JPH0822168A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被帯電体１に当接して該被帯電体の面を帯電
する帯電部材２を有する画像形成装置について、接触帯
電部材２の変形の発生を抑えることで、該変形に起因す
るニップ跡などの画像上の障害発生をなくする、もしく
は極く軽微なものに抑制することができるようにするこ
と。 【構成】 被帯電体１に当接して該被帯電体の面を帯電
する帯電部材２を有する画像形成装置において、画像形
成動作時以外に、前記帯電部材２の帯電面が前記被帯電
体との当接位置に対して移動可能となる手段を有するこ
と。

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（除電）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62-5
1492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
例の該感光体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、画像形成装置の画像形成動作終了後、装
置を長期間使用せずに放置した場合、放置後の画像形成
時に、帯電部材としての帯電ローラのピッチ（ローラ周
長ピッチ）で画像上（特に中間調画像、ハーフトーン画
像等）にローラ長手方向スジが発生することがあった。

【００１７】特に、低温環境などでは帯電ローラの弾性
率が低下し、感光体と帯電ローラの圧接部での弾性層変
形状態が持続し、長時間にわたり、圧接部形状（ニップ
形状）の長手方向スジ状の跡（ニップ跡と呼ぶ）が帯電
ローラピッチで発生しつづける。

【００１８】また帯電ローラの高抵抗層及び最外保護層
材料として抵抗値の比較的に高い材料を使用した場合、
又は硬度の比較的高い材料を使用した場合には、弾性層
の変形の影響をそのまま高抵抗層材料が受けてしまい、
同様の変形をしてしまう。この場合、弾性層が形状を回
復しても、高抵抗層及び最外層の保護層が変形を持続し
てしまい、長期にわたり、画像上に障害が発生すること
があった。

【００１９】このような現象は帯電ローラに限らず、ブ
レード状・ブロック状・パッド状等の他の形状・形態の
接触帯電部材についても大なり小なり同様にみられる。

【００２０】そこで本発明は接触帯電部材の上記のよう
な変形の発生を抑えることで、該変形に起因するニップ
跡などの画像上の障害発生をなくする、もしくは極く軽
微なものに抑制することができるようにした画像形成装
置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００２２】（１）被帯電体に当接して該被帯電体の面
を帯電する帯電部材を有する画像形成装置において、画
像形成動作時以外に、前記帯電部材の帯電面が前記被帯
電体との当接位置に対して移動可能となる手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。

【００２３】（２）前記帯電部材の帯電面が前記被帯電
体の被帯電面に対して接線方向に移動可能となる手段を
有することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

【００２４】（３）前記帯電部材の帯電面が前記被帯電
体の被帯電面に対して接離方向に移動可能となる手段を
有することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

【００２５】（４）前記帯電部材が導電性高分子材料か
らなるローラ部材であることを特徴とする（１）乃至
（３）の何れかに記載の画像形成装置。

【００２６】（５）前記帯電部材が表面に高抵抗層を有
することを特徴とする（１）乃至（４）の何れかに記載
の画像形成装置。

【００２７】（６）画像形成装置の画像形成動作及び装
置駆動終了後に特定の時間を経過するかまたは特定時間
経過毎に前記帯電部材の帯電面が自動で移動する手段を
有することを特徴とする（１）乃至（５）の何れかに記
載の画像形成装置。

【００２８】

【作用】即ち本発明は、画像形成動作時以外に、帯電部
材の帯電面が被帯電体との当接位置に対して移動可能と
なる手段、より具体的には、帯電部材の帯電面が被帯電
体の被帯電面に対して接線方向あるいは接離方向に移動
可能となる手段を設けることにより、被帯電体と帯電部
材の圧接部で形成された押圧ニップでの帯電部材上の形
状変形を極軽微に抑止することができ、接触帯電部材の
形状変形に起因するニップ跡など、画像上の長手方向ス
ジ等の障害発生をなくする、もしくは極く軽微なものに
抑制することができる。

【００２９】また帯電部材の一部分だけを長時間押圧す
ることが無くなるため、、即ち長時間押圧ストレスを与
えないため、帯電部材からのゴムや、樹脂部材からの導
電剤や可塑剤のしみ出し等による被帯電体への悪影響も
未然に防止することができる。

【００３０】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図１１） （１）画像形成装置例（図１） 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。

【００３１】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。

【００３２】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
た導電性高分子材料からなる導電層２ｂと、更にその外
周に順次形成した２層の高抵抗層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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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は原稿露
光（照明）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・２
６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。

【００３６】感光体１面の形成潜像は次いで現像手段１
１により現像スリーブ１１ａの粉体トナーをＡＣ＋ＤＣ
バイアスを印加して感光体１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１
２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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】（２）帯電部材２の各種形態例（図２） 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。

【００４０】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。

【００４１】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でもよ
い。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】（３）シーケンス（図３） 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。

【００４６】．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。

【００４７】．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。

【００４８】．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。

【００４９】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。

【００５０】．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。

【００５１】．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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】．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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】（４）電圧補正方法（図４〜図１０） 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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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
て帯電はドラム（感光体）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。

【００６１】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。

【００６２】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 、帯電開始電圧をＶ_THとすると、 Ｖ_D ＝Ｖ_DC−Ｖ_HT ‥‥‥（１） の関係がある。

【００６３】上記の（１）式はパッシェン(Paschen) の
法則を用いて導出できる。

【００６４】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 Ｒｒ
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。

【００６５】 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 ：感光体層比誘電率 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。

【００６６】 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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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（Ｃ
Ｔ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する
こともできる。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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 〜１０¹⁰Ωｃｍ
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。

【００８０】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、良好な帯電が行える。

【００８１】（５）帯電ローラの移動シーケンス（図１
１） 図１１は本実施例の装置におけるニップ跡防止のシーケ
ンス図である。

【００８２】コピースタートによりドラム回転後、画像
形成プロセスが実行され（Ｔ１後）、画像形成終了後、
ドラム回転が停止し、装置は休止スタンバイ状態となる
（Ｔ２）。

【００８３】この状態で、帯電部材としての帯電ローラ
２と被帯電体としてのドラム１は互いに圧接静止した状
態のまま放置されることになるが、本実施例装置の場合
は一定時間Ｄ１後に極短時間Ｒだけドラム回転駆動が行
なわれる。

【００８４】これによって、帯電ローラ２とドラム１と
の圧接位置が変わり、帯電ローラ２はその帯電面（ロー
ラ周面）がドラム１との圧接によってニップ部で形状変
形した部分とは別の部分で圧接することになる。

【００８５】ここでの圧接部分の変形は圧接時間が短い
ほど軽微で、かつ変形回復能力が高く回復速度も速い。
つまり、ほとんど変形形状を維持することなく、常に正
常な変形のない帯電ローラ形状を保持することとなる。

【００８６】従って、帯電ローラ２のドラム１との圧接
部で形成された押圧ニップでの帯電ローラ上の形状変形
を極軽微に抑止することができ、帯電ローラの形状変形
に起因するニップ跡など、画像上の長手方向スジ等の障
害発生をなくする、もしくは極く軽微なものに抑制する
ことができる。

【００８７】〈実施例２〉上記実施例１の（５）の帯電
ローラの移動シーケンスは、画像形成Ｔ１後の動作域外
Ｔ２はスタンバイ状態のみならず、メイン電源が切れて
いる場合でも適用が可能であり、画像形成装置本体のタ
イマー等によって、メイン駆動源とは別の小型の駆動モ
ータ等で帯電ローラ２のみを回転させて、該帯電ローラ
２のドラム１に対する接触面位置を変える方式にするこ
とも容易に構成できる。

【００８８】〈実施例３〉（図１２） 図１２はニップ跡防止の他のシーケンス図である。本実
施例ではコピー動作終了後に一定時間Ｄ２毎にドラム回
転および帯電ローラ回転が行われ、常に帯電ローラ表面
の形状を正常に保持するようにしたものである。

【００８９】以上の実施例１〜３での一定時間Ｄ１及び
Ｄ２は帯電ローラの種類によって各々設定が可能であ
り、特に高抵抗層に比較的抵抗の高い材料を使用した場
合や、弾性変形回復率の低い材料を使用した場合には短
めに設定するのが望ましい。また帯電ローラ及びドラム
回転時間Ｒ１は帯電ローラのニップ位置が変化すれば良
い程度の極短時間であり、例えば、直径φ１６ｍｍ帯電
ローラの場合には帯電ローラ面上距離で１〜２ｍｍ程度
のわずかな一変更だけでよい。つまり、帯電ローラ２の
回転角として０．５°〜２０°程度が好ましい。当然数
回転して元のニップ当接位置と別の位置になるような設
定でもかまわない。

【００９０】〈実施例４〉（図１３・図１４） 帯電ローラ２を装置の画像形成動作時以外にはドラム１
から離脱させて帯電ローラ２の形状変形によるニップ跡
防止をすることもできる。

【００９１】図１３は帯電ローラ２を装置の画像形成動
作時以外にはドラム１から完全に離脱させてニップ跡防
止をするシーケンス図である。

【００９２】図１４の（ａ）は帯電ローラ２の回転軸２
ｄをソレノイド機構３０等によりドラム１に対して接離
移動可能としたものである。（ｂ）は帯電ローラ２とド
ラム１の間に不図示の駆動機構によりスペーサ３１を出
入りさせて帯電ローラ２をドラム１に対して接離移動可
能としたものである。帯電ローラ軸とドラムシリンダ間
等にスペーサ３１を挟み込ませる構成が最も有効であ
る。

【００９３】図１３は以上の構成での動作タイミングを
示すもので、コピー時Ｔ１以外の未動作時Ｔ２では帯電
ローラ２の圧接解除機構３０・３１が作動しており、帯
電ローラ面はドラム面から常に離れている。

【００９４】コピースタートと同時に圧接解除機構３０
・３１が停止し、帯電ローラ２がドラム１に圧接され、
一次帯電行程等の画像形成が行われる。

【００９５】画像形成動作時以外には圧接解除機構３０
・３１の動作により帯電ローラ２はドラム１から完全に
離脱状態に保持されて帯電ローラ２のドラム１に対する
圧接放置等による帯電ローラ形状変形によるニップ跡現
象の発生が完全に防止される。

【００９６】なお、帯電ローラ２のドラム１からの離脱
は完全な離脱でなくとも、圧接力の低減を行う程度の接
離方向への移動でもよく、この場合もニップ跡防止に対
して有効である。

【００９７】また以上の実施例は接触帯電部材が帯電ロ
ーラであるが、ブレード状・ブロック状・パッド状等の
他の形状・形態の接触帯電部材についても、該帯電部材
２も特定の当接圧にて被帯電体としての感光体ドラム１
に押圧されるため、長期放置後にはドラム接触面は少な
からず表面形状として凹凸に変形する。接触部が凹形状
になった部分では帯電特性が変化し、感光体上電位がシ
フトする。そのため目標表面電位からズレてしまいカブ
リ等の画像障害となる可能性がある。したがって接触帯
電部材が帯電ローラ以外のブレード状・ブロック状・パ
ッド状等の他の形状・形態の接触帯電部材についても、
本発明は有効に適用できる。

【００９８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、被
帯電体に当接して該被帯電体の面を帯電する帯電部材を
有する画像形成装置について、接触帯電部材の被帯電体
に対する圧接放置等による形状変形の発生がなく、該変
形に起因するニップ跡などの画像上の障害発生をなくす
る、もしくは極く軽微なものに抑制することができ、良
好な画像形成物を長期にわたって安定に出力させること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例の画像形成装置の概略構成図

【図２】 （ａ）・（ｂ）はそれぞれローラタイプ以外
の形態の接触帯電部材横断面模型図

【図３】 装置の動作シーケンス図

【図４】 （ａ）・（ｂ）はそれぞれ帯電特性グラフ

【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】 （ａ）は感光体と帯電ローラの当接ニップ部
を示した図 （ｂ）は等価回路図

【図８】 （ａ）・（ｂ）は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】 （ａ）・（ｂ）は効果の説明図

【図１１】 ニップ跡防止のシーケンス図

【図１２】 実施例３の装置におけるニップ跡防止のシ
ーケンス図

【図１３】 実施例４の装置におけるニップ跡防止のシ
ーケンス図

【図１４】 （ａ）・（ｂ）はそれぞれ帯電ローラ離脱
機構例の略図

【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 ３０ 帯電ローラ離脱ソレノイド ３１ 帯電ローラ離脱スペーサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体に当接して該被帯電体の面を帯
   電する帯電部材を有する画像形成装置において、画像形
   成動作時以外に、前記帯電部材の帯電面が前記被帯電体
   との当接位置に対して移動可能となる手段を有すること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記帯電部材の帯電面が前記被帯電体の
   被帯電面に対して接線方向に移動可能となる手段を有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記帯電部材の帯電面が前記被帯電体の
   被帯電面に対して接離方向に移動可能となる手段を有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記帯電部材が導電性高分子材料からな
   るローラ部材であることを特徴とする請求項１乃至同３
   の何れかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記帯電部材が表面に高抵抗層を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至同４の何れかに記載の画
   像形成装置。
6. 【請求項６】 画像形成装置の画像形成動作及び装置駆
   動終了後に特定の時間を経過するかまたは特定時間経過
   毎に前記帯電部材の帯電面が自動で移動する手段を有す
   ることを特徴とする請求項１乃至同５の何れかに記載の
   画像形成装置。