JPH10198129A - 帯電方法と帯電装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機感光体においては、削れ量と低湿度環境
における帯電不良、アモルファスシリコン感光体やＯＣ
Ｌ有機感光体においては、高湿度環境における画像不良
と低湿度環境における帯電不良という互いに相反する課
題があった。 【解決手段】 帯電体の近傍若しくは被帯電体の近傍の
湿度変化に応じて、帯電体に流れる交流電流を逓減また
は逓増し、この逓減または逓増前後における直流電流が
同等になるように直流電圧を制御するように構成した帯
電方法と帯電装置および該帯電装置を適用した画像形成
装置を得るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば被帯電体と
しての像担持体（電子写真感光体・静電記録誘導体等）
の表面を帯電処理（除電処理も含む）する帯電方法と帯
電装置および、この帯電装置を用いた電子写真装置（複
写機・光プリンタ等）、静電記録装置等の画像形成装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置において、
増担持体を帯電処理する帯電装置としては、コロナ放電
を用いたコロナ帯電方式は、放電時に好ましくないオゾ
ンを大量に発生すること、また、電源に高圧が必要なこ
と等のため、その対処手段あるいは機構を必要とし、装
置が大型化、高コスト化した。そのため、近年は、低電
力化が図れ、オゾンの発生の極めて少ない接触帯電方式
が実用化されている。

【０００３】この接触帯電方式は、帯電手段を被帯電手
段に直接当接あるいは近接させて配設し、帯電手段に電
圧を印加することにより、像担持体としてのローラ状の
感光体（以下、感光体と称する）の表面を帯電処理（除
電処理）する方式である。

【０００４】例えば、本出願人が先に提案（特願昭６２
−５４１９２号・同６２−２３０３３４号など）した接
触式帯電装置においては、直流電圧を帯電体としての帯
電部材に印加したときの感光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、時間都
ともに電圧が周期的に変化する電界（電圧））を帯電部
材と感光体との間に形成すること、さらには表層に高抵
抗層を設けた帯電部材を用いることにより、感光体の帯
電均一性、感光体表面のピンホール・傷等によりリーク
防止等を図ることができる。

【０００５】また、特願昭６３−９７５３２号として提
案した接触式帯電装置においては、帯電部材に交流電圧
と直流電圧とを重畳した電圧を印加し該交流電圧を所定
の電流値に定電流制御することにより、環境条件が変化
して帯電部材の抵抗、容量が変わっても感光体に対する
リークを防ぐと共に帯電不良を起こすことなく、均一で
安定した帯電を行うことができる。

【０００６】図４は従来の接触式帯電装置の一例を示す
概略構成の横断面図である。

【０００７】４１は被帯電体としての回転ドラム型の電
子写真感光体（以下、感光体と記す）である。この感光
体４１はアルミニウム等の導電性基層４１ｂと、その外
面に形成した光導電層４１ａとを基本構成体とする。

【０００８】４２は帯電体としてのローラ型の帯電部材
（以下、帯電ローラと記す）である。この帯電ローラ４
２は中心の芯金４２ｃと、その外周に形成した導電層４
２ｂと、更にその外周に形成した抵抗層４２ａとを基本
構成体とし、芯金４２ｃの両端部を不図示の軸受け部材
に回転自由に軸受けさせて、感光体４１に並行して配置
して不図示の押圧手段で該感光体面に所定の押圧力で圧
接され、感光体４１の回転駆動に伴い従動回転する。ま
た、ギア等の動力伝達部材を芯金４２ｃの端部に取り付
け、モータから駆動力を伝達させて感光体４１と同方向
または逆方向に相対的に外部駆動させることも可能であ
る。

【０００９】また、帯電ローラ４２は図示例では感光体
１に対し接触式であるが、非接触式であってもよい。す
なわち、帯電ローラ４２の外縁部にコロ等を設け、感光
体４１とある距離をもって近接させる場合であっても効
果は同じである。この非接触式帯電においても、帯電ロ
ーラの軸端部にギア等を設け、外部駆動させてもよい。

【００１０】４３は帯電ローラ４２に対するバイアスを
印加する電源であり、この電源４３と帯電ローラ４２の
芯金４２ｃとが電気的に接続されており、電源４３より
帯電ローラ４２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。

【００１１】そして、感光体４１が回転駆動すると、こ
の感光体４１に圧接され且つバイアス電圧が印加された
帯電ローラ４２により該感光体の外周面が所定の極性・
電位に帯電処理される。

【００１２】なお、感光体４１の周囲・周辺には帯電ロ
ーラ４２の他に露光手段・現像手段・クリーニング手
段、画像定着手段等の所要の画像形成プロセス手段が配
設されて画像形成装置が構成されているが、この図には
それらの画像形成プロセス手段を省略してある。

【００１３】この画像形成装置は画像形成回数が増加す
るに従い、感光体１の外周面の光電動層がクリーニング
手段のクリーニングブレードや現像剤などにより削ら
れ、感光体の厚み（層圧、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。また、感光
体の寿命は膜厚に大きく依存するため、削れ量の多い感
光体は必然的に寿命が短くなる。

【００１４】この感光体１の削れは、帯電ローラ２に直
流電圧と交流電圧を重畳させて帯電を行う場合において
は、その帯電ローラ２に流れる交流電流量に依存し、交
流電流量が増えるほど削れ量も増えることが分かってい
る。そのため、削れ量の比較的多い有機感光体において
は、交流電流量を減らすことにより感光体の寿命を延ば
すことが可能となる。

【００１５】また、削れやそれに伴う現象を回避するた
め、磨耗や削れの少ないアモルファスシリコン感光体
や、有機感光体の表層に保護層をコーティングしたＯＣ
Ｌ有機感光体を用いた画像形成装置がある。これらの感
光体は、クリーニング手段や現像剤による磨耗や削れに
非常に強いため、感光体の寿命を著しく延ばすことが可
能となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のように
有機感光体の寿命を延ばすために交流電流量を減らした
場合、低湿度環境下においては、その帯電特性から帯電
不良という現象が生じる可能性がある。これは一般に砂
地と呼ばれる画像障害で、ハーフトーン画像上に小さな
帯電不良の点が生じる現象である。この現象は逆に高湿
度環境下ではおきにくい。すなわち、単に交流電流量を
減らして帯電を行うと、湿度環境の変動により画像不良
が生じる可能性がある。

【００１７】また、感光体の削れ対策として、前述のア
モルファスシリコン感光体やＯＣＬ有機感光体に放電現
象を伴う接触式帯電を行い、画像形成を実行した場合、
高湿度環境下において、感光体の表面抵抗が著しく低下
し、画像露光後に感光体上に形成された潜像電位がひど
く乱され、一般に画像流れと呼ばれる画像の乱れを引き
起こすことが分かっている。

【００１８】この高湿度環境下における画像流れの原因
は、画像形成時に行われる放電現象をともなった帯電工
程や転写工程において生じたオゾン生成物や窒素酸化物
などの低抵抗物質が感光体上に付着し、空気中もしくは
感光体上の水分子と結合して感光体上の表面抵抗を下
げ、感光体面上の潜像電位の高い領域から低い領域へと
電化が逃げて潜像が乱されるためであると言われてい
る。

【００１９】このオゾン生成物や窒素酸化物の発生量
は、放電現象を伴う帯電方式においては、帯電ローラに
直流電圧を印加した場合と、直流電圧と交流電圧を重畳
させた振動電圧を印加した場合では、一般に後者の方が
数十倍以上多いとされている。

【００２０】また、接触式帯電と非接触式帯電を比べた
場合、接触式帯電では帯電ローラに引き寄せられ付着し
たオゾン生成物および窒素酸化物などが感光体上に付着
する機会が多くなり、画像流れが引き起こされやすい傾
向にある。

【００２１】クリーニング手段や現像剤による削れや磨
耗の多い感光体においては、感光体上に付着した低抵抗
物質が削り落とされるため、この高湿度環境下における
画像流れは一般に生じにくいとされている。しかし、削
れや磨耗の少ないアモルファスシリコン感光体やＯＣＬ
有機感光体においては、感光体表層を削ることにより表
面に付着した低抵抗物質を除去することは、本来の感光
体の長寿命化・高耐久化という利点を損なうため、有効
ではない。

【００２２】また、この高湿度環境下における画像流れ
を回避するために、感光体内部もしくは外部にヒーター
等の温度調節装置を設けることで、感光体を一定温度
（一般的には摂氏４０度から摂氏５０度の範囲）に保ち
感光体表面上の水分を揮発させることが一般に採用され
ている。しかし、この場合は、例えば画像形成装置の非
使用時も感光体を温度調節する必要があるため、電力の
消費が大きいことや、温度調節装置自体のコストがかか
るなど、低コスト化・低消費電力化を達成する上で障害
となっている。

【００２３】その他、低湿度環境下における帯電不良な
どにおいても、アモルファスシリコン感光体やＯＣＬ有
機感光体は有機感光体と同様の課題を抱えている。

【００２４】以上のように、有機感光体においては、削
れ量と低湿度環境における帯電不良、アモルファスシリ
コン感光体やＯＣＬ有機感光体においては、高湿度環境
における画像不良と低湿度環境における帯電不良という
互いに相反する課題を抱えており、これらの課題を解決
するためには、湿度環境に応じた交流電流値の制限が必
要となってくる。

【００２５】本発明は上記のような従来の課題を解決す
るためになされたもので、被帯電体の削れ量を減らすこ
とを可能とし、帯電不良を解消した帯電方法と帯電装置
を提供することを目的とする。

【００２６】また、この帯電装置を用い、低湿度環境下
における帯電不良や、高湿度環境下における画像流れの
などを解消しつつ低コスト化および低消費電力化を可能
とした画像形成装置を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る帯電方法は、被帯電体若しくは帯電体の近傍の湿度
を検知する湿度検知工程と、前記帯電体が前記被帯電体
の非画像形成領域に対応しているときに、該帯電体に所
定の振動電圧を印加し、所定の交流電流値のなるように
定電流制御を行い、そのときの帯電体に流れる直流電流
を検知し、その直流電流値を基準直流電流値として保存
する第１の電流保存工程と、前記湿度に対応した目標交
流電流値を保存する第２の電流保存工程と、前記湿度が
上限値以上になった場合、前記定電流制御時の交流電流
値を前記第２の電流保存工程で保存した目標交流電流値
まで下げる交流電流逓減工程と、前記湿度が下限値以下
になった場合、前記定電流制御時の交流電流値を目標交
流電流値まで上げる交流電流逓増工程と、前記交流電流
逓減若しくは前記交流電流逓増を行う前の前記第１の電
流保存工程で保存した基準直流電流値とほぼ同等の直流
電流が、前記交流電流逓減若しくは前記交流電流逓増を
行なった後に帯電体に流れるように、前記帯電体に印加
する振動電圧の直流電圧を補正する直流電圧補正工程と
を順次実行することを特徴とする。

【００２８】請求項２に記載の発明に係る帯電方法は、
前記被帯電体若しくは帯電体の近傍の湿度を検知する湿
度検知工程と、前記帯電体が前記被帯電体の非画像形成
領域に対応しているときに、該帯電体に所定の振動電圧
を印加し、所定の交流電流値のなるように定電流制御を
行い、そのときの帯電体に流れる直流電流を検知し、そ
の直流電流値を基準直流電流値として保存する第１の電
流保存工程と、前記定電流制御時の交流電流値を任意に
可変させた時の複数の直流電流の測定値を保存する第２
の電流保存工程と、前記複数の直流電流測定値とそれに
対応する交流電流値の制御テーブルから直流電流変化値
を算出し該直流電流変化値が所定の測定値となるときの
目標交流電流値を算出する算出工程と、前記湿度および
前記直流電流変化値に応じて前記定電流制御時の交流電
流値を前記算出した目標交流電流値まで逓減させる逓減
工程および逓増させる逓増工程と、前記交流電流逓減若
しくは前記交流電流逓増を行う前の前記基準直流電流値
とほぼ同等の直流電流が、前記交流電流逓減若しくは前
記交流電流逓増を行なった後に帯電体に流れるように、
前記帯電体に印加する振動電圧の直流電圧を補正する直
流電圧補正工程を順次実行することを特徴とする。

【００２９】請求項３記載の発明に係る帯電装置は、被
帯電体に当接若しくは近接して配設された帯電体と、こ
の帯電体に振動電圧を印加する電源手段と、前記被帯電
体若しくは帯電体の近傍の湿度を検知する湿度検知手段
と、前記帯電体が前記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体に所定の振動電圧を印加し、所
定の交流電流値のなるように定電流制御を行い、そのと
きの帯電体に流れる直流電流を検知し、その直流電流値
を基準直流電流値として保存する第１の電流保存手段
と、前記湿度に対応した目標交流電流値を保存する第２
の電流保存手段と、前記湿度が上限値以上になった場
合、前記定電流制御時の交流電流値を前記第２の電流保
存手段に保存した目標交流電流値まで下げる交流電流逓
減部と、前記湿度が下限値以下になった場合、前記定電
流制御時の交流電流値を前記第２の電流保存手段に保存
した目標交流電流値まで上げる交流電流逓増部と、前記
交流電流逓減若しくは前記交流電流逓増を行う前の前記
第１の電流保存手段に保存した基準直流電流値とほぼ同
等の直流電流が、前記交流電流逓減若しくは前記交流電
流逓増を行なった後に帯電体に流れるように、前記帯電
体に印加する振動電圧の直流電圧を補正する直流電圧補
正部とを有し前記電源装置を制御する高圧制御手段とを
備えたことを特徴とする。

【００３０】請求項４に記載の発明に係る帯電装置は、
被帯電体に当接若しくは近接して配設された帯電体と、
この帯電体に振動電圧を印加する電源手段と、前記被帯
電体若しくは帯電体の近傍の湿度を検知する湿度検知手
段と、前記帯電体が前記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体に所定の振動電圧を印加し、
所定の交流電流値のなるように定電流制御を行い、その
ときの帯電体に流れる直流電流を検知し、その直流電流
値を基準直流電流値として保存する第１の電流保存手段
と、前記定電流制御時の交流電流値を任意に可変させた
時の複数の直流電流の測定値を保存する第２の電流保存
手段と、前記第２の電流保存手段の保存した複数の直流
電流測定値とそれに対応する交流電流値の制御テーブル
から直流電流変化値を算出し該直流電流変化値が所定の
測定値となるときの目標交流電流値を算出する算出部
と、前記湿度および前記直流電流変化値に応じて前記定
電流制御時の交流電流値を目標交流電流値まで逓減させ
る逓減部および逓増させる逓増部と、前記交流電流逓減
若しくは前記交流電流逓増を行う前の前記第１の電流保
存手段に保存した基準直流電流値とほぼ同等の直流電流
が、前記交流電流逓減若しくは前記交流電流逓増を行な
った後に帯電体に流れるように、前記帯電体に印加する
振動電圧の直流電圧を補正する直流電圧補正部を有し前
記電源装置を制御する高圧制御手段とを備えたことを特
徴とする。

【００３１】請求項５に記載の発明に係る帯電装置は、
交流電流逓減若しくは前記交流電流逓増を一定時間毎に
行うことを特徴とする。

【００３２】請求項６に記載の発明に係る帯電装置は、
交流電流逓減若しくは前記交流電流逓増を予め定めた帯
電回数毎に行うことを特徴とする。

【００３３】請求項７に記載の発明に係る帯電装置は、
交流電流逓減若しくは前記交流電流逓増を湿度センサで
検知した湿度が規定値を越えて変化した時行うことを特
徴とする。

【００３４】請求項８に記載の発明係る帯電装置の振動
電圧は、直流成分と交流成分とを重畳した電圧であるこ
とを特徴とする。

【００３５】請求項９に記載の発明に係る帯電装置の帯
電手段は、電圧を印加すべき芯金と、この芯金の表面に
形成した導電層と、この導電層の表面に形成した抵抗層
を基本構成体とすることを特徴とする。

【００３６】請求項１０に記載の発明に係る帯電装置
は、被帯電体と帯電体のいずれか一方または双方を相対
移動させることを特徴とする。

【００３７】請求項１１に記載の発明に係る画像形成装
置は、請求項１から請求項８の内のいずれか１項に記載
の帯電装置と、被帯電体表面に対して画像形成を実行す
る画像形成プロセス手段とを備えたことを特徴とする。

【００３８】請求項１２に記載の発明に係る画像形成装
置の被帯電体は、画像を形成する像担持体であることを
特徴とする。

【００３９】請求項１３に記載の発明に係る画像形成装
置の像担持体は、導電性基層と、その外面に形成した光
導電層を基本構成体とすることを特徴とする。

【００４０】請求項１４に記載の発明に係る画像形成装
置の像担持体は、有機感光体の表層に削れ防止の保護層
をコーティングしたＯＣＬ有機感体であることを特徴と
する。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態につ
いて説明する。

【００４２】実施の形態１ 図１は本発明の帯電装置を適用した画像形成装置を示す
概略構成図であり、図において、１は被帯電体としての
像担持体であり、図示例はアルミニウム等の導電性基本
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（以下、感光体と
記す）である。この感光体１は支軸１ｃを中心に図面上
矢印の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ように支持されている。

【００４３】２はこの感光体１面に接して感光体面を所
定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電体としての帯
電部材であり、図示例はローラ型（以下、帯電ローラと
記す）である。この帯電ローラ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を基本構成体とし、
芯金２ｃの両端部を不図示の軸受け部材に回転自由に軸
受けさせて、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。

【００４４】また、この感光体は電源手段としての高圧
電源３から摺動接点３ａを介して芯金２ｃに所定の振動
電圧（交流電圧と直流電圧を重畳させた電圧等、時間と
ともに振幅の変化する電圧）が印加されることで、感光
体１の周面を所定の極性・電位に接触帯電（一次帯電）
する。

【００４５】４は湿度検知手段としての湿度センサであ
り、感光体１および帯電ローラ２の近傍の雰囲気湿度を
検知する位置に配置されている。上記高圧電源３は高圧
制御手段としての高圧制御装置５によって、振動電圧の
交流電圧および直流電圧が制御される。また、高圧制御
装置５は湿度センサ４と電気的に接続され、湿度データ
を随時受け取るようになっている。

【００４６】この結果、高圧制御装置５は基準直流電流
値β１と、湿度が２５％以下の状態に対応する目標交流
電流値α１と、湿度が２５％より上で７５％未満の間の
状態に対応する目標交流電流値α２と、湿度が７５％以
下の状態に対応する目標交流電流値α３を、それぞれデ
ータとして保持している。このデータの保持の仕方は、
例えば電子回路上のメモリーに保存する。また、初期の
基準直流電流値β１は画像形成装置の初期設定時に入力
された値でもよいし、また、その後の状況に応じて再入
力された値であってもよい。

【００４７】帯電ローラ２で均一に帯電処理を受けた感
光体１の周面には、露光手段６、現像手段７、転写手段
８、クリーニング手段１０、除電露光装置１１等からな
る画像形成プロセス手段により画像を形成する。すなわ
ち、露光手段６により目的画像の露光Ｌ（原稿画像の結
像露光、レーザービーム走査露光、ＬＥＤ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。図示の露光手段６は、ＬＥＤを複
数並列に並べたＬＥＤアレイである。

【００４８】感光体１の周面に形成された静電潜像は、
現像手段７によりトナー画像として順次に可視像化され
る。次いで、このトナー画像は、転写手段８により不図
示の給紙手段から、感光体１の回転と同期した適正なタ
イミングで感光体１と転写手段８との間の転写部へ搬送
された転写材９の表面に順次転写される。図示の転写手
段８は転写ローラであり、転写材９の裏からトナーと逆
極性の帯電を行うことで、感光体１の周面のトナー画像
を転写材９の表面に転写する。

【００４９】トナー画像の転写を受けた転写材９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、あるい
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。

【００５０】像転写後の感光体の周面は、クリーニング
手段１０で転写残トナーなどの付着汚染物の除去を受け
て清掃され、更に除電露光装置１１により除電されて、
繰り返して画像形成作業に供される。

【００５１】上記の帯電ローラ２は感光体１に従動回転
させる他、非回転であってもよい。つまり、帯電ローラ
２と感光体１とを相対移動関係にすればよい。また、感
光体１の面移動方向に対し順方向または逆方向に所定の
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。

【００５２】また、帯電部材はローラ型の帯電ローラ２
の他、ブレード状、ブロック状、ロッド状、ブラシ状等
の形態でもよい。

【００５３】また、この図示例における帯電ローラ２は
感光体１に接触した接触式であるが、感光体１に接触し
ない非接触式であってもよい。すなわち、帯電ローラ２
の外縁部にコロ等を設け、感光体１とある距離をもって
近接させても効果は同じである。この非接触式帯電にお
いては、帯電ローラの軸短部にギア等を設け、外部駆動
させてもよい。

【００５４】図２は上記図１に示した画像形成装置の動
作を説明する動作シーケンス図であり、起動後すぐに制
御を行った場合を示している。

【００５５】（１）装置の起動後、それまで停止状態に
ある感光体１の回転駆動が開始され、起動後の準備状態
中に前回転動作が開始される。この感光体１の回転開始
と同時に除電露光１１が照射され、区間Ａ１において、
感光体１の一周面以上が除電される。

【００５６】（２）次に、この前回転動作中に、帯電ロ
ーラ２に振動電圧（交流電圧と直流電圧を重畳した電
圧）が区間Ｂ１において印加される。この振動電圧の直
流電圧は所定の定電圧に、交流電圧は所定の定電流にな
るように高圧制御装置５によって制御されている。本例
では、この初期設定値は直流電圧で７００Ｖ、交流電圧
で２．１ｍＡであるとする。

【００５７】（３）次に区間Ｂ２において、高圧電源３
から帯電ローラ２に印加されている振動電圧の直流電圧
の電流値を基準直流電源値β１として保持する（ここで
は電気的にメモリーしている）。本例では、この基準直
流値β１は５０μＡであるとする。

【００５８】（４）次に区間Ｂ３において、高圧制御装
置５は内蔵する交流電流逓減部および交流電流逓増部が
湿度センサ４から受け取った湿度データに応じて、下記
の交流電流逓減および交流電流逓増制御を行う。本例で
は湿度に応じて３段階の制御を行っているが、５段階、
７段階とより細かく制御を行ってもよい。 （４）−１：湿度が２５％以下の時、高圧電源３から帯
電部材に印加する振動電圧の目標交流電流値はα１と設
定される（本例ではα１＝２．８９ｍＡとする）。 （４）−２：湿度が７５％未満で２５％を越える時、高
圧電源３から帯電部材に印加する振動電圧の目標交流電
流値はα２と設定される（本例ではα２＝２．１ｍＡと
する）。 （４）−３：湿度が７５％以上の時、高圧電源３から帯
電部材に印加する振動電圧の目標交流電流値はα３と設
定される（本例ではα３＝１．３ｍＡとする）。本例で
は湿度は８０％であるとするため、目標交流電流値はα
３＝１．０ｍＡである。

【００５９】図３は本発明を最も良く表すグラフであ
り、横軸が交流電流値、縦軸が直流電流値である。ここ
で、、低湿度環境すなわち（４）−１の条件では、図１
中の交流電流値が２．１ｍＡ以下で帯電不良が生じやす
く、高湿度環境すなわち（４−３）の条件では、図１中
の交流電流値が２．１ｍＡ以上で画像流れや感光体の削
れ量増大などの問題が生じる。すなわち、（４）−１〜
（４）−３で設定されている目標交流電流値α１〜α３
は、それらの問題が各湿度環境において発生しない領域
となるように設定されている。

【００６０】（５）上記の制御の後、区間Ｂ４におい
て、高圧電源３から帯電ローラに印加する振動電圧によ
り、直流電流値が、前述の基準直流電流値β１とほぼ同
じ電流が流れるように、高圧制御装置５は内蔵する直流
電圧補正部が高圧電源３から帯電ローラに印加する振動
電圧の直流電圧を制御する。ここで前述の「ほぼ同じ電
流」とは、制御前の基準直流電流値β１と制御後の直流
電流値の差が１％以下となる値である。本例では、交流
電流値α３＝１．０ｍＡとなるような交流電圧と、直流
電圧７００Ｖを印加した時の直流電流値は１０８μＡで
あったため、基準直流電流値β１と同じ５０μＡが流れ
るように直流電圧を制御したところ、直流電圧は７２０
Ｖとなった。

【００６１】（６）上記までの工程により、画像形成時
に帯電ローラに印加する振動電圧の交流電圧及び直流電
圧が湿度環境に応じて制御される。本例では振動電圧の
交流電圧は交流電流値α３＝１．０ｍＡ、その基本直流
電流値β１はβ１＝１２１μＡとほぼ同じ電流が流れる
ように制御したところ直流電圧７２０Ｖとなった。

【００６２】（７）以上の制御が、起動後の準備状態で
の前回転動作中に行われる。この後は同様の制御を、規
定の帯電回数毎、もしくは湿度の変化が規定値を越えた
ことが湿度センサで検知された場合（本例では湿度が８
０％未満となった場合）等に、非画像形成時の前回転動
作中に行われる。画像形成が始まるまでが感光体１の前
回転期間であり、その期間の感光体１の周面は非画像形
成領域面である。従って、帯電ローラ２が感光体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Ｃにお
いて、湿度に応じた交流電流・直流電圧制御が行われ
る。また、この交流電流・直流電圧制御は、装置に内蔵
されたタイマーによって一定時間毎に行われてもよい
し、湿度変動の大きい日時においてその制御を行う間隔
を変えてもよいし、ユーザーもしくはサービスマン等の
意志で任意の時点に行ってもよい。

【００６３】実施の形態２ 実施の形態２における装置の構成および動作シーケンス
は前記図１、図２に示す実施の形態１に同じである。こ
の実施の形態２を最もよく表すものが、図３に示す横軸
が所定の範囲で変えた交流電流値、縦軸が帯電ローラ２
に流れた直流電流値を示すグラフと、直流電流測定値と
それに対応する交流電流値および直流電流変動値を示す
表１である。

【００６４】

【表１】 次に動作を図２の動作シーケンス図について説明する。

【００６５】（１）装置の起動後、それまで停止状態に
ある感光体１の回転駆動が開始され、起動後の準備状態
中に前回転動作が開始される。この感光体１の回転開始
と同時に除電露光１１が照射され、区間Ａ１において、
感光体１の一周面以上が除電される。

【００６６】（２）次に、この前回転動作中に、帯電ロ
ーラ２に対する帯電バイアスである振動電圧（交流電圧
と直流電圧を重畳した電圧）が区間Ｂ１において印加さ
れる。この振動電圧の直流電圧は所定の定電圧に、交流
電圧は所定の定電流になるように高圧制御装置５によっ
て制御されている。本例では、この初期設定値は直流電
圧で７００Ｖ、交流電圧で２．１ｍＡである。

【００６７】（３）次に区間Ｂ２において、高圧電源３
から帯電ローラ２に印加されている振動電圧の直流電圧
の電流値を基準直流電源値β１として保持する（ここで
は、電気的にメモリーしている）。本例では、図３から
分かるように、この基準直流値β１は１２１μＡである
とする。

【００６８】（４）次に区間Ｂ３において、高圧制御装
置５は内蔵する交流電流逓減部および交流電流逓増部が
湿度センサ４から受け取った湿度データに応じて、下記
の交流電流逓減および交流電流逓増制御を行う。本例で
は湿度に応じて３段階の制御を行っているが、５段階、
７段階と、より細かく制御を行ってもよい。

【００６９】（４）−１：帯電ローラ２に印加する交流
電流値を所定の範囲で変えていき、その時に帯電ローラ
２に流れる直流電流値を測定値として保存する。本例で
は、交流電流値は図３から明らかなように０．４〜３．
０ｍＡの範囲で変えている。

【００７０】（４）−２：前述の各直流電流測定値を基
準直流電流値β１で割った値を直流電流変動値として算
出し、その直流電流変動値に前述の交流電流値を対応さ
せた制御テーブルを作成する。表はその制御テーブルで
あり、１行目が交流電流値、２行目がその交流電流に対
応する直流電流測定値、３行目が直流電流変動値であ
る。

【００７１】（４）−３：湿度が２５％以上の時、高圧
電源３から帯電ローラ２に印加する振動電圧の目標交流
電流値は、本例では直流電流変動値が１．１である時の
交流電流値に設定される。よって、この場合は、直流電
流変動値が１．１となる交流電流値２．８９ｍＡが目標
交流電流値となる。

【００７２】（４）−４：湿度が７５％未満で２５％を
越える時、高圧電源３から帯電ローラ２に印加する振動
電圧の目標交流電流値は、本例では直流電流変動値が
１．０である時の交流電流値と設定される。よって、こ
の場合は、直流電流変動値が１．０となる交流電流値
２．１０ｍＡが目標交流電流値となる。

【００７３】（４）−５：湿度が７５％以上の時、高圧
電源３から帯電ローラに印加する振動電圧の目標交流電
流値は、本例では直流電流変動値が０．９である時の交
流電流値と設定される。本例では湿度は８０％であると
するため、直流電流変動値が０．９に最も近い時の交流
電流値は１．０ｍＡとなり、目標交流電流値は１．０ｍ
Ａと設定される。

【００７４】（５）上記の制御の後、区間Ｂ４におい
て、高圧電源３から帯電ローラ２に印加する振動電圧の
直流電流値が、前述の基準直流電流値β１とほぼ同じ電
流が流れるように、高圧電源３から帯電ローラ２に印加
する振動電圧の直流電圧を制御する。ここで前述の「ほ
ぼ同じ電流」とは、制御前の基準直流電流値β１と制御
後の直流電流値の差が１％以下となる値である。本例で
は、交流電流値１．０ｍＡとなるような交流電圧と、直
流電圧７００Ｖを印加した時の直流電流値は１０８μＡ
であったため、基準直流電流値β１と同じ１２１μＡが
流れるように、高圧制御装置５に内蔵する直流電圧補正
部が直流電圧を制御したところ、直流電圧は７２０Ｖと
なった。

【００７５】（６）上記までの動作により、画像形成時
に帯電ローラ２に印加する振動電圧の交流電圧及び直流
電圧が湿度環境に応じて制御される。本例では、振動電
圧の交流電圧は交流電流値１．０ｍＡ、その直流電圧は
基準直流電流値β１＝１２１μＡとほぼ同じ直流電流が
流れるように７２０Ｖに制御された。

【００７６】（７）以上の制御は、装置起動後の準備状
態での前回転動作中に行われる。この後は同様の制御
を、規定の帯電回転数毎、もしくは湿度の変化が規定値
を越えることが湿度センサで検知された場合（本例では
湿度が８０％未満となった場合）等に、非画像形成時の
前回転動作中に行われる。画像形成が始まるまでが感光
体１の前回転期間であり、その間の感光体１の周面は非
画像形成領域面である。従って、帯電ローラ２が感光体
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
Ｃにおいて、湿度に応じた交流電流・直流電圧制御が行
われる。また、この交流電流・直流電圧制御は、内蔵さ
れたタイマーによって一定時間毎に行われてもよいし、
湿度変動の大きい日時において、その制御を行う間隔を
変えてもよいし、ユーザーもしくはサービスマン等の意
志で任意の時点に行ってもよい。

【００７７】直流電流の検知は、感光ドラムのアース電
極とアースの間に抵抗（１ｋΩ程度）を置き、その抵抗
の両端子間の電圧を直流電圧計で測定している。当然の
ことながら、交流電流と直流電流が重畳してあっても直
流電圧計は直流電流のみを測定する。その計測した電圧
値と抵抗値から電気回路によって電流値を算出し、高圧
電源制御装置にフィードバックしている。

【００７８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、帯電体
の近傍若しくは被帯電体の近傍の湿度変化に応じて、帯
電体に流れる交流電流を逓減または逓増し、この逓減ま
たは逓増前後における直流電流が同等になるように直流
電圧を制御するように構成したので、被帯電体表面の削
れ量を低減し、均一帯電を保証する帯電方法と帯電装置
が得られる効果がある。

【００７９】また、上記帯電装置を用いて被帯電体表面
に帯電し、この被帯電体表面に画像形成プロセス手段で
画像を形成するように構成したので、被帯電体表面の削
れ量を減らし、低湿度環境下における帯電不良や、高湿
度環境下における画像流れのなどの問題を低コスト化お
よび低消費電力化を可能にしつつ解消した画像形成装置
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の帯電装置を適用した画像形成装置を
示す概略構成図

【図２】 図１の画像形成装置の動作に対する説明する
動作シーケンス図

【図３】 交流電流の変化に対する直流電流の変化を示
す特性図

【図４】 従来の帯電装置を示す概略構成図

【符号の説明】

１ 感光体（被帯電体） １ａ 光導電層 １ｂ 導電性基層 ２ 帯電ローラ（帯電体） ２ａ 抵抗層 ２ｂ 導電層 ２ｃ 芯金 ３ 高圧電源（電源手段） ４ 湿度検知手段（湿度センサ） ５ 高圧制御装置（高圧制御手段）

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体若しくは帯電体の近傍の湿度を
   検知する湿度検知工程と、 前記帯電体が前記被帯電体の非画像形成領域に対応して
   いるときに該帯電体に所定の振動電圧を印加し、所定の
   交流電流値のなるように定電流制御を行い、そのとき帯
   電体に流れる直流電流を検知し、その直流電流値を基準
   直流電流値として保存する第１の電流保存工程と、 前記湿度に対応した目標交流電流値を保存する第２の電
   流保存工程と、 前記湿度が上限値以上になった場合、前記定電流制御時
   の交流電流値を前記第２の電流保存工程で保存した目標
   交流電流値まで下げる交流電流逓減工程と、 前記湿度が下限値以下になった場合、前記定電流制御時
   の交流電流値を目標交流電流値まで上げる交流電流逓増
   工程と、 前記交流電流逓減若しくは前記交流電流逓増を行う前の
   前記第１の電流保存工程で保存した基準直流電流値とほ
   ぼ同等の直流電流が、前記交流電流逓減若しくは前記交
   流電流逓増を行なった後に帯電体に流れるように、前記
   帯電体に印加する振動電圧の直流電圧を補正する直流電
   圧補正工程とを順次実行することを特徴とする帯電方
   法。
2. 【請求項２】 被帯電体若しくは帯電体の近傍の湿度を
   検知する湿度検知工程と、 前記帯電体が前記被帯電体の非画像形成領域に対応して
   いるときに該帯電体に所定の振動電圧を印加し、所定の
   交流電流値のなるように定電流制御を行い、そのときの
   帯電体に流れる直流電流を検知し、その直流電流値を基
   準直流電流値として保存する第１の電流保存工程と、 前記定電流制御時の交流電流値を任意に可変させた時の
   複数の直流電流の測定値を保存する第２の電流保存工程
   と、 前記複数の直流電流測定値とそれに対応する交流電流値
   の制御テーブルから直流電流変化値を算出し該直流電流
   変化値が所定の測定値となるときの目標交流電流値を算
   出する算出工程と、 前記湿度および前記直流電流変化値に応じて前記定電流
   制御時の交流電流値を前記算出した目標交流電流値まで
   逓減させる逓減工程および逓増させる逓増工程と、 前記交流電流逓減若しくは前記交流電流逓増を行う前の
   前記基準直流電流値とほぼ同等の直流電流が、前記交流
   電流逓減若しくは前記交流電流逓増を行なった後に帯電
   体に流れるように、前記帯電体に印加する振動電圧の直
   流電圧を補正する直流電圧補正工程を順次実行すること
   を特徴とする帯電方法。
3. 【請求項３】 被帯電体に当接若しくは近接して配設さ
   れた帯電体と、 この帯電体に振動電圧を印加する電源手段と、 前記被帯電体若しくは帯電体の近傍の湿度を検知する湿
   度検知手段と、 前記帯電体が前記被帯電体の非画像形成領域に対応して
   いるときに該帯電体に所定の振動電圧を印加し、所定の
   交流電流値のなるように定電流制御を行い、そのときの
   帯電体に流れる直流電流を検知し、その直流電流値を基
   準直流電流値として保存する第１の電流保存手段と、 前記湿度に対応した目標交流電流値を保存する第２の電
   流保存手段と、 前記湿度が上限値以上になった場合、前記定電流制御時
   の交流電流値を前記第２の電流保存手段に保存した目標
   交流電流値まで下げる交流電流逓減部と、前記湿度が下
   限値以下になった場合、前記定電流制御時の交流電流値
   を前記第２の保存手段に保存した目標交流電流値まで上
   げる交流電流逓増部と、前記交流電流逓減若しくは前記
   交流電流逓増を行う前の前記第１の電流保存手段に保存
   した基準直流電流値とほぼ同等の直流電流が、前記交流
   電流逓減若しくは前記交流電流逓増を行なった後に帯電
   体に流れるように、前記帯電体に印加する振動電圧の直
   流電圧を補正する直流電圧補正部とを有し前記電源装置
   を制御する高圧制御手段とを備えたことを特徴とする帯
   電装置。
4. 【請求項４】 被帯電体に当接若しくは近接して配設さ
   れた帯電体と、 この帯電体に振動電圧を印加する電源手段と、 前記被帯電体若しくは帯電体の近傍の湿度を検知する湿
   度検知手段と、 前記帯電体が前記被帯電体の非画像形成領域に対応して
   いるときに該帯電体に所定の振動電圧を印加し、所定の
   交流電流値のなるように定電流制御を行い、そのときの
   帯電体に流れる直流電流を検知し、その直流電流値を基
   準直流電流値として保存する第１の電流保存手段と、 前記定電流制御時の交流電流値を任意に可変させた時の
   複数の直流電流の測定値を保存する第２の電流保存手段
   と、 前記第２の電流保存手段に保存した複数の直流電流測定
   値とそれに対応する交流電流値の制御テーブルから直流
   電流変化値を算出し該直流電流変化値が所定の測定値と
   なるときの目標交流電流値を算出する算出部と、前記湿
   度および前記直流電流変化値に応じて前記定電流制御時
   の交流電流値を目標交流電流値まで逓減させる逓減部お
   よび逓増させる逓増部と、前記交流電流逓減若しくは前
   記交流電流逓増を行う前の前記第１の電流保存手段に保
   存した基準直流電流値とほぼ同等の直流電流が、前記交
   流電流逓減若しくは前記交流電流逓増を行なった後に帯
   電体に流れるように、前記帯電体に印加する振動電圧の
   直流電圧を補正する直流電圧補正部を有し前記電源装置
   を制御する高圧制御手段とを備えたことを特長とする帯
   電装置。
5. 【請求項５】 交流電流逓減若しくは交流電流逓増は、
   一定時間毎に行うことを特徴とする請求項３または請求
   項４に記載の帯電装置。
6. 【請求項６】 交流電流逓減若しくは交流電流逓増は、
   予め定めた帯電回数毎に行うことを特徴とする請求項３
   または請求項４に記載の帯電装置。
7. 【請求項７】 交流電流逓減若しくは交流電流逓増は、
   湿度センサで検知した湿度が規定値を越えて変化した時
   に行うことを特徴とする請求項３または請求項４に記載
   の帯電装置。
8. 【請求項８】 振動電圧は、直流電圧と交流電圧とを重
   畳した電圧であることを特徴とする請求項３または請求
   項４に記載の帯電装置。
9. 【請求項９】 帯電手段は、電圧を印加すべき芯金と、
   この芯金の表面に形成した導電層と、この導電層の表面
   に形成した抵抗層を基本構成体としたことを特徴とする
   請求項３または請求項４に記載の帯電装置。
10. 【請求項１０】 被帯電体と帯電体のいずれか一方また
    は双方を相対移動させることを特徴とする請求項３から
    請求項９のうちのいずれか１項に記載の帯電装置。
11. 【請求項１１】 請求項３から請求項１０の内のいずれ
    か１項に記載の帯電装置と、この帯電装置で帯電された
    被帯電体表面に対して画像形成を実行する画像形成プロ
    セス手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
12. 【請求項１２】 被帯電体は、画像を形成する像担持体
    であることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装
    置。
13. 【請求項１３】 像担持体は、導電性基層と、その外面
    に形成した光導電層を基本構成体とすることを特徴とす
    る請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 像担持体は、有機感光体の表層に削れ
    防止の保護層をコーティングしたＯＣＬ有機感光体であ
    ることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。