(57)【要約】【課題】帯電部材の負荷上昇による帯電電位の低下を補正し、帯電電位を常に一定に保持可能とする。【解決手段】表面に画像を担持する感光体ドラム１１と、帯電ＤＣバイアスと帯電ＡＣバイアスを重畳して感光体ドラム１１の表面を帯電する帯電ローラ１２と、帯電ローラ１２によって帯電される感光体ドラム１１の帯電ＡＣ電流を検知するＡＣ電流測定部１１１と、帯電ＡＣ電流、帯電ＡＣバイアス及び帯電ＤＣバイアスを制御する制御部１１４と、を備えた画像形成装置であって、前記制御部１１４は、ＡＣ電流測定部１１１によって検知された帯電ＡＣ電流と、検知された帯電ＡＣ電流に基づいて制御される帯電ＡＣバイアスと、指示された現像バイアスとから帯電ＤＣバイアスを決定する。【選択図】図２
2013125263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に画像を担持する像担持体と、
帯電ＤＣバイアスと帯電ＡＣバイアスを重畳して前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電される前記像担持体の帯電ＡＣ電流を検知する検知手段と、
前記帯電ＡＣ電流、前記帯電ＡＣバイアス及び前記帯電ＤＣバイアスを制御する制御手段と、
を備えた画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記検知手段によって検知された帯電ＡＣ電流と、検知された帯電ＡＣ電流に基づいて制御される帯電ＡＣバイアスと、指示された現像バイアスとから帯電ＤＣバイアスを決定すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置であって、
前記帯電ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）は、
前記現像バイアスをＶｂ、前記帯電ＡＣ電流をＩａｃ、帯電ＡＣバイアスをＶａｃ、α、βを固定値、Ｒｔｈを帯電ＡＣバイアス／帯電ＡＣ電流の閾値としたとき、
Ｖａｃ／Ｉａｃ≦Ｒｔｈの場合
Ｖｄｃ＝Ｖｂ＋α
Ｖａｃ／Ｉａｃ＞Ｒｔｈの場合
Ｖｄｃ＝Ｖｂ＋α＋β×（Ｌｏｇ（Ｖａｃ／Ｉａｃ）−Ｌｏｇ（Ｒｔｈ））
で決定されること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記検知手段によって検知された帯電ＡＣ電流に基づき、当該帯電ＡＣ電流が一定となるように前記帯電ＡＣバイアスを制御すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
前記現像バイアスは露光部電位と現像ガンマ特性によって決定されること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
前記帯電手段の体積抵抗率が１０３〜１０７（Ω・ｃｍ）であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
前記像担持体と前記帯電手段とは非接触であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
前記現像バイアスは上位の制御手段から入力されること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
画像を坦持する像坦持体の表面を帯電手段により帯電ＤＣバイアスと帯電ＡＣバイアスを重畳して帯電する工程と、
前記帯電手段によって帯電される前記像担持体の帯電ＡＣ電流を検知手段により検知する工程と、
前記検知する工程で検知された帯電ＡＣ電流に基づいて帯電ＡＣバイアスを制御する工程と、
前記検知する工程で検知された帯電ＡＣ電流、前記制御する工程で制御される帯電ＡＣバイアス、及び指示された現像バイアスに基づいて帯電ＤＣバイアスを決定する工程と、
を備えた画像形成装置の帯電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び帯電制御方法に係り、特に、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合したデジタル複合機等の画像形成装置及びこの画像形成装置で実行される帯電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、例えば特許文献１及び２に記載された発明が公知である。このうち特許文献１（特開２００５−１７２９０７号公報）に記載された発明は、帯電ＤＣバイアスの回路の状態に左右されない帯電ＡＣバイアスが得られる高品質な画像形成装置を提供するため、被帯電体と前記被帯電体に接触し、その状態が維持された（以下、「当接」と称する。）帯電部材と、帯電部材に直流成分と交流成分とを重畳した帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加手段を備え、交流成分が定電流電源によって生成され、かつ直流成分が定電圧電源によって生成される画像形成装置において、定電流電源の電流設定値を可変できる機能を有した電流設定手段、定電圧電源の電圧設定値を可変できる機能を有した電圧設定手段、電圧設定値に基づき、前記電流設定値を定める制御手段を有することを特徴とするものである。
【０００３】
また、特許文献２（特開２０１０−２４４０１９号公報）に記載された発明は、ＤＣ帯電方式を用いる画像形成装置において、電位センサを用いることなく、感光体ドラムを目標電位に帯電させるため、回転可能な感光体と、感光体を帯電する帯電手段と、感光体と帯電部材との間で放電が行われるように所定の交流電圧と所定の直流電圧を重畳させたテストバイアスを帯電部材へ印加した際に流れる直流電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段の出力に基づき帯電バイアスを制御する制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の発明では、交流成分が定電流電源によって生成され、かつ直流成分が定電圧電源によって生成される画像形成装置において、定電圧電源の電圧設定値を変更することができる電圧設定回路が設定する電圧設定値に基づき電流設定値を定めていることから、直流成分電圧設定値に基づき交流成分電流設定値を決定している。ここで設定しているのは、交流成分電流値であり、帯電電位の低下を補正することはできない。特許文献２記載の発明では、帯電部材へ印加した際に流れる直流電流を検出して帯電バイアスを制御するようになっているが、直流電流は小さいので精度良く帯電バイアスを決定することはできない。いずれにしても帯電部材の負荷上昇により帯電電位が低下するのを補正することができないので、帯電電位を常に一定に保つことは不可能である。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、帯電部材の負荷上昇による帯電電位の低下を補正し、帯電電位を常に一定に保持可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、画像を担持する像担持体と、帯電ＤＣバイアスと帯電ＡＣバイアスを重畳して前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電される前記像担持体の帯電ＡＣ電流を検知する検知手段と、前記帯電ＡＣ電流、前記帯電ＡＣバイアス及び前記帯電ＤＣバイアスを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検知手段によって検知された帯電ＡＣ電流と、検知された帯電ＡＣ電流に基づいて設定される帯電ＡＣバイアスと、指示された現像バイアスとから帯電ＤＣバイアスを決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、帯電部材の負荷上昇による帯電電位の低下を補正し、帯電電位を常に一定に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラー複写機の全体的な構成を示す図である。
【図２】図１に示したカラー複写装置の１つの色のエンジン部の概略構成を示す図である。
【図３】図２に示した帯電ローラの印加電圧を制御する制御構成における制御内容を示す説明図である。
【図４】従来からの帯電部材の負荷特性（帯電ＡＣバイアス／帯電ＡＣ電流）と帯電電位の関係を示す特性図である。
【図５】本実施形態における帯電部材の負荷特性（帯電ＡＣバイアス／帯電ＡＣ電流）と帯電電位の関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、現像バイアス、帯電ＡＣ電流、帯電ＡＣバイアスに応じて帯電ＤＣバイアスを決定して帯電部材の負荷上昇による帯電電位の低下を補正し、帯電電位を常に一定に保持できるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。  
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラー複写機の全体的な構成を示す図である。図において、本実施形態に係るカラー複写機１本体は、原稿搬送部３、原稿読込部４、光書き込み部（露光部）６、給紙部７、プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（以下、総体的には符号１０で示す。）、中間転写ベルト１７、２次転写ローラ１８、定着部２０、トナー容器２８等を備えている。
【００１１】
原稿搬送部３は原稿を原稿読込部４に搬送し、原稿読込部４は原稿の画像情報を読み込む。光書き込み部６は入力画像情報に基づいたレーザ光を出射して各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラムに光書き込みを行う。給紙部７には転写紙等の記録媒体Ｐが収納され、２次転写部（２転写ローラ１８位置）に作像タイミングに合わせて給紙される。プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部として機能し、それぞれ後述の感光体ドラム、帯電部、現像部、転写部、クリーニング部、及び潤滑剤供給部等を備え、帯電部と現像部との間に光書き込み部６から出射されたレーザ光により潜像が形成される。
【００１２】
中間転写ベルト１７はプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫで現像されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が重ねて1次転写される。２次転写ローラ１８は中間転写ベルト１７上に形成されたフルカラーのトナー像を記録媒体Ｐに２次転写し、記録媒体Ｐ上に画像を形成する。定着部２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着し、定着後、記録媒体Ｐは装置外に排紙される。トナー容器２８は各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの現像部に各色のトナーを補給するためのトナーを収納したものである。
【００１３】
各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは、１つの色のエンジン部の概略構成を示す図２に示すように、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１１、帯電部としての帯電ローラ（帯電部材）１２、現像部１３（現像装置）、クリーニング部（クリーニング装置）、潤滑剤供給装置（潤滑剤供給部）１６が一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは、寿命に達したときにカラー複写機１本体に対して交換される。各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫにおける感光体ドラム１１上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される。なお、図２では、感光体ドラム１１と1次転写ローラ１４の配置が図１とは上下逆に図示されている。
【００１４】
カラー複写機１では、原稿は原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光毎に読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理を行い、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００１５】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は光書き込み部６に送信され、光書き込み部６からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１上に向けて照射される。一方、４つの感光体ドラム１１は、それぞれ、図の時計方向に回転しており、感光体ドラム１１の表面は、帯電ローラ１２と対向した位置で一様に帯電される。こうして、感光体ドラム１１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
【００１６】
光書き込み部６において、光源から画像信号に対応して変調されたレーザ光が各色の感光体ドラム１１毎に出射される。図示は省略するが、レーザ光はポリゴンミラーに入射して反射した後に複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分毎に別の光路を通過することになる。
【００１７】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー（不図示）により、感光体ドラム１１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電ローラ１２によって帯電された後の感光体ドラム１１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００１８】
同様に、シアン成分のレーザ光は、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ１０Ｃの感光体ドラム１１表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ１０Ｍの感光体ドラム１１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目（中間転写ベルト１７の走行方向に対して最も下流側）のプロセスカートリッジ１０ＢＫ（黒色用作像部）の感光体ドラム１１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００１９】
各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１上の潜像が現像される。現像工程後の感光体ドラム１１表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように1次転写ローラ１４が設置されている。そして、1次転写ローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（1次転写）。
【００２０】
1次転写後の感光体ドラム１１表面は、それぞれクリーニング部との対向位置に達し、クリーニング部で感光体ドラム１１上に残存する未転写トナーが回収される。その後、感光体ドラム１１表面は、潤滑剤塗布部１６の位置と除電部（不図示）の位置とを順次通過して、感光体ドラム１１における一連の作像プロセスが終了する。クリーニング部は図２では図示されていないが、１次転写ローラ１４と潤滑剤塗布部１６の間に配置されている。
【００２１】
他方、感光体ドラム１１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト１７表面は、図中の矢印方向に走行して、２次転写ローラ１８の位置に達する。２次転写ローラ１８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上のフルカラーの画像が２次転写される。その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部（不図示）の位置に達し、中間転写ベルト１７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収され、中間転写ベルト１７上の一連の転写プロセスが完了する。
【００２２】
ここで、２次転写ローラ１８位置の記録媒体Ｐは、給紙部７から搬送ガイド、レジストローラ１９等を経由して搬送されたものである。詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ１９に導かれる。レジストローラ１９に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト１７上のトナー像とタイミングを合わせて、２次転写ローラ１８の位置に向けて搬送される。その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０に導かれ、定着部２０で定着ローラと加圧ローラとのニップでカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ２９によって装置本体１外に出力画像として排出された後に、排紙部５上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２３】
図２において、エンジン部ＥＮは、像担持体としての感光体ドラム１１、感光体ドラム１１の外周に当該ドラム１１の回転方向に沿って配置された帯電ローラ１２、光書き込み部６、現像器１３、潤滑剤塗布部１６、1次転写ローラ１４、及び感光体１１と1次転写ローラ１４との間を移動する中間転写ベルト１７とを備えている。なお、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像器１３、潤滑剤塗布部１６は図１のプロセスカートリッジ１０として配置されている。帯電ローラ１２には、帯電ローラ１２の印加電圧を制御するためのＡＣ電流測定部１１１、ＡＣ電源１１２、ＤＣ電源１１３及び制御部１１４が接続されている。
【００２４】
感光体ドラム１１は負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。図示は省略するが、感光体ドラム１１は基層としての導電性支持体上に絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層（表面層）が順次積層されている。感光体ドラム１１の導電性支持体（基層）としては、例えば、体積抵抗率が１０１０（Ω・ｃｍ）以下の導電性材料が使用される。
【００２５】
帯電ローラ１２は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなるローラ部材であって、潤滑剤供給装置１６に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側に配設されている。また、帯電ローラ１２は、潤滑剤供給装置１６によって感光体ドラム１１上に供給された潤滑剤が付着しないように、感光体ドラム１１に対して非接触で対向するように配設されている。また、帯電ローラ１２と感光体ドラム１１が非接触であるので、帯電ローラ１２に感光体ドラム１１からトナーあるいは紙粉などが付着するのを抑制することもできる。帯電ローラ１２には後述するが電源部としてのＡＣ電源１１２及びＤＣ電源１１３から所定の電圧（帯電バイアス）が印加されて、これにより対向する感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。帯電ローラ１２は、抵抗が低すぎると感光体ドラム１１にピンホールがあった場合に、過電流が流れていまい、抵抗が高すぎると、電圧降下が大きくなりすぎて帯電しなくなる。そこで、帯電ローラ１２は、体積抵抗率が例えば１０３〜１０７（Ω・ｃｍ）の導電性部材を使用すると良い。
【００２６】
現像部１３は、主として、感光体ドラム１１に対向する現像ローラ１３ａ、現像ローラ１３ａに対向する第１搬送スクリュ１３ｂ１、仕切部材を介して第１搬送スクリュ１３ｂ１に対向する第２搬送スクリュ１３ｂ２、及び現像ローラ１３ａに対向するドクターブレード１３ｃから構成される。現像ローラ１３ａは、内部に設けられローラ周面に磁極を形成するマグネット及びマグネットの周囲を回転するスリーブを備え、マグネットによって現像ローラ１３ａ（スリーブ）上に複数の磁極が形成されて現像ローラ１３ａ上に現像剤が担持される。現像部１３内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤が収容されている。
【００２７】
クリーニング部は、特に図示していないが、潤滑剤供給装置１６に対して感光体ドラム１１の回転方向上流側に配設されている。クリーニング部１５には、感光体ドラム１１に当接するクリーニングブレード、クリーニング部１５内に回収されたトナーを廃トナーとして廃トナー回収容器に向けて搬送する搬送コイル等が設置されている。クリーニングブレードは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム１１表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム１１上に付着する未転写トナー等の付着物が機械的に掻き取られてクリーニング部内に回収されることになる。ここで、感光体ドラム１１上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、記録媒体Ｐ（用紙）から生じる紙粉、帯電ローラ１２による放電時に感光体ドラム１１上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤等がある。
【００２８】
潤滑剤供給装置１６は、固形潤滑剤１６ｂ、感光体ドラム１１と固形潤滑剤１６ｂとに接する潤滑剤供給ローラ１６ａ（ブラシ状ローラ）、固形潤滑剤１６ｂを潤滑剤供給ローラ１６ａに向けて付勢する圧縮スプリング、潤滑剤供給ローラ１６ａによって感光体ドラム１１上に供給された潤滑剤を薄層化するブレード状部材１６ｃ等で構成される。なお、ブレード状部材１６ｃは、潤滑剤供給ローラ１６ａに対して感光体ドラム１１の回転方向下流側の位置で感光体ドラム１１に対してカウンタ方向に当接するように構成されている。このように構成された潤滑剤供給装置１６によって、感光体ドラム１１上に薄層化された潤滑剤が供給される。
【００２９】
このような構成のエンジン部ＥＮでは、感光体ドラム１の表面が帯電ローラ１２によって帯電され、光書き込みユニット６によってレーザ光による画像の光書き込みが行われる。レーザ光による光書き込みによって形成された潜像は、現像器１３によってトナー現像され、顕像化される。顕像化されたトナー画像は、1次転写ローラ１４によって転写ベルト１７上に1次転写され、転写ベルト１７の回転方向下流側の図示しない２次転写部で転写紙上に転写され、画像が形成される。図１に示すように、このようなエンジン部ＥＮがＹＭＣＫの４色転写ベルト８の回転方向に沿って並設され、フルカラーの画像が転写紙に形成されることになる。なお、単色の複写機では図２に示したエンジン部ＥＮは１つのよいことは言うまでもない。
【００３０】
図３は、図２に示した帯電ローラ２の印加電圧を制御する制御構成における制御内容を示す説明図である。制御部１１４には、ＡＣ電流測定部１１１から帯電ＡＣ電流の測定値が、また、カラー複写機１の図示しないメイン制御装置のＣＰＵから現像バイアスの指示値がそれぞれ入力される。なお、現像バイアスは、現像剤を用いて静電潜像を可視化する際に，静電潜像担持体（感光体ドラム１１）と現像装置１３の現像電極との間に加える電圧であり、帯電ＡＣ電流は、ＡＣ電源１１２から交流電圧が帯電部材（ここでは帯電ローラ１２）に印加されたとき帯電部材に流れる電流である。制御部１１４は、帯電ＡＣ電流を検知するＡＣ電流測定部１１１によって測定された測定値に基づいて帯電ＡＣ電流が一定となるように帯電ＡＣバイアスを制御し、後述のようにして帯電ＤＣバイアスを決定し、決定された帯電ＡＣバイアスがＡＣ電源１１２から、帯電ＤＣバイアスがＤＣ電源１１３からそれぞれ出力され、両者が重畳されて帯電ローラ２に印加される。
【００３１】
すなわち、帯電ＡＣバイアスとしては、正逆放電を生じさせる以上のバイアスが必要であり、制御部１１４はＡＣ電源１１２を帯電ＡＣ電流が一定となるように制御する。一般的には、例えば１．２ｋＶ〜３．０ｋＶの間で設定され、制御される。帯電ＡＣ電流はＡＣ電流測定部１１１によって測定された測定結果が制御部１１４に入力され、制御部１１４では、感光体ドラム１及び帯電ローラ２の線速、あるいはこれらの長手方向の幅、空隙の大きさなどに基づいて帯電ＡＣバイアスを決定する。具体的には、帯電ＡＣ電流が０．４ｍＡ〜３ｍＡとなるよう決定する。帯電ＡＣ電流が小さすぎると、帯電不足が生じてしまい、帯電ＡＣ電流が大きすぎると、過剰に放電してしまい、感光体ドラム１あるいは帯電ローラ２の劣化がしてしまう。そのため、前記範囲の帯電ＡＣ電流が好ましい。
【００３２】
帯電ＡＣバイアス及び帯電ＡＣ電流は帯電ローラ１２（一般的には帯電部材）の負荷特性を表しており、この値が大きいと帯電部材の負荷が大きいということになる。帯電ローラ１２は通電により負荷が上昇する。負荷が上昇すると、帯電ＡＣバイアスと帯電ＤＣバイアスは小さくなる。ＡＣについては帯電ＡＣ電流を一定にするので、過不足なく必要な帯電ＡＣバイアスを得ることができるが、ＤＣについては、バイアスが小さくなるので、結果的に帯電電位が低くなってしまう。
【００３３】
図４は帯電ＡＣバイアス（Ｖａｃ）／帯電ＡＣ電流（Ｉａｃ）と帯電電位（Ｖ）の関係を示す特性図である。帯電電位は−８００Ｖを目標にしているが、負荷がある閾値以上に上がると帯電電位が低下していることがわかる。この閾値をＲｔｈ（図３では６．１８に相当する。）とした。この特性は、感光体ドラム１の線速：２５５ｍｍ／ｓ、帯電幅：３１２ｍｍ、目標表面電位：−８００Ｖ、感光体ドラム直径：４０ｍｍ、及び帯電ローラ直径：１２．５５ｍｍの場合のものである。
【００３４】
制御部１４で決定される帯電ＤＣバイアス（Ｖｄｃ）は、
Ｖａｃ／Ｉａｃ≦Ｒｔｈの場合
Ｖｄｃ＝Ｖｂ＋α      ・・・（１）
Ｖａｃ／Ｉａｃ＞Ｒｔｈの場合
Ｖｄｃ＝Ｖｂ＋α＋β×（Ｌｏｇ（Ｖａｃ／Ｉａｃ）−Ｌｏｇ（Ｒｔｈ））
・・・（２）
ただし、
Ｖｄｃ（Ｖ）：帯電ＤＣバイアス
Ｖｂ（Ｖ）：現像バイアス
Ｖａｃ（Ｖ）：帯電ＡＣバイアス
Ｉａｃ（Ａ）：帯電ＡＣ電流
α、β：固定値
Ｒｔｈ：帯電ＡＣバイアス／帯電ＡＣ電流の閾値
である。
【００３５】
前記の式では、負帯電と正帯電では符号が変わってくる。負帯電については絶対値として説明する。固定値αの値としては、４０Ｖ〜２００Ｖの範囲が好適であり、さらに好ましくは、８０Ｖ〜１４０Ｖである。
【００３６】
なお、固定値αが小さすぎると、現像電位と帯電電位の差が小さくなり、トナー地汚れが発生してしまう。固定値αが高すぎると、現像電位と帯電電位の差が大きくなり、２成分現像ではキャリア付着が発生してしまう。固定値βの値は、図４の高負荷側の傾きに相当するもので、負荷上昇に対する帯電電位の低下量を表すものである。具体的な値としては、−３００〜−１００００である。
【００３７】
また、（２）式における（Ｖｂ＋α）分が通常の制御で用いる現像バイアスに地肌ポテンシャルを足した値を表しており、帯電ＡＣバイアス（Ｖａｃ）／帯電ＡＣ電流（Ｉａｃ）が抵抗に相当するものを表している。
【００３８】
そこで、前述と同様に像担持体及び帯電部材の線速：２５５ｍｍ／ｓ、帯電幅：３１２ｍｍ、像担持体直径：４０ｍｍ、帯電部材直径：１２．５５ｍｍである場合に、
現像バイアス：−７００（Ｖ）
α：−１００（Ｖ）  
β：−３０００（Ｖ）
Ｒｔｈ：１０６．１８（Ω）
という条件で前記式に基づいて帯電ＤＣバイアスＶｄｃを決定して帯電ローラ１２に印加したときの帯電ＡＣバイアス（Ｖａｃ）／帯電ＡＣ電流（Ｉａｃ）と帯電電位（Ｖ）を測定すると、図５に示すような特性となる。
【００３９】
同図から、前記式に基づいて帯電ＤＣバイアスを決定すると、帯電ローラ１２の負荷上昇で感光体ドラム１１表面の帯電電位が低下するのを補正することが可能となり、帯電電位を常に一定に保つことができる。
【００４０】
その際、現像バイアスは像担持体１１の露光後の露光部電位と現像能力（現像ガンマ特性）によって決定する。すなわち、トナー付着量を最適化するためには、現像バイアスがポイントとなるが、トナー付着量は現像ポテンシャルと現像能力である現像ガンマ特性で決まる。現像ポテンシャルは露光部電位と現像バイアスの差であり、トナー付着量を最適化するためには、露光部電位と現像ガンマ特性から最適な現像バイアスを決定すれば良い。
【００４１】
また、図４に示すように帯電ローラ１２の負荷が上昇すると、帯電ローラ１２で電圧降下が生じるので帯電電位は低くなる。そこで、本実施形態では、低下した帯電電位に応じて（２）式に示すように帯電ＤＣバイアスをかさ上げし、図５に示すように帯電電位を常に一定に保つようにした。これにより、帯電ローラ１２の負荷が上昇して帯電電位が低下し、トナー地汚れが生じることがなくなる。なお、低下した帯電電位は帯電ローラ１２の負荷から予測可能であり、帯電ローラ１２の負荷（抵抗）は図４に示すように帯電ＡＣ電流（Ｉａｃ）と帯電ＡＣバイアス（Ｖａｃ）から求めることができる。
【００４２】
さらに、環境により帯電ローラ１２の抵抗が変化するので、帯電ＡＣバイアスが一定の場合には帯電ＡＣ電流が変化してしまい、帯電不足あるいは過剰な帯電が発生する。これに対し、本実施形態では、ＡＣ電流測定部１１１で帯電ＡＣ電流を測定し、測定した結果に基づいて検知した帯電ＡＣ電流が一定となるように帯電ＡＣバイアスを制御するので、環境や環境変化に拘わらず、帯電ＡＣ電流を一定にすることができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、
１）帯電ローラの負荷上昇により低下する帯電電位を補正し、帯電電位を常に一定に保持することができる。  
２）環境により帯電ローラ２の抵抗が変化しても、帯電ＡＣ電流が一定となるように帯電ＡＣバイアスを制御するので、環境や環境変化に拘わらず、帯電不足あるいは過剰な帯電の発生を防止することができる。  
（３）露光部電位と現像ガンマから最適な現像バイアスを決定することにより、トナー付着量を最適化することができる。  
（４）帯電ローラ１２の体積抵抗率を１０３〜１０７（Ω・ｃｍ）としたので、安定した帯電電位を得ることができる。  
（５）帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１に対して非接触で対向するように設けられているので、帯電ローラ１２に感光体ドラム１１からトナーあるいは紙粉などが付着するのを抑制することが可能で、安定した帯電電位を得ることができる。  
などの効果を奏する。
【００４４】
なお、特許請求の範囲における像坦持体は実施形態では感光体ドラム１１に、帯電ＤＣバイアスはＶｄｃに、帯電ＡＣバイアスはＶａｃに、帯電手段は帯電ローラ１２に、帯電ＡＣ電流はＩａｃに、検知手段はＡＣ電流測定部１１１に、制御手段は制御部１１４に、画像形成装置はカラー複写機１にそれぞれ対応する。
【００４５】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲により規定される範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１  カラー複写機
１１  感光体ドラム
１２  帯電ローラ
１１１  ＡＣ電流測定部
１１４  制御部
Ｉａｃ  帯電ＡＣ電流
Ｖａｃ  帯電ＡＣバイアス
Ｖｄｃ  帯電ＤＣバイアス
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特開２００５−１７２９０７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４４０１９号公報
【図１】
2013125263.tif 000003
【図２】
2013125263.tif 000004
【図３】
2013125263.tif 000005
【図４】
2013125263.tif 000006
【図５】
2013125263.tif 000007