(57)【要約】      （修正有）【課題】帯電部材の像保持体に対する従動不良及び帯電部材の圧接による像保持体への異物付着の発生を抑制することができる帯電装置を提供する。【解決手段】円筒形状のフィルム基材１２１の外周面に導電性繊維１２２を植毛してなる帯電部材１２０を備え、この帯電部材１２０は、感光体ドラム１１の表面に接触して従動回転するよう支持部材１２３によって支持されている。帯電部材１２０の導電性繊維１２３には、帯電用高圧電源１２５により帯電電圧が印加される。帯電部材１２０に印加される帯電電圧は、感光体ドラム１１の画像領域と非画像領域とで異なり、画像領域の印加電圧が非画像領域より高く設定することにより、帯電部材１２０の感光体ドラム１１に対する従動不良及び感光体ドラム１１表面への異物付着を抑制する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のフィルム基材の外周面に導電性繊維を植毛してなる帯電部材と、
前記帯電部材が像保持体の表面に接触して従動回転するよう当該帯電部材を支持する支持部材と、
前記帯電部材の導電性繊維に帯電電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段は、前記像保持体の画像領域と非画像領域とで異なる帯電電圧を印加し、前記画像領域の印加電圧が前記非画像領域より高いことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記帯電部材は、絶縁性材料からなる前記フィルム基材の外周面に導電性接着剤を介して前記導電性繊維を静電植毛してな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】
前記電圧印加手段は、前記帯電部材の表面に前記像保持体の長手方向に沿って接触する給電部材を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記導電性繊維は、その先端が前記帯電部材の回転方向に沿った上流側に向けて傾斜した状態で植毛されてい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帯電装置。
【請求項５】
静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段とを備え、
前記帯電手段として請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電装置を用いた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】
この発明は、帯電装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電装置に関する技術としては、例えば、特許文献１〜３等に開示されたものが既に提案されている。特許文献１は、導電性部材からなる複数のローラと、複数のローラに懸架した多層構成よりなり導電性で固有抵抗を有する無端状帯電ベルトより構成される帯電装置であり、無端状帯電ベルトの一部を画像形成面に接触させると共に、無端状帯電ベルトに電圧を印加するよう構成したものである。
【０００３】
特許文献２は、可撓性を有する半導電性のフィルム状部材をほぼ円筒状に形成した帯電電極を備え、帯電電極の周面を被帯電体に接触させて、移動する被帯電体と帯電電極との間に作用する静電気力によって帯電電極を周回移動するよう構成したものである。
【０００４】
特許文献３は、帯電部材としてその内面を複数の支持部材により張架され、無端移動し、その外面に導電性繊維が植毛された無端状導電性ベルトによって構成される帯電ブラシベルトを備え、複数の支持部材の一つで電圧印加手段からの帯電電圧を帯電ブラシベルトに印加するとともに、電圧印加支持部材とは対向しない位置で帯電ブラシベルトをクリーニング部材によりクリーニングするよう構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１９４９２６号公報
【特許文献２】特開平１０−２３９９４６号公報
【特許文献３】特開２００６−２２１０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、帯電部材の像保持体に対する従動不良及び帯電部材の圧接による像保持体への異物付着の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載された発明は、無端状のフィルム基材の外周面に導電性繊維を植毛してなる帯電部材と、
前記帯電部材が像保持体の表面に接触して従動回転するよう当該帯電部材を支持する支持部材と、
前記帯電部材の導電性繊維に帯電電圧を印加する電圧印加手段とを備え、
前記電圧印加手段は、前記像保持体の画像領域と非画像領域とで異なる帯電電圧を印加し、前記画像領域の印加電圧が前記非画像領域より高いことを特徴とする帯電装置である。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、前記帯電部材は、絶縁性材料からなる前記フィルム基材の外周面に導電性接着剤を介して前記導電性繊維を静電植毛してなることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置である。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、前記電圧印加手段は、前記帯電部材の表面に前記像保持体の長手方向に沿って接触する給電部材を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置である。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、前記導電性繊維は、その先端が前記帯電部材の回転方向に沿った上流側に向けて傾斜した状態で植毛されてい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帯電装置である。
【００１１】
請求項５に記載された発明は、静電潜像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段とを備え、
前記帯電手段として請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、帯電部材の像保持体に対する従動不良及び帯電部材の圧接による像保持体への異物付着の発生を抑制することができる。
【００１３】
請求項２に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、帯電部材によって像保持体を均一に帯電することができる。
【００１４】
請求項３に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、帯電部材の長手方向に沿って帯電用電圧を均一に印加することができる。
【００１５】
請求項４に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、導電性繊維が像保持体の表面から離間する際に帯電電位にムラが生じるのを抑制することができる。
【００１６】
請求項５に記載された発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、帯電部材の像保持体に対する従動不良及び帯電部材の圧接による像保持体への異物付着の発生を抑制することができ、画質の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１に係る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る。
【図２】画像形成部を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る帯電装置を示す構成図である。
【図４】帯電部材の植毛状態を示す構成図である。
【図５】画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。
【図６】帯電部材への印加電圧の切り替えタイミングを示す説明図である。
【図７】実験例の結果を示す図表である。
【図８】実験例の結果を示すグラフである。
【図９】実施例の結果を示す図表である。
【図１０】帯電部材の導電性繊維の接触状態を示す模式図である。
【図１１】この発明の実施の形態に係る帯電装置を示す構成図である。
【図１２】給電部材の他の例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
［実施の形態１］
図１及び図２は、実施の形態１に係る帯電装置を適用した画像形成装置の全体の概要を示すものである。図１はその画像形成装置の全体の概要を示し、図２はその画像形成装置における要部（作像装置など）を拡大して示している。
【００２０】
＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばモノクロ複写機として構成されたものである。画像形成装置１は、原稿の画像を読み取る画像読取装置３と、画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段の一例としての画像形成部２とを備えている。画像読取装置３は、画像形成部２を収容した装置本体１ａの上部に配置されている。
【００２１】
画像形成部２は、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する作像装置１０と、作像装置１０で形成されるトナー像を記録媒体の一例としての記録用紙５に転写する転写装置２０と、転写装置２０の転写位置に供給すべき所要の記録媒体の一例としての記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、転写装置１５で転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。なお、装置本体１ａは支持構造部材、外装カバー等で形成されている。
【００２２】
作像装置１０は、ブラック（Ｋ）色のトナー像を専用に形成する一つの作像装置で構成されている。この作像装置１０は、装置本体１ａの内部空間において所要位置に配置されている。
【００２３】
作像装置１０は、図１に示されるように、回転する像保持体の一例としての感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面）を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光体ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光ＬＢを照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する静電潜像形成手段としての露光装置１３と、その静電潜像をブラック色（Ｋ）の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段としての現像装置１４と、転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１５等である。
【００２４】
感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するように支持されている。
【００２５】
帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電部材で構成される。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。なお、帯電装置１２の構成については、後述する。
【００２６】
露光装置１３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光ＬＢを、帯電された後の感光体ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置１３には、潜像形成時になると画像形成装置１に任意の手段で入力され、後述する画像処理装置で画像処理された画像の情報（信号）が送信される。
【００２７】
現像装置１４は、開口部と現像剤の収容室が形成された筐体の内部に、現像剤を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４１と、現像剤を攪拌しながら現像ロール１４１を通過させるよう搬送する２つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材１４２，１４３と、現像ロール１４１に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４４などを配置して構成されたものである。この現像装置１４には、その現像ロール１４１と感光体ドラム１１の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール１４１や攪拌搬送部材１４２，１４３は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記現像剤としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。なお、図１中、符号１４５は、現像装置１４に供給する少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像剤収容容器を、１４６は現像剤収容容器１４５に収容された現像剤を現像装置１４に補給する現像剤補給装置をそれぞれ示している。
【００２８】
転写装置２０は、感光体ドラム１１の周面に接触して回転するとともに転写用電圧が供給されるベルト型の転写装置である。このベルト型の転写装置２０は、駆動ロール２１と従動ロール２２との間に掛け渡された転写ベルト２３と、転写ベルト２３の内部に配置され、当該転写ベルト２３を介して感光体ドラム１１の周面に接触して回転する転写ロール２４とを備えている。転写ロール２４には、転写用電圧が印加される。転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。
【００２９】
ドラム清掃装置１５は、一部が開口する容器状の本体１５０と、一次転写後の感光ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板１５１と、清掃板１５１よりも感光体ドラム１１の回転方向上流側で感光体ドラム１１の周面に接触して回転するよう配置される回転ブラシロール１５２と、回収された残留トナー等の付着物を外部に排出する搬送用オーガ１５３等で構成されている。
【００３０】
定着装置４０は、表面温度が予め定められた温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるロール形態又はベルト形態の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１に所要の圧力で接触して回転するロール形態の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部となる。
【００３１】
給紙装置５０は、装置筐体１ａの下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する複数（又は単数）の用紙収容体５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと、用紙収容体５１ａ、５１ｂ，５１ｃ，５１ｄから記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２，５３とで主に構成されている。用紙収容体５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、例えば、筐体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられている。
【００３２】
給紙装置５０と転写装置１５との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を転写位置まで搬送する複数の用紙搬送ロール対５４、５５、５６や搬送ガイド材で構成される給紙搬送路５７が設けられている。給紙搬送路５７において転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対５６は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。さらに、定着装置４０の用紙搬送方向に沿った下流側には、記録用紙５の搬送方向を切り替える図示しない切替部材と、切替部材によって搬送方向が一方（図中右側）に切り替えられた記録用紙５を排出収容部７１へと排出する排出ロール対７２と、切替部材によって搬送方向が他方（図中下方）に切り替えられた記録用紙５の表裏を反転する反転ロール対７３と、表裏が反転された記録用紙５を給紙搬送路５７まで搬送する複数の用紙搬送ロール対７４や搬送ガイド材で構成される両面用給紙搬送路７５とが配置されている。
【００３３】
＜画像形成装置の基本的な動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。
【００３４】
前記作像装置１０を使用して、ブラック色（Ｋ）のトナー像からなるモノクロ画像を形成するときの画像形成動作を説明する。
【００３５】
画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、作像装置１０、転写装置２０、定着装置４０等が始動する。
【００３６】
そして、作像装置１０においては、まず感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、帯電装置１２が感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位に帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の信号に基づいて発光される光ＬＢを照射し、その表面に所要の電位差で構成される静電潜像を形成する。
【００３７】
続いて、現像装置１４が、感光体ドラム１１に形成された静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電されたトナーを供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、感光体ドラム１１に形成された静電潜像は、トナーで現像されたトナー像として顕像化される。
【００３８】
続いて、作像装置１０の感光体ドラム１１上に形成されたトナー像が転写位置まで搬送されると、転写装置２０が、そのトナー像を転写ロール２４によって搬送される記録用紙５に対して転写させる。
【００３９】
また、転写が終了した作像装置１０では、ドラム清掃装置１５が感光体ドラム１１の表面に残留するトナー等の付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、作像装置１０は次の作像動作が可能な状態にされる。
【００４０】
一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路５７に送り出す。給紙搬送路５７では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５６が記録用紙５を転写時期に合わせて転写位置に送り出して供給する。
【００４１】
続いて、トナー像が転写された記録用紙５は、転写ベルト１５０により定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、必要な定着処理（加熱及び加圧）をして未定着のトナー像を用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、通常の画像形成動作のときは、切替部材を介して用紙排出ロール対７２により、例えば筐体１ａの外部に設置された排出収容部７１に排出される。
【００４２】
また、両面モードの画像形成動作のときは、定着装置４０による定着が終了した後の記録用紙５は、切替部材を介して反転ロール対７３により表裏が反転された後、両面用給紙搬送路７５に設けられた用紙搬送ロール対７４により給紙搬送路５７を介して転写位置まで搬送される。そして、転写位置において裏面にトナー像が転写された記録用紙５は、定着装置４０による定着処理を受け、切替部材を介して用紙排出ロール対７２により排出収容部７１に排出される。
【００４３】
以上の動作により、モノクロの画像が片面又は両面に形成された記録用紙５が出力される。
【００４４】
＜帯電装置の構成＞
図３はこの実施の形態に係る帯電装置を示す構成図である。
【００４５】
帯電装置１２は、図３に示されるように、無端状のフィルム基材１２１の外周面に導電性繊維１２２が植毛されてなる帯電部材１２０と、帯電部材１２０を回転自在に支持する支持部材１２３と、帯電部材１２０の導電性繊維１２２に帯電用の電圧を印加するための給電部材１２４とを備えている。フィルム基材１２１は、例えば、外力が作用しない自由形状が円筒形状となるよう形成されるが、無端状の形状を呈するものであれば、長円形状や楕円形状など他の形状に形成しても良い。フィルム状基材１２１は、導電性を有することが要求されず、絶縁性の材料からなるフィルム状部材をそのまま使用することができる。フィルム状基材１２１の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチエン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ＰＦＡ、ＰＶｄＦ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ等のフッ素系樹脂などの合成樹脂、あるいはシリコーンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム等の合成ゴムを挙げることができる。この実施の形態では、フィルム状基材としてポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを用いている。
【００４６】
また、フィルム基材１２１の厚さは、特に限定されるものではなく、像保持体としての感光体ドラム１１の回転に追従して回転可能な可撓性を有するものが望ましい。フィルム基材１２１は、円筒形状に形成された場合であっても可撓性を有しない場合、感光体ドラム１１の表面に接触したとき撓んだ形状に変形することができず、感光体ドラム１１表面との接触が不十分となる虞れがあり望ましくない。フィルム状基材１２１の厚さは、例えば、１０〜５００μｍ程度に設定される。この実施の形態では、外径が１０〜１２ｍｍの円筒形状に形成された厚さ１００μｍのフィルム基材１２１を用いている。
【００４７】
フィルム基材１２１の外周面には、導電性繊維１２２が密に植毛されている。導電性繊維１２２としては、例えば、ナイロン、レーヨンまたはポリエステル等の合成樹脂にカーボンブラック等の導電材料を分散させたものを紡糸することによって体積抵抗率が調整された合成樹脂製の繊維が用いられる。この実施の形態では、カーボンブラックを分散させたナイロン製の繊維を用いている。導電性繊維１２２の体積抵抗率は、例えば、１０3〜１０10Ω・ｃｍに設定される。体積抵抗率が１０2以下であると、火花放電が発生し易く、体積抵抗率が１０11以上であると、ドット状の帯電不良を起こし易い。この実施の形態では、導電性繊維の体積抵抗率を１０6〜１０7Ω・ｃｍ程度に設定している。
【００４８】
また、導電性繊維１２２の長さは、例えば、０．５〜２．０ｍｍ程度に設定される。導電性繊維１２２の太さは、例えば、０．５〜１０ｄ程度に設定される。この実施の形態では、太さ２ｄの導電性繊維１２２を用いている。また、導電性繊維１２２の植毛密度は、例えば、２０万本／ｉｎｃｈ2に設定されるが、これに限定されるものではない。
【００４９】
導電性繊維１２２は、図４に示されるように、フィルム基材１２１の外周面にアクリル系、ウレタン系、エポキシ系等の導電性接着剤１２５を塗布した状態で、静電植毛によって略均一な密度となるよう植毛される。導電性繊維１２２は、フィルム基材１２１の外周面に略垂直に植毛しても良いが、導電性繊維１２２の先端１２２ａが帯電部材の回転方向Ｂに沿った上流側に向けて傾斜した状態で植毛するのが望ましい。その理由は、導電性繊維１２２をフィルム基材１２１の外周面に略垂直、又は導電性繊維１２２の先端１２２ａが帯電部材１２０の回転方向Ｂに沿った下流側に向けて傾斜した状態で植毛した場合、感光体ドラム１１の表面に接触して導電性繊維１２２が倒れた状態となった後、感光体ドラム１１の表面から離間する際、導電性繊維１２２の先端１２２ａが感光体ドラム１１の表面を擦擦するため、帯電電位のバラツキ等が発生しやすいためである。
【００５０】
なお、導電性繊維１２２は、その先端１２２ａが帯電部材の回転方向Ｂに沿った上流側に向けて傾斜した状態で直接植毛しても良いが、導電性繊維１２２をフィルム基材１２１の外周面に略垂直に植毛した後、機械的な力及び／又は熱を加えることによって、その先端１２２ａが帯電部材の回転方向Ｂに沿った上流側に向けて傾斜した状態となるように植毛しても良い。
【００５１】
支持部材１２３は、図３に示されるように、帯電部材１２０の内部に長手方向に沿って貫通するように挿入された円柱状又は円筒状の部材から構成されている。支持部材１２３としては、例えば、ステンレスやアルミニウム等の金属、あるいは合成樹脂などからなるものが用いられる。この実施の形態では、支持部材１２３として、ステンレス等の金属からなる直径が４ｍｍの円柱形状の部材を用いている。なお、支持部材１２３は、導電性の材料である要求されない。
【００５２】
帯電部材１２０の表面には、当該帯電部材１２０に帯電用の電圧を印加する電圧印加手段の一部を構成する給電部材１２４が、帯電部材１２０の略全長にわたって接触するよう配置されている。給電部材１２４は、帯電部材１２０に帯電用の電圧を印加することが可能なものであれば、その形状は任意であり、例えば、棒状、板状、ループ状、ブラシ状、発泡体状など種々のものが用いられる。また、給電部材１２４は、帯電部材１２０の導電性繊維１３３より体積抵抗率が低い材質からなるもので有れば良く、例えば、金属や導電性が付与された合成樹脂、あるいは合成ゴム、合成発泡体などから形成することができる。
【００５３】
給電部材１２４には、電圧印加手段の一例としての帯電用高圧電源１２５によってトナーの帯電極性と同極性（負極性）の所要の帯電電圧が印加される。なお、給電部材１２４には、交流電圧を重畳した直流電圧を印加するように構成しても良い。
【００５４】
上記の如く構成される帯電装置１２は、帯電部材１２０の導電性繊維１２２に給電部材１２４を介して帯電用高圧電源１２５によって帯電用電圧を印加することにより、フィルム基材１２１の表面に静電植毛された導電性繊維１２２が感光体ドラム１１の表面に静電気力により静電的に吸着された状態で、感光体ドラム１１表面の移動に伴って従動回転する。その際、帯電部材１２０は、当該帯電部材１２０と感光体ドラム１１の表面とが接触する接触領域の上流側及び下流側に形成される微小間隙に生じる微少放電によって、感光体ドラム１１の表面を所要の電位に帯電する。
【００５５】
ところで、この帯電装置１２は、帯電部材１２０の導電性繊維１２２が静電的に感光体ドラム１１の表面に吸着する吸着力により、感光体ドラム１１の回転に伴って矢印方向Ａに沿って従動回転する。そのため、帯電部材１２０の導電性繊維１２２と感光体ドラム１１表面との間に作用する吸着力が不十分であると、帯電部材１２０の従動不良が発生し、感光体ドラム１１の表面電位に帯電ムラ等が生じ、画質低下の原因となる。
【００５６】
更に説明すると、帯電部材１２０の導電性繊維１２２と感光体ドラム１１表面との間に作用する吸着力が不十分であると、図１０（ｂ）に示されるように、導電性繊維１２２のこし（剛性）の力による反発力で導電性繊維１２２が感光体ドラム１１の表面に十分に接触せず、フィルム基材１２１と感光体ドラム１１の間に隙間が生じ、帯電部材１２０と感光体ドラム１１表面との密着性が低下し、帯電部材１２０の従動不良が発生し易くなる。
【００５７】
一方、帯電部材１２０の導電性繊維１２２と感光体ドラム１１表面との間に作用する吸着力を高めるため、帯電部材１２０に印加する帯電用電圧を相対的に高く設定した場合には、帯電部材１２０の導電性繊維１２２と感光体ドラム１１表面との間に作用する静電吸着力が過大となり、ドラム清掃装置１５を擦り抜けたトナー及びシリカやチタン等のトナーの外添剤が帯電部材１２０によって感光体ドラム１１の表面に押圧され、感光体ドラム１１の表面にトナーやシリカ等の外添剤がフィルム状に付着するフィルミングが生じる虞れがある。特に、かかるトナーやシリカ等の外添剤によるフィルミングは、ドラム清掃装置１５を備えないクリーナーレス方式を採用した画像形成装置１においては顕著に発生する。
【００５８】
そこで、この実施の形態では、帯電用高圧電源１２５によって通電部材１２４に印加する転写用電圧を、感光体ドラム１１の画像領域と非画像領域とで異ならせ、画像領域の印加電圧が非画像領域の印加電圧より高くなるように設定している。
【００５９】
図５はこの実施の形態に係る画像形成装置の制御装置を示すブロック図である。
【００６０】
制御装置１００は、画像形成装置１の動作を制御するＣＰＵ１０１、ＣＰＵ１０１で実行されるプログラムや画像データ等を記憶するハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１０２、インターフェイス部１０３等を備える。また、制御装置１００には、画像読取装置３で読み取られた原稿の画像データや、図示しないパーソナルコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像データ、あるいは電話回線を介して転送されてくる画像データなどが入力されている。
【００６１】
制御装置１００は、画像形成時に、ページシンク信号等に基いて、記録用紙５に記録される画像データのうち、画像領域であるかページ間に位置するインターイメージ領域のような非画像領域であるかを判別する。
【００６２】
そして、制御装置１００は、帯電用高圧電源１２５を制御することによって、帯電装置１２に印加する電圧を、画像領域に対応した第１の電圧値と、非画像領域に対応した第２の電圧値とに切り替える。
【００６３】
＜画像形成装置の特徴部分の動作＞
画像形成装置１は、上述したように、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、作像装置１０、転写装置１５、定着装置４０等が始動する。
【００６４】
そして、作像装置１０においては、まず感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、帯電装置１２が感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位に帯電する。
【００６５】
その際、帯電装置１２に印加される帯電用電圧は、制御装置１００によって帯電用高圧電源を介して制御される。制御装置１００は、図６に示されるように、感光体ドラム１１の表面に画像データに応じた画像露光を施す前の非画像領域や、複数枚の記録用紙５に連続して画像を形成する場合における記録用紙５の間に相当するインターイメージ等の非画像領域、あるいは記録用紙５に画像を形成した後の非画像領域であると判定すると、帯電用高圧電源を介して帯電装置に印加する電圧を、相対的に低い値である第２の電圧値（例えば、−７５０Ｖ）に切り替える。
【００６６】
また、制御装置１００は、感光体ドラム１１の表面に画像データに応じた画像露光を施す画像領域であると判定すると、帯電用高圧電源を介して帯電装置に印加する電圧を、相対的に高い値である第１の電圧値（例えば、−１０５０Ｖ）に切り替える。
【００６７】
このように、上記実施の形態では、記録用紙５に画像を形成する画像領域である場合、帯電装置に印加する帯電用電圧を相対的に高い第１の電圧値（例えば、−１０５０Ｖ）に切り替えることにより、帯電装置１２の帯電部材１２０と感光体ドラム１１の表面との間に作用する静電吸着力を高めることができ、帯電部材１２０の従動率を向上させることが可能となる。
【００６８】
更に説明すると、帯電部材１２０の導電性繊維１２２と感光体ドラム１１表面との間に静電吸着力が十分作用すると、図１０（ｃ）に示されるように、導電性繊維１２２が十分寝た（倒れた）状態となり、導電性繊維１２２と感光体ドラム１１表面との密着性が高まり、帯電部材１２０が感光体ドラム１１の表面に対して良好に従動回転する。
【００６９】
また、上記実施の形態では、非画像領域である場合、帯電装置に印加する帯電用電圧を相対的に低い第２の電圧値（例えば、−７５０Ｖ）に切り替えることにより、帯電部材１２０と感光体ドラム１１表面との間に作用する静電吸着力を低減し、フィルミングの発生を抑制することができる。
【００７０】
実験例
次に、本発明者らは、上記実施の形態に係る画像形成装置の効果を確認するため、図２に示されるような作像装置１０を備えたベンチモデルを試作し、帯電装置１２に印加する帯電用電圧を変化させた場合における帯電部材１２０の感光体ドラム１１表面に対する従動率及び感光体ドラム１１表面に発生するフィルミングの状態を確認する実験を行なった。
【００７１】
なお、帯電部材１２０の感光体ドラム１１表面に対する従動率は、帯電部材１２０の表面に光を反射する反射部材を貼り付け、当該反射部材に光を照射したときの反射光を受光素子で受光して電気信号に変換することにより、帯電部材１２０の回転状態を検出することによって行なった。
【００７２】
また、フィルミングの発生状態は、感光体ドラム１１の表面を光学顕微鏡によって観察し、その発生程度を次のように５段階に分類して評価した。なお、グレード２以下であれば実使用上問題ないレベルであると考えられる。なお、各グレードの中間レベルと判断された場合には、グレード０．５と評価した。
【００７３】
Ｇ０：未発生
Ｇ１：フィルミングがほとんど発生せず、画質上に白抜けが未発生
Ｇ２：フィルミングが若干発生するが、プリント上白抜けの発生は極僅か
Ｇ３：フィルミングが発生し、プリント上に白抜けが部分的に筋状に発生
Ｇ４：フィルミングがかなり発生し、プリント上の略半分に白抜けが発生
Ｇ５：フィルミングが感光体ドラム表面のほぼ全面に賢著に発生し、プリント上の略全面に白抜けが発生
【００７４】
図７及び図８は実験例の結果を示す図表及びグラフである。
【００７５】
図７及び図８から明らかなように、帯電装置１２に印加する帯電用電圧を５００Ｖから上昇させていくと、それに伴って従動率も６２％から次第に上昇し、帯電用電圧が９００Ｖに達すると、従動率が画質上問題のない９７％を超えることが判った。但し、帯電装置１２に常時９００Ｖ以上の帯電電圧を印加すると、フィルミングの発生状態が２．５以上となって許容レベルであるグレード２を超えてしまい、フィルミングの発生状態から実使用上問題が生じるレベルであると判断される。
【００７６】
＜実施例＞
また、本発明者らは、上記実験例の結果をも踏まえ、画像形成装置１において、帯電装置１２に印加する電圧を画像領域では第１の電圧値である−１０５０Ｖに、非画像領域では第２の電圧値である−７５０Ｖに切り替えるように構成した。
【００７７】
図９は上記実施例の結果を示す図表である。
【００７８】
図９から明らかなように、帯電装置１２に印加する帯電用電圧を、画像領域では第１の電圧値である−１０５０Ｖに、非画像領域では第２の電圧値である−７５０Ｖに切り替えることにより、画像領域における帯電部材１２０の従動率を９９％と大幅に高い値に維持することができ、従動不良によるプリントディフェクトは未発生であった。
【００７９】
また、感光体ドラム１１表面のフィルミングに関しては、フィルミングが若干発生するが、プリント上白抜けの発生は極僅かであるグレード２と評価され、実使用上問題がないレベルに抑えることができることが判った。
【００８０】
このように、帯電装置１２に印加する帯電用電圧を、画像領域では第１の電圧値である−１０５０Ｖに、非画像領域では第２の電圧値である−７５０Ｖに切り替えることにより、帯電部材１２０の従動率を向上させることができることは勿論のこと、非画像領域では第２の電圧値である−７５０Ｖに切り替えることにより、常時第１の電圧値である−１０５０Ｖを印加した場合に比べて、フィルミングの発生レベルを実使用上問題がないグレード２のレベルに抑えることが可能となる。
【００８１】
帯電装置１２に印加する帯電用電圧を、非画像領域では画像領域に対して低い電圧に抑えることにより、帯電部材１２０と感光体ドラム１１の表面との間に生じる摺擦を低減することができ、フィルミングの発生を抑制できたものと考えられる。
【００８２】
＜比較例１＞
比較例１では、画像形成装置１において、帯電装置１２に印加する電圧を常時実施例の  画像領域に相当する第１の電圧値である−１０５０Ｖに設定した。
【００８３】
図９から明らかなように、この比較例１では、帯電部材１２０の従動率を実施例１の画像領域と同様９９％と大幅に高い値に維持することができ、従動不良によるプリントディフェクトは未発生であった。
【００８４】
また、感光体ドラム１１表面のフィルミングに関しては、フィルミングが発生し、プリント上に白抜けが部分的に筋状に発生するグレード３と、フィルミングがかなり発生し、プリント上の略半分に白抜けが発生するグレード４の中間であるグレード３．５と判定され、画質上問題が発生するレベルであることが判った。
【００８５】
＜比較例２＞
比較例２では、画像形成装置１において、帯電装置１２に印加する電圧を常時実施例の  非画像領域に相当する第２の電圧値である−７５０Ｖに設定した。
【００８６】
図９から明らかなように、この比較例２では、帯電部材１２０の従動率が７８％と大幅に低く、従動不良によるプリントディフェクトが発生した。
【００８７】
一方、感光体ドラム１１表面のフィルミングに関しては、フィルミングが未発生であるグレード０と、フィルミングがほとんど発生せず、画質上に白抜けが未発生であるグレード１の中間であるグレード０．５と判定され、画質上問題がないレベルであることが判った。
【００８８】
実施の形態２
図１１はこの発明に係る帯電装置の実施の形態２を示す構成図である。
【００８９】
この実施の形態２では、図１１に示されるように、帯電部材１２を内部に挿入した支持部材によって支持するのではなく、帯電部材１２の外周、即ち上面及び両側面を覆い下端面が開口した断面矩形状の枠体からなる支持部材１２３を用いている。
【００９０】
また、給電部材１２４としては、断面矩形状の枠体からなる支持部材の天井面に接着等の手段によって設けた平板状又は発泡体状の部材が用いられている。
【００９１】
このように、支持部材１２３として、下端面が開口した断面矩形状の枠体からなる支持部材を用いることにより、帯電装置１２の小型化を図ることができる。
【００９２】
なお、前記実施の形態では、棒状の給電部材１２４を用いた場合について説明したが、給電部材１２４としては、図１２に示されるように、平板状又は発泡体状の部材を用いても良い。
【符号の説明】
【００９３】
１…画像形成装置
１２…帯電装置
１２０…帯電部材
１２１…フィルム基材
１２２…導電性繊維
【図１】
2015169865.tif 000003
【図２】
2015169865.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2015169865.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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