(57)【要約】【課題】感光体に対する実際の帯電状態を検出し、どのような条件下でも感光体に安定した帯電を与えて電源に大きな負荷がかかることも防止した、画像形成装置における感光体の帯電装置を提供することが課題である。【解決手段】感光体１に接触して感光体表面を帯電させる帯電手段２と、帯電手段２へ帯電バイアスを印加するバイアス電源３と、帯電手段２における感光体１との接触面積を変化させる駆動手段２６、２７とを備え、帯電手段２から感光体１へ流れる直流電流を検知する電流検知手段３３と、該電流検知手段３３の検出した直流電流値に基づき、駆動手段２６、２７により帯電手段２における感光体１との接触面積を変化させる制御手段４とにより、感光体１へ流れる直流電流値に応じて帯電手段２の感光体１への接触面積を変化させ、感光体１上への帯電電圧を所定電圧に維持するようにした。【選択図】  図１
2008275707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式でトナー画像を形成して担持する感光体と、前記感光体に接触して感光体表面を帯電させる帯電手段と、該帯電手段へ帯電バイアスを印加するバイアス電源と、前記帯電手段における前記感光体との接触面積を変化させる駆動手段とを備えた画像形成装置における感光体の帯電装置において、
前記帯電手段から前記感光体へ流れる直流電流を検知する電流検知手段と、該電流検知手段の検出した直流電流値に基づき、前記駆動手段を駆動して前記帯電手段における前記感光体との接触面積を変化させる制御手段とを有し、前記感光体へ流れる直流電流値に応じて前記帯電手段の感光体への接触面積を変化させ、前記感光体上への帯電電圧を維持することを特徴とする画像形成装置における感光体の帯電装置。
【請求項２】
前記制御手段は前記画像形成装置設置環境温湿度を検知する温湿度検知手段と、前記画像形成装置設置環境温湿度と前記感光体へ流れる直流電流値との相関関係を記憶した記憶手段とを有し、前記温湿度検知手段が検知した温湿度に応じて前記駆動手段を駆動して前記帯電手段における前記感光体との接触面積を変化させることを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における感光体の帯電装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記帯電手段と前記感光体との接触面積変化によって前記感光体へ流れる直流電流値が目標電流値に達しない状態で、前記バイアス電源における帯電バイアスを前記感光体上への帯電電圧を維持する電圧とすることを特徴とする請求項１または２に記載した画像形成装置における感光体の帯電装置。
【請求項４】
前記帯電手段は、２本の軸に張架されたベルト状帯電部材と、前記２本の軸のうちの一の軸を支持して前記ベルト状帯電部材と前記感光体との接触面積を変化させる方向に移動可能に設けられたラックと、該ラックを移動させるピニオンとで構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載した画像形成装置における感光体の帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における感光体の帯電装置に係り、特に、帯電ベルトを用いた画像形成装置における感光体の帯電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においては、感光体表面の帯電装置による帯電、画像データに基づく露光、該露光によって形成された静電潜像の現像装置による現像、現像により形成されたトナー画像の用紙への転写、加熱によるトナー画像の用紙への定着などの工程によって画像形成が行われる。
【０００３】
このうち、感光体表面を帯電するための帯電装置としては、コロトロンやスコロトロン等のコロナ放電を用いた非接触帯電方式や帯電ローラなどの接触帯電方式があるが、コロナ放電を利用した非接触帯電方式はオゾンや窒素酸化物等の放電生成物が多く発生し、その放電生成物が放電ワイヤへ付着して放電動作を不安定にしたり、感光体等の表面に付着して性能を著しく低下させる。
【０００４】
それに対して接触帯電方式は、感光体に導電性弾性ゴム等で構成した回転可能な帯電ローラを押し当て、この帯電ローラに直流又は直流と交流とが重畳された電圧を印加して、感光体と帯電ローラとの間の接触ニップ領域近傍の微少な空隙において放電させて帯電を行うものである。そのためこの方式では、オゾンの発生量が極めて少ないから放電生成物の発生が僅少で、放電動作が不安定となったり感光体等の表面に付着して性能を著しく低下させる、といった問題が生ぜず、かつ、帯電装置自体の小型化、軽量化という要請にもあっている。
【０００５】
ただ、帯電ローラ方式は、感光体と接している帯電ローラによって作られるニップの回転方向両端部における微小空隙での放電で感光体表面に電荷を与えることから、スコロトロン帯電方式と比較すると帯電効率が低く、均一に帯電させるのが難しいという問題もある。そのため、帯電ローラの外径を大きくして微小空隙範囲を確保する、あるいは帯電ローラを複数本配置することによって帯電効率を確保し、さらに感光体への帯電を均一化するということも行われている。
【０００６】
またこの方式では、帯電ローラの両端を装置本体に支持して感光体に押し付けるようにしているため、感光体からの反発力で帯電ローラの中央部分が感光体から浮いてしまい、帯電不良になり易いという問題もある。また、帯電ローラで長期に亘って均一な帯電を維持するためには交流を印加することが好ましいが、この場合、感光体と帯電ローラとの間に発生する静電吸着力が振動的に変化し、帯電ローラが振動して繰り返し感光体を叩くことで騒音も発生する。
【０００７】
そのため特許文献１には、可動帯電フィルム２の被帯電体（感光体）１側に直線状部２ａが形成され、且つ、当該直線状部２ａの一部が被帯電体（感光体）１に接触することで接触ニップ領域ｎを形成するように被帯電体（感光体）１側に押圧できるようにし、必要なときに帯電フィルムと被帯電体（感光体）１が接触して帯電を行うようにした帯電装置が示されている。
【０００８】
また特許文献２には、高温高湿環境における放電ダメージによって画像流れが生じるのを解消するため、導電性弾性部材から成るベルト状帯電部材を２本の軸により支持して感光ドラムに接触させ、高温、高湿環境のとき、２軸と感光ドラムの位置関係を変化させて放電領域を拡大できるようにして、画像流れを防止するように画像形成装置が示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３３８２２１号公報
【特許文献２】特開２００４−３４１０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、これら特許文献１、特許文献２に示された帯電装置では、ベルトを用いることで帯電ローラの場合の中央部分が感光体から浮き、帯電不良になる問題や、帯電ローラが振動して騒音が発生する問題をベルト式の帯電装置で回避し、さらに、高温、高湿環境において放電領域を拡大できるようにして画像流れを防止するようにしているが、これらの動作は感光体に対する実際の帯電状態を検出して行っているわけではないので、状況に正確に対応しているかは疑わしい面がある。
【００１１】
また、一般的に帯電ローラや帯電ベルトに使用されているゴムは、低温環境において抵抗が上がり、十分な帯電を行うことが困難となって電源に大きな負荷がかかるという問題もある。
【００１２】
そのため本発明においては、感光体に対する実際の帯電状態を検出し、どのような条件下でも感光体に安定した帯電を与えて電源に大きな負荷がかかることも防止した、画像形成装置における感光体の帯電装置を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため本発明になる画像形成装置における感光体の帯電装置は、
電子写真方式でトナー画像を形成して担持する感光体と、前記感光体に接触して感光体表面を帯電させる帯電手段と、該帯電手段へ帯電バイアスを印加するバイアス電源と、前記帯電手段における前記感光体との接触面積を変化させる駆動手段とを備えた画像形成装置における感光体の帯電装置において、
前記帯電手段から前記感光体へ流れる直流電流を検知する電流検知手段と、該電流検知手段の検出した直流電流値に基づき、前記駆動手段を駆動して前記帯電手段における前記感光体との接触面積を変化させる制御手段とを有し、前記感光体へ流れる直流電流値に応じて前記帯電手段の感光体への接触面積を変化させ、前記感光体上への帯電電圧を維持することを特徴とする。
【００１４】
このように実際に感光体へ流れる直流電流値を検出し、それによって帯電手段における感光体との接触面積を変化させることで、低温環境における抵抗の上昇による帯電電圧の低下、それを防止するための電源への大きな負荷などを防止し、どのような条件下でも感光体に最適で安定した帯電を与えることができる、画像形成装置における感光体の帯電装置を提供することができる。
【００１５】
そして、前記制御手段は前記画像形成装置設置環境温湿度を検知する温湿度検知手段と、前記画像形成装置設置環境温湿度と前記感光体へ流れる直流電流値との相関関係を記憶した記憶手段とを有し、前記温湿度検知手段が検知した温湿度に応じて前記駆動手段を駆動して前記帯電手段における前記感光体との接触面積を変化させるよう構成することで、画像形成装置設置環がどのようになっても安定した帯電を与えることができる、画像形成装置における感光体の帯電装置とすることができる。
【００１６】
また、前記制御手段は、前記帯電手段と前記感光体との接触面積変化によって前記感光体へ流れる直流電流値が目標電流値に達しない状態で、前記バイアス電源における帯電バイアスを前記感光体上への帯電電圧を維持する電圧とすることで、例えば環境温度が大きく低下し、それによって帯電手段の抵抗が増加して、感光体と帯電手段との接触面積を増加させても所定の帯電電圧とならない場合でも帯電電圧を維持することが可能となり、より最適で安定した帯電を感光体に与えることができる、画像形成装置における感光体の帯電装置を提供することができる。
【００１７】
そして、前記帯電手段は、２本の軸に張架されたベルト状帯電部材と、前記２本の軸のうちの一の軸を支持して前記ベルト状帯電部材と前記感光体との接触面積を変化させる方向に移動可能に設けられたラックと、該ラックを移動させるピニオンとで構成することが本発明の好適な実施形態である。
【発明の効果】
【００１８】
以上記載のごとく本発明になる画像形成装置における感光体の帯電装置は、低温環境における抵抗の上昇による帯電電圧の低下、それを防止するための電源への大きな負荷などを防止し、どのような条件下でも感光体に最適で安定した帯電を与えることができるから、常にきれいな画像を提供することのできる画像形成装置における感光体の帯電装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００２０】
図１（Ａ）は、本発明になる画像形成装置における感光体１の帯電装置の概略構成図であり、図１（Ｂ）は、帯電ベルト２で構成された帯電手段における、感光体１との接触面積を変化させる駆動手段の一例の機構概略を示した図である。本発明の画像形成装置は、帯電手段として駆動ローラ２１と従動ローラ２２とに張架した帯電ベルト２を用い、その帯電ベルト２を感光体１に接触させて帯電させる方式をとっている。
【００２１】
この帯電ベルト２によって帯電された感光体１は、前記したように画像データに基づく露光、該露光によって形成された静電潜像の現像装置による現像、その現像により形成されたトナー画像の用紙への転写、加熱によるトナー画像の用紙への定着などの工程によって画像形成が行われる。
【００２２】
また、帯電ベルト２には、感光体１の帯電時に、帯電バイアス電源３における交流電源３１から、例えば周波数１．５ｋＨｚで電圧Ｖａｃを１２００〜２０００Ｖとした交流バイアスと、直流電源３２から、例えば電圧Ｖｄｃを４００〜６００Ｖの直流バイアスとを重畳した帯電バイアスが印加され、さらにモータ２５の回転が駆動ギア２４介して駆動ギア２１で駆動される駆動ローラに伝えられて、感光体１と同期して回転しながら感光体１を帯電する。
【００２３】
さらに帯電ベルト２は、一端を支える従動ローラ２２に、図１（Ｂ）に示した例えばピニオン２７と噛み合う歯を有したラック２６が固定され、図示していない駆動源によってピニオン２７が駆動されると図上、上下に移動できるようになっている。そしてこの従動ローラ２２には、スプリング２３で図上、上方への力が加えられており、帯電を行わないときは図１（Ａ）に示した２２１の位置に位置し、帯電に際して図示していない駆動源によってピニオン２７が駆動されると、ラック２６が図１（Ｂ）に示した位置、あるいはその中間まで駆動されて、帯電ベルト２が感光体１との接触面積を変化できるようになっている。
【００２４】
このような帯電ベルト２と感光体１の接触面積を変化させる指示は、図１（Ａ）における制御装置４が行う。すなわちこの制御装置４は、図示していない画像形成装置設置環境の温度、湿度を検知する温湿度検知手段と、帯電時、この画像形成装置設置環境の温度、湿度により、直流電源３２からの電圧Ｖｄｃの直流で帯電ベルト２を介して感光体１に流れる電流Ｉｄｃが、どのように変化するかを示した図３のグラフのような相関関係を記憶した記憶手段とを有している。
【００２５】
図３は、横軸に示した直流電源３２における電圧Ｖｄｃと、縦軸に示した帯電ベルト２を介して感光体１に流れる電流Ｉｄｃとが、画像形成装置設置環境によってどのように変化するかを示したグラフである。この図３のグラフにおいて、一点鎖線に◆をプロットしたのは例えば温度３０℃以上、湿度８０％以上の高温・高湿（Ｈ／Ｈ）環境の場合であり、実線に▲をプロットしたのは温度１０℃以下、湿度２０％以下の低温・低湿（Ｌ／Ｌ）環境の場合、破線に■をプロットしたのはその間の常温・常湿（Ｎ／Ｎ）環境の場合である。
【００２６】
このグラフから分かるように、直流電源３２からの電圧Ｖｄｃの直流により、帯電ベルト２を介して感光体１に流れる電流Ｉｄｃは、温度、湿度が高いほど多くなるから、前記制御装置４は、この温度、湿度によって直流電源３２から与えた電圧Ｖｄｃにより、感光体１にどの程度の電流が流れるかを記憶している。
【００２７】
図２は、本発明になる画像形成装置における感光体の帯電装置の、帯電電圧を一定に維持するためのフロー図であり、以下、このフロー図に基づき、本発明になる画像形成装置における感光体の帯電装置の動作について説明する。
【００２８】
ステップＳ２０で処理がスタートすると、ステップＳ２１で画像形成装置の設置環境における温度、湿度が制御装置４によって検出され、ステップＳ２２で画像形成装置の設置環境における温度が例えば１８℃以上あるかどうかが判断される。
【００２９】
そして、画像形成装置の設置環境における温度が１８℃以上ある場合は処理がスタート２３に進み、制御装置４に記憶された、図３に示したグラフのような画像形成装置の設置環境における温度、湿度に対応し、感光体１を所定電圧に帯電させるための直流電源３２の電圧Ｖｄｃが決定されて、処理がステップＳ２６に進む。
【００３０】
一方、ステップＳ２２で画像形成装置の設置環境における温度が例えば１８℃以下と判断された場合、処理がステップＳ２４に進み、制御装置４に記憶された１８℃以下における感光体１を所定電圧に帯電させるための直流電源３２の電圧Ｖｄｃが決定され、続いて処理がステップＳ２５に進む。
【００３１】
このステップＳ２５では、制御装置４からの指示で図１（Ａ）において２１で示した位置、または２１で示した位置と２で示した位置の中間にあった帯電ベルト２の従動ローラ２２が、感光体１との接触面積を大きくする方に移動される。
【００３２】
そしてステップＳ２６で、図示していないモータにより感光体１の駆動が、モータ２５により帯電ベルト２の駆動が行われ、同時に制御装置４からの指示で環境温度に対応して感光体１を所定の電圧に帯電する直流電源３２の電圧が選択され、帯電が開始される。
【００３３】
次のステップＳ２７では、図１（Ａ）の電流計３３により感光体１に流れる電流が検出され、ステップＳ２８で、目標とする例えば１００μｍＡの電流が流れているかどうかが制御装置４により判断される。そして目標とする電流が流れていれば処理がステップＳ３３に進み、流れていない場合は処理がステップＳ２９に進んで、前記したのと同様にして感光体１と帯電ベルト２との接触面積がさらに増大される。
【００３４】
また、次のステップＳ３０では、制御装置４の直流電源３２への指示で直流電圧Ｖｄｃが感光体１に流れる電流を増やす方に変更され、次のステップＳ３１で、再度、図１（Ａ）の電流計３３によって感光体１に流れる電流が検出される。
【００３５】
そして次のステップＳ３２で、目標とする例えば１００μｍＡの電流が流れているかどうかが制御装置４により再度判断され、目標とする電流が流れていれば処理がステップＳ３３に進み、流れていない場合は処理がステップＳ３０に戻って同様のことが繰り返される。
【００３６】
こうして感光体１に目標とする例えば１００μｍＡの電流が流れていることが確認されると、処理がステップＳ３３に進んで印字が開始され、それが終了するとステップＳ３４で処理が終了する。
【００３７】
このようにして、感光体１へ流れる直流電流値を電流計３３で検出し、それによって帯電ベルト２における感光体１との接触面積を変化させ、さらに必要に応じて印加電圧も変化させることで、低温環境における抵抗の上昇による帯電電圧の低下、それを防止するための電源への大きな負荷などが防止され、どのような環境条件下でも、感光体１に最適で安定した帯電を与えることができ、常にきれいな画像を提供することのできる、画像形成装置における感光体の帯電装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、どのような環境条件下でも感光体１に最適で安定した帯電を与えることができ、常にきれいな画像を提供することのできる、画像形成装置における感光体の帯電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明になる画像形成装置における感光体の帯電装置の概略構成図（Ａ）と、帯電手段における感光体との接触面積を変化させる駆動手段の一例の機構概略を示した図である。
【図２】本発明になる画像形成装置における感光体の帯電装置における帯電電圧維持のためのフロー図である。
【図３】高温・高湿環境（Ｈ／Ｈ）、通常の温度、湿度の環境（Ｎ／Ｎ）、低温・低湿環境（Ｌ／Ｌ）のそれぞれにおける、帯電電圧（Ｖｄｃ）と帯電電流（Ｉｄｃ）との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１  感光体
２  帯電ベルト
２１  駆動ローラと駆動ギア
２２  従動ローラ
２３  スプリング
２４  駆動ギア
２５  モータ
２６  ラック
２７  ピニオン
３  帯電バイアス電源
３１  交流電源
３２  直流電源
３３  電流計
４  制御装置
【図１】
2008275707.tif 000003
【図２】
2008275707.tif 000004
【図３】
2008275707.tif 000005