(57)【要約】【課題】帯電ローラへの印加電圧の変更に依らずに、周回走行する被帯電体の周速に応じて帯電ローラの単位面積当たりに流れる電流量を制御できる帯電装置を提供すること。【解決手段】周回走行する被帯電体である感光体ドラム１８の表面に当接して弾性変形により感光体ドラム１８との間で接触ニップを形成し、回転しながら感光体ドラム１８表面を帯電させる帯電ローラ７６を有する帯電装置２２であって、帯電ローラ７６に電圧を印加する電圧印加手段である高圧電源と、感光体ドラム１８の周速に応じ、前記弾性変形の状態を変化させることにより、前記ニップ近傍において感光体ドラム１８表面との間で生じる気中放電に寄与する帯電ローラ７６表面の面積を変更する変更手段である懸架装置７８．８０とを備える。【選択図】図４
2012181407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周回走行する被帯電体の表面に当接して弾性変形により当該被帯電体との間で接触ニップを形成し、回転しながら前記被帯電体表面を帯電させる帯電ローラを有する帯電装置であって、
前記帯電ローラに電圧を印加する電圧印加手段と、
前記被帯電体の周速に応じ、前記弾性変形の状態を変化させることにより、前記ニップ近傍において前記被帯電体表面との間で生じる気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積を変更する変更手段と、
を備えることを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
前記変更手段は、前記被帯電体の周速が速い程、前記気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積を大きくす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】
前記帯電ローラは、芯金と当該芯金の外周に形成された導電性弾性層とを含み、前記芯金の両端部が支持手段により回転自在に支持されており、
前記変更手段は、
前記被帯電体が第１の周速で走行する場合に、前記支持手段による支持位置を第１の位置に保持し、
前記被帯電体が第１の周速よりも遅い第２の周速で走行する場合に、前記支持手段による支持位置を前記第１の位置よりも前記帯電ローラが前記被帯電体に近づく第２の位置に保持することを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項４】
前記帯電ローラは、芯金と当該芯金の外周に形成された導電性弾性層とを含み、前記接触ニップで生じる摩擦力により前記被帯電体の走行に従動して回転し、
前記変更手段は、
前記被帯電体が第１の周速で走行する場合に、前記帯電ローラに対し回転制動を加え、
前記被帯電体が第１の周速よりも遅い第２の周速で走行する場合に、前記帯電ローラの自由な回転を許容することを特徴とする請求項１または２に記載の帯電装置。
【請求項５】
前記電圧印加手段は、前記被帯電体の周速にかかわらず、前記帯電ローラに同じ大きさの電圧を印加することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の帯電装置。
【請求項６】
被帯電体である感光体ドラムを有し、電子写真方式で画像を形成する画像形成装置であって、
前記感光体ドラムを帯電させる帯電装置として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の帯電装置を備え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】
本発明は、感光体ドラム等の被帯電体表面を帯電させる帯電装置および複写機等の画像形成装置に関し、特に、ローラ帯電方式の帯電装置、および当該帯電装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周回走行する被帯電体である感光体ドラムの表面を帯電させる装置としては、構成の簡易さ等の理由から、従来、コロトロン帯電装置やスコロトロン帯電装置などの、コロナ帯電を利用した非接触方式の帯電装置が用いられている。コロナ帯電は、感光体表面と一定の間隔で離間して張架された放電ワイヤーに高電圧を印加して、感光体表面との間でコロナ放電を起こし、空気中に発生した正あるいは負のイオンを感光体ドラムに与える非接触な帯電法である。しかしながら、このような非接触帯電方式では、気中放電に伴って、人体に有害とされるオゾンが僅かながら発生する。
【０００３】
そこで、最近、クリーンなオフィス環境への関心の高まりなどもあり、上記した非接触方式の場合と比較して気中放電が格段に少ない上、電源の低電圧化が図れる接触方式の帯電装置が多く採用されている。
この接触方式の帯電装置の一つとして、帯電ローラを備えた帯電装置が知られている。帯電ローラは、金属製の芯金の上に適当な体積抵抗値を有する導電性弾性層が形成されてなる構造のものが一般的である。帯電ローラは、前記芯金の両端部分が回転自在に保持されると共に、当該両端部分を介して感光体ドラム表面に適当な押圧力で押し付けられる。押し付けられることで、導電性弾性層の表層付近は適度に変形して接触ニップを形成する。そして、帯電ローラは、感光体ドラムに従動回転しながら、接触ニップ近傍の気中放電によって感光体ドラム表面の帯電を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１５７４８５号公報
【特許文献２】特開２００６−２１５０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、複写機においては、種々の条件によって従動回転する帯電ローラの周速が変化する。例えば、記録シートの種類に応じて通紙速度が変更されるため、感光体ドラムの回転速度（周速）が切り替えられ、これに伴い、帯電ローラの周速も変化する。この場合、普通紙よりも厚紙の場合は、感光体ドラムの回転速度は遅く設定され、帯電ローラの周速も遅くなる。
【０００６】
帯電ローラの周速が遅くなると、帯電ローラ表面の単位面積当たりに流れる電流量が増大し、感光体ドラム表面の単位面積当たりに流れ込む電流量が増大する。このため、帯電ローラの劣化が早まったり、感光体ドラムの劣化に起因する摩耗の進行が早まったりして、帯電ローラや感光体ドラムの寿命が短くなる。
これを防止するため、帯電ローラへの印加電圧を下げることにより前記電流量の増大を抑制することが考えられるが、そうすると、ニップ近傍の電界強度の低下を招いて、感光体ドラムを均一に帯電することができなくなるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記した課題に鑑み、帯電ローラへの印加電圧の変更に依らずに、周回走行する被帯電体の周速に応じて帯電ローラの単位面積当たりに流れる電流量を制御できる帯電装置、および当該帯電装置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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係る帯電装置は、周回走行する被帯電体の表面に当接して弾性変形により当該被帯電体との間で接触ニップを形成し、回転しながら前記被帯電体表面を帯電させる帯電ローラを有する帯電装置であって、前記帯電ローラに電圧を印加する電圧印加手段と、前記被帯電体の周速に応じ、前記弾性変形の状態を変化させることにより、前記ニップ近傍において前記被帯電体表面との間で生じる気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積を変更する変更手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記変更手段は、前記被帯電体の周速が速い程、前記気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積を大きくすることを特徴とする。
さらに、前記帯電ローラは、芯金と当該芯金の外周に形成された導電性弾性層とを含み、前記芯金の両端部が支持手段により回転自在に支持されており、前記変更手段は、前記被帯電体が第１の周速で走行する場合に、前記支持手段による支持位置を第１の位置に保持し、前記被帯電体が第１の周速よりも遅い第２の周速で走行する場合に、前記支持手段による支持位置を前記第１の位置よりも前記帯電ローラが前記被帯電体に近づく第２の位置に保持することを特徴とする。
【００１０】
あるいは、前記帯電ローラは、芯金と当該芯金の外周に形成された導電性弾性層とを含み、前記接触ニップで生じる摩擦力により前記被帯電体の走行に従動して回転し、前記変更手段は、前記被帯電体が第１の周速で走行する場合に、前記帯電ローラに対し回転制動を加え、前記被帯電体が第１の周速よりも遅い第２の周速で走行する場合に、前記帯電ローラの自由な回転を許容することを特徴とする。
【００１１】
また、前記電圧印加手段は、前記被帯電体の周速にかかわらず、前記帯電ローラに同じ大きさの電圧を印加することを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、被帯電体である感光体ドラムを有し、電子写真方式で画像を形成する画像形成装置であって、前記感光体ドラムを帯電させる帯電装置として、上記の帯電装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記の構成からなる帯電装置によれば、被帯電体の周速に応じ、帯電ローラが当該被帯電体との間で接触ニップを形成するための当該帯電ローラの弾性変形の状態を変化させることにより、当該ニップ近傍において前記被帯電体表面との間で気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積が変更される。よって、被帯電体の周速が遅い場合には、前記気中放電に寄与する帯電ローラ表面の面積を縮小することができるため、帯電ローラへの印加電圧の大きさを変更しなくとも、当該気中放電に起因して帯電ローラ表面の単位面積当たりに流れる電流量の増大を抑制し、また、被帯電体表面の単位面積当たりに流れ込む電流量の増大を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る複写機の概略構成を示す図である。
【図２】上記複写機に備えられた操作パネルを示す図である。
【図３】上記操作パネルにおける液晶タッチパネルの表示例を示す図である。
【図４】感光体ドラムおよび帯電装置を示す斜視図である。
【図５】上記帯電装置における懸架装置の断面図である。
【図６】（ａ）はメイン制御部の概略構成を示すブロック図であり、（ｂ）はプリンタ部の有する制御部の構成の一部を示す図である。
【図７】プリンタ部の制御部において実行される感光体ドラム速度設定プログラムのフローチャートである。
【図８】プリンタ部の制御部において実行される帯電ローラ位置設定プログラムのフローチャートである。
【図９】（ａ）は帯電ローラの感光体ドラムとの当接状態（帯電ローラの弾性変形の状態）の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ部の拡大図である。
【図１０】（ａ）は帯電ローラの感光体ドラムとの当接状態（帯電ローラの弾性変形の状態）の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ部の拡大図である。
【図１１】図９、図１０の両当接状態を比較するための図である。
【図１２】（ａ）は、実施の形態２に係る帯電装置および感光体ドラムの正面図であり、（ｂ）は、同側面図の一部である。
【図１３】実施の形態２に係る帯電装置の有する制動装置の断面図である。
【図１４】（ａ）は、上記制動装置により帯電ローラに制動を掛けた場合の帯電ローラの感光体ドラムとの当接状態の一例を示す図であり。（ｂ）は、制動を掛けた場合と掛けない場合とにおける帯電ローラの感光体ドラムとの当接状態（帯電ローラの弾性変形の状態）を比較するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について複写機を例にとり、図面を参照しながら説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係るデジタル式の複写機（以下、単に「複写機」と言う。）２全体の概略構成を示す図である。
【００１５】
複写機２は、電子写真方式で画像を形成する装置であり、図１に示すように、大きくわけて、原稿画像を読み取るイメージリーダ部４と読み取った画像を記録シート上にプリントして再現するプリンタ部６とから構成される。
イメージリーダ部４は自動原稿搬送装置８を有しており、自動原稿搬送装置８の原稿トレイ１０にセットされた原稿は１枚ずつ原稿ガラス台１２上の読取位置まで搬送される。原稿ガラス台１２の読取位置まで搬送された原稿はイメージセンサ１４によって読み取られ、画像データが生成される。生成された画像データは、後述する画像メモリ１１８（図６（ａ））に格納される。
【００１６】
画像メモリ１１８内の画像データは、後述するメイン制御部１１０のＣＰＵ１１２によって読み出され、プリンタ部６に備えられたレーザ制御部１６に入力される。レーザ制御部１６は当該画像データに基づいてレーザダイオード駆動信号を生成し、不図示のレーザダイオードを発光させる。前記レーザダイオードが射出したレーザ光Ｌは、感光体モータ１２４（図６（ｂ））を駆動源として矢印の向きに回転する感光体ドラム１８表面（感光面）を露光走査する。
【００１７】
感光体ドラム１８の周囲には、クリーニング装置２０、帯電装置２２、現像装置２４および転写装置２６が配されている。感光体ドラム１８は、上記露光走査を受ける前に、クリーニング装置２０で表面の残留トナーが除去された後、帯電装置２２によって一様に帯電される。一様に帯電された感光面が露光されると、静電潜像が形成され、当該静電潜像は現像装置２４によってトナー像として顕像化される。なお、帯電装置２２については後で詳述する。
【００１８】
一方、第１〜第３給紙カセット２８，３０，３２および手差トレイ３４のいずれかからは、所望種類、所望サイズの記録シートが給紙され、給紙された記録シートは、転写装置２６に臨む転写位置へと搬送され、転写装置２６の作用により感光体ドラム１８上のトナー像が記録シートへと転写される。
トナー像が転写された記録シートは、搬送ベルト３６によって定着装置３８の定着ローラ４０へと搬送され、ここでトナー像の定着がなされた後、排出ローラ４２によって、排出トレイ４４に排出される。
また、複写機２は、その上面の操作しやすい位置に、図２に示すような操作パネル４６を備えている。
操作パネル４６は、本図に示すように、液晶タッチパネル４８の他各種のキーを有している。液晶タッチパネル４８には、コピー条件やコピーモードを選択するためのキーおよび用紙切れや紙詰まりなどのメッセージが表示される。
【００１９】
図２に示す液晶タッチパネル４８は、初期画面であり、タッチしたキーに対応して、サブ画面表示に切り替わる。例えば、用紙キー５０がタッチされると、画面は図３（ａ）に示すような記録シート選択画面に切り替わる。ここで、タッチするキーに応じて、画像形成に用いられる記録シートの種類やサイズが選択される。キー５２がタッチされると、第１給紙カセットに収納されたＡ４サイズの普通紙が、キー５４がタッチされると第２給紙カセット３０に収納されたＢ５サイズの普通紙が、キー５６がタッチされると第３給紙カセットに収納された厚紙５６が、そしてキー５８がタッチされると手差トレイ３４から給紙されるＯＨＰ用のポリエステルフィルムが画像形成に用いられる記録シートに選択される。
【００２０】
また、図２に示す初期画面において、解像度キー６０がタッチされると、画面は図３（ｂ）に示すような解像度選択画面に切り替わる。ここで、タッチするキーに応じて、記録シートに形成される画像の解像度が決定される。キー６２がタッチされると前記解像度が６００ｄｐｉに決定され、キー６４がタッチされると前記解像度が２４００ｄｐｉに決定される。
【００２１】
図２に戻り、テンキー６６はコピー枚数を設定するためのキーであり、クリアキー６８はコピー枚数を「１」にリセットするためのキーである。スタートキー７０は、コピー動作（原稿の読み込み動作およびプリント動作）を開始させるためのキーであり、ストップキー７２はコピー動作を停止させるためのキーである。パネルリセットキー７４は、解像度やコピー倍率などのコピー条件や設定モードをすべて標準値あるいは初期モードに戻すためのキーである。
【００２２】
次に、図４、図５を参照しながら、帯電装置２２について詳述する。
図４に示すように、帯電装置２２は、帯電ローラ７６と帯電ローラ７６を両端部で懸架支持する懸架装置７８，８０とを有する。帯電ローラ７６は、懸架装置７８，８０により、円筒形をした感光体ドラム１８の軸心Ｘと平行する姿勢で支持される。なお、感光体ドラム１８は、アルミニウム等からなる金属円筒状基体８２と、その外周面に形成された感光層８４とを含む。
【００２３】
懸架装置７８，８０は、帯電ローラ７６を感光体ドラム１８に対し適当な押圧力で押し付けた状態で支持している。両懸架装置７８，８０の構成は同じなので、懸架装置７８を代表に、その構造について説明する。
懸架装置７８を軸心Ｘと直交する平面で切断した縦断面であって、帯電ローラ７６が背景に現れる縦断面図を図５に示す。ここで、懸架装置７８の説明に入る前に、帯電ローラ７６の構成について説明する。
【００２４】
帯電ローラ７６は、銅合金などの金属からなり、細長い円柱状をした芯金８６と、複数層（本例では、２層）からなる導電性弾性ロール８８とからなる。導電性弾性ロール８８は、芯金８６に近い方から、導電性弾性体層９０と、導電性弾性体層９０を被覆する表層９２から構成される。導電性弾性層９０は、主にＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）とカーボンブラックを含んだ発泡ゴム材からなり、体積抵抗値は、１×１０６［Ω・ｃｍ］を有する。表層９２は、主にシリコーンゴムからなり、体積抵抗値は、１×１０９［Ω・ｃｍ］を有する。芯金８６の全長は、導電性弾性ロール８８の全長よりも長く、芯金８６の両端部は、導電性弾性ロール８８の両端面から突出している。この突出部分が懸架装置７８の後述する軸受部１０４Ａに支えられて、帯電ローラ７６は、懸架装置７８，８０に支持されている。
【００２５】
懸架装置７８は、ステッピングモータ９４を有する。ステッピングモータ９４の回転シャフト９６には、雄ねじ９６Ａが形成されており、雄ねじ９６Ａがスライダー９８の雌ねじに螺合している。
スライダー９８は、直方体状をしたブロック部９８Ａとブロック部９８Ａの下面から下方に延設された円筒部９８Ｂとを有する。ブロック部９８Ａが角筒状をしたガイド部材１００内に挿入されて、スライダー９８は、上下方向にスライド自在に保持されている。円筒部９８Ｂの外周には、雄ねじ９８Ｃが形成されており、雄ねじ９８Ｃに圧縮コイルばね１０２の一端部が螺合している。
【００２６】
圧縮コイルばね１０２の他端部は、軸受部材１０４が有する円筒部１０４Ｂの外周に形成された雄ねじ１０４Ｃに螺合している。
軸受部材１０４は、ポリアセタールからなる。軸受部材１０４は、直方体状をした軸受部１０４Ａと軸受部１０４Ａの上面から上方に延設された前記円筒部１０４Ｂを有する。軸受部１０４Ａが、角筒状をしたガイド部材１００内に挿入されて、軸受部材１０４は、上下方向にスライド自在に保持されている。軸受部１０４Ａは、紙面に垂直な方向に貫通する貫通孔１０４Ｄを有する。貫通孔１０４Ｄの内周面には、周方向に等角度間隔で突起１０４Ｅが３個形成されている。突起１０４Ｅは、紙面に垂直な方向に延びる畝状をしている。
【００２７】
帯電ローラ７６の芯金８６は、貫通孔１０４Ｄに挿入されており、３個の突起１０４Ｅの先端部で回転自在に支持されている。
上記の構成からなる懸架装置７８において、ステッピングモータ９４を駆動して、回転シャフト９６を逆転させると、１回転当たりシャフト９６に形成された雄ねじ９６Ａの１ピッチ分、スライダー９８は下降する。これに伴い、スライダー９８と圧縮コイルばね１０２によって連結された軸受部材１０４および軸受部材１０４に軸支された帯電ローラ７６も下降する。
【００２８】
帯電ローラ７６の外周面が感光体ドラム１８の外周面に接触を開始した後、逆転を続けると、圧縮コイルばね１０２は縮む。縮んだ圧縮コイルばね１０２の復元力によって、帯電ローラ７６が感光体ドラム１８に押圧される。押圧された帯電ローラ７６の導電性弾性ロール８８外周面が、感光体ドラム１８の外周面に沿って変形し、接触ニップが形成される。
【００２９】
感光体ドラム１８の周方向に沿った接触ニップの長さ（以下、「ニップ長さ」と言う。）は、帯電ローラ７６に加える押圧力によって決まり、当該押圧力は帯電ローラ７６の外周面が感光体ドラム１８の外周面との接触を開始ときからの、ステッピングモータ９４の回転量（回転角）によって決まる。
帯電ローラ７６が感光体ドラム１８と接触しない（非接触の）待機状態から、第１のニップ長さとなるまでの第１の回転角、および第１のニップ長さよりも長い第２のニップ長さとなるまでの第２の回転角は、予め、試験などにより求めることができ、この求められた回転角は、後述するメイン制御部１１０のＲＯＭ１１４（図６（ａ））に記憶されている。ここで、帯電ローラ７６が上記待機状態にある位置を「待機位置」と言い、当該待機位置からステッピングモータ９４が第１の回転角分駆動されて下降した後における帯電ローラ７６の位置を「第１の位置」と言い、待機位置からステッピングモータ９４が第２の回転角分駆動されて下降した後における帯電ローラ７６の位置を「第２の位置」と言うこととする。
【００３０】
図６（ａ）はメイン制御部１１０の概略を示す図である。
本図に示すように、メイン制御部１１０は、ＣＰＵ１１２を中心にして、ＣＰＵ１１２にＲＯＭ１１４、ＲＡＭ１１６、および画像メモリ１１８が接続された構成をしている。また、ＣＰＵ１１２は、前記したイメージリーダ部４、プリンタ部６、および操作パネル４６の各々のＣＰＵと接続されている。
【００３１】
ＲＯＭ１１４は、上記各ＣＰＵが実行する制御プログラムの他、上記した第１の回転角、第２の回転角の情報を格納している。
ＲＡＭ１１６は、操作パネル４６を介して設定される、コピー枚数、使用する記録シートや解像度などのコピー条件を記憶する。
画像メモリ１１８は、前記したように、イメージリーダ部４から出力される画像データを一旦記憶する。
【００３２】
ＣＰＵ１１２は、操作パネル４６、イメージリーダ部４、およびプリンタ部６を統括的に制御して、円滑なコピー動作を実現する。
図６（ｂ）は、プリンタ部６の有する制御部１２０の構成の一部を示す図である。制御部は、メイン制御部１１０のＣＰＵ１１２（図６（ａ））に接続されたＣＰＵ１２２を有する。
【００３３】
ＣＰＵ１２２には、感光体モータ１２４を駆動する感光体モータ駆動部１２６、および２台のステッピングモータ９４を駆動するステッピングモータ駆動部１２８が接続されている。
ＣＰＵ１２２は、操作パネル４６から入力される種々の設定を、ＣＰＵ１１２を介して受け取り、各々の設定に応じて感光体ドラム１２４の回転速度を決定して、当該回転速度で回転するよう感光体モータ駆動部１２６を制御する。
【００３４】
ここで、感光体ドラム１２４の回転速度の決定要因となる設定には、例えば、記録シートの種類、形成する画像の解像度がある。
ＣＰＵ１２２は、記録シートが普通紙の場合には、感光体ドラム１２４の回転速度は第１の速度（回転数）に設定し、記録シートが普通紙よりも厚みの厚い厚紙やＯＨＰ用シートの場合には、第１の速度（回転数）よりも遅い第２の速度（回転数）に設定する。これは、厚紙やＯＨＰ用シートは、普通紙よりも熱容量が大きく、そのためトナー像の定着に時間を要するため定着装置３８を通過させる時間を長くする関係上、いわゆるプロセス速度を遅くするためである。
【００３５】
また、ＣＰＵ１２２は、解像度が６００ｄｐｉに設定されている場合は、前記第１の速度（回転数）に、２４００ｄｐｉに設定されている場合は、前記第２の速度（回転数）に設定する。これは、６００ｄｐｉよりも２４００ｄｐｉの方が、レーザ制御部１６による感光体ドラム１８表面の露光走査に時間を要するため、これに合わせて、プロセス速度を遅くするためである。
【００３６】
ＣＰＵ１２２が実行する感光体ドラム速度設定プログラムについて、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。
図７に示すように、使用する記録シートとして普通紙が設定され（ステップＳ１でＹＥＳ）、かつ形成する画像の解像度が６００ｄｐｉに設定されている（ステップＳ２でＹＥＳ）場合には、第１の回転速度に設定する（ステップＳ３）。
【００３７】
一方、使用する記録シートとして普通紙以外の記録シート（本例では、厚紙、ＯＨＰ用シート）が設定されているか（ステップＳ１でＮＯ）、または形成する画像の解像度として６００ｄｐｉではなく２４００ｄｐｉが設定されている（ステップＳ２でＮＯ）場合には、第２の回転速度に設定する（ステップＳ４）。
なお、スタートキー７０（図２）が押下されると、感光体モータ駆動部１２６は、設定された回転速度（回転数）で感光体モータ１２４の回転制御を行う。
【００３８】
また、ＣＰＵ１２２は、感光体ドラムについて設定した回転速度に応じ、ステッピングモータ９４を第１の回転角分または第２の回転角分駆動して帯電ローラ７６を第１の位置または第２の位置に移動させる。なお、帯電ローラ７６は、待機位置を初期位置としている。
ＣＰＵ１２２が実行する帯電ローラ位置設定プログラムについて、図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３９】
スタートキー７０（図２）が押下されたときに（ステップＳ１１でＹＥＳ）、第１の回転速度が設定されていると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、帯電ローラ７６を第１の位置に移動すべく、ＣＰＵ１２２は、ステッピングモータ駆動部１２８に対し、第１の回転角分、ステッピングモータ９４を逆転させるように指示する（ステップＳ１３）。この指示を受けた、ステッピングモータ駆動部１２８は、両ステッピングモータ９４を第１の回転角だけ逆転駆動する。
【００４０】
一方、スタートキー７０（図２）が押下されたときに（ステップＳ１１でＹＥＳ）、第２の回転速度が設定されていると（ステップＳ１２でＮＯ）、帯電ローラ７６を第２の位置に移動すべく、ＣＰＵ１２２は、ステッピングモータ駆動部１２８に対し、第２の回転角分、ステッピングモータ９４を逆転させるように指示する（ステップＳ１４）。この指示を受けたステッピングモータ駆動部１２８は、両ステッピングモータ９４を第２の回転角だけ逆転駆動する。
【００４１】
そして、一連の画像形成が終了すると（ステップＳ１５でＹＥＳ）、帯電ローラ７６を待機位置まで移動させるため、ＣＰＵ１２２は、ステッピングモータ駆動部１２８に対し、所定の回転角分、ステッピングモータ９４を正転させるよう指示する（ステップＳ１６）。所定の回転角は、ステップＳ１２の後、ステップＳ１３の処理を実行していれば第１の回転角であり、ステップＳ１４の処理を実行していれば第２の回転角である。この指示を受けたステッピングモータ駆動部１２８は、上記所定の回転角だけ両ステッピングモータ９４を正転駆動する。
【００４２】
以上の制御により、感光体ドラム１８の回転速度、すなわち、感光体ドラム１８の周速に応じて、帯電ローラ７６の位置が変更される。このようにする理由について、図９、図１０、図１１を用いて説明する。なお、図９〜図１１において、帯電ローラ７６における導電性弾性体層９０と表層９２との間の境界線の図示は省略し、感光体ドラム１８は、その外周面のみを表している。
【００４３】
図９（ａ）は、帯電ローラ７６が第１の位置にある状態を表しており、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＡ部の拡大図である。なお、帯電ローラ７６には、芯金８６に対し、電圧印加手段である高圧電源１２８によって、画像形成の際には、感光体の帯電に必要な電圧が印加される。
図９（ａ）に示すように、感光体ドラム１８が時計回りに回転されると、これに従動して帯電ローラ７６が反時計回りに回転する。この状態で、高圧電源１２８によって帯電ローラ７６に電圧が印加されると、帯電ローラ７６外周面が接触ニップＮに突入する側の接触ニップＮ近傍の空隙において気中放電が生じ、これにより帯電ローラ７６から感光体ドラム１８に向って電荷が移動して、感光体ドラム１８の表面が帯電される。
【００４４】
この放電開始条件はパッシェンの法則に従い、大気圧中で使用される複写機にあっては、印加電圧と空隙幅によって決まる。ここで、当該空隙幅は、感光体ドラムの径方向における当該感光体ドラム外周面と帯電ローラ外周面との間の距離である。ここで、放電が開始される空隙幅をｇとする。すなわち、気中放電が生じる接触ニップの近傍とは、感光体ドラムの径方向における（径方向に測定した）当該感光体ドラム外周面と帯電ローラ外周面との間の距離がｇ以下になる領域を指す。
【００４５】
図９（ｂ）に、感光体ドラム１８の外周面の半径よりも、空隙幅ｇだけ大きい半径を有する同心円Ｃを二点鎖線で表す。同心円Ｃよりも内側にある帯電ローラ７６外周面と感光体ドラム外周面との間で気中放電が生じる。回転する感光体ドラム１８の外周面は、この放電領域を通過する間に帯電される。ここで、帯電ローラ７６の外周面における任意の一点が当該放電領域を通過するのに要する時間を「放電時間」と定義し、感光体ドラム１８の外周面における任意の一点が、当該放電領域を通過するのに要する時間を「受電時間」と定義する。また、同心円Ｃよりも内側にあり、感光体ドラム１８外周面との間の空隙に面する帯電ローラ７６外周面、すなわち、気中放電に寄与する面を「放電面」と定義する。
【００４６】
ここで、仮に、帯電ローラ７６が第１の位置にある状態のまま、例えば、記録シートとして厚紙が選択されたため、感光体ドラム１８の回転速度（すなわち、周速）を遅くした場合を考える。この場合、放電時間が長くなるため、帯電ローラ７６外周面の単位面積当たりに流れる電流量は増大し、また、受電時間が長くなるため、感光体ドラム１８外周面の単位面積当たりに流れ込む電流量が増大する。このため［発明が解決しようとする課題］欄で指摘した問題が生じる。
【００４７】
そこで、実施の形態１では、この問題を、帯電ローラ７６を第２の位置に移動させることで解決している。図１０（ａ）に、帯電ローラ７６が第２の位置にある状態を示し、図１０（ｂ）に、図１０（ａ）におけるＢ部の拡大図を示す。また、第１の位置にある状態と第２の位置にある状態とを比較し易くするため、両状態における接触ニップＮの端部を重ねた状態で描いた拡大図を図１１に示す。図１１において、一点鎖線で示すのは、第１の位置にある場合の帯電ローラ７６外周面を示し、符号７６Ｂで示す実線で描いたものが、第２の位置にある場合の帯電ローラ７６の外周面である。
【００４８】
第２の位置とすることにより、帯電ローラ７６の導電性弾性ロール８８は、より大きく変形し、接触ニップＮの長さが長くなると共に、接触ニップＮの端部からの帯電ローラ７６外周面７６Ｂの立ち上がり（感光体ドラム１８の外周面からの立ち上がり）が急峻になる。このように弾性変形の状態が変化することにより、帯電ローラ７６の放電面の面積は縮小されるため、帯電ローラ７６の周速が遅くなっても放電時間が増大するのを防止できる。その結果、帯電ローラ７６外周面７６Ｂの単位面積当たりに流れる電流量の増大を抑制することが可能となる。
【００４９】
また、上記したように、帯電ローラ７６の外周面７６Ｂは接触ニップＮの端部から急峻に立ち上がり、放電面の面積が縮小されるため、当該放電面と感光体ドラム１８の径方向において対抗する感光体ドラム１８の外周面部分（以下、この外周面部分を便宜上「受電面」と定義する。）の面積が縮小される。これにより、感光体ドラム１８の周速が遅くなっても受電時間が増大するのを防止できる。その結果、感光体ドラム１８外周面の単位面積当たりに流れ込む電流量の増大を抑制することが可能となる。
【００５０】
なお、帯電ローラ７６が第１の位置にある場合（図９）と、第２の位置にある場合（図１０）とで、高圧電源１２８による帯電ローラ７６への印加電圧の大きさは同じである。当該印加電圧は、感光体ドラムを均一に帯電するのに必要な大きさに設定される。
＜実施の形態２＞
実施の形態２に係る複写機は、実施の形態１の複写機とは、帯電ローラの支持方法および帯電ローラの放電面の面積を変更する手段（帯電ローラの弾性変形の状態を変化させる手段）が異なる以外は、基本的に同じである。よって、図面において実質的に共通する部分については、実施の形態１と同じ符号を付し必要に応じて言及するに留め、以下、異なる部分を中心に説明する。
【００５１】
図１２（ａ）は、感光体ドラム１８の軸心Ｘの方向から、感光体ドラム１８と帯電装置２００を視た正面図であり、図１２（ｂ）はその側面図である。なお、図１２（ｂ）は、帯電ローラ７６の一方端部およびその近傍のみを表している。
帯電ローラ７６は、芯金８６の両端部が軸受２０２によって軸支されている。軸受２０２は、すべり軸受であり、実施の形態１における軸受部１０４Ａ（図５）と同様の構成である。軸受２０２で支持された状態で、帯電ローラ７６の外周面は感光体ドラム１８の外周面に押圧されており、接触ニップが形成されている。この状態で、感光体ドラム１８を回転させると、帯電ローラ７６は、その外周面が感光体ドラム１８の外周面との間でほとんどすべりを生じることなく、感光体ドラム１８に従動して回転する。
【００５２】
帯電装置２００は、軸受２０２から突出した芯金８６部分の上方に設けられた制動装置２０４を有する。なお、制動装置２０４は、芯金８６の一端部にのみ設けても、両端部に設けてもいずれでも構わない。
制動装置２０４の縦断面図を図１３に示す。制動装置２０４は、実施の形態１の懸架装置７８と、共通する機構を有している。したがって、制動装置２０４において、懸架装置７８と実質的に形状と機能が同じ部材については、懸架装置７８の部材と同じ符号を付し、必要に応じて言及するに留める。
【００５３】
制動装置２０４は、ブレーキ部材であるブレーキシュー２０６を有する。ブレーキシュー２０６は、ポリアセタールなどの合成樹脂からなる。ブレーキシュー２０６は、全体的に直方体状をしたブロック部２０６Ａとブロック部２０６Ａの上面から上方に延出された円筒部２０６Ｂとを有する。ブレーキシュー２０６は、ブロック部２０６Ａが角筒状をしたガイド部材１００に挿入されて、上下方向にスライド自在に保持されている。円筒部１０６Ｂの外周には雄ねじ２０６Ｃが形成されていて、雄ねじ２０６Ｃに圧縮コイルばね１０２の下端部が螺合している。
【００５４】
ブロック部２０６の下面には、半円筒面状にくぼんだ摺接面２０６Ｄが形成されている。摺接面２０６の横断面に現れる円弧の半径は、芯金８６の半径と等しい。
上記の構成からなる制動装置２００において、ブレーキシュー２０６が芯金８６から離間した図１２に示す状態から、ステッピングモータ９４を逆転させると、スライダー９８が下降し、これに伴い圧縮コイルばね１０２で連結されたブレーキシュー２０６も下降する。ブレーキシュー２０６の摺接面２０６Ｄが芯金８６の外周面に当接した後も、スライダー９８を下降させると圧縮コイルばね１０２が縮み、その復元力でブレーキシュー２０６の摺接面２０６Ｄが芯金８６の外周面を圧接する。これにより、回転する感光体ドラム１８に従動して回転しようとする帯電ローラ７６に回転制動が加わる。この制動力は、帯電ローラ７６の回転を完全に停止させるほど強いものではなく、従動回転しようとする帯電ローラ７６に、適度に回転抵抗を加える程度のものである。
【００５５】
回転制動が加わった状態を図１４（ａ）に示す。帯電ローラ７６には、回転制動が加わっているため、帯電ローラ７６は自由に回転できず、帯電ローラ７６の外周面が感光体ドラム１８表面との摩擦力で、感光体ドラム１８に引っ張られる。これにより、帯電ローラ７６は、左右非対称に変形する。
気中放電が専ら発生する側の接触ニップＮ近傍の拡大図を図１４（ｂ）に示す。図１４（ｂ）は、制動装置２０４による制動を掛けていない状態と掛けている状態とにおける帯電ローラ７６の外周面の状態を比較し易くするため、両状態における接触ニップＮの端部を重ねた状態で描いた図である。図１４（ｂ）において、符号７６Ｄで示す実線で描いたものが、制動が掛かっている第１の状態の帯電ローラ７６の外周面を示し、一点鎖線で描いたものが、制動が掛かっていない第２の状態の帯電ローラ７６の外周面７６Ｅを示している。
【００５６】
制動を掛けた場合、上記したように帯電ローラ７６の外周面７６Ｄは、感光体ドラム１８の周方向に引っ張られるため、制動をかけない場合の外周面７６Ｅと比較して、接触ニップＮ端部からの立ち上がり（感光体ドラム１８の外周面からの立ち上がり）が緩やかになる。このように弾性変形の状態が変化することにより、制動を掛けた場合の放電面の面積は、制動を掛けない場合の放電面の面積よりも大きくなる。
【００５７】
よって、実施の形態１の場合と同様、感光体ドラム１８を第１の速度（回転数）で回転させる場合は制動を掛け、第１の速度（回転数）よりも遅い第２の速度（回転数）で回転させる場合は、制動を掛けずに帯電ローラの自由な回転を許容する。これにより、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下の形態とすることもできる。
【００５８】
（１）上記実施の形態では、記録シートの種類に対応してプロセス速度（感光体ドラムの回転速度）を２段階に切り替え、これに応じて、実施の形態１では、帯電ローラの感光体ドラムに対する押圧力（帯電ローラの感光体ドラムに対する相対位置）を２段階に切り替えて帯電ローラ（導電性弾性体層）の変形度合（弾性変形の状態）を変化させ、放電面の面積を変更することとした。しかし、例えば、使用する記録シートの種類がさらに多くなった場合などで、プロセス速度を３段階以上に切り替える場合には、これに対応して、帯電ローラの感光体ドラムに対する押圧力（帯電ローラの感光体ドラムに対する相対位置）も３段階以上に切り替えることとしても構わない。
【００５９】
実施の形態２においても、必要に応じ、帯電ローラに掛ける制動の程度（制動装置による制動を掛けない、自由な回転を許容する場合を含む）を３段階以上に切り替えるようにしても構わない。
（２）実施の形態１，２では、帯電ローラを感光体表面に対して弾発付勢する手段として圧縮コイルばねを用いたが、弾発付勢手段はこれに限らず、例えば、ゴムやスポンジなどでも構わない。
【００６０】
（３）また、実施の形態１では、圧縮コイルばねを介して帯電ローラを感光体ドラムに押圧したが、必ずしも圧縮コイルばね等の弾発付勢手段を用いる必要はなく、例えば、スライダー９８と軸受部材１０４（図５）とを一体的に形成したものを採用しても構わない。要は、帯電ローラの感光体ドラムに対する相対的な位置を変更することにより、帯電ローラの感光体ドラムに対する押圧力が変更でき、帯電ローラの弾性変形の状態を変更することができれば構わないのである。
【００６１】
（４）実施の形態２では、ブレーキ部材として合成樹脂からなるブレーキシューを採用したが、ブレーキ部材はこれに限らす、例えば、合成樹脂からなるブロック部材の表面に、フェルト製のシート材、合成皮革、ＮＢＲのようなゴム製のシート材を固着させたものでも構わない。
（５）上記実施の形態では、複写機を例に説明したが、本発明は、複写機に限らず電子写真方式で画像を形成する他の画像形成装置、例えば、ファクシミリ、プリンタ、あるいは複写機、ファクシミリおよびプリンタの機能を有する複合機にも適用できることは言うまでも無い。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る帯電装置は、例えば、電子写真方式により画像形成する複写機などにおける感光体などの被帯電体を帯電させる装置として好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
２    複写機
１８    感光体ドラム
２２，２００    帯電装置
７６    帯電ローラ
７８，８０    懸架装置
１２８    高圧電源
２０４    制動装置
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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