JPH09244353A

JPH09244353A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09244353A
Application number: JP8057721A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Saito; 洋斉藤; Shigeru Watanabe; 滋渡邊; Masumi Sato; 眞澄佐藤; Takaya Muraishi; 貴也村石; Masahito Yokoyama; 雅人横山; Toshiyuki Uchida; 俊之内田; Yoshiaki Miyashita; 義明宮下; Masaki Tokuhashi; 正樹徳橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】安価な直流高圧電源を用い、使用環境及び経
時変化に係わらず、安定した帯電電位が得られるように
する。【解決手段】制御装置１１が、電位センサ３によって
検出される感光体１表面の帯電電位に基づいて直流高圧
電源１２によって帯電ローラ２に印加する直流電圧を制
御する。この場合、直流高圧電源１２が帯電ローラ２に
直流電圧を印加している間、常に電位センサ３によって
検出される帯電電位によって直流高圧電源１２にフィー
ドバックをかけて帯電ローラ２への印加電圧を制御す
る。あるいは、帯電ローラ２が１回転する間に電位セン
サ３によって検出される感光体１表面の２点以上の帯電
電位の平均値によって直流高圧電源１２にフィードバッ
クをかけて帯電ローラ２への印加電圧を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザプリン
タ，複写機，ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像
形成装置に関し、特に回動する感光体に接触帯電部材を
接触させてその表面を帯電させるようにした画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の電子写真方式の画像形成装置
においては、ドラム状あるいはベルト状の感光体（像担
持体）の表面を帯電手段によって一様に帯電させた後、
露光手段によって露光して静電潜像を形成し、その潜像
を現像手段内の現像ローラによってトナーを付着させて
顕像化した後、転写手段により給紙部から給紙される転
写紙に転写し、それを定着手段内の定着ローラによって
熱定着して排出すると共に、感光体の表面の残留トナー
をクリーニング装置によって除去するようにしている。

【０００３】ところで、従来の電子写真方式の画像形成
装置では、感光体を一様に帯電させるために非接触方式
であるコロナ放電方式が用いられてきたが、これは放電
空間をイオン化して感光体を帯電させるため多量のオゾ
ンが発生していた。このオゾンはマイナス放電を行なっ
た場合により多く発生するが、近年感光体がマイナス帯
電用の有機感光体になってきたことや発生ガスに対する
環境基準が厳しくなってきたことと併せて深刻な問題と
なっている。また、オゾンによって２次的に生成される
窒素酸化物（ＮＯｘ）等の帯電器への付着により、帯電
ムラを引き起こす等の問題もある。

【０００４】そこで、これらの問題を解消するため、例
えば特開昭６３−１４９６６８号公報に見られるよう
に、感光体の表面に電圧を印加した帯電ローラ等の帯電
部材を接触させて、感光体の表面を帯電する接触帯電方
式の画像形成装置が提案されている。この画像形成装置
では、感光体の表面を接触帯電部材との間に存在する空
隙を通した放電によって帯電させるため、コロナ放電と
比較して印加電圧を低くでき、オゾン発生量が減少する
という利点がある。

【０００５】ところが、このような画像形成装置におい
ては、使用環境（温度，湿度）により接触帯電部材の抵
抗値や誘電率等の電気特性が変化したり、画像形成回数
の増大に伴って感光体の膜厚が変化（経時変化）するた
め、必要な帯電電位が得られず、帯電ムラの原因になっ
ていた。そこで、接触帯電部材の温度を検出し、この温
度によって接触帯電部材に印加する電圧を可変（制御）
することにより、温度変化に伴う帯電ムラを防止するよ
うにした帯電装置が提案されている（例えば特開平４−
１８６３８１号公報参照）。

【０００６】また、接触帯電部材の抵抗値（湿度によっ
て変動する）を検出し、この検出抵抗値によって接触帯
電部材に印加する電圧を制御することにより、湿度変化
に伴う帯電ムラを防止するようにした帯電装置も提案さ
れている（例えば特開平６−２０８２８２号公報参
照）。しかし、上述のような各帯電装置では、接触帯電
部材の温度又は抵抗のいずれか一方だけしか検出できな
いため、使用環境による帯電電位の変動を確実に抑える
ことができない。

【０００７】さらに、感光体の膜減り量に対応する膜厚
変化信号に基づいて接触帯電部材に印加すべき電圧を制
御することにより、感光体の経時変化に伴う帯電ムラを
防止するようにした帯電装置も提案されている（例えば
特開平５−２７５５７号公報参照）が、使用環境が変化
すれば、やはり帯電電位も変化してしまう。このよう
に、上記各帯電装置はそれぞれ単独では十分といえず、
環境変化及び経時変化に影響せずに安定した帯電電位を
得るためには、これらの各制御方式を組み合わせて使用
する必要があるが、そうすると制御が複雑になり、コス
トアップにもつながる。

【０００８】一方、以下の（１）〜（３）に示すような
制御をそれぞれ行なう画像形成装置も提案されている。（１）接触帯電部材に微小定電流を流し、これによって
掛かる電圧を測定することにより放電開始電圧を決定
し、これに基づいて接触帯電部材に印加する電圧を決定
する（例えば特開平６−１９４９３３号公報参照）。

【０００９】（２）接触帯電部材とは別に感光体に接触
可能な別部材を設け、接触帯電部材が感光体の非画像形
成領域に対応している時に接触帯電部材と別部材に直流
定電圧を印加し、その時の両部材による直流電流量の差
を検知し、接触帯電部材が感光体の画像形成領域に対応
している時に上記検知した差の直流電流量に応じた直流
電圧を接触帯電部材に印加する（例えば特開平６−３４
８１１４号公報参照）。（３）非画像形成時に、接触帯電部材に直流電圧をパル
ス状に繰り返し印加してこの時の実効電流値を検知し、
この結果に基づいて画像形成時に接触帯電部材に印加す
る直流電圧を決定する（例えば特開平６−２０２４４６
号公報参照）。

【００１０】このように、接触帯電部材への印加電圧を
制御するようにした画像形成装置では、環境変化や経時
変化によって接触帯電部材の抵抗や容量等が変化して
も、常に安定した帯電電位を得ることができる。しか
し、感光体の経時変化を検知することができないため、
それによって帯電電位が変動してしまう。そこで、感光
体の帯電電位を検出し、その検出電位に基づいて接触帯
電部材に印加する電圧の交流成分を制御することによ
り、使用環境及び経時変化に係わらず、常に安定した帯
電電位を得られるようにした画像形成装置が提案されて
いる（例えば特開平４−１８１９６２号公報参照）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の画像形成装置においても、交流高圧電源を
使用しているため、コストアップになるうえ、リークの
危険性もある。この発明は上記の点に鑑みてなされたも
のであり、安価な直流高圧電源を用い、使用環境及び経
時変化に係わらず、安定した帯電電位が得られるように
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、回動する感
光体と、感光体に接触してその表面を一様に帯電させる
接触帯電部材と、該接触帯電部材によって帯電された感
光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
その静電潜像をトナーを付着させて顕像化する現像手段
と、その顕像化されたトナー像を転写紙に転写する転写
手段とを備えた画像形成装置において、上記の目的を達
成するため、以下の各手段を設けたことを特徴とする。

【００１３】請求項１の発明は、接触帯電部材に直流電
圧を印加する電圧印加手段と、感光体表面の帯電電位を
検出する帯電電位検出手段と、該手段によって検出され
る帯電電位に基づいて電圧印加手段によって接触帯電部
材に印加する直流電圧を制御する電圧制御手段とを設け
たものである。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の画像形成装
置において、帯電電位検出手段を、接触帯電部材による
帯電位置と露光手段による露光位置との間で感光体表面
の帯電電位を検出する手段とし、電圧制御手段を、電圧
印加手段が接触帯電部材に直流電圧を印加している間、
常に帯電電位検出手段によって検出される帯電電位によ
って電圧印加手段にフィードバックをかけて印加電圧を
制御する手段としたものである。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１の画像形成装
置において、接触帯電部材を帯電ローラとし、電圧制御
手段を、帯電ローラが１回転する間に帯電電位検出手段
によって検出される感光体表面の２点以上の帯電電位の
平均値によって電圧印加手段にフィードバックをかけて
印加電圧を制御する手段としたものである。

【００１６】請求項４の発明は、請求項１の画像形成装
置において、電圧制御手段に、非画像形成時に電圧印加
手段によって接触帯電部材に複数の異なる電位の直流電
圧を順次印加させ、その各電位の直流電圧の印加時にそ
れぞれ帯電電位検出手段によって検出される各帯電電位
とに基づいて接触帯電部材への印加電圧と感光体表面の
帯電電位との相関関係を求め、その関係に基づいて画像
形成時に電圧印加手段によって接触帯電部材に印加する
直流電圧の値を設定する印加電圧設定手段を備えたもの
である。

【００１７】請求項５の発明は、請求項１の画像形成装
置において、電圧制御手段を、１枚目の転写紙に対する
画像形成の開始直前に、帯電電位検出手段によって検出
される帯電電位に基づいて電圧印加手段によって接触帯
電部材に印加する直流電圧を制御する手段としたもので
ある。

【００１８】請求項６の発明は、請求項１記載の画像形
成装置において、電圧制御手段を、先行する転写紙に対
する画像形成が終了してから後行する転写紙に対する画
像形成の開始直前までに、帯電電位検出手段によって検
出される帯電電位に基づいて電圧印加手段によって接触
帯電部材に印加する直流電圧を制御する手段としたもの
である。

【００１９】請求項７の発明は、請求項１の画像形成装
置において、電圧制御手段に、所定のタイミングで電圧
印加手段によって接触帯電部材に所定の直流電圧を印加
させて帯電電位検出手段によって検出される感光体表面
の帯電電位が収束した後、電圧印加手段によって接触帯
電部材に印加されている直流電圧を変更させて帯電電位
検出手段によって感光体表面の帯電電位を検出させ、そ
の変更前後の接触帯電部材への各印加電圧と各帯電電位
とに基づいて該印加電圧と帯電電位との相関関係を求
め、その関係に基づいて画像形成時に電圧印加手段によ
って接触帯電部材に印加する直流電圧の値を設定する印
加電圧設定手段を備えたものである。

【００２０】請求項８の発明は、請求項７の画像形成装
置において、上記収束した帯電電位が適正範囲内にない
場合には、警告を発して画像形成を禁止する手段を設け
たものである。請求項９の発明は、請求項７の画像形成
装置において、接触帯電部材に所定の直流電圧が印加さ
れてから所定時間経過しても帯電電位検出手段によって
検出される帯電電位が収束しない場合には、警告を発し
て画像形成を禁止する手段を設けたものである。

【００２１】請求項１０の発明は、請求項１の画像形成
装置において、感光体から転写紙上に転写されたトナー
像を熱定着する定着ローラの表面温度を検出するローラ
温度検出手段を備え、電圧制御手段が、電源投入時に、
ローラ温度検出手段による検出温度が予め定められた温
度以下の場合に上記電圧制御を行なうようにしたもので
ある。

【００２２】請求項１１の発明は、請求項１の画像形成
装置において、電圧制御手段を、１枚目の転写紙に対す
る画像形成直前に、帯電電位検出手段によって検出され
る帯電電位が基準電圧と等しくなるように電圧印加手段
によって接触帯電部材に印加する直流電圧を制御する手
段としたものである。

【００２３】請求項１２の発明は、請求項１の画像形成
装置において、電圧制御手段を、複数の転写紙に対する
連続画像形成中に所定の間隔で帯電電位検出手段によっ
て検出される帯電電位が基準電圧と等しくなるように電
圧印加手段によって接触帯電部材に印加する直流電圧を
制御する手段としたものである。

【００２４】請求項１３の発明は、請求項１の画像形成
装置において、電圧制御手段を、電圧印加手段によって
接触帯電部材に直流電圧が印加されている間、常に帯電
電位検出手段によって検出される帯電電位が基準電圧と
等しくなるように電圧印加手段によって接触帯電部材に
印加する直流電圧を制御する手段としたものである。

【００２５】請求項１４の発明は、請求項１〜１３のい
ずれかの画像形成装置において、接触帯電部材の表面を
クリーニングするクリーニング部材と、帯電電位検出手
段による検出結果に応じてクリーニング部材により接触
帯電部材をクリーニングする手段とを設けたものであ
る。

【００２６】この発明による画像形成装置では、電圧制
御手段が、帯電電位検出手段によって検出される感光体
表面の帯電電位に基づいて電圧印加手段（安価な直流高
圧電源）によって接触帯電部材に印加する直流電圧を制
御するので、コストをアップせずに、使用環境及び経時
変化に係わらず、安定した帯電電位を得ることができ
る。

【００２７】なお、帯電電位検出手段を、接触帯電部材
による帯電位置と露光手段による露光位置との間で感光
体表面の帯電電位を検出するものとし、電圧制御手段
が、電圧印加手段が接触帯電部材に直流電圧を印加して
いる間、常に帯電電位検出手段によって検出される帯電
電位によって電圧印加手段にフィードバックをかけて印
加電圧を制御するようにすれば、常に安定した帯電電位
を得ることができる。

【００２８】電圧制御手段が、接触帯電部材である帯電
ローラが１回転する間に帯電電位検出手段によって検出
される感光体表面の２点以上の帯電電位の平均値によっ
て電圧印加手段にフィードバックをかけて印加電圧を制
御するようにすれば、帯電ローラの周方向でのバラツキ
を抑えて常に安定した帯電電位を得ることができる。

【００２９】電圧制御手段が、非画像形成時に電圧印加
手段によって接触帯電部材に複数の異なる電位の直流電
圧を順次印加させ、その各電位の直流電圧の印加時にそ
れぞれ帯電電位検出手段によって検出される各帯電電位
とに基づいて接触帯電部材への印加電圧と感光体表面の
帯電電位との相関関係を求め、その関係に基づいて画像
形成時に電圧印加手段によって接触帯電部材に印加する
直流電圧の値を設定するようにすれば、安定した帯電電
位を容易に得ることができる。

【００３０】電圧制御手段が、１枚目の転写紙に対する
画像形成の開始直前に、帯電電位検出手段によって検出
される帯電電位に基づいて電圧印加手段によって接触帯
電部材に印加する直流電圧を制御するようにすれば、１
枚目の転写紙に対する画像形成時より安定した帯電電位
を得ることができる。

【００３１】電圧制御手段が、先行する転写紙に対する
画像形成が終了してから後行する転写紙に対する画像形
成の開始直前までに、帯電電位検出手段によって検出さ
れる帯電電位に基づいて電圧印加手段によって接触帯電
部材に印加する直流電圧を制御するようにすれば、１枚
の転写紙に対する画像形成中の帯電電位の変化を抑えて
安定した高品位の画像を得ることができる。

【００３２】電圧制御手段が、所定のタイミングで電圧
印加手段によって接触帯電部材に所定の直流電圧を印加
させて帯電電位検出手段によって検出される感光体表面
の帯電電位が収束した後、電圧印加手段によって接触帯
電部材に印加されている直流電圧を変更させて帯電電位
検出手段によって感光体表面の帯電電位を検出させ、そ
の変更前後の接触帯電部材への各印加電圧と各帯電電位
とに基づいて該印加電圧と帯電電位との相関関係を求
め、その関係に基づいて画像形成時に電圧印加手段によ
って接触帯電部材に印加する直流電圧の値を設定するよ
うにすれば、より安定した帯電電位を容易に得ることが
できる。

【００３３】この場合、上記収束した帯電電位が適正範
囲内にない場合、あるいは接触帯電部材に所定の直流電
圧が印加されてから所定時間経過しても帯電電位検出手
段によって検出される帯電電位が収束しない場合には、
警告を発して画像形成を禁止することにより、帯電電位
検出手段（例えば電位センサ）や電圧印加手段の故障等
の異常時における誤動作を防止することができる。

【００３４】感光体から転写紙上に転写されたトナー像
を熱定着する定着ローラの表面温度を検出するローラ温
度検出手段を備え、電圧制御手段が、電源投入時に、ロ
ーラ温度検出手段による検出温度が予め定められた温度
以下の場合に上述した電圧制御を行なうようにすれば、
環境変動の大きい電源投入時、特に低温環境時における
帯電電位の変動を確実に抑えて、安定した画像を得るこ
とができる。

【００３５】電圧制御手段が、１枚目の転写紙に対する
画像形成直前（複数の転写紙に対する連続画像形成時に
はその１枚目の転写紙に対する画像形成直前、１枚の転
写紙に対する画像形成時にはその転写紙に対する画像形
成直前）に、帯電電位検出手段によって検出される帯電
電位が基準電圧と等しくなるように電圧印加手段によっ
て接触帯電部材に印加する直流電圧を制御するようにす
れば、少なくとも１枚目の転写紙に対する画像形成開始
時には安定した帯電電位を得ることができるため、濃度
変動等の異常が少ない、安定した良質の画像を得ること
ができる。

【００３６】電圧制御手段が、複数の転写紙に対する連
続画像形成中に所定の間隔で帯電電位検出手段によって
検出される帯電電位が基準電圧と等しくなるように電圧
印加手段によって接触帯電部材に印加する直流電圧を制
御するようにしたり、電圧印加手段によって接触帯電部
材に直流電圧が印加されている間、常に帯電電位検出手
段によって検出される帯電電位が基準電圧と等しくなる
ように電圧印加手段によって接触帯電部材に印加する直
流電圧を制御するようにすれば、連続画像形成中の環境
変動に係わらず、安定した帯電電位を得ることができ
る。したがって、濃度変動等の異常がない一層安定した
良質の画像を得ることができる。

【００３７】接触帯電部材の表面をクリーニングするク
リーニング部材を設け、帯電電位検出手段による検出結
果に応じてクリーニング部材により接触帯電部材をクリ
ーニングするようにすれば、接触帯電部材及びクリーニ
ング部材の劣化を最小限に抑えることができるため、経
時においても帯電効率及び画像品質の低下を確実に防止
することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は、この発明の第１
実施形態である複写機の主要部の一例を示す概略構成図
である。

【００３９】この複写機は、像担持体であるドラム状の
回転（回動）する感光体１に接触帯電部材である帯電ロ
ーラ２を直接接触させた状態で、そこに直流電圧を印加
して感光体１の表面を所定の電位に一様に帯電する接触
帯電方式の複写機であり、感光体１が矢示方向に所定の
周速度で回転し、それに帯電ローラ２が接触しながら連
れ回りにより矢示方向に等速で従動回転する。

【００４０】感光体１は、ドラム駆動タイミングベル
ト，ドラム駆動プーリ，それらを駆動するモータ（いず
れも図示を省略している）等からなる駆動装置によって
駆動され、その表面には常に帯電ローラ２が所定の圧力
で接触している。感光体１の回りには、帯電ローラ２の
他に、電位センサ（帯電電位検出手段）３，露光装置
（露光手段）４，現像器（現像手段）５，接触型の転写
装置（転写手段）６，クリーニングユニット７，除電ラ
ンプ８等が配設されている。

【００４１】そして、通常のコピー動作（画像形成）時
には、帯電ローラ２によって感光体１の表面を所定の電
位（例えば−８５０Ｖ）に一様に帯電させた後、その帯
電面を露光装置４からの原稿画像に応じた光によって露
光して静電潜像を形成し、その静電潜像を現像器５の現
像ローラ（現像スリーブ）５ａによってトナーを付着さ
せて顕像化する。

【００４２】一方、給紙カセット（図示せず）内の転写
紙を、所定のタイミングで回転する給紙ローラにより１
枚ずつ送り出し、それを図示しないレジストローラによ
り一旦停止させてタイミング調整を行なった後、感光体
１上のトナー像と一致する正確なタイミングで転写装置
６が設けられている転写部に向けて給送する。

【００４３】そして、その転写紙に転写装置６の無端ベ
ルト６ａによって転写バイアスを印加して上面側にトナ
ー像を転写し、それを感光体１から分離させて図示しな
い定着装置へ搬送して、その定着ローラによってトナー
像を熱定着した後に装置外部の排紙トレイ等へ排出させ
る。

【００４４】また、その転写終了後に感光体１上の残留
トナー及び紙粉等の異物を、クリーニングユニット７の
クリーニングブレード７ａ等によって取り除き、さらに
感光体１上の残留電位を除電ランプ８により取り除い
て、次の帯電ローラ２による帯電に備え、再び一連のコ
ピープロセスを繰り返す。

【００４５】電位センサ３は、帯電ローラ２による帯電
直後の感光体１の表面電位（帯電電位）を検出して制御
装置１１に知らせる。制御装置１１は汎用のマイクロコ
ンピュータを用いており、この複写機内の各部を制御す
る。この制御装置１１は、電位センサ３によって検出さ
れる帯電電位に基づいて直流高圧電源１２によって帯電
ローラ２に印加する直流電圧を制御する電圧制御手段と
しての機能も果たす。

【００４６】直流高圧電源１２は電圧印加手段であり、
所定のタイミングで帯電ローラ２の導電性芯金２ａに直
流電圧を印加し、感光体１の表面を一様に帯電させる。
１３はクリーニング部材（クリーニング手段）であり、
通常は帯電ローラ２から離間しており、所定のタイミン
グで帯電ローラ２に接触してその表面をクリーニングす
る。

【００４７】図２は、制御装置１１によるこの発明に係
わる処理動作の一例を示すフローチャートである。この
ルーチンは、図示しないスタートキーがＯＮになり、コ
ピー開始信号が入力された時にスタートし、まず直流高
圧電源１２により帯電ローラ２に予め設定（図示しない
メモリに記憶）されている直流電圧Ｖａ1 を印加させて
感光体１の表面を帯電させ、その帯電電位Ｖｄ1 を電位
センサ３により検出させる。

【００４８】次いで、直流高圧電源１２によって帯電ロ
ーラ２に予め設定された直流電圧Ｖａ2 （直流電圧Ｖａ
1 と電位が異なる）を印加させて感光体１の表面を帯電
させ、その帯電電位Ｖｄ2 を電位センサ３により検出さ
せた後、直流電圧Ｖａ1 ，Ｖａ2 と帯電電位Ｖｄ1 ，Ｖ
ｄ2 とに基づいて帯電効率を求め、その帯電効率に基づ
いて１枚目の転写紙に対するコピー動作時に帯電ローラ
２に印加する直流電圧（初期印加電圧）Ｖａを求めて設
定する。

【００４９】その後、直流高圧電源１２により帯電ロー
ラ２に直流電圧Ｖａを印加させて１枚目の転写紙に対す
るコピー動作を行ない、そのコピー動作が終了した時に
コピージョブが終了したか（操作部のテンキーによって
入力されたリピート枚数に達したか）否かを判断し、ま
だであれば再び直流高圧電源１２により帯電ローラ２に
直流電圧Ｖａを印加させて２枚目以降の転写紙に対する
コピー動作を行ない、コピージョブが終了した時に図２
の処理動作を終了する。

【００５０】このように、この実施形態の複写機では、
制御装置１１が、電位センサ３によって検出される感光
体１表面の帯電電位に基づいて直流高圧電源１２によっ
て帯電ローラ２に印加する直流電圧を制御するので、コ
ストをアップせずに、使用環境及び経時変化に係わら
ず、安定した帯電電位を得ることができる。

【００５１】なお、電位センサ３は、帯電ローラ２によ
る帯電位置と露光装置４による露光位置との間で感光体
１表面の帯電電位を検出するものであるため、コピー動
作時における露光装置４内の露光ランプのＯＮ／ＯＦＦ
に関係なく、感光体１表面の帯電電位を検出することが
できる。したがって、制御装置１１は以下に示すような
制御を行なうこともできる。

【００５２】すなわち、１枚目の転写紙に対するコピー
動作を開始させる前に、上述したようにそのコピー動作
時に帯電ローラ２に印加する直流電圧（初期印加電圧）
の値を設定し、コピー動作を開始した後、直流高圧電源
１２が帯電ローラ２に直流電圧（最初は初期印加電圧）
を印加している間、感光体１の表面の帯電電位が任意に
設定された範囲内になるように、常に電位センサ３によ
って検出される帯電電位によって直流高圧電源１２にフ
ィードバックをかけて帯電ローラ２への印加電圧を制御
する。それによって、常に安定した帯電電位を得ること
ができる。

【００５３】また、帯電ローラ２が１回転する間に電位
センサ３によって検出される感光体１表面の２点以上の
帯電電位の平均値によって直流高圧電源１２にフィード
バックをかけて帯電ローラ２への印加電圧を制御するこ
ともできる。この場合、電位センサ３による検出間隔を
帯電ローラ２が１回転する間に感光体１表面の帯電電位
を２点以上検出できる間隔にする。それによって、帯電
ローラ２の周方向でのバラツキを抑え、常に安定した帯
電電位を得ることができる。

【００５４】図３は、この発明の第２実施形態である複
写機の主要部の一例を示す概略構成図である。この複写
機は、像担持体であるドラム状の回転（回動）する感光
体２１に接触帯電部材である帯電ローラ２２を直接接触
させた状態で、そこに直流電圧を印加して感光体２１の
表面を所定の電位に一様に帯電する接触帯電方式の複写
機であり、感光体２１が矢示方向に所定の周速度で回転
し、それに帯電ローラ２２が接触しながら連れ回りによ
り矢示方向に等速で従動回転する。

【００５５】感光体２１は、ドラム駆動タイミングベル
ト，ドラム駆動プーリ，それらを駆動するモータ（いず
れも図示を省略している）等からなる駆動装置によって
駆動され、その表面には常に帯電ローラ２２が所定の圧
力で接触している。感光体２１の回りには、帯電ローラ
２２の他に、電位センサ（帯電電位検出手段）２３，露
光装置（露光手段）２４，現像器（現像手段）２５，接
触型の転写装置（転写手段）２６，クリーニングユニッ
ト２７，及び除電ランプ２８等が配設されている。

【００５６】そして、通常のコピー動作（画像形成）時
には、帯電ローラ２２によって感光体２１の表面を所定
の電位に一様に帯電させた後、その帯電面を露光装置２
４からの原稿画像に応じた光によって露光して静電潜像
を形成し、その静電潜像を現像器２５内の現像ローラ
（現像スリーブ）２５ａによってトナーを付着させて顕
像化する。

【００５７】一方、給紙カセット（図示せず）内の転写
紙を、所定のタイミングで回転する給紙ローラにより１
枚ずつ送り出し、それをレジストローラ２９により一旦
停止させてタイミング調整を行なった後、感光体２１上
のトナー像と一致する正確なタイミングで転写装置２６
が設けられている転写部に向けて給送する。

【００５８】そして、その転写紙に転写装置２６のバイ
アス印加ローラ２６ａにより無端ベルト２６ｂを介して
トナーと逆極性の転写バイアスを印加して上面側にトナ
ー像を転写し、それを感光体２１から分離させて定着装
置３０へ搬送して、その定着ローラ３０ａによってトナ
ー像を熱定着した後に装置外部の排紙トレイ等へ排出さ
せる。

【００５９】また、その転写終了後に感光体２１上の残
留トナー及び紙粉等の異物を、クリーニングユニット２
７のクリーニングブレード２７ａ等によって取り除き、
さらに感光体２１上の残留電位を除電ランプ２８により
取り除いて、次の帯電ローラ２２による帯電に備え、再
び一連のコピープロセスを繰り返す。

【００６０】ここで、帯電ローラ２２としては、例えば
図４に示すように、鉄等からなる導電性芯金２２ａ（φ
８）の外側に、エピクロロヒドリンゴムよりなる抵抗層
２２ｂ（厚さ３mm）を装着し、その抵抗層２２ｂ上にエ
ピクロロヒドリンゴム，ルミフロン，シリカよりなる表
面層２２ｃ（厚さ１０μｍ）を塗工した構成のものを用
いている。

【００６１】電位センサ２３は、帯電ローラ２２による
帯電直後の感光体２１の表面電位（帯電電位）を検出し
て制御装置３１に知らせる。３０ｂは定着装置３０内に
設けられたサーミスタ等の温度検出部（ローラ温度検出
手段）であり、ヒータが内蔵されている定着ローラ３０
ａの表面温度を検出して制御装置３１に知らせる。

【００６２】制御装置３１は汎用のマイクロコンピュー
タを用いており、この複写機内の各部を制御する。この
制御装置３１は、電位センサ２３によって検出される帯
電電位に基づいて直流高圧電源３２によって帯電ローラ
２２に印加する直流電圧を制御する電圧制御手段として
の機能も果たす。

【００６３】直流高圧電源３２は電圧印加手段であり、
所定のタイミングで帯電ローラ２２の導電性芯金２２ａ
に直流電圧を印加し、感光体２１の表面を一様に帯電さ
せる。３３はクリーニング部材（クリーニング手段）で
あり、通常は帯電ローラ２２から離間しており、所定の
タイミングで帯電ローラ２２に接触してその表面をクリ
ーニングする。

【００６４】図５は、温度別の帯電ローラ２２への印加
電圧と感光体２１表面の帯電電位との関係の一例を示す
線図である。但し、この場合の感光体２１の外径は１０
０mm、線速は２２０mm／sec である。図４に示したよう
な帯電ローラ２２の抵抗は使用環境（温度，湿度）によ
って変化(１０⁵〜１０⁷Ω程度)するため、その帯電特性
も図５に示すように使用環境によって大きく変動する。

【００６５】例えば、感光体２１表面の帯電電位を−８
５０（Ｖ）にする場合は、１０℃，１５％〜３０℃，９
０％の環境変動で帯電ローラ２２への印加電圧を約−２
０００（Ｖ）〜−１５００（Ｖ）に変化させる必要があ
る。しかし、どの使用環境においても帯電ローラ２２へ
の印加電圧と感光体２１表面の帯電電位との相関関係は
直線的に示される。

【００６６】したがって、非コピー動作（非画像形成）
時に直流高圧電源３２により帯電ローラ２２に複数の異
なる電位の直流電圧を順次印加させ、その各直流電圧の
印加時にそれぞれ電位センサ２３により感光体２１表面
の帯電電位を検出させることにより、上記相関関係（傾
き）を簡単に求めることができ、目標とする帯電電位を
得るために帯電ローラ２２に印加すべき直流電圧の値を
一義的に求めることができる。

【００６７】なお、例えば帯電ローラ２２の抵抗が電圧
依存性を高く示す場合、上記相関関係が直線的に示され
ない場合も考えられるが、このような場合は上記相関関
係が求められる（近似できる）範囲内で、非コピー動作
時に直流高圧電源３２によって帯電ローラ２２に複数の
異なる電位の直流電圧を順次印加させ、その各直流電圧
の印加時にそれぞれ電位センサ２３により感光体２１表
面の帯電電位を検出させるようにすればよい。

【００６８】図６は、制御装置３１によるこの発明に係
わる処理動作の一例を示すフローチャートである。この
ルーチンは、図示しないスタートキーがＯＮになり、コ
ピー開始信号が入力された時にスタートし、まずステッ
プ１でコピー動作を開始する前（非コピー動作時）に直
流高圧電源３２によって帯電ローラ２２に印加すべき２
つの異なる電位の直流電圧Ｖａ1 ＝Ｖａ＋５０，Ｖａ2
＝Ｖａ−５０を求める。なお、Ｖａは前回のコピー動作
時に帯電ローラ２２に印加した直流電圧であり、図示し
ないメモリに記憶されている。

【００６９】次に、ステップ２で直流高圧電源３２によ
って帯電ローラ２２に直流電圧Ｖａ1 を印加させて感光
体２１の表面を帯電させ、ステップ３でその帯電電位Ｖ
ｄ1を電位センサ２３により検出させ、さらにステップ
４で直流高圧電源３２によって帯電ローラ２２に直流電
圧Ｖａ2 を印加させて感光体２１の表面を帯電させ、ス
テップ５でその帯電電位Ｖｄ2 を電位センサ３により検
出させる。

【００７０】その後、ステップ６で直流電圧Ｖａ1 とＶ
ａ2 ，帯電電位Ｖｄ1 とＶｄ2 をそれぞれ比較し、その
いずれも一致した場合にはステップ８に進み、いずれか
一方でも一致しない場合にはステップ７に進むが、最初
はいずれも一致しないため、ステップ７で帯電ローラ２
２への印加電圧と感光体２１表面の帯電電位との相関関
係（傾き）である帯電効率Ａ＝（Ｖｄ1 −Ｖｄ2 ）／
（Ｖａ1 −Ｖａ2 ）を求める。

【００７１】次に、ステップ８でコピー動作時に直流高
圧電源３２により帯電ローラ２２に印加する直流電圧Ｖ
ａ＝１／Ａ（−８５０−Ｖｄ2 ）＋Ｖａ2 を求めて設定
（メモリに記憶）し、目標とする帯電電位が−８５０
（Ｖ）になるようにし、ステップ９で直流高圧電源３２
により帯電ローラ２２に直流電圧Ｖａを印加させて１枚
目の転写紙に対するコピー動作を行なう。

【００７２】上記コピー動作が終了すると、ステップ１
０でコピージョブが終了したか（操作部のテンキーによ
って入力されたリピート枚数に達したか）否かを判断し
て、終了した場合は図６の処理動作を終了し、まだであ
ればステップ１１で直流電圧Ｖａ2 をＶａ1 として、帯
電電位Ｖｄ2 をＶｄ1 としてそれぞれ設定し直す（メモ
リに記憶する）と共に、ステップ１２で直流電圧Ｖａを
Ｖａ2 として設定し直した後、ステップ４に戻って上述
と同様の処理を繰り返す。

【００７３】このように、この実施形態の複写機におい
ても、制御装置３１が、電位センサ２３によって検出さ
れる感光体２１表面の帯電電位に基づいて直流高圧電源
３２によって帯電ローラ２２に印加する直流電圧を制御
するので、前述の第１実施形態と同様にコストをアップ
せずに、使用環境及び経時変化に係わらず、安定した帯
電電位を得ることができる。

【００７４】また、上記電圧制御を行なう場合、非コピ
ー動作（非画像形成）時に直流高圧電源３２によって帯
電ローラ２２に複数の異なる電位の直流電圧を順次印加
させ、その各電位の直流電圧の印加時にそれぞれ電位セ
ンサ２３によって検出される各帯電電位とに基づいて帯
電ローラ２２への印加電圧と感光体２１表面の帯電電位
との相関関係（帯電効率）を求め、その関係に基づいて
コピー動作時に直流高圧電源３２によって帯電ローラ２
２に印加する直流電圧を値を設定するため、安定した帯
電電位を容易に得ることができる。

【００７５】さらに、１枚目の転写紙に対するコピー動
作を開始する直前と先行する転写紙に対するコピー動作
が終了してから後行する転写紙に対するコピー動作を開
始させる直前まで（紙間）に、電位センサ２３によって
検出される帯電電位に基づいて直流高圧電源３２によっ
て帯電ローラ２２に印加する直流電圧を制御するので、
１枚目の転写紙に対するコピー動作時より安定した帯電
電位を得ることができ、且つ１枚の転写紙に対するコピ
ー動作中の帯電電位の変化を確実に抑えることができ、
安定した高品位な画像を得ることができる。

【００７６】なお、１枚目の転写紙に対するコピー動作
を開始させる直前、あるいは先行する転写紙に対するコ
ピー動作が終了してから後行する転写紙に対するコピー
動作を開始させる直前までのいずれか一方の期間にの
み、電位センサ２３によって検出される帯電電位に基づ
いて直流高圧電源３２により帯電ローラ２２に印加する
直流電圧を制御するようにすることもできる。

【００７７】また、この複写機では、先行する転写紙に
対するコピー動作が終了してから後行する転写紙に対す
るコピー動作を開始させる直前までに、直流高圧電源３
２によって帯電ローラ２２に直流電圧Ｖａ2 を印加させ
て電位センサ２３により感光体２１表面の帯電電位Ｖｄ
2 を検出させ、前回検出された帯電電位Ｖｄ1 とに基づ
いて帯電効率を求めるようにしたが、次のようにしても
よい。

【００７８】すなわち、１枚目の転写紙に対するコピー
動作を開始させる直前と同様に、直流高圧電源３２によ
って帯電ローラ２２に直流電圧Ｖａ1 ，Ｖａ2 を順次印
加させ、その各電圧Ｖａ1 ，Ｖａ2 の印加時にそれぞれ
電位センサ２３により各帯電電位Ｖｄ1 ，Ｖｄ2 を検出
させ、その各帯電電位Ｖｄ1 ，Ｖｄ2 に基づいて帯電効
率を求めるようにする。

【００７９】次に、この発明の第３実施形態について説
明する。なお、ハード構成は第２実施形態の複写機と同
様なので、再び図３を使用する。図７及び図８は、第３
実施形態の複写機の制御装置３１によるこの発明に係わ
る処理の一例を示すフローチャートである。

【００８０】このルーチンはメインルーチンによりコー
ルされてスタートし、まずステップ２１で図示しないコ
ピーカウンタ（他のルーチンでコピー枚数をカウントす
るカウンタ）による積算コピー枚数が予め設定された枚
数Ｎ（例えば５００枚）に達しているか否かを判断し、
達していれば直ちにステップ２４へ進み、達していなけ
ればステップ２２で電源投入直後か否かを判断して、電
源投入直後でなければメインルーチンへリターンする。

【００８１】また、電源投入直後であれば、ステップ２
３で温度検出部３０ｂによって検出されている定着ロー
ラ３０ａの表面温度（定着ローラ温度）が予め定められ
た温度ｔ℃（例えば１５℃）以下か否かを判断して、温
度ｔ℃以下でなければそのままメインルーチンへリター
ンし、温度ｔ℃以下であればステップ２４で直流高圧電
源３２により帯電ローラ２２への直流電圧Ｖａ0 の印加
を開始して感光体２１の表面を帯電させる。

【００８２】ここで、帯電ローラ２２による帯電効率
は、低温環境時、つまりこの複写機が長時間放置された
後の電源投入時には図５に示したように低下するが、機
械動作時には機内温度（定着ローラ温度に比例する）に
左右される。したがって、上記電源投入時に直流高圧電
源３２による帯電ローラ２２への印加電圧を補正する必
要がある。また、Ｖａ0 は前回のコピー動作時に帯電ロ
ーラ２２に印加した直流電圧であり、図示しないメモリ
に記憶されている。

【００８３】続いて、ステップ２５で感光体２１表面の
帯電電位Ｖｄ0 を電位センサ２３により検出させて設定
（メモリに記憶）し、さらにステップ２６で帯電ローラ
２２が１回転するのに要する時間が経過した後に再度感
光体２１表面の帯電電位Ｖｄ0´ を電位センサ２３によ
り検出させて設定した後、ステップ２７で帯電電位Ｖｄ
0´ とＶｄ0 との差（｜Ｖｄ0´−Ｖｄ0｜）が５０
（Ｖ）以下か否かを判断する。

【００８４】そして、帯電電位Ｖｄ0´ とＶｄ0 との差
が５０（Ｖ）以下でなければ、ステップ３６で帯電ロー
ラ２２への直流電圧Ｖａ0 の印加開始時（電位センサ２
３による帯電電位の検出開始時）より所定時間（例えば
１分）が経過したか否かを判断し、経過していなければ
ステップ３７で帯電電位Ｖｄ0´ をＶｄ0 として設定し
直した後、ステップ２６に戻って上述と同様の処理を繰
り返す。

【００８５】また、帯電ローラ２２への直流電圧Ｖａ0
の印加開始時より所定時間が経過しても、帯電電位Ｖｄ
0´ とＶｄ0 との差が５０（Ｖ）以下にならない場合に
は、帯電電位Ｖｄ0´ がまだ収束していないものとみな
し、ステップ３８で図示しない操作部上の表示器に警告
表示を行なわせ（警告を発し）、ステップ３９で機械を
停止（コピー動作を禁止）させ、メインルーチンへリタ
ーンする。

【００８６】一方、帯電ローラ２２への直流電圧Ｖａ0
の印加開始時より所定時間が経過する前に、帯電電位Ｖ
ｄ0´ とＶｄ0 との差が５０（Ｖ）以下になった場合に
は、帯電電位Ｖｄ0´ が収束したものとみなし、ステッ
プ２８に進む。ここで、帯電電位Ｖｄ0´ が収束したか
否かを判断する理由は、例えばこの複写機を長時間放置
後動作させると、温度変動等による帯電ローラ２２の抵
抗の変化によって急激に帯電特性が変化する場合がある
からである。

【００８７】また、この例では電位センサ２３による帯
電電位Ｖｄ0´ の検出を、帯電ローラ２２が１回転する
のに要する時間が経過した後に行なわせるようにした
が、例えば感光体２１が１回転するのに要する時間等の
他の時間が経過した後に行なわせるようにしても構わな
い。

【００８８】ステップ２８では、収束した帯電電位Ｖｄ
0´ が適正範囲（例えば−７００Ｖ〜−１０００Ｖ）内
にあるか否かの判断を行ない、適内範囲内にない場合に
もステップ３８で操作部上の表示器に警告表示を行なわ
せた後、ステップ３９で機械を停止させてメインルーチ
ンへリターンし、適正範囲内にある場合には図８のステ
ップ２９でコピー動作時に直流高圧電源３２により帯電
ローラ２２に印加する直流電圧Ｖａ＝Ｖａ0 ＋１／Ａ
（Ｖｄ0´ −Ｖｓ）を求めて設定（メモリに記憶）す
る。

【００８９】次に、ステップ３０で直流高圧電源３２に
よって帯電ローラ２２に印加されている直流電圧Ｖａ0
をＶａに変更させ、ステップ３１で電位センサ２３によ
り感光体２１表面の帯電電位Ｖｄを検出させて設定し、
ステップ３２で帯電電位ＶｄとＶｓとの差（｜Ｖｄ−Ｖ
ｓ｜）が３０（Ｖ）以下か否かを判断する。なお、Ｖｓ
は目標とする（狙いの）帯電電位であり、メモリに記憶
されている。

【００９０】そして、帯電電位ＶｄとＶｓとの差が３０
（Ｖ）以下でない場合には、ステップ４０で帯電ローラ
２２への印加電圧と感光体２１表面の帯電電位との相関
関係（傾き）である帯電効率Ａ＝（Ｖｄ0´−Ｖｄ）／
（Ｖａ0−Ｖａ）を求め、ステップ４１で直流電圧Ｖａ
をＶａ0 として、帯電電位ＶｄをＶｄ0´ としてそれぞ
れ設定し直した後、ステップ２９に戻って上述と同様の
処理を行なう。

【００９１】また、帯電電位ＶｄとＶｓとの差が３０
（Ｖ）以下の場合には、ステップ３３で直流高圧電源３
２による帯電ローラ２２への直流電圧Ｖａの印加を停止
させ、ステップ３４で直流電圧ＶａをＶａ0 として設定
し直した後、ステップ３５で上述したコピーカウンタを
「０」にリセットし、メインルーチンへリターンする。

【００９２】このように、この実施形態の複写機におい
ても、制御装置３１が、電位センサ２３によって検出さ
れる感光体２１表面の帯電電位に基づいて直流高圧電源
３２によって帯電ローラ２２に印加する直流電圧を制御
するので、前述の第１，第２実施形態と同様にコストを
アップせずに、使用環境及び経時変化に係わらず、安定
した帯電電位を得ることができる。

【００９３】また、上記電圧制御を行なう場合、所定の
タイミングで直流高圧電源３２によって帯電ローラ２２
に所定の直流電圧を印加させて電位センサ２３によって
検出される感光体２１表面の帯電電位が収束した後、直
流高圧電源３２によって帯電ローラ２２に印加されてい
る直流電圧を変更させて電位センサ２３によって感光体
２１表面の帯電電位を検出させ、その変更前後の帯電ロ
ーラ２２への各印加電圧と各帯電電位とに基づいてその
印加電圧と帯電電位との相関関係（帯電効率）を求め、
その関係に基づいてコピー動作時に直流高圧電源３２に
よって帯電ローラ２２に印加する直流電圧の値を設定す
るため、安定した帯電電位を容易に得ることができる。

【００９４】さらに、上記収束した帯電電位が適正範囲
内にない場合と、帯電ローラ２２に所定の直流電圧が印
加されてから所定時間経過しても電位センサ２３によっ
て検出される帯電電位が収束しない場合に、警告を発し
てコピー動作を禁止するので、電位センサ２３や直流高
圧電源３２の故障等の異常時における誤動作を防止する
ことができる。

【００９５】さらにまた、電源投入時に、温度検出部３
０ｂによる検出温度が予め定められた温度以下の場合に
上述した電圧制御を行なうため、環境変動の大きい電源
投入時、特に低温環境時における帯電電位の変動を確実
に抑えて安定した画像を得ることができる。

【００９６】なお、上記収束した帯電電位が適正範囲内
にない場合、あるいは帯電ローラ２２に所定の直流電圧
が印加されてから所定時間経過しても帯電電位検出手段
によって検出される帯電電位が収束しない場合のいずれ
かにのみ、警告を発して作像を禁止することもできる。

【００９７】また、前述した第２及び第３実施形態の複
写機では、電位センサ２３により感光体２１の露光前の
表面電位（帯電電位）のみを検出するようにしたが、露
光後の表面電位も検出し、現像ローラ２５ａに現像バイ
アスを印加する電源あるいはバイアス印加ローラ２６ａ
に転写バイアスを印加する電源等にもフィードバックを
かけ、現像バイアスあるいは転写バイアスを制御するよ
うにしてもよい。

【００９８】図９は、この発明の第４実施形態である複
写機の主要部の一例を示す概略構成図である。この複写
機は、像担持体であるドラム状の回転する感光体４１に
接触帯電部材である帯電ローラ４２を直接接触させた状
態で、そこに直流電圧を印加して感光体４１の表面を所
定の電位に一様に帯電する接触帯電方式の複写機であ
り、感光体４１が矢示方向に所定の周速度で回転し、そ
れに帯電ローラ４２が接触しながら連れ回りにより矢示
方向に等速で従動回転する。

【００９９】感光体４１は、ドラム駆動タイミングベル
ト，ドラム駆動プーリ，それらを駆動するモータ等から
なる感光体駆動装置４３によって駆動され、その表面に
は常に帯電ローラ４２が導電性加圧バネ５１の付勢力に
より、例えば１０ｇ／cmの圧力で接触している。感光体
４１の回りには、帯電ローラ４２の他に、電位センサ
（帯電電位検出手段）４４，露光装置（露光手段）４
５，現像器（現像手段）４６，転写分離装置（転写手
段）４７，クリーニングユニット４８等が配設されてい
る。

【０１００】そして、通常のコピー動作（画像形成）時
には、帯電ローラ４２によって感光体４１の表面を所定
の電位に一様に帯電させた後、その帯電面を露光装置４
５からの原稿画像に応じた光によって露光して静電潜像
を形成し、その静電潜像を現像器４６内の現像ローラ
（現像スリーブ）４６ａによってトナーを付着させて顕
像化する。

【０１０１】一方、給紙カセット（図示せず）内の転写
紙Ｐを、所定のタイミングで回転する給紙ローラにより
１枚ずつ送り出し、それをレジストローラ４９とそれに
圧接回転する加圧ローラ５０との間で一旦停止させてタ
イミング調整を行なった後、感光体４１上のトナー像と
一致する正確なタイミングで転写分離装置４７が設けら
れている転写部に向けて給送する。

【０１０２】そして、その転写紙Ｐに転写分離装置４７
によって転写バイアスを印加して上面側にトナー像を転
写し、それを感光体４１から分離させて図示しない定着
装置へ搬送して、その定着ローラによってトナー像を熱
定着した後に装置外部の排紙トレイ等へ排出させる。

【０１０３】また、その転写終了後に感光体４１上の残
留トナー及び紙粉等の異物を、クリーニングユニット４
８のクリーニングブレード４８ａ等によって取り除き、
さらに感光体４１上の残留電位を図示しない除電ランプ
により取り除いて、次の帯電ローラ４２による帯電に備
え、再び一連のコピープロセスを繰り返す。

【０１０４】帯電ローラ４２は、鉄等からなる導電性芯
金５２の外側に、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレン
ジェンの３元共重合対）による導電性ゴムローラ部５３
を一体に装着したものであり、その導電性芯金５２の両
端が導電性軸受５４でそれぞれ回転自在に支持され、そ
の導電性軸受５４が導電性加圧バネ５１によって感光体
４１の方向に付勢されて、その帯電ローラ４２の軸線が
感光体４１の軸線に平行する状態で感光体４１の表面に
接している。

【０１０５】電位センサ４４は、帯電ローラ４２による
帯電直後の感光体４１の表面電位（帯電電位）を検出し
て制御装置６０に知らせる。制御装置６０は、各種判断
及び処理を行なうＣＰＵ（中央処理装置），それを動作
させるための制御プログラムを含む各種固定データを格
納したＲＯＭ，各種データを一時的に記憶するＲＡＭ，
データの入出力を司る入出力ポート等からなる汎用のマ
イクロコンピュータを用いている。

【０１０６】この制御装置６０は、図示しない操作部上
のスタートキー６１が押下された時に、感光体ドライバ
６２を介して感光体駆動装置４３を駆動制御し、感光体
４１及びレジストローラ４９を含む各ローラの回転を所
定のタイミングで開始又は停止させるなど、この複写機
全体を統括的に制御する。したがって、この制御装置６
０は、電位センサ４４によって検出される帯電電位に基
づいて直流高圧電源６３によって帯電ローラ４２に印加
する直流電圧を制御する電圧制御手段としての機能も果
たす。

【０１０７】直流高圧電源６３は電圧印加手段であり、
所定のタイミングで導電性加圧バネ５１及び導電性軸受
５４を介して帯電ローラ４２の導電性芯金５２に帯電バ
イアス（直流電圧）を印加し、感光体４１の表面を一様
に帯電させる。６４はクリーニング部材（クリーニング
手段）であり、通常は帯電ローラ４２から離間してお
り、所定のタイミングで帯電ローラ４２に接触してその
表面をクリーニングする。

【０１０８】図１０は、帯電ローラ４２の表面温度と感
光体４１の表面を−９００Ｖに帯電させるための帯電ロ
ーラ４２への印加電圧との関係の一例を示す線図であ
る。帯電ローラ４２は導電性ゴムを使用しているため、
温度によって抵抗値が大きく変化し、低温では抵抗値が
大きくなるため、帯電ローラ４２に印加する直流電圧を
大きくする必要がある。

【０１０９】特に、２０℃以下では温度に対する帯電ロ
ーラ４２への印加電圧の変化が大きく（傾きが急であ
る）、１℃の変化に対して帯電電位が５０Ｖ以上変化す
る。一般に、帯電電位が５０Ｖも変動すると、画像濃度
が変化してしまい、安定した画像は得られなくなる。

【０１１０】そこで、この複写機の制御装置６０は、電
位センサ４４によって検出される帯電電位に基づいて直
流高圧電源６３によって帯電ローラ４２に印加する直流
電圧を制御し、安定した帯電電位を得られるようにす
る。なお、帯電ローラ４２の表面温度を検知するための
手段（センサ等）を搭載し、その検知温度に応じて帯電
ローラ４２への印加電圧を制御することが考えられる
が、その検知温度誤差を１℃以内にすることは非常に難
しい。

【０１１１】図１１は、この複写機におけるリピート
（連続）コピー動作の一例を示すタイミングチャートで
ある。スタートキー６１が押下（スタートキーＯＮ）さ
れると、制御装置６０は直流高圧電源６３によって帯電
ローラ４２に所定の直流電圧の印加を開始させて感光体
４１表面を帯電（帯電ＯＮ）させると同時に、電位セン
サ４４をＯＮ状態にして感光体４１表面の帯電電位を検
出可能にする。

【０１１２】その後、１枚目の転写紙に対するコピー動
作を開始させる直前、すなわち露光装置４５内の露光ラ
ンプをＯＮ状態にする（感光体４１表面を原稿画像に応
じて露光する）前に、電位センサ４４によって感光体４
１表面の帯電電位を検出させ、その電位が基準電位（目
標電位）と等しくなるように直流高圧電源６３によって
帯電ローラ４２に印加する直流電圧を制御する。

【０１１３】その後、所定のタイミングで１枚目の転写
紙に対するコピー動作を開始させる。すなわち、まず露
光装置４５内の露光ランプをＯＮ状態にし、続いてキャ
リッジモータをＯＮにして露光ランプ及びミラーを搭載
したキャリッジを移動させて原稿の画像面全体を照明
し、その画像面からの反射光によって感光体４１の帯電
面を露光してそこに原稿画像に応じた静電潜像を形成さ
せ、以後前述した現像，転写，定着のコピープロセスを
行なわせる。

【０１１４】そして、１枚目の転写紙に対するコピー動
作が終了すると、２枚目以降の転写紙に対しても上述と
同様のコピー動作を行なわせる。また、そのコピー動作
中に所定の間隔で電位センサ４４によって感光体４１表
面の帯電電位を検出させ、その電位が基準電位と等しく
なるように直流高圧電源６３によって帯電ローラ４２に
印加する直流電圧を制御する。

【０１１５】図１２は、表面温度が３５℃の帯電ローラ
４２への印加電圧と感光体４１表面の帯電電位との関係
の一例を示す線図である。この図を見て分かるように、
直流高圧電源６３による帯電ローラ４２への直流電圧の
印加開始（感光体４１表面の帯電開始）以降は、その印
加電圧の増加に比例して感光体４１表面の帯電電位も増
加していく。ところが、帯電ローラ４２の使用回数（コ
ピー枚数）が増え、その表面がトナー等によって汚れる
と、新品時に比べて帯電効率（帯電電位／印加電圧×１
００）が低下する。つまり、同じ印加電圧に対して帯電
電位が低下する。

【０１１６】例えば、感光体４１表面の帯電電位を−９
００Ｖにするのに必要な帯電ローラ４２への印加電圧
は、その帯電ローラ２２が新品の時点で約１５３０Ｖ
（帯電効率５８.８％）であるが、１０万枚のコピーに
使用された時点では約１５８０Ｖ（帯電効率５６.９
％）となる。なお、帯電ローラ２２の表面温度を３５
℃としているが、これは３０℃以上あれば帯電ローラ２
２への印加電圧が略安定するためである（図１０参
照）。

【０１１７】したがって、帯電効率の低下量から帯電ロ
ーラ４２のクリーニング時期を判断することができる。
但し、帯電効率は、機械が安定して機内温度が上昇した
後、帯電ローラ４２の表面温度が３０℃以上になった時
に算出しなければ、正しい値は得られない。

【０１１８】図１３は、制御装置６０によるこの発明に
係わる処理動作の一例を示すフローチャートである。こ
のルーチンは図示しないメインルーチンによりコールさ
れてスタートし、まずステップ５１で帯電ローラ４２の
表面温度（帯電ローラ温度）が３０℃以上か否かを判断
する。

【０１１９】ここで、帯電ローラ４２の近傍に温度検出
部（サーミスタ等）を設置することにより帯電ローラ温
度を直接検出したり、あるいは定着ローラの近傍に設置
されている温度検出部によって検出される定着ローラの
表面温度に基づいて帯電ローラ温度を推測することによ
り、帯電ローラ温度が３０℃以上か否かを判断すること
ができる。

【０１２０】そして、帯電ローラ温度が３０℃以上ない
場合には、そのままメインルーチンへリターンするが、
３０℃以上あればステップ５２で交換フラグが“０”か
否かを判断し、“０”でなければやはりそのままメイン
ルーチンへリターンする。ここで、交換フラグは、帯電
ローラ４２が新たなものに交換された場合、その後の電
源投入により図示しない他のルーチンによって“０”に
リセットされる。

【０１２１】交換フラグが“０”の場合には、ステップ
５３で直流高圧電源６３により帯電ローラ４２への所定
の直流電圧の印加を開始させて感光体４１の表面を帯電
させ、ステップ５４で感光体４１表面の帯電電位を電位
センサ４４により検出させ、ステップ５５で上記印加電
圧及び帯電電位に基づいて帯電効率を求めて図示しない
メモリに記憶する。

【０１２２】次に、ステップ５６で図示しない算出回数
カウンタ（帯電効率の算出回数をカウントするカウン
タ）をインクリメント（＋１）し、ステップ５７で算出
回数カウンタによる帯電効率算出回数が１０回に達した
か否かを判断して、１０回に達していなければステップ
５４に戻って上述の処理を繰り返し、１０回に達した時
にステップ５８で直流高圧電源６３による帯電ローラ４
２への直流電圧の印加を停止させる。

【０１２３】その後、ステップ５９で算出回数カウンタ
を「０」にリセットし、ステップ６０でメモリ内の各帯
電効率の平均値（初期平均値）を算出してメモリに記憶
した後、ステップ６１で交換フラグを“１”にセット
し、メインルーチンへリターンする。

【０１２４】図１４は、制御装置６０によるこの発明に
係わる処理動作の他の例を示すフローチャートである。
このルーチンもメインルーチンによりコールされてスタ
ートし、まずステップ７１で直流高圧電源６３による帯
電ローラ４２への直流電圧の印加により感光体４１の表
面が帯電中（コピー動作中）か否かを判断する。

【０１２５】そして、感光体４１の表面が帯電中でない
場合には、そのままメインルーチンへリターンするが、
帯電中あればステップ７２で交換フラグが“１”か否か
を判断して、“１”でなければやはりそのままメインル
ーチンへリターンし、“１”であればステップ７３で図
示しないコピーカウンタ（他のルーチンでコピー枚数を
カウントするカウンタ）による積算コピー枚数が予め設
定された枚数Ｎ（例えば５００枚）に達しているか否か
を判断する。

【０１２６】そして、コピーカウンタによる積算コピー
枚数が枚数Ｎに達していない場合には、そのままメイン
ルーチンへリターンし、達した場合にはステップ７４で
感光体４１表面の帯電電位を電位センサ４４により検出
させ、ステップ７５で上記印加電圧及び帯電電位に基づ
いて帯電効率を求めた後、ステップ７６でその値が初期
平均値より１％以上低いか（減少したか）どうかを判断
し、１％以上も低くなければステップ８０へ進む。

【０１２７】また、上記帯電効率が初期平均値より１％
以上低い場合には、ステップ７７で図示しない帯電効率
減少カウンタ（ステップ７５で算出される帯電効率が初
期平均値より１％以上減少する回数をカウントする）に
よる帯電効率減少回数が１０回に達したか否かを判断し
て、１０回に達していなければステップ７４に戻って上
述の処理を繰り返し、１０回に達した時にステップ７９
でクリーニングフラグを“１”にセットした後、ステッ
プ８０で帯電効率減少カウンタをリセットし、メインル
ーチンへリターンする。

【０１２８】図１５は、制御装置６０によるこの発明に
係わる処理動作のさらに他の例を示すフローチャートで
ある。このルーチンもメインルーチンによりコールされ
てスタートし、まず直流高圧電源６３による帯電ローラ
４２への直流電圧の印加により感光体４１の表面が帯電
中（コピー動作中）か否かを判断する。

【０１２９】そして、感光体４１の表面が帯電中の場合
には、そのままメインルーチンへリターンするが、帯電
中でない場合にはクリーニングフラグが“１”か否かを
判断して、“１”でない場合にはやはりそのままメイン
ルーチンへリターンし、“１”であればクリーニング部
材６４を帯電ローラ４２の表面に接触させてその表面を
クリーニングした後、クリーニングフラグを“０”にリ
セットし、メインルーチンへリターンする。

【０１３０】このように、この実施形態の複写機におい
ても、制御装置６０が、電位センサ４４によって検出さ
れる感光体４１表面の帯電電位に基づいて直流高圧電源
６３によって帯電ローラ４２に印加する直流電圧を制御
するので、前述の第１〜第３実施形態と同様にコストを
アップせずに、使用環境及び経時変化に係わらず、安定
した帯電電位を得ることができる。

【０１３１】特に、複数枚の転写紙に対する連続（リピ
ート）コピー動作を行なう場合、制御装置６０は、１枚
目の転写紙に対するコピー動作を開始させる直前に、電
位センサ４４によって検出される帯電電位が基準電圧と
等しくなるように直流高圧電源６３によって帯電ローラ
４２に印加する直流電圧を制御し、その後所定の間隔で
電位センサ４４によって検出される帯電電位が基準電圧
と等しくなるように直流高圧電源６３によって帯電ロー
ラ４２に印加する直流電圧を制御するので、連続コピー
中も常に安定した帯電電位を得ることができ、濃度変動
等の異常がない安定した良質の画像を得ることができ
る。

【０１３２】また、電位センサ４４による検出結果（帯
電ローラ４２の汚れ具合に対応する）に応じてクリーニ
ング部材６４により帯電ローラ４２をクリーニングする
（そのクリーニングを最小且つ最適に行なう）ので、帯
電ローラ４２及びクリーニング部材６４の双方の劣化を
最小限に抑えることができ、経時においても帯電効率及
び画像品質の低下を確実に防止することができる。

【０１３３】ここで、クリーニング部材としては、一般
にフェルト材やスポンジ材を用いたものが主流であり、
このクリーニング部材を帯電ローラの表面に接触させた
状態のまま、あるいは一定間隔で接触及び離間させるこ
とにより、帯電ローラの表面をクリーニングするように
している。しかし、そのようにすると、クリーニング部
材と帯電ローラの双方の耐久性に問題があり、かえって
黒スジやムラの原因となってしまう。

【０１３４】なお、この複写機の制御装置６０は、所定
の間隔で電位センサ４４によって検出される帯電電位が
基準電圧と等しくなるように直流高圧電源６３によって
帯電ローラ４２に印加する直流電圧を制御するようにし
たが、直流高圧電源６３によって帯電ローラ４２に直流
電圧が印加されている間、常に電位センサ４４によって
検出される帯電電位が基準電位と等しくなるように直流
高圧電源６３によって帯電ローラ４２に印加する直流電
圧を制御するようにすることもできる。

【０１３５】また、図１５の最初のステップで感光体４
１の表面が帯電中か否かの判断を行なうようにしたが、
その判断を電源投入直後か否かの判断に代え、例えば図
１４のステップ７９でクリーニングフラグが“１”にな
った日以降の日の電源投入直後（複写機を使用する前）
に帯電ローラ４２をクリーニングするようにしてもよ
い。

【０１３６】さらに、第１〜第３実施形態の複写機で
は、帯電ローラのクリーニングについては殆ど説明して
いないが、第４実施形態の複写機と同様に、電位センサ
による検出結果に応じてクリーニング部材により帯電ロ
ーラをクリーニングするようにすればよい。

【０１３７】さらにまた、第１〜第４実施形態の複写機
では、電位センサを感光体の表面に対向して設置した
が、帯電ローラの表面に対向して設置するようにしても
よい。帯電ローラの表面電位を電位センサによって直接
検出することにより、一層安定した帯電電位を得ること
ができ、帯電電位の制御及び帯電効率による制御に有効
である。

【０１３８】以上、この発明を帯電ローラを用いた複写
機に適用した実施形態について説明したが、この発明は
これに限らず、帯電ローラ以外の接触帯電部材を用いた
複写機には勿論、帯電ローラ等の接触帯電部材を用いた
レーザプリンタ，ＬＥＤプリンタ等のプリンタやファク
シミリ装置等の各種画像形成装置に適用し得るものであ
る。

【０１３９】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明の画
像形成装置によれば、安価な直流高圧電源を用い、使用
環境及び経時変化に係わらず、安定した帯電電位を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態である複写機の主要部
の一例を示す概略構成図である。

【図２】図１に示した制御装置１１によるこの発明に係
わる処理動作の一例を示すフロー図である。

【図３】この発明の第２実施形態である複写機の主要部
の一例を示す概略構成図である。

【図４】図３に示した帯電ローラ２２の構成例を示す断
面図である。

【図５】同じく温度別の帯電ローラ２２への印加電圧と
感光体２１表面の帯電電位との関係の一例を示す線図で
ある。

【図６】同じく制御装置３１によるこの発明に係わる処
理動作の一例を示すフロー図である。

【図７】この発明の第３実施形態の複写機におけるこの
発明に係わる処理の一例を示すフロー図である。

【図８】その続きの処理を示すフロー図である。

【図９】この発明の第４実施形態である複写機の主要部
の一例を示す概略構成図である。

【図１０】図９に示した帯電ローラ４２の表面温度と感
光体４１の表面を−９００Ｖに帯電させるための帯電ロ
ーラ４２への印加電圧との関係の一例を示す線図であ
る。

【図１１】同じく複写機におけるリピーコピー動作の一
例を示すタイミング図である。

【図１２】同じく表面温度が３５℃の帯電ローラ４２へ
の印加電圧と感光体４１表面の帯電電位との関係の一例
を示す線図である。

【図１３】同じく制御装置６０によるこの発明に係わる
処理動作の一例を示すフロー図である。

【図１４】同じく制御装置６０によるこの発明に係わる
処理動作の他の例を示すフロー図である。

【図１５】同じく制御装置６０によるこの発明に係わる
処理動作のさらに他の例を示すフロー図である。

【符号の説明】

１，２１，４１：感光体２，２２，４２：帯電ローラ２ａ，２２ａ，５２：導電性芯金３，２３，４４：電位センサ４，２４，４５：露光装置１１，３１，６０：制御装置１２，３２，６３：直流高圧電源３０ａ：定着ローラ３０ｂ：温度検出部１３，３３，６４：クリーニング部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村石貴也東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者横山雅人東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者内田俊之東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者宮下義明東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者徳橋正樹東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回動する感光体と、該感光体に接触して
その表面を一様に帯電させる接触帯電部材と、該接触帯
電部材によって帯電された前記感光体の表面を露光して
静電潜像を形成する露光手段と、その静電潜像をトナー
を付着させて顕像化する現像手段と、その顕像化された
トナー像を転写紙に転写する転写手段とを備えた画像形
成装置において、前記接触帯電部材に直流電圧を印加する電圧印加手段
と、前記感光体表面の帯電電位を検出する帯電電位検出
手段と、該手段によって検出される帯電電位に基づいて
前記電圧印加手段によって前記接触帯電部材に印加する
直流電圧を制御する電圧制御手段とを設けたことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、前記帯電電位検出手段が、前記接触帯電部材による帯電
位置と前記露光手段による露光位置との間で前記感光体
表面の帯電電位を検出する手段であり、前記電圧制御手段が、前記電圧印加手段が前記接触帯電
部材に直流電圧を印加している間、常に前記帯電電位検
出手段によって検出される帯電電位によって前記電圧印
加手段にフィードバックをかけて印加電圧を制御する手
段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１記載の画像形成装置において、前記接触帯電部材が帯電ローラであり、前記電圧制御手段が、前記帯電ローラが１回転する間に
前記帯電電位検出手段によって検出される前記感光体表
面の２点以上の帯電電位の平均値によって前記電圧印加
手段にフィードバックをかけて印加電圧を制御する手段
であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１記載の画像形成装置において、前記電圧制御手段が、非画像形成時に前記電圧印加手段
によって前記接触帯電部材に複数の異なる電位の直流電
圧を順次印加させ、その各電位の直流電圧の印加時にそ
れぞれ前記帯電電位検出手段によって検出される各帯電
電位とに基づいて前記接触帯電部材への印加電圧と前記
感光体表面の帯電電位との相関関係を求め、その関係に
基づいて画像形成時に前記電圧印加手段によって前記接
触帯電部材に印加する直流電圧の値を設定する印加電圧
設定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項１記載の画像形成装置において、前記電圧制御手段が、１枚目の転写紙に対する画像形成
の開始直前に、前記帯電電位検出手段によって検出され
る帯電電位に基づいて前記電圧印加手段によって前記接
触帯電部材に印加する直流電圧を制御する手段であるこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項１記載の画像形成装置において、前記電圧制御手段が、先行する転写紙に対する画像形成
が終了してから後行する転写紙に対する画像形成の開始
直前までに、前記帯電電位検出手段によって検出される
帯電電位に基づいて前記電圧印加手段によって前記接触
帯電部材に印加する直流電圧を制御する手段であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項７】請求項１記載の画像形成装置において、前記電圧制御手段が、所定のタイミングで前記電圧印加
手段によって前記接触帯電部材に所定の直流電圧を印加
させて前記帯電電位検出手段によって検出される前記感
光体表面の帯電電位が収束した後、前記電圧印加手段に
よって前記接触帯電部材に印加されている直流電圧を変
更させて前記帯電電位検出手段によって前記感光体表面
の帯電電位を検出させ、その変更前後の前記接触帯電部
材への各印加電圧と各帯電電位とに基づいて該印加電圧
と帯電電位との相関関係を求め、その関係に基づいて画
像形成時に前記電圧印加手段によって前記接触帯電部材
に印加する直流電圧の値を設定する印加電圧設定手段を
有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】請求項７記載の画像形成装置において、前記収束した帯電電位が適正範囲内にない場合には、警
告を発して画像形成を禁止する手段を設けたことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項９】請求項７記載の画像形成装置において、前記接触帯電部材に所定の直流電圧が印加されてから所
定時間経過しても前記帯電電位検出手段によって検出さ
れる帯電電位が収束しない場合には、警告を発して画像
形成を禁止する手段を設けたことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項１０】請求項１記載の画像形成装置におい
て、前記感光体から転写紙上に転写されたトナー像を熱定着
する定着ローラの表面温度を検出するローラ温度検出手
段を備え、前記電圧制御手段が、電源投入時に、前記ローラ温度検
出手段による検出温度が予め定められた温度以下の場合
に前記電圧制御を行なうようにしたことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項１１】請求項１記載の画像形成装置におい
て、前記電圧制御手段が、１枚目の転写紙に対する画像形成
直前に、前記帯電電位検出手段によって検出される帯電
電位が基準電圧と等しくなるように前記電圧印加手段に
よって前記接触帯電部材に印加する直流電圧を制御する
手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】請求項１記載の画像形成装置におい
て、前記電圧制御手段が、複数の転写紙に対する連続画像形
成中に所定の間隔で前記帯電電位検出手段によって検出
される帯電電位が基準電圧と等しくなるように前記電圧
印加手段によって前記接触帯電部材に印加する直流電圧
を制御する手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】請求項１記載の画像形成装置におい
て、前記電圧制御手段が、前記電圧印加手段によって前記接
触帯電部材に直流電圧が印加されている間、常に前記帯
電電位検出手段によって検出される帯電電位が基準電圧
と等しくなるように前記電圧印加手段によって前記接触
帯電部材に印加する直流電圧を制御する手段であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】請求項１乃至１３のいずれか一項に記
載の画像形成装置において、前記接触帯電部材の表面をクリーニングするクリーニン
グ部材と、前記帯電電位検出手段による検出結果に応じ
て前記クリーニング部材により前記接触帯電部材をクリ
ーニングする手段とを設けたことを特徴とする画像形成
装置。