(57)【要約】【目的】一次帯電処理される直前の表面電位によらず、感光ドラム１を均一に一次帯電処理を行うことができ、画像濃度ムラのない画像形成装置を提供すること。【構成】感光ドラム１と、感光ドラム１の表面の被帯電面１ａを帯電する帯電ローラ２と、を備えた画像形成装置において、帯電ローラ２により帯電される直前の被帯電面１ａの電位を表面電位計１０により検知し、その検知結果に応じて、帯電ローラ２に印加する直流電流を制御装置１１により制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に移動可能な被帯電面を有する被帯電体と、前記被帯電面を帯電する帯電部材と、を備えた画像形成装置において、前記帯電部材により帯電される直前の前記被帯電面の電位に応じて、前記帯電部材に印加する電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記被帯電体の移動方向に対して前記帯電体の上流側に、前記被帯電体の表面電位を検知する表面電位検知手段を設け、前記表面電位検知手段による検知結果により、前記帯電部材に印加する電圧を制御す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】
所定方向に移動可能な被帯電面を有する被帯電体と、前記被帯電面を帯電する帯電部材と、前記帯電部材で一様に帯電した前記被帯電面を像露光する画像露光手段と、前記画像露光手段により形成された静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、前記トナー像を転写材に転写する転写部材と、前記被帯電体と前記転写部材が対向する転写部位に前記転写材を搬送する転写材搬送手段と、を備えた画像形成装置において、前記転写部材に電圧が印加される状態、かつ前記転写部位に転写材が位置する状態を検知し、この検知結果に基づいて、前記帯電部材に印加する電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記被帯電体は、静電潜像が形成される像担持体であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部材は、ローラ状の帯電ローラであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置において、被帯電体である像担持体としての感光体や誘電体等を帯電処理する帯電装置としては、コロナ放電を用いたコロナ帯電方式が広く利用されてきた。しかし、前記コロナ帯電方式は、放電時に好ましくないオゾンを大量に発生すること、また電源に高圧が必要なこと等のため、その対処手段あるいは機構を必要とし、装置が大型化・高コスト化する。そのため、近年は、低電力化が図れオゾンの発生の極めて少ない接触帯電方式が実用化されている。
【０００３】
前記接触帯電方式においては、帯電部材を被帯電体に直接当接あるいは近接させて配設し、帯電部材に電圧を印加することにより、被帯電体の表面を帯電処理あるいは除電処理する。例えば、帯電部材としてのローラ状の帯電ローラによりドラム状の感光体の表面を帯電処理するものである。
【０００４】
この場合、帯電ローラに直流電圧のみを印加する方式（ＤＣ帯電方式）と、交流電圧あるいは交流電圧に直流電圧を重畳させた振動電圧を印加する方式（ＡＣ帯電方式）とがある。特に、後者のＡＣ帯電方式は、ＤＣ帯電方式よりも、帯電均一性にすぐれ、美しい画像が得られることから、好まれて使用されている。
【０００５】
このＡＣ帯電方式を利用した従来の電子写真画像形成装置について図４を用いて説明する。
【０００６】
図４において、帯電部材としてのローラ状の帯電ローラ２は、中心の芯金２ｃと、その外周に形成した導電層２ｂと、さらにその外周に形成した抵抗層２ａとからなる。帯電ローラ２は、被帯電体としてのドラム状の感光ドラム１に平行に配置されるとともに、芯金２ｃの左右両端部（軸方向の両端部）を不図示の軸受け部材によって回転自在に支持されている。また、帯電ローラ２は、押圧手段（不図示）によって感光ドラム１表面の被帯電面１ａに対して所定の押圧力をもって圧接され、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。なお、帯電ローラ２は、ギヤ等を取り付け、モータから駆動を受け、強制駆動させることも可能である。
【０００７】
電源３は、帯電ローラ２に対するバイアス印加電源である。この電源３と帯電ローラ２の芯金２ｃとは、給電用摺動接点３ａを介して電気的に接続されていて、帯電ローラ２は、電源３により所定のバイアス（交流電圧に直流電圧を重畳した電圧）を印加される。
【０００８】
感光ドラム１が矢印Ｒ１方向に回転駆動されると、帯電ローラ２が矢印Ｒ２方向に従動回転し、このとき、電源３によって帯電ローラ２に所定のバイアスが印加され、これにより、感光ドラム１の外周面、つまり被帯電面１ａが所定の極性・電位に帯電処理される。
【０００９】
その後、帯電された感光ドラム１は、画像内容に応じた画像露光が露光手段５によりなされ、静電潜像が形成される。静電潜像は、現像手段としての現像器６のトナーによって正規現像で顕画化され、この顕像されたトナー像は、転写部材としての転写装置７によって転写材Ｐに転写される。トナー像が転写された転写材Ｐは、不図示の定着器によって、トナー像が定着された後、装置外部に排出される。
【００１０】
一方、転写後の感光ドラム１は、転写残りトナー（残留トナー）がクリーニング装置９のクリーニングブレード９ａによって除去され、つづいて、次の画像形成に備えて前露光装置１００によって除電され、次の画像形成に備える。
【００１１】
ＡＣ帯電方式においては、帯電ローラ２による帯電が行われる前の被帯電面１ａの電位（以下、帯電前電位と呼ぶ）によらず、帯電ローラ２による帯電が行われた後の被帯電面１ａの電位（以下、帯電後電位と呼ぶ）は、帯電ローラ２に印加される電圧のＤＣ成分とほぼ同じになる。
【００１２】
そこで、ＡＣ帯電方式を利用する電子写真画像形成装置においては、前露光装置１０を使用しなくてもある程度の画像を得ることが可能である。そのため、従来より、ＡＣ帯電方式を利用する電子写真画像形成装置においては、前露光装置１００を使用しない場合が多い。こうすることで、装置のコストダウン、消費電力の低減、及び昇温の低減を図ることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例のように、ＡＣ帯電方式を利用する場合でも、帯電後電位は、帯電前電位に全く依存しないわけではなく、帯電前電位が大きいほど帯電後電位は大きくなる傾向がある。従って、特に以下のような問題点があった。
【００１４】
図４において、転写装置７によって転写が行われる際に転写材Ｐを介して被帯電面１ａは帯電されるが、転写装置７により帯電された被帯電面１ａと、転写装置７により帯電されない被帯電面１ａとでは、帯電前電位が大きく異なる（帯電が行われた被帯電面１ａの方の電位が大きい）。このため、帯電後電位が両者で異なり、この電位差が画像上の濃度の差として現れてしまう。
【００１５】
このときの画像形成動作を表す時間チャートを図５に示す。図５には、１枚の転写材Ｐのプリントを行なったときの帯電後電位と、帯電ローラ２へのＡＣ及びＤＣ印加電圧と、転写ローラ７ａへのＤＣ印加電圧と、転写部位での転写材Ｐの有無と、帯電前電位とのそれぞれの時間チャートを合わせて示す。これより、帯電前電位の電位差が大きいと、帯電後電位にも電位差が生じることがわかる。
【００１６】
そこで、本発明は、帯電ローラ２による帯電の際に被帯電面１ａの帯電ムラを抑制し、形成される画像の濃度不均一を回避する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置の第１の構成は、所定方向に移動可能な被帯電面を有する被帯電体と、前記被帯電面を帯電する帯電部材と、を備え、前記帯電部材により帯電される直前の前記被帯電面の電位に応じて、前記帯電部材に印加する電圧を制御する。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置の第２の構成は、上記第１の構成において、前記被帯電体の移動方向に対して前記帯電体の上流側に、前記被帯電体の表面電位を検知する表面電位検知手段を設け、前記表面電位検知手段による検知結果により、前記帯電部材に印加する電圧を制御する。
【００１９】
本発明に係る画像形成装置の第３の構成は、所定方向に移動可能な被帯電面を有する被帯電体と、前記被帯電面を帯電する帯電部材と、前記帯電部材で一様に帯電した前記被帯電面を像露光する画像露光手段と、前記画像露光手段により形成された静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、前記トナー像を転写材に転写する転写部材と、前記被帯電体と前記転写部材が対向する転写部位に前記転写材を搬送する転写材搬送手段と、を備え、前記転写部材に電圧が印加される状態、かつ前記転写部位に転写材が位置する状態を検知し、この検知結果に基づいて、前記帯電部材に印加する電圧を制御する。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置の第４の構成は、上記第１から第３のいあうれかの構成において、前記被帯電体は、静電潜像が形成される像担持体とする。
【００２１】
本発明に係る画像形成装置の第５の構成は、上記第１から第４のいずれかの構成において、前記帯電部材は、ローラ状の帯電ローラとする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について図面に沿って説明する。なお、本実施の形態における例示が本発明を限定することはない。
【００２３】
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１に係る電子写真画像形成装置の構成について図１を参照して説明する。図１は、電子写真画像形成装置の画像形成部近傍の概略を示す断面図である。
【００２４】
図１において、図中時計回り方向（矢印Ｒ１方向）に回転する被帯電体である像担持体としての感光ドラム１の周囲に、その回転方向に順じて帯電部材としての帯電ローラ２、画像露光手段としての露光手段５、現像手段としての現像装置６、転写部材としての転写装置７、クリーニング装置９が配置されている。
【００２５】
感光ドラム１は、接地されたアルミニウム等の導電性基体層１ｂと、その外周に形成された被帯電面１ａとを基本構成層とするドラム型の電子写真感光体であり、長手方向両端部を不図示の装置本体によって回転自在に支持されている。感光ドラム１全体は、支軸１ｄを中心に矢印Ｒ１方向に所定の周速度をもって回転駆動される。本実施の形態１において、被帯電面１ａは、負帯電極性のＯＰＣなどの光導電層を用いることが望ましい。
【００２６】
本実施の形態１において、帯電部材としてはローラ状の帯電ローラ２を備えている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の上方に配置され、感光ドラム１の被帯電面１ａに当接して、感光ドラム１を所定の極性（マイナス）・電位に一様に一次帯電処理する部材である。
【００２７】
前記帯電ローラ２は、中心の芯金２ｃと、その外周に形成した導電層２ｂと、さらにその外周に形成した高分子材料からなる抵抗層２ａ２、２ａ１とを備えている。帯電ローラ２は、芯金２ｃの左右方向（芯金２ｃの長手方向に沿った方向）の両端部が不図示の軸受け部材によって回転自由に支持されており、感光ドラム１に平行して配設されるとともに、不図示の押圧手段によって感光ドラム１の被帯電面１ａに対して所定の押圧力をもって圧接され、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って、図中反時計回り方向（矢印Ｒ２方向）に従動回転する。
【００２８】
帯電ローラ２の芯金２ｃには、給電用摺動接点３ａが接触していて、この接点３ａを介して電源３から交流電圧（周波数７５０Ｈｚの正弦波で９００μＡに定電流制御されている）に直流電圧を重畳させた電圧が印加される。電源３の直流電圧は制御装置１１により制御されている。これにより、感光ドラム１の被帯電面１ａが所定の極性・電位に接触帯電される。
【００２９】
なお、帯電ローラ２は、上述のように従動回転させてもよいし、感光ドラム１の被帯電面１ａの回転方向に対して順方向又は逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動するようにしてもよい。さらには、回転させることなく、固定的に配設することも可能である。
【００３０】
帯電ローラ２により均一に帯電処理を受けた感光ドラム１は、次いで露光手段５により目的画像情報の露光を受けることで、被帯電面１ａに目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。露光手段５としては、レーザビーム走査露光や原稿画像のスリット露光等があるが、本実施の形態１では原稿画像のスリット露光を採用している。
【００３１】
次いで、静電潜像は、現像装置６によりプラスに帯電されたトナーが付着され、正規現像でトナー像として順次、可視像化されていく。
【００３２】
そして、このトナー像は、転写装置７により転写材Ｐに転写される。転写装置７は、回転自在な転写ローラ７ａと電源７ｂとを備え、電源７ｂにより転写材Ｐの裏面側からトナーと逆極性の帯電を行うことによって、感光ドラム１上のトナー像を順次転写材Ｐ上に転写する。ここで、転写材Ｐは、不図示の転写材搬送手段としての紙搬送装置から感光ドラム１の回転と同期取りされて適正なタイミングをもって感光ドラム１と転写装置７との間の転写部へ搬送される。
【００３３】
トナー像の転写を受けた転写材Ｐは、感光ドラム１から分離されて不図示の定着装置へ搬送されてトナー像が定着され、その後、装置本体外部に排出される。
【００３４】
トナー像を転写材Ｐ上に転写した像転写後の感光ドラム１は、クリーニング装置９のクリーニングブレード９ａによって残留トナー等の付着汚染物を除去される。
【００３５】
ここで、帯電ローラ２により帯電される直前の被帯電面１ａの表面電位を帯電前電位とし、帯電ローラ２により帯電された直後の被帯電面１ａの表面電位を帯電後電位とする。
【００３６】
本実施の形態１において、クリーニング装置９と帯電ローラ２の間には、被帯電面１ａの帯電前電位を検知する表面電位検知手段としての表面電位計１０が設置されている。
【００３７】
また、制御装置１１は、予め設定された図３に示す「帯電前電位対帯電ローラ２に印加する直流電圧」のテーブルに従って、表面電位計１０の検知結果に応じて帯電ローラ２に印加する直流電圧を制御している。前記テーブルは帯電後電位が目標電圧である−６００Ｖになるように設定されている。
【００３８】
このときの画像形成動作を表す時間チャートを図２に示す。図２には、１枚の転写材Ｐのプリントを行なったときの被帯電面１ａの帯電後電位を測定した時間チャートと、帯電ローラ２へのＤＣ及びＡＣ電圧印加シーケンスと、転写ローラ７ａへのＤＣ電圧印加シーケンスと、感光ドラム１と転写装置７が対向する転写部位での転写材Ｐの有無と、表面電位計１０の検知電位（帯電前電位）とを合わせて示す。
【００３９】
図２に示すように、帯電開始位置においては、帯電ローラ２に所定の直流電圧を印加し、被帯電面１ａを−６００Ｖに帯電している。一方、転写部位に転写材Ｐを有する状態で転写ローラ７ａへ直流電圧を印加すると、転写材Ｐを介して転写ローラ７ａにより被帯電面１ａが帯電されるため、帯電前電位に残電位が生じる。残電位を有する被帯電面１ａの領域が帯電ローラ２に達すると、帯電ローラ２に印加される直流電圧を弱め、被帯電面１ａを−６００Ｖに帯電している。このとき、帯電ローラ２に印加される直流電圧は、表面電位計１０による検知結果に応じて制御装置１１により制御されている。これより、帯電ローラ２による被帯電面１ａの帯電電位は、ほぼ目標電位の−６００Ｖに維持することができる。
【００４０】
このように、本実施の形態１によれば、帯電前電位に応じて帯電ローラ２に印加する電圧を制御することにより、帯電前電位のムラが帯電後電位に反映されることを回避することができ、形成される画像の濃度ムラを抑制することができる。
【００４１】
（実施の形態２）
以下、本実施の形態２に係る電子写真画像形成装置について説明する。
【００４２】
本実施の形態２に係る電子写真画像形成装置の構成および画像形成動作は、上記した実施の形態１とほぼ同様であるが以下の点で異なる。
【００４３】
本実施の形態２においては、表面電位計１０を有さず、転写装置７に電圧が印加されている状態、かつ転写部位に転写材Ｐが位置する状態を検知し、この検知結果に基づいて、帯電ローラ２に印加する直流電圧を制御している。
【００４４】
帯電前電位に大きく影響を及ぼす要因としては、転写ローラ７ａへの印加電圧と転写部位での転写材Ｐの有無とである。
【００４５】
そこで、本実施の形態２においては、転写装置７に電圧が印加されている状態、かつ転写部位に転写材Ｐが位置する状態を検知し、この検知結果から帯電前電位を予測し、帯電ローラ２に印加する直流電圧を制御している。
【００４６】
このように、本実施の形態２によれば、上記した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、帯電前電位を予測して帯電ローラ２に印加する直流電圧を制御することにより、帯電前電位を測定するための表面電位計１０が不要になり、装置のコストダウンを図ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、帯電部材により帯電される直前の被帯電面の表面電位を表面検知手段により検知し、この検知結果により、帯電部材に印加する電圧を制御することにより、被帯電面において帯電前の表面電位のムラによる帯電後の表面電位のムラを回避することができ、画像の濃度ムラを抑制することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、転写部材に電圧が印加されている状態、かつ転写部位に転写材が位置する状態を検知し、この検知結果から、前記帯電部材に印加する電圧を制御することにより、表面電位検知手段を設けることなく上記と同様の効果を得ることができるため、装置のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電子写真画像形成装置の構成の概略を示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電子写真画像形成装置のシーケンス図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電子写真画像形成装置の「帯電前電位対帯電ローラ２に印加する直流電圧」のテーブルを示す図。
【図４】従来例の電子写真画像形成装置の構成の概略を示す断面図。
【図５】従来例の電子写真画像形成装置のシーケンス図。
【符号の説明】
１…感光ドラム                １ａ…被帯電面
１ｂ…導電性基体層            １ｄ…支軸
２…帯電ローラ                ２ａ１、２ａ２…抵抗層
２ｂ…導電層                  ２ｃ…芯金
３…電源                      ３ａ…給電用摺動接点
５…露光手段                  ６…現像装置
７…転写装置                  ７ａ…転写ローラ
７ｂ…電源                    ９…クリーニング装置
９ａ…クリーニングブレード    １０…表面電位計
１１…制御装置                Ｐ…転写材
１００・・・前露光装置
【図１】
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【図２】
2004212720.tif 000004
【図３】
2004212720.tif 000005
【図４】
2004212720.tif 000006
【図５】
2004212720.tif 000007