JPH08152770A

JPH08152770A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08152770A
Application number: JP29330594A
Authority: JP
Inventors: Takao Honda; 本田孝男
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1994-11-28
Publication date: 1996-06-11

Abstract

(57)【要約】【目的】高温高湿環境下で長期間放置されたりして、
清掃手段による像担持体の清掃機能が低下し、像担持体
に接触又は当接する帯電部材が汚染されることを防止す
ること。【構成】移動可能な像担持体（１）上に当接又は近接
する帯電部材（２）と、該像担持体上に当接する可撓性
清掃部材（１３）を有する画像形成装置において、前記
可撓性清掃部材又はその支持部材の変位状態を検知する
手段（１０１）を有し、その検知状態に応じて帯電部材
の清掃手段（１０４）の動作を制御し、清掃手段が異常
のとき清掃手段を正常にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、電子写真装置
（複写機・光プリンタなど）・静電記録装置等の画像形
成装置のように、被帯電体としての像担持体（電子写真
感光体・静電記録誘電体など）の面を帯電処理する工程
を含む転写式（間接式）或いは直接式の作像プロセスを
適用して画像形成を実行する画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、被帯電体の帯電処理手段と
して、電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接させて
被帯電体面を帯電する接触式帯電装置を利用した画像形
成装置に関する。

【０００３】また帯電処理した被帯電体面に画像情報を
含んだ光像を照射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関する。

【０００４】

【従来の技術】前記のような画像形成装置において、被
帯電体としての像担持体面を帯電処理する手段機器とし
ては従来よりコロナ放電装置が広く利用されている。

【０００５】コロナ放電装置は像担持体等の被帯電体面
を所定の電位に均一に帯電処理する手段として有効であ
る。しかし、高圧電源を必要とし、コロナ放電のために
好ましくないオゾンが発生するなどの問題点を有してい
る。

【０００６】このようなコロナ放電装置に対して、前記
のように電圧を印加した帯電部材を被帯電体面に接触さ
せて被帯電体面を帯電処理する接触式帯電装置は、電源
の低圧化が図れ、オゾンの発生量が少ない等の長所を有
していることから、例えば画像形成装置に於いてコロナ
放電装置にかえて感光体・誘電体等の像担持体、その他
の被帯電体面の帯電処理手段として注目され、その実用
化研究が進められている。

【０００７】例えば、本出願人が先に提案（特願昭６２
−５１４９２号・同６２−２３０３３４号など）したよ
うに、接触式帯電装置に於いて直流電圧を帯電部材に印
加したときの被帯電体の帯電開始電圧の２倍以上のピー
ク間電圧を有する振動電界（交互電界、時間とともに電
圧値が周期的に変化する電界（電圧））を帯電部材と被
帯電体との間に形成すること、更には表層に高抵抗層を
設けた帯電部材を用いることにより、被帯電体の帯電均
一性、感光体等の被帯電体表面のピンホール・傷等によ
るリーク防止等を図ることができる。

【０００８】また、帯電部材として導電性繊維毛ブラシ
あるいは導電性弾性ローラ等の導電性部材（導電性電位
維持部材）を被帯電体と接触させ、外部から直流電圧を
印加することにより被帯電体表面に電荷を直接注入して
被帯電体表面を所定の電位に帯電させるものもある。

【０００９】図１５は接触式帯電装置の一例の概略構成
の横断面図である。

【００１０】１は被帯電体である。本例では回転ドラム
型の電子写真感光体（以下、感光体と記す）である。本
例の像担持体としての感光体１は、アルミニウム等の導
電性基層１ｂと、その外面に形成した光導電層１ａとを
基本構成層とするものである。

【００１１】２は帯電部材である。本例はローラタイプ
である（以下帯電ローラと記す）。該帯電ローラ２は中
心の芯金２ｃと、その外周に形成した導電層２ｂと、更
にその外周に形成した抵抗層２ａとからなる。

【００１２】帯電ローラ２は芯金２ｃの両端部を不図示
の軸受部材に回転自由に軸受させて、ドラム型の感光体
１に並行に配置して不図示の押圧手段で感光体１面に対
して所定の押圧力をもって圧接され、感光体１の回転駆
動に伴い従動回転する。ギア等を取り付け、モータから
駆動力を伝達させて強制回転駆動させることも可能であ
る。

【００１３】３は帯電ローラ２に対するバイアス印加電
源である。この電源３と帯電ローラ２の芯金２ｃとが電
気的に接続されていて電源３により帯電ローラ２に対し
て所定のバイアスが印加される。このバイアスとしては
直流電圧のみの印加でもよいが、前述のように交流電圧
に直流電圧を重畳した振動電圧を印加するのが好まし
い。

【００１４】そして、被帯電体たる感光体１が回転駆動
されると、該感光体１に圧接され且つバイアス電圧が印
加された帯電部材としての帯電ローラ２により感光体１
の外周面が所定の極性・電位に帯電処理される。

【００１５】感光体１の周囲・周辺には後述する図１の
ように、上記の帯電手段としての帯電ローラ２の他に露
光手段・現像手段・転写手段・クリーニング手段、画像
定着手段等の所要の作像プロセス機器が配設されて画像
形成機構が構成されていて画像形成が実行されるが、こ
の図にはそれ等のプロセス機器を省略してある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例において、転写後の感光体上を清掃するクリーニン
グブレードに異常が発生した場合には、ブレードに使用
済のトナーが捕獲されずにすり抜け、感光体面の移動と
共に帯電ローラ部にまで搬送されてしまう。そして帯電
ローラ上に転載し、その状態で帯電が行われるとトナー
の転載した部分と同じ模様の帯電ムラが発生し、現像、
転写後の画像上では、黒線や黒斑点状の画像障害となっ
た。

【００１７】特に高温高湿環境下での、長期間放置後で
は感光体とブレードの摩擦係数が増大するため、感光体
面の移動につられてブレード当接部先端がわずかに変位
し、ブレード先端周辺に存在していた微量のトナーがブ
レードと感光体間を一瞬のうちにすり抜け、前述のよう
な障害を発生しやすくなることがあった。

【００１８】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれ
ば、移動可能な像担持体（感光ドラム）上に当接又は近
接する帯電部材（帯電ローラ）と、該感光ドラム上に当
接する可撓性清掃部材（クリーニングブレード等）を有
する画像形成装置において、前記クリーニングブレード
又はブレード支持部材の変位状態に応じて、帯電ローラ
の清掃手段の作動制御を行なうことにより、最適な帯電
ローラ面を維持することができ、常に安定した均一な感
光ドラム表面電位を形成することが可能となるため、均
一性の高い、高画質画像を提供することが可能となる。

【００１９】また、本発明では、クリーニングブレード
の変位を検知した直後での帯電ローラ汚れの清掃工程を
設定可能なため画像系性所要時間が伸びる等の影響がな
く、通常使用と全く変わらない安定した画像形成が可能
となる。

【００２０】

【実施例】以下の実施例１乃至同４は前記特許請求の範
囲の請求項１乃至同６に記載の発明の画像形成装置につ
いての実施例である。

【００２１】〈実施例１〉（１）画像形成装置例図１は本発明に従う画像形成装置の一例の概略構成を示
している。

【００２２】１は被帯電体としての像担持体であり、本
例のものはアルミニウム等の導電性基体層１ｂと、その
外周面に形成した光導電層１ａを基本構成層とするドラ
ム型の電子写真感光体である。支軸１ｄを中心に図面上
時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって
回転駆動される。

【００２３】２はこの感光体１面に接して感光体面を所
定の極性・電位に一様に一次帯電処理する接触帯電部材
であり、本例はローラタイプのもの（帯電ローラ）であ
る。帯電ローラ２は中心芯金２ｃと、その外周に形成し
た導電層２ｂと、更にその外周に順次形成した２層の抵
抗層２ａ₂ ・２ａ₁ とから成り、芯金２ｃの両端部を不
図示の軸受部材に回転自由に軸受させてドラム型の感光
体１に並行に配置して不図示の押圧手段で感光体１面に
対して所定の押圧力をもって圧接され、感光体１の回転
駆動に伴い従動回転する。

【００２４】而して、電源３から摺動接点３ａを介して
芯金２ｃに所定の直流（ＤＣ）バイアスが印加されるこ
とで回転感光体１の周面が所定の極性・電位に接触帯電
（一次帯電）される。

【００２５】帯電部材２で均一に帯電処理を受けた感光
体１面は次いで露光手段１０により目的画像情報の露光
Ｌ（原稿画像の結像スリット露光、レーザービーム走査
露光など）を受けることで、その周面に目的の画像情報
に対応した静電潜像が形成される。

【００２６】本例装置における露光手段１０は、公知の
原稿台固定−光学系移動型の原稿画像結像スリット露光
手段である。該露光手段１０において、２０は固定の原
稿台ガラス、Ｏは該原稿台ガラス上に画像面下向きで載
置セットされた原稿、２１は原稿押え板、２２は原稿照
明ランプ（露光用ランプ）、２３はスリット板、２４〜
２６は移動第１〜第３ミラー、２７は結像レンズ、２８
は固定ミラーである。ランプ２２・スリット板２３・移
動第１ミラー２４は原稿台ガラス２０の下面を一端側か
ら他端側へ所定の速度Ｖで、また移動第２・第３ミラー
２５・２６はＶ／２の速度で移動駆動されて原稿台ガラ
ス２０上の下向き原稿面が一端辺側から他端辺側に走査
されて原稿画像が回転感光体１面に結像スリット露光Ｌ
される。感光体１面の形成潜像は次いで現像手段１１に
より現像スリーブ上の粉体トナーをＡＣ＋ＤＣバイアス
を印加してドラムに飛翔させトナー画像として順次に可
視像化されていく。このトナー画像は、次いで、転写手
段１２により不図示の給紙手段部から感光体１の回転と
同期どりされて適正なタイミングをもって感光体１と転
写手段１２との間の転写部へ搬送された転写材１４の面
に順次に転写されていく。本例の転写手段１２は転写ロ
ーラであり、転写材１４の裏からトナーと逆極性の帯電
を行なうことで感光体１面側のトナー画像が転写材１４
の表面側に転写されていく。

【００２７】トナー画像の転写を受けた転写材１４は感
光体１面から分離されて不図示の像定着手段へ搬送され
て像定着を受け、画像形成物として出力される。或いは
裏面にも像形成するものでは転写部への再搬送手段へ搬
送される。

【００２８】像転写後の感光体１面はクリーニング手段
１３で転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて清
浄面化され、更に除電露光装置１５により除電されて、
繰り返して作像に供される。

【００２９】（２）帯電部材２の各種形態例ローラタイプの帯電部材２は面移動駆動される被帯電体
としての感光体１に従動回転させてもよいし、非回転の
ものとさせてもよいし、感光体１の面移動方向に順方向
又は逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動さ
せるようにしてもよい。

【００３０】帯電部材２はローラタイプ以外にも、ブレ
ード状タイプ・ブロック状タイプ・ロッド状タイプ・ベ
ルト状タイプなどの形態に構成できる。

【００３１】図２の（ａ）はブレード状タイプとしたも
のの一例の横断面模型図を示している。この場合、感光
体１面に当接されるブレード状帯電部材２の向きは感光
体１面の面移動方向に順方向又は逆方向のどちらかでも
よい。

【００３２】図２の（ｂ）はブロック状もしくはロッド
状としたものの一例の横断面模型図を示している。

【００３３】各タイプの帯電部材２において、２ｃは導
電性の芯金部材、２ｂは導電層、２ａは抵抗層を示して
いる。

【００３４】ブロック状もしくはロッド状としたもの
は、回転可能としたローラタイプのものにおいては芯金
部材２ｃに対してバイアス電圧を印加するために必要と
する給電用摺動接点３ａなしに芯金部材２ｃに対して電
源３に通じるリード線を直接に接続することができ、給
電用摺動接点３ａから発生する可能性のある電気ノイズ
がなくなるという利点とともに、省スペース化、さらに
は被帯電体面のクリーニングブレードを兼用させる構成
のものとすることも可能である。

【００３５】（３）シーケンス図３は図１の装置の動作シーケンス例である。本例は２
枚連続プリントの場合を示している。

【００３６】．プリント（コピー）開始信号にもとづ
き、それまでスタンバイ状態にある装置の感光体１（以
下、ドラムと記す）の回転駆動が開始されて前回転期間
が開始される。このドラム１の回転開始と同時に除電露
光１５がＯＮとなり、区間Ａ１においてドラム１の一周
面以上が除電される。

【００３７】．次に接触帯電部材である帯電ローラ２
に対する一次帯電バイアスであるＤＣバイアスがＯＮと
なる。

【００３８】．この一次帯電バイアスは始めに区間Ｂ
１で定電圧制御され、その間にＤＣ電流の検知がなさ
れ、次に該検知したＤＣ電流に対応した帯電ローラＤＣ
定電圧制御がなされる。

【００３９】画像形成が始まるまでがドラム１の前回転
期間であり、その間のドラム１面は非画像形成領域面で
あり、従って帯電ローラ２はドラム１の非画像形成領域
面に対応している前回転期間の区間Ｂ１において帯電ロ
ーラＤＣ定電圧制御がなされ、このときのＤＣ電流の検
知と一次電圧補正（帯電ローラ２に対する一次帯電バイ
アス補正）がなされる。

【００４０】．一次補正電圧で帯電ローラＤＣ定電圧
制御が始まったら画像露光（原稿画像の結像スリット露
光）による１枚目の画像形成が行なわれる。帯電ローラ
２はドラム１の画像形成領域面に対応しており、該ドラ
ム１面をＤＣ定電圧制御状態にて帯電処理している。

【００４１】．１枚目のプリントについての画像形成
が終了し、次の２枚目のプリントについての画像形成が
開始されるまでの間の所謂紙間のドラム面は非画像形成
領域面であり、本実施例ではこの紙間でも再び帯電ロー
ラ２のＤＣ定電圧制御・ＤＣ電流検知・ＤＣ定電圧制御
を実行させている。

【００４２】即ち、１枚目のプリントが終了したら一次
帯電バイアスを紙間の区間Ｂ２において再び帯電ローラ
ＤＣ定電圧制御となし、ＤＣ電流検知を実行させ、次い
でその検知ＤＣ電流に応じた帯電ローラ定電圧制御を実
行させて２枚目のプリントについての画像形成を実行さ
せている。

【００４３】３枚以上の連続プリントのときも各紙間に
おいて同様に帯電ローラＤＣ定電圧制御・ＤＣ電流検知
・ＤＣ定電圧制御のシーケンスを行なう。

【００４４】．最終枚目のプリントの画像形成が終了
したらドラム１は後回転期間に入り、この後回転期間の
区間Ａ２においてドラム１の一周面以上の除電露光１５
がなされて除電され、ドラム１の回転と除電露光がＯＦ
Ｆとなり、装置は次のプリント開始信号の入力までスタ
ンバイ状態に入る。

【００４５】上記の構成において、耐久によってドラム
表面が削れて感光体膜厚が薄くなった場合には帯電ロー
ラ２がドラム１の非画像形成領域面に対応しているとき
になされているＤＣ定電圧制御期間Ｂ１やＢ２の検知Ｄ
Ｃ電流が高くなり、その検知ＤＣ電流に応じた低下補正
電圧での帯電ローラＤＣ定電圧制御のもとでドラム１の
画像形成領域面に対する帯電処理が帯電ローラ２により
なされて画像形成が実行される。

【００４６】また、低湿環境にて特に帯電ローラ２の抵
抗が下がり、上記期間Ｂ１やＢ２の帯電ローラＤＣ定電
圧制御の検知ＤＣ電流が低くなる。その検知ＤＣ電流に
応じた増加補正電圧での帯電ローラＤＣ定電圧制御のも
とでドラム１の画像形成領域面に対する帯電処理が帯電
ローラ２によりなされて画像形成が実行されるので、帯
電ローラ２の環境での抵抗変動にかかわらずドラム１の
帯電電位は一定化される。

【００４７】本発明の特徴を最も良く表すシーケンスは
後で詳述する。

【００４８】（４）電圧補正方法次に、直流電源３を用いて最適な帯電を行なう方法につ
いて説明する。

【００４９】まず、帯電ローラ２に直流電源により直流
電圧を印加する場合の帯電メカニズムについて説明す
る。

【００５０】感光体１としては負極性のＯＰＣ感光ドラ
ムを用いた。具体的には感光体層としてアゾ顔料をＣＧ
Ｌ層（キャリア発生層）とし、その上にヒドラゾンと樹
脂を混合したものをＣＴＬ層（キャリア輸送層）として
２４μｍの厚さに積層した負極性有機半導体層（ＯＰＣ
層）とし、このＯＰＣ感光ドラム１を回転駆動させ、そ
の表面に帯電ローラ２を接触させ、該帯電ローラ２に直
流電圧Ｖ_DCを印加して暗所でＯＰＣ感光ドラム１に接触
させて帯電を行なわせるものとし、帯電ローラ２通過後
の帯電されたＯＰＣ感光ドラム１の表面電位Ｖ_D と、帯
電ローラ２に対する印加直流電圧Ｖ_DCとの関係を測定し
た。

【００５１】図４の（ａ）の２４μｍの直線グラフはそ
の測定結果を示すものである。印加直流電圧Ｖ_DCに対し
て帯電は図４の（ａ）のようにドラム膜厚ごとに閾値を
有し、特定電圧から帯電が開始し、その帯電開始電圧以
上の絶対値の電圧印加に対しては、得られる表面電位Ｖ
_D はグラフ上傾き１の直線的な関係が得られた。

【００５２】ここで、帯電開始電圧は以下に示すように
定義する。即ち、電位が０の像担持体に対して帯電部材
へ直流電圧のみを印加してそれを徐々に大きくしていっ
た時、その印加直流電圧に対する像担持体たる感光体の
表面電位のグラフを書いてみる。この時、ＤＣ電位を１
００Ｖごとに取っていくが、表面電位０に対して表面電
位が現れた時を第１の点として１００Ｖごとに１０点と
る。この１０点より統計学でいう最小２乗法で直線を書
き、この直線上で表面電位０のときの印加直流電圧の値
を帯電開始電圧とする。図４のグラフの直線は上記最小
２乗法により作成したものである。

【００５３】即ち、帯電ローラ２への直流印加電圧をＶ
_DCとし、ＯＰＣ感光ドラム１表面に得られる表面電位を
Ｖ_D 、帯電開始電圧Ｖ_THとすると、Ｖ_D ＝Ｖ_DC−Ｖ_TH …（１）の関係がある。

【００５４】上記の（１）式はパッシェン（Ｐａｓｃｈ
ｅｎ）の法則を用いて導出できる。図５に帯電ローラ２
とＯＰＣ感光体層及びその両者の接触部の微視的空間Ｚ
の形成する等価回路を示す。帯電ローラ２の総抵抗Ｒ_r
が小さい場合、感光体層１ａに流れる電流Ｉ_D により生
じる電圧降下Ｉ_D Ｒ_r はＶ_DCに比べて十分に小さいので
無視できる。まず、Ｒ_r を無視すると、空間Ｚにかかる
電圧Ｖｇは以下の式で表される。

【００５５】Ｖｇ＝Ｖ_DC・Ｚ／（Ｌ_S ／Ｋ_S ＋Ｚ） …（２）Ｖ_DC：印加電圧Ｚ：空隙Ｌ_S ：感光体層厚みＫ_S ：感光体層比誘導率一方、空隙Ｚにおける放電現象はパッシェンの法則によ
り、Ｚ＝８μ以上では放電破壊電圧Ｖｂは次の１次式
（３）及び（４）で近似できる。

【００５６】Ｖｂ＝３１２＋６．２Ｚ（Ｖｂ＞０の場合） …（３）Ｖｂ＝−（３１２＋６．２Ｚ）（Ｖｂ＜０の場合） …（４）Ｖｂ＜０であるから（２）・（４）式をグラフに書く
と、図６のグラフのようになる。横軸は空隙距離Ｚ、縦
軸は空隙破壊電圧を示し、下に凸の曲線ががパッシェ
ンの曲線、上に凸の曲線，，が夫々Ｚをパラメー
タとした空隙電圧Ｖｇの特性を示す。

【００５７】パッシェンの曲線と、曲線〜が交点
を有するとき放電が生ずるものであり、放電が開始する
点においてはＶｇ＝Ｖｂとして得られるＺに関する２次
方程式の判別式が０になる。このときが放電開始限界で
あるから、Ｖ_DC＝Ｖ_THとなる。

【００５８】パッシェンの法則は空隙での放電現象に関
するものであるが、上記帯電ローラ２を用いた帯電過程
においても帯電部のすぐ近傍で微少ながらオゾンの発生
（コロナ放電に比較して１０^-2〜１０^-3）が認められ、
帯電ローラによる帯電が放電現象に関係しているものと
考えられる。従ってＶ_DCによりＶ_D を制御するために
は、Ｖ_DC＝Ｖ_R ＋Ｖ_TH …（５）Ｖ_R ：目標表面電位を用い、電位目標値Ｖ_R を設定して（５）式によりＶ_TH
を求めて加えればＶ_D をＶ_R に近づけることができる。

【００５９】ここで、（５）式からわかるように閾値電
圧Ｖ_THは、Ｄ＝Ｌ_S ／Ｋ_S …（６）により決定されるわけであるが、このとき感光体層の比
誘電率Ｋ_S は感光体周囲の温度・湿度等による影響を受
けて変化し、また感光体層の厚みＬ_S は耐久により減少
する方向に変化する。

【００６０】従って周囲環境や耐久状況で、表面電位Ｖ
_D は閾値電圧Ｖ_THの変化に伴い、変動することになる。
換言すればＫ_S 及びＬ_S の値を知れば、表面電位Ｖ_D を
適正値とするための直流電圧値Ｖ_DCを求めることができ
る。

【００６１】ここで、感光ドラム１と帯電ローラ２によ
り形成される静電容量Ｃ_P は図７の（ａ）・（ｂ）に示
すように両者１・２の当接部のニップｎにより形成され
ており、ニップ部での当接面積をＳ_P とすると図４の等
価回路からＣ_P ＝Ｓ_P ×Ｋ_S ／Ｌ_S ＝Ｓ_P ／Ｄ …（７）となる。

【００６２】つまりＣ_P ∝１／Ｄである。従ってＣ_P を
求めれば適正な直流電圧Ｖ_DCを（５）式により求めるこ
とができる。

【００６３】本実施例では、ドラム（感光体）のＣ_P を
特定する代わりに、簡易的に図７に示すようにドラムの
電荷輸送層（ＣＴ層）の膜厚（前述のＬ_S ）によって放
電インピーダンスが変化することによる帯電特性の変化
を測定し、感光体Ｃ_P の変化を推定し印加電圧を補正す
る方法をとっている。

【００６４】図７の（ａ）は、帯電ローラ２への印加電
圧とドラム表面電位の関係をドラムＣＴ層厚ごとに測定
したものである。また同様にそのときの直流電流量を図
７の（ｂ）に示してある。この図からわかるように、ド
ラムＣＴ層厚によって帯電特性、電圧電流特性及び放電
開始電圧が変化することが読み取れる。

【００６５】この特性を任意電圧の定電圧印加時のドラ
ムＣＴ層厚に対してのドラム表面電位と直流電流として
表したものが図８（ａ）・（ｂ）である。ＣＴ層厚に応
じてのドラム表面電位と直流電流の関係が読み取れる。
ＣＴ層厚が薄くなるにつれてドラム表面電位（黒電位Ｖ
_D と白電位Ｖ_L ）と直流電流量が上昇することがわか
る。つまり、特定な定電圧印加時の直流電流量を測定す
ることでドラムＣ_P に応じた表面電位を推定することが
可能なことがわかる。

【００６６】図９は、以上の関係からドラムＣＴ層厚変
化によるＣ_P 変化があっても、ドラム表面電位を制御す
るための検知電流量とそのときの補正電圧出力に関する
図である。検知電流量の増加と共に電圧出力を低下させ
るように補正をかける。この補正をかけた実験結果を図
１０の（ａ）・（ｂ）に示す。

【００６７】横軸に画像形成回数として耐久枚数をと
り、その時どきのドラム表面電位の変化を示している。
従来の特定定電圧印加のみの場合の表面電位推移はＬで
表されるが、本発明の定電圧印加時の直流電流量を検知
し、その電流量に応じて印加電圧を補正して定電圧印加
すると、Ｍで表されるように耐久枚数が増えても常に一
定のドラム表面電位が確保できる。

【００６８】この実験には、前述したＯＰＣ感光ドラム
を使用した。また図１に示した画像形成装置において耐
久テストを行った。

【００６９】帯電ローラ２は、図１に層構成模型を示し
たように、芯金２ｃの上にＥＰＤＭ等の１０⁴ 〜１０⁵
Ωｃｍの導電ゴム層２ｂを設け、その上にヒドリンゴム
等からなる１０⁷ 〜１０⁹ Ωｃｍ程度の中抵抗層２ａ₂
を設け、その上にトレジン（注：帝国化学（株）の商
標）等のナイロン系物質からなる１０⁷ 〜１０⁹ Ωｃｍ
のブロッキング層２ａ₁ を表層として設けた、硬度がＡ
ｓｋｅｒ−Ｃ測定で５０°〜７０°程度のものを用い
た。そしてこの帯電ローラ２を感光ドラム１に総圧１６
００ｇで当接させ、従動回転させて帯電を行った。

【００７０】帯電部材の抵抗層の環境湿度変動や耐久変
動で、抵抗値が上昇した場合には検知電流量が減少し、
画像部印加電圧値に電圧増加補正を加えるため、帯電不
足が発生せず、良好な帯電が行なえる。

【００７１】以下に本発明の特徴を最も良く表す構成と
シーケンスを説明する。

【００７２】まず、図１のクリーニングユニット１３の
部分について説明する。前述したように、現像、転写工
程を経て、感光ドラム上には転写後の未転写トナーが残
っている。そのトナーは、支持板１３ｂにより支持され
たクリーニングブレード１３ａによりドラム表面から掻
き取られ、クリーニングユニット１３の容器中に収納さ
れる。クリーニングブレード上には変位センサー１０１
が設置されており、ブレードが通常使用状態での挙動に
対して異常な動きをした場合には、センサー１０１がそ
の変位量を検知し、その信号を判別装置１０２が、既知
の標準値と比較解析し、異常と判断した場合には、１０
４ｂのＯＦＦ位置にある帯電ローラの清掃部材１０４が
帯電ローラに当接するように（１０４ａのＯＮ位置に）
駆動装置１０３に信号を送る。

【００７３】ここでクリーニングブレードとしては、ブ
レード支持板１３ｂに、一体成形されたウレタンゴム注
型ブレードや板状ゴムの支持板貼りつけタイプ等に適用
できる。ゴム材質としてはウレタン系、ナイロン系、シ
リコン系等のゴムが多用される。感光ドラムは、表面材
質としてポリカーボ系のバインダー中に、テフロン等を
分散させた、機能分離型有機半導体感光ドラムや、更に
その表面に、硬化樹脂をコーティングしたものや、アモ
ルファスシリコン感光ドラム等も適用できる。変位セン
サーとしては、加速度ピックアップ等の振動解析用素子
や光学式の変位測定装置等が使用できる。清掃部材の駆
動装置としては、電磁ソレノイド等が適している。ま
た、帯電ローラの清掃部材は、帯電ローラ表面への接触
面に超微細繊維を含んだ弾性布状部材が適している。

【００７４】これらを使用して、図３に示す本発明シー
ケンスにて作動すると、ドラム回転が開始した直後に、
変位センサが、特定の変位（図１４に示す）を検知し、
その信号に応じて判別装置が、ブレードクリーニングの
異常の有無を判別する。そのＯＮ信号を受けて、清掃部
材の駆動装置が、作動し、帯電ローラが清掃される。こ
こでの作用は、クリーニングブレードの何らかの異常に
より、ブレードをすり抜けたトナーがドラムの移動と共
に帯電ローラ位置まで搬送され、帯電ローラ表面に転載
する。本発明では、図３のシーケンスに示すように、ド
ラム回転開始直後の検知信号により、前回転中の非画像
域にて即座に帯電ローラ上のトナー汚れを清掃してしま
い、かつ、帯電電圧制御を行なう前に清掃を終えてしま
うため、ファーストコピースピード等のコピースピード
にも遅延等の影響を与えない。このシーケンスは、当然
のことのように、画像形成装置の主電源投入時の前多回
転時にも適用できるのは明白である。

【００７５】特に、感光ドラムが使用開始直後で表面性
が、滑かで、摩擦係数が大きい時に、かつ高湿環境中に
長期間放置した後で、ブレード先端がドラムにつれまわ
りしやすい条件では、本発明の構成及びシーケンスを使
用することで、通常と同等のコピースピードで、画像汚
れのない良好な画像を安定して得ることが可能となる。

【００７６】（実施例２）以下にその他の実施例を示
す。

【００７７】図１１は帯電ローラの電源３に、ＤＣ印加
機能と、ＡＣ印加機能（不図示）を有したもので、変位
センサー検知信号による判別装置の信号で、電源３が図
１２のように作動する。

【００７８】図１２のシーケンスについて説明する。判
別装置の出力信号により、電源３はＡＣ電圧を出力し、
帯電ローラ表面にＡＣ電界が発生する。このＡＣ電界に
より両極性電場で、微量に単極電荷を有するブレードす
り抜け後の帯電ローラ上の汚れトナーが、電気的反発力
で帯電ローラ上からふるい落とされる。このＡＣ電圧印
加は前多回転時又は前回転時の非画像域で終了するた
め、コピー時間には影響せず常に画像汚れの無い、良好
な画像品質を得ることができる。

【００７９】なお、ここでの印加ＡＣの電圧設定として
は、感光ドラム及び帯電ローラの種類、又は感光ドラム
周速等によって適宜設定することが望ましい。設定ＡＣ
周波数の目安としては感光ドラム周速度（毎秒あたりの
面移動距離）の１００〜２０００％の周波数（Ｈｚ）が
良く、特に５００〜８００％の周波数が最適である。ま
た、ＡＣ電圧のＶ_PP（ピークトゥーピーク）は帯電ロー
ラの放電開始電圧の２倍以上１０倍以下であることが望
ましい。また、ここでの制御はＡＣ定電流制御でもＡＣ
定電圧制御でも良好な結果が得られる。更にＡＣへのＤ
Ｃ電圧重畳分としては０Ｖ±２０００Ｖの範囲の中で最
も清掃効率の高いものを選択すれば良い。特に必要なけ
ればＤＣは０Ｖとし、いわゆるＡＣ印加のみで充分であ
る。ここでのＡＣ電源とは、交番電界発生のものであっ
て、ｓｉｎ波や矩形波に限られるものではなく、三角波
等のものでも良い。

【００８０】（実施例３）次に図１３に示す実施例を説
明する。

【００８１】この実施例では、図１１に示した構成と同
様配線での電源３がＤＣ定電圧出力機能と、ＤＣ定電圧
の短周期パルス出力機能を有するような構成となってい
る。ここで、クリーニングブレードの異常を変位センサ
が検知し、判別装置から電源３へ信号が発せられるとＤ
Ｃ定電圧の短周期パルスの電圧が帯電ローラへ印加され
る。この印加によって交互に異電界が切り換わり、その
時の放電開始電圧を境界にしての放電現象のＯＮ／ＯＦ
Ｆが起こり、帯電ローラ表面及び感光ドラム等が振動を
発生する。また帯電ローラ放電部は静電気的にも極短期
間に電界が変動する。そのため、その間隙に存在する汚
れトナー等は、振動と電界変動で、パウダークラウイ状
となり、帯電ローラ表面を離脱し、結果的に、帯電ロー
ラ表面が清掃されることとなる。

【００８２】ここでのＤＣのパルスはパルス周期とし
て、前述のＡＣ周波数の周期と同等の設定が良好であ
る。電圧としては放電開始電圧Ｖ_TH以上１０×Ｖ_TH以下
のＤＣ電圧を印加するのが良好である。

【００８３】なお、本発明は、図１に示すようなアナロ
グ光学系の複写機に限られるものでなくデジタル光学系
等のレーザービームプリンターや、ＬＥＤプリンター等
にも適用できる。

【００８４】また、帯電部材も帯電ローラに限られるも
のではなく帯電ブレードや帯電シート等のドラム当接や
極近接の各帯電部材への適用も可能である。

【００８５】また、前多回転や、前回転だけでなく、非
画像域であれば通紙間中にも適用可能なことは自明であ
る。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、移動可能な感光ド
ラム上に当接又は近接する帯電ローラと該感光ドラム上
に当接する可撓性清掃部材（クリーニングブレード）を
有する画像形成装置において、前記クリーニングブレー
ド又はブレード支持部材の変位状態に応じて帯電ローラ
の清掃手段の作動制御を行なうことにより、常にきれい
な最適状態での帯電ローラ表面を保持できるため、常に
安定した均一な感光ドラム表面電位を形成することがで
き、均一性の高い、高品質画像を提供することができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の画像形成装置の概略構
成図

【図２】ローラタイプ以外の形態の接触帯電部材横断面
模型図で、（ａ）はブレードタイプ、（ｂ）はブロック
タイプを示す

【図３】本発明の第１の実施例の画像形成装置の動作シ
ーケンス図

【図４】画像形成装置における帯電特性グラフ

【図５】感光体層と帯電ローラ及び両者の接触部の微視
的空間の形成する等価回路図

【図６】空隙ギャップと空隙破壊電圧の関係グラフ

【図７】感光体と帯電ローラの当接ニップ部の説明図
で、（ａ）は該ニップ形状を示す図、（ｂ）は等価回路
図

【図８】帯電能膜厚依存性を示したグラフ

【図９】検知電圧と補正電圧出力値の関係グラフ

【図１０】耐久枚数の効果の説明図

【図１１】帯電ローラの電圧印加構成図

【図１２】帯電ローラの電圧印加のタイミングの図

【図１３】帯電ローラの電圧印加のタイミングの図

【図１４】帯電ローラの電圧印加のタイミングの図

【図１５】接触帯電装置の一例の概略図

【符号の説明】

１…被帯電体（感光体）２…帯電ローラ３…帯電バイアス印加電源１０…画像露光
手段１１…現像手段１２…転写手段１３…クリーニング手段１４…転写材１０１…変位センサー１０２…判別装
置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動可能な像担持体上に当接又は近接す
る帯電部材と、該像担持体上に当接する可撓性清掃部材
を有する画像形成装置において、前記可撓性清掃部材又はその支持部材の変位状態を検知
する手段を有し、その検知状態に応じて帯電部材の清掃手段の動作を制御
することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】帯電部材の清掃手段は、弾性部材の加圧
当接機構を有することを特徴とする請求項１に記載の画
像形成装置。
【請求項３】帯電部材の清掃手段は、帯電部材面上に
交番電界形成手段を有することを特徴とする請求項１項
又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】帯電部材の清掃手段は、帯電部材面上に
単極性短周期脈動電界形成手段を有することを特徴とす
る画像形成装置及び請求項１又は２に記載の画像形成装
置。
【請求項５】帯電部材が表面に高抵抗層を有する円柱
状部材であることを特徴とする請求項１，２，３，４の
いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】清掃手段の交番電界形成手段は、毎秒あ
たりの像担持体面移動距離の１倍から２０倍の周波数を
有し、かつ放電開始電圧の２倍から１０倍の振幅電圧を
有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装
置。
【請求項７】清掃手段の単極性短周期脈動電界形成手
段は、毎秒あたりの像担持体面移動距離の逆数からその
１／２０までの周期を有し、かつ放電開始電圧以上その
１０倍以下の電圧を発生することを特徴とする請求項４
に記載の画像形成装置。
【請求項８】非画像域で清掃動作をすることを特徴と
する請求項１に記載の画像形成装置。