帯電装置，作像カートリッジおよび画像形成装置
【課題】 簡単な電圧制御動作によって、高耐久性を実現できる帯電装置，それを用いる作像カートリッジおよび画像形成装置を提供。
【解決手段】 回動する感光体１に対向する帯電ローラ２ａ；それに、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する帯電電源３０，３３；および、該帯電電源が帯電ローラに印加する帯電電圧の交流電圧を、１枚作像分の帯電領域を最小単位とする１又は数単位の帯電区間においては同一電圧とするが、１又は数単位毎に交互に、高値２．３ｋＶ，低値２．０ｋＶに切り換える帯電電圧制御手段４０，４１；を備える。該帯電電圧制御手段は、帯電飽和電流ＩＳおよび帯電飽和電圧ＶＰｓを計測してメモリ４３に保持し、利用する。
【解決手段】 回動する感光体１に対向する帯電ローラ２ａ；それに、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する帯電電源３０，３３；および、該帯電電源が帯電ローラに印加する帯電電圧の交流電圧を、１枚作像分の帯電領域を最小単位とする１又は数単位の帯電区間においては同一電圧とするが、１又は数単位毎に交互に、高値２．３ｋＶ，低値２．０ｋＶに切り換える帯電電圧制御手段４０，４１；を備える。該帯電電圧制御手段は、帯電飽和電流ＩＳおよび帯電飽和電圧ＶＰｓを計測してメモリ４３に保持し、利用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体を帯電する帯電装置ならびにそれを用いる作像カートリッジおよび画像形成装置に関し、特に、これに限定する意図ではないが、感光体である感光体に非接触で対向する帯電ローラとそれに直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する帯電電源との組合せである帯電装置、に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の帯電装置としては、スコロトロン等のチャージャ方式のものが主流であったが、オゾン等の放電生成物が大量に発生するという問題があり、近年ではローラやブラシ等を帯電部材とする接触方式の帯電装置が広く使用されるようになった。
【０００３】
特許文献１には、弾性ローラ部として、イオン導電性の電気抵抗調整材を含有する材料からなるものを用い、電源として、直流電圧及び交流電圧を出力可能なものを用い、且つ、電源制御手段として、電源からの出力電圧を、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧から、交流成分だけならなる交流電圧に所定のタイミングで切り替える制御を実施することによって、カーボン粉末を分散せしめた材料からなる放電部材よりも安価な放電部材を用いつつ、感光体長期に渡って安定した電位で帯電させる帯電装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、装置停止時にクリーニングブレードの当接しているドラム上の位置が、帯電ローラ当接部に到達するより前に帯電バイアスを印加する画像形成装置が記載されている。帯電バイアスは画像形成時のバイアスより大きい交流バイアスや、交流、長流を重畳し直流成分が正負交互に変化するバイアスであるようにすることによって、異物やクリーニング手段の塗布剤が感光ドラム表面から除去しにくい状態にあり、クリーニング手段をすり抜けることがあっても、異物等の帯電ローラへの付着を抑える。
【０００５】
特許文献３には、少なくとも３段階以上の交流ピーク間電圧に直流電圧を重畳した帯電バイアスを印加可能な画像形成装置において、交流電流検知により選択された画像形成時の帯電交流バイアスが、印加可能な最大ピーク間電圧よりも２段階以上低いピーク間電圧が選択された場合に、画像形成前の前回転時の少なくとも一部において、画像形成時の帯電交流バイアスよりも２段階以上高いバイアスを印加することにより、前回転中に、感光ドラム上に残留する異物に起因する画像不良を除去することが、記載されている。
【０００６】
接触方式の帯電装置では、感光体（感光体）上のトナー等のごみが帯電部材に静電的に吸引されるため、経時でのトナー等の汚れによる帯電ムラが発生し、帯電装置の寿命を決定する大きな要因となっていた。
【０００７】
帯電ローラ（帯電部材）の汚れを低減するために、帯電ローラの両端部にシート状部材を貼り付けて、感光体と帯電ローラの間に微小な帯電ギャップを形成する方法が提案されている（例えば特許文献４）。シート状部材を用いない帯電ギャップの形成方法としては、帯電ローラの端部に段差もしくは溝を設け、そこにスペーサ部材を取り付ける方法がある（例えば特許文献５）。帯電ローラの材質としては、ゴムやスポンジ等の弾性部材を用いるのが一般的であるが、樹脂材料を用いる方法も知られている（例えば、特許文献６，特許文献７）。帯電部材の端部にコロを取り付け、感光体との摩擦を低減しながら帯電ギャップを形成する方式も提案されている（例えば特許文献８，特許文献９）。この場合、ギャップ保持部材（コロ）は感光体の画像領域外の非塗工部（非感光層）に当接するように配置されている。また、有機感光体の耐摩耗性や機械的強度を向上させるために無機物の微粒子を分散させる（例えば特許文献１０）、あるいは潤滑性を向上させるためにフッ素樹脂の微粒子を分散させる（例えば特許文献１１）など、帯電部材との関係において感光体の表面に保護層を形成する方法も知られている。感光体に対して帯電ローラを非接触状態に設ける方式では、接触方式に比べて帯電ローラの汚れを低減することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、帯電ローラにＡＣ（交流）電圧を印加した場合、コロナ帯電器に比べて発生オゾン量は少ないが、放電生成物による悪影響がある。すなわち感光体表面に放電生成物とトナー及びトナー添加剤が融着して感光体に付着すること（俗に言う感光体フィルミング）によって、感光体表面が低抵抗化して潜像の解像力が低下し、ボケ，画像流れ等が発生しやすくなる。これにより感光体表面の平滑性が損なわれ、感光体のクリーニング不良を誘発し、経時品質を不安定にさせている。そこで、感光体に潤滑剤を塗布することによって、感光体フィルミングを抑制する手段が提案され、製品化されているものもあるが、潤滑剤を塗布することによって、帯電ローラが非接触状態であっても、帯電ローラが汚れやすくなってしまい、帯電装置の寿命が期待以上に伸びない状況となってしまっている。
【０００９】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、比較的簡単な電圧制御動作によって、高耐久性を実現できる帯電装置，それを用いる作像カートリッジおよび画像形成装置を提供することを目的とする。具体的には、帯電ローラの汚れと感光体表面のトナーフィルミングをともに抑制し、帯電ローラおよび感光体の耐久性を高くすることを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）回動する感光体(1)に対向する帯電ローラ(2a)；
該帯電ローラに、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する帯電電源(30,33)；および、
該帯電電源が前記帯電ローラに印加する帯電電圧の前記交流電圧を、１枚作像分の帯電領域を最小単位とする１又は数単位の帯電区間においては同一電圧とするが、１又は数単位毎に交互に、高値(2.3kV)，低値(2.0kV)に切り換える(図７)、帯電電圧制御手段(40,41)；を備える帯電装置。
【００１１】
なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する実指令の対応要素の符号又は対応事項を、例示として参考までに付記した。後記（２）〜（１２）においても同様である。
【発明の効果】
【００１２】
一貫して低値の交流電圧を印加すると、感光体のフィルミングは抑制されるが、帯電ローラ汚れによる縦スジが発生しやすい。しかし、一貫して高値の交流電圧を印加すると、帯電ローラ汚れによる縦スジの発生は抑制されるが、感光体のフィルミングが発生し易い。本発明によれば、帯電電圧制御手段(40,41)が交互に、高値(2.3kV)，低値(2.0kV)に切り換える(図７)ので、低値(2.0kV)を印加することによる帯電ローラ汚れを高値(2.3kV)を印加することによって抑制し、高値を印加することによる感光体のフィルミングを低値を印加することによって抑制する。総合して、帯電ローラ汚れを抑制し、しかも感光体のフィルミングを抑制するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施例であるカラープリンタの、機構概要を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す作像カートリッジの１つを示す拡大縦断面図である。
【図３】図２に示す帯電ローラ２ａに帯電電圧を印加する電源３０，３３と、帯電電圧を制御する制御手段４０，４１との組合せを示すブロック図である。
【図４】図３に示すＣＰＵ４２が、帯電ローラ２ａの飽和電流値ＩＳ（図８）を計測する帯電電流制御の概要を示すフローチャートである。
【図５】図３に示すＣＰＵ４２が、帯電ローラ２ａの飽和電圧値ＶＰｓ（図７）を計測する帯電電圧制御の概要を示すフローチャートである。
【図６】図３に示すＣＰＵ４２が、作像のために帯電ローラ２ａに印加する帯電電圧を切り換える、作像時帯電電圧制御の概要を示すフローチャートである。
【図７】図３に示すＣＰＵ４２の作像時帯電電圧制御により帯電ローラ２ａに印加される帯電電圧の変化パターンの数例を示すタイムチャートである。
【図８】図２に示す感光体１の、帯電ローラ２ａの帯電電流による、帯電電位飽和特性を示すグラフである。
【図９】図２に示す感光体１の、帯電ローラ２ａの帯電電圧による、帯電電位飽和特性を示すグラフである。
【図１０】トナーの形状を表す拡大平面図であり、形状を現す指標値算出式尾も示す。
【図１１】トナーの形状と形状を規定するパラメータを示す拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（２）前記高値の交流電圧を印加する帯電区間は、前記低値の交流電圧を印加する帯電区間以下である；上記（１）に記載の帯電装置。
【００１５】
（３）前記帯電電圧制御手段(40,41)は、前記感光体(1)の帯電電位が飽和するときの帯電電流値(IS)となる前記交流電圧(VPs)を求めてメモリ(43)に保持し（図５）、前記交流電圧の高値，低値の一方は該メモリ(43)に保持する交流電圧(VPs)とし他方はそれより設定値(0.3kV)高いものとする；上記（１）又は（２）に記載の帯電装置。
【００１６】
（４）前記帯電電圧制御手段(40,41)は、前記感光体(1)の帯電電位が飽和するときの帯電電流値(IS)を求めてメモリ(43)に保持する（図４）；上記（３）に記載の帯電装置。
【００１７】
（５）前記感光体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材；を更に備える上記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の帯電装置。
【００１８】
（６）前記感光体(1)；
上記（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の帯電装置；
前記感光体(1)に形成された静電潜像にトナーを与えトナー像を形成する現像装置；および、
前記トナー像を用紙又は中間転写体に転写した後の感光体(1)の表面を清掃するクリーニング手段；
を備える作像カートリッジ（図２）。
【００１９】
（７）前記現像装置のトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にある；上記（６）に記載の作像カートリッジ。
【００２０】
（８）前記現像装置のトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある；上記（６）に記載の作像カートリッジ。
【００２１】
（９）前記現像装置のトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー，ポリエステル，着色剤および離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである；上記（６）に記載の作像カートリッジ。
【００２２】
（１０）前記現像装置のトナーは、略球形状である；上記（６）に記載の作像カートリッジ。
【００２３】
（１１）上記（６）乃至（１０）のいずれか１つに記載の作像カートリッジ；
該作像カートリッジの前記感光体の帯電面に画像光を投射し静電潜像を形成する露光装置(9)；
前記トナー像を直接に又は中間転写体(56)を介して間接に、用紙に転写する転写手段(51,61)；および、
前記用紙上のトナー像を用紙に固定する定着装置(71〜74)；
を備える画像形成装置。
【００２４】
（１２）前記画像形成装置は、中間転写ベルト(56)ならびに該中間転写ベルトに沿って配列された複数の作像カートリッジを備え；
前記転写手段(51,61)は、各カートリッジが形成した各トナー像を前記中間転写ベルト(56)の同一位置に重ね転写する１次転写手段(51)、および、該転写ベルト上の重ね転写されたトナー像を用紙に転写する２次転写手段(61)、を含む；上記（６）乃至（１１）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２５】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【実施例】
【００２６】
図１に、本発明の第１実施例の画像形成装置であるプリンタＰＲＴを示す。プリンタＰＲＴは、その内部の略中央に中間転写ベルト５６を備えている。中間転写ベルト５６は、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトで、４つのローラ５２〜５５に掛け回して支持され、図中矢印Ａ方向に回転駆動される。中間転写ベルト５６の下方にはイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色トナーに対応した４つの作像カートリッジが中間転写ベルト５６のベルト面に沿って並んでいる。
【００２７】
図２に、４つの作像カートリッジのうちの１つＰＲＣを拡大して示す。いずれの作像カートリッジも同様の構成である。図１に示す作像カートリッジのそれぞれは、感光体１（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＫ）を有し、各感光体１の周りには、感光体１表面に電荷を与える帯電装置２、感光体１表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置４，感光体１表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置３、および、トナー像転写後の感光体１表面のクリーニングをするクリーニング装置８、がそれぞれ配置されている。
【００２８】
図１を再度参照すると、４つの作像カートリッジの下方には、帯電した各感光体の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する露光装置９が備えられている。
中間転写ベルト５６を挟んで、各感光体１と対向する位置には、感光体１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５６上に一次転写する一次転写ローラ５１がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ５１は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。
【００２９】
中間転写ベルト５６のローラ５２で支持された部分の外側には、二次転写ローラ６１が圧接されている。二次転写ローラ６１は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。二次転写ローラ６１と中間転写ベルト５６との接触部が二次転写部であり、中間転写ベルト５６上のトナー像が用紙に転写される。中間転写ベルト５６のローラ５５で支持された部分の外側には、二次転写後の中間転写ベルト５６の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置５７が設けられている。
【００３０】
二次転写部の上方には、用紙上のトナー像を用紙に半永久的に定着させる定着装置７０が備えられている。定着装置７０は、内部にハロゲンヒータを有する加熱ローラ７２及び定着ローラ７３に巻き掛けられた無端の定着ベルト７１と、定着ベルト７１を介して定着ローラ７３に対向、圧接して配置される加圧ローラ７４とから構成されている。画像形成装置の下部には、用紙を載置し、二次転写部に向けて用紙を送り出す給紙装置２０が備えられている。
【００３１】
図２を再度参照すると、１つの作像カートリッジは、感光体１，帯電装置２，潤滑剤塗布装置３，現像装置４およびクリーニング装置８が一体的に組み付けた、プリンタＰＴＲ本体に着脱可能な作像プロセスカートリッジである。感光体１は、有機感光体であり、ポリカーボネート系の樹脂で表面保護層が形成されている。帯電装置２は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ２ａを備える。
【００３２】
帯電ローラ２ａは、帯電電源３０，３３（図３）に接続されており、所定の電圧が印加される。帯電ローラ２ａは、感光体１に対して微小な間隙をもって配設されている。この微小な間隙は、例えば、帯電ローラ２ａの両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１表面に当接させることで、設定することができる。また、帯電ローラ２ａには、帯電ローラ２ａ表面に接触してクリーニングする帯電クリーニング部材２ｂが設けられている。
【００３３】
潤滑剤塗布装置３は、固定されたケースに収容された固形潤滑剤３ｂと、固形潤滑剤３ｂに接触して潤滑剤を削り取り、感光体１に塗布するブラシローラ３ａとを備える。固形潤滑剤３ｂは、直方体状に形成されており、加圧部材３ｃによってブラシローラ３ａ側に付勢されている。加圧部材３ｃは、板バネ、圧縮バネ等のバネがよく、特に図に示すように圧縮バネを好適に用いることができる。固形潤滑剤３ｂはブラシローラ３ａによって削り取られ消耗し、経時的にその厚みが減少するが、加圧部材３ｃで加圧されているために常時ブラシローラ３ａに当接している。ブラシローラ３ａは、回転しながら削り取った潤滑剤を感光体１表面に塗布する。
【００３４】
ブラシローラ３ａのブラシ繊維の太さは、３〜８デニールが好ましく、ブラシ繊維の密度は２万〜１０万本／ｉｎｃｈ２が好ましい。ブラシ繊維の太さが細すぎると、ブラシローラ３ａが感光体１表面に当接したときに毛倒れを起こしやすくなり、逆にブラシ繊維が太すぎると繊維の密度を高くすることができなくなる。また、ブラシ繊維の密度が低いと感光体１表面に当接するブラシ繊維の本数が少ないため、潤滑剤を均一に塗布することができず、逆にブラシ繊維の密度が高すぎると繊維と繊維の隙間が小さくなり、掻き取った潤滑剤の粉体の付着量が減るため、塗布量が不足してしまう。そこで、毛倒れを起こしにくくするためのブラシ繊維の太さと、潤滑剤の均一な塗布を効率的に行うことができるブラシ繊維の密度とを有する、上記設定範囲のブラシローラ３ａとしている。
【００３５】
上記固形潤滑剤３ｂとしては、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることが可能であり、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウムなどのステアリン酸基を持つものを用いることができる。また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、や、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウムを用いてもよい。他にも、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウム等の脂肪酸、脂肪酸の金属塩なども使用できる。さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックス等も使用できる。
【００３６】
本実施形態においては、上記ブラシローラ３ａによる潤滑剤塗布位置に対して移動方向の下流側の感光体表面にクリーニング手段としてのクリーニングブレード８ａを当接させ、かつ、潤滑剤均し手段としての潤滑剤均しとしての機能を持たせている。クリーニングブレード８ａは弾性体であるゴムから構成されているものである。
【００３７】
現像装置４は、感光体１と対向する位置に、内部に磁界発生手段を備える現像スリーブ４ａが配置されている。現像スリーブ４ａの下方には、図示しないトナーボトルから投入されるトナーを現像剤と混合し、攪拌しながら現像スリーブ４ａへ汲み上げるための２つのスクリュー４ｂが備えられている。現像スリーブ４ａによって汲み上げられるトナーと磁性キャリアからなる現像剤は、ドクターブレード４ｃによって所定の現像剤層の厚みに規制され、現像スリーブ４ａに担持される。現像スリーブ４ａは、感光体１との対向位置において同方向に移動しながら、現像剤を担持搬送し、トナーを感光体１の潜像面に供給する。
【００３８】
現像装置４のトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー，ポリエステル，着色剤および離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、現像装置４のトナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比Ｄｖ／Ｄｎは、１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。Ｄｖ／Ｄｎが１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００３９】
また、トナーの形状係数ＳＦ−１は、１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図１０の（ａ）および（ｂ）は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記(1)式で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、１００π／４を乗じた値である。
【００４０】
ＳＦ−１＝｛(MXLNG)２／AREA｝×（100π／4） ・・・(1)
ＳＦ−１の値が１００の場合、トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記(2)式で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、１００π／４を乗じた値である。
【００４１】
ＳＦ−２＝｛（PERI）２／AREA｝×（100π／4） ・・・(2)
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
【００４２】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
【００４３】
現像装置４のトナーは、略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。図１１は、本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。図１１において、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図１１の（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図１１の（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
【００４４】
図３に、帯電ローラ２ａに帯電電圧を印加する帯電電源の構成を示す。直流電源３０の直流定電圧回路３１は、作像プロセスを制御するプロセスコントローラ４１のＣＰＵ４２が与える目標電圧Ｖｄｃｏに、電圧センサ３１が検出した出力電圧が合致するように、定電圧制御（フィードバック電圧制御）により直流電圧を制御する。本実施例では、作像のための直流電圧は−７５０Ｖである。
【００４５】
なお、図示を省略したがプリンタＰＲＴには、ユーザ端末（例えばパソコン）からの印刷指令に応じてプロセスコントローラ４１に印刷を指示するシステムコントローラ（プリンタコントローラとも言う），該システムコントローラにユーザ指示を与える操作ボードおよびシステムコントローラとユーザ端末との間の通信を行う外部通信装置がある。該システムコントローラは、操作ボードおよびユーザ端末からのユーザ指示に応じてプリンタＰＲＴの初期状態あるいは動作（印刷条件）を設定し、印刷指示がある場合はプロセスコントローラ４１に作像を指示する。プロセスコントローラ４１には、図３に示す帯電電源インターフェース４０の他に、他の作像関連機器のドライバ及びセンサとのインターフェースも接続されており、システムコントローラ４１は、システムコントローラの指示に応じて、初期設定，作像プロセス制御等を行う。
【００４６】
プロセスコントローラ４１のＣＰＵ４２が、交流電源３３に交流定電圧出力を指示しているときには、交流電源３３の定電圧制御３６が、ＣＰＵ４２が与える目標電圧Ｖａｃｏに、電圧センサ３７が検出した出力電圧が合致するように、定電圧制御（フィードバック電圧制御）により、交流電源回路３４の出力交流電圧Ｖｐｐ（ピーク間電圧）を制御する。ＣＰＵ４２が定電流出力を指示しているときには、交流電源３３の定電流制御３８が、ＣＰＵ４２が与える目標電流Ｉａｃｏに、電流センサ３９が検出した出力電流（帯電電流）が合致するように、交流電源回路３４を定電流制御（フィードバック電流制御）して、帯電ローラ２ａ／感光体１間を流れる電流（帯電電流）を制御する。
【００４７】
なお、ＣＰＵ４２が出力する目標電圧Ｖｄｃｏ，Ｖａｃｏおよび目標電流Ｉａｃｏはデジタルデータであるが、帯電電源インターフェース（電気回路）４０がデジタルデータをアナログ信号に変換して、直流定電圧回路３１，定電圧制御３６および定電流制御３８に与える。
【００４８】
次に帯電ローラ２ａに印加する帯電電圧の制御を具体的に説明する。図９は、−７５０Ｖの直流定電圧に、ピーク間電圧Ｖｐｐの定電圧交流電圧を重畳した帯電電圧を、帯電ローラ２ａの芯金に印加して、感光体１表面を帯電したときの、該ピーク間電圧Ｖｐｐと感光体１の表面電位との関係を示す。各線Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３及びＧ４は、感光体１／帯電ローラ２ａ間のギャップＧがそれぞれ８０μｍ，６０μｍ，４０μｍ及び０μｍの帯電電位飽和特性を示す。交流電圧の周波数は同一である。図９から判るように、ギャップＧがいかなるときも、交流のピーク間電圧Ｖｐｐが或る値以上となると、感光体１の表面電位はほぼ一定の値を示し、その値は帯電ローラ２ａに印加した直流定電圧（図示例では−７５０Ｖ）にほぼ一致している。すなわち、ギャップがＧ１（８０μｍ）のときは、ピーク間電圧がＶｐ１以上となると感光体１の表面電位はほぼ−７５０Ｖの一定の値となり、同様にギャップがそれぞれＧ２（６０μｍ），Ｇ３（４０μｍ）およびＧ４（０μｍ）のときは、ピーク間電圧がそれぞれＶｐ２，Ｖｐ３およびＶｐ４以上となると、感光体１の表面電位は、全てほぼ−７５０Ｖの値（一定値）となる。
【００４９】
一方、帯電ローラ２ａを感光体表面から離間させるスペーサの厚みは予め判っているので、ギャップＧが変動するとしても、その最大ギャップの大きさは、実験等により予め把握することができる。そこで、その感光体１と帯電ローラ２ａが回転したときの最大のギャップＧが、例えば８０μｍであるプリンタの場合には、直流定電圧に、Ｖｐ１以上の定電圧制御されたピーク間電圧値の交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラ２ａに印加する。最大のギャップＧが６０μｍであるプリンタの場合は、Ｖｐ２以上の定電圧制御されたピーク間電圧を持つ交流電圧を、また最大のギャップＧが４０μｍのプリンタの場合は、Ｖｐ３以上の定電圧制御されたピーク間電圧の交流電圧を直流定電圧と共に帯電ローラ２ａに印加する。
【００５０】
このようにすれば、各プリンタの作動時に、感光体表面をほぼ一定の電位（図９の例ではほぼ−７５０Ｖ）に帯電させることができる。しかも、帯電ローラ２ａに印加する交流電圧を定電流制御するのではなく、定電圧制御するので、定電流制御の場合にみられたハーフトーン画像の濃度むら、すなわち横すじ模様が現われる不具合を防止できる。このように、定電圧制御されるピーク間電圧の値を、ギャップＧの大きさがいかなるときも、被帯電体の表面電位がほぼ一定となる値に設定することにより、従来のＤＣ印加方式やＡＣ印加方式の場合に発生していた欠点を全て除去することができる。
【００５１】
ところで、本例のＡＣ印加方式の場合、感光体１の表面電位をほぼ一定の値に帯電させることのできるピーク間電圧を帯電ローラ２ａに印加すればよいのであるから、例えば図９にＶｐ５で示した大きな電圧を印加してもよい。このようにすれば、最大ギャップが４０μｍであるときも、またこれよりも大きい６０μｍであるときも、さらにはその最大ギャップが８０μｍであるときも、上述の効果を奏することができる。しかも帯電ローラ２ａに印加するピーク間電圧値を簡単に設定することができる。
【００５２】
ところが、ピーク間電圧値が大きくなりすぎると、感光体１が疲労しやすくなる。例えば、最大ギャップが８０μｍであったとき、帯電ローラ２ａに対しＶｐ５のピーク間電圧を印加したとすると、特に、回転する感光体１と帯電ローラ２ａとの間のギャップＧが最小となった時、帯電ローラ２ａに印加される電圧値が過剰となり、帯電ローラ２ａと感光体１との間に形成される電界の強さが強くなりすぎて感光体１の疲労が促進され、その寿命が短められる。しかも感光体表面にトナーフィルミングが形成されやすくなり、これによって異常画像が発生するおそれもある。
【００５３】
そこで、定電圧制御されたピーク間電圧の値を、ギャップＧの大きさがいかなるときも、被帯電体たる感光体１の表面電位がほぼ一定となるピーク間電圧値のうちの最小の電圧値に設定することが好ましい。例えば、図９において最大ギャップＧが８０μｍであるときは、ピーク間電圧値をＶｐ１に設定し、また６０μｍのときはＶｐ２に、４０μｍのときはＶｐ３にそれぞれ設定するのである。このようにすれば、回転する感光体１と帯電ローラ２ａの間のギャップＧが最小になったときも、帯電ローラ２ａに過剰な電圧が印加されることはなく、上述した不具合の発生を阻止することができる。
【００５４】
また、帯電ローラ２ａに印加するピーク間電圧値Ｖｐｐを次のように設定することもできる。すなわち、図８に示すように、ＤＣにＡＣを重畳する方式を採用した場合、帯電ローラ２ａに供給される帯電電流値がＩＳ以上であれば、ギャップＧがいかなるときも感光体表面をほぼ一定の値（図８の例では−７５０Ｖ）に維持することができる。電流値がＩＳ以上であると、感光体表面の電位が飽和するのである。そこで、交流定電流を定電流制御により帯電ローラ２ａから感光体１に通電し、感光体１の表面電位がほぼ一定の値に飽和したときに、帯電ローラ２ａから感光体１に通電している電流の値ＩＳを飽和電流値ＩＳと称することにすると、この飽和電流値ＩＳを検出して（図４）、その値を不揮発メモリ４３に記憶しておく。
【００５５】
図４に、「飽和電流値ＩＳの検出」ＣＳＤの概要を示す。図示を省略した操作ボードから初期設定の中の「飽和電流値ＩＳ」の設定が指示されて、これに応答して図示を省略したシステムコントローラが、図３に示すプロセスコントローラ４１に、「飽和電流値ＩＳの検出」を指示すると、プロセスコントローラ４１（のＣＰＵ４２）が、「飽和電流値ＩＳの検出」ＣＳＤを実行する。ここではまず、感光体１の回転駆動を開始する（ｓ１）。これにより感光体１および帯電ローラ２ａが回転を始める。次に、直流定電圧回路３１の出力を−７５０Ｖとする。すなわち、直流定電圧回路３１に、−７５０Ｖを指定する目標電圧Ｖｄｃｏを与えて、直流定電圧回路３１をオン（目標電圧出力）にする（ｓ２）。
【００５６】
つぎに、交流電源３３に定電流出力（３８動作，３６停止）を指示し（ｓ３）、電流初期値（ＩＳ検出に定めた目標電流範囲の最低値）を表す目標電流Ｉａｃｏを定電流制御３８に与えて、交流電源回路３４および定電流制御３８をオン（帯電電流出力）にする（ｓ４）。
【００５７】
そしてＣＰＵ４２は、帯電ローラ２ａが設定回数回転する間、電位センサ５の検出電位すなわち感光体１の表面電位を、所定周期で繰り返し読み込んで、帯電電位（表面電位）が設定値（−７５０Ｖ）に達したか検索し（ｓ５）、達していないと、定電流制御３８に与えている目標電流Ｉａｃｏを１ステップ高値に変更して（ｓ６）、また電位センサ５の検出電位を読み込んで、帯電電位が設定値（−７５０Ｖ）に達したか検索する（ｓ５）。設定値に達したときは、そのとき定電流制御３８に与えている目標電流Ｉａｃｏを、飽和電流値ＩＳとして不揮発メモリ４３に保存する（ｓ７）。すなわち、不揮発メモリ４３に保持している飽和電流値ＩＳを、今回検出した値に更新する。そして電源３０および３３をオフ（出力停止）にして（ｓ８）、感光体１の回転駆動を停止する（ｓ９）。帯電ローラ２ａは感光体１に連動して駆動されるので、帯電ローラ２ａも回転を停止する。
【００５８】
一方、プリンタＰＴＲのウォームアップ時、或いは印刷終了後などの非画像形成時に、帯電ローラ２ａに対して、定電圧制御により、数種のピーク間電圧値の交流電圧をそれぞれ印加する。このときの電圧印加を予備印加と称することにすると、その予備印加時に帯電ローラ２ａに供給される電流の値が前述の飽和電流値ＩＳとなったときのピーク間電圧値ＶＰｓを検出する（図５）。そして、印刷（作像）時に、前述の直流定電圧（本例では−７５０Ｖ）に、上述の如く検出されたピーク間電圧値ＶＰｓの交流を重畳した帯電電圧を帯電ローラ２ａに印加して、感光体表面を帯電する。飽和電流値ＩＳとするピーク間電圧値ＶＰｓを、帯電ローラ２ａに印加する交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐとする。
【００５９】
図５に、「ピーク間電圧値ＶＰｓの検出」ＶＳＤの概要を示す。プリンタＰＴＲのウォームアップ時，印刷を終了し前回の「ピーク間電圧値ＶＰｓの検出」ＶＳＤの後印刷枚数積算値が設定値以上増大しているとき、あるいは、操作ボードより初期設定の中の「ピーク間電圧値ＶＰｓの検出」ＶＳＤが指示されたときＣＰＵ４２は「ピーク間電圧値ＶＰｓの検出」ＶＳＤを開始する。ここではまず、感光体１の回転駆動を開始する（ｓ１１）。これにより感光体１および帯電ローラ２ａが回転を始める。次に、直流定電圧回路３１の出力を−７５０Ｖとする。すなわち、直流定電圧回路３１に、−７５０Ｖを指定する目標電圧Ｖｄｃｏを与えて、直流定電圧回路３１をオン（目標電圧出力）にする（ｓ１２）。
【００６０】
つぎに、交流電源３３に定電流出力（３６動作，３８停止）を指示し（ｓ１３）、電圧初期値（ＶＰｓ検出に定めた目標電圧範囲の最低値）を表す目標電圧Ｖａｃｏを定電圧制御３６に与えて、交流電源回路３４および定電圧制御３６をオン（帯電交流電圧出力）にする（ｓ１４）。
【００６１】
そしてＣＰＵ４２は、帯電ローラ２ａが設定回数回転する間、電流センサ３９の検出電流すなわち帯電電流を、所定周期で繰り返し読み込んで、帯電電流が、不揮発メモリ４３に記憶している飽和電流値ＩＳに達したか検索し（ｓ１５）、達していないと、定電圧制御３６に与えている目標電圧Ｖａｃｏを１ステップ高値に変更して（ｓ１６）、また電流センサ３９の検出電圧を読み込んで、帯電電流が飽和電流値ＩＳに達したか検索する（ｓ１５）。飽和電流値ＩＳに達したときは、そのとき定電圧制御３６に与えている目標電圧Ｖａｃｏを、飽和電圧値ＶＰｓとして不揮発メモリ４３に保存する（ｓ１７）。すなわち、不揮発メモリ４３に保持している飽和電圧値ＶＰｓを、今回検出した値に更新する。そして電源３０および３３をオフ（出力停止）にして（ｓ１８）、感光体１の回転駆動を停止する（ｓ１９）。帯電ローラ２ａは感光体１に連動して駆動されるので、帯電ローラ２ａも回転を停止する。
【００６２】
作像時に、前述の直流定電圧（本例では−７５０Ｖ）に、この飽和電圧値ＶＰｓ（ピーク間電圧）の交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラ２ａに印加して、感光体表面を帯電させると、環境が変化したり、スペーサの摩耗が進んだときも、帯電ローラ２ａに対して、必ず飽和電流値ＩＳの電流、換言すれば感光体表面を所定の電位（本例では−７５０Ｖ）に帯電させることのできる値のピーク間電圧が帯電ローラ２ａに印加される。この印加電圧設定方法を採用すると、環境検知手段やギャップ検知手段の検知結果、或いは帯電部材２の使用時間の検知結果に基づいてユーザが、帯電ローラ２ａに印加するピーク間電圧値を設定する必要がなくなり、メンテナンス作業を簡素化することができる。
【００６３】
ところで、上述のように、飽和電流値ＩＳを流す飽和電圧値ＶＰｓをピーク間交流電圧に設定するのは、帯電ローラ２ａに印加される交流電圧値が過剰による感光体の疲労及び、感光体表面のトナーフィルミング等の不具合を極力抑制する為である。しかし、感光体表面をトナーフィルミングで保護する潤滑剤塗布装置３により、微粒となった潤滑剤が、帯電ローラ２ａを感光体１に非接触に保った状態でも、ローラ表面に付着し、帯電不良を発生しやすい。つぎに実験例を示す。
【００６４】
−比較例１と実施例１に共通の事項−
帯電に関わる条件は、
線速：２０５ｍｍ／ｓｅｃ．
帯電ＡＣ周波数：１５００Ｈｚ
ＡＣ飽和電流ＩＳ：１．６ｍＡ
評価条件は、
原稿・転写材サイズ：Ａ４
原稿送り方向：横（２１０ｍｍ）
カラーモード：フルカラー（４色）モード
１回あたりのプリント枚数（１回あたりの転写材出力枚数）：２枚
で実施した。
【００６５】
−比較例１−
各機械の帯電の交流電圧（ピーク間電圧）Ｖｐｐの印加条件は、
機械Ａ：上記ＡＣ飽和電流ＩＳ：１．６ｍＡとなるＶＰｓ
機械Ｂ：該ＶＰｓ＋１００Ｖ
機械Ｃ：該ＶＰｓ＋１５０Ｖ
機械Ｄ：該ＶＰｓ＋２００Ｖ
機械Ｅ：該ＶＰｓ＋３００Ｖ
とした。上記５台にて、帯電ローラ汚れに関する縦スジ、ならびに、感光体フィルミングに関する濃度ムラ，クリーニング不良および感光体表面フィルミングを評価した。結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
上記ＶＰｓ＋１５０Ｖ（機械Ｃ）が画像品質で一番バランスが取れた結果が得られた。しかしながら、帯電ローラの汚れの目安となる縦スジに着目すると、若干、感光体フィルミングが発生した為、それによる濃度ムラが見受けられるものの、機械Ｄ、すなわち上記ＶＰｓ＋２００Ｖ、とした方が良い結果となっている為、次の実施例１を実施し評価した。
【００６８】
−実施例１−
比較例１の結果を受け、所定枚の画像形成毎に、Ｖｐｐを以下のように切換えた；
通常印加時：上記ＩＳ×1.00に相当するＶＰｓ
所定枚の画像形成期間：該ＶＰｓ＋300Ｖ（例えば、通常2000Ｖなら2300Ｖ）
所定枚：２枚（Ａ４紙横送りを１枚とカウント）
要約すると、Ａ４横送りの２枚を画像形成する度に、通常印加である2000Ｖと所定枚毎に印加する2300Ｖを切り替える、図７に示すパターンＡとなる。図７に示すＶaco＝２．０ｋＶの上ピーク値は＋２５０Ｖ、下ピーク値は−１７５０Ｖである。Ｖaco＝２．３ｋＶの上ピーク値は＋４００Ｖ、下ピーク値は−１９００Ｖである。上記条件にて、比較例１の場合と同様に評価した。結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
【００７０】
図６に、図示しないシステムコントローラからの印刷指示に応答して、図３に示すプロセスコントローラ４１のＣＰＵ４２が実行する、作像時の「帯電電圧制御」ＣＶＣの概要を示す。ここではまず、感光体１の回転駆動を開始する（ｓ２１）。これにより感光体１および帯電ローラ２ａが回転を始める。次に、第１枚目の作像のための帯電開始タイミングになると（ｓ２２）、ＣＰＵ４２は、直流定電圧回路３１の出力を−７５０Ｖとする。すなわち、直流定電圧回路３１に、−７５０Ｖを指定する目標電圧Ｖｄｃｏを与えて、直流定電圧回路３１をオン（目標電圧出力）にする（ｓ２３）。また、交流電源３３に定電圧出力（３６動作，３８停止）を指示し、不揮発メモリ４３の飽和電圧ＶＰｓを表す目標電圧Ｖａｃｏを定電圧制御３６に与えて、交流電源回路３４および定電圧制御３６をオン（帯電交流電圧出力）にする（ｓ２４）。
【００７１】
そして第１枚目の帯電終了タイミングを待って（ｓ２５）、印刷終了でないと、第２枚目を表すためにフラグレジスタＦｆｐ（ＣＰＵ４２の内部メモリの一領域）のデータ「０」（１枚目）を「１」に書き換えて（ｓ２７，ｓ２８）、帯電電圧出力を継続する（ｓ２５）。第２枚目の帯電終了タイミングになると、そこでも印刷終了でないと、フラグレジスタＦｆｐのデータを「０」（３枚目：１枚目と同義）に戻し（ｓ２６，ｓ２７，ｓ２９）、帯電電源３０，３３をオフ（帯電出力停止）にして（ｓ３０）、次の第３枚目の作像のための帯電開始タイミングになるのを待つ（ｓ３１）。
【００７２】
次に、第３枚目の作像のための帯電開始タイミングになると（ｓ３１）、ＣＰＵ４２は、直流定電圧回路３１の出力を−７５０Ｖとする（ｓ３２）。また、交流電源３３に定電圧出力（３６動作，３８停止）を指示し、不揮発メモリ４３の飽和電圧ＶＰｓに３００Ｖを加えた電圧値を表す目標電圧Ｖａｃｏを定電圧制御３６に与えて、交流電源回路３４および定電圧制御３６をオン（帯電交流電圧出力）にする（ｓ３３）。そして第３枚目の帯電終了タイミングを待って（ｓ３４）、印刷終了でないと、第４枚目（第２枚目と同義）を表すためにフラグレジスタＦｆｐのデータ「０」（３枚目）を「１」に書き換えて（ｓ３６，ｓ３７）、帯電電圧出力を継続する（ｓ３４）。第４枚目の帯電終了タイミングになると、そこでも印刷終了でないと、フラグレジスタＦｆｐのデータを「０」（５枚目：１枚目と同義）に戻し（ｓ３５，ｓ３６，ｓ３８）、帯電電源３０，３３をオフにして（ｓ３９）、次の第５枚目の作像のための帯電開始タイミングになるのを待つ（ｓ２２）。
【００７３】
印刷終了になるまで、上述の第１枚〜第４枚の帯電制御と同様な帯電制御を繰り返す。これにより、帯電ローラ２ａには、図７に示すパターンＡで、交流電圧が印加される。印刷を終了すると、ＣＰＵ４２は、帯電電源３０，３３をオフにして（ｓ４０）、感光体１の回転駆動を停止する（ｓ４１）。これにより帯電ローラ２ａも回転を停止する。
【００７４】
以上のように、所定枚の画像形成毎に帯電ローラ２ａに印加する交流電圧Ｖｐｐを通常印加する交流電圧値ＶＰｓと異なる電圧ＶＰｓ＋３００Ｖを所定枚の画像形成の間印加することによって、帯電ローラ汚れと感光体フィルミングが少なくなる。すなわち、帯電ローラ２ａの汚れと感光体１のトナーフィルミングは、比較例１では、トレードオフの関係にある結果となったが、帯電ローラ２ａの汚れによる縦スジの発生が良くなる飽和電流値ＩＳとなる飽和電圧値ＶＰｓより大きくしたＶｐｐ（ＶＰｓ＋３００Ｖ）と、感光体１に対して、ハザードを極力抑えた飽和電流値ＩＳとなるＶＰｓを交互に組み合わせて印加する事で、「ＶＰｓ＋３００Ｖ」を一貫してかけた時（比較例１）の感光体１のフィルミングが抑制され、又、ＶＰｓを一貫してかけた時の帯電ローラ汚れによる縦スジも抑えられた。
【００７５】
尚、通常電圧値と異なる電圧値の印加時間を１：１の比とした図７のパターンＢ〜Ｄでも同様な効果が得られた。よって、１回あたりの作像回数（枚数）が任意で異なる場合、いわゆる実使用においても、図７のパターンＥ〜Ｈの様に、所定作像回数（枚数）毎にＶｐｐを切り替える事が有効である。更には、本実施例では、出力Ｖｐｐの切り替えを作像回数（枚数）で管理しているが、任意の所定時間としても同様の効果が得られる。
【００７６】
また、プリンタＰＲＴにおいて飽和電流値ＩＳを検出して不揮発メモリ４３に保持するが、これを初期設定のなかで、ユーザが増減調整するようにするのが好ましい。また、各プリンタで飽和電流値ＩＳを検出するのに代えて、同一機種の各プリンタには、実験により求めた、あるいは図３に示す構成の帯電装置を備える試作機で求めた、飽和電流値ＩＳを、不揮発メモリに書き込んでおくこともできる。すなわち、飽和電流値ＩＳの検出を、各プリンタにおいては省略することもできる。
【符号の説明】
【００７７】
１：感光体
２：帯電装置
２ａ：帯電ローラ
２ｂ：帯電クリーニング部材
３：塗布装置
３ａ：ブラシローラ
３ｂ：固形潤滑剤
３ｃ：加圧部材
４：現像装置
５：電位センサ
５１：１次転写ローラ
５６：中間転写ベルト
６１：２次転写ローラ
８：クリーニング装置
８ａ：ブレード
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特開２００７−０７２０３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１７３２７３号公報
【特許文献３】特開２００４−２５８５３９号公報
【特許文献４】特開２００１−１９４８６８号公報
【特許文献５】特開２００２−０５５５０８号公報
【特許文献６】特開２００１−３３７５１５号公報
【特許文献７】特開２００３−０６６６９３号公報
【特許文献８】特開２００１−３１２１２１号公報
【特許文献９】特開２０００−２０６８０５号公報
【特許文献１０】特開平０８−３３９０９２号公報
【特許文献１１】特開平１１−２１８９４５号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体を帯電する帯電装置ならびにそれを用いる作像カートリッジおよび画像形成装置に関し、特に、これに限定する意図ではないが、感光体である感光体に非接触で対向する帯電ローラとそれに直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する帯電電源との組合せである帯電装置、に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の帯電装置としては、スコロトロン等のチャージャ方式のものが主流であったが、オゾン等の放電生成物が大量に発生するという問題があり、近年ではローラやブラシ等を帯電部材とする接触方式の帯電装置が広く使用されるようになった。
【０００３】
特許文献１には、弾性ローラ部として、イオン導電性の電気抵抗調整材を含有する材料からなるものを用い、電源として、直流電圧及び交流電圧を出力可能なものを用い、且つ、電源制御手段として、電源からの出力電圧を、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧から、交流成分だけならなる交流電圧に所定のタイミングで切り替える制御を実施することによって、カーボン粉末を分散せしめた材料からなる放電部材よりも安価な放電部材を用いつつ、感光体長期に渡って安定した電位で帯電させる帯電装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、装置停止時にクリーニングブレードの当接しているドラム上の位置が、帯電ローラ当接部に到達するより前に帯電バイアスを印加する画像形成装置が記載されている。帯電バイアスは画像形成時のバイアスより大きい交流バイアスや、交流、長流を重畳し直流成分が正負交互に変化するバイアスであるようにすることによって、異物やクリーニング手段の塗布剤が感光ドラム表面から除去しにくい状態にあり、クリーニング手段をすり抜けることがあっても、異物等の帯電ローラへの付着を抑える。
【０００５】
特許文献３には、少なくとも３段階以上の交流ピーク間電圧に直流電圧を重畳した帯電バイアスを印加可能な画像形成装置において、交流電流検知により選択された画像形成時の帯電交流バイアスが、印加可能な最大ピーク間電圧よりも２段階以上低いピーク間電圧が選択された場合に、画像形成前の前回転時の少なくとも一部において、画像形成時の帯電交流バイアスよりも２段階以上高いバイアスを印加することにより、前回転中に、感光ドラム上に残留する異物に起因する画像不良を除去することが、記載されている。
【０００６】
接触方式の帯電装置では、感光体（感光体）上のトナー等のごみが帯電部材に静電的に吸引されるため、経時でのトナー等の汚れによる帯電ムラが発生し、帯電装置の寿命を決定する大きな要因となっていた。
【０００７】
帯電ローラ（帯電部材）の汚れを低減するために、帯電ローラの両端部にシート状部材を貼り付けて、感光体と帯電ローラの間に微小な帯電ギャップを形成する方法が提案されている（例えば特許文献４）。シート状部材を用いない帯電ギャップの形成方法としては、帯電ローラの端部に段差もしくは溝を設け、そこにスペーサ部材を取り付ける方法がある（例えば特許文献５）。帯電ローラの材質としては、ゴムやスポンジ等の弾性部材を用いるのが一般的であるが、樹脂材料を用いる方法も知られている（例えば、特許文献６，特許文献７）。帯電部材の端部にコロを取り付け、感光体との摩擦を低減しながら帯電ギャップを形成する方式も提案されている（例えば特許文献８，特許文献９）。この場合、ギャップ保持部材（コロ）は感光体の画像領域外の非塗工部（非感光層）に当接するように配置されている。また、有機感光体の耐摩耗性や機械的強度を向上させるために無機物の微粒子を分散させる（例えば特許文献１０）、あるいは潤滑性を向上させるためにフッ素樹脂の微粒子を分散させる（例えば特許文献１１）など、帯電部材との関係において感光体の表面に保護層を形成する方法も知られている。感光体に対して帯電ローラを非接触状態に設ける方式では、接触方式に比べて帯電ローラの汚れを低減することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、帯電ローラにＡＣ（交流）電圧を印加した場合、コロナ帯電器に比べて発生オゾン量は少ないが、放電生成物による悪影響がある。すなわち感光体表面に放電生成物とトナー及びトナー添加剤が融着して感光体に付着すること（俗に言う感光体フィルミング）によって、感光体表面が低抵抗化して潜像の解像力が低下し、ボケ，画像流れ等が発生しやすくなる。これにより感光体表面の平滑性が損なわれ、感光体のクリーニング不良を誘発し、経時品質を不安定にさせている。そこで、感光体に潤滑剤を塗布することによって、感光体フィルミングを抑制する手段が提案され、製品化されているものもあるが、潤滑剤を塗布することによって、帯電ローラが非接触状態であっても、帯電ローラが汚れやすくなってしまい、帯電装置の寿命が期待以上に伸びない状況となってしまっている。
【０００９】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、比較的簡単な電圧制御動作によって、高耐久性を実現できる帯電装置，それを用いる作像カートリッジおよび画像形成装置を提供することを目的とする。具体的には、帯電ローラの汚れと感光体表面のトナーフィルミングをともに抑制し、帯電ローラおよび感光体の耐久性を高くすることを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）回動する感光体(1)に対向する帯電ローラ(2a)；
該帯電ローラに、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する帯電電源(30,33)；および、
該帯電電源が前記帯電ローラに印加する帯電電圧の前記交流電圧を、１枚作像分の帯電領域を最小単位とする１又は数単位の帯電区間においては同一電圧とするが、１又は数単位毎に交互に、高値(2.3kV)，低値(2.0kV)に切り換える(図７)、帯電電圧制御手段(40,41)；を備える帯電装置。
【００１１】
なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する実指令の対応要素の符号又は対応事項を、例示として参考までに付記した。後記（２）〜（１２）においても同様である。
【発明の効果】
【００１２】
一貫して低値の交流電圧を印加すると、感光体のフィルミングは抑制されるが、帯電ローラ汚れによる縦スジが発生しやすい。しかし、一貫して高値の交流電圧を印加すると、帯電ローラ汚れによる縦スジの発生は抑制されるが、感光体のフィルミングが発生し易い。本発明によれば、帯電電圧制御手段(40,41)が交互に、高値(2.3kV)，低値(2.0kV)に切り換える(図７)ので、低値(2.0kV)を印加することによる帯電ローラ汚れを高値(2.3kV)を印加することによって抑制し、高値を印加することによる感光体のフィルミングを低値を印加することによって抑制する。総合して、帯電ローラ汚れを抑制し、しかも感光体のフィルミングを抑制するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施例であるカラープリンタの、機構概要を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す作像カートリッジの１つを示す拡大縦断面図である。
【図３】図２に示す帯電ローラ２ａに帯電電圧を印加する電源３０，３３と、帯電電圧を制御する制御手段４０，４１との組合せを示すブロック図である。
【図４】図３に示すＣＰＵ４２が、帯電ローラ２ａの飽和電流値ＩＳ（図８）を計測する帯電電流制御の概要を示すフローチャートである。
【図５】図３に示すＣＰＵ４２が、帯電ローラ２ａの飽和電圧値ＶＰｓ（図７）を計測する帯電電圧制御の概要を示すフローチャートである。
【図６】図３に示すＣＰＵ４２が、作像のために帯電ローラ２ａに印加する帯電電圧を切り換える、作像時帯電電圧制御の概要を示すフローチャートである。
【図７】図３に示すＣＰＵ４２の作像時帯電電圧制御により帯電ローラ２ａに印加される帯電電圧の変化パターンの数例を示すタイムチャートである。
【図８】図２に示す感光体１の、帯電ローラ２ａの帯電電流による、帯電電位飽和特性を示すグラフである。
【図９】図２に示す感光体１の、帯電ローラ２ａの帯電電圧による、帯電電位飽和特性を示すグラフである。
【図１０】トナーの形状を表す拡大平面図であり、形状を現す指標値算出式尾も示す。
【図１１】トナーの形状と形状を規定するパラメータを示す拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（２）前記高値の交流電圧を印加する帯電区間は、前記低値の交流電圧を印加する帯電区間以下である；上記（１）に記載の帯電装置。
【００１５】
（３）前記帯電電圧制御手段(40,41)は、前記感光体(1)の帯電電位が飽和するときの帯電電流値(IS)となる前記交流電圧(VPs)を求めてメモリ(43)に保持し（図５）、前記交流電圧の高値，低値の一方は該メモリ(43)に保持する交流電圧(VPs)とし他方はそれより設定値(0.3kV)高いものとする；上記（１）又は（２）に記載の帯電装置。
【００１６】
（４）前記帯電電圧制御手段(40,41)は、前記感光体(1)の帯電電位が飽和するときの帯電電流値(IS)を求めてメモリ(43)に保持する（図４）；上記（３）に記載の帯電装置。
【００１７】
（５）前記感光体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材；を更に備える上記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の帯電装置。
【００１８】
（６）前記感光体(1)；
上記（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の帯電装置；
前記感光体(1)に形成された静電潜像にトナーを与えトナー像を形成する現像装置；および、
前記トナー像を用紙又は中間転写体に転写した後の感光体(1)の表面を清掃するクリーニング手段；
を備える作像カートリッジ（図２）。
【００１９】
（７）前記現像装置のトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にある；上記（６）に記載の作像カートリッジ。
【００２０】
（８）前記現像装置のトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある；上記（６）に記載の作像カートリッジ。
【００２１】
（９）前記現像装置のトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー，ポリエステル，着色剤および離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである；上記（６）に記載の作像カートリッジ。
【００２２】
（１０）前記現像装置のトナーは、略球形状である；上記（６）に記載の作像カートリッジ。
【００２３】
（１１）上記（６）乃至（１０）のいずれか１つに記載の作像カートリッジ；
該作像カートリッジの前記感光体の帯電面に画像光を投射し静電潜像を形成する露光装置(9)；
前記トナー像を直接に又は中間転写体(56)を介して間接に、用紙に転写する転写手段(51,61)；および、
前記用紙上のトナー像を用紙に固定する定着装置(71〜74)；
を備える画像形成装置。
【００２４】
（１２）前記画像形成装置は、中間転写ベルト(56)ならびに該中間転写ベルトに沿って配列された複数の作像カートリッジを備え；
前記転写手段(51,61)は、各カートリッジが形成した各トナー像を前記中間転写ベルト(56)の同一位置に重ね転写する１次転写手段(51)、および、該転写ベルト上の重ね転写されたトナー像を用紙に転写する２次転写手段(61)、を含む；上記（６）乃至（１１）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００２５】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【実施例】
【００２６】
図１に、本発明の第１実施例の画像形成装置であるプリンタＰＲＴを示す。プリンタＰＲＴは、その内部の略中央に中間転写ベルト５６を備えている。中間転写ベルト５６は、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトで、４つのローラ５２〜５５に掛け回して支持され、図中矢印Ａ方向に回転駆動される。中間転写ベルト５６の下方にはイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色トナーに対応した４つの作像カートリッジが中間転写ベルト５６のベルト面に沿って並んでいる。
【００２７】
図２に、４つの作像カートリッジのうちの１つＰＲＣを拡大して示す。いずれの作像カートリッジも同様の構成である。図１に示す作像カートリッジのそれぞれは、感光体１（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＫ）を有し、各感光体１の周りには、感光体１表面に電荷を与える帯電装置２、感光体１表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置４，感光体１表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置３、および、トナー像転写後の感光体１表面のクリーニングをするクリーニング装置８、がそれぞれ配置されている。
【００２８】
図１を再度参照すると、４つの作像カートリッジの下方には、帯電した各感光体の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する露光装置９が備えられている。
中間転写ベルト５６を挟んで、各感光体１と対向する位置には、感光体１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５６上に一次転写する一次転写ローラ５１がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ５１は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。
【００２９】
中間転写ベルト５６のローラ５２で支持された部分の外側には、二次転写ローラ６１が圧接されている。二次転写ローラ６１は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。二次転写ローラ６１と中間転写ベルト５６との接触部が二次転写部であり、中間転写ベルト５６上のトナー像が用紙に転写される。中間転写ベルト５６のローラ５５で支持された部分の外側には、二次転写後の中間転写ベルト５６の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置５７が設けられている。
【００３０】
二次転写部の上方には、用紙上のトナー像を用紙に半永久的に定着させる定着装置７０が備えられている。定着装置７０は、内部にハロゲンヒータを有する加熱ローラ７２及び定着ローラ７３に巻き掛けられた無端の定着ベルト７１と、定着ベルト７１を介して定着ローラ７３に対向、圧接して配置される加圧ローラ７４とから構成されている。画像形成装置の下部には、用紙を載置し、二次転写部に向けて用紙を送り出す給紙装置２０が備えられている。
【００３１】
図２を再度参照すると、１つの作像カートリッジは、感光体１，帯電装置２，潤滑剤塗布装置３，現像装置４およびクリーニング装置８が一体的に組み付けた、プリンタＰＴＲ本体に着脱可能な作像プロセスカートリッジである。感光体１は、有機感光体であり、ポリカーボネート系の樹脂で表面保護層が形成されている。帯電装置２は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ２ａを備える。
【００３２】
帯電ローラ２ａは、帯電電源３０，３３（図３）に接続されており、所定の電圧が印加される。帯電ローラ２ａは、感光体１に対して微小な間隙をもって配設されている。この微小な間隙は、例えば、帯電ローラ２ａの両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１表面に当接させることで、設定することができる。また、帯電ローラ２ａには、帯電ローラ２ａ表面に接触してクリーニングする帯電クリーニング部材２ｂが設けられている。
【００３３】
潤滑剤塗布装置３は、固定されたケースに収容された固形潤滑剤３ｂと、固形潤滑剤３ｂに接触して潤滑剤を削り取り、感光体１に塗布するブラシローラ３ａとを備える。固形潤滑剤３ｂは、直方体状に形成されており、加圧部材３ｃによってブラシローラ３ａ側に付勢されている。加圧部材３ｃは、板バネ、圧縮バネ等のバネがよく、特に図に示すように圧縮バネを好適に用いることができる。固形潤滑剤３ｂはブラシローラ３ａによって削り取られ消耗し、経時的にその厚みが減少するが、加圧部材３ｃで加圧されているために常時ブラシローラ３ａに当接している。ブラシローラ３ａは、回転しながら削り取った潤滑剤を感光体１表面に塗布する。
【００３４】
ブラシローラ３ａのブラシ繊維の太さは、３〜８デニールが好ましく、ブラシ繊維の密度は２万〜１０万本／ｉｎｃｈ２が好ましい。ブラシ繊維の太さが細すぎると、ブラシローラ３ａが感光体１表面に当接したときに毛倒れを起こしやすくなり、逆にブラシ繊維が太すぎると繊維の密度を高くすることができなくなる。また、ブラシ繊維の密度が低いと感光体１表面に当接するブラシ繊維の本数が少ないため、潤滑剤を均一に塗布することができず、逆にブラシ繊維の密度が高すぎると繊維と繊維の隙間が小さくなり、掻き取った潤滑剤の粉体の付着量が減るため、塗布量が不足してしまう。そこで、毛倒れを起こしにくくするためのブラシ繊維の太さと、潤滑剤の均一な塗布を効率的に行うことができるブラシ繊維の密度とを有する、上記設定範囲のブラシローラ３ａとしている。
【００３５】
上記固形潤滑剤３ｂとしては、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることが可能であり、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウムなどのステアリン酸基を持つものを用いることができる。また、同じ脂肪酸基であるオレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、や、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウムを用いてもよい。他にも、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウム等の脂肪酸、脂肪酸の金属塩なども使用できる。さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックス等も使用できる。
【００３６】
本実施形態においては、上記ブラシローラ３ａによる潤滑剤塗布位置に対して移動方向の下流側の感光体表面にクリーニング手段としてのクリーニングブレード８ａを当接させ、かつ、潤滑剤均し手段としての潤滑剤均しとしての機能を持たせている。クリーニングブレード８ａは弾性体であるゴムから構成されているものである。
【００３７】
現像装置４は、感光体１と対向する位置に、内部に磁界発生手段を備える現像スリーブ４ａが配置されている。現像スリーブ４ａの下方には、図示しないトナーボトルから投入されるトナーを現像剤と混合し、攪拌しながら現像スリーブ４ａへ汲み上げるための２つのスクリュー４ｂが備えられている。現像スリーブ４ａによって汲み上げられるトナーと磁性キャリアからなる現像剤は、ドクターブレード４ｃによって所定の現像剤層の厚みに規制され、現像スリーブ４ａに担持される。現像スリーブ４ａは、感光体１との対向位置において同方向に移動しながら、現像剤を担持搬送し、トナーを感光体１の潜像面に供給する。
【００３８】
現像装置４のトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー，ポリエステル，着色剤および離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、現像装置４のトナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比Ｄｖ／Ｄｎは、１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。Ｄｖ／Ｄｎが１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００３９】
また、トナーの形状係数ＳＦ−１は、１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図１０の（ａ）および（ｂ）は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記(1)式で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、１００π／４を乗じた値である。
【００４０】
ＳＦ−１＝｛(MXLNG)２／AREA｝×（100π／4） ・・・(1)
ＳＦ−１の値が１００の場合、トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記(2)式で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、１００π／４を乗じた値である。
【００４１】
ＳＦ−２＝｛（PERI）２／AREA｝×（100π／4） ・・・(2)
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
【００４２】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
【００４３】
現像装置４のトナーは、略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。図１１は、本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。図１１において、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図１１の（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図１１の（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
【００４４】
図３に、帯電ローラ２ａに帯電電圧を印加する帯電電源の構成を示す。直流電源３０の直流定電圧回路３１は、作像プロセスを制御するプロセスコントローラ４１のＣＰＵ４２が与える目標電圧Ｖｄｃｏに、電圧センサ３１が検出した出力電圧が合致するように、定電圧制御（フィードバック電圧制御）により直流電圧を制御する。本実施例では、作像のための直流電圧は−７５０Ｖである。
【００４５】
なお、図示を省略したがプリンタＰＲＴには、ユーザ端末（例えばパソコン）からの印刷指令に応じてプロセスコントローラ４１に印刷を指示するシステムコントローラ（プリンタコントローラとも言う），該システムコントローラにユーザ指示を与える操作ボードおよびシステムコントローラとユーザ端末との間の通信を行う外部通信装置がある。該システムコントローラは、操作ボードおよびユーザ端末からのユーザ指示に応じてプリンタＰＲＴの初期状態あるいは動作（印刷条件）を設定し、印刷指示がある場合はプロセスコントローラ４１に作像を指示する。プロセスコントローラ４１には、図３に示す帯電電源インターフェース４０の他に、他の作像関連機器のドライバ及びセンサとのインターフェースも接続されており、システムコントローラ４１は、システムコントローラの指示に応じて、初期設定，作像プロセス制御等を行う。
【００４６】
プロセスコントローラ４１のＣＰＵ４２が、交流電源３３に交流定電圧出力を指示しているときには、交流電源３３の定電圧制御３６が、ＣＰＵ４２が与える目標電圧Ｖａｃｏに、電圧センサ３７が検出した出力電圧が合致するように、定電圧制御（フィードバック電圧制御）により、交流電源回路３４の出力交流電圧Ｖｐｐ（ピーク間電圧）を制御する。ＣＰＵ４２が定電流出力を指示しているときには、交流電源３３の定電流制御３８が、ＣＰＵ４２が与える目標電流Ｉａｃｏに、電流センサ３９が検出した出力電流（帯電電流）が合致するように、交流電源回路３４を定電流制御（フィードバック電流制御）して、帯電ローラ２ａ／感光体１間を流れる電流（帯電電流）を制御する。
【００４７】
なお、ＣＰＵ４２が出力する目標電圧Ｖｄｃｏ，Ｖａｃｏおよび目標電流Ｉａｃｏはデジタルデータであるが、帯電電源インターフェース（電気回路）４０がデジタルデータをアナログ信号に変換して、直流定電圧回路３１，定電圧制御３６および定電流制御３８に与える。
【００４８】
次に帯電ローラ２ａに印加する帯電電圧の制御を具体的に説明する。図９は、−７５０Ｖの直流定電圧に、ピーク間電圧Ｖｐｐの定電圧交流電圧を重畳した帯電電圧を、帯電ローラ２ａの芯金に印加して、感光体１表面を帯電したときの、該ピーク間電圧Ｖｐｐと感光体１の表面電位との関係を示す。各線Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３及びＧ４は、感光体１／帯電ローラ２ａ間のギャップＧがそれぞれ８０μｍ，６０μｍ，４０μｍ及び０μｍの帯電電位飽和特性を示す。交流電圧の周波数は同一である。図９から判るように、ギャップＧがいかなるときも、交流のピーク間電圧Ｖｐｐが或る値以上となると、感光体１の表面電位はほぼ一定の値を示し、その値は帯電ローラ２ａに印加した直流定電圧（図示例では−７５０Ｖ）にほぼ一致している。すなわち、ギャップがＧ１（８０μｍ）のときは、ピーク間電圧がＶｐ１以上となると感光体１の表面電位はほぼ−７５０Ｖの一定の値となり、同様にギャップがそれぞれＧ２（６０μｍ），Ｇ３（４０μｍ）およびＧ４（０μｍ）のときは、ピーク間電圧がそれぞれＶｐ２，Ｖｐ３およびＶｐ４以上となると、感光体１の表面電位は、全てほぼ−７５０Ｖの値（一定値）となる。
【００４９】
一方、帯電ローラ２ａを感光体表面から離間させるスペーサの厚みは予め判っているので、ギャップＧが変動するとしても、その最大ギャップの大きさは、実験等により予め把握することができる。そこで、その感光体１と帯電ローラ２ａが回転したときの最大のギャップＧが、例えば８０μｍであるプリンタの場合には、直流定電圧に、Ｖｐ１以上の定電圧制御されたピーク間電圧値の交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラ２ａに印加する。最大のギャップＧが６０μｍであるプリンタの場合は、Ｖｐ２以上の定電圧制御されたピーク間電圧を持つ交流電圧を、また最大のギャップＧが４０μｍのプリンタの場合は、Ｖｐ３以上の定電圧制御されたピーク間電圧の交流電圧を直流定電圧と共に帯電ローラ２ａに印加する。
【００５０】
このようにすれば、各プリンタの作動時に、感光体表面をほぼ一定の電位（図９の例ではほぼ−７５０Ｖ）に帯電させることができる。しかも、帯電ローラ２ａに印加する交流電圧を定電流制御するのではなく、定電圧制御するので、定電流制御の場合にみられたハーフトーン画像の濃度むら、すなわち横すじ模様が現われる不具合を防止できる。このように、定電圧制御されるピーク間電圧の値を、ギャップＧの大きさがいかなるときも、被帯電体の表面電位がほぼ一定となる値に設定することにより、従来のＤＣ印加方式やＡＣ印加方式の場合に発生していた欠点を全て除去することができる。
【００５１】
ところで、本例のＡＣ印加方式の場合、感光体１の表面電位をほぼ一定の値に帯電させることのできるピーク間電圧を帯電ローラ２ａに印加すればよいのであるから、例えば図９にＶｐ５で示した大きな電圧を印加してもよい。このようにすれば、最大ギャップが４０μｍであるときも、またこれよりも大きい６０μｍであるときも、さらにはその最大ギャップが８０μｍであるときも、上述の効果を奏することができる。しかも帯電ローラ２ａに印加するピーク間電圧値を簡単に設定することができる。
【００５２】
ところが、ピーク間電圧値が大きくなりすぎると、感光体１が疲労しやすくなる。例えば、最大ギャップが８０μｍであったとき、帯電ローラ２ａに対しＶｐ５のピーク間電圧を印加したとすると、特に、回転する感光体１と帯電ローラ２ａとの間のギャップＧが最小となった時、帯電ローラ２ａに印加される電圧値が過剰となり、帯電ローラ２ａと感光体１との間に形成される電界の強さが強くなりすぎて感光体１の疲労が促進され、その寿命が短められる。しかも感光体表面にトナーフィルミングが形成されやすくなり、これによって異常画像が発生するおそれもある。
【００５３】
そこで、定電圧制御されたピーク間電圧の値を、ギャップＧの大きさがいかなるときも、被帯電体たる感光体１の表面電位がほぼ一定となるピーク間電圧値のうちの最小の電圧値に設定することが好ましい。例えば、図９において最大ギャップＧが８０μｍであるときは、ピーク間電圧値をＶｐ１に設定し、また６０μｍのときはＶｐ２に、４０μｍのときはＶｐ３にそれぞれ設定するのである。このようにすれば、回転する感光体１と帯電ローラ２ａの間のギャップＧが最小になったときも、帯電ローラ２ａに過剰な電圧が印加されることはなく、上述した不具合の発生を阻止することができる。
【００５４】
また、帯電ローラ２ａに印加するピーク間電圧値Ｖｐｐを次のように設定することもできる。すなわち、図８に示すように、ＤＣにＡＣを重畳する方式を採用した場合、帯電ローラ２ａに供給される帯電電流値がＩＳ以上であれば、ギャップＧがいかなるときも感光体表面をほぼ一定の値（図８の例では−７５０Ｖ）に維持することができる。電流値がＩＳ以上であると、感光体表面の電位が飽和するのである。そこで、交流定電流を定電流制御により帯電ローラ２ａから感光体１に通電し、感光体１の表面電位がほぼ一定の値に飽和したときに、帯電ローラ２ａから感光体１に通電している電流の値ＩＳを飽和電流値ＩＳと称することにすると、この飽和電流値ＩＳを検出して（図４）、その値を不揮発メモリ４３に記憶しておく。
【００５５】
図４に、「飽和電流値ＩＳの検出」ＣＳＤの概要を示す。図示を省略した操作ボードから初期設定の中の「飽和電流値ＩＳ」の設定が指示されて、これに応答して図示を省略したシステムコントローラが、図３に示すプロセスコントローラ４１に、「飽和電流値ＩＳの検出」を指示すると、プロセスコントローラ４１（のＣＰＵ４２）が、「飽和電流値ＩＳの検出」ＣＳＤを実行する。ここではまず、感光体１の回転駆動を開始する（ｓ１）。これにより感光体１および帯電ローラ２ａが回転を始める。次に、直流定電圧回路３１の出力を−７５０Ｖとする。すなわち、直流定電圧回路３１に、−７５０Ｖを指定する目標電圧Ｖｄｃｏを与えて、直流定電圧回路３１をオン（目標電圧出力）にする（ｓ２）。
【００５６】
つぎに、交流電源３３に定電流出力（３８動作，３６停止）を指示し（ｓ３）、電流初期値（ＩＳ検出に定めた目標電流範囲の最低値）を表す目標電流Ｉａｃｏを定電流制御３８に与えて、交流電源回路３４および定電流制御３８をオン（帯電電流出力）にする（ｓ４）。
【００５７】
そしてＣＰＵ４２は、帯電ローラ２ａが設定回数回転する間、電位センサ５の検出電位すなわち感光体１の表面電位を、所定周期で繰り返し読み込んで、帯電電位（表面電位）が設定値（−７５０Ｖ）に達したか検索し（ｓ５）、達していないと、定電流制御３８に与えている目標電流Ｉａｃｏを１ステップ高値に変更して（ｓ６）、また電位センサ５の検出電位を読み込んで、帯電電位が設定値（−７５０Ｖ）に達したか検索する（ｓ５）。設定値に達したときは、そのとき定電流制御３８に与えている目標電流Ｉａｃｏを、飽和電流値ＩＳとして不揮発メモリ４３に保存する（ｓ７）。すなわち、不揮発メモリ４３に保持している飽和電流値ＩＳを、今回検出した値に更新する。そして電源３０および３３をオフ（出力停止）にして（ｓ８）、感光体１の回転駆動を停止する（ｓ９）。帯電ローラ２ａは感光体１に連動して駆動されるので、帯電ローラ２ａも回転を停止する。
【００５８】
一方、プリンタＰＴＲのウォームアップ時、或いは印刷終了後などの非画像形成時に、帯電ローラ２ａに対して、定電圧制御により、数種のピーク間電圧値の交流電圧をそれぞれ印加する。このときの電圧印加を予備印加と称することにすると、その予備印加時に帯電ローラ２ａに供給される電流の値が前述の飽和電流値ＩＳとなったときのピーク間電圧値ＶＰｓを検出する（図５）。そして、印刷（作像）時に、前述の直流定電圧（本例では−７５０Ｖ）に、上述の如く検出されたピーク間電圧値ＶＰｓの交流を重畳した帯電電圧を帯電ローラ２ａに印加して、感光体表面を帯電する。飽和電流値ＩＳとするピーク間電圧値ＶＰｓを、帯電ローラ２ａに印加する交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐとする。
【００５９】
図５に、「ピーク間電圧値ＶＰｓの検出」ＶＳＤの概要を示す。プリンタＰＴＲのウォームアップ時，印刷を終了し前回の「ピーク間電圧値ＶＰｓの検出」ＶＳＤの後印刷枚数積算値が設定値以上増大しているとき、あるいは、操作ボードより初期設定の中の「ピーク間電圧値ＶＰｓの検出」ＶＳＤが指示されたときＣＰＵ４２は「ピーク間電圧値ＶＰｓの検出」ＶＳＤを開始する。ここではまず、感光体１の回転駆動を開始する（ｓ１１）。これにより感光体１および帯電ローラ２ａが回転を始める。次に、直流定電圧回路３１の出力を−７５０Ｖとする。すなわち、直流定電圧回路３１に、−７５０Ｖを指定する目標電圧Ｖｄｃｏを与えて、直流定電圧回路３１をオン（目標電圧出力）にする（ｓ１２）。
【００６０】
つぎに、交流電源３３に定電流出力（３６動作，３８停止）を指示し（ｓ１３）、電圧初期値（ＶＰｓ検出に定めた目標電圧範囲の最低値）を表す目標電圧Ｖａｃｏを定電圧制御３６に与えて、交流電源回路３４および定電圧制御３６をオン（帯電交流電圧出力）にする（ｓ１４）。
【００６１】
そしてＣＰＵ４２は、帯電ローラ２ａが設定回数回転する間、電流センサ３９の検出電流すなわち帯電電流を、所定周期で繰り返し読み込んで、帯電電流が、不揮発メモリ４３に記憶している飽和電流値ＩＳに達したか検索し（ｓ１５）、達していないと、定電圧制御３６に与えている目標電圧Ｖａｃｏを１ステップ高値に変更して（ｓ１６）、また電流センサ３９の検出電圧を読み込んで、帯電電流が飽和電流値ＩＳに達したか検索する（ｓ１５）。飽和電流値ＩＳに達したときは、そのとき定電圧制御３６に与えている目標電圧Ｖａｃｏを、飽和電圧値ＶＰｓとして不揮発メモリ４３に保存する（ｓ１７）。すなわち、不揮発メモリ４３に保持している飽和電圧値ＶＰｓを、今回検出した値に更新する。そして電源３０および３３をオフ（出力停止）にして（ｓ１８）、感光体１の回転駆動を停止する（ｓ１９）。帯電ローラ２ａは感光体１に連動して駆動されるので、帯電ローラ２ａも回転を停止する。
【００６２】
作像時に、前述の直流定電圧（本例では−７５０Ｖ）に、この飽和電圧値ＶＰｓ（ピーク間電圧）の交流電圧を重畳した電圧を帯電ローラ２ａに印加して、感光体表面を帯電させると、環境が変化したり、スペーサの摩耗が進んだときも、帯電ローラ２ａに対して、必ず飽和電流値ＩＳの電流、換言すれば感光体表面を所定の電位（本例では−７５０Ｖ）に帯電させることのできる値のピーク間電圧が帯電ローラ２ａに印加される。この印加電圧設定方法を採用すると、環境検知手段やギャップ検知手段の検知結果、或いは帯電部材２の使用時間の検知結果に基づいてユーザが、帯電ローラ２ａに印加するピーク間電圧値を設定する必要がなくなり、メンテナンス作業を簡素化することができる。
【００６３】
ところで、上述のように、飽和電流値ＩＳを流す飽和電圧値ＶＰｓをピーク間交流電圧に設定するのは、帯電ローラ２ａに印加される交流電圧値が過剰による感光体の疲労及び、感光体表面のトナーフィルミング等の不具合を極力抑制する為である。しかし、感光体表面をトナーフィルミングで保護する潤滑剤塗布装置３により、微粒となった潤滑剤が、帯電ローラ２ａを感光体１に非接触に保った状態でも、ローラ表面に付着し、帯電不良を発生しやすい。つぎに実験例を示す。
【００６４】
−比較例１と実施例１に共通の事項−
帯電に関わる条件は、
線速：２０５ｍｍ／ｓｅｃ．
帯電ＡＣ周波数：１５００Ｈｚ
ＡＣ飽和電流ＩＳ：１．６ｍＡ
評価条件は、
原稿・転写材サイズ：Ａ４
原稿送り方向：横（２１０ｍｍ）
カラーモード：フルカラー（４色）モード
１回あたりのプリント枚数（１回あたりの転写材出力枚数）：２枚
で実施した。
【００６５】
−比較例１−
各機械の帯電の交流電圧（ピーク間電圧）Ｖｐｐの印加条件は、
機械Ａ：上記ＡＣ飽和電流ＩＳ：１．６ｍＡとなるＶＰｓ
機械Ｂ：該ＶＰｓ＋１００Ｖ
機械Ｃ：該ＶＰｓ＋１５０Ｖ
機械Ｄ：該ＶＰｓ＋２００Ｖ
機械Ｅ：該ＶＰｓ＋３００Ｖ
とした。上記５台にて、帯電ローラ汚れに関する縦スジ、ならびに、感光体フィルミングに関する濃度ムラ，クリーニング不良および感光体表面フィルミングを評価した。結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
上記ＶＰｓ＋１５０Ｖ（機械Ｃ）が画像品質で一番バランスが取れた結果が得られた。しかしながら、帯電ローラの汚れの目安となる縦スジに着目すると、若干、感光体フィルミングが発生した為、それによる濃度ムラが見受けられるものの、機械Ｄ、すなわち上記ＶＰｓ＋２００Ｖ、とした方が良い結果となっている為、次の実施例１を実施し評価した。
【００６８】
−実施例１−
比較例１の結果を受け、所定枚の画像形成毎に、Ｖｐｐを以下のように切換えた；
通常印加時：上記ＩＳ×1.00に相当するＶＰｓ
所定枚の画像形成期間：該ＶＰｓ＋300Ｖ（例えば、通常2000Ｖなら2300Ｖ）
所定枚：２枚（Ａ４紙横送りを１枚とカウント）
要約すると、Ａ４横送りの２枚を画像形成する度に、通常印加である2000Ｖと所定枚毎に印加する2300Ｖを切り替える、図７に示すパターンＡとなる。図７に示すＶaco＝２．０ｋＶの上ピーク値は＋２５０Ｖ、下ピーク値は−１７５０Ｖである。Ｖaco＝２．３ｋＶの上ピーク値は＋４００Ｖ、下ピーク値は−１９００Ｖである。上記条件にて、比較例１の場合と同様に評価した。結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
【００７０】
図６に、図示しないシステムコントローラからの印刷指示に応答して、図３に示すプロセスコントローラ４１のＣＰＵ４２が実行する、作像時の「帯電電圧制御」ＣＶＣの概要を示す。ここではまず、感光体１の回転駆動を開始する（ｓ２１）。これにより感光体１および帯電ローラ２ａが回転を始める。次に、第１枚目の作像のための帯電開始タイミングになると（ｓ２２）、ＣＰＵ４２は、直流定電圧回路３１の出力を−７５０Ｖとする。すなわち、直流定電圧回路３１に、−７５０Ｖを指定する目標電圧Ｖｄｃｏを与えて、直流定電圧回路３１をオン（目標電圧出力）にする（ｓ２３）。また、交流電源３３に定電圧出力（３６動作，３８停止）を指示し、不揮発メモリ４３の飽和電圧ＶＰｓを表す目標電圧Ｖａｃｏを定電圧制御３６に与えて、交流電源回路３４および定電圧制御３６をオン（帯電交流電圧出力）にする（ｓ２４）。
【００７１】
そして第１枚目の帯電終了タイミングを待って（ｓ２５）、印刷終了でないと、第２枚目を表すためにフラグレジスタＦｆｐ（ＣＰＵ４２の内部メモリの一領域）のデータ「０」（１枚目）を「１」に書き換えて（ｓ２７，ｓ２８）、帯電電圧出力を継続する（ｓ２５）。第２枚目の帯電終了タイミングになると、そこでも印刷終了でないと、フラグレジスタＦｆｐのデータを「０」（３枚目：１枚目と同義）に戻し（ｓ２６，ｓ２７，ｓ２９）、帯電電源３０，３３をオフ（帯電出力停止）にして（ｓ３０）、次の第３枚目の作像のための帯電開始タイミングになるのを待つ（ｓ３１）。
【００７２】
次に、第３枚目の作像のための帯電開始タイミングになると（ｓ３１）、ＣＰＵ４２は、直流定電圧回路３１の出力を−７５０Ｖとする（ｓ３２）。また、交流電源３３に定電圧出力（３６動作，３８停止）を指示し、不揮発メモリ４３の飽和電圧ＶＰｓに３００Ｖを加えた電圧値を表す目標電圧Ｖａｃｏを定電圧制御３６に与えて、交流電源回路３４および定電圧制御３６をオン（帯電交流電圧出力）にする（ｓ３３）。そして第３枚目の帯電終了タイミングを待って（ｓ３４）、印刷終了でないと、第４枚目（第２枚目と同義）を表すためにフラグレジスタＦｆｐのデータ「０」（３枚目）を「１」に書き換えて（ｓ３６，ｓ３７）、帯電電圧出力を継続する（ｓ３４）。第４枚目の帯電終了タイミングになると、そこでも印刷終了でないと、フラグレジスタＦｆｐのデータを「０」（５枚目：１枚目と同義）に戻し（ｓ３５，ｓ３６，ｓ３８）、帯電電源３０，３３をオフにして（ｓ３９）、次の第５枚目の作像のための帯電開始タイミングになるのを待つ（ｓ２２）。
【００７３】
印刷終了になるまで、上述の第１枚〜第４枚の帯電制御と同様な帯電制御を繰り返す。これにより、帯電ローラ２ａには、図７に示すパターンＡで、交流電圧が印加される。印刷を終了すると、ＣＰＵ４２は、帯電電源３０，３３をオフにして（ｓ４０）、感光体１の回転駆動を停止する（ｓ４１）。これにより帯電ローラ２ａも回転を停止する。
【００７４】
以上のように、所定枚の画像形成毎に帯電ローラ２ａに印加する交流電圧Ｖｐｐを通常印加する交流電圧値ＶＰｓと異なる電圧ＶＰｓ＋３００Ｖを所定枚の画像形成の間印加することによって、帯電ローラ汚れと感光体フィルミングが少なくなる。すなわち、帯電ローラ２ａの汚れと感光体１のトナーフィルミングは、比較例１では、トレードオフの関係にある結果となったが、帯電ローラ２ａの汚れによる縦スジの発生が良くなる飽和電流値ＩＳとなる飽和電圧値ＶＰｓより大きくしたＶｐｐ（ＶＰｓ＋３００Ｖ）と、感光体１に対して、ハザードを極力抑えた飽和電流値ＩＳとなるＶＰｓを交互に組み合わせて印加する事で、「ＶＰｓ＋３００Ｖ」を一貫してかけた時（比較例１）の感光体１のフィルミングが抑制され、又、ＶＰｓを一貫してかけた時の帯電ローラ汚れによる縦スジも抑えられた。
【００７５】
尚、通常電圧値と異なる電圧値の印加時間を１：１の比とした図７のパターンＢ〜Ｄでも同様な効果が得られた。よって、１回あたりの作像回数（枚数）が任意で異なる場合、いわゆる実使用においても、図７のパターンＥ〜Ｈの様に、所定作像回数（枚数）毎にＶｐｐを切り替える事が有効である。更には、本実施例では、出力Ｖｐｐの切り替えを作像回数（枚数）で管理しているが、任意の所定時間としても同様の効果が得られる。
【００７６】
また、プリンタＰＲＴにおいて飽和電流値ＩＳを検出して不揮発メモリ４３に保持するが、これを初期設定のなかで、ユーザが増減調整するようにするのが好ましい。また、各プリンタで飽和電流値ＩＳを検出するのに代えて、同一機種の各プリンタには、実験により求めた、あるいは図３に示す構成の帯電装置を備える試作機で求めた、飽和電流値ＩＳを、不揮発メモリに書き込んでおくこともできる。すなわち、飽和電流値ＩＳの検出を、各プリンタにおいては省略することもできる。
【符号の説明】
【００７７】
１：感光体
２：帯電装置
２ａ：帯電ローラ
２ｂ：帯電クリーニング部材
３：塗布装置
３ａ：ブラシローラ
３ｂ：固形潤滑剤
３ｃ：加圧部材
４：現像装置
５：電位センサ
５１：１次転写ローラ
５６：中間転写ベルト
６１：２次転写ローラ
８：クリーニング装置
８ａ：ブレード
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特開２００７−０７２０３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１７３２７３号公報
【特許文献３】特開２００４−２５８５３９号公報
【特許文献４】特開２００１−１９４８６８号公報
【特許文献５】特開２００２−０５５５０８号公報
【特許文献６】特開２００１−３３７５１５号公報
【特許文献７】特開２００３−０６６６９３号公報
【特許文献８】特開２００１−３１２１２１号公報
【特許文献９】特開２０００−２０６８０５号公報
【特許文献１０】特開平０８−３３９０９２号公報
【特許文献１１】特開平１１−２１８９４５号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動する感光体に対向する帯電ローラ；
該帯電ローラに、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する帯電電源；および、
該帯電電源が前記帯電ローラに印加する帯電電圧の前記交流電圧を、１枚作像分の帯電領域を最小単位とする１又は数単位の帯電区間においては同一電圧とするが、１又は数単位毎に交互に、高値，低値に切り換える、帯電電圧制御手段；
を備える帯電装置。
【請求項２】
前記高値の交流電圧を印加する帯電区間は、前記低値の交流電圧を印加する帯電区間以下である；請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電電圧制御手段は、前記感光体の帯電電位が飽和するときの帯電電流値となる前記交流電圧を求めてメモリに保持し、前記交流電圧の高値，低値の一方は該メモリに保持する交流電圧とし他方はそれより設定値高いものとする；請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記帯電電圧制御手段は、前記感光体の帯電電位が飽和するときの帯電電流値を求めてメモリに保持する；請求項３に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記感光体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材；を更に備える請求項１乃至４のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項６】
前記感光体；
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の帯電装置；
前記感光体に形成された静電潜像にトナーを与えトナー像を形成する現像装置；および、
前記トナー像を用紙又は中間転写体に転写した後の感光体の表面を清掃するクリーニング手段；
を備える作像カートリッジ。
【請求項７】
前記現像装置のトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比Ｄｖ／Ｄｎが１．００〜１．４０の範囲にある；請求項６に記載の作像カートリッジ。
【請求項８】
前記現像装置のトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある；請求項６に記載の作像カートリッジ。
【請求項９】
前記現像装置のトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー，ポリエステル，着色剤および離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである；請求項６に記載の作像カートリッジ。
【請求項１０】
前記現像装置のトナーは、略球形状である；請求項６に記載の作像カートリッジ。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか１つに記載の作像カートリッジ；
該作像カートリッジの前記感光体の帯電面に画像光を投射し静電潜像を形成する露光装置；
前記トナー像を直接に又は中間転写体を介して間接に、用紙に転写する転写手段；および、
前記用紙上のトナー像を用紙に固定する定着装置；
を備える画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成装置は、中間転写ベルトならびに該中間転写ベルトに沿って配列された複数の作像カートリッジを備え；
前記転写手段は、各カートリッジが形成した各トナー像を前記中間転写ベルトの同一位置に重ね転写する１次転写手段、および、該転写ベルト上の重ね転写されたトナー像を用紙に転写する２次転写手段、を含む；
請求項６乃至１１のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１】
回動する感光体に対向する帯電ローラ；
該帯電ローラに、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を印加する帯電電源；および、
該帯電電源が前記帯電ローラに印加する帯電電圧の前記交流電圧を、１枚作像分の帯電領域を最小単位とする１又は数単位の帯電区間においては同一電圧とするが、１又は数単位毎に交互に、高値，低値に切り換える、帯電電圧制御手段；
を備える帯電装置。
【請求項２】
前記高値の交流電圧を印加する帯電区間は、前記低値の交流電圧を印加する帯電区間以下である；請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記帯電電圧制御手段は、前記感光体の帯電電位が飽和するときの帯電電流値となる前記交流電圧を求めてメモリに保持し、前記交流電圧の高値，低値の一方は該メモリに保持する交流電圧とし他方はそれより設定値高いものとする；請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記帯電電圧制御手段は、前記感光体の帯電電位が飽和するときの帯電電流値を求めてメモリに保持する；請求項３に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記感光体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布部材；を更に備える請求項１乃至４のいずれか１つに記載の帯電装置。
【請求項６】
前記感光体；
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の帯電装置；
前記感光体に形成された静電潜像にトナーを与えトナー像を形成する現像装置；および、
前記トナー像を用紙又は中間転写体に転写した後の感光体の表面を清掃するクリーニング手段；
を備える作像カートリッジ。
【請求項７】
前記現像装置のトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比Ｄｖ／Ｄｎが１．００〜１．４０の範囲にある；請求項６に記載の作像カートリッジ。
【請求項８】
前記現像装置のトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある；請求項６に記載の作像カートリッジ。
【請求項９】
前記現像装置のトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー，ポリエステル，着色剤および離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである；請求項６に記載の作像カートリッジ。
【請求項１０】
前記現像装置のトナーは、略球形状である；請求項６に記載の作像カートリッジ。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか１つに記載の作像カートリッジ；
該作像カートリッジの前記感光体の帯電面に画像光を投射し静電潜像を形成する露光装置；
前記トナー像を直接に又は中間転写体を介して間接に、用紙に転写する転写手段；および、
前記用紙上のトナー像を用紙に固定する定着装置；
を備える画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成装置は、中間転写ベルトならびに該中間転写ベルトに沿って配列された複数の作像カートリッジを備え；
前記転写手段は、各カートリッジが形成した各トナー像を前記中間転写ベルトの同一位置に重ね転写する１次転写手段、および、該転写ベルト上の重ね転写されたトナー像を用紙に転写する２次転写手段、を含む；
請求項６乃至１１のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１９１３４０（Ｐ２０１０−１９１３４０Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３７６１５（Ｐ２００９−３７６１５）
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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