JP2004347751A

JP2004347751A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004347751A
Application number: JP2003142981A
Authority: JP
Inventors: Takeo Tsunemi; 常見　　健夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】接触帯電系において、画像流れを防止・抑制する。
【解決手段】装置内部や近傍の温湿度などの環境条件によって、帯電バイアスをＤＣ、ＡＣ＋ＤＣに切り替えたり、その大きさを制御する。高湿側の場合、より画像流れの発生しにくいＤＣにしたり、ＡＣ帯電でもＡＣ電流を小さくする。また、モード（コピー、ＦＡＸ、プリンタなど）や画像モード（文字、写真など）、解像度などによってもその大きさや切り替え条件を変えても良い。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
接触式の帯電手段を有する電子写真方式の画像形成装置の制御方法に関する。より詳しくは、電子写真感光体、静電記録誘電体などの被帯電体である像担持体に、該像担持体の表面を帯電処理する工程を含む作像プロセスを適用して画像形成を実行し、該像担持体の帯電処理手段は、帯電部材を該像担持体に当接させて表面を帯電させる接触式の帯電手段である画像形成装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置において、像担持体である感光ドラム表面を帯電処理する手段機器としては、従来、コロナ放電器が広く利用されてきた。これは、コロナ放電器をその放電開口部を被帯電体である感光ドラムに対向させて非接触に配置し、放電開口部からのコロナ電流に感光ドラム表面をさらすことで所定の極性・電位に帯電処理するものである。しかし、高圧電源を必要とする、オゾンが大量に発生するなどの問題がある。
【０００３】
これに対し、電圧を印加した帯電部材を感光ドラムに接触させて帯電処理する接触式の帯電方法は、電源の低電圧化が図れる、オゾンの発生量が少ないなどの長所があるため、近年注目され使用に供されている。接触式の帯電部材である帯電ローラ用いた従来の画像形成装置を図９に基づいて説明する。
【０００４】
図９は従来の画像形成装置要部の断面図であり、同図において、１は像担持体としての感光ドラムであり、該感光ドラム１の表面は先ず前露光ランプ１５によって帯電電位をほぼ０Ｖに除電された後、一次帯電ローラ２によって一様な電位（例えば−７００Ｖ）に帯電される。次いで、原稿に対応した不図示の画像露光手段から画像露光３が感光ドラム１上に照射されることによって感光ドラム１上に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置４によって現像されてトナー像として顕像化される。
【０００５】
一方、転写材Ｐは所定のタイミングで給送され、感光ドラム１上のトナー像は、バイアスローラ（転写ローラ）１２に印加されたバイアスによる静電力によって転写材担持体である転写ベルト２１に担持された転写材Ｐに転写される。そして、トナー像が転写された転写材Ｐは、転写ベルト２１によって担持搬送され、定着ローラ対１４を通過することによって加熱及び加圧されることによってトナー像の定着を受ける。
【０００６】
尚、転写後に感光ドラム１上に残留したトナーはドラムクリーニング装置５によって除去され、感光ドラム１は再び前露光ランプ１５による光照射によって残留電位が除電されて次の画像形成に供される。
【０００７】
又、転写ベルト２１上には、画像形成装置内の主に現像装置４の動作中や転写時に飛散したトナー或は画像形成前後のカブリトナーが付着したり、転写材搬送中のジャムにより直接転写してしまうこと等によりトナーが付着することがあり、これらの付着したトナーを除去するためのクリーニング装置１６が転写ベルト２１に接触して配置されている。
【０００８】
なお、帯電ローラ２は各種処方・層構成のものが使用できるが、例えば中心の芯金と、その外周に形成した導電層と、更にその外周に形成した抵抗層、保護層とからなる。
【０００９】
帯電ローラ２は芯金の両端部を不図示の軸受部材に回転自由に軸受させて、ドラム型の感光体１に並行に配置して不図示の押圧手段で感光体１面に対して所定の押圧力をもって圧接され、感光体１の回転駆動に伴い従動回転する。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１０９３３２号公報
【特許文献２】
特開平１１−１９４５７９号公報
【特許文献３】
特開平１１−１７４７８５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例において、画像形成装置の画像形成動作を続けていくと、特に高湿環境下において画像がボケる、いわゆる画像流れといった問題が発生することが知られている。この現象は、帯電時に発生する放電生成物などが感光ドラム表面に付着し、さらに空気中に含まれる水分が吸着することによって感光ドラムの表面抵抗が低下して電荷の横流れが起きて潜像コントラストが低下することに起因する。
【００１２】
また、感光ドラム表面に付着するものとしては放電生成物の他にも現像剤としてのトナーやそれに含まれる添加剤もある。
【００１３】
構成的には、感光ドラムなどの像担持体表面に残留したトナーなどの現像剤や添加剤を除去する為のブレード状の清掃部材を持たない画像形成装置においては特に顕著に発生しうる。
【００１４】
この問題に対しては、従来、感光ドラムの内部あるいは近傍に感光ドラム表面を加熱・乾燥させるための加熱手段（ヒータ）を設置することで対策している。たとえ放電生成物などが感光ドラム表面に付着しても表面抵抗が低下しないので、画像流れの発生を防止しようとするものである。
【００１５】
しかしながら、近年環境問題に対する意識が高まり、特に待機時のエネルギー消費の削減が求められて来ており、加熱手段（ヒータ）の使用は困難になっている。
【００１６】
詳細は実施例の中で述べるが、帯電方式は印加するバイアスの方式によって大きく２つに分けられる。接触式帯電部材に印加するバイアスをＤＣとするいわゆるＤＣ帯電、ＤＣにＡＣを重畳させるいわゆるＡＣ帯電である。上述した、帯電時に発生する放電生成物などが感光ドラム表面に付着する量としては、ＡＣ帯電の方が大きく、画像流れのレベルも悪化する。また、画像形成動作の繰り返しによる感光ドラム表面の劣化も比較的大きい。
【００１７】
一方、帯電均一性や画像濃度均一性といった問題に対しては、ＡＣ帯電の方が優れている。
【００１８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、感光ドラムなどの像担持体の為の加熱手段（ヒータ）を用いず、画像濃度均一性を保ち、さらに画像流れという画像不良の無い信頼性の高い画像形成装置を安価に提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、像担持体と、該像担持体に接触してその表面を帯電させる接触式帯電部材と、該接触式帯電部材に帯電バイアスを印加する手段とを有し、該像担持体に残留したトナーなどの現像剤や添加剤を除去する為のブレード状の清掃部材を持たない画像形成装置において、画像形成装置内部あるいは近傍の温湿度などの環境条件を検知し、その結果に応じて、接触式帯電部材に印加するバイアスをＤＣとＡＣ＋ＤＣのどちらかに切り替えることを特徴とする。
【００２０】
また請求項２に記載の発明は、上記環境条件とは、画像形成開始時の装置内部あるいは近傍の温湿度や空気中の水分量などのデータ、あるいは画像形成開始時点から所定時間さかのぼった時間から画像形成再開時までの複数あるいは連続したデータであることを特徴とする。
【００２１】
また請求項３に記載の発明は、環境条件が高湿度側の場合には、接触式帯電部材に印加するバイアスをＤＣとするいわゆるＤＣ帯電、低湿度側ではＤＣにＡＣを重畳させるいわゆるＡＣ帯電となるように切り替えることを特徴とする。
【００２２】
上記構成により、特に画像流れの発生しやすい高湿環境下において放電生成物の発生量を抑制することができ、画像流れの発生防止あるいはレベルの改善を可能にする。また、温湿度や空気中の水分量などの環境データを、画像形成開始時点から所定時間さかのぼった時間から画像形成再開時までの複数あるいは連続したデータであるようにすることによって、環境センサ出力値と実際の感光ドラム表面状態にミスマッチがあっても問題の解決を図ることができる。これは、例えば画像形成装置を設置している部屋のエアコン動作開始直後など、環境状態が急激に変化したような場合など、画像形成開始時点では湿度が低いとセンサが判断しても、感光ドラム表面には水分が吸着している状態などに有効である。
【００２３】
また請求項４に記載の発明は、接触式帯電部材に印加するバイアスをＤＣとするいわゆるＤＣ帯電が選択された時、あるいはＤＣにＡＣを重畳させるいわゆるＡＣ帯電が選択された時、それぞれの場合にさらに前記環境条件によってＤＣバイアス値あるいはＡＣバイアス値の大きさを制御することを特徴とする。
【００２４】
上記構成により、環境条件によって異なる、帯電均一性の要求レベルと画像流れの発生しやすさによって、例えばＡＣバイアス値の大きさを変えることによって適正なバランスを取ることが可能になる。
【００２５】
また請求項５に記載の発明は、画像形成装置がデジタル方式であり、かつコピー、ファクシミリ、プリンタなど複数の画像形成モードをもつマルチファンクションタイプである場合や、複数の画像モード（文字モード、写真モードなど）や解像度切り替え手段を有する場合には、上記画像形成モード、画像モード、解像度などの条件に応じて、ＤＣ帯電とＡＣ帯電の切り替える環境条件を異なるように制御すること、あるいはまた、ＤＣ帯電が選択された時あるいはＡＣ帯電が選択された時、それぞれの場合に同じ環境条件であっても、ＤＣバイアス値あるいはＡＣバイアス値の大きさを制御することを特徴とする。
【００２６】
上記構成により、文字画像の多いファクシミリモードや、文字モードなど、実際には多少の帯電ムラがあっても画像濃度への影響が小さいと判断される場合には、同じ環境条件であっても、帯電バイアスを感光ドラムへの放電生成物付着が小さいように制御することが出来る。逆に、高解像モードや写真モードなど、高い帯電・濃度均一性が求められる場合には、放電生成物付着を一時的に多少犠牲にしても帯電均一性を高めるように制御することが可能である。
【００２７】
したがって、感光ドラムへの放電生成物付着による画像流れ防止と、帯電・濃度均一性の制御を、環境条件と画像モードによって最適な状態に制御することが可能である。
【００２８】
また請求項６に記載の発明は、前記接触式帯電部材は、ローラ状、ブレード状、シート状あるいはブラシから形成されていることを特徴とする。
【００２９】
上記構成において、本発明においては、像担持体に残留したトナーなどの現像剤や添加剤を除去する為のブレード状の清掃部材を持たない画像形成装置であるため、特に上記現像剤や添加剤を除去する効果の少ない帯電部材に対して上記の効果をより大きなものにすることが可能である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３１】
＜実施例１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断面図であり、本図においては図９に示したと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。
【００３２】
図１において、帯電ローラ２の近傍に温湿度センサ２３が配置されており、その出力が帯電ローラバイアス制御回路２２に送られ、帯電ローラ２に印加されるバイアスが制御される。
【００３３】
ここで、帯電方式による帯電状況の違いを、図を参照して以下に説明する。
【００３４】
図２はＤＣバイアスのみの場合の一次ＤＣバイアスＶｄｃと、像担持体である感光体ドラムの表面電位Ｖｓの関係を示したものである。図２に示すように、ＤＣバイアスＶｄｃがあるしきい値Ｖｔｈを越えたところからＶｓが直線的に増加する。またその特徴としては、
（１）帯電ローラと感光ドラムの間の微小ニップで発生するオゾン、放電生成物の発生量がＡＣ帯電よりも少ない。
（２）耐久に伴う感光ドラム表面の膜厚の削れ量がＡＣ帯電に対して比較的少ない。
（３）帯電時に一次帯電ローラなどに代表される帯電部材と感光ドラム間で振動が発生せず、従って感光ドラム表面に現像剤であるトナーが薄くコートされてしまうフィルミング・融着といった現象がおきにくい。
というメリットがある反面、帯電電位の収束性が悪い為以下のようなデメリットがある。
（４）帯電部材の部分的な抵抗ムラや表面の汚れにより、帯電電位がばらつく。
（５）耐久に伴い感光ドラム表面が削れて誘電体層の膜厚が薄くなると、帯電電位が変化する。一定電位に保持する為には、ＤＣバイアス値の制御が必要となる。
【００３５】
また、均一に削れず、１本の感光ドラムの中でも場所により膜厚ムラが顕著になることにより、帯電電位も変化してしまう。したがって、画像中の部分により濃度ムラが生じやすい。
【００３６】
一方、ＡＣ帯電方式は、一例として特開平３−５２０５８に示されているように、帯電部材は被帯電体移動方向下流側で被帯電体面との距離が大きくなっていく領域を具備し、直流電圧成分と、被帯電体に対する帯電開始電圧値の２倍以上のピーク間電圧値を有する電圧を被帯電体と帯電部材との間に印加することにより、被帯電体面と帯電部材の前記領域との間に振動電界を形成することで被帯電体を帯電ムラなく均一に帯電処理することが可能となるものである。
【００３７】
その帯電特性としては、交流成分が帯電の凹凸をならし、直流成分により所定の電位に収束させるため、図３に示すようにほぼ直流バイアスＶｄｃに近いように帯電する。
【００３８】
ＡＣ帯電方式の特徴としては、ＤＣ帯電とは逆に、
（１）帯電ローラと感光ドラムの間の微小ニップで発生するオゾン、放電生成物の発生量がＤＣ帯電よりも多い。したがって、画像流れのレベルは、同じ温湿度条件で比較するとＤＣ帯電よりも悪化する。
（２）耐久に伴う感光ドラム表面の膜厚の削れ量がＤＣ帯電に比べて比較的多い。その比率は使用する現像剤の種類や感光ドラムの処方、感光ドラム表面のクリーニング手段の構成・有無、回転速度などにより異なるが、図４に示すように場合によって１．２〜２倍になることがある。従って、感光ドラム寿命はそれだけ短くなってしまう。
【００３９】
さらに、ＡＣ成分のピーク電圧をさらに大きくすると、電位の収束性は高まるものの、削れ量はさらに増加する。
【００４０】
なお、本発明においては、該像担持体に残留したトナーなどの現像剤や添加剤を除去する為のブレード状の清掃部材を持たないため、全体的に比較的削れ量は少ないが、清掃部材や帯電手段の種類や感光ドラムへの圧接状態により大きさが変わる。また、部分的な当接ムラにより削れムラが発生しやすい。
（３）帯電時に帯電部材・感光ドラム間で振動が発生することにより、振動音や前記のフィルミング、融着といった問題が比較的発生しやすい。ただし、ＡＣ電流値の設定や現像剤、感光ドラム表面の材質、処方、感光ドラムのクリーニング手段などの各種設定の最適化や、感光ドラム内への詰め物により防止は可能である。
といったデメリットはあるものの、帯電電位の収束性が良い為に以下のようなメリットがある。
（４）帯電ローラの部分的な抵抗ムラなど帯電部材そのものや、その表面付着物の影響による帯電電位のばらつきが小さい。
（５）使用に伴って感光ドラム表面の誘電体層の膜厚が全体的に薄くなったり、膜厚ムラが生じても比較的均一な帯電が可能である。従って、耐久に伴う帯電電位の変化も帯電ムラの増加も小さく、比較的均一で安定した帯電が可能である。すなわち、画像濃度が比較的均一になる。
【００４１】
ＡＣ帯電方式とＤＣ帯電方式のそれぞれの装置使用に伴う（使用耐久枚数の増加に伴う）感光ドラムの膜厚変化の様子を図４に示す。使用する感光ドラムの処方やクリーニング装置の構成、バイアスなどの条件によってもその値は異なるが、通常ＡＣ帯電方式のほうが１．５〜２．５倍程度削れ量は多い。さらに、上記したようにＡＣ成分のピーク電圧をさらに大きくした場合（図４のＡＣ強化）、電位の収束性は高まるものの、削れ量やオゾン・放電生成物の発生量はさらに増加する。
【００４２】
ここで、さらに感光ドラム表面への放電アタック、放電生成物に関して、より詳しく比較説明する。
【００４３】
接触帯電方式は、帯電部材を直接像担持体に接触・近接させ、像担持体を帯電させるものである。例えば帯電ローラにバイアス電圧が印加され、帯電ローラと像担持体とが、それぞれに回転して互いに接触しようとする寸前の微小間隙部分に生じる放電を利用したものである。この放電は、スコロトロン、コロトロン方式に比較してギャップが小さい放電である。ギャップの小さい放電はギャップが大きい放電に比べてイオンや電子の移動速度が速いといわれている。このため、接触帯電方式は、コロトロン方式やスコロトロン方式に比べ、像担持体表面にエネルギーの大きいイオンや電子が衝突すると考えられている。一般に、高分子は、イオンや電子が衝突すると表面分子の結合状態が変わり、活性化して表面エネルギーが上昇する場合がある。
【００４４】
像担持体として、ポリカーボネート等の高分子材料で形成された表面層を有する有機感光ドラムを使用して、接触帯電方式で帯電すると、感光ドラムの表面エネルギーは、コロトロン方式やスコロトロン方式に比べ上昇することがある。表面エネルギーの上昇は空気中の分子が像担持体表面に吸着することを促したり、現像剤としてのトナーや外添剤が感光ドラム表面に付着する付着力の増加をもたらす場合もある。
【００４５】
また、接触帯電方式は放電生成物の発生量が微量であり、装置内から外へ空気を出す場合にもオゾンフィルタなどは不要になるのが一般的である。しかしながら、放電は微小間隙で直接放電しており、感光ドラム表面の極近傍での発生である。従って、スコロトロンなどの帯電器よりも、像担持体への影響が大きく、オゾン・放電生成物が付着しやすい。また、その放電エネルギーによって像担持体表面の劣化が激しく、トナー等の付着力の増加により異物がつきやすい状態になっている。
【００４６】
さらに、ＡＣ帯電方式では放電電流が多くなるので、それら放電生成物質が大量に発生し、ＤＣ帯電に比べてより大きな影響を与える。また、ＤＣ帯電時より放電回数が多くなり、それだけ像担持体にストレスをかけることになり、トナー等の付着力の増加を促し、加えて像担持体の表面状態が大きく変化することがある。
【００４７】
また、アモルファスシリコン感光体を使用した場合には、感光ドラム表面の削れ量は著しく少ないものの、一度付着したトナー、外添剤、放電生成物などが取れにくく、同様の問題が生じる。
【００４８】
さて、上記の画像形成装置において、種種の温湿度条件下で連続１００枚の画像形成を行なった後、そのまま画像形成装置を１２時間放置し、その後再度連続１００枚の画像形成を行なった場合の、後半１００枚の画像流れの発生状況を図５に示す。
【００４９】
同図から分かるように、特に湿度が高く空気中に含まれる水分量が多い場合に画像流れの発生が顕著になっているが、ＤＣ帯電にすることで画像流れのレベルは大きく改善されることが分かる。
【００５０】
したがって、制御方法としては、測定された温湿度データから絶対水分量を算出して、その値が１０以上の場合には一次帯電ローラに印加するバイアスをＤＣだけにすれば良い。ここで、帯電ローラの抵抗ムラや表層の汚れムラがあった場合の画像濃度ムラも同図に示している。ＡＣ帯電の場合は帯電の収束性が良いために、抵抗ムラや汚れムラがあったとしても電位は比較的均一になり、結果として濃度ムラも小さくなる。ＤＣ帯電の場合は、逆に帯電均一性は悪いので、濃度ムラは比較的大きくなる。ただし、どちらの場合でも高湿領域においてはこれらの抵抗ムラ、汚れムラの画像への影響は小さくなるので、バイアス依存性が小さい。したがって、高湿度領域で一次帯電バイアスをＤＣに切り替えた場合でも、画像濃度ムラのレベルはそれほど落ちることは無い。
【００５１】
以上説明したように、測定された温湿度データから絶対水分量を算出して、その値が１０以上の高湿度領域の場合には一次帯電ローラに印加するバイアスをＤＣに、１０より小さい比較的低湿度領域の場合にはＡＣ＋ＤＣバイアスになるように制御する。その結果、画像の濃度ムラをそれほど悪化させずに画像流れを防止、あるいは抑制することが可能になる。
【００５２】
なお、ＤＣバイアスとＡＣ＋ＤＣバイアスの切り替え条件は、上記例では１０としたがこれは装置の構成、材料その他によって適宜変更可能である。
【００５３】
＜実施例２＞
上記第１の実施例においては、測定された温湿度データから絶対水分量を算出して、その結果に応じて一次帯電ローラに印加するバイアスをＤＣ（ＤＣ帯電）と、ＡＣ＋ＤＣ（ＡＣ帯電）に切り替えるように制御した。
【００５４】
本実施例においては、それぞれのバイアス方式の中でも、さらに条件によりバイアス条件を変える一例である。
【００５５】
低湿側ではＡＣ＋ＤＣバイアスを印加するが、図６に示すように、絶対水分量が３未満ではＡＣ電流を１１５０μＡにアップするようにする。３以上９未満では１０００μＡ、１０以上では実施例１と同様にＤＣバイアス印加とする。このように制御することで、高湿側では実施例１と同様に画像流れを防止し、低湿側では帯電均一性をアップして画像ムラの防止・抑制ができるが、さらに低湿側を２つの領域に分けて画像流れの発生しない３未満ではより帯電均一性がよくなり画像濃度ムラが解消できる。
【００５６】
以上説明したように、本実施例においては、それぞれのバイアス方式の中でも、枚数が多くなっても画像流れの発生しないより低湿側の領域ではさらにＡＣ電流値を大きくして帯電均一性をアップして、帯電ローラの抵抗ムラ・汚れムラによる画像濃度ムラのレベルアップを図ることができる。
【００５７】
＜実施例３＞
実施例２においては、低湿側の領域をさらに２つに分けて、枚数が多くなっても画像流れの発生しないより低湿側の領域ではさらにＡＣ電流値を大きくして帯電均一性をアップし、帯電ローラの抵抗ムラ・汚れムラによる画像濃度ムラのレベルアップを図るように制御した。
【００５８】
本実施例においては、逆に高湿側の領域をさらに２つに分けてバイアスの制御を行なうものである。
【００５９】
画像形成装置に用いられている現像剤としてのトナーは、環境（温湿度）によってその帯電量が変わり、通常高湿側では帯電量が小さくなる。したがって、現像時に必要な現像コントラストは小さくて良い。その分帯電電位を下げてよいので、図７に示すように絶対水分量２０以上の場合には、一次ＤＣバイアスは１００Ｖ下げて−１１５０Ｖとする。
【００６０】
この制御は一般的に行なわれているものであるが、本発明では温湿度などの環境条件で一次帯電バイアスをＤＣとＡＣ＋ＤＣに切り替えて制御するなかで同時に行なうことができる。さらに必要ならば、図７に同時に示すようにＡＣ＋ＤＣのＤＣバイアスも変更することができる。
【００６１】
以上説明したように、必要な現像コントラストを得る為に、各制御において同時にＤＣバイアス値も変えることで常に最適な画像濃度を得ることができる。
【００６２】
なお、本実施例においてはバイアスの切り替えをＤＣ帯電、ＡＣ帯電ともそれぞれ２種類として説明したが、さらに細かく設定して制御を行なっても良いのは言うまでも無い。
【００６３】
＜実施例４＞
本発明の実施例においても、図１に示した画像形成装置において具現化でき、実施例１〜３と異なるのは、画像形成モードや解像度の違いなどによって制御方法を変えるものである。
【００６４】
具体的には、画像形成装置がデジタル方式であり、かつコピー、ファクシミリ、プリンタなど複数の画像形成モードをもつマルチファンクションタイプである場合や、複数の画像モード（文字モード、写真モードなど）や解像度切り替え手段を有する場合には、例えば上記画像形成モード、画像モード、解像度などの条件に応じて、ＤＣ帯電とＡＣ帯電の切り替える環境条件を異なるように制御すること、あるいはまた、ＤＣ帯電が選択された時あるいはＡＣ帯電が選択された時、それぞれの場合に同じ環境条件であってもＤＣバイアス値あるいはＡＣバイアス値の大きさを制御する制御である。
【００６５】
図８に本実施例の制御の一例を示す。
【００６６】
本実施例においては、文字画像の多いファクシミリモードや、文字モードなど、実際には多少の帯電ムラがあっても画像濃度への影響が小さい、あるいは多少の濃度ムラがあっても実用上問題が無いと判断される場合には、同じ環境条件であっても、帯電バイアスを感光ドラムへの放電生成物付着が小さいように制御することが出来る。図８の本実施例においては、環境条件に関わらず常にＤＣバイアス印加とする。
【００６７】
逆に、高画質が要求される写真・高解像度モードの場合には、画像流れの発生しにくい低湿環境においてはＡＣ＋ＤＣバイアスを印加して帯電ムラ・画像濃度ムラの発生を避け、高湿環境側においては画像流れ防止・抑制のためにＤＣバイアスに切り替えるように制御を行なう。前述したように、高湿側では、帯電ローラの抵抗ムラや汚れムラは画像へ影響しにくい。また、抵抗ムラ自体、通常高湿環境下では小さくなる。
【００６８】
以上説明したように、画像形成モードや解像度によって、ＤＣ帯電とＡＣ帯電の切り替える環境条件を異なるように制御すること、あるいはバイアス値の大きさを異なるように制御する。この制御により、文字画像の多いファクシミリモードや、文字モードなど、実際には多少の帯電ムラがあっても画像濃度への影響が小さいと判断される場合には、同じ環境条件であっても、帯電バイアスを感光ドラムへの放電生成物付着が小さいように制御することが出来る。逆に、高解像モードや写真モードなど、高い帯電・濃度均一性が求められる場合には、放電生成物付着を一時的に多少犠牲にしても帯電均一性を高めるように制御することが可能である。
【００６９】
したがって、感光ドラムへの放電生成物付着による画像流れ防止と、帯電・濃度均一性の制御を、環境条件と画像モードによって最適な状態に制御することが可能である。
【００７０】
以上、接触帯電部材としては、帯電ローラを主に説明を行なってきたが、それに限定するものではなく、他にブレード状、シート状あるいはブラシから形成されたものなどでも構成可能である。
【００７１】
本発明においては、像担持体に残留したトナーなどの現像剤や添加剤を除去する為のブレード状の清掃部材を持たない画像形成装置であるため、特に感光ドラム表面上に付着した現像剤としてのトナーや添加剤を除去する効果の少ない帯電部材に対して上記の効果をより大きなものである。
【００７２】
また、画像形成装置の構成に限定するものでもなく、白黒・カラーの複写機・プリンタ・ファクシミリなど各種の画像形成装置に応用可能である。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明は、像担持体と、該像担持体に接触してその表面を帯電させる接触式帯電部材と、該接触式帯電部材に帯電バイアスを印加する手段とを有し、該像担持体に残留したトナーなどの現像剤や添加剤を除去する為のブレード状の清掃部材を持たない画像形成装置において、画像形成装置内部あるいは近傍の温湿度などの環境条件を検知し、その結果に応じて、接触式帯電部材に印加するバイアスをＤＣとＡＣ＋ＤＣのどちらかに切り替えることを特徴とする。
【００７４】
また請求項２に記載の発明は、上記環境条件とは、画像形成開始時の装置内部あるいは近傍の温湿度や空気中の水分量などのデータ、あるいは画像形成開始時点から所定時間さかのぼった時間から画像形成再開時までの複数あるいは連続したデータであることを特徴とする。
【００７５】
また請求項３に記載の発明は、環境条件が高湿度側の場合には、接触式帯電部材に印加するバイアスをＤＣとするいわゆるＤＣ帯電、低湿度側ではＤＣにＡＣを重畳させるいわゆるＡＣ帯電となるように切り替えることを特徴とする。
【００７６】
上記構成により、特に画像流れの発生しやすい高湿環境下において放電生成物の発生量を抑制することができ、画像流れの発生防止あるいはレベルの改善を可能にする。また、温湿度や空気中の水分量などの環境データを、画像形成開始時点から所定時間さかのぼった時間から画像形成再開時までの複数あるいは連続したデータであるようにすることによって、環境センサ出力値と実際の感光ドラム表面状態にミスマッチがあっても問題の解決を図ることができる。これは、例えば画像形成装置を設置している部屋のエアコン動作開始直後など、環境状態が急激に変化したような場合など、画像形成開始時点では湿度が低いとセンサが判断しても、感光ドラム表面には水分が吸着している状態などに有効である。
【００７７】
また請求項４に記載の発明は、接触式帯電部材に印加するバイアスをＤＣとするいわゆるＤＣ帯電が選択された時、あるいはＤＣにＡＣを重畳させるいわゆるＡＣ帯電が選択された時、それぞれの場合にさらに前記環境条件によってＤＣバイアス値あるいはＡＣバイアス値の大きさを制御することを特徴とする。
【００７８】
上記構成により、環境条件によって異なる、帯電均一性の要求レベルと画像流れの発生しやすさによって、例えばＡＣバイアス値の大きさを変えることによって適正なバランスを取ることが可能になる。
【００７９】
また請求項５に記載の発明は、画像形成装置がデジタル方式であり、かつコピー、ファクシミリ、プリンタなど複数の画像形成モードをもつマルチファンクションタイプである場合や、複数の画像モード（文字モード、写真モードなど）や解像度切り替え手段を有する場合には、上記画像形成モード、画像モード、解像度などの条件に応じて、ＤＣ帯電とＡＣ帯電の切り替える環境条件を異なるように制御すること、あるいはまた、ＤＣ帯電が選択された時あるいはＡＣ帯電が選択された時、それぞれの場合に同じ環境条件であっても、ＤＣバイアス値あるいはＡＣバイアス値の大きさを制御することを特徴とする。
【００８０】
上記構成により、文字画像の多いファクシミリモードや、文字モードなど、実際には多少の帯電ムラがあっても画像濃度への影響が小さいと判断される場合には、同じ環境条件であっても、帯電バイアスを感光ドラムへの放電生成物付着が小さいように制御することが出来る。逆に、高解像モードや写真モードなど、高い帯電・濃度均一性が求められる場合には、放電生成物付着を一時的に多少犠牲にしても帯電均一性を高めるように制御することが可能である。
【００８１】
したがって、感光ドラムへの放電生成物付着による画像流れ防止と、帯電・濃度均一性の制御を、環境条件と画像モードによって最適な状態に制御することが可能である。
【００８２】
また請求項６に記載の発明は、前記接触式帯電部材は、ローラ状、ブレード状、シート状あるいはブラシから形成されていることを特徴とする。
【００８３】
上記構成において、本発明においては、像担持体に残留したトナーなどの現像剤や添加剤を除去する為のブレード状の清掃部材を持たない画像形成装置であるため、特に上記現像剤や添加剤を除去する効果の少ない帯電部材に対して上記の効果をより大きなものにすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に関る転写ベルトと帯電ローラを用いた画像形成装置の概略断面図。
【図２】ＤＣ帯電バイアスによるＤＣバイアスと感光ドラム表面電位の関係を示す図。
【図３】ＡＣ＋ＤＣ帯電バイアスによるＤＣ成分バイアスと感光ドラム表面電位の関係を示す図。
【図４】ＤＣ帯電、ＡＣ＋ＤＣ帯電バイアスによる感光ドラム表面の削れ量を示す図。
【図５】本発明の実施例１における水分量によるバイアス制御例と、ＡＣ帯電、ＤＣ帯電の各環境下における画像流れと画像濃度ムラの発生状況。
【図６】本発明の実施例２における水分量によるバイアス制御例と、ＡＣ帯電の各環境下における画像流れと画像濃度ムラの発生状況。
【図７】本発明の実施例３における水分量によるバイアス制御例。
【図８】本発明の実施例４における水分量によるバイアス制御例。
【図９】従来の転写ベルトを用いた画像形成装置の概略断面図。
【符号の説明】
１感光ドラム
２一次帯電ローラ
３画像露光（レーザなど）
４現像器
５クリーナ
１２転写部材（バイアスローラ）
１５前露光
２０転写バイアス電源
２１一次帯電バイアス電源
２２一次帯電バイアス制御回路
２３環境センサ（温湿度センサ）

Claims

像担持体と、該像担持体に接触してその表面を帯電させる接触式帯電部材と、該接触式帯電部材に帯電バイアスを印加する手段とを有し、該像担持体に残留したトナーなどの現像剤や添加剤を除去する為のブレード状の清掃部材を持たない画像形成装置において、
画像形成装置内部あるいは近傍の温湿度などの環境条件を検知し、その結果に応じて、接触式帯電部材に印加するバイアスをＤＣとＡＣ＋ＤＣのどちらかに切り替えることを特徴とする画像形成装置。
上記環境条件とは、画像形成開始時の装置内部あるいは近傍の温湿度や空気中の水分量などのデータ、あるいは画像形成開始時点から所定時間さかのぼった時間から画像形成再開時までの複数あるいは連続したデータであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
環境条件が高湿度側の場合には、接触式帯電部材に印加するバイアスをＤＣとするいわゆるＤＣ帯電、低湿度側ではＤＣにＡＣを重畳させるいわゆるＡＣ帯電となるように切り替えることを特徴とする請求項１〜２に記載の画像形成装置。
接触式帯電部材に印加するバイアスをＤＣとするいわゆるＤＣ帯電が選択された時、あるいはＤＣにＡＣを重畳させるいわゆるＡＣ帯電が選択された時、それぞれの場合にさらに前記環境条件によってＤＣバイアス値あるいはＡＣバイアス値の大きさを制御することを特徴とする請求項１〜３に記載の画像形成装置。
画像形成装置がデジタル方式であり、かつコピー、ファクシミリ、プリンタなど複数の画像形成モードをもつマルチファンクションタイプである場合や、複数の画像モード（文字モード、写真モードなど）や解像度切り替え手段を有する場合には、
上記画像形成モード、画像モード、解像度などの条件に応じて、ＤＣ帯電とＡＣ帯電の切り替える環境条件を異なるように制御すること、
あるいはまた、ＤＣ帯電が選択された時あるいはＡＣ帯電が選択された時、それぞれの場合に同じ環境条件であっても、ＤＣバイアス値あるいはＡＣバイアス値の大きさを制御することを特徴とする請求項１〜４に記載の画像形成装置。
前記接触式帯電部材は、ローラ状、ブレード状、シート状あるいはブラシから形成されていることを特徴とする前記請求項１〜５に記載の画像形成装置。