JP2001296724A

JP2001296724A - 電位制御装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2001296724A
Application number: JP2000108877A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Nagamori; 由貴長森
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】均一かつ安定した帯電もしくは転写を行なう
ことができるとともに、雰囲気温湿度や像担持体の汚
れ，摩耗等によらず、長期にわたり安定した画質が得ら
れる電位制御装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１表面と接触してその感光体１を
帯電させる帯電装置２に、帯電装置２と感光体１との間
の帯電開始電圧未満もしくはその帯電開始電圧近傍の測
定電圧を電源３で印加して得られた、測定電圧印加時に
おける測定結果に基づいて、最終的に用紙１０上に形成
される画像に影響を与える画像形成条件を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電荷受容体の表面
電位を制御する電位制御装置、および電子写真方式の複
写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機やプリンタなどに
用いられる画像形成装置では、感光体ドラムなどの像担
持体表面を帯電装置により帯電させ、像露光することに
より、その像担持体表面に静電潜像を形成し、トナー等
の現像剤の付着によりその静電潜像を可視化して現像像
を得、さらにその現像像を記録紙などに転写定着するこ
とにより、記録紙上に画像を形成するということが行な
われている。また、像担持体表面に残留した未転写トナ
ーは、クリーニング手段によって除去され、次の画像形
成サイクルに備えられる。

【０００３】また、画像形成装置の中には、像担持体と
転写材の間に中間担持体を設けて複数の転写工程を行な
うカラー画像形成装置や、像担持体上に複数のトナー像
を形成し、転写材上に一括してトナー像を転写するカラ
ー画像形成装置も知られている。

【０００４】このような画像形成装置を構成する帯電装
置に採用されている帯電方式には、スコロトロンに代表
されるようなコロナ放電などを利用した非接触帯電方式
と、微小ギャップでの放電を利用した帯電ロールなどに
よる接触帯電方式とがある。

【０００５】コロナ放電などを利用した非接触帯電方式
を採用した帯電装置は、シールドケース内に、像担持体
（電荷受容体と称する）の表面と近接もしくは隔離して
ワイヤーを張架し、このワイヤに高電圧を印加してコロ
ナ放電を発生させ、電荷受容体に所定の電荷を付与する
ものである。このような帯電装置は、帯電均一性には優
れているものの、オゾン，ＮＯｘなどの放電生成物が大
量に発生するため、その対処が必要となり、装置の大型
化、高コスト化を招きやすいという欠点がある。また、
空気中のごみやトナー、放電生成物、フューザーオイル
等により電極ワイヤーが汚れ、帯電が不均一になり、形
成される画像に欠陥を生じる恐れもある。

【０００６】そのため、最近では電荷受容体に帯電電極
を直接接触させて帯電する接触帯電方式を採用した帯電
装置が検討されている。この帯電装置は、電荷受容体表
面に接触するように半導電性を有する導電性部材を配置
し、その導電性部材に直流電圧を印加して接触部近傍の
微小空隙で放電を発生させることにより帯電を行なうも
のである。このような帯電装置に用いられる導電性部材
としては、ロール状やブラシ状のものが挙げられる。こ
の方式では、上記のようなコロナ放電を利用していない
ため、オゾンやＮＯｘの発生量が極めて低いという利点
を有する。また、電荷受容体に接触しているため、装置
の小型化，軽量化，省エネ化に適しており、現在ではロ
ール型、ブラシ型の帯電装置を用いた画像形成装置が製
品化されている。このほか、クリーニングブレードに帯
電機能を兼用させるものや、フィルム状の帯電装置が提
案されており、各種の接触型帯電装置の実用化研究が進
められている。

【０００７】しかし、上記のような接触型の帯電装置
は、雰囲気温湿度によって帯電電位が非常に影響を受け
やすいという欠点を有する。例えば、低温低湿環境下で
は帯電電極の抵抗値が大きくなることと、気中の水分子
量の減少による電離確率の低下によって、帯電電位が低
下してしまう。そのため、画像上にかぶりなどの画質欠
陥が発生する。一方、高温高湿環境下では帯電電極の抵
抗値が小さくなることによる帯電開始電圧の低下と、電
極表面の吸着水による直接帯電電流の発生に伴い帯電電
流が増加するため、帯電電位が上昇しやすくなる。この
ため、画像の濃度が低下しやすくなってしまう。また、
電圧の印加方式として、直流電圧のみではなく、交流電
圧を重畳した直流電圧を印加する印加方式もあるが、や
はり同様の問題が発生してしまう。

【０００８】このような問題を回避するため、印加電圧
や電流値を検出して電源の出力電圧を制御する等の技術
が検討されている。例えば、特開平６−３９３２号公報
には、交流電圧を重畳した直流電圧を印加する方式を用
い、直流電流もしくは交流電流（あるいは直流電圧もし
くは交流電圧）を検出することにより、電源の出力電圧
を制御する技術が提案されている。また、特開平５−７
２８７１号公報には、帯電装置周辺の雰囲気を一定にす
るために、加湿手段を設ける技術が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−３９３２号公報や特開平５−７２８７１号公報に提
案された技術では、以下に示すような問題点がある。

【００１０】特開平６−３９３２号公報に提案された技
術では、実際に画像形成中に、検出された電流で電源の
出力電圧を制御すると、電荷受容体に接触している部材
や放電現象等の要素が外乱となってしまい正確な電流値
を検出することが困難である。従って、電流で電源の出
力電圧を制御する場合には画像形成プロセスの非実行時
に限られることとなるが、電荷受容体の帯電電位を所望
の電位に維持するにあたり、画像形成プロセスの非実行
時にも電荷受容体を放電させるため、電荷受容体の寿命
が低下するという問題がある。一方、電圧を検出する場
合は画像形成時に平行して行なうことも可能であるが、
長期使用による電荷受容体の膜圧変化や汚れ付着を考慮
すると、電圧の検出範囲が広すぎて検出装置が高価にな
り、また大型化してしまうという欠点がある。これらを
補うためには定電流電源と定電圧電源との双方を備えな
ければならず、小型化、低コスト化に対する大きな障害
となる。

【００１１】また、特開平５−７２８７１号公報に提案
された技術では、加湿手段を設けるものであるため、装
置が大型化しやすいという欠点を有する。従って、プリ
ンタ，ファクシミリ等、小型化を要求される装置には不
向きである。しかし、小型化が要求される装置ほど環境
変化を受けやすい場所に設置される場合が多く、このた
め小型化が要求される装置に関する、環境変化を受けや
すい場所への適応可能な技術は重要である。さらに、加
湿手段は水を使用するため、水の補給などといった日常
のメンテナンスも必要になり、また殺菌、水垢の除去な
ども必要であり、コストアップや信頼性の低下などさま
ざまな問題に発展しやすい。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑み、均一かつ安定
した帯電もしくは転写を行なうことができるとともに、
雰囲気温湿度や像担持体の汚れ，摩耗等によらず、長期
にわたり安定した画質が得られる電位制御装置および画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の電位制御装置は、電荷受容体の表面電位を制御する
電位制御装置において、上記電荷受容体に接触して配置
される電極と、その電極に電圧を印加する、その電極と
上記電荷受容体との間の帯電開始電圧を越える制御電圧
およびその帯電開始電圧未満もしくはその帯電開始電圧
近傍の測定電圧を含んで電圧調整が可能な電源と、上記
電極と上記電荷受容体との間を流れる電流の電流値ある
いはその電流に起因して調整された上記電荷受容体の表
面電位を測定する測定器と、上記電源により、上記電極
に、上記帯電開始電圧未満もしくはその帯電開始電圧近
傍の上記測定電圧を印加させてこの測定電圧印加時にお
ける上記測定器による測定結果を得る測定を行なう測定
手段と、上記測定手段により得られた測定結果に基づい
て、上記帯電開始電圧を越える上記電源の電圧を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１４】また、上記目的を達成する本発明の画像形
成装置は、感光体を一次帯電し、帯電した感光体に画像
情報に応じた露光光を照射することによりその感光体表
面に静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像し
てその感光体上にトナー像を形成し、そのトナー像を、
最終的に所定の記録媒体上に転写および定着することに
よりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成
する画像形成装置において、上記感光体に接触する電極
と、上記電極に、その電極と上記感光体との間の帯電開
始電圧未満もしくはその帯電開始電圧近傍の測定電圧を
印加する電源と、上記電極と上記感光体とを経由して流
れる電流の電流値あるいはその電流に起因して調整され
た上記感光体の表面電位を測定する測定器と、上記電源
により、上記電極に、上記帯電開始電圧未満もしくはそ
の帯電開始電圧近傍の測定電圧を印加させて、この測定
電圧印加時における上記測定器による測定結果を得る測
定を行なう測定手段と、上記測定手段により得られた測
定結果に基づいて、最終的に記録媒体上に形成される画
像に影響を与える画像形成条件の少なくとも１つを制御
する制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】ここで、上記画像形成装置における上記測
定手段は、上記感光体を用いた画像形成プロセスの非実
行時に上記測定を行なうものであることが好ましい。

【００１６】また、上記画像形成装置における上記制御
手段は、上記電源により上記電極に印加される帯電電圧
を制御するものであることも好ましい態様である。

【００１７】さらに、上記感光体に、画像情報に応じた
露光光を照射する、露光光量の調整が可能な露光器を備
え、上記制御手段は、上記露光器による露光光の光量を
制御するものであってもよい。

【００１８】また、上記感光体表面に形成された静電潜
像をトナーで現像する、現像バイアス電圧が印加される
現像器と、その現像器に現像バイアス電圧を印加する、
現像バイアス電圧の調整が可能な現像バイアス電源とを
備え、上記制御手段が、上記現像バイアス電源により上
記現像器に印加される現像バイアス電圧を制御するもの
であってもよい。

【００１９】さらに、上記感光体表面に接触してその感
光体を一次帯電する接触電極部材を備え、その接触電極
部材が、上記電極を兼ねたものであってもよい。

【００２０】また、上記感光体に接触し、その感光体と
の間に所定の被転写体を挟んでその感光体上のトナー像
をその被転写体に転写する接触転写部材を備え、その接
触転写部材が、上記電極を兼ねたものであってもよい。
尚、被転写体は、記録媒体であってもよく、あるいは中
間転写体であってもよい。

【００２１】さらに、上記感光体に接触してその感光体
上のトナーを除去するクリーニング部材を備え、そのク
リーニング部材が上記電極を兼ねたものであってもよ
い。

【００２２】また、上記感光体に接触してその感光体を
除電する接触除電部材を備え、その接触除電部材が上記
電極を兼ねたものであってもよい。

【００２３】また、上記感光体は所定の方向に回転する
ものであって、上記電極も、その感光体に接触して、そ
の感光体の回転に伴って回転するものであってもよい。

【００２４】さらに、上記感光体は所定の方向に回転す
るものであって、上記電極はその感光体と接触しその感
光体の回転に拘らず停止した状態を保つものであっても
よい。

【００２５】また、この画像形成装置は、それぞれの表
面にトナー像が形成される複数の感光体を備えたもので
あり、上記測定手段は、これら複数の感光体のうちの１
つの感光体について上記測定を行なうものであって、上
記制御手段は、上記測定手段による１つの感光体につい
ての測定結果に基づいて、上記複数の感光体についての
画像形成条件を制御するものであってもよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００２７】図１は、本発明の画像形成装置の第１実施
形態の概略構成図である。

【００２８】図１に示す画像形成装置１００には、感光
体１と、その感光体１に接触する帯電装置２が備えられ
ている。帯電装置２は、中心芯金２ａと、その芯金２ａ
の外周に形成された半導電層２ｂから構成されている。
この半導電層２ｂが、本発明にいう電極に相当する。

【００２９】また、画像形成装置１００には、帯電装置
２に、その帯電装置２と感光体１との間の帯電開始電圧
未満もしくはその帯電開始電圧近傍の測定電圧を印加す
る電源３が備えられている。

【００３０】さらに、画像形成装置１００には、帯電装
置２と感光体１とを経由して流れる電流に応じて発生す
る感光体１の表面電位を測定する表面電位センサ２４
と、電源３により、帯電装置２に、帯電開始電圧未満も
しくはその帯電開始電圧近傍の測定電圧を印加させて、
この測定電圧印加時における表面電位センサ２４による
測定結果を得る測定を行なう表面電位計２５とが備えら
れている。この表面電位計２５は、感光体１を用いた画
像形成プロセスの非実行時に上記測定を行なう。

【００３１】また、画像形成装置１００には、表面電位
計２５により得られた測定結果に基づいて、最終的に用
紙１０上に形成される画像に影響を与える画像形成条件
を制御する制御手段２０が備えられている。

【００３２】さらに、画像形成装置１００には、感光体
１に、画像情報に応じた露光光を照射する、露光光量の
調整が可能な露光装置４が備えられている。

【００３３】また、画像形成装置１００には、感光体１
の表面に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装
置５と、感光体１に接触してその感光体１上のトナーを
除去するクリーニング装置８と、感光体１を除電する除
電装置９とが備えられている。

【００３４】さらに、画像形成装置１００には、用紙１
０を収納する用紙カセット１１、用紙１０が搬送される
用紙パス（ペーパガイド）１２、感光体１上に形成され
たトナー像を用紙１０に転写する転写装置６、および用
紙１０に転写され形成されたトナー像を定着する定着装
置７が備えられている。

【００３５】感光体１は、アルミニウムなどの導電性基
体層と、その基体層表面に形成された光導電層から形成
されており、支軸を中心にして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。

【００３６】帯電装置２を構成する芯金２ａの両端部
は、図示しない軸受け部材によって回転自在に支持され
る。この帯電装置２は、図示しない押圧手段によって感
光体１に所定の押圧力で接触しながら感光体１とともに
従動回転する。この帯電装置２には、電源３から芯金２
ａに所定の電圧が印加され、半導電層２ｂを経由して感
光体１の表面が帯電される。

【００３７】感光体１が所定の電位に帯電された後、露
光装置４によって画像情報に対応したレーザー光が照射
され、感光体１の表面に静電潜像が形成される。この静
電潜像は、現像装置５によって現像され、感光体１への
トナーの付着による可視像が形成される。さらに、用紙
カセット１１から、用紙１０が、用紙パス１２に沿って
感光体１と転写装置６との間に搬送され、転写装置６に
より感光体１上のトナー像が用紙１０上に転写される。
転写されたトナー像は、定着装置７で定着され、用紙１
０上にプリント像が形成される。一方、転写装置６によ
る転写終了後、感光体１の回転に伴い、感光体１上に残
留した未転写トナーは、クリーニング装置８により清掃
され、除電装置９により感光体１表面が除電された後、
再び帯電装置２による帯電が行なわれる。尚、帯電にあ
たり、帯電装置２に印加される電圧は約−９００Ｖの直
流電圧、または−３５０Ｖの直流成分にピーク間電圧１
５００Ｖの交流成分が重畳された電圧に設定されてお
り、これにより感光体１の表面電位はほぼ−３５０Ｖに
帯電される。

【００３８】図１に示す画像形成装置１００には、本発
明の一実施形態の電位制御装置が内包されている。ここ
で、電位制御装置について図２を参照して説明する。

【００３９】図２は、図１に示す画像形成装置に内包さ
れた電位制御装置の構成を示す図である。

【００４０】尚、図２の説明では、電位制御装置の構成
を明確にするために、前述した画像形成装置１００の説
明と一部重複して説明することとする。

【００４１】図２に示す電位制御装置１１０は、本発明
の電位制御装置を構成する電荷受容体に相当する感光体
１の表面電位を制御するものであり、この電位制御装置
１１０には、感光体１に接触して配置された帯電装置２
と、その帯電装置２に電圧を印加する電源３と、表面電
位センサ２４と、表面電位計２５と、制御手段２０とが
備えられている。

【００４２】電源３は、帯電装置２と感光体１との間の
帯電開始電圧を越える制御電圧およびその帯電開始電圧
未満もしくはその帯電開始電圧近傍の測定電圧を含む電
圧調整が可能な電源である。

【００４３】表面電位センサ２４は、本発明の電位制御
装置を構成する測定器に相当し、帯電装置２と感光体１
との間を流れる電流の電流値あるいはその電流に起因し
て調整された上記感光体１の表面電位を測定する。

【００４４】表面電位計２５は、本発明の電位制御装置
を構成する測定手段に相当し、電源３により、帯電装置
２に、帯電開始電圧未満もしくはその帯電開始電圧近傍
の測定電圧を印加させてこの測定電圧印加時における表
面電位センサ２４による測定結果を得る測定を行なう。

【００４５】制御手段２０は、表面電位計２５により得
られた測定結果に基づいて、帯電開始電圧を越える電源
３の電圧を制御する。

【００４６】図３は、図２に示す電位制御装置とは異な
る電位制御装置の構成を示す図である。

【００４７】図３に示す電位制御装置１２０には、帯電
装置２と、電源３と、帯電装置２と感光体１との間を流
れる電流の電流値を測定する測定器１２１とが備えられ
ている。また、電位制御装置１２０には、電源３によ
り、帯電装置２に、帯電開始電圧未満もしくはその帯電
開始電圧近傍の測定電圧を印加させてこの測定電圧印加
時における測定器１２１による測定結果を得る測定を行
なう測定手段１２２と、この測定手段１２２により得ら
れた測定結果に基づいて、帯電開始電圧を越える電源３
の電圧を制御する制御手段１２３とが備えられている。
このような電位制御装置１２０を備えて、感光体１の表
面電位を制御してもよい。

【００４８】図４は、図２に示す電位制御装置で測定し
た、温度２２℃，湿度５５％ＲＨの雰囲気中における帯
電特性を示すグラフである。

【００４９】図４に示すグラフの横軸は、帯電装置２に
印加された直流電圧を示し、縦軸は感光体１の表面電位
を示す。

【００５０】電位制御装置１１０を構成する電源３から
０Ｖ〜−２０００Ｖの直流電圧を印加した時の感光体１
の表面電位を測定したところ、感光体１の表面電位は約
−５５０Ｖの印加電圧から急激に上昇しはじめ、−１０
００Ｖの印加電圧で約−４５０Ｖ、−２０００Ｖの印加
電圧で約−１４５０Ｖに達することが確認された。この
間、帯電装置２による異常放電の発生は見られなかっ
た。温度２２℃，湿度５５％ＲＨという雰囲気は、一般
的なオフィスの環境と同じであることから、以降はこの
温湿度を標準値として説明する。

【００５１】図５は、図２に示す電位制御装置で測定さ
れた、雰囲気温湿度を変化させたときの帯電特性を示す
グラフである。

【００５２】図５（ａ）には、印加電圧に対する感光体
１の表面の電位変化が示されている。また、図５（ｂ）
には、印加電圧に対する感光体１の電流変化が示されて
いる。尚、図５（ａ），図５（ｂ）中に示す実線は１０
℃，３０％ＲＨの低温低湿環境での結果を示し、破線は
２８℃，８５％ＲＨの高温高湿環境での結果を示す。
尚、プロセススピードは９０ｍｍ／ｓｅｃに設定してい
る。図５（ａ）に示すように、感光体１の表面電位につ
いては、１０℃，３０％ＲＨでは−３９５Ｖであるのに
対し、２８℃，８５％ＲＨでは−４５０Ｖと、５５Ｖも
の差があることがわかる。２８℃，８５％ＲＨにおける
感光体１の表面電位は、図４に示した−４５０Ｖと同じ
であり、一方１０℃，３０％ＲＨにおける感光体１の表
面電位は標準値に比べて低くなっている。

【００５３】一方、図５（ｂ）に示すように、感光体１
の電流値を比較すると、例えば印加電圧が１０００Ｖの
時点では、１０℃，３０％ＲＨにおいては１２．６μ
Ａ、２８℃，８５％ＲＨにおいては１６μＡであり、
３．４μＡの差があり、この差が図５（ａ）の電位差を
発生させていることがわかる。従って、低温低湿時に印
加電圧を上昇させるように制御し、高温高湿時には印加
電圧を低下させれば常に安定した帯電電位を得ることが
できる。次に、その制御の方法について述べる。

【００５４】図６は、図５に示す帯電特性のうちの帯電
開始電圧近辺を拡大して示す図である。

【００５５】図６（ａ）に示す実線の低温低湿時では、
印加電圧が−２００Ｖを超える（低下する）と、図の下
方であるプラス極性側に帯電し始め、印加電圧が−４５
０Ｖで最大値３５Ｖになっている。その後は緩やかに−
側に向かって帯電し始め、帯電開始電圧をやや超えたあ
たりから−極性に転じている。これは、帯電開始前の感
光体１と帯電装置２との間に発生する電位差によって静
電吸着力が発生し、押圧力が増えることから摩擦帯電が
顕著になることによる。

【００５６】一方、破線の高温高湿時では、帯電開始電
圧付近まで帯電電位はほぼ０で、帯電開始電圧以降は徐
々に電位が上昇している。これは、高湿下においては摩
擦帯電が発生しにくいため、低温低湿時のような挙動は
示さず、帯電開始電圧までは電位を０に保っているとい
える。以上より、帯電開始前の電圧を印加した時の表面
電位を測定することにより、＋極性に転じていれば、印
加電圧を上昇させ、０Ｖ近辺のときは印加電圧を低下も
しくは標準値となるように制御すればよいことがわか
る。特に印加電圧が−２００Ｖ〜−６００Ｖの間が好ま
しく、さらには−４００Ｖ〜−４５０Ｖがもっとも適し
ていることがわかった。

【００５７】但し、帯電開始電圧は空間の抵抗値と感光
体１の容量によって定まる値であり、感光体１の膜厚が
厚いほど容量が小さくなるため帯電開始電圧が上昇する
ので、注意が必要である。上記の結果は、膜厚が１７μ
ｍで比誘電率が３．４の感光体を用いたときの結果であ
るが、特にこの感光体に限ったものではない。

【００５８】図７は、感光体膜圧に対する帯電開始電圧
の変化を示す図である。

【００５９】図７に示すように、感光体膜圧と帯電開始
電圧はほぼ比例関係にあるといえる。

【００６０】次に、制御する印加電圧の目安を以下に示
す。放電開始電圧Ｖｔｈ［−Ｖ］は、パッシェンの法則
によりエアギャップ長をｚ［μｍ］とすると、Ｖｔｈ＝３１２＋６．２×ｚである。ｚは接触帯電の場合パッシェンミニマムの７．
８［μｍ］になるので、Ｖｔｈ≒３６０［−Ｖ］となる。従って、帯電開始電圧Ｖ_CR［−Ｖ］は、感光体
膜圧をｄ_PR［μｍ］、比誘電率をεとすると、Ｖ_CR＝３６０×（ｚ＋（ｄ_PR／ε））／ｚ＝３６０×（７．８＋（ｄ_PR／ε））／７．８となり、帯電開始電圧が求まる。このＶ_CR［−Ｖ］か
ら、帯電電位を制御するための印加電圧Ｖａ［−Ｖ］
は、（Ｖ_CR−２５０）〜Ｖ_CR［−Ｖ］を目安に設定すれ
ば良いことがわかる。

【００６１】同様に、感光体電流を測定して帯電電極に
印加する帯電電位を制御する方法について，前述した図
６を参照して述べる。図６（ｂ）より、実線で示される
低温低湿下では帯電開始電圧近辺まで感光体電流が流れ
ず、帯電開始電圧以上で徐々に感光体電流が増加してい
る。一方、破線で示される高温高湿下では、印加電圧が
−１００Ｖ付近から徐々に電流が流れ始め、帯電開始電
圧付近では１μＡの電流が流れている。これは、高湿下
では感光体、帯電電極双方の表面にある吸着水が増加
し、その吸着水を通して直接荷電電流が流れてダイレク
トに感光体に電流が流れているからである。ただし、こ
の電流が流れている領域でも、図６（ａ）に示されるよ
うに帯電電位は上昇しないので、この電流は帯電に寄与
しない無効的電流値であることに注意しなればならな
い。

【００６２】以上より、帯電開始前の電圧を印加した時
の感光体電流を測定することにより、電流が０μＡのと
きは印加電圧を上昇させ、０．１μＡ〜１μＡ程度のと
きは印加電圧を低下もしくは標準値となるように制御す
ればよいことがわかる。特に印加電圧が−２００Ｖ〜−
５００Ｖの間が好ましいことがわかる。但し、感光体電
流はプロセススピードによって変化する値であり、同一
印加電圧でもスピードが速いほど電流値も大きくなるの
で注意が必要である。上記の結果はプロセススピードが
９０ｍｍ／ｓｅｃのときの結果であるが、この速度に限
ったものではない。

【００６３】図８は、図１の画像形成装置における動作
シーケンスを示す図である。

【００６４】この図８に示す動作シーケンスは、２枚連
続してプリントする際のものである。

【００６５】印刷もしくはコピー開始の信号が入力され
ると、図１の画像形成装置１００の感光体１が回転す
る。それと同時に除電装置９のランプが点灯して感光体
１の表面の電位が１周分除電される（区間ａ）。感光体
１が２回転目に入ると同時に帯電装置２に対する印加電
圧が電源３より印加されるが、まず区間ｂ１で帯電開始
電圧以下、たとえば−４００Ｖを印加したときの帯電電
位を測定し、電源３の出力を制御する。次いで、区間ｃ
１で、制御された電源３の電圧が帯電装置２に印加さ
れ、その帯電面が露光直下に入った直後から像露光され
ることにより感光体１上に潜像が形成される。さらに、
現像装置５、転写装置６がＯＮ（駆動）されて１枚目の
プリントが作成されるが、そのとき帯電装置２では区間
ｂ２に入ったところで再び帯電開始電圧以下、例えば−
４００Ｖを印加したときの帯電電位を測定し、電源３の
出力を制御する。次いで、区間ｃ２において、区間ｃ１
と同様の処理がなされ、帯電装置２、現像装置５、転写
装置６の順で電源がＯＦＦされ、感光体１の周面を除電
装置９で除電してからその除電装置９の電源がＯＦＦさ
れ、感光体１の回転が停止する。

【００６６】このような画像形成装置１００におけるシ
ーケンスでプリント像を形成して信頼性テストを行なっ
た。環境としては、温度を１０℃、１５℃、２０℃、２
６℃、３４℃の５水準、湿度を１５％ＲＨ、３０%Ｒ
Ｈ、５５%ＲＨ、７０％ＲＨ、８５％ＲＨの５水準と
し、計２５種の組合せについて実験を行なった。その結
果、いずれの環境下においても常に一定の帯電電位が得
られ、その結果かぶりや濃度低下といった画像欠陥も発
生しなかった。また、耐久性試験として環境を適宜変化
させながら、Ａ４サイズの用紙を１０００枚プリントし
たが、初期サンプルから最終サンプルまでほぼ一定した
画像を得ることができた。以上のことから、本実施形態
の帯電装置２への印加電圧制御が非常に有効であること
が実証された。

【００６７】図８に示すシーケンスと同様のシーケンス
で、感光体電流を測定した結果を基に信頼性テストおよ
び耐久性試験を行なった結果、ほぼ同様の良好な画像が
得られた。また、図８では１枚目と２枚目の間にもシー
ケンス制御を行なう例で説明したが、１枚ごとに大幅に
温湿度が変化することがないような場合においては、１
０枚毎、あるいは５分毎等と間隔を空けても同様の効果
を得ることができる。但し、印刷を開始する直前には制
御を行なうことが好ましい。

【００６８】一般に、画像形成装置では、５０００枚程
度プリントすると、感光体の表面が各装置との摩擦によ
って徐々に摩耗してしまい、それに伴い感光体の誘電体
厚が減少するので帯電開始電圧が増加し、帯電電位が減
少するという現象が発生する。しかし、本実施形態で
は、帯電開始電圧近辺の電圧を印加するように制御する
ため、そのような摩耗による帯電電位の現象と環境変化
による電位変動との双方に対応できるという利点を有す
る。また、帯電開始電圧以下の電圧を印加することによ
り、放電による外乱がなく帯電電位を制御することがで
き、また感光体１へのダメージも軽減することができ
る。

【００６９】以上の効果は、感光体１が所定の方向に回
転するものであって、帯電電極２も、その感光体１に接
触して、その感光体１の回転に伴って回転するものだけ
ではなく、感光体１が所定の方向に回転するものであっ
て、帯電電極２はその感光体１と接触しその感光体１の
回転に拘らず停止した状態を保つ構成においても好適に
用いることができる。また、このような構成では、感光
体１との摩擦が増えるため、低温低湿下での摩擦帯電
量、高温高湿下での直接荷電電流量も増加する傾向があ
り、帯電電位、感光体電流のどちらに対しても検出精度
が高まるという利点も有する。

【００７０】ここで、帯電装置２を構成する半導電層２
ｂ（半導電性電極）について説明する。尚、この半導電
性電極は、後述する現像装置，転写装置，除電装置にお
いてもほぼ同様のものであるので、以下では帯電装置２
について説明し、他の装置については帯電装置２と異な
る点に関してのみ記述する。

【００７１】帯電装置２を構成する半導電層２ｂの材料
としては、半導電性を有するものであればどのようなも
のでもよく、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリエ
チレン、ポリカーボネ−ト、ポリオレフィン、ポリウレ
タン、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ＰＥＮ、Ｐ
ＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＶｄＦ、ＥＴＦＥ、
ＣＴＦＥ等の樹脂、もしくはシリコンゴム、ＥＰＤＭ、
エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、
ウレタンゴム、ニトリルゴム等の合成ゴムにカーボンブ
ラックや金属粉末、金属酸化物等の導電性の粉末を混入
したものを使用することができる。また、エピクロルヒ
ドリンゴム、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭゴム等の有極
性ゴムや、酸化チタン、アモルファスシリコン等の半導
電性の無機材料を絶縁体の基体上に薄膜もしくは厚膜蒸
着して形成してもよい。但し、有極性ゴムなどは付着力
が高く、表面粗さも粗いため、低付着材料等で表面をコ
ーティングするといった工夫を施すことによって、より
一層均一な帯電電位を得ることができる。また、薄膜も
しくは厚膜蒸着した場合は、硬度が大きいため、感光体
１への接触状態などについての注意が必要である。硬度
は高いが精度よく作成することができる金属円筒等を用
いる場合は、絶縁破壊を防止するため、その表面に上記
の各種材料を塗布、もしくは蒸着することが必要であ
り、同様に感光体１への接触状態などについての注意が
必要である。

【００７２】このとき、好ましい体積抵抗率となるよう
に導電性粒子の混入量を調整する必要があり、１０²Ω
・ｃｍ以下では火花放電が発生しやすく、１０¹¹Ω・ｃ
ｍ以上ではドット状の帯電不良を起こしやすいため、１
０³Ω・ｃｍ〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲で使用するのが望
ましい。特に、１０⁴Ω・ｃｍ〜１０⁷Ω・ｃｍでは、帯
電装置２に印加する帯電電圧を比較的低く設定すること
が可能であるうえ、プロセススピードが１５０ｍｍ／ｓ
ｅｃ以上の高速機で使用する場合には、電位変動を小さ
く抑えることが可能になるため、最も好ましい。

【００７３】帯電装置２に印加する帯電電圧は、直流電
圧、あるいは直流電圧に帯電開始電圧の２倍以上の交流
電圧を重畳した電圧のいずれでも良い。しかし、直流電
圧に交流電圧を重畳した電圧では、感光体１および帯電
装置２の表面の表面エネルギーを上昇させ、さらには感
光体１に対して悪影響を及ぼすことから、直流電圧を用
いることが望ましい。

【００７４】帯電装置２は感光体１に対して接触帯電す
るものであり、その形状としてはゴム、ゴムロール、ブ
ラシ、ブラシロール、絶縁性ロール上に半導電性電極を
蒸着したもの、金属等を用いたロール、可撓性のフィル
ムからなるチューブ、ブレードなど、感光体１に接触も
しくは近接することが可能な形状であれば、どのような
ものでもよい。但し、汚れ付着や感光体１への摩耗、傷
などの二次障害を防ぐという観点からいえば、特に軽接
触であるフィルムチューブが特に好ましい。フィルムチ
ューブなどの薄膜状の電極を用いる場合は、その厚さと
しては１０μｍ〜１ｍｍ程度のものが好適に用いられ
る。最適な厚さは、上述のバインダー材料として何を選
択するのかや、静電吸引力による回転が停止してしまう
条件（主として重さ）などによって異なるが、感光体１
に対して柔らかく当たる方が好ましいため、薄い方が好
ましい。しかし、あまり薄すぎると耐久性が低下してし
まうため、厚さのおおよその目安としては、真直度や同
軸度とヤング率を組み合せてその指標にするとよい。本
実施形態では、ヤング率が５００［ｋｇ／ｃｍ²］〜３
００００［ｋｇ／ｃｍ²］となるように成形された電極
が好適に用いられる。特に感光体１に対して低ストレス
であることを要求される場合には、２３０００［ｋｇ／
ｃｍ²］以下が望ましい。また、感光体１に対して非接
触に設置する場合は、ヤング率が５００［ｋｇ／ｃ
ｍ²］〜１００００［ｋｇ／ｃｍ²］となるように成形さ
れた柔らかい電極では、真直度は２ｍｍ以下であれば好
適に用いることができる。ヤング率が１００００［ｋｇ
／ｃｍ²］以上の比較的硬い電極では、要求される帯電
均一性や感光体１の真直度によっても異なるが、真直度
は１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下にするとよ
い。ただし、ヤング率は、同じ材料の場合、厚さを変え
ても一定の物理量であるが、実際の硬度という観点で
は、同じ材料の場合、薄いほど柔らかくなる。従って、
上記の目安を参考に、ヤング率が大きい場合には薄くす
ることによって柔軟性を引き出すことができ、ヤング率
が小さい場合には、厚くすることによって耐久性を向上
させることができる。

【００７５】帯電装置２に帯電電圧を供給する方法とし
ては、ロールなどの場合は芯金から供給するか、帯電装
置２の外周面に接触するように給電電極を設けてもよ
い。ロール状以外の形状であれば、支持部材から給電す
る方法が一般的である。この時、長手方向に対して端部
からのみ給電すると帯電装置２の抵抗値によっては中心
部での電圧降下により不均一な帯電となってしまうた
め、長手方向に対して一様に給電するほうが好ましい。
もちろん表面に給電電極を接触させて電圧を供給するこ
とも可能である。

【００７６】帯電装置２に帯電電圧を供給する給電電極
（半導電層２ｂ）の材料としては、導電性を有するもの
であればどのようなものでもよく、例えばポリエステ
ル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポ
リオレフィン、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、
ポリイミド、ＰＥＮ、ＰＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦ
Ａ、ＰＶｄＦ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ等の樹脂、もしくは
シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、
アクリルゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム等の合成ゴ
ムにカーボンブラックや金属粉末等の導電性の粉末を混
入したものを使用することができる。また、エピクロル
ヒドリンゴム、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭゴム等の有
極性ゴムや、アモルファスシリコン等の半導電性の無機
材料を絶縁体の基体上に薄膜もしくは厚膜蒸着して形成
してもよい。但し、有極性ゴムなどは付着力が高いた
め、低付着材料等で表面をコーティングするといった工
夫が必要である。さらに、上記のような高分子材料に限
ったものではなく、例えばＳＵＳ、アルミニウム、黄銅
等の金属、水、アルコール、液体金属等の導電性液体等
も使用することができる。但し、導電性液体を使用する
場合は、液体が帯電装置２等に付着・飛散したり、蒸発
するのを防止するための機構が必要である。

【００７７】給電電極の形状は、感光体１の表面もしく
は裏面に接触することが可能であればどのような形状で
もよく、例えば、スポンジ、繊維、フェルト、ゴム、不
織布、フォーム、ブラシ、ウエブ、ブレード、パドル、
ゲル、樹脂、金属などからなるブロック体やロール等の
回転体、もしくは往復運動をする刷毛状の部材などが好
適に用いられる。ただし、帯電装置２の形状によって
は、接触部の圧力が小さいほうが望ましい場合があり、
ブラシ、フェルト、不織布、スポンジ、ロールなどが好
適に用いられる。

【００７８】給電電極の抵抗値としては、基本的には帯
電電極の抵抗値よりも小さければ十分にその機能を果た
すことができる。しかし、環境変化や経時変化による抵
抗値の変動を考慮すると抵抗値はできるだけ小さいほう
が、より安定した給電を行うことができる。本実施形態
では１０³Ω・ｃｍ以下に調整すると、最も安定した結
果が得られるが、特にこの範囲に限られるものではな
い。

【００７９】本実施形態の画像形成装置１００が組み込
まれる装置としては、従来の、感光体上のトナーを除去
するクリーニング装置が備えられている白黒複写機、カ
ラー複写機、プリンタなどが好適である。また、クリー
ニング装置が備えられていないクリーナレスの画像形成
装置、もしくは、疑似的なクリーニング装置が備えられ
ている場合においても好適に用いることが可能である。

【００８０】次に、図８に示すシーケンスを、現像装
置，露光装置，転写装置，クリーニング装置，除電装置
それぞれに適用した結果について、図８および図９を参
照して説明する。

【００８１】図９は、本発明の画像形成装置の第２実施
形態の概略構成図である。

【００８２】図９に示す画像形成装置２００には、感光
体３１と、その感光体３１に、画像情報に応じた露光光
を照射する、露光光量の調整が可能な露光装置３４が備
えられている。この露光装置３４は、図示しない制御手
段で露光光の光量が制御される。

【００８３】また、画像形成装置２００には、感光体３
１の表面に形成された静電潜像をトナーで現像する、現
像バイアス電圧が印加される現像装置３５が備えられて
いる。この現像装置３５には、図示しない現像バイアス
電圧の調整が可能な現像バイアス電源から現像バイアス
電圧が印加される。

【００８４】さらに、画像形成装置２００には、感光体
３１の表面に接触してその感光体３１を一次帯電する帯
電電極３２が備えられている。また、感光体３１に接触
し、その感光体３１との間に用紙４０を挟んでその感光
体３１上のトナー像をその用紙４０に転写する転写装置
３６（本発明にいう接触転写部材に相当する）が備えら
れている。さらに、感光体３１に接触してその感光体３
１上のトナーを除去するクリーニング装置３８と、感光
体３１に接触してその感光体３１を除電する除電装置３
９（本発明にいう接触除電部材）とが備えられている。
これら帯電電極３２，転写装置３６，クリーニング装置
３８，除電装置３９には、電源３３，４３，４４，４５
が接続されている。

【００８５】さらに、画像形成装置２００には、用紙４
０を収納する用紙カセット４１と、その用紙４０が搬送
される用紙パス４２と、用紙４０に形成されたトナー像
を定着する定着装置３７とが備えられている。

【００８６】図８に示すシーケンスの区間ｂ１におい
て、帯電電位が低下していると判定された場合は、図９
に示す画像形成装置２００の現像装置３５に印加される
現像バイアスを上げることにより、かぶりを防ぐことが
でき、帯電電位が上昇していると判定された場合には、
現像バイアスを下げることにより画像濃度の低下を防ぐ
ことができる。このようなシーケンスを用いてプリント
像を形成して信頼性テストを行なった結果、１０℃１５
％ＲＨ〜３４℃８５％ＲＨの環境下においても常に一定
の帯電電位が得られ、その結果、かぶりや濃度低下とい
った画像欠陥も発生しなかった。また、耐久性試験とし
て環境を適宜変化させながら、Ａ４サイズの用紙を１０
００枚プリントしたが、初期サンプルから最終サンプル
までほぼ一定した画像を得ることができた。以上のこと
から、現像装置３５への印加電圧制御が非常に有効であ
ることが実証された。

【００８７】図８に示すシーケンスを用いて感光体３１
の電流を測定した結果を基に信頼性テスト、耐久性試験
を行なった場合についてもほぼ同様の良好な画像が得ら
れた。また、図８では１枚目と２枚目の間でもシーケン
ス制御を行なう例であるが、１枚ごとに大幅に温湿度が
変化することがないような場合においては、１０枚ご
と、あるいは５分ごとなどと間隔を空けても同様の効果
を得ることができる。但し、印刷を開始する直前には制
御を行なうことが好ましい。本実施形態の画像形成装置
２００は、帯電開始電圧近辺の電圧を印加するように制
御するものであるため、感光体３１表面の摩耗による帯
電電位低下の現象と環境変化による電位変動との双方に
対応できるという利点を有する。また、現像特性も感光
体膜圧に依存するため、これらを同時に制御することに
より、より信頼性の高い画像形成装置を得ることができ
る。

【００８８】次に、露光装置３４に対する適用について
説明する。図８に示すシーケンスの区間ｂ１において、
帯電電位が低下していると判定された場合は、図９に示
す画像形成装置２００の露光装置３４の露光量を下げる
ことにより、かぶりを防ぐことができ、帯電電位が上昇
していると判定された場合には、露光量を上げることに
より画像濃度の低下を防ぐことができる。このようなシ
ーケンスを用いてプリント像を形成して信頼性テストを
行なった結果、１０℃１５％ＲＨ〜３４℃８５％ＲＨの
環境下においても常に一定の帯電電位が得られ、その結
果、かぶりや濃度低下といった画像欠陥も発生しなかっ
た。また、耐久性試験として環境を適宜変化させなが
ら、Ａ４サイズの用紙を１０００枚プリントしたが、初
期サンプルから最終サンプルまでほぼ一定した画像を得
ることができた。以上のことから、露光装置３４への露
光量制御が非常に有効であることが実証された。

【００８９】図８に示すシーケンスを用いて感光体３１
の電流を測定した結果を基に信頼性テスト、耐久性試験
を行なった場合についてもほぼ同様の良好な画像が得ら
れた。また、図８では１枚目と２枚目の間でもシーケン
ス制御を行なう例であるが、1枚ごとに大幅に温湿度が
変化することがないような場合においては、１０枚ご
と、あるいは５分ごとなどと間隔を空けても同様の効果
を得ることができる。但し、印刷を開始する直前には制
御を行なうことが好ましい。本実施形態では、帯電開始
電圧近辺の電圧を印加できるように制御することによ
り、感光体３１表面の摩耗による帯電電位低下の現象と
環境変化による電位変動との双方に対応できるという利
点を有する。また、露光特性も感光体膜圧に依存するの
で、これらを同時に制御することにより、より信頼性の
高い画像形成装置を実現することができる。

【００９０】次に、転写装置３６に対する適用について
説明する。本実施形態の画像形成装置２００は、図８に
示すシーケンスの区間ｂ１において、導電性の材料で構
成された帯電電極３２に、帯電開始電圧前の電圧を電源
３３で印加して、その結果から制御するものであるが、
この手法は帯電電極３２に限ったものではなく、導電性
の材料で構成された転写装置３６を電極として同様のシ
ーケンスによって帯電電位、現像バイアス、転写装置３
６などを制御することも可能である。この場合について
も、前述したと同様に、帯電電位が低下していると判定
された場合は、図９に示す画像形成装置２００の各装置
に印加される電圧を上げることにより、かぶりを防ぐこ
とができ、帯電電位が上昇していると判定された場合に
は、バイアスを下げることにより画像濃度の低下を防ぐ
ことができる。このように制御すれば、帯電電極３２
が、例えばスコロトロンなどの非接触装置を用いた場合
においても、良好に制御できるという利点がある。この
ような転写装置３６を備えた画像形成装置２００を用い
て、プリント像を形成して信頼性テストを行なった結
果、１０℃１５％ＲＨ〜３４℃８５％ＲＨの環境下にお
いても常に一定の帯電電位が得られ、その結果、かぶり
や濃度低下といった画像欠陥も発生しなかった。また、
耐久性試験として環境を適宜変化させながら、Ａ４サイ
ズの用紙を１０００枚プリントしたが、初期サンプルか
ら最終サンプルまでほぼ一定した画像を得ることができ
た。以上のことから、導電性の材料からなる転写装置３
６を介しての印加電圧制御も非常に有効であることが実
証された。

【００９１】図８に示すシーケンスと同様のシーケンス
を用いて感光体３１の電流を測定した結果を基に信頼性
テスト、耐久性試験を行なった場合についてもほぼ同様
の良好な画像が得られた。また、図８では１枚目と２枚
目の間でもシーケンス制御を行なう例であるが、１枚ご
とに大幅に温湿度が変化することがないような場合にお
いては、１０枚ごと、あるいは５分ごとなどと間隔を空
けても同様の効果を得ることができる。但し、印刷を開
始する直前には制御を行なうことが好ましい。

【００９２】本実施形態の画像形成装置２００では、帯
電開始電圧近辺の電圧を印加するように制御するもので
あるため、感光体３１表面の摩耗による帯電電位低下の
現象と環境変化による電位変動との双方に対応できると
いう利点を有する。また、転写特性も感光体３１の膜圧
に依存するので、これらを同時に制御すると、より信頼
性の高い画像形成装置を得ることができる。

【００９３】次に、クリーニング装置３８に対する適用
について説明する。前述した転写装置３６への適用と同
様に、導電性の材料で構成されたクリーニング装置３８
を電極として同様のシーケンスによって帯電電位、現像
バイアスなどを制御することも可能である。この場合に
ついてもこれまでの説明と同様に、帯電電位が低下して
いると判定された場合は、図９に示す画像形成装置２０
０の各装置に印加される電圧を上げることにより、かぶ
りを防ぐことができ、帯電電位が上昇していると判定さ
れた場合には、現像バイアスなどを下げることにより画
像濃度の低下を防ぐことができる。このように制御する
と、帯電装置３２として、例えばスコロトロンなどの非
接触装置を用いた場合においても、良好に制御できると
いう利点を有する。このように制御された画像形成装置
２００を用いてプリント像を形成して信頼性テストを行
なった結果、１０℃１５％ＲＨ〜３４℃８５％ＲＨの環
境下においても常に一定の帯電電位が得られ、その結
果、かぶりや濃度低下といった画像欠陥も発生しなかっ
た。また、耐久性試験として環境を適宜変化させなが
ら、Ａ４サイズの用紙を１０００枚プリントしたが、初
期サンプルから最終サンプルまでほぼ一定した画像を得
ることができた。以上のことから、クリーニング歩合３
８を介しての印加電圧制御が非常に有効であることが実
証された。

【００９４】図８に示すシーケンスを用いて感光体３１
の電流を測定した結果を基に信頼性テスト、耐久性試験
を行なった場合についてもほぼ同様の良好な画像が得ら
れた。また、図８では１枚目と２枚目の間でもシーケン
ス制御を行なう例であるが、１枚ごとに大幅に温湿度が
変化することがないような場合においては、１０枚ご
と、あるいは5分ごとなどと間隔を空けても同様の効果
を得ることができる。但し、印刷を開始する直前には制
御を行なうことが好ましい。また、画像形成中にクリー
ニング装置３８にプラス極性の電圧を印加することによ
り、除電装置３９を兼用することも可能になるという利
点も有する。もちろんクリーニング装置３８の他に除電
装置３９を設置し、前述の制御を行なっても同様の効果
が得られる。

【００９５】前述したように、一般に画像形成装置で
は、５０００枚程度プリントすると、感光体の表面が各
装置との摩擦によって徐々に摩耗してしまい、それに伴
い感光体の誘電体厚が減少するので帯電開始電圧が増加
し、帯電電位が減少するという現象が発生する。しか
し、このようにクリーニング装置３８を介して帯電開始
電圧近辺の電圧を印加することにより、そのような摩耗
による帯電電位低下の現象と環境変化による電位変動と
の双方に対応できるという利点を有する。

【００９６】図１０は、本発明の画像形成装置の第３実
施形態の概略構成図である。

【００９７】この画像形成装置３００は、カラーのタン
デム型画像形成装置であり、４台の画像形成ユニット５
０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを有する。第１の画像形
成ユニット５０ａには、感光体５１ａと、帯電装置５２
ａと、現像装置５３ａと、転写装置５４ａと、クリーニ
ング装置５５ａと、除電装置５６ａとが備えられてい
る。また、第２の画像形成ユニット５０ｂには、感光体
５１ｂと、帯電装置５２ｂと、現像装置５３ｂと、転写
装置５４ｂと、クリーニング装置５５ｂと、除電装置５
６ｂとが備えられている。さらに、第３の画像形成ユニ
ット５０ｃには、感光体５１ｃと、帯電装置５２ｃと、
現像装置５３ｃと、転写装置５４ｃと、クリーニング装
置５５ｃと、除電装置５６ｃとが備えられている。ま
た、第４の画像形成ユニット５０ｄには、感光体５１ｄ
と、帯電装置５２ｄと、現像装置５３ｄと、転写装置５
４ｄと、クリーニング装置５５ｄと、除電装置５６ｄと
が備えられている。各現像装置５３ａ，５３ｂ，５３
ｃ，５３ｄは、それぞれ、イエロー，マゼンタ，シア
ン，ブラックのトナーを有する。また、この画像形成装
置３００には、被転写体として、ロール５９に張架され
た中間転写ベルト６０が備えられており、この中間転写
ベルト６０は、イエロー用のユニット５０ａ、マゼンタ
用のユニット５０ｂ、シアン用のユニット５０ｃ、およ
びブラック用のユニット５０ｄに跨って延在し、循環移
動するように駆動される。各ユニット５０ａ，５０ｂ，
５０ｃ，５０ｄから中間転写ベルト６０に転写する際
は、転写装置５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄに転写用
の電圧が印加される。

【００９８】この画像形成装置３００では、図中矢印Ａ
方向に移動する中間転写ベルト６０上に、各色のトナー
が順次重ね合わさるように一次転写され、その中間転写
ベルト６０から、転写装置５７によって用紙１０上に一
括して二次転写される。用紙１０は、破線で示される用
紙パス１２に沿って移動し、定着装置５８で定着され、
カラーのプリント像が完成する。一方、中間転写ベルト
６０上にトナーが転写された後の画像形成ユニット５０
ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは、クリーニング装置５５
ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄによって残留トナーが除去
される。さらに、除電装置５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５
６ｄによって残留電荷が除電され、感光体５１ａ，５１
ｂ，５１ｃ，５１ｄの、帯電装置５２ａ，５２ｂ，５２
ｃ，５２ｄへの侵入電位は、０Ｖに均一化される。除電
装置５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄには、図示しない
電源から＋９５０Ｖ〜＋１０００Ｖ程度の電圧が印加さ
れている。

【００９９】中間転写ベルト６０は、ポリイミド、ポリ
カーボネート、ＰＶｄＦ等の高分子フィルムや、シリコ
ンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムにカーボンブラック等
の導電性フィラーを添加して導電化したもの等が用いら
れる。転写装置５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５７
には、シリコンゴム、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム等の合成
ゴムにカーボンブラック等の導電性フィラーを添加して
導電化したもの等が用いられ、その直径は１０〜３０ｍ
ｍ程度である。

【０１００】転写装置５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ
には、図示しない電源から＋０．５〜１．５ｋＶ程度の
電圧が印加されており、画像形成ユニット５０ａ，５０
ｂ，５０ｃ，５０ｄからトナー像が静電気力で中間転写
ベルト６０へ転写されるようになっている。一方、用紙
１０へ転写するための転写装置５７には、図示しない電
源から＋１．５〜３．０ｋＶ程度の電圧が印加されてお
り、中間転写ベルト６０から多重のトナー像が、静電気
力で用紙１０上に一括して転写されるようになってい
る。その他、画像形成ユニット５０ａ，５０ｂ，５０
ｃ，５０ｄ内の構成や材料については、図1と同じであ
る。

【０１０１】このように構成された画像形成装置３００
は、図示しない測定手段で４つの感光体５１ａ，５１
ｂ，５１ｃ，５１ｄのうちの１つの感光体について測定
を行なうものであって、１つの感光体についての測定結
果に基づいて、４つの感光体５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，
５１ｄについての画像形成条件を制御するものである。

【０１０２】この画像形成装置３００を用いて第１，第
２実施形態と同様の試験を行なった。帯電装置５２ａ，
５２ｂ，５２ｃ，５２ｄへの印加電圧制御は、帯電装置
５２ａについてのみ行なった場合と、すべての帯電装置
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄについて行なった場合
とを比較した。その結果、いずれの条件においても、か
ぶりなどの画質欠陥のない良好なカラー画像が得られる
ことが確認され、ホロキャラ、ブラーなどの転写不良も
発生せず、用紙１０の裏面汚れもなかった。

【０１０３】以上の結果から、本実施形態の、カラーの
タンデム型画像形成装置３００についても、本発明が良
好に作用することが実証された。

【０１０４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、感
光体に対して帯電が行なわれる帯電開始電圧よりも小さ
いかもしくは近傍の電圧を印加して帯電電圧を制御する
ものであるため、放電現象による感光体、帯電装置の劣
化が少なく、長期にわたって安定した画像形成を行なう
ことができる。また、放電現象に伴う外乱などによる影
響が皆無な上、接触帯電特有の電気特性に応じた制御を
行なうことができるため、より正確な帯電電位制御、画
像形成を行なうことができるという効果も有する。さら
に、帯電電極以外の、感光体に接触する部材に、制御の
ための電圧を印加することにより、スコロトロンなどの
非接触帯電電極についても同様の制御を行なうことが可
能であるという利点を有する。従って、均一かつ安定し
た帯電もしくは転写を行なうことができるとともに、雰
囲気温湿度や像担持体の汚れ，摩耗等によらず、長期に
わたり安定した画質が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の第１実施形態の概略構
成図である。

【図２】図１に示す画像形成装置に内包された電位制御
装置の構成を示す図である。

【図３】図２に示す電位制御装置とは異なる電位制御装
置の構成を示す図である。

【図４】図２に示す電位制御装置で測定された、温度２
２℃，湿度５５％ＲＨの雰囲気中における帯電特性を示
すグラフである。

【図５】図２に示す電位制御装置で測定された、雰囲気
温湿度を変化させたときの帯電特性を示すグラフであ
る。

【図６】図５に示す帯電特性のうちの帯電開始電圧近辺
を拡大して示す図である。

【図７】感光体膜圧に対する帯電開始電圧の変化を示す
図である。

【図８】図１の画像形成装置における動作シーケンスを
示す図である。

【図９】本発明の画像形成装置の第２実施形態の概略構
成図である。

【図１０】本発明の画像形成装置の第３実施形態の概略
構成図である。

【符号の説明】

１，３１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ感光体２，３２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ帯電電極２ａ中心芯金２ｂ半導電層３，４，３３，４３，４４，４５電源４，３４露光装置５，３５，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ現像装置６，３６，５７，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ転
写装置７，３７，５８定着装置８，３８，５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄクリーニ
ング装置９，３９，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ除電装置１０，４０用紙１１，４１用紙カセット１２，４２用紙パス（ペーパガイド）１５制御手段２４表面電位センサ２５表面電位計２０制御手段５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ画像形成ユニット５９ロール６０中間転写ベルト１００，２００，３００画像形成装置１１０，１２０電位制御装置１２１測定器１２２測定手段１２３制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/10 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３４５２Ｈ０３５ 21/00 ３４５３１８９Ａ００１Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC05 DD03 DD06 DD08 EE12 EE18 2H027 DA02 EA01 EA02 EA03 EA05 EA09 EC06 EC09 ED03 ED09 ED24 ED27 2H030 AB02 AD02 AD16 BB02 BB13 BB23 BB34 BB52 BB63 2H032 AA05 BA09 CA02 2H034 BF00 BF12 2H035 AA15 AB03 AC01 9A001 BB06 GG01 KK31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電荷受容体の表面電位を制御する電位制
御装置において、前記電荷受容体に接触して配置される電極と、該電極に電圧を印加する、該電極と前記電荷受容体との
間の帯電開始電圧を越える制御電圧および該帯電開始電
圧未満もしくは該帯電開始電圧近傍の測定電圧を含んで
電圧調整が可能な電源と、前記電極と前記電荷受容体との間を流れる電流の電流値
あるいは該電流に起因して調整された前記電荷受容体の
表面電位を測定する測定器と、前記電源により、前記電極に、前記帯電開始電圧未満も
しくは該帯電開始電圧近傍の前記測定電圧を印加させて
この測定電圧印加時における前記測定器による測定結果
を得る測定を行なう測定手段と、前記測定手段により得られた測定結果に基づいて、前記
帯電開始電圧を越える前記電源の電圧を制御する制御手
段とを備えたことを特徴とする電位制御装置。
【請求項２】感光体を一次帯電し、帯電した感光体に
画像情報に応じた露光光を照射することにより該感光体
表面に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像し
て該感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を、最終
的に所定の記録媒体上に転写および定着することにより
該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画
像形成装置において、前記感光体に接触する電極と、前記電極に、該電極と前記感光体との間の帯電開始電圧
未満もしくは該帯電開始電圧近傍の測定電圧を印加する
電源と、前記電極と前記感光体とを経由して流れる電流の電流値
あるいは該電流に起因して調整された前記感光体の表面
電位を測定する測定器と、前記電源により、前記電極に、前記帯電開始電圧未満も
しくは該帯電開始電圧近傍の測定電圧を印加させて、こ
の測定電圧印加時における前記測定器による測定結果を
得る測定を行なう測定手段と、前記測定手段により得られた測定結果に基づいて、最終
的に記録媒体上に形成される画像に影響を与える画像形
成条件の少なくとも１つを制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記測定手段は、前記感光体を用いた画
像形成プロセスの非実行時に前記測定を行なうものであ
ることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記電源により前記電
極に印加される帯電電圧を制御するものであることを特
徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】前記感光体に、画像情報に応じた露光光
を照射する、露光光量の調整が可能な露光器を備え、前記制御手段は、前記露光器による露光光の光量を制御
するものであることを特徴とする請求項２記載の画像形
成装置。
【請求項６】前記感光体表面に形成された静電潜像を
トナーで現像する、現像バイアス電圧が印加される現像
器と、該現像器に現像バイアス電圧を印加する、現像バ
イアス電圧の調整が可能な現像バイアス電源とを備え、前記制御手段が、前記現像バイアス電源により前記現像
器に印加される現像バイアス電圧を制御するものである
ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項７】前記感光体表面に接触して該感光体を一
次帯電する接触電極部材を備え、該接触電極部材が、前
記電極を兼ねたものであることを特徴とする請求項２記
載の画像形成装置。
【請求項８】前記感光体に接触し、該感光体との間に
所定の被転写体を挟んで該感光体上のトナー像を該被転
写体に転写する接触転写部材を備え、該接触転写部材
が、前記電極を兼ねたものであることを特徴とする請求
項２記載の画像形成装置。
【請求項９】前記感光体に接触して該感光体上のトナ
ーを除去するクリーニング部材を備え、該クリーニング
部材が前記電極を兼ねたものであることを特徴とする請
求項２記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記感光体に接触して該感光体を除電
する接触除電部材を備え、該接触除電部材が前記電極を
兼ねたものであることを特徴とする請求項２記載の画像
形成装置。
【請求項１１】前記感光体は所定の方向に回転するも
のであって、前記電極も、該感光体に接触して、該感光
体の回転に伴って回転するものであることを特徴とする
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記感光体は所定の方向に回転するも
のであって、前記電極は該感光体と接触し該感光体の回
転に拘らず停止した状態を保つものであることを特徴と
する請求項２記載の画像形成装置。
【請求項１３】この画像形成装置は、それぞれの表面
にトナー像が形成される複数の感光体を備えたものであ
り、前記測定手段は、これら複数の感光体のうちの１つの感
光体について前記測定を行なうものであって、前記制御手段は、前記測定手段による１つの感光体につ
いての測定結果に基づいて、前記複数の感光体について
の画像形成条件を制御するものであることを特徴とする
請求項２記載の画像形成装置。