JP2001201919A - 電源装置、帯電方法、帯電装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】有効な放電電流の制御方法を用いた、電源装
置、帯電方法、帯電装置および画像形成装置を提供する
こと。 【解決手段】交流電圧を発生させる電源１２と、電流波
形の積分値を測定する積分値検出手段（積分回路）１３
と、電流波形のピーク値を測定するピーク値検出手段
（ピーク検出回路）１４とを有し、前記積分値検出手段
１３から得られた値を統計処理した値と、前記ピーク値
検出手段１４から得られた値を統計処理した値の差分
が、一定になるように電圧を出力すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置、帯電方
法、帯電装置および画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下便宜上、電子写真装置における像担
持体である感光体の帯電処理を例にして説明する。

【０００３】電子写真装置は周知のように感光体の面を
所定の電位に均一帯電処理する工程を含んでいる。その
帯電処理手段としては、非接触タイプであるコロナ放電
器等のようなコロナ放電を利用した手段や、接触帯電手
段が多く用いられている。

【０００４】接触帯電手段は、外部より電圧を印加した
導電性帯電部材を感光体等の被帯電体に接触させて帯電
を行う方式であり、コロナ放電器に比べて放電生成物や
オゾン発生を極力抑えることが可能である。

【０００５】帯電部材として導電性弾性ローラを用いた
ローラ帯電方式が帯電の安定性という点からも好ましく
用いられている。ローラ帯電方式で感光体表面に所望の
電位Ｖｄを得るために、帯電ローラにはＶｄ＋Ｖｔｈ
（帯電部材に直流電圧を印加した時の被帯電体への放電
開始電圧（帯電開始電圧））という直流電圧が印加され
ている。

【０００６】また、更なる帯電の均一化を図るために特
開昭６３−１４９６６８号公報に開示するように、所望
の電位Ｖｄに相当する直流電圧に、２倍のＶｔｈ以上の
ピーク間電圧を持つ交流電圧成分（ＡＣ電圧成分）を重
畳した電圧（交番電圧・脈流電圧・振動電圧；時間とと
もに電圧値が周期的に変化する電圧）を接触帯電部材に
印加する「ＡＣ帯電方式」が用いられる。

【０００７】しかし、帯電部材は環境特に湿度の影響を
うけることがあり、低湿環境下では抵抗の増加及び誘電
率の減少により帯電部材のインピーダンスが増加し、逆
に高湿環境下では抵抗の減少及び誘電率の増加により帯
電部材のインピーダンスが減少する。

【０００８】その結果、低湿環境下においては、電源に
よって印加された電圧のうち、交流成分が帯電部材のイ
ンピーダンスによって減衰し、帯電部材と被帯電体との
間に先に述べた放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク
間電圧をもつ振動電界が形成されなくなり、斑点状の帯
電不良すなわち不均一な帯電がなされることがあった。
低湿環境下での帯電部材のインピーダンスによる交流成
分の減衰分を見込んで、低湿下でも帯電部材と被帯電体
との間に、少なくとも放電開始電圧の２倍以上のピーク
間電圧を有する振動電界が形成されるように、高いピー
ク間電圧値をもつ交流電圧を帯電部材に印加することは
可能である。しかしながら、逆に帯電部材にインピーダ
ンスが低下する高湿環境下においては、帯電部材で交流
成分が減衰することなく直接に被帯電体に高電圧が印加
されることになり、一般的に材料の耐圧特性が低下する
高湿環境下では、被帯電体あるいは帯電部材のリークに
対して不利である。

【０００９】そこで、特開平０６−０９３１５０号公報
に開示するように、予め設定した所定の電流値になるよ
う制御する定電流方法がある。定電流方法は上述の点に
大変有効な手段であり、現在多くの帯電手段において使
用されている。

【００１０】定電流方法の電流値の制御には、ピークホ
一ルド回路を用いた制御方法がある。ピークホールド回
路を用いた制御方法とは、電流検出回路内のある抵抗の
両端の電圧を半波整流し、そのピーク値を保持する回路
である。そのピーク値は帯電部材に流れる交流波形電流
に通常比例するので、電流値を一定に制御することがで
きるのである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】帯電部材に流れる交流
電流は、先に述べた誘電率に依存する容量成分と抵抗成
分に流れる電流と、帯電部材と被帯電体間での放電電流
が含まれている。帯電部材に印加する交流電圧の波形が
単一正弦波の場合、帯電部材に流れる交流電流の波形
は、容量成分に流れる電流の波形は印加電圧の電圧波形
に比べ位相がずれることから、容量分と抵抗分そして放
電電流との合成波として現れる。通常、この合成波すな
わち電流波形は、ほぼ印加電圧波形と近い形をしてお
り、また、電流制御範囲が限られている場合において
は、電流波形が予測できるため、ピークホールド回路を
用いた定電流方法は精度よく電流値を制御することが可
能である。

【００１２】しかしながら、クリーニング装置（クリー
ナー）などを併用することで、感光体ドラムの削れ等の
感光体ドラム劣化を促進する問題があり、感光体ドラム
の劣化状況によっては容量分の変化によって電流波形に
も変化が生じ、ピークホールド回路を用いた定電流方法
では、感光体ドラム等の条件によって安定した放電電流
量が得られないといった問題が生じた。また上記のよう
な接触式のローラ帯電方式においても、コロナ放電を用
いた手段に比べ、放電生成物を極力抑えることが可能で
あるが皆無ではなく、特に感光体上の残留トナーを回収
するクリーニング装置がなく、現像装置などによって残
留トナーを回収するといった、いわゆるクリーナーレス
システムおいては、放電生成物の付着により感光体表面
が低抵抗化し潜像の解像力が低下し、クリーニング装置
による刷新効果が望めないため、画像ボケや画像流れと
いった放電生成物における悪影響がある。よって、電流
値をより精度よく制御し、放電生成物の発生を最小限に
抑えたい場合などがある。電流波形は上述したように、
容量分と抵抗分そして放電電流との合成波として現れる
ため、放電電流分の増減における電流波形の微小な変化
を、ピークホールド回路を用いている場合、検出するこ
とは大変困難である。

【００１３】また、積分回路を用いて電流波形の積分値
を得ることにより、上述するような放電電流分の増減に
よる電流波形の微小な変化を捉えることが可能である。

【００１４】しかしながら、放電電流そのものを捉えて
制御する場合、積分回路を用いる場合においても、容量
分と抵抗分に流れる電流波形を予測し差分を求めるとい
った不確定な要素が生じてしまう。

【００１５】本発明は上記問題を解決するものであり、
その目的とするところは、有効な放電電流の制御方法を
用いた、電源装置、帯電方法、帯電装置および画像形成
装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の手段構成
を特徴とする、電源装置、帯電方法、帯電装置および画
像形成装置である。

【００１７】（１）交流電圧を発生させる電源と、電流
波形の積分値を測定する積分値検出手段と、電流波形の
ピーク値を測定するピーク値検出手段とを有し、前記積
分値検出手段から得られた値を統計処理した値と、前記
ピーク値検出手段から得られた値を統計処理した値の差
分が、一定になるように電圧を出力することを特徴とす
る電源装置。

【００１８】（２）帯電手段に電圧を印加して被帯電体
を帯電する帯電方法において、前記帯電手段に対する電
圧印加手段が、交流電圧を発生させる電源と、電流波形
の積分値を測定する積分値検出手段と、電流波形のピー
ク値を測定するピーク値検出手段とを有し、前記積分値
検出手段から得られた値を統計処理した値と、前記ピー
ク値検出手段から得られた値を統計処理した値の差分
が、一定になるように電圧を出力することを特徴とする
帯電方法。

【００１９】（３）前記帯電手段は接触帯電手段である
ことを特徴とする（２）の帯電方法。

【００２０】（４）前記接触帯電手段がローラ形状であ
ることを特徴とする（３）の帯電方法。

【００２１】（５）被帯電体を帯電する帯電手段と、該
帯電手段に印加する電圧を出力する電源装置を有する帯
電装置において、前記電源装置は、交流電圧を発生させ
る電源と、電流波形の積分値を測定する積分値検出手段
と、電流波形のピーク値を測定するピーク値検出手段と
を有し、前記積分値検出手段から得られた値を統計処理
した値と、前記ピーク値検出手段から得られた値を統計
処理した値の差分が、一定になるように電圧を出力する
ことを特徴とする帯電装置。

【００２２】（６）前記帯電手段は接触帯電手段である
ことを特徴とする（５）の帯電装置。

【００２３】（７）前記接触帯電手段がローラ形状であ
ることを特徴とする（６）の帯電装置。

【００２４】（８）像担持体に該像担持体を帯電する工
程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画
像形成装置において、前記像担持体を帯電する帯電装置
は、像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段に印加
する電圧を出力する電源装置を有し、該電源装置は、交
流電圧を発生させる電源と、電流波形の積分値を測定す
る積分値検出手段と、電流波形のピーク値を測定するピ
ーク値検出手段とを有し、前記積分値検出手段から得ら
れた値を統計処理した値と、前記ピーク値検出手段から
得られた値を統計処理した値の差分が、一定になるよう
に電圧を出力することを特徴とする画像形成装置。

【００２５】（９）前記帯電手段は接触帯電手段である
ことを特徴とする（８）の画像形成装置。

【００２６】（１０）前記接触帯電手段がローラ形状で
あることを特徴とする（９）の画像形成装置。

【００２７】〈作 用〉要するに本発明は、電流波形の
積分値と、ピーク値から求めた値の差分を所望の値とな
るよう制御するものであり、放電電流分の増減における
電流波形の微小な変化を、上記のような方法によって制
御することによって、良好な帯電処置が行えるのであ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は本発明に従う画像形成装置
例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は、転
写方式電子写真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像
方式、クリーナーレス、最大通紙サイズがＡ３サイズの
レーザビームプリンタである。

【００２９】（１）プリンタの全体的概略構成 ａ）像担持体 １は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体
（以下、感光体ドラムと記す）である。この感光体ドラ
ム１は負帯電性の有機光導電体（ＯＰＣ）で、外径５０
ｍｍであり、中心支軸を中心に１００ｍｍ／ｓｅｃのプ
ロセススピード（周速度）をもって矢示の反時計方向に
回転駆動される。

【００３０】この感光体ドラム１は、図２の層構成模型
図のように、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基
体）１ａ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１ｂと、光電荷発生層１ｃと、電荷輸
送層１ｄの３層を下から順に塗り重ねた構成をしてい
る。

【００３１】ｂ）帯電手段 ２は感光体ドラム１の周面を一様に帯電処理する帯電手
段としての接触帯電装置（接触帯電器）であり、本例は
帯電ローラ（ローラ帯電器）である。

【００３２】この帯電ロ一ラ２は、芯金２ａの両端部を
それぞれ不図示の軸受け部材により回転自在に保持させ
ると共に、押し圧ばね２ｅによって感光体ドラム方向に
付勢して感光体ドラム１の表面に対して所定の押圧力を
もって圧接させており、感光体ドラム１の回転に従動し
て回転する。感光体ドラム１と帯電ローラ２との圧接部
が帯電部（帯電ニップ部）ａである。

【００３３】帯電ローラ２の芯金２ａには電源Ｓ１より
所定の条件の帯電バイアス電圧が印加されることにより
回転感光体ドラム１の周面が本例の場合は負極性に一様
に接触帯電処理される。

【００３４】上記の帯電ローラ２の構成、帯電条件、帯
電制御方法等については（２）項で詳述する。

【００３５】ｃ）情報書き込み手段 ３は帯電処理された感光体ドラム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装置であり、本例
はレーザビームスキャナである。不図示の画像読み取り
装置等のホスト装置からプリンタ側に送られた画像信号
に対応して変調されたレーザ光を出力して回転感光体ド
ラム１の一様帯電処理面を露光位置ｂにおいてレーザ走
査露光Ｌする。このレーザ走査露光Ｌにより感光体ドラ
ム１面のレーザ光で照射されたところの電位が低下する
ことで回転感光体ドラム１面には走査露光した画像情報
に対応した静電潜像が順次に形成されていく。

【００３６】ｄ）現像手段 ４は感光体ドラム１上の静電潜像に現像剤（トナー）を
供給し静電潜像を可視化する現像手段としての現像装置
（現像器）であり、本例は二成分磁気ブラシ現像方式の
反転現像装置であり、感光体ドラム１面に形成された静
電潜像はこの現像装置４により順次にトナー画像として
本例の場合は負に摩擦帯電されたトナー（ネガトナー）
により反転現像されていく。

【００３７】４ａは現像容器、４ｂは非磁性の現像スリ
ーブであり、この現像スリーブ４ｂはその外周面の一部
を外部に露呈させて現像容器４ａ内に回転可能に配設し
てある。４ｃは非回転に固定して現像スリーブ４ｂ内に
挿設したマグネットローラ、４ｄは現像剤コーティング
ブレード、４ｅは現像容器４ａに収容した二成分現像
剤、４ｆは現像容器４ａ内の底部側に配設した現像剤攪
拌部材、４ｇはトナーホッパーであり、補給用トナーを
収容させてある。

【００３８】現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅはトナ
ーと磁性キャリアの混合物であり、現像剤攪拌部材４ｆ
により攪拌される。本例において磁性キャリアの抵抗は
約１０¹³Ωｃｍ、粒径は約４０μｍである。トナーは磁
性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。

【００３９】現像スリーブ４ｂは感光体ドラム１との最
近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐと称する）を３５０μｍに保た
せて感光体ドラム１に近接させて対向配設してある。こ
の感光体ドラム１と現像スリーブ４ｂとの対向部が現像
部ｃである。現像スリーブ４ｂは現像部ｃにおいて感光
体ドラム１の進行方向とは逆方向に回転駆動される。こ
の現像スリーブ４ｂの外周面に該スリーブ内のマグネッ
トローラ４ｃの磁力により現像容器４ａ内の二成分現像
剤４ｅの一部が磁気ブラシ層として吸着保持され、該ス
リーブの回転に伴い回転搬送され、現像剤コーティング
ブレード４ｄにより所定の薄層に整層され、現像部ｃに
おいて感光体ドラム１の面に対して接触して感光体ドラ
ム面を適度に摺擦する。現像スリーブ４ｂには電源Ｓ２
から所定の現像バイアスが印加される。

【００４０】而して、回転する現像スリーブ４ｂの面に
薄層としてコーティングされ、現像部ｃに搬送された現
像剤中のトナー分が現像バイアスによる電界によって感
光体ドラム１面に静電潜像に対応して選択的に付着する
ことで静電潜像がトナー画像として現像される。本例の
場合は感光体ドラム１面の露光明部にトナーが付着して
静電潜像が反転現像される。

【００４１】現像部ｃを通過した現像スリーブ４ｂ上の
現像剤薄層は引き続く現像スリーブの回転に伴い現像容
器４ａ内の現像剤溜り部に戻される。

【００４２】現像容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナ
ー濃度を所定の略一定範囲内に維持させるために、現像
容器４ａ内の二成分現像剤４ｅのトナー濃度が不図示の
例えば光学式トナー濃度センサーによって検知され、そ
の検知情報に応じてトナーホッパー４ｇが駆動制御され
て、トナーホッパー内のトナーが現像容器４ａ内の二成
分現像剤４ｅに補給される。二成分現像剤４ｅに補給さ
れたトナーは攪拌部材４ｆにより攪拌される。

【００４３】ｅ）転写手段・定着手段 ５は転写装置であり、本例は転写ローラである。この転
写ローラ５は感光体ドラム１に所定の押圧力をもって圧
接させてあり、その圧接ニップ部が転写部ｄである。こ
の転写部ｄに不図示の給紙機構部から所定の制御タイミ
ングにて転写材（被転写部材、記録材）Ｐが給送され
る。

【００４４】転写部ｄに給送された転写材Ｐは回転する
感光体ドラム１と転写ローラ５の間に挟持されて搬送さ
れ、その間、転写ローラ５に電源Ｓ３からトナーの正規
帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バ
イアスが印加されることで、転写部ｄを挟持搬送されて
いく転写材Ｐの面に感光体ドラム１面側のトナー画像が
順次に静電転写されていく。

【００４５】転写部ｄを通ってトナー画像の転写を受け
た転写材Ｐは回転感光体ドラム１面から順次に分離され
て定着装置６（例えば熱ローラ定着装置）へ搬送されて
トナー画像の定着処理を受けて画像形成物（プリント、
コピー）として出力される。

【００４６】ｆ）クリーナーレス 本例のプリンタはクリーナーレスであり、転写材Ｐに対
するトナー画像転写後の感光体ドラム１面に若干量残留
する転写残トナーを除去する専用のクリーニング装置は
具備させていない。転写後の感光体ドラム１面上の転写
残トナーは引き続く感光体ドラム１の回転に伴い帯電部
ａ、露光部ｂを通って現像部ｃに持ち運ばれて、現像装
置４により現像同時クリーニング（回収）される（クリ
ーナーレスシステム）。

【００４７】感光体ドラム１面上の転写残トナーは露光
部ｂを通るので露光工程はその転写残トナー上からなさ
れるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は
現れない。

【００４８】７はトナー帯電制御手段であり、転写部ｄ
よりも感光体ドラム回転方向下流側で、帯電部ａよりも
感光体ドラム回転方向上流側の位置に配設してある。こ
のトナー帯電制御手段７は、適度の導電性を持ったブラ
シ形状部材であり、ブラシ部を感光体ドラム１面に接触
させて配設してあり、負極性の電圧が電源Ｓ４より印加
されている。ｅはブラシ部と感光体ドラム１面の接触部
である。トナー帯電制御手段７を通過する感光体ドラム
１上の転写残トナーはその帯電極性が正規極性である負
極性に揃えられる。すなわち、転写工程後の感光体ドラ
ム１面上の転写残トナーには画像部の負極性トナー、非
画像部の正極性トナー、転写の正極性の電圧に影響され
極性が正極性に反転してしまったトナーが含まれる。こ
のような転写残トナーは上記のトナー帯電制御手段７に
よりその帯電極性が一様に負極性に揃えられて、帯電部
ａを帯電ローラ２に付着しないで通過して現像部ｃに持
ち運ばれて、現像工程において、トナーで現像されるべ
きではない感光体ドラム１上の転写残トナーが電界の関
係上現像装置４に回収される。

【００４９】（２）帯電手段の詳細説明 接触帯電部材としての帯電ローラ２の長手長さは３２０
ｍｍであり、図２の層構成模型図のように、芯金（支持
部材）２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表
層２ｄを下から順次に積層した３層構成である。下層２
ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中
間層２ｃは帯電ローラ全体として均一な抵抗を得るため
の導電層であり、表層２ｄは感光体ドラム１上にピンホ
ール等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。

【００５０】より具体的には、本例の帯電ロ一ラ２の仕
様は下記のとおりである。

【００５１】 芯金２ａ ；直径６ｍｍのステンレス丸棒 下層２ｂ ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５
ｇ／ｃｍ³ 、体積抵抗値１０² 〜１０⁹ Ωｃｍ、層厚
３．０ｍｍ、長さ３２０ｍｍ 中間層２ｃ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値
１０² 〜１０⁵ Ωｃｍ、層厚７００μｍ 表層２ｄ ；フッ素化合物のトレジン樹脂に酸化錫、カ
ーボンを分散、体積抵抗値１０⁷ 〜１０¹⁰Ωｃｍ、表面
粗さ（平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ そして、電源Ｓ１から直流電圧に周波数１０００Ｈｚの
交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄ
ｃ＋Ｖａｃ）が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加さ
れることで、回転する感光体ドラム１の周面が所定の電
位に帯電処理される。

【００５２】ここで本実施例の構成において、帯電ロー
ラ２へ流れる電流の電流波形について説明する。

【００５３】特開昭６３−１４９６６８号公報に開示す
るように、帯電ローラに直流電圧を印加したとき、感光
体表面を所望の電位Ｖｄを得るためにはＶｄ＋Ｖｔｈ
（放電開始電圧）が必要であり、交流電圧成分を重畳し
た電圧の場合、所望の電位Ｖｄに相当する直流電圧に２
倍のＶｔｈ以上のピーク間電圧が必要であることが知ら
れている。

【００５４】本実施例の構成において、Ｖｔｈは１００
０Ｖである。そこで、Ｖｔｈ以下のピーク間電圧であ
る、図３の（ａ）に示すような周波数１０００Ｈｚ、ピ
ーク間電圧７００Ｖの正弦波である交流電圧と、−５０
０Ｖの直流電圧を重畳させたバイアスを帯電ローラ２へ
印加する。その時帯電ローラ２へと流れる電流波形を図
３の（ｂ）に示す。電圧波形の位相に比べ電流波形の位
相はシフトしていることがわかる。

【００５５】一方、ピーク間電圧を、Ｖｔｈを少し上回
るピーク間電圧である１１００Ｖにしたときの同様な電
流波形を図３の（ｃ）に示す。電圧波形のピーク値付近
の位相においての電流波形に放電電流分の電流波形を確
認することができる。

【００５６】次に帯電工程における制御の仕方を説明す
る。図４は帯電ローラ２に印加する電源回路のブロック
図を示すものである。１１はＤＣ電源、１２はＡＣ電源
であり、ＤＣ電源１１から出力される直流電圧Ｖｄｃと
ＡＣ電源１２から出力される交流電圧Ｖａｃが重畳した
振動電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃが帯電ローラ２に印加される。
１３は帯電ローラ２に流れる電流波形の積分値を測定す
る積分値検出手段としての積分回路である。１４は電流
波形のピーク値を測定するピーク値検出手段としてのピ
ーク検出回路である。１５は制御回路としてのＣＰＵで
ある。

【００５７】この電源回路ではＡＣ電源１１において周
波数１０００Ｈｚの正弦波の交流電圧Ｖａｃが発生し、
その時のＡＣ電圧成分すなわちピーク間電圧は、積分回
路１３から得られた値を統計処理した値、すなわち、電
流波形の単位時間（一周期分または半周期分）における
積分値と、ピーク値検出回路１４から得られた値を統計
処理した値、すなわち、放電電流における電流波形以外
の電流波形の単位時間（一周期分または半周期分）にお
ける積分値との差分、すなわち、単位時間における放電
電流量分が所定の一定値に維持されるように出力交流電
圧のピーク間電圧Ｖｐｐを変化させるフィードバック制
御がなされる。

【００５８】ここで、フィードバック制御の方法につい
て説明する。

【００５９】まず、積分回路１３での電流波形の積分の
方法について説明する。図５の（ａ）に示すようにＡＣ
電流波形が正弦波の場合、振幅値の符号を加味し一周期
分積分するとゼロとなる。そこで、図５の（ｂ）に示す
ように、一度電流波形を絶対値回路を用いることによ
り、電流波形の振幅値の絶対値を、積分計算する。ま
た、半周期分の波形を積分計算しても良い。

【００６０】次に、ピーク値検出回路１４から得られる
値の統計処理法について説明する。図３の（ａ）に示す
ような一周期の間にピーク値を二点しか持たない正弦波
などの電圧波形を持つ交流電圧において、放電等起こら
ない定常的な負荷に流れる電流波形のピーク値は交流電
流に比例する。よって、ピーク値を検出することと印加
電圧の波形から、放電電流における電流波形以外の電流
波形を求めることができる。

【００６１】ここで、図３の（ｃ）に示すように、放電
電流が発生しているときの電流波形において、積分回路
１３によって求められる値は、図６の（ａ）に示す範
囲、すなわち電流波形全体の積分値が求められる。

【００６２】また、ピーク値検出回路１４によってピー
ク値を検出することと印加電圧の波形から求められる電
流波形は図６の（ｂ）の波形となる。

【００６３】よってこの双方から求められる積分値の差
分から、放電電流量を得ることができる。この放電電流
量が所望の値なるようフイードバック制御を行うのであ
る。

【００６４】本実施例のような、感光体ドラム１上の残
留トナーを回収するクリーニング装置がなく、現像装置
４などによって残留トナーを回収するといった、いわゆ
るクリーナーレスシステムおいては、放電生成物の付着
により感光体ドラム表面が低抵抗化し、潜像の解像力が
低下し、クリーニング装置による刷新効果が望めないた
め、画像ボケや画像流れといった放電生成物における悪
影響がある。

【００６５】よって、電流値をより精度よく制御し、放
電生成物の発生を最小限に抑えたいのである。電流波形
は上述したように現れるため、放電電流分の増減におけ
る電流波形の微小な変化を、上記のような方法によって
制御することによって、これらの問題を改善することが
できるのである。

【００６６】本実施例おいてはクリーナーレスシステム
の画像形成装置において説明したが、図７に示すような
クリーニング装置８を用いた画像形成装置においても、
感光体ドラム１の削れ等による感光体ドラム劣化で電気
的な容量も変化することから、帯電ローラ２へ流れる電
流も変化する。すなわち電流波形にも変化が生じ、ピー
クホールド回路を用いた定電流方法では、感光体ドラム
等の条件によって安定した放電電流量が得られないた
め、帯電不良や画像流れを引き起こしてしまう。よっ
て、上記のような方法によって制御することによって、
これらの問題を改善することができるのである。

【００６７】（３）その他 １）帯電部材は被帯電体面に必ずしも接触している必要
はなく、帯電部材と被帯電体との間に、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（間隙）を存
して非接触に近接配置されていてもよく（近接帯電）、
本発明においてはこの場合も接触帯電の範疇とする。

【００６８】２）像担持体は表面抵抗が１０⁹ 〜１０¹⁴
Ω・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。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もよい。

【００６９】３）可撓性の接触帯電部材は帯電ローラの
他に、ファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質の
ものも使用可能である。また各種材質のものの組み合わ
せでより適切な弾性、導電性、表面性、耐久性のものを
得ることもできる。

【００７０】４）接触帯電部材や現像部材に印加する振
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
等適宜使用可能である。直流電源を周期的にオン／オフ
することによって形成された矩形波であってもよい。

【００７１】５）像担持体としての感光体の帯電面に対
する情報書き込み手段としての像露光手段は実施例のレ
ーザ走査手段以外にも、例えば、ＬＥＤのような固体発
光素子アレイを用いたデジタル露光手段であってもよ
い。ハロゲンランプや蛍光灯等を原稿照明光源とするア
ナログ的な画像露光手段であってもよい。要するに、画
像情報に対応した静電潜像を形成できるものであればよ
い。

【００７２】６）像担持体は静電記録誘電体などであっ
てもよい。この場合は該誘電体面を一様に帯電した後、
その帯電面を除電針ヘッドや電子銃等の除電手段で選択
的に除電して目的の画像情報に対応した静電潜像を書き
込み形成する。

【００７３】７）静電潜像のトナー現像方式・手段は任
意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。

【００７４】一般的に、静電潜像の現像方法は、非磁性
トナーについてはこれをブレード等でスリーブ等の現像
剤担持搬送部材上にコーティングし、磁性トナーについ
てはこれを現像剤担持搬送部材上に磁気力によってコー
ティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で適
用し静電潜像を現像する方法（１成分非接触現像）と、
上記のように現像剤担持搬送部材上にコーティングした
トナーを像担持体に対して接触状態で適用し静電潜像を
現像する方法（１成分接触現像）と、トナー粒子に対し
て磁性のキャリアを混合したものを現像剤（２成分現像
剤）として用いて磁気力によって搬送して像担持体に対
して接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分
接触現像）と、上記の２成分現像剤を像担持体に対して
非接触状態で適用し静電潜像を現像する方法（２成分非
接触現像）との４種顛に大別される。

【００７５】８）転写手段は実施形態例のローラ転写に
限られず、ブレード転写、ベルト転写、その他の接触転
写帯電方式であってもよいし、コロナ帯電器を使用した
非接触転写帯電方式でもよい。

【００７６】９）転写ドラムや転写ベルトなどの中間転
写体を用いて、単色画像形成ばかりでなく、多重転写等
により多色、フルカラー画像を形成する画像形成装置に
も本発明は適用できる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、有
効な放電電流の制御方法を用いた、電源装置、帯電方
法、帯電装置および画像形成装置を提供することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の画像形成装置（クリーナーレス）の
概略構成模型図

【図２】 感光体ドラムと帯電ローラの層構成模型図

【図３】 （ａ）は交流電圧波形（周波数１０００Ｈ
ｚ、ピーク間電圧７００Ｖ、正弦波）、（ｂ）は帯電ロ
ーラへと流れる電流波形、（ｃ）は電流波形（交流電圧
のピーク間電圧１１００Ｖの場合）

【図４】 電源装置のブロック回路図

【図５】 （ａ）はＡＣ電流波形（正弦波）、（ｂ）は
ＡＣ電流波形（絶対値回路を使用）

【図６】 電流波形の積分範囲の説明図

【図７】 他の実施例の画像形成装置（クリーナー有
り）の概略構成模型図

【符号の説明】

１・・感光体ドラム（像担持体）、２・・帯電ローラ、
３・・レーザビームスキャナ、４・・現像装置、５・・
転写ローラ、６・・定着装置、７・・トナー帯電制御手
段、８・・クリーニング装置、Ｓ１〜Ｓ４・・バイアス
電圧印加電源、１１・・ＤＣ電源、１２・・ＡＣ電源、
１３・・積分回路、１４・・ピーク検出回路、１５・・
ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC05 DD03 2H027 DA01 ZA01 2H032 AA05 5H410 CC02 CC03 DD02 DD03 EB25 FF05 FF26 9A001 BB06 HH34 KK42

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】交流電圧を発生させる電源と、電流波形の
   積分値を測定する積分値検出手段と、電流波形のピーク
   値を測定するピーク値検出手段とを有し、 前記積分値検出手段から得られた値を統計処理した値
   と、前記ピーク値検出手段から得られた値を統計処理し
   た値の差分が、一定になるように電圧を出力することを
   特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】帯電手段に電圧を印加して被帯電体を帯電
   する帯電方法において、前記帯電手段に対する電圧印加
   手段が、交流電圧を発生させる電源と、電流波形の積分
   値を測定する積分値検出手段と、電流波形のピーク値を
   測定するピーク値検出手段とを有し、前記積分値検出手
   段から得られた値を統計処理した値と、前記ピーク値検
   出手段から得られた値を統計処理した値の差分が、一定
   になるように電圧を出力することを特徴とする帯電方
   法。
3. 【請求項３】前記帯電手段は接触帯電手段であることを
   特徴とする請求項２の帯電方法。
4. 【請求項４】前記接触帯電手段がローラ形状であること
   を特徴とする請求項３の帯電方法。
5. 【請求項５】被帯電体を帯電する帯電手段と、該帯電手
   段に印加する電圧を出力する電源装置を有する帯電装置
   において、 前記電源装置は、交流電圧を発生させる電源と、電流波
   形の積分値を測定する積分値検出手段と、電流波形のピ
   ーク値を測定するピーク値検出手段とを有し、前記積分
   値検出手段から得られた値を統計処理した値と、前記ピ
   ーク値検出手段から得られた値を統計処理した値の差分
   が、一定になるように電圧を出力することを特徴とする
   帯電装置。
6. 【請求項６】前記帯電手段は接触帯電手段であることを
   特徴とする請求項５の帯電装置。
7. 【請求項７】前記接触帯電手段がローラ形状であること
   を特徴とする請求項６の帯電装置。
8. 【請求項８】像担持体に該像担持体を帯電する工程を含
   む作像プロセスを適用して画像形成を実行する画像形成
   装置において、 前記像担持体を帯電する帯電装置は、像担持体を帯電す
   る帯電手段と、該帯電手段に印加する電圧を出力する電
   源装置を有し、該電源装置は、交流電圧を発生させる電
   源と、電流波形の積分値を測定する積分値検出手段と、
   電流波形のピーク値を測定するピーク値検出手段とを有
   し、前記積分値検出手段から得られた値を統計処理した
   値と、前記ピーク値検出手段から得られた値を統計処理
   した値の差分が、一定になるように電圧を出力すること
   を特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】前記帯電手段は接触帯電手段であることを
   特徴とする請求項８の画像形成装置。
10. 【請求項１０】前記接触帯電手段がローラ形状であるこ
    とを特徴とする請求項９の画像形成装置。