JPH09197769A - 帯電装置、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体表面電位がオーバーシュートすること
により現像スリーブと感光体との間で高圧リーク現象が
生ずることを防止した帯電装置を備えた接触帯電方式の
画像形成装置を提供する。 【解決手段】 交流出力の定電流制御を行う誤差増幅器
４は、定常時において、環境条件の変化に伴う負荷容量
変動に依存せず、帯電電流出力値を一定値に保持する。
交流出力の定電圧制御を行う誤差増幅器５は、環境条件
の変化に伴う負荷容量変動に依存せず、時間に比例した
帯電電圧出力値を一定値に保持する。そして、この誤差
増幅器４，５をアナログＡＮＤ回路として動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電圧を印加した帯
電部材を被帯電体面に接触させることで被帯電面を所定
の電位に帯電処理する帯電装置、この帯電装置を備えた
カラーレーザービームプリンタ等の画像形成装置、及び
前記帯電処理を利用した画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置としては例
えば図７に示すようなものがあった。図７は、従来の画
像形成装置の一例であるカラーレーザービームプリンタ
の概略構成図である。

【０００３】３１はドラム型の電子写真感光体であり、
導電性のドラム基体３３の外周面に感光層（光導電性物
質層）３７を形成してあり、図中矢印の時計方向に所定
の周速度（プロセススピード）で回転駆動する。

【０００４】３２は、感光体３１面に所定の圧力で加圧
接触させた帯電部材としての帯電ローラである。この帯
電ローラ３２としては導電性の弾性材が用いられる。帯
電ローラ３２は、感光体３１に圧接して所定のニップ幅
を形成しながら、感光体３１の回転駆動に伴い、順方向
に従動回転する。

【０００５】５０は、帯電ローラに電圧を供給する高圧
電源であり、図８はその出力波形図である。すなわち、
この図８に示すような振動電圧が、帯電ローラ３２に印
加されており、感光体層３７面は印加電圧の平均値の電
位に帯電される。この帯電は、該ニップ部においては電
荷の直接移動による感光体層３７の帯電が行われ、該ニ
ップ部の前後では気中放電による帯電が行われる。

【０００６】次に、帯電ローラ３２で直接帯電された感
光体層３７面は、投影光学系、レーザー、ＬＥＤあるい
は液晶アレイ等（図７では一例としてレーザを表記して
いる）の露光手段４９により、感光体３１の母線方向に
主走査露光される。この露光手段４９による主走査と感
光体３１の回転による副走査移動とにより、感光体層３
７面に、目的の画像情報に対応した静電潜像が順次形成
される。

【０００７】３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは現像器
であり、３５は該現像器を順次回転・切替を行う現像カ
ートリッジの回転体である。感光体３１の感光体層３７
面に形成された上記の静電潜像が前記現像器により順次
トナー像として現像される。そして、給紙ユニット４０
より搬送された該転写材は、グリッパ４４により転写ド
ラム体３６に当接・固定され、吸着ローラ４１により所
定の高圧バイアスが印加され、該転写材裏面に付与され
た電荷による静電吸着力により転写ドラム体３６の表面
に吸引される。

【０００８】この転写材は、イエロー、マゼンタ、シア
ン及びブラックの各色の現像が順次なされるまで転写ド
ラム体３６と共に回転駆動する。各色の現像、転写の過
程が終了すると、該転写材は転写材先端を保持していた
グリッパ４４が解放された後、分離爪４６により転写ド
ラム体３６から剥離される。

【０００９】環境条件によっては、高圧バイアスを印加
して転写材上の電荷による静電吸着力を除去し、転写材
を転写ドラム体３６から分離する。転写ドラム体３６か
ら分離された転写材は、所定の温度に温調された定着ロ
ーラ３８間に搬送される。定着ローラ３８に搬送された
転写材上の未定着トナーは、加熱・溶解されて転写材に
染み込み定着が完了する。トナーの定着した転写材が外
部に排紙されるとプリントが完了する。

【００１０】ここで、帯電過程についてより詳しく説明
する。

【００１１】コロナ放電帯電装置は、感光体表面に５０
０〜７００Ｖの電位を得るために４〜８ｋＶといった高
電圧を必要とし、帯電効率も低く、また、コロナ放電生
成物を発生させる等の問題点を抱えていることから、最
近では、感光体・誘電体等の被帯電体としての感光体表
面を帯電処理する手段としてローラ帯電の接触帯電装置
が用いられてきている。

【００１２】具体的には、１ｋＶ程度の直流電圧または
交流電圧を重畳した電圧を印加した導電性繊維毛ブラシ
あるいは導電性弾性ローラ等の帯電部材である導電部材
（導電性電位繊維部材）を被帯電体たる感光体表面に接
触させることにより、感光体表面に電荷を直接注入して
感光体表面を所定の電位に帯電するものである。

【００１３】直流電圧のみを帯電ローラに印加した接触
帯電装置により帯電処理を行っても、感光体面の各部均
一な帯電はなされず、斑点状の帯電ムラが生ずる。これ
は、電圧を印加した帯電部材と、それを接触させた感光
体表面とが微視的には両表面の凹凸によって理想的な密
着が得られにくいためと考えられる。そして、この斑点
状の帯電ムラ状態の感光体面に光像露光による以下の作
像プロセスを適用して出力しても、出力画像は斑点状帯
電ムラ状態に対応した斑点状の黒点画像となり、高品位
な画像は得られない。

【００１４】帯電ローラ通過後の帯電された感光体ドラ
ムの表面電位と、帯電ローラに対する印加直流電圧との
関係を図９に示す。この関係の測定状態は、感光体ドラ
ムを回転駆動させ、その表面に帯電ローラを接触させた
上で、帯電ローラに直流電圧を印加して暗所で感光体ド
ラムの接触帯電を行わせるものとする。印加直流電圧に
対して帯電開始電圧値（約５００Ｖ）以上の電圧印加に
ついては、得られる表面電位がグラフ上傾き１の直線的
な関係となっている。この特性は、環境特性的にも（例
えば、高温高湿・低温低湿環境）、ほぼ同等の結果が得
られる。

【００１５】すなわち、導電性ローラへの直流印加電圧
値をＶＤＣとし、感光体ドラム表面に得られる帯電電位
の値をＶＣ、帯電開始電圧値をＶＴＨとすると、 ＶＣ＝ＶＤＣ−ＶＴＨ の関係がある。

【００１６】次に、図８に表記したような交流電圧を重
畳した交流電圧を帯電ローラに印加した接触帯電装置に
より帯電処理した場合について説明する。

【００１７】帯電ローラに対し、直流電圧ＶＤＣにＶｐ
−ｐのピーク間電圧を有する交流電圧ＶＡＣを重畳した
交流電圧（ＶＤＣ＋ＶＡＣ）を印加して感光体ドラムを
接触帯電処理したときの、印加交流電圧値に対する感光
体帯電電位の関係を図１０に示す。Ｖｐ−ｐ値の小さい
領域では、帯電電位の値はＶｐ−ｐに比例して直線的に
増加し、ある値を越えると脈流電圧成分中の直流分のＶ
ＤＣにほぼ飽和し、Ｖｐ−ｐ変化に対して一定値をと
る。

【００１８】感光体帯電電位のＶｐ−ｐの値の変化に対
する上記の変曲点は、約１０００Ｖであり、これは、前
述で求めた直流電圧印加時における帯電開始電圧のほぼ
２倍に当たる。この関係は、印加電圧の周波数及び直流
成分ＶＤＣを変化させても帯電電位の飽和点がＶＤＣ値
の変化によってシフトするだけで、Ｖｐ−ｐの変化に対
する変曲点の位置は一定であり、且つ帯電ローラの感光
体に対するスピード（例えば、停止、回転、逆転）には
依存しない。

【００１９】このような交流電圧を印加して得られた感
光体表面を現像すると、Ｖｐ−ｐの値が小さいとき、す
なわち、Ｖｐ−ｐ／２と帯電電位との間に傾き１の直線
的な関係にある領域においては、前述の帯電ローラに直
流のみを印加したときと同様に斑点状のムラを生じてい
るが、変曲点以上のピーク間電圧を印加した領域では、
帯電電位が一定であると共に得られた顕画像は均一とな
る。

【００２０】帯電の均一性及び一様性を得るためには、
感光体の諸特性等によって決定される直流電圧印加時の
帯電開始電圧ＶＴＨの２倍以上のピーク間電圧を有する
振動電圧を印加すればよく、印加電圧の直流成分に依存
した帯電電位が得られる。つまり、帯電の一様性は、交
流電圧のピーク間電圧Ｖｐ−ｐと帯電開始電圧値ＶＴＨ
との間に、 Ｖｐ−ｐ＞２ＶＴＨ の関係が成立するときに、前述したようになる。

【００２１】Ｖｐ−ｐ変化と帯電電位との関係における
変曲点は、感光体と帯電部材との電界下において感光体
から帯電部材への電荷逆転移動開始点である。例えば、
感光体への局部的に過剰な電荷が乗って高電位になって
も、電荷の逆転により一様化される。

【００２２】要するに、ある一定以上の交流電圧を直流
電圧に重畳したものを接触帯電装置に印加すると、直流
電圧のみ印加したときと比較して、均一電位にドラム表
面の帯電を行うことが可能となる。

【００２３】しかし、直流電圧に交流電圧を重畳してい
るため、従来の直流電圧印加のコロナ帯電器に比べて、
トナー融着を引き起こしやすい等の問題点を抱えている
ので、本例の画像形成装置では、図１１に示すように紙
間、通紙期間で交流電圧のオン／オフを行う。具体的に
は、画像形成期間では、直流電圧（−７００Ｖ）に交流
電流１８００μＡｒｍｓ相当の交流電圧を重畳した交流
電圧を帯電ローラに印加し、均一帯電処理を行う。そし
て、紙間（色間）時には直流電圧（−１２００Ｖ）のみ
を導電体ローラに印加する。

【００２４】このように、紙間及び画像域ともに感光体
の表面電位を−７００Ｖ一定に保持し、且つ交流電圧を
画像域ではない紙間時にオフすることで、トナー融着が
軽減される。

【００２５】なお、上記した図１０のグラフは、印加直
流電流電圧値と印加交流電圧値の相関関係によって一意
的に決定する表面電位の関係も示すものであるが、この
グラフに示すものによれば、破線矢印のように直流電圧
及び交流電圧が遷移し、図１１に示すシーケンスでオン
／オフを繰り返せば、表面電位は−７００Ｖ一定に保持
することができることになる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、紙間から画像領域への移行過程において、感
光体の表面電位が不安定な状態となるという問題があっ
た。以下、具体的に説明する。

【００２７】感光体表面の帯電電位は、既に述べたよう
に電圧値に起因するが、接触帯電装置における交流電圧
重畳での帯電行為自身は電荷の注入によるものなので、
定電流回路を構成した方がより確実に帯電を行うことが
でき、このため近年では接触帯電装置に定電流回路を構
成するものが一般化している。

【００２８】ところが、この本帯電装置の負荷体となる
感光体は、温度、湿度などの環境条件の変化に伴いイン
ピーダンスが変化する。そのため、定電流回路構成のみ
では、図１２に示すように同一出力電流値であっても出
力電圧値が変動し、結果として表面電位は図１０の関係
によって、−７００Ｖ一定を保持できず、図１３に示す
ようにオーバーシュートすることがあった。オーバーシ
ュートする過剰電圧の程度は、各直流電圧、交流電圧の
過渡状態時間が短いほど表面電位の不安程度を増大さ
せ、顕著に現れることが予想される。よって、過渡状態
から定常状態への遷移時間は、１００ｍｓ程度としてい
る。

【００２９】感光体層が所定の電位より過剰に帯電され
ると（例えば−８００Ｖ）、高電圧が印加される現像ス
リーブ間との電位格差が増大するため、現像バイアスの
立上がりが正電圧方向にオーバーシュートしている場合
には、高電圧リーク現象を引き起こすことがある。ま
た、被画像域の感光体表面上に高圧リーク現象が発生す
ると、感光体表面のリーク発生箇所の電位が下降し、露
光が行われたときのように静電潜像が形成されるので、
被画像域のリーク後に対しトナーが遷移する。つまり、
直流電圧及び交流電圧の過渡状態から定常状態への遷移
過程において、表面電位の不安程度が高く、現像バイア
スの瞬時的な立上がり電圧によっては本来未存在のデー
タの画像が転写材上に移し出される可能性があった。

【００３０】本発明は上記従来の問題点に鑑み、感光体
表面電位がオーバーシュートすることにより現像スリー
ブと感光体との間で高圧リーク現象が生ずることを防止
した帯電装置、この帯電装置を備えた画像形成装置及び
画像形成方法を提供することを目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明である帯電装置は、交流電圧を生成する交
流電圧生成手段と直流電圧を生成する直流電圧生成手段
とが設けられ前記交流電圧生成手段の交流電圧出力を前
記直流電圧生成手段の直流電圧出力に重畳した電圧を生
成する電源手段と、前記電源手段によって生成された電
圧が印加される帯電部材とを有し、前記電圧が印加され
た前記帯電部材を被帯電体面に接触させて該被帯電体面
を所定の電位に帯電処理する帯電装置において、前記交
流電圧生成手段は、所定の交流電流出力を設定する第１
の交流出力設定手段、交流電流出力を検出する交流電流
出力検出手段、及び該第１の交流出力設定手段の出力と
該交流電流出力検出手段の出力とを比較演算する第１の
比較演算手段を有する第１の制御手段と、所定の交流電
圧出力を設定する第２の交流出力設定手段、交流電圧出
力を検出する交流電圧出力検出手段、及び該第２の交流
出力設定手段の出力と該交流電圧出力検出手段の出力と
を比較演算する第２の比較演算手段を有する第２の制御
手段と、前記第１及び第２の制御手段の出力によりパル
ス波の高値を変調するパルス波高値変調手段とを備え、
前記パルス波高値変調手段の出力に基づいて前記交流電
圧出力を生成したものである。

【００３２】上記第１の発明において、前記第１の交流
出力設定手段は、電源オンと共にスルーレートで規定さ
れた電圧を前記所定の交流電圧出力として設定すること
が望ましい。

【００３３】上記第１の発明において、前記直流電圧生
成手段は、電源オンと共にスルーレートで規定された電
圧を所定の直流電圧出力として設定する第３の直流出力
設定手段、直流電圧出力を検出する直流電圧出力検出手
段、及び前記第３の直流出力設定手段の出力と前記直流
電圧出力検出手段の出力とを比較演算する第３の比較演
算手段を有する第３の制御手段を備え、前記第３の制御
手段の出力により直流電源のスイッチングを行って前記
直流電圧出力を生成することが望ましい。

【００３４】また、上記目的を達成するために第２の発
明である画像形成装置は、交流電圧を生成する交流電圧
生成手段と直流電圧を生成する直流電圧生成手段とが設
けられ前記交流電圧生成手段の交流電圧出力を前記直流
電圧生成手段の直流電圧出力に重畳した電圧を生成する
電源手段と、前記電源手段によって生成された電圧が印
加される帯電部材とを有し、前記電圧が印加された前記
帯電部材を像担持体面に接触させて該像担持体面を所定
の電位に帯電処理する帯電装置を備えた接触帯電方式の
画像形成装置において、前記交流電圧生成手段は、所定
の交流電流出力を設定する第１の交流出力設定手段と、
交流電流出力を検出する交流電流出力検出手段と、該第
１の交流出力設定手段の出力と該交流電流出力検出手段
の出力とを比較演算する第１の比較演算手段とを有する
第１の制御手段と、所定の交流電圧出力を設定する第２
の交流出力設定手段と、交流電圧出力を検出する交流電
圧出力検出手段と、該第２の交流出力設定手段の出力と
該交流電圧出力検出手段の出力とを比較演算する第２の
比較演算手段とを有する第２の制御手段と、前記第１及
び第２の制御手段の出力によりパルス波の高値を変調す
るパルス波高値変調手段とを備え、前記パルス波高値変
調手段の出力に基づいて前記交流電圧出力を生成したも
のである。

【００３５】上記第２の発明において、前記第１の交流
出力設定手段は、電源オンと共にスルーレートで規定さ
れた電圧を前記所定の交流電圧出力として設定すること
が望ましい。

【００３６】上記第２の発明において、前記直流電圧生
成手段は、電源オンと共にスルーレートで規定された電
圧を所定の直流電圧出力として設定する第３の直流出力
設定手段と、直流電圧出力を検出する直流電圧出力検出
手段と、前記第３の直流出力設定手段の出力と前記直流
電圧出力検出手段の出力とを比較演算する第３の比較演
算手段とを有する第３の制御手段とを備え、前記第３の
制御手段の出力により直流電源のスイッチングを行って
前記直流電圧出力を生成することが望ましい。

【００３７】上記目的を達成するために第３の発明であ
る画像形成方法は、交流電圧出力を直流電圧出力に重畳
した電圧を生成する電源手段により前記電圧を帯電部材
に印加し、その帯電部材を像担持体面に接触させて該像
担持体面を所定の電位に帯電処理する画像形成方法にお
いて、所定の交流電流出力を設定する第１の交流出力設
定手段と、交流電流出力を検出する交流電流出力検出手
段とを用い、該第１の交流出力設定手段の出力と該交流
電流出力検出手段の出力とを比較演算する第１の比較演
算処理を行うと共に、所定の交流電圧出力を設定する第
２の交流出力設定手段と、交流電圧出力を検出する交流
電圧出力検出手段とを用い、該第２の交流出力設定手段
の出力と該交流電圧出力検出手段の出力とを比較演算す
る第２の比較演算処理とを行い、前記第１及び第２の比
較演算処理の比較演算結果によりパルス波の高値を変調
して前記交流電圧出力を生成するようにしたものであ
る。

【００３８】上記第３の発明において、前記第１の交流
出力設定手段は、電源オンと共にスルーレートで規定さ
れた電圧を前記所定の交流電圧出力として設定すること
が望ましい。

【００３９】上記第３の発明において、電源オンと共に
スルーレートで規定された電圧を所定の直流電圧出力と
して設定する第３の直流出力設定手段と、直流電圧出力
を検出する直流電圧出力検出手段とを用い、前記第３の
直流出力設定手段の出力と前記直流電圧出力検出手段の
出力とを比較演算する第３の比較演算処理を行い、前記
第３の比較演算処理の比較演算結果により直流電源のス
イッチングを行って前記直流電圧出力を生成することが
望ましい。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００４１】図１は、本発明の第１実施形態に係る画像
形成装置に搭載された帯電装置の高圧電源部の概略構成
を示すブロック図である。

【００４２】同図において、１は電源、２と３は電源１
に接続されたアナログＡＮＤ回路を構成するダイオー
ド、４と５はアナログＡＮＤ回路を構成し閾値と帰還電
圧の比較演算を行う誤差増幅器、６と７は比較演算の基
準電圧を設定する閾値設定部、８はトランス１３の出力
電流検出器、９はトランス１３の入力電圧の検出器であ
る。

【００４３】また、前記電源１、ダイオード２，３及び
スイッチング素子１５には、高周波減衰を行う正弦波生
成回路１０が接続されている。そして、正弦波生成回路
１０の出力側は、電流増幅のドライブ回路１１及びカッ
プリングコンデンサ１２を介してインバータトランス１
３の入力側（１次側）に接続されている。このインバー
タトランス１３の出力側（２次側）には、前記電流検出
器８の入力側と共に直流電圧生成回路２０が接続され、
さらに帯電部材への印加電圧用出力端子１４が接続され
ている。また、前記スイッチング素子１５は、不図示の
クロック発生手段（オペアンプ等を用いた発振回路や振
動子等）で生成されたクロックＣＫに基づいて、スイッ
チング動作を行うようになっている。

【００４４】ここで、ダイオード２、誤差増幅器４、閾
値設定部６及び電流検出器８で第１の制御手段が構成さ
れ、ダイオード３、誤差増幅器５、閾値設定部７及び電
圧検出器９で第２の制御手段が構成されている。

【００４５】次に本実施形態の動作を説明する。

【００４６】クロックＣＫが電源１から供給された電圧
をスイッチング素子１５を介してオン／オフすることに
より、周期パルス電圧が発生する。この周期パルス電圧
の波高値（以下、基準波高値という）は、基本的に電源
１に依存するが、昇圧回路の制御状態時には、誤差増幅
器４または５の出力電圧値に依存する。これは、誤差増
幅器４，５がダイオード２，３を介して電流を引き込む
ことで、基準波高値の低下を行うためである。この電流
引き込みは誤差増幅器４，５のより小さい出力電圧側で
動作し、その結果、誤差増幅器４，５のより大きい出力
電圧側は上限の飽和電圧を出力する。すなわち、一方の
ダイオードの導通時、もう一方のダイオードは非導通と
なり、オープン状態を示す。

【００４７】上記電源１、ダイオード２，３と誤差増幅
器４，５、クロックＣＫ、及びスイッチング素子１５よ
り一意的に決定された周期パルス電圧の信号は、正弦波
生成回路１０により高周波減衰及びフィルタリングされ
ることにより、基本周期成分のみを含有する正弦波周期
電圧の信号に変換される。この正弦波周期信号は、ドラ
イブ回路１１で電流増幅された後、カップリングコンデ
ンサ１２により直流成分の除去が行われ、インバータト
ランス１３に入力される。

【００４８】その結果、インバータトランス１３は、入
力された電圧を昇圧し出力する。誤差増幅器４と誤差増
幅器５を用いた帰還ループは、前述のようにアナログＡ
ＮＤ回路（最小値回路）として動作する。誤差増幅器４
は、定電流制御を行い、定常状態における電流値を一定
値に保持するように動作する。誤差増幅器５は、定電圧
制御を行い、誤差増幅器４が制御域に到達するまでの過
渡域における電圧（交流出力オン時の上昇電圧、交流出
力オフ時の下降電圧）を図２に示す特性になるように制
御する。

【００４９】電流検出器８は、インバータトランス１３
の出力の交流電流を電流／電圧変換した交流電圧を倍電
圧整流することで、Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋ出力電流
値を検出し、検出されたレベルの電圧信号を誤差増幅器
４へ入力する。閾値設定部６はインバータトランス１３
が所望の出力電流値となるように基準電圧を生成、設定
するものである。

【００５０】定電流制御を行う誤差増幅器４は、電流検
出器８で検出された該電圧信号と閾値設定部６で設定さ
れた基準電圧とを比較演算処理する。インバータトラン
ス１３の出力電流が所望の値未満の時、すなわち、閾値
設定部６の基準電圧値より電流検出器８の出力電圧値が
小さく且つアナログＡＮＤ回路として誤差増幅器５の方
が小さい電圧を出力している時（図３の領域Ａ）、誤差
増幅器４は上限の飽和電圧を出力するため、ダイオード
２は非導通状態を示し、非制御状態となる。

【００５１】電圧検出器９は、インバータトランス１３
の入力電圧を倍電圧整流することで、Ｐｅａｋ−ｔｏ−
Ｐｅａｋ出力電圧値を検出し、検出されたレベルの電圧
信号を誤差増幅器５に入力する。閾値設定部７は、イン
バータトランス１３に所望の電圧（一定のスルーレート
で電圧上昇あるいは下降していく）が入力されるように
基準電圧を生成、設定するものである。

【００５２】定電圧制御を行う誤差増幅器５は、電圧検
出器９で検出された該電圧信号と閾値設定部７で設定さ
れた該基準電圧とを比較演算処理する。インバータトラ
ンス１３の入力電圧が所望の値未満の時、つまり、閾値
設定部５の基準電圧値より電圧検出器９の出力電圧値が
小さく且つアナログＡＮＤ回路として誤差増幅器４の方
がより小さい電圧を出力している時（図３の領域Ｂ）、
誤差増幅器５は上限の飽和電圧を出力するため、ダイオ
ード３は非導通状態を示し、非制御状態となる。

【００５３】図４は、図１中の直流電圧生成回路２０の
構成を示すブロック図である。

【００５４】この直流電圧生成回路２０は、スイッチン
グ部２１でＤＣ電源を高周波スイッチングして、コンバ
ータトランス２２により昇圧された高電圧を整流回路２
３で整流、平滑することにより高圧ＤＣ出力電圧を得
る。

【００５５】誤差増幅器２４は、電圧検出回路２５によ
り検出した電圧と閾値設定部２６により設定された閾値
である基準電圧とを比較演算することにより、スイッチ
ング部２１の電圧を制御して定電圧化を行っている。ま
た、閾値設定部２６には、前述した交流電圧の過渡域制
御と同様にスルーレートで規定された一定の電圧上昇あ
るいは下降するように過渡域の閾値を設定している。

【００５６】本実施形態は、前述の図１０のグラフから
推測すると、直流電圧＝−１２００Ｖを印加した状態か
ら、直流電圧＝−７００Ｖ及び交流電流１８００μＡｒ
ｍｓに相当する交流電圧（負荷容量により変動する）を
印加した状態へ移行する過渡状態において、環境条件に
かかわらず、ある関係を満足すれば、感光体表面電位を
一定に保持することができるという着想から、つまり、
図５の関係を満足するように印加交流電圧値を設定、変
化させれば、各印加電圧の過渡状態において感光体表面
電位を一定に保持することが可能になるという着想か
ら、上記の如く画像形成装置を構成したので、環境変動
に依存しない図２に示す所望の特性を得ることができ
る。

【００５７】すなわち、交流出力の定電流制御を行う第
１の制御手段は、定常時において、環境条件の変化に伴
う負荷容量変動に依存せず、帯電電流出力値を一定値に
保持する。交流出力の定電圧制御を行う第２の制御手段
は、環境条件の変化に伴う負荷容量変動に依存せず、時
間に比例した帯電電圧出力値を一定値に保持する。そし
て、この第１と第２の制御手段とをアナログＡＮＤ回路
（最小値回路）として動作させることで、負荷容量変動
にかかわらず、交流出力オン時の過渡域では時間に対し
一定の傾きで電圧上昇し、交流出力オン時の定常域では
設定された一定電流と負荷容量に応じた一定電圧を保持
し、また、交流出力のオフ時の過渡域では時間に対して
一定の傾きで電圧下降する帯電装置を構成することがで
きる。

【００５８】これにより、紙間では直流電圧＝−１２０
０Ｖ単一印加、通紙期間では直流電圧＝−７００Ｖ、交
流電流１８００μＡｒｍｓ相当の電圧（負荷容量によっ
て変動）印加というシーケンスにも拘らず、直流電圧印
加、交流重畳電圧印加の双方をそれぞれ用いた場合の特
性を生かし、紙間及び通紙期間の画像形成期間と非画像
形成期間ともに、環境変化によらず安定した表面電位を
維持することができ、非画像域の感光体表面上での高圧
リーク現象発生要因となり得る表面電位のオーバーシュ
ートを除去することが可能になる。

【００５９】図６は、本発明の第２実施形態に係る画像
形成装置に搭載された帯電装置の高圧電源部の概略構成
を示すブロック図であり、図１に共通する要素には同一
の符号が付されている。

【００６０】本実施形態では、電圧検出をトランス出力
側で行うものであるトランス１３Ａは電圧検出用に３次
巻線を構成するものである。すなわち、上記図１に示す
構成において、電圧検出器９を電圧検出器９Ａとしてそ
の入力側をトランス１３Ａの３次出力側に接続したもの
である。

【００６１】本実施形態によれば、電圧検出器９Ａは、
インバータトランス１３の入力電圧を倍電圧整流するこ
とで、Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋ出力電圧値を検出し、
検出されたレベルの電圧信号を誤差増幅器５に入力す
る。定電圧制御を行う誤差増幅器５は、電圧検出器９Ａ
で検出された電圧信号と閾値設定部７で設定された基準
電圧とを比較演算処理する。

【００６２】本実施形態では、インバータトランス１３
Ａの出力電圧を帰還させているので、上記第１実施例に
よる効果のほかに、インバータトランス１３Ａの出力ば
らつきを包括した出力電圧制御が可能である。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
紙間及び通紙期間の画像形成期間と非画像形成期間とも
に、環境変化によらず安定した表面電位を維持すること
ができ、非画像域の感光体表面上での高圧リーク現象発
生要因となり得る表面電位のオーバーシュートを除去す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に搭
載された帯電装置の高圧電源部の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】第１実施形態の帯電装置による出力特性図であ
る。

【図３】電流制御による交流出力電圧と電圧制御による
交流出力電圧との相関図である。

【図４】図１中の直流電圧生成回路２０の構成を示すブ
ロック図である。

【図５】感光体表面電位を一定に保持するための印加交
流電圧と印加直流電圧の関係図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置に搭
載された帯電装置の高圧電源部の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】従来の画像形成装置の一例であるカラーレーザ
ービームプリンタの概略構成図である。

【図８】帯電部材に対して印加を行う高圧電源の出力波
形図である。

【図９】帯電部材に対して直流電圧を印加した時の印加
交流電圧値と感光体表面電位との関係図である。

【図１０】帯電部材に対して交流電圧重畳の直流電圧を
印加した時の印加交流電圧値と感光体表面電位との関係
図である。

【図１１】各印加電圧のオン／オフシーケンスのタイミ
ングを示す図である。

【図１２】定電流制御のみに依存された場合の交流出力
電圧図である。

【図１３】オーバーシュートした感光体表面電位を示す
図である。

【符号の説明】

１ 電源 ２，３ ダイオード ４，５ 誤差増幅器 ６，７ 閾値設定部 ８ 出力電流検出器 ９，９Ａ 電圧検出器 １０ 正弦波生成回路 １１ ドライブ回路 １２ カップリングコンデンサ １３ インバータトランス １４ 印加電圧用出力端子 １５ スイッチング素子 ２０ 直流電圧生成回路 ２１ スイッチング部 ２２ コンバータトランス ２３ 整流回路 ２４ 誤差増幅器 ２５ 電圧検出回路 ２６ 閾値設定部 ＣＫ クロック

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電圧を生成する交流電圧生成手段と
   直流電圧を生成する直流電圧生成手段とが設けられ前記
   交流電圧生成手段の交流電圧出力を前記直流電圧生成手
   段の直流電圧出力に重畳した電圧を生成する電源手段
   と、前記電源手段によって生成された電圧が印加される
   帯電部材とを有し、前記電圧が印加された前記帯電部材
   を被帯電体面に接触させて該被帯電体面を所定の電位に
   帯電処理する帯電装置において、 前記交流電圧生成手段は、 所定の交流電流出力を設定する第１の交流出力設定手
   段、交流電流出力を検出する交流電流出力検出手段、及
   び該第１の交流出力設定手段の出力と該交流電流出力検
   出手段の出力とを比較演算する第１の比較演算手段を有
   する第１の制御手段と、 所定の交流電圧出力を設定する第２の交流出力設定手
   段、交流電圧出力を検出する交流電圧出力検出手段、及
   び該第２の交流出力設定手段の出力と該交流電圧出力検
   出手段の出力とを比較演算する第２の比較演算手段を有
   する第２の制御手段と、 前記第１及び第２の制御手段の出力によりパルス波の高
   値を変調するパルス波高値変調手段とを備え、 前記パルス波高値変調手段の出力に基づいて前記交流電
   圧出力を生成したことを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 前記第１の交流出力設定手段は、電源オ
   ンと共にスルーレートで規定された電圧を前記所定の交
   流電圧出力として設定したことを特徴とする請求項１記
   載の帯電装置。
3. 【請求項３】 前記直流電圧生成手段は、 電源オンと共にスルーレートで規定された電圧を所定の
   直流電圧出力として設定する第３の直流出力設定手段、
   直流電圧出力を検出する直流電圧出力検出手段、及び前
   記第３の直流出力設定手段の出力と前記直流電圧出力検
   出手段の出力とを比較演算する第３の比較演算手段を有
   する第３の制御手段を備え、前記第３の制御手段の出力
   により直流電源のスイッチングを行って前記直流電圧出
   力を生成したことを特徴とする請求項１または請求項２
   記載の帯電装置。
4. 【請求項４】 交流電圧を生成する交流電圧生成手段と
   直流電圧を生成する直流電圧生成手段とが設けられ前記
   交流電圧生成手段の交流電圧出力を前記直流電圧生成手
   段の直流電圧出力に重畳した電圧を生成する電源手段
   と、前記電源手段によって生成された電圧が印加される
   帯電部材とを有し、前記電圧が印加された前記帯電部材
   を像担持体面に接触させて該像担持体面を所定の電位に
   帯電処理する帯電装置を備えた接触帯電方式の画像形成
   装置において、 前記交流電圧生成手段は、 所定の交流電流出力を設定する第１の交流出力設定手
   段、交流電流出力を検出する交流電流出力検出手段、及
   び該第１の交流出力設定手段の出力と該交流電流出力検
   出手段の出力とを比較演算する第１の比較演算手段を有
   する第１の制御手段と、 所定の交流電圧出力を設定する第２の交流出力設定手
   段、交流電圧出力を検出する交流電圧出力検出手段、及
   び該第２の交流出力設定手段の出力と該交流電圧出力検
   出手段の出力とを比較演算する第２の比較演算手段を有
   する第２の制御手段と、 前記第１及び第２の制御手段の出力によりパルス波の高
   値を変調するパルス波高値変調手段とを備え、 前記パルス波高値変調手段の出力に基づいて前記交流電
   圧出力を生成したことを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記第１の交流出力設定手段は、電源オ
   ンと共にスルーレートで規定された電圧を前記所定の交
   流電圧出力として設定したことを特徴とする請求項４記
   載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記直流電圧生成手段は、 電源オンと共にスルーレートで規定された電圧を所定の
   直流電圧出力として設定する第３の直流出力設定手段
   と、直流電圧出力を検出する直流電圧出力検出手段と、
   前記第３の直流出力設定手段の出力と前記直流電圧出力
   検出手段の出力とを比較演算する第３の比較演算手段と
   を有する第３の制御手段とを備え、前記第３の制御手段
   の出力により直流電源のスイッチングを行って前記直流
   電圧出力を生成したことを特徴とする請求項４または請
   求項５記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 交流電圧出力を直流電圧出力に重畳した
   電圧を生成する電源手段により前記電圧を帯電部材に印
   加し、その帯電部材を像担持体面に接触させて該像担持
   体面を所定の電位に帯電処理する画像形成方法におい
   て、 所定の交流電流出力を設定する第１の交流出力設定手段
   と、交流電流出力を検出する交流電流出力検出手段とを
   用い、該第１の交流出力設定手段の出力と該交流電流出
   力検出手段の出力とを比較演算する第１の比較演算処理
   を行うと共に、 所定の交流電圧出力を設定する第２の交流出力設定手段
   と、交流電圧出力を検出する交流電圧出力検出手段とを
   用い、該第２の交流出力設定手段の出力と該交流電圧出
   力検出手段の出力とを比較演算する第２の比較演算処理
   とを行い、 前記第１及び第２の比較演算処理の比較演算結果により
   パルス波の高値を変調して前記交流電圧出力を生成する
   ことを特徴とする画像形成方法。
8. 【請求項８】 前記第１の交流出力設定手段は、電源オ
   ンと共にスルーレートで規定された電圧を前記所定の交
   流電圧出力として設定したことを特徴とする請求項７記
   載の画像形成方法。
9. 【請求項９】 電源オンと共にスルーレートで規定され
   た電圧を所定の直流電圧出力として設定する第３の直流
   出力設定手段と、直流電圧出力を検出する直流電圧出力
   検出手段とを用い、前記第３の直流出力設定手段の出力
   と前記直流電圧出力検出手段の出力とを比較演算する第
   ３の比較演算処理を行い、 前記第３の比較演算処理の比較演算結果により直流電源
   のスイッチングを行って前記直流電圧出力を生成するこ
   とを特徴とする請求項７または請求項８記載の画像形成
   方法。