(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段に１個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路を有する画像形成装置の帯電バイアス電圧制御方法であって、
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも２種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする帯電バイアス電圧制御方法。
【請求項２】
前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−ｎとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Ｖｐｐ−（ｎ＋１）を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−（ｎ＋１）に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【請求項３】
前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小のピーク間電圧Ｖｐｐ−ｍｉｎと、前記帯電手段に印加される直流電圧Ｖｄｃとの間の関係が、Ｖｐｐ−ｍｉｎ／２≧｜Ｖｄｃ｜であることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【請求項４】
前記交流電圧の最大のピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【請求項５】
前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗Ｒ−ｌｏｗと高温高湿環境下の抵抗Ｒ−ｈｉｇｈの比が０．１≦Ｒ−ｌｏｗ／Ｒ−ｈｉｇｈ≦１０であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【請求項６】
少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段とを有する画像形成装置の、該帯電手段に１個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路において、
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも２種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする帯電バイアス電源回路。
【請求項７】
前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−ｎとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Ｖｐｐ−（ｎ＋１）を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−（ｎ＋１）に切り替えることを特徴とする請求項６に記載の帯電バイアス電源回路。
【請求項８】
前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小のピーク間電圧Ｖｐｐ−ｍｉｎと、前記帯電手段に印加される直流電圧Ｖｄｃとの間の関係が、Ｖｐｐ−ｍｉｎ／２≧｜Ｖｄｃ｜であることを特徴とする請求項６または７に記載の帯電バイアス電源回路。
【請求項９】
前記交流電圧の最大のピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする請求項６から８の何れかに記載の帯電バイアス電源回路。
【請求項１０】
前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗Ｒ−ｌｏｗと高温高湿環境下の抵抗Ｒ−ｈｉｇｈの比が０．１≦Ｒ−ｌｏｗ／Ｒ−ｈｉｇｈ≦１０であることを特徴とする請求項６から９の何れかに記載の帯電バイアス電源回路。
【請求項１１】
少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段に１個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路と、を備える画像形成装置において、
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも２種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−ｎとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Ｖｐｐ−（ｎ＋１）を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−（ｎ＋１）に切り替えることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小のピーク間電圧Ｖｐｐ−ｍｉｎと、前記帯電手段に印加される直流電圧Ｖｄｃとの間の関係が、Ｖｐｐ−ｍｉｎ／２≧｜Ｖｄｃ｜であることを特徴とする請求項１１または１２の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記交流電圧の最大のピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする請求項１１から１３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗Ｒ−ｌｏｗと高温高湿環境下の抵抗Ｒ−ｈｉｇｈの比が０．１≦Ｒ−ｌｏｗ／Ｒ−ｈｉｇｈ≦１０であることを特徴とする請求項１１から１４の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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おける、帯電バイアス電圧制御方法、帯電バイアス電源回路、および、該帯電バイアス電圧制御方法を用いている、または該帯電バイアス電源回路を具備している画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に一般的な画像形成装置の一例の概略構成を示した。本例の画像形成装置は電子写真方式の複写機もしくはプリンタである。１００は潜像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。感光ドラム１００はその回転過程で帯電装置１０１による所定の極性・電位の一様な帯電処理を受け、次いで露光装置１０２による像露光を受ける。これにより感光ドラム面に静電潜像が形成される。次いでその静電潜像は現像装置１０３により現像されてトナー像として顕像化される。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１０４に対して転写装置１０５にて転写される。トナー像の転写を受けた記録媒体１０４は感光ドラム面から分離されて定着装置１０６へ導入されてトナー像の定着処理を受けて画像形成物として排紙される。記録媒体分離後の感光ドラム面はクリーニング装置１０７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。
【０００３】
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、画像形成を行っている。
【０００４】
帯電装置１０１としては、ローラ型、ブレード型などの帯電部材を感光ドラム表面に接触させ、該接触帯電部材に電圧を印加して感光ドラム表面の帯電を行なう接触帯電方式が広く採用されている。特に、ローラ型の帯電部材（帯電ローラ）を用いた接触帯電方式は、長期にわたって、安定した帯電を行なうことができる。
【０００５】
接触帯電部材としての帯電ローラに対しては、帯電バイアス印加手段から帯電バイアス電圧が印加される。該帯電バイアス電圧は直流電圧のみでも良いが、特開昭６３−１４９６６９号公報に示されるような、所望のドラム上暗電位Ｖｄに相当する直流電圧Ｖｄｃ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電圧が用いられている。
【０００６】
この帯電方法は、感光ドラム上を均一帯電するのに優れており、直流電圧に対して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が解消され、感光ドラム表面の帯電電位Ｖｄは、直流印加電圧値Ｖｄｃに均一に収束する。
【０００７】
ただし、この方式は、直流成分のみを帯電バイアス電圧として印加する場合に比べ、感光ドラムに対する放電量が増えるために、感光ドラム表面がクリーニング装置と摩耗することによって削れるなどの表面劣化が促進されやすいという傾向があり、これに対処するため、帯電バイアス電圧の交流電圧のピーク間電圧（交流ピーク間電圧）Ｖｐｐをできるだけ小さく抑え、帯電ローラが感光ドラムに対して過剰に放電することを防ぐ必要があった。
【０００８】
前記した、交流ピーク間電圧（Ｖｐｐ）と放電量の関係は、感光ドラム表面の感光層の膜厚や、使用環境などによって異なるため常に一定ではない。例えば、帯電ローラに同じピーク間電圧を印加しても、低温低湿環境では帯電ローラのインピーダンスが上昇するので放電量が少なく、逆にインピーダンスが低下する高温多湿環境では放電量が多い。また、使用環境が同じであっても、使用に伴って感光体表面が摩耗により削られてくると初期使用時に比べてインピーダンスが低下するので放電量が多くなる。
【０００９】
この問題を回避するために、交流成分を定電流で制御する方法（特公平０６−０９３１５０号公報）が提案されている。これは、感光体に流れる交流電流Ｉａｃを検出してこれを一定になるように制御するもので、この方式を用いると、環境変動や感光ドラムの削れなどによるインピーダンス変化に対して、交流ピーク間電圧が自在に変化するため、環境変動や感光ドラムの膜厚等によらず、放電量を常にほぼ一定に保つことができる。
【００１０】
また、さらに、特開２００１−２０１９２０号公報には、非画像形成時に帯電装置に放電領域と未放電領域の交流ピーク間電圧Ｖｐｐを印加した場合の感光体に流れる交流電流Ｉａｃを検出して両者の関係から放電電流量を算出し、適正な放電量が得られる交流電圧を画像形成時の帯電バイアスとして印加する方式も提案されている。この方式は、放電電流をより直接的に制御しているので、従来の定電流制御よりも、高精度に放電電流を制御することが可能である。
【００１１】
これらの方法は、ドラム寿命延命および良好な帯電性の確保に大きな効果を上げている。
【００１２】
また、他にも、特開平０９−１９０１４３号公報には、プロセスカートリッジにプロセスカートリッジ使用量検知／記憶手段を搭載し、また、交流ピーク間電圧には２種類以上の定電圧出力を設けて、プロセスカートリッジ使用量に応じて感光ドラムの膜厚を予測し、交流ピーク間電圧を段階的に下げる方式が提案されている。
【００１３】
交流成分を定電圧制御した場合、直流電圧は、図１４の（ａ）に示されるように、交流出力用の昇圧トランスＴ−ＡＣ（電圧昇圧手段）からダイオードＤを介して、直流電圧作成用のコンデンサＣをつなぎ、該コンデンサＣをピークチャージさせることによって作成することが可能であるため、１個の電圧昇圧手段Ｔ−ＡＣのみで交流と直流の重畳バイアスを出力することが可能である。
【００１４】
このため、直流電源と交流電源を切り分ける必要がなく、定電流制御の場合に比べて電源回路構成を大幅に簡素化できるため、コスト面、また電源回路の省スペース化の観点からメリットが大きい。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、使用状況によらず放電量をほぼ一定になるように制御するためには、特公平０６−０９３１５０号公報のような交流成分の定電流制御方式や、特開２００１−２０１９２０号公報のような放電量算出方式を採用すれば良い。しかし、これらの方法では、図１４の（ａ）のように、１個の電圧昇圧手段Ｔ−ＡＣで交流と直流の重畳電圧を出力しようとすると、交流ピーク間電圧が低下する高温多湿、耐久後半などの条件下において、コンデンサを十分にチャージしきれなくなり、所望の直流電圧を得ることができない。これによって、感光ドラムへの帯電が良好に行なわれず、帯電不良が発生するなどの弊害が発生する。
【００１６】
このため、上記方法を用いた場合、１個の電圧昇圧手段で交流と直流の重畳電圧を出力することには限界があり、安定した帯電バイアス電圧を得るためには、図１４の（ｂ）のように、直流電源Ｔ−ＤＣと交流電源Ｔ−ＡＣを切り分け、直流用と交流用の２個の電圧昇圧手段を搭載する必要があった。
【００１７】
しかしながら、電圧昇圧手段は帯電発生回路の中でも高価な上に大型であるため、特に小型、低コスト画像形成装置においては、電源回路の省スペース化、低コスト化の観点から、電圧昇圧手段１個で安定した帯電バイアス電圧を出力することが望ましい。
【００１８】
また、特開平０９−１９０１４３号公報の方法では、帯電バイアス発生回路を電圧昇圧手段１個で構成することができるので、電源回路の省スペース化、コストの点でメリットは大きい。しかしながら、この方式は、所定のタイミング（感光体使用量）に到達したときに電圧切替（交流ピーク間電圧ダウン）を行うため、帯電バイアス発生回路の電源公差などによって、例えば、交流ピーク間電圧出力が公差下限のときは放電量が適正であるのに電圧切替が行われ放電量不足となって帯電不良が発生する場合があり、さらに、交流ピーク間電圧出力が公差上限のときは放電量が過多の状態であるのに所定タイミングまで電圧切替が行われず、感光ドラムの摩耗削れが促進されることが考えられ、放電制御の精度の点で前記の定電流制御よりも劣っていた。これらは、帯電装置の抵抗値や帯電バイアス発生回路の電源公差などを小さくすれば解決できる問題であるが、歩留まりの観点から公差は小さくすることは好ましくない。
【００１９】
上記の事情により、小型で、低コストな画像形成装置においては、電圧昇圧手段１個で交流と直流の重畳バイアスを出力できる簡易的な電源構成でも、帯電不良が発生せず、かつ、感光体の摩耗削れを最小限に抑える帯電制御が望まれていた。
【００２０】
よって、本発明では、帯電バイアス電圧に交流と直流の重畳バイアスを用い、直流電圧が交流電圧昇圧手段によって作製される電源方式においても、良好な帯電制御を行なうことを目的とする。
【００２１】
電源回路の省スペース化、低コスト化と安定した放電制御の両立を目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする、帯電バイアス電圧制御方法、帯電バイアス電源回路、および、画像形成装置である。
【００２３】
（１）少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段に１個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路を有する画像形成装置の帯電バイアス電圧制御方法であって、
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも２種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする帯電バイアス電圧制御方法。
【００２４】
（２）前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−ｎとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Ｖｐｐ−（ｎ＋１）を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−（ｎ＋１）に切り替えることを特徴とする（１）に記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【００２５】
（３）前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小のピーク間電圧Ｖｐｐ−ｍｉｎと、前記帯電手段に印加される直流電圧Ｖｄｃとの間の関係が、Ｖｐｐ−ｍｉｎ／２≧｜Ｖｄｃ｜であることを特徴とする（１）または（２）に記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【００２６】
（４）前記交流電圧の最大のピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする（１）から（３）の何れかに記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【００２７】
（５）前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗Ｒ−ｌｏｗと高温高湿環境下の抵抗Ｒ−ｈｉｇｈの比が０．１≦Ｒ−ｌｏｗ／Ｒ−ｈｉｇｈ≦１０であることを特徴とする（１）から（４）の何れかに記載の帯電バイアス電圧制御方法。
【００２８】
（６）少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段とを有する画像形成装置の、該帯電手段に１個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路において、
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも２種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする帯電バイアス電源回路。
【００２９】
（７）前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−ｎとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Ｖｐｐ−（ｎ＋１）を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−（ｎ＋１）に切り替えることを特徴とする請求項６に記載の帯電バイアス電源回路。
【００３０】
（８）前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小のピーク間電圧Ｖｐｐ−ｍｉｎと、前記帯電手段に印加される直流電圧Ｖｄｃとの間の関係が、Ｖｐｐ−ｍｉｎ／２≧｜Ｖｄｃ｜であることを特徴とする（６）または（７）に記載の帯電バイアス電源回路。
【００３１】
（９）前記交流電圧の最大のピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする（６）から（８）の何れかに記載の帯電バイアス電源回路。
【００３２】
（１０）前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗Ｒ−ｌｏｗと高温高湿環境下の抵抗Ｒ−ｈｉｇｈの比が０．１≦Ｒ−ｌｏｗ／Ｒ−ｈｉｇｈ≦１０であることを特徴とする（６）から（９）の何れかに記載の帯電バイアス電源回路。
【００３３】
（１１）少なくとも、移動可能な潜像担持体と、該潜像担持体に接触する前記潜像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段に１個の電圧昇圧手段で交流電圧と直流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を出力する帯電バイアス電源回路と、を備える画像形成装置において、
該帯電バイアス電源回路は、非画像形成時の一部で、少なくとも２種類のピーク間電圧を備える交流電圧を前記帯電手段に印加し、該交流電圧が前記帯電手段に印加されたときに、前記潜像担持体に流れる交流電流を検出し、
検出した交流電流のうち、あらかじめ設定されている基準電流以上で、かつ、最も小さな交流電流が検出された前記交流電圧のピーク間電圧を、画像形成時に使用される交流電圧のピーク間電圧に決定することを特徴とする画像形成装置。
（１２）前記帯電バイアス電源回路は、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−ｎとして、非画像形成時の少なくとも一部で、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧より一段階低い電圧Ｖｐｐ−（ｎ＋１）を印加して交流電流を検出し、この検出された交流電流が前記基準電流以上になった場合、画像形成時の交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐ−（ｎ＋１）に切り替えることを特徴とする（１１）に記載の画像形成装置。
（１３）前記帯電手段に印加される前記交流電圧の最小のピーク間電圧Ｖｐｐ−ｍｉｎと、前記帯電手段に印加される直流電圧Ｖｄｃとの間の関係が、Ｖｐｐ−ｍｉｎ／２≧｜Ｖｄｃ｜であることを特徴とする（１１）または（１２）の何れかに記載の画像形成装置。
（１４）前記交流電圧の最大のピーク間電圧を前記帯電手段に印加したときに流れる交流電流は、前記基準電流以上であることを特徴とする（１１）から（１３）の何れかに記載の画像形成装置。
【００３４】
（１５）前記帯電手段は、低温低湿環境下の抵抗Ｒ−ｌｏｗと高温高湿環境下の抵抗Ｒ−ｈｉｇｈの比が０．１≦Ｒ−ｌｏｗ／Ｒ−ｈｉｇｈ≦１０であることを特徴とする（１１）から（１４）の何れかに記載の画像形成装置。
【００３５】
上記の本発明によれば、帯電バイアス電圧に交流電圧と直流電圧を重畳したバイアスを用い、直流電圧が交流電圧昇圧手段によって作製される電源方式においても、良好な帯電制御を行なうことが可能となり、帯電交流電流を適正に制御することと帯電電源回路の省スペース化、低コスト化を実現できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
＜第１実施例＞
本実施例の特徴は、少なくとも、１個の電圧昇圧手段で交流と直流の重畳電圧を出力し、２種類以上の交流ピーク間電圧を出力可能な交流発振出力を有する帯電バイアス発生回路と、帯電バイアス電圧印加時に感光体に流れる交流電流Ｉａｃを検知する交流電流検知手段とを有する画像形成装置において、該交流電流検知手段は、電源投入時、もしくは、非画像形成時に、少なくとも２種類以上の交流ピーク間電圧Ｖｐｐを印加して感光ドラムに流れる交流電流Ｉａｃを検出し、これをエンジンコントローラにフィードバックして、理想的な放電が行なわれる領域の電圧レベルをプリント時の帯電バイアス電圧として選択し、画像形成時に印加するというところにある。
【００３９】
（１）画像形成装置の構成と動作の概略
図１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方式のレーザプリンタである。
【００４０】
１０は潜像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）である。本例の感光ドラム１０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。
【００４１】
感光ドラム１０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。本例において帯電装置は帯電部材として帯電ローラ１１を用いた接触帯電装置である。
【００４２】
帯電ローラ１１は、両端部を軸受け１１−ａにより回転自在に保持されるとともに、加圧バネ１１−ｂなどの押圧手段によって、感光ドラム１０の中心方向へ押圧され、感光ドラム１０に対して従動回転する。帯電ローラ１１に対しては、帯電バイアス電源１から、加圧バネ１１−ｂ、導電性軸受け１１−ａを介して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。
【００４３】
次いで、露光装置１２による像露光を受ける。露光装置１２は、均一帯電された感光ドラム１０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１２は、画像形成装置外のホスト装置（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を出力して、後述するプロセスカートリッジＣの露光窓部ａを通して感光ドラム１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。
【００４４】
次いで、その静電潜像は反転現像装置１３により現像されてトナー像として顕像化される。現像装置１３は、感光ドラム１０上の静電潜像を現像剤たるトナー１３−ａで現像することによって、静電潜像を可視化（反転現像）するものであり、本例では、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１３−ｃ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ことによって、現像剤層厚規制部材１３−ｂと現像スリーブ１３−ｃ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１３−ａを感光ドラム表面の静電潜像に反転現像する。
【００４５】
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）１４に対して転写装置にて転写される。本例では転写ローラ１５を用いた接触転写装置である。転写ローラ１５は感光ドラム１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１４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１５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１０上のトナーは転写材１４上に転写される。
【００４６】
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１６へ導入されてトナー像の定着処理を受けて画像形成装置本体外へ排出される。定着装置１６は、転写材１４に転写されたトナー像を熱や圧力などの手段を用いて定着するものである。
【００４７】
転写材分離後の感光ドラム面はクリーニング装置１７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１７はクリーニングブレードを用いたものである。クリーニングブレードは、転写工程時に感光ドラム１０から転写材１４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１０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。
【００４８】
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。
【００４９】
Ｃは画像形成装置本体２０に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジである。本例のプロセスカートリッジＣは、潜像担持体としての感光ドラム１０と、感光ドラム１０に対する接触帯電部材としての帯電ローラ１１と、現像装置１３と、クリーニング装置１７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。
【００５０】
プロセスカートリッジＣは画像形成装置本体２０のカートリッジドア（本体ドア）１８を開閉して画像形成装置本体２０に対して着脱される。装着はカートリッジドア１８を開いて画像形成装置本体２０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カートリッジドア１８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２０に対して所定に装着されることで画像形成装置本体２０側と機械的・電気的に連結した状態になる。
【００５１】
プロセスカートリッジＣの画像形成装置本体２０からの取り外しはカートリッジドア１８を開いて画像形成装置本体２０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。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（不図示）が閉じ位置に移動していて感光ドラム１０の露出下面を隠蔽防護している。また露光窓部ａもシャッター板（不図示）で閉じ状態に保持されている。ドラムカバーとシャッター板はプロセスカートリッジＣが画像形成装置本体２０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。
【００５２】
ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段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画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手段、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て画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して装置本体に対して着脱可能とするものをいう。
【００５３】
（２）プリンタ動作シーケンス
図２を用いて本実施例におけるプリンタ動作シーケンスの概略を説明する。
【００５４】
まず、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。
【００５５】
前多回転が終了すると、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本体を駆動し前回転工程に入る。前回転工程に於いては、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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
（３）帯電バイアス作成方法と適正帯電バイアスの決定
３−１）帯電バイアス作成方法（帯電バイアス電源回路）
本例で用いた帯電バイアス電源回路２１をついて、図３を用いて概念的に説明する。
【００６０】
本例では、帯電バイアス電源回路２１は、交流発振出力２２から異なる３通りの交流ピーク間電圧ＶｐｐであるＶｐｐ−１、Ｖｐｐ−２、Ｖｐｐ−３（Ｖｐｐ−１＞Ｖｐｐ−２＞Ｖｐｐ−３）を出力できる。交流発振出力２２からの交流ピーク間電圧Ｖｐｐ−１〜Ｖｐｐ−３の出力はエンジンコントローラ２８において交流出力選択手段３０が制御されることで選択的になされる。
【００６１】
まず、交流発振出力２２から出力された出力電圧は、増幅回路２３で増幅され、オペアンプ、抵抗、コンデンサなどからなる正弦電圧変換回路２４で正弦変換された後、コンデンサＣ１を介して直流成分をゼロにカットされ、電圧昇圧手段たる昇圧トランスＴ１に入力される。昇圧トランスＴ１に入力された電圧は、トランスの巻き数に応じた正弦電圧に昇圧される。
【００６２】
他方、コンデンサＣ２には、前記の昇圧された正弦電圧が整流回路Ｄ１で整流された後、ピークチャージされる。これによって、ある一定の直流電圧Ｖｄｃ１が発生する。さらに、直流発振出力２５からは、印字濃度になどによって決まる出力電圧が出力され、整流回路２６で整流された後、一定電圧ＶａとしてオペアンプＩＣ１のマイナス入力端子に入力される。また、同時にオペアンプＩＣ１のプラス入力端子には昇圧トランスＴ１の一方の端子電圧を抵抗と抵抗で分圧された電圧Ｖｂが入力され、両者（ＶａとＶｂ）の値が等しくなるようにトランジスタＱ１を駆動する。これによって、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２には電流が流れ電圧降下が生じ、直流電圧Ｖｄｃ２が発生する。
【００６３】
以上に説明した直流電圧Ｖｄｃ１、Ｖｄｃ２を足し合わせて所望の直流電圧が得られる。この直流電圧が、交流電圧昇圧手段Ｔ１の２次側で前述した交流電圧と重畳され、プロセスカートリッジＣ内の帯電ローラ１１に印加される。
【００６４】
なお、本方式では、交流電圧昇圧手段Ｔ１を用いて直流電圧を作製しているので、直流電圧は交流ピーク間電圧Ｖｐｐに対して従属の関係にある。つまり、所望の直流電圧Ｖｄｃを得るためには、交流電圧昇圧手段Ｔ１によってコンデンサＣ２に一定水準の電荷をチャージさせる必要があり、図４に示されるように、所望の直流電圧Ｖｄｃ'を得るためには、交流ピーク間電圧Ｖｐｐは、２×｜Ｖｄｃ'｜以上でなければならない。交流ピーク間電圧Ｖｐｐが２×｜Ｖｄｃ'｜よりも小さい領域では、コンデンサＣ２は十分にチャージしきれないため所望の直流電圧Ｖｄｃ'を得ることができないので、ドラム上電位Ｖｄを所望の値に帯電させることができなくなり、良好な画像を得ることができない。
【００６５】
他方、コンデンサＣ２の静電容量を大きくすれば電荷チャージ量を多くしてＶｄｃを大きくとれる方向だが、コンデンサＣ２に電荷がチャージされる時間が長くなり、帯電波形が安定化するのに要する時間が長くなるため、感光ドラム表面電位Ｖｄにムラが生じる場合がある。
【００６６】
ゆえに、本例においては、交流ピーク間電圧Ｖｐｐの出力できる範囲の最小値Ｖｐｐ−ｍｉｎが、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している。
【００６７】
３−２）適正帯電バイアス電圧の決定
続いて、画像形成時の帯電バイアス電圧の決定方法を、図３と図５を用いて説明する。
【００６８】
図３において、帯電ローラ１１に帯電バイアス電圧が印加されると、交流電流Ｉａｃは帯電ローラ１１、感光ドラム１０を経て高圧電源回路ＧＮＤに流れる。このとき、交流電流検知手段２７は、この交流電流を、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抽出し、これを電圧変換して、この電圧値をエンジンコントローラ２８へ入力する。なお、この交流電流検知手段２７は、抵抗、コンデンサ、ダイオードなどから構成することができるので、電源回路のコスト増加、および、スペース拡大の影響は少ない。
【００６９】
エンジンコントローラ２８へ入力された入力電圧は、電圧比較手段２９にてその入力レベルがあらかじめ設定されている必要最小電圧Ｖ０と比較される。なお、必要最小電圧Ｖ０は、帯電ムラが生じることのない最小の交流ピーク間電圧に対する出力電圧であり、その値は、均一な帯電を行うことのできる必要最小の電流値（基準電流）Ｉａｃ−０を基準にして決定される。なお、Ｉａｃ−０の値は、機器のプロセススピードや帯電周波数、帯電装置１１、感光ドラム１０の構成材料によって異なるため、必要最小電圧Ｖ０も、装置毎に適した設定にすると良い。
【００７０】
エンジンコントローラ２８の交流出力選択手段３０は、必要最小電圧Ｖ０以上で、かつ、最小の交流出力電圧を選択し、画像形成時の帯電バイアスとして選択する。
【００７１】
次に、本例における交流電流検知から帯電バイアス決定の手順を図５のフローチャートを用いて説明する。なお、本例では、交流発振出力２２に３種類の出力電圧Ｖｐｐ−１、Ｖｐｐ−２、Ｖｐｐ−３（Ｖｐｐ−１＞Ｖｐｐ−２＞Ｖｐｐ−３）をもった帯電バイアス電源回路２１について示した。
【００７２】
まず、最も低いピーク間電圧Ｖｐｐ−３を印加し、交流電流検知手段２７は、このとき感光体に流れる交流電流Ｉａｃ−３を検知電圧Ｖ３に変換しエンジンコントローラ２８へフィードバックする（ステップＳ１）。このとき、Ｖ３≧Ｖ０であった場合、Ｖ３をプリント時の帯電バイアス（以下、プリントバイアスと表記）として決定する（Ｓ２・Ｓ６）。
【００７３】
Ｖ３＜Ｖ０の場合は、中間電圧Ｖｐｐ−２を印加して、検知電圧Ｖ２をフィードバックし、Ｖ０と比較する（Ｓ２・Ｓ３・Ｓ４）。Ｖ２≧Ｖ０であれば、Ｖ２をプリントバイアスとして使用し（Ｓ４・Ｓ７）、Ｖ２＜Ｖ０の場合は、Ｖｐｐ−１をプリントバイアスとして使用する（Ｓ４・Ｓ５）。
【００７４】
このとき、印加できる交流ピーク間電圧の最大値Ｖｐｐ−１を印加した場合の出力電圧Ｖ１は、いかなる状況下においても、Ｖ１≧Ｖ０となるように設定しておく。これによって、どのような状況下でも帯電不良が起こることはない。
【００７５】
これらの工程は、電源投入直後の前多回転工程で行なわれてもよいし、より好ましくは、プリント動作に入った後の印字工程以外（非画像形成時）の任意のタイミングで少なくとも１回行われると良い。また、バイアス印加の順序などは、必ずしも図５の通りでなくても良い。これによって、感光体に流れる交流電流Ｉａｃを逐次に近い状態で検知することができ、より良好な帯電バイアス制御が可能となる。
【００７６】
（４）効  果
続いて、本例を用いた場合の効果を以下に説明する。
【００７７】
ａ）電源回路低コスト化、省スペース化に対する効果
前述した通り、本構成に於いては、交流出力用の電圧昇圧手段１個で交流と直流の重畳電圧を印加しているので、電源回路の省スペース化、低コスト化が実現可能となった。また、出力できる交流ピーク間電圧の最小値Ｖｐｐ−ｍｉｎと所望の直流電圧Ｖｄｃの関係が、Ｖｐｐ−ｍｉｎ≧｜Ｖｄｃ｜×２なる設定であるため、１個の電圧昇圧手段で直流と交流の重畳電圧を出力しても、安定して所望の帯電バイアス電圧を得ることが可能である。
【００７８】
ｂ）帯電制御に関する効果
ｂ−１）使用環境の変動に対する効果
図６は、低温低湿環境〜高温多湿環境に於いて、同一の画像形成装置を使用して帯電Ｖｐｐ−１〜３を印加した時に、交流電流検知手段２７による検知電圧の関係を示したものである。
【００７９】
帯電装置のインピーダンスが低温低湿環境では大きく、高温多湿環境では小さいので、交流電流値Ｉａｃは変化する。
【００８０】
必要最小電流値Ｉａｃ−０（検知電圧Ｖ０）以上を検出する最小の交流ピーク間電圧は、低温低湿、常温常湿ではＶｐｐ−１、高温多湿環境ではＶｐｐ−２であるから、これを選択すればよい。
【００８１】
これによって、使用環境が変わって帯電装置のインピーダンス変化があった場合でも、感光体に過剰な交流電流が流れないので、良好な帯電制御をすることができる。
【００８２】
ｂ−２）使用枚数の変動に対する効果
図７において、交流電流値Ｉａｃは、感光ドラム１０のプリント枚数が多くなると増加する。これは、感光ドラム表面の感光層が削られてインピーダンスが低下することに起因する。
【００８３】
同図に於いては、例えば低温低湿環境の場合、使用初期ではＶｐｐ−１をプリントバイアスとして使用しておき、感光ドラム使用量Ａの地点でＶｐｐ−２を印加したときの交流電流値Ｉａｃ−２が必要最小電流値Ｉａｃ−０を越えるので、Ａ地点以降はＶｐｐ−２を画像形成時のプリントバイアスとして使用する。また、感光ドラム使用量Ｂの地点では、Ｖｐｐ−３を印加したときの交流電流値Ｉａｃ−３が必要最小電流値Ｉａｃ−０を越えるので、Ｂ地点以降はＶｐｐ−３を画像形成時のプリントバイアスとして使用する。
【００８４】
高温多湿環境に於いても同様に制御する。これによって、使用全般にわたって交流電流の増加を抑制でき良好な帯電を行うことができる。
【００８５】
ｂ−３）交流ピーク間電圧の出力公差に対する効果
図８は、交流ピーク間電圧の出力値が公差上下限で振れた場合の使用枚数と交流電流値Ｉａｃとの関係を示したものである。
【００８６】
電源公差上限のときは、出力される交流ピーク間電圧の値が全体的に大きくなる。このため、同図においては、使用初期においてはＶｐｐ−２をプリントバイアスとして使用し、感光ドラム使用量Ｄの地点以降は、プリントバイアスをＶｐｐ−３に切り替える。また、電源公差下限のときは、使用初期にＶｐｐ−１をプリントバイアスとし、感光ドラム使用量Ｅの地点でＶｐｐ−２、Ｆ地点以降でＶｐｐ−３にプリントバイアスを切り替える。これによって、帯電バイアス電源の公差を考慮した場合でも、交流電流の増加を抑制して制御することが可能となった。
【００８７】
以上、本実施例における効果を、３種類の交流ピーク間電圧を用いて制御する方法を例にあげて説明したが、これ以外でも、２種類以上の交流ピーク間電圧を出力できるものであれば同じことであり本発明の範疇とする。
【００８８】
以上に説明したように、本発明によれば、１個の電圧昇圧手段で交流と直流の重畳バイアスを印加する系においても、前多回転中、もしくは、非画像形成時の任意のタイミングで複数の交流電圧を印加して、交流電流検知手段が感光体に流れる電流値を検知し、最適な電圧レベルをプリントバイアスとして用いるので、感光体を流れる交流電流Ｉａｃは、ほぼ一定に近い値に制御される。
【００８９】
これによって、使用環境、感光ドラムの膜厚などのインピーダンス変化、および、帯電バイアス電源の公差を補正した帯電制御が可能となった。ゆえに、本発明の目的であった電源回路、プロセスカートリッジの低コスト化、省スペース化と放電制御とを両立して実現できた。
【００９０】
＜第２実施例＞
交流ピーク間電圧Ｖｐｐを一定電圧で制御すると、使用に伴い感光ドラム表面が削られることによって、感光体に流れる電流Ｉａｃは増加していくから、それに伴う交流電圧は、例えば、図７で示したように、使用初期からＡ地点まではＶｐｐ−１を印加するが、ＡからはＶｐｐ−１よりも小さいＶｐｐ−２にバイアス切替するというように、使用されるプリントバイアスＶｐｐ−ｎは、ある段階が来ると、必ず、一段階低い電圧値Ｖｐｐ−（ｎ＋１）になる。
【００９１】
本実施例は、この性質を利用して、感光体に流れる電流検知から画像形成時のプリントバイアスの決定までの手順を簡略化している。すなわち、本実施例に於いては、電源投入時に前記第１実施例に示した交流電流検知を行って画像形成時のプリントバイアスＶｐｐ−ｎを決定し、かつ、プリント中は、非画像形成時のすべて、もしくは一部で、プリントバイアスＶｐｐ−ｎよりもピーク間電圧が一段階低い電圧Ｖｐｐ−（ｎ＋１）を印加し、このときに検知された電圧値Ｖｎ＋１が必要最小電圧値Ｖ０を越えた場合に次回のプリントバイアスを一段階下げること、を特徴とする。
【００９２】
本実施例における帯電バイアス決定の手順を、図９のフローチャートに基づき説明する。まず、プロセスカートリッジ装着時には、第１実施例と同様の方法で画像形成時のプリントバイアスＶｐｐ−ｎを決定する。
【００９３】
プリント中においては、非画像形成時のすべて、もしくは一部で、一段階下の電圧Ｖｐｐ−（ｎ＋１）を印加する。図９に、一例として後回転工程でＶｐｐ−（ｎ＋１）を印加した場合を示す。このときの検知電圧Ｖｎ＋１が必要最小電圧Ｖ０を越えない場合は、次の画像形成時のプリントバイアスにはＶｐｐ−ｎを続けて使用し、Ｖｎ＋１が必要最小電圧Ｖ０を越えた場合は、次の画像形成時のプリントバイアスには、Ｖｐｐ−（ｎ＋１）を使用する。なお、図９においては、Ｖｐｐ−（ｎ＋１）を後回転工程で印加する例を示したが、これは非画像形成時であればどこで印加されてもよく、例えば、前回転工程で印加されても問題はない。
【００９４】
この方式を用いると、プリント時の電流検知シーケンスで印加されるバイアス電圧が１種類（Ｖｐｐ−（ｎ＋１））のみで済むので、交流電流検知からバイアス決定までにかかる時間を短くすることができる。非画像形成時の時間が短い画像形成装置についても対応可能である。
【００９５】
さらに、非画像形成時の一部、もしくは、すべてでプリントバイアスよりも低いバイアスがかかるので、より放電量を低く抑えることができ、感光体の摩耗削れを低減できる効果も加わる。
【００９６】
＜第３実施例＞
図６に示されるように、同じ帯電Ｖｐｐを印加したときの感光体を流れる交流電流値Ｉａｃは、使用初期の状態に於いても、使用される環境によって変化する。これは、帯電装置の抵抗が特に湿度の影響を受け、低温低湿環境では大きく、高温高湿環境では小さく変動することが主な原因として考えられる。
【００９７】
本実施例の特長は、使用される帯電装置の低温低湿環境（気温１０℃、相対湿度１０％）における抵抗値Ｒ−ｌｏｗと高温高湿環境（気温３５℃、相対湿度８５％）における抵抗値Ｒ−ｈｉｇｈとの比が、０．１≦Ｒ−ｌｏｗ／Ｒ−ｈｉｇｈ≦１０なる関係を有することである。なお、ここで論じた「抵抗」の測定方法については次の（１）項に記載のとおりである。
【００９８】
（１）抵抗測定方法
本実施例で定義されている抵抗は、以下の方法で測定されたものを言及する。図１０は、抵抗測定方法を示す概念図である。帯電装置をφ３０ｍｍの金属ドラムに両端５００ｇｆで加圧当接させる。金属ドラムは不図示の金属ドラム駆動手段によって３０ｒｐｍのスピードで回転する。金属ドラム回転中に帯電装置の芯金部分に１００Ｖの電圧を印加し、印加後１０秒後に固定抵抗ｒ（Ω；ｒ＝１〜１００ｋΩの固定抵抗）にかかる電圧Ｅ（Ｖ）の値を読む。帯電装置の抵抗Ｒは、以下の計算式によって算出する。
【００９９】
Ｒ（Ω）＝１００／（Ｅ／ｒ）
また、帯電装置の低温低湿環境の抵抗とは、帯電装置を気温１０℃、相対湿度１０％の環境に８時間放置した後測定されたものを意味し、高温高湿環境の抵抗とは、帯電装置を気温３５℃、相対湿度８５％の環境に８時間放置した後測定されたものを意味する。
【０１００】
（２）本実施例の効果
図１１の（ａ）は切替電圧を５段階有する帯電バイアス電源を内包した画像形成装置を使用し、帯電装置の抵抗の環境変動が大きい帯電装置を用いて使用初期での感光体を流れる交流電流の環境変動を模式的に示したものであり、（ｂ）は、この画像形成装置を用いて耐久を行って場合の電流値推移を示したものである。
【０１０１】
（ａ）において、低温低湿環境下での帯電Ｖｐｐは、必要最小電流値よりも大きく、その中で最も小さな値であるＶｐｐ−１が選択され、高温高湿環境下では、Ｖｐｐ−４が選択される。
【０１０２】
これらが耐久されると、（ｂ）に示されるように、まず、低温低湿環境下では、耐久枚数Ｌ１の地点で帯電ＶｐｐがＶｐｐ−１からＶｐｐ−２に切り替わり、以下、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の地点で帯電Ｖｐｐの切替が行われ、最終的に感光体寿命ＬＥに到達する。
【０１０３】
これに対し、高温高湿環境下では、Ｈ１の地点で帯電ＶｐｐがＶｐｐ−４からＶｐｐ−５に切り替わるが、Ｖｐｐ−５よりも小さな帯電Ｖｐｐは存在しないので、早い段階で感光体寿命ＨＥに達してしまい、ユーザに対し保証できる感光体寿命Ｘが短くなってしまう。高温高湿環境下での感光体寿命を延ばすためには、帯電Ｖｐｐ−５よりも更に小さな印加電圧（Ｖｐｐ−６、Ｖｐｐ−７・・・）を帯電バイアス電源回路に追加するなどの手段が考えられるが、電源回路のコストやスペースの観点から、このような変更はなされないことが望ましい。
【０１０４】
図１２の（ａ）は切替電圧を５段階有する帯電バイアス電源を内包した画像形成装置を使用し、帯電装置の抵抗の環境変動が比較的小さい帯電装置を用いて使用初期での感光体を流れる交流電流の環境変動を模式的に示したものであり、（ｂ）は、この画像形成装置を用いて耐久を行って場合の電流値推移を示したものである。
【０１０５】
（ａ）において、低温低湿環境下での帯電Ｖｐｐは、必要最小電流値よりも大きく、その中で最も小さな値であるＶｐｐ−１が選択され、高温高湿環境下では、Ｖｐｐ−２が選択される。
【０１０６】
これらが耐久されると、（ｂ）に示されるように、まず、低温低湿環境下では、耐久枚数Ｌ１'の地点で帯電ＶｐｐがＶｐｐ−１からＶｐｐ−２に切り替わり、以下、Ｌ２'、Ｌ３'、Ｌ４'の地点で帯電Ｖｐｐの切替が行われ、最終的に感光体寿命ＬＥ'に到達する。
【０１０７】
他方、高温高湿環境下では、Ｈ１'の地点で帯電ＶｐｐがＶｐｐ−２からＶｐｐ−３に切り替わり、以下、Ｈ２'、Ｈ３'の地点で帯電Ｖｐｐが切り替わって感光体寿命ＨＥ'に達する。帯電装置の環境変動が小さいと、高温高湿環境下の耐久電流値推移をより定電流制御に近づけることができる。ゆえに、高温高湿環境下での感光体寿命を延ばすことができるので、ユーザに対し保証できる感光体寿命Ｘをより長くすることが可能となる。
【０１０８】
以上に論じたように、帯電装置の抵抗の環境変動は小さければ小さいほど良いが、筆者らの検討によれば、低温低湿環境（気温１０℃、相対湿度１０％）に８時間以上放置された帯電装置の抵抗Ｒ−ｌｏｗと、高温高湿環境（気温３５℃、相対湿度８５％）に８時間以上放置された帯電装置の抵抗Ｒ−ｈｉｇｈとの比Ｒ−ｌｏｗ／Ｒ−ｈｉｇｈが０．１≦Ｒ−ｌｏｗ／Ｒ−ｈｉｇｈ≦１０であれば実使用上問題ないレベルでの帯電制御が可能であり、より好ましくは、０．５≦Ｒ−ｌｏｗ／Ｒ−ｈｉｇｈ≦２であれば、非常に良好な帯電制御を行うことが可能であることが分かった。
【０１０９】
＜その他＞
１）接触帯電部材１１の形態はローラ体に限られるものではなく、エンドレスベルト体等とすることもできる。また接触帯電部材は帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。また、これらを積層し、より適切な弾性（可撓性）と導電性を得ることも可能である。帯電ブレードや磁気ブラシ帯電部材等にすることもできる。
【０１１０】
２）静電潜像形成のための露光手段としては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成するレーザ走査露光手段１２に限定されるものではなく、通常のアナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子でも構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであるなら構わない。
【０１１１】
３）潜像担持体１０は静電記録誘電体等であっても良い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【０１１２】
４）現像装置１３は実施例は反転現像装置であるが、現像装置の構成について特に限定するものではない。正規現像装置であってもよい。
【０１１３】
一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについてはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコーティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（１成分非接触現像）と、上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングしたトナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（１成分接触現像）と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤（２成分現像剤）として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分接触現像）と、上記の２成分現像剤を像担持体に対して非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分非接触現像）との４種類に大別される。
【０１１４】
５）転写手段１５はローラ転写に限られず、ベルト転写、コロナ転写などにすることもできる。転写ドラムや転写ベルト等の中間転写体（中間被転写部材）などを用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等により多色や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。
【０１１５】
６）帯電部材１１や現像剤担持部材１３−ｃに印加するバイアスの交番電圧成分（ＡＣ成分、周期的に電圧値が変化する電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。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。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、帯電バイアス電圧に交流と直流の重畳バイアスを用い、直流電圧が交流電圧昇圧手段によって作製される電源方式においても、良好な帯電制御を行なうことが可能となり、帯電交流電流を適正に制御することと帯電電源回路の省スペース化、低コスト化を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施例の画像形成装置を示す図
【図２】  画像形成装置動作シーケンス概略図
【図３】  帯電バイアス電源回路を説明する概念図
【図４】  交流ピーク間電圧と出力可能な直流電圧との関係を示す図
【図５】  帯電バイアス決定方法を示すフローチャート
【図６】  第１実施例の効果を説明する図（その１）
【図７】  第１実施例の効果を説明する図（その２）
【図８】  第１実施例の効果を説明する図（その３）
【図９】  第２実施例の帯電バイアス決定方法を示すフローチャート
【図１０】  第３実施例で言及する抵抗の測定方法を示す図
【図１１】  本発明の方式を抵抗の環境変動が大きい帯電装置に適用した場合を説明する図
【図１２】  第３実施例の帯電装置を適用した場合を説明する図
【図１３】  従来の画像形成装置例の構成を説明する図
【図１４】  従来の帯電バイアス電源回路を概念的に説明する図
【符号の説明】
１０・・感光ドラム
１１・・帯電手段
１１−ａ・・軸受け
１１−ｂ・・加圧バネ
１２・・露光手段
１３・・現像装置
１３−ａ・・トナー
１３−ｂ・・現像剤層厚規制部材
１３−ｃ・・現像スリーブ
１４・・転写材
１５・・転写手段
１６・・定着手段
１７・・クリーニング手段
１８・・カートリッジドア
【図２】
0003902974.tif 000002
【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】
0003902974.tif 000009
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１】
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【図１３】
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