(57)【要約】【課題】簡単な構成で、感光体が有する帯電特性ムラに起因する帯電ムラの発生を回避することができる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】帯電装置は、帯電ローラ１３に隣接して設けられた押圧力調整部材２３を備えている。又、押圧力調整部材２３は、導電性を有する芯部２４と、芯部２４の周囲に設けられ、帯電ローラ１３を感光体１２の表面に対して圧接させるための押圧部材２５により構成されている。そして、感光体１２の表面電位に対応させて、押圧部材２５の外径を設定することにより、帯電ローラ１３に対する押圧部材２５の押圧力を調整し、感光体１２の表面電位を変化させて、感光体１２の表面電位ムラを解消する。【選択図】  図４
2006039323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に対向して配置され、前記感光体の表面を帯電させるための帯電ローラを備える帯電装置において、
前記帯電ローラを前記感光体の表面に対して圧接させるための押圧部材を有するとともに、前記感光体の表面電位に対応させて、前記押圧部材の外径を設定することにより、前記帯電ローラに対する前記押圧部材の押圧力を調整するための押圧力調整部材を更に備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記押圧部材が、複数個設けられていることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
【請求項３】
前記押圧部材が、着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記感光体が、アモルファスシリコン感光体であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の帯電装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の帯電装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体を帯電させるための帯電ローラ、及びこれを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、帯電装置により像担持体である感光体の表面が一様に帯電させられた後、画像読取部によって読み取られた画像に基づく光が、露光装置により感光体の表面に照射されて、その画像の静電潜像が形成され、その後、現像装置によりその静電潜像にトナーを付着させトナー像が形成される。
【０００３】
上記帯電装置において使用される方式のひとつとして、コロトロン方式の帯電装置が一般に用いられている。このコロトロン方式の帯電装置は、シールドケース内に、感光体に対向して放電用ワイヤを延設し、当該放電用ワイヤに高電圧を印加することにより、感光体の表面を帯電させるというものである。
【０００４】
しかし、当該コロトロン方式は、感光体表面を均一帯電する手段として有効であるものの、感光体を所定の電位に帯電させるためには、高圧を印加する必要があり、又、帯電動作を繰り返していると、トナー飛散や紙粉等により、帯電装置に設けられた放電用ワイヤが汚れてくる。又、例えば、トナーやグリースに含まれるシリコンと、放電により空気中に発生したオゾンとの反応により、シリカ（ＳｉＯ２）が発生し、これが放電用ワイヤに付着するといった問題が生じる。この様な汚れを放置しておくと、画像濃度の変化に伴う放電ムラ等が発生し、感光体表面の帯電が不均一となり、結果として、複写画質が低下するとともに、帯電装置の寿命が短くなってしまうという問題が生じてしまう。
【０００５】
そこで、感光体の帯電に必要な印加電圧を低くするとともに、上述のオゾンの発生を低減させるべく、当該コロトロン方式に替えて、帯電ローラを感光体に当接させ、この帯電ローラにバイアス電圧を印加する帯電装置が提案されている。
【０００６】
この様な帯電ローラ方式を使用する帯電装置は、導電性を有する芯部と、当該芯部の周囲に設けられた弾性体層と、当該弾性体層の表面に形成された表面層からなる帯電ローラを備えている。当該帯電ローラは、感光体に対向して配置されるとともに、例えば、バネ等の押圧部材を用いて、帯電ローラの長手方向の両端部を付勢することにより、帯電ローラ表面を感光体表面に押圧し、当該帯電ローラ表面を感光体表面に接触させる構成となっている。そして、感光体の回転に従動させて、帯電ローラを回転させるとともに、上記芯部に所定の帯電電圧を印加することにより、感光体表面を所定の電位に帯電処理する構成となっている。
【０００７】
ここで、帯電ローラ表面と感光体表面の接触状態が変化すると、帯電条件が変わり、感光体の帯電電位が変動してしまうため、感光体表面を均一に帯電するためには、帯電ローラと感光体との接触状態を、帯電ローラの長手方向において一様に維持する必要がある。
【０００８】
しかし、上述のごとく、押圧部材により、帯電ローラの長手方向の両端部を押圧して感光体表面に圧接する構成としているので、帯電ローラが長手方向において撓んでしまい、結果として、当該長手方向において帯電ムラ（又は、表面電位ムラ）が発生しやすいという問題があった。
【０００９】
そこで、上記帯電ムラを防止するための様々な手段が提案されている。より具体的には、例えば、帯電ローラの芯部における端部の直径を中央部の直径よりも大きく設定するとともに、当該芯部の周囲に設けられた導電性の弾性体の外径を中央部と端部とで同一に設定した帯電ローラを備える帯電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
一般に、帯電ローラの中央部には、その両側部から電流が流れ込んでくるのに対し、端部は片側からしか電流が流れ込まないため、中央部の帯電が高くなる傾向にある。また、弾性体の抵抗は、感光体表面への押圧力の上昇に伴い高くなるため、押圧力の高い端部では中央部よりも抵抗が高くなる。従って、中央部に比し、端部の帯電が低くなる傾向にあるが、本従来技術においては、弾性体の端部の肉厚を中央部よりも薄くすることで、端部の抵抗を中央部よりも低くするとともに、帯電時における端部への電流を流れやすくし、帯電ローラの導電性を長手方向において均一にすることにより、上述の帯電ムラの発生を回避する構成となっている。
【００１１】
又、弾性体層の長手方向の幅と略等しい長さを有し、当該長手方向において、弾性体層を圧接するための弾性部材を設けるとともに、当該弾性部材において、その長手方向両端部から中央部に向かって、帯電ローラへの接触方向における厚みを増加させた帯電装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
この帯電装置においては、弾性部材から帯電ローラに作用する圧接力が両端部から中央部へ向けて随時増加させることにより、帯電ローラと感光体の圧接を長手方向において均一化させ、上述の帯電ムラの発生を回避する構成となっている。
【特許文献１】特開平９−２３６９６７号公報（第４−５頁、第２図）
【特許文献２】特開平１１−３５２７５１号公報（第４−５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
一般に、画像形成装置に用いる感光体として、安価であり、生産性が高いなどの理由により、ＯＰＣ（有機感光体）が広く採用されているが、当該ＯＰＣは、表面が軟らかく、クリーニングブレードやトナー、用紙によって摩耗され易く、耐久性に問題がある。そこで、ＯＰＣと比較して感光体表面が硬く、耐磨耗性に優れているとともに、半導体レーザなどに高い感度を示し、繰返し使用による劣化もほとんど認められず、耐久性にも優れたアモルファスシリコン感光体が広く使用されるようになっている。
【００１４】
ここで、当該アモルファスシリコン感光体は、その長手方向において、膜厚ムラや組成ムラを有しているため、当該長手方向において帯電特性ムラを有しており、帯電処理時において、数１０Ｖ程度の表面電位ムラが発生する。又、長手方向における両端部の電位が中央部の電位よりも高くなるものや、一方の端部から他方の端部にかけて電位が連続的に増加（又は、減少）するもの等、その表面電位ムラも様々である。
【００１５】
しかし、上記従来の帯電装置においては、帯電ローラの弾性体層の感光体に対する押圧力や、当該押圧力に基づく弾性体層の抵抗値に起因する帯電ムラについては言及されているものの、感光体、特に、上述のアモルファスシリコン感光体が有する帯電特性ムラに関しては全く言及されていない。従って、上記従来の帯電装置では、帯電ローラにより、感光体表面を所定の電位に帯電処理する際に、感光体が有する複雑な帯電特性ムラに起因する表面電位ムラを回避することが困難であるという問題が生じていた。
【００１６】
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、感光体が有する帯電特性ムラに起因する帯電ムラの発生を回避することができる帯電装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の帯電装置は、感光体に対向して配置され、感光体の表面を帯電させるための帯電ローラを備え、帯電ローラを感光体の表面に対して圧接させるための押圧部材を有するとともに、感光体の表面電位に対応させて、押圧部材の外径を設定することにより、帯電ローラに対する押圧部材の押圧力を調整するための押圧力調整部材を更に備えることを特徴とする。
【００１８】
ここで、本発明の帯電装置においては、押圧部材が、複数個設けられているものとすることができる。
【００１９】
又、本発明の帯電装置においては、押圧部材が、着脱自在に設けられているものとすることができる。
【００２０】
更に、本発明の帯電装置においては、感光体が、アモルファスシリコン感光体であるものとすることができる。
【００２１】
又、本発明の画像形成装置は、上述のいずれかに記載の帯電装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の帯電装置によれば、帯電ローラを感光体の表面に対して圧接させるための押圧部材を有するとともに、感光体の表面電位に対応させて、押圧部材の外径を設定することにより、帯電ローラに対する押圧部材の押圧力を調整するための押圧力調整部材を備える構成としている。従って、感光体の表面電位に対応させて、帯電ローラの抵抗値を変化させることが可能になるとともに、当該抵抗値の変化により、感光体の表面電位を変化させることが可能になるため、結果として、感光体の表面電位のムラを解消することが可能になる。
【００２３】
又、本発明の帯電装置によれば、押圧部材を複数個設ける構成としているため、感光体の各位置の表面電位に対応させて、帯電ローラの抵抗値を変化させることが可能になるとともに、当該抵抗値の変化により、感光体の各位置の表面電位を変化させることが可能になるため、結果として、感光体の表面電位のムラを解消することが可能になる。又、感光体の各位置の表面電位の精密な調整を行うことが可能になる。
【００２４】
又、本発明の帯電装置によれば、押圧部材を着脱自在に設ける構成としているため、感光体の各位置の表面電位に対応させて、押圧部材を入れ替えることが可能になる。従って、簡単な構成で、感光体の複雑な表面電位ムラに対応することが可能になる。
【００２５】
又、本発明の帯電装置によれば、感光体として、アモルファスシリコン感光体を使用した場合であっても、当該アモルファスシリコン感光体が有する複雑な帯電特性ムラに起因する表面電位ムラを解消することが可能になる。
【００２６】
又、本発明の画像形成装置によれば、上述のいずれかに記載の帯電装置を備える構成としているため、上述のいずれかに記載の帯電装置と同じ効果を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【００２８】
図１に示す様に、この画像形成装置１は、デジタル複写機であり、画像形成装置本体１ａの下部に配設された給紙部２と、この給紙部２の側方及び上方に配設された用紙搬送部３と、この用紙搬送部３の右方に配設された画像形成部４と、画像形成装置本体１ａの上方に配設された画像読取部５を備えている。
【００２９】
給紙部２は、用紙が収容された給紙カセット６を備えており、給紙ローラ７の回転動作により、当該給紙カセット６から用紙が用紙搬送部３側に送り出され、用紙が１枚ずつ確実に用紙搬送部３に給紙されるように構成されている。尚、この給紙カセット６は、画像形成装置本体１ａに対し、着脱自在となるように構成されている。
【００３０】
又、給紙部２には、手差し給紙装置８が設けられており、当該手差し給紙装置８は、手差し給紙トレイ９と、給紙ローラ１０を備えている。手差し給紙トレイ９に載置された用紙は、給紙ローラ１０の回転動作により、当該手差し給紙トレイ９から用紙供給搬送路１１に送り出され、用紙が１枚ずつ用紙搬送部３に給紙されるように構成されている。
【００３１】
用紙供給搬送路１１に給紙された用紙は、用紙搬送部３を経由して画像形成部４に向けて搬送される。この画像形成部４は、電子写真プロセスによって、用紙に所定のトナー像を形成するものであり、所定の方向（図中の矢印Ｒ方向）に回転可能に軸支された像担持体である感光体１２と、この感光体１２の周囲にその回転方向に沿って、帯電ローラ１３、現像装置１４、転写装置（又は、転写部材）としての転写ローラ１５、クリーニング装置１６および除電装置１７を備えている。
【００３２】
そして、帯電ローラ１３に所定の電位を印加することにより、感光体１２の表面が一様に帯電処理され、その後、画像読取部５により読み取られた原稿の画像データに基づくレーザ走査ユニット（ＬＳＵ）１８からのレーザビームにより感光体１２上に静電潜像が形成される。次いで、現像装置１４により、上記静電潜像にトナーが付着し、感光体１２の表面にトナー像が形成され、転写ローラ１５により、感光体１２の表面のトナー像が、感光体１２と転写ローラ１５との間に供給された用紙に転写される。
【００３３】
トナー像が転写された用紙（以下、「転写紙」という）は、画像形成部４から定着ローラ対１９に向けて搬送される。この定着ローラ対１９は、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置されており、転写紙は定着ローラ対１９を構成する加熱ローラ、及び当該加熱ローラに押し付けられる加圧ローラによって挟まれるとともに加熱され、転写紙上にトナー像が定着される。
【００３４】
次いで、画像形成部４から定着ローラ対１９において画像形成がなされた転写紙は、排出手段である排出ローラ対２０によって画像形成装置本体１ａの胴内に設けられた用紙排出部２１に排出され、当該用紙排出部２１に積載される。一方、上記転写後、感光体１２の表面に残留しているトナーは、クリーニング装置１６により除去され、感光体１２の表面の残留電荷は、除電装置１７により除去される。そして、感光体１２は帯電ローラ１３によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われることになる。
【００３５】
次に、本実施形態の帯電装置について、図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施形態に係る帯電装置周辺の概略構成を説明するための断面図であり、図３は、本発明の実施形態に係る帯電装置における帯電ローラの構成を説明するための断面図である。
【００３６】
図２に示す様に、本実施形態の帯電装置２２は、被帯電面である感光体１２の表面に対向して配置され、当該感光体１２の表面を帯電させるための帯電ローラ１３と、帯電ローラ１３に対して所定の電圧を印加するための電源５０と、を備えている。
【００３７】
又、帯電ローラ１３は、図２、図３に示す様に、導電性を有する芯部１３ａと、当該芯部１３ａの周囲に設けられた導電性を有する弾性部材１３ｂと、当該弾性部材１３ｂの表面に形成された表面層１３ｃにより構成されている。
【００３８】
ここで、芯部１３ａは、例えば、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム等の導電性を有する金属により構成されており、当該芯部１３ａは、感光体１２の軸芯（不図示）と平行に配置されている。又、弾性部材１３ｂは、例えば、カーボン含有エチレンプロピレンゴムやＬｉＣｌＯ4 を含浸させたポリウレタンゴム等により形成されている。又、表面層１３ｃは、カーボンやアルミニウムなどの導電性粒子含有のポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂やＬｉＣｌＯ4 等を含浸させたポリウレタン等により構成されている。尚、当該表面層１３ｃは、必ずしも必要ではないが、帯電ローラ１３との接触による感光体１２の変質・疲労を防ぐ観点から設けることが望ましく、又、その抵抗率が１０5 〜１０9 Ω・ｃｍ、厚みが１〜５０μｍであることが望ましい。
【００３９】
又、芯部１３ａの両端部は、図示しない軸受部によって支持されており、帯電ローラ１３が回転自在に支持される構成となっている。そして、当該帯電ローラ１３は、感光体１２の矢印Ｒ方向への回転に伴って従動回転する構成となっている。
【００４０】
又、電源５０は、帯電ローラ１３の芯部１３ａに接続されており、感光体１２の表面を所定の電位に帯電すべく、当該電源５０により、芯部１３ａに対して、直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧を印加する構成となっている。
【００４１】
かかる構成において、本実施形態においては、帯電装置２２において、感光体１２の表面に対して帯電ローラ１３を圧接するための押圧部材を有するとともに、帯電ローラに対する当該押圧部材の押圧力を調整するための押圧力調整部材が設けられている点に特徴がある。以下に図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
図４は、本発明の実施形態に係る帯電装置における帯電ローラと押圧力調整部材の位置関係を説明するための断面図であり、図５は、本発明の実施形態に係る帯電装置における押圧力調整部材の概略構成を示す部分斜視図である。又、図６〜図８は、本発明の実施形態に係る帯電装置における押圧力調整部材の概略構成を説明するための概略図である。
【００４３】
図４に示す様に、本実施形態における帯電装置２２は、帯電ローラ１３に隣接して設けられた押圧力調整部材２３を備えている。
【００４４】
当該押圧力調整部材２３は、図４に示す様に、導電性を有する芯部２４と、当該芯部２４の周囲に設けられ、帯電ローラ１３を感光体１２の表面に対して圧接させるための押圧部材２５により構成されている。
【００４５】
芯部２４は、例えば、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム等の導電性を有する金属により構成されており、帯電ローラ１３の芯部１３ａと平行に配置されている。又、図５に示す様に、当該芯部２４は、その左右両端部（即ち、図３に示す帯電ローラ１３の長手方向Ｘの両端部）が略円柱形状を有しており、又、当該両端部は、図示しない軸受部によって支持されており、押圧力調整部材２３が回転自在に支持される構成となっている。又、芯部２４のうち、押圧部材２５が設けられる部分は略多角形状（図５においては、略六角形状）を有している。これは、上述のごとく、押圧力調整部材２３が回転自在に支持されるため、当該押圧力調整部材２３の回転動作において、押圧部材２５が空回りしてしまうのを防止するためである。
【００４６】
又、押圧部材２５は、例えば、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム等の導電性を有する金属により構成されており、当該押圧部材２５は、芯部２４の周辺に複数個（図６、図７においては、７個）設けられている。
【００４７】
又、芯部２４の左右両端部は、バネ等の弾性部材（不図示）によって、帯電ローラ１３の表面に向けて付勢されており、これにより、押圧力調整部材２３の表面（即ち、複数の押圧部材２５）が帯電ローラ１３の表面に圧接されるとともに、当該押圧力調整部材２３により、帯電ローラ１３の表面が感光体１２の表面に押圧され、当該帯電ローラ１３の表面を感光体１２の表面に接触させる構成となっている。
【００４８】
尚、押圧力調整部材２３は、帯電ローラ１３の回転に伴って従動回転し、帯電ローラ１３と同電位となる様に構成されている。
【００４９】
ここで、本実施形態においては、感光体１２の表面電位に対応させて、上述の複数の押圧部材２５の各々の外径を設定する点に特徴がある。
【００５０】
上述のごとく、例えば、感光体１２にアモルファスシリコンを使用した場合は、当該アモルファスシリコンは、その長手方向において、帯電特性ムラを有しており、帯電処理時において、数１０Ｖ程度の表面電位ムラが発生するため、当該長手方向における表面電位ムラを解消する必要があるが、この表面電位ムラを解消するための手法の１つとして、感光体１２の表面と接触する帯電ローラ１３の抵抗値を変化させることにより、感光体１２の表面電位を変化させる方法が考えられる。即ち、帯電ローラ１３の抵抗値を上げると、帯電ローラ１３に流れる電流が小さくなるため、感光体１２の表面電位を下げることが可能になり、又、逆に、帯電ローラ１３の抵抗値を下げると、帯電ローラ１３に流れる電流が大きくなるため、感光体１２の表面電位を上げることが可能になる。
【００５１】
そこで、本実施形態においては、図６に示す様に、感光体１２の表面電位に対応させて、各押圧部材２５の外径（以下、「直径」という場合がある）を設定することにより、当該各押圧部材２５による帯電ローラ１３への押圧力を調整し、感光体１２の表面と接触する帯電ローラ１３の抵抗値を変化させる構成としている。
【００５２】
即ち、例えば、図４に示す様に、感光体１２の長手方向における所定位置Ｐ（以下、「位置Ｐ」という）の表面電位が高い場合は、当該位置Ｐに対応する位置に設けられた押圧部材２５Ｐの外径を大きく設定する。そうすると、上記位置Ｐと接触する帯電ローラ１３の表面に対する押圧部材２５Ｐの押圧力が上がるため、当該位置Ｐと接触する帯電ローラ１３の抵抗値が上がることになる。従って、感光体１２の位置Ｐにおける表面電位を下げることが可能になる。
【００５３】
尚、図６においては、押圧部材２５の外径が異なる場合を示しているが、使用する感光体１２の表面電位ムラの分布に対応させて、図７に示す様に、略同一の径を有する複数の押圧部材２５を使用することも可能である。
【００５４】
本実施形態においては、この様に、帯電ローラ１３を感光体１２の表面に対して圧接させるための押圧部材２５を有するとともに、感光体１２の表面電位に対応させて、押圧部材２５の外径を設定することにより、帯電ローラ１３に対する押圧部材２５の押圧力を調整するための押圧力調整部材２３を備える構成としている。従って、感光体１２の表面電位に対応させて、帯電ローラ１３の抵抗値を変化させることが可能になるとともに、当該抵抗値の変化により、感光体１２の表面電位を変化させることが可能になるため、結果として、感光体１２の表面電位ムラを解消することが可能になる。
【００５５】
又、本実施形態においては、上述のごとく、押圧部材２５を複数個設ける構成としている。従って、感光体１２の長手方向における各位置の表面電位に対応させて、帯電ローラ１３の抵抗値を変化させることが可能になるとともに、当該抵抗値の変化により、感光体１２の長手方向における各位置の表面電位を変化させることが可能になるため、結果として、感光体１２の表面電位のムラを解消することが可能になる。又、感光体１２の長手方向における各位置の表面電位の精密な調整を行うことが可能になる。尚、図６、図７においては、７個の押圧部材２５が設けられているが、当該表面電位の精密な調整を行うという観点から、後述のごとく、当該押圧部材２５は５個以上設けることが好ましく、８個以上設けることが特に好ましい。
【００５６】
又、本実施形態においては、図８に示す様に、複数の押圧部材２５の各々は、芯部２４に対して着脱自在に設けられている。従って、感光体１２の長手方向における各位置の表面電位に対応させて、当該複数の押圧部材２５の各々を入れ替えることが可能になるため、簡単な構成で、感光体１２の複雑な表面電位ムラに対応することが可能になる。
【００５７】
又、本実施形態の帯電装置によれば、感光体１２として、アモルファスシリコン感光体を使用した場合であっても、当該アモルファスシリコン感光体が有する複雑な帯電特性ムラに起因する表面電位ムラを解消することが可能になる。
【実施例】
【００５８】
以上に説明した実施形態に関する具体的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。まず、感光体の表面電位と、軸方向位置との関係について説明する。本実施例においては、感光体１２には、直径８０ｍｍ、膜厚２０μｍのアモルファスシリコンからなるドラム形状のものを使用し、１５０ｍｍ／ｓの速度で回転させた。又、押圧力調整部材２３には、直径１５ｍｍの押圧部材２５を８個装着したものを使用した（後述の図１３参照）。尚、１個の押圧部材の幅は３１ｍｍに設定した。そして、帯電ローラ１３には、直径１２ｍｍのものを使用し、当該帯電ローラ１３の芯部１３ａに対して、直流電圧（５００Ｖ）と交流電圧（１．５ｋＶ）とが重畳された電圧を印加した。
【００５９】
以上の条件の下、アモルファスシリコン感光体の軸方向（又は、長手方向）における中心位置（以下、「中央部」という）の表面電位を測定したところ、３２４Ｖであったため、当該アモルファスシリコン感光体の中央部における表面電位が約３００Ｖになる様に、上記直流電圧の調整を行い（この時の、直流電圧は４８４Ｖであった）、上記軸方向において、当該中央部から左右両端部に向けて２０ｍｍ間隔で表面電位の測定を行った。尚、当該表面電位の測定は、３種類のアモルファスシリコン感光体（以下、「ドラム１」、「ドラム２」、及び「ドラム３」と呼ぶ）に対して行った。その測定結果を、図９に示す。
【００６０】
図９に示す様に、アモルファスシリコン感光体は、その軸方向において、数１０Ｖ程度の表面電位ムラを有しており、ドラム１においては、軸方向における両端部の電位が中央部の電位よりも高くなる傾向にあり、ドラム２においては、一方の端部（即ち、図９に示す、軸方向位置が−１２０ｍｍの位置）から他方の端部（即ち、図９に示す、軸方向位置が＋１２０ｍｍの位置）にかけて電位が連続的に増加する傾向があり、又、ドラム３においては、一方の端部から中央部にかけて電位が連続的に増加した後、当該中央部を中心に電位が減少し、その後、他方の端部にかけて、再び、電位が連続的に増加する傾向があることが判る。
【００６１】
次に、押圧力調整部材２３に設けられた押圧部材２５の外径差と、当該押圧部材２５による帯電ローラ１３への押圧力との関係について説明する。本実施例においては、直径１５．０ｍｍを中心に、直径を０．２ｍｍ間隔で変化させた押圧部材２５を押圧力調整部材２３に装着し、バネを用いて押圧力調整部材２３の芯部２４の左右両端部に５００ｇ重の力を作用させた状態で、押圧部材２５による帯電ローラ１３への押圧力を測定した。その測定結果を図１０に示す。図１０に示す様に、押圧部材２５の外径の増加に比例して、当該押圧部材２５による帯電ローラ１３への押圧力も増加し（即ち、外径差に比例して、押圧力が変化し）、当該押圧力の変化量は、押圧部材２５の外径差０．１ｍｍ当たり、５０ｇ重（即ち、５００ｇ重／ｍｍ）であることが判る。
【００６２】
次に、押圧部材２５による帯電ローラ１３への押圧力と、当該帯電ローラ１３の抵抗値の関係について説明する。本実施例においては、押圧部材２５による帯電ローラ１３への押圧力を、２００〜１０００ｇ重の間で変化させ、各押圧力における帯電ローラ１３の抵抗値の測定を行った。この抵抗値は、帯電ローラ１３を感光体１２から離隔した状態で、帯電ローラ１３の芯部１３ａに１００Ｖの直流電圧を印加し、帯電ローラ１３の表面における所定の箇所に測定用端子を接触させ、この時の電流値を測定することによって求めた。尚、当該測定端子は、導電性金属により構成されている。その測定結果を図１１に示す。
【００６３】
図１１に示す様に、押圧力の増加に比例して、帯電ローラ１３の抵抗値も増加する（即ち、押圧力に比例して、抵抗値が変化する）ことが判る。尚、当該押圧力を２００ｇ重以下にすると、帯電ローラ１３と感光体１２の接触幅（ニップ幅）が小さくなり、感光体表面の帯電性能が不安定になるため、押圧力が２００ｇ重以下については、測定しなかった。
【００６４】
次に、帯電ローラ１３の抵抗値と、感光体１２の表面電位の関係について説明する。感光体１２には、上述のアモルファスシリコン感光体を使用し、１５０ｍｍ／ｓの速度で回転させた。又、帯電ローラ１３には、直径１２ｍｍのものを使用し、又、押圧力調整部材２３には、芯部２４の周囲に押圧部材２５を８個設けたものを使用した。そして、当該押圧部材２５の直径を変化させて、押圧力調整部材２３の芯部２４の左右両端部に５００ｇ重（尚、この場合の、帯電ローラ１３の抵抗値は、図１１より、６×１０５Ωとなる）の力を作用させることにより、帯電ローラ１３の抵抗値を所定範囲内で変化させて、各抵抗値に対する感光体１２の表面電位を測定した。尚、芯部１３ａに対して、直流電圧（５００Ｖ）と交流電圧（１．５ｋＶ）とが重畳された電圧を印加した。その測定結果を図１２に示す。
【００６５】
図１２に示す様に、帯電ローラ１３の抵抗値の増加に伴って、感光体１２の表面電位は減少し、当該抵抗値の値が大きな領域では、表面電位が減少する割合も大きくなることが判る。
【００６６】
以上の測定結果を用いて、上述のドラム１に対して、表面電位の補正を行った。上述のごとく、当該ドラム１の表面電位は、軸方向における両端部の電位が中央部の電位よりも高くなる傾向にあり、図９に示す様に、中央部の表面電位は３００Ｖであるが、両端部の表面電位は３２４Ｖで最も高く、又、軸方向において＋２０ｍｍの位置における表面電位は２９５Ｖで最も低く、その表面電位にはムラがあることが判る。
【００６７】
そこで、本実施例においては、当該表面電位ムラを解消するために、ドラム１の軸方向における表面電位を、中央部の表面電位である３００Ｖ付近に統一すべく、当該表面電位の補正を行った。
【００６８】
上述のごとく、感光体１２の表面電位を変化させるためには、各押圧部材２５による帯電ローラ１３の表面への押圧力を変化させて、感光体１２の表面と接触する帯電ローラ１３の抵抗値を変化させてやれば良い。
【００６９】
より具体的には、例えば、上記両端部の表面電位（３２４Ｖ）を下げて、３００Ｖにするためには、図１２より、帯電ローラ１３の、感光体１２の両端部と接触する部分（以下、「接触部分」という）の抵抗値を６×１０５Ωから５×１０６Ωに上げれば良いことが判る。そして、図１１より、５×１０６Ωの抵抗値を得るためには、各押圧部材２５による帯電ローラ１３の表面への押圧力を、上述の５００ｇ重から９２０ｇ重に上げれば良いことが判る。更に、図１０より、９２０ｇ重の押圧力を得るためには、８個の押圧部材２５のうち、上記接触部分を押圧する押圧部材２５の直径を１５．８ｍｍに（即ち、直径を１５．０ｍｍから０．８ｍｍ大きく）設定すれば良いことが判る。
【００７０】
以下同様に、上述の図１０〜図１２に示した測定結果に基づいて、図９に示したドラム１の軸方向における各表面電位に対応させて、残りの各押圧部材２５の径を設定すれば良い。より具体的には、図１３に示す様に、ドラム１の軸方向の最もマイナス側の位置（即ち、−１２０ｍｍ側の位置）と接触する押圧部材２５を押圧部材２５ａとし、以下、ドラム１の軸方向のプラス側に向けて、順に、押圧部材２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ、２５ｆ、２５ｇ、及び２５ｈとし、押圧部材２５ａ、２５ｂの直径を１５．８ｍｍ、押圧部材２５ｃを１５．３ｍｍ、押圧部材２５ｄ、２５ｅを１５．０ｍｍ、押圧部材２５ｆを１５．２ｍｍ、及び押圧部材２５ｇ、２５ｈを１５．８ｍｍに設定した。そして、これらの押圧部材２５ａ〜２５ｈを装着した押圧力調整部材２３を用いて、帯電ローラ１３の表面をドラム１の表面に押圧、接触させ、再度、ドラム１の表面電位を測定した。その測定結果を、図１４に示す。図１４に示す様に、ドラム１の軸方向における表面電位が３００Ｖ付近に統一され、図９において説明した表面電位ムラが解消されたことが判る。
【００７１】
又、ドラム１と同様に、ドラム２、３についても、図１０〜図１２に示した測定結果に基づいて、表面電位の補正を行ったところ、この場合も、図１４に示す様に、ドラム２、３の軸方向における表面電位が３００Ｖ付近に統一され、図９において説明した表面電位ムラが解消されたことが判る。
【００７２】
又、上述の８個の押圧部材２５ａ〜２５ｈを装着した押圧力調整部材２３の代わりに、５個の押圧部材２５（直径１５ｍｍ、幅５０ｍｍ）を装着したもの（図１５参照）を使用して、ドラム１の表面電位ムラの補正を行った。この場合、ドラム１の軸方向の最もマイナス側の位置と接触する押圧部材２５を押圧部材２５ｉとし、以下、ドラム１の軸方向のプラス側に向けて、順に、押圧部材２５ｊ、２５ｋ、２５ｌ、及び２５ｍとし、押圧部材２５ｉの直径を１５．８ｍｍ、押圧部材２５ｊを１５．４ｍｍ、押圧部材２５ｋを１５．０ｍｍ、押圧部材２５ｌを１５．４ｍｍ、および押圧部材２５ｍを１５．８ｍｍに設定した。そして、これらの押圧部材２５ｉ〜２５ｍを装着した押圧力調整部材２３を用いて、帯電ローラ１３の表面をドラム１の表面に押圧、接触させ、再度、ドラム１の表面電位を測定した。結果を図１６に示す。この場合、図９において説明した表面電位ムラはかなり解消されたものの、８個の押圧部材２５ａ〜２５ｈを装着した押圧力調整部材２３を使用した場合に比し、表面電位の変化が急になる結果となった。即ち、押圧力調整部材２３に装着する押圧部材２５の数が多いほど、感光体１２の表面電位を精密に調整することが可能であることが解る。
【００７３】
尚、上記実施形態は、単なる説明例であり、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて各構成物品の形状、寸法、材料等を変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
【００７４】
例えば、上記実施形態においては、感光体１２の一例として、アモルファスシリコン感光体を挙げて説明したが、当該アモルファスシリコン感光体以外の感光体（例えば、上述のＯＰＣ感光体）に対しても、本発明を適用できることは言うまでもない。
【００７５】
又、上記実施形態においては、帯電ローラ１３は、感光体１２の回転に伴って従動回転し、又、押圧力調整部材２３は、帯電ローラ１３の回転に伴って従動回転する構成としたが、例えば、モータ等の独自の駆動手段により、当該帯電ローラ１３、及び押圧力調整部材２３を回転駆動する構成としても良い。
【００７６】
又、ピンホールリーク防止のために、帯電ローラ１３の弾性部材１３ｂと表面層１３ｃの間に、シアノ系樹脂、バイロン系樹脂にＢａＳＯ4 などを添加した耐圧層を設ける構成としても良い。又、この際、必要に応じて、当該耐圧層の厚さを、１０〜５０μｍの範囲において変更することができる。
【００７７】
更に、上記実施形態においては、画像形成装置の一例として、デジタル複写機を示したが、ファクシミリやプリンタ等の他の画像形成装置であっても良いことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の活用例としては、感光体を帯電させるための帯電ローラ、及びこれを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る帯電装置周辺の概略構成を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る帯電装置における帯電ローラの構成を説明するための断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る帯電装置における帯電ローラと押圧力調整部材の位置関係を説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る帯電装置における押圧力調整部材の概略構成を示す部分斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る帯電装置における押圧力調整部材の概略構成を説明するための概略図である。
【図７】本発明の実施形態に係る帯電装置における押圧力調整部材の概略構成を説明するための概略図である。
【図８】本発明の実施形態に係る帯電装置における押圧力調整部材の概略構成を説明するための概略図である。
【図９】アモルファスシリコン感光体の表面電位と軸方向位置の関係を説明するための図である。
【図１０】押圧力調整部材に設けられた押圧部材の外径差と、押圧部材による帯電ローラへの押圧力との関係を説明するための図である。
【図１１】押圧部材による帯電ローラへの押圧力と、帯電ローラの抵抗値の関係について説明するための図である。
【図１２】帯電ローラの抵抗値と、アモルファスシリコン感光体の表面電位の関係について説明するための図である。
【図１３】８個の押圧部材を装着した押圧力調整部材の概略構成を説明するための図である。
【図１４】図１３に示した押圧力調整部材を使用した場合の、アモルファスシリコン感光体の表面電位と軸方向位置の関係を説明するための図である。
【図１５】５個の押圧部材を装着した押圧力調整部材の概略構成を説明するための図である。
【図１６】図１５に示した押圧力調整部材を使用した場合の、アモルファスシリコン感光体の表面電位と軸方向位置の関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８０】
１    画像形成装置              
１ａ    画像形成装置本体          
２      給紙部                    
３      用紙搬送部                
４      画像形成部                
５      画像読取部
１２    感光体
１３    帯電ローラ
１３ａ    芯部  
１３ｂ    弾性部材  
１３ｃ    表面層
２２    帯電装置
２３    押圧力調整部材
２４    芯部
２５    押圧部材
５０    電源
【図１】
2006039323.tif 000003
【図２】
2006039323.tif 000004
【図３】
2006039323.tif 000005
【図４】
2006039323.tif 000006
【図５】
2006039323.tif 000007
【図６】
2006039323.tif 000008
【図７】
2006039323.tif 000009
【図８】
2006039323.tif 000010
【図９】
2006039323.tif 000011
【図１０】
2006039323.tif 000012
【図１１】
2006039323.tif 000013
【図１２】
2006039323.tif 000014
【図１３】
2006039323.tif 000015
【図１４】
2006039323.tif 000016
【図１５】
2006039323.tif 000017
【図１６】
2006039323.tif 000018