画像形成装置
【課題】帯電部材に交流電圧を印加する電源を複数の画像形成部に対して共通としても、各画像形成部において適正な放電電流量を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段と、少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、複数の感光体のそれぞれの使用状況を検知する使用状況検知手段と、複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、調整手段は、画像形成時に、少なくとも２つの帯電部材に関して所定範囲内の放電電流量が得られるように、使用状況検知手段の検知結果に応じて、少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された可変抵抗の電気抵抗値を調整する構成とする。
【解決手段】画像形成装置は、複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段と、少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、複数の感光体のそれぞれの使用状況を検知する使用状況検知手段と、複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、調整手段は、画像形成時に、少なくとも２つの帯電部材に関して所定範囲内の放電電流量が得られるように、使用状況検知手段の検知結果に応じて、少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された可変抵抗の電気抵抗値を調整する構成とする。
【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、プリンタ、ＦＡＸ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として、それぞれが感光体を有する画像形成部が記録材担持体又は中間転写体の移動方向に沿って１列に配置されたタンデム型の画像形成装置がある。タンデム型の画像形成装置は、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の画像形成部を有し、各画像形成部の感光体上に形成されたトナー像が、記録材担持体に担持された記録材上又は中間転写体上に順次に重ね合わせて転写される。各画像形成部では、感光体の表面が一様に帯電させられた後に、画像情報に従って露光されることで、感光体上に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像がトナーで現像されることによって、感光体上にトナー像が形成される。
【０００３】
感光体の表面を帯電処理する帯電手段としては、コロトロンやスコロトロンといった非接触型の帯電装置がある。又、帯電手段としては、電圧が印加される帯電ローラや帯電ブラシといった帯電部材を感光体の表面に近接又は接触させる非接触型又は近接型（以下、単に「接触型」という。）の帯電装置がある。接触型の帯電装置は、非接触型の帯電装置と比較して、電源の低圧化が図れること、オゾン発生量が少ないことなどの長所を有する。
【０００４】
一方、接触型の帯電装置では、帯電部材の特性のバラツキ、温度や湿度の環境変化によって帯電電位が変化し易い。これを抑制するために、帯電部材に、帯電電圧（帯電バイアス）として直流電圧（以下「帯電直流電圧」ともいう。）と交流電圧（以下「帯電交流電圧」ともいう。）とを重畳した振動電圧を印加するＡＣ帯電方式がある。
【０００５】
ＡＣ帯電方式においては、帯電交流電圧のピーク間電圧の値（以下、単に「帯電交流電圧値」ともいう。）に適正な範囲がある。帯電交流電圧値が低すぎると、感光体に所望の電位が乗らず、感光体の帯電ムラが生じることによって、砂地やかぶり（トナーが付着すべきでない非画像部にトナーが付着することによる画像不良）などの問題が生じる。又、帯電交流電圧値が高すぎると、感光体の摩耗（削れ）が促進され、耐久性の問題が生じる。
【０００６】
一方、感光体を均一に帯電させるのに必要な最低限の帯電交流電圧値（Ｖｍｉｎ）が存在するため、この帯電交流電圧値以下ではＡＣ帯電方式の帯電装置を使用することはできない。この最低限の帯電交流電圧値は、帯電部材に直流電圧のみを印加した際に感光体と帯電部材との間で放電が開始される電圧（以下「放電開始電圧」という。）Ｖｔｈの略２倍であることが知られている（特許文献１）。
【０００７】
尚、この最低限の帯電交流電圧値は、帯電部材、感光体、電源回路などの特性の個体差、環境変化、経時変化によって変化する。そこで、帯電部材から感光体に流れ込み、感光体の帯電に寄与する放電電流量を求めて、この放電電流量を一定に制御する技術（放電電流制御）も知られている（特許文献２）。即ち、未放電領域の値の帯電交流電圧と、その帯電交流電圧を印加した際に流れる交流電流との関数を求める。又、放電領域の値の帯電交流電圧と、その帯電交流電圧を印加した際に流れる交流電流との関数を求める。そして、両関数の差を放電電流量として算出し、必要な帯電交流電圧値又は交流電流値を求めて、帯電バイアスを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６８号公報
【特許文献２】特開２００１−２０１９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、ＡＣ帯電方式では、適正な範囲の帯電交流電圧を印加することが望まれる。
【００１０】
しかしながら、タンデム型の画像形成装置においては、各画像形成部の帯電部材に適正な範囲の帯電交流電圧を印加するために、各画像形成部に対してそれぞれ別個の交流電源を設けると、電源の個数が多くなる。電源の個数が多くなると、装置の大型化、装置の重量の増加、コストの増加に繋がる。
【００１１】
そのため、複数の画像形成部について電源を共通化することが望まれる。しかし、単に電源を共通化したのでは、その共通化した画像形成部では同じ値の帯電交流電圧が入力されてしまうので、適正な範囲の帯電交流電圧値が画像形成部によって異なる場合には、適正な範囲の帯電交流電圧値が入力されない画像形成部が出てくる。
【００１２】
例えば、イエロー用の画像形成部の最適な帯電交流電圧値が１８００Ｖｐｐ〜１８５０Ｖｐｐ、マゼンタ用の画像形成部の最適な帯電交流電圧値が２１００Ｖｐｐ〜２１５０Ｖｐｐであるとする。この時に、イエロー用の画像形成部とマゼンタ用の画像形成部において２０００Ｖｐｐの同一の帯電交流電圧が印加される場合を考える。この場合、イエロー用の画像形成部では感光体の摩耗（削れ）が促進されることによって、感光体の寿命が短くなる。又、この場合、マゼンタ用の画像形成部では、感光体の帯電ムラが発生することによって、かぶりなどの画像不良が発生する。
【００１３】
従って、本発明の目的は、帯電部材に交流電圧を印加する電源を複数の画像形成部に対して共通としても、各画像形成部において適正な放電電流量を得ることが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、第１の本発明は、複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記複数の感光体のそれぞれの使用状況を検知する使用状況検知手段と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、前記制御手段は、画像形成時に、前記感光体が特定の使用状況の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加させ、前記調整手段は、画像形成時に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、前記使用状況検知手段による前記少なくとも２つの帯電部材が帯電させる感光体のそれぞれの使用状況の検知結果に応じて、前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
第２の本発明は、複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記感光体を帯電させる際に前記少なくとも２つの帯電部材に流れる直流電流値をそれぞれ測定する直流電流測定装置と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、前記制御手段は、画像形成時に、前記感光体が前記直流電流測定装置によって特定の直流電流値が測定される状態の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加させ、前記調整手段は、画像形成時に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、非画像形成時に前記直流電流測定装置によって前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれについて測定した前記直流電流値に応じて、前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
第３の本発明は、複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から交流電圧が印加されることで前記少なくとも２つの帯電部材に流れる交流電流をそれぞれ測定する交流電流測定装置と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、前記制御手段は、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に交流電圧を印加してそれぞれに流れる交流電流値を前記交流電流測定装置で測定した結果から、所定の放電電流量を得るために前記交流電源から印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ算出し、算出された前記必要な交流電圧のピーク間電圧値のうち最大値を、画像形成時に前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を定電圧制御する目標値に決定し、前記調整手段は、画像形成時に、前記目標値により前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御した際に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、前記少なくとも２つの帯電部材のうち前記最大値が算出された帯電部材以外の帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、帯電部材に交流電圧を印加する電源を複数の画像形成部に対して共通としても、各画像形成部において適正な放電電流量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係る画像形成装置の帯電ローラ周りの構成をより詳しく示す模式的な断面図である。
【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帯電交流電圧の制御方法を説明するための説明図である。
【図５】本発明の一実施例に係る画像形成装置における感光ドラムが新品の場合のカラー画像形成部のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【図６】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枚数の増加に伴うカラー画像形成部のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【図７】本発明の一実施例に係る画像形成装置における帯電交流電圧の制御の原理を説明するためのＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【図８】本発明の一実施例に係る画像形成装置における放電電流量と感光ドラムの削れ量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帯電交流電圧の制御方法の手順を示すフローチャート図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る画像形成装置における帯電交流電圧の制御の原理を説明するためのＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係る画像形成装置における帯電交流電圧の制御方法の手順を示すフローチャート図である。
【図１２】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交流電圧の制御の原理を説明するためのＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【図１３】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交流電圧の制御方法の手順を示す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の概略構成図である。
【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帯電交流電圧印加時間と感光ドラムの削れ量、帯電交流電圧印加時間と帯電直流電流値の関係を示すグラフ図である。
【図１６】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における帯電交流電圧の制御方法の手順を示すフローチャート図である。
【図１７】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置の帯電交流電圧の制御方法を説明するための説明図である。
【図１８】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置の帯電交流電圧の制御方法を説明するための説明図である。
【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カラー画像形成部のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【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交流電圧の制御方法の手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の全体的な構成を示す。本実施例では、画像形成装置１００は、電子写真方式を用いたタンデム型のフルカラー画像形成装置である。
【００２１】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部（ステーション）として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成する、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。これらの４つの画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、詳しくは後述する被転写部材としての中間転写体の画像担持面の移動方向に沿って、一定の間隔をおいて一列に配置されている。本実施例では、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電部材に電圧を印加する電源を共通にした。
【００２２】
本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの構成及び動作は、使用する現像剤を除いて実質的に同一である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に属する要素であることを表す符号の添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、当該要素について総括的に説明する。
【００２３】
画像形成部Ｓ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の周囲には、次の各手段が設けられている。先ず、接触型の帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２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、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ５である。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６である。帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に接触して回転する。各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。ドラムクリーニング装置６は、クリーニング部材としてのクリーニングブレードを有し、クリーニングブレードが感光ドラム１に接触することで、回転する感光ドラム１の表面からトナーを掻き取る。
【００２４】
又、各画像形成部Ｓの感光ドラム１と対向するように、中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、複数のローラに所定の張力をもって掛け回されている。上記一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７の内周面側において、各画像形成部Ｓの感光ドラム１と対向するように配置されている。一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介してして感光ドラム１に押圧され、感光ドラム１と中間転写ベルト７とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成する。又、中間転写ベルト７の外周面側には、中間転写ベルト７を張架するローラのうち１つに対向する位置に、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ８が配置されている。二次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して上記１つのローラに押圧されており、二次転写ローラ８と中間転写ベルト７とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。
【００２５】
記録材Ｐにフルカラー画像を形成する場合を例として、画像形成動作について説明する。先ず、各画像形成部Ｓにおいて、感光ドラム１が帯電ローラ２によって一様に帯電させられる。帯電電圧印加手段については後述する。帯電した感光ドラム１の表面は、露光装置３によって画像情報に応じて走査露光される。これにより、感光ドラム１上に静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４によって現像剤のトナーで現像される。これにより、感光ドラム１上にトナー像が形成される。本実施例では、イメージ露光と反転現像により、トナー像を形成する。即ち、一様に帯電させられた後に露光装置３により露光されて電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の画像部に、感光ドラム１の帯電極性（本実施例では負極生）と同極性に帯電したトナーを付着させる。
【００２６】
各画像形成部Ｓの感光ドラム１上に形成された各色のトナー像は、各一次転写部Ｎ１において、各一次転写ローラ５の作用により中間転写ベルト７上に順次重ね合わせて転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ５には、一次転写電圧印加手段としての一次転写電源（図示せず）から、トナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。中間転写ベルト上に転写されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ８の作用により記録材Ｐ上に転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ８には、二次転写電圧印加手段としての二次転写電源（図示せず）から、トナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性の二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。記録材Ｐは、記録材収容カセット（図示せず）などから供給ローラ１１などによって二次転写部Ｎ２へと搬送されてくる。トナー像が転写された記録材Ｐは中間転写ベルト７から分離されて、定着手段としての定着装置９へと搬送される。そして、記録材Ｐは、定着装置９の定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとの間のニップ部（定着ニップ）を通過する際に加熱及び加圧され、その上のトナー像が定着される。その後、記録材Ｐは画像形成装置１００の外部に排出される。
【００２７】
尚、一次転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、ドラムクリーニング装置６によって感光ドラム１上から除去されて回収される。又、二次転写工程後に中間転写ベルト７上に残留したトナー（二次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１０によって中間転写ベルト７上から除去されて回収される。
【００２８】
２．帯電電源回路等
各画像形成部Ｓの帯電ローラ２には、帯電電圧印加手段としての帯電電源回路２０から帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。これによって感光ドラム１の表面は所定の電位に均一に帯電させられる。
【００２９】
帯電電源回路２０は、交流電源部２１と、直流電源部２２と、直流増幅部２３とを有する。これによって、帯電電源回路２０は、各帯電ローラ２に印加する帯電電圧として、直流電圧（帯電直流電圧）と交流電圧（帯電交流電圧）とが重畳された振動電圧を発生する。本実施例では、帯電電源回路２０は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ（以下「カラー画像形成部」ともいう。）と、第４の画像形成部Ｓｄ（以下「ブラック画像形成部」ともいう。）とに分けて、別個の電源回路要素が設けられている。これは、一般にカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃとブラック画像形成部Ｓｄとでは使用頻度が異なることから、感光ドラム１などの部材の劣化の速度が異なり、詳しくは後述する必要な放電電流量が異なることが多いからである。以下説明するように、本実施例では、カラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃについては、直流電圧、交流電圧のいずれについても、共通の１つの電源とされている。そして、ブラック画像形成部Ｓｄについては、直流電圧、交流電圧のいずれについても、カラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ用のものとは別の電源が設けられている。
【００３０】
カラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃには、直流電圧は、直流電源部２２内の第１の直流電源（直流電圧発生回路）２６ａから印加される。その直流電圧値の大きさは、直流増幅部２３内の第１の直流増幅回路２７ａにより調整される。又、カラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃには、交流電圧は、交流電源部２１内の第１の交流電源（交流電圧発生回路）２４ａから印加される。その交流電圧値の大きさは、交流電源部２１内の第１の交流増幅回路２５ａにより調整される。
【００３１】
一方、ブラック画像形成部Ｓｄの帯電ローラ２ｄには、直流電圧は、直流電源部２２内の第２の直流電源（直流電圧発生回路）２６ｄから印加される。その直流電圧値の大きさは、直流増幅部２３内の第２の直流増幅回路２７ｄにより調整される。又、ブラック画像形成部Ｓｄの帯電ローラ２ｄには、交流電圧は、交流電源部２１内の第２の交流電源（交流電圧発生回路）２４ｄから印加される。その交流電圧値の大きさは、交流電源部２１内の第２の交流増幅回路２５ｄにより調整される。
【００３２】
帯電交流電圧の印加により各帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに流れる交流電流の値である帯電交流電流値は、それぞれ交流電流測定手段としての交流電流測定装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにより測定されるようになっている。例えば後述するように第１、第２の交流増幅回路２５ａ、２５ｂにより帯電交流電圧値を上下させることにより得られた、印加された帯電交流電圧値Ｖｐｐと測定された帯電交流電流値Ｉａｃとの関係は、制御回路３４により計算される。そして、この関係は、必要な放電電流量を得るための帯電交流電圧値を求めるために用いられる。
【００３３】
又、本実施例では、交流電源部２１の出力の周波数は１．５ｋＨｚとした。又、本実施例では、帯電直流電圧は、約−５００Ｖである。本実施例では、感光ドラム１の帯電電位は、ほぼ帯電直流電圧値に均一に収束する。
【００３４】
又、本実施例の画像形成装置１００は、交流電源部２１から第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃへの電流の分岐点Ｂと帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃとの間に、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを有する。制御回路３４により可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの電気抵抗値を制御できる。本実施例では０Ω、１．０×１０5Ω、５．０×１０5Ω、１．０×１０6Ω、５．０×１０6Ωの５段階で電気抵抗値を選択できる可変抵抗を採用した。
【００３５】
３．帯電ローラ周りの詳細な構成
本実施例では、感光ドラム１は、外径３０ｍｍの負帯電性の有機感光体（ＯＰＣ）である。感光ドラム１は、駆動装置（図示せず）によって通常２１０ｍｍ／ｓのプロセススピード（周速度）図１中ので矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。感光ドラム１は、図２に示すように、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）１ｐの表面に、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層１ｑと、光電荷発生層１ｒと、電荷輸送層１ｓの３層と、を下から順に塗布して構成されている。本実施例では、電荷輸送層の厚さは２８μｍであり、これが１３μｍまで磨耗すると、帯電不良などの問題が発生する。
【００３６】
又、本実施例では、帯電ローラ２の長手方向（回転軸線方向）の長さは３２０ｍｍである。帯電ローラ２は、図２に示すように、芯金（支持部材）２ｐの外回りに、下層２ｑと、中間層２ｒと、表層２ｓと、を下から順次に積層した３層構成とされている。下層２ｑは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層２ｓは、感光ドラム１上にピンホールなどの欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
【００３７】
より具体的には、本実施例における帯電ローラ２の仕様は次の通りである。
芯金２ｐ；直径６ｍｍのステンレス丸棒
下層２ｑ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ3、体積抵抗値１０2〜１０9Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ
中間層２ｒ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０2〜１０5Ωｃｍ、層厚７００μｍ
表層２ｓ；フッ素化合物の樹脂に酸化錫とカーボンを分散、体積抵抗値１０7〜１０10Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ
【００３８】
帯電ローラ２は、付勢手段としての押圧ばね２ｔによって感光ドラム１の中心方向に付勢されて、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の回転駆動に従動して回転する。感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電ニップ部である。本実施例では、帯電ローラ２の全体の体積抵抗値は１．０×１０5Ωｃｍである。
【００３９】
ここで、接触型の帯電装置において、帯電部材は感光体の表面に必ずしも接触している必要はない。帯電部材と感光体との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数１０μｍの空隙（間隔）を有して非接触に近接配置されていてもよく、本発明ではこの近接帯電の場合も接触帯電の範疇とする。
【００４０】
４．画像形成装置の動作シーケンス
図３は、本実施例における画像形成装置１００の動作シーケンスを示す。
【００４１】
ａ．初期回転動作（前多回転工程）
初期回転動作は、画像形成装置１００の起動時の始動動作の期間（起動動作期間、ウォーミング期間）である。初期回転動作では、画像形成装置１００の電源スイッチがオンとされることにより、感光ドラム１が回転駆動され、定着装置９の所定温度への立ち上げなどの所定のプロセス機器の準備動作が実行される。
【００４２】
ｂ．印字準備回転動作（前回転工程）
印字準備回転動作は、プリント信号（画像形成開始信号）が入力されてから、実際に印字工程（画像形成工程）が実行されるまでの間の、画像形成前の準備回転動作の期間である。印字準備回転動作は、初期回転動作中にプリント信号が入力されたときには、初期回転動作に引き続いて実行される。プリント信号が入力されないときには、初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて、感光ドラム１の回転駆動が停止され、プリント信号が入力されるまで画像形成装置１００はスタンバイ（待機）状態に保たれる。そして、プリント信号が入力されると、印字準備回転動作が実行される。
【００４３】
本実施例では、この印字準備回転動作期間において、印字工程の帯電工程における適切な帯電交流電圧値の演算・決定プログラムが実行される。これについては後述して詳しく説明する。
【００４４】
ｃ．印字工程（画像形成工程、作像工程）
所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて回転する感光ドラム１に対する作像プロセスが実行されると共に、回転する感光ドラム面に形成されたトナー像の記録材Ｐへの転写、定着装置９によるトナー像の定着処理がなされる。そして、画像形成物が画像形成装置１００の外部に排出（プリントアウト）される。
【００４５】
連続印字（連続プリント）の場合は、上記印字工程が設定された画像形成枚数分繰り返して実行される。
【００４６】
ｄ．紙間工程
紙間工程は、連続印字時に、一の記録材Ｐの後端部が転写位置（二次転写部Ｎ２）を通過した後、次の記録材Ｐの先端部が転写位置に到達するまでの間の、転写位置に記録材Ｐが存在しない状態の期間である。
【００４７】
ｅ．後回転動作
後回転動作は、単一の記録材Ｐへの印字工程が終了した後又は連続印字時の最後の記録材Ｐへの印字工程が終了した後も、しばらくの間メインモータの駆動が継続されて感光ドラム１が回転駆動され、所定の整理動作（準備動作）が実行される期間である。
【００４８】
ｆ．スタンバイ（待機）
所定の後回転動作が終了すると、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は次のプリント信号が入力されるまでスタンバイ状態に保たれる。１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、画像形成装置１００は後回転動作を経て、スタンバイ状態になる。スタンバイ状態において、プリント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。
【００４９】
ｃの印字工程時が画像形成時であり、ａの初期回転動作、ｂの前回転動作、ｄの紙間工程、ｅの後回転動作が非画像形成時である。
【００５０】
５．制御態様
本実施例の画像形成装置１００の動作は、画像形成装置１００に設けられた制御回路３４によって統括的に制御される。図１に示すように、制御回路３４は、情報を記憶する記憶手段としてのメモリ６０と、画像形成装置１００に各種動作を指示する制御手段としてのＣＰＵ７０とを有する。
【００５１】
又、本実施例では、画像形成装置１００は、各画像形成部の感光ドラム１の使用状況情報を検知する使用状況検知手段としてのカウンタ５０を有する。カウンタ５０により検知された使用状況情報は制御回路３４に伝達される。本実施例では、使用状況情報として、感光ドラム１の使用量と相関する、画像形成枚数を検知した。本実施例では、カウンタ５０は、画像形成枚数を所定の向きに搬送するＡ４サイズの記録材Ｐの枚数に換算して積算し、記憶する。
【００５２】
制御回路３４には、カウン５０から使用状況情報が伝達されたり、電流測定装置３０から感光ドラム１と帯電ローラ２との間に流れる交流電流値の情報が伝達されたりする。これらの情報は、必要に応じてメモリ６０に記憶される。そして、ＣＰＵ７０が、メモリ６０に記憶された情報に応じて、画像形成装置１００の各種動作を制御することができる。
【００５３】
６．放電電流量
次に、印字工程時に帯電ローラ２に印加する帯電交流電圧を制御する方法について説明する。
【００５４】
図４に示すように、帯電交流電圧のピーク間電圧の値である帯電交流電圧値Ｖｐｐに対して、帯電交流電圧の印加により流れる交流電流の値である帯電交流電流値Ｉａｃは、次のような関係にある。即ち、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍（Ｖｔｈ×２：放電開始点）未満の未放電領域で線形の関係にある。ここで、放電開始電圧Ｖｔｈは、帯電部材に直流電圧を印加した時の感光体への放電開始電圧である。そして、Ｖｔｈ×２以上の放電領域では帯電交流電圧値Ｖｐｐが増加するにつれて徐々に帯電交流電流値Ｉａｃが増加する方向にずれる。放電の発生しない真空中での同様の実験においては直線が保たれたため、これが放電に関与している電流の増分△Ｉａｃであると考えられる。
【００５５】
前述のように、ＡＣ帯電方式においては、必要な最低限の帯電交流電圧値（Ｖｍｉｎ）が存在する。そして、この最低限の帯電交流電圧値は、放電開始電圧Ｖｔｈの略２倍であることが知られている。この最低限の帯電交流電圧値以下では、感光ドラム１の帯電が不均一になり、かぶり、砂地などの画像不良が発生する。この最低限の帯電交流電圧値は、例えば帯電部材の電気抵抗の環境変動や経時変化などによって変化する。従って、公知のＡＣ帯電方式では、通常、この最低限の帯電交流電圧値以上の帯電交流電圧を印加する。又は、同様の理由から、この最低限の帯電交流電圧値としたときに流れる帯電交流電流値以上の帯電交流電流が流れるような帯電交流電圧を印加する。
【００５６】
ここで、Ｖｔｈ×２未満の未放電領域における帯電交流電圧値Ｖｐｐに対する帯電交流電流値Ｉａｃの比をαとする。このとき、Ｖｔｈ×２以上の放電領域における、放電による電流以外の、感光体と帯電部材との接触部へ流れる電流（以下「ニップ電流」ともいう。）などの交流電流は、α・Ｖｐｐとなる。従って、Ｖｔｈ×２以上の放電領域において測定される帯電交流電圧値Ｉａｃと、上記α・Ｖｐｐとの差分である、下記式１から算出されるΔＩａｃを、帯電交流電圧の印加による放電の量を代用的に示す放電電流量と定義する。
△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖｐｐ ・・・式１
【００５７】
この放電電流量△Ｉａｃが大きくなると、感光体の摩耗（削れ）、画像流れが促進される。尚、画像流れは、オゾンやＮＯｘなどの放電生成物が感光体の表面に付着し、高湿環境下においてこの付着物が吸湿し、感光体の表面の電荷保持能力が低下して、画像が乱れる現象である。又、放電電流量ΔＩａｃが小さくなると、かぶり、砂地などの画像不良が発生する。従って、ＡＣ帯電方式においては、均一に感光体を帯電させることのできる最低限の放電電流量になるように設定し制御する。これにより、良好な画像を形成することができると共に、感光体の削れなども最小限にして画像形成装置の長寿命化を図ることができる。
【００５８】
７．カラー画像形成部における帯電交流電圧の制御
次に、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧の制御について説明する。
【００５９】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、感光ドラム１が新品である場合の第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれについての帯電交流電圧Ｖｐｐと帯電交流電流値Ｉａｃとの関係（以下、単に「Ｖｐｐ−Ｉａｃ」ともいう。）の一例を示す。感光ドラム１が新品の場合、Ｖｐｐ−Ｉａｃのグラフの傾きはほぼ同じであり、必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値Ｖｐｐもほぼ同じ値になる。本実施例では、感光ドラム１の帯電均一性が確保でき、且つ、感光ドラム１の磨耗も抑制できる最適な放電電流量（必要な最低限の帯電交流電圧値（Ｖｍｉｎ））は１００±２０μＡである。そして、感光ドラム１が新品の場合、放電電流量が１００μＡの時の帯電交流電圧は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのいずれにおいても２１５０Ｖｐｐであった。即ち、感光ドラム１が新品の状態では、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの間で感光ドラム１の膜厚の差がほとんど無い。従って、この状態では、１つの電源から並列に同じ値の帯電交流電圧を第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２に帯電交流電圧を印加しても、各画像形成部において放電電流量は１００μＡになる。
【００６０】
しかし、使用量の増加に伴って感光ドラム１が磨耗すると、感光ドラム１の容量が大きくなり、感光ドラム１と帯電ローラ２との間の空間での電界が大きくなり、放電が起こりやすくなる。
【００６１】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第２の画像形成部Ｓｂを例として、感光ドラム１が磨耗していく過程におけるＶｐｐ−Ｉａｃの変化を示す。同図は、温度２３℃、湿度５％の環境で測定した結果を示す。図６（ａ）は、図５（ｂ）に相当する。
【００６２】
感光ドラム１が新品の場合は、放電電流量を１００μＡに制御するためには、２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧を印加すればよい（図６（ａ））。しかし、感光ドラム１の使用量（本実施例ではＡ４サイズ換算の画像形成枚数）が３０Ｋ枚（３００００枚）の場合は、感光ドラム１の電荷輸送層は、新品時に比べて、磨耗して厚さが減少している。そのため、感光ドラム１の容量が大きくなり、感光ドラム１と帯電ローラ２との間で放電が起こりやすくなる。従って、前述の必要な最低限の帯電交流電圧値（Ｖｍｉｎ）（放電開始電圧Ｖｔｈの略２倍）の値は小さくなり、Ｖｐｐ−Ｉａｃのグラフの傾きは大きくなる（図６（ｂ））。画像形成枚数が６０Ｋ枚（６００００枚）の場合は、感光ドラム１の磨耗量が更に増えて、必要な最低限度の帯電交流電圧値（Ｖｍｉｎ）の値が更に小さくなり、Ｖｐｐ−Ｉａｃの傾きが更に大きくなる（図６（ｃ））。
【００６３】
このＶｐｐ−Ｉａｃの変化に対して、帯電交流電圧値が感光ドラム１が新品の場合と同じ２１５０Ｖｐｐに設定されたままであると、放電電流量は、画像形成枚数が３０Ｋ枚のときには２００μＡとなり、６０Ｋ枚のときには２５０μＡとなり、過放電気味になる。
【００６４】
従って、感光ドラム１の磨耗量が更に増大したり、感光ドラム１の表面にトナーや外添剤などの付着物がつくフィルミングなどの弊害が発生したりすることがある。
【００６５】
そこで、画像形成枚数が増加するにつれて帯電交流電圧値を小さくしていく制御を行うことが望まれる。本実施例では、放電電流量を１００μＡにするために、図６に示すように、例えば画像形成枚数が３０Ｋ枚のときには１９８０Ｖｐｐ、６０Ｋ枚のときには１９００Ｖｐｐに帯電交流電圧値を小さくする。これにより、上記のような過放電による弊害を抑制することができる。
【００６６】
表１は、本実施例における、放電電流量を１００μＡにするための、画像形成枚数と最適な帯電交流電圧値との関係を示す。画像形成枚数１５Ｋ枚毎に、最適な帯電交流電圧値が変化する。従って、本実施例では、表１に従って、画像形成枚数の増加に伴って、帯電交流電圧値を下げていくのが望ましい。
【００６７】
【表１】
【００６８】
しかし、本実施例のように、１つの交流電源から複数の画像形成部の帯電ローラ２に帯電交流電圧を印加する場合、次のような問題がある。
【００６９】
即ち、例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの画像形成枚数が同じであれば、表１に従って各画像形成部において同時に帯電交流電圧を変化させていけば、過放電の問題は生じない。又、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃが同時に交換されるのであれば、同様に、過放電の問題は生じない。
【００７０】
しかしながら、実際、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの使用状況は、画像形成部ごとに異なる。例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれか１つの画像形成部のみを用いて画像を形成する場合など、画像形成枚数が第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で異なる場合がある。又、常に第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１を同時に交換することは、例えば、１つの画像形成部において不具合が生じた場合に、全ての画像形成部において交換しなくてはならないことを意味する。従って、低ランニングコストの観点などから、近年の画像形成装置では、画像形成部ごとに感光ドラム１を交換する構成が主に採用されている。
【００７１】
本実施例の画像形成装置１００も、画像形成部ごとに、画像形成枚数が６０Ｋ枚になった場合に、画像形成装置１００の操作部（図示せず）において、感光ドラム１の交換を促すメッセージを表示する構成とした。
【００７２】
そのため、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１が同時に交換されなかった場合、或いは第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれかの感光ドラム１の画像形成枚数が大きい場合に、次のようになる。即ち、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、画像形成部間で放電電流量の差が大きくなることがある。
【００７３】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で放電電流量の差が大きくなった場合のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示す。図７（ａ）は第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが交換したばかりの新品の場合、図７（ｂ）は第２の画像形成部Ｓｂの画像形成枚数が寿命末期の６０Ｋ枚の場合のＶｐｐ−Ｉａｃのグラフを示す。
【００７４】
図７に示す例において、第１の画像形成部Ｓａで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第１の画像形成部Ｓａには２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第２の画像形成部Ｓｂにも同じ２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第２の画像形成部Ｓｂでは放電電流量は２５０μＡとなり、過放電気味になる。
【００７５】
一方、第２の画像形成部Ｓｂで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第２の画像形成部Ｓｂには１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第１の画像形成部Ｓａにも同じ１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第１の画像形成部Ｓａでは放電電流量は４０μＡとなり、放電電流量が不足して、砂地、かぶりなどの感光ドラム１の帯電不良による画像不良が生じる。
【００７６】
図８は、放電電流量が１００μＡ（本実施例では適正な放電電流量）の場合と、放電電流量が２５０μＡの場合の、画像形成枚数と感光ドラム１の削れ量との相関を示すグラフである。
【００７７】
感光ドラム１の削れ量は、感光ドラム１の電荷輸送層の削れ量を測定した。本実施例では、前述のように、感光ドラム１の削れ量が１５μｍ以上になると、帯電性が悪化し、帯電不良となる。
【００７８】
図８に示す例では、放電電流量が１００μＡ（本実施例では適正な放電電流量）の場合、感光ドラム１の削れ量が１５μｍになるのは画像形成枚数が７５０００枚になったときである。そのため、本実施例では、画像形成枚数が７５０００枚になったときに、感光ドラム１が寿命となったものとして、交換されるように設計されている。しかし、放電電流量が２５０μＡになると、画像形成枚数が３００００枚のときに感光ドラム１の削れ量が１５μｍになり、感光ドラム１の寿命が短くなる。
【００７９】
以上のように、１つの交流電源で複数の画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を並列に印加する構成では、同じ帯電交流電圧値ではいずれかの画像形成部において過放電になったり、帯電不良になったりすることがある。
【００８０】
そこで、本実施例では、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを、感光ドラム１の使用状況、特に、感光ドラム１の使用量と相関する画像形成枚数に応じて調整する。
【００８１】
ここで、本実施例では、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの電気抵抗値を調整するために、ギアを組み合わせて回転可能なポテンショメータを用いた。即ち、制御回路３４のＣＰＵ７０の入力に従い、上記ギアを回転させることで、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを所定の電気抵抗値に設定した。
【００８２】
図７の例に即して更に説明する。図７（ａ）に示すように第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが新品である場合は、可変抵抗４０ａを０Ωにした。図７（ｂ）に示すように第２の画像形成部Ｓｂの画像形成枚数が６０Ｋ枚の場合は、感光ドラム１ｂの容量が大きくなり、感光ドラム１ｂと帯電ローラ２ｂとの間で放電が起こりやすい状態にある。従って、この場合は、可変抵抗４０ｂを５．０×１０6Ωとした。そして、帯電交流電圧値は、第１の画像形成部Ｓａの新品の感光ドラム１ａに合わせて、２１５０Ｖｐｐとした。この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃを図７（ｃ）に示す。図７（ｃ）から、この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフの傾きは、感光ドラム１が新品である第１の画像形成部ＳａにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフ（図７（ａ））の傾きとほぼ同様になる。そして、２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧を印加した時の放電電流量は１１０μＡとなり、本実施例における最適な放電電流量の範囲となった。
【００８３】
本実施例では、可変抵抗４０の電気抵抗値は、次のようにした。即ち、画像形成枚数が新品（０枚）〜５Ｋ枚の場合は０Ω、５〜１５Ｋ枚の場合は１．０×１０5Ω、１５〜３０Ｋ枚の場合は５．０×１０5Ω、３０〜４５Ｋ枚の場合は１．０×１０6Ω、４５〜６０Ｋ枚の場合は５．０×１０6Ωとした。これにより、帯電交流電圧値を新品の感光ドラム１の場合に必要な２１５０Ｖｐｐとすることによって、第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃの全てにおいて、感光ドラム１の使用状況に拘わらず、放電電流量を１００μＡ±２０μＡの範囲に制御することができる。
【００８４】
図９は、本実施例における、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧を調整する制御の手順を示す。
【００８５】
ＣＰＵ７０は、帯電バイアス制御のタイミング（本実施例では印字準備回転動作時）で、以下の処理を開始する（Ｓ１０１）。先ず、カウンタ５０において第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの画像形成枚数を検知する（Ｓ１０２）。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの画像形成枚数の情報は、メモリ６０に伝達される（Ｓ１０３）。そして、ＣＰＵ７０は、メモリ６０に記憶された感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃのそれぞれの使用量の情報に応じて、前述のとおりに可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃをそれぞれ調整する（Ｓ１０４）。ＣＰＵ７０は、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整を終了した後、印字工程時の帯電交流電圧値を、新品の感光ドラム１（画像形成枚数＝０枚）に対して必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値に決定する（Ｓ１０５）。本実施例では、放電電流量１００μＡに対する２１５０Ｖｐｐに決定した。そして、この決定した帯電交流電圧値で帯電電圧の帯電交流電圧値を定電圧制御して、画像形成を行う（Ｓ１０６）。
【００８６】
又、Ｓ１０１において、帯電バイアス制御のタイミングではないと判断した場合は、Ｓ１０２〜Ｓ１０５の処理は行わずに、前回決定された帯電交流電圧値の設定で、画像形成動作に移行する（Ｓ１０６）。
【００８７】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源２１を有する。又、画像形成装置１００は、交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段を有する。又、画像形成装置１００は、上記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと交流電源２１との間に接続された複数の可変抵抗４０を有する。又、画像形成装置１００は、複数の感光体のそれぞれの使用状況を検知する使用状況検知手段（カウンタ）５０を有する。又、画像形成装置１００は、複数の可変抵抗４０のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段を有する。本実施例では、ＣＰＵ７０が、上記制御手段と調整手段の機能を有する。そして、本実施例では、制御手段は、画像形成時に、感光体が特定の使用状況の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加させる。又、調整手段は、画像形成時に、次のようにして、上記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された可変抵抗４０の電気抵抗値を調整する。即ち、上記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、使用状況検知手段５０による上記少なくとも２つの帯電部材が帯電させる感光体のそれぞれの使用状況の検知結果に応じて調整する。特に、本実施例では、上記特定の使用状況は、感光体の新品状態である。又、特に、本実施例では、感光体の使用状況は、感光体を使用して行った画像形成数で判断し、画像形成装置１００は、使用状況検知手段として画像形成枚数を計数する手段（カウンタ）を有する。
【００８８】
尚、本実施例では、本実施例の制御の検討にあたり交流電流測定装置３０を画像形成装置１００に設けたが、本実施例による帯電交流電圧の制御の実施に関して言えば、当該交流電流測定装置３０は省略することができる。
【００８９】
以上、本実施例によれば、１つの交流電源から複数の画像形成部に帯電交流電圧を出力することで、安価で小型の構成とすることができる。そして、斯かる構成において、各画像形成部の画像形成枚数に応じて、各画像形成部の帯電ローラ２と交流電源との間に配置された可変抵抗４０を調整する。これにより、各画像形成部間で感光ドラム１の磨耗量に差があっても、同じ帯電交流電圧値で、最適な範囲の放電電流量に制御することができる。従って、装置の低コスト化、小型化を図ると共に、長期にわたり高画質、高品質の画像を安定して形成することができる。即ち、本実施例によれば、帯電部材に交流電圧を印加する電源を複数の画像形成部に対して共通としても、各画像形成部において適正な放電電流量を得ることができる。
【００９０】
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のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００９１】
実施例１では、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１の使用状況として、感光ドラム１の使用量と相関する画像形成枚数に応じて可変抵抗４０の電気抵抗値を調整した。しかし、図３に示す画像形成装置１００の動作シーケンスのように、記録材Ｐに対して画像を形成する際には、前多回転、紙間、後回転工程が含まれる。そのため、例えば連続で１００枚の画像形成を行う場合と、１枚ずつ単独の画像形成を１００回行う場合とでは、感光ドラム１の削れ量に差が生じる場合がある。
【００９２】
そこで、本実施例では、使用状況検知手段としてのカウンタ５０は、感光ドラム１の使用状況情報として、感光ドラム１の使用量と相関する、感光ドラム１の回転数を検知する。尚、本実施例では、カウンタ５０は、各画像形成部の感光ドラム１の回転数を、その駆動モータの駆動時間により計測する。即ち、カウンタ５０は、駆動時間と感光ドラム１の回転速度とから感光ドラム１の回転数を求めて、それを積算し、記憶する。
【００９３】
表２は、本実施例における、放電電流量を１００μＡにするための、感光ドラムの回転数と最適な帯電交流電圧値との関係を示す。感光ドラム１の回転数４万回毎に、最適な帯電交流電圧値が変化する。従って、本実施例では、表２に従って、感光ドラム１の回転数の増加に伴って、帯電交流電圧値を下げていくのが望ましい。
【００９４】
【表２】
【００９５】
しかし、本実施例のように、１つの交流電源から複数の画像形成部の帯電ローラ２に帯電交流電圧を印加する場合、次のような問題がある。
【００９６】
即ち、例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの回転数が同じであれば、表２に従って各画像形成部において同時に帯電交流電圧を変化させていけば、過放電の問題は生じない。又、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃが同時に交換されるのであれば、同様に、過放電の問題は生じない。
【００９７】
しかしながら、実際、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの使用状況は、画像形成部ごとに異なる。例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれか１つの画像形成部のみを用いて画像を形成する場合など、感光ドラム１の回転数が第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で異なる場合がある。又、常に第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１を同時に交換することは、例えば、１つの画像形成部において不具合が生じた場合に、全ての画像形成部において交換しなくてはならないことを意味する。従って、低ランニングコストの観点などから、近年の画像形成装置では、画像形成部ごとに感光ドラム１を交換する構成が主に採用されている。
【００９８】
本実施例の画像形成装置１００も、画像形成部ごとに、感光ドラム１の回転数が１６万回転になった場合に、画像形成装置１００の操作部（図示せず）において、感光ドラム１の交換を促すメッセージを表示する構成とした。
【００９９】
そのため、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１が同時に交換されなかった場合、或いは第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれかの感光ドラム１の回転数が大きい場合に、次のようになる。即ち、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、画像形成部間で放電電流量の差が大きくなることがある。
【０１００】
図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で放電電流量の差が大きくなった場合のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示す。図１０（ａ）は第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが交換したばかりの新品の場合、図１０（ｂ）は第２の画像形成部Ｓｂの感光ドラム１ｂの回転数が寿命末期の１６万回転の場合のＶｐｐ−Ｉａｃのグラフを示す。
【０１０１】
図１０において、第１の画像形成部Ｓａで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第１の画像形成部Ｓａには２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第２の画像形成部Ｓｂにも同じ２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第２の画像形成部Ｓｂでは放電電流量は２５０μＡとなり、過放電気味になる。
【０１０２】
一方、第２の画像形成部Ｓｂで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第２の画像形成部Ｓｂには１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第１の画像形成部Ｓａにも同じ１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第１の画像形成部Ｓａでは放電電流量は４０μＡとなり、放電電流量が不足して、砂地、かぶりなどの感光ドラム１の帯電不良による画像不良が生じる。
【０１０３】
以上のように、１つの交流電源で複数の画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を並列に印加する構成では、同じ帯電交流電圧値ではいずれかの画像形成部において過放電になったり、帯電不良になったりする。
【０１０４】
そこで、本実施例では、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを、感光ドラム１の使用状況、特に、感光ドラム１の使用量と相関する感光ドラム１の回転数に応じて調整する。
【０１０５】
図１０の例に即して更に説明する。図１０（ａ）に示すように第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが新品である場合は、可変抵抗４０ａを０Ωにした。図１０（ｂ）に示すように第２の画像形成部Ｓｂの感光ドラム１ｂの回転数が１６万回転の場合は、感光ドラム１ｂの容量が大きくなり、感光ドラム１ｂと帯電ローラ２ｂとの間で放電が起こりやすい状態にある。従って、この場合は、可変抵抗４０ｂを５．０×１０6Ωとした。そして、帯電交流電圧値は、第１の画像形成部Ｓａの新品の感光ドラム１ａに合わせて、２１５０Ｖｐｐとした。この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃを図１０（ｃ）に示す。図１０（ｃ）から、この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフの傾きは、感光ドラム１が新品である第１の画像形成部ＳａにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフ（図１０（ａ））の傾きとほぼ同様になる。そして、２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧を印加した時の放電電流量は１１０μＡとなり、本実施例における最適な放電電流量の範囲となった。
【０１０６】
本実施例では、可変抵抗４０の電気抵抗値は、次のようにした。即ち、感光ドラム１の回転数が新品（０回転）〜１万回転の場合は０Ω、１万〜４万回転の場合は１．０×１０5Ω、４万〜８万回転の場合は５．０×１０5Ω、８万〜１２万回転の場合は１．０×１０6Ω、１２〜１６万回転の場合は５．０×１０6Ωとした。これにより、帯電交流電圧値を新品の感光ドラム１の場合に必要な２１５０Ｖｐｐとすることによって、第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃの全てにおいて、感光ドラム１の使用状況に拘わらず、放電電流量を１００μＡ±２０μＡの範囲に制御することができる。
【０１０７】
図１１は、本実施例における、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧を調整する制御の手順を示す。
【０１０８】
ＣＰＵ７０は、帯電バイアス制御のタイミング（本実施例では印字準備回転動作時）で、以下の処理を開始する（Ｓ２０１）。先ず、カウンタ５０において第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの回転数を検知する（Ｓ２０２）。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの回転数の情報は、メモリ６０に伝達される（Ｓ２０３）。そして、ＣＰＵ７０は、メモリ６０に記憶された感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃのそれぞれの回転数の情報に応じて、前述のとおりに可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃをそれぞれ調整する（Ｓ２０４）。ＣＰＵ７０は、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整を終了した後、印字工程時の帯電交流電圧値を、新品の感光ドラム１（感光ドラム回転数＝０回）に対して必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値に決定する（Ｓ２０５）。本実施例では、放電電流量１００μＡに対する２１５０Ｖｐｐに決定した。そして、この決定した帯電交流電圧値で帯電電圧の帯電交流電圧値を定電圧制御して、画像形成を行う（Ｓ２０６）。
【０１０９】
又、Ｓ２０１において、帯電バイアス制御のタイミングではないと判断した場合は、Ｓ２０２〜Ｓ２０５の処理は行わずに、前回決定された帯電交流電圧値の設定で、画像形成動作に移行する（Ｓ２０６）。
【０１１０】
このように、本実施例では、感光体の使用状況は、感光体の回転数で判断し、画像形成装置１００は、使用状況検知手段として感光体の回転数を計数する手段（カウンタ）を有する。
【０１１１】
以上、本実施例によれば、１つの交流電源から複数の画像形成部に帯電交流電圧を出力することで、安価で小型の構成とすることができる。そして、斯かる構成において、各画像形成部の感光ドラム１の回転数に応じて、各画像形成部の帯電ローラ２と交流電源との間に配置された可変抵抗４０を調整する。これにより、各画像形成部間で感光ドラム１の磨耗量に差があっても、同じ帯電交流電圧値で、最適な範囲の放電電流量に制御することができる。
【０１１２】
実施例３
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のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１１３】
実施例１では、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１の使用状況として、感光ドラム１の使用量と相関する画像形成枚数に応じて可変抵抗４０の電気抵抗値を調整した。しかし、実施例２について上述のように、図３に示す画像形成装置１００の動作シーケンスのように、記録材Ｐに対して画像を形成する際には、前多回転、紙間、後回転工程が含まれる。そのため、例えば連続で１００枚の画像形成を行う場合と、１枚ずつ単独の画像形成を１００回行う場合とでは、感光ドラム１の削れ量に差が生じる場合がある。
【０１１４】
そこで、本実施例では、使用状況検知手段としてのカウンタ５０は、感光ドラム１の使用状況情報として、各画像形成部の帯電ローラ２に対する帯電交流電圧印加時間を検知する。尚、本実施例では、カウンタ５０は、帯電電源部２１からの帯電交流電圧の出力時間を積算し、記憶する。
【０１１５】
表３は、本実施例における、放電電流量を１００μＡにするための、帯電交流電圧印加時間と最適な帯電交流電圧値との関係を示す。帯電交流電圧印加時間５ｈ（時間）毎に、最適な帯電交流電圧値の値が変化する。従って、本実施例では、表３に従って、帯電交流電圧印加時間の増加に伴って、帯電交流電圧値を下げていくのが望ましい。
【０１１６】
【表３】
【０１１７】
しかし、本実施例のように、１つの交流電源から複数の画像形成部の帯電ローラ２に帯電交流電圧を印加する場合、次のような問題がある。
【０１１８】
即ち、例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電交流電圧印加時間が同じであれば、表３に従って各画像形成部において同時に帯電交流電圧を変化させていけば、過放電の問題は生じない。又、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃが同時に交換されるのであれば、同様に、過放電の問題は生じない。
【０１１９】
しかしながら、実際、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの使用状況は、画像形成部ごとに異なる。例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれか１つの画像形成部を用いて画像を形成する場合など、帯電交流電圧印加時間が第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で異なる場合がある。又、常に第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１を同時に交換することは、例えば、１つの画像形成部において不具合が生じた場合に、全ての画像形成部において交換しなくてはならないことを意味する。従って、低ランニングコストの観点などから、近年の画像形成装置では、画像形成部ごとに感光ドラム１を交換する構成が主に採用されている。
【０１２０】
本実施例の画像形成装置１００も、画像形成部ごとに、帯電交流電圧印加時間が２０ｈになった場合に、画像形成装置１００の操作部（図示せず）において、感光ドラム１の交換を促すメッセージを表示する構成とした。
【０１２１】
そのため、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１が同時に交換されなかった場合や、或いは第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれかの帯電交流電圧印加時間が大きい場合に、次のようになる。即ち、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、画像形成部間で放電電流量の差が大きくなることがある。
【０１２２】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で放電電流量の差が大きくなった場合のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示す。図１２（ａ）は第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが交換したばかりの新品の場合、図１２（ｂ）は第２の画像形成部Ｓｂの帯電交流電圧印加時間が寿命末期の２０ｈの場合のＶｐｐ−Ｉａｃのグラフを示す。
【０１２３】
図１２において、第１の画像形成部Ｓａで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第１の画像形成部Ｓａには２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第２の画像形成部Ｓｂにも同じ２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第２の画像形成部Ｓｂでは放電電流量は２５０μＡとなり、過放電気味になる。
【０１２４】
一方、第２の画像形成部Ｓｂで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第２の画像形成部Ｓｂには１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第１の画像形成部Ｓａにも同じ１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第１の画像形成部Ｓａでは放電電流量は４０μＡとなり、放電電流量が不足して、砂地、かぶりなどの感光ドラム１の帯電不良による画像不良が生じる。
【０１２５】
以上のように、１つの交流電源で複数の画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を並列に印加する構成では、同じ帯電交流電圧値ではいずれかの画像形成部において過放電になったり、帯電不良になったりする。
【０１２６】
そこで、本実施例では、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを、感光ドラム１の使用状況、特に、帯電交流電圧印加時間に応じて調整する。
【０１２７】
図１２の例に即して更に説明する。図１２（ａ）に示すように第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが新品である場合は、可変抵抗４０ａを０Ωにした。図１２（ｂ）に示すように第２の画像形成部Ｓｂの帯電交流電圧印加時間が２０ｈの場合は、感光ドラム１ｂの容量が大きくなり、感光ドラム１ｂと帯電ローラ２ｂとの間で放電が起こりやすい状態にある。従って、この場合は、可変抵抗４０ｂを５．０×１０6Ωとした。そして、帯電交流電圧値は、第１の画像形成部Ｓａの新品の感光ドラム１ａに合わせて、２１５０Ｖｐｐとした。この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃを図１２（ｃ）に示す。
【０１２８】
図１２（ｃ）から、この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフの傾きは、感光ドラム１が新品である第１の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフ（図１２（ａ））の傾きとほぼ同様になる。そして、２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧を印加した時の放電電流量は１１０μＡとなり、本実施例における最適な放電電流量の範囲となった。
【０１２９】
本実施例では、可変抵抗４０の電気抵抗値は、帯電交流電圧印加時間が０〜２ｈの場合は０Ω、２〜５ｈの場合は１．０×１０5Ω、５〜１０ｈの場合は５．０×１０5Ω、１０〜１５ｈの場合は１．０×１０6Ω、１５〜２０ｈの場合は５．０×１０6Ωとした。これにより、帯電交流電圧値を新品の感光ドラム１の場合に必要な２１５０Ｖｐｐとすることによって、第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃの全てにおいて、感光ドラム１の使用状況に拘わらず、放電電流量を１００μＡ±２０μＡの範囲に制御することができる。
【０１３０】
図１３は、本実施例における、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧を調整する制御の手順を示す。
【０１３１】
ＣＰＵ７０は、帯電バイアス制御のタイミング（本実施例では印字準備回転動作時）で、以下の処理を開始する（Ｓ３０１）。先ず、カウンタ５０において第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電交流電圧印加時間を検知する（Ｓ３０２）。帯電交流電圧印加時間の情報は、メモリ６０に伝達される（Ｓ３０３）。そして、ＣＰＵ７０は、メモリ６０に記憶された第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれの帯電交流電圧印加時間に応じて、前述のとおりに可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃをそれぞれ調整する（Ｓ３０４）。ＣＰＵ７０は、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整を終了した後、印字工程時の帯電交流電圧値を、新品の感光ドラム１（帯電交流電圧印加時間＝０ｈ）に対して必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値に決定する（Ｓ３０５）。本実施例では、放電電流量１００μＡに対する２１５０Ｖｐｐに決定した。そして、この決定した帯電交流電圧値で帯電電圧の帯電交流電圧値を定電圧制御して、画像形成を行う（Ｓ３０６）。
【０１３２】
又、Ｓ３０１において、帯電バイアス制御のタイミングではないと判断した場合は、Ｓ３０２〜Ｓ３０５の処理は行わずに、前回決定された帯電交流電圧値の設定で、画像形成動作に移行する（Ｓ３０６）。
【０１３３】
このように、本実施例では、感光体の使用状況は、帯電部材による感光体の帯電時間で判断し、画像形成装置１００は、使用状況検知手段として帯電時間を計数する手段（カウンタ）を有する。
【０１３４】
以上、本実施例によれば、１つの交流電源から複数の画像形成部に帯電交流電圧を出力することで、安価で小型の構成とすることができる。そして、斯かる構成において、各画像形成部の帯電交流電圧印加時間に応じて、各画像形成部の帯電ローラ２と交流電源との間に配置された可変抵抗４０を調整する。これにより、各画像形成部間で感光ドラム１の磨耗量に差があっても、同じ帯電交流電圧値で、最適な範囲の放電電流量に制御することができる。
【０１３５】
実施例４
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のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１３６】
図１４は、本実施例の画像形成装置１００の全体敵な構成を示す模式図である。図１４に示す本実施例の画像形成装置１００は、図１に示す画像形成装置にける交流電流測定装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが、直流電流測定装置８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄに置き換えられている。本実施例では、直流電流測定装置８０の測定した直流電流値の情報が、制御回路３４に入力される。
【０１３７】
本実施例の画像形成装置１００において、帯電交流電圧印加時間（ｈ）と、感光ドラム１の電荷輸送層の磨耗量、つまり感光ドラム１の削れ量（μｍ）との関係を調べた結果を図１５に示す。又、帯電交流電圧印加時間（ｈ）と、直流電流測定装置８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄにおいて測定された直流電流値（−μＡ）との関係も図１５に示す。
【０１３８】
ここで、上記直流電流値の測定条件は、次のとおりである。即ち、感光ドラム１の帯電電位を−５００Ｖ、一次転写ローラ５に印加する一次転写バイアスを＋５００Ｖとして、温度２３℃、湿度５％の環境で測定した。
【０１３９】
図１５より、帯電交流電圧印加時間に応じて、感光ドラム１の削れ量は一様に増大することがわかる。又、図１５より、感光ドラム１が削れることで、感光ドラム１の容量が増大し、直流電流値も同様に一様に増大することがわかる。
【０１４０】
実施例３のように、帯電交流電圧印加時間から、感光ドラム１の削れ量を予測して、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整値にフィードフォワードする制御も有効である。一方、上述のように直流電流値を測定することで、精度良く感光ドラム１の削れ量を予測でき、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整値にフィードバックできる。
【０１４１】
本実施例では、可変抵抗４０の電気抵抗値は、次のようにした。即ち、測定された直流電流値が１２〜１４（−μＡ）の場合は０Ω、１４〜１７（−μＡ）の場合は１．０×１０5Ωとした。又、測定された直流電流値が１７〜２２（−μＡ）の場合は５．０×１０5Ω、２２〜２７（−μＡ）の場合は１．０×１０6Ω、２７〜３２（−μＡ）の場合は５．０×１０6Ωとした。これにより、帯電交流電圧値を新品の感光ドラム１の場合に必要な２１５０Ｖｐｐとすることによって、第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃの全てにおいて、感光ドラム１の使用状況に拘わらず、放電電流量を１００μＡ±２０μＡの範囲に制御することができる。
【０１４２】
図１６は、本実施例における、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧を調整する制御の手順を示す。
【０１４３】
ＣＰＵ７０は、帯電バイアス制御のタイミング（本実施例では印字準備回転動作時）で、以下の処理を開始する（Ｓ４０１）。先ず、ＣＰＵ７０は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電電位を−５００Ｖにするために、帯電直流電圧値を−５００Ｖ、帯電交流電圧値を２１５０Ｖｐｐとした帯電バイアスを印加させ、又＋５００Ｖの一次転写バイスを印加させる（Ｓ４０２）。次に、直流電流測定装置８０ａ、８０ｂ、８０ｃにおいて、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１と帯電ローラ２との間に流れる直流電流を測定する（Ｓ４０３）。測定された直流電流値は、メモリ６０に伝達される（Ｓ４０５）。そして、ＣＰＵ７０は、メモリ６０に記憶された第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれの直流電流値に応じて、前述のとおりに可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃをそれぞれ調整する（Ｓ４０５）。ＣＰＵ７０は、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整を終了した後、印字工程時に交流電源部２１が出力する帯電交流電圧値を、新品の感光ドラム１（直流電流値＝−１２μＡ）に対して必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値に決定する（Ｓ４０６）。本実施例では放電電流量１００μＡに対する２１５０Ｖｐｐに決定した。そして、この決定した帯電交流電圧値で帯電電圧の帯電交流電圧値を定電圧制御して、画像形成行う（Ｓ４０７）。
【０１４４】
又、Ｓ４０１において、帯電バイアス制御のタイミングではないと判断した場合は、Ｓ４０２〜Ｓ４０６の処理は行わずに、前回決定された帯電交流電圧値の設定で、画像形成動作に移行する（Ｓ４０７）。
【０１４５】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源２１を有する。又、画像形成装置１００は、交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段を有する。又、画像形成装置１００は、上記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと交流電源２１との間に接続された複数の可変抵抗４０を有する。又、画像形成装置１００は、感光体を帯電させる際に上記少なくとも２つの帯電部材に流れる直流電流値をそれぞれ測定する直流電流測定装置８０を有する。又、画像形成装置１００は、複数の可変抵抗４０のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段を有する。本実施例では、ＣＰＵ７０が、上記制御手段と調整手段の機能を有する。そして、本実施例では、制御手段は、画像形成時に、感光体が直流電流測定装置８０によって特定の直流電流値が測定される状態の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加させる。又、調整手段は、画像形成時に、次のようにして、上記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された可変抵抗４０の電気抵抗値を調整する。即ち、上記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、非画像形成時に直流電流測定装置８０によって上記少なくとも２つの帯電部材について測定した直流電流値に応じて調整する。
【０１４６】
以上、本実施例によれば、１つの交流電源から複数の画像形成部に帯電交流電圧を出力することで、安価で小型の構成とすることができる。そして、斯かる構成において、各画像形成部の感光ドラム１の削れ量を帯電直流電流値を測定することで検知した結果に応じて、各画像形成部の帯電ローラ２と交流電源との間に配置された可変抵抗４０を調整する。これにより、各画像形成部間で感光ドラム１の磨耗量に差があっても、同じ帯電交流電圧値で、最適な範囲の放電電流量に制御することができる。
【０１４７】
実施例５
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のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１４８】
実施例１〜４では、目標の放電電流量になるように、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃのＶｐｐ−Ｉａｃを、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを調整することで合わせた。
【０１４９】
しかし、上記放電電流量は、環境、感光ドラム１の使用量などによって変化する。これは、Ｖｐｐ−Ｉａｃの特性が少しずつ変動するために、完全に放電電流量が一定にはなっていないからである。従って、実施例１〜４の方法では、必要な放電電流量１００μＡに対して、±２０μＡの誤差を設けていた。
【０１５０】
これに対して、本実施例では、より正確に必要な放電電流量が得られるように、以下の要領で制御を行う。先ず、１つの画像形成部（即ち、１つの帯電ローラ）に注目して、本実施例における放電電流量制御について説明する。複数の画像形成部で交流電源を共通とした場合の帯電交流電圧の決定方法については後述して詳しく説明する。
【０１５１】
ここでは、必要な放電電流量をＤとしたときに、この放電電流量Ｄとなる帯電交流電圧値Ｖｐｐを決定するものとする。
【０１５２】
先ず、図１７に示すように、制御回路３４は、交流電圧回路２１を制御して、帯電交流電圧値を放電領域の３点、未放電領域の３点に順次に変化させて、帯電ローラ２に印加する。そして、各値の帯電交流電圧の印加時に感光ドラム１を介して帯電ローラ２に流れる交流電流値Ｉａｃが、対応する交流電流測定装置３０で測定されて、制御回路３４に入力される。
【０１５３】
次に、制御回路３４は、図１８に示すように、測定された放電域、未放電領域のそれぞれについて各３点の電流値から、最小二乗法を用いて、帯電交流電圧値と帯電交流電流値との関係を直線近似して、下記式２、式３をそれぞれ算出する。
放電領域の近似直線：Ｙα＝αＸα＋Ａ ・・・式２
未放電領域の近似直線：Ｙβ＝βＸβ＋Ｂ ・・・式３
【０１５４】
その後、制御回路３４は、上記式２の放電領域の近似直線Ｙαと上記式３の未放電領域の近似直線Ｙβとの差分が放電電流量Ｄとなる帯電交流電圧値Ｖｐｐを、下記式４によって決定する。
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β） ・・・式４
【０１５５】
ここで、上記式４は、次のように誘導される。上記式２の放電領域の近似直線と上記式３の未放電領域の近似直線との差分が放電電流量Ｄであるので、
Ｙα−Ｙβ＝（αＸα＋Ａ）−（βＸβ＋Ｂ）＝Ｄ
となる。
【０１５６】
今、ＤとなるＸの値を探しており、その点をＶｐｐとすると、
（αＶｐｐ＋Ａ）−（βＶｐｐ＋Ｂ）＝Ｄ
【０１５７】
よって、
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）
となる。
【０１５８】
そして、印字工程では、帯電ローラ２に印加する帯電交流電圧値を上記式４で求めた値に切り替えて、定電圧制御する。
【０１５９】
このように、本実施例では、毎回、印字準備回転動作時に、印字工程時に必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値を算出する。そして、印字工程中には、その求めた帯電交流電圧値における定電圧制御で帯電電圧を印加する。これにより、帯電ローラ２、感光ドラム１の製造ばらつきや材質の環境変動又は経時変化に起因する電気抵抗値の振れ、或いは画像形成装置１００の電源回路の特性のばらつきを吸収し、より正確に必要な放電電流量を得ることが可能となる。
【０１６０】
次に、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧の制御について説明する。尚、ブラック画像形成部Ｓｄの帯電ローラ２ｄに印加する帯電交流電圧は、上述の方法により直接求めることができる。
【０１６１】
図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれについて求めた、帯電交流電圧値Ｖｐｐと帯電交流電流値Ｉａｃとの関係（Ｖｐｐ−Ｉａｃ）の一例を示す。
【０１６２】
図１９に示すように、使用頻度、感光ドラム１の交換時期、帯電ローラ２の電気抵抗の振れなどによって、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃのそれぞれについてのＶｐｐ−Ｉａｃのグラフはずれる。その結果、図１９の例では、例えば必要な放電電流量が１００μＡの場合に、前述の本実施例の方法で必要な帯電交流電圧値を計算すると、次のようになる。即ち、第１の画像形成部Ｓａでは１９２０Ｖｐｐ、第２の画像形成部Ｓｂでは１８００Ｖｐｐ、第３の画像形成部Ｓｃでは２１２０Ｖｐｐとなる。
【０１６３】
ここで、各画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を印加する電源を個別に設ける場合には、画像形成部毎に必要な帯電交流電圧値を求め、各画像形成部の帯電部材にそれぞれの値の帯電交流電圧を印加すれば、適正な放電電流量が得られる。しかし、本実施例のように、複数の画像形成部で帯電部材に帯電交流電圧を印加する電源を共通とする場合には、それらの画像形成部については、画像形成部毎に異なる値の帯電交流電圧を印加することはできない。
【０１６４】
図２０は、本実施例における、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧を制御する手順を示す。
【０１６５】
ＣＰＵ７０は、帯電バイアス制御のタイミング（本実施例では印字準備回転動作時）で、以下の処理を開始する（Ｓ５０１）。先ず、第１の交流増幅回路２５ａによって、帯電交流電圧値を放電領域の３点、未放電領域の３点に順次に変更して、帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する（Ｓ５０２）。又、上記帯電交流電圧の出力時に、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれについて交流電流測定装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃで測定された帯電交流電圧値が、メモリ６０に記憶される（Ｓ５０３）。
【０１６６】
次に、ＣＰＵ７０は、メモリ６０に記憶された第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃのそれぞれについての、印加した帯電交流電圧値に対する測定された帯電交流電流値の情報から、図１７、図１８で説明した計算方法によって近似直線を２つ算出する（Ｓ５０４）。上記情報は、放電領域の（Ｖα１、Ｉα１）、（Ｖα２、Ｉα２）、（Ｖα３、Ｉα３）の３点の情報、未放電領域の（Ｖβ１、Ｉβ１）、（Ｖβ２、Ｉβ２）、（Ｖβ３、Ｉβ３）の３点の情報である。
【０１６７】
次に、ＣＰＵ７０は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれについて、必要な放電電流量に対する必要な帯電交流電圧値を、上述の式４によって計算する（Ｓ５０５）。本実施例では、必要な放電電流量は１００μＡである。この必要な放電電流量１００μＡに対して、必要な帯電交流電圧値は、例えば図１９に示すように、第１の画像形成部Ｓａでは１９２０Ｖｐｐ、第２の画像形成部Ｓｂでは１８００Ｖｐｐ、第３の画像形成部Ｓｃでは２１２０Ｖｐｐと計算される。この場合、本実施例では、ＣＰＵ７０は、最大の帯電交流電圧値である、第３の画像形成部Ｓｃの２１２０Ｖｐｐを印字工程時にカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃに印加する帯電交流電圧値に決定する（Ｓ５０６）。
【０１６８】
次に、ＣＰＵ７０は、上記帯電交流電圧値が最大値となる画像形成部以外の第１の画像形成部Ｓａ、第２の画像形成部Ｓｂの放電電流量が、必要な放電電流量Ｄに対して誤差１０％以内であるか否か、つまり、
０．９Ｄ≦Ｄ≦１．１Ｄ
の範囲に入っているか否かを判断する（Ｓ５０７）。ＣＰＵ７０は、第１、第２の画像形成部Ｓａ、Ｓｂについてそれぞれ算出した２つの近似直線から、第１、第２の画像形成部Ｓａ、Ｓｂにおける放電電流量をそれぞれ求めることができる。本実施例では、必要な放電電流量Ｄは１００μＡであるので、９０〜１１０μＡの範囲に入っているか否かを判断する。
【０１６９】
図１９に示す例では、第３の画像形成部Ｓｃに合わせて２１２０Ｖｐｐの帯電交流電圧を出力すると、第１の画像形成部Ｓａでは放電電流量が２００μＡ、第２の画像形成部Ｓｂでは放電電流量が３００μＡとなり、誤差１０％以内にはならない。
【０１７０】
そこで、ＣＰＵ７０は、Ｓ５０７において、誤差１０％以内ではない画像形成部がある場合には、上記帯電交流電圧値が最大値となる画像形成部以外の画像形成部に対して設けられた可変抵抗４０を調整する（Ｓ５０９）。このとき、ＣＰＵ７０は、Ｖｐｐ−Ｉａｃを上記帯電交流電圧値が最大値となる画像形成部のものに近づけるように、それ以外の画像形成部に対して設けられた可変抵抗４０を調整する。このとき、可変抵抗を１度にどの程度変更するかは、制御の精度、制御の複雑さなどに鑑みて適宜決定することができるが、例えば前述の各実施例と同様に、可変抵抗を５段階で変更するように構成することができる。
【０１７１】
図１９に示す例では、第３の画像形成部Ｓｂでは可変抵抗４０ｃは０Ω、第１の画像形成部Ｓａでは可変抵抗４０ａは１．０×１０6Ω、第２の画像形成部Ｓｂでは可変抵抗４０ｂは５．０×１０6Ωに調整する。これにより、第１、第２の画像形成部Ｓａ、ＳｂのＶｐｐ−Ｉａｃは第３の画像形成部ＳｃのＶｐｐ−Ｉａｃとほぼ同等になる。
【０１７２】
そして、可変抵抗４０の調整後に、再び、Ｖｐｐ−Ｉａｃの計算を実行する（Ｓ５０２）。Ｓ５０７において誤差が１０％以内になれば、画像形成動作に移行する（Ｓ５０８）。このとき、Ｓ５０６で決定した帯電交流電圧値で帯電電圧の帯電交流電圧値を定電圧制御して、画像形成動作を行う。
【０１７３】
又、Ｓ５０１において、帯電バイアス調整のタイミングではないと判断した場合は、Ｓ５０２〜Ｓ５０７の処理は行わずに、前回決定された帯電交流電圧値、可変抵抗４０の設定で、画像形成動作に移行する（Ｓ５０８）。
【０１７４】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源２１を有する。又、画像形成装置１００は、交流電源２１から交流電圧が印加されることで上記少なくとも２つの帯電部材に流れる交流電流をそれぞれ測定する交流電流測定装置３０を有する。又、画像形成装置１００は、交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する制御手段を有する。又、画像形成装置１００は、上記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと交流電源２１との間に接続された複数の可変抵抗４０を有する。又、画像形成装置１００は、複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段を有する。本実施例では、ＣＰＵ７０が、上記制御手段と調整手段の機能を有する。そして、本実施例では、制御手段は、次のような制御を行う。即ち、交流電源から上記少なくとも２つの帯電部材に交流電圧を印加してそれぞれに流れる交流電流値を交流電流測定装置で測定した結果から、所定の放電電流量を得るために交流電源から印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ算出する。そして、算出された必要な交流電圧のピーク間電圧値のうち最大値を、画像形成時に交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を定電圧制御する目標値に決定する。又、調整手段は、画像形成時に、次のようにして、上記少なくとも２つの帯電部材のうち上記最大値が算出された帯電部材以外の帯電部材のそれぞれに接続された可変抵抗４０の電気抵抗値を調整する。即ち、上記目標値により上記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御した際に、上記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように調整する。
【０１７５】
即ち、本実施例では、交流電源を共通にした複数の画像形成部の中で、必要な放電電流量に対して計算された帯電交流電圧値が最大値である画像形成部の帯電交流電圧値に合わせる。これによって、交流電源を共通にした複数の画像形成部の中の他の画像形成部では、砂地やかぶりなどの感光ドラム１の帯電不良による画像不良は発生しない。次に、その他の画像形成部に対して設けられた可変抵抗４０の電気抵抗値を大きい方へ調整する。これによって、その他の画像形成部のＶｐｐ−Ｉａｃは、上記帯電交流電圧値が最大値である画像形成部のＶｐｐ−Ｉａｃに近づく。そのため、共通の交流電源から同じ値の帯電交流電圧を印加した場合でも、各画像形成部の放電電流量を、例えば誤差１０％以内などの所定の誤差範囲内に調整することができる。本実施例では、所定の放電電流量１００μＡに対して、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの放電電流量は１００±１０μＡの範囲に調整することができた。
【０１７６】
尚、本実施例では、放電領域、未放電領域において、それぞれ３点の帯電交流電圧値と帯電交流電流値とのデータから、近似直線を求めた。但し、当業者には明らかなように、放電領域では、少なくとも２点のデータから近似直線を求めることができる。又、未放電領域では、ゼロ点と少なくとも１点のデータから近似直線を求めることができる（この場合Ｙβ＝βＸβ）。
【０１７７】
以上、本実施例によれば、放電電流制御を行うと共に、可変抵抗を調整する。これにより、１つの交流電源で複数の画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を印加する安価で小型の構成において、砂地などの帯電不良がなく、又過放電ならずに、必要な放電電流量に対し、適正な帯電交流電圧値を出力することができる。
【０１７８】
（その他）
本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【０１７９】
上述の実施例では、イエロー、マゼンタ、シアンの各色用の画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を印加する交流電源を共通にした。しかし、１つの交流電源から複数の画像形成部の帯電部材に交流電圧を印加する構成であれば、本発明を適用して上述と同様の効果を得ることができる。例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の画像形成部の全ての帯電部材に交流電圧を印加する交流電源を共通にすることもできる。
【０１８０】
又、上述の実施例では、可変抵抗は電気抵抗値を５段階に調整できるものとした。しかし、可変抵抗の電気抵抗の調整段階数を更に増加することで、より必要の放電電流量に対して誤差の少ない調整を行うことができる。又、可変抵抗の調整範囲を更に大きくすることで、感光ドラムが更に磨耗した場合においても、必要な放電電流量となるように調整することができる。
【０１８１】
又、上述の実施例では、各画像形成部の感光ドラムの使用状況として、画像形成枚数、感光ドラムの回転数、又は感光ドラムの帯電時間を検知する場合について説明した。しかし、斯かる態様に限定されるものではなく、これらの複数を組み合わせることも可能である。これにより、感光ドラムの使用状況の検知精度を向上することができる。
【０１８２】
又、上述の実施例では、非画像形成時である印字準備回転動作期間に、印字工程の帯電工程における帯電交流電圧のピーク間電圧値又は交流電流値の演算・決定プログラムを実行した。しかし、当該プログラムは、他の非画像形成時、即ち、初期回転動作時、紙間工程時又は後回転工程時で実行してもよいし、複数の非画像形成時に実行してもよい。
【０１８３】
又、上述の実施例では、ドラムクリーニング装置を用いた画像形成装置を例とした。しかし、ドラムクリーニング装置がなく、現像装置において現像同時クリーニングを行う、所謂、クリーナレスの画像形成装置においても、本発明を適用して上述と同様の効果を得ることができる。
【０１８４】
又、感光ドラムは、その表面抵抗が１０9〜１０14Ω・ｃｍの電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであってもよい。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、感光ドラムとして、表層の体積抵抗が約１０13Ωであるアモルファスシリコン感光体を用いてもよい。
【０１８５】
又、上述の実施例では、帯電部材として可撓性のローラ型の接触帯電部材である帯電ローラを用いた。しかし、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。
【０１８６】
又、帯電部材に印加する振動電界の交番電圧成分（ＡＣ成分、周期的に電圧値が変化する電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角波などを適宜使用可能である。更に、直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波であってもよい。
【０１８７】
又、上述の実施例では、画像形成装置は中間転写方式のものであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。タンデム型の画像形成装置として、上述の実施例の画像形成装置における中間転写体の代わりに記録材担持体を有し、この記録材担持体に担持された記録材に感光体から直接トナー像を転写する直接転写方式のものがある。記録材担持体としては、無端ベルト状の記録材担持ベルトなどが用いられる。例えばフルカラーの画像形成持には、記録材担持体上に担持された記録材上に複数色のトナー像が順次重ね合わせるようにして転写される。その後、この記録材上のトナー像が記録材に定着されることでカラー画像が得られる。本発明は斯かる直接転写方式の画像形成装置にも適用することができ、上述と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１８８】
１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 一次転写ローラ
６ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 二次転写ローラ
９ 定着装置
２０ 帯電電源回路
３０ 交流電流測定装置
３４ 制御回路
４０ 可変抵抗
５０ カウンタ
８０ 直流電流測定装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ＦＡＸ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として、それぞれが感光体を有する画像形成部が記録材担持体又は中間転写体の移動方向に沿って１列に配置されたタンデム型の画像形成装置がある。タンデム型の画像形成装置は、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の画像形成部を有し、各画像形成部の感光体上に形成されたトナー像が、記録材担持体に担持された記録材上又は中間転写体上に順次に重ね合わせて転写される。各画像形成部では、感光体の表面が一様に帯電させられた後に、画像情報に従って露光されることで、感光体上に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像がトナーで現像されることによって、感光体上にトナー像が形成される。
【０００３】
感光体の表面を帯電処理する帯電手段としては、コロトロンやスコロトロンといった非接触型の帯電装置がある。又、帯電手段としては、電圧が印加される帯電ローラや帯電ブラシといった帯電部材を感光体の表面に近接又は接触させる非接触型又は近接型（以下、単に「接触型」という。）の帯電装置がある。接触型の帯電装置は、非接触型の帯電装置と比較して、電源の低圧化が図れること、オゾン発生量が少ないことなどの長所を有する。
【０００４】
一方、接触型の帯電装置では、帯電部材の特性のバラツキ、温度や湿度の環境変化によって帯電電位が変化し易い。これを抑制するために、帯電部材に、帯電電圧（帯電バイアス）として直流電圧（以下「帯電直流電圧」ともいう。）と交流電圧（以下「帯電交流電圧」ともいう。）とを重畳した振動電圧を印加するＡＣ帯電方式がある。
【０００５】
ＡＣ帯電方式においては、帯電交流電圧のピーク間電圧の値（以下、単に「帯電交流電圧値」ともいう。）に適正な範囲がある。帯電交流電圧値が低すぎると、感光体に所望の電位が乗らず、感光体の帯電ムラが生じることによって、砂地やかぶり（トナーが付着すべきでない非画像部にトナーが付着することによる画像不良）などの問題が生じる。又、帯電交流電圧値が高すぎると、感光体の摩耗（削れ）が促進され、耐久性の問題が生じる。
【０００６】
一方、感光体を均一に帯電させるのに必要な最低限の帯電交流電圧値（Ｖｍｉｎ）が存在するため、この帯電交流電圧値以下ではＡＣ帯電方式の帯電装置を使用することはできない。この最低限の帯電交流電圧値は、帯電部材に直流電圧のみを印加した際に感光体と帯電部材との間で放電が開始される電圧（以下「放電開始電圧」という。）Ｖｔｈの略２倍であることが知られている（特許文献１）。
【０００７】
尚、この最低限の帯電交流電圧値は、帯電部材、感光体、電源回路などの特性の個体差、環境変化、経時変化によって変化する。そこで、帯電部材から感光体に流れ込み、感光体の帯電に寄与する放電電流量を求めて、この放電電流量を一定に制御する技術（放電電流制御）も知られている（特許文献２）。即ち、未放電領域の値の帯電交流電圧と、その帯電交流電圧を印加した際に流れる交流電流との関数を求める。又、放電領域の値の帯電交流電圧と、その帯電交流電圧を印加した際に流れる交流電流との関数を求める。そして、両関数の差を放電電流量として算出し、必要な帯電交流電圧値又は交流電流値を求めて、帯電バイアスを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６８号公報
【特許文献２】特開２００１−２０１９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、ＡＣ帯電方式では、適正な範囲の帯電交流電圧を印加することが望まれる。
【００１０】
しかしながら、タンデム型の画像形成装置においては、各画像形成部の帯電部材に適正な範囲の帯電交流電圧を印加するために、各画像形成部に対してそれぞれ別個の交流電源を設けると、電源の個数が多くなる。電源の個数が多くなると、装置の大型化、装置の重量の増加、コストの増加に繋がる。
【００１１】
そのため、複数の画像形成部について電源を共通化することが望まれる。しかし、単に電源を共通化したのでは、その共通化した画像形成部では同じ値の帯電交流電圧が入力されてしまうので、適正な範囲の帯電交流電圧値が画像形成部によって異なる場合には、適正な範囲の帯電交流電圧値が入力されない画像形成部が出てくる。
【００１２】
例えば、イエロー用の画像形成部の最適な帯電交流電圧値が１８００Ｖｐｐ〜１８５０Ｖｐｐ、マゼンタ用の画像形成部の最適な帯電交流電圧値が２１００Ｖｐｐ〜２１５０Ｖｐｐであるとする。この時に、イエロー用の画像形成部とマゼンタ用の画像形成部において２０００Ｖｐｐの同一の帯電交流電圧が印加される場合を考える。この場合、イエロー用の画像形成部では感光体の摩耗（削れ）が促進されることによって、感光体の寿命が短くなる。又、この場合、マゼンタ用の画像形成部では、感光体の帯電ムラが発生することによって、かぶりなどの画像不良が発生する。
【００１３】
従って、本発明の目的は、帯電部材に交流電圧を印加する電源を複数の画像形成部に対して共通としても、各画像形成部において適正な放電電流量を得ることが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、第１の本発明は、複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記複数の感光体のそれぞれの使用状況を検知する使用状況検知手段と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、前記制御手段は、画像形成時に、前記感光体が特定の使用状況の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加させ、前記調整手段は、画像形成時に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、前記使用状況検知手段による前記少なくとも２つの帯電部材が帯電させる感光体のそれぞれの使用状況の検知結果に応じて、前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
第２の本発明は、複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記感光体を帯電させる際に前記少なくとも２つの帯電部材に流れる直流電流値をそれぞれ測定する直流電流測定装置と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、前記制御手段は、画像形成時に、前記感光体が前記直流電流測定装置によって特定の直流電流値が測定される状態の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加させ、前記調整手段は、画像形成時に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、非画像形成時に前記直流電流測定装置によって前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれについて測定した前記直流電流値に応じて、前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
第３の本発明は、複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から交流電圧が印加されることで前記少なくとも２つの帯電部材に流れる交流電流をそれぞれ測定する交流電流測定装置と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、前記制御手段は、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に交流電圧を印加してそれぞれに流れる交流電流値を前記交流電流測定装置で測定した結果から、所定の放電電流量を得るために前記交流電源から印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ算出し、算出された前記必要な交流電圧のピーク間電圧値のうち最大値を、画像形成時に前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を定電圧制御する目標値に決定し、前記調整手段は、画像形成時に、前記目標値により前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御した際に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、前記少なくとも２つの帯電部材のうち前記最大値が算出された帯電部材以外の帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、帯電部材に交流電圧を印加する電源を複数の画像形成部に対して共通としても、各画像形成部において適正な放電電流量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係る画像形成装置の帯電ローラ周りの構成をより詳しく示す模式的な断面図である。
【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帯電交流電圧の制御方法を説明するための説明図である。
【図５】本発明の一実施例に係る画像形成装置における感光ドラムが新品の場合のカラー画像形成部のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【図６】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枚数の増加に伴うカラー画像形成部のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【図７】本発明の一実施例に係る画像形成装置における帯電交流電圧の制御の原理を説明するためのＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【図８】本発明の一実施例に係る画像形成装置における放電電流量と感光ドラムの削れ量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帯電交流電圧の制御方法の手順を示すフローチャート図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る画像形成装置における帯電交流電圧の制御の原理を説明するためのＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係る画像形成装置における帯電交流電圧の制御方法の手順を示すフローチャート図である。
【図１２】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交流電圧の制御の原理を説明するためのＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【図１３】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交流電圧の制御方法の手順を示す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の概略構成図である。
【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帯電交流電圧印加時間と感光ドラムの削れ量、帯電交流電圧印加時間と帯電直流電流値の関係を示すグラフ図である。
【図１６】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置における帯電交流電圧の制御方法の手順を示すフローチャート図である。
【図１７】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置の帯電交流電圧の制御方法を説明するための説明図である。
【図１８】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置の帯電交流電圧の制御方法を説明するための説明図である。
【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カラー画像形成部のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示すグラフ図である。
【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交流電圧の制御方法の手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の全体的な構成を示す。本実施例では、画像形成装置１００は、電子写真方式を用いたタンデム型のフルカラー画像形成装置である。
【００２１】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部（ステーション）として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成する、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを有する。これらの４つの画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄは、詳しくは後述する被転写部材としての中間転写体の画像担持面の移動方向に沿って、一定の間隔をおいて一列に配置されている。本実施例では、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電部材に電圧を印加する電源を共通にした。
【００２２】
本実施例では、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄの構成及び動作は、使用する現像剤を除いて実質的に同一である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に属する要素であることを表す符号の添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略して、当該要素について総括的に説明する。
【００２３】
画像形成部Ｓ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の周囲には、次の各手段が設けられている。先ず、接触型の帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２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、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ５である。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６である。帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に接触して回転する。各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。ドラムクリーニング装置６は、クリーニング部材としてのクリーニングブレードを有し、クリーニングブレードが感光ドラム１に接触することで、回転する感光ドラム１の表面からトナーを掻き取る。
【００２４】
又、各画像形成部Ｓの感光ドラム１と対向するように、中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、複数のローラに所定の張力をもって掛け回されている。上記一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７の内周面側において、各画像形成部Ｓの感光ドラム１と対向するように配置されている。一次転写ローラ５は、中間転写ベルト７を介してして感光ドラム１に押圧され、感光ドラム１と中間転写ベルト７とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成する。又、中間転写ベルト７の外周面側には、中間転写ベルト７を張架するローラのうち１つに対向する位置に、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ８が配置されている。二次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して上記１つのローラに押圧されており、二次転写ローラ８と中間転写ベルト７とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。
【００２５】
記録材Ｐにフルカラー画像を形成する場合を例として、画像形成動作について説明する。先ず、各画像形成部Ｓにおいて、感光ドラム１が帯電ローラ２によって一様に帯電させられる。帯電電圧印加手段については後述する。帯電した感光ドラム１の表面は、露光装置３によって画像情報に応じて走査露光される。これにより、感光ドラム１上に静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４によって現像剤のトナーで現像される。これにより、感光ドラム１上にトナー像が形成される。本実施例では、イメージ露光と反転現像により、トナー像を形成する。即ち、一様に帯電させられた後に露光装置３により露光されて電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の画像部に、感光ドラム１の帯電極性（本実施例では負極生）と同極性に帯電したトナーを付着させる。
【００２６】
各画像形成部Ｓの感光ドラム１上に形成された各色のトナー像は、各一次転写部Ｎ１において、各一次転写ローラ５の作用により中間転写ベルト７上に順次重ね合わせて転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ５には、一次転写電圧印加手段としての一次転写電源（図示せず）から、トナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。中間転写ベルト上に転写されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ８の作用により記録材Ｐ上に転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ８には、二次転写電圧印加手段としての二次転写電源（図示せず）から、トナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性の二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。記録材Ｐは、記録材収容カセット（図示せず）などから供給ローラ１１などによって二次転写部Ｎ２へと搬送されてくる。トナー像が転写された記録材Ｐは中間転写ベルト７から分離されて、定着手段としての定着装置９へと搬送される。そして、記録材Ｐは、定着装置９の定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとの間のニップ部（定着ニップ）を通過する際に加熱及び加圧され、その上のトナー像が定着される。その後、記録材Ｐは画像形成装置１００の外部に排出される。
【００２７】
尚、一次転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、ドラムクリーニング装置６によって感光ドラム１上から除去されて回収される。又、二次転写工程後に中間転写ベルト７上に残留したトナー（二次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１０によって中間転写ベルト７上から除去されて回収される。
【００２８】
２．帯電電源回路等
各画像形成部Ｓの帯電ローラ２には、帯電電圧印加手段としての帯電電源回路２０から帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。これによって感光ドラム１の表面は所定の電位に均一に帯電させられる。
【００２９】
帯電電源回路２０は、交流電源部２１と、直流電源部２２と、直流増幅部２３とを有する。これによって、帯電電源回路２０は、各帯電ローラ２に印加する帯電電圧として、直流電圧（帯電直流電圧）と交流電圧（帯電交流電圧）とが重畳された振動電圧を発生する。本実施例では、帯電電源回路２０は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ（以下「カラー画像形成部」ともいう。）と、第４の画像形成部Ｓｄ（以下「ブラック画像形成部」ともいう。）とに分けて、別個の電源回路要素が設けられている。これは、一般にカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃとブラック画像形成部Ｓｄとでは使用頻度が異なることから、感光ドラム１などの部材の劣化の速度が異なり、詳しくは後述する必要な放電電流量が異なることが多いからである。以下説明するように、本実施例では、カラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃについては、直流電圧、交流電圧のいずれについても、共通の１つの電源とされている。そして、ブラック画像形成部Ｓｄについては、直流電圧、交流電圧のいずれについても、カラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ用のものとは別の電源が設けられている。
【００３０】
カラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃには、直流電圧は、直流電源部２２内の第１の直流電源（直流電圧発生回路）２６ａから印加される。その直流電圧値の大きさは、直流増幅部２３内の第１の直流増幅回路２７ａにより調整される。又、カラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃには、交流電圧は、交流電源部２１内の第１の交流電源（交流電圧発生回路）２４ａから印加される。その交流電圧値の大きさは、交流電源部２１内の第１の交流増幅回路２５ａにより調整される。
【００３１】
一方、ブラック画像形成部Ｓｄの帯電ローラ２ｄには、直流電圧は、直流電源部２２内の第２の直流電源（直流電圧発生回路）２６ｄから印加される。その直流電圧値の大きさは、直流増幅部２３内の第２の直流増幅回路２７ｄにより調整される。又、ブラック画像形成部Ｓｄの帯電ローラ２ｄには、交流電圧は、交流電源部２１内の第２の交流電源（交流電圧発生回路）２４ｄから印加される。その交流電圧値の大きさは、交流電源部２１内の第２の交流増幅回路２５ｄにより調整される。
【００３２】
帯電交流電圧の印加により各帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに流れる交流電流の値である帯電交流電流値は、それぞれ交流電流測定手段としての交流電流測定装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにより測定されるようになっている。例えば後述するように第１、第２の交流増幅回路２５ａ、２５ｂにより帯電交流電圧値を上下させることにより得られた、印加された帯電交流電圧値Ｖｐｐと測定された帯電交流電流値Ｉａｃとの関係は、制御回路３４により計算される。そして、この関係は、必要な放電電流量を得るための帯電交流電圧値を求めるために用いられる。
【００３３】
又、本実施例では、交流電源部２１の出力の周波数は１．５ｋＨｚとした。又、本実施例では、帯電直流電圧は、約−５００Ｖである。本実施例では、感光ドラム１の帯電電位は、ほぼ帯電直流電圧値に均一に収束する。
【００３４】
又、本実施例の画像形成装置１００は、交流電源部２１から第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃへの電流の分岐点Ｂと帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃとの間に、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを有する。制御回路３４により可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの電気抵抗値を制御できる。本実施例では０Ω、１．０×１０5Ω、５．０×１０5Ω、１．０×１０6Ω、５．０×１０6Ωの５段階で電気抵抗値を選択できる可変抵抗を採用した。
【００３５】
３．帯電ローラ周りの詳細な構成
本実施例では、感光ドラム１は、外径３０ｍｍの負帯電性の有機感光体（ＯＰＣ）である。感光ドラム１は、駆動装置（図示せず）によって通常２１０ｍｍ／ｓのプロセススピード（周速度）図１中ので矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。感光ドラム１は、図２に示すように、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）１ｐの表面に、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層１ｑと、光電荷発生層１ｒと、電荷輸送層１ｓの３層と、を下から順に塗布して構成されている。本実施例では、電荷輸送層の厚さは２８μｍであり、これが１３μｍまで磨耗すると、帯電不良などの問題が発生する。
【００３６】
又、本実施例では、帯電ローラ２の長手方向（回転軸線方向）の長さは３２０ｍｍである。帯電ローラ２は、図２に示すように、芯金（支持部材）２ｐの外回りに、下層２ｑと、中間層２ｒと、表層２ｓと、を下から順次に積層した３層構成とされている。下層２ｑは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層２ｓは、感光ドラム１上にピンホールなどの欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
【００３７】
より具体的には、本実施例における帯電ローラ２の仕様は次の通りである。
芯金２ｐ；直径６ｍｍのステンレス丸棒
下層２ｑ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ3、体積抵抗値１０2〜１０9Ωｃｍ、層厚３．０ｍｍ
中間層２ｒ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０2〜１０5Ωｃｍ、層厚７００μｍ
表層２ｓ；フッ素化合物の樹脂に酸化錫とカーボンを分散、体積抵抗値１０7〜１０10Ωｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ
【００３８】
帯電ローラ２は、付勢手段としての押圧ばね２ｔによって感光ドラム１の中心方向に付勢されて、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の回転駆動に従動して回転する。感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電ニップ部である。本実施例では、帯電ローラ２の全体の体積抵抗値は１．０×１０5Ωｃｍである。
【００３９】
ここで、接触型の帯電装置において、帯電部材は感光体の表面に必ずしも接触している必要はない。帯電部材と感光体との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数１０μｍの空隙（間隔）を有して非接触に近接配置されていてもよく、本発明ではこの近接帯電の場合も接触帯電の範疇とする。
【００４０】
４．画像形成装置の動作シーケンス
図３は、本実施例における画像形成装置１００の動作シーケンスを示す。
【００４１】
ａ．初期回転動作（前多回転工程）
初期回転動作は、画像形成装置１００の起動時の始動動作の期間（起動動作期間、ウォーミング期間）である。初期回転動作では、画像形成装置１００の電源スイッチがオンとされることにより、感光ドラム１が回転駆動され、定着装置９の所定温度への立ち上げなどの所定のプロセス機器の準備動作が実行される。
【００４２】
ｂ．印字準備回転動作（前回転工程）
印字準備回転動作は、プリント信号（画像形成開始信号）が入力されてから、実際に印字工程（画像形成工程）が実行されるまでの間の、画像形成前の準備回転動作の期間である。印字準備回転動作は、初期回転動作中にプリント信号が入力されたときには、初期回転動作に引き続いて実行される。プリント信号が入力されないときには、初期回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止されて、感光ドラム１の回転駆動が停止され、プリント信号が入力されるまで画像形成装置１００はスタンバイ（待機）状態に保たれる。そして、プリント信号が入力されると、印字準備回転動作が実行される。
【００４３】
本実施例では、この印字準備回転動作期間において、印字工程の帯電工程における適切な帯電交流電圧値の演算・決定プログラムが実行される。これについては後述して詳しく説明する。
【００４４】
ｃ．印字工程（画像形成工程、作像工程）
所定の印字準備回転動作が終了すると、引き続いて回転する感光ドラム１に対する作像プロセスが実行されると共に、回転する感光ドラム面に形成されたトナー像の記録材Ｐへの転写、定着装置９によるトナー像の定着処理がなされる。そして、画像形成物が画像形成装置１００の外部に排出（プリントアウト）される。
【００４５】
連続印字（連続プリント）の場合は、上記印字工程が設定された画像形成枚数分繰り返して実行される。
【００４６】
ｄ．紙間工程
紙間工程は、連続印字時に、一の記録材Ｐの後端部が転写位置（二次転写部Ｎ２）を通過した後、次の記録材Ｐの先端部が転写位置に到達するまでの間の、転写位置に記録材Ｐが存在しない状態の期間である。
【００４７】
ｅ．後回転動作
後回転動作は、単一の記録材Ｐへの印字工程が終了した後又は連続印字時の最後の記録材Ｐへの印字工程が終了した後も、しばらくの間メインモータの駆動が継続されて感光ドラム１が回転駆動され、所定の整理動作（準備動作）が実行される期間である。
【００４８】
ｆ．スタンバイ（待機）
所定の後回転動作が終了すると、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は次のプリント信号が入力されるまでスタンバイ状態に保たれる。１枚だけのプリントの場合は、そのプリント終了後、画像形成装置１００は後回転動作を経て、スタンバイ状態になる。スタンバイ状態において、プリント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。
【００４９】
ｃの印字工程時が画像形成時であり、ａの初期回転動作、ｂの前回転動作、ｄの紙間工程、ｅの後回転動作が非画像形成時である。
【００５０】
５．制御態様
本実施例の画像形成装置１００の動作は、画像形成装置１００に設けられた制御回路３４によって統括的に制御される。図１に示すように、制御回路３４は、情報を記憶する記憶手段としてのメモリ６０と、画像形成装置１００に各種動作を指示する制御手段としてのＣＰＵ７０とを有する。
【００５１】
又、本実施例では、画像形成装置１００は、各画像形成部の感光ドラム１の使用状況情報を検知する使用状況検知手段としてのカウンタ５０を有する。カウンタ５０により検知された使用状況情報は制御回路３４に伝達される。本実施例では、使用状況情報として、感光ドラム１の使用量と相関する、画像形成枚数を検知した。本実施例では、カウンタ５０は、画像形成枚数を所定の向きに搬送するＡ４サイズの記録材Ｐの枚数に換算して積算し、記憶する。
【００５２】
制御回路３４には、カウン５０から使用状況情報が伝達されたり、電流測定装置３０から感光ドラム１と帯電ローラ２との間に流れる交流電流値の情報が伝達されたりする。これらの情報は、必要に応じてメモリ６０に記憶される。そして、ＣＰＵ７０が、メモリ６０に記憶された情報に応じて、画像形成装置１００の各種動作を制御することができる。
【００５３】
６．放電電流量
次に、印字工程時に帯電ローラ２に印加する帯電交流電圧を制御する方法について説明する。
【００５４】
図４に示すように、帯電交流電圧のピーク間電圧の値である帯電交流電圧値Ｖｐｐに対して、帯電交流電圧の印加により流れる交流電流の値である帯電交流電流値Ｉａｃは、次のような関係にある。即ち、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍（Ｖｔｈ×２：放電開始点）未満の未放電領域で線形の関係にある。ここで、放電開始電圧Ｖｔｈは、帯電部材に直流電圧を印加した時の感光体への放電開始電圧である。そして、Ｖｔｈ×２以上の放電領域では帯電交流電圧値Ｖｐｐが増加するにつれて徐々に帯電交流電流値Ｉａｃが増加する方向にずれる。放電の発生しない真空中での同様の実験においては直線が保たれたため、これが放電に関与している電流の増分△Ｉａｃであると考えられる。
【００５５】
前述のように、ＡＣ帯電方式においては、必要な最低限の帯電交流電圧値（Ｖｍｉｎ）が存在する。そして、この最低限の帯電交流電圧値は、放電開始電圧Ｖｔｈの略２倍であることが知られている。この最低限の帯電交流電圧値以下では、感光ドラム１の帯電が不均一になり、かぶり、砂地などの画像不良が発生する。この最低限の帯電交流電圧値は、例えば帯電部材の電気抵抗の環境変動や経時変化などによって変化する。従って、公知のＡＣ帯電方式では、通常、この最低限の帯電交流電圧値以上の帯電交流電圧を印加する。又は、同様の理由から、この最低限の帯電交流電圧値としたときに流れる帯電交流電流値以上の帯電交流電流が流れるような帯電交流電圧を印加する。
【００５６】
ここで、Ｖｔｈ×２未満の未放電領域における帯電交流電圧値Ｖｐｐに対する帯電交流電流値Ｉａｃの比をαとする。このとき、Ｖｔｈ×２以上の放電領域における、放電による電流以外の、感光体と帯電部材との接触部へ流れる電流（以下「ニップ電流」ともいう。）などの交流電流は、α・Ｖｐｐとなる。従って、Ｖｔｈ×２以上の放電領域において測定される帯電交流電圧値Ｉａｃと、上記α・Ｖｐｐとの差分である、下記式１から算出されるΔＩａｃを、帯電交流電圧の印加による放電の量を代用的に示す放電電流量と定義する。
△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖｐｐ ・・・式１
【００５７】
この放電電流量△Ｉａｃが大きくなると、感光体の摩耗（削れ）、画像流れが促進される。尚、画像流れは、オゾンやＮＯｘなどの放電生成物が感光体の表面に付着し、高湿環境下においてこの付着物が吸湿し、感光体の表面の電荷保持能力が低下して、画像が乱れる現象である。又、放電電流量ΔＩａｃが小さくなると、かぶり、砂地などの画像不良が発生する。従って、ＡＣ帯電方式においては、均一に感光体を帯電させることのできる最低限の放電電流量になるように設定し制御する。これにより、良好な画像を形成することができると共に、感光体の削れなども最小限にして画像形成装置の長寿命化を図ることができる。
【００５８】
７．カラー画像形成部における帯電交流電圧の制御
次に、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧の制御について説明する。
【００５９】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、感光ドラム１が新品である場合の第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれについての帯電交流電圧Ｖｐｐと帯電交流電流値Ｉａｃとの関係（以下、単に「Ｖｐｐ−Ｉａｃ」ともいう。）の一例を示す。感光ドラム１が新品の場合、Ｖｐｐ−Ｉａｃのグラフの傾きはほぼ同じであり、必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値Ｖｐｐもほぼ同じ値になる。本実施例では、感光ドラム１の帯電均一性が確保でき、且つ、感光ドラム１の磨耗も抑制できる最適な放電電流量（必要な最低限の帯電交流電圧値（Ｖｍｉｎ））は１００±２０μＡである。そして、感光ドラム１が新品の場合、放電電流量が１００μＡの時の帯電交流電圧は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのいずれにおいても２１５０Ｖｐｐであった。即ち、感光ドラム１が新品の状態では、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの間で感光ドラム１の膜厚の差がほとんど無い。従って、この状態では、１つの電源から並列に同じ値の帯電交流電圧を第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２に帯電交流電圧を印加しても、各画像形成部において放電電流量は１００μＡになる。
【００６０】
しかし、使用量の増加に伴って感光ドラム１が磨耗すると、感光ドラム１の容量が大きくなり、感光ドラム１と帯電ローラ２との間の空間での電界が大きくなり、放電が起こりやすくなる。
【００６１】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第２の画像形成部Ｓｂを例として、感光ドラム１が磨耗していく過程におけるＶｐｐ−Ｉａｃの変化を示す。同図は、温度２３℃、湿度５％の環境で測定した結果を示す。図６（ａ）は、図５（ｂ）に相当する。
【００６２】
感光ドラム１が新品の場合は、放電電流量を１００μＡに制御するためには、２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧を印加すればよい（図６（ａ））。しかし、感光ドラム１の使用量（本実施例ではＡ４サイズ換算の画像形成枚数）が３０Ｋ枚（３００００枚）の場合は、感光ドラム１の電荷輸送層は、新品時に比べて、磨耗して厚さが減少している。そのため、感光ドラム１の容量が大きくなり、感光ドラム１と帯電ローラ２との間で放電が起こりやすくなる。従って、前述の必要な最低限の帯電交流電圧値（Ｖｍｉｎ）（放電開始電圧Ｖｔｈの略２倍）の値は小さくなり、Ｖｐｐ−Ｉａｃのグラフの傾きは大きくなる（図６（ｂ））。画像形成枚数が６０Ｋ枚（６００００枚）の場合は、感光ドラム１の磨耗量が更に増えて、必要な最低限度の帯電交流電圧値（Ｖｍｉｎ）の値が更に小さくなり、Ｖｐｐ−Ｉａｃの傾きが更に大きくなる（図６（ｃ））。
【００６３】
このＶｐｐ−Ｉａｃの変化に対して、帯電交流電圧値が感光ドラム１が新品の場合と同じ２１５０Ｖｐｐに設定されたままであると、放電電流量は、画像形成枚数が３０Ｋ枚のときには２００μＡとなり、６０Ｋ枚のときには２５０μＡとなり、過放電気味になる。
【００６４】
従って、感光ドラム１の磨耗量が更に増大したり、感光ドラム１の表面にトナーや外添剤などの付着物がつくフィルミングなどの弊害が発生したりすることがある。
【００６５】
そこで、画像形成枚数が増加するにつれて帯電交流電圧値を小さくしていく制御を行うことが望まれる。本実施例では、放電電流量を１００μＡにするために、図６に示すように、例えば画像形成枚数が３０Ｋ枚のときには１９８０Ｖｐｐ、６０Ｋ枚のときには１９００Ｖｐｐに帯電交流電圧値を小さくする。これにより、上記のような過放電による弊害を抑制することができる。
【００６６】
表１は、本実施例における、放電電流量を１００μＡにするための、画像形成枚数と最適な帯電交流電圧値との関係を示す。画像形成枚数１５Ｋ枚毎に、最適な帯電交流電圧値が変化する。従って、本実施例では、表１に従って、画像形成枚数の増加に伴って、帯電交流電圧値を下げていくのが望ましい。
【００６７】
【表１】
【００６８】
しかし、本実施例のように、１つの交流電源から複数の画像形成部の帯電ローラ２に帯電交流電圧を印加する場合、次のような問題がある。
【００６９】
即ち、例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの画像形成枚数が同じであれば、表１に従って各画像形成部において同時に帯電交流電圧を変化させていけば、過放電の問題は生じない。又、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃが同時に交換されるのであれば、同様に、過放電の問題は生じない。
【００７０】
しかしながら、実際、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの使用状況は、画像形成部ごとに異なる。例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれか１つの画像形成部のみを用いて画像を形成する場合など、画像形成枚数が第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で異なる場合がある。又、常に第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１を同時に交換することは、例えば、１つの画像形成部において不具合が生じた場合に、全ての画像形成部において交換しなくてはならないことを意味する。従って、低ランニングコストの観点などから、近年の画像形成装置では、画像形成部ごとに感光ドラム１を交換する構成が主に採用されている。
【００７１】
本実施例の画像形成装置１００も、画像形成部ごとに、画像形成枚数が６０Ｋ枚になった場合に、画像形成装置１００の操作部（図示せず）において、感光ドラム１の交換を促すメッセージを表示する構成とした。
【００７２】
そのため、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１が同時に交換されなかった場合、或いは第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれかの感光ドラム１の画像形成枚数が大きい場合に、次のようになる。即ち、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、画像形成部間で放電電流量の差が大きくなることがある。
【００７３】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で放電電流量の差が大きくなった場合のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示す。図７（ａ）は第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが交換したばかりの新品の場合、図７（ｂ）は第２の画像形成部Ｓｂの画像形成枚数が寿命末期の６０Ｋ枚の場合のＶｐｐ−Ｉａｃのグラフを示す。
【００７４】
図７に示す例において、第１の画像形成部Ｓａで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第１の画像形成部Ｓａには２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第２の画像形成部Ｓｂにも同じ２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第２の画像形成部Ｓｂでは放電電流量は２５０μＡとなり、過放電気味になる。
【００７５】
一方、第２の画像形成部Ｓｂで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第２の画像形成部Ｓｂには１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第１の画像形成部Ｓａにも同じ１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第１の画像形成部Ｓａでは放電電流量は４０μＡとなり、放電電流量が不足して、砂地、かぶりなどの感光ドラム１の帯電不良による画像不良が生じる。
【００７６】
図８は、放電電流量が１００μＡ（本実施例では適正な放電電流量）の場合と、放電電流量が２５０μＡの場合の、画像形成枚数と感光ドラム１の削れ量との相関を示すグラフである。
【００７７】
感光ドラム１の削れ量は、感光ドラム１の電荷輸送層の削れ量を測定した。本実施例では、前述のように、感光ドラム１の削れ量が１５μｍ以上になると、帯電性が悪化し、帯電不良となる。
【００７８】
図８に示す例では、放電電流量が１００μＡ（本実施例では適正な放電電流量）の場合、感光ドラム１の削れ量が１５μｍになるのは画像形成枚数が７５０００枚になったときである。そのため、本実施例では、画像形成枚数が７５０００枚になったときに、感光ドラム１が寿命となったものとして、交換されるように設計されている。しかし、放電電流量が２５０μＡになると、画像形成枚数が３００００枚のときに感光ドラム１の削れ量が１５μｍになり、感光ドラム１の寿命が短くなる。
【００７９】
以上のように、１つの交流電源で複数の画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を並列に印加する構成では、同じ帯電交流電圧値ではいずれかの画像形成部において過放電になったり、帯電不良になったりすることがある。
【００８０】
そこで、本実施例では、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを、感光ドラム１の使用状況、特に、感光ドラム１の使用量と相関する画像形成枚数に応じて調整する。
【００８１】
ここで、本実施例では、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの電気抵抗値を調整するために、ギアを組み合わせて回転可能なポテンショメータを用いた。即ち、制御回路３４のＣＰＵ７０の入力に従い、上記ギアを回転させることで、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを所定の電気抵抗値に設定した。
【００８２】
図７の例に即して更に説明する。図７（ａ）に示すように第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが新品である場合は、可変抵抗４０ａを０Ωにした。図７（ｂ）に示すように第２の画像形成部Ｓｂの画像形成枚数が６０Ｋ枚の場合は、感光ドラム１ｂの容量が大きくなり、感光ドラム１ｂと帯電ローラ２ｂとの間で放電が起こりやすい状態にある。従って、この場合は、可変抵抗４０ｂを５．０×１０6Ωとした。そして、帯電交流電圧値は、第１の画像形成部Ｓａの新品の感光ドラム１ａに合わせて、２１５０Ｖｐｐとした。この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃを図７（ｃ）に示す。図７（ｃ）から、この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフの傾きは、感光ドラム１が新品である第１の画像形成部ＳａにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフ（図７（ａ））の傾きとほぼ同様になる。そして、２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧を印加した時の放電電流量は１１０μＡとなり、本実施例における最適な放電電流量の範囲となった。
【００８３】
本実施例では、可変抵抗４０の電気抵抗値は、次のようにした。即ち、画像形成枚数が新品（０枚）〜５Ｋ枚の場合は０Ω、５〜１５Ｋ枚の場合は１．０×１０5Ω、１５〜３０Ｋ枚の場合は５．０×１０5Ω、３０〜４５Ｋ枚の場合は１．０×１０6Ω、４５〜６０Ｋ枚の場合は５．０×１０6Ωとした。これにより、帯電交流電圧値を新品の感光ドラム１の場合に必要な２１５０Ｖｐｐとすることによって、第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃの全てにおいて、感光ドラム１の使用状況に拘わらず、放電電流量を１００μＡ±２０μＡの範囲に制御することができる。
【００８４】
図９は、本実施例における、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧を調整する制御の手順を示す。
【００８５】
ＣＰＵ７０は、帯電バイアス制御のタイミング（本実施例では印字準備回転動作時）で、以下の処理を開始する（Ｓ１０１）。先ず、カウンタ５０において第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの画像形成枚数を検知する（Ｓ１０２）。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの画像形成枚数の情報は、メモリ６０に伝達される（Ｓ１０３）。そして、ＣＰＵ７０は、メモリ６０に記憶された感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃのそれぞれの使用量の情報に応じて、前述のとおりに可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃをそれぞれ調整する（Ｓ１０４）。ＣＰＵ７０は、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整を終了した後、印字工程時の帯電交流電圧値を、新品の感光ドラム１（画像形成枚数＝０枚）に対して必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値に決定する（Ｓ１０５）。本実施例では、放電電流量１００μＡに対する２１５０Ｖｐｐに決定した。そして、この決定した帯電交流電圧値で帯電電圧の帯電交流電圧値を定電圧制御して、画像形成を行う（Ｓ１０６）。
【００８６】
又、Ｓ１０１において、帯電バイアス制御のタイミングではないと判断した場合は、Ｓ１０２〜Ｓ１０５の処理は行わずに、前回決定された帯電交流電圧値の設定で、画像形成動作に移行する（Ｓ１０６）。
【００８７】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源２１を有する。又、画像形成装置１００は、交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段を有する。又、画像形成装置１００は、上記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと交流電源２１との間に接続された複数の可変抵抗４０を有する。又、画像形成装置１００は、複数の感光体のそれぞれの使用状況を検知する使用状況検知手段（カウンタ）５０を有する。又、画像形成装置１００は、複数の可変抵抗４０のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段を有する。本実施例では、ＣＰＵ７０が、上記制御手段と調整手段の機能を有する。そして、本実施例では、制御手段は、画像形成時に、感光体が特定の使用状況の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加させる。又、調整手段は、画像形成時に、次のようにして、上記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された可変抵抗４０の電気抵抗値を調整する。即ち、上記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、使用状況検知手段５０による上記少なくとも２つの帯電部材が帯電させる感光体のそれぞれの使用状況の検知結果に応じて調整する。特に、本実施例では、上記特定の使用状況は、感光体の新品状態である。又、特に、本実施例では、感光体の使用状況は、感光体を使用して行った画像形成数で判断し、画像形成装置１００は、使用状況検知手段として画像形成枚数を計数する手段（カウンタ）を有する。
【００８８】
尚、本実施例では、本実施例の制御の検討にあたり交流電流測定装置３０を画像形成装置１００に設けたが、本実施例による帯電交流電圧の制御の実施に関して言えば、当該交流電流測定装置３０は省略することができる。
【００８９】
以上、本実施例によれば、１つの交流電源から複数の画像形成部に帯電交流電圧を出力することで、安価で小型の構成とすることができる。そして、斯かる構成において、各画像形成部の画像形成枚数に応じて、各画像形成部の帯電ローラ２と交流電源との間に配置された可変抵抗４０を調整する。これにより、各画像形成部間で感光ドラム１の磨耗量に差があっても、同じ帯電交流電圧値で、最適な範囲の放電電流量に制御することができる。従って、装置の低コスト化、小型化を図ると共に、長期にわたり高画質、高品質の画像を安定して形成することができる。即ち、本実施例によれば、帯電部材に交流電圧を印加する電源を複数の画像形成部に対して共通としても、各画像形成部において適正な放電電流量を得ることができる。
【００９０】
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のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００９１】
実施例１では、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１の使用状況として、感光ドラム１の使用量と相関する画像形成枚数に応じて可変抵抗４０の電気抵抗値を調整した。しかし、図３に示す画像形成装置１００の動作シーケンスのように、記録材Ｐに対して画像を形成する際には、前多回転、紙間、後回転工程が含まれる。そのため、例えば連続で１００枚の画像形成を行う場合と、１枚ずつ単独の画像形成を１００回行う場合とでは、感光ドラム１の削れ量に差が生じる場合がある。
【００９２】
そこで、本実施例では、使用状況検知手段としてのカウンタ５０は、感光ドラム１の使用状況情報として、感光ドラム１の使用量と相関する、感光ドラム１の回転数を検知する。尚、本実施例では、カウンタ５０は、各画像形成部の感光ドラム１の回転数を、その駆動モータの駆動時間により計測する。即ち、カウンタ５０は、駆動時間と感光ドラム１の回転速度とから感光ドラム１の回転数を求めて、それを積算し、記憶する。
【００９３】
表２は、本実施例における、放電電流量を１００μＡにするための、感光ドラムの回転数と最適な帯電交流電圧値との関係を示す。感光ドラム１の回転数４万回毎に、最適な帯電交流電圧値が変化する。従って、本実施例では、表２に従って、感光ドラム１の回転数の増加に伴って、帯電交流電圧値を下げていくのが望ましい。
【００９４】
【表２】
【００９５】
しかし、本実施例のように、１つの交流電源から複数の画像形成部の帯電ローラ２に帯電交流電圧を印加する場合、次のような問題がある。
【００９６】
即ち、例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの回転数が同じであれば、表２に従って各画像形成部において同時に帯電交流電圧を変化させていけば、過放電の問題は生じない。又、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃが同時に交換されるのであれば、同様に、過放電の問題は生じない。
【００９７】
しかしながら、実際、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの使用状況は、画像形成部ごとに異なる。例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれか１つの画像形成部のみを用いて画像を形成する場合など、感光ドラム１の回転数が第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で異なる場合がある。又、常に第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１を同時に交換することは、例えば、１つの画像形成部において不具合が生じた場合に、全ての画像形成部において交換しなくてはならないことを意味する。従って、低ランニングコストの観点などから、近年の画像形成装置では、画像形成部ごとに感光ドラム１を交換する構成が主に採用されている。
【００９８】
本実施例の画像形成装置１００も、画像形成部ごとに、感光ドラム１の回転数が１６万回転になった場合に、画像形成装置１００の操作部（図示せず）において、感光ドラム１の交換を促すメッセージを表示する構成とした。
【００９９】
そのため、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１が同時に交換されなかった場合、或いは第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれかの感光ドラム１の回転数が大きい場合に、次のようになる。即ち、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、画像形成部間で放電電流量の差が大きくなることがある。
【０１００】
図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で放電電流量の差が大きくなった場合のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示す。図１０（ａ）は第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが交換したばかりの新品の場合、図１０（ｂ）は第２の画像形成部Ｓｂの感光ドラム１ｂの回転数が寿命末期の１６万回転の場合のＶｐｐ−Ｉａｃのグラフを示す。
【０１０１】
図１０において、第１の画像形成部Ｓａで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第１の画像形成部Ｓａには２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第２の画像形成部Ｓｂにも同じ２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第２の画像形成部Ｓｂでは放電電流量は２５０μＡとなり、過放電気味になる。
【０１０２】
一方、第２の画像形成部Ｓｂで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第２の画像形成部Ｓｂには１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第１の画像形成部Ｓａにも同じ１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第１の画像形成部Ｓａでは放電電流量は４０μＡとなり、放電電流量が不足して、砂地、かぶりなどの感光ドラム１の帯電不良による画像不良が生じる。
【０１０３】
以上のように、１つの交流電源で複数の画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を並列に印加する構成では、同じ帯電交流電圧値ではいずれかの画像形成部において過放電になったり、帯電不良になったりする。
【０１０４】
そこで、本実施例では、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを、感光ドラム１の使用状況、特に、感光ドラム１の使用量と相関する感光ドラム１の回転数に応じて調整する。
【０１０５】
図１０の例に即して更に説明する。図１０（ａ）に示すように第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが新品である場合は、可変抵抗４０ａを０Ωにした。図１０（ｂ）に示すように第２の画像形成部Ｓｂの感光ドラム１ｂの回転数が１６万回転の場合は、感光ドラム１ｂの容量が大きくなり、感光ドラム１ｂと帯電ローラ２ｂとの間で放電が起こりやすい状態にある。従って、この場合は、可変抵抗４０ｂを５．０×１０6Ωとした。そして、帯電交流電圧値は、第１の画像形成部Ｓａの新品の感光ドラム１ａに合わせて、２１５０Ｖｐｐとした。この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃを図１０（ｃ）に示す。図１０（ｃ）から、この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフの傾きは、感光ドラム１が新品である第１の画像形成部ＳａにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフ（図１０（ａ））の傾きとほぼ同様になる。そして、２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧を印加した時の放電電流量は１１０μＡとなり、本実施例における最適な放電電流量の範囲となった。
【０１０６】
本実施例では、可変抵抗４０の電気抵抗値は、次のようにした。即ち、感光ドラム１の回転数が新品（０回転）〜１万回転の場合は０Ω、１万〜４万回転の場合は１．０×１０5Ω、４万〜８万回転の場合は５．０×１０5Ω、８万〜１２万回転の場合は１．０×１０6Ω、１２〜１６万回転の場合は５．０×１０6Ωとした。これにより、帯電交流電圧値を新品の感光ドラム１の場合に必要な２１５０Ｖｐｐとすることによって、第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃの全てにおいて、感光ドラム１の使用状況に拘わらず、放電電流量を１００μＡ±２０μＡの範囲に制御することができる。
【０１０７】
図１１は、本実施例における、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧を調整する制御の手順を示す。
【０１０８】
ＣＰＵ７０は、帯電バイアス制御のタイミング（本実施例では印字準備回転動作時）で、以下の処理を開始する（Ｓ２０１）。先ず、カウンタ５０において第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの回転数を検知する（Ｓ２０２）。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃの回転数の情報は、メモリ６０に伝達される（Ｓ２０３）。そして、ＣＰＵ７０は、メモリ６０に記憶された感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃのそれぞれの回転数の情報に応じて、前述のとおりに可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃをそれぞれ調整する（Ｓ２０４）。ＣＰＵ７０は、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整を終了した後、印字工程時の帯電交流電圧値を、新品の感光ドラム１（感光ドラム回転数＝０回）に対して必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値に決定する（Ｓ２０５）。本実施例では、放電電流量１００μＡに対する２１５０Ｖｐｐに決定した。そして、この決定した帯電交流電圧値で帯電電圧の帯電交流電圧値を定電圧制御して、画像形成を行う（Ｓ２０６）。
【０１０９】
又、Ｓ２０１において、帯電バイアス制御のタイミングではないと判断した場合は、Ｓ２０２〜Ｓ２０５の処理は行わずに、前回決定された帯電交流電圧値の設定で、画像形成動作に移行する（Ｓ２０６）。
【０１１０】
このように、本実施例では、感光体の使用状況は、感光体の回転数で判断し、画像形成装置１００は、使用状況検知手段として感光体の回転数を計数する手段（カウンタ）を有する。
【０１１１】
以上、本実施例によれば、１つの交流電源から複数の画像形成部に帯電交流電圧を出力することで、安価で小型の構成とすることができる。そして、斯かる構成において、各画像形成部の感光ドラム１の回転数に応じて、各画像形成部の帯電ローラ２と交流電源との間に配置された可変抵抗４０を調整する。これにより、各画像形成部間で感光ドラム１の磨耗量に差があっても、同じ帯電交流電圧値で、最適な範囲の放電電流量に制御することができる。
【０１１２】
実施例３
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のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１１３】
実施例１では、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１の使用状況として、感光ドラム１の使用量と相関する画像形成枚数に応じて可変抵抗４０の電気抵抗値を調整した。しかし、実施例２について上述のように、図３に示す画像形成装置１００の動作シーケンスのように、記録材Ｐに対して画像を形成する際には、前多回転、紙間、後回転工程が含まれる。そのため、例えば連続で１００枚の画像形成を行う場合と、１枚ずつ単独の画像形成を１００回行う場合とでは、感光ドラム１の削れ量に差が生じる場合がある。
【０１１４】
そこで、本実施例では、使用状況検知手段としてのカウンタ５０は、感光ドラム１の使用状況情報として、各画像形成部の帯電ローラ２に対する帯電交流電圧印加時間を検知する。尚、本実施例では、カウンタ５０は、帯電電源部２１からの帯電交流電圧の出力時間を積算し、記憶する。
【０１１５】
表３は、本実施例における、放電電流量を１００μＡにするための、帯電交流電圧印加時間と最適な帯電交流電圧値との関係を示す。帯電交流電圧印加時間５ｈ（時間）毎に、最適な帯電交流電圧値の値が変化する。従って、本実施例では、表３に従って、帯電交流電圧印加時間の増加に伴って、帯電交流電圧値を下げていくのが望ましい。
【０１１６】
【表３】
【０１１７】
しかし、本実施例のように、１つの交流電源から複数の画像形成部の帯電ローラ２に帯電交流電圧を印加する場合、次のような問題がある。
【０１１８】
即ち、例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電交流電圧印加時間が同じであれば、表３に従って各画像形成部において同時に帯電交流電圧を変化させていけば、過放電の問題は生じない。又、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃが同時に交換されるのであれば、同様に、過放電の問題は生じない。
【０１１９】
しかしながら、実際、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの使用状況は、画像形成部ごとに異なる。例えば、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれか１つの画像形成部を用いて画像を形成する場合など、帯電交流電圧印加時間が第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で異なる場合がある。又、常に第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１を同時に交換することは、例えば、１つの画像形成部において不具合が生じた場合に、全ての画像形成部において交換しなくてはならないことを意味する。従って、低ランニングコストの観点などから、近年の画像形成装置では、画像形成部ごとに感光ドラム１を交換する構成が主に採用されている。
【０１２０】
本実施例の画像形成装置１００も、画像形成部ごとに、帯電交流電圧印加時間が２０ｈになった場合に、画像形成装置１００の操作部（図示せず）において、感光ドラム１の交換を促すメッセージを表示する構成とした。
【０１２１】
そのため、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１が同時に交換されなかった場合や、或いは第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのうちいずれかの帯電交流電圧印加時間が大きい場合に、次のようになる。即ち、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、画像形成部間で放電電流量の差が大きくなることがある。
【０１２２】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ間で放電電流量の差が大きくなった場合のＶｐｐ−Ｉａｃの一例を示す。図１２（ａ）は第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが交換したばかりの新品の場合、図１２（ｂ）は第２の画像形成部Ｓｂの帯電交流電圧印加時間が寿命末期の２０ｈの場合のＶｐｐ−Ｉａｃのグラフを示す。
【０１２３】
図１２において、第１の画像形成部Ｓａで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第１の画像形成部Ｓａには２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第２の画像形成部Ｓｂにも同じ２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第２の画像形成部Ｓｂでは放電電流量は２５０μＡとなり、過放電気味になる。
【０１２４】
一方、第２の画像形成部Ｓｂで放電電流量が１００μＡになるように帯電交流電圧を制御すると、第２の画像形成部Ｓｂには１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。そして、１つの交流電源で並列に帯電交流電圧を印加する構成では、第１の画像形成部Ｓａにも同じ１９００Ｖｐｐの帯電交流電圧が印加されることになる。この場合、第１の画像形成部Ｓａでは放電電流量は４０μＡとなり、放電電流量が不足して、砂地、かぶりなどの感光ドラム１の帯電不良による画像不良が生じる。
【０１２５】
以上のように、１つの交流電源で複数の画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を並列に印加する構成では、同じ帯電交流電圧値ではいずれかの画像形成部において過放電になったり、帯電不良になったりする。
【０１２６】
そこで、本実施例では、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを、感光ドラム１の使用状況、特に、帯電交流電圧印加時間に応じて調整する。
【０１２７】
図１２の例に即して更に説明する。図１２（ａ）に示すように第１の画像形成部Ｓａの感光ドラム１ａが新品である場合は、可変抵抗４０ａを０Ωにした。図１２（ｂ）に示すように第２の画像形成部Ｓｂの帯電交流電圧印加時間が２０ｈの場合は、感光ドラム１ｂの容量が大きくなり、感光ドラム１ｂと帯電ローラ２ｂとの間で放電が起こりやすい状態にある。従って、この場合は、可変抵抗４０ｂを５．０×１０6Ωとした。そして、帯電交流電圧値は、第１の画像形成部Ｓａの新品の感光ドラム１ａに合わせて、２１５０Ｖｐｐとした。この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃを図１２（ｃ）に示す。
【０１２８】
図１２（ｃ）から、この時の第２の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフの傾きは、感光ドラム１が新品である第１の画像形成部ＳｂにおけるＶｐｐ−Ｉａｃのグラフ（図１２（ａ））の傾きとほぼ同様になる。そして、２１５０Ｖｐｐの帯電交流電圧を印加した時の放電電流量は１１０μＡとなり、本実施例における最適な放電電流量の範囲となった。
【０１２９】
本実施例では、可変抵抗４０の電気抵抗値は、帯電交流電圧印加時間が０〜２ｈの場合は０Ω、２〜５ｈの場合は１．０×１０5Ω、５〜１０ｈの場合は５．０×１０5Ω、１０〜１５ｈの場合は１．０×１０6Ω、１５〜２０ｈの場合は５．０×１０6Ωとした。これにより、帯電交流電圧値を新品の感光ドラム１の場合に必要な２１５０Ｖｐｐとすることによって、第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃの全てにおいて、感光ドラム１の使用状況に拘わらず、放電電流量を１００μＡ±２０μＡの範囲に制御することができる。
【０１３０】
図１３は、本実施例における、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧を調整する制御の手順を示す。
【０１３１】
ＣＰＵ７０は、帯電バイアス制御のタイミング（本実施例では印字準備回転動作時）で、以下の処理を開始する（Ｓ３０１）。先ず、カウンタ５０において第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電交流電圧印加時間を検知する（Ｓ３０２）。帯電交流電圧印加時間の情報は、メモリ６０に伝達される（Ｓ３０３）。そして、ＣＰＵ７０は、メモリ６０に記憶された第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれの帯電交流電圧印加時間に応じて、前述のとおりに可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃをそれぞれ調整する（Ｓ３０４）。ＣＰＵ７０は、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整を終了した後、印字工程時の帯電交流電圧値を、新品の感光ドラム１（帯電交流電圧印加時間＝０ｈ）に対して必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値に決定する（Ｓ３０５）。本実施例では、放電電流量１００μＡに対する２１５０Ｖｐｐに決定した。そして、この決定した帯電交流電圧値で帯電電圧の帯電交流電圧値を定電圧制御して、画像形成を行う（Ｓ３０６）。
【０１３２】
又、Ｓ３０１において、帯電バイアス制御のタイミングではないと判断した場合は、Ｓ３０２〜Ｓ３０５の処理は行わずに、前回決定された帯電交流電圧値の設定で、画像形成動作に移行する（Ｓ３０６）。
【０１３３】
このように、本実施例では、感光体の使用状況は、帯電部材による感光体の帯電時間で判断し、画像形成装置１００は、使用状況検知手段として帯電時間を計数する手段（カウンタ）を有する。
【０１３４】
以上、本実施例によれば、１つの交流電源から複数の画像形成部に帯電交流電圧を出力することで、安価で小型の構成とすることができる。そして、斯かる構成において、各画像形成部の帯電交流電圧印加時間に応じて、各画像形成部の帯電ローラ２と交流電源との間に配置された可変抵抗４０を調整する。これにより、各画像形成部間で感光ドラム１の磨耗量に差があっても、同じ帯電交流電圧値で、最適な範囲の放電電流量に制御することができる。
【０１３５】
実施例４
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のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１３６】
図１４は、本実施例の画像形成装置１００の全体敵な構成を示す模式図である。図１４に示す本実施例の画像形成装置１００は、図１に示す画像形成装置にける交流電流測定装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが、直流電流測定装置８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄに置き換えられている。本実施例では、直流電流測定装置８０の測定した直流電流値の情報が、制御回路３４に入力される。
【０１３７】
本実施例の画像形成装置１００において、帯電交流電圧印加時間（ｈ）と、感光ドラム１の電荷輸送層の磨耗量、つまり感光ドラム１の削れ量（μｍ）との関係を調べた結果を図１５に示す。又、帯電交流電圧印加時間（ｈ）と、直流電流測定装置８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄにおいて測定された直流電流値（−μＡ）との関係も図１５に示す。
【０１３８】
ここで、上記直流電流値の測定条件は、次のとおりである。即ち、感光ドラム１の帯電電位を−５００Ｖ、一次転写ローラ５に印加する一次転写バイアスを＋５００Ｖとして、温度２３℃、湿度５％の環境で測定した。
【０１３９】
図１５より、帯電交流電圧印加時間に応じて、感光ドラム１の削れ量は一様に増大することがわかる。又、図１５より、感光ドラム１が削れることで、感光ドラム１の容量が増大し、直流電流値も同様に一様に増大することがわかる。
【０１４０】
実施例３のように、帯電交流電圧印加時間から、感光ドラム１の削れ量を予測して、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整値にフィードフォワードする制御も有効である。一方、上述のように直流電流値を測定することで、精度良く感光ドラム１の削れ量を予測でき、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整値にフィードバックできる。
【０１４１】
本実施例では、可変抵抗４０の電気抵抗値は、次のようにした。即ち、測定された直流電流値が１２〜１４（−μＡ）の場合は０Ω、１４〜１７（−μＡ）の場合は１．０×１０5Ωとした。又、測定された直流電流値が１７〜２２（−μＡ）の場合は５．０×１０5Ω、２２〜２７（−μＡ）の場合は１．０×１０6Ω、２７〜３２（−μＡ）の場合は５．０×１０6Ωとした。これにより、帯電交流電圧値を新品の感光ドラム１の場合に必要な２１５０Ｖｐｐとすることによって、第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃの全てにおいて、感光ドラム１の使用状況に拘わらず、放電電流量を１００μＡ±２０μＡの範囲に制御することができる。
【０１４２】
図１６は、本実施例における、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧を調整する制御の手順を示す。
【０１４３】
ＣＰＵ７０は、帯電バイアス制御のタイミング（本実施例では印字準備回転動作時）で、以下の処理を開始する（Ｓ４０１）。先ず、ＣＰＵ７０は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電電位を−５００Ｖにするために、帯電直流電圧値を−５００Ｖ、帯電交流電圧値を２１５０Ｖｐｐとした帯電バイアスを印加させ、又＋５００Ｖの一次転写バイスを印加させる（Ｓ４０２）。次に、直流電流測定装置８０ａ、８０ｂ、８０ｃにおいて、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの感光ドラム１と帯電ローラ２との間に流れる直流電流を測定する（Ｓ４０３）。測定された直流電流値は、メモリ６０に伝達される（Ｓ４０５）。そして、ＣＰＵ７０は、メモリ６０に記憶された第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれの直流電流値に応じて、前述のとおりに可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃをそれぞれ調整する（Ｓ４０５）。ＣＰＵ７０は、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃの調整を終了した後、印字工程時に交流電源部２１が出力する帯電交流電圧値を、新品の感光ドラム１（直流電流値＝−１２μＡ）に対して必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値に決定する（Ｓ４０６）。本実施例では放電電流量１００μＡに対する２１５０Ｖｐｐに決定した。そして、この決定した帯電交流電圧値で帯電電圧の帯電交流電圧値を定電圧制御して、画像形成行う（Ｓ４０７）。
【０１４４】
又、Ｓ４０１において、帯電バイアス制御のタイミングではないと判断した場合は、Ｓ４０２〜Ｓ４０６の処理は行わずに、前回決定された帯電交流電圧値の設定で、画像形成動作に移行する（Ｓ４０７）。
【０１４５】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源２１を有する。又、画像形成装置１００は、交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段を有する。又、画像形成装置１００は、上記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと交流電源２１との間に接続された複数の可変抵抗４０を有する。又、画像形成装置１００は、感光体を帯電させる際に上記少なくとも２つの帯電部材に流れる直流電流値をそれぞれ測定する直流電流測定装置８０を有する。又、画像形成装置１００は、複数の可変抵抗４０のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段を有する。本実施例では、ＣＰＵ７０が、上記制御手段と調整手段の機能を有する。そして、本実施例では、制御手段は、画像形成時に、感光体が直流電流測定装置８０によって特定の直流電流値が測定される状態の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加させる。又、調整手段は、画像形成時に、次のようにして、上記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された可変抵抗４０の電気抵抗値を調整する。即ち、上記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、非画像形成時に直流電流測定装置８０によって上記少なくとも２つの帯電部材について測定した直流電流値に応じて調整する。
【０１４６】
以上、本実施例によれば、１つの交流電源から複数の画像形成部に帯電交流電圧を出力することで、安価で小型の構成とすることができる。そして、斯かる構成において、各画像形成部の感光ドラム１の削れ量を帯電直流電流値を測定することで検知した結果に応じて、各画像形成部の帯電ローラ２と交流電源との間に配置された可変抵抗４０を調整する。これにより、各画像形成部間で感光ドラム１の磨耗量に差があっても、同じ帯電交流電圧値で、最適な範囲の放電電流量に制御することができる。
【０１４７】
実施例５
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のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１４８】
実施例１〜４では、目標の放電電流量になるように、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃのＶｐｐ−Ｉａｃを、可変抵抗４０ａ、４０ｂ、４０ｃを調整することで合わせた。
【０１４９】
しかし、上記放電電流量は、環境、感光ドラム１の使用量などによって変化する。これは、Ｖｐｐ−Ｉａｃの特性が少しずつ変動するために、完全に放電電流量が一定にはなっていないからである。従って、実施例１〜４の方法では、必要な放電電流量１００μＡに対して、±２０μＡの誤差を設けていた。
【０１５０】
これに対して、本実施例では、より正確に必要な放電電流量が得られるように、以下の要領で制御を行う。先ず、１つの画像形成部（即ち、１つの帯電ローラ）に注目して、本実施例における放電電流量制御について説明する。複数の画像形成部で交流電源を共通とした場合の帯電交流電圧の決定方法については後述して詳しく説明する。
【０１５１】
ここでは、必要な放電電流量をＤとしたときに、この放電電流量Ｄとなる帯電交流電圧値Ｖｐｐを決定するものとする。
【０１５２】
先ず、図１７に示すように、制御回路３４は、交流電圧回路２１を制御して、帯電交流電圧値を放電領域の３点、未放電領域の３点に順次に変化させて、帯電ローラ２に印加する。そして、各値の帯電交流電圧の印加時に感光ドラム１を介して帯電ローラ２に流れる交流電流値Ｉａｃが、対応する交流電流測定装置３０で測定されて、制御回路３４に入力される。
【０１５３】
次に、制御回路３４は、図１８に示すように、測定された放電域、未放電領域のそれぞれについて各３点の電流値から、最小二乗法を用いて、帯電交流電圧値と帯電交流電流値との関係を直線近似して、下記式２、式３をそれぞれ算出する。
放電領域の近似直線：Ｙα＝αＸα＋Ａ ・・・式２
未放電領域の近似直線：Ｙβ＝βＸβ＋Ｂ ・・・式３
【０１５４】
その後、制御回路３４は、上記式２の放電領域の近似直線Ｙαと上記式３の未放電領域の近似直線Ｙβとの差分が放電電流量Ｄとなる帯電交流電圧値Ｖｐｐを、下記式４によって決定する。
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β） ・・・式４
【０１５５】
ここで、上記式４は、次のように誘導される。上記式２の放電領域の近似直線と上記式３の未放電領域の近似直線との差分が放電電流量Ｄであるので、
Ｙα−Ｙβ＝（αＸα＋Ａ）−（βＸβ＋Ｂ）＝Ｄ
となる。
【０１５６】
今、ＤとなるＸの値を探しており、その点をＶｐｐとすると、
（αＶｐｐ＋Ａ）−（βＶｐｐ＋Ｂ）＝Ｄ
【０１５７】
よって、
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）
となる。
【０１５８】
そして、印字工程では、帯電ローラ２に印加する帯電交流電圧値を上記式４で求めた値に切り替えて、定電圧制御する。
【０１５９】
このように、本実施例では、毎回、印字準備回転動作時に、印字工程時に必要な放電電流量を得るのに必要な帯電交流電圧値を算出する。そして、印字工程中には、その求めた帯電交流電圧値における定電圧制御で帯電電圧を印加する。これにより、帯電ローラ２、感光ドラム１の製造ばらつきや材質の環境変動又は経時変化に起因する電気抵抗値の振れ、或いは画像形成装置１００の電源回路の特性のばらつきを吸収し、より正確に必要な放電電流量を得ることが可能となる。
【０１６０】
次に、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧の制御について説明する。尚、ブラック画像形成部Ｓｄの帯電ローラ２ｄに印加する帯電交流電圧は、上述の方法により直接求めることができる。
【０１６１】
図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれについて求めた、帯電交流電圧値Ｖｐｐと帯電交流電流値Ｉａｃとの関係（Ｖｐｐ−Ｉａｃ）の一例を示す。
【０１６２】
図１９に示すように、使用頻度、感光ドラム１の交換時期、帯電ローラ２の電気抵抗の振れなどによって、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃのそれぞれについてのＶｐｐ−Ｉａｃのグラフはずれる。その結果、図１９の例では、例えば必要な放電電流量が１００μＡの場合に、前述の本実施例の方法で必要な帯電交流電圧値を計算すると、次のようになる。即ち、第１の画像形成部Ｓａでは１９２０Ｖｐｐ、第２の画像形成部Ｓｂでは１８００Ｖｐｐ、第３の画像形成部Ｓｃでは２１２０Ｖｐｐとなる。
【０１６３】
ここで、各画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を印加する電源を個別に設ける場合には、画像形成部毎に必要な帯電交流電圧値を求め、各画像形成部の帯電部材にそれぞれの値の帯電交流電圧を印加すれば、適正な放電電流量が得られる。しかし、本実施例のように、複数の画像形成部で帯電部材に帯電交流電圧を印加する電源を共通とする場合には、それらの画像形成部については、画像形成部毎に異なる値の帯電交流電圧を印加することはできない。
【０１６４】
図２０は、本実施例における、交流電源を共通にしたカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する帯電交流電圧を制御する手順を示す。
【０１６５】
ＣＰＵ７０は、帯電バイアス制御のタイミング（本実施例では印字準備回転動作時）で、以下の処理を開始する（Ｓ５０１）。先ず、第１の交流増幅回路２５ａによって、帯電交流電圧値を放電領域の３点、未放電領域の３点に順次に変更して、帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃに印加する（Ｓ５０２）。又、上記帯電交流電圧の出力時に、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれについて交流電流測定装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃで測定された帯電交流電圧値が、メモリ６０に記憶される（Ｓ５０３）。
【０１６６】
次に、ＣＰＵ７０は、メモリ６０に記憶された第１〜第３の画像形成部Ｓａ〜Ｓｃのそれぞれについての、印加した帯電交流電圧値に対する測定された帯電交流電流値の情報から、図１７、図１８で説明した計算方法によって近似直線を２つ算出する（Ｓ５０４）。上記情報は、放電領域の（Ｖα１、Ｉα１）、（Ｖα２、Ｉα２）、（Ｖα３、Ｉα３）の３点の情報、未放電領域の（Ｖβ１、Ｉβ１）、（Ｖβ２、Ｉβ２）、（Ｖβ３、Ｉβ３）の３点の情報である。
【０１６７】
次に、ＣＰＵ７０は、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのそれぞれについて、必要な放電電流量に対する必要な帯電交流電圧値を、上述の式４によって計算する（Ｓ５０５）。本実施例では、必要な放電電流量は１００μＡである。この必要な放電電流量１００μＡに対して、必要な帯電交流電圧値は、例えば図１９に示すように、第１の画像形成部Ｓａでは１９２０Ｖｐｐ、第２の画像形成部Ｓｂでは１８００Ｖｐｐ、第３の画像形成部Ｓｃでは２１２０Ｖｐｐと計算される。この場合、本実施例では、ＣＰＵ７０は、最大の帯電交流電圧値である、第３の画像形成部Ｓｃの２１２０Ｖｐｐを印字工程時にカラー画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃに印加する帯電交流電圧値に決定する（Ｓ５０６）。
【０１６８】
次に、ＣＰＵ７０は、上記帯電交流電圧値が最大値となる画像形成部以外の第１の画像形成部Ｓａ、第２の画像形成部Ｓｂの放電電流量が、必要な放電電流量Ｄに対して誤差１０％以内であるか否か、つまり、
０．９Ｄ≦Ｄ≦１．１Ｄ
の範囲に入っているか否かを判断する（Ｓ５０７）。ＣＰＵ７０は、第１、第２の画像形成部Ｓａ、Ｓｂについてそれぞれ算出した２つの近似直線から、第１、第２の画像形成部Ｓａ、Ｓｂにおける放電電流量をそれぞれ求めることができる。本実施例では、必要な放電電流量Ｄは１００μＡであるので、９０〜１１０μＡの範囲に入っているか否かを判断する。
【０１６９】
図１９に示す例では、第３の画像形成部Ｓｃに合わせて２１２０Ｖｐｐの帯電交流電圧を出力すると、第１の画像形成部Ｓａでは放電電流量が２００μＡ、第２の画像形成部Ｓｂでは放電電流量が３００μＡとなり、誤差１０％以内にはならない。
【０１７０】
そこで、ＣＰＵ７０は、Ｓ５０７において、誤差１０％以内ではない画像形成部がある場合には、上記帯電交流電圧値が最大値となる画像形成部以外の画像形成部に対して設けられた可変抵抗４０を調整する（Ｓ５０９）。このとき、ＣＰＵ７０は、Ｖｐｐ−Ｉａｃを上記帯電交流電圧値が最大値となる画像形成部のものに近づけるように、それ以外の画像形成部に対して設けられた可変抵抗４０を調整する。このとき、可変抵抗を１度にどの程度変更するかは、制御の精度、制御の複雑さなどに鑑みて適宜決定することができるが、例えば前述の各実施例と同様に、可変抵抗を５段階で変更するように構成することができる。
【０１７１】
図１９に示す例では、第３の画像形成部Ｓｂでは可変抵抗４０ｃは０Ω、第１の画像形成部Ｓａでは可変抵抗４０ａは１．０×１０6Ω、第２の画像形成部Ｓｂでは可変抵抗４０ｂは５．０×１０6Ωに調整する。これにより、第１、第２の画像形成部Ｓａ、ＳｂのＶｐｐ−Ｉａｃは第３の画像形成部ＳｃのＶｐｐ−Ｉａｃとほぼ同等になる。
【０１７２】
そして、可変抵抗４０の調整後に、再び、Ｖｐｐ−Ｉａｃの計算を実行する（Ｓ５０２）。Ｓ５０７において誤差が１０％以内になれば、画像形成動作に移行する（Ｓ５０８）。このとき、Ｓ５０６で決定した帯電交流電圧値で帯電電圧の帯電交流電圧値を定電圧制御して、画像形成動作を行う。
【０１７３】
又、Ｓ５０１において、帯電バイアス調整のタイミングではないと判断した場合は、Ｓ５０２〜Ｓ５０７の処理は行わずに、前回決定された帯電交流電圧値、可変抵抗４０の設定で、画像形成動作に移行する（Ｓ５０８）。
【０１７４】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源２１を有する。又、画像形成装置１００は、交流電源２１から交流電圧が印加されることで上記少なくとも２つの帯電部材に流れる交流電流をそれぞれ測定する交流電流測定装置３０を有する。又、画像形成装置１００は、交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する制御手段を有する。又、画像形成装置１００は、上記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと交流電源２１との間に接続された複数の可変抵抗４０を有する。又、画像形成装置１００は、複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段を有する。本実施例では、ＣＰＵ７０が、上記制御手段と調整手段の機能を有する。そして、本実施例では、制御手段は、次のような制御を行う。即ち、交流電源から上記少なくとも２つの帯電部材に交流電圧を印加してそれぞれに流れる交流電流値を交流電流測定装置で測定した結果から、所定の放電電流量を得るために交流電源から印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ算出する。そして、算出された必要な交流電圧のピーク間電圧値のうち最大値を、画像形成時に交流電源２１から上記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を定電圧制御する目標値に決定する。又、調整手段は、画像形成時に、次のようにして、上記少なくとも２つの帯電部材のうち上記最大値が算出された帯電部材以外の帯電部材のそれぞれに接続された可変抵抗４０の電気抵抗値を調整する。即ち、上記目標値により上記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御した際に、上記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように調整する。
【０１７５】
即ち、本実施例では、交流電源を共通にした複数の画像形成部の中で、必要な放電電流量に対して計算された帯電交流電圧値が最大値である画像形成部の帯電交流電圧値に合わせる。これによって、交流電源を共通にした複数の画像形成部の中の他の画像形成部では、砂地やかぶりなどの感光ドラム１の帯電不良による画像不良は発生しない。次に、その他の画像形成部に対して設けられた可変抵抗４０の電気抵抗値を大きい方へ調整する。これによって、その他の画像形成部のＶｐｐ−Ｉａｃは、上記帯電交流電圧値が最大値である画像形成部のＶｐｐ−Ｉａｃに近づく。そのため、共通の交流電源から同じ値の帯電交流電圧を印加した場合でも、各画像形成部の放電電流量を、例えば誤差１０％以内などの所定の誤差範囲内に調整することができる。本実施例では、所定の放電電流量１００μＡに対して、第１、第２、第３の画像形成部Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの放電電流量は１００±１０μＡの範囲に調整することができた。
【０１７６】
尚、本実施例では、放電領域、未放電領域において、それぞれ３点の帯電交流電圧値と帯電交流電流値とのデータから、近似直線を求めた。但し、当業者には明らかなように、放電領域では、少なくとも２点のデータから近似直線を求めることができる。又、未放電領域では、ゼロ点と少なくとも１点のデータから近似直線を求めることができる（この場合Ｙβ＝βＸβ）。
【０１７７】
以上、本実施例によれば、放電電流制御を行うと共に、可変抵抗を調整する。これにより、１つの交流電源で複数の画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を印加する安価で小型の構成において、砂地などの帯電不良がなく、又過放電ならずに、必要な放電電流量に対し、適正な帯電交流電圧値を出力することができる。
【０１７８】
（その他）
本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【０１７９】
上述の実施例では、イエロー、マゼンタ、シアンの各色用の画像形成部の帯電部材に帯電交流電圧を印加する交流電源を共通にした。しかし、１つの交流電源から複数の画像形成部の帯電部材に交流電圧を印加する構成であれば、本発明を適用して上述と同様の効果を得ることができる。例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の画像形成部の全ての帯電部材に交流電圧を印加する交流電源を共通にすることもできる。
【０１８０】
又、上述の実施例では、可変抵抗は電気抵抗値を５段階に調整できるものとした。しかし、可変抵抗の電気抵抗の調整段階数を更に増加することで、より必要の放電電流量に対して誤差の少ない調整を行うことができる。又、可変抵抗の調整範囲を更に大きくすることで、感光ドラムが更に磨耗した場合においても、必要な放電電流量となるように調整することができる。
【０１８１】
又、上述の実施例では、各画像形成部の感光ドラムの使用状況として、画像形成枚数、感光ドラムの回転数、又は感光ドラムの帯電時間を検知する場合について説明した。しかし、斯かる態様に限定されるものではなく、これらの複数を組み合わせることも可能である。これにより、感光ドラムの使用状況の検知精度を向上することができる。
【０１８２】
又、上述の実施例では、非画像形成時である印字準備回転動作期間に、印字工程の帯電工程における帯電交流電圧のピーク間電圧値又は交流電流値の演算・決定プログラムを実行した。しかし、当該プログラムは、他の非画像形成時、即ち、初期回転動作時、紙間工程時又は後回転工程時で実行してもよいし、複数の非画像形成時に実行してもよい。
【０１８３】
又、上述の実施例では、ドラムクリーニング装置を用いた画像形成装置を例とした。しかし、ドラムクリーニング装置がなく、現像装置において現像同時クリーニングを行う、所謂、クリーナレスの画像形成装置においても、本発明を適用して上述と同様の効果を得ることができる。
【０１８４】
又、感光ドラムは、その表面抵抗が１０9〜１０14Ω・ｃｍの電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであってもよい。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、感光ドラムとして、表層の体積抵抗が約１０13Ωであるアモルファスシリコン感光体を用いてもよい。
【０１８５】
又、上述の実施例では、帯電部材として可撓性のローラ型の接触帯電部材である帯電ローラを用いた。しかし、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。
【０１８６】
又、帯電部材に印加する振動電界の交番電圧成分（ＡＣ成分、周期的に電圧値が変化する電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角波などを適宜使用可能である。更に、直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波であってもよい。
【０１８７】
又、上述の実施例では、画像形成装置は中間転写方式のものであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。タンデム型の画像形成装置として、上述の実施例の画像形成装置における中間転写体の代わりに記録材担持体を有し、この記録材担持体に担持された記録材に感光体から直接トナー像を転写する直接転写方式のものがある。記録材担持体としては、無端ベルト状の記録材担持ベルトなどが用いられる。例えばフルカラーの画像形成持には、記録材担持体上に担持された記録材上に複数色のトナー像が順次重ね合わせるようにして転写される。その後、この記録材上のトナー像が記録材に定着されることでカラー画像が得られる。本発明は斯かる直接転写方式の画像形成装置にも適用することができ、上述と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１８８】
１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 一次転写ローラ
６ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 二次転写ローラ
９ 定着装置
２０ 帯電電源回路
３０ 交流電流測定装置
３４ 制御回路
４０ 可変抵抗
５０ カウンタ
８０ 直流電流測定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記複数の感光体のそれぞれの使用状況を検知する使用状況検知手段と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成時に、前記感光体が特定の使用状況の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加させ、
前記調整手段は、画像形成時に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、前記使用状況検知手段による前記少なくとも２つの帯電部材が帯電させる感光体のそれぞれの使用状況の検知結果に応じて、前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記特定の使用状況は、前記感光体の新品状態であ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】
前記使用状況は、前記感光体を使用して行った画像形成数、前記感光体の回転数、又は前記帯電部材による前記感光体の帯電時間であり、それぞれに対応して前記使用状況検知手段として前記画像形成枚数、前記感光体の回転数又は前記帯電時間を計数する手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記感光体を帯電させる際に前記少なくとも２つの帯電部材に流れる直流電流値をそれぞれ測定する直流電流測定装置と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成時に、前記感光体が前記直流電流測定装置によって特定の直流電流値が測定される状態の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加させ、
前記調整手段は、画像形成時に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、非画像形成時に前記直流電流測定装置によって前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれについて測定した前記直流電流値に応じて、前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から交流電圧が印加されることで前記少なくとも２つの帯電部材に流れる交流電流をそれぞれ測定する交流電流測定装置と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、
前記制御手段は、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に交流電圧を印加してそれぞれに流れる交流電流値を前記交流電流測定装置で測定した結果から、所定の放電電流量を得るために前記交流電源から印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ算出し、算出された前記必要な交流電圧のピーク間電圧値のうち最大値を、画像形成時に前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を定電圧制御する目標値に決定し、
前記調整手段は、画像形成時に、前記目標値により前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御した際に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、前記少なくとも２つの帯電部材のうち前記最大値が算出された帯電部材以外の帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記複数の感光体のそれぞれの使用状況を検知する使用状況検知手段と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成時に、前記感光体が特定の使用状況の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加させ、
前記調整手段は、画像形成時に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、前記使用状況検知手段による前記少なくとも２つの帯電部材が帯電させる感光体のそれぞれの使用状況の検知結果に応じて、前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記特定の使用状況は、前記感光体の新品状態であ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】
前記使用状況は、前記感光体を使用して行った画像形成数、前記感光体の回転数、又は前記帯電部材による前記感光体の帯電時間であり、それぞれに対応して前記使用状況検知手段として前記画像形成枚数、前記感光体の回転数又は前記帯電時間を計数する手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記感光体を帯電させる際に前記少なくとも２つの帯電部材に流れる直流電流値をそれぞれ測定する直流電流測定装置と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、
前記制御手段は、画像形成時に、前記感光体が前記直流電流測定装置によって特定の直流電流値が測定される状態の場合に所定の放電電流量が得られるように設定された交流電圧を前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加させ、
前記調整手段は、画像形成時に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、非画像形成時に前記直流電流測定装置によって前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれについて測定した前記直流電流値に応じて、前記少なくとも２つの帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
複数の感光体と、前記複数の感光体のそれぞれに対応して設けられ直流電圧と交流電圧とが重畳された帯電電圧が印加されて前記複数の感光体をそれぞれ帯電させる複数の帯電部材と、前記複数の帯電部材のうち少なくとも２つに共通して印加する交流電圧を出力する交流電源と、前記交流電源から交流電圧が印加されることで前記少なくとも２つの帯電部材に流れる交流電流をそれぞれ測定する交流電流測定装置と、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する制御手段と、前記少なくとも２つ帯電部材のそれぞれと前記交流電源との間に接続された複数の可変抵抗と、前記複数の可変抵抗のそれぞれの電気抵抗値を調整する調整手段と、を有し、
前記制御手段は、前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に交流電圧を印加してそれぞれに流れる交流電流値を前記交流電流測定装置で測定した結果から、所定の放電電流量を得るために前記交流電源から印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ算出し、算出された前記必要な交流電圧のピーク間電圧値のうち最大値を、画像形成時に前記交流電源から前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を定電圧制御する目標値に決定し、
前記調整手段は、画像形成時に、前記目標値により前記少なくとも２つの帯電部材に印加する交流電圧を制御した際に、前記少なくとも２つの帯電部材と該帯電部材がそれぞれ帯電させる感光体との間で所定範囲内の放電電流量が得られるように、前記少なくとも２つの帯電部材のうち前記最大値が算出された帯電部材以外の帯電部材のそれぞれに接続された前記可変抵抗の電気抵抗値を調整することを特徴とする画像形成装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−５７９１７（Ｐ２０１３−５７９１７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７７０８（Ｐ２０１１−１９７７０８）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【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２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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