JP2000235299A - 帯電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 被帯電体の表面電位を確実に安定にできる帯
電装置及び画像形成装置を提供する。 【解決手段】 感光体ドラム３を放電により帯電させる
帯電ローラ２１と、帯電ローラ２１に帯電電圧を印加す
る電源部２３と、感光体ドラム３の表面の速度を検知す
る速度検知部２９と、速度検知部２９の検知信号に応じ
て帯電ローラ２１への印加電圧を制御するＣＰＵ２５と
を備えるが帯電装置５であって、ＣＰＵ２５には、速度
に応じた印加電圧に対する感光体ドラム３の表面電位の
傾きが予め入力されており、ＣＰＵ２５は、帯電ローラ
２１に定電圧を印加し、これにより流れる電流を測定
し、この電流と定電圧とを用いて放電開始電圧を算出
し、この放電開始電圧と、速度検知部２９の検知信号に
応じた表面電位の傾きとにより算出した印加電圧を、電
源部２３から帯電ローラ２５に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電装置及びプリ
ンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機やプリンタ等の画像形成
装置において、感光体や静電記録誘電体等の像担持体の
帯電手段として、像担持体である感光体と非接触の帯電
装置（コロナ放電器等）や、感光体と接触する帯電装置
（帯電ローラ等）が用いられている。一般に、コロナ放
電器は広く用いられているが、コロナ放電器は、高電圧
印加が必要であったり、帯電効率が芳しくなかったり、
コロナ放電生成物（Ｏ₃、ＮＯｘ等）の発生が生じた
り、放電ワイヤが汚れる等の諸問題がある。

【０００３】従って、近年においては、オゾンの発生が
少なく（オゾンレス）、印加電圧が低い（低電力）等の
特徴を有する帯電ローラが広く用いられるようになって
きた。帯電ローラは、感光体に導電性のローラ部を接触
させ、このローラ部に電圧を印加して感光体に対して放
電を行わせて感光体の表面を、所定の電圧に帯電させる
ものである。

【０００４】この帯電ローラによる感光体への帯電は放
電により行われるが、この放電は、所定のしきい値以上
の電圧を印加しないと、感光体の帯電は起こらない。即
ち、帯電ローラからの放電開始電圧が、感光体が帯電を
開始する電圧Ｖｔｈ（所定のしきい値）であれば、感光
体は帯電を開始し、感光体の表面電位は電圧Ｖｔｈから
上昇し始める。

【０００５】この感光体の表面電位と、放電開始電圧
（印加電圧）との関係をグラフで表すと、傾き１の関係
にあり、感光体の表面電位は、放電電圧に対して傾き１
の割合で上昇する。このため、画像形成装置に必要とさ
れる所要の表面電位Ｖｄを得るためには、しきい値Ｖｔ
ｈにＶｄを加算した電圧Ｖｃ（Ｖｃ＝Ｖｔｈ＋Ｖｄ）を
初期に設定し、この電圧Ｖｃを帯電ローラに印加してい
る。

【０００６】ところが、感光体の耐久（経時）に伴う削
れや、例えば、温度や湿度といった周囲環境等により、
感光体や帯電ローラの静電容量や電気抵抗の変化が起こ
ると、しきい値Ｖ１が変化してしまう場合がある。この
場合、初期に設定した印加電圧Ｖｃの値が変動してしま
う（ズレが生じてしまう）ので、地汚れや画像濃度の低
下等の画像品質不良（画像の乱れ）が発生するという不
具合が発生する。

【０００７】これに対し、特開平６−１９４９３３号公
報には、予め帯電ローラに定電流を流すことにより、し
きい値Ｖｔｈの近似値Ｖｔｈ１を測定し、この近似値Ｖ
ｔｈ１にＶｄを加算した値Ｖｃ１（Ｖｃ１＝Ｖｔｈ１＋
Ｖｄ）を帯電ローラに印加して画像の乱れを防止する技
術が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の画像形
成装置において、感光体の表面電位と放電開始電位と
は、感光体の周速度（線速度）や帯電ローラの材質等に
も左右され、その傾きが１にならない場合がある。この
場合、上述の技術のように、単純にしきい値Ｖｔｈ（Ｖ
ｔｈ１）に所要の表面電位Ｖｄを加算してＶｃ（Ｖｃ
１）を得ただけでは、感光体の帯電電位が確実に安定し
ないという課題がある。なお、感光体の帯電電位が確実
に安定しないと、画像品質不良が発生する原因となる。

【０００９】そこで、本発明は、被帯電体の表面電位を
確実に安定にできる帯電装置及び画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、被帯電体を放電により帯電させる帯電部材と、帯電
部材に帯電電圧を印加する電源部材と、被帯電体の表面
の速度を検知する速度検知部と、速度検知部の検知信号
に応じて帯電部材への印加電圧を制御する制御部とを備
える帯電装置であって、制御部には、速度に応じた印加
電圧に対する被帯電体の表面電位の傾きが予め入力され
ており、制御部は、帯電部材に定電圧を印加し、これに
より流れる電流を測定し、この電流と定電圧とを用いて
放電開始電圧を算出し、この放電開始電圧と、速度検知
部の検知信号に応じた表面電位の傾きとにより算出した
印加電圧を、電源部材から帯電部材に印加させることを
特徴とする。

【００１１】この請求項１に記載の発明では、被帯電体
に帯電を行うとき、制御部は、先ず、帯電部材に定電圧
を印加してこのときに流れる電流を測定し、この電流と
定電圧とを用いて、帯電部材による放電開始電圧（被帯
電体が帯電を開始する電圧）を算出する。放電開始電圧
は、例えば、被帯電体の耐久（経時）による劣化や、環
境条件（温度、湿度等）により変化するが、制御部がこ
の放電開始電圧を算出するので、放電開始電圧の値が適
切なものとなる。

【００１２】次いで、制御部は、測定した放電開始電圧
と、速度検知部の検知信号に応じた表面電位の傾きとに
より印加電圧を算出する。このように、印加電圧を算出
するのは、印加電圧に対する表面電位の傾きは、被帯電
体の表面の速度により変わるからである。その後、制御
部は、算出した印加電圧を電源部材から帯電部材に印加
させる。

【００１３】被帯電体の耐久（経時）による劣化、環境
条件による放電開始電圧の変化に対応するとともに、被
帯電体の表面の速度に対応した印加電圧を、帯電部材に
印加しているので、被帯電体の表面電位を確実に安定に
することができる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、被帯電体を放電
により帯電させる帯電部材と、帯電部材に帯電電圧を印
加する電源部材と、帯電部材の材質を検知する材質検知
部と、材質検知部の検知信号に応じて帯電部材への印加
電圧を制御する制御部とを備える帯電装置であって、制
御部には、帯電部材の材質に応じた印加電圧に対する被
帯電体の表面電位の傾きが予め入力されており、制御部
は、帯電部材に定電圧を印加し、これにより流れる電流
を測定し、この電流と定電圧とを用いて放電開始電圧を
算出し、この放電開始電圧と、材質検知部の検知信号に
応じた表面電位の傾きとにより算出した印加電圧を、電
源部材から帯電部材に印加させることを特徴とする。

【００１５】この請求項２に記載の発明では、被帯電体
に帯電を行うとき、制御部は、先ず、帯電部材に定電圧
を印加してこのときに流れる電流を測定し、この電流と
定電圧とを用いて、帯電部材による放電開始電圧を算出
する。放電開始電圧は、例えば、被帯電体の耐久（経
時）による劣化や、環境条件（温度、湿度等）により変
化するが、制御部がこの放電開始電圧を算出するので、
放電開始電圧の値が適切なものとなる。

【００１６】次いで、制御日は、測定した放電開始電圧
と、材質検知部の検知信号に応じた表面電位の傾きとに
より印加電圧を算出する。このように、印加電圧を算出
するのは、印加電圧に対する表面電位の傾きは、帯電部
材の材質により変わるからである。その後、制御部は、
算出した印加電圧を電源部材から帯電部材に印加させ
る。

【００１７】被帯電体の耐久（経時）による劣化、環境
条件による放電開始電圧の変化に対応するとともに、帯
電部材の材質に対応した印家電圧を、帯電部材に印加し
ているので、被帯電体の表面電位を確実に安定にするこ
とができる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、回転する像担持
体と、この像担持体を放電により帯電させる帯電部材と
帯電部材に帯電電圧を印加する電源部材と像担持体の周
面の速度を検知する速度検知部と速度検知部の検知信号
に応じて帯電部材への印加電圧を制御する制御部とを有
する帯電装置と、を備える画像形成装置であって、制御
部には、速度に応じた印加電圧に対する像担持体の表面
電位の傾きが予め入力されており、制御部は、帯電部材
に定電流を印加し、これにより流れる電流を測定し、こ
の電流と定電圧とを用いて放電開始電圧を算出し、この
放電開始電圧と、速度検知部の検知信号に応じた表面電
位の傾きとにより算出した印加電圧を、電源部材から帯
電部材に印加させることを特徴とする。

【００１９】この請求項３に記載の発明では、像担持体
に帯電を行うとき、制御部は、先ず、帯電部材に定電圧
を印加してこのときに流れる電流を測定し、この電流と
定電圧とを用いて、帯電部材による放電開始電圧（像担
持体が帯電を開始する電圧）を算出する。放電開始電圧
は、例えば、像担持体の耐久（経時）による削れ等の劣
化や、環境条件（温度、湿度等）により変化するが、制
御部がこの放電開始電圧を算出するので、放電開始電圧
の値が適切なものとなる。

【００２０】次いで、制御部は、測定した放電開始電圧
と、速度検知部の検知信号に応じた表面電位の傾きとに
より印加電圧を算出する。このように、印加電圧を算出
するのは、印加電圧に対する表面電位の傾きは、像担持
体の周面の速度により変わるからである。その後、制御
部は、算出した印加電圧を電源部材から帯電部材に印加
させる。

【００２１】像担持体の耐久による削れ等の劣化、環境
条件による放電開始電圧の変化に対応するとともに、像
担持体の周面の速度に対応した印加電圧を、帯電部材に
印加しているので、像担持体の表面電位を確実に安定に
することができる。従って、画像品質不良の発生を確実
に防止することができる。

【００２２】請求項４に記載の発明は、回転する像担持
体と、この像担持体を放電により帯電させる帯電部材と
帯電部材に帯電電圧を印加する電源部材と帯電部材の材
質を検知する材質検知部と材質検知部の検知信号に応じ
て帯電部材への印加電圧を制御する制御部とを有する帯
電装置と、を備える画像形成装置であって、制御部に
は、帯電部材の材質に応じた印加電圧に対する像担持体
の表面電位の傾きが予め入力されており、制御部は、帯
電部材に定電流を印加し、これにより流れる電流を測定
し、この電流と定電圧とを用いて放電開始電圧を算出
し、この放電開始電圧と、材質検知部の検知信号に応じ
た表面電位の傾きとにより算出した印加電圧を、電源部
材から帯電部材に印加させることを特徴とする。

【００２３】この請求項４に記載の発明では、像担持体
に帯電を行うとき、制御部は、先ず、帯電部材に定電圧
を印加してこのときに流れる電流を測定し、この電流と
定電圧とを用いて、帯電部材による放電開始電圧を算出
する。放電開始電圧は、例えば、像担持体の耐久（経
時）による削れ等の劣化や、環境条件（温度、湿度等）
により変化するが、制御部がこの放電開始電圧を算出す
るので、放電開始電圧の値が適切なものとなる。

【００２４】次いで、制御部は、測定した放電開始電圧
と、材質検知部の検知信号に応じた表面電位の傾きとに
より印加電圧を算出する。このように、印加電圧を算出
するのは、印加電圧に対する表面電位の傾きは、帯電部
材の材質により変わるからである。その後、制御部は、
算出した印加電圧を電源部材から帯電部材に印加させ
る。

【００２５】像担持体の耐久（経時）による崩れ等の劣
化、環境条件による放電開始電圧の変化に対応するとと
もに、帯電部材の材質に対応した印加電圧を、帯電部材
に印加しているので、像担持体の表面電位を確実に安定
にすることができる。従って、画像品質不良の発生を確
実に防止することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照しなが
ら第一実施の形態を詳細に説明する。図１は、第１実施
の形態に係るレーザービームプリンタ（画像形成装置）
を概略的に示す構成図である。レーザービームプリンタ
１は、像担持体である感光体ドラム（被帯電体）３と、
感光体ドラム３に帯電を行う帯電装置５と、感光体ドラ
ム３に露光を行うレーザービームスキャナ７と、感光体
ドラム３の静電潜像をトナー像として現像する現像装置
９と、感光体ドラム３に圧接してトナー象を転写材Ｐに
転写する転写ローラ１１と、トナー像を転写材Ｐに定着
する定着器１２とを有している。

【００２７】感光体ドラム３は、設置されているアルミ
材で構成された円筒状の基体部１３の周面に、厚さ２５
μｍの荷電輸送層（ＣＴ層）１５が形成されている。な
お、荷電輸送層１５と基体部１３との間には、図示しな
いが、ベーシック層や荷電発生層が形成されている。感
光体ドラム３は、本実施の形態では、直径が略３０ｍｍ
の円筒状ＯＰＣ感光体であり、中心軸線を中心に矢印Ｘ
方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動さ
れている。

【００２８】本実施の形態では、感光体ドラム３の周速
度は、後述するＣＰＵ２９の制御により可変にできるよ
うになっており、このときの周速度は、略１８０ｍｍ／
ｓｅｃである。なお、感光体ドラム３の直径や周速度
は、上述の数値に限定されるものではない。

【００２９】感光体ドラム３は、後述する帯電装置５に
より、その周面を一様に帯電（本実施の形態では負帯
電）され、この帯電処理面にレーザービームスキャナ７
から画像変調されたレーザービームＬが照射（走査露
光）される。レーザービームスキャナ７から出力された
レーザービームＬにより、露光部分の電位が減衰して静
電潜像が形成される。本実施の形態では、感光体ドラム
３の所要する表面電位Ｖｄは略９００Ｖであり、帯電装
置５は、感光体ドラム３の表面電位Ｖｄが略９００Ｖに
なるように帯電を行っている（これについては後述す
る）。

【００３０】感光体ドラム３の回転に伴い、感光体ドラ
ム３の静電潜像が現像装置９の現像器１７に対向する現
像部位に達すると、現像器１７から帯電されたトナーが
供給されて反転現像によってトナー像が形成される。な
お、本実施の形態において、現像装置９は、２成分現像
方式のものを用いており、感光体ドラム３の静電潜像
は、非磁性トナーによって反転現像を受け、露光された
部分がトナー像として可視化される。

【００３１】このトナー像が感光体ドラム３と転写ロー
ラ１１とのニップ部（転写部位）に達すると、これとタ
イミングをあわせて図示しない給紙装置からガイド板１
９を介して給紙された転写材Ｐが転写部位に供給され
る。転写材Ｐが転写部位に供給される（給紙される）
と、後述する電源部（ＨＴＶ）２３により、所定のタイ
ミングで所定の電圧（トナー像と逆極性）が転写ローラ
１１に印加され、トナー像が感光体ドラム３の表面から
転写材Ｐに転写される。なお、転写ローラ１１に印加さ
れる電圧は、特に限定しないが、本実施の形態では、転
写ローラ１１には、略３ｋＶの電圧を印加して転写を行
わせている。

【００３２】トナー像を転写された転写材Ｐは、定着器
１２へ搬送され、定着器１２によりトナー像を定着され
て機外に排紙される。一方、転写されずに感光体ドラム
３の周面に残留したトナーは、例えば、ウレタン製のカ
ウンターブレード（クリーニングブレード）２０によっ
て掻き落とされ、トナーを掻き落とされた（表面を清掃
された）感光体ドラム３は、次の画像形成に備える。

【００３３】帯電装置５は、帯電ローラ（帯電部材）２
１と、電源部材であるＨＴＶ（電源部）２３と、ＣＰＵ
（制御部）２５とを有している。なお、図中符号２７
は、電流計であり、電源部２３から帯電ローラ２１に流
れる電流を測定している。

【００３４】帯電ローラ２１は、感光体ドラム３の周面
に接触しており、感光体ドラム３の回転に従動して矢印
Ｙ方向に回転する。帯電ローラ２１は、周面（表面）に
高抵抗層を有する二層構成となっており、例えば、感光
体ドラム３にピンホールが生じた場合、この部分に帯電
電圧が集中し、帯電ローラ２１の表面の電位が降下して
横筋の帯電不良になることを防止している。なお、帯電
ローラ２１は、感光体ドラム３に対して非接触であって
も良い。

【００３５】帯電ローラ２１は、電源部２３により印加
電圧を印加されることにより、感光体ドラム３にＤＣ電
圧である帯電バイアス（帯電電圧）を印加する。これに
より、感光体ドラム３の周面が所定の極性及び電位に一
様に帯電される。電源部２３は、ＣＰＵ２５の制御によ
り、転写ローラ１１及び帯電ローラ２１に所定の電圧を
印加する。

【００３６】ＣＰＵ２５は、感光体ドラム３の線速度
（周速度）、レーザービームスキャナ７、電源部２３の
印加電圧（ＤＣ電圧）を制御している。ＣＰＵ２５は、
速度検知部２９を有しており、この速度検知部２９は、
ＣＰＵ２５からの線速切り替え信号を検知している。

【００３７】また、ＣＰＵ２５は、感光体ドラム３の帯
電開始電圧（帯電ローラ２１の放電開始電圧）Ｖｔｈを
算出している。ＣＰＵ２５の制御による帯電開始電圧
（放電開始電圧）Ｖｔｈの算出、及び帯電開始電圧Ｖｔ
ｈを算出する理由を次に説明する。

【００３８】図２は、横軸に帯電開始電圧Ｖｔｈの電圧
値Ｖをとり、縦軸に電流値μＡをとったグラフであり、
図３は、ＣＰＵ２５による帯電開始電圧Ｖｔｈの算出を
説明するグラフである。

【００３９】帯電ローラ２１にＤＣ電圧を印加した場
合、この印加電圧が感光体ドラム３の帯電開始電圧Ｖｔ
ｈ（しきい値）以上で帯電を開始する。この帯電開始電
圧Ｖｔｈが一定なのは、例えば、環境（温度、湿度
等）、感光体ドラム３の耐久（経時）による劣化（ＣＴ
層１５の削れ等）を無視した場合である。この場合にお
いては、ＣＰＵ２５は、感光体ドラム３の帯電開始電圧
Ｖｔｈに、感光体ドラム３が所要する表面電位Ｖｄ＝９
００Ｖを加えた電圧を算出して、これを電源部２３の印
加電圧Ｖｃ（Ｖｃ＝Ｖｔｈ＋Ｖｄ）とすれば良い。

【００４０】しかし、実際には、図２及び表１に示すよ
うに、環境を変化させた場合や、感光体ドラム３のＣＴ
層１５が削れた場合には、帯電開始電圧Ｖｔｈが変化し
てしまう。なお、表１は、ＣＴ層１５の初期の状態と削
れた後（耐久後）の状態における帯電開始電圧Ｖｔｈ、
及びＮ／Ｎで示す常温常湿（例えば、２３℃、６５％Ｒ
Ｈ）状態とＬ／Ｌで示す低温低湿（例えば、１５℃、１
０％ＲＨ）状態における帯電開始電圧Ｖｔｈを実験的に
求めたデータである。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１を見ても明らかなように、Ｎ／Ｎ環境
における耐久後の帯電開始電圧Ｖｔｈと、Ｌ／Ｌ環境に
おける初期の帯電開始電圧Ｖｔｈとは、１６０Ｖもの差
が生じている。例えば、ＣＰＵ２５が、帯電開始電圧Ｖ
ｔｈを、Ｎ／Ｎ環境の初期状態（Ｖｔｈ＝６４０）に設
定して、定電圧制御を行うと、Ｌ／Ｌ環境では、感光体
ドラム３の表面電位Ｖｄが大幅に高くなってしまい、画
像濃度が低くなる。

【００４３】従って、本実施の形態では、ＣＰＵ２５
は、帯電ローラ２１に印加する印加電圧と、これによっ
て流れる帯電電流とにより、感光体ドラム３の帯電開始
電圧Ｖｔｈを算出している。

【００４４】具体的に説明すると、ＣＰＵ２５は、先
ず、レーザービームスキャナ７の画像露光により、感光
体ドラム３の表面電位を０にする。これは、感光体ドラ
ム３の表面電位は、ある決まった値でないと帯電電圧と
帯電電流との関係が明らかにならないからである。

【００４５】感光体ドラム３の表面電位を０にした後、
図３に示すように、帯電開始電圧（放電開始電圧）Ｖｔ
ｈ以上の２つの電圧Ｖ１、Ｖ２を帯電ローラ２１に印加
し、それぞれに流れる電流Ｉａ、Ｉｂを測定する。図３
において、Ａ点は、放電開始電圧Ｖｔｈを示しており、
Ｖ１、Ｖ２印加時に流れる電流Ｉａ、Ｉｂとの関係は、
次式によって表される。

【００４６】

【数１】

【００４７】即ち、上述の式（１）において、Ｉ＝０の
ときのＶが、放電開始電圧Ｖｔｈであり、これによりＣ
ＰＵ２５は、放電開始電圧（帯電開始電圧）Ｖｔｈを算
出する。ＣＰＵ２５は、帯電ローラ２１に印加する電圧
と、これによって流れる電流を測定して帯電開始電圧Ｖ
ｔｈを算出しており、レーザービームプリンタ１本体
に、感光体ドラム３の表面電位測定器等を設ける必要が
なく、部品点数の削減及び装置の小型化が図れる。

【００４８】一方、ＣＰＵ２５には、図４に示すよう
に、感光体ドラム３の線速度に応じた印加電圧に対する
表面電位の傾きαが予め入力されている。ＣＰＵ２５
は、この傾きαと上述の放電開始電圧Ｖｔｈとを用いて
帯電ローラ２１に印加する電圧Ｖｃを算出している。Ｃ
ＰＵ２５の制御による傾きαと放電開始電圧Ｖｔｈとを
用いた印加電圧Ｖｃ算出、及び傾きαを用いる理由を次
に説明する。なお、図４は、横軸に電源部２３の印加電
圧Ｖをとり、縦軸に感光体ドラム３の表面電位Ｖをとっ
たグラフであり、実験的に求めた印加電圧Ｖと表面電位
Ｖとの関係を表している。

【００４９】帯電ローラ２１にＤＣ電圧を印加した場
合、上述の場合と同様に、例えば、環境（温度、湿度
等）、感光体ドラム３の耐久（経時）による劣化（ＣＴ
層１５の削れ等）を無視した場合においては、感光体ド
ラム３の表面電位は、図４の傾きＴで示すように、印加
開始電圧Ｖｔｈから印加電圧の増加分と同じ割合（傾き
Ｔ＝１）で増加する。この場合、ＣＰＵ２５は、感光体
ドラム３の帯電開始電圧Ｖｔｈに、感光体ドラム３が所
要する表面電位Ｖｄ＝９００Ｖを加えた電圧を算出し
て、これを電源部２３の印加電圧Ｖｃ（Ｖｃ＝Ｖｔｈ＋
Ｖｄ）とすれば良い。

【００５０】しかし、実際には、感光体ドラム３の周速
度、換言すれば感光体ドラム３の表面の速度（線速度）
により印加電圧に対する感光体ドラム３の表面電位が、
傾きＴにならない場合がある。この場合、帯電開始電圧
Ｖｔｈが適切であっても、表面電位Ｖｄの傾きが異なる
ので、結果的に電源部２３の印加電圧Ｖｃの値が、所定
の値より高くなったり、低くなったりしてしまい、画像
品質不良が発生することがある。従って、本実施の形態
では、ＣＰＵ２５は、予め入力された傾きαを用いて次
式で示す演算を行う。

【００５１】

【数２】

【００５２】即ち、ＣＰＵ２５は、速度検知部２９によ
る速度切り替え信号に基づく傾きαを用いて、上述の式
（２）による演算を行って電源部２３の印加電圧Ｖｃを
算出する。

【００５３】次に、上述した構成に基づき、第１実施の
形態の作用を説明する。感光体ドラム３は、速度検知部
２９からの信号により、略１８０ｍｍ／ｓの線速度（こ
のときの傾きα＝０．９）で回転駆動し、上述した工程
により画像形成を行っている。このときの環境は、Ｎ／
Ｎ環境であり、感光体ドラム３は、既に多数枚の転写材
Ｐの通紙を行って感光体ドラム３のＣＴ層１５は、略１
５μｍまで削れている。

【００５４】画像形成終了後、ＣＰＵ２５は、クリーニ
ングブレード２０によりその表面を清掃された感光体ド
ラム３に対し、レーザービームスキャナ７による画像露
光を行い、その表面電位を略０Ｖにする。次いで、ＣＰ
Ｕ２５は、電源部２３にＶ１として略１２００Ｖ、Ｖ２
として略１８００Ｖを印加させ、これらのときに流れる
電流Ｉａ＝３０μＡ，Ｉｂ＝６０μＡをそれぞれ測定す
る。ＣＰＵ２５は、これらＶ１、Ｖ２、Ｉａ、Ｉｂを用
いて、上述の式（１）による演算を行い、帯電開始電圧
Ｖｔｈ＝６００Ｖを算出する。

【００５５】次いで、ＣＰＵ２５は、速度検知部２９か
らの信号による感光体ドラム３の線速度（略１８０ｍｍ
／ｓ）により、予め入力された傾きα＝０．９を用い
て、上述の式（２）による演算を行う。即ち、感光体ド
ラム３が所要する表面電位Ｖｄ＝９００Ｖに、１／αを
乗じた値Ｖｄ／α＝８１８Ｖに、上述のＶｔｈ＝６００
Ｖを加算して、印加電圧Ｖｃ＝１４１８Ｖを算出する。
なお、傾きαは、これに限定されず、感光体ドラム３の
線速度に応じて傾きが異なり、この異なる傾きもＣＰＵ
２５に入力されていることは言うまでもない。その後、
ＣＰＵ２５は、電源部２３にこの印加電圧Ｖｃ＝１４１
８Ｖを帯電ローラ２１に印加させる。

【００５６】実際にこの印加電圧Ｖｃ＝１４１８Ｖで画
像形成を行ったところ、良好な画像を得ることができ、
このときの感光体ドラム３の表面電位は、略８９０Ｖで
あり、感光体ドラム３が所要する表面電位Ｖｄ＝９００
Ｖと近い値を得た。

【００５７】一方、本発明を用いないで、印加電圧に対
する感光体ドラム３の表面電位の傾きαを、図４におけ
る傾きＴとして演算を行わせた場合には、Ｖｔｈ＝６０
０Ｖに、Ｖｄ／α（α＝Ｔ＝１）＝９００Ｖを加算して
印加電圧Ｖｃ＝１５００Ｖを算出した。この場合、感光
体ドラム３の表面電位は、略９８０Ｖになってしまい、
画像部の電位が上昇し、画像濃度が低く（明るく）なっ
てしまった。

【００５８】このように、感光体ドラム３の耐久（経
時）による劣化、環境条件による放電開始電圧Ｖｔｈの
変化に対応するとともに、感光体ドラム３の表面の速度
に対応した印加電圧Ｖｃを、帯電ローラ２１に印加させ
ているので、感光体ドラム３の表面電位を確実に安定に
することができる。従って、画像品質不良の発生を確実
に防止することができる。

【００５９】次に、第二実施の形態について説明する
が、その説明にあたり、上述の部分と同様な作用効果を
奏する部分には、同一の符号を付しその説明は省略す
る。図５は、第２実施の形態にかかるレーザービームプ
リンタを概略的に示す構成図であり、図６は、帯電ロー
ラのローラ軸近傍を拡大して示す斜視図であり、図７
は、横軸に電源部２３の印加電圧Ｖをとり、縦軸に感光
体ドラム３の表面電位Ｖをとったグラフであり、実験的
に求めた印加電圧Ｖと表面電位Ｖとの関係を示してい
る。

【００６０】第２実施の形態では、ＣＰＵ２５は、帯電
ローラ２１の材質に応じた印加電圧に対する表面電位の
傾きα１（図７参照）により、電源部２３の印加電圧Ｖ
ｃを算出している。

【００６１】帯電装置５は、幅検知センサ（材質検知
部）３１を有しており、幅検知センサ３１は、帯電ロー
ラ２１のローラ軸２１ａに予め形成された溝部２１ｂの
溝の幅（深さ）を検知している。ＣＰＵ２５には、図７
に示すように、帯電ローラ２１の材質に応じたローラ軸
２１ａの幅を予め決めておき、この幅に対応した傾きα
１をＣＰＵ２５に入力する。

【００６２】なお、材質の異なる帯電ローラを複数本用
いる場合は、各帯電ローラのローラ軸にそれぞれ異なる
幅の溝を形成し、これら幅に応じた帯電ローラの材質に
よる感光体ドラム３の表面電位の傾きをＣＰＵに入力し
ておけば良い。

【００６３】ＣＰＵ２５は、この傾きα１と上述の放電
開始電圧Ｖｔｈとを用いて帯電ローラ２１に印加する電
圧Ｖｃを算出している。ＣＰＵ２５の制御による傾きα
１と放電開始電圧Ｖｔｈとを用いた印加電圧Ｖｃの算
出、及び傾きα１を用いる理由を次に説明する。

【００６４】帯電ローラ２１にＤＣ電圧を印加した場
合、上述の場合と同様に、例えば、環境（温度、湿度
等）、感光体ドラム３の耐久（経時）による劣化（ＣＴ
層１５の削れ等）を無視した場合においては、感光体ド
ラム３の表面電位は、図７の傾きＴで示すように、印加
開始電圧Ｖｔｈから印加電圧の増加分と同じ割合（傾き
Ｔ＝１）で増加する。この場合、ＣＰＵ２５は、感光体
ドラム３の帯電開始電圧Ｖｔｈに、感光体ドラム３が所
要する表面電位Ｖｄ＝９００Ｖを加えた電圧を算出し
て、これを電源部２３の印加電圧Ｖｃ（Ｖｃ＝Ｖｔｈ＋
Ｖｄ）とすれば良い。

【００６５】しかし、実際には、帯電ローラ２１の材質
により印加電圧に対する感光体ドラム３の表面電位が、
傾きＴにならない場合がある。この場合、帯電開始電圧
Ｖｔｈが適切であっても、表面電位の傾きが異なるの
で、結果的に電源部２３の印加電圧Ｖｃの値が、所定の
値より高くなったり、低くなったりしてしまい、画像品
質不良が発生することがある。従って、本実施の形態で
は、ＣＰＵ２５は、予め入力された傾きα１を用いて上
述の式（２）による演算を行って電源部２３の印加電圧
Ｖｃを算出する。

【００６６】本実施の形態では、エラストマ系の樹脂
（このときの傾きα１＝０．８）で構成されている帯電
ローラ２１を用いて、Ｎ／Ｎ環境下でＣＴ層１５が、１
５μｍまで削れた感光体ドラム３を用いて上述の制御を
行った。

【００６７】画像形成終了後、ＣＰＵ２５は、クリーニ
ングブレード２０によりその表面を清掃された感光体ド
ラム３に対し、レーザービームスキャナ７による画像露
光を行い、その表面電位を略０Ｖにする。次いで、ＣＰ
Ｕ２５は、電源部２３にＶ１として略１２００Ｖ、Ｖ２
として略１８００Ｖを印加させ、これらそれぞれのとき
に流れる電流Ｉａ＝３０μＡ、Ｉｂ＝６０μＡを測定す
る。ＣＰＵ２５は、これらＶ１、Ｖ２、Ｉａ、Ｉｂを用
いて、上述の式（１）による演算を行い、帯電開始電圧
Ｖｔｈ＝６００Ｖを算出する。

【００６８】次いで、ＣＰＵ２５は、幅検知センサ３１
からの検知信号による帯電ローラ２１の材質（エラスト
マ系の樹脂）により、予め入力された傾きα１＝０．８
を用いて、上述の式（２）による演算を行う。即ち、感
光体ドラム３が所要する表面電位Ｖｄ＝９００Ｖに、１
／α１を乗じた値Ｖｄ／α１＝１１２５Ｖに、上述のＶ
ｔｈ＝６００Ｖを加算して、印加電圧Ｖｃ＝１７２５Ｖ
を算出する。なお、傾きα１は、これに限定されず、帯
電ローラ２１の材質に応じて値が異なり、この異なる値
もＣＰＵ２５に入力されていることは言うまでもない。
その後、ＣＰＵ２５は、電源部２３に、この印加電圧Ｖ
ｃ＝１７２５Ｖを帯電ローラ２１に印加させる。

【００６９】実際にこの印加電圧Ｖｃ＝１７２５Ｖで画
像形成を行ったところ、良好な画像を得ることができ、
このときの感光体ドラム３の表面電位は、略８９０Ｖで
あり、感光体ドラム３が所要する電圧Ｖｄ＝９００Ｖと
近い値を得た。

【００７０】一方、本発明を用いないで、印加電圧に対
する感光体ドラム３の表面電位の傾きα１を、図７にお
ける傾きＴとして演算を行わせた場合には、Ｖｔｈ＝６
００Ｖに、Ｖｄ／α１（α１＝Ｔ＝１）＝９００Ｖを加
算して印加電圧Ｖｃ＝１５００Ｖを算出した。この場
合、感光体ドラム３の表面電位は、略７７０Ｖになって
しまい、画像部の電位が下降し、画像濃度が高く（暗
く）なってしまった。

【００７１】このように、感光体ドラム３の耐久（経
時）による劣化、環境条件による放電開始電圧Ｖｔｈの
変化に対応するとともに、帯電ローラ２１の材質に対応
した印加電圧Ｖｃを、帯電ローラ２１に印加させている
ので、感光体ドラム３の表面電位を確実に安定にするこ
とができる。従って、画像品質不良の発生を確実に防止
することができる。

【００７２】本発明は、上述の実施の形態に限定され
ず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形
が可能である。例えば、像担持体として感光体ドラム３
を用いたが、これに限定されず、中間転写体、感光体ベ
ルト等であっても良い。また、被帯電体として像担持体
である感光体ドラム３を用いたが、被帯電体としては、
これに限定されるものではない。

【００７３】更に、第１実施の形態において、感光体ド
ラム３の線速度を速度検知部２９からの信号により検知
していたが、例えば、ＣＰＵ２５と別体に設けたエンコ
ーダ等を用いて感光体ドラム３の線速度を検知しても良
い。

【００７４】また、第２実施の形態において、帯電ロー
ラ２１のローラ軸２１ａに形成するのは、溝に限らず例
えば、三角、四角形状、円形状等、どのような形状でも
良く、幅検知センサ３１が検知できるものであれば良
い。更に、材質検知部としては、上述の幅検知センサに
限定されるものではなく、帯電ローラ３１の材質を検知
できるセンサであれば良い。

【００７５】また、本発明は、レーザービームプリンタ
１に適用したが、これに限定されず、例えば、複写機、
ファクシミリ等に適用しても同様の作用効果を得る。

【００７６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、被帯電体の
耐久（経時）による劣化、環境条件による放電開始電圧
の変化に対応するとともに、被帯電体の表面の速度に対
応した印加電圧を、帯電部材に印加させているので、被
帯電体の表面電位を確実に安定にすることができる。

【００７７】請求項２に記載の発明では、被帯電体の耐
久（経時）による劣化、環境条件による放電開始電圧の
変化に対応するとともに、帯電部材の材質に対応した印
加電圧を、帯電部材に印加させているので、被帯電体の
表面電位を確実に安定にすることができる。

【００７８】請求項３に記載の発明では、像担持体の耐
久による削れ等の劣化、環境条件による放電開始電圧の
変化に対応するとともに、像担持体の周面の速度に対応
した印加電圧を、帯電部材に印加させているので、像担
持体の表面電位を確実に安定にすることができる。従っ
て、画像品質不良の発生を確実に防止することができ
る。

【００７９】請求項４に記載の発明では、像担持体の耐
久（経時）による崩れ等の劣化、環境条件による放電開
始電圧の変化に対応するとともに、帯電部材の材質に対
応した印加電圧を、帯電部材に印加させているので、像
担持体の表面電位を確実に安定にすることができる。従
って、画像品質不良の発生を確実に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施の形態にかかるレーザービームプリン
タを概略的に示す構成図である。

【図２】温度及び湿度の変化による印加電圧に対する電
流の関係を示すグラフである。

【図３】印加電圧に対する電流の関係を示すグラフであ
る。

【図４】感光体ドラムの表面の速度に応じた印加電圧に
対する感光体ドラムの表面電位の関係を示すグラフであ
る。

【図５】第２実施の形態にかかるレーザービームプリン
タを概略的に示す構成図である。

【図６】帯電ローラの軸の近傍を拡大して示す斜視図で
ある。

【図７】帯電ローラの材質に応じた印加電圧に対する感
光体ドラムの表面電位の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ レーザービームプリンタ（画像形成装置） ３ 感光体ドラム（像担持体、被帯電体） ５ 帯電装置 ２１ 帯電ローラ（帯電部材） ２３ ＨＴＶ（電源部材） ２５ ＣＰＵ（制御部） ２９ 速度検知部 ３１ 幅検知センサ（材質検知部）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被帯電体を放電により帯電させる帯電部
   材と、帯電部材に帯電電圧を印加する電源部材と、被帯
   電体の表面の速度を検知する速度検知部と、速度検知部
   の検知信号に応じて帯電部材への印加電圧を制御する制
   御部とを備える帯電装置であって、 制御部には、速度に応じた印加電圧に対する被帯電体の
   表面電位の傾きが予め入力されており、制御部は、帯電
   部材に定電圧を印加し、これにより流れる電流を測定
   し、この電流と定電圧とを用いて放電開始電圧を算出
   し、この放電開始電圧と、速度検知部の検知信号に応じ
   た表面電位の傾きとにより算出した印加電圧を、電源部
   材から帯電部材に印加させることを特徴とする帯電装
   置。
2. 【請求項２】 被帯電体を放電により帯電させる帯電部
   材と、帯電部材に帯電電圧を印加する電源部材と、帯電
   部材の材質を検知する材質検知部と、材質検知部の検知
   信号に応じて帯電部材への印加電圧を制御する制御部と
   を備える帯電装置であって、 制御部には、帯電部材の材質に応じた印加電圧に対する
   被帯電体の表面電位の傾きが予め入力されており、制御
   部は、帯電部材に定電圧を印加し、これにより流れる電
   流を測定し、この電流と定電圧とを用いて放電開始電圧
   を算出し、この放電開始電圧と、材質検知部の検知信号
   に応じた表面電位の傾きとにより算出した印加電圧を、
   電源部材から帯電部材に印加させることを特徴とする帯
   電装置。
3. 【請求項３】 回転する像担持体と、この像担持体を放
   電により帯電させる帯電部材と帯電部材に帯電電圧を印
   加する電源部材と像担持体の周面の速度を検知する速度
   検知部と速度検知部の検知信号に応じて帯電部材への印
   加電圧を制御する制御部とを有する帯電装置と、を備え
   る画像形成装置であって、 制御部には、速度に応じた印加電圧に対する像担持体の
   表面電位の傾きが予め入力されており、制御部は、帯電
   部材に定電流を印加し、これにより流れる電流を測定
   し、この電流と定電圧とを用いて放電開始電圧を算出
   し、この放電開始電圧と、速度検知部の検知信号に応じ
   た表面電位の傾きとにより算出した印加電圧を、電源部
   材から帯電部材に印加させることを特徴とする画像形成
   装置。
4. 【請求項４】 回転する像担持体と、この像担持体を放
   電により帯電させる帯電部材と帯電部材に帯電電圧を印
   加する電源部材と帯電部材の材質を検知する材質検知部
   と材質検知部の検知信号に応じて帯電部材への印加電圧
   を制御する制御部とを有する帯電装置と、を備える画像
   形成装置であって、 制御部には、帯電部材の材質に応じた印加電圧に対する
   像担持体の表面電位の傾きが予め入力されており、制御
   部は、帯電部材に定電流を印加し、これにより流れる電
   流を測定し、この電流と定電圧とを用いて放電開始電圧
   を算出し、この放電開始電圧と、材質検知部の検知信号
   に応じた表面電位の傾きとにより算出した印加電圧を、
   電源部材から帯電部材に印加させることを特徴とする画
   像形成装置。