JP3364563B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、光プリン
タ装置などの電子写真装置や静電記録装置などの画像形
成装置に係わり、特に接触帯電部材を用いて感光体ドラ
ムなどを帯電させる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体ドラムを用いて画像を形成する画
像形成装置では、感光体表面を一様に全面帯電するため
の帯電手段として、コロナ放電器が広く使用されてい
る。しかしながら、このようなコロナ放電器を使用した
場合、感光体ドラムをある一定の電位に均一に帯電させ
ることができるものの、コロナ放電を発生させる際に高
圧電源を必要とするのみならず、放電に伴って大量のオ
ゾンが発生して帯電部材、感光体ドラムを劣化させると
いう問題があった。そこで、このような問題を解決する
方法として、接触式帯電装置を使用して感光体ドラムを
帯電させることにより、上述した種々の問題が発生しな
いようにする方法が開発されている。

【０００３】図９はこのような接触式帯電装置を使用し
た画像形成装置の一例を示す概略構成図である。この図
に示す画像形成装置１０１は、矢印方向に回転駆動され
る感光体ドラム１０２と、この感光体ドラム１０２の表
面を均一に帯電させる帯電ローラ１０３と、この帯電ロ
ーラ１０３に高圧電圧を印加する帯電ローラ用高圧電源
１０４と、前記感光体ドラム１０２上に光像を書き込ん
で静電潜像を形成する露光部１０５と、前記感光体ドラ
ム１０２上に生成された静電潜像を現像してトナー画像
にする現像部１０６と、前記感光体ドラム１０２上に形
成されたトナー画像を転写紙１０７に転写させる転写ロ
ーラ１０８と、この転写ローラ１０８に高圧電圧を印加
する転写ローラ用高圧電源１０９と、前記感光体ドラム
１０２の表面をクリーニングするクリーニング部１１０
と、前記感光体ドラム１０２の表面を除電する除電ラン
プ部１１１とを備えている。画像形成を行なうとき、感
光体ドラム１０２を矢印方向に回転駆動させながら、帯
電ローラ用高圧電源１０４によって帯電ローラ１０３に
直流の高圧電圧を印加して、前記感光体ドラム１０２の
表面を均一に帯電させた後、露光部１０５によって前記
感光体ドラム１０２上に光像を書き込んで静電潜像を形
成させ、現像部１０６によって、前記感光体ドラム１０
２上に形成されている静電潜像を現像させてトナー画像
を形成する。次いで、転写ローラ用高圧電源１０９によ
って、転写ローラ１０８に高圧電圧を印加させながら、
前記感光体ドラム１０２上に形成されているトナー画像
を転写紙１０７上に転写させた後、定着部（図示は省略
する）に供給して溶融定着させ、これを機外に排紙させ
るとともに、クリーニング部１１０および除電ランプ部
１１１によって前記感光体ドラム１０２の表面をクリー
ニング処理、除電処理させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
接触式帯電装置を使用した画像形成装置１０１において
は、次に述べるような問題があった。すなわち、上述し
た画像形成装置１０１では、前記帯電ローラ用高圧電源
１０４から出力される高圧電圧を受ける金属製の回転自
在な芯金１１２と、導電性を持つ部材、例えばゴム材に
カーボンや硫黄などを入れて抵抗値を調整した部材によ
って構成され、前記芯金１１２の周囲に配置されて、前
記芯金１１２に印加された高圧電圧を表面側に伝える円
筒状の中抵抗弾性層１１３と、高い抵抗値を持つ部材、
例えばナイロンなどによって構成され、前記中抵抗弾性
層１１３の周囲に配置されて、前記中抵抗弾性層１１３
に印加された高圧電圧を前記感光体ドラム１０２の表面
に均一に伝える円筒状の表面層１１４とによって帯電ロ
ーラ１０３を構成し、帯電ローラ用高圧電源１０４によ
って図１０に示す如く前記帯電ローラ１０２に高圧電圧
を印加して、感光体ドラム１０２の表面を所定電位に帯
電させている。しかしながら、このような帯電ローラ１
０３は、図１１に示す如く周囲温度などが変化したと
き、電気的な特性、例えば抵抗値が変化してしまうの
で、帯電ローラ用高圧電源１０４から出力される高圧電
圧の電圧値を一定にしても、感光体ドラム１０２の表面
電位を一定にすることができず、周囲温度が変化する
と、これに応じて、トナー画像の濃度が変化してしまう
という問題があった。

【０００５】そこで、このような問題を解決する方法と
して、従来、特開平４−９８８３号公報に示す「画像形
成装置」、特開平４−１８６３８１号公報に示す「接触
帯電装置」、特開平５−３４１６２７号公報に示す「帯
電ローラ及びその製造方法、及び帯電ローラを用いた画
像形成装置及びその帯電装置」などが提案されている。
特開平４−９８８３号公報に示す「画像形成装置」は、
感光体ドラムの前回転期間や紙間期間などの非画像形成
領域で、帯電ローラを定電流駆動して、このときの印加
電圧を測定し、この測定結果に基づき、前記感光体ドラ
ムの画像形成領域で、前記帯電ローラを定電圧駆動する
ことにより、帯電ローラの温度変化に対する抵抗値変化
や感光体ドラム上にあるピンホールの有無などに起因す
る画像ムラや横スジなどが発生しないようにする。ま
た、特開平４−１８６３８１号公報に示す「接触帯電装
置」は、帯電ローラの周囲にサーミスタなどの温度検出
素子を配置し、この温度検出素子で検出された前記帯電
ローラの周囲温度に応じて、帯電ローラに印加する高圧
電圧の電圧値を調整することにより、帯電ローラの温度
変化に対する抵抗値変化などに起因する画像ムラなどが
発生しないようにする。また、特開平５−３４１６２７
号公報に示す「帯電ローラ及びその製造方法、及び帯電
ローラを用いた画像形成装置及びその帯電装置」は、中
抵抗弾性層として、エピクロルヒドリンゴムなどの本質
的に均一な導電性弾性部材を使用し、表面層として、前
記エピクロルヒドリンゴムなどを含むフッ素樹脂などを
使用した帯電ローラを用いて感光体ドラムを帯電させる
ことにより、帯電ローラの温度変化に対する抵抗値変
化、帯電ローラ自体の抵抗値ムラなどに起因する画像ム
ラなどが発生しないようにする。しかしながら、このよ
うな特開平４−９８８３号公報に示す「画像形成装
置」、特開平４−１８６３８１号公報に示す「接触帯電
装置」、特開平５−３４１６２７号公報に示す「帯電ロ
ーラ及びその製造方法、及び帯電ローラを用いた画像形
成装置及びその帯電装置」などでは、感光体ドラムの表
面が一定の膜厚であることを前提として、帯電ローラに
印加する高圧電圧の値を調整するようにしているので、
クリーニング部に設けられているブラシなどによって、
感光体ドラムの表面が削られて膜厚が薄くなったとき、
感光体ドラムの表面電位を所定の電位にすることができ
なくなり、画像ムラが生じるという問題があった。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みなされたもので
あり、請求項１では、感光体ドラムの表面にある感光体
膜の膜厚が変化しても、その表面電位を所定の電位にす
ることができ、これによって感光体ドラムの膜厚変化に
起因する画像ムラの発生を防止することができる画像形
成装置を提供することを目的としている。また、請求項
２では、画像の形成を繰り返し、帯電ローラや感光体ド
ラムの温度などが上昇してこれらの電気的特性が変化し
ても、これに対応して感光体ドラムに対する電荷供給量
を最適な値にして、感光体ドラムの表面電位を所定の値
にすることができるとともに、感光体ドラムに対して供
給される電流の総量を小さくしてこの感光体ドラムの長
寿命化を達成することができる画像形成装置を提供する
ことを目的としている。また、請求項３では、感光体ド
ラムから現像部を離間させることなく、感光体ドラムの
表面電位を最適にすることができ、これによってトナー
の無駄な消費を無くすことができる画像形成装置を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項１では、感光体からなる被帯電体
に帯電部材を当接させながら、帯電部材用高圧電源によ
って前記帯電部材に高圧電圧を印加して、前記被帯電体
を均一に帯電させ、前記被帯電体上に静電潜像の書込み
を可能にする画像形成装置において、前記被帯電体に対
し、バイアス電圧を印加する被帯電体用電源と、前記帯
電部材用高圧電源によって前記帯電部材に高圧電圧を印
加しているとき、前記帯電部材と、前記被帯電体との間
に流れる電流の値を検出する電流値検出部と、前記被帯
電体用電源によって前記被帯電体にバイアス電圧が印加
されている状態で、前記電流値検出部で検出される電流
の値がほぼ零になるように、前記帯電部材用高圧電源か
ら出力される高圧電圧の値を調整し、この調整した高圧
電圧値を帯電印加基準電圧値として記憶する帯電印加基
準電圧値算出部と、前記被帯電体上に静電画像を形成す
る際、帯電部材用高圧電源から前記帯電印加基準電圧値
算出部で記憶した前記帯電印加基準電圧値を持つ高圧電
圧を出力させて、前記帯電部材に印加させ、前記被帯電
体を均一に帯電させる帯電制御部とを備えたことを特徴
としている。また、請求項２では、請求項１に記載の画
像形成装置において、前記帯電部材が前記被帯電体の非
画像領域に対応しているとき、前記帯電制御部によって
前記帯電部材用高圧電源から前記帯電部材に対し、前記
帯電印加基準電圧値を持つ高圧電圧を印加させた状態
で、前記被帯電体用電源によって前記被帯電体に複数の
電圧値を持つ複数のバイアス電圧を順次、印加しなが
ら、前記電流値検出部によって、前記帯電部材と前記被
帯電体との間に流れる電流の値を検出し、これらの各電
流の値の変化量に基づき、前記被帯電体上に静電画像を
形成する際、帯電制御部によって帯電部材用高圧電源か
ら前記帯電印加基準電圧値を補正した帯電印加電圧値を
持つ高圧電圧を出力させて、前記帯電部材に印加させ、
前記被帯電体を均一に帯電させることを特徴としてい
る。また、請求項３では、請求項２に記載の画像形成装
置において、前記帯電部材が前記被帯電体の非画像領域
に対応しているとき、前記被帯電体用電源によって前記
被帯電体に印加する、複数のバイアス電圧として、前記
被帯電体上に形成された静電潜像を現像する現像器の現
像バイアスより小さい電圧値を持つ電圧を採用すること
を特徴としている。

【０００８】上記の構成において、請求項１では、感光
体からなる被帯電体に帯電部材を当接させながら、帯電
部材用高圧電源によって前記帯電部材に高圧電圧を印加
して、前記被帯電体を均一に帯電させ、前記被帯電体上
に静電潜像の書込みを可能にする画像形成装置におい
て、被帯電体用電源によって前記被帯電体にバイアス電
圧を印加している状態で、電流値検出部で検出される前
記帯電部材に対する電流の値がほぼ零になるように、帯
電印加基準電圧値算出部によって前記帯電部材用高圧電
源から出力される高圧電圧の値を調整し、この調整した
高圧電圧値を帯電印加基準電圧値として記憶するととも
に、前記被帯電体上に静電画像を形成する際、帯電制御
部によって前記帯電部材用高圧電源から前記帯電印加基
準電圧値算出部で記憶した前記帯電印加基準電圧値を持
つ高圧電圧を出力させて、前記帯電部材に印加させ、前
記被帯電体を均一に帯電させることにより、被帯電体の
表面にある感光体膜の膜厚が変化しても、その表面電位
を所定の電位にし、これによって被帯電体の膜厚変化に
起因する画像ムラの発生を防止する。

【０００９】また、請求項２では、請求項１に記載の画
像形成装置において、前記帯電部材が前記被帯電体の非
画像領域に対応しているとき、前記帯電制御部によって
前記帯電部材用高圧電源から前記帯電部材に対し、前記
帯電印加基準電圧値を持つ高圧電圧を印加させた状態
で、前記被帯電体用電源によって前記被帯電体に複数の
電圧値を持つ複数のバイアス電圧を順次、印加しなが
ら、前記電流値検出部によって、前記帯電部材と前記被
帯電体との間に流れる電流の値を検出し、これらの各電
流の値の変化量に基づき、前記被帯電体上に静電画像を
形成する際、帯電制御部によって帯電部材用高圧電源か
ら前記帯電印加基準電圧値を補正した帯電印加電圧値を
持つ高圧電圧を出力させて、前記帯電部材に印加させ、
前記被帯電体を均一に帯電させることにより、画像の形
成を繰り返し、帯電部材や被帯電体の温度などが上昇し
てこれらの電気的特性が変化しても、これに対応して被
帯電体に対する電荷供給量を最適な値にして、被帯電体
の表面電位を所定の値にするとともに、被帯電体に対し
て供給される電流の総量を小さくしてこの被帯電体の長
寿命化を達成する。

【００１０】また、請求項３では、請求項２に記載の画
像形成装置において、前記帯電部材が前記被帯電体の非
画像領域に対応しているとき、前記被帯電体用電源によ
って前記被帯電体に印加する、複数のバイアス電圧とし
て、前記被帯電体上に形成された静電潜像を現像する現
像器の現像バイアスより小さい電圧値を持つ電圧を採用
することにより、被帯電体から現像部を離間させること
なく、被帯電体の表面電位を最適にし、これによってト
ナーの無駄な消費を無くす。

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、本発明による画像形成装置
の詳細な説明に先だって、本発明による画像形成装置の
基本原理を説明する。 ＜第１の基本原理＞今、図６に示す如く画像形成装置と
して、感光体ドラム用電源１２１によって感光体ドラム
１２２にバイアス電圧を印加しながら、電流計１２３が
接続された帯電ローラ用高圧電源１２４によって、前記
感光体ドラム１２２に当接して、この感光体ドラム１２
２の回転に伴い、従動回転する帯電ローラ１２０に直流
の高圧電圧を印加し、前記感光体ドラム１２２の周囲に
配置された電位センサ１２５で前記感光体ドラム１２２
の電位を測定し、電位計１２６でこれを記録するという
装置を作る。そして、通常の画像形成動作を行なう際、
感光体ドラム用電源１２１から出力されるバイアス電圧
の電圧値が零（０Ｖ）にされた状態で、帯電ローラ用高
圧電源１２４から高圧電圧を出力させて帯電ローラ１２
０に所定の電圧値、例えば“−１３５０Ｖ”を印加した
とき、感光体ドラム１２２の表面電位が所定の電位、例
えば“−７００Ｖ”になり、この際、帯電ローラ１２０
に流れる電流の値、すなわち帯電ローラ用高圧電源１２
４に接続された電流計１２３の値が、前記帯電ローラ１
２０の抵抗値、前記帯電ローラ１２０に印加している高
圧電圧の値および前記感光体ドラム１２２に印加してい
るバイアス電圧（この場合は、“０Ｖ”）などに対応す
る値、例えば“−４５μＡ”になるものとする。

【００１２】この状態で、感光体ドラム用電源１２１か
ら出力されるバイアス電圧の電圧値をマイナス方向に順
次、増加させていくと、感光体ドラム１２２の表面電位
が図７に示す如くマイナス方向に徐々に増加し、感光体
ドラム用電源１２１から出力されるバイアス電圧の電圧
値が“−５００Ｖ”を越えたとき、上昇の傾きが大きく
なり、この状態から、前記バイアス電圧の電圧値をマイ
ナス方向にさらに増加させていくと、前記バイアス電圧
の電圧値が“−９００Ｖ”を越えたとき、感光体ドラム
１２２の表面電位が帯電ローラ１２０に印加されている
高圧電圧に対応する値に達して、これ以上、上昇しなく
なり、図８に示す如く帯電ローラ１２０から感光体ドラ
ム１２２に供給される電流の値、すなわち帯電ローラ用
高圧電源１２４に接続されている電流計１２３の電流値
が“０μＡ”になる。このとき、帯電ローラ１２０と、
感光体ドラム１２２との間に、電流による電圧降下など
が発生しないことから、電流値が“０μＡ”になってい
るとき、帯電ローラ１２０の抵抗値や感光体ドラム１２
２の表面に形成されている感光層の膜厚がどのような値
であっても、感光体ドラム１２２の表面電位が帯電ロー
ラ１２０に印加されている高圧電圧の電圧値と対応した
値になっていることになる。この際、感光体ドラム１２
２の表面電位が目標とする電位より、マイナス方向に大
きいときにも、帯電ローラ用高圧電源１２４に接続され
ている電流計１２３の電流値が“０μＡ”になり、感光
体ドラム１２２の表面電位が目標とする電位と一致して
いるかどうかを判定できなくなることから、本発明で
は、この電流計１２３の電流値がほぼ零に近い値、例え
ば“４μＡ”を検出値として使用する。

【００１３】そして、図８に示すグラフから明らかなよ
うに、感光体ドラム１２２の表面電位として、目標とし
ている電位“−７００Ｖ”より“１００Ｖ”だけマイナ
ス側に大きいバイアス電圧（この場合、“−８００
Ｖ”）を感光体ドラム用電源１２１から出力させて、こ
れを感光体ドラム１２２に印加したとき、帯電ローラ１
２０から感光体ドラム１２２に供給される電流の値が
“４μＡ”になることから、感光体ドラム用電源１２１
で“−８００Ｖ”のバイアス電圧を発生させて、これを
感光体ドラム１２２に印加させた状態で、帯電ローラ１
２０から感光体ドラム１２２に対し、“４μＡ”の電流
値を持つ電流が流れるように、帯電ローラ用高圧電源１
２４から出力される高圧電圧の電圧値を調整すれば、感
光体ドラム１２２の表面電位を目標としている“−７０
０Ｖ”にすることができる。この原理に基づき、以下に
説明する形態例では、感光体ドラム１２２の表面電位の
目標値を“−８００Ｖ”にしていることから、この“−
８００Ｖ”より“１００Ｖ”だけマイナス側に大きいバ
イアス電圧（この場合、“−９００Ｖ”）を感光体ドラ
ム用電源１２１から出力させ、これを感光体ドラム１２
２に印加させた状態で、帯電ローラ１２０から感光体ド
ラム１２２に対し、“４μＡ”の電流値を持つ電流が流
れるように、帯電ローラ用高圧電源１２４から出力され
る高圧電圧の電圧値を１％単位で調整することにより、
感光体ドラム１２２の表面電位を目標としている電位
“−８００Ｖ”にする。

【００１４】＜第２の基本原理＞さらに、画像形成動作
を行なう毎に、上述した手順で、帯電ローラ用高圧電源
１２４から出力される高圧電圧の電圧値を１％単位で調
整すれば、感光体ドラム１２２の表面電位を常に、目標
とする電位と一致させることができるが、連続して画像
形成動作を行なうとき、上述した手順で、その都度、帯
電ローラ用高圧電源１２４から出力される高圧電圧の電
圧値を１％単位で調整すると、画像形成動作に時間がか
かるとともに、この電圧値決定処理期間中、感光体ドラ
ム１２２に対し、余分な電流を流し続けなければなら
ず、余分な電流の総電流分だけ感光体ドラム１２２の寿
命を短くしてしまうので、本発明では、ジョブスタート
時にのみ、上述した帯電系設定処理を行ない、２枚目以
降の画像形成動作を行なうとき、以下に説明する手順
で、上述した帯電系設定処理で得られた帯電ローラ用高
圧電源１２４から出力される高圧電圧の電圧値を調整し
ている。まず、帯電系設定処理を行なうとき、上述した
手順で、帯電ローラ用高圧電源１２４から出力される高
圧電圧の電圧値を１％単位で調整して、感光体ドラム１
２２の表面電位を目標としている“−８００Ｖ”にする
のに必要な高圧電圧の電圧値（帯電ローラ用高圧電源１
２４から出力される高圧電圧の電圧値）を決定し、これ
を画像形成動作時の帯電印加基準電圧値として記憶す
る。

【００１５】この後、帯電ローラ用高圧電源１２４から
前記帯電印加基準電圧値を持つ高圧電圧を出力させ、こ
れを帯電ローラ１２０に印加させた状態で、感光体ドラ
ム用電源１２１から“−２００Ｖ”のバイアス電圧を出
力させ、これを感光体ドラム１２２に印加させながら、
帯電ローラ用高圧電源１２４に接続されている電流計１
２３で電流値を検出し、これを第１検出電流値として記
憶する。次いで、帯電ローラ用高圧電源１２４から前記
帯電印加基準電圧値を持つ高圧電圧を出力させ、これを
帯電ローラ１２０に印加させた状態で、感光体ドラム用
電源１２１から“−１００Ｖ”のバイアス電圧を出力さ
せ、これを感光体ドラム１２２に印加させながら、帯電
ローラ用高圧電源１２４に接続されている電流計１２３
で電流値を検出し、これを第２検出電流値として記憶す
る。この後、記憶している第１検出電流値と、第２検出
電流値との差（基準電流差）を計算し、これを図８に示
す感光体ドラム１２２に対する印加電圧と、帯電ローラ
１２０に流れる電流との関係を示すグラフの傾き（基準
傾き値）として記憶する。そして、２枚目以降の画像形
成動作を行なうとき、上述した傾き値の測定動作と同様
に、帯電ローラ用高圧電源１２４から前記帯電印加基準
電圧値を持つ高圧電圧を出力させ、これを帯電ローラ１
２０に印加させた状態で、感光体ドラム用電源１２１か
ら“−２００Ｖ”のバイアス電圧を出力させ、これを感
光体ドラム１２２に印加させながら、帯電ローラ用高圧
電源１２４に接続されている電流計１２３で電流値を検
出し、これを第１検出電流値として記憶する。

【００１６】次いで、帯電ローラ用高圧電源１２４から
前記帯電印加基準電圧値を持つ高圧電圧を出力させ、こ
れを帯電ローラ１２０に印加させた状態で、感光体ドラ
ム用電源１２１から“−１００Ｖ”のバイアス電圧を出
力させ、これを感光体ドラム１２２に印加させながら、
帯電ローラ用高圧電源１２４に接続されている電流計１
２３で電流値を検出し、これを第２検出電流値として記
憶する。この後、記憶している第１検出電流値と、第２
検出電流値との差（電流差）を計算して、２枚目以降に
おける感光体ドラム１２２に対する印加電圧と、帯電ロ
ーラ１２０に流れる電流との関係を示すグラフの傾き
（傾き値）を求める。このとき得られた傾き値と、１枚
目の画像形成処理で得られた基準傾き値との比を求め、
この比に基づき、帯電ローラ用高圧電源１２４から前記
帯電印加基準電圧値を調整した高圧電圧を出力させ、こ
れを帯電ローラ１２０に印加させることにより、温度変
化などによって、帯電ローラ１２０などの電気的特性、
感光体ドラム１２２の静電容量などが変化しても、感光
体ドラム１２２の表面電位を常に、目標とする電位にす
る。

【００１７】＜第３の基本原理＞また、２枚目以降の画
像形成動作を行なうとき、感光体ドラム１２２に印加さ
れるバイアス電圧の値を、感光体ドラム１２２上に形成
された静電潜像を現像してトナー画像にする現像部の現
像バイアス（通常、“−２４０Ｖ”）より、小さい、
“−２００Ｖ”以下にしている。紙間の期間で、上述し
た測定を行なわせることにより、現像部を感光体ドラム
１２２から離間させることなく、連続して現像処理を行
ない得るようにして、現像部を感光体ドラム１２２から
離間／当接させるときに行われる穂切りなどによる、ト
ナーの無駄な消費を確実に抑制する。

【００１８】《本発明の形態例の説明》以下、上述した
基本原理を用いた本発明を図面に示した形態例に基づい
て詳細に説明する。 ＜形態例の構成＞図１は本発明による画像形成装置の一
形態例の構成を示す概略構成図である。この図に示す画
像形成装置１は、アルミニウムなどの円筒状の導電性基
体層２およびこの導電性基体層２の周囲に設けられる円
筒状の感光層３を有し、矢印方向に回転駆動される感光
体ドラム４と、この感光体ドラム４の前記導電性基体層
２にバイアス電圧を印加する感光体ドラム用電源５と、
導電性を持つ金属などによって回転自在に構成される芯
金６、導電性を持つ弾性部材、例えばエピクロルヒドリ
ンゴムなどの本質的に均一な導電性弾性部材によって構
成され、前記芯金６の周囲に配置されて、前記芯金６に
印加された高圧電圧を表面側に伝える円筒状の中抵抗弾
性層７および前記エピクロルヒドリンゴムなどを含むフ
ッ素樹脂などによって構成され、前記中抵抗弾性層７の
周囲に配置されて、前記中抵抗弾性層７に印加された高
圧電圧を前記感光体ドラム４の表面に均一に伝える円筒
状の表面層８を有する帯電ローラ９とを備えている。

【００１９】さらに、この画像形成装置１は、前記帯電
ローラ９の芯金６に摺動接触する接触端子１０と、この
接触端子１０を介して、前記帯電ローラ９に高圧電圧を
印加する帯電ローラ用高圧電源１１と、前記感光体ドラ
ム４の周囲に配置され、書込み対象となる画像に応じた
レーザ光を出射して、前記感光体ドラム４上に光像を形
成し、静電潜像を形成させる露光部１２と、前記感光体
ドラム４の周囲に配置され、この感光体ドラム４上にト
ナーを供給してこの感光体ドラム４上に生成された前記
静電潜像を現像し、トナー画像にする現像部１３と、前
記感光体ドラム４の下側に配置され、前記感光体ドラム
４上に形成されたトナー画像を転写紙１４に転写させる
転写ローラ１５と、この転写ローラ１５に高圧電圧を印
加する転写ローラ用高圧電源１６と、前記感光体ドラム
４の周囲に配置され、この感光体ドラム４の表面をクリ
ーニングするクリーニング部１７と、前記感光体ドラム
４の周囲に配置され、この感光体ドラム４の表面を除電
する除電ランプ部１８とを備えている。

【００２０】＜形態例の回路＞図２は図１に示す画像形
成装置１の回路構成例を示すブロック図である。この図
に示す如く、この画像形成装置１は、装置全体の動作を
制御するＣＰＵ回路１９を備えており、このＣＰＵ回路
１９によって感光体ドラム用電源５と、帯電ローラ用高
圧電源１１とを制御して、感光体ドラム４の表面を均一
に帯電させながら、感光体ドラム４を回転させるモー
タ、前記転写紙１４を給紙する給紙モータなどの駆動系
２０と、前記感光体ドラム４の周囲に配置されている露
光部１２、現像部１３、転写ローラ１５、クリーニング
部１８、除電ランプ部１８などのドラム周りユニット２
１とを制御して、指定された画像を転写紙１４上にプリ
ントし、これを機外に排紙させる。この際、前記ＣＰＵ
回路１９は、前記感光体ドラム用電源５を制御して、画
像形成動作時、帯電条件設定時、紙間時に各々、異なる
電圧を出力させるように制御するとともに、帯電ローラ
用高圧電源１１を制御して、画像形成動作時に、図１に
示す帯電ローラ（ヒドリンローラ）９に最も適した最大
電圧２．５ＫＶまでの高圧電圧を出力させ、図３に示す
如く、帯電ローラ９の印加電圧と、感光体ドラム４の表
面電位との関係（傾き）を持つ感光体ドラム４の表面電
位を所定の電位にする。

【００２１】＜１枚目の画像形成動作＞次に、図４に示
すフローチャートを参照しながら、この形態例におけ
る、１枚目の画像形成処理について説明する。まず、画
像形成装置１の電源スイッチが投入され、１枚目の画像
形成動作が指示されたとき（ジョブスタート時）、ＣＰ
Ｕ回路１９によって、最初、感光体ドラム４の回転駆動
が開始されるとともに（ステップＳＴ１）、感光体ドラ
ム用電源５が制御されて、この感光体ドラム用電源５か
ら“−９００Ｖ”のバイアス電圧が出力され、これが感
光体ドラム４に印加された後（ステップＳＴ２）、帯電
ローラ用高圧電源１１がオン状態にされて、予め設定さ
れている最初の電圧値を持つ高圧電圧が出力される（ス
テップＳＴ３）。この状態で、ＣＰＵ回路１９によっ
て、帯電ローラ用高圧電源１１に設けられている電流計
で検出されている電流の電流値（帯電ローラ９に供給さ
れる高圧電圧の電流値）が取り込まれ、この電流値が
“４μＡ”になるまで、帯電ローラ用高圧電源１１から
出力される高圧電圧の電圧値が１％単位で、順次、アッ
プされる（ステップＳＴ３〜ＳＴ５）。

【００２２】そして、前記電流計によって検出されてい
る電流値が“４μＡ”になれば（ステップＳＴ４）、Ｃ
ＰＵ回路１９によって、このとき帯電ローラ用高圧電源
１１から出力される高圧電圧の電圧値が感光体ドラム４
の表面電位を目標としている“−８００Ｖ”にするのに
必要な電圧値（画像形成動作時の帯電印加基準電圧値）
として記憶される（ステップＳＴ６）。この後、この帯
電ローラ用高圧電源１１から画像形成動作時の帯電印加
基準電圧値を持つ高圧電圧が出力され、これが帯電ロー
ラ９に印加されている状態で、ＣＰＵ回路１９によっ
て、感光体ドラム用電源５が制御されて、この感光体ド
ラム用電源５から“−２００Ｖ”のバイアス電圧が出力
され、これが感光体ドラム４に印加されているとき（ス
テップＳＴ７）、帯電ローラ用高圧電源１１に設けられ
ている電流計で、前記帯電ローラ９から感光体ドラム４
に供給されている電流の電流値が検出され、これが第１
検出電流値として記憶される（ステップＳＴ８）。

【００２３】次いで、帯電ローラ用高圧電源１１から画
像形成動作時の帯電印加基準電圧値を持つ高圧電圧が出
力され、これが帯電ローラ９に印加されている状態で、
ＣＰＵ回路１９によって、感光体ドラム用電源５が制御
されて、感光体ドラム用電源５から“−１００Ｖ”のバ
イアス電圧が出力され、これが感光体ドラム４に印加さ
れているとき（ステップＳＴ９）、帯電ローラ用高圧電
源１１に設けられている電流計で、前記帯電ローラ９か
ら感光体ドラム４に供給されている電流の電流値が検出
され、これが第２検出電流値として記憶される（ステッ
プＳＴ１０）。この後、ＣＰＵ回路１９によって、上述
した検出処理で得られた第１検出電流値と、第２検出電
流値との差（基準電流差）が計算され、これが感光体ド
ラム４に対する印加電圧と、帯電ローラ９に流れる電流
との関係を示すグラフの傾き（基準傾き値）として記憶
されるとともに（ステップＳＴ１１）、感光体ドラム用
電源５が制御されて、前記感光体ドラム４がアースされ
る。この状態で、ＣＰＵ回路１９によって、帯電ローラ
用高圧電源１１から上述した処理で得られた帯電印加基
準電圧値を持つ高圧電圧が出力され、これが帯電ローラ
９に印加されて、前記感光体ドラム４の表面が均一に帯
電された後、露光部１２によって前記感光体ドラム４上
に光像が書き込まれて静電潜像が形成され、現像部１３
で前記感光体ドラム４上に形成されている静電潜像が現
像されてトナー画像が形成される。

【００２４】この後、ＣＰＵ回路１９によって、転写ロ
ーラ用高圧電源１６が制御され、この転写ローラ用高圧
電源１６から高圧電圧が出力され、これが転写ローラ１
５に印加されて、前記感光体ドラム４上に形成されてい
るトナー画像が転写紙１４上に転写された後、この転写
紙が定着部（図示は省略する）に供給されて溶融定着さ
れ、機外に排紙されるとともに、クリーニング部１７お
よび除電ランプ１８が制御されて、前記感光体ドラム４
の表面がクリーニング処理、除電処理される。次いで、
ＣＰＵ回路によって、感光体ドラム４を駆動するモータ
がオフ状態にされるとともに（ステップＳＴ１２）、露
光部１２、現像部１３、転写ローラ１５、クリーニング
部１８、除電ランプ部１８などがオフ状態にされる（ス
テップＳＴ１３）。

【００２５】＜２枚目以降の画像形成動作＞次に、図５
に示すフローチャートを参照しながら、この形態例にお
ける、２枚目以降の画像形成動作について説明する。ま
ず、１枚目の画像形成動作が終了して、２枚目以降の画
像形成動作を行なうときには、ＣＰＵ回路１９によっ
て、感光体ドラム４の回転駆動が開始されるとともに
（ステップＳＴ１５）、前記感光体ドラム４の前回転期
間や紙間期間などで、帯電ローラ用高圧電源１１が制御
されて、この帯電ローラ用高圧電源１１から画像形成動
作時の帯電印加基準電圧値を持つ高圧電圧が出力され、
これが帯電ローラ９に印加された状態で（ステップＳＴ
１６）、感光体ドラム用電源５が制御されて、この感光
体ドラム用電源５から“−２００Ｖ”のバイアス電圧が
出力され、これが感光体ドラム４に印加される（ステッ
プＳＴ１７）。この状態で、ＣＰＵ回路１９によって、
帯電ローラ用高圧電源１１に設けられている電流計で、
前記帯電ローラ９から感光体ドラム４に供給されている
電流の電流値が検出され、これが第１検出電流値として
記憶される（ステップＳＴ１８）。

【００２６】次いで、帯電ローラ用高圧電源１１から画
像形成動作時の帯電印加基準電圧値を持つ高圧電圧を出
力され、これが帯電ローラに印加された状態で、ＣＰＵ
回路１９によって、感光体ドラム用電源５が制御され
て、感光体ドラム用電源５から“−１００Ｖ”のバイア
ス電圧が出力され、これが感光体ドラム４に印加されて
いるとき（ステップＳＴ１９）、帯電ローラ用高圧電源
１１に設けられている電流計で、前記帯電ローラ９から
感光体ドラム４に供給されている電流の電流値が検出さ
れ、これが第２検出電流値として記憶される（ステップ
ＳＴ２０）。この後、ＣＰＵ回路１９によって、上述し
た検出処理で得られた第１検出電流値と、第２検出電流
値との差（電流差）が計算され、これが今回の画像作成
時における感光体ドラム４に対する印加電圧と、帯電ロ
ーラ４に流れる電流との関係を示すグラフの傾き（傾き
値）として記憶されるとともに（ステップＳＴ２１）、
感光体ドラム用電源５が制御されて、前記感光体ドラム
４がアースされる。

【００２７】次いで、ＣＰＵ回路１９によって、このと
き得られた傾き値と、ジョブスタート時の画像形成時に
得られた基準傾き値との比が求められ（ステップＳＴ２
２）、これによって得られた比の値Ｋと、前記１枚目の
画像形成で得られた帯電印加基準電圧値とが乗算され
て、今回の画像形成処理で必要な帯電印加電圧値が求め
られる（ステップＳＴ２３）。そして、この処理が終了
すれば、ＣＰＵ回路１９によって、帯電ローラ用高圧電
源１１が制御されて、この帯電ローラ用高圧電源１１か
ら上述した処理で得られた帯電印加電圧値を持つ高圧電
圧が出力され、これが帯電ローラ９に印加されて、前記
感光体ドラム４の表面が均一に帯電された後、露光部１
２によって前記感光体ドラム４上に光像が書き込まれて
静電潜像が形成され、現像部１３で前記感光体ドラム４
上に形成されている静電潜像が現像されてトナー画像が
形成される。この後、ＣＰＵ回路１９によって、転写ロ
ーラ用高圧電源１６が制御され、この転写ローラ用高圧
電源１６から高圧電圧が出力され、これが転写ローラ１
５に印加されて、前記感光体ドラム４上に形成されてい
るトナー画像が転写紙１４上に転写された後、これが定
着部（図示は省略する）に供給されて溶融定着され、機
外に排紙されるとともに、クリーニング部１７および除
電ランプ１８が制御されて、前記感光体ドラム４の表面
がクリーニング処理、除電処理される。次いで、ＣＰＵ
回路によって、感光体ドラム４を駆動するモータがオフ
状態にされるとともに、露光部１２、現像部１３、転写
ローラ１５、クリーニング部１８、除電ランプ部１８な
どがオフ状態にされる。

【００２８】＜形態例の効果＞このように、この形態例
では、ジョブスタート時において、感光体ドラム用電源
５から“−９００Ｖ”の電圧値を持つバイアス電圧を出
力させて、感光体ドラム４をバイアスしながら、帯電ロ
ーラ９と、感光体ドラム４との間に流れる電流の値（電
流値）がほぼ零になるように、帯電ローラ用高圧電源１
１から出力され、帯電ローラ９に印加される高圧電圧の
電圧値を調整し、このときの電圧値を帯電印加基準電圧
値として記憶するとともに、感光体ドラム用電源５を制
御して、感光体ドラム４をアースした状態で、帯電ロー
ラ用高圧電源１１を制御し、帯電ローラ９に前記帯電印
加基準電圧値を持つ高圧電圧を印加し、前記感光体ドラ
ム４の表面を均一に帯電させるようにしているので、感
光体ドラム４の表面にある感光体膜の膜厚が変化して
も、また帯電ローラ９の抵抗値が変化しても、その表面
電位を所定の電位にすることができ、これによって感光
体ドラム４の膜厚変化などに起因する画像ムラの発生を
防止することができる。

【００２９】また、この形態例では、１枚目の画像形成
を行なうとき、帯電ローラ用高圧電源１１を制御して、
帯電ローラ９に前記帯電印加基準電圧値を持つ高圧電圧
を印加しながら、感光体ドラム用電源５を制御して、感
光体ドラム４に、“−２００Ｖ”、“−１００Ｖ”を順
次、印加し、このとき、帯電ローラ９と、感光体ドラム
４との間に流れる電流の値を検出した後、これらの各電
流の値に基づいて、傾き基準値を求め、これを記憶す
る。そして、以後、画像形成を行なう毎に、前回転期間
や紙間期間において、帯電ローラ用高圧電源１１を制御
して、帯電ローラ９に前記帯電印加基準電圧値を持つ高
圧電圧を印加しながら、感光体ドラム用電源５を制御し
て、感光体ドラム４に、“−２００Ｖ”、“−１００
Ｖ”を順次、印加し、このとき、帯電ローラ９と、感光
体ドラム４との間に流れる電流の値を検出した後、これ
らの各電流の値に基づいて、傾き値を求め、この傾き値
と、１枚目の画像形成時に得られた傾き基準値とを比較
し、この比較結果に基づき、前記帯電印加基準電圧値を
補正して、今回の帯電印加電圧値を求め、帯電ローラ９
に、補正済みの帯電印加電圧値を持つ高圧電圧を印加し
て、感光体ドラム４の表面を均一に帯電させる。これに
より、画像の形成を繰り返し、帯電ローラ９や感光体ド
ラム４の温度などが上昇してこれらの電気的特性が変化
しても、これに対応して感光体ドラム４に対する電荷供
給量を最適な値にして、感光体ドラム４の表面電位を所
定の値にすることができるとともに、感光体ドラム４に
対して供給される電流の総量を小さくしてこの感光体ド
ラム４の長寿命化を達成することができる。この際、感
光体ドラム４に対し、最大でも、現像部１３の現像バイ
アスとなっている“−２４０Ｖ”よりも小さい、“−２
００Ｖ”のバイアス電圧しか印加していないので、感光
体ドラム４から現像部１３を離間させることなく、感光
体ドラム４の表面電位を最適にすることができ、これに
よってトナーの無駄な消費を無くすことができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項１では、感光体ドラムの表面にある感光体膜の膜厚
が変化しても、その表面電位を所定の電位にすることが
でき、これによって感光体ドラムの膜厚変化に起因する
画像ムラの発生を防止することができる。また、請求項
２では、画像の形成を繰り返し、帯電ローラや感光体ド
ラムの温度などが上昇してこれらの電気的特性が変化し
ても、これに対応して感光体ドラムに対する電荷供給量
を最適な値にして、感光体ドラムの表面電位を所定の値
にすることができるとともに、感光体ドラムに対して供
給される電流の総量を小さくしてこの感光体ドラムの長
寿命化を達成することができる。また、請求項３では、
感光体ドラムから現像部を離間させることなく、感光体
ドラムの表面電位を最適にすることができ、これによっ
てトナーの無駄な消費を無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の一形態例の構成を
示す概略構成図である。

【図２】図１に示す画像形成装置の回路構成例を示すブ
ロック図である。

【図３】図１に示す帯電ローラの印加電圧と、感光体ド
ラムの表面電位との関係を示すグラフである。

【図４】図１に示す画像形成装置における、１枚目の画
像形成動作例を示すフローチャートである。

【図５】図１に示す画像形成装置における、２枚目以降
の画像形成動作例を示すフローチャートである。

【図６】本発明による画像形成装置の基本原理を説明す
るのに必要な概略構成図である。

【図７】図６に示す感光体ドラムに対する印加電圧と、
感光体ドラムの表面電位との関係を示すグラフである。

【図８】図６に示す感光体ドラムに対する印加電圧と、
帯電ローラから感光体ドラムに流れる電流との関係を示
すグラフである。

【図９】従来から知られている接触式帯電装置を使用し
た画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

【図１０】図９に示す帯電ローラに対する印加電圧と、
感光体ドラムの表面電位との関係例を示すグラフであ
る。

【図１１】図９に示す帯電ローラの温度が変化したとき
における帯電ローラに対する印加電圧と、感光体ドラム
の表面電位との関係例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 画像形成装置、２ 導電性基体層、３ 感光層、４
感光体ドラム（被帯電体）、５ 感光体ドラム用電源
（被帯電体用電源）、６ 芯金、７ 中抵抗弾性層、８
表面層、９ 帯電ローラ（帯電部材）、１０ 接触端
子、１１ 帯電ローラ用高圧電源（帯電部材用高圧電
源、電流値検出部）、１２ 露光部、１３現像部（現像
器）、１４ 転写紙、１５ 転写ローラ、１６ 転写ロ
ーラ用高圧電源、１７ クリーニング部、１８ 除電ラ
ンプ部、１９ ＣＰＵ回路（帯電印加基準電圧値算出
部、帯電制御部）、２０ 駆動系、２１ ドラム周りユ
ニット

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体からなる被帯電体に帯電部材を当接
   させながら帯電部材用高圧電源によって前記帯電部材に
   高圧電圧を印加して前記被帯電体を均一に帯電させ、前
   記被帯電体上に静電潜像の書込みを可能にする画像形成
   装置において、 前記被帯電体に対し、バイアス電圧を印加する被帯電体
   用電源と、 前記帯電部材用高圧電源によって前記帯電部材に高圧電
   圧を印加しているとき、前記帯電部材と、前記被帯電体
   との間に流れる電流の値を検出する電流値検出部と、 前記被帯電体用電源によって前記被帯電体にバイアス電
   圧が印加されている状態で、前記電流値検出部で検出さ
   れる電流の値がほぼ零になるように、前記帯電部材用高
   圧電源から出力される高圧電圧の値を調整し、この調整
   した高圧電圧値を帯電印加基準電圧値として記憶する帯
   電印加基準電圧値算出部と、 前記被帯電体上に静電画像を形成する際、帯電部材用高
   圧電源から前記帯電印加基準電圧値算出部で記憶した前
   記帯電印加基準電圧値を持つ高圧電圧を出力させて、前
   記帯電部材に印加させ、前記被帯電体を均一に帯電させ
   る帯電制御部と、を備えたことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の画像形成装置において、 前記帯電部材が前記被帯電体の非画像領域に対応してい
   るとき、前記帯電制御部によって前記帯電部材用高圧電
   源から前記帯電部材に対し、前記帯電印加基準電圧値を
   持つ高圧電圧を印加させた状態で、前記被帯電体用電源
   によって前記被帯電体に複数の電圧値を持つ複数のバイ
   アス電圧を順次、印加しながら、前記電流値検出部によ
   って、前記帯電部材と前記被帯電体との間に流れる電流
   の値を検出し、 これらの各電流の値の変化量に基づき、前記被帯電体上
   に静電画像を形成する際、帯電制御部によって帯電部材
   用高圧電源から前記帯電印加基準電圧値を補正した帯電
   印加電圧値を持つ高圧電圧を出力させて、前記帯電部材
   に印加させ、前記被帯電体を均一に帯電させることを特
   徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の画像形成装置において、 前記帯電部材が前記被帯電体の非画像領域に対応してい
   るとき前記被帯電体用電源によって前記被帯電体に印加
   する複数のバイアス電圧として、前記被帯電体上に形成
   された静電潜像を現像する現像器の現像バイアスより小
   さい電圧値を持つ電圧を採用することを特徴とする画像
   形成装置。