(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
交流電圧に直流電圧を重畳させて前記像担持体を帯電する帯電部材と、
形成された静電潜像からトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、
前記像担持体の回転方向に対して前記転写手段の下流側で前記帯電部材の上流側に位置し、トナーの帯電極性と同極の電圧を印加して、通過する前記像担持体上のトナーを帯電するトナー帯電手段と、を有し、
転写後に前記像担持体に残留したトナーを前記現像手段で回収する画像形成装置において、
画像形成時の前記帯電部材への電圧条件を設定するために、前記帯電部材に交流電圧を印加して前記帯電部材に流れる交流電流値を測定する電流測定時には、前記トナー帯電手段にはトナーの帯電極性と同極の電圧が印加されると共に、前記帯電部材には前記帯電部材に達する前の前記像担持体上の電位と略等しいＤＣ電圧が印加されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
転写後の前記像担持体上の像の履歴を消去する補助帯電手段を、前記トナー帯電手段の前記像担持体の回転方向の上流側に配置されてい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３】
前記電流測定時に前記帯電部材に印加されるDC電圧は、前記帯電部材には前記帯電部材に達する前の前記像担持体上の電位に対して＋１００V乃至−１００Vの電位差の範囲内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】
装置本体内の水分を検知する水分検知手段を備え、
前記電流測定時に前記帯電部材に印加されるDC電圧は、前記水分検知手段によって検知された水分量が多いときには、少ないときよりも、高いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
トナー像を転写した前記転写材の枚数をカウントするカウンタを備え、
前記電流測定時に前記帯電部材に印加されるDC電圧は、前記カウンタのカウント数が多くなるにしたがって、低くすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１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、像担持体に残留した残留トナーをクリーナレスで回収する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転写材にトナー像を形成する、電子写真方式を用いた転写式の画像形成装置がある。この種の画像形成装置には、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等がある。
【０００３】
画像形成装置は、感光体、帯電器、露光器、現像器、転写器、クリーナ、定着器等で構成されている。画像形成装置は、次の動作によって、転写材にトナー画像を形成する。
【０００４】
まず、帯電器が、回転ドラム型を一般的とする像担持体である感光体を、所定の極性・電位に一様に帯電し（帯電工程）、露光器が、帯電された感光体を露光して、感光体に静電潜像を形成する（露光工程）。そして、現像器が、現像剤であるトナーによって、静電潜像を顕像化してトナー画像にし（現像工程）、転写器が、トナー画像を感光体から転写材に転写する（転写工程）。その後、定着器が、転写材をトナー画像とともに、加熱加圧して、転写材上にトナー画像を定着させる（定着工程）。最後、画像形成装置は、転写材を排出する。転写工程後の感光体上に多少ながら残った残留トナーとしての転写残トナーは、感光体の表面を清掃するクリーナが、除去する（クリーニング工程）。感光体の表面は、清浄になり、感光体は、次の、トナー画像の形成に応じることができる。画像形成装置は、以上の電子写真プロセス（帯電・露光・現像・転写・クリーニング）を繰り返して、順次、転写材にトナー画像を形成する。
【０００５】
以上の各工程の内、クリーニング工程において、クリーナによって除去された転写残トナーは、クリーナ内に溜まって廃トナーとなるが、廃トナーは環境保全や資源の有効利用等の点から出ないことが望ましい。
【０００６】
そこで、近年、画像形成装置には、クリーナを設けないで、感光体上の転写残トナーを、現像器によって感光体から除去（「現像同時クリーニング」）して、現像器に回収し、再利用する「クリーナレス方式」を採用したものが多くなっている。
【０００７】
現像同時クリーニングは、転写工程後の次の電子写真プロセスにおける現像工程において、感光体面上の現像する必要のない非画像部に付着している転写残トナーをかぶり取りバイアスによって、現像器に回収する方法である。かぶり取りバイアスとは、現像器に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋのことである。
【０００８】
この方式によれば、転写残トナーは現像装置に回収されて次工程以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナーを非常に低減することができる。またメンテナンス時に手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナレスであることで画像形成装置の小型化にも有利である。
【０００９】
なお、現像同時クリーニングは、現像器の印加直流電圧と感光体の表面電位との差によって、転写残トナーを現像器に回収するようになっているので、転写工程後の次の電子写真プロセスにおいて、露光工程を行わなくても、転写残トナーを回収できる。
【００１０】
また、接触帯電部材に対する印加電圧は直流のみでも良いが、振動電圧を印加し、プラス側、マイナス側への放電を交互に起すことで帯電をより均一に行わせることができる。
【００１１】
例えば、直流電圧を印加したときの被帯電体の帯電開始電圧の2倍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ものである。これにより、被帯電体の帯電を均す効果があり均一な帯電を行うことができる。
【００１２】
上記のように、帯電部材に振動電圧を印加して帯電する接触帯電方式を以下「AC帯電方式」と記す。また、直流電圧のみを印加して帯電する接触帯電方式を「DC帯電方式」と記す。
【００１３】
しかし、AC帯電方式においては、DC帯電方式に比べ、感光体への放電量が増えるため、感光体上に放電生成物による異常画像が発生する場合があった。
【００１４】
特に、本発明のようにクリーナが無いクリーナレスという系では、積極的に感光体を磨耗するクリーニング部材が無いので、より放電生成物による影響が大きい。その結果、帯電部において転写残トナーが接触帯電部において放電により、感光体表面に融着してしまう現象が発生した。
【００１５】
このような問題を改善するためには、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す放電を最小限とする必要がある。
【００１６】
特許文献１に記載の画像形成装置は（特許文献１、図４参照）、帯電器に印加する直流電圧、交流電圧のピーク間電圧の各電圧値を制御する制御回路と、ＡＣ電源から感光体を介して帯電器に流れる交流電流値を測定する測定回路とを備えている。ここで、帯電器に直流電圧を印加した時の感光体への放電開始電圧をＶｔｈとする。非画像形成時において、帯電器に少なくとも１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧を印加した時の電流値と、少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧を印加した時の電流値とを、測定回路が測定する。そして、制御回路が、測定された交流電流値に基づいて、画像形成時に帯電器に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定し、ＡＣの放電電流量を一定とする制御（以下「放電電流制御」と記す）をする。この結果、特許文献１に記載の画像形成装置は、必要最小限の放電量がリアルタイムに計算されて、環境や製造時による帯電器のばらつき等があっても、放電生成物による画像不良等を抑制することができる。
【００１７】
また、特許文献１の画像形成装置は、感光体上を連れ回りする転写残トナーを、トナー帯電手段（特許文献１、図１１参照）によって、現像器で回収し易くしている。即ち、転写後の残留トナーを正規帯電極性に帯電するために、この正規帯電極性と同極の電圧が印加されるものである。
【００１８】
【特許文献１】特開２００１−２０１９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、従来の画像形成装置は、トナー帯電手段によって、転写残トナーを電荷コントロールするとき、感光体も帯電される。また、放電電流制御時には、感光体も回転を行う。その回転に伴って、トナーの正規の極性に帯電しているトナーだけでなく、逆極性に帯電しているトナーも感光体上に付着する場合もあるため、その制御時でもトナーを回収しやすいように、トナー帯電手段には電圧が印加されている。
【００２０】
その結果、放電電流制御時にＡＣ電圧のみが印加されている場合には、帯電手段とトナー帯電手段により帯電された感光体との接触部では、電位差が生じる。即ち、ＤＣ電圧が印加されていない帯電手段側に、トナーの正規極性に帯電している感光体側から電界が発生し、その電界によりトナーが帯電手段に付着する問題が生じる。
【００２１】
本発明は、放電電流制御時に感光体の帯電面と帯電器との電位差を無くして、感光体上の転写残トナーが、感光体から帯電器の帯電ローラへ移動するのを防止した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】
【００２２】
本発明の画像形成装置は、像担持体と、交流電圧に直流電圧を重畳させて前記像担持体を帯電する帯電部材と、形成された静電潜像からトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、前記像担持体の回転方向に対して前記転写手段の下流側で前記帯電部材の上流側に位置し、トナーの帯電極性と同極の電圧を印加して、通過する前記像担持体上のトナーを帯電するトナー帯電手段と、を有し、転写後に前記像担持体に残留したトナーを前記現像手段で回収する画像形成装置において、画像形成時の前記帯電部材への電圧条件を設定するために、前記帯電部材に交流電圧を印加して前記帯電部材に流れる交流電流値を測定する電流測定時には、前記トナー帯電手段にはトナーの帯電極性と同極の電圧が印加されると共に、前記帯電部材には前記帯電部材に達する前の前記像担持体上の電位と略等しいＤＣ電圧が印加されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の画像形成装置により、放電電流制御時に、正規の極性に帯電された感光体上のトナーが帯電部材への付着を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態の画像形成装置を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の各実施形態の画像形成装置に共通な要部を示す概略構成図である。図２は、本発明の各実施形態の画像形成装置に共通な感光ドラムと帯電ローラの層の概略断面図である。
【００２６】
各実施形態の電子写真方式の画像形成装置としてのレーザビームプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）は、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に帯電部材としての帯電ローラ２が接触して感光ドラム１が帯電ローラ２によって帯電される接触帯電方式を採用している。なお、各実施形態において、取り上げている数値は、あくまでも参考数値であって、本発明を限定する数値ではない。
【００２７】
（第１実施形態の画像形成装置としてのプリンタ）
このレーザビームプリンタ２０は、感光ドラム１を備えている。感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿ってその周囲には、接触帯電部材である帯電ローラ（ローラ帯電器）２、現像器４、接触転写部材である転写ローラ５、補助帯電手段としての補助帯電部材７、トナー帯電手段としての転写残トナー帯電部材８が配設されている。
【００２８】
帯電ローラ２と現像手段としての現像器４と間の上方には、露光器３が設置されている。また、感光ドラム１と転写手段としての転写ローラ５と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、定着器６が設置されている。
【００２９】
感光ドラム１は、外径３０ｍｍの負帯電性の有機感光体（ＯＰＣ）であり、不図示の駆動装置の駆動によって２１０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で矢印Ｒ１方向（反時計方向）に回転する部材である。感光ドラム１は、図２に示すように、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）１ａの表面に、光の干渉を抑えて上層の接着性を向上させる下引き層１ｂと、光電荷発生層１ｃと、電荷輸送層１ｄの３層を下から順に塗布して形成されている。
【００３０】
帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部をそれぞれ不図示の軸受け部材に回転自在に支持されている。帯電ローラ２は、押し圧ばね２ｅによって感光ドラム１の中心方向に付勢されて、感光ドラム１の表面に所定の押圧力をもって圧接されている。このため、帯電ローラ２は、感光ドラム１の回転に従動して矢印Ｒ２方向に回転するようになっている。感光ドラム１と帯電ローラ２とが接触している圧接部は、帯電部（帯電ニップ部）Ａになっている。
【００３１】
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バイアス電圧が印加されている。帯電ローラ２に帯電バイアス電圧が印加されることによって、感光ドラム１の周面が、所定の極性・電位に接触帯電処理される。帯電ローラ２に対する帯電バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。具体的には、直流電圧は−５００Ｖ）であり、交流電圧は周波数２ｋＨｚでピーク間電圧１．４ｋＶの正弦波である。そして、感光ドラム１の周面は−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理されている。
【００３２】
また、帯電ローラ２の長手方向長さは３２０ｍｍである。帯電ローラ２は、図２に示すように、芯金（支持部材）２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄを下から順次に積層した３層構造になっている。下層２ｂは、帯電音を低減するための発泡スポンジ層である。表層２ｄは、感光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けられている保護層である。
【００３３】
具体的には、帯電ローラ２の仕様は次の通りである。
【００３４】
芯金２ａ：直径６ｍｍのステンレス丸棒、
下層２ｂ：カーボン分散の発泡エチレンプロピレンジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、比重０．５ｇ／ｃｍ３、体積抵抗値１０２乃至１０９Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ、
中間層２ｃ：カーボン分散のアクリロニトルブタジエンゴム（ＮＢＲ）系のゴム、体積抵抗値１０２乃至１０５Ωｃｍ、層厚７００μｍ、
表層２ｄ：フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫とカーボンを分散、体積抵抗値１０７乃至１０１０Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ、である。
【００３５】
また、帯電ローラ２の表面には、帯電ローラ２の表面をクリーニングする可撓性を有するフィルム状の帯電ローラクリーニング部材２ｆが圧接している。帯電ローラクリーニング部材２ｆは、帯電ローラ２の長手方向に対し平行に配置され、かつ同長手方向に沿って一定の距離、往復運動をする支持部材２ｇに一端を固定されている。そして、帯電ローラクリーニング部材２ｆは、自由端側近傍の面において帯電ローラ２と接触ニップを形成するように配置されている。
【００３６】
支持部材２ｇは、不図示の駆動装置によりギア列を介して帯電ローラ２の長手方向に沿って一定の距離、往復運動するようになっている。支持部材２ｇの往復運動によって、帯電ローラクリーニング部材２ｆが帯電ローラ２の表面を摺擦すると、帯電ローラ２の表面に付着した残留トナーである転写残トナーは、再度適量の正規極性の電荷を供給されて、感光ドラム１上に戻れるようになる。
【００３７】
露光器３は、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。露光器３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光を出力して、感光ドラム１の一様に帯電処理された表面を露光部Ｂにおいて走査露光（イメージ露光）Ｌをする。この走査露光Ｌにより照射されたところの感光ドラム１の表面電位は低下する。この結果、感光ドラム１の表面に、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。
【００３８】
現像器４は、２成分磁気ブラシ現像方式の反転現像器である。現像器４は、感光ドラム１の表面の露光部分（明部）にトナーを付着させて、静電潜像を反転現像して可視像化する機能を備えている。現像器４は、現像容器４ａの開口部に、固定マグネットローラ４ｃを内包した非磁性の現像スリーブ４ｂを回転自在に有している。現像器４は、現像容器４ａの現像剤（トナー）４ｅを現像スリーブ４ｂ上に薄層にコーティングする規制ブレード４ｄを有している。現像スリーブ４ｂは、回転して、コーティングされた薄層の現像剤（トナー）４ｅを感光ドラム１と対向する現像部Ｃへ搬送するようになっている。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る。２つの現像剤攪拌部材４ｆは、回転して、現像剤４ｅを均一に攪拌しながら現像スリーブ４ｂ側に搬送するようになっている。
【００３９】
磁性キャリアの抵抗は約１０１３Ωｃｍであり、粒径は４０μｍである。トナーは、磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電されている。また、現像容器４ａ内のトナーの濃度は、不図示の濃度センサによって検知されて、この検知情報に基づいてトナーホッパー４ｇからトナーを適正量補給され、一定に保たれている。
【００４０】
現像スリーブ４ｂは、現像部Ｃにおいて感光ドラム１との最近接距離を３００μｍに保持して感光ドラム１に近接対向配設されている。現像スリーブ４ｂは、感光ドラム１の回転方向（反時計方向、矢印Ｒ１方向）と同方向（矢印Ｒ４方向）に回転駆動されるように現像容器４ａに支持されている。現像部Ｃにおける、感光ドラム１と現像スリーブ４ｂとの回転方向は、互いに逆方向である。
【００４１】
現像スリーブ４ｂには、電源Ｓ２から所定の現像バイアスが印加される。現像スリーブ４ｂへ印加する現像バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。具体的に、直流電圧は−３５０Ｖであり、交流電圧はピーク間電圧８ｋＶである。
【００４２】
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を形成している。転写ローラ５は、電源Ｓ３から転写バイアスが印加されることによって、この転写部Ｄで用紙などの転写材Ｐに感光ドラム１の表面上のトナー像を転写する機能を備えている。転写バイアは、ス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バイアスである。具体的には、＋５００Ｖである。
【００４３】
定着器６は、回転自在な定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂを有している。定着器６は、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの間の定着ニップ部で転写材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定着する機能を備えている。
【００４４】
補助帯電部材７と転写残トナー帯電部材８は、それぞれ適度の導電性を備えたブラシ状部材７ａ，８ａと、これらを支持する支持部材７ｂ，８ｂとによって構成されている。ブラシ状部材７ａ，８ａは、感光ドラムの１表面に接触する位置に配設されている。図１中の符合Ｅは、補助帯電部材７と、感光ドラム１の表面との接触部を示している。また、符合Ｆは、転写残トナー帯電部材８と感光ドラム１表面との接触部を示している。
【００４５】
次に、プリンタの画像形成動作を説明する。
【００４６】
画像形成時に、感光ドラム１は、不図示の駆動装置により矢印Ｒ１方向（反時計方向）に所定の周速で回転する。帯電ローラ２には、帯電バイアスが印加されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の回転方向とは逆の矢印Ｒ２方向（時計方向）に回転して感光ドラム１の表面を一様に負極性に帯電する。帯電部Ａにおける、帯電ローラ２と感光ドラムとの回転方向は、同方向である。
【００４７】
帯電ローラ２によって帯電された感光ドラム１には、露光器３により、レーザ光Ｌによって走査露光が行われて、入力される画像情報に応じた静電潜像が形成される。現像器４内のトナーは、現像スリーブ４ｂにより感光ドラム１の帯電極性（負極性）と同極性に帯電されている。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像部Ｃで負極性に帯電されたトナーを付着させられて、トナー像として顕像化（反転現像）される。
【００４８】
そして、感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向への回転によって、感光ドラム１と転写ローラ５と間の転写部Ｄに到達する。転写ローラ５は、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）とは逆の矢印Ｒ５方向に回転している。トナー像が転写部Ｄに到達するのと、タイミングを合わせて不図示のレジストローラによって、転写材Ｐが転写部Ｄに送り込まれる。
【００４９】
そして、転写部Ｄに搬送された転写材Ｐは、トナー像のトナーとは逆極性（正極性）の転写バイアスが印加された転写ローラ５により、感光ドラム１と転写ローラ４間に発生する静電力によって、感光ドラム１上のトナー像が転写される。トナー像が転写された転写材Ｐは、定着器６に搬送されて、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの間の定着部で加熱加圧されて、トナー像を転写材Ｐに熱定着される。最後、転写材Ｐは、外部に排出される。これによって、プリンタによる一連の画像形成動作が終了し、後続の転写材がある場合には、同様な動作を転写材が送られてこなくなるまで繰り返す。
【００５０】
また、トナー像が転写材Ｐに転写された後、感光ドラム１の表面に残留している転写残トナーは、感光ドラム１の回転に伴って、帯電部Ａ、露光部Ｂを経由して現像部Ｃに至る。そして、現像部Ｃに至った、転写残トナーは、現像器４の現像スリーブ４ｂで次工程以後の現像時に、かぶり取りバイアスによって回収される（現像同時クリーニング）。かぶり取りバイアスは、現像スリーブ４ｂに印加する直流電圧と感光ドラム１の表面との電位間の電位差（Ｖｂａｃｋ）である。回収された転写残トナー（残留現像剤）は、次工程以後に用いられる。この結果、廃トナーをなくすことができる。
【００５１】
現像器４の現像スリーブ４ｂは、前述したように現像部Ｃにおいて、感光ドラム１面の進行方向とは逆方向Ｒ４に回転している。これは、感光ドラム１上の転写残トナーの回収に有利である。また、感光ドラム１面上の転写残トナーが露光部Ｂを通るとき、次の露光工程がその転写残トナーの上から行われるが、転写残トナーは、量が少ないため、次のトナー像形成に悪影響を与えることがない。
【００５２】
ところで、転写残トナーには、帯電極性が正規極性のもの、逆極性のもの（反転トナー）、帯電量の少ないものがあり、転写残トナーはこれらが混在している。反転トナーや帯電量の少ないトナーが、帯電部Ａを通過するとき、帯電ローラ２に付着することがある。すると、帯電ローラ２は、許容以上にトナー汚染されて、帯電不良を生じることがある。
【００５３】
また、上記現像同時クリーニングを効果的に行うには、現像部Ｃに運ばれてくる感光ドラム１上の転写残トナーの帯電極性が正規極性あることが必要である。
【００５４】
さらに、近年ユーザニーズの多様化に伴い、写真画像のように高画像比率な画像を連続して転写材に形成するとき、一度に大量の転写残トナーが発生することがある。このような場合も、転写残トナーは、感光ドラム１から１回で現像器４に除去、回収されない場合がある。
【００５５】
そこで、本実施形態のプリンタ２０は、転写部Ｄと帯電部Ａとの間に、補助帯電部材７と転写残トナー帯電部材８と設置した構成になっている。
【００５６】
補助帯電部材７には、電圧印加電源Ｓ４によって、正極性の電圧（＋３００Ｖ）が印加されている。また、転写残トナー帯電部材８には、電圧印加電源Ｓ５によって、負極性の電圧（−８００Ｖ）が印加されている。
【００５７】
転写部Ｄにおいて記録材Ｐにトナー像を転写した後、感光ドラム１に残留している転写残トナーは、引き続いて矢印Ｒ１方向に回転している感光ドラム１の回転に伴って、補助帯電部材７と感光ドラム１との接触部Ｅに到達する。そして、転写残トナーは、接触部Ｅにおいて、一旦、補助帯電部材７によって正極性に揃えられる。
【００５８】
また、補助帯電部材７は、下流側に配設された転写残トナー帯電部材８での放電を確実に行わせるため、感光ドラム１の表面電位を０Ｖ近傍にする。
【００５９】
補助帯電部材７で正極性に揃えられた感光ドラム１表面の転写残トナーは、引き続いて矢印Ｒ１方向に回転している感光ドラム１の回転に伴って、転写残トナー帯電部材８と感光ドラム１との接触部Ｆに到達する。接触部Ｆに到達した感光ドラム１表面の転写残トナーは、転写残トナー帯電部材８を通過するとき、その帯電極性が正規極性である負極性に揃えられる。転写残トナー帯電部材８通過後の転写残トナーの帯電量は、−７０μＣ／ｇである。
【００６０】
次に現像工程における転写残トナーの回収について述べる。
【００６１】
本実施形態のプリンタ２０における現像器４は、現像と同時に転写残トナーを清掃するクリーナレス方式である。感光ドラム１上に現像されたトナーの帯電量は、−２５μＣ／ｇである。ここで、現像条件において、転写残トナーが現像器４に回収されるための、転写残トナーと帯電量との関係を図８に示す。
【００６２】
感光ドラム１上の転写残トナーが、現像器４に回収されるためのトナー帯電量は、現像時のトナー帯電量（−２５μＣ／ｇ）と比較すると０．５乃至１．８倍であることが必要である。
【００６３】
しかし、帯電ローラ２への転写残トナーの付着を防止するため、転写残トナー帯電部材８によって−７０μＣ／ｇと負極性に大きく帯電された転写残トナーを、現像器４において回収させるためには、除電する必要がある。
【００６４】
帯電ローラ２には、感光ドラム１の表面を帯電処理するため、交流電圧Ｖａｃ（周波数ｆ＝２ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１４００Ｖ）が印加されている。転写残トナーは、この交流電圧Ｖａｃによって、交流除電される。
【００６５】
このため、帯電部Ａを通過した転写残トナーの帯電量は、−３０μＣ／ｇになる。現像工程において、現像されるべきではない感光ドラム１上の転写残トナーは、上述の理由で現像器４に回収される。
【００６６】
このように、プリンタ２０は、転写部Ｄから帯電部Ａへ運ばれる感光ドラム１上の転写残トナーの帯電量を、補助帯電部材７と転写残トナー帯電部材８とによって、正規極性である負極性に揃えて帯電処理するようになっている。このことにより、プリンタ２０は、帯電ローラ２への転写残トナーの付着を防止することができる。
【００６７】
また、プリンタ２０は、帯電ローラ２によって感光ドラム１を所定の電位に帯電すると同時に、転写残トナー帯電部材８で負極性に帯電処理された転写残トナーの帯電量を、静電潜像を現像できる適切な帯電量にすることができる。このため、プリンタ２０は、現像器４での転写残トナーの回収を効率良く行える。
【００６８】
次に、図３の動作シーケンス図に基づいて、プリンタの全体の動作を説明する。
【００６９】
（ａ）初期回転動作（前多回転工程）
初期回転動作は、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）の動作である。電源スイッチ−オンにより、感光ドラムは回転する。また、定着器６は、所定温度に立ち上がる。
【００７０】
（ｂ）印字準備回転動作（前回転工程）
印字準備回転動作とは、プリント信号−オンから実際に画像形成（印字）工程動作が行われるまでの間の、画像形成前における感光ドラムの準備回転動作のことである。この期間、プリント信号が入力されると、感光ドラムは初期回転動作に引き続いて準備回転動作をする。プリント信号が入力されないときには、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は回転を停止する。プリンタ２０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されると、感光ドラムは、印字準備回転動作を実行する。
【００７１】
本実施形態において、この印字準備回転動作期間において、印字工程の帯電工程における印加交流電圧の適切なピーク間電圧値（または交流電流値）の演算・決定プログラムが実行される。これについては後記で詳述する。
【００７２】
（ｃ）印字工程（画像形成工程、作像工程）
感光ドラムの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作像プロセスが実行される。感光ドラム面に形成されたトナー画像は、転写材へ転写される。転写材は、定着器によってトナー画像を定着されて、プリントアウトされる。連続印字（連続プリント）モードの場合、この印字工程が、所定の設定プリント枚数ｎ分、繰り返して実行される。
【００７３】
（ｄ）紙間工程
紙間工程は、連続印字モードにおいて、１枚の転写材の後端部が転写部Ｄを通過した後、次の転写材の先端部が転写部Ｄに到達するまでの間の、転写部Ｄにおける転写材の非通紙状態期間のことである。
【００７４】
（ｅ）後回転動作
最後に、転写材の印字工程が終了した後もしばらくの間、メインモータは所定の時間回転し、感光ドラムは所定の時間回転を継続している。後回転動作とはこの継続期間のことである。
【００７５】
（ｆ）スタンバイ
所定の後回転動作が終了すると、メインモータは停止し、感光ドラムは回転を停止する。プリンタは、次のプリントスタ−ト信号が入力されるまでスタンバイ状態に保たれる。転写材１枚だけのプリントの場合、プリンタは、そのプリント終了後、後回転動作を経てスタンバイ状態になる。プリンタは、スタンバイ状態において、プリントスタート信号が入力されると、前回転工程に移行する。
【００７６】
（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。
【００７７】
図４は、帯電ローラ２に対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。
【００７８】
回転する感光ドラム１の周面が、電源Ｓ１から直流電圧に周波数ｆの交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加されて、所定の電位に帯電処理される。帯電ローラ２の電源Ｓ１は、直流（ＤＣ）電源１１と交流（ＡＣ）電源１２とを有している。
【００７９】
制御手段である制御回路１３は、電源Ｓ１のＤＣ電源１１とＡＣ電源１２をオン・オフ制御して帯電ローラ２に直流電圧と交流電圧のどちらか、若しくはその両方の重畳電圧を印加するように制御する機能を備えている。また、制御回路１３は、ＤＣ電源１１から帯電ローラ２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１２から帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行する機能も備えている。
【００８０】
交流電流値測定回路１４は、感光ドラム１を介して帯電ローラ２に流れる交流電流値を測定する回路である。交流電流値測定回路１４の測定値は、上記の制御回路１３に、交流電流値情報として入力される。
【００８１】
次に、印字時に帯電ローラ２に印加する交流電圧のピーク間電圧の制御方法を述べる。
【００８２】
以下の定義により数値化した放電電流量は、実際のＡＣ放電の量を代用的に示して、感光ドラムの削れ、画像流れ、帯電均一性と相関関係にある。
【００８３】
すなわち、図５に示すように、ピーク間電圧Ｖｐｐに対して交流電流Ｉａｃは、放電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満（未放電領域）で線形の関係にあり、それ以上から放電領域に入るにつれて徐々に電流の増加方向にずれる。放電の発生しない真空中での同様の実験においては、直線が保たれるため、これが、放電に関与している電流の増分△Ｉａｃである。
【００８４】
よって、放電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満のピーク間電圧Ｖｐｐに対して電流Ｉａｃの比をαとしたとき、放電による電流以外の、帯電部Ａへ流れる電流（以下、ニップ電流）などの交流電流はα・Ｖｐｐとなる。放電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）以上の電圧印加時に測定されるＩａｃと、このα・Ｖｐｐの差分、
△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖｐｐ        式１
とから、△Ｉａｃを放電の量を代用的に示す放電電流量と定義する。
【００８５】
この放電電流量は、一定電圧または一定電流での制御下で感光ドラム１の帯電を行った場合、環境、耐久を進めるにつれ変化する。これは、ピーク間電圧と放電電流量の関係、交流電流値と放電電流量との関係が変動しているからである。
【００８６】
ＡＣ定電流制御方式では、帯電ローラ２から感光ドラム１に流れる総電流量で感光ドラム１の帯電を制御している。この総電流量とは、上記のように、ニップ電流α・Ｖｐｐと非接触部で放電することで流れる放電電流量△Ｉａｃの和である。定電流制御では、実際に感光ドラム１を帯電させるのに必要な電流である放電電流だけでなく、ニップ電流も含めた電流で帯電制御をする。
【００８７】
このため、実際に、放電電流量△Ｉａｃは制御できていない。定電流制御において同じ電流値で制御しても、帯電ローラ２の材質の環境変動によって、ニップ電流が多くなれば当然放電電流量は減り、ニップ電流が減れば放電電流量は増える。このため、ＡＣ定電流制御方式でも完全に放電電流量の増減を抑制することが困難であり、長寿命を目指したとき、感光ドラムの削れと帯電均一性の両立を実現することは困難である。
【００８８】
そこで、常に、所望の放電電流量を得るため、以下の要領で制御を行うようにした。
【００８９】
所望の放電電流量をＤとし、この放電電流量Ｄとなるピーク間電圧を決定する方法を説明する。
【００９０】
本実施形態では印字準備回転動作時において、制御回路１３で印字工程時の帯電工程における帯電ローラ２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行させている。
【００９１】
具体的に、図６のＶｐｐ−Ｉａｃグラフと、図７の制御フロー図を参照して説明する。
【００９２】
制御回路１３（図４参照）は、ＡＣ電源１２を制御して図６に示すように、帯電ローラ２に放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を３点、未放電領域であるピーク間電圧を３点、順次に印加する。その時の感光体１を介して帯電ローラ２に流れる交流電流の値は、交流電流値測定回路１４で測定されて制御回路１３に入力される。
【００９３】
次に、制御回路１３は、測定された各３点の電流値から、最小二乗法を用いて、放電、未放電領域のピーク間電圧と交流電流の関係を直線近似して、次の式２と式３で算出する。
【００９４】
放電領域の近似直線        ：Ｙα＝αＸα＋Ａ          式２
未放電領域の近似直線      ：Ｙβ＝βＸβ＋Ｂ          式３
【００９５】
その後、上記の式２の放電領域の近似直線と、式３の未放電領域の近似直線との差分が、放電電流量Ｄとなるピーク間電圧Ｖｐｐを次の式４によって決定する。
【００９６】
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）                  式４
【００９７】
ここで、図５に示す、未放電領域と放電領域でのピーク間電圧（Ｖｐｐ）−交流電流（Ｉａｃ）関数ｆＩ１（Ｖｐｐ）とｆＩ２（Ｖｐｐ）はそれぞれ式３のＹβ＝βＸβ＋Ｂと式２のＹα＝αＸα＋Ａに対応している。
【００９８】
よって、ｆＩ２（Ｖｐｐ）−ｆＩ１（Ｖｐｐ）＝Ｄ（放電電流量）は、
Ｙα−Ｙβ＝（αＸα＋Ａ）−（βＸβ＋Ｂ）＝Ｄ
となる。
【００９９】
また、ｆＩ２（Ｖｐｐ）−ｆＩ１（Ｖｐｐ）＝Ｄから式４の
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）
の誘導は次のとおりである。
【０１００】
ｆＩ２（Ｖｐｐ）−ｆＩ１（Ｖｐｐ）＝Ｙα−Ｙβ＝Ｄ
（αＸα＋Ａ）−（βＸβ＋Ｂ）＝Ｄ
今、ＤとなるＸの値を探しており、その点をＶｐｐとすると、
（αＶｐｐ＋Ａ）−（βＶｐｐ＋Ｂ）＝Ｄ
よって、Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）となる。
【０１０１】
そして、帯電ローラ２に印加するピーク間電圧を式４で求めたＶｐｐに切り替え、定電圧制御し、前記した印字工程へと移行する。
【０１０２】
このように、プリンタは、毎回、印字準備回転時において、印字時に所定な放電電流量を得るために必要なピーク間電圧を算出して、印字中には求めたピーク間電圧を定電圧制御で印加することができる。この結果、プリンタは、帯電ローラ２の製造ばらつきや材質の環境変動に起因する抵抗値のふれや、本体装置の高圧ばらつきを吸収し、確実に所望の放電電流量を得ることが可能となった。
【０１０３】
上記のように、プリンタは、放電電流量を一定にする放電電流制御によって、過剰放電を起こさせずに常に一定量の放電を生じさせて、クリーナレスの問題である像担持体のトナー融着等を発生させることなく均一な帯電を行ことができる。
【０１０４】
このようなクリーナレスの系を用いた画像形成装置では、前回転や後回転等の画像形成時以外でも像担持体が回転することで現像器４からは微小ながらもトナーが排出されてしまう。そこで、本実施形態のクリーナレス方式では、前回転や後回転時も補助帯電部材７と転写残トナー帯電部材８とにバイアスを印加して、現像器４に回収させる動作を行っている。
【０１０５】
しかし、補助帯電部材７と転写残トナー帯電部材８にバイアスを印加すると、感光ドラム上の電位があがり、帯電ローラ直前のドラム表面（図１のｆとａとの間）と帯電ローラの表面との電位差により感光ドラム上にある微小なトナーが帯電ローラの表面に付着する虞がある。
【０１０６】
通常の前回転時や後回転時では、上記の瞬間に帯電ローラの表面に付着するトナーは図２の帯電ローラクリーニング部材２ｆで摺擦され、いずれ正規極性のトナーとなり感光ドラム１上に戻される。
【０１０７】
しかし、放電電流制御時に瞬間的に帯電ローラ２にトナーが付着すると、帯電ローラ周方向の汚れムラとなり、周方向に帯電ローラ表面の抵抗ムラが生じる。このような状態で上記放電電流制御を行うと、放電電流制御時に測定される交流電流値Ｉにも誤差が生じて、適正な放電電流量を印加することが出来なくなる。
【０１０８】
図８は帯電ローラ直前の感光ドラム表面電位が−３００（Ｖ）時においての、放電電流制御時の帯電ローラの周方向汚れ濃度差と、放電電流制御時に帯電ローラにＤＣを印加した時の関係を示したグラフである。
【０１０９】
帯電ローラの汚れはＴＯＫＹＯ    ＤＥＮＳＨＯＫＵ    ＣＯ．，ＬＴＤ製の濃度計ＴＣ−ＤＳにより、帯電ローラ上の汚れを透明のテープで採取し、白紙上に貼り付け、汚れ部＋テープ＋白紙の反射濃度と、テープ＋白紙の反射濃度を求め、
汚れ濃度（％）＝（汚れ部反射濃度＋テープの反射濃度）−テープの反射濃度    式５
で求めた。帯電ローラ２の周方向汚れ濃度差は、汚れ濃度の最大値と最小値との差のことである。
【０１１０】
鋭意研究の結果、帯電ローラの周方向汚れの濃度差が０．０５％以下の場合、放電電流制御時に測定される交流電流値Ｉの誤差が微小になり、適正な放電電流量を算出できることが分かった。
【０１１１】
図８から、帯電ローラ直前の感光ドラム表面電位と、放電電流制御時に帯電ローラに印加するＤＣ値の差が±１００Ｖ（望ましくは±５０Ｖ）以下において、放電電流制御時の汚れムラが無視できるほど小さくなることが実験結果から分かった。
【０１１２】
本実施形態のプリンタは、放電電流制御時において、帯電ローラ直前の感光ドラム表面電位と、放電電流制御時に印加するＤＣ値を近傍に設定することで、放電電流制御時の帯電ローラへのトナーの汚染、また汚れムラが防止することができる。そして、帯電ローラの寿命も著しく延ばすことができる。さらに、安定した放電電流制御をすることができる。したがって、プリンタは、過剰放電を起こさず、常に一定量の放電が生じて、感光ドラムにトナーが融着することなく長期にわたり高画質、高品質の画像を安定して維持することができる。また、転写残トナーは現像器に回収されて次工程以降の静電潜像の現像に再利用されるため、廃トナーをなくし、またメンテナンス時に手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナレスであることでプリンタの小型化にも有利である。
【０１１３】
帯電ローラ直前の感光ドラム表面電位は、推測電位であるので、ジョブの前、又は後に、転写残トナーを回収する場合の、感光ドラム１が帯電ローラ２によって帯電されてから帯電ローラ直前までの感光ドラム１の表面電位の変化を説明する。
【０１１４】
画像形成時には、帯電ローラ２の直流電位は、−５００Ｖｄｃである。帯電ローラ２に帯電された感光ドラム１の表面電位は、−５００Ｖである。トナー像を転写材に転写した後の感光ドラムの表面電位は、−２００Ｖである。補助帯電部材７には、電圧印加電源Ｓ４によって、正極性の電圧（＋３００Ｖ）が印加されている。補助帯電部材７後の感光ドラム１の表面電位は、０Ｖ近傍である。転写残トナー帯電部材８には、電圧印加電源Ｓ５によって、負極性の電圧（−８００Ｖ）が印加されている。転写残トナー帯電部材８後の感光ドラム１の表面電位は、−３００Ｖである。
【０１１５】
放電電流制御時には、補助帯電部材７通過後の感光ドラム上の電位は、０Ｖ近傍であるため、帯電ローラの直前の電位は転写残トナー帯電部材に印加される電圧により決定される。したがって、帯電ローラ直前の感光ドラム表面電位（−３００Ｖ）と、帯電ローラ２の直流電位とを略同一にするため、帯電ローラ２の直流電位は、制御回路１３によって−５００Ｖｄｃから−３００Ｖｄｃに変更させられる。この結果、感光ドラム１に付着している転写残トナーが帯電ローラ２に付着することがない。
【０１１６】
しかし、感光ドラム１が、表面電位が−３００Ｖのまま回転して現像器４に到達すると、現像器４の現像スリーブ４ｂの印加電圧が−３５０Ｖｄｃであるため、感光ドラム１の転写残トナーが現像器４に回収されない。そこで、現像器４の印加電位を、−１５０Ｖｄｃ位に上げる。この結果、転写残トナーは、感光ドラム１から現像スリーブ４ｂに飛んで、現像器４に回収される。転写残トナーを回収した現像器４の印加電圧は、元の、−３５０Ｖｄｃに戻される。なお、現像器４の印加電位を最初から−１５０Ｖｄｃであってもよい。
【０１１７】
以上のような電位関係によって、放電電流制御時の帯電ローラ２へのトナーの汚染、また汚れムラが防止することができる。
【０１１８】
なお、帯電ローラ直前の感光ドラム表面電位（−３００Ｖ）と、帯電ローラ２の直流電位とを略同一にするのは、次の理由による。すなわち、転写残トナーは、正規極性に帯電した正規極性トナーに、僅かであるが逆極性に帯電した逆極性トナーと、帯電量が不適切な帯電不良トナーとが混在して形成されている。このため、帯電ローラ２の直流電位と感光ドラム表面電位とに差が生じるようにすると、正規極性のトナーと逆極性のトナーとの一方が帯電ローラ２に付着して、帯電ローラが転写残トナーによって汚染されてしまう。
【０１１９】
（第２実施形態のプリンタ）
帯電ローラ２直前の感光ドラム１の表面電位は、プリンタ内の湿度の影響を受けて変化する。一方、帯電ローラ直前の感光ドラム表面電位は、推測電位である。このため、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位は、プリンタ内の湿度を考慮して推測した方が好ましい。本実施形態のプリンタは、プリンタ内の湿度を考慮して、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位を推測し、帯電ローラ２の印加電圧を調節するようになっている。
【０１２０】
このため、本実施形態のプリンタは、図１０に示すように、図４に示す第１実施形態におけるプリンタの回路図に水分検知手段としての環境センサ（温度計と湿度計）１５を加えた構成になっている。その他の部分は、第１実施形態と同様であるので図示及び説明を省略する。
【０１２１】
環境センサ１５の検知情報は、制御回路１３に環境情報として入力される。そして、制御回路１３は、交流電流値測定回路１４から入力の交流電流値情報、さらには環境センサ１５から入力の環境情報から、印字工程の帯電工程における帯電ローラ２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行する機能を有している。
【０１２２】
図１０は、補助帯電部材７に＋３００Ｖが印加され、転写残トナー帯電部材８に−８００Ｖに印加されているとき、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位と、画像形成装置内の環境の絶対水分量との関係を示したグラフである。
【０１２３】
帯電ローラ前の感光ドラムの表面電位は、図９の環境センサ１５で測定した絶対水分量により、逐次変化する。絶対水分量が多い環境下においては、補助帯電部材７と転写残トナー帯電量部材８との抵抗が低くなり、同じ印加バイアス時には感光ドラムへの帯電能が上昇して、補助帯電部材７後の感光ドラムの電位はより０近傍に近くなる。また、転写残トナー帯電部材８では、よりネガ側の流れ込み電流が多くなり、結果として帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位が高くなる。
【０１２４】
また、絶対水分量が少ない環境下においては、補助帯電部材７と転写残トナー帯電部材８との抵抗が高くなり、同じ印加バイアス時には感光ドラムへの帯電能が低下し、補助帯電部材７後の感光ドラムの電位は０近傍に近づかなくなる。例えば、絶対水分量２ｇの場合、補助帯電部材７後の感光ドラムの表面電位は−２００Ｖである。また、転写残トナー帯電部材８後は、補助帯電部材７後の感光ドラム表面電位と転写残トナー帯電部材８の印加バイアスとの電位差が小さくなるため、ネガ側の流れ込み電流が少なくなり、結果として帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位が低くなる。
【０１２５】
そこで、図９に示す制御回路１３が、環境センサ１５で読み取った絶対水分量から、放電電流制御時に印加するＤＣ値を決定している。図１１は、環境センサ１５で読み取った絶対水分量と、放電電流制御時に印加するＤＣ値との関係を示したグラフである。ここで印加するＤＣ値は、各環境における絶対水分量の時の、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位近傍になることが望ましい。
【０１２６】
具体的に、本実施形態のプリンタは、図１１に示すように、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位の±１００Ｖの範囲内で放電電流制御時にＤＣ値を帯電ローラに印加するようにした。例えば、図１１において、絶対水分量が５（ｇ／ｍ３）の場合、放電電流制御時に帯電ローラに印加するＤＣ値は−１２５Ｖ乃至−３２５Ｖ（中心値−２２５Ｖ）であるのが好ましい。
【０１２７】
したがって、本実施形態のプリンタは、各環境下における絶対水分量を放電電流制御時の印加ＤＣ値にフィードバックすることで、環境が著しく変化した場合においても、放電電流制御時の帯電ローラへの転写残トナーの汚染、また、汚れムラを防止することができる。
【０１２８】
また、本実施形態のプリンタは、帯電ローラの寿命を著しく延ばすことができて、安定した放電電流制御をすることができ、過剰放電を起こさせず、常に、各環境における必要一定量の放電を生じさせることもできる。
【０１２９】
よって、本実施形態のプリンタは、感光ドラムにトナーが融着することなく、長期にわたり高画質、高品質の画像を安定して維持することができる。
【０１３０】
（第３実施形態のプリンタ）
帯電ローラ２直前の感光ドラム１の表面電位は、画像形成した転写材の総合計枚数により変化する。一方、帯電ローラ直前の感光ドラム表面電位は、推測電位である。このため、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位は、総合計枚数を考慮して推測した方が好ましい。本実施形態のプリンタは、総合計枚数を考慮して、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位を推測し、帯電ローラ２の印加電圧を調節するようになっている。
【０１３１】
このため、本実施形態のプリンタは、図１２に示すように、図４に示す第１実施形態におけるプリンタの回路図に画像形成した転写材の総合計枚数をカウントするカウンタ１６を加えた構成になっている。その他の部分は、第１実施形態と同様であるので図示及び説明を省略する。
【０１３２】
カウンタ１６のカウンタ情報は、制御回路１３に入力される。そして、制御回路１３は、交流電流値測定回路１４から入力の交流電流値情報、さらにはカウンタ１６からカウンタ情報から、印字工程の帯電工程における帯電ローラ２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行する機能を有している。
【０１３３】
図１３は、絶対水分量９（ｇ／ｍ３）の環境下の、補助帯電部材７に＋３００Ｖが印加され、転写残トナー帯電部材８に−８００Ｖに印加されているときの、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位と、総合計枚数（通紙耐久枚数）との関係を示したグラフである。総合計枚数が多くなると、転写残トナーから遊離した外添剤が補助帯電部材７と転写残トナー帯電部材８を汚染して抵抗が上昇し、補助帯電部材７と転写残トナー帯電部材８から感光ドラムへ流れ込む電流が少なくなる。
【０１３４】
本実施形態におけるプリンタの制御回路１３は、カウンタ１６からの総合計枚数（通紙耐久枚数）によって、ＤＣ電源１１を制御し、帯電ローラ２の放電電流制御時に帯電ローラ２に印加するＤＣ値を決定するようになっている。図１２は、カウンタ１６で転写材をカウンタした総合計枚数（通紙耐久枚数）と、放電電流制御時に帯電ローラ２に印加するＤＣ値との関係を示したグラフである。ここで、帯電ローラ２に印加するＤＣ値は、総合計枚数（通紙耐久枚数）に応じた帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位にできるだけ近いことが望ましい。
【０１３５】
そこで、本実施形態のプリンタは、図１４に示すように、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位の±１００Ｖの範囲内で放電電流制御時にＤＣ値を帯電ローラに印加するようにした。例えば、図１４において、総合計枚数が３００００枚の場合、放電電流制御時に帯電ローラに印加するＤＣ値は−６０Ｖ乃至−２６０Ｖ（中心値−１６０Ｖ）であるのが好ましい。
【０１３６】
このように、本実施形態のプリンタは、総合計枚数を放電電流制御時の印加ＤＣ値にフィードバックできるようになっている。このため、本実施形態のプリンタは、総合計枚数が多くなって、補助帯電部材７と転写残トナー帯電部材８の抵抗が変化しても、放電電流制御時の帯電ローラへのトナーの汚染、また汚れムラが防止することができる。また、本実施形態のプリンタは、帯電ローラの寿命も著しく延ばせて、安定した放電電流制御が可能となり、過剰放電を起こすことなく、一定量の放電を行って、トナー融着等の問題なく長期にわたり高画質、高品質の画像を安定して維持することができる。
【０１３７】
（その他の実施形態のプリンタ）
上記の実施例では、帯電部材直前の電位を推測するものであったが、この直前の電位を測定する電位検知部材を設けて、直接測定しても本発明と同様の効果を得ることができる。
【０１３８】
以上説明したプリンタの他に、上記第２、第３実施形態の組み合わせた構成のプリンタであってもよい。すなわち、絶対水分量と、画像形成した転写材の総合計枚数を放電電流制御時の印加ＤＣ値にフィードバックしてもよい。
【０１３９】
また、クリーナレスのプリンタにおいて、交流電圧を感光ドラムに印加し、交流電流値を測定し、測定した交流電流値から感光ドラムの膜厚を不図示の膜厚検知部で検知する場合がある。このような場合におても、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位近傍の直流電圧値を帯電ローラに印加することによって、膜厚検知時の帯電ローラの汚れ防止にも有効であり、感光ドラムの膜厚検知も正確に安定して行うことができる。
【０１４０】
また、上記各プリンタにおける補助帯電部材７と転写残トナー帯電部材８は、ブラシ状部材であるが、ブラシ回転体、弾性ローラ体、シート状部材など任意の形態の部材であってもよい。
【０１４１】
また、上記の各プリンタにおける感光ドラム１は、表面抵抗が１０９乃至１０１４Ω・ｃｍの電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであってもよい。さらに、電荷注入層を用いていない場合でも、例えば、電荷輸送層が上記の抵抗範囲内である場合も、同等の効果が得られる。また、上記各プリンタにおける感光ドラム１は、表層の体積抵抗が約１０１３Ω・ｃｍであるアモルファスシリコン感光体であってもよい。
【０１４２】
上記各プリンタは、可撓性の接触帯電部材として帯電ローラを使用しているが、ファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものもを使用してもよい。さらに、各種材質のものを組み合わせることによって、より適切な弾性、導電性、表面性、耐久性のものを得ることができる。
【０１４３】
上記各プリンタの帯電ローラ２や現像スリーブ４ｂに印加する振動電界の交番電圧成分（ＡＣ成分、周期的に電圧値が変化する電圧）の波形には、正弦波、矩形波、三角波等、適宜使用してもよい。さらに、直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波であってもよい。
【０１４４】
また、上記各プリンタにおける、感光ドラム１の帯電面に対する露光器（情報書き込み部）は、レーザ走査による露光器であるが、例えば、ＬＥＤのような固体発光素子アレイを用いたデジタル露光による露光器であってもよい。さらに、ハロゲンランプや蛍光灯等を原稿照明光源とするアナログ的な露光器であってもよい。
【０１４５】
また、上記各プリンタは、像担持体として感光ドラムを用いたが、像担持体が静電記録誘電体などであってもよい。この場合、静電記録誘電体の表面を一様に帯電した後、その帯電面を除電針ヘッドや電子銃等の除電手段で選択的に除電して、目的の画像情報に対応した静電潜像を書き込み形成にする必要がある。
【０１４６】
また、上記各プリンタは、転写器として転写ローラを用いたローラ転写であるが、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した非接触転写帯電方式であってもよい。
【０１４７】
また、上記各プリンタは、感光ドラムに形成した単色トナー画像を転写材に直接転写する画像形成装置であるが、転写ドラムや転写ベルトなどの中間転写体を用いて単色のトナー画像を形成する画像形成装置であってもよい。さらに、多重転写等により多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。これら、いずれの画像形成装置であっても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の各実施形態の画像形成装置としてのレーザビームプリンタに共通な要部を示す概略構成図である。
【図２】本発明の各実施形態の画像形成装置に共通な感光ドラムと帯電ローラの層の概略断面図である。
【図３】本発明の各実施形態の画像形成装置に共通な動作シーケンス図である。
【図４】本発明の第１実施形態における画像形成装置の帯電バイアス印加系のブロック回路図である。
【図５】本発明の各実施形態の画像形成装置に共通な、放電電流量の測定概略図である。
【図６】本発明の各実施形態の画像形成装置に共通な、印字準備回転中に測定されるピーク間電圧と交流電流量との関係図である。
【図７】本発明の各実施形態の画像形成装置に共通な帯電制御フロー図である。
【図８】本発明の第１実施形態における画像形成装置の、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位が−３００（Ｖ）時において、放電電流制御時の帯電ローラの周方向汚れ濃度差と、放電電流制御時に帯電ローラにＤＣ値との関係を示したグラフである。
【図９】本発明の第２実施形態における画像形成装置の帯電バイアス印加系のブロック回路図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における画像形成装置内の環境の絶対水分量と、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位との関係を示したグラフである。
【図１１】本発明の第２実施形態における画像形成装置内の環境の絶対水分量と、放電電流制御時における印加ＤＣ値との関係を示したグラフである。
【図１２】本発明の第３実施形態における画像形成装置の帯電バイアス印加系のブロック回路図である。
【図１３】本発明の第３実施形態における画像形成装置の、総合計枚数（耐久枚数）と、帯電ローラ直前の感光ドラムの表面電位との関係を示したグラフである。
【図１４】本発明の第３実施形態における画像形成装置の、総合計枚数（耐久枚数）と、放電電流制御時印加ＤＣ値との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【０１４９】
Ｐ      転写材
Ｓ１    電源
Ｓ２    電源
Ｓ３    電源
Ａ      帯電部
Ｂ      露光部
Ｃ      現像部
Ｄ      転写部
Ｅ      接触部
Ｆ      接触部
Ｌ      走査露光
１      感光ドラム（像担持体）
２      帯電ローラ（帯電部材）
３      露光器
４      現像器（現像手段）
４ｂ    現像スリーブ
４ｅ    現像剤（トナー）
５      転写ローラ（転写手段）
６      定着器
７      補助帯電部材（補助帯電手段）
８      転写残トナー帯電部材（トナー帯電手段）
１１      ＤＣ電源
１２      ＡＣ電源
１３      制御回路
１４      交流電流値測定回路
１５      環境センサ（水分検知手段）
１６      カウンタ
２０      レーザビームプリンタ（画像形成装置）
【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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【図１３】
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【図１４】
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