JP5791350B2

JP5791350B2 - 画像形成装置

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Inventors: 小松　功; 功小松
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Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、プリンター、ＦＡＸ、或いはこれらの出力端末をすべてかね備えた複合機として、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置では、電子写真感光体（感光体）に静電潜像を中間媒体として形成する。感光体としては、一般に、ドラム型の感光ドラムが用いられる。このような画像形成装置では、感光ドラムを帯電処理するための帯電手段として、使用する電圧が比較的低く、且つ、小型化が容易な帯電ローラ方式が広く用いられている。この帯電ローラ方式に用いられる帯電部材としての帯電ローラは、一般に、金属製の軸の外周面上に弾性体層が設けられ、この弾性層の表面上に保護層が設けられて構成されており、弾性体層と保護層には導電性物質が混ぜられている場合が多い。保護層が感光ドラムと接触し、金属製の軸に帯電高圧電源から、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した電圧（Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が印加される構成が広く用いられている。

Ｖｄｃ＋Ｖａｃを帯電ローラに印加した場合、感光ドラムの表面の帯電電位（Ｖｄ）は、閾値（放電開始電圧）以上のＶａｃ（Ｖｄｃに対して両方の極性側に放電開始電圧以上の交流電圧。即ち、放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧の交流電圧。）が印加されている場合、Ｖｄｃの電位に収束する。ここで、どの程度のＶａｃを印加すれば、感光ドラムの帯電電位（Ｖｄ）がＶｄｃの電位に収束するかは、感光ドラムの膜厚、回転速度、温湿度によって異なる。

放電開始電圧未満のＶａｃを印加する場合、感光ドラムの帯電電位（Ｖｄ）がＶｄｃの値に収束しないため、本来白地部になるべき場所にトナーが乗る、所謂、かぶり現象が生じることがある。一方、放電開始電圧をはるかに超えるＶａｃを印加してしまうと、帯電電位ムラやかぶり現象は抑えられるが、感光ドラムの表面の削れ量の増大や、感光ドラムの表面のトルクアップなどの弊害を招くことがある。そのため、放電開始電圧とほぼ同じか、放電開始電圧より少し大きめのＶａｃを印加することが望ましい。そこで、Ｖａｃを変化させた際の電流量の変化から、放電開始電圧より少しだけ高めのＶａｃを計算してこれを印加することが行われている（特許文献１）。

感光ドラムの帯電電位（Ｖｄ）は、レーザーやＬＥＤなどで露光を受けることにより変化して露光部電位（ＶＬ）となる。電子写真方式の画像形成装置では、これを利用して、露光を受けた部分と受けない部分によって、静電潜像と呼ばれる電位分布の差を作る。

現像装置は、例えばトナーを攪拌してこれに帯電電荷を与えるスクリューと、トナーを感光ドラムの表面の近傍へ供給する現像スリーブとを有する。又、現像剤の種類による現像方式の種類として、磁性粉を直接トナー自身に含有させている一成分現像方式と、磁性粉を別途混ぜ合わせる二成分現像方式とがある。いずれの方式でも、現像スリーブに電圧を印加して、トナーの持つ電荷により感光ドラム上に形成された静電潜像に該トナーを付着させて、静電潜像をトナー像とする。

現像スリーブに直流電圧（Ｖｄｅｖ）のみを印加する構成と、直流電圧（Ｖｄｅｖ）と交流電圧（Ｖｄｅｖａｃ）とを重畳した電圧（Ｖｄｅｖ＋Ｖｄｅｖａｃ）を印加する構成とがある。Ｖｄｅｖ−Ｖｄの値を、かぶり取りバイアス（Ｖｂａｃｋ）と呼ぶ。一般に、このＶｂａｃｋの値が１２０Ｖ〜２００Ｖ程度あれば、かぶり現象は発生しない。又、ＶＬ−Ｖｄｅｖの値を現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）と呼ぶ。一般に、このＶｃｏｎｔの値が２００Ｖ〜３００Ｖ程度あれば、画像形成に十分なトナーを感光ドラム上に付与できる。

尚、帯電ローラは、感光ドラムの表面に必ずしも接触していなくてもよい。帯電ローラと感光ドラムの表面との間に、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、例えば数十μｍの空隙（間隙）を存して非接触に近接配置されていてもよい。他の形状の帯電部材であっても同様である。便宜上、帯電ローラなどの帯電部材が感光体に接触する場合、上述のように近接する場合を含めて、接触帯電という。

ここで、常温環境（例えば１５℃以上）においては、帯電ローラの電気抵抗値は安定している。これに対し、低温環境（例えば５℃以下）においては、帯電ローラの電気抵抗が急激に上昇し、電流が流れにくくなる場合がある。これは、特に、帯電ローラに含まれる導電物質として、塩などのイオン導電系の物質を含有する場合に顕著である。

以下、感光ドラムの帯電極性が負極性であり、反転現像方式（一様に帯電処理された後に露光によって電位の絶対値が低下させられた露光部に感光体の帯電極性と同極性のトナーを付着させる現像方式）を用いる場合を例に説明する。又、以下、電位について上げる若しくは下げる又は大きい又は小さいなどの大小関係の表現は、便宜上、絶対値で比較した場合のものとする。

帯電ローラの電気抵抗が高くなってしまった場合でも、Ｖａｃとして大きな電圧を印加すれば、感光ドラムをＶｄｃの値に帯電させられる場合がある。しかし、Ｖａｃとして印加できる電圧には、基板の部品的な制約や、電流量・発熱量の制約、更にはリークを防ぐために確保する距離（絶縁距離）の制約などがあり、概してピーク間電圧が２０００Ｖｐｐ〜２５００Ｖｐｐ程度までのＶａｃしか印加できない。同様に、Ｖｄｃとして印加できる電圧も、概して−１０００Ｖ〜−１５００Ｖ程度までである。

その結果、放電開始電圧以上とするために必要なＶａｃのピーク間電圧が、基板が出力できる最大のピーク間電圧を超えた場合、感光ドラムの帯電電位（Ｖｄ）はＶｄｃの値に収束しないため、かぶり現象が生じてしまう。

かぶり現象が起こると、印刷物の品位が低下することに加えて、余白部にトナーが付くことで搬送不良を引き起こしたり、本来トナーを消費しない部分でトナーを消費するために現像装置内のトナー量が減って本体の機能停止を引き起こしたりすることもある。

従来、このような問題に対して、表面電位計を用いて感光ドラムの表面電位を測定し、測定結果に応じて補正を行う画像形成装置がある（特許文献２、特許文献３）。

尚、特許文献４には、帯電部材と感光体との間に流れる直流電流値を検知して、感光体の厚みを検知することが開示されている。

特開２００１−２０１９２０号公報特開平７−４３９８６号公報特開平７−４４０６３号公報特開平５−２２３５１３号公報

しかしながら、上述のように表面電位計を用いて感光ドラムの表面電位を測定する構成では、次のような問題がある。

即ち、画像形成装置の小型化に伴い、表面電位計を置くスペースがなくなってきており、表面電位計による測定結果に応じた補正を実現できない場合がある。又、画像形成装置の低コスト化に伴い、表面電位計を備えるコストが問題になることがある。

従って、本発明の目的は、簡易な構成で帯電部材の電気抵抗変動時の感光体の帯電電位の変動を検知して、適切な静電潜像の形成を可能とすることのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、感光体と、帯電バイアスが印加されることによって前記感光体を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラに前記帯電バイアスを印加する帯電電源と、前記帯電電源によって前記帯電ローラに前記帯電バイアスを印加したときに前記帯電ローラに流れる直流電流を検出する検出手段と、前記帯電ローラによって帯電された前記感光体を露光して前記感光体に潜像を形成する露光手段と、前記露光手段によって前記感光体に形成された潜像をトナーで現像して前記感光体の表面にトナー像を形成する現像手段と、前記現像手段に現像バイアスを印加する現像電源と、前記現像電源から第１の現像バイアスを出力した状態であって、かつ前記帯電電源から直流電圧値が所定の直流電圧値未満である第１の帯電バイアスを出力した状態で、前記検出手段によって検出された直流電流が所定の目標値よりも小さい場合、前記第１の現像バイアスを出力した状態で、前記検出手段によって検出される直流電流が前記目標値に近づくように、直流電圧の絶対値が前記第１の帯電バイアスにおける直流電圧の絶対値よりも大きい第２の帯電バイアスを前記帯電電源から出力する第１のモードを実行する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記現像電源から前記第１の現像バイアスを出力した状態であって、かつ前記帯電電源から出力する前記帯電バイアスにおける直流電圧値が前記所定の直流電圧値に達した状態で、前記検出手段によって検出される直流電流が前記目標値よりも小さい場合、前記帯電バイアスにおける直流電圧値が前記所定の直流電圧値に達した状態で、前記帯電ローラによって帯電された前記感光体表面の電位と前記現像電源から出力する前記現像バイアスの直流電圧との電位差が所定の電位差に近づくように、直流電圧の絶対値が前記第１の現像バイアス直流電圧の絶対値よりも小さい第２の現像バイアスを前記現像電源から出力する第２のモードを実行することを特徴とする画像形成装置である。

本発明の一実施態様によると、前記制御手段は、前記第１のモード時において、前記露光手段が第１の出力を出力するように制御し、前記第２のモード時において、前記露光手段が前記第１の出力よりも大きい第２の出力を出力するように制御する。

又、本発明の他の実施態様によると、前記帯電バイアスは交流電圧と直流電圧を重畳した電圧であり、前記制御手段は、前記現像電源から前記第１の現像バイアスを出力した状態、かつ前記帯電電源から前記所定の直流電圧値未満の直流電圧と所定の交流電圧値未満の交流電圧とを重畳した第３の帯電バイアスを出力した状態で、前記検出手段によって検出された直流電流が前記目標値よりも小さい場合、前記第１の現像バイアスを出力した状態で、前記検出手段によって検出される直流電流が前記目標値に近づくように、前記第３の帯電バイアスにおける直流電圧と同じ直流電圧と前記第３の帯電バイアスにおける交流電圧よりも大きい交流電圧とを重畳した第４の帯電バイアスを前記帯電電源から出力する第３のモードを実行する。

本発明によれば、簡易な構成で帯電部材の電気抵抗変動時の感光体の帯電電位の変動を検知して、適切な静電潜像の形成を可能とすることができる。

本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。図１の画像形成装置の画像形成部をより詳しく示す模式的な断面図である。図１の画像形成装置の感光ドラム及び帯電ローラの層構成並びに概略制御態様を示す模式図である。本発明に従う帯電ローラ及び現像スリーブに印加する電圧並びにレーザーパワーの決定方法の一例のフローチャート図である。

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。

実施例１
以下、図面に沿って、本実施例の形態について説明する。

１．画像形成装置の基本的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、転写方式電子写真プロセス、接触帯電方式、反転現像方式を用いた、最大通紙サイズがＡ３サイズのカラーレーザープリンタである。画像形成装置１００は、画像形成装置本体（装置本体）と通信可能に接続された外部ホスト装置からの画像情報に応じて転写材、例えば、用紙、ＯＨＰシートなどにカラーの画像を形成し、出力することができる。

特に、本実施例の画像形成装置１００は、中間転写方式を採用した４連タンデムドラム方式の画像形成装置である。即ち、画像形成装置１００は、複数の像形成手段たるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色用の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋを有する。例えばフルカラー画像の形成時には、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋにおいて、中間転写体９１に連続的にトナー像が多重転写され、その後この多重トナー像が転写材Ｐに一括して転写される。各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋは、中間転写体９１の画像転写面の移動方向において直列に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に配置されている。

本実施例では、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なる他は実質的に同一の構成とされる。従って、以下、特に区別を要しない場合は、各画像形成部の要素であることを示す符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは省略し、総括的に説明する。

画像形成部Ｐには、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１が設けられている。詳しくは後述するように、感光ドラム１は、導電性支持体上に有機物質の感光層を有する。感光ドラム１の表面は、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によって帯電させられる。一様に帯電した感光ドラム１の表面は、像露光手段としての像露光装置（レーザービームスキャナ）３によって走査露光される。これにより、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。感光ドラム１に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置４によって現像剤であるトナーが供給されることによりトナー像として現像される。感光ドラム１に形成されたトナー像は、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９２の作用により、移動する中間転写体としての中間転写ベルト９１上に転写（一次転写）される。一次転写は、一次転写ローラ９２が中間転写ベルト９１を介して感光ドラム１に押圧されることで形成された、中間転写ベルト９１と感光ドラム１との接触部（ニップ部）である一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１において行われる。中間転写ベルト９１上に転写されたトナー像は、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１０の作用により、転写材Ｐ上に転写（二次転写）される。二次転写は、二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９１を介して二次転写対向ローラ９６に押圧されることで形成された、中間転写ベルト９１と二次転写ローラ１０との接触部（ニップ部）である二次転写ニップＮ２において行われる。転写材Ｐは、中間転写ベルト９１上のトナー像が二次転写部Ｎ２に搬送されてくるタイミングに合わせて、二次転写部Ｎ２に搬送されてくる。トナー像が転写された転写材Ｐは、定着手段としての定着装置１２に搬送され、ここでトナー像の定着を受けた後に、装置本体の外部に排出される。

例えば、フルカラー画像を形成する場合には、画像形成装置１００と通信可能に接続された外部ホスト装置からの信号に従って、色分解された画像信号が生成される。そして、この信号に応じて、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋにおいて、各色のトナー像が各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に形成される。そして、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト９１上に順次に重ね合わせるようにして転写（一次転写）される。こうして中間転写ベルト９１上に形成された多重トナー像は、記録材Ｐに一括して転写（二次転写）される。

一次転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナーは、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ７によって回収される。又、二次転写工程後に中間転写ベルト９１上に残留したトナーは、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーナ１１によって回収される。

本実施例では、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４、ドラムクリーナ７は、枠体によって一体的に構成され、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ８とされている。プロセスカートリッジ８は、例えば感光ドラム１が寿命に達した場合などに装置本体から取り外されて、新品と交換される。

２．画像形成装置の各部の構成
次に、画像形成装置１００の各部の構成について更に詳しく説明する。図２は、本実施例の画像形成装置１００の一つの画像形成部Ｐの構成をより詳しく示す模式的な断面図である。図３は、本実施例の画像形成装置１００における感光ドラム１及び帯電ローラ２の層構成並びに概略制御態様を示す模式図である。

２−１．感光ドラム
画像形成装置１００は、像担持体として回転可能なドラム型の電子写真感光体である感光ドラム１を有する。本実施例では、感光ドラム１は、有機光導電体（ＯＰＣ）感光ドラムである。本実施例では、感光ドラム１の外径は３０ｍｍである。

図３に示すように、感光ドラム１は、接地されたアルミニウムなどの導電材製のドラム基体１ａの外周面に、通常の有機光導電体層（ＯＰＣ）からなる感光層１ｂを塗布して形成したものである。本実施例では、上記ＯＰＣは、負の帯電特性を有している。感光層１ｂは、下引き層（ＣＰＬ）１ｂ１、注入阻止層（ＵＣＬ）１ｂ２、電荷発生層（ＣＧＬ）１ｂ３、電荷輸送層（ＣＴＬ）１ｂ４の４層によって構成されている。

感光層１ｂは、通常は絶縁体であり、特定の波長の光を照射することによって導電体となるという特徴を有している。これは、光照射により電荷発生層１ｂ３内に正孔（電子対）が生成し、それらが電荷の流れの担い手となるからである。本実施例では、電荷発生層１ｂ３は厚さ０．２μｍのフタロシニアン化合物で構成され、又電荷輸送層１ｂ４は厚さ２５μｍ程度のヒドラゾン化合物を分散させたポリカーボネートで構成されている。感光ドラム１は、駆動手段としての駆動モーター（ＤＣブラシレスモーター）１９によって、中心支軸を中心に２５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。

本実施例では、各プロセスカートリッジ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋごとに記憶手段であるメモリタグ（図示せず）が設けられており、装置本体側で該メモリタグの情報を読み取ることにより、ＣＰＵ１０３が、感光ドラム１が交換されたことを検知することができる。

２−２．帯電ローラ
本実施例では、画像形成装置１００は、帯電手段として、ローラ状に形成された接触帯電部材（接触帯電器）である帯電ローラ２を有する。帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面（外周面）を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。

図３に示すように、帯電ローラ２は、金属製の芯金２ａの外周面を、弾性層２ｂ、抵抗層２ｃ、表面層２ｄで覆って構成されている。本実施例では、芯金２ａは、直径６ｍｍのステンレス丸棒である。又、弾性層２ｂは、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である。又、抵抗層２ｃは、カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０²〜１０⁵Ωｃｍ、層厚７００μｍである。又、表面層２ｄは、フッ素化合物のトレジン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である。芯金２ａは、その長手方向（回転軸線方向）の両端部が、それぞれ軸受部材（図示せず）によって回転自在に保持されている。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。上記軸受部材は、付勢部材としての押圧ばね（圧縮ばね）２ｅによって感光ドラム１に向けて付勢されている。これにより、帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接されて、感光ドラム１の表面との間に接触部（ニップ部）である帯電ニップａを形成している。帯電ローラ２は、感光ドラム１の回転に伴って、図中矢印Ｒ２方向に従動回転する。

帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面の移動方向において帯電ニップａの上流側、下流側にそれぞれ形成された感光ドラム１との間の微小空隙（帯電ギャップ）のうち少なくとも一方で発生する放電によって、感光ドラム１の表面を帯電させる。

帯電ローラ２には、帯電電圧印加手段としての帯電高圧電源１０１によって、帯電電圧（帯電バイアス、帯電高圧）が印加される。帯電高圧電源１０１には、電流検知手段として、帯電電流の直流成分を検出する電流検知装置（直流電流検知回路）１０２が接続されている。電流検知装置１０２による帯電電流の直流成分の検知結果は、ＣＰＵ１０３に入力される。

本実施例では、帯電電圧として、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳させた振動電圧が、芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加される。本実施例では、帯電高圧電源１０１は、帯電ローラ２に対して、周波数が１５００Ｈｚであり、Ｖｄｃの出力が０〜−９００Ｖの範囲、Ｖａｃの出力（ピーク間電圧）が０〜２０００Ｖｐｐの範囲の帯電電圧を出力可能である。画像形成中に印加する帯電電圧は、後述する制御によってＣＰＵ１０３により決定される。

又、帯電ローラ２に対して、帯電ローラクリーニング部材２ｆが設けられている。本実施例では、帯電ローラクリーニング部材２ｆは、可撓性を有するクリーニングフィルムである。このクリーニングフィルム２ｆは、帯電ローラ２の長手方向に対し平行に配置されている。又、このクリーニングフィルム２ｆは、帯電ローラ２の長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材２ｇに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ２と接触ニップを形成するよう配置されている。支持部材２ｇが、駆動手段としての駆動モーター（図示せず）によりギア列を介して駆動され、長手方向に一定量の往復運動をすることで、帯電ローラ２の表層がクリーニングフィルム２ｆで摺擦される。これにより、帯電ローラ２の表層の付着汚染物（微粉トナー、外添剤など）の除去がなされる。

２−３．像露光装置
感光ドラム１は、帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理された後、像露光手段による像露光を受ける。これにより、目的のカラー画像の各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋに対応した色成分の静電潜像が形成される。像露光手段は、カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調された光を出力する走査露光系などで構成することができる。

本実施例では、像露光手段としての像露光装置３として、光源として半導体レーザーを用いたレーザービームスキャナを用いた。レーザービームスキャナは、画像読み取り装置（図示せず）などの外部ホスト装置から画像形成装置１００側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザー光ＬＢを出力する。そして、回転する感光ドラム１の一様に帯電処理された面を、そのレーザー光ＬＢで走査露光（イメージ露光）する。このレーザー走査露光により、感光ドラム１上のレーザー光ＬＢで照射されたところの電位が低下する。これにより、回転する感光ドラム１上には、走査露光した画像情報に対応した静電潜像が形成される。感光ドラム１における、画像露光ＬＢの照射位置が露光部ｂである。

本実施例では、像露光装置３のレーザーパワー（露光量、光源の出力）は、約０．１μＪ／ｃｍ²〜約０．４μＪ／ｃｍ²の範囲で可変となっている。又、感光ドラム１上の露光部電位（ＶＬ）は、像露光装置３の光量によって、約−２０Ｖ〜約−３００Ｖの範囲で変化させることが可能である。画像形成中に用いる像露光装置３のレーザーパワーは、後述する制御によってＣＰＵ１０３により決定される。

２−４．現像装置
感光ドラム１に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置４によって、現像剤のトナーで現像される。

本実施例では、現像装置４は、二成分接触現像装置（二成分磁気ブラシ現像装置）である。図２に示すように、現像装置４は、現像容器（現像装置本体）４０を有する。現像容器４０には、内部に固定配置されたマグネットローラを有する現像剤担持体としての現像スリーブ４１、現像剤規制部材としての現像剤規制ブレード４２などが設けられている。現像容器４０内には、主に非磁性樹脂トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）との混合物である二成分現像剤（現像剤）４６が収容されている。又、現像容器４０内の底部側には、現像剤攪拌部材としての攪拌スクリュー４３、４４が配置されている。現像スリーブ４１は、その外周面の一部を現像容器４０の外部に露出させて、現像容器４０内に回転可能に配置されている。

現像スリーブ４１には、現像剤規制ブレード４２が所定間隙を有して対向させられている。現像剤規制ブレード４２は、現像スリーブ４１の図中矢印Ｒ３方向の回転に伴い、現像スリーブ４１上に現像剤４６の薄層を形成（コーティング）する。本実施例では、現像スリーブ４１は、感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）が３５０μｍに保たれるように、感光ドラム１に近接させて対向して配置されている。感光ドラム１と現像スリーブ４１との対向部が現像部ｃである。現像スリーブ４１は、現像部ｃにおいて、その表面の移動方向が感光ドラム１の表面の移動方向とは逆方向になるように回転駆動される。

現像スリーブ４１上の現像剤４６の薄層は、現像部ｃにおいて感光ドラム１の表面に接触して、感光ドラム１を適度に摺擦する。現像スリーブ４１には、現像電圧印加手段としての現像高圧電源１０６から、所定の現像電圧（現像バイアス、現像高圧）が印加される。本実施例では、現像スリーブ４１に印加する現像電圧は、直流電圧（Ｖｄｅｖ）と交流電圧（Ｖｄｅｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。本実施例では、現像高圧電源１０６は、現像スリーブ４１に対して、周波数が１２ｋＨｚであり、Ｖｄｅｖの出力が０〜−７５０Ｖの範囲、Ｖｄｅｖａｃの出力（ピーク間電圧）が１５００Ｖｐｐで固定の現像電圧を出力可能である。画像形成中に印加する現像電圧は、後述する制御によってＣＰＵ１０３により決定される。

回転する現像スリーブ４１によって現像部ｃに搬送された現像剤４６中のトナーが、現像電圧による電界によって、感光ドラム１上の静電潜像に対応して選択的に感光ドラム１の表面に付着する。これにより、感光ドラム１上の静電潜像がトナー像として現像される。本実施例では、感光ドラム１上の露光部（明部）にトナーが付着して静電潜像が現像される（反転現像）。現像部ｃを通過した現像スリーブ４１上の現像剤４６の薄層は、引き続く現像スリーブ４１の回転に伴い、現像容器４０内の現像剤溜り部に戻される。

現像装置４内に設けられた攪拌スクリュー４３、４４は、現像スリーブ４１の回転と同期して回転し、現像容器４０内に補給されたトナーを現像容器４０内のキャリアと攪拌・混合して、トナーに所定の帯電電荷を与える機能を有する。又、攪拌スクリュー４３、４４は、それぞれ長手方向（回転軸線方向）において反対方向に現像剤４６を搬送し、現像剤４６を現像容器４０内で循環させる機能を有する。即ち、攪拌スクリュー４３、４４は、現像剤４６を現像スリーブ４１に供給すると共に、現像工程によりトナー濃度（現像剤中のトナーの割合）の薄くなった現像剤４６をトナー補給部に搬送する。

現像装置４の攪拌スクリュー４４の上流側壁面には、現像剤４６の透磁率変化を検出して現像容器４０内の現像剤４６のトナー濃度を検知するトナー濃度センサー４５が設けられている。又、現像剤４６の循環方向において、トナー濃度センサー４５のやや下流側に、トナー補給開口４７が設けられている。現像動作を行った後に、現像剤４６はトナー濃度センサー４５による検知部に運ばれ、ここでトナー濃度が検知される。その検知結果に応じて、現像剤４６のトナー濃度を一定に維持するために、適宜、現像容器４０内にトナーが補給される。即ち、現像装置４に現像剤補給容器（トナー補給ユニット）５が接続されており、該現像剤補給容器５が備える補給スクリュー５１の回転により、該現像剤補給容器５から現像装置４のトナー補給開口４７を通して、現像容器４０内へのトナー補給が行われる。現像容器４０内に補給されたトナーは、攪拌スクリュー４４により搬送され、キャリアと混ざり合い、適度な帯電電荷を付与された後に、現像スリーブ４１の近傍に運ばれ、現像スリーブ４１上に供給されて現像に供される。

本実施例では、トナーとして、平均粒径が５．５μｍの、正規の帯電極性が負極性であるトナーを用いた。又、本実施例では、キャリアとして、飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ³、平均粒径が３５μｍの磁性キャリアを用いた。又、トナーとキャリアとを重量比８：９２で混合したものを二成分現像剤（現像剤）として用いた。

２−５．中間転写ユニット
各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋに対向するように、転写手段としての中間転写ユニット９が設けられている（図１）。中間転写ユニット９は、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト９１を有する。中間転写ベルト９１は、複数の支持部材としての駆動ローラ９４、テンションローラ９５及び二次転写対向ローラ９６に、所定の張力を持って掛け渡されている。中間転写ベルト９１は、駆動手段としての駆動モーター２０から駆動ローラ９４に回転駆動力が伝達されることで、図中矢印Ｒ４方向に回転（周回移動）する。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、感光ドラム１と中間転写ベルト９１との接触部（ニップ部）である一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１へ進入する。一次転写部Ｎ１では、中間転写ベルト９１の裏側に、一次転写手段としての一次転写ローラ９２が当接されている。一次転写ローラ９２には、一次転写電圧印加手段としての一次転写電圧電源９３が接続されている。本実施例では、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋで独立に一次転写ローラ９２に一次転写電圧を印加することを可能とするために、各一次転写ローラ９２にそれぞれ一次転写電圧電源９３が接続されている。

前述のように、例えばフルカラー画像の形成時には、中間転写ベルト９１には、１色目（イエロー）、２色目（マゼンタ）、３色目（シアン）、４色目（ブラック）の各色トナー像が順次に多重転写される。本実施例では、露光部（露光部電位Ｖｌ：−１５０Ｖ）に転移されたトナーに対する転写効率を考慮し、一次転写電圧として、１色目から４色目まですべて＋３５０Ｖの直流電圧を印加した。

中間転写ベルト９１上に形成されたフルカラー画像用の４色のトナー像から成る多重トナー像は、二次転写部において、二次転写手段としての二次転写ローラ１０により、転写材Ｐに一括して転写される。転写材Ｐは、転写材送給手段（図示せず）から供給され、所定のタイミングで、搬送手段としての供給ローラ１２から二次転写部Ｎ２に送られてくる。

二次転写部Ｎ２では、二次転写対向ローラ９６に対向する位置において、二次転写手段としての二次転写ローラ１０が中間転写ベルト９１の表面に当接されている。二次転写ローラ１０には、二次転写電圧印加手段としての二次転写電圧電源（図示せず）が接続されている。二次転写ローラ１０には、二次転写電圧電源から正極性の直流電圧である二次転写電圧が印加される。

中間転写ベルト９１の材料としては、樹脂系のベルト、金属芯体入りのゴムベルト、樹脂及びゴムからなるベルトなどが望ましい。トナーの飛び散りや中抜けの防止など、画像品位の向上に有利な、弾性層を有する中間転写ベルトを用いても良い。本実施例では、中間転写ベルト９１として、ＰＩ（ポリイミド）にカーボン分散し、体積抵抗率を１０⁸Ωｃｍオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。又、本実施例では、中間転写ベルト９１は、その厚さが８０μｍ、幅（搬送方向と略直交する方向の長さ）が３２０ｍｍ、全周が９００ｍｍである。又、本実施例では、一次転写ローラ９２としては、導電性スポンジからなるものを用いた。又、本実施例では、一次転写ローラ９２は、その電気抵抗が１０⁶Ω以下、外径が１６ｍｍ、長手方向（回転軸線方向）の長さが３１５ｍｍである。

２−６．定着装置
トナー像が転写された転写材Ｐは、定着手段としての定着装置１２に搬送され、ここで熱及び圧力によってトナー像が溶融定着される。本実施例では、定着装置１２は、熱源を内蔵した定着ローラ１２ａと、定着ローラ１２ａに圧接する加圧ローラ１２ｂとを有する。そして、定着ローラ１２ａと加圧ローラ１２ｂとの圧接部（定着ニップ）において記録材Ｐを挟持して搬送することで、記録材Ｐを加熱及び加圧して、記録材Ｐ上にトナー像を固着させる。

２−７．クリーナ
一次転写部Ｎ１で中間転写ベルト９１に転写されずに感光ドラム１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ７によってクリーニングされ、感光ドラム１は次の作像工程に供される。即ち、感光体クリーナ７は、クリーニング部材としての、感光ドラム１に当接して設けられたクリーニングブレード７ａと、回収容器７ｂとを有する。感光体クリーナ７は、クリーニングブレード７ａによって、回転する感光ドラム１上から一次転写残トナーを掻き取って回収容器７ｂに回収する。クリーニングブレード７ａの感光ドラム１に対する当接部がクリーニング部ｅである。クリーニングブレード７ａの材料としては、ウレタンゴム系の材料が広く用いられている。

又、二次転写部Ｎ２で記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト９１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ナ１１によってクリーニングされ、中間転写ベルト９１は次の作像工程に供される。即ち、ベルトクリーナ１１は、クリーニング部材としての、中間転写ベルト９１に当接して設けられたクリーニングブレード１１ａと、回収容器１１ｂとを有する。ベルトクリーナ１１は、クリーニングブレード１１ａによって、回転する中間転写ベルト９１上から二次転写残トナーを掻き取って回収容器１１ｂに回収する。クリーニングブレード１１ａとしては、上記同様、ウレタンゴム系の材料が広く用いられている。

２−８．除電露光装置
本実施例の画像形成装置１００は、感光ドラム１の表面の移動方向において一次転写部Ｎ１の下流側、且つ、クリーニング部ｅの上流側に、除電手段としての除電露光装置６を有する。画像形成時には、除電露光装置６により、一次転写工程後の感光ドラム１上を露光して、感光ドラム１の表面を除電する。本実施例では、除電露光装置６の露光量は、１μＪ／ｃｍ²程度とした。しかし、感光ドラム１上が充分に除電されるならば、この値に限られるものではない。

２−９．制御態様
図３に示すように、画像形成装置１００は、ＣＰＵ１０３の指示で情報を表示する表示手段としてのパネル及び入力手段としての操作ボタンを備えた情報表示パネル１０４を有する。情報表示パネル１０４は、装置本体の状態や各種調整を実施する際のメニューを表示する。又、画像形成装置１００は、環境検知手段としての温湿度センサー１０５を有する。温湿度センサー１０５は、ＣＰＵ１０３と接続されており、ＣＰＵ１０３には、温湿度センサー１０５の検知結果に係る、画像形成装置１００が置かれている環境の温湿度の情報が入力される。

本実施例では、ＣＰＵ１０３は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ０３は、内蔵する又は接続された記憶手段（電子的なメモリなど）に格納されたプログラムやデータに従って、各種の制御を実行する。例えば、ＣＰＵ１０３は、感光ドラム１の駆動モーター１９や中間転写ベルト９１の駆動モーター２０に対して、駆動・停止の指示を行う。又、ＣＰＵ１０３は、帯電高圧電源１０１や現像高圧電源１０６の出力値、出力・停止の指示を行う。又、ＣＰＵ１０３は、像露光装置３のレーザーパワー、発光の開始・停止の指示を行う。

３．ＩＤＣの値からＶｄを算出する方法
前述のように、低温環境（例えば５℃以下）においては、帯電ローラ２の電気抵抗が急激に上昇し、電流が流れにくくなる場合がある。その結果、放電開始電圧以上とするためのＶａｃのピーク間電圧が、基板が出力できる最大のピーク間電圧を超えた場合、感光ドラム１の帯電電位（Ｖｄ）はＶｄｃの値に収束しないため、かぶり現象が生じてしまう。

これに対して、表面電位計を用いて感光ドラムの表面電位を測定し、測定結果に応じて補正を行う方法があるが、表面電位計を設置することは、画像形成装置の小型化や低コスト化の点で問題となることがある。

本実施例の目的の一つは、簡易な構成で帯電ローラ２の電気抵抗変動時の感光ドラム１の帯電電位の変動を検知して、適切な静電潜像の形成を可能とすることである。

そこで、帯電ローラ２から感光ドラム１に流れる帯電電流の直流成分を電流検知装置１０２によって検知した値に応じて、画像形成時における、帯電ローラ２に印加する電圧の直流成分、現像スリーブ４１に印加する電圧の直流成分の少なくとも一方を調整する。又、上記帯電電流の直流成分を検知した値に応じて、画像形成時における帯電ローラ２に印加する電圧の交流成分のピーク間電圧を調整することを更に行ってもよい。又、例えば現像スリーブ４１に印加する電圧の直流成分を調整する場合などに、上記帯電電流の直流成分を検知した値に応じて、画像形成時における像露光装置３のレーザーパワーを調整してもよい。以下、更に詳しく説明する。

先ず、本発明の原理について説明する。帯電高圧電源から帯電部材に帯電電圧が印加されることで感光体に対して流れる帯電電流における直流成分（ＩＤＣ）は、帯電部材の種類などによらず、感光体の表面の電位の変化分・感光層膜厚・回転速度によって決まる。

感光層の膜厚をｄ、感光層の比誘電率をε、真空中の誘電率をε０、帯電部材の有効帯電幅（感光体の表面の移動方向と略直交する方向）をＬ、プロセススピード（感光体の表面の移動速度）をｖｐとする。このとき、感光体の表面電位を０ＶからＶｄに上昇させる際、又はＶｄから０Ｖに下降させる際のＩＤＣは、下記の式１で表される。
｜ＩＤＣ｜＝ε・ε０・Ｌ・ｖｐ・Ｖｄ／ｄ・・・（式１）

ここで、ε、ε０、Ｌは定数とみなすことができることから、４つの項目うち３つが分かれば、もう１つも決定することが可能になる。ε、ε０、Ｌ、ｖｐはいずれも予め求めておくことができるパラメータである。又、ｄの値についても、感光体の帯電時間と走行距離（回転時間、駆動時間）の値を把握すれば、ほぼ正確な値を予測することが可能である。

よって、帯電高圧電源から帯電部材に帯電電圧が印加されることで、像露光装置・除電露光装置・除電帯電器などによって除電された感光体の領域に対して流れる帯電電流における直流成分（ＩＤＣ）をモニタリングする。これによって、感光体が帯電している電位（Ｖｄ）を把握することが可能となる。

常温環境における各パラメータに（’：プライム）、低温環境における各パラメータに（’’：ダブルプライム）をつけて説明する。

常温環境においてはＶｄ’がＶｄｃ’の値に収束する際にＩＤＣ’が流れるとする。このとき、低温環境においては電気抵抗が高くなるため、印加している帯電電圧の直流電圧がＶｄｃ’＝Ｖｄｃ’’の場合、ＩＤＣ’’の値はＩＤＣ’＞ＩＤＣ’’となる。この結果、低温環境におけるＶｄ’’は、下記の式２で表される。
Ｖｄ’’＝ＩＤＣ’’／ＩＤＣ’×Ｖｄｃ’ ・・・（式２）

よって、Ｖｄ’’がＶｄｃ’’に収束しなくなったことにより、Ｖｂａｃｋ’’をかぶり現象が発生しない程度に維持するためには、次のような方法によることができる。
（ｉ）ＩＤＣ’＝ＩＤＣ’’となるようにＶｄｃ’’を大きくする。
（ｉｉ）式２から求まるＶｄ’’に対して現像剤担持体に印加する現像電圧の直流成分の電位を決定する。

尚、上記（ｉ）と（ｉｉ）は併用することも可能であるが、単独で使用することも可能である。単独で使用する場合、（ｉ）はＶｄｃの上限までは、像露光を行う光源の出力をそのままにしておいても、Ｖｃｏｎｔを一定に保てるというメリットがある。よって、（ｉ）を（ｉｉ）よりも優先して行うことが望ましい。

（ｉ）では、Ｖｄを、次式、Ｖｄ＝目標のＶｄ×（目標のＶｄに対応するＩＤＣ／測定されたＩＤＣ）によって算出する。

（ｉｉ）はＶｄが小さい値となっていることから、像露光を行う光源の出力を大きくすれば、Ｖｃｏｎｔを一定に保つことができる。しかし、一般に、ＶＬは一定電位以下（−１０Ｖ〜−１００Ｖ程度）にしかならない。よって、Ｖｃｏｎｔを一定に保つことができず、濃度の低下が起こり、Ｖｂａｃｋ＋ＶＬの値をＶｄが下回ると、トナー像を作成することができなくなる。

尚、前述のように、帯電部材の電気抵抗が高くなり、ＩＤＣが低くなっても、Ｖａｃとして大きな電圧を印加すれば、感光ドラムをＶｄｃの値に帯電させられる。従って、Ｖａｃの上限までは、例えば上記（ｉ）に優先して、Ｖａｃを大きくすることができる。

次に、本実施例において、ＩＤＣの値からＶｄを算出する方法について説明する。

先ず、感光ドラム１の感光層１ｂの膜厚ｄを求める。ここで、感光ドラム１の帯電時間をＴ_C、感光ドラム１の回転時間をＴ_R、帯電処理時の単位時間当たりの感光層１ｂの削れ量をα、非帯電処理時の単位時間当たりの感光層１ｂの削れ量をβとする。又、感光層１ｂの初期の膜厚をｄ０とする。このとき、感光層１ｂの膜厚ｄは、下記の式３により求まる。
ｄ＝ｄ０−Ｔ_C×ｖｐ×α−（Ｔ_R−Ｔ_C）×ｖｐ×β ・・・（式３）

本実施例の画像形成装置１００では、α及びβについては、α＝１．１３３×１０^-5μｍ／ｓ、β＝１．１３３×１０^-6μｍ／ｓであることが予め算出されている。又、本実施例では、感光層１ｂの初期の膜厚ｄ０は１８μｍである。

上述の係数α、βは、設計又は実験によって決定される定数であり、本実施例の値に限定されるものではない。尚、本実施例では、帯電処理時には感光ドラム１は常に回転する。又、感光層１ｂの初期の膜厚ｄ０は、設計上又は実測によって予め分かっている定数であり、本実施例の値に限定されるものではない。上述の式３は、帯電ローラ２やクリーニングブレード７ａなどの当接部材が当接することによって、感光ドラム１の使用に伴って感光層１ｂが磨耗することを示す。又、上述の式３では、帯電バイアスの印加による電気的な刺激によって、感光ドラム１が単に回転する場合よりも磨耗が増すことをも考慮している。

本実施例では、画像形成装置１００は、感光ドラム１の新品時からのＴ_C、Ｔ_Rを計数する計数手段としてのカウンタ１０７（図３）を有する。そして、膜厚検知手段として機能するＣＰＵ１０３が、カウンタ１０７によってカウントされたＴ_C、Ｔ_Rを用いて、上述の式３から感光層１ｂの膜厚ｄを計算する。上述の式３（定数を含む。）は、ＣＰＵ１０３に内蔵又は接続された記憶手段（電子的なメモリなど）に格納されている。尚、上述の式３、又はその定数の一部又は全部が、プロセスカートリッジ８のメモリタグに記憶されるなどして、感光ドラム１に付帯されており、装置本体側でその情報を読み取って使用するようになっていてもよい。又、ＣＰＵ１０３は、プロセスカートリッジ８が交換されて感光ドラム１が交換されたことを検知すると、カウンタ１０７のＴ_C、Ｔ_Rをリセットする。

尚、本実施例では、感光ドラム１に電気的に作用する手段の駆動時間としての帯電ローラ２による帯電時間（帯電ローラ２に印加する帯電バイアスの印加時間）をも考慮して、より正確に感光ドラム１の感光層１ｂの膜厚を求めた。しかし、帯電電圧の所望の制御精度との関係などで許容されるのであれば、感光ドラム１の回転時間のみに基づいて感光層１ｂの膜厚を求めてもよい。即ち、膜厚検知手段は、少なくとも感光体の回転時間又は感光体の回転時間と感光体に電気的に作用する手段の駆動時間の測定結果から感光層の膜厚を検知することができる。又、本実施例では、Ｔ_R、Ｔ_Cとして、時間の値を用いたが、これに限定されるものではない。感光ドラム１の回転時間（駆動時間、走行距離）に相関して変化する任意の指標、例えば、回転数、積算画像形成枚数（搬送方向の長さについて特定のサイズ相当に変換して積算した値も含む。）などを用いてもよい。

次に、上述の式１から導かれる下記の式４によって、Ｖｄを計算する。
Ｖｄ（Ｖ）＝ＩＤＣ÷（ε×ε０×Ｌ×ｖｐ÷ｄ）・・・（式４）

本実施例では、式４中の各定数は、次の通りである。
ε＝２．５
ε０＝８．８５４×１０^-12Ｆ／ｍ
Ｌ＝３２０ｍｍ
ｖｐ＝２５０ｍｍ／ｓ

尚、上述のように、本実施例では、新品の感光ドラム１の感光層１ｂの膜厚ｄ０（膜厚ｄの初期値）は１８μｍである。従って、本実施例では、感光層１ｂの膜厚ｄが初期膜厚ｄ０である場合、下記の式５によって、Ｖｄを計算することができる。
Ｖｄ（Ｖ）＝ＩＤＣ÷（ε×ε０×Ｌ×ｖｐ÷ｄ）
≒１０×ＩＤＣ（μＡ）・・・（式５）

本実施例では、帯電電位検知手段として機能するＣＰＵ１０３が、上述のようにして求められたｄ、電流検知装置１０２によって検知されたＩＤＣから、上述の式４に従って感光ドラム１の帯電電位（Ｖｄ）を計算する。

４．静電潜像形成条件調整制御（条件調整制御）
次に、図４を参照して、本実施例における、画像形成時に帯電ローラ２及び現像スリーブ４１に印加する電圧並びに像露光装置３のレーザーパワーを決定する方法（条件調整制御）の一例について説明する。

本実施例では、この条件調整制御は、画像形成装置１００の電源ＯＮ時、及び非画像形成時の所定のタイミングとして２０００枚の画像形成ごとの画像形成終了時に、調整手段としてのＣＰＵ１０３によって自動的に行われる。

尚、画像形成時に帯電ローラ２に印加する電圧は、下記のシーケンスで定まる直流電圧（Ｖｄｃ）と、周波数が１５００Ｈｚで下記のシーケンスで定まるピーク間電圧の正弦波の交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。又、画像形成時に現像スリーブ４１に印加する電圧は、下記のシーケンスで定まる直流電圧（Ｖｄｅｖ）と、周波数が１２ｋＨｚでピーク間電圧が１５００Ｖｐｐの交流電圧（Ｖｄｅｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。

又、理解を容易とするために、以下、感光層１ｂの膜厚ｄは初期膜厚ｄ０であるものとして説明する。

本実施例では、条件調整制御において、Ｖｄｃの初期値は−５００Ｖとした。この場合、予想されるＩＤＣの値は、上述の式４（又は式５）より、５０μＡとなる。尚、本実施例では、条件調整制御において、Ｖａｃの初期値（ピーク間電圧）は１４００Ｖｐｐとした。又、条件調整制御時には、除電露光装置６をＯＮとして、除電された感光ドラム１と帯電ローラ２との間に放電が生じることで帯電ローラ２に流れる帯電電流の直流成分（ＩＤＣ）を電流検知装置１０２によって検知する。

Ｓ１において、ＣＰＵ１０３は、ＩＤＣが予想される値よりも低いか否かを判断する。本実施例の構成では、例えば常温環境（例えば１５℃以上）において、Ｖａｃ＝１４００Ｖｐｐ〜２０００Ｖｐｐ、Ｖｄｃ＝−５００Ｖで、ＩＤＣ＝５０μＡ（目標値）となる。このＩＤＣの値からＶｄ＝−５００Ｖ（目標値）と計算される。この場合、Ｖｄｅｖ＝−３５０Ｖとすることで、Ｖｂａｃｋ＝１５０Ｖ（目標値）となる。又、像露光装置３のレーザーパワーは、Ｖｃｏｎｔ＝２５０Ｖ（目標値）を得るべく、ＶＬ＝−１００Ｖとなるように制御する。ＣＰＵ１０３は、Ｓ１においてＩＤＣが予想値であれば、Ｖｄｃ、Ｖａｃ、Ｖｄｅｖ、レーザーパワーを現在の値（最初は初期値）に決定して、その後制御を終了する。

Ｓ２において、ＣＰＵ１０３は、ＩＤＣがほとんど流れていないか否かを判断する。ＩＤＣが予想される５０μＡよりも低い場合、帯電が充分に行われていない場合と、除電機構が機能していない場合がある。特に、ＩＤＣが１μＡ以下となる場合、除電機構か帯電高圧基板が機能していないと考えられる。この場合には、ＣＰＵ１０３は、情報表示パネル１０４にエラー表示を行い（Ｓ３）、その後装置本体を停止する。

Ｓ４において、ＣＰＵ１０３は、Ｖａｃが出力上限値になっていないか否かを判断する。本実施例の構成では、温度が約１０℃に下がるまでは、Ｖａｃの値（ピーク間電圧Ｖｐｐ）を増加させていくことで、ＩＤＣの値を５０μＡに維持する。即ち、ＣＰＵ１０３は、Ｓ４においてＶａｃのピーク間電圧が出力上限値になっていないと判断した場合は、所定値（例えば１０Ｖｐｐ）ずつＶａｃのピーク間電圧を上げて（Ｓ５）、Ｓ１に戻る（第３のモード）。

Ｓ６において、ＣＰＵ１０３は、Ｖｄｃが出力上限値になっていないか否かを判断する。このとき、Ｖａｃのピーク間電圧は出力上限値になっている。本実施例の構成では、約９℃の環境において、Ｖａｃ＝２０００Ｖｐｐ、Ｖｄｃ＝−５００Ｖで、ＩＤＣ＝４５μＡとなった。このＩＤＣの値からＶｄ＝−４５０Ｖと計算される。この場合、Ｖｄｅｖ＝−３５０ＶとするとＶｂａｃｋ＝１００Ｖとなってしまう。そこで、Ｖｄを一定に保つために、Ｖｄｃの値を５５５Ｖ（＝−５００×５０／４５）とする。これにより、ＩＤＣ＝５０μＡ、Ｖｄ＝−５００Ｖとなり、Ｖｄｅｖ＝−３５０ＶとすることでＶｂａｃｋ＝１５０Ｖとなる。又、像露光装置３のレーザーパワーは、Ｖｃｏｎｔ＝２５０Ｖを得るべく、ＶＬ＝−１００Ｖとなるように制御する。温度が約５℃に下がるまでは、同様にＶｄｃの値を増加させていくことで、ＩＤＣの値を５０μＡに維持する。即ち、ＣＰＵ１０３は、Ｓ６においてＶｄｃが出力上限値になっていないと判断した場合は、上記同様にして算出した値にＶｄｃを上げて（Ｓ７）、Ｓ１に戻る（第１のモード）。

Ｓ８において、ＣＰＵ１０３は、像露光装置３のレーザーパワーが出力上限値になっていないか否かを判断する。このとき、Ｖａｃのピーク間電圧、Ｖｄｃは、それぞれ出力上限値になっている。本実施例の構成では、約４℃の環境において、Ｖａｃ＝２０００Ｖｐｐ、Ｖｄｃ＝−９００Ｖで、ＩＤＣ＝４５μＡとなった。このＩＤＣの値からＶｄ＝−４５０Ｖと計算される。この場合、Ｖｄｅｖ＝−３５０ＶとするとＶｂａｃｋ＝１００Ｖとなってしまう。又、Ｖｄｃの値はこれ以上上げることができない。そこで、Ｖｄｅｖの値を小さくして、Ｖｄｅｖ＝−３００Ｖとすることで、Ｖｂａｃｋ＝１５０Ｖを維持することができる。更に、像露光装置３のレーザーパワーを増加させていくことで、ＶＬ＝−５０Ｖとすれば、Ｖｃｏｎｔ＝２５０Ｖにできる。温度が約２℃に下がるまでは、同様にＩＤＣの減少に応じてＶｄｅｖを下げ、Ｖｂａｃｋ＝１５０Ｖを維持する。この際、レーザーパワーを増加させていくことで、ＶＬを０Ｖに近づけていき、Ｖｃｏｎｔ＝２５０Ｖを維持することができる。即ち、ＣＰＵ１０３は、Ｓ８においてレーザーパワーが出力上限値になっていないと判断した場合は、上記同様にして算出した値にＶｄｅｖを小さくし、それに対応して像露光装置３のレーザーパワーを上げて（Ｓ９）、その後制御を終了する（第２のモード）。

Ｓ１０において、Ｖａｃのピーク間電圧、Ｖｄｃ、レーザーパワーは、それぞれ出力上限値になっている。本実施例の構成では、約０℃の環境において、Ｖａｃ＝２０００Ｖｐｐ、Ｖｄｃ＝−９００Ｖで、ＩＤＣ＝３５μＡとなった。このＩＤＣの値からＶｄ＝−３５０Ｖと計算される。この場合、Ｖｄｅｖ＝−３５０ＶとするとＶｂａｃｋ＝０Ｖとなってしまう。又、Ｖｄｃの値はこれ以上上げることができない。そこで、Ｖｄｅｖの値を小さくして、Ｖｄｅｖ＝−２００Ｖとすることで、Ｖｂａｃｋ＝１５０Ｖを維持することができる。しかし、像露光装置３のレーザーパワーはこれ以上上げることができず、ＶＬはこれ以上変化しない領域まで達しているため、ＶＬ＝−１０Ｖ程度となる。このため、Ｖｃｏｎｔ＝１９０Ｖ程度となり、感光ドラム１上に現像されるトナー量が低下して、出力される画像のトナー濃度は低くなってしまう。従って、この場合、ＣＰＵ１０３は、情報表示パネル１０４に出力画像のトナー濃度が低くなる旨のメッセージを表示して（Ｓ１３）、その後制御を終了する。

尚、Ｓ１１において、ＣＰＵ１０３は、ＩＤＣから計算されるＶｄがＶｂａｃｋを確保するために必要な−１５０Ｖよりも小さくなったか否か（即ち、ＩＤＣが１５μＡより小さくなったか否か）を判断する。そして、小さくなったと判断した場合、情報表示パネル１０４にトナー像の作成不能である旨のメッセージを表示して（Ｓ１２）、その後装置本体を停止する。

このように、本実施例によれば、画像形成装置１００は、感光体１と、電圧が印加されることで感光体１の表面との間で生じる放電により感光体１を帯電させる帯電部材２と、お有する。又、画像形成装置１００は、帯電部材２により帯電された感光体１を露光して感光体上に静電潜像を作成する像露光手段３を有する。又、画像形成装置１００は、電圧が印加されることで感光体１の表面との間に形成される電界の作用で現像剤を感光体１に供給する現像剤担持体４１を有し感光体１上の静電潜像を現像剤で現像する現像装置４を有する。又、画像形成装置１００は、感光体１上に現像剤で形成された画像を被転写媒体としての中間転写体９１へ転写する転写手段９２を有する。又、画像形成装置１００は、上記転写後の感光体１を上記帯電の前に除電する除電手段６を有する。又、画像形成装置１００は、上記除電後の感光体１に対して前記帯電部材から放電が生じることで帯電部材２から感光体１に流れる帯電電流の直流成分を検知する電流検知手段１０２を有する。

そして、画像形成装置１００は更に、次のような調整手段（ＣＰＵ）１０３を有している。即ち、電流検知手段１０２によって検知された帯電電流の直流成分の値に応じて、静電潜像の形成時に帯電部材２に印加する電圧の直流成分を、静電潜像の形成時の感光体１の帯電電位が目標値に近づくように調整する調整手段１０３である。本実施例では、調整手段１０３は更に、上記検知された帯電電流の直流成分の値に応じて、静電潜像の形成時に現像剤担持体４１に印加する電圧の直流成分を、次のように調整することも行う。即ち、静電潜像の形成時の感光体１の帯電電位と現像剤担持体４１に印加する電圧の直流成分との電位差が目標値に近づくように調整する。本実施例では、この帯電部材２に印加する電圧の直流成分の調整と、現像剤担持体に印加する電圧の直流成分の調整との両方を行うが、これらはいずれか一方を行ってもよい。

又、本実施例では、画像形成装置１００は更に、感光体１の感光層１ｂの膜厚を検知する膜厚検知手段（ＣＰＵ）１０３を有する。そして、調整手段（ＣＰＵ）１０３は、電流検知手段によって検知された帯電電流の直流成分の値に加えて、膜厚検知手段によって検知された感光層の膜厚の値に応じて、上記調整を行う。又、本実施例では、調整手段１０３は更に、上記検知された帯電電流の直流成分の値に応じて、静電潜像の形成時に帯電部材２に印加する電圧の交流成分のピーク間電圧を、次のように調整することも行う。即ち、静電潜像の形成時の感光体１の帯電電位が目標値に近づくように調整する。又、本実施例では、調整手段１０２は更に、上記検知された帯電電流の直流成分の値に応じて、静電潜像の形成時の像露光手段３の出力を、次のように調整することも行う。即ち、静電潜像の形成時の感光体１の像露光手段によって露光された部分の電位と前記現像装置に印加する電圧の直流成分との電位差が目標値に近づくように調整する。

以上、本実施例によれば、簡易な構成で帯電ローラ２の電気抵抗変動時の感光ドラム１の帯電電位の変動を検知して、適切な静電潜像の形成を可能とすることができる。

その他の実施例
以上、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。

例えば、上述の実施例においては、帯電部材に印加する帯電電圧として、直流電圧と交流電圧を重畳して印加する構成について記載したが、本発明はこれに限定されるものではない。帯電部材に帯電電圧として直流電圧のみを印加する構成においても、本発明は好適に作用して、上述の実施例と同様の効果を奏する。

又、上述の実施例においては、４連タンデム方式の画像形成装置を用いて説明したが、感光体の数は、これに限定されるものではない。感光体の数は、より少なくてもよいし（例えば１つ）、より多くてもよい（例えば６つ）。

又、上述の実施例では、感光体は除電露光装置によって除電するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。感光体を除電する手段としては、除電露光装置の他に、帯電装置（コロナ帯電装置、接触帯電部材）、像露光装置による露光などを用いてもよい。

又、上述の実施例では、帯電部材は帯電ローラであるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ブレード状の帯電部材、ベルト状の帯電部材であってもよい。

１感光ドラム（感光体）
２帯電ローラ（帯電部材）
３像露光装置（像露光手段、露光手段）
４現像装置（現像手段）
６除電露光装置（除電手段）
４１現像スリーブ（現像剤担持体）
１０１帯電高圧電源（帯電電圧印加手段、帯電電源）
１０２電流検知装置（電流検知手段、検出手段）
１０３ＣＰＵ（制御手段）
１０６現像高圧電源（現像電圧印加手段、現像電源）

Claims

感光体と、
帯電バイアスが印加されることによって前記感光体を帯電する帯電ローラと、
前記帯電ローラに前記帯電バイアスを印加する帯電電源と、
前記帯電電源によって前記帯電ローラに前記帯電バイアスを印加したときに前記帯電ローラに流れる直流電流を検出する検出手段と、
前記帯電ローラによって帯電された前記感光体を露光して前記感光体に潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段によって前記感光体に形成された潜像をトナーで現像して前記感光体の表面にトナー像を形成する現像手段と、
前記現像手段に現像バイアスを印加する現像電源と、
前記現像電源から第１の現像バイアスを出力した状態であって、かつ前記帯電電源から直流電圧値が所定の直流電圧値未満である第１の帯電バイアスを出力した状態で、前記検出手段によって検出された直流電流が所定の目標値よりも小さい場合、前記第１の現像バイアスを出力した状態で、前記検出手段によって検出される直流電流が前記目標値に近づくように、直流電圧の絶対値が前記第１の帯電バイアスにおける直流電圧の絶対値よりも大きい第２の帯電バイアスを前記帯電電源から出力する第１のモードを実行する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記現像電源から前記第１の現像バイアスを出力した状態であって、かつ前記帯電電源から出力する前記帯電バイアスにおける直流電圧値が前記所定の直流電圧値に達した状態で、前記検出手段によって検出される直流電流が前記目標値よりも小さい場合、前記帯電バイアスにおける直流電圧値が前記所定の直流電圧値に達した状態で、前記帯電ローラによって帯電された前記感光体表面の電位と前記現像電源から出力する前記現像バイアスの直流電圧との電位差が所定の電位差に近づくように、直流電圧の絶対値が前記第１の現像バイアス直流電圧の絶対値よりも小さい第２の現像バイアスを前記現像電源から出力する第２のモードを実行することを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記第１のモード時において、前記露光手段が第１の出力を出力するように制御し、前記第２のモード時において、前記露光手段が前記第１の出力よりも大きい第２の出力を出力するように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記帯電バイアスは交流電圧と直流電圧を重畳した電圧であり、
前記制御手段は、前記現像電源から前記第１の現像バイアスを出力した状態、かつ前記帯電電源から前記所定の直流電圧値未満の直流電圧と所定の交流電圧値未満の交流電圧とを重畳した第３の帯電バイアスを出力した状態で、前記検出手段によって検出された直流電流が前記目標値よりも小さい場合、前記第１の現像バイアスを出力した状態で、前記検出手段によって検出される直流電流が前記目標値に近づくように、前記第３の帯電バイアスにおける直流電圧と同じ直流電圧と前記第３の帯電バイアスにおける交流電圧よりも大きい交流電圧とを重畳した第４の帯電バイアスを前記帯電電源から出力する第３のモードを実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。