(57)【要約】【課題】帯電ローラの抵抗値が変動しても、画像上の濃度変動やかぶり、キャリア付着が無い良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体と、前記像担持体と接触するロール状の帯電部材と、前記帯電部材に接触する給電部材と、前記帯電部材と前記給電部材のそれぞれに電圧を印加できる電圧印可手段と、前記給電部材をフロート状態またはアースに接続された状態にするスイッチと、前記帯電部材または前記給電部材に流れた電流を検知できる電流計、を持ち、前記給電部材をアースに接続された状態にし、前記帯電部材に所定の電圧を印加した時に、前記帯電部材または前記給電部材に流れた電流を測定し、測定された電流によって、画像形成時に印加する電圧を決定することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体と接触するロール状の帯電部材と、前記帯電部材に接触する給電部材と、前記帯電部材と前記給電部材のそれぞれに電圧を印加できる電圧印可手段と、前記給電部材をフロート状態またはアースに接続された状態にするスイッチと、前記帯電部材または前記給電部材に流れた電流を検知できる電流計、を持ち、
前記給電部材をアースに接続された状態にし、前記帯電部材に所定の電圧を印加した時に、前記帯電部材または前記給電部材に流れた電流を測定し、測定された電流によって、画像形成時に印加する電圧を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
装置の設置されている温湿度を検知する環境センサーを持ち、前記環境センサーによって検知された環境値によって、印加する所定の電圧を変えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
電流値が測定された時の環境値によって、電流値に補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
測定された電流値が所定の値より大きければ、所定の動作を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
測定された電流値が所定の値より小さければ、所定の動作を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
所定の動作が、前記像担持体から前記帯電部材に電流が流れるように電圧、電位を所定の値にすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体の膜厚を検知する検知手段を持ち、前記像担持体の膜厚に応じて印加する電圧を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体と、前記像担持体と接触するロール状の帯電部材と、前記帯電部材に接触する給電部材と、前記給電部材に電圧を印加できる電圧印可手段と、前記帯電部材をフロート状態またはアースに接続された状態にするスイッチと、前記帯電部材または前記給電部材に流れた電流を検知できる電流計、を持ち、
前記給電部材をアースに接続された状態にし、前記帯電部材に所定の電圧を印加した時に、前記帯電部材または前記給電部材に流れた電流を測定し、測定された電流によって、画像形成時に印加する電圧を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
装置の設置されている温湿度を検知する環境センサーを持ち、前記環境センサーによって検知された環境値によって、印加する所定の電圧を変えることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
電流値が測定された時の環境値によって、電流値に補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
測定された電流値が所定の値より大きければ、所定の動作を行うことを特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
測定された電流値が所定の値より小さければ、所定の動作を行うことを特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
所定の動作が、前記像担持体から前記帯電部材に電流が流れるように電圧、電位を所定の値にすることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記像担持体の膜厚を検知する検知手段を持ち、前記像担持体の膜厚に応じて印加する電圧を変更することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に低コスト化、高画質化に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電装置においては、感光体ドラムにゴムローラ（帯電ローラ）を接触させ、電圧を印加することで感光体の表面を一様帯電する技術があり、直流電圧のみを印加するＤＣ帯電方式と、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧を印加するＡＣ帯電方式などが知られている。ＤＣ帯電方式はＡＣ帯電方式と比べて、交流電源が不要なので、装置の小型化、低コストに有利である。
【０００３】
しかしながら、ＤＣ帯電方式では印加する電流が一方向になるため、ＡＣ帯電方式と比べて、導電物質の偏りによる抵抗変動（いわゆる通電劣化）が問題になる。
【０００４】
上記課題に対して、帯電ローラに接触する給電ローラを設け、異なる電圧を印加し、電流の流れの偏りを低減することで通電劣化を抑制する技術が開示されている（特許文献１）。
【０００５】
また、帯電ローラの抵抗をあらかじめ測定して使用する技術が開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７２９８９９３号明細書
【特許文献２】特開２００２−２９６８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術を用いても、環境や使用状況によって帯電ローラの抵抗が変動することは避けられない。その場合、ＤＣ帯電方式の場合、帯電ローラの抵抗値によって印加する電圧を変更しないと、感光体ドラムを所望の電位に帯電させることが難しい。
【０００８】
また、特許文献２の技術を用いれば、ＬＬ環境下での横すじなどのミクロな帯電性は解決されるが、帯電ローラの抵抗変化による感光ドラムのマクロな電位変化については解決されない。
【０００９】
ここで、ＤＣ帯電の課題であるＶｄ変動について説明する。
【００１０】
ＤＣ帯電方式では、帯電ローラ２ａの表面電位と感光ドラム１の表面電位の差が放電開始電圧を超えると、帯電ローラ２ａと感光ドラム１との間で放電が行われ、印加する電圧の上昇に伴い、感光ドラム１の電位が線形に上昇する。帯電ローラ２ａの表面電位は帯電ローラ２ａの抵抗値と、帯電ローラ２ａに印加した電圧によって決まる。ただし、帯電ローラ２ａの抵抗値は製造上のバラツキ、環境変化、使用状況によって変化するため、帯電ローラ２ａに印加する電圧を適切な値にしないと、感光ドラム１に帯電される電位が変化してしまい、画像上の濃度変動や、本来意図しない部分にトナーが現像されてしまう現象（かぶり）、キャリアが付着してしまう現象が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
感光ドラムと、前記感光ドラムと接触するロール状の帯電部材と、前記帯電部材に接触する給電部材と、前記帯電部材と前記給電部材のそれぞれに電圧を印加できる電圧印可手段と、前記給電部材をフロート状態またはアースに接続された状態にするスイッチと、前記帯電部材または前記給電部材に流れた電流を検知できる電流計、を持ち、
前記給電部材をアースに接続された状態にし、前記帯電部材に所定の電圧を印加した時に、前記帯電部材または前記給電部材に流れた電流を測定し、測定された電流によって、画像形成時に印加する電圧を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る画像形成装置によれば、帯電ローラの抵抗値をより正確に知ることができ、帯電ローラにより適切な電圧を印加することで、感光体ドラムを所望の電位に一様帯電させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の概略図
【図２】実施例１のフローチャート
【図３】実施例１のブロック回路図
【図４】印加電圧決定テーブル
【図５】実施例２のブロック回路図
【図６】実施例２のフローチャート
【図７】環境区分表
【図８】実施例４の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は、電子写真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式、のレーザビームプリンタである。
【００１６】
この画像形成装置は、像担持体としての回転可能なドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備え、また、感光ドラム１の移動方向（時計回り）に沿って帯電手段としての帯電部２、潜像形成部３、現像部４、転写部５、クリーニング装置６、が配置されている。
【００１７】
また、転写部の下流側（転写材Ｐの搬送方向）には、定着部７が設置されている。
感光ドラム１は、図示しない駆動手段によって矢印方向（時計方向）に回転される。感光ドラム１は、導電性の素管（本実施例では厚さ０．８ｍｍのアルミニウムの円筒管）の表面に、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層と、光電荷発生層と、電荷輸送層の３層を下から順に塗布して構成されている。感光ドラム１の抵抗値はおおむね１Ｅ＋１３［Ω］より大きい。
【００１８】
帯電部２は、感光ドラム１に接触するように配置された帯電ローラ２ａ、および帯電ローラ２ａに接触するように配置された給電ローラ２ｂ、電源Ｓ、電源Ｓと帯電ローラ２ａまたは給電ローラ２ｂとの接続を切り替える切り替えスイッチＳＷ１、給電ローラ２ｂとアースとの接続を切り替える切り替えスイッチＳＷ２、電源Ｓに内蔵されて回路に流れる電流を検知する（図示しない）電流計Ａ、で構成されている。
【００１９】
本実施例では帯電ローラ２ａとして、直径６ｍｍのＳＵＳ芯金に、厚さ３ｍｍの基層、厚さ１０μｍの表面層を形成した弾性ローラを使用したが、これに限らず一般的に用いられる帯電ローラであれば公知の技術を利用できる。また、帯電ローラ２ａの抵抗値は一般的に１Ｅ＋０５〜１Ｅ＋０８［Ω］程度で用いられる。１Ｅ＋０５［Ω］より低いと電圧を印加した時に一点に電流が集中してしまう現象が発生し、１Ｅ＋０８［Ω］より高いと均一な放電が起こらなくなる。
【００２０】
また、給電ローラ２ｂとしては直径８ｍｍのＳＵＳ３０４の丸棒、表面仕上げＮｏ．２Ｂを使用した。ただし、これに限らず、導電性のロール状部材であれば使用できる。その場合、抵抗値が帯電ローラの抵抗値より十分小さいものを使用するのが望ましい。
【００２１】
露光装置３としては、本実施例ではレーザースキャナーを使用した。また、感光ドラム１の面に潜像を形成するものであれば公知の技術を利用することができる。
【００２２】
現像部４は、本実施の形態では２成分磁気ブラシ現像方式であり、感光ドラム１表面の露光部分（明部）にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。この現像部４は、現像マグネット４ｂを内包した回転自在な非磁性の現像スリーブ４ａが設けられており、現像容器４ｃの現像剤１０を、規制ブレード４ｄで薄層に現像スリーブ４ａ上にコーティングし、感光ドラム１と対向する部分へ搬送する。現像容器４ｃ内の現像剤１０は、現像剤攪拌部材（不図示）の回転によって均一に攪拌されながら現像スリーブ４ａに搬送される。
【００２３】
現像スリーブ４ａには、図示しない電源から所定の現像電圧が印加される。本実施例において、画像形成時に現像スリーブへ印加する現像電圧は、直流電圧に矩形波の交流電圧を重畳した振動電圧である。また、これに限らず直流電圧のみを印加してもよいし、公知の現像装置を用いてもよい。
【００２４】
転写部５は、用紙などの転写材Ｐに感光ドラム１表面のトナー像を転写する転写部であり、感光ドラム１と対向してスポンジローラが配置されている。また、転写部５のスポンジローラには図示しない電圧印可手段により電圧が印加され、電気的、及び機械的に転写を行う。また、これに限らず公知の転写技術を用いてもよい。
【００２５】
クリーニング装置６は、転写材Ｐにトナー画像を転写した後の感光ドラム１面をクリーニングブレードにより摺擦し、転写残トナーの除去を行って感光ドラム１の表面を清浄面化する。本実施例ではクリーニングブレードを用いた。また、これに限らず感光ドラム１の表面を清浄面化するものであれば公知の技術が利用できる。
【００２６】
定着装置７は、回転可能な定着ローラと加圧ローラを有しており、定着ローラと加圧ローラ間の定着ニップ部にて転写材Ｐを挟持搬送しながら、転写材Ｐの表面に転写されたトナー像を加熱加圧して熱定着する。また、本実施例に限らず、転写材Ｐの表面に転写されたトナーを定着するものであれば公知の技術を利用できる。
【００２７】
ここで、抵抗測定方法を、図２のフローチャート、図３のブロック回路図、図４の表１、を使って説明する。
【００２８】
図３はブロック回路図である。
【００２９】
ＣＰＵが、電源Ｓ、切り替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２、感光ドラム１を駆動するモーター（ＭＴＲ）を制御する。また、回路に流れる電流を検知する電流計Ａで計測された値はＣＰＵに送られる。
【００３０】
まず、帯電ローラ２ａの抵抗測定を行うモードになったら、ＳＷ１を切り替えて帯電ローラ２ａに電圧が印加されるように制御し、ＳＷ２を切り替えて給電ローラ２ｂをアースと接続する（Ｆ１１）。次に、感光ドラム１を図示しない駆動手段によって回転させ、帯電ローラ２ａ及び給電ローラ２ｂを従動回転させる（Ｆ１２）。そして、電源Ｓを制御して、帯電ローラ２ａに電圧を印加する（Ｆ１３）。
【００３１】
本実施例では直流電圧１００Ｖを、帯電ローラ２ａが１回転する時間印加した。また、１０μｓごとに帯電ローラ２ａが１回転する時間、電流値を測定し、その平均値から、帯電ローラ２ａの抵抗値を計算し、抵抗値は４．５Ｅ＋０６［Ω］と得られた（Ｆ１４）。
【００３２】
次に、画像形成時に印加する電圧を図４の印加電圧決定テーブルに従って決定する（Ｆ１５）。感光体ドラム１の表面電位を何Ｖにするかは、例えば画像濃度や感光体ドラム１の使用状況、設置されている環境（温湿度）などによって任意に決めてよい。本実施例では６００Ｖとした。抵抗値は１．Ｅ＋０６［Ω］以上、１．Ｅ＋０７［Ω］未満なので、画像形成時に給電ローラ２ｂに１２００Ｖを印加すると、感光ドラム１の表面を６００Ｖにすることができる。
【００３３】
最後に、電源Ｓを制御して電圧印加を停止し、感光ドラム１の駆動を停止し、ＳＷ２を切り替えて給電ローラ２ｂをアースから切断し、ＳＷ１を切り替えて電源を給電ローラ２ｂに接続する（Ｆ１６）。
【００３４】
以上のようにすることによって、画像形成時に、感光ドラム１の表面電位を精度よく所望の電位にすることができ、マクロな電位ムラのない良好な画像を出力することができた。
【実施例２】
【００３５】
実施例２は実施例１とほぼ同じ構成であり、設置された場所の温度と湿度を測定できる図示しない環境センサーを持つ。図５は実施例２のブロック回路図であり、環境センサーで測定された温度と湿度はＣＰＵに送られる。
【００３６】
図６は実施例２のフローチャートである。図７は環境区分と抵抗補正値の関係を表す表である。
【００３７】
まず、実施例１と同様、帯電ローラ２ａの抵抗測定を行うモードになったら、ＳＷ１を切り替えて帯電ローラ２ａに電圧が印加されるように制御し、ＳＷ２を切り替えて給電ローラ２ｂをアースと接続する。次に、感光ドラム１を図示しない駆動手段によって回転させ、帯電ローラ２ａ及び給電ローラ２ｂを従動回転させる。そして、電源Ｓを制御して、帯電ローラ２ａに電圧を印加する。本実施例では直流電圧１００Ｖを、帯電ローラ２ａが１回転する時間印加した。また、１０μｓごとに帯電ローラ２ａが１回転する時間、電流値を測定する（Ｆ２１）。
【００３８】
次に、図示しない環境センサーの値を読み込む（Ｆ２２）。
【００３９】
そして、測定された抵抗値が１Ｅ＋０８［Ω］より大きいかどうかを判断する（Ｆ２３）。測定された抵抗値が１Ｅ＋０８［Ω］より大きかった場合、汚れ吐出しモードを実行する（Ｆ２３１）。まず、通常の画像形成時と同様に回路を接続し、感光ドラム１を帯電させる。本実施例では給電ローラに１１００Ｖを印加した。次に、感光ドラム１が一周したところで、給電ローラに印加する電圧を下げる。
【００４０】
本実施例では９５０Ｖにした。このようにすることで、感光ドラム１と帯電ローラ２ａの電位差ができ、帯電ローラ２ａの表面に付着したトナーや外添剤が感光ドラム１の表面に移動する。そして、再び感光ドラム１が一周したら給電ローラ２ｂへの電圧印加を停止する。
【００４１】
汚れ吐出しモードが終了したら、帯電ローラ２ａの抵抗値を再測定する（Ｆ２３２）。抵抗値測定の方法はＦ２１と同様である。
【００４２】
抵抗値を測定したら、測定された抵抗値が１Ｅ＋０８［Ω］より大きいかどうかを判断する（Ｆ２３３）。
【００４３】
測定された抵抗値が１Ｅ＋０８［Ω］より大きかった場合、前回抵抗測定時より環境区分が変化したかどうかを判断する。変化していない場合、エラーを表示する（Ｆ２４５）。
環境区分が変化していた場合、環境区分数値が大きくなったかどうかを判断する（Ｆ２３５）。
【００４４】
環境区分数値が大きくなった場合、エラーを表示する（Ｆ２４５）。
【００４５】
環境区分数値が大きくなっていない場合、環境区分変化補正を行う（Ｆ２３６）。図７表２の環境区分数値に応じて、補正値を乗算する。
【００４６】
環境区分変化補正を行った後の抵抗値が１Ｅ＋０８［Ω］より大きいかどうかを判断する（Ｆ２３７）。抵抗値が１Ｅ＋０８［Ω］より大きかった場合、エラーを表示する。
【００４７】
Ｆ２３３及びＦ２３７で測定された抵抗値が１Ｅ＋０８［Ω］より大きくなかった場合、抵抗値が１Ｅ＋０５［Ω］より小さいかどうかを判断する（Ｆ２４）。
【００４８】
測定された抵抗値が１Ｅ＋０５［Ω］より小さかった場合、前回抵抗測定時より環境区分が変化したかどうかを判断する。変化していない場合、エラーを表示する（Ｆ２４５）。
【００４９】
環境区分が変化していた場合、環境区分数値が大きくなったかどうかを判断する（Ｆ２４２）。
【００５０】
環境区分数値が大きくなっていない場合、エラーを表示する（Ｆ２４５）。
環境区分数値が大きくなっていた場合、環境区分変化補正を行う（Ｆ２４３）。図７表２の環境区分数値に応じて、補正値を乗算する。
【００５１】
環境区分変化補正を行った後の抵抗値が１Ｅ＋０５［Ω］より小さいかどうかを判断する（Ｆ２４４）。抵抗値が１Ｅ＋０５［Ω］より小さかった場合、エラーを表示する。
【００５２】
Ｆ２４及びＦ２４４で抵抗値が１Ｅ＋０５［Ω］より小さくなかった場合、図４の印加電圧決定テーブルに従って印加する電圧を決定する。
【００５３】
最後に、電源Ｓを制御して電圧印加を停止し、感光ドラム１の駆動を停止し、ＳＷ２を切り替えて給電ローラ２ｂをアースから切断し、ＳＷ１を切り替えて電源を給電ローラに接続する（Ｆ２６）。
【００５４】
以上のようにすることによって、画像形成時に、感光ドラム１の表面電位を精度よく所望の電位にすることができ、マクロな電位ムラのない良好な画像を出力することができた。
【実施例３】
【００５５】
感光ドラム１の膜厚が変化する場合、膜厚によって同じ電圧を印加しても感光ドラム１の表面電位が変化する。そのため、感光ドラム１の膜厚によって印加する電圧を変更する必要がある。本実施例では、膜厚が１μｍ変化するごとに、印加する電圧を１０Ｖ変更することとした。
【００５６】
まず、実施例１と同様に帯電ローラ２ａの抵抗値を測定する。次に、公知の感光ドラム１の膜厚を測定する手法（感光ドラム１に流れる電流を検知する方法、使用枚数をもとにした推察など）によって、感光ドラム１の膜厚を検知する。
【００５７】
そして、感光ドラム１の膜厚が初回からどの程度変化したかを求め、変化した膜厚に応じて、印加する電圧を変更する。
以上のようにすることによって、画像形成時に、感光ドラム１の表面電位を精度よく所望の電位にすることができ、マクロな電位ムラのない良好な画像を出力することができた。
【実施例４】
【００５８】
実施例４は実施例１とほぼ同様の構成であるが、図８のように、帯電部２が、感光ドラム１に接触するように配置された帯電ローラ２ａ、および帯電ローラ２ａに接触するように配置された給電ローラ２ｂ、給電ローラ２ｂと接続された電源Ｓ、帯電ローラ２ａとアースとの接続を切り替える切り替えスイッチＳＷ２、電源Ｓに内蔵されて回路に流れる電流を検知する（図示しない）電流計Ａ、で構成されている。
【００５９】
まず、帯電ローラ２ａの抵抗測定を行うモードになったら、ＳＷ２を切り替えて帯電ローラ２ａをアースと接続する。次に、感光ドラム１を図示しない駆動手段によって回転させ、帯電ローラ２ａ及び給電ローラ２ｂを従動回転させる。そして、電源Ｓを制御して、給電ローラ２ｂに電圧を印加する。本実施例では直流電圧１００Ｖを、帯電ローラ２ａが１回転する時間印加した。また、１０μｓごとに帯電ローラ２ａが１回転する時間、電流値を測定し、その平均値から、帯電ローラ２ａの抵抗値を計算し、抵抗値は４．５Ｅ＋０６［Ω］と得られた。
【００６０】
次に、画像形成時に印加する電圧を図４の印加電圧決定テーブルに従って決定する。感光体ドラム１の表面電位を何Ｖにするかは、例えば画像濃度や感光体ドラム１の使用状況、設置されている環境（温湿度）などによって任意に決めてよい。本実施例では６００Ｖとした。抵抗値は１．Ｅ＋０６［Ω］以上、１．Ｅ＋０７［Ω］未満なので、画像形成時に給電ローラ２ｂに１２００Ｖを印加すると、感光ドラム１の表面を６００Ｖにすることができる。
【００６１】
最後に、電源Ｓを制御して電圧印加を停止し、感光ドラム１の駆動を停止し、ＳＷ２を切り替えて帯電ローラ２ａをアースから切断する。
【００６２】
以上のようにすることによって、画像形成時に、感光ドラム１の表面電位を精度よく所望の電位にすることができ、マクロな電位ムラのない良好な画像を出力することができた。
【符号の説明】
【００６３】
１  感光ドラム、２  帯電部、２ａ  帯電ローラ、２ｂ  給電ローラ、３  露光装置、
４  現像部、５  転写部、６  クリーニング装置、７  定着装置
【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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