内にはピーク間電圧選択制御閾値Ｖｏと電流検出電圧最小値Ｖｋ−ｍｉｎと電流検出電圧平均値Ｖｋ−ａｖｅの差分と比較する為の所定値Ｘが格納されているものとする。又、これらメモリ情報は本体制御部２３８内と常に送受信可能な状態になっており、これらの情報を元に演算され、制御部２３８によってデータの照合が行われている。
【００９１】
本実施例のように、最小値基準と平均値基準とを選択してピーク間電圧選択制御行った場合（実施例２）と、最小値を基準としてピーク間電圧選択制御行った場合（実施例１）との実験を行った。また、平均値を基準としてピーク間電圧選択制御を行った場合（比較例１）との実験を行った。
【００９２】
実験条件は基本的に実施例１における実験例と同じである。
【００９３】
なお、実施例２において、所定値Ｘは０．３４８Ｖ（交流電流値に換算すると６５μＡ）である。
【００９４】
上記実験で、出力画像１枚目から７０００枚目までの画像ムラを比較した。実施例２の方が、比較例１よりも出力画像のムラが少なかった。ただし、実施例１と実施例２を比較すると、実施例２の方が実施例１よりも画像ムラが悪い場合があった。これは、実施例２では感光ドラムの削れを抑制するために、帯電ローラの汚れムラが少ない場合は、平均値を基準としたピーク間電圧選択制御がなされたためと考えられる。
【００９５】
上記結果のように、最小値基準と平均値基準を選択してピーク間電圧選択制御を行った場合（実施例２）は、比較例１に比べて良好な帯電均一性を得ることができた。
【００９６】
また、実施例１、実施例２、比較例１において、７０００枚の潜像形成後に感光ドラムの膜厚を測定した。画像形形成１０００枚に対しての膜厚減少量を以下に示す。
【００９７】
【表１】
0004590334.tif 000002
【００９８】
実施例１は、膜厚の減少量が多いのに対し、実施例２では比較例１とそれほど変らない膜厚減少量となった。即ち、必要な時だけ最小値を基準としたピーク間電圧選択制御を行う実施例２の場合は感光ドラムの膜厚の減少を抑えることができた。
【００９９】
なお、実施例２では、最小値の電流検出電圧Ｖｋ−ｍｉｎと平均値の電流検出電圧Ｖｋ−ａｖｅの差分ΔＶを検知して、ピーク間電圧の選択制御を切り替えていたがこれに限られるものではない。帯電ローラの周方向に対する抵抗ムラを測定できる方法であるならば、その測定結果に基づいてピーク間電圧選択制御の切り替えを行ってもよい。たとえば、白色の帯電ローラを用いた場合、帯電ローに付着したトナー量を光センサーで検知し、その検知結果に基づいてピーク間電圧選択制御を切り替えても良い。
【実施例３】
【０１００】
実施例２では、ピーク間電圧選択制御を行う際に、電圧印加手段の出力可能な検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）すべてを帯電ローラに印加し、その後すべての検出用電圧に対する交流電流を測定していた。しかしながらこれに限られるものではない。例えば、検出用電圧のうち、ピーク間電圧の小さいものから一つずつ印加していく方法がある。ある一つの検出用電圧を印加しその時の交流電流を検知する。そして、当該交流電流がピーク間電圧選択制御閾値電流Ｉａｃ−０（第一の所定値）よりも大きいか小さいかを判定する。大きければ、その時のピーク間電圧を画像形成時の交流電圧のピーク間電圧としてピーク間電圧選択制御を終了する。小さければ、１段階ピーク間電圧の大きい検出用電圧を印加し、ピーク間電圧選択制御閾値電流Ｉａｃ−０（第一の所定値）よりも大きい交流電流を得られる検知電圧が見つかるまで繰り返す。このようにすることで、検出用電圧の印加時間を短縮することができる。
【０１０１】
実施例３のピーク間電圧選択制御シーケンスについて、図１２のフローチャートを基に説明する。ピーク間電圧選択制御回路については、実施例１と同様に図１０を用いて説明する。実施例２と同じ部分についてはできるだけ省略して説明を行う。
【０１０２】
画像形成装置の電源が投入されると（Ｓ５０１）、決定手段である制御部２３８がプロセスカートリッジＣのメモリ２１０にアクセスする。そして、ピーク間電圧選択制御閾値Ｖ０と電流検出電圧の最小値Ｖｋ−ｍｉｎと平均値Ｖｋ−ａｖｅの差分とを比較するための所定値Ｘを読み出す（Ｓ５０２）。
【０１０３】
続いて、前多回転工程が始まる。前多回転工程において、まず最初に印加可能な検出用電圧のうちの一つ（第一の交流電圧）を帯電ローラ２０２に印加する。なお、実施例３においても実施例２と同様に、検出用電圧のピーク間電圧の設定数は６である。
Ｖｐｐ−ｍａｘ（即ちＶｐｐ−（ｋ＝１））＝２０００ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝２）＝１９００ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝３）＝１８００ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝４）＝１７００ｖ
Ｖｐｐ−（ｋ＝５）＝１６００ｖ
Ｖｐｐ−ｍｉｎ（即ちＶｐｐ−（ｋ＝６））＝１５００ｖ、
となっている。
【０１０４】
本実施例では、ピーク間電圧が最小であるＶｐｐ−（ｋ＝６）を印加する。ここで、Ｖｐｐ−ｋが帯電ローラ２０２に印加された際に、感光ドラムに流れる交流電流を電圧変換して電流検出電圧Ｖｋを得て（Ｓ５０４）、当該電流検出電圧Ｖｋをエンジンコントローラ２３７へ入力する。
【０１０５】
次に、電流検出電圧Ｖｋは、エンジンコントローラ２３７内で最小値選択と平均化処理が行われる（Ｓ５０５）。そして、最小値選択された電流検出電圧Ｖｋ−ｍｉｎと平均化処理された電流検出電圧Ｖｋ−ａｖｅの差分ΔＶを算出し、エンジンコントローラ２３７内の比較手段によって差分ΔＶと予め設定してある所定値Ｘと比較される（Ｓ５０６）。
【０１０６】
差分ΔＶが所定値Ｘより小さい時、電流検出電圧の平均値Ｖｋ−ａｖｅを選択する（Ｓ５０７）。差分ΔＶが所定値Ｘ以上の時、電流検出電圧の最小値Ｖｋ−ｍｉｎを選択する（Ｓ５０８）。
【０１０７】
そして、Ｖｋ−ａｖｅ≧ＶＯ（又はＶｋ−ｍｉｎ≧ＶＯ）であるかどうかを判定する（Ｓ５０９）
Ｖｋ−ａｖｅ≧ＶＯ（又はＶｋ−ｍｉｎ≧ＶＯ）であった場合は、Ｖｐｐ−（ｋ）を画像形成工程時の交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）として印加することを決定する（Ｓ５１０）。
【０１０８】
Ｖｋ−ａｖｅ≧ＶＯ（又はＶｋ−ｍｉｎ≧ＶＯ）でなかった場合は、（Ｓ５０３）に戻る。なお（Ｓ５０３）に戻る時は、ｋの値を１つ減らして、ｋ＝５とする。そして（Ｓ５０４）〜（Ｓ５０９）を繰り返し、（Ｓ５１０）となるまで行う。
【０１０９】
以上の工程で交流電圧のうち均一な帯電ができる最小のピーク間電圧Ｖｐｐ−（ｎ）を決定し、待機状態に移行する（Ｓ５１１）。そして、ホストコンピュータなどからプリント信号が画像形成装置に送られると（Ｓ５１１）、画像形成時に（Ｓ５０７、Ｓ５０８）で決定した交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）を印加する（Ｓ５１３）。次のプリント信号がない場合は、後回転工程を行い（Ｓ５１４）、待機状態に移行する。
【０１１０】
このようにすることで、常にすべての検出用電圧を印加する必要がなくなるので、検出用電圧の印加時間を短縮することができる。
【０１１１】
本実施例では、最初に印加する検出用電圧を、最もピーク間電圧の小さいＶｐｐ−（ｋ＝６）を使用したが、これに限られるものではない。
【０１１２】
また、本実施例では実施例２をベースに説明をしたが、実施例１にも適用することが可能である。本実施例のポイントは、検出用電圧を小さいものから印加して行き、画像形成時に必要な交流電流が得られた時点でピーク間電圧選択制御を終了することである。
【０１１３】
なお、上記実施例１乃至３におけるピーク間電圧選択制御シーケンスは、検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）を、そのまま画像形成工程時の交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）として印加する制御シーケンスを行っていた。つまり、電流検出電圧Ｖｋとピーク間電圧選択制御閾値ＶＯと比較し、Ｖｋ≧ＶＯ且つピーク間電圧が最小となるような検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）が、画像形成工程時の交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）として用いられていた。本願発明における制御シーケンスでは、これに留まらず、Ｖｋ≧ＶＯ且つピーク間電圧が最小となるような検出用電圧Ｖｐｐ−（ｋ）に基づいて、画像形成工程時の交流電圧Ｖｐｐ−（ｎ）を決定するような制御を行っても構わない。例えば、Ｖｐｐ−（ｋ）が、Ｖｐｐ−（ｋ）＝−１５００Ｖであった場合において、そのまま−１５００Ｖを画像形成工程時の印加電圧とするのではなく、−５０Ｖを上乗せして−１５５０Ｖを画像形成工程時の印加電圧とすることが考えられる。
【０１１４】
なお、本実施例では帯電ローラを用いて説明を行ったがこれに限られるものではない。帯電手段の形状としてはベルトタイプ、ブラシタイプの形態でも本発明を適用することができる。また、帯電手段と像担持体とは接触している必要は必ずしもなく、帯電手段を像担持体に近接して配置し帯電を行う、近接帯電方式にも適用することができる。しかしながら、接触帯電方式のほうが帯電手段に転写残トナーが付着しやすいため、帯電手段の抵抗変動が大きくなりやすいと考えられるため、接触帯電方式の方が本願発明を適用するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】実施例１のピーク間電圧選択制御シーケンスを説明するフローチャート
【図２】実施例２のピーク間電圧選択制御シーケンスを説明するフローチャート
【図３】従来の画像形成装置の概略構成図
【図４】一般的な画像形成装置の動作シーケンス
【図５】従来の帯電バイアス電源回路の概念図
【図６】従来のピーク間電圧選択制御シーケンスを説明するフローチャート
【図７】電流検出電圧Ｖｋの概念図
【図８】実施例の画像形成装置の概略構成図
【図９】実施例のプロセスカートリッジの概略構成図
【図１０】ピーク間電圧選択制御回路を説明する概念図
【図１１】（ａ）は実施例１のプロセスカートリッジに搭載されるメモリの詳細図。（ｂ）は実施例２のプロセスカートリッジに搭載されるメモリの詳細図。
【図１２】実施例３のピーク間電圧選択制御シーケンスを説明するフローチャート
【符号の説明】
【０１１６】
２０１  感光ドラム
２０２  帯電手段（帯電ローラ）
２０３  クリーニングブレード
２０４  クリーニング装置
２０５  現像装置
２０６  現像剤層厚規制部材
２０７  現像スリーブ
２１０  メモリ
２２０  画像形成装置本体
２２１  露光装置
２２２  転写ローラ
２２３  定着装置
２３０  帯電バイアス電源回路
【図１】
0004590334.tif 000003
【図２】
0004590334.tif 000004
【図３】
0004590334.tif 000005
【図４】
0004590334.tif 000006
【図５】
0004590334.tif 000007
【図６】
0004590334.tif 000008
【図７】
0004590334.tif 000009
【図８】
0004590334.tif 000010
【図９】
0004590334.tif 000011
【図１０】
0004590334.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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