(57)【要約】【課題】  像担持体の周面における放電生成物の生成を抑えることを可能とした上で、帯電ローラを介して像担持体の周面に適正に電荷を付与することができるようにする。【解決手段】  周面が感光体ドラム１０の周面と当接するように配設され当該感光体ドラム１０の軸心回りの回転に従動して軸心回りに回転する帯電ローラ２１を備え、該帯電ローラ２１を介した電力供給部８０からの電圧印加で感光体ドラム１０の周面に電荷を付与するように構成された画像形成装置であって、周面が帯電ローラ２１の周面と当接した状態で当該帯電ローラ２１と電力供給部８０との間に電気的に介設される給電部材が備えられ、給電部材は、給電ローラ２５は、帯電ローラ２１を熱伝導で加熱する加熱源を備えているとともに、帯電ローラ２１を介して感光体ドラム１０を帯電させる電圧が印加されるように構成されている。【選択図】      図１
2006184795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面が像担持体の周面と当接するように配設され当該像担持体の軸心回りの回転に従動して軸心回りに回転する帯電ローラを備え、該帯電ローラを介した所定の電源からの電圧印加で像担持体の周面に電荷を付与するように構成された画像形成装置において、
周面が前記帯電ローラの周面と当接した状態で当該帯電ローラと前記電源との間に電気的に介設される給電部材が備えられ、
前記給電部材は、前記帯電ローラを熱伝導で加熱する加熱源を備えているとともに、前記帯電ローラを介して前記像担持体を帯電させる電圧が印加されるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体は、周面にアモルファスシリコンが積層されてなるアモルファスシリコンドラムであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記給電部材は、周面が前記帯電ローラの周面と当接した状態で帯電ローラの回転に従動して軸心回りに回転する給電ローラであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記加熱源は、電流が供給されることにより発熱する通電発熱体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やファクシミリ装置、さらにはコンピュータに接続された出力手段としてのプリンタ等の画像形成装置に関するものであり、特に像担持体の周面に電荷を付与する帯電ローラと電源との間に介設される給電部材の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機などの電子写真方式の画像形成装置は、通常、読み取ったり電送されてきた画像情報に基づく光信号を軸心回りに回転している被帯電体としての感光体ドラムの周面に照射することによって形成された静電潜像に、現像装置からのトナーを供給することによってトナー像を形成させ、このトナー像を用紙に転写することにより画像形成処理が行なわれるようになされている。用紙への転写処理後に感光体ドラムの周面に残留した残留トナーは、周面が当該感光体ドラムの周面に当接状態で軸心回りに回転するクリーニングローラによって除去される。
【０００３】
かかる画像形成装置において、感光体ドラムの周面に所定の極性の電荷を帯電させるための手段として、従来よりコロナ帯電器が用いられてきた。このコロナ帯電器は、感光体ドラムの周面に対し非接触で対向配置されるものであり、感光体ドラムの周面は、コロナ帯電器から放出されるコロナ放電に曝されることにより所定の極性の電位に帯電されるようになされている。
【０００４】
かかる非接触方式のコロナ帯電器に対し、近年、オゾンの発生が少ない接触方式の帯電装置が提案され、実用化されている。この接触方式の帯電装置は、帯電バイアスが印加された帯電部材を感光体ドラムの周面に当接させ、これによって感光体ドラムの周面を帯電させるものである。帯電部材としては、帯電ローラ、ファーブラシ、磁気ブラシ、帯電ブレード等を挙げることができるが、帯電ローラが感光体ドラムへの電荷付与の均一性および安定性の面で好ましく、広く採用されている。
【０００５】
かかる帯電ローラは、導電性を有するゴム材料あるいは発泡性合成樹脂によって所定の弾性を備えて形成され、周面が回転している感光体ドラムの周面に当接された状態で所定の電圧が印加されることにより、感光体ドラムの表面電位が上昇し始め、所定の電位に到達した後は、印加電圧の値に比例して帯電電位が増減するようになっている。この場合の閾値電圧（前記所定の電圧に到達した電圧）が帯電開始電圧Ｖｔｈとされる。そして、感光体ドラムにおいて必要な表面電位Ｖｏを得るためには、帯電ローラにＶｏ＋Ｖｔｈの直流電圧が印加されることが必要になる。かかる帯電方式を直流帯電方式という。
【０００６】
これに対し、前記のＶｏ＋Ｖｔｈの直流電圧に２×Ｖｔｈ以上のピーク間電圧を有する交流電圧を重畳させて帯電ローラに印加する、いわゆる交流帯電方式が採用される場合もある。かかる交流帯電方式にあっては、交流による均し作用により動作環境（特に湿度）に起因した帯電ローラの抵抗値の変動を抑えることが可能になり、結果として感光体ドラムの表面電位がピークの中央値であるＶｏに収束するため、例えば湿度に起因したゴム材料等からなる帯電ローラの抵抗値変動の影響を抑えることができ、これによって感光体ドラムの帯電の均一性を確保することができる。
【０００７】
しかしながら、このような交流帯電方式を採用した場合、感光体ドラム近傍における放電量は直流帯電方式の場合より多くなり、特に２×Ｖｔｈ以上のピーク間電圧を印加したときの放電量は非常に多くなるため、放電生成物の発生量も多くなり、この多量に発生した放電生成物が感光体ドラムの周面に付着する。かかる放電生成物は、前記クリーニングローラによって除去されるのであるが、クリーニングローラによって放電生成物を常に確実に除去することが困難であり、残留した放電生成物によって転写画像が用紙の搬送方向に流れたようになる、いわゆる画像流れ現象が生じるという問題が存在した。
【０００８】
かかる問題を解消するものとして、特許文献１には、帯電ローラの周面にローラ清掃部材を当接させるとともに、このローラ清掃部材内に発熱体を埋設し、この発熱体の発熱を帯電ローラの周面に熱伝導によって伝達し、これによって帯電ローラの回りの雰囲気を加熱して低湿度状態を現出し得るようにした技術が開示されている。こうすることによって水との反応で生じる放電生成物の生成量が抑えられる。なお、帯電ローラへの電圧の印加は、当該帯電ローラの芯金に対して電圧を印加することによって行なわれるようになっている。
【特許文献１】特開平８−３１４２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、帯電ローラは、通常、芯金の周りに同心でイオン導電ゴムからなる円筒状の導電層が設けられてなるものであるため、特許文献１に記載の帯電ローラのように、芯金を介して帯電ローラに電圧が印加されると、芯金の外周面と当接した帯電ローラの内周面の内側と、同外周面の内側との間で分極が生じてしまい、この分極の発生で抵抗値が高くなってしまって感光体ドラムの周面への電荷付与効率が悪化するという不都合が生じる。
【００１０】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであり、像担持体の周面における放電生成物の生成を抑えることを可能とした上で、帯電ローラを介して像担持体の周面に効率的に電荷を付与することができる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、周面が像担持体の周面と当接するように配設され当該像担持体の軸心回りの回転に従動して軸心回りに回転する帯電ローラを備え、該帯電ローラを介した所定の電源からの電圧印加で像担持体の周面に電荷を付与するように構成された画像形成装置において、周面が前記帯電ローラの周面と当接した状態で当該帯電ローラと前記電源との間に電気的に介設される給電部材が備えられ、前記給電部材は、給電部材は、前記帯電ローラを熱伝導で加熱する加熱源を備えているとともに、前記帯電ローラを介して前記像担持体を帯電させる電圧が印加されるものであることを特徴とするものである。
【００１２】
かかる構成によれば、帯電ローラは、当該帯電ローラの周面に当接している給電部材からの熱伝導により加熱されるため、芯金から加熱される場合に比較し、給電部材に当接しながら回転する帯電ローラの周面は迅速に加熱される。従って、直ちに帯電ローラから像担持体へ水分を蒸散させるための熱を与えることができるため、画像形成装置は、電源スイッチをオンしてから極めて短い時間で使用可能になる。
【００１３】
また、像担持体の周面は、軸心回りに回転している帯電ローラを介して給電部材からの電圧が印加されることにより帯電されるようになされているため、従来のように芯金から帯電ローラを介して電圧が印加される場合に比較し、帯電ローラの内周面と外周面との間で分極が生じるようなことはなく、プラスの電荷とマイナスの電荷とが帯電ローラ内の像担持体と摺接していない部分でランダムに分散した状態になっており、従って、帯電ローラの抵抗値が高くなって像担持体に電荷を効率的に付与し得なくなるような不都合の発生が防止される。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記像担持体は、周面にアモルファスシリコンが積層されてなるアモルファスシリコンドラムであることを特徴とするものである。
【００１５】
かかる構成によれば、アモルファスシリコンは、耐摩耗性に優れた硬質、かつ、高抵抗で優れた帯電能力を備えた物質であり、かかるアモルファスシリコンが周面に形成されてなるアモルファスシリコンドラムは、周面に静電潜像を形成させる材料として極めて好ましい。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記給電部材は、周面が前記帯電ローラの周面と当接した状態で帯電ローラの回転に従動して軸心回りに回転する給電ローラであることを特徴とするものである。
【００１７】
かかる構成によれば、給電部材としての給電ローラは、その周面が帯電ローラの周面と当接した状態で帯電ローラの軸心回りに回転に従動して軸心回りに転がり摩擦で回転しながら、熱を帯電ローラに伝達しつつ電圧を帯電ローラに印加するため、給電部材が接触摩擦で帯電ローラの周面に当接する例えば板状のブレード等である場合に比較し、帯電ローラの周面に損傷を与えることなく熱および電圧が当該帯電ローラに円滑に付与される。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記加熱源は、電流が供給されることにより発熱する通電発熱体であることを特徴とするものである。
【００１９】
かかる構成によれば、加熱源としての通電発熱体に通電することにより当該通電発熱体の発熱によって給電ローラは加熱され、加熱制御が容易になる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、給電部材から帯電ローラの表面へ熱が与えられ、その熱で像担持体を加熱する構成であるので、実質的に給電部材の昇温時間のみで画像形成装置が使用可能になり、ユーザーの待ち時間の短縮化を図ることができる。また、給電部材の温度管理のみでよいので、温度制御を容易に行なうことができる。
【００２１】
さらに、帯電ローラの抵抗値が高くなって像担持体に電荷を適正に付与し得なくなるような不都合の発生を有効に防止することができるため、安定的な画像形成処理を行なうことができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、像担持体として周面にアモルファスシリコンが積層されてなるアモルファスシリコンドラムが採用されているため、アモルファスシリコンは、硬質、かつ、高抵抗の物質であり、かかるアモルファスシリコンが周面に形成されてなるアモルファスシリコンドラムは、周面に静電潜像を形成させるものとして好適に使用することができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、給電部材としての給電ローラは、その周面が帯電ローラの周面と当接した状態で帯電ローラの軸心回りに回転に従動して軸心回りに転がり摩擦で回転しながら、熱を帯電ローラに伝達しつつ電圧を帯電ローラに印加するため、給電部材が接触摩擦で帯電ローラの周面に当接する例えば板状のブレード等である場合に比較し、帯電ローラの周面に損傷を与えることなく熱および電圧が当該帯電ローラに円滑に付与される。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、加熱源として通電発熱体が採用されているため、通電発熱体に通電することにより当該通電発熱体の発熱によって給電ローラを容易に加熱することができ、給電ローラに対する加熱制御が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明に係る画像形成装置における感光体ドラム周辺の概略構成の一実施形態を示す説明図である。図１に示すように、長尺方向（図１の紙面に直交する方向）に延びるドラム軸１３回りに一体回転可能に構成された感光体ドラム（像担持体）１０には、その周面を囲むように直上位置から時計方向へ向けて、感光体ドラム１０に電荷を付与するするとともに、感光体ドラム１０の周面に熱を供給する加熱給電部２０と、この加熱給電部２０より若干右寄りの位置に設けられた露光装置３０と、この露光装置３０の直下位置で感光体ドラム１０の右側方に設けられた現像装置４０と、感光体ドラム１０の直下位置で搬送ベルト８０を介して設けられた転写ローラ５０と、感光体ドラム１０の左側方に設けられたクリーニング装置６０と、このクリーニング装置６０と前記加熱給電部２０との間に設けられた除電装置７０とがそれぞれ配設されている。
【００２６】
前記感光体ドラム１０は、周面に静電潜像を形成させるためのものであり、所定の金属材料製の円筒状を呈したドラム本体１１と、このドラム本体１１の周面に例えば蒸着処理で形成されたアモルファスシリコンが積層されてなるアモルファスシリコン層１２とを備えた基本構成を有している。
【００２７】
前記アモルファスシリコン層１２は、シリカ（Ｓｉ）や、シリカの化合物（ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ等）が固溶体状で固化したものであり、通常、スパッタリング処理等の物理的な蒸着処理によって形成される。かかるアモルファスシリコン層１２（特にＳｉＣ製のもの）は、高抵抗であることによる優れた帯電能力を備えているとともに、耐摩耗性や耐環境性にも優れ、静電潜像を形成させる材料として好適である。
【００２８】
また、アモルファスシリコン層１２が炭化シリカ（ＳｉＣ）製である場合、シリカ（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）との比率が特定のものである場合が好ましい。このような炭化シリカとしては、「Ｓｉ1-XＣX」におけるＸの値が０．３〜１未満のものが好ましく、Ｘの値が０．５〜０．９５のものがさらに好ましい。
【００２９】
その理由は、Ｘがこのような値の「Ｓｉ1-XＣX」は、１０12〜１０13Ωという極めて高い電気抵抗率を有しており、かかる高抵抗であると、アモルファスシリコン層１２の表面における回転方向の静電潜像の像流れが少なく、静電潜像の維持能力に優れているばかりか、耐湿性にも優れているからである。
【００３０】
前記加熱給電部２０は、周面が前記感光体ドラム１０の周面（すなわちアモルファスシリコン層１２）に当接された状態で感光体ドラム１０の回転に従動して軸心回りに回転する帯電ローラ２１と、この帯電ローラ２１の直上位置に配設され、周面が当該帯電ローラ２１の周面に当接された状態で帯電ローラ２１の回転に従動して軸心回り回転しながら帯電ローラ２１に熱と電圧とを付与する給電ローラ（給電部材）２５とを備えて構成されている。
【００３１】
前記給電ローラ２５へは、電力供給部８０からの電力が供給されるようになっている。電力供給部８０は、給電ローラ２５を加熱するための電力を供給する加熱用電源８１と、給電ローラ２５に電圧を印加するための電圧印加用電源８２とを備えている。
【００３２】
従って、給電ローラ２５は、加熱用電源８１からの電力（主に電流）供給で加熱される一方、電圧印加用電源８２からの電力（主に電圧）供給で所定の電位が印加されることになる。そして、給電ローラ２５の熱は、当該給電ローラ２５から感光体ドラム１０のドラム軸１３回りの時計方向へ向かう回転に従動しながら軸心回りに反時計方向に回転している帯電ローラ２１を介して感光体ドラム１０のアモルファスシリコン層１２へ直ちに伝熱され、これによってアモルファスシリコン層１２は迅速に所定の温度に到達するとともに、その温度が維持される。
【００３３】
また、給電ローラ２５の電位も、当該給電ローラ２５から感光体ドラム１０のドラム軸１３回りの時計方向へ向かう回転に従動しながら軸心回りに反時計方向に回転している帯電ローラ２１を介して感光体ドラム１０のアモルファスシリコン層１２へ付与され、これによってアモルファスシリコン層１２に一様な電荷が形成される。
【００３４】
前記露光装置３０は、帯電ローラ２０によってアモルファスシリコン層１２に形成された一様な電荷面に対して、読み取ったり電送されてきた画像情報に基づく強弱を備えたレーザー光線を照射し、これによってドラム軸１３回りに回転している感光体ドラム１０の周面（アモルファスシリコン層１２）に静電潜像を形成させるものである。
【００３５】
前記現像装置４０は、露光装置３０によって形成された感光体ドラム１０のアモルファスシリコン層１２に対してトナーを供給してトナー像を形成させるものであり、箱形の現像装置本体４１内に周面の一部を露出させた状態で現像ローラ４２が装着されてなり、現像装置本体４１内に装填されたトナーを感光体ドラム１０のドラム軸１３と平行な軸心回りに回転している現像ローラ４２の周面からドラム軸１３回りに回転している画像形成装置１０のアモルファスシリコン層１２に供給することによりアモルファスシリコン層１２の表面にトナー像を形成させるものである。
【００３６】
前記転写ローラ５０は、感光体ドラム１０の周面に形成されているトナー像の電荷の極性と反対の極性を付与することによってアモルファスシリコン層１２からトナー像を剥がし取り、この剥がされたトナー像を搬送ベルト５１によって転写ローラ５０の周面とアモルファスシリコン層１２との間を搬送されつつある用紙Ｐ上に転写させるものである。
【００３７】
かかる転写ローラ５０は、感光体ドラム１０のドラム軸１３と平行な軸心回りに回転可能に支持されているとともに、図略の電源からの電圧が印加されるようになっており、周面が搬送ベルト５１を上方へ押圧することにより、搬送ベルト５１によって搬送中の用紙Ｐが感光体ドラム１０の周面と密着するようになっている。
【００３８】
前記クリーニング装置６０は、前記帯電ローラ２０によるアモルファスシリコン層１２への電荷付与の際に生じた放電現象で雰囲気中の水分との化学反応により形成されてアモルファスシリコン層１２に付着した放電生成物と、感光体ドラム１０のアモルファスシリコン層１２表面のトナー像が用紙Ｐに転写された後にアモルファスシリコン層１２に残留している残留トナーとを除去するためのものである。
【００３９】
かかるクリーニング装置６０は、箱形のクリーニング装置本体６１内の下部に装着された周面が感光体ドラム１０の周面（アモルファスシリコン層１２）と当接するクリーニングローラ６２と、先端が感光体ドラム１０の周面に当接するようにクリーニング装置本体６１内の上部に装着されたクリーニングブレード６３と備えて構成されている。
【００４０】
前記クリーニングローラ６２は、ドラム軸１３と平行なローラ軸６２１周りに同心で一体的に形成されている。かかるクリーニングローラ６２が駆動モータ６２２の駆動でローラ軸６２１回りに感光体ドラム１０の周速度より速い周速度で感光体ドラム１０と反対方向（図１に示す例では反時計方向）に向けて回転することにより、アモルファスシリコン層１２に付着している放電生成物やアモルファスシリコン層１２に残留した残留トナーが擦り取られ、これによってアモルファスシリコン層１２が清浄化される。
【００４１】
前記クリーニングブレード６３は、感光体ドラム１０の周面に対し仕上げの清浄化処理を行なうための清浄化部材であり、ゴムなどの弾性材料によって板状に形成されている。かかるクリーニングブレード６３は、感光体ドラム１０の周面のアモルファスシリコン層１２に向けて先下がりに傾斜してクリーニング装置本体６１内の上部位置に装着され、若干弾性変形した状態で先端のブレード刃６３１がアモルファスシリコン層１２に当接されている。従って、クリーニングローラ６２を介してブレード刃６３１に到達したアモルファスシリコン層１２は、感光体ドラム１０の時計方向へ向かう回転に応じてクリーニングローラ６２で除去し得なかった付着物が掻き落とされることになる。
【００４２】
そして、クリーニングローラ６２およびクリーニングブレード６３によって除去されたアモルファスシリコン層１２の付着物（放電生成物および残留トナー）は、クリーニング装置本体６１内に導入されて一時貯留された後に所定の搬送手段の駆動により画像形成装置内に設けられた図略の回収ボトルへ回収される。
【００４３】
前記除電装置７０は、クリーニング装置６０によって清浄化された感光体ドラム１０の周面のアモルファスシリコン層１２に残留している電荷を取り除いて非帯電状態に戻すためのものである。この除電装置７０によって電荷が取り除かれた感光体ドラム１０の周面は感光体ドラム１０の回転により帯電ローラ２０へ戻され、新たな帯電処理が施されて次の転写処理に臨まされる。
【００４４】
図２は、前記加熱給電部２０の一実施形態を示す側面断面視の拡大説明図である。図２に示すように、加熱給電部２０の一方の構成要素である前記帯電ローラ２１は、前記感光体ドラム１０のドラム軸１３（図１）と平行に配設された芯金としての帯電ローラ軸２２と、この帯電ローラ軸２２に同心で外嵌された帯電ローラ本体２３と、この帯電ローラ本体２３の周面に薄く積層された保護層２４とを備えて構成され、帯電ローラ２１回りに回転可能になっている。
【００４５】
前記帯電ローラ本体２３は、本実施形態においては、１０7〜１０9Ω・ｃｍと中程度の電気抵抗率を有するエピクロルヒドリンゴムが適用されている。かかるエピクロルヒドリンゴムは、物質中のイオンがキャリアとなって電気が流れる、いわゆるイオン導電によって導電体として機能するものである。
【００４６】
前記保護層２４は、帯電ローラ本体２３を物理的に保護するものであり、本実施形態においては、所定の非接着性樹脂によって形成されている。
【００４７】
前記加熱給電部２０の他方の構成要素である前記給電ローラ２５は、芯金としての給電ローラ軸２６と、この給電ローラ軸２６に同心で外嵌された給電ローラ本体（加熱源）２７と、この給電ローラ本体２７の周面に積層された電圧印加層２８とを備えて構成されている。
【００４８】
前記給電ローラ本体２７は、本実施形態においては、通電発熱材料である導電セラミックス系の抵抗体によって形成されている。かかる給電ローラ本体２７には、加熱用電源８１から所定の値の電流が供給され、これによる通電発熱で予め設定された所定の温度に加熱されるようになっている。
【００４９】
前記電圧印加層２８は、感光体ドラム１０のアモルファスシリコン層１２と当接状態で当該アモルファスシリコン層１２へ予め設定された電圧を印加するためのものであり、本実施形態においては、鉄（Ｆｅ）系やアルミニウム（Ａｌ）系の通電材によって形成されている。かかる電圧印加層２８へは、電圧印加用電源８２から予め設定された所定の値の電圧が印加され、これによって電圧印加層２８の周面には所定の電荷が付与されるようになっている。
【００５０】
そして、給電ローラ本体２７と電圧印加層２８との間には、所定の絶縁材料からなる円筒状の絶縁材２９が介設され、これによって両者間は互いに絶縁状態とされている。
【００５１】
このように構成された加熱給電部２０によれば、給電ローラ２５は、その給電ローラ本体２７に加熱用電源８１からの電流が供給されることにより発熱し、これによって所定の温度に加熱された状態になるとともに、電圧印加層２８に電圧印加用電源８２からの電圧が印加されることにより、所定の電位が形成された状態になる。そして、このような加熱され、かつ、所定の電位に設定された給電ローラ２５は、周面が帯電ローラ軸２２回りに回転している帯電ローラ２１の周面に当接されていることにより当該帯電ローラ２１に従動して回転し、自身の熱を帯電ローラ２１へ電熱するとともに、帯電ローラ２１へ電荷を付与するようになっている。
【００５２】
熱および電荷が与えられた帯電ローラ２１は、その熱および電荷を周面同士が互いに当接しながらドラム軸１３回りに回転している感光体ドラム１０の周面のアモルファスシリコン層１２に伝達され、これによってアモルファスシリコン層１２に所定の電荷が付与されるとともに、アモルファスシリコン層１２が所定の温度に加熱されることになる。
【００５３】
図３は、加熱給電部２０における伝熱状態および電圧印加の状態を説明するためにそれらを模式化して示した説明図である。なお、図３においては、円内に「＋」印を付した記号でプラスの電荷を、円内に「−」印を付した記号でマイナスの電荷を示すとともに、黒円で伝熱を示している。
【００５４】
図３に示すように、例えば給電ローラ２５から帯電ローラ２１へ向けてプラスの電荷が付与されたとすると、このプラスの電荷によって帯電ローラ２１内では、給電ローラ２５の近傍位置と感光体ドラム１０の近傍位置とにおいてのみ分極が生じているが、帯電ローラ２１が帯電ローラ軸２２回りに回転していることによってそれ以外の部分では、分極が生ぜずにプラスの電荷とマイナスの電荷とが一様に混在した状態になっている。
【００５５】
従って、従来の帯電ローラにおいて芯金に電圧が印加される方式では、芯金と帯電ローラの外周との間で分極が起り、これによって帯電ローラの抵抗値が高くなることで感光体ドラム１０の表面電位が低下するという不都合が存在したが、本発明においてはかかる不都合が生じることはない。
【００５６】
また、図３に示すように、給電ローラ２５から伝熱された熱は、帯電ローラ２１の帯電ローラ軸２２回りの回転に伴って該帯電ローラ２１の周面を介して感光体ドラム１０へ即座に伝達されるため、帯電ローラの芯金を加熱する場合には、その熱が伝熱効率の低い帯電ローラ本体を介して感光体ドラム１０へ伝熱され、これによって感光体ドラム１０の加熱までに相当の時間を要するという不都合が存在するが、本発明においてはかかる不都合が生じることはない。
【００５７】
因みに、本実施形態においては、感光体ドラム１０のアモルファスシリコン層１２の温度は、目標温度が４０℃で制御されるとともに、帯電ローラ２１に印加される直流電圧は４５０Ｖに、交流電圧は１．２ｋＶ（周波数１．５ｋＨｚ）に設定され、これによって画像形成装置１０の周面が２６０〜３００Ｖの正極性（プラスの電荷）に帯電されるようになっている。
【００５８】
そして、本発明においては、帯電ローラ２０の近傍位置に感光体ドラム１０のアモルファスシリコン層１２の温度を検出する温度センサ９４が設けられ、制御部９０がこの温度センサ９４の検出結果に基づいて加熱用電源８１が給電ローラ２５に供給する電流値を制御するようになっている。以下、この制御について図４を基に説明する。
【００５９】
図４は、制御部９０による電流制御を説明するためのブロック図である。図４に示すように、制御部９０は、中央演算処理装置であるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）９１と、このＣＰＵ９１に付設されたＲＯＭ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）９２と、同ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）９３とを備えている。
【００６０】
前記ＲＯＭ９２は、読み込み専用の記憶装置であり、当該制御に供されるプログラムや、判断基準になる設定値などの変更されることが少ないデータを記憶するものであるのに対し、前記ＲＡＭ９３は、読み書き自在の記憶装置であり、制御の途中で得られたデータなどを一時的に記憶するためのものである。本実施形態においては、ＲＯＭ９２に判断基準となる温度の値（本実施形態においては４０℃）が記憶されている。
【００６１】
前記ＣＰＵ９１には、前記温度センサ９４の検出結果が予め設定された基準値（４０℃）以上であるか否かを判別する温度判別部９１１と、この温度判別部９１１の検出結果に基づき温度センサ９４の検出結果が基準値以上の場合に加熱用電源８１へ向けて通電発熱体である給電ローラ本体２７への電流供給を停止させるための制御信号を出力する一方、前記検出結果が基準値未満の場合に加熱用電源８１へ向けて給電ローラ本体２７を発熱させるべく電流を供給させるための制御信号を出力する制御信号出力部９１２とが設けられている。
【００６２】
そして、感光体ドラム１０のアモルファスシリコン層１２の表面温度の基準値（制御目標）を４０℃に設定しているのは以下の理由による。すなわち、アモルファスシリコン層１２は、アモルファスシリコンの特性として水分吸着（結露）が起こり易いが、アモルファスシリコン層１２の表面温度を３０℃〜４０℃に保つことにより水分が速やかに蒸散されるのである。そこで、本発明においては、通電発熱体である給電ローラ本体２７に供給する電流値を制御することで給電ローラ２５および帯電ローラ２１を介して伝熱されるアモルファスシリコン層１２の表面温度を４０℃に制御し、これによって帯電ローラ２１の帯電ローラ本体２３を構成しているイオン導電樹脂の抵抗上昇を防いだ上でアモルファスシリコン層１２の表面に結露した水を速やかに蒸散させるようにしている。
【００６３】
すなわち、我が国の風土においては、相対湿度が６０％を越えるのは夏場の高温多湿のときであり、このようなときには、感光体ドラム１０の周辺の空気中には非常に多くの水分が水蒸気の状態で存在しており、このような状態で高圧に設定された帯電ローラ２０が放電すると、周りの水分と空気との間での化学反応が起こり易くなり、これによって多くの量の放電生成物が生じ、この放電生成物が感光体ドラム１０の周面を形成しているアモルファスシリコン層１２に付着して付着量が多くなる。
【００６４】
そこで、アモルファスシリコン層１２の表面温度制御の基準値を４０℃に設定し、当該４０℃を維持することにより、アモルファスシリコン層１２に結露が極めて生じ難くなるばかりか、たとえ結露が生じても速やかに蒸散するのため、水分の非存在で放電生成物の生成が抑えられるのである。
【００６５】
そして、前記温度判別部９１１は、前記温度センサ９４からの検出信号が入力される都度、この検出信号の値が基準値である４０℃を越えているか否かを判別し、この判別結果を制御信号出力部９１２へ向けて指令信号として出力するようになっている。
【００６６】
前記制御信号出力部９１２は、温度判別部９１１からの前記指令信号に基づいて加熱用電源８１へ向けて給電ローラ本体２７に対する電流供給についての制御信号を出力するものであり、温度センサ９４の検出結果が基準値である４０℃以上のときには、給電ローラ本体２７に対する電流供給を停止させる制御信号を出力する一方、温度センサ９４の検出結果が４０℃未満のときには、給電ローラ本体２７に対し電流を供給させるための制御信号を出力するようになっている。
【００６７】
従って、このような制御信号が入力された加熱用電源８１は、アモルファスシリコン層１２の温度が４０℃以上のときには給電ローラ本体２７への電流供給を停止し、アモルファスシリコン層１２の温度が４０℃未満のときには給電ローラ本体２７へ電流を供給することになり、これによって感光体ドラム１０の周りの温度は常に４０℃に設定された状態になるため、たとえ夏場の高温多湿の環境下であっても、感光体ドラム１０周りの雰囲気中の水分が結露してアモルファスシリコン層１２の表面に付着することが確実に防止される。従って、感光体ドラム１０の周面に水分が存在しないため、帯電ローラ２１からの放電に起因した放電生成物の生成が確実に防止される。
【００６８】
なお、制御信号出力部９１２からは、電圧印加用電源８２に対し所定の電圧を給電ローラ２５の電圧印加層２８へ印加させるための制御信号が出力されているが、この制御信号は、加熱用電源８１に対する場合のようなフィードバック制御のための制御信号ではなく、画像形成装置の駆動開始で単に予め設定された電圧を印加させるか、画像形成装置の駆動停止で印加を中止させるかためだけの（すなわちスイッチのオン・オフを行なうためだけの）ものである。
【００６９】
以上詳述したように、本発明に係る画像形成装置は、周面が感光体ドラム１０の周面と当接するように配設され当該感光体ドラム１０の軸心回りの回転に従動して軸心回りに回転する帯電ローラ２１を備え、該帯電ローラ２１を介した電力供給部８０からの電圧印加で感光体ドラム１０の周面に電荷を付与するように構成されたものであり、周面が帯電ローラ２１の周面と当接した状態で当該帯電ローラ２１と電力供給部８０との間に電気的に介設される給電ローラ２５が備えられ、給電ローラ２５は、帯電ローラ２１を熱伝導で加熱する加熱源としての通電発熱体からなる給電ローラ本体２７を備えているとともに、帯電ローラ２１を介して感光体ドラム１０を帯電させる電圧が印加されるように構成されている。
【００７０】
かかる構成によれば、帯電ローラ２１は、当該帯電ローラ２１の周面に当接している給電ローラ２５からの熱伝導により加熱されるため、従来のように帯電ローラの芯金から加熱される場合に比較し、給電ローラ２５に当接しながら回転する帯電ローラ２１の周面を迅速に加熱することができる。従って、帯電ローラ２１の周りの雰囲気は、迅速に低湿度状態になって放電生成物が生成し難い環境になるため、画像形成装置を、電源スイッチのオンから極めて短い時間で使用可能にすることができる。
【００７１】
また、感光体ドラム１０の周面は、軸心回りに回転している帯電ローラ２１を介して給電ローラ２５からの電圧が印加されることにより帯電されるようになされているため、従来のように芯金から帯電ローラを介して電圧が印加される場合に比較し、帯電ローラ２１の中でその内周面と外周面との間で分極が生じるようなことはなく、プラスの電荷とマイナスの電荷とが帯電ローラ２１内の感光体ドラム１０と摺接していない部分でランダムに分散した状態になっており、従って、帯電ローラ２１の抵抗値が高くなって感光体ドラム１０に電荷を適正に付与し得なくなるような不都合の発生を防止することができる。
【００７２】
また、感光体ドラム１０は、周面にアモルファスシリコンが積層されてなるアモルファスシリコンドラムが採用されているため、アモルファスシリコンは、耐摩耗性に優れた硬質、かつ、高抵抗で優れた帯電能力を備えた物質であり、かかるアモルファスシリコンが周面に形成されてなる感光体ドラム１０は、周面に静電潜像を形成させる材料として極めて好ましい。
【００７３】
また、給電部材として周面が帯電ローラ２１の周面と当接した状態で帯電ローラ２１の回転に従動して軸心回りに回転する給電ローラ２５を採用しているため、給電部材としての給電ローラ２５は、その周面が帯電ローラ２１の周面と当接した状態で帯電ローラ２１の軸心回りに回転に従動して軸心回りに転がり摩擦で回転しながら、熱を帯電ローラ２１に伝達しつつ電圧を帯電ローラ２１に印加するため、給電ローラ２５が接触摩擦で帯電ローラ２１の周面に当接する例えば板状のブレード等である場合に比較し、帯電ローラ２１の周面に損傷を与えることなく熱および電圧を当該帯電ローラ２１に円滑に付与することができる。
【００７４】
また、給電ローラ２５の加熱源として通電発熱体からなる給電ローラ本体２７が採用さえているため、給電ローラ本体２７に通電するという簡単な操作で給電ローラ本体２７が発熱し、これによって加熱制御が容易になる。
【００７５】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００７６】
（１）上記の実施形態においては、感光体ドラム１０のアモルファスシリコン層１２の表面温度が４０℃になるように制御されているが、本発明は、アモルファスシリコン層１２の温度を４０℃に制御することに限定されるものではなく、画像形成装置の機種や設置状況、さらには使用状況等に応じて最適の値を見つけ出すようにするのが好ましい。また、制御の温度範囲を、例えば３０℃〜４０℃と幅をもたせ、アモルファスシリコン層１２の温度がこの温度範囲に収まるように制御してもよい。
【００７７】
（２）上記の実施形態においては、記録媒体として用紙Ｐが採用されているが、本発明は、記録媒体が用紙Ｐであることに限定されるものではなく、一対のローラ間に張設されたいわゆる転写ベルトであってもよい。転写ベルトが採用された場合には、トナー像が一旦感光体ドラム１０から転写ベルトに転写され、この転写ベルトのトナー像が用紙に転写されることになる。
【００７８】
（３）上記の実施形態においては、給電部材として給電ローラ軸２６回りに回転可能に軸支された給電ローラ２５が採用されているが、本発明は、給電部材が給電ローラ２５であることに限定されるものではなく、ファーブラシやブレード等の、回転しないで感光体ドラム１０の周面に当接されるだけのものを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る画像形成装置における感光体ドラム周辺の概略構成の一実施形態を示す説明図である。
【図２】加熱給電部の一実施形態を示す側面断面視の説明図である。
【図３】加熱給電部における伝熱状態および電圧印加の状態を説明するためにそれらを模式化して示した説明図である。
【図４】制御部による電流制御を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  感光体ドラム            １１  ドラム本体
１２  アモルファスシリコン層  １３  ドラム軸
２０  帯電ローラ              ２１  帯電ローラ
２２  帯電ローラ軸            ２３  帯電ローラ本体
２４  保護層                  ２５  給電ローラ（給電部材）
２６  給電ローラ軸            ２７  給電ローラ本体（加熱源）
２８  電圧印加層              ２９  絶縁材
３０  露光装置                ４０  現像装置
４１  現像装置本体            ４２  現像ローラ
５０  転写ローラ              ６０  クリーニング装置
６１  クリーニング装置本体    ６２  クリーニングローラ
６２１  ローラ軸              ６２２  駆動モータ
６３  クリーニングブレード    ６３１  ブレード刃
７０  除電装置                ８０  電力供給部
８１  加熱用電源              ８２  電圧印加用電源
９０  制御部                  ９１  ＣＰＵ
９１１  温度判別部            ９１２  制御信号出力部
９２  ＲＯＭ                  ９３  ＲＡＭ
９４  温度センサ              Ｐ  用紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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