(57)【要約】【課題】帯電部材に対して外添剤やドラムの削れ粉、トナー等などの絶縁性物質が付着した場合でも、画像に発生する濃度ムラの発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体１に接触する帯電手段１００によって帯電させた像担持体１を露光することによって静電潜像を形成し、静電潜像に現像剤を付着させた顕像を記録媒体に転写することによって記録媒体に画像を形成する。さらに、帯電部材には、液体付与手段によって導電性の液体を付与することが可能になっている。【選択図】図７
2014092586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に接触する帯電手段によって被帯電部材としての像担持体を帯電させ、帯電した像担持体を露光することによって静電潜像を形成し、該静電潜像に現像剤を付着させてなる顕像を記録媒体に転写することによって前記記録媒体に画像を形成するようにした画像形成装置であって、
前記帯電部材に導電性の液体を付与する液体付与手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記液体付与手段は、前記帯電部材の導電性に応じて前記帯電部材への液体の付与を行う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】
前記液体付与手段は、前記帯電部材の導電性の変化を推定する推定手段と、推定されて導電性に応じて前記帯電部材への液体付与を行う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４】
前記推定手段は、前記帯電部材の周囲の湿度環境と温度環境の少なくとも一方を検出する湿度検出手段を有し、
前記液体付与手段は、前記湿度検出手段によって検出された湿度と温度の少なくとも一方に応じて前記帯電部材への液体の付与を制御するようにした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５】
前記液体付与手段は、電気熱変換素子にて発生させた熱エネルギーによって吐出口から前記帯電部材へ向けて液滴を吐出する液滴吐出手段を備え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６】
前記液体付与手段は、前記帯電部材の近傍に設けられた液体容器と、
前記液体容器から発生する水蒸気を放出させる放出口と、
前記放出口を開閉させる開閉手段と、
を備えた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７】
前記液体付与手段は、前記帯電部材の近傍に設けられた液体吸収性を有する液体供給シートと、前記液体供給シートに液体を供給することが可能な液体供給手段と、を備え、
前記液体供給シートから自然蒸発する液体によって帯電部材の加湿を行う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８】
前記推定手段は、前記像担持体に形成される画像の印字率の平均値に応じて推定することを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項９】
像担持体に接触する帯電手段によって被帯電部材としての像担持体を帯電させ、帯電した像担持体を露光することによって静電潜像を形成し、該静電潜像に現像剤を付着させてなる顕像を記録媒体に転写することによって前記記録媒体に画像を形成するようにした画像形成方法であって、
前記帯電部材に導電性の液体を付与する工程を備えることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１０】
被帯電部材の帯電面に接触しつつ前記帯電面を帯電させる帯電部材を備えた帯電装置において、
前記帯電面に接触する前記帯電部材に導電性を有する液体を付与することが可能な液体付与手段を備えたことを特徴とする帯電装置。
【請求項１１】
被帯電部材の帯電面に接触しつつ前記帯電面を帯電させる帯電方法において、
前記帯電面に接触する前記帯電部材に導電性を有する液体を付与することを特徴とする帯電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材によって帯電された像担持体に潜像を形成し、その潜像にトナーを付着させてなる顕像を記録媒体に転写して画像を形成するようにした画像形成装置および帯電装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、像担持体としての感光ドラムを用いて帯電、露光、現像、転写、クリーニング、定着という一連の電子写真プロセスを通して画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置が知られている。
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置には、被帯電部材としての像担持体(感光体ドラム)を帯電させる帯電装置が設けられている。この帯電装置として、従来、タングステン・ワイヤに５〜６〔ｋＶ〕の高電圧を印加してコロナ放電を行い、被帯電部材を帯電させるコロトロン方式が知られている。但し、この方式は高電圧を扱うため、電源装置が高価になることや、安全上の問題がある。そこで近年、導電性の帯電部材を被帯電部材に接触させた状態で帯電を行う、接触帯電方式が採用されている。この帯電方式では、ローラ形状をした導電性の帯電部材に１〜２〔ｋＶ〕の電圧を印加し、被帯電部材である感光体ドラムに接触回転させることにより、その表面を０．５〔ｋＶ〕程度に帯電できることが一般に知られている。このローラ帯電方式は扱う電圧も比較的低く、かつコロトロン方式に比べて発生するオゾンの量も格段に少ない等の利点を有しているため、注目されている。
【０００４】
一般的には帯電部材が配設されている位置の被帯電部材周面の移動方向上流側にはクリーニングブレードが配設されており、このクリーニングブレードにより転写後の被帯電部材表面上の残留トナーの除去を行っている。しかしながら、転写時に被帯電部材に付着した紙粉や、トナーから剥離した微小な外添剤などを被帯電部材から完全に除去することはできない。
【０００５】
帯電ローラ方式は、帯電ローラを常に被帯電部材に接触させているため、上記クリーニングブレードをすり抜けてきた微小径のトナーの外添剤が帯電ローラ表面に付着、汚染し、帯電動作に悪影響を及ぼす。反転現像の場合は像担持体の現像剤付着部分が帯電しておらず、像担持体への現像剤の付着力は鏡像力が主となる。しかし、このときも現像剤が８μｍ以下の小粒径となると、付着力は非常に大きくなり、弾性クリ−ニングブレ−ドなどによるクリ−ニングの不良が起こり易くなる。更に現像剤よりも小粒径である外添剤は、弾性ブレ−ドなどを用いたクリ−ニング装置においては、弾性ブレ−ドと像担持体間を擦り抜けやすくなり、小粒径化とともにクリ−ニング性が低下する。また接触帯電手段は、常時像担持体に当接しているので、クリーナをすり抜けてきたトナーや、装置内の紙粉、塵埃、浮遊トナーなどによってそれ自体が汚染されやすく、帯電ローラ表面に付着した付着物によって帯電ムラ、電位低下などの問題、これによる画質の劣化を生ずることを免れなかった。このような不具合に対処するために、帯電ロ−ラ表面に清掃部材を様々に工夫して当接させ、表面の汚れを除去する方法が一般的に用いられている（特許文献１、２、３、４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１３０７８７号公報
【特許文献２】特開平５−１８８７３８号公報
【特許文献３】特開２００５−１９５９５０号公報
【特許文献４】特開平６−２８９７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ただし、上記いずれの引用文献に開示の技術では、帯電体を清掃する清掃部材自体の清掃能力も外添剤やドラムの削れ粉、トナーの付着によって低下するため、付着物除去部材を清掃部材に当接させて付着物を除去する方式が一般的に採られている。しかしながら、この場合には、除去した物質を捕集するための容器が必要になると共に、清掃部材の破損や清掃能力の不均一などにより、十分な清掃状態を得るには至らず、帯電不良を長期に渡って抑制することが極めて困難であった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、帯電部材に対して外添剤やドラムの削れ粉、トナー等の絶縁物が付着した場合でも、濃度ムラなどの発生を抑えることができ、長期に渡って良好な画像を形成することが可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を備える。
【００１０】
本発明の第１の形態は、像担持体に接触する帯電手段によって像担持体面を帯電させ、帯電した被帯電部材である像担持体を露光することによって静電潜像を形成し、該静電潜像に現像剤を付着させることによって顕像化した画像を記録媒体に転写することによって前記記録媒体に画像を形成するようにした画像形成装置であって、前記帯電部材に導電性の液体を付与する液体付与手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の形態は、被帯電部材の帯電面に接触しつつ前記帯電面を帯電させる帯電部材を備えた帯電装置において、前記帯電面に接触する前記帯電部材に導電性を有する液体を付与することが可能な液体供給手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、温湿度条件に応じて帯電部材に導電性の液体を供給することで、帯電部材に対して外添剤やドラムの削れ粉、トナー等の絶縁物が付着したとしても長期に渡って良好な画像を形成することが可能になる。
【００１３】
また、本発明に係る帯電装置によれば、帯電部材に対して絶縁物が付着したとしても、被帯電部材の帯電面を均一に帯電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態における画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態に用いられる帯電ローラの構成を示す断面図である。
【図３】本実施形態に用いられる像担持体の部分断面図である。
【図４】本実施形態に設けられる加湿装置の模式図である。
【図５】（ａ）は本実施形態における電気熱変換素子の配置状態を示す説明横断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の縦断側面図である。
【図６】（ａ）は本実施形態における電気熱変換素子に印加される駆動パルスの電圧波形図、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示す駆動パルスを電気熱変換素子に印加した際の電気熱変換素子の熱特性を示す波形図である。
【図７】本実施形態に設けられている加湿装置の制御などを行う制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】本実施形態の制御装置により実施される動作を示すフローチャートである。
【図９】帯電ローラに付着した絶縁物質の微粒子と、その周りに付着した水分子とを示す説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態を示す図であり、（ａ）は加湿装置を、（ｂ）は同図（ａ）に示したシャッタの開状態を、（ｃ）はシャッタの閉状態を、それぞれ示す。
【図１１】本発明の第３の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載されている装置構成、構成部品、構成部品の寸法、材質、及び形状、その他相対配置などは、この発明の範囲を限定するものではない。
【００１６】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。なお、この第１の実施形態に関する以下の説明では、最初に画像形成装置の全体構成を述べ、次に各部についてより詳細な説明を行う。
【００１７】
［全体構成］
図１は本発明の画像形成装置の全体構成を概略的に示す模式図である。この画像形成装置は、静電潜像を形成するための回転可能な円筒状の被帯電部材としての像担持体（以下、感光体ドラムとも言う）１を用いた接触帯電方式・転写方式の電子写真型の画像形成装置である。
【００１８】
像担持体１は、軸線を中心に回転自在に支持されて配設されており、駆動機構（不図示）により矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。
【００１９】
回転する像担持体１の表面は、帯電手段により所定の極性・電位に一様に帯電される。本例においてこの帯電手段は、帯電部材として帯電ローラ２を用いた接触帯電装置（ローラ帯電装置）である。帯電ローラ２は、ローラ軸体（導電性支持体、芯金）を有する導電性弾性ローラである。そして、ローラ軸体の両端部をそれぞれ軸受け部材を介して回転自在に支持させ、ローラ軸線を像担持体１の軸線に対してほぼ並行に配列して像担持体１に対して所定の押圧力で接触させて配設されている。本例において、この帯電ローラ２は像担持体１の回転に従動して回転する。また、帯電ローラ２は、表層に樹脂粒子を混入させて表面の凹凸を形成することが特徴である。この帯電ローラ２の構成については後に詳述する。
【００２０】
帯電ローラ２のローラ軸体に対して、帯電バイアス印加電源部Ｓ１から所定の直流電圧（ＤＣ帯電方式）、あるいは所定の直流電圧に所定の交流電圧を重畳した電圧（ＡＣ＋ＤＣ帯電方式）が帯電バイアスとして印加される。これにより、回転する像担持体１の表面が所定の極性・電位に一様に接触帯電される。
【００２１】
そして、その像担持体１の帯電面に対して像露光手段３により像露光がなされる。これにより、感光体ドラム表面の露光明部が電位減衰して、像担持体表面に像露光パターンに対応した静電潜像が形成される。像露光手段３は、原稿画像を結像投影露光するアナログ露光装置でもよいし、レーザスキャナやＬＥＤアレイ等のデジタル露光装置であってもよい。本例では、波長λ＝７８０ｎｍのレーザ走査露光Ｌを行うレーザスキャナを像露光手段３として用いている。
【００２２】
上記のようにして像担持体表面に形成された静電潜像は現像手段によりトナー像として現像される。本例において、この現像手段は、現像剤として一成分磁性ネガ極性トナーを用いたジャンピング反転現像装置４を用いている。ただし、現像手段としては他の現像方式を用いることも可能である。例えば、トナー粒子に対して磁性キャリアを混合したものを現像剤として用い、この現像剤を磁気力により搬送し、像担持体に対して接触状態で現像する方法（２成分接触現像）を用いることも可能である。また、上記２成分現像剤を像担持体１に対して非接触状態で現像する方法（２成分非接触現像法）も好適に用いることができる。現像装置４は、回転駆動される現像スリーブ５と、現像スリーブ５に現像剤を供給するためのホッパー部６を有する。現像スリーブ５は、像担持体１との間に、装置の長手方向に渡り０．３ｍｍの一定間隔を保つように配置されている。現像スリーブ５には現像バイアス印加電源部Ｓ２から所定のＡＣ成分とＤＣ成分を重畳した電圧が印加される。これにより、像担持体表面の静電潜像が現像装置４によりジャンピング反転される。
【００２３】
感光ドラム表面にトナーによって顕像化されたトナー像（顕像）は引き続く像担持体１の回転により、像担持体１と転写ローラ７との当接ニップ部である転写部Ｔに至り、この転写部Ｔに給送された記録媒体Ｐに転写される。転写ローラ７は、ローラ軸体（導電性支持体、芯金）を有する導電性弾性ローラである。そして、ローラ軸体の両端部は、それぞれ軸受け部材を介して回転自在に支持されている。ローラ軸線は像担持体１の軸線に対してほぼ並行に配列され、像担持体１に対して所定の押圧力で接触するよう配設されている。本例において、この転写ローラ７は像担持体１の回転に従動して回転する。記録媒体Ｐは給紙機構部（不図示）から所定の制御タイミングで給送され、レジストレーションローラ８により像担持体１に対する画像形成と同期取りされて適正なタイミングをもって転写部Ｔに導入され、像担持体１と転写ローラ７との間に挟持されつつ搬送される。転写ローラ７には、記録媒体Ｐが転写部Ｔを通過している間、転写バイアス印加電源部Ｓ３からトナーの帯電極性とは逆極性の所定電位の直流電圧が印加される。本例ではプラス極性の所定電位の直流電圧が印加される。これにより、転写部Ｔにおいて記録媒体Ｐの裏面側（像担持体１対向面側とは反対面側）にプラスの電荷が付与されて像担持体１表面のトナー像が順次に記録媒体Ｐの表面に静電的に転写される。
【００２４】
トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐは転写部Ｔを出ると像担持体１の表面から分離され、搬送ベルト１０により定着装置１１に導入される。本例の定着装置１１はヒートローラ１２と加圧ローラ１３との圧接回転ローラ対を有する熱定着装置である。定着装置１１に導入された記録媒体Ｐはローラ対１２、１３の圧接ニップ部である定着部Ｎに進入して挟持されつつ搬送される。これにより、記録媒体Ｐ上の未定着のトナー像が記録媒体面に固着画像として熱と圧力により定着され、その後、記録媒体は画像形成物として装置本体の外部に排出される。
【００２５】
一方、記録媒体分離後の像担持体１の表面はクリーニング装置１４により転写残トナー・紙粉等の残留物の除去を受けて清掃され、繰り返して画像形成に供される。本例において、このクリーニング装置１４はクリーニング部材としてチップタイプのクリーニングブレード１５を用いたブレードクリーニング装置である。このクリーニングブレード１５により像担持体表面が摺擦されることで像担持体表面から残留物が掻き取られる。掻き取られた残留物は回収トナー収容部１６に収容される。以上、画像形成装置における一連の画像形成処理を説明した。次に、上記画像処理を実施するための各部の構成、作用をより詳細に説明する。
【００２６】
［帯電ローラ］
図２において、本実施形態に用いられる帯電ローラ２の一例について説明する。
【００２７】
図中の帯電ローラ２は、軸体２０１と、その外周に形成される導電性弾性体層２０２と、その外周に軟化剤移行防止層２０３さらにその外周に形成される抵抗調整層（あるいは誘電層）２０４、及び保護層２０５とから構成されている。
【００２８】
上記軸体２０１としては、特に限定するものではなく、例えば金属製の円柱体からなる芯金や内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体が用いられる。そして、その金属材料としては、ステンレス、アルミニウム、銅、鉄にメッキを施したもの等があげられる。
【００２９】
上記軸体の外周に形成される導電性弾性体層２０２は、特に限定するものではなく、例えば、ポリウレタンフォーム、ポリノルボルネンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００３０】
なお、上記導電性弾性体層２０２用材料には、上記ゴムに加えて、発泡剤、導電剤、架橋剤、架橋促進剤、オイル等を必要に応じて配合してもよい。
【００３１】
上記発泡剤としては、例えば、無機系発泡剤、有機系発泡剤等があげられ、単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００３２】
上記導電剤としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、導電性酸化チタン、導電性酸化亜鉛、導電性酸化錫、イオン導電剤（第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等）等があげられる。
【００３３】
上記架橋剤としては、例えば、硫黄、過酸化物等があげられる。
【００３４】
このような導電性弾性体層は、通常、その導電性が１０‐１〜１０‐４Ω程度に設定され抵抗調整層よりはかなり低く設定される。そして、その厚みは、通常、１〜１０ｍｍ、好適には２〜４ｍｍ程度に設定される。
【００３５】
次に、上記導電性弾性体層２０２の外周に形成される軟化剤移行防止層２０３としては、上記導電性弾性体層中に含有されるオイル等のような軟化剤の滲み出しの遮断防止のために、Ｎ−メトキシメチル化ナイロンを主体とする層が構成をとることが特に好ましい。
【００３６】
上記軟化剤移行防止層２０３の厚みは、一般に３〜２０μｍに設定され、好適には４〜１０μｍに設定される。そして、この軟化剤移行防止層の電気抵抗は、１０−２Ω程度に設定される。
【００３７】
上記Ｎ−メトキシメチル化ナイロン（８−ナイロン）は、特に限定するものではなく、従来公知のものが用いられる。また、軟化剤移行防止層２０３にも導電剤として、ケッチェンブラック等のカーボンブラックが含有されている。
【００３８】
さらに、上記軟化剤移行防止層２０３の外周に形成される抵抗調整層２０４は、エピクロルヒドリンゴム（ＣＨＲ）およびアクリルゴム（ＡＣＭ）の片方もしくは双方と、導電剤を主体とする組成物を用いて形成されるものである。そして、その厚みは、通常、５０〜４００μｍ、特に好ましくは、２００〜３５０μｍに設定される必要がある。５０μｍより小さくなると、抵抗調整層２０４の影響が少なく、帯電ローラとして機能が成され難くなる。また、４００μｍより大きくなると、抵抗調整層２０４の影響が大きくなりすぎて、電圧をかなり高い状態で使用しなければならないため、電子写真装置の電源の使用が一般的なものを使用し難くなる。なお、ここで、上記エピクロルヒドリンゴムとは、共重合成分としてのエチレンオキシドを含有しない単独重合体もしくは共重合体のことである。そして、この発明において主体とするとは、全体が主体のみからなる場合も含める趣旨である。
【００３９】
このように、上記ＣＨＲとＡＣＭの片方もしくは双方と導電剤は、前記軟化剤移行防止層２０３を含めた形で使用し、帯電ムラの原因にもなるが、帯電の特性を生かすためには欠かせないものである。この抵抗調整層２０４の電気抵抗は１０５〜１０８Ωの範囲のものが用いられる。
【００４０】
上記導電剤の配合量は、ＣＨＲおよびＡＣＭからなるゴム成分１００重量部（以下「部」と略す）に対して０．５〜５部に設定することが好ましい。すなわち、導電剤の配合量が０．５部未満ではムラには非常に良いが、電気抵抗が調整できず、これも過剰に電圧をかけなければならなくなる。また、５部を超えると逆に導電剤ムラが抵抗ムラにつながり本発明の範囲では、画像ムラが発生しやすくなる。
【００４１】
上記抵抗調整層２０４の形成材料には、上記導電剤以外に、加硫剤，充填剤等が適宜に配合される。なお、カーボンブラック等の導電性充填剤は高電圧下での使用においては絶縁破壊を招き易いため、ゴム成分に対して１０容量％以下の使用量にとどめるべきである。
【００４２】
上記抵抗調整層２０４の外周に最外層として形成される保護層２０５は、帯電ローラ表面で用いられる公知のものでよい。
【００４３】
そして、この保護層２０５にも前記記載のカーボンブラックのような導電剤を混合分散させると、低温低湿時の導電性を含む環境特性が良好となり低温低湿環境下でも良好な性能が発揮されるようになる。このような保護層２０５は、通常、５〜３０μｍの厚みに設定されるのが好ましく、特に好適な範囲は７〜２３μｍである。また、この保護層の電気抵抗は、１０３〜１０５Ωに設定される。なお、上記導電剤としては、カーボンブラックに限定されるものではなく、従来公知の導電剤を上記カーボンブラックに代えて使用することができる。
【００４４】
前記記載の材料によって形成された帯電ローラは環境依存性を示す。例えば低温環境においては帯電ローラの抵抗値が上昇することがある。帯電ローラ内を電流が流れる理由としては、前記導電材として用いたカーボンブラックにより電荷の移動が帯電ローラ内で発生することによるが、低温環境ではこの電荷の移動度が低下することによって抵抗値は上昇する。一方、高温環境においては前記電荷の移動度が上昇するため抵抗値は下がる傾向にある。
【００４５】
帯電ローラは前記のような温度依存性のみならず、湿度依存も有する。例えば高湿環境においては低湿環境よりも抵抗値が下がる傾向にある。通常、帯電ローラでは、その内部に含まれるカーボンブラックにより電荷の移動が帯電ローラ２内で発生することによって電流が発生する。さらに、環境中の水分が帯電ローラに含まれることによって、水分自身での電荷の移動によって電流量が増加し、抵抗値が下がるという現象が生じる。
【００４６】
帯電ローラ２は、耐久劣化が生じることによって自身の全体抵抗値の上昇や、長手方向の抵抗値ムラが発生し、これが帯電ムラとなって、画像不良を発生させることがある。このような状態が発生するのを防ぐためには帯電ローラ全体を低抵抗に抑えることや、均一の抵抗値にすることが不可欠である。
【００４７】
［像担持体］
ここで、像担持体１の概略構成を図３（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。なお、（ａ）は単層型の像担持体１の概略構成、（ｂ）は積層型の像担持体１の概略構成である。
【００４８】
（ａ）の単層型は、外径がたとえば３０ｍｍの導電性基体（支持体、像担持体基体）５１に、電荷発生物質と電荷輸送物質の双方を同一の層（感光層）５３に含有する層構成である。（ｂ）の積層型は、電荷発生物質を含有する電荷発生層５４と電荷輸送物質を含有合する電荷輸送層５５を、順次または逆順に積層した構成である。層５４＋５５が感光層である。さらに、感光層５３または５４および５５上に表面保護層５６を形成することも可能である。
【００４９】
また、電子輸送層の膜厚を最適化させるために、膜厚の幅を持たせる意味で、表面保護層５６を用いることが良い。少なくとも像担持体１の表面層が、熱や可視光、紫外線などの光、さらに放射線により重合または架橋し硬化させることができる化合物を含有していればよい。
【００５０】
そして、像担持体１しての特性、特に残留電位などの電気的特性及び耐久性の観点から、（ｂ）の積層型の像担持体が好ましい。すなわち、電荷発生層５４及び電荷輸送層５５を順次積層した機能分離型の感光体構成、または、この機能分離型の感光体構成で積層された感光層上に、さらに表面保護層５６を形成した構成とするのが好ましい。
【００５１】
また、導電性支持体５１の表面上には、バリアー機能と接着機能とを有する下引き層５２を設けることができる。
【００５２】
感光体が機能分離型の感光体である場合は、電荷発生層５４及び電荷輸送層５５を積層する。
【００５３】
表面保護層５６中における導電性金属酸化物粒子の割合は、直接的に表面保護層の抵抗を決定する要因の１つである。したがって、保護層の比抵抗は、１０８〜１０１３Ωｍ（１０１０〜１０１５Ωｃｍ）の範囲にすることが望ましい。
【００５４】
以上、一般的な像担持体１の構成について説明した。ここで説明した像担持体１は長寿命を意識したものであるが、像担持体１の構成はこれに限るものではない。例えば、今回説明する表面保護層５６を設けずに像担持体を構成することも可能である。
【００５５】
［加湿装置］
次に、本実施形態に設けられる液体付与手段としての加湿装置について図４に基づき説明する。
【００５６】
本実施形態における加湿装置は帯電ローラ２の近傍に設けられ、帯電ローラ２に液体を吐出して加湿するよう構成されている。図４において、加湿装置１００は、帯電ローラ２に液滴を吐出する液滴吐出ユニット（液滴吐出手段）１１０と、液滴吐出ユニットに供給する液体を貯留する液体貯留容器１２０とを備える。さらに、加湿装置１００は、液体貯留容器１２０内の液体を液滴吐出ユニット１１０に供給するための液体供給路１３０と、をも含む。なお、本実施形態において使用する液体は水であり、液体貯留容器１２０に貯留された水が液滴吐出ユニット１１０から水滴として帯電ローラ２に向けて吐出される。
【００５７】
本実施形態に用いる加湿装置１００は、インクジェット記録装置における液滴の吐出方式を採用している。インクジェット記録装置で用いられる液滴の吐出方式としては、現在、種々のものが提案されているが、ここでは、代表的なインク吐出方式である、電気熱変換素子を吐出エネルギー発生素子として用いた技術を一例として挙げている。このインク吐出方式を用いた加湿装置１００では、電気熱変換素子１０４が加圧室内に設けられており、電気熱変換素子１０４に吐出信号となる電気パルスを印加することにより供給水に熱エネルギーが付与される。この熱エネルギーは、水に相変化を生じさせ、水の発泡時（膜沸騰時）の気泡圧力によって図４に示す液滴吐出ユニット１１０から帯電ローラ２に向けて水滴が吐出される。
【００５８】
また、液滴吐出ユニットは、図４に示すように、液体供給流路１０１ａの形成された支持部材１０１と、液体供給流路１０１ａに連通する記録液供給口１０３ａが形成された記録素子基板１０３と、記録素子基板１０３に固定された吐出口プレート１０４とを備える。さらに、記録素子基板１０３には、前記吐出エネルギー発生素子(記録素子)としての電気熱変換素子（ヒータ）１０２が設けられている。また、吐出口プレート１０４には、複数の記録素子１０２それぞれに対向する位置に液滴（水滴）を吐出する吐出口１０４ａが形成されている。本実施形態では、吐出口１０４ａは帯電ローラ２の長手方向（中心軸線方向）における全長と同程度の範囲に亘って配置されており、これによって帯電ローラ２の全域を加湿可能としている。なお、吐出エネルギー発生素子としては、電気熱変換素子の外に電気機械変換素子（ピエゾ）などが知られている。
【００５９】
図５（ａ）は前記電気熱変換素子の配置状態を示す説明横断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の縦断側面図である。図５に示すように、素子基板１０３には複数個の信号電極１１３と、共通電極１１４とが形成されており、さらに複数個の所定の面積を有する吐出エネルギー発生素子１０２が形成されている。各吐出エネルギー発生素子１０２には、基板１０３と電気熱変換素子１０２とを貫通してなる吐出口１０４ａが形成されている。なお、本実施形態においては、各電気熱変換素子１０２に対して吐出口１０４ａは一個だけ設けたが、複数個設けてもよい。
【００６０】
図６（ａ）は、前記の電気熱変換素子１０２に印加される駆動パルスの電圧波形図、図６（ｂ）は、同図（ａ）に示す駆動パルスを電気熱変換素子１０２に印加した際の、電気熱変換素子の熱特性（時間に対する温度変化）を示す波形図である。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、任意の信号電極１１３に所定の駆動パルス３６を印加すると、電気熱変換素子１０２に電流が流れ、図６（ｂ）に示すように、熱パルス３７が発生する。
【００６２】
すなわち、駆動パルス３６を選択的に入力することにより、吐出エネルギー発生素子１０２を選択的に発熱させることができ、その熱エネルギーによって液体（水）を吐出させることができる。
【００６３】
上記構成を有する液滴吐出ユニット１１０において液体貯留容器１２０から液体供給路１３０を経て供給された液体（水）は、液体流路１０１ａ内に供給された後、供給口１０３ａを経て加圧室に至る。加圧室に供給された液体は、吐出エネルギー発生素子１０５の吐出エネルギー（例えば、電気熱変換素子では、熱エネルギー）を受けて、吐出口１０４ａから液滴として吐出される。この吐出エネルギー発生素子１０５の駆動は、後述の制御装置によって制御される。
【００６４】
図７は、本実施形態に設けられている加湿装置の制御などを行う制御装置２０の概略構成を示すブロック図である。
【００６５】
図示のように、本実施形態における制御装置２０は、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３およびＲＡＭ２４などを有する主制御部２１と、前述の吐出エネルギー発生素子１０５を制御して水滴の吐出を制御する加湿装置制御手段としての加湿制御回路２５と、を備える。本実施形態における主制御部２１は、画像形成装置全体の動作を制御するものであり、加湿制御回路だけでなく、他のアクチュエータを駆動する駆動回路の駆動を制御をも行う。この制御およびその制御に必要な演算、判断などの処理はＣＰＵ２２が行う。また、ＲＯＭ（第１の記憶手段）２３にはＣＰＵ２２によって実行される処理のプログラムや加湿量などに応じた液体の吐出データなどが格納されている。さらに、ＲＡＭ（第２の記憶手段）２４は、種々のデータが一時的に格納されるものであり、ＣＰＵ２２によって実行される処理のワークエリアとしても使用される。また、主制御部２１のＣＰＵ２２には、帯電ローラ２の周囲の温度環境および湿度環境を検出する温湿度検出器（温度検出手段、湿度検出手段）２６が接続されている。前述のように帯電ローラ２の電気抵抗値は、その周囲の温度環境および湿度環境によって変化するため、この温湿度検出器２１によって検出される温湿度は帯電ローラ２の電気抵抗値を決定するための情報としても用いられる。つまり、温度検出器２６は、帯電ローラ２の電気抵抗値、換言すれば導電性を推定する推定手段としての機能を果たすとも言える。
【００６６】
なお、本実施形態では、帯電ローラ２の周囲を覆うカバー部材２８が設けられており、加湿装置２０の吐出口もこのカバー部材２８の中に配置されている。このため、加湿装置２０によって加湿された帯電ローラ２およびその周囲の雰囲気における湿度などが急激に変化する緩和することが可能となる。また、加湿装置２０から吐出された水滴を気流などの影響から保護し、適正に帯電ローラ２の周面に水滴を吐出することが可能になる。
【００６７】
次に、上記構成を有する画像形成装置における動作を説明する。
【００６８】
帯電ローラ２は耐久劣化により表面に外添剤等の絶縁物質が付着すると、局所的な抵抗値上昇を起こし、これが記録媒体の搬送方向で帯電ムラとして画像上に現れる。しかしながら、前述の加湿装置２０によって帯電ローラ２０の周面に水滴が付与されて帯電ローラ２が加湿されると、図６に示すように、帯電ローラ２表面に付着した絶縁物質の周囲を水分が取り囲み、局所的な抵抗値上昇を抑える働きをする。なお、このとき、帯電ローラ２が均一に吸湿するように帯電ローラ２を回転させておく。こうすることによって、局所的な抵抗値アップによる帯電ムラを防ぐことができる。
【００６９】
一方、記録媒体分離後の像担持体１の表面はクリーニング装置１４により転写残トナー・紙粉等の残留物の除去を受けて清掃され、繰り返して画像形成に供されるが、クリーニングブレード１５で清掃されない残留トナー・紙粉が発生する可能性はある。この残留トナー・紙粉が帯電ローラ２の表面に付着する。
【００７０】
例えば、帯電ローラ２に局所的なトナー汚れが発生した場合、そのトナー汚れが生じた部分では、外填剤の一種であるチタン酸ストロンチウム等の絶縁物質が帯電を阻害することで局所的な帯電不良が発生する。その結果、帯電ローラ２の周面には、帯電されている部分と帯電されていない部分とが存在する不均一な帯電状態（以下、帯電ムラと称す）が発生する。この帯電ムラは、印刷物の画像上に黒スジまたは濃度ムラを発生させる。
【００７１】
そこで、本実施形態では、図９に示すように、チタン酸ストロンチウム等、付着絶縁物質の微粒子Ｉの周りに水分子Ｈを付着させることによって絶縁物質周囲に導電性を持たせる。これにより、帯電ローラ２の周面に局所的抵抗ムラが発生するのを抑えることが可能になり、帯電ローラ２の周面全体を均一に帯電させることが可能になり、画像不良の発生を防止することができる。
【００７２】
したがって、温湿度条件に応じて帯電ローラ２に水分を供給し、帯電ローラ２の水分量を調整することで、帯電ローラ２に対して外添剤や像担持体１の削れ粉、トナー等が付着してしまったとしても長期に渡って良好な画像が得られる。
【００７３】
実際の加湿制御は、制御装置２０により、図８に示すフローチャートに従って実施される。
【００７４】
画像形成処理が開始されると、温湿度検知手段２６が帯電ローラ２の周辺の環境の湿度を検出し（ステップＳ１）、その検出結果が主制御部２１のＣＰＵ２２へと送出される。この温湿度検出器２６から出力される温度および湿度を表す温湿度検出信号を受けて、ＣＰＵ２２は加湿動作が必要であるか否かを判断する（ステップＳ２）。この判断基準には種々のものが考えられる。例えば、検出温度が予め定めた閾値温度以上であり、かつ閾値湿度未満であると判断された場合に、加湿動作が必要であると判断する。あるいは、検出温度が閾値温度以上、検出湿度が閾値湿度未満の少なくとも一方に該当すれば、加湿動作が必要であると判断する。さらにまた、検出温度と検出湿度との組合せが一定の条件を満たす組み合わせになった場合に、加湿動作を行うと判断する、など種々の判断基準を定めることが可能である。
【００７５】
ＣＰＵ２２が上記のように判断した結果は加湿装置制御回路２５に送出される。ＣＰＵ２２から加湿動作の実行を指示する加湿信号を受けた加湿装置制御回路２５は、加湿装置２０に設けられた電気熱変換素子１０２を駆動し、水滴を帯電ローラ２の周面に向けて吐出する（ステップＳ４）。これにより、帯電ローラ２の周面には水滴が付着し、加湿される。
【００７６】
この加湿制御動作のときの水分の供給量（吐出される水滴の数）は、温湿度検出器２６によって検出された温度および湿度の値によって可変させるようにすることができる。例えば、前述の閾値温度と検出温度との差、あるいは前述の閾値湿度と検出湿度との差の大小に応じて加湿装置２０からの水滴の吐出量を制御する。つまり、加湿動作を実施すると判断された場合にも、検出温度が閾値温度をより大きく上回る場合には、より多くの水滴を吐出し、検出湿度が閾値湿度をより大きく下回る場合には、より多くの水滴を吐出する。
【００７７】
本実施形態における吐出量の制御は、帯電ローラの長手方向に沿って配置される複数の吐出口からなる吐出口列の中で、駆動される吐出口の割合(（吐出口列全体の吐出口数に対し、水滴を吐出する吐出口（駆動される吐出口）の割合（吐出駆動率)）で調整される。吐出駆動率は帯電ローラ２に対する水滴の供給量、つまり加湿量に対応する。この場合、吐出を行う吐出口の間隔が略均等な間隔となるように駆動する吐出口を選択することで、帯電ローラ２の周面の長手方向に対し均等に水分を供給することが可能になり、帯電ローラ２は均等に加湿される。
【００７８】
このように、本実施形態では温湿度条件に応じて帯電ローラ２に水分を供給し、帯電ローラ２が含有する水分量を調整する。このため、帯電ローラ２に外添剤や像担持体１の削れ粉、あるいはトナー等の絶縁物が付着したとしても帯電ローラ２における電気抵抗値の変動を抑える、一定の電気抵抗値を維持させることができる。従って、この帯電ローラ２を用いれば、ドラム（像担持体）１に帯電ムラを生じさせることなく均一に帯電させることが可能となり、良好な品質の画像を形成することが可能になる。
【００７９】
ここで、画像を形成する際の環境の変化が画像に与える影響およびその影響を解消するための加湿動作において供給すべき水分量などを、具体例を用いて説明する。
【００８０】
電子導電性の帯電ローラにおいて温度２５℃／湿度２０％という環境で、外填剤（チタン酸ストロンチウム）が帯電ローラの周面にスジ状の汚れとなって付着した場合、画像には濃度の高いスジ状の濃度ムラ（黒スジ）が発生した。
【００８１】
これに対し、上記同様に外填剤が帯電ローラの周面にスジ状の汚れとなって付着した場合に、前述の加湿装置１００によって帯電ローラ２の周囲の環境を、温度２５℃／湿度５０％とした。この場合、帯電性が向上されるために画像上に濃度ムラは出現しなかった。
【００８２】
また、本実施形態において、帯電ローラ２の直径がφ２５、中心軸線方向の長さ（長手方向の長さ）が３００ｍｍ、芯金径がφ５であり、帯電ローラの外周部を構成するスポンジ全体の体積が９．４×１０４（ｍｍ３）、スポンジ気泡率が３０％であったとする。この場合、スポンジの気泡部分の体積は２．８×１０４（ｍｍ３）となる。
【００８３】
上記帯電ローラ２において、その周面の汚れなどに起因して濃度ムラが発生する環境が温度２５℃／湿度２０％である場合、気泡部分に含まれる水分量は０．１３ｇとなる。これに対し、同様の帯電ローラ２においてスジが発生しない環境が、温度２５℃／湿度５０％である場合、この気泡部分に含まれる水分量は０．３２ｇとなる。
【００８４】
従って、上記のような濃度ムラが発生する環境にある場合（例えば、温度２５℃／湿度２０％の環境にある場合）には、加湿装置１００は濃度ムラが発生するときの水分量と、濃度ムラが発生しないときの水分量との差分（例えば、０．１９ｇ）を帯電ローラ２に対して給水する。この給水を行うためには、１２００ｄｐｉの解像度で、一滴７ｐｌの液滴を用いて給水を行う場合、長手および周方向ともに６５％の吐出駆動率（デューティ）で水滴を吐出すれば良い。
【００８５】
帯電ローラ２が加湿されることにより、帯電ローラ２が吸湿して帯電部材に対して外添剤やドラムの削れ粉、トナー等が付着したとしても、スジ状の濃度ムラなどの画像弊害が発生することはなくなる。なお、この加湿動作時には、帯電ローラ２が均一に吸湿するように帯電ローラ２を回転させることが望ましい。
【００８６】
上記のように本実施形態によれば、帯電ローラに対して外添剤やドラムの削れ粉、トナー等が付着し、従来であればスジ状の濃度ムラが発生する状況にあっても、帯電ローラを加湿することで、帯電ローラの電気抵抗値を一定に保つことが可能になる。このため、濃度スジのない良好な画像を期に渡って形成することが可能となる。
【００８７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図１０に基づき説明する。なお、上記第１の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付す。
【００８８】
第２の実施形態における画像形成装置は、上記第１の実施形態と同様に、静電潜像を形成するための回転可能な円筒状の像担持体１を用いた接触帯電方式・転写方式の電子写真型の画像形成装置である。但し、この第２の実施形態では、加湿装置２００の構成が上記第１の実施形態における加湿装置１００と異なる。すなわち、加湿装置２００は、帯電ローラ２の近傍に設けられ、帯電ローラ２との対向位置に水蒸気の放出口２０４ａを有する液体容器２０２を備える。さらに、液体容器２０２には、その内部に設けられた電気熱変換体（ヒータ）２０５と、放出口２０４ａを開閉させるシャッター２０６と、外気圧を検出する第１気圧検出器２０７ａと液体容器内の気圧を検出する第２気圧検出器２０７ｂと、が設けられている。なお、第１気圧検出手段としての第１気圧検出器２０７ａは液体容器２０１内の外側（外部空間）に配置され、第２気圧検出手段としての第２気圧検出手段２０７ｂは液体容器２０１の内部に配置されている。
【００８９】
放出口２０４ａを開閉させるシャッター２０６としては種々の構成を採用することができる。本実施形態では、一例として、辺液体容器２０２の放出口２０４ａが形成されている面に沿って往復移動可能な板状の部材をシャッターとして設け、このシャッター２０６を所定のシャッター駆動用のアクチュエータによって往復移動させる。アクチュエータとしては、回転モータの回転力を用いたもの、リニアモータを用いたもの、ソレノイドを用いたものなど、種々の構成を適用可能である。なお、シャッター２０６と、その往復移動を行うシャッター駆動用のアクチュエータとにより、本発明の開閉手段が構成されている。
【００９０】
また、この第２の実施形態においても帯電ローラ２の周囲の湿度および温度を検出する温湿度検出器（温湿度検出手段）２６が設けられている。そして温湿度検出器２６によって検出された温度および湿度に基づいて、第１の実施形態と同様に制御装置２０が加湿動作を行うか否かを判断し、その判断結果に基づいて加湿装置を制御する。
【００９１】
また、ヒータ２０５は、加湿動作前に予め液体容器２０１内の液体（水）の加熱を行うことで液体容器２０２内の気圧を外気圧以上に保つことが可能になっている。加湿装置２００に配置されている放出口２０４ａは、帯電ローラ２の全長と同程度の範囲に亘って一定の間隔を介して配置されている。従って、放出口２０４ａから水蒸気を吐出させることによって、帯電ローラ２を包含する雰囲気全域をほぼ均一に加湿し得るようになっている。
【００９２】
さらに、第２の実施形態にも、加湿動作を行うか否かなどの判断処理や演算処理および制御を行うＣＰＵ２２と、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４を備えた主制御部２１と、加湿装置制御回路２５と、を有する制御装置２０が設けられている。但し、この第２の実施形態では、前述の第１気圧検出器２０７ａおよび第２気圧検出器２０７ｂにて検出された気圧を表す信号（気圧検出信号）がＣＰＵ２２に入力されると共に、ＣＰＵ２２がヒータ２０５と、シャッター駆動用アクチュエータ２９の制御を行う。
【００９３】
次に、第２の実施形態において実施される加湿制御を説明する。
【００９４】
画像形成処理が開始されると温湿度検知器２１が環境の温度および湿度を検出し、その検出結果（湿度検出信号および温度検出信号）をＣＰＵ２２に送出する。ＣＰＵ２２は、温度検出信号および湿度検出信号に基づいて加湿動作を行うか否かを判断し、その判断結果に基づいて加湿装置制御回路２５に制御信号を送る。この制御信号に基づいて加湿装置制御回路２５は、ヒータ２０５の駆動（発熱動作）およびシャッターの動作を以下のように制御する。
【００９５】
まず、加湿装置制御回路２５は、加湿装置２００の液体容器２０１内に設けられたヒータ２０５を駆動し、液体容器２０１内に収納されている液体（ここでは水）を加熱する。ＣＰＵ２２は第２気圧検出器２０７ｂによって検出された液体容器２０１内の圧力と、第１気圧検出器２０７ａによって検出された圧力との差圧を求める。そして、差圧が一定値以上に達した時点で加湿装置駆動回路２５にシャッター駆動アクチュエータ２９を駆動するための制御信号を送出する。制御信号を受けたシャッター駆動アクチュエータ２９は、シャッター２０６を図１０（ｃ）に示す状態から、図１０（ｂ）に示す状態へと移動させる。すなわち、シャッターが放出口２０４ａを閉とする位置から、開とする位置へと移動する。これにより、液体容器２０１内に発生している水蒸気が、複数の放出口２０４ａから帯電ローラ２の外周面へ向けて放出され、帯電ローラ２は加湿される。前述のように放出口２０４ａは一定の間隔を介して帯電ローラ２の長手方向に沿って均等に配置されているため、帯電ローラ２は均等に加湿される。
【００９６】
上記のように帯電ローラ２が加湿されることにより、この第２の実施形態においても帯電ローラ２の電気抵抗を一定に維持することが可能となり、像担持体１に対して均一な帯電状態を保つことが可能になる。
【００９７】
ところで、この第２の実施形態では、加湿動作によって帯電ローラ２へと供給する水の供給量は、シャッター２０６による放出口２０４の開口時間と、液体容器２０１内外の気圧差を制御することによって調整する。すなわち、液体容器２０１の気圧差が大きいほど、単位時間当たりの水蒸気の放出量が多くなり、吐出口２０４の開口時間が長いほど、水蒸気の放出量は多くなる。従って、ＣＰＵ２００は、前述の第１の実施形態と同様に検出温度・湿度と、閾値温度・湿度との差に基づいて必要な水分供給量が求めた後、その水分供給量に従って、放出口２０４の開口時間と液体容器２０１内外の気圧差とを決定する。例えば、現在の内外の気圧差に基づいて、放出口２０４の開口時間を決定する。あるいは、一定の気圧差となるまでヒータ２０５によって液体容器２０１内の気圧を高めて行き、外気圧との気圧差が一定圧以上となった時点で、その気圧差に応じた開口時間だけ放出口２０４の開口時間を定めるようにしても良い。また、開口時間と気圧との組み合わせと、水の供給量と、の関係を表すテーブルを予めＲＯＭ２３などに格納しておき、加湿動作が必要になった時点で、テーブルを参照して開口時間と気圧との組み合わせを決定するようにしても良い。
【００９８】
また、本実施形態において、帯電ローラ２の直径がφ５、中心軸線方向の長さ（長手方向の長さ）が３００ｍｍ、芯金径がφ５であり、帯電ローラの外周部を構成するスポンジ全体の体積が９．４×１０４（ｍｍ３）、スポンジ気泡率が３０％であったとする。この場合、スポンジの気泡部分の体積は２．８×１０４（ｍｍ３）となる。
【００９９】
スポンジの気泡部分に含まれる水分量は、帯電ローラ２の周面の汚れなどに起因して濃度ムラが発生する環境が、温度２５℃／湿度２０％である場合、気泡部分に含まれる水分量は０．１３ｇとなる。これに対し、帯電ローラ２においてスジが発生しない環境が、温度２５℃／湿度５０％である場合、この気泡部分に含まれる水分量は０．３２ｇとなる。
【０１００】
従って、濃度ムラが発生する環境（例えば、温度２５℃／湿度２０％）である場合には、℃加湿装置１００は濃度ムラが発生するときの水分量と、濃度ムラが発生しないときの水分量との差分（例えば、０．１９ｇ）を帯電ローラ２に対して給水する。いま、放出口２０４ａのサイズが幅２０μｍ×２０μｍであり、液体容器２０１内の気圧と外気圧との差分が３０ｈＰａに保たれているとする。ここで上記の給水を行う場合には、帯電ローラ２の周面を１ｍｍ毎に分割すると共に、各分割区分に対する加湿動作時間、すなわちシャッター２０６による放出口２０４ａの開口時間を１００μｓｅｃにする。これにより、帯電ローラ２が１回転させることで、帯電ローラ２の全周面に均等な状態で所定量（０．１９ｇ）の水分を塗布することができる。
【０１０１】
以上のように、この第２の実施形態によれば、帯電ローラ２の周面に外添剤やドラムの削れ粉、トナー等の絶縁性の異物が低湿時に帯電ローラ２に付着したとしても、帯電ローラを加湿させることによって、帯電ローラ２の電気抵抗をほぼ均一に保つことができる。このため、従来であれば、低湿時に帯電ローラ２に絶縁性の異物が付着することによって生じていた画像への濃度ムラの発生を抑えることが可能となり、長期に渡って良好な画像を得ることが可能となる。
【０１０２】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態を図１１を参照しつつ説明する。
【０１０３】
この第３の実施形態における画像形成装置は、上記第１、２の実施形態と同様に、静電潜像を形成するための回転可能な円筒状の像担持体１を用いた接触帯電方式・転写方式の電子写真型の画像形成装置である。但し、この第３の実施形態では、加湿装置３００の構成が上記第１の実施形態における加湿装置１００、２００と異なる。
【０１０４】
第３の実施形態における加湿装置２０ｃは、帯電ローラ２の近傍に設けられ、液体吸収性をを示す液体供給シート３０２を有する液体供給容器３０１、液体流路３０４、および液体貯留容器３０３を備える。本実施形態において液体貯留容器３０３に貯留されている液体は水であり、液体供給シート３０２はポリスチレン発砲素材の給水シートを用いている。液体供給シート３０２としては、他の材質からなるものを用いることも可能である。液体流路３０４は一端を液体供給シートに取り付け、他端を液体貯留容器３０３の中の水に浸してある。毛細管現象により液体供給シート３０２には常に水分が供給される。液体供給容器３０１内の液体供給シート３０２の幅は帯電ローラ２の全長と同程度とし、帯電ローラ２の雰囲気の全域が加湿されるようにしている。
【０１０５】
帯電ローラ２の周囲の雰囲気が低湿環境にある場合、液体供給シート３０２も低湿状態にある。このため、液体貯蔵容器３０３に貯留されている水は、液体供給シート３０２の毛細管現象によって液体流路３０４を介して液体供給シート３０２に供給される。液体供給シート３０２に供給された水が液体供給シート３０２から蒸発するため、帯電ローラ２の周囲の雰囲気は加湿され、帯電ローラ２は加湿される。一方、帯電ローラ２の雰囲気環境が高湿状態であり帯電ローラ２自身も高湿状態である場合には、液体供給シート３０２も高湿状態にある。このため、低湿環境時のような毛細管現象を用いた給水は行われず、帯電ローラ２の周囲の温湿度が加湿装置３００により変化することはない。
【０１０６】
以上のようにこの第３の実施形態では、帯電ローラ２の周囲の雰囲気が低湿環境であるとき液体供給シート３０２が毛管力により吸湿して雰囲気の加湿を行い、帯電ローラ２を加湿する。このため、帯電ローラ２に外添剤やドラムの削れ粉、トナー等が付着したとしても、帯電ローラ２の電気抵抗を一定に保つことができ、像担持体１に対して均一な帯電を行うことができる。従って、この第３の実施形態においても、長期に渡って高品質な画像形成を行うことができる。
【０１０７】
また第３の実施形態では、水分を含ませた液体供給シート３０２を用い、雰囲気の湿度に応じて、徐々に自然蒸発により雰囲気および帯電ローラ２の加湿を行う構成となっており、アクチュエータを用いない構成となっている。このため、安価かつ容易に製造することが可能となり、装置のコスト増大を抑えることが可能になる。
【０１０８】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。
【０１０９】
この第４の実施形態における画像形成装置は、上記第１の実施形態に記載の画像形成装置において、画像が形成された印刷物の平均印字率に応じて加湿装置による給水量を可変することを特徴とするものである。ここで、印字率とは単位面積当たりの現像剤（トナー）の付着部分の面積を意味する。したがって、印字比率が高いほど、単位面積当たりのトナー量は多くなり、逆に印字比率が低いほど、単位面積当たりのトナー量は少なくなる。
【０１１０】
帯電ローラ２に上記各実施形態のような加湿動作を行わない場合、トナーや外填剤などの絶縁物が帯電ローラ２に付着することに起因して画像にスジ状の濃度ムラを発生し始める印字枚数は、印字画像の印字率（印字デューティ）の平均値によって異なる。例えば、温度２５℃／湿度２０％のという環境において、加湿動作が行われない帯電ローラ２にトナーの外填剤（チタン酸ストロンチウム）が付着した場合、平均印字率３％の低印字率の場合は画像上に黒スジとなって現れる印字枚数は９０ｋ枚となる。これに対し、平均印字率１０％の高印字率の場合は画像上に黒スジとなって現れる印字枚数は５０ｋ枚であり、平均印字率３％の場合に比べて早期に黒スジが発生する。
【０１１１】
このため、本実施形態に示す画像形成装置では、印字出力された印刷物の平均印字率に応じて加湿装置により給水量を調節する。例えば、下記の様な式１を用いて平均印字率に応じて給水量を調節する。この場合、温度２５℃／湿度５０％の環境では帯電ローラ２の周辺の湿度によって帯電ローラ２の帯電性は向上されるため、画像上にスジ状の濃度ムラは現れない。
【０１１２】
ここで、使用する帯電ローラ２が、φ２５，（長手３００ｍｍ）の帯電ローラの場合（芯金径φ５）、スポンジ全体の体積が９．４×１０４（ｍｍ３）、スポンジ気泡率３０％であったとすると、スポンジの気泡部分の体積は２．８×１０４（ｍｍ３）となる。
【０１１３】
そして、この帯電ローラ２に対して外填剤などの絶縁物が付着することによりスジ状の濃度ムラが発生する環境が温度２５℃／湿度２０％であるとすると、この気泡部分に含まれる水分量は０．１３ｇとなる。これに対し、帯電ローラ２に外填剤などの絶縁物が付着することに起因するスジ状の濃度ムラが発生する環境が温度２５℃／湿度５０％の場合、気泡部分に含まれる水分量は０．３２ｇとなる。
【０１１４】
上記の条件を踏まえ、帯電ローラ２に対する給水量を以下のように決定する。  
給水量
＝（帯電ローラの理想水分量−現環境中での帯電ローラの水分量）×基準水分量（％）÷平均印字率
＝（理想水分量［０．３２］−（０．０１８８×環境絶対水分量＋０．１０３１））×基準印字率（％）÷平均印字率（％）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式１
【０１１５】
例えば、温度２５℃／湿度２０％の環境において、平均印字率が３％であった場合の給水量は以下のように算出される。  
給水量
＝（帯電ローラの理想水分量−現環境中での帯電ローラの水分量）×基準水分量（％）÷平均印字率（理想水分量［０．３２］−（  ０．０１８８×環境絶対水分量＋  ０．１０３１））×基準印字率（％）÷平均印字率（％）
＝（０．３２−（０．０１８８×０．１９＋０．１０３１））×５÷３＝０．２１ｇ
となる。
【０１１６】
従って、給水量（０．２１ｇ）の水を帯電ローラ２の周面に塗布することで、帯電ローラの電気抵抗を均一に保つことができ、画像上にスジ状の濃度ムラが発生するのを低減することができる。なお、０．２１ｇの給水は、７ｐｌの液滴を用いて１２００ｄｐｉの解像度で、長手方向と周方向の双方において７２％の印字率で帯電ローラ２の周面に液滴を付与することで実現できる。なお、帯電ローラ２が均一に吸湿するように、加湿装置１００による加湿動作時には帯電ローラ２を回転させておくことが望ましい。
【０１１７】
以上のように、この第４の実施形態においては、帯電ローラ２の周囲の環境温度および湿度に加え、画像形成時の印字比率の平均値に基づいて帯電ローラ２への給水量をより高精度に制御することが可能になる。このため、本実施形態によれば、帯電ローラ２に外添剤やドラムの削れ粉、トナー等が付着した場合にも、帯電ローラ２に対して過不足なく給水を行うことが可能になり、均一な電気抵抗を得ることができる。このため、長期に渡り、濃度ムラのない画像形成を実現することが可能になる。
【０１１８】
［その他の実施形態］
上記各実施形態では、液体として水を用いたが、帯電ローラ２の電気抵抗を均一化させるために帯電ローラ２を加湿するための液体としては、他の部材へ悪影響を及ぼさない導電性物質（液体）なども適用可能である。
【０１１９】
また、加湿装置は帯電ローラの全長と同程度とし、帯電ローラの全域が加湿される。
また加湿装置としては、上記各実施形態で示したものに限定されない。例えば、第４の実施形態のように、自然蒸発により雰囲気および帯電ローラ２を加湿するものに代えて、超音波加により水蒸気を発生させる超音波加湿方式を用いて帯電ローラを加湿するようにしてもよい。
【０１２０】
また、上記各実施形態では、像担持体１を帯電させる帯電部材として、帯電ローラを用いた場合を例に採り説明したが、帯電部材はローラ型のものに限らず、ブレード型、ロッド型、パッド型など、適宜の形状および形態のものとすることができる。
【０１２１】
さらに、本発明に係る帯電装置は、上記実施形態に示すように、帯電部材が像担持体を帯電させる構成以外の構成にも適用可能である。例えば、像担持体と電圧を印加した転写部材との間に転写材を導入し、その転写材の背面を帯電して像担持体側の転写像を転写材側へと静電転写させる接触式の転写帯電装置にも適用可能である。さらに、本発明に係る帯電装置は、被帯電部材を帯電処理するための装置として広く活用できる。
【符号の説明】
【０１２２】
１  担持体
２  帯電ローラ
３  露光手段
４  現像装置
７  転写ローラ
２０  制御装置
２１  主制御部
２２  ＣＰＵ
２５  加湿制御回路
２６  温湿度検出器
１００  加湿装置
１０４ａ  吐出口
１１０  液滴吐出ユニット
２００  加湿装置
２０４ａ  放出口
２０６  シャッター
【図１】
2014092586.tif 000003
【図２】
2014092586.tif 000004
【図３】
2014092586.tif 000005
【図４】
2014092586.tif 000006
【図５】
2014092586.tif 000007
【図６】
2014092586.tif 000008
【図７】
2014092586.tif 000009
【図８】
2014092586.tif 000010
【図１０】
2014092586.tif 000011
【図１１】
2014092586.tif 000012
【図９】
2014092586.tif 000013