画像形成装置
【課題】ＡＣ放電電流量を可及的に小さくした場合であっても、砂地状の画像不良などの異常放電による画像不良の発生を抑制することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】第１の電源Ｓ１Ａ及び第２の電源Ｓ１Ｂを制御する制御手段１４が、画像形成時に、第２の帯電部材２Ｂによる感光体１の表面の帯電処理部に到達する感光体１の表面電位を可及的に所定の帯電電位Ｖｄにする直流電圧を第１の帯電部材２Ａに印加するように第１の電源Ｓ１Ａを制御すると共に、所定の帯電電位Ｖｄに相当する直流電圧と、感光体１と第２の帯電部材２Ｂとの間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を第２の帯電部材２Ｂに印加するように第２の電源Ｓ１Ｂを制御する構成とする。
【解決手段】第１の電源Ｓ１Ａ及び第２の電源Ｓ１Ｂを制御する制御手段１４が、画像形成時に、第２の帯電部材２Ｂによる感光体１の表面の帯電処理部に到達する感光体１の表面電位を可及的に所定の帯電電位Ｖｄにする直流電圧を第１の帯電部材２Ａに印加するように第１の電源Ｓ１Ａを制御すると共に、所定の帯電電位Ｖｄに相当する直流電圧と、感光体１と第２の帯電部材２Ｂとの間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を第２の帯電部材２Ｂに印加するように第２の電源Ｓ１Ｂを制御する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、電子写真感光体（感光体）を帯電処理する帯電手段としては一般にスコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用した非接触式の帯電方式（以下、「コロナ放電方式」という。）が多用されてきた。又、帯電手段として、帯電部材を感光体に直接接触させるか或いは近接させて、その帯電部材に帯電電圧を印加する帯電方式（以下、「接触帯電方式」という。）が利用されている。
【０００３】
接触帯電方式では、例えば、導電性ゴムのローラで形成されたローラ型の帯電部材（帯電ローラ）を、例えばドラム型の感光体（感光ドラム）の表面に接触させ、感光ドラムの回転と共に従動回転させて、帯電ローラの軸となる芯金に電圧を供給する。そして、帯電ローラと感光ドラムとの間に形成されている微小ギャップで生じる放電により、感光ドラムの外周面が一様に帯電処理される。
【０００４】
このような接触帯電方式の場合、コロナ放電方式に比べて、放電間隔が狭いためオゾンの発生がほとんどなく、又印加電圧もコロナ放電方式に比べ小さくてすむという利点がある。
【０００５】
尚、上述のような接触帯電方式では、高速に回転している感光ドラムに対しては、帯電ローラと感光ドラムとの当接部が不安定となりがちで、そのために帯電ムラが生じ易くなる。そのため、接触帯電方式は、例えば高信頼性が要求され、且つ、コピーボリュームの大きい高速複写機などの高級機種の画像形成装置に採用することが難しい場合があった。
【０００６】
これに対して、特許文献１及び２は、感光体の表面の移動方向において上流側と下流側に２個の帯電部材を設けた構成を開示する。具体的には、感光体の移動方向において上流側の帯電部材に直流電圧を印加し、下流側の帯電部材に直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加することで、感光体の帯電電位の安定化を図る。
【０００７】
ここで、帯電ローラに印加する帯電電圧（帯電バイアス）の違いによる、ＤＣ帯電方式とＡＣ帯電方式との２つの帯電方式について説明する。ＤＣ帯電方式では、放電開始電圧Ｖｔｈに、必要とされる感光ドラムの帯電電位（以下、「目標電位」ともいう。）Ｖｄを足した直流（ＤＣ）電圧を帯電ローラに印加する。これにより、感光ドラムの表面の帯電処理を行う。例えば、ＯＰＣ（有機光導電体）感光体に対して帯電ローラを加圧当接させた場合の放電開始電圧Ｖｔｈの一例は約６００Ｖである。一方、ＡＣ帯電方式では、必要とされる感光ドラムの帯電電位（目標電位）Ｖｄに相当する直流（ＤＣ）電圧に、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧を持つ交流（ＡＣ）電圧を重畳した振動電圧を帯電ローラに印加する。これにより、感光ドラムの表面の帯電処理を行う。このように、ＡＣ帯電方式で印加する振動電圧は、交流成分と、直流成分（目標電位Ｖｄに相当する電圧）との重畳電圧であり、交流成分の波形としては正弦波・矩形波・三角波などが適宜用いられる。又、この振動電圧は、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電圧であってもよい。ＡＣ帯電方式は、環境・耐久変動による電位の変動を改善することを可能とする。
【０００８】
ＤＣ帯電方式は、ＡＣ帯電方式に比べて、一般的に消費電力が少量で、安価であり、装置も小型で省スペース化を図ることができるという利点がある。しかしながら、ＤＣ帯電方式は、ＡＣ帯電方式に比べて、放電領域（帯電ローラと感光ドラムとの間の放電が生じる領域の面積）が狭く、ＡＣ放電電流の均し効果がないために、帯電ローラの微小な電気抵抗値ムラに起因したスジ状の帯電不良が発生し易い。又、ＤＣ帯電方式は、ＡＣ帯電方式に比べて、感光ドラムの帯電電位Ｖｄの安定性が低くなり易く、環境、材料製造時の電気抵抗の振れ、耐久変動などによって、所望の帯電電位Ｖｄにするために帯電ローラに印加することが必要な電圧が変わる。そのため、狙いの帯電電位Ｖｄに制御することが難しくなることがある。これに対して、感光ドラムの表面電位を常に測定する電位センサを感光ドラムの近傍に設置し、測定した電位に基づいて帯電ローラに印加する帯電電圧を設定する方法が知られている。しかし、この方法では、電位センサを設置するスペースが必要であり、コストも高くなり易い。
【０００９】
一方、ＡＣ帯電方式は、均一な帯電（除電）処理をすることが可能であり、高画質化に対して有効である（特許文献３）。又、帯電ローラに印加する帯電電圧の交流成分が放電する条件（放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧）であれば、帯電処理後の感光ドラムの表面電位が、帯電ローラに印加する帯電電圧の直流成分と同電位に収束するという特性がある。そのため、ＡＣ帯電方式では、上述のような電位センサが不要となる。しかしながら、ＡＣ帯電方式は、ＤＣ帯電方式に比べて、放電電流量が多くなり、感光ドラムの劣化を促進すると共に、放電生成物に起因する「画像流れ」といわれる画像不良が発生し易い。この「画像流れ」を改善するためには、帯電ローラに印加する帯電電圧の交流成分のピーク間電圧を必要最小限とすることにより、ＡＣ放電の発生を最小限とすることが有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２７２１９４号公報
【特許文献２】特開２００１−３１２１２５号公報
【特許文献３】特開昭６３−１４９６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、ＡＣ帯電方式では、帯電電圧の交流成分のピーク間電圧を必要最小限とすることによって、「画像流れ」を改善することが可能となる。
【００１２】
しかしながら、帯電電圧の交流成分のピーク間電圧を小さくすると、帯電ローラと感光ドラムとの間に流れるＡＣ放電電流量は減るが、放電が不安定となり易くなる。そのため、局所的に過剰に放電（異常放電）することに起因する、「砂地」といわれる画像不良が発生し易くなる。異常放電によって、感光ドラムが局所的に異常な高電位となり、その部分にはトナーが付着しなくなるため、画像を出力した際に砂地状の画像不良となる。
【００１３】
従って、本発明の目的は、ＡＣ放電電流量を可及的に小さくした場合であっても、砂地状の画像不良などの異常放電による画像不良の発生を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、静電像が形成される感光体と、移動する前記感光体の表面の帯電処理を行う第１の帯電部材と、前記感光体の表面の移動方向において前記第１の帯電部材による前記感光体の帯電処理部よりも下流側において前記感光体の表面の帯電処理を行う第２の帯電部材と、所定の帯電電位に帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電潜を形成する露光手段と、前記第１の帯電部材に直流電圧を印加する第１の電源と、前記第２の帯電部材に直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加する第２の電源と、前記第１の電源及び前記第２の電源を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、画像形成時に、前記第２の帯電部材による前記感光体の表面の帯電処理部に到達する前記感光体の表面電位を可及的に前記所定の帯電電位にする直流電圧を前記第１の帯電部材に印加するように前記第１の電源を制御すると共に、前記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、前記感光体と前記第２の帯電部材との間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を前記第２の帯電部材に印加するように前記第２の電源を制御することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＡＣ放電電流量を可及的に小さくした場合であっても、砂地状の画像不良などの異常放電による画像不良の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る画像形成装置の第１、第２の帯電ローラの模式図である。
【図３】本発明の一実施例に係る画像形成装置の動作シーケンス図である。
【図４】本発明の一実施例に係る画像形成装置の第１、第２の帯電ローラに対する帯電電圧印加系のブロック回路図である。
【図５】本発明の一実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図６】帯電ローラに印加した帯電ＤＣバイアスと感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図７】帯電ローラに印加した帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧と感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図８】帯電ローラに印加した帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧と直流電流値との関係を示すグラフ図である。
【図９】本発明の一実施例に係る画像形成装置における画像形成時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図１０】本発明の一実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御の実行制御のフローチャート図である。
【図１１】本発明の一実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御のフローチャート図である。
【図１２】本発明の他の実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御の実行制御のフローチャート図である。
【図１３】本発明の他の実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御のフローチャート図である。
【図１４】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図１５】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における画像形成時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図１６】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置の第１、第２の帯電ローラに対する帯電電圧印加系のブロック回路図である。
【図１７】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における帯電ＤＣバイアス制御時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図１８】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における帯電ＤＣバイアス制御のフローチャート図である。
【図１９】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における帯電ＤＣバイアス制御のフローチャート図である。
【図２０】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における帯電ＤＣバイアス制御時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図２１】砂地が発生する際のメカニズムを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１８】
実施例１
１．画像形成装置の基本的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。本実施例では、画像形成装置１００は、接触帯電方式を採用した電子写真方式のレーザビームプリンタである。
【００１９】
画像形成装置１００は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（感光体）即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図示矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。先ず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である第１の帯電ローラ（第１の帯電部材）２Ａと第２の帯電ローラ（第２の帯電部材）２Ｂである。次に、露光手段としての露光装置（レーザスキャナ）３である。次に、現像手段としての現像装置４である。次に、転写手段としてのローラ型の転写部材である転写ローラ５である。次に、クリーニング手段としてのクリーニング装置７である。
【００２０】
感光ドラム１は、導電性のドラム基体上に、帯電特性が負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）の層を有する。又、本実施例では、感光ドラム１は、外径が３０ｍｍであり、中心支軸を中心に１３０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で図示矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）の表面に、光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ約２０μｍ）とを下から順に塗り重ねた構成をしている。
【００２１】
第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂは、感光ドラム１の表面を一様に帯電処理する接触式の帯電手段である。第１の帯電ローラ２Ａは感光ドラム１の表面の移動方向において第２の帯電ローラ２Ｂよりも上流側に配置されており、第２の帯電ローラ２Ｂは感光ドラム１の表面の移動方向において第１の帯電ローラ２Ａよりも下流側に配置されている。第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂは、感光ドラム１との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して、感光ドラム１の表面を所定の極性・電位に帯電処理する。
【００２２】
第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂの構成について、第１の帯電ローラ２Ａを例に更に説明する。本実施例では、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂとしては、実質的に同一の寸法、材質のものを用いた。別段の記載が無い限り、第２の帯電ローラ２Ｂにおいても実質的に同一の構成である。図中、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂが共通して有する要素には、符号にＡ、Ｂの添え字を付してそれぞれ第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂに属する要素であることを表している。
【００２３】
図２に示すように、第１の帯電ローラ２Ａは、芯金（支持部材）２１Ａの長手方向（回転軸線方向）の両端部が、それぞれ軸受け部材２５Ａにより回転自在に保持されると共に、それぞれ押圧ばね２６Ａによって感光ドラム１に向かって付勢されている。これにより、第１の帯電ローラ２Ａは、感光ドラム１の表面に対して、所定の押圧力をもって圧接されている。そして、第１の帯電ローラ２Ａは、感光ドラム１の回転に従動して図示矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転する。感光ドラム１と第１の帯電ローラ２Ａとの圧接部（ニップ部）が帯電ニップａＡである。感光ドラム１の表面の移動方向において帯電ニップａＡの上流側及び下流側に形成される第１の帯電ローラ２Ａと感光ドラム１の表面との間の微少な空隙（帯電ギャップ）で放電が行われる。この放電によって感光ドラム１の帯電処理が行われる部分が帯電部（帯電処理部）である。
【００２４】
第１の帯電ローラ２Ａは、次のような構成の導電性・弾性ローラとすることができる。即ち、芯金と、この芯金の外周に同心一体にローラ状に形成した、ＳＢＲ等に導電性カーボンを分岐した導電性弾性層と、その外周面に形成した、帯電不良防止のための高抵抗被覆層と、を有していてよい。更に、その外周面に形成した、感光ドラムに対する帯電ローラの固着を防止するための保護被覆層を有していてよい。
【００２５】
より具体的には、本実施例では、第１の帯電ローラ２Ａは、長手方向（回転軸線方向）の長さが３２０ｍｍ、直径が１４ｍｍである。又、第１の帯電ローラ２Ａは、芯金２１Ａの外回りに、下層２２Ａと、中間層２３Ａと、表層２４Ａとを下から順次に積層した３層構成である。芯金２１Ａは、直径６ｍｍのステンレス丸棒である。下層２２Ａは、カーボンを分散した発泡ＥＰＤＭで形成され、比重は０．５ｇ／ｃｍ3、体積抵抗値は１０2〜１０9Ωｃｍ、層厚は約３．５ｍｍである。中間層２３Ａは、カーボンを分散したＮＢＲゴムで形成され、体積抵抗値は１０2〜１０5Ωｃｍ、層厚は約５００μｍである。表層２４Ａは、フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫、カーボンを分散したもので形成され、体積抵抗値は１０7〜１０10Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲｚ）は１．５μｍ、層厚は約５μｍである。
【００２６】
尚、本実施例では、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂとして実質的に同一の寸法、材質のものを用いたが、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂの寸法、材質は異なっていてもよい。又、帯電部材の構成は本実施例のものに何ら限定されるものではない。
【００２７】
第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂのそれぞれの芯金２１Ａ、２１Ｂには、それぞれ帯電電圧印加手段としての第１、第２の帯電電源Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂより所定の条件の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。
【００２８】
本実施例では、第１の帯電電源（第１の電源）Ｓ１Ａは、直流電源を有し、交流電源は有しておらず、第１の帯電ローラ２Ａに対して直流電圧を出力する。一方、第２の帯電電源（第２の電源）Ｓ１Ｂは、直流電源と、交流電源とを有しており、第２の帯電ローラ２Ｂに対して直流電圧（直流成分）と交流電圧（交流成分）とを重畳した振動電圧を出力する。
【００２９】
本実施例では、回転する感光ドラム１の表面は、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂを用いて、−５００Ｖに一様に帯電処理される。具体的な帯電電圧の制御については、後述して詳しく説明する。
【００３０】
露光装置３は、帯電処理された感光ドラム１の面に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光手段である。本実施例において、露光装置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。画像形成装置１００に接続された画像読み取り装置（図示せず）などのホスト処理装置から画像形成装置１００に画像信号が送られる。露光装置３は、この画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力して、一様に帯電処理されて回転する感光ドラム１の表面を、露光部（露光位置）ｂにおいて走査露光（イメージ露光）する。これにより、感光ドラム１の表面のレーザ光Ｌで照射された部分の電位の絶対値が低下し、回転する感光ドラム１の表面には、画像情報に対応した静電潜像（静電潜像）が形成される。
【００３１】
現像装置４は、感光ドラム１上の静電潜像にトナーを供給し、静電潜像をトナー像（現像剤像）として反転現像する現像手段である。本実施例では、現像装置４は、二成分現像剤による磁気ブラシを、感光ドラム１に接触させながら現像を行う、二成分接触現像方式を採用した現像装置である。
【００３２】
現像装置４は、現像容器４１と、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４２と、を備えている。現像スリーブ４２は、その外周面の一部を現像容器４１の外部に露出させて、現像容器４１内に回転可能に配置されている。現像スリーブ４２内には、現像容器４１に対して回転しないように固定されたマグネットローラ４３が設けられている。現像スリーブ４２に対向して、現像ブレード４４が設けられている。現像容器４１は、二成分現像剤（現像剤）４５を収容しており、現像容器４１内の底部側には、現像剤攪拌部材４６が設けられている。又、補給用トナーがトナーホッパー（図示せず）に収容されている。
【００３３】
現像容器４１内の二成分現像剤４５は、主にトナー（非磁性トナー粒子）とキャリア（磁性キャリア粒子）との混合物であり、現像剤攪拌部材４６により攪拌される。本実施例では、キャリアの体積抵抗値は約１０13Ωｃｍ、粒径（体積平均粒径）は約４０μｍである。ここで、レーザ回折式粒度分布測定装置ＨＥＲＯＳ（日本電子製）を用いて、０．５〜３５０μｍの範囲を３２対数分割して測定し、体積５０％メジアン径をもって、上記体積平均粒径とする。本実施例では、トナーは、キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。
【００３４】
現像スリーブ４２は、感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）を３５０μｍに保持して、感光ドラム１に対向して配置されている。この感光ドラム１と現像スリーブ４２との対向部が現像部ｃである。現像スリーブ４２は、現像部ｃにおいてその表面の移動方向が感光ドラム１の表面の移動方向とは逆方向となるように回転駆動される。現像スリーブ４２内のマグネットローラ４３の磁気力により、現像容器４１内の二成分現像剤４５の一部が現像スリーブ４２の外周面に磁気ブラシ層として吸着保持される。この磁気ブラシ層は、現像スリーブ４２の回転に伴い搬送され、現像ブレード４４により所定の厚さに整層される。この現像剤の薄層（磁気ブラシ層）は、現像部ｃにおいて感光ドラム１の表面に接触して、感光ドラム１の表面を適度に摺擦する。
【００３５】
現像スリーブ４２には、現像電圧印加手段としての現像電源Ｓ２から所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、現像スリーブ４２に印加する現像電圧は、直流電圧（以下、「現像ＤＣバイアス」ともいう。）と交流電圧（以下、「現像ＡＣバイアス」ともいう。）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、本実施例では、現像電圧は、−３５０Ｖの直流電圧と、周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶ、矩形波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。
【００３６】
回転する現像スリーブ４２の表面に薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された二成分現像剤４５中のトナーが、現像電圧による電界によって、静電潜像に対応して感光ドラム１の表面に選択的に付着する。これにより、感光ドラム１上の静電潜像がトナー像として現像される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光された感光ドラム１の表面の露光部（明部）に、感光ドラム１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーが付着して、静電潜像が反転現像される。このとき、感光ドラム１上に転移したトナーの帯電量は、温度２３℃、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ3の環境下では、凡そ−２５μＣ／ｇである。
【００３７】
現像部ｃを通過した現像スリーブ４２上の二成分現像剤２５の薄層は、引き続く現像スリーブ４２の回転に伴い現像容器４１内の現像剤溜り部に戻される。
【００３８】
尚、現像容器４１内の二成分現像剤４５のトナー濃度（二成分現像剤のトナーとキャリアとの総質量に対するトナー質量の割合）を、略一定の範囲内に維持するために、トナーホッパー（図示せず）から現像容器４１内への補給用トナーの補給が行われる。即ち、例えば、光学式トナー濃度センサによって、現像容器４１内の二成分現像剤４５のトナー濃度が検知され、その検知情報に応じてトナーホッパーの駆動が制御されて、トナーホッパー内の補給用トナーが現像容器４１内に補給される。二成分現像剤４５に補給されたトナーは、現像剤攪拌部材４６により攪拌される。
【００３９】
転写ローラ５は、感光ドラム１に所定の押圧力をもって圧接されている。その転写ローラ５と感光ドラム１との圧接部（ニップ部）が転写部ｄである。この転写部ｄに、転写材供給機構部（図示せず）から所定の制御タイミングにて記録用紙などの転写材Ｐが給送される。転写部ｄに給送された転写材Ｐは、回転する感光ドラム１と転写ローラ５との間に挟持されて搬送される。その間、転写ローラ５には、転写電圧印加手段としての転写電源Ｓ３から、トナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性（本実施例では正極性）の転写電圧（転写バイアス）が印加される。より具体的には、本実施例では、転写電圧として＋６００Ｖの直流電圧が印加される。これにより、転写部ｄを挟持搬送されていく転写材Ｐの表面に感光ドラム１の表面側のトナー像が静電的に転写される。
【００４０】
転写部ｄを通ってトナー像の転写を受けた転写材Ｐは、感光ドラム１の表面から分離されて、定着手段としての定着装置６へ搬送される。本実施例では、定着装置６は、熱源を有する定着ローラ６１と、この定着ローラ６１に圧接する加圧ローラ６２とを有する熱ローラ定着装置である。そして、定着装置６は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２との圧接部（ニップ部）において転写材Ｐを加熱及び加圧することにより、トナー像を転写材Ｐに定着させる。定着処理を受けた転写材Ｐは、画像形成物（プリント、コピー）として画像形成装置１００から出力（プリントアウト）される。
【００４１】
又、転写部ｄにおいて転写材Ｐにトナー像を転写した後に感光ドラム１の表面に若干量残留したトナー（転写残トナー）は、クリーニング部ｅにおいて、クリーニング装置７によって感光ドラム１の表面から除去されて回収される。
【００４２】
図３は、上記画像形成装置１００の動作シーケンス図である。
【００４３】
（１）前多回転工程（初期回転動作）
画像形成装置１００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）である。電源スイッチ−オンにより、感光ドラム１を回転駆動させ、又定着装置６の所定温度への立ち上げなど、所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
【００４４】
（２）前回転工程（印字準備回転動作）
画像形成開始信号が入力されてから実際に画像形成工程動作がなされるまでの間の画像形成前の準備回転動作期間である。この前回転工程は、前多回転工程中に画像形成開始信号が入力されたときには前多回転工程に引き続いて実行される。画像形成開始信号の入力がないときには、前多回転工程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１の回転駆動が停止され、画像形成装置１００は画像形成開始信号が入力されるまでスタンバイ（待機）状態に保たれる。画像形成開始信号が入力されると前回転工程が実行される。
【００４５】
本実施例では、この前回転工程において、画像形成工程の帯電工程における帯電電圧（特に、第１の帯電ローラ２Ａに流す直流電流値及び対応する帯電ＤＣバイアス）の値の演算・決定プログラムが実行される。これについては詳しくは後述する。
【００４６】
（３）画像形成工程（印字工程、作像工程）
所定の前回転工程が終了すると、引き続いて感光ドラム１に対する作像プロセスが実行され、感光ドラム１の表面に形成されたトナー像の転写材Ｐへの転写、定着装置６によるトナー像の定着処理がなされて、画像形成物が出力される。連続画像形成モードの場合は、上記の画像形成工程が所定の画像形成枚数ｎ枚分繰り返して実行される。
【００４７】
（４）紙間工程
連続画像形成モードにおいて、一の転写材Ｐ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Ｐの非通紙状態期間である。
【００４８】
（５）後回転工程
最後の転写材Ｐの画像形成工程が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動を継続させて感光ドラム１を回転駆動させ、所定の後処理動作を実行させる期間である。
【００４９】
（６）スタンバイ
所定の後回転工程が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光ドラム１の回転駆動が停止され、画像形成装置１００は次の画像形成開始信号が入力されるまでスタンバイ状態に保たれる。１枚だけの画像形成の場合は、その画像形成終了後、画像形成装置１００は後回転工程を経てスタンバイ状態になる。スタンバイ状態において、画像形成開始信号が入力されると、画像形成装置１００は前回転工程に移行する。
【００５０】
上記（３）の画像形成工程の期間が画像形成時であり、上記（１）の前多回転工程、上記（２）の前回転工程、上記（４）の紙間工程、上記（５）の後回転工程の各期間が非画像形成時である。
【００５１】
２．制御態様
図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第１の帯電ローラ２Ａ及び第２の帯電ローラ２Ｂに対する帯電電圧印加系のブロック回路図である。
【００５２】
図４（ａ）に示すように、第１の帯電ローラ２Ａには、帯電電圧印加手段としての第１の帯電電源Ｓ１Ａが接続されている。この第１の帯電電源Ｓ１Ａは、直流電源（ＤＣ電源）１１Ａを有している。第１の帯電電源Ｓ１Ａから、直流電圧（以下、「帯電ＤＣバイアス」ともいう。）が、芯金２１Ａを介して第１の帯電ローラ２Ａに印加される。これにより、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。又、第１の帯電電源Ｓ１Ａには、直流電流値検知手段（第１の検知手段）としての第１の直流電流値測定回路（以下、単に「第１の測定回路」ともいう。）１３Ａが接続されている。第１の測定回路１３Ａは、第１の帯電電源Ｓ１Ａから第１の帯電ローラ２Ａに対して直流電圧を出力することによって、感光ドラム１を介して第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を検知する。この第１の測定回路１３Ａから、制御手段としての制御回路１４に、測定された直流電流値の情報が入力される。
【００５３】
一方、図４（ｂ）に示すように、第２の帯電ローラ２Ｂには、帯電電圧印加手段としての第２の帯電電源Ｓ１Ｂが接続されている。この第２の帯電電源Ｓ１Ｂは、直流電源（ＤＣ電源）１１Ｂと交流電源（ＡＣ電源）１２Ｂとを有している。第２の帯電電源Ｓ１Ｂから、直流電圧（帯電ＤＣバイアス）と所定の周波数の交流電圧（以下、「帯電ＡＣバイアス」ともいう。）とを重畳した所定の振動電圧が、芯金２１Ｂを介して第２の帯電ローラ２Ｂに印加される。これにより、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。又、第２の帯電電源Ｓ１Ｂには、直流電流値検知手段（第２の検知手段）としての第２の直流電流値測定回路（以下、単に「第２の測定回路」ともいう。）１３Ｂが接続されている。第２の測定回路１３Ｂは、第２の帯電電源Ｓ１Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに対して振動電圧を出力することによって、感光ドラム１を介して第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を検知する。この第２の測定回路１３Ｂから、上記制御回路１４に、測定された直流電流値の情報が入力される。
【００５４】
制御手段としての制御回路１４は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する。特に、本実施例との関係において、制御回路１４は、第１の帯電電源Ｓ１Ａの直流電源１１Ａから第１の帯電ローラ２Ａに印加する直流電圧値を制御する機能を有する。又、制御回路１４は、第２の帯電電源Ｓ１Ｂの直流電源１１Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに印加する直流電圧値を制御する機能を有する。又、制御回路１４は、第２の帯電電源Ｓ１Ｂの交流電源１２Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに印加する交流電圧のピーク間電圧値若しくは交流電流値を制御する機能を有する。そして、制御回路１４は、第１の測定回路１３Ａ及び／又は第２の測定回路１３Ｂから入力された直流電流値情報から、画像形成工程の帯電工程における第１の帯電ローラ２Ａ及び／又は第２の帯電ローラ２Ｂに対して印加する帯電ＤＣバイアスの演算・決定プログラムを実行する機能を有する。
【００５５】
３．砂地の発生
前述のように、ＡＣ帯電方式において、帯電電圧の交流成分のピーク間電圧を小さくすると、「砂地」といわれる画像不良が発生し易くなる。これは、帯電ローラと感光ドラムとの間に流れるＡＣ放電電流は減るが、放電が不安定となり易くなるために、局所的に過剰に放電（異常放電）することに起因する。異常放電によって、感光ドラムが局所的に異常な高電位となり、その部分にはトナーが付着しなくなるため、画像を出力した際に砂地状の画像不良となる。
【００５６】
図２１は、砂地が発生する際のメカニズムを説明するための図である。ここでは、感光ドラムを帯電ローラで一様に負極性に帯電させ、露光装置によって除電された部分に、負極性に帯電したトナーを付着させる、反転現像系の画像形成装置をモデルとしている。
【００５７】
図２１（ａ）は、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位と、ＡＣ帯電方式における帯電ＤＣバイアスの電位とが同じときの電位の関係を示す。この状態が、最も負極性側の最大電位差が小さい状態であり、この状態のときには、電位差に応じた異常放電が最も発生しにくい。従って、それに起因する砂地の発生が最も低減される。即ち、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位と、ＡＣ帯電方式における帯電ＤＣバイアスとが同電位であれば、ＡＣ帯電方式用いても、砂地の発生を最小限に抑えることが可能になる。
【００５８】
しかしながら、一般的には、図２１（ｂ）に示すように、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位の絶対値が、ＡＣ帯電方式における帯電ＤＣバイアスの絶対値よりも小さい電位の関係となる。尚、図２１（ｂ）において、帯電ＡＣバイアスは、図２１（ａ）の場合と同等のものである。このときには、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位と、ＡＣ帯電方式で帯電ローラに印加する電圧の極大値との電位差が大きく、異常放電が発生し易い状態になっている。従って、図２１（ａ）の場合と比較すると、砂地が発生し易い状態になっている。
【００５９】
４．帯電電圧の制御
次に、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂに印加する帯電電圧の制御方法について詳しく説明する。尚、本実施例の制御は、温度２３℃、湿度（相対湿度）５０％の環境で行われるものとする。
【００６０】
前述のように、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位と、ＡＣ帯電方式における帯電ＤＣバイアスの電位とが同じとき、異常放電が最も発生しにくく、砂地の発生が最も低減される。
【００６１】
そこで、本実施例では、先ず、画像形成を行う前に、次のような帯電電流目標値設定制御（以下、単に「目標値設定制御」という。）を行う。即ち、本実施例では、目標値設定制御では、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとする（目標電位Ｖｄまで表面電位の絶対値を上昇させる）ために必要な、ＤＣ帯電方式による帯電処理において流れる直流電流値を求める。又、本実施例では、特に、目標値設定制御において、上記の直流電流値から、次の値を求める。即ち、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとする（目標電位Ｖｄまで表面電位の絶対値を上昇させる）ために必要な、ＤＣ帯電方式による帯電処理において印加する帯電ＤＣバイアス（目標電圧値）を求める。以下、更に詳しく説明する。
【００６２】
本実施例では、目標値設定制御時の各種バイアス設定は、次の通りである。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスをＯＦＦとする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１５００Ｖ（以下、単に「１５００Ｖｐｐ」などと表記する。）とする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋６００Ｖとする。そして、これらのバイアス設定を一定として、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる。このとき、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアス及び第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアス以外は、各種バイアス設定などの画像形成装置１００の各部の動作の設定は画像形成時の設定と同一である。
【００６３】
図５は、本実施例における目標値設定制御中の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【００６４】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位は０Ｖである（図５の位置Ａ）。そして、目標値設定制御時には、第１の帯電ローラ２Ａへの帯電ＤＣバイアスの印加はＯＦＦとされている。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過しても感光ドラム１の表面電位は変わらない（図５の位置Ｂ）。
【００６５】
尚、本実施例では、目標値設定制御において第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスをＯＦＦとしたが、感光ドラム１の表面電位が第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過する前後で変化しないような設定であればよい。即ち、第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を可及的にゼロに近くできればよい。
【００６６】
又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスは、ＤＣ帯電方式における放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。このような条件のとき、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＤＣバイアスと同電位に収束する。
【００６７】
図６は、温度２３℃、湿度５０％の環境における、ＤＣ帯電方式で帯電処理する場合の、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＤＣバイアスと感光ドラム１の表面電位との関係を示すグラフである。図６に示すように、本実施例では、放電開始電圧Ｖｔｈは約６００Ｖである。このことから、本実施例では、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、Ｖｔｈの２倍である１２００Ｖｐｐ以上であればよい。
【００６８】
上述のように、本実施例では、目標値設定制御において第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は１５００Ｖｐｐである。そのため、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図５の位置Ｃ）。
【００６９】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって現像部ｃに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と現像ＤＣバイアス（−３５０Ｖ）との電位差が小さいために、現像部ｃを通過した後でも感光ドラム１の表面電位は変化せず、−５００Ｖである（図５の位置Ｄ）。
【００７０】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって転写部ｄに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と転写バイアス（＋６００Ｖ）との電位差による放電で感光ドラム１の表面電位が０Ｖとなり（図５の位置Ｅ）、再び第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する。
【００７１】
ここで、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後における、第２の帯電ローラ２Ｂと感光ドラム１との間に流れる直流電流値と、感光ドラム１の表面電位との関係について説明する。
【００７２】
図７は、上記の目標値設定制御の条件（帯電ＡＣバイアスを除く。）における、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧と、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位との関係を示すグラフである。帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上であると、感光ドラム１の表面電位が帯電ＤＣバイアスと同電位の−５００Ｖで一定となることがわかる。
【００７３】
図８は、上記の目標値設定制御の条件（帯電ＡＣバイアスを除く。）における、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧と、第２の帯電ローラ２Ｂと感光ドラム１との間に流れる直流電流値との関係を示すグラフである。帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上であると、第２の帯電ローラ２Ｂと感光ドラム１との間に流れる直流電流値は一定となることがわかる。
【００７４】
即ち、目標値設定制御において、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上であるときに第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値は、次の値となる。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部に到達する直前の感光ドラム１の表面電位（０Ｖ）を、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスと同電位（目標電位Ｖｄ）の−５００Ｖとするために必要な直流電流値となる。従って、この直流電流値が、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとする（目標電位Ｖｄまで表面電位の絶対値を上昇させる）ために必要な、ＤＣ帯電方式による帯電処理において流れる直流電流値の目標直流電流値Ｉｄｃとなる。本実施例では、実際に上記の目標値設定制御の条件で第２の測定回路１３Ｂによって測定された目標直流電流値Ｉｄｃは−３５μＡであった。
【００７５】
本実施例では、制御回路１４は、画像形成を行う前に、目標値設定制御において、第２の測定回路１３Ｂで第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を測定し、これを目標直流電流値Ｉｄｃとして制御回路１４に内蔵された記憶手段としてのメモリ１４ａに記憶する。
【００７６】
更に、本実施例では、制御回路１４は、画像形成を行う前に、目標値設定制御において、上記の記憶された目標直流電流値Ｉｄｃ（本実施例では、−３５μＡ）を得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを決定する。本実施例では、制御回路１４によって、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを変更しながら、第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を第１の測定回路１３Ａで測定する。そして、目標直流電流値Ｉｄｃを得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを決定する。制御回路１４は、これを目標電圧値としてメモリ１４ａに記憶する。本実施例では、目標直流電流値Ｉｄｃを得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、−１１００Ｖと算出された。
【００７７】
次に、画像形成時における帯電電圧の制御について説明する。画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａには、上記の目標値設定制御で求められた帯電ＤＣバイアスを印加する。以下、更に詳しく説明する。
【００７８】
本実施例では、画像形成時の各種バイアス設定は、次の通りである。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを−１１００Ｖとする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋６００Ｖとする。画像形成中は、これらのバイアス設定は一定とする。ここで、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、放電開始電圧である１２００Ｖｐｐより僅かに大きい値となっており、ＡＣ放電電流量は約１０μＡである。
【００７９】
尚、目標値設定制御では、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は１５００Ｖｐｐとしている。これにより、目標値設定制御において異常放電が発生するのを防止して、より正確に目標直流電流値Ｉｄｃを求めることができる。即ち、本実施例では、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、画像形成時よりも目標値設定制御時の方が大きい。
【００８０】
図９は、本実施例における画像形成中の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【００８１】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位は、目標値設定制御時と同様に、０Ｖである（図９の位置Ａ）。そして、画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａには、上記の目標値設定制御において決定された帯電ＤＣバイアス（本実施例では−１１００Ｖ）が印加されている。従って、第１の帯電ローラ２Ａには、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとするために必要な直流電流値（目標直流電流値Ｉｄｃ）が流れている。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図９の位置Ｂ）。
【００８２】
又、第２の帯電ローラ２Ｂには−５００Ｖの帯電ＤＣバイアスが印加されており、又ピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上の帯電ＡＣバイアスが印加されている。そのため、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖに収束する（図９の位置Ｃ）。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後における感光ドラム１の表面電位は変わらない。
【００８３】
その後、位置Ｄ、位置Ｅにおける感光ドラム１の表面電位の変化については、上記の目標値設定制御時（図５）と実質的に同一である。
【００８４】
５．フローチャート
図１０は、目標値設定制御の実行制御の一例を示すフローチャートである。上述のように、本実施例では、目標値設定制御は前回転工程において実行される。目標値設定制御は、毎回の前回転工程に実行してもよいし、例えば所定枚数の画像形成が行われるなど所定期間毎に実行してもよい。例えば、図１０に示すように、制御回路１４は、画像形成開始信号が入力されると（Ｓ１０１）、目標値設定制御を実行するタイミングであるか否かを判断する（Ｓ１０２）。制御回路１４は、Ｓ１０２で目標値設定タイミングであると判断した場合は、前回転工程で目標値設定制御を実行させ（Ｓ１０３）、その後画像形成工程を実行させる（Ｓ１０４）。この画像形成工程では、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、直前の目標値設定制御において決定され、メモリ１４ａに記憶された値に制御される。一方、制御回路１４は、Ｓ１０２で目標値設定タイミングではないと判断した場合は、目標値設定制御を実行しない前回転工程を実行させ（Ｓ１０５）、その後画像形成工程を実行させる（Ｓ１０４）。この画像形成工程では、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、最近の目標値設定制御において決定され、メモリ１４ａに記憶された値に制御される。
【００８５】
図１１は、本実施例における目標値設定制御のフローチャートである。制御回路１４は、目標値設定制御を開始すると、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスをＯＦＦにする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを目標電位Ｖｄ、帯電ＡＣバイアスを放電が発生する条件とする。そして、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる（Ｓ２０１）。次に、制御回路１４は、上記のバイアス設定で画像形成装置１００が動作しているときに第２の測定回路１３Ｂで測定された、第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を、目標直流電流値Ｉｄｃとしてメモリ１４ａに記憶させる（Ｓ２０２）。次に、制御回路１４は、目標直流電流値Ｉｄｃを得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを決定し、メモリ１４ａに記憶させる（Ｓ２０３）。画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、この帯電ＤＣバイアスの値で定電圧制御される。
【００８６】
尚、本実施例では、非画像形成時として前回転工程において目標値設定制御を行った。しかし、これに限定されるものではなく、他の非画像形成時、例えば、前多回転工程、紙間工程、又は後回転工程において目標値設定制御を行うこともできる。又、例えば、前多回転工程、前回転工程、紙間工程、後回転工程といった非画像形成時の期間のうち複数の非画像形成時の期間に目標値設定制御を実行してもよい。又、目標値設定制御は、ジョブ（一の画像形成開始信号による単数又は複数の転写材に対する一連の画像形成動作）の間に、例えば所定枚数の画像形成を行う毎などの所定期間毎に割り込み制御として行うことができる。
【００８７】
このように、本実施例の画像形成装置１００は、静電像が形成される感光体１を有する。又、画像形成装置１００は、移動する感光体１の表面の帯電処理を行う第１の帯電部材２Ａと、感光体１の表面の移動方向において第１の帯電部材２Ａによる感光体１の帯電処理部よりも下流側において感光体１の表面の帯電処理を行う第２の帯電部材２Ｂとを有する。又、画像形成装置１００は、所定の帯電電位に帯電した感光体１を露光して感光体１に静電潜を形成する露光手段３を有する。又、画像形成装置１００は、第１の帯電部材２Ａに直流電圧を印加する第１の電源Ｓ１Ａと、第２の帯電部材２Ｂに直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加する第２の電源Ｓ１Ｂとを有する。又、画像形成装置１００は、第１の電源Ｓ１Ａ及び第２の電源Ｓ１Ｂを制御する制御手段１４を有する。そして、制御手段１４は、画像形成時に、第２の帯電部材２Ｂによる感光体１の表面の帯電処理部に到達する感光体１の表面電位を可及的に上記所定の帯電電位にする直流電圧を第１の帯電部材２Ａに印加するように第１の電源Ｓ１Ａを制御する。それと共に、制御手段１４は、画像形成時に、上記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、感光体１と第２の帯電部材２Ｂとの間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を第２の帯電部材２Ｂに印加するように第２の電源Ｓ１Ｂを制御する。
【００８８】
特に、本実施例では、画像形成装置１００は、第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに直流電圧を印加しているときに第１の帯電部材２Ａに流れる直流電流値を検知する第１の検知手段１３Ａを有する。又、本実施例では、画像形成装置１００は、第２の電源Ｓ１Ｂから第２の帯電部材２Ｂに振動電圧を印加しているときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を検知する第２の検知手段１３Ｂを有する。そして、制御手段１４は、画像形成前に、次のような目標値設定制御を行う。即ち、目標値設定制御では、制御手段１４は、第１の帯電部材２Ａに流れる直流電流値を可及的にゼロにするように第１の電源Ｓ１Ａを制御する。それと共に、上記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、感光体１と第２の帯電部材２Ｂとの間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を第２の帯電部材２Ｂに印加するように第２の電源Ｓ１Ｂを制御する。そして、そのときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を第２の検知手段１３Ｂによって検知する。それと共に、この検知された直流電流値に相当する直流電流値が第１の検知手段１３Ａによって検知されるように第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに直流電圧を印加したときの第１の電源Ｓ１Ａの出力電圧値を目標電圧値として求める。そして、画像形成時に、制御手段１４は第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに印加する直流電圧を、上記目標電圧値になるように制御する。
【００８９】
６．効果
本実施例の目標値設定制御、及び画像形成時における第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスの制御を行うことにより、次のような効果が得られる。
【００９０】
画像形成時に、第１の帯電ローラ２Ａは、ＤＣ帯電方式で感光ドラム１の帯電処理を行う。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位が変わっても、砂地は発生しない。しかし、ＤＣ帯電方式では、ＡＣ放電電流の均し効果がないために、第１の帯電ローラ２Ａの微小な電気抵抗値ムラに起因したスジ状の帯電不良が発生し易い。一方、画像形成時に、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位は変わらない。そのため、前述のように、砂地が最も発生しにくい条件である。従って、ＡＣ放電電流量を最小限に抑えても、砂地が発生しない。ＡＣ放電電流量を最小限に抑える方法としては、既知の放電電流制御などを採用することができる。本実施例では、ＡＣ放電電流量が１０μＡになるように、第２の帯電ローラ２Ｂに印加するＡＣ帯電バイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとして、画像形成を行った。ＡＣ放電電流量を最小限に抑えることによって、感光ドラム１の劣化や画像流れの発生を大幅に軽減させることができる。又、ＡＣ放電電流による均し効果が得られるため、均一な帯電（除電）処理をすることが可能であり、高画質化を達成することができる。又、本実施例では、感光ドラム１の移動方向において上流側の第１の帯電ローラ２Ａに直流電圧を印加し、下流側の第２の帯電ローラ２Ｂに直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加して感光ドラム１の表面を帯電処理する。斯かる構成によれば、画像形成装置１００が高速化して比較的感光ドラム１の表面の移動速度が速い場合でも、感光ドラム１の帯電電位Ｖｄの安定化を図ることができる。
【００９１】
尚、本実施例では、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位が変わらず、第２の帯電ローラ２Ｂに直流電流が流れない条件とした。砂地をより良好に防止するためには、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値は可及的にゼロに近いことが好ましい。しかし、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値はゼロであることに限定されるものではない。帯電ＡＣバイアス（即ち、ＡＣ放電電流量）の設定や要求される砂地の防止効果に応じて、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値よりも小さくすることができる。例えば、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値の８０％〜１００％程度であれば、所望に応じて砂地を防止する効果を得ることができる。即ち、例えば、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａによって、目標電位Ｖｄの８０％〜１００％まで感光ドラム１の表面の電位の絶対値を上昇させることができれば、所望に応じて第２の帯電ローラ２Ｂにおける異常放電による砂地を防止する効果を得ることができる。
【００９２】
以上説明したように、本実施例によれば、画像形成時に、目標値設定制御で求めた目標直流電流値Ｉｄｃに基づく帯電ＤＣバイアスを第１の帯電ローラ２Ａに印加して、感光ドラム１の表面電位の絶対値を目標電位Ｖｄまで上昇させる。そして、第２の帯電ローラ２Ｂに帯電ＤＣバイアスと帯電ＡＣバイアスとを重畳した振動電圧を印加する。これによって、高画質化を達成しつつ、砂地の発生を抑えることができる。即ち、砂地が発生しにくいため、ＡＣ放電電流量を最小限とすることができ、感光ドラム１の劣化や画像流れを抑えることができる。このように、本実施例によれば、ＡＣ放電電流量を可及的に小さくした場合であっても、砂地状の画像不良などの異常放電による画像不良の発生を抑制することができる。
【００９３】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００９４】
本実施例では、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、第１の測定回路１３Ａによって測定される第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値が目標直流電流値Ｉｄｃと同じになるように、所謂、定電流制御で出力される。本実施例では、第１の帯電電源Ｓ１Ａは、定電圧制御で電圧を出力できると共に、第１の測定回路１３Ａにより測定される直流電流値が所定値となるように出力電圧値を変化させて、ソフトウェア的に定電流制御された電圧を出力できる。
【００９５】
図１２は、本実施例における目標値設定制御の実行制御の一例を示すフローチャートである。本実施例における目標値設定制御の実行制御（Ｓ３０１〜Ｓ３０５）は、図１０を参照して説明した実施例１のもの（Ｓ１０１〜Ｓ１０５）と同様とすることができる。但し、画像形成工程では、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、第１の帯電ローラ２Ａに流れる電流値が、直前又は最近の目標値設定制御において決定され、メモリ１４ａに記憶された目標直流電流値Ｉｄｃとなるように定電流制御される。
【００９６】
図１３は、本実施例における目標値設定制御のフローチャートである。本実施例の目標値設定制御は、実施例１の目標値設定制御における目標直流電流値Ｉｄｃを求めて記憶するまでの制御と同じである。制御回路１４は、目標値設定制御を開始すると、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスをＯＦＦにする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを目標電位Ｖｄ、帯電ＡＣバイアスを放電が発生する条件とする。そして、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる（Ｓ４０１）。次に、制御回路１４は、上記のバイアス設定で画像形成装置１００が動作しているときに第２の測定回路１３Ｂで測定された、第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を、目標直流電流値Ｉｄｃとしてメモリ１４ａに記憶させる（Ｓ４０２）。画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、第１の測定回路１３Ａにより測定される第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値が目標直流電流値Ｉｄｃとなるように、定電流制御される。
【００９７】
又、画像形成時の帯電電圧制御は、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを第１の帯電ローラ２Ａに流れる電流値が目標直流電流値Ｉｄｃとなるように定電流制御されることを除いて、実施例１と同じである。
【００９８】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに直流電圧を印加しているときに第１の帯電部材２Ａに流れる直流電流値を検知する第１の検知手段１３Ａを有する。又、本実施例では、画像形成装置１００は、第２の電源Ｓ１Ｂから第２の帯電部材２Ｂに振動電圧を印加しているときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を検知する第２の検知手段１３Ｂを有する。そして、制御手段１４は、画像形成前に、次のような目標値設定制御を行う。即ち、目標値設定制御において、制御手段１４は、第１の帯電部材２Ａに流れる直流電流値を可及的にゼロにするように第１の電源Ｓ１Ａを制御する。それと共に、感光体１の所定の帯電電位に相当する直流電圧と、感光体１と第２の帯電部材２Ｂとの間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を第２の帯電部材２Ｂに印加するように第２の電源Ｓ１Ｂを制御する。そして、そのときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を目標直流電流値として第２の検知手段１３Ｂによって検知する。そして、画像形成時に、制御手段１４は、第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに印加する直流電圧を、第１の検知手段１３Ａによって検知される直流電圧値が上記目標直流電流値になるように制御する。
【００９９】
本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１０１】
実施例１では、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する直前の感光ドラム１の表面電位（残電位）が０Ｖである場合について説明した。しかし、画像形成装置１００の各高圧電源のバイアス設定や、使用環境、使用履歴、使用される現像剤の種類などによって、様々な残電位となることがある。
【０１０２】
そこで、本実施例では、残電位が０Ｖでない場合について説明する。尚、本実施例の制御は、温度２３℃、湿度（相対湿度）５０％の環境で行われるものとする。
【０１０３】
先ず、実施例１と同様に、画像形成を行う前に、次のような目標値設定制御を行い、目標直流電流値Ｉｄｃを求める。
【０１０４】
本実施例では、目標値設定制御時の各種バイアス設定は、次の通りである。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを−２００Ｖとする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１５００Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋４００Ｖとする。そして、これらのバイアス設定を一定として、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる。このとき、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアス及び第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアス以外は、各種バイアス設定などの画像形成装置１００の各部の動作の設定は画像形成時の設定と同一である。
【０１０５】
図１４は、本実施例における目標値設定制御中の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【０１０６】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位（残電位）は−２００Ｖである（図１４の位置Ａ）。そして、目標値設定制御時には、第１の帯電ローラ２Ａには−２００Ｖの帯電ＤＣバイアスが印加されている。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過しても感光ドラム１の表面電位は変わらない（図１４の位置Ｂ）。
【０１０７】
尚、本実施例では、目標値設定制御において第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを−２００Ｖとしたが、感光ドラム１の表面電位が第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過する前後で変化しないような設定であればよい。即ち、第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を可及的にゼロに近くできればよい。
【０１０８】
又、目標値設定制御において第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスは、ＤＣ帯電方式における放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。即ち、実施例１と同様、Ｖｔｈの２倍である１２００Ｖｐｐ以上であればよい。このような条件のとき、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＤＣバイアスと同電位に収束する。
【０１０９】
上述のように、本実施例では、目標値設定制御において第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は１５００Ｖｐｐである。そのため、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図１４の位置Ｃ）。
【０１１０】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって現像部ｃに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と現像ＤＣバイアス（−３５０Ｖ）との電位差が小さいために、現像部ｃを通過した後でも感光ドラム１の表面電位は変化せず、−５００Ｖである（図１４の位置Ｄ）。
【０１１１】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって転写部ｄに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と転写バイアス（＋４００Ｖ）との電位差による放電で、感光ドラム１の表面電位が−２００Ｖとなり（図１４の位置Ｅ）、再び第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する。
【０１１２】
実施例１と同様、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上であるときに第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値は、次の値となる。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部に到達する直前の感光ドラム１の表面電位（−２００Ｖ）を、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスと同電位（目標電位Ｖｄ）の−５００Ｖとするために必要な直流電流値となる。従って、この直流電流値が、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとする（目標電位Ｖｄまで表面電位の絶対値を上昇させる）ために必要な、ＤＣ帯電方式による帯電処理において流れる直流電流値の目標直流電流値Ｉｄｃとなる。本実施例では、実際に上記の目標値設定制御の条件で第２の測定回路１３Ｂによって測定された目標直流電流値Ｉｄｃは−２１μＡであった。
【０１１３】
本実施例では、制御回路１４は、画像形成を行う前に、目標値設定制御において、第２の測定回路１３Ｂで第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を測定し、これを目標直流電流値Ｉｄｃとして制御回路１４に内蔵された記憶手段としてのメモリ１４ａに記憶する。
【０１１４】
更に、本実施例では、制御回路１４は、画像形成を行う前に、目標値設定制御において、上記の記憶された目標直流電流値Ｉｄｃ（本実施例では、−２１μＡ）を得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを決定する。本実施例では、制御回路１４によって、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを変更しながら、第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を第１の測定回路１３Ａで測定する。そして、目標直流電流値Ｉｄｃを得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを決定する。本実施例では、目標直流電流値Ｉｄｃを得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、−１１００Ｖと算出された。
【０１１５】
次に、画像形成時における帯電電圧の制御について説明する。画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａには、上記の目標値設定制御で求められた帯電ＤＣバイアスを印加する。以下、更に詳しく説明する。
【０１１６】
本実施例では、画像形成時の各種バイアス設定は、次の通りである。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを−１１００Ｖとする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋４００Ｖとする。画像形成中は、これらのバイアス設定は一定とした。ここで、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、放電開始電圧である１２００Ｖｐｐより僅かに大きい値となっており、ＡＣ放電電流量は約１０μＡである。
【０１１７】
図１５は、本実施例における画像形成中の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【０１１８】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位は、目標値設定制御時と同様に、−２００Ｖである（図１５の位置Ａ）。そして、画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａには、上記の目標値設定制御において決定された帯電ＤＣバイアス（本実施例では−１１００Ｖ）が印加されている。従って、第１の帯電ローラ２Ａには、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとするために必要な直流電流値（目標直流電流値Ｉｄｃ）が流れている。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図１５の位置Ｂ）。
【０１１９】
又、第２の帯電ローラ２Ｂには−５００Ｖの帯電ＤＣバイアスが印加されており、又ピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上の帯電ＡＣバイアスが印加されている。そのため、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖに収束する（図１５の位置Ｃ）。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後における感光ドラム１の表面電位は変わらない。
【０１２０】
その後、位置Ｄ、位置Ｅにおける感光ドラム１の表面電位の変化については、上記の目標値設定制御時（図１４）と実質的に同一である。
【０１２１】
本実施例によれば、残電位が０Ｖではない場合であっても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
尚、本実施例では、実施例１と同様、目標値設定制御において、目標直流電流値Ｉｄｃを求め、その目標直流電流値Ｉｄｃが流れるような第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを求めた。しかし、実施例２と同様にしてもよい。即ち、帯電ＤＣバイアスを算出せずに、第１の測定回路１３Ａによって測定される第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値が目標直流電流値Ｉｄｃと同じになるように、所謂、定電流制御で第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを出力してもよい。この場合にも、同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
実施例４
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置において、実施例１のものと同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１２４】
１．画像形成装置の基本的な構成及び動作
本実施例の画像形成装置１００の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同様である。但し、本実施例では、後述するように、実施例１の画像形成装置１００における第１の測定回路１３Ａは設けられていない。又、本実施例では、実施例１のように前回転工程などに目標値設定動作が行われることはない。
【０１２５】
２．制御態様
図１６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施例における第１の帯電ローラ２Ａ及び第２の帯電ローラ２Ｂに対する帯電電圧印加系のブロック回路図である。
【０１２６】
図１６（ａ）に示すように、第１の帯電ローラ２Ａには、帯電電圧印加手段としての第１の帯電電源Ｓ１Ａが接続されている。この第１の帯電電源Ｓ１Ａは、直流電源１１Ａを有している。第１の帯電電源Ｓ１Ａから、帯電ＤＣバイアスが、芯金２１Ａを介して第１の帯電ローラ２Ａに印加される。これにより、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。尚、本実施例では、実施例１において設けられていた、第１の測定回路１３Ａ（図４（ａ））は設けられていない。
【０１２７】
一方、図１６（ｂ）に示すように、第２の帯電ローラ２Ｂには、帯電電圧印加手段としての第２の帯電電源Ｓ１Ｂが接続されている。この第２の帯電電源Ｓ１Ｂは、直流電源１１Ｂと交流電源１２Ｂとを有している。第２の帯電電源Ｓ１Ｂから、帯電ＤＣバイアスと所定の周波数の帯電ＡＣバイアスとを重畳した所定の振動電圧が、芯金２１Ｂを介して第２の帯電ローラ２Ｂに印加される。これにより、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。又、第２の帯電電源Ｓ１Ｂには、直流電流値検知手段（検知手段）としての直流電流値測定回路（以下、単に「測定回路」ともいう。）１３が接続されている。測定回路１３は、第２の帯電電源Ｓ１Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに対して振動電圧を出力することによって、感光ドラム１を介して第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を検知する。この測定回路１３から、上記制御回路１４に、測定された直流電流値の情報が入力される。
【０１２８】
制御手段としての制御回路１４は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する。特に、本実施例との関係において、制御回路１４は、第１の帯電電源Ｓ１Ａの直流電源１１Ａから第１の帯電ローラ２Ａに印加する直流電圧値を制御する機能を有する。又、制御回路１４は、第２の帯電電源Ｓ１Ｂの直流電源１１Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに印加する直流電圧値を制御する機能を有する。又、制御回路１４は、第２の帯電電源Ｓ１Ｂの交流電源１２Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに印加する交流電圧のピーク間電圧値若しくは交流電流値を制御する機能を有する。そして、制御回路１４は、測定回路１３から入力された直流電流値情報から、画像形成工程の帯電工程における第１の帯電ローラ２Ａ及び／又は第２の帯電ローラ２Ｂに対して印加する帯電ＤＣバイアスの演算・決定プログラムを実行する機能を有する。
【０１２９】
３．帯電電圧の制御
次に、画像形成時に第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂに印加する帯電電圧の制御方法について詳しく説明する。尚、本実施例の制御は、温度２３℃、湿度（相対湿度）５０％の環境で行われるものとする。
【０１３０】
前述のように、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位と、ＡＣ帯電方式における帯電ＤＣバイアスとが同じとき、異常放電が最も発生しにくく、砂地の発生が最も低減される。
【０１３１】
そこで、本実施例では、画像形成中に測定回路１３によって第２の帯電ローラ２Ｂを流れる直流電流値を測定する。そして、測定した直流電流値が所定値（本実施例ではゼロ）となるように、画像形成中に第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを制御制御する。これにより、画像形成中に第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を、次の値とする。即ち、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとする（目標電位Ｖｄまで表面電位の絶対値を上昇させる）ために必要な、ＤＣ帯電方式による帯電処理において流れる直流電流値とする。以下、更に詳しく説明する。
【０１３２】
先ず、本実施例の制御の原理を説明するために、非画像形成時に次のような各種バイアス設定で画像形成装置１００を動作させた場合について説明する。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１５００Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋６００Ｖとする。そして、これらのバイアス設定を一定として、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるように、所謂、定電流制御で出力される。本実施例では、第１の帯電電源Ｓ１Ａは、定電圧制御で電圧を出力できると共に、測定回路１３により測定される直流電流値が所定値となるように出力電圧値を変化させて、ソフトウェア的に定電流制御された電圧を出力できる。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアス及び第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアス以外は、上記動作における各種バイアス設定などの画像形成装置１００の各部の動作の設定は画像形成時の設定と同一である。
【０１３３】
図１７は、上記のバイアス設定で画像形成装置１００を動作させた際の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【０１３４】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位は０Ｖである（図１７の位置Ａ）。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるように定電流制御で出力される。そのため、後述するように、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図１７の位置Ｂ）。
【０１３５】
又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスは、ＤＣ帯電方式における放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。このような条件のとき、第２の帯電ローラ２Ｂを通過した感光ドラム１の表面電位は、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＤＣバイアスと同電位に収束する。
【０１３６】
実施例１の場合と同様、本実施例では、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、Ｖｔｈの２倍である１２００Ｖｐｐ以上であればよい（図６〜図８）。
【０１３７】
上述のように、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１５００Ｖｐｐである場合、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図１７の位置Ｃ）。
【０１３８】
ここで、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるということは、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後の感光ドラム１の表面電位が変化していないということである。このことから、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖであることがわかる（図１７の位置Ｂ）。即ち、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した感光ドラム１の表面電位は、第１の帯電ローラ２Ａに印加された帯電ＤＣバイアスによって、０Ｖ（図１７の位置Ａ）から−５００Ｖ（図１７の位置Ｂ）に変化していることがわかる。
【０１３９】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって現像部ｃに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と現像ＤＣバイアス（−３５０Ｖ）との電位差が小さいために、現像部ｃを通過した後でもドラム電位は変化せず、−５００Ｖである（図１７の位置Ｄ）。
【０１４０】
その後、感光ドラム表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって転写部ｄに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と転写バイアス（＋６００Ｖ）との電位差による放電で、感光ドラム１の表面電位が０Ｖとなり（図１７の位置Ｅ）、再び第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する。
【０１４１】
上述のような制御を行いながら第１の帯電ローラ２Ａに帯電ＤＣバイアスを印加することにより、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとすることができる。
【０１４２】
本実施例の原理を説明するために、上述の制御は画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させて行った。実際には、本実施例では、上述のような制御（以下、単に「帯電ＤＣバイアス制御」ともいう。）を、画像形成工程における画像形成中に行う。
【０１４３】
本実施例では、実際に上述のような帯電ＤＣバイアス制御を画像形成時に行う場合、各種バイアス設定は、次の通りとする。第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋６００Ｖとする。画像形成中は、これらのバイアス設定は一定とする。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるように、所謂、定電流制御で出力される。ここで、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、放電開始電圧である１２００Ｖｐｐより僅かに大きい値となっており、ＡＣ放電電流量は約１０μＡである。
【０１４４】
このような帯電ＤＣバイアス制御を画像形成中に行った場合の感光ドラム１の各位置における表面電位は、図１７に示したものと同じになる。即ち、上述の本実施例の原理を説明する際に用いた例とは、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスが異なっているが、ピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上の帯電ＡＣバイアスを印加してＡＣ放電を行っているという点は変わらない。そのため、画像形成中における感光ドラム１の各位置における表面電位は図１７に示したものと同じになる。
【０１４５】
４．フローチャート
図１８は、本実施例における画像形成時に行う帯電ＤＣバイアス制御のフローチャートである。
【０１４６】
制御回路１４は、画像形成時に、帯電電圧の印加タイミングであると判断すると（Ｓ５０１）、帯電処理動作を開始する。即ち、第１の帯電ローラ２Ａに帯電ＤＣバイアスを印加し、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを目標電位Ｖｄ、帯電ＡＣバイアスを放電が発生する条件とする（Ｓ５０２）。このとき、帯電ＤＣバイアスは、例えば予め設定された初期値とされる。次に、制御回路１４は、上記の条件で第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値Ｉｄｃを測定回路１３で測定する（Ｓ５０３）。制御回路１４は、測定される直流電流値Ｉｄｃが０μＡでないときには第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを変動させて、測定される直流電流値Ｉｄｃが０μＡになるように調整する。この帯電ＤＣバイアスの調整が画像形成時の帯電電圧の印加期間中継続される（Ｓ５０５、Ｓ５０６）。
【０１４７】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、第２の電源Ｓ１Ｂから第２の帯電部材２Ｂに振動電圧を印加しているときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を検知する検知手段１３を有する。そして、制御手段１４は、画像形成時に、第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに印加する直流電圧を、検知手段１３によって検知される直流電流値を可及的にゼロにするように制御する。
【０１４８】
５．効果
本実施例の画像形成時における第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスの制御を行うことにより、次のような効果が得られる。
【０１４９】
画像形成時に、第１の帯電ローラ２Ａは、ＤＣ帯電方式で感光ドラム１の帯電処理を行う。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位が変わっても、砂地は発生しない。しかし、ＤＣ帯電方式では、ＡＣ放電電流の均し効果がないために、第１の帯電ローラ２Ａの微小な電気抵抗値ムラに起因したスジ状の帯電不良が発生し易い。一方、画像形成時に、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位は変わらない。そのため、前述のように、砂地が最も発生しにくい条件である。従って、ＡＣ放電電流量を最小限に抑えても、砂地が発生しない。ＡＣ放電電流量を最小限に抑える方法としては、既知の放電電流制御などを採用することができる。本実施例では、ＡＣ放電電流量が１０μＡになるように、第２の帯電ローラ２Ｂに印加するＡＣ帯電バイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとして、画像形成を行った。ＡＣ放電電流量を最小限に抑えることによって、感光ドラム１の劣化や画像流れの発生を大幅に軽減させることができる。又、ＡＣ放電電流による均し効果が得られるため、均一な帯電（除電）処理をすることが可能であり、高画質化を達成することができる。又、本実施例では、感光ドラム１の移動方向において上流側の第１の帯電ローラ２Ａに直流電圧を印加し、下流側の第２の帯電ローラ２Ｂに直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加して感光ドラム１の表面を帯電処理する。斯かる構成によれば、画像形成装置１００が高速化して比較的感光ドラム１の表面の移動速度が速い場合でも、感光ドラム１の帯電電位Ｖｄの安定化を図ることができる。又、本実施例では、画像形成中に、測定回路１３の測定結果に応じて、適宜、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを調整することができる。そのため、例えば、前回転工程などにおいて目標値を設定する制御のための時間が不要となるため、画像生産性の点でより有利である。
【０１５０】
尚、本実施例では、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位が変わらず、第２の帯電ローラ２Ｂに直流電流が流れない条件とした。砂地をより良好に防止するためには、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値は可及的にゼロに近いことが好ましい。しかし、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値はゼロであることに限定されるものではない。帯電ＡＣバイアス（即ち、ＡＣ放電電流量）の設定や要求される砂地の防止効果に応じて、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値よりも小さくすることができる。例えば、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値の８０％〜１００％程度であれば、所望に応じて砂地を防止する効果を得ることができる。即ち、例えば、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａによって、目標電位Ｖｄの８０％〜１００％まで感光ドラム１の表面の電位の絶対値を上昇させることができれば、所望に応じて第２の帯電ローラ２Ｂにおける異常放電による砂地を防止する効果を得ることができる。
【０１５１】
以上説明したように、本実施例によれば、画像形成時に、第２の帯電ローラ２Ｂに帯電ＤＣバイアスと帯電ＡＣバイアスとを重畳した振動電圧を印加しながら、第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を測定する。そして、測定した直流電流値が０μＡになるように第１の帯電ローラ２Ａに帯電ＤＣバイアスを印加して、感光ドラム１の表面電位の絶対値を目標電位Ｖｄまで上昇させる。これによって、高画質化を達成しつつ、砂地の発生を抑えることができる。砂地が発生しにくいため、ＡＣ放電電流量を最小限とすることができ、感光ドラム１の劣化や画像流れを抑えることができる。又、本実施例によれば、画像形成中に第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを調整することによって、例えば前回転工程などにおいて制御目標値を決定する制御のための時間が不要となる。そのため、画像生産性の点でより有利である。このように、本実施例によれば、ＡＣ放電電流量を可及的に小さくした場合であっても、砂地状の画像不良などの異常放電による画像不良の発生を抑制することができる。
【０１５２】
実施例５
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例は、実施例４の変形例である。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１５３】
実施例４では、画像形成中に第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを調整した。これに対して、実施例４と同様の制御を、非画像形成時に行うこともできる。
【０１５４】
実施例４において図１７を参照して説明したものと同様の制御を、実施例１の場合と同様に目標値設定制御として、次のようなタイミングで行うことができる。即ち、例えばジョブ（一の画像形成開始信号による単数又は複数の転写材に対する一連の画像形成動作）の間に、例えば所定枚数の画像形成を行う毎などの所定期間毎に割り込み制御として行うことができる。
【０１５５】
図１９は、実施例４と同様の制御を目標値設定制御として行う場合のフローチャートである。ここで、この目標値設定制御は、ジョブの間にＮ枚の画像形成を行う毎に割り込み制御として行われるものとする。
【０１５６】
制御回路１４は、ジョブ中のＮ枚目の画像形成が終了した際に、目標値設定制御を開始すると、帯電処理動作を開始する。即ち、第１の帯電ローラ２Ａの帯電ＤＣバイアスを印加し、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを目標電位Ｖｄ、帯電ＡＣバイアスを放電が発生する条件とする（Ｓ６０１）。このとき、帯電ＤＣバイアスは、例えば予め設定された初期値とされる。次に、制御回路１４は、上記の条件で第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値Ｉｄｃを測定回路１３で測定する（Ｓ６０２）。制御回路１４は、測定される直流電流値Ｉｄｃが０μＡでないときには第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを変動させて、測定される直流電流値Ｉｄｃが０μＡになるように調整する。そして、制御回路１４は、測定される直流電流値Ｉｄｃが０μＡとなる第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを、画像形成時の制御目標値として、制御回路１４が内蔵する記憶手段としてのメモリ１４ａに記憶する（Ｓ６０３）。その後、制御回路１４は、決定された帯電ＤＣバイアスを用いてＮ＋１枚目の画像形成を行う。
【０１５７】
尚、本実施例では、非画像形成時としてジョブの間に割り込み制御で目標値設定制御を行った。しかし、これに限定されるものではなく、他の非画像形成時、例えば、前多回転工程、前回転工程、紙間工程、又は後回転工程において目標値設定制御を行うこともできる。又、例えば、前多回転工程、前回転工程、紙間工程、後回転工程といった非画像形成時の期間のうち複数の非画像形成時の期間に目標値設定制御を実行してもよい。
【０１５８】
本実施例では、目標値設定制御時には、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１５００Ｖｐｐとする。又、画像形成時には、ＡＣ放電電流量が１０μＡになるように、第２の帯電ローラ２Ｂに印加するＡＣ帯電バイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとする。
【０１５９】
このように、本実施例では、第２の電源Ｓ１Ｂから第２の帯電部材２Ｂに振動電圧を印加しているときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を検知する検知手段１３を有する。そして、制御手段１４は、画像形成前に、次のような目標値設定制御を行う。即ち、目標値設定制御では、制御手段１４は、検知手段１３によって検知される直流電流値を可及的にゼロにするように第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに印加する直流電圧を制御する。それと共に、感光体１の所定の帯電電位に相当する直流電圧と、感光体１と第２の帯電部材２Ｂとの間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を第２の帯電部材２Ｂに印加するように第２の電源Ｓ１Ｂを制御する。そして、そのときの第１の電源Ｓ１Ａの出力電圧値を目標電圧値として求める。そして、画像形成時に、制御手段１４は、第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに印加する直流電圧を、上記目標電圧値になるように制御する。
【０１６０】
本実施例のように、非画像形成時に目標値設定制御として実施例４と同様の制御を行うこともできる。
【０１６１】
実施例６
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例は、実施例４の変形例である。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１６２】
実施例４では、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する直前の感光ドラム１の表面電位（残電位）が０Ｖである場合について説明した。しかし、画像形成装置１００の各高圧電源のバイアス設定や、使用環境、使用履歴、使用される現像剤の種類などによって、様々な残電位となることがある。
【０１６３】
そこで、本実施例では、残電位が０Ｖでない場合について説明する。尚、本実施例の制御は、温度２３℃、湿度５０％の環境で行われるものとする。
【０１６４】
先ず、本実施例の制御の原理を説明するために、非画像形成時に次のような各種バイアス設定で画像形成装置１００を動作させた場合について説明する。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１５００Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋４００Ｖとする。そして、これらのバイアス設定を一定として、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂ流れる直流電流値が０μＡとなるように、所謂、定電流制御で出力される。本実施例では、第１の帯電電源Ｓ１Ａは、定電圧制御で電圧を出力できると共に、測定回路１３により測定される直流電流値が所定値となるように出力電圧値を変化させて、ソフトウェア的に定電流制御された電圧を出力できる。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアス及び第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアス以外は、上記動作における各種バイアス設定などの画像形成装置１００の各部の動作の設定は画像形成時の設定と同一である。
【０１６５】
図２０は、上記のバイアス設定で画像形成装置１００を動作させた際の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【０１６６】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位は−２００Ｖである（図２０の位置Ａ）。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるように定電流制御で出力される。そのため、後述するように、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図２０の位置Ｂ）。
【０１６７】
又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスは、ＤＣ帯電方式における放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。即ち、実施例４と同様、Ｖｔｈの２倍である１２００Ｖｐｐ以上であればよい。このような条件のとき、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した感光ドラム１の表面電位は、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＤＣバイアスと同電位に収束する。
【０１６８】
上述のように、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１５００Ｖｐｐである場合、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図２０の位置Ｃ）。
【０１６９】
ここで、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるということは、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後の感光ドラム１の表面電位が変化していないということである。このことから、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖであることがわかる（図２０の位置Ｂ）。即ち、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した感光ドラム１の表面電位は、第１の帯電ローラ２Ａに印加された帯電ＤＣバイアスによって、０Ｖ（図２０の位置Ａ）から−５００Ｖ（図２０の位置Ｂ）に変化していることがわかる。
【０１７０】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって現像部ｃに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と現像ＤＣバイアス（−３５０Ｖ）との電位差が小さいために、現像部ｃを通過した後でも感光ドラム１の表面電位は変化せず、−５００Ｖである（図２０の位置Ｄ）。
【０１７１】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって転写部ｄに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と転写バイアス（＋４００Ｖ）との電位差による放電で、感光ドラム１の表面電位が−２００Ｖとなり（図２０の位置Ｅ）、再び第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する。
【０１７２】
上述のような制御を行いながら第１の帯電ローラ２Ａに帯電ＤＣバイアスを印加することにより、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとすることができる。
【０１７３】
本実施例の原理を説明するために、上述の制御は画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させて行った。実際には、本実施例では、上述のような制御（帯電ＤＣバイアス制御）を、画像形成工程における画像形成中に行う。
【０１７４】
本実施例では、実際に上述のような帯電ＤＣバイアス制御を画像形成時に行う場合、各種バイアス設定は、次の通りとする。第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋６００Ｖとする。画像形成中は、これらのバイアス設定は一定とする。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるように、所謂、定電流制御で出力される。ここで、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、放電開始電圧である１２００Ｖｐｐより僅かに大きい値となっており、ＡＣ放電電流量は約１０μＡである。
【０１７５】
このような帯電ＤＣバイアス制御を画像形成中に行った場合の感光ドラム１の各位置における表面電位は、図２０に示したものと同じになる。即ち、上述の本実施例の原理を説明する際に用いた例とは、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスが異なっているが、ピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上の帯電ＡＣバイアスを印加してＡＣ放電を行っているという点は変わらない。そのため、画像形成中における感光ドラム１の各位置における表面電位は図２０に示したものと同じになる。
【０１７６】
本実施例によれば、残電位が０Ｖでない場合であっても、実施例４と同様の効果を得ることができる。
【０１７７】
（その他）
上述の各実施例では、転写後の残電位に対して特に処置を行わず、その電位がそのまま第１の帯電ローラによる帯電部に到達する構成であった。しかし、感光ドラムの表面の移動方向において転写部と第１の帯電ローラによる帯電部との間に、除電手段として、例えば前露光装置を設け、残電位をキャンセルして０Ｖにしもよい。斯かる構成によれば、残電位を均一にコントロールすることができるため、上述の各実施例の制御を安定的に行う上で有効である。又、感光ドラム上の画像形成部と非画像形成部において、残存する電荷量の違いによるゴーストの発生を抑えることができる。
【０１７８】
又、上述の各実施例では、転写残トナーの除去手段としてクリーニング装置を用いる画像形成装置の例を挙げた。これに対して、転写残トナーの電荷適正化手段を有し、現像装置にて現像同時回収するクリーナレス方式の画像形成装置が知られている。本発明は、このようなクリーナレス方式の画像形成装置にも適用可能である。
【０１７９】
又、上述の各実施例では、画像形成装置は、感光ドラムから転写材にトナー像を直接転写する構成のものであった。これに対して、感光ドラムからトナー像を一時的に保持し搬送する中間転写体に転写し、中間転写体から転写材に転写する中間転写方式の画像形成装置が知られている。本発明は、このような中間転写方式の画像形成装置にも適用可能である。
【０１８０】
又、感光ドラムは、その表面抵抗が１０9〜１０14Ω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。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にある場合も同等の効果がえられる。更に、上記した各実施の形態における感光ドラムとして、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を用いてもよい。
【０１８１】
又、上述の各実施例では、可撓性の接触帯電部材として帯電ローラを用いた構成であったが、これ以外にも、例えばファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。更に、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。
【符号の説明】
【０１８２】
１ 感光ドラム
２Ａ 第１の帯電ローラ
２Ｂ 第２の帯電ローラ
１３ 直流電流値測定回路
１３Ａ 第１の直流電流値測定回路
１３Ｂ 第２の直流電流値測定回路
１４ 制御回路
Ｓ１Ａ 第１の帯電電源
Ｓ１Ｂ 第２の帯電電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、電子写真感光体（感光体）を帯電処理する帯電手段としては一般にスコロトロン帯電器のようなコロナ放電現象を利用した非接触式の帯電方式（以下、「コロナ放電方式」という。）が多用されてきた。又、帯電手段として、帯電部材を感光体に直接接触させるか或いは近接させて、その帯電部材に帯電電圧を印加する帯電方式（以下、「接触帯電方式」という。）が利用されている。
【０００３】
接触帯電方式では、例えば、導電性ゴムのローラで形成されたローラ型の帯電部材（帯電ローラ）を、例えばドラム型の感光体（感光ドラム）の表面に接触させ、感光ドラムの回転と共に従動回転させて、帯電ローラの軸となる芯金に電圧を供給する。そして、帯電ローラと感光ドラムとの間に形成されている微小ギャップで生じる放電により、感光ドラムの外周面が一様に帯電処理される。
【０００４】
このような接触帯電方式の場合、コロナ放電方式に比べて、放電間隔が狭いためオゾンの発生がほとんどなく、又印加電圧もコロナ放電方式に比べ小さくてすむという利点がある。
【０００５】
尚、上述のような接触帯電方式では、高速に回転している感光ドラムに対しては、帯電ローラと感光ドラムとの当接部が不安定となりがちで、そのために帯電ムラが生じ易くなる。そのため、接触帯電方式は、例えば高信頼性が要求され、且つ、コピーボリュームの大きい高速複写機などの高級機種の画像形成装置に採用することが難しい場合があった。
【０００６】
これに対して、特許文献１及び２は、感光体の表面の移動方向において上流側と下流側に２個の帯電部材を設けた構成を開示する。具体的には、感光体の移動方向において上流側の帯電部材に直流電圧を印加し、下流側の帯電部材に直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加することで、感光体の帯電電位の安定化を図る。
【０００７】
ここで、帯電ローラに印加する帯電電圧（帯電バイアス）の違いによる、ＤＣ帯電方式とＡＣ帯電方式との２つの帯電方式について説明する。ＤＣ帯電方式では、放電開始電圧Ｖｔｈに、必要とされる感光ドラムの帯電電位（以下、「目標電位」ともいう。）Ｖｄを足した直流（ＤＣ）電圧を帯電ローラに印加する。これにより、感光ドラムの表面の帯電処理を行う。例えば、ＯＰＣ（有機光導電体）感光体に対して帯電ローラを加圧当接させた場合の放電開始電圧Ｖｔｈの一例は約６００Ｖである。一方、ＡＣ帯電方式では、必要とされる感光ドラムの帯電電位（目標電位）Ｖｄに相当する直流（ＤＣ）電圧に、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧を持つ交流（ＡＣ）電圧を重畳した振動電圧を帯電ローラに印加する。これにより、感光ドラムの表面の帯電処理を行う。このように、ＡＣ帯電方式で印加する振動電圧は、交流成分と、直流成分（目標電位Ｖｄに相当する電圧）との重畳電圧であり、交流成分の波形としては正弦波・矩形波・三角波などが適宜用いられる。又、この振動電圧は、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電圧であってもよい。ＡＣ帯電方式は、環境・耐久変動による電位の変動を改善することを可能とする。
【０００８】
ＤＣ帯電方式は、ＡＣ帯電方式に比べて、一般的に消費電力が少量で、安価であり、装置も小型で省スペース化を図ることができるという利点がある。しかしながら、ＤＣ帯電方式は、ＡＣ帯電方式に比べて、放電領域（帯電ローラと感光ドラムとの間の放電が生じる領域の面積）が狭く、ＡＣ放電電流の均し効果がないために、帯電ローラの微小な電気抵抗値ムラに起因したスジ状の帯電不良が発生し易い。又、ＤＣ帯電方式は、ＡＣ帯電方式に比べて、感光ドラムの帯電電位Ｖｄの安定性が低くなり易く、環境、材料製造時の電気抵抗の振れ、耐久変動などによって、所望の帯電電位Ｖｄにするために帯電ローラに印加することが必要な電圧が変わる。そのため、狙いの帯電電位Ｖｄに制御することが難しくなることがある。これに対して、感光ドラムの表面電位を常に測定する電位センサを感光ドラムの近傍に設置し、測定した電位に基づいて帯電ローラに印加する帯電電圧を設定する方法が知られている。しかし、この方法では、電位センサを設置するスペースが必要であり、コストも高くなり易い。
【０００９】
一方、ＡＣ帯電方式は、均一な帯電（除電）処理をすることが可能であり、高画質化に対して有効である（特許文献３）。又、帯電ローラに印加する帯電電圧の交流成分が放電する条件（放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧）であれば、帯電処理後の感光ドラムの表面電位が、帯電ローラに印加する帯電電圧の直流成分と同電位に収束するという特性がある。そのため、ＡＣ帯電方式では、上述のような電位センサが不要となる。しかしながら、ＡＣ帯電方式は、ＤＣ帯電方式に比べて、放電電流量が多くなり、感光ドラムの劣化を促進すると共に、放電生成物に起因する「画像流れ」といわれる画像不良が発生し易い。この「画像流れ」を改善するためには、帯電ローラに印加する帯電電圧の交流成分のピーク間電圧を必要最小限とすることにより、ＡＣ放電の発生を最小限とすることが有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２７２１９４号公報
【特許文献２】特開２００１−３１２１２５号公報
【特許文献３】特開昭６３−１４９６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、ＡＣ帯電方式では、帯電電圧の交流成分のピーク間電圧を必要最小限とすることによって、「画像流れ」を改善することが可能となる。
【００１２】
しかしながら、帯電電圧の交流成分のピーク間電圧を小さくすると、帯電ローラと感光ドラムとの間に流れるＡＣ放電電流量は減るが、放電が不安定となり易くなる。そのため、局所的に過剰に放電（異常放電）することに起因する、「砂地」といわれる画像不良が発生し易くなる。異常放電によって、感光ドラムが局所的に異常な高電位となり、その部分にはトナーが付着しなくなるため、画像を出力した際に砂地状の画像不良となる。
【００１３】
従って、本発明の目的は、ＡＣ放電電流量を可及的に小さくした場合であっても、砂地状の画像不良などの異常放電による画像不良の発生を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、静電像が形成される感光体と、移動する前記感光体の表面の帯電処理を行う第１の帯電部材と、前記感光体の表面の移動方向において前記第１の帯電部材による前記感光体の帯電処理部よりも下流側において前記感光体の表面の帯電処理を行う第２の帯電部材と、所定の帯電電位に帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電潜を形成する露光手段と、前記第１の帯電部材に直流電圧を印加する第１の電源と、前記第２の帯電部材に直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加する第２の電源と、前記第１の電源及び前記第２の電源を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、画像形成時に、前記第２の帯電部材による前記感光体の表面の帯電処理部に到達する前記感光体の表面電位を可及的に前記所定の帯電電位にする直流電圧を前記第１の帯電部材に印加するように前記第１の電源を制御すると共に、前記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、前記感光体と前記第２の帯電部材との間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を前記第２の帯電部材に印加するように前記第２の電源を制御することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＡＣ放電電流量を可及的に小さくした場合であっても、砂地状の画像不良などの異常放電による画像不良の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る画像形成装置の第１、第２の帯電ローラの模式図である。
【図３】本発明の一実施例に係る画像形成装置の動作シーケンス図である。
【図４】本発明の一実施例に係る画像形成装置の第１、第２の帯電ローラに対する帯電電圧印加系のブロック回路図である。
【図５】本発明の一実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図６】帯電ローラに印加した帯電ＤＣバイアスと感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図７】帯電ローラに印加した帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧と感光ドラムの表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図８】帯電ローラに印加した帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧と直流電流値との関係を示すグラフ図である。
【図９】本発明の一実施例に係る画像形成装置における画像形成時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図１０】本発明の一実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御の実行制御のフローチャート図である。
【図１１】本発明の一実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御のフローチャート図である。
【図１２】本発明の他の実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御の実行制御のフローチャート図である。
【図１３】本発明の他の実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御のフローチャート図である。
【図１４】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における目標値設定制御時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図１５】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における画像形成時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図１６】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置の第１、第２の帯電ローラに対する帯電電圧印加系のブロック回路図である。
【図１７】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における帯電ＤＣバイアス制御時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図１８】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における帯電ＤＣバイアス制御のフローチャート図である。
【図１９】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における帯電ＤＣバイアス制御のフローチャート図である。
【図２０】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における帯電ＤＣバイアス制御時の感光ドラムの各位置における表面電位を示す模式図である。
【図２１】砂地が発生する際のメカニズムを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１８】
実施例１
１．画像形成装置の基本的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。本実施例では、画像形成装置１００は、接触帯電方式を採用した電子写真方式のレーザビームプリンタである。
【００１９】
画像形成装置１００は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（感光体）即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図示矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が配置されている。先ず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である第１の帯電ローラ（第１の帯電部材）２Ａと第２の帯電ローラ（第２の帯電部材）２Ｂである。次に、露光手段としての露光装置（レーザスキャナ）３である。次に、現像手段としての現像装置４である。次に、転写手段としてのローラ型の転写部材である転写ローラ５である。次に、クリーニング手段としてのクリーニング装置７である。
【００２０】
感光ドラム１は、導電性のドラム基体上に、帯電特性が負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）の層を有する。又、本実施例では、感光ドラム１は、外径が３０ｍｍであり、中心支軸を中心に１３０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で図示矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）の表面に、光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ約２０μｍ）とを下から順に塗り重ねた構成をしている。
【００２１】
第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂは、感光ドラム１の表面を一様に帯電処理する接触式の帯電手段である。第１の帯電ローラ２Ａは感光ドラム１の表面の移動方向において第２の帯電ローラ２Ｂよりも上流側に配置されており、第２の帯電ローラ２Ｂは感光ドラム１の表面の移動方向において第１の帯電ローラ２Ａよりも下流側に配置されている。第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂは、感光ドラム１との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して、感光ドラム１の表面を所定の極性・電位に帯電処理する。
【００２２】
第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂの構成について、第１の帯電ローラ２Ａを例に更に説明する。本実施例では、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂとしては、実質的に同一の寸法、材質のものを用いた。別段の記載が無い限り、第２の帯電ローラ２Ｂにおいても実質的に同一の構成である。図中、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂが共通して有する要素には、符号にＡ、Ｂの添え字を付してそれぞれ第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂに属する要素であることを表している。
【００２３】
図２に示すように、第１の帯電ローラ２Ａは、芯金（支持部材）２１Ａの長手方向（回転軸線方向）の両端部が、それぞれ軸受け部材２５Ａにより回転自在に保持されると共に、それぞれ押圧ばね２６Ａによって感光ドラム１に向かって付勢されている。これにより、第１の帯電ローラ２Ａは、感光ドラム１の表面に対して、所定の押圧力をもって圧接されている。そして、第１の帯電ローラ２Ａは、感光ドラム１の回転に従動して図示矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転する。感光ドラム１と第１の帯電ローラ２Ａとの圧接部（ニップ部）が帯電ニップａＡである。感光ドラム１の表面の移動方向において帯電ニップａＡの上流側及び下流側に形成される第１の帯電ローラ２Ａと感光ドラム１の表面との間の微少な空隙（帯電ギャップ）で放電が行われる。この放電によって感光ドラム１の帯電処理が行われる部分が帯電部（帯電処理部）である。
【００２４】
第１の帯電ローラ２Ａは、次のような構成の導電性・弾性ローラとすることができる。即ち、芯金と、この芯金の外周に同心一体にローラ状に形成した、ＳＢＲ等に導電性カーボンを分岐した導電性弾性層と、その外周面に形成した、帯電不良防止のための高抵抗被覆層と、を有していてよい。更に、その外周面に形成した、感光ドラムに対する帯電ローラの固着を防止するための保護被覆層を有していてよい。
【００２５】
より具体的には、本実施例では、第１の帯電ローラ２Ａは、長手方向（回転軸線方向）の長さが３２０ｍｍ、直径が１４ｍｍである。又、第１の帯電ローラ２Ａは、芯金２１Ａの外回りに、下層２２Ａと、中間層２３Ａと、表層２４Ａとを下から順次に積層した３層構成である。芯金２１Ａは、直径６ｍｍのステンレス丸棒である。下層２２Ａは、カーボンを分散した発泡ＥＰＤＭで形成され、比重は０．５ｇ／ｃｍ3、体積抵抗値は１０2〜１０9Ωｃｍ、層厚は約３．５ｍｍである。中間層２３Ａは、カーボンを分散したＮＢＲゴムで形成され、体積抵抗値は１０2〜１０5Ωｃｍ、層厚は約５００μｍである。表層２４Ａは、フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫、カーボンを分散したもので形成され、体積抵抗値は１０7〜１０10Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲｚ）は１．５μｍ、層厚は約５μｍである。
【００２６】
尚、本実施例では、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂとして実質的に同一の寸法、材質のものを用いたが、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂの寸法、材質は異なっていてもよい。又、帯電部材の構成は本実施例のものに何ら限定されるものではない。
【００２７】
第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂのそれぞれの芯金２１Ａ、２１Ｂには、それぞれ帯電電圧印加手段としての第１、第２の帯電電源Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂより所定の条件の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。
【００２８】
本実施例では、第１の帯電電源（第１の電源）Ｓ１Ａは、直流電源を有し、交流電源は有しておらず、第１の帯電ローラ２Ａに対して直流電圧を出力する。一方、第２の帯電電源（第２の電源）Ｓ１Ｂは、直流電源と、交流電源とを有しており、第２の帯電ローラ２Ｂに対して直流電圧（直流成分）と交流電圧（交流成分）とを重畳した振動電圧を出力する。
【００２９】
本実施例では、回転する感光ドラム１の表面は、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂを用いて、−５００Ｖに一様に帯電処理される。具体的な帯電電圧の制御については、後述して詳しく説明する。
【００３０】
露光装置３は、帯電処理された感光ドラム１の面に静電潜像を形成する情報書き込み手段としての露光手段である。本実施例において、露光装置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。画像形成装置１００に接続された画像読み取り装置（図示せず）などのホスト処理装置から画像形成装置１００に画像信号が送られる。露光装置３は、この画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌを出力して、一様に帯電処理されて回転する感光ドラム１の表面を、露光部（露光位置）ｂにおいて走査露光（イメージ露光）する。これにより、感光ドラム１の表面のレーザ光Ｌで照射された部分の電位の絶対値が低下し、回転する感光ドラム１の表面には、画像情報に対応した静電潜像（静電潜像）が形成される。
【００３１】
現像装置４は、感光ドラム１上の静電潜像にトナーを供給し、静電潜像をトナー像（現像剤像）として反転現像する現像手段である。本実施例では、現像装置４は、二成分現像剤による磁気ブラシを、感光ドラム１に接触させながら現像を行う、二成分接触現像方式を採用した現像装置である。
【００３２】
現像装置４は、現像容器４１と、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４２と、を備えている。現像スリーブ４２は、その外周面の一部を現像容器４１の外部に露出させて、現像容器４１内に回転可能に配置されている。現像スリーブ４２内には、現像容器４１に対して回転しないように固定されたマグネットローラ４３が設けられている。現像スリーブ４２に対向して、現像ブレード４４が設けられている。現像容器４１は、二成分現像剤（現像剤）４５を収容しており、現像容器４１内の底部側には、現像剤攪拌部材４６が設けられている。又、補給用トナーがトナーホッパー（図示せず）に収容されている。
【００３３】
現像容器４１内の二成分現像剤４５は、主にトナー（非磁性トナー粒子）とキャリア（磁性キャリア粒子）との混合物であり、現像剤攪拌部材４６により攪拌される。本実施例では、キャリアの体積抵抗値は約１０13Ωｃｍ、粒径（体積平均粒径）は約４０μｍである。ここで、レーザ回折式粒度分布測定装置ＨＥＲＯＳ（日本電子製）を用いて、０．５〜３５０μｍの範囲を３２対数分割して測定し、体積５０％メジアン径をもって、上記体積平均粒径とする。本実施例では、トナーは、キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。
【００３４】
現像スリーブ４２は、感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）を３５０μｍに保持して、感光ドラム１に対向して配置されている。この感光ドラム１と現像スリーブ４２との対向部が現像部ｃである。現像スリーブ４２は、現像部ｃにおいてその表面の移動方向が感光ドラム１の表面の移動方向とは逆方向となるように回転駆動される。現像スリーブ４２内のマグネットローラ４３の磁気力により、現像容器４１内の二成分現像剤４５の一部が現像スリーブ４２の外周面に磁気ブラシ層として吸着保持される。この磁気ブラシ層は、現像スリーブ４２の回転に伴い搬送され、現像ブレード４４により所定の厚さに整層される。この現像剤の薄層（磁気ブラシ層）は、現像部ｃにおいて感光ドラム１の表面に接触して、感光ドラム１の表面を適度に摺擦する。
【００３５】
現像スリーブ４２には、現像電圧印加手段としての現像電源Ｓ２から所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、現像スリーブ４２に印加する現像電圧は、直流電圧（以下、「現像ＤＣバイアス」ともいう。）と交流電圧（以下、「現像ＡＣバイアス」ともいう。）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、本実施例では、現像電圧は、−３５０Ｖの直流電圧と、周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．８ｋＶ、矩形波の交流電圧とを重畳した振動電圧である。
【００３６】
回転する現像スリーブ４２の表面に薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された二成分現像剤４５中のトナーが、現像電圧による電界によって、静電潜像に対応して感光ドラム１の表面に選択的に付着する。これにより、感光ドラム１上の静電潜像がトナー像として現像される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光された感光ドラム１の表面の露光部（明部）に、感光ドラム１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーが付着して、静電潜像が反転現像される。このとき、感光ドラム１上に転移したトナーの帯電量は、温度２３℃、絶対水分量１０．６ｇ／ｍ3の環境下では、凡そ−２５μＣ／ｇである。
【００３７】
現像部ｃを通過した現像スリーブ４２上の二成分現像剤２５の薄層は、引き続く現像スリーブ４２の回転に伴い現像容器４１内の現像剤溜り部に戻される。
【００３８】
尚、現像容器４１内の二成分現像剤４５のトナー濃度（二成分現像剤のトナーとキャリアとの総質量に対するトナー質量の割合）を、略一定の範囲内に維持するために、トナーホッパー（図示せず）から現像容器４１内への補給用トナーの補給が行われる。即ち、例えば、光学式トナー濃度センサによって、現像容器４１内の二成分現像剤４５のトナー濃度が検知され、その検知情報に応じてトナーホッパーの駆動が制御されて、トナーホッパー内の補給用トナーが現像容器４１内に補給される。二成分現像剤４５に補給されたトナーは、現像剤攪拌部材４６により攪拌される。
【００３９】
転写ローラ５は、感光ドラム１に所定の押圧力をもって圧接されている。その転写ローラ５と感光ドラム１との圧接部（ニップ部）が転写部ｄである。この転写部ｄに、転写材供給機構部（図示せず）から所定の制御タイミングにて記録用紙などの転写材Ｐが給送される。転写部ｄに給送された転写材Ｐは、回転する感光ドラム１と転写ローラ５との間に挟持されて搬送される。その間、転写ローラ５には、転写電圧印加手段としての転写電源Ｓ３から、トナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性（本実施例では正極性）の転写電圧（転写バイアス）が印加される。より具体的には、本実施例では、転写電圧として＋６００Ｖの直流電圧が印加される。これにより、転写部ｄを挟持搬送されていく転写材Ｐの表面に感光ドラム１の表面側のトナー像が静電的に転写される。
【００４０】
転写部ｄを通ってトナー像の転写を受けた転写材Ｐは、感光ドラム１の表面から分離されて、定着手段としての定着装置６へ搬送される。本実施例では、定着装置６は、熱源を有する定着ローラ６１と、この定着ローラ６１に圧接する加圧ローラ６２とを有する熱ローラ定着装置である。そして、定着装置６は、定着ローラ６１と加圧ローラ６２との圧接部（ニップ部）において転写材Ｐを加熱及び加圧することにより、トナー像を転写材Ｐに定着させる。定着処理を受けた転写材Ｐは、画像形成物（プリント、コピー）として画像形成装置１００から出力（プリントアウト）される。
【００４１】
又、転写部ｄにおいて転写材Ｐにトナー像を転写した後に感光ドラム１の表面に若干量残留したトナー（転写残トナー）は、クリーニング部ｅにおいて、クリーニング装置７によって感光ドラム１の表面から除去されて回収される。
【００４２】
図３は、上記画像形成装置１００の動作シーケンス図である。
【００４３】
（１）前多回転工程（初期回転動作）
画像形成装置１００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）である。電源スイッチ−オンにより、感光ドラム１を回転駆動させ、又定着装置６の所定温度への立ち上げなど、所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
【００４４】
（２）前回転工程（印字準備回転動作）
画像形成開始信号が入力されてから実際に画像形成工程動作がなされるまでの間の画像形成前の準備回転動作期間である。この前回転工程は、前多回転工程中に画像形成開始信号が入力されたときには前多回転工程に引き続いて実行される。画像形成開始信号の入力がないときには、前多回転工程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１の回転駆動が停止され、画像形成装置１００は画像形成開始信号が入力されるまでスタンバイ（待機）状態に保たれる。画像形成開始信号が入力されると前回転工程が実行される。
【００４５】
本実施例では、この前回転工程において、画像形成工程の帯電工程における帯電電圧（特に、第１の帯電ローラ２Ａに流す直流電流値及び対応する帯電ＤＣバイアス）の値の演算・決定プログラムが実行される。これについては詳しくは後述する。
【００４６】
（３）画像形成工程（印字工程、作像工程）
所定の前回転工程が終了すると、引き続いて感光ドラム１に対する作像プロセスが実行され、感光ドラム１の表面に形成されたトナー像の転写材Ｐへの転写、定着装置６によるトナー像の定着処理がなされて、画像形成物が出力される。連続画像形成モードの場合は、上記の画像形成工程が所定の画像形成枚数ｎ枚分繰り返して実行される。
【００４７】
（４）紙間工程
連続画像形成モードにおいて、一の転写材Ｐ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Ｐの非通紙状態期間である。
【００４８】
（５）後回転工程
最後の転写材Ｐの画像形成工程が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動を継続させて感光ドラム１を回転駆動させ、所定の後処理動作を実行させる期間である。
【００４９】
（６）スタンバイ
所定の後回転工程が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光ドラム１の回転駆動が停止され、画像形成装置１００は次の画像形成開始信号が入力されるまでスタンバイ状態に保たれる。１枚だけの画像形成の場合は、その画像形成終了後、画像形成装置１００は後回転工程を経てスタンバイ状態になる。スタンバイ状態において、画像形成開始信号が入力されると、画像形成装置１００は前回転工程に移行する。
【００５０】
上記（３）の画像形成工程の期間が画像形成時であり、上記（１）の前多回転工程、上記（２）の前回転工程、上記（４）の紙間工程、上記（５）の後回転工程の各期間が非画像形成時である。
【００５１】
２．制御態様
図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第１の帯電ローラ２Ａ及び第２の帯電ローラ２Ｂに対する帯電電圧印加系のブロック回路図である。
【００５２】
図４（ａ）に示すように、第１の帯電ローラ２Ａには、帯電電圧印加手段としての第１の帯電電源Ｓ１Ａが接続されている。この第１の帯電電源Ｓ１Ａは、直流電源（ＤＣ電源）１１Ａを有している。第１の帯電電源Ｓ１Ａから、直流電圧（以下、「帯電ＤＣバイアス」ともいう。）が、芯金２１Ａを介して第１の帯電ローラ２Ａに印加される。これにより、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。又、第１の帯電電源Ｓ１Ａには、直流電流値検知手段（第１の検知手段）としての第１の直流電流値測定回路（以下、単に「第１の測定回路」ともいう。）１３Ａが接続されている。第１の測定回路１３Ａは、第１の帯電電源Ｓ１Ａから第１の帯電ローラ２Ａに対して直流電圧を出力することによって、感光ドラム１を介して第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を検知する。この第１の測定回路１３Ａから、制御手段としての制御回路１４に、測定された直流電流値の情報が入力される。
【００５３】
一方、図４（ｂ）に示すように、第２の帯電ローラ２Ｂには、帯電電圧印加手段としての第２の帯電電源Ｓ１Ｂが接続されている。この第２の帯電電源Ｓ１Ｂは、直流電源（ＤＣ電源）１１Ｂと交流電源（ＡＣ電源）１２Ｂとを有している。第２の帯電電源Ｓ１Ｂから、直流電圧（帯電ＤＣバイアス）と所定の周波数の交流電圧（以下、「帯電ＡＣバイアス」ともいう。）とを重畳した所定の振動電圧が、芯金２１Ｂを介して第２の帯電ローラ２Ｂに印加される。これにより、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。又、第２の帯電電源Ｓ１Ｂには、直流電流値検知手段（第２の検知手段）としての第２の直流電流値測定回路（以下、単に「第２の測定回路」ともいう。）１３Ｂが接続されている。第２の測定回路１３Ｂは、第２の帯電電源Ｓ１Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに対して振動電圧を出力することによって、感光ドラム１を介して第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を検知する。この第２の測定回路１３Ｂから、上記制御回路１４に、測定された直流電流値の情報が入力される。
【００５４】
制御手段としての制御回路１４は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する。特に、本実施例との関係において、制御回路１４は、第１の帯電電源Ｓ１Ａの直流電源１１Ａから第１の帯電ローラ２Ａに印加する直流電圧値を制御する機能を有する。又、制御回路１４は、第２の帯電電源Ｓ１Ｂの直流電源１１Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに印加する直流電圧値を制御する機能を有する。又、制御回路１４は、第２の帯電電源Ｓ１Ｂの交流電源１２Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに印加する交流電圧のピーク間電圧値若しくは交流電流値を制御する機能を有する。そして、制御回路１４は、第１の測定回路１３Ａ及び／又は第２の測定回路１３Ｂから入力された直流電流値情報から、画像形成工程の帯電工程における第１の帯電ローラ２Ａ及び／又は第２の帯電ローラ２Ｂに対して印加する帯電ＤＣバイアスの演算・決定プログラムを実行する機能を有する。
【００５５】
３．砂地の発生
前述のように、ＡＣ帯電方式において、帯電電圧の交流成分のピーク間電圧を小さくすると、「砂地」といわれる画像不良が発生し易くなる。これは、帯電ローラと感光ドラムとの間に流れるＡＣ放電電流は減るが、放電が不安定となり易くなるために、局所的に過剰に放電（異常放電）することに起因する。異常放電によって、感光ドラムが局所的に異常な高電位となり、その部分にはトナーが付着しなくなるため、画像を出力した際に砂地状の画像不良となる。
【００５６】
図２１は、砂地が発生する際のメカニズムを説明するための図である。ここでは、感光ドラムを帯電ローラで一様に負極性に帯電させ、露光装置によって除電された部分に、負極性に帯電したトナーを付着させる、反転現像系の画像形成装置をモデルとしている。
【００５７】
図２１（ａ）は、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位と、ＡＣ帯電方式における帯電ＤＣバイアスの電位とが同じときの電位の関係を示す。この状態が、最も負極性側の最大電位差が小さい状態であり、この状態のときには、電位差に応じた異常放電が最も発生しにくい。従って、それに起因する砂地の発生が最も低減される。即ち、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位と、ＡＣ帯電方式における帯電ＤＣバイアスとが同電位であれば、ＡＣ帯電方式用いても、砂地の発生を最小限に抑えることが可能になる。
【００５８】
しかしながら、一般的には、図２１（ｂ）に示すように、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位の絶対値が、ＡＣ帯電方式における帯電ＤＣバイアスの絶対値よりも小さい電位の関係となる。尚、図２１（ｂ）において、帯電ＡＣバイアスは、図２１（ａ）の場合と同等のものである。このときには、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位と、ＡＣ帯電方式で帯電ローラに印加する電圧の極大値との電位差が大きく、異常放電が発生し易い状態になっている。従って、図２１（ａ）の場合と比較すると、砂地が発生し易い状態になっている。
【００５９】
４．帯電電圧の制御
次に、第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂに印加する帯電電圧の制御方法について詳しく説明する。尚、本実施例の制御は、温度２３℃、湿度（相対湿度）５０％の環境で行われるものとする。
【００６０】
前述のように、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位と、ＡＣ帯電方式における帯電ＤＣバイアスの電位とが同じとき、異常放電が最も発生しにくく、砂地の発生が最も低減される。
【００６１】
そこで、本実施例では、先ず、画像形成を行う前に、次のような帯電電流目標値設定制御（以下、単に「目標値設定制御」という。）を行う。即ち、本実施例では、目標値設定制御では、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとする（目標電位Ｖｄまで表面電位の絶対値を上昇させる）ために必要な、ＤＣ帯電方式による帯電処理において流れる直流電流値を求める。又、本実施例では、特に、目標値設定制御において、上記の直流電流値から、次の値を求める。即ち、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとする（目標電位Ｖｄまで表面電位の絶対値を上昇させる）ために必要な、ＤＣ帯電方式による帯電処理において印加する帯電ＤＣバイアス（目標電圧値）を求める。以下、更に詳しく説明する。
【００６２】
本実施例では、目標値設定制御時の各種バイアス設定は、次の通りである。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスをＯＦＦとする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１５００Ｖ（以下、単に「１５００Ｖｐｐ」などと表記する。）とする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋６００Ｖとする。そして、これらのバイアス設定を一定として、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる。このとき、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアス及び第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアス以外は、各種バイアス設定などの画像形成装置１００の各部の動作の設定は画像形成時の設定と同一である。
【００６３】
図５は、本実施例における目標値設定制御中の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【００６４】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位は０Ｖである（図５の位置Ａ）。そして、目標値設定制御時には、第１の帯電ローラ２Ａへの帯電ＤＣバイアスの印加はＯＦＦとされている。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過しても感光ドラム１の表面電位は変わらない（図５の位置Ｂ）。
【００６５】
尚、本実施例では、目標値設定制御において第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスをＯＦＦとしたが、感光ドラム１の表面電位が第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過する前後で変化しないような設定であればよい。即ち、第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を可及的にゼロに近くできればよい。
【００６６】
又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスは、ＤＣ帯電方式における放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。このような条件のとき、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＤＣバイアスと同電位に収束する。
【００６７】
図６は、温度２３℃、湿度５０％の環境における、ＤＣ帯電方式で帯電処理する場合の、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＤＣバイアスと感光ドラム１の表面電位との関係を示すグラフである。図６に示すように、本実施例では、放電開始電圧Ｖｔｈは約６００Ｖである。このことから、本実施例では、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、Ｖｔｈの２倍である１２００Ｖｐｐ以上であればよい。
【００６８】
上述のように、本実施例では、目標値設定制御において第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は１５００Ｖｐｐである。そのため、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図５の位置Ｃ）。
【００６９】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって現像部ｃに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と現像ＤＣバイアス（−３５０Ｖ）との電位差が小さいために、現像部ｃを通過した後でも感光ドラム１の表面電位は変化せず、−５００Ｖである（図５の位置Ｄ）。
【００７０】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって転写部ｄに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と転写バイアス（＋６００Ｖ）との電位差による放電で感光ドラム１の表面電位が０Ｖとなり（図５の位置Ｅ）、再び第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する。
【００７１】
ここで、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後における、第２の帯電ローラ２Ｂと感光ドラム１との間に流れる直流電流値と、感光ドラム１の表面電位との関係について説明する。
【００７２】
図７は、上記の目標値設定制御の条件（帯電ＡＣバイアスを除く。）における、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧と、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位との関係を示すグラフである。帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上であると、感光ドラム１の表面電位が帯電ＤＣバイアスと同電位の−５００Ｖで一定となることがわかる。
【００７３】
図８は、上記の目標値設定制御の条件（帯電ＡＣバイアスを除く。）における、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧と、第２の帯電ローラ２Ｂと感光ドラム１との間に流れる直流電流値との関係を示すグラフである。帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上であると、第２の帯電ローラ２Ｂと感光ドラム１との間に流れる直流電流値は一定となることがわかる。
【００７４】
即ち、目標値設定制御において、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上であるときに第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値は、次の値となる。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部に到達する直前の感光ドラム１の表面電位（０Ｖ）を、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスと同電位（目標電位Ｖｄ）の−５００Ｖとするために必要な直流電流値となる。従って、この直流電流値が、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとする（目標電位Ｖｄまで表面電位の絶対値を上昇させる）ために必要な、ＤＣ帯電方式による帯電処理において流れる直流電流値の目標直流電流値Ｉｄｃとなる。本実施例では、実際に上記の目標値設定制御の条件で第２の測定回路１３Ｂによって測定された目標直流電流値Ｉｄｃは−３５μＡであった。
【００７５】
本実施例では、制御回路１４は、画像形成を行う前に、目標値設定制御において、第２の測定回路１３Ｂで第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を測定し、これを目標直流電流値Ｉｄｃとして制御回路１４に内蔵された記憶手段としてのメモリ１４ａに記憶する。
【００７６】
更に、本実施例では、制御回路１４は、画像形成を行う前に、目標値設定制御において、上記の記憶された目標直流電流値Ｉｄｃ（本実施例では、−３５μＡ）を得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを決定する。本実施例では、制御回路１４によって、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを変更しながら、第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を第１の測定回路１３Ａで測定する。そして、目標直流電流値Ｉｄｃを得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを決定する。制御回路１４は、これを目標電圧値としてメモリ１４ａに記憶する。本実施例では、目標直流電流値Ｉｄｃを得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、−１１００Ｖと算出された。
【００７７】
次に、画像形成時における帯電電圧の制御について説明する。画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａには、上記の目標値設定制御で求められた帯電ＤＣバイアスを印加する。以下、更に詳しく説明する。
【００７８】
本実施例では、画像形成時の各種バイアス設定は、次の通りである。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを−１１００Ｖとする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋６００Ｖとする。画像形成中は、これらのバイアス設定は一定とする。ここで、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、放電開始電圧である１２００Ｖｐｐより僅かに大きい値となっており、ＡＣ放電電流量は約１０μＡである。
【００７９】
尚、目標値設定制御では、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は１５００Ｖｐｐとしている。これにより、目標値設定制御において異常放電が発生するのを防止して、より正確に目標直流電流値Ｉｄｃを求めることができる。即ち、本実施例では、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、画像形成時よりも目標値設定制御時の方が大きい。
【００８０】
図９は、本実施例における画像形成中の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【００８１】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位は、目標値設定制御時と同様に、０Ｖである（図９の位置Ａ）。そして、画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａには、上記の目標値設定制御において決定された帯電ＤＣバイアス（本実施例では−１１００Ｖ）が印加されている。従って、第１の帯電ローラ２Ａには、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとするために必要な直流電流値（目標直流電流値Ｉｄｃ）が流れている。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図９の位置Ｂ）。
【００８２】
又、第２の帯電ローラ２Ｂには−５００Ｖの帯電ＤＣバイアスが印加されており、又ピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上の帯電ＡＣバイアスが印加されている。そのため、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖに収束する（図９の位置Ｃ）。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後における感光ドラム１の表面電位は変わらない。
【００８３】
その後、位置Ｄ、位置Ｅにおける感光ドラム１の表面電位の変化については、上記の目標値設定制御時（図５）と実質的に同一である。
【００８４】
５．フローチャート
図１０は、目標値設定制御の実行制御の一例を示すフローチャートである。上述のように、本実施例では、目標値設定制御は前回転工程において実行される。目標値設定制御は、毎回の前回転工程に実行してもよいし、例えば所定枚数の画像形成が行われるなど所定期間毎に実行してもよい。例えば、図１０に示すように、制御回路１４は、画像形成開始信号が入力されると（Ｓ１０１）、目標値設定制御を実行するタイミングであるか否かを判断する（Ｓ１０２）。制御回路１４は、Ｓ１０２で目標値設定タイミングであると判断した場合は、前回転工程で目標値設定制御を実行させ（Ｓ１０３）、その後画像形成工程を実行させる（Ｓ１０４）。この画像形成工程では、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、直前の目標値設定制御において決定され、メモリ１４ａに記憶された値に制御される。一方、制御回路１４は、Ｓ１０２で目標値設定タイミングではないと判断した場合は、目標値設定制御を実行しない前回転工程を実行させ（Ｓ１０５）、その後画像形成工程を実行させる（Ｓ１０４）。この画像形成工程では、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、最近の目標値設定制御において決定され、メモリ１４ａに記憶された値に制御される。
【００８５】
図１１は、本実施例における目標値設定制御のフローチャートである。制御回路１４は、目標値設定制御を開始すると、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスをＯＦＦにする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを目標電位Ｖｄ、帯電ＡＣバイアスを放電が発生する条件とする。そして、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる（Ｓ２０１）。次に、制御回路１４は、上記のバイアス設定で画像形成装置１００が動作しているときに第２の測定回路１３Ｂで測定された、第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を、目標直流電流値Ｉｄｃとしてメモリ１４ａに記憶させる（Ｓ２０２）。次に、制御回路１４は、目標直流電流値Ｉｄｃを得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを決定し、メモリ１４ａに記憶させる（Ｓ２０３）。画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、この帯電ＤＣバイアスの値で定電圧制御される。
【００８６】
尚、本実施例では、非画像形成時として前回転工程において目標値設定制御を行った。しかし、これに限定されるものではなく、他の非画像形成時、例えば、前多回転工程、紙間工程、又は後回転工程において目標値設定制御を行うこともできる。又、例えば、前多回転工程、前回転工程、紙間工程、後回転工程といった非画像形成時の期間のうち複数の非画像形成時の期間に目標値設定制御を実行してもよい。又、目標値設定制御は、ジョブ（一の画像形成開始信号による単数又は複数の転写材に対する一連の画像形成動作）の間に、例えば所定枚数の画像形成を行う毎などの所定期間毎に割り込み制御として行うことができる。
【００８７】
このように、本実施例の画像形成装置１００は、静電像が形成される感光体１を有する。又、画像形成装置１００は、移動する感光体１の表面の帯電処理を行う第１の帯電部材２Ａと、感光体１の表面の移動方向において第１の帯電部材２Ａによる感光体１の帯電処理部よりも下流側において感光体１の表面の帯電処理を行う第２の帯電部材２Ｂとを有する。又、画像形成装置１００は、所定の帯電電位に帯電した感光体１を露光して感光体１に静電潜を形成する露光手段３を有する。又、画像形成装置１００は、第１の帯電部材２Ａに直流電圧を印加する第１の電源Ｓ１Ａと、第２の帯電部材２Ｂに直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加する第２の電源Ｓ１Ｂとを有する。又、画像形成装置１００は、第１の電源Ｓ１Ａ及び第２の電源Ｓ１Ｂを制御する制御手段１４を有する。そして、制御手段１４は、画像形成時に、第２の帯電部材２Ｂによる感光体１の表面の帯電処理部に到達する感光体１の表面電位を可及的に上記所定の帯電電位にする直流電圧を第１の帯電部材２Ａに印加するように第１の電源Ｓ１Ａを制御する。それと共に、制御手段１４は、画像形成時に、上記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、感光体１と第２の帯電部材２Ｂとの間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を第２の帯電部材２Ｂに印加するように第２の電源Ｓ１Ｂを制御する。
【００８８】
特に、本実施例では、画像形成装置１００は、第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに直流電圧を印加しているときに第１の帯電部材２Ａに流れる直流電流値を検知する第１の検知手段１３Ａを有する。又、本実施例では、画像形成装置１００は、第２の電源Ｓ１Ｂから第２の帯電部材２Ｂに振動電圧を印加しているときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を検知する第２の検知手段１３Ｂを有する。そして、制御手段１４は、画像形成前に、次のような目標値設定制御を行う。即ち、目標値設定制御では、制御手段１４は、第１の帯電部材２Ａに流れる直流電流値を可及的にゼロにするように第１の電源Ｓ１Ａを制御する。それと共に、上記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、感光体１と第２の帯電部材２Ｂとの間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を第２の帯電部材２Ｂに印加するように第２の電源Ｓ１Ｂを制御する。そして、そのときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を第２の検知手段１３Ｂによって検知する。それと共に、この検知された直流電流値に相当する直流電流値が第１の検知手段１３Ａによって検知されるように第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに直流電圧を印加したときの第１の電源Ｓ１Ａの出力電圧値を目標電圧値として求める。そして、画像形成時に、制御手段１４は第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに印加する直流電圧を、上記目標電圧値になるように制御する。
【００８９】
６．効果
本実施例の目標値設定制御、及び画像形成時における第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスの制御を行うことにより、次のような効果が得られる。
【００９０】
画像形成時に、第１の帯電ローラ２Ａは、ＤＣ帯電方式で感光ドラム１の帯電処理を行う。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位が変わっても、砂地は発生しない。しかし、ＤＣ帯電方式では、ＡＣ放電電流の均し効果がないために、第１の帯電ローラ２Ａの微小な電気抵抗値ムラに起因したスジ状の帯電不良が発生し易い。一方、画像形成時に、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位は変わらない。そのため、前述のように、砂地が最も発生しにくい条件である。従って、ＡＣ放電電流量を最小限に抑えても、砂地が発生しない。ＡＣ放電電流量を最小限に抑える方法としては、既知の放電電流制御などを採用することができる。本実施例では、ＡＣ放電電流量が１０μＡになるように、第２の帯電ローラ２Ｂに印加するＡＣ帯電バイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとして、画像形成を行った。ＡＣ放電電流量を最小限に抑えることによって、感光ドラム１の劣化や画像流れの発生を大幅に軽減させることができる。又、ＡＣ放電電流による均し効果が得られるため、均一な帯電（除電）処理をすることが可能であり、高画質化を達成することができる。又、本実施例では、感光ドラム１の移動方向において上流側の第１の帯電ローラ２Ａに直流電圧を印加し、下流側の第２の帯電ローラ２Ｂに直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加して感光ドラム１の表面を帯電処理する。斯かる構成によれば、画像形成装置１００が高速化して比較的感光ドラム１の表面の移動速度が速い場合でも、感光ドラム１の帯電電位Ｖｄの安定化を図ることができる。
【００９１】
尚、本実施例では、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位が変わらず、第２の帯電ローラ２Ｂに直流電流が流れない条件とした。砂地をより良好に防止するためには、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値は可及的にゼロに近いことが好ましい。しかし、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値はゼロであることに限定されるものではない。帯電ＡＣバイアス（即ち、ＡＣ放電電流量）の設定や要求される砂地の防止効果に応じて、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値よりも小さくすることができる。例えば、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値の８０％〜１００％程度であれば、所望に応じて砂地を防止する効果を得ることができる。即ち、例えば、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａによって、目標電位Ｖｄの８０％〜１００％まで感光ドラム１の表面の電位の絶対値を上昇させることができれば、所望に応じて第２の帯電ローラ２Ｂにおける異常放電による砂地を防止する効果を得ることができる。
【００９２】
以上説明したように、本実施例によれば、画像形成時に、目標値設定制御で求めた目標直流電流値Ｉｄｃに基づく帯電ＤＣバイアスを第１の帯電ローラ２Ａに印加して、感光ドラム１の表面電位の絶対値を目標電位Ｖｄまで上昇させる。そして、第２の帯電ローラ２Ｂに帯電ＤＣバイアスと帯電ＡＣバイアスとを重畳した振動電圧を印加する。これによって、高画質化を達成しつつ、砂地の発生を抑えることができる。即ち、砂地が発生しにくいため、ＡＣ放電電流量を最小限とすることができ、感光ドラム１の劣化や画像流れを抑えることができる。このように、本実施例によれば、ＡＣ放電電流量を可及的に小さくした場合であっても、砂地状の画像不良などの異常放電による画像不良の発生を抑制することができる。
【００９３】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００９４】
本実施例では、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、第１の測定回路１３Ａによって測定される第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値が目標直流電流値Ｉｄｃと同じになるように、所謂、定電流制御で出力される。本実施例では、第１の帯電電源Ｓ１Ａは、定電圧制御で電圧を出力できると共に、第１の測定回路１３Ａにより測定される直流電流値が所定値となるように出力電圧値を変化させて、ソフトウェア的に定電流制御された電圧を出力できる。
【００９５】
図１２は、本実施例における目標値設定制御の実行制御の一例を示すフローチャートである。本実施例における目標値設定制御の実行制御（Ｓ３０１〜Ｓ３０５）は、図１０を参照して説明した実施例１のもの（Ｓ１０１〜Ｓ１０５）と同様とすることができる。但し、画像形成工程では、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、第１の帯電ローラ２Ａに流れる電流値が、直前又は最近の目標値設定制御において決定され、メモリ１４ａに記憶された目標直流電流値Ｉｄｃとなるように定電流制御される。
【００９６】
図１３は、本実施例における目標値設定制御のフローチャートである。本実施例の目標値設定制御は、実施例１の目標値設定制御における目標直流電流値Ｉｄｃを求めて記憶するまでの制御と同じである。制御回路１４は、目標値設定制御を開始すると、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスをＯＦＦにする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを目標電位Ｖｄ、帯電ＡＣバイアスを放電が発生する条件とする。そして、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる（Ｓ４０１）。次に、制御回路１４は、上記のバイアス設定で画像形成装置１００が動作しているときに第２の測定回路１３Ｂで測定された、第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を、目標直流電流値Ｉｄｃとしてメモリ１４ａに記憶させる（Ｓ４０２）。画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、第１の測定回路１３Ａにより測定される第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値が目標直流電流値Ｉｄｃとなるように、定電流制御される。
【００９７】
又、画像形成時の帯電電圧制御は、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを第１の帯電ローラ２Ａに流れる電流値が目標直流電流値Ｉｄｃとなるように定電流制御されることを除いて、実施例１と同じである。
【００９８】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに直流電圧を印加しているときに第１の帯電部材２Ａに流れる直流電流値を検知する第１の検知手段１３Ａを有する。又、本実施例では、画像形成装置１００は、第２の電源Ｓ１Ｂから第２の帯電部材２Ｂに振動電圧を印加しているときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を検知する第２の検知手段１３Ｂを有する。そして、制御手段１４は、画像形成前に、次のような目標値設定制御を行う。即ち、目標値設定制御において、制御手段１４は、第１の帯電部材２Ａに流れる直流電流値を可及的にゼロにするように第１の電源Ｓ１Ａを制御する。それと共に、感光体１の所定の帯電電位に相当する直流電圧と、感光体１と第２の帯電部材２Ｂとの間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を第２の帯電部材２Ｂに印加するように第２の電源Ｓ１Ｂを制御する。そして、そのときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を目標直流電流値として第２の検知手段１３Ｂによって検知する。そして、画像形成時に、制御手段１４は、第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに印加する直流電圧を、第１の検知手段１３Ａによって検知される直流電圧値が上記目標直流電流値になるように制御する。
【００９９】
本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１０１】
実施例１では、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する直前の感光ドラム１の表面電位（残電位）が０Ｖである場合について説明した。しかし、画像形成装置１００の各高圧電源のバイアス設定や、使用環境、使用履歴、使用される現像剤の種類などによって、様々な残電位となることがある。
【０１０２】
そこで、本実施例では、残電位が０Ｖでない場合について説明する。尚、本実施例の制御は、温度２３℃、湿度（相対湿度）５０％の環境で行われるものとする。
【０１０３】
先ず、実施例１と同様に、画像形成を行う前に、次のような目標値設定制御を行い、目標直流電流値Ｉｄｃを求める。
【０１０４】
本実施例では、目標値設定制御時の各種バイアス設定は、次の通りである。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを−２００Ｖとする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１５００Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋４００Ｖとする。そして、これらのバイアス設定を一定として、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる。このとき、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアス及び第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアス以外は、各種バイアス設定などの画像形成装置１００の各部の動作の設定は画像形成時の設定と同一である。
【０１０５】
図１４は、本実施例における目標値設定制御中の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【０１０６】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位（残電位）は−２００Ｖである（図１４の位置Ａ）。そして、目標値設定制御時には、第１の帯電ローラ２Ａには−２００Ｖの帯電ＤＣバイアスが印加されている。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過しても感光ドラム１の表面電位は変わらない（図１４の位置Ｂ）。
【０１０７】
尚、本実施例では、目標値設定制御において第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを−２００Ｖとしたが、感光ドラム１の表面電位が第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過する前後で変化しないような設定であればよい。即ち、第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を可及的にゼロに近くできればよい。
【０１０８】
又、目標値設定制御において第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスは、ＤＣ帯電方式における放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。即ち、実施例１と同様、Ｖｔｈの２倍である１２００Ｖｐｐ以上であればよい。このような条件のとき、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＤＣバイアスと同電位に収束する。
【０１０９】
上述のように、本実施例では、目標値設定制御において第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は１５００Ｖｐｐである。そのため、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図１４の位置Ｃ）。
【０１１０】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって現像部ｃに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と現像ＤＣバイアス（−３５０Ｖ）との電位差が小さいために、現像部ｃを通過した後でも感光ドラム１の表面電位は変化せず、−５００Ｖである（図１４の位置Ｄ）。
【０１１１】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって転写部ｄに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と転写バイアス（＋４００Ｖ）との電位差による放電で、感光ドラム１の表面電位が−２００Ｖとなり（図１４の位置Ｅ）、再び第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する。
【０１１２】
実施例１と同様、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上であるときに第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値は、次の値となる。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部に到達する直前の感光ドラム１の表面電位（−２００Ｖ）を、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスと同電位（目標電位Ｖｄ）の−５００Ｖとするために必要な直流電流値となる。従って、この直流電流値が、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとする（目標電位Ｖｄまで表面電位の絶対値を上昇させる）ために必要な、ＤＣ帯電方式による帯電処理において流れる直流電流値の目標直流電流値Ｉｄｃとなる。本実施例では、実際に上記の目標値設定制御の条件で第２の測定回路１３Ｂによって測定された目標直流電流値Ｉｄｃは−２１μＡであった。
【０１１３】
本実施例では、制御回路１４は、画像形成を行う前に、目標値設定制御において、第２の測定回路１３Ｂで第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を測定し、これを目標直流電流値Ｉｄｃとして制御回路１４に内蔵された記憶手段としてのメモリ１４ａに記憶する。
【０１１４】
更に、本実施例では、制御回路１４は、画像形成を行う前に、目標値設定制御において、上記の記憶された目標直流電流値Ｉｄｃ（本実施例では、−２１μＡ）を得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを決定する。本実施例では、制御回路１４によって、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを変更しながら、第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を第１の測定回路１３Ａで測定する。そして、目標直流電流値Ｉｄｃを得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを決定する。本実施例では、目標直流電流値Ｉｄｃを得るために必要な、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、−１１００Ｖと算出された。
【０１１５】
次に、画像形成時における帯電電圧の制御について説明する。画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａには、上記の目標値設定制御で求められた帯電ＤＣバイアスを印加する。以下、更に詳しく説明する。
【０１１６】
本実施例では、画像形成時の各種バイアス設定は、次の通りである。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを−１１００Ｖとする。又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋４００Ｖとする。画像形成中は、これらのバイアス設定は一定とした。ここで、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、放電開始電圧である１２００Ｖｐｐより僅かに大きい値となっており、ＡＣ放電電流量は約１０μＡである。
【０１１７】
図１５は、本実施例における画像形成中の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【０１１８】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位は、目標値設定制御時と同様に、−２００Ｖである（図１５の位置Ａ）。そして、画像形成時には、第１の帯電ローラ２Ａには、上記の目標値設定制御において決定された帯電ＤＣバイアス（本実施例では−１１００Ｖ）が印加されている。従って、第１の帯電ローラ２Ａには、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとするために必要な直流電流値（目標直流電流値Ｉｄｃ）が流れている。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図１５の位置Ｂ）。
【０１１９】
又、第２の帯電ローラ２Ｂには−５００Ｖの帯電ＤＣバイアスが印加されており、又ピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上の帯電ＡＣバイアスが印加されている。そのため、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖに収束する（図１５の位置Ｃ）。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後における感光ドラム１の表面電位は変わらない。
【０１２０】
その後、位置Ｄ、位置Ｅにおける感光ドラム１の表面電位の変化については、上記の目標値設定制御時（図１４）と実質的に同一である。
【０１２１】
本実施例によれば、残電位が０Ｖではない場合であっても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
尚、本実施例では、実施例１と同様、目標値設定制御において、目標直流電流値Ｉｄｃを求め、その目標直流電流値Ｉｄｃが流れるような第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを求めた。しかし、実施例２と同様にしてもよい。即ち、帯電ＤＣバイアスを算出せずに、第１の測定回路１３Ａによって測定される第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値が目標直流電流値Ｉｄｃと同じになるように、所謂、定電流制御で第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを出力してもよい。この場合にも、同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
実施例４
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置において、実施例１のものと同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１２４】
１．画像形成装置の基本的な構成及び動作
本実施例の画像形成装置１００の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同様である。但し、本実施例では、後述するように、実施例１の画像形成装置１００における第１の測定回路１３Ａは設けられていない。又、本実施例では、実施例１のように前回転工程などに目標値設定動作が行われることはない。
【０１２５】
２．制御態様
図１６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施例における第１の帯電ローラ２Ａ及び第２の帯電ローラ２Ｂに対する帯電電圧印加系のブロック回路図である。
【０１２６】
図１６（ａ）に示すように、第１の帯電ローラ２Ａには、帯電電圧印加手段としての第１の帯電電源Ｓ１Ａが接続されている。この第１の帯電電源Ｓ１Ａは、直流電源１１Ａを有している。第１の帯電電源Ｓ１Ａから、帯電ＤＣバイアスが、芯金２１Ａを介して第１の帯電ローラ２Ａに印加される。これにより、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。尚、本実施例では、実施例１において設けられていた、第１の測定回路１３Ａ（図４（ａ））は設けられていない。
【０１２７】
一方、図１６（ｂ）に示すように、第２の帯電ローラ２Ｂには、帯電電圧印加手段としての第２の帯電電源Ｓ１Ｂが接続されている。この第２の帯電電源Ｓ１Ｂは、直流電源１１Ｂと交流電源１２Ｂとを有している。第２の帯電電源Ｓ１Ｂから、帯電ＤＣバイアスと所定の周波数の帯電ＡＣバイアスとを重畳した所定の振動電圧が、芯金２１Ｂを介して第２の帯電ローラ２Ｂに印加される。これにより、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。又、第２の帯電電源Ｓ１Ｂには、直流電流値検知手段（検知手段）としての直流電流値測定回路（以下、単に「測定回路」ともいう。）１３が接続されている。測定回路１３は、第２の帯電電源Ｓ１Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに対して振動電圧を出力することによって、感光ドラム１を介して第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を検知する。この測定回路１３から、上記制御回路１４に、測定された直流電流値の情報が入力される。
【０１２８】
制御手段としての制御回路１４は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する。特に、本実施例との関係において、制御回路１４は、第１の帯電電源Ｓ１Ａの直流電源１１Ａから第１の帯電ローラ２Ａに印加する直流電圧値を制御する機能を有する。又、制御回路１４は、第２の帯電電源Ｓ１Ｂの直流電源１１Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに印加する直流電圧値を制御する機能を有する。又、制御回路１４は、第２の帯電電源Ｓ１Ｂの交流電源１２Ｂから第２の帯電ローラ２Ｂに印加する交流電圧のピーク間電圧値若しくは交流電流値を制御する機能を有する。そして、制御回路１４は、測定回路１３から入力された直流電流値情報から、画像形成工程の帯電工程における第１の帯電ローラ２Ａ及び／又は第２の帯電ローラ２Ｂに対して印加する帯電ＤＣバイアスの演算・決定プログラムを実行する機能を有する。
【０１２９】
３．帯電電圧の制御
次に、画像形成時に第１、第２の帯電ローラ２Ａ、２Ｂに印加する帯電電圧の制御方法について詳しく説明する。尚、本実施例の制御は、温度２３℃、湿度（相対湿度）５０％の環境で行われるものとする。
【０１３０】
前述のように、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラムの表面電位と、ＡＣ帯電方式における帯電ＤＣバイアスとが同じとき、異常放電が最も発生しにくく、砂地の発生が最も低減される。
【０１３１】
そこで、本実施例では、画像形成中に測定回路１３によって第２の帯電ローラ２Ｂを流れる直流電流値を測定する。そして、測定した直流電流値が所定値（本実施例ではゼロ）となるように、画像形成中に第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを制御制御する。これにより、画像形成中に第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値を、次の値とする。即ち、ＡＣ帯電方式による帯電処理前の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとする（目標電位Ｖｄまで表面電位の絶対値を上昇させる）ために必要な、ＤＣ帯電方式による帯電処理において流れる直流電流値とする。以下、更に詳しく説明する。
【０１３２】
先ず、本実施例の制御の原理を説明するために、非画像形成時に次のような各種バイアス設定で画像形成装置１００を動作させた場合について説明する。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１５００Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋６００Ｖとする。そして、これらのバイアス設定を一定として、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるように、所謂、定電流制御で出力される。本実施例では、第１の帯電電源Ｓ１Ａは、定電圧制御で電圧を出力できると共に、測定回路１３により測定される直流電流値が所定値となるように出力電圧値を変化させて、ソフトウェア的に定電流制御された電圧を出力できる。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアス及び第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアス以外は、上記動作における各種バイアス設定などの画像形成装置１００の各部の動作の設定は画像形成時の設定と同一である。
【０１３３】
図１７は、上記のバイアス設定で画像形成装置１００を動作させた際の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【０１３４】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位は０Ｖである（図１７の位置Ａ）。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるように定電流制御で出力される。そのため、後述するように、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図１７の位置Ｂ）。
【０１３５】
又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスは、ＤＣ帯電方式における放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。このような条件のとき、第２の帯電ローラ２Ｂを通過した感光ドラム１の表面電位は、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＤＣバイアスと同電位に収束する。
【０１３６】
実施例１の場合と同様、本実施例では、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、Ｖｔｈの２倍である１２００Ｖｐｐ以上であればよい（図６〜図８）。
【０１３７】
上述のように、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１５００Ｖｐｐである場合、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図１７の位置Ｃ）。
【０１３８】
ここで、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるということは、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後の感光ドラム１の表面電位が変化していないということである。このことから、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖであることがわかる（図１７の位置Ｂ）。即ち、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した感光ドラム１の表面電位は、第１の帯電ローラ２Ａに印加された帯電ＤＣバイアスによって、０Ｖ（図１７の位置Ａ）から−５００Ｖ（図１７の位置Ｂ）に変化していることがわかる。
【０１３９】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって現像部ｃに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と現像ＤＣバイアス（−３５０Ｖ）との電位差が小さいために、現像部ｃを通過した後でもドラム電位は変化せず、−５００Ｖである（図１７の位置Ｄ）。
【０１４０】
その後、感光ドラム表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって転写部ｄに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と転写バイアス（＋６００Ｖ）との電位差による放電で、感光ドラム１の表面電位が０Ｖとなり（図１７の位置Ｅ）、再び第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する。
【０１４１】
上述のような制御を行いながら第１の帯電ローラ２Ａに帯電ＤＣバイアスを印加することにより、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとすることができる。
【０１４２】
本実施例の原理を説明するために、上述の制御は画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させて行った。実際には、本実施例では、上述のような制御（以下、単に「帯電ＤＣバイアス制御」ともいう。）を、画像形成工程における画像形成中に行う。
【０１４３】
本実施例では、実際に上述のような帯電ＤＣバイアス制御を画像形成時に行う場合、各種バイアス設定は、次の通りとする。第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋６００Ｖとする。画像形成中は、これらのバイアス設定は一定とする。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるように、所謂、定電流制御で出力される。ここで、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、放電開始電圧である１２００Ｖｐｐより僅かに大きい値となっており、ＡＣ放電電流量は約１０μＡである。
【０１４４】
このような帯電ＤＣバイアス制御を画像形成中に行った場合の感光ドラム１の各位置における表面電位は、図１７に示したものと同じになる。即ち、上述の本実施例の原理を説明する際に用いた例とは、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスが異なっているが、ピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上の帯電ＡＣバイアスを印加してＡＣ放電を行っているという点は変わらない。そのため、画像形成中における感光ドラム１の各位置における表面電位は図１７に示したものと同じになる。
【０１４５】
４．フローチャート
図１８は、本実施例における画像形成時に行う帯電ＤＣバイアス制御のフローチャートである。
【０１４６】
制御回路１４は、画像形成時に、帯電電圧の印加タイミングであると判断すると（Ｓ５０１）、帯電処理動作を開始する。即ち、第１の帯電ローラ２Ａに帯電ＤＣバイアスを印加し、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを目標電位Ｖｄ、帯電ＡＣバイアスを放電が発生する条件とする（Ｓ５０２）。このとき、帯電ＤＣバイアスは、例えば予め設定された初期値とされる。次に、制御回路１４は、上記の条件で第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値Ｉｄｃを測定回路１３で測定する（Ｓ５０３）。制御回路１４は、測定される直流電流値Ｉｄｃが０μＡでないときには第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを変動させて、測定される直流電流値Ｉｄｃが０μＡになるように調整する。この帯電ＤＣバイアスの調整が画像形成時の帯電電圧の印加期間中継続される（Ｓ５０５、Ｓ５０６）。
【０１４７】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、第２の電源Ｓ１Ｂから第２の帯電部材２Ｂに振動電圧を印加しているときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を検知する検知手段１３を有する。そして、制御手段１４は、画像形成時に、第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに印加する直流電圧を、検知手段１３によって検知される直流電流値を可及的にゼロにするように制御する。
【０１４８】
５．効果
本実施例の画像形成時における第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスの制御を行うことにより、次のような効果が得られる。
【０１４９】
画像形成時に、第１の帯電ローラ２Ａは、ＤＣ帯電方式で感光ドラム１の帯電処理を行う。そのため、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位が変わっても、砂地は発生しない。しかし、ＤＣ帯電方式では、ＡＣ放電電流の均し効果がないために、第１の帯電ローラ２Ａの微小な電気抵抗値ムラに起因したスジ状の帯電不良が発生し易い。一方、画像形成時に、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位は変わらない。そのため、前述のように、砂地が最も発生しにくい条件である。従って、ＡＣ放電電流量を最小限に抑えても、砂地が発生しない。ＡＣ放電電流量を最小限に抑える方法としては、既知の放電電流制御などを採用することができる。本実施例では、ＡＣ放電電流量が１０μＡになるように、第２の帯電ローラ２Ｂに印加するＡＣ帯電バイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとして、画像形成を行った。ＡＣ放電電流量を最小限に抑えることによって、感光ドラム１の劣化や画像流れの発生を大幅に軽減させることができる。又、ＡＣ放電電流による均し効果が得られるため、均一な帯電（除電）処理をすることが可能であり、高画質化を達成することができる。又、本実施例では、感光ドラム１の移動方向において上流側の第１の帯電ローラ２Ａに直流電圧を印加し、下流側の第２の帯電ローラ２Ｂに直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加して感光ドラム１の表面を帯電処理する。斯かる構成によれば、画像形成装置１００が高速化して比較的感光ドラム１の表面の移動速度が速い場合でも、感光ドラム１の帯電電位Ｖｄの安定化を図ることができる。又、本実施例では、画像形成中に、測定回路１３の測定結果に応じて、適宜、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを調整することができる。そのため、例えば、前回転工程などにおいて目標値を設定する制御のための時間が不要となるため、画像生産性の点でより有利である。
【０１５０】
尚、本実施例では、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後で感光ドラム１の表面電位が変わらず、第２の帯電ローラ２Ｂに直流電流が流れない条件とした。砂地をより良好に防止するためには、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値は可及的にゼロに近いことが好ましい。しかし、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値はゼロであることに限定されるものではない。帯電ＡＣバイアス（即ち、ＡＣ放電電流量）の設定や要求される砂地の防止効果に応じて、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値よりも小さくすることができる。例えば、画像形成時に第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａに流れる直流電流値の８０％〜１００％程度であれば、所望に応じて砂地を防止する効果を得ることができる。即ち、例えば、画像形成時に第１の帯電ローラ２Ａによって、目標電位Ｖｄの８０％〜１００％まで感光ドラム１の表面の電位の絶対値を上昇させることができれば、所望に応じて第２の帯電ローラ２Ｂにおける異常放電による砂地を防止する効果を得ることができる。
【０１５１】
以上説明したように、本実施例によれば、画像形成時に、第２の帯電ローラ２Ｂに帯電ＤＣバイアスと帯電ＡＣバイアスとを重畳した振動電圧を印加しながら、第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値を測定する。そして、測定した直流電流値が０μＡになるように第１の帯電ローラ２Ａに帯電ＤＣバイアスを印加して、感光ドラム１の表面電位の絶対値を目標電位Ｖｄまで上昇させる。これによって、高画質化を達成しつつ、砂地の発生を抑えることができる。砂地が発生しにくいため、ＡＣ放電電流量を最小限とすることができ、感光ドラム１の劣化や画像流れを抑えることができる。又、本実施例によれば、画像形成中に第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを調整することによって、例えば前回転工程などにおいて制御目標値を決定する制御のための時間が不要となる。そのため、画像生産性の点でより有利である。このように、本実施例によれば、ＡＣ放電電流量を可及的に小さくした場合であっても、砂地状の画像不良などの異常放電による画像不良の発生を抑制することができる。
【０１５２】
実施例５
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例は、実施例４の変形例である。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１５３】
実施例４では、画像形成中に第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを調整した。これに対して、実施例４と同様の制御を、非画像形成時に行うこともできる。
【０１５４】
実施例４において図１７を参照して説明したものと同様の制御を、実施例１の場合と同様に目標値設定制御として、次のようなタイミングで行うことができる。即ち、例えばジョブ（一の画像形成開始信号による単数又は複数の転写材に対する一連の画像形成動作）の間に、例えば所定枚数の画像形成を行う毎などの所定期間毎に割り込み制御として行うことができる。
【０１５５】
図１９は、実施例４と同様の制御を目標値設定制御として行う場合のフローチャートである。ここで、この目標値設定制御は、ジョブの間にＮ枚の画像形成を行う毎に割り込み制御として行われるものとする。
【０１５６】
制御回路１４は、ジョブ中のＮ枚目の画像形成が終了した際に、目標値設定制御を開始すると、帯電処理動作を開始する。即ち、第１の帯電ローラ２Ａの帯電ＤＣバイアスを印加し、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを目標電位Ｖｄ、帯電ＡＣバイアスを放電が発生する条件とする（Ｓ６０１）。このとき、帯電ＤＣバイアスは、例えば予め設定された初期値とされる。次に、制御回路１４は、上記の条件で第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値Ｉｄｃを測定回路１３で測定する（Ｓ６０２）。制御回路１４は、測定される直流電流値Ｉｄｃが０μＡでないときには第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを変動させて、測定される直流電流値Ｉｄｃが０μＡになるように調整する。そして、制御回路１４は、測定される直流電流値Ｉｄｃが０μＡとなる第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスを、画像形成時の制御目標値として、制御回路１４が内蔵する記憶手段としてのメモリ１４ａに記憶する（Ｓ６０３）。その後、制御回路１４は、決定された帯電ＤＣバイアスを用いてＮ＋１枚目の画像形成を行う。
【０１５７】
尚、本実施例では、非画像形成時としてジョブの間に割り込み制御で目標値設定制御を行った。しかし、これに限定されるものではなく、他の非画像形成時、例えば、前多回転工程、前回転工程、紙間工程、又は後回転工程において目標値設定制御を行うこともできる。又、例えば、前多回転工程、前回転工程、紙間工程、後回転工程といった非画像形成時の期間のうち複数の非画像形成時の期間に目標値設定制御を実行してもよい。
【０１５８】
本実施例では、目標値設定制御時には、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１５００Ｖｐｐとする。又、画像形成時には、ＡＣ放電電流量が１０μＡになるように、第２の帯電ローラ２Ｂに印加するＡＣ帯電バイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとする。
【０１５９】
このように、本実施例では、第２の電源Ｓ１Ｂから第２の帯電部材２Ｂに振動電圧を印加しているときに第２の帯電部材２Ｂに流れる直流電流値を検知する検知手段１３を有する。そして、制御手段１４は、画像形成前に、次のような目標値設定制御を行う。即ち、目標値設定制御では、制御手段１４は、検知手段１３によって検知される直流電流値を可及的にゼロにするように第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに印加する直流電圧を制御する。それと共に、感光体１の所定の帯電電位に相当する直流電圧と、感光体１と第２の帯電部材２Ｂとの間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を第２の帯電部材２Ｂに印加するように第２の電源Ｓ１Ｂを制御する。そして、そのときの第１の電源Ｓ１Ａの出力電圧値を目標電圧値として求める。そして、画像形成時に、制御手段１４は、第１の電源Ｓ１Ａから第１の帯電部材２Ａに印加する直流電圧を、上記目標電圧値になるように制御する。
【０１６０】
本実施例のように、非画像形成時に目標値設定制御として実施例４と同様の制御を行うこともできる。
【０１６１】
実施例６
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例は、実施例４の変形例である。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１６２】
実施例４では、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する直前の感光ドラム１の表面電位（残電位）が０Ｖである場合について説明した。しかし、画像形成装置１００の各高圧電源のバイアス設定や、使用環境、使用履歴、使用される現像剤の種類などによって、様々な残電位となることがある。
【０１６３】
そこで、本実施例では、残電位が０Ｖでない場合について説明する。尚、本実施例の制御は、温度２３℃、湿度５０％の環境で行われるものとする。
【０１６４】
先ず、本実施例の制御の原理を説明するために、非画像形成時に次のような各種バイアス設定で画像形成装置１００を動作させた場合について説明する。即ち、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１５００Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋４００Ｖとする。そして、これらのバイアス設定を一定として、画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させる。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂ流れる直流電流値が０μＡとなるように、所謂、定電流制御で出力される。本実施例では、第１の帯電電源Ｓ１Ａは、定電圧制御で電圧を出力できると共に、測定回路１３により測定される直流電流値が所定値となるように出力電圧値を変化させて、ソフトウェア的に定電流制御された電圧を出力できる。第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアス及び第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアス以外は、上記動作における各種バイアス設定などの画像形成装置１００の各部の動作の設定は画像形成時の設定と同一である。
【０１６５】
図２０は、上記のバイアス設定で画像形成装置１００を動作させた際の感光ドラム１の各位置における表面電位を示す図である。
【０１６６】
第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部の直前における感光ドラム１の表面電位は−２００Ｖである（図２０の位置Ａ）。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるように定電流制御で出力される。そのため、後述するように、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図２０の位置Ｂ）。
【０１６７】
又、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスは、ＤＣ帯電方式における放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧（Ｖｐｐ）であればよい。即ち、実施例４と同様、Ｖｔｈの２倍である１２００Ｖｐｐ以上であればよい。このような条件のとき、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した感光ドラム１の表面電位は、第２の帯電ローラ２Ｂに印加した帯電ＤＣバイアスと同電位に収束する。
【０１６８】
上述のように、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧が１５００Ｖｐｐである場合、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖとなる（図２０の位置Ｃ）。
【０１６９】
ここで、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるということは、第２の帯電ローラ２Ｂによる帯電部を通過する前後の感光ドラム１の表面電位が変化していないということである。このことから、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖであることがわかる（図２０の位置Ｂ）。即ち、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した感光ドラム１の表面電位は、第１の帯電ローラ２Ａに印加された帯電ＤＣバイアスによって、０Ｖ（図２０の位置Ａ）から−５００Ｖ（図２０の位置Ｂ）に変化していることがわかる。
【０１７０】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって現像部ｃに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と現像ＤＣバイアス（−３５０Ｖ）との電位差が小さいために、現像部ｃを通過した後でも感光ドラム１の表面電位は変化せず、−５００Ｖである（図２０の位置Ｄ）。
【０１７１】
その後、感光ドラム１の表面電位が−５００Ｖのまま、感光ドラム１の回転にともなって転写部ｄに到達する。感光ドラム１の表面電位（−５００Ｖ）と転写バイアス（＋４００Ｖ）との電位差による放電で、感光ドラム１の表面電位が−２００Ｖとなり（図２０の位置Ｅ）、再び第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部に到達する。
【０１７２】
上述のような制御を行いながら第１の帯電ローラ２Ａに帯電ＤＣバイアスを印加することにより、第１の帯電ローラ２Ａによる帯電部を通過した後の感光ドラム１の表面電位を目標電位Ｖｄとすることができる。
【０１７３】
本実施例の原理を説明するために、上述の制御は画像を作成せずに画像形成装置１００を動作させて行った。実際には、本実施例では、上述のような制御（帯電ＤＣバイアス制御）を、画像形成工程における画像形成中に行う。
【０１７４】
本実施例では、実際に上述のような帯電ＤＣバイアス制御を画像形成時に行う場合、各種バイアス設定は、次の通りとする。第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＤＣバイアスを−５００Ｖ、帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧を１２５０Ｖｐｐとする。又、現像ＤＣバイアスを−３５０Ｖとする。又、転写バイアスを＋６００Ｖとする。画像形成中は、これらのバイアス設定は一定とする。そして、第１の帯電ローラ２Ａに印加する帯電ＤＣバイアスは、測定回路１３によって測定される第２の帯電ローラ２Ｂに流れる直流電流値が０μＡとなるように、所謂、定電流制御で出力される。ここで、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスのピーク間電圧は、放電開始電圧である１２００Ｖｐｐより僅かに大きい値となっており、ＡＣ放電電流量は約１０μＡである。
【０１７５】
このような帯電ＤＣバイアス制御を画像形成中に行った場合の感光ドラム１の各位置における表面電位は、図２０に示したものと同じになる。即ち、上述の本実施例の原理を説明する際に用いた例とは、第２の帯電ローラ２Ｂに印加する帯電ＡＣバイアスが異なっているが、ピーク間電圧が１２００Ｖｐｐ以上の帯電ＡＣバイアスを印加してＡＣ放電を行っているという点は変わらない。そのため、画像形成中における感光ドラム１の各位置における表面電位は図２０に示したものと同じになる。
【０１７６】
本実施例によれば、残電位が０Ｖでない場合であっても、実施例４と同様の効果を得ることができる。
【０１７７】
（その他）
上述の各実施例では、転写後の残電位に対して特に処置を行わず、その電位がそのまま第１の帯電ローラによる帯電部に到達する構成であった。しかし、感光ドラムの表面の移動方向において転写部と第１の帯電ローラによる帯電部との間に、除電手段として、例えば前露光装置を設け、残電位をキャンセルして０Ｖにしもよい。斯かる構成によれば、残電位を均一にコントロールすることができるため、上述の各実施例の制御を安定的に行う上で有効である。又、感光ドラム上の画像形成部と非画像形成部において、残存する電荷量の違いによるゴーストの発生を抑えることができる。
【０１７８】
又、上述の各実施例では、転写残トナーの除去手段としてクリーニング装置を用いる画像形成装置の例を挙げた。これに対して、転写残トナーの電荷適正化手段を有し、現像装置にて現像同時回収するクリーナレス方式の画像形成装置が知られている。本発明は、このようなクリーナレス方式の画像形成装置にも適用可能である。
【０１７９】
又、上述の各実施例では、画像形成装置は、感光ドラムから転写材にトナー像を直接転写する構成のものであった。これに対して、感光ドラムからトナー像を一時的に保持し搬送する中間転写体に転写し、中間転写体から転写材に転写する中間転写方式の画像形成装置が知られている。本発明は、このような中間転写方式の画像形成装置にも適用可能である。
【０１８０】
又、感光ドラムは、その表面抵抗が１０9〜１０14Ω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。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にある場合も同等の効果がえられる。更に、上記した各実施の形態における感光ドラムとして、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を用いてもよい。
【０１８１】
又、上述の各実施例では、可撓性の接触帯電部材として帯電ローラを用いた構成であったが、これ以外にも、例えばファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。更に、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。
【符号の説明】
【０１８２】
１ 感光ドラム
２Ａ 第１の帯電ローラ
２Ｂ 第２の帯電ローラ
１３ 直流電流値測定回路
１３Ａ 第１の直流電流値測定回路
１３Ｂ 第２の直流電流値測定回路
１４ 制御回路
Ｓ１Ａ 第１の帯電電源
Ｓ１Ｂ 第２の帯電電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電像が形成される感光体と、移動する前記感光体の表面の帯電処理を行う第１の帯電部材と、前記感光体の表面の移動方向において前記第１の帯電部材による前記感光体の帯電処理部よりも下流側において前記感光体の表面の帯電処理を行う第２の帯電部材と、所定の帯電電位に帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電潜を形成する露光手段と、前記第１の帯電部材に直流電圧を印加する第１の電源と、前記第２の帯電部材に直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加する第２の電源と、前記第１の電源及び前記第２の電源を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成時に、前記第２の帯電部材による前記感光体の表面の帯電処理部に到達する前記感光体の表面電位を可及的に前記所定の帯電電位にする直流電圧を前記第１の帯電部材に印加するように前記第１の電源を制御すると共に、前記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、前記感光体と前記第２の帯電部材との間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を前記第２の帯電部材に印加するように前記第２の電源を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の電源から前記第１の帯電部材に直流電圧を印加しているときに前記第１の帯電部材に流れる直流電流値を検知する第１の検知手段と、前記第２の電源から前記第２の帯電部材に振動電圧を印加しているときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を検知する第２の検知手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成前に、前記第１の帯電部材に流れる直流電流値を可及的にゼロにするように前記第１の電源を制御すると共に、前記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、前記感光体と前記第２の帯電部材との間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を前記第２の帯電部材に印加するように前記第２の電源を制御して、そのときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を前記第２の検知手段によって検知すると共に、この検知された直流電流値に相当する直流電流値が前記第１の検知手段によって検知されるように前記第１の電源から前記第１の帯電部材に直流電圧を印加したときの前記第１の電源の出力電圧値を目標電圧値として求めて、画像形成時に、前記第１の電源から前記第１の帯電部材に印加する直流電圧を、前記目標電圧値になるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の電源から前記第１の帯電部材に直流電圧を印加しているときに前記第１の帯電部材に流れる直流電流値を検知する第１の検知手段と、前記第２の電源から前記第２の帯電部材に振動電圧を印加しているときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を検知する第２の検知手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成前に、前記第１の帯電部材に流れる直流電流値を可及的にゼロにするように前記第１の電源を制御すると共に、前記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、前記感光体と前記第２の帯電部材との間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を前記第２の帯電部材に印加するように前記第２の電源を制御して、そのときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を目標直流電流値として前記第２の検知手段によって検知して、画像形成時に、前記第１の電源から前記第１の帯電部材に印加する直流電圧を、前記第１の検知手段によって検知される直流電圧値が前記目標直流電流値になるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の電源から前記第２の帯電部材に振動電圧を印加しているときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を検知する検知手段を有し、
前記制御手段は、画像形成時に、前記第１の電源から前記第１の帯電部材に印加する直流電圧を、前記検知手段によって検知される直流電流値を可及的にゼロにするように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２の電源から前記第２の帯電部材に振動電圧を印加しているときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を検知する検知手段を有し、
前記制御手段は、画像形成前に、前記検知手段によって検知される直流電流値を可及的にゼロにするように前記第１の電源から前記第１の帯電部材に印加する直流電圧を制御すると共に、前記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、前記感光体と前記第２の帯電部材との間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を前記第２の帯電部材に印加するように前記第２の電源を制御して、そのときの前記第１の電源の出力電圧値を目標電圧値として求めて、画像形成時に、前記第１の電源から前記第１の帯電部材に印加する直流電圧を、前記目標電圧値になるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１】
静電像が形成される感光体と、移動する前記感光体の表面の帯電処理を行う第１の帯電部材と、前記感光体の表面の移動方向において前記第１の帯電部材による前記感光体の帯電処理部よりも下流側において前記感光体の表面の帯電処理を行う第２の帯電部材と、所定の帯電電位に帯電した前記感光体を露光して前記感光体に静電潜を形成する露光手段と、前記第１の帯電部材に直流電圧を印加する第１の電源と、前記第２の帯電部材に直流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加する第２の電源と、前記第１の電源及び前記第２の電源を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成時に、前記第２の帯電部材による前記感光体の表面の帯電処理部に到達する前記感光体の表面電位を可及的に前記所定の帯電電位にする直流電圧を前記第１の帯電部材に印加するように前記第１の電源を制御すると共に、前記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、前記感光体と前記第２の帯電部材との間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を前記第２の帯電部材に印加するように前記第２の電源を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の電源から前記第１の帯電部材に直流電圧を印加しているときに前記第１の帯電部材に流れる直流電流値を検知する第１の検知手段と、前記第２の電源から前記第２の帯電部材に振動電圧を印加しているときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を検知する第２の検知手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成前に、前記第１の帯電部材に流れる直流電流値を可及的にゼロにするように前記第１の電源を制御すると共に、前記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、前記感光体と前記第２の帯電部材との間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を前記第２の帯電部材に印加するように前記第２の電源を制御して、そのときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を前記第２の検知手段によって検知すると共に、この検知された直流電流値に相当する直流電流値が前記第１の検知手段によって検知されるように前記第１の電源から前記第１の帯電部材に直流電圧を印加したときの前記第１の電源の出力電圧値を目標電圧値として求めて、画像形成時に、前記第１の電源から前記第１の帯電部材に印加する直流電圧を、前記目標電圧値になるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の電源から前記第１の帯電部材に直流電圧を印加しているときに前記第１の帯電部材に流れる直流電流値を検知する第１の検知手段と、前記第２の電源から前記第２の帯電部材に振動電圧を印加しているときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を検知する第２の検知手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成前に、前記第１の帯電部材に流れる直流電流値を可及的にゼロにするように前記第１の電源を制御すると共に、前記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、前記感光体と前記第２の帯電部材との間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を前記第２の帯電部材に印加するように前記第２の電源を制御して、そのときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を目標直流電流値として前記第２の検知手段によって検知して、画像形成時に、前記第１の電源から前記第１の帯電部材に印加する直流電圧を、前記第１の検知手段によって検知される直流電圧値が前記目標直流電流値になるように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の電源から前記第２の帯電部材に振動電圧を印加しているときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を検知する検知手段を有し、
前記制御手段は、画像形成時に、前記第１の電源から前記第１の帯電部材に印加する直流電圧を、前記検知手段によって検知される直流電流値を可及的にゼロにするように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２の電源から前記第２の帯電部材に振動電圧を印加しているときに前記第２の帯電部材に流れる直流電流値を検知する検知手段を有し、
前記制御手段は、画像形成前に、前記検知手段によって検知される直流電流値を可及的にゼロにするように前記第１の電源から前記第１の帯電部材に印加する直流電圧を制御すると共に、前記所定の帯電電位に相当する直流電圧と、前記感光体と前記第２の帯電部材との間で放電を発生させる交流電圧とを重畳した振動電圧を前記第２の帯電部材に印加するように前記第２の電源を制御して、そのときの前記第１の電源の出力電圧値を目標電圧値として求めて、画像形成時に、前記第１の電源から前記第１の帯電部材に印加する直流電圧を、前記目標電圧値になるように制御することを特徴とする請求項１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１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図６】
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【図１０】
【図１１】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−２３０１３９（Ｐ２０１２−２３０１３９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９６５７７（Ｐ２０１１−９６５７７）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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