JPH0862946A

JPH0862946A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0862946A
Application number: JP6221117A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Maruta; 秀和丸田; Kensaku Kusaka; 健作草加; Tsuneji Masuda; 恒司桝田; Hideki Fujita; 秀樹藤田; Takahiro Noguchi; 高宏野口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-08-22
Filing date: 1994-08-22
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】電圧を印加した帯電部材２を被帯電体１に当
接させて帯電する工程を含む作像プロセスの画像形成装
置であり、帯電部材が被帯電体の非画像形成領域に対応
しているときに該帯電部材を直流定電圧制御し、そのと
きの被帯電体層厚に応じた直流電流量を検知し、該帯電
部材が被帯電体の画像形成領域に対応しているときは上
記検知した直流電流量に応じた直流電圧で該帯電部材を
直流定電圧制御するようにした画像形成装置において、
１回の検知のずれやふれを吸収して安定した画像を形成
するようにすること。【構成】上記検知直流電流量を、画像形成後も、少な
くとも再度直流電流量を検知時以降も保持し、次の直流
電圧で帯電部材を直流定電圧制御する時、直前の検知さ
れた直流電流量と、それ以前に保持された少なくとも１
つ以上前の検知された直流電流量をもとに帯電部材を直
流定電圧制御する値を決めること。

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、特願昭62-51492号・同 62-230334
号などにあるように、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１３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】上記のような画像形成装置は画像形成回数
が増加するにつれて感光体の外周面がクリーニング手段
のクリーニングブレードや現像剤等により削られる。そ
して感光体の厚み（層厚、膜厚）が減少することによる
等価容量変化により帯電特性が変化する。

【００１７】特に、帯電手段が接触方式の直流電圧印加
の場合には、感光体の容量変化に大きく影響を受ける。
即ち、画像形成使用回数が増え、感光体の膜厚が減少す
ると、帯電ローラに流れる直流電流が増加し感光体の外
周面の表面電位は上昇する。

【００１８】この現象を回避するためには、感光体の表
面電位を検出する表面電位センサ等が必要であり、装置
としては大幅なコストアップと複雑化及び大型化となっ
てしまい、小型で低価格な画像形成装置を開発する上で
大きな障害となっていた。

【００１９】また、帯電部材２の抵抗層２ａの抵抗値は
環境湿度や耐久の進行等の要因により変動しやすい。そ
のために感光体の表面電位が変動し、画像濃度や画質を
安定して形成することを阻害する因子の一つとなってい
た。

【００２０】そのため以下のような構成が特開平5-3073
15号公報によって提案されている。

【００２１】即ち、被帯電体に該被帯電体面を帯電処理
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
する画像形成装置であり、該被帯電体の帯電処理手段
は、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であり、該帯電部材
が被帯電体の非画像形成領域に対応しているときに該帯
電部材を直流定電圧制御し、そのときの被帯電体層厚に
応じた直流電流量を検知し、該帯電部材が被帯電体の画
像形成領域に対応しているときは上記検知した直流電流
量に応じた直流電圧で該帯電部材を直流定電圧制御する
ようにしたことを特徴とする画像形成装置（ＡＰＶＣ制
御方式の画像形成装置）である。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この手段構成
では、通常、例えばコピー前に直流電流量検知し、その
後それに基づいての電圧決定の繰り返しであり、ノイズ
や接点不良等の理由でコピー前の直流電流量がふれてず
れた場合は、印加電圧がずれ、画像濃度が変化するとい
う欠点があった。

【００２３】そこで本発明はこの問題点を解消して安定
した画像形成が実行されるようにすることを目的とす
る。

【００２４】

【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。

【００２５】（１）被帯電体に該被帯電体面を帯電処理
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
する画像形成装置であり、該被帯電体の帯電処理手段
は、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であり、該帯電部材
が被帯電体の非画像形成領域に対応しているときに該帯
電部材を直流定電圧制御し、そのときの被帯電体層厚に
応じた直流電流量を検知し、該帯電部材が被帯電体の画
像形成領域に対応しているときは上記検知した直流電流
量に応じた直流電圧で該帯電部材を直流定電圧制御する
ようにした画像形成装置において、上記検知直流電流量
を、画像形成後も、少なくとも再度直流電流量を検知時
以降も保持し、次の直流電圧で該帯電部材を直流定電圧
制御する時に、直前の検知された直流電流量と、それ以
前に保持された少なくとも１つ以上前の検知された直流
電流量をもとに該帯電部材を直流定電圧制御する値を決
めることを特徴とした画像形成装置。

【００２６】（２）上記（１）に記載の画像形成装置に
おいて、直前の検知された直流電流量と、それ以前に保
持された少なくとも１つ以上前の検知された直流電流量
の平均の値を用いて該帯電部材を直流定電圧制御する値
を決めることを特徴とした画像形成装置。

【００２７】（３）被帯電体に該被帯電体面を帯電処理
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
する画像形成装置であり、該被帯電体の帯電処理手段
は、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であり、該帯電部材
が被帯電体の非画像形成領域に対応しているときに該帯
電部材を直流定電圧制御し、そのときの被帯電体層厚に
応じた直流電流量を検知し、該帯電部材が被帯電体の画
像形成領域に対応しているときは上記検知した直流電流
量に応じた直流電圧で該帯電部材を直流定電圧制御する
ようにした画像形成装置において、上記検知直流電流量
を、画像形成後も少なくとも再度直流電流量を検知時以
降も保持しており、この保持した直流電流量を別にクリ
アあるいは更新する手段を有することを特徴とする画像
形成装置。

【００２８】

【作用】即ち、本発明は、検知された直流電流量の値
を、少なくとも次の検知以降も保持する。そして画像形
成時における印加直流電圧量を、直前の検知された直流
電流量だけではなく、少なくとも１つ以上前の検知され
た直流電流量をももとにして決める。例えば、それらの
平均値をもって、次の画像形成時における印加直流電圧
量を決める。

【００２９】こうすることにより、１回の検知のずれや
ふれを吸収することができ、安定した画像が形成され
る。

【００３０】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図１０）（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。

【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。

【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。

【００３６】感光体１面の形成潜像は次いで現像手段１
１により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。

【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】（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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】上記の（１）式はパッシェン(Paschen) の
法則を用いて導出できる。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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／Ｄ ‥‥‥（７）となる。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】本実施例では、定電圧印加時の検知された
直流電流量をメモリし、前回の検知された直流電流量お
よび前々回の検知された電流量とで、３つの検知電流量
を平均し、この平均検知直流電流量をもって印加電圧を
補正して、定電圧印加するようにした。こうすることに
より、１回の検知直流電流のバラつきによる印加電圧の
変動が防止された。

【００８０】なお、感光ドラム交換等によって、１つ以
上前の検知電流の値をすべてクリアする必要がある時
は、何度か定電圧印加で直流電流量を複数回検知して行
なえば良い（これをリセットモードと称す）。

【００８１】今までは、定電圧印加で電流値を検知し、
画像形成時は定電圧で補正電圧をかけていたが、検知を
定電流印加電圧検知でも良いし、画像形成時は定電流で
補正電流を加えても良く、またこの組み合わせでも良
い。

【００８２】〈実施例２〉（図１１）図１１のシーケンスは前述図３のシーケンスとの対比に
おいて、ドラム１の前回転期間の区間Ｂ１だけにおいて
帯電ローラ２のＤＣ定電圧制御・ＤＣ電流検知を実行さ
せ、連続プリントにおける紙間でのＤＣ定電圧制御・Ｄ
Ｃ電流検知は行なわないようにした例である。

【００８３】区間Ｂ１で検知したＤＣ電流に応じた帯電
ローラ定電圧制御が連続プリントでの各画像形成時にな
される。

【００８４】ただしその検知ＤＣ電流及び補正電圧は次
のプリント開始時のドラム前回転期間の区間Ｂ１で更新
される。

【００８５】〈実施例３〉（図１２）図１２のシーケンスは、画像形成装置に電源を投入した
とき実行される、画像定着装置昇温等のためのドラム前
多回転期間（装置ウォームアップ期間）に帯電ローラ２
のＤＣ定電圧制御・ＤＣ電流検知を行なわせている。

【００８６】装置はウォームアップ終了後、ドラムの回
転・除電露光がＯＦＦとなり、プリント開始信号が入力
されるまでスタンバイ状態となる。

【００８７】プリント開始信号が入力された後の各画像
形成サイクルにおける帯電ローラの一次帯電バイアスは
上記ドラム前多回転期間のＤＣ定電圧制御で検知された
ＤＣ電流に応じた補正電圧でＤＣ定電圧制御されて画像
形成が実行される。

【００８８】それぞれの場合、一度検知電流を保持した
ら、少なくとも次の検知電流が得られても保持し、少な
くとも２つ以上の検知電流の平均をもって印加電圧が決
定される。

【００８９】また、不図示であるが、画像形成後の後回
転で帯電ローラ２のＤＣ定電圧制御・ＤＣ電流検知を行
なっても良い。

【００９０】また、前述のリセットモードもマニュアル
で行なうか、ドラム交換時は自動で複数回行なっても良
い。また、環境変動等が急激にあった場合、温度／湿度
センサーからの信号によって前の検知電流値を入れ直し
ても良い。

【００９１】またコピーカウンター等によって一定枚数
で時々リセットモードに入っても良い。

【００９２】いずれにしろ、１回の検知電流のバラつき
があっても印加電圧が安定して出力されるようになっ
た。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、検知された直流電
流量の値を、少なくとも次の検知以後も保持し、画像形
成時における印加電圧量を、直前の検知された直流電流
量だけではなく、少なくとも１つ以上前の検知された直
流電流量をももとにして、平均をとる等によって次の画
像形成時における印加電圧量を決めることにより、１回
の検知のずれやふれを吸収することができ、安定した画
像が形成される。

【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】第２の実施例装置のシーケンス図

【図１２】第３の実施例装置のシーケンス図

【図１３】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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田秀樹東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者野口高宏東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被帯電体に該被帯電体面を帯電処理する
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
画像形成装置であり、該被帯電体の帯電処理手段は、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
電装置であり、該帯電部材が被帯電体の非画像形成領域に対応している
ときに該帯電部材を直流定電圧制御し、そのときの被帯
電体層厚に応じた直流電流量を検知し、該帯電部材が被
帯電体の画像形成領域に対応しているときは上記検知し
た直流電流量に応じた直流電圧で該帯電部材を直流定電
圧制御するようにした画像形成装置において、上記検知直流電流量を、画像形成後も、少なくとも再度
直流電流量を検知時以降も保持し、次の直流電圧で該帯
電部材を直流定電圧制御する時に、直前の検知された直
流電流量と、それ以前に保持された少なくとも１つ以上
前の検知された直流電流量をもとに該帯電部材を直流定
電圧制御する値を決めることを特徴とした画像形成装
置。
【請求項２】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、直前の検知された直流電流量と、それ以前に保持さ
れた少なくとも１つ以上前の検知された直流電流量の平
均の値を用いて該帯電部材を直流定電圧制御する値を決
めることを特徴とした画像形成装置。
【請求項３】被帯電体に該被帯電体面を帯電処理する
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
画像形成装置であり、該被帯電体の帯電処理手段は、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
電装置であり、該帯電部材が被帯電体の非画像形成領域に対応している
ときに該帯電部材を直流定電圧制御し、そのときの被帯
電体層厚に応じた直流電流量を検知し、該帯電部材が被
帯電体の画像形成領域に対応しているときは上記検知し
た直流電流量に応じた直流電圧で該帯電部材を直流定電
圧制御するようにした画像形成装置において、上記検知直流電流量を、画像形成後も少なくとも再度直
流電流量を検知時以降も保持しており、この保持した直流電流量を別にクリアあるいは更新する
手段を有することを特徴とする画像形成装置。