JP2015118204A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体に対して非接触の帯電手段の汚れを抑制しつつ、長期に亘って良好な帯電性能を維持できる。
【解決手段】帯電ローラ４１に印加する帯電電圧を制御する電圧制御手段としての帯電電圧印加制御手段６２と、微小ギャップＧの変化に関するギャップ情報を取得するギャップ情報取得手段６３とを備え、ギャップ情報取得手段６３によって取得したギャップ情報に基づいて、帯電電圧印加制御手段６２によって帯電電圧を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を用いたプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置では、帯電部材として、オゾン発生量が少ない帯電ローラ方式を採用するものが多い。高画質化への要求から、帯電ローラに帯電電流が十分に流れ帯電電位の安定する交流電圧を印加するものも多くなってきている。帯電ローラが像担持体の感光体と接触しているものがあり、感光体に転写紙や中間転写体へトナー像を転写した後の表面に付着した不必要な転写残トナーはクリーニング装置によって除去している。このクリーニング装置のクリーニング部材として、一般的に構成を簡単にでき、クリーニング性能も優れていることから、短冊形状のクリーニングブレードを用いたものがよく知られている。このクリーニングブレードを通過する感光体上のトナーや添加剤等の付着物が、感光体表面と接触している帯電ローラの表面に付着して汚れる。帯電ローラの表面に汚れが蓄積されると、帯電ローラ抵抗が上昇して、帯電不良による筋画像等の異常画像が発生する。そのために、帯電ローラ表面の付着物を除去するスポンジローラやブラシローラ等の帯電ローラのクリーニング部材が設けられている。

また、帯電ローラを感光体と微小ギャップをもって対向させているものがある。感光体と帯電ローラとを非接触状態にすることで、感光体上のトナー、付着物が付着しにくくし、帯電ローラの長寿命化を狙っている。この微小ギャップをより大きくすることで、感光体上の付着物がより一層付着しにくくなる。しかし、微小ギャップが大きくなるにつれ帯電ローラと感光体との間の電界は弱くなるので、均一な帯電を行って異常画像の発生を抑えられることからは好ましくない。帯電ローラの汚れ抑制と帯電性能の維持との両立を図ることは難しい。

特許文献１の画像形成装置では、感光体ドラムと帯電ローラとの間のギャップを狙いの値で一定に維持することで、帯電ローラの汚れ抑制と帯電性能の維持との両立を図っている。一定の厚みを有するローラ形状のギャップ形成部材を帯電ローラの両端に配置し、ギャップ形成部材のローラ面を感光体ドラムの非画像形成領域のローラ面に当接させて感光体ドラムと帯電ローラとの間に、狙いのギャップを規定している。これにより、感光体ドラム上の付着物がそのギャップをすり抜けて帯電ローラの表面への付着を抑制できるとともに均一な帯電を行うことができる。

しかしながら、上記特許文献１の画像形成装置では、帯電ローラとの対向位置より感光体ドラムの回転方向上流側に感光体ドラムのクリーニング部材としてクリーニングブレードが配置されている。このクリーニングブレードのエッジ部は感光体ドラムに圧接されており、感光体ドラム上の付着物をクリーニングしている。このクリーニングブレードのエッジ部は、経時で感光体ドラムの回転時間とともに摩耗して感光体ドラム上のトナーや添加剤等のすり抜けが増加するため、微小ギャップをもって対向している帯電ローラでもその表面に付着するトナーや添加剤等の汚れが増大する。帯電ローラに付着物が蓄積されると、やがて、帯電ローラ表面の汚れによる帯電不良が発生し、異常画像の発生する虞がある。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、像担持体に対して非接触の帯電手段の汚れを抑制しつつ、長期に亘って良好な帯電性能を維持できる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と、該像担持体に対して微小ギャップを介して非接触配置され、電圧が印加されて前記像担持体を帯電する帯電手段とを備えた画像形成装置において、前記帯電手段に印加する電圧を制御する電圧制御手段と、前記微小ギャップの変化に関するギャップ情報を取得するギャップ情報取得手段とを備え、該ギャップ情報取得手段によって取得した前記ギャップ情報に基づいて、前記電圧制御手段によって帯電電圧を制御することに特徴がある。

本発明によれば、像担持体に対して非接触の帯電手段の汚れを抑制しつつ、長期に亘って良好な帯電性能を維持できるという特有な効果が得られる。

本実施形態における画像形成装置であるプリンタ１００を示す概略構成図である。 プリンタ１００が備えるプロセスカートリッジ１２１を示す概略構成図である。 従来における感光体とクリーニングブレードと帯電ローラとの部分拡大図である。 本実施形態における感光体とクリーニングブレードと帯電ローラとの部分拡大図である。 感光体と帯電ローラとの正面模式図である。 帯電ローラ４１に印加する交流電圧Ｖ_ｐ−ｐを固定した場合の感光体１０と帯電ローラ４１との間のギャップと帯電電流との関係を示す特性図である。

はじめに、本発明に係る画像形成装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態における画像形成装置であるプリンタ１００を示す概略構成図である。プリンタ１００は、フルカラー画像を形成するものであって、画像形成部１２０、中間転写装置１６０及び給紙部１３０から主として構成されている。なお、以下の説明において、添え字Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、それぞれ、イエロー用、シアン用、マゼンタ用、ブラック用の部材であることを示すものである。

画像形成部１２０には、図中左側から順に、イエロー用のプロセスカートリッジ１２１Ｙ、シアン用のプロセスカートリッジ１２１Ｃ、マゼンタ用のプロセスカートリッジ１２１Ｍ、ブラック用のプロセスカートリッジ１２１Ｋが設けられている。これらのプロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、略水平方向に並べて配置されている。

中間転写装置１６０には、複数の支持ローラに掛け渡された中間転写体である無端状の中間転写ベルト１６２と、一次転写ローラ１６１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）と、二次転写ローラ１６５とから主に構成されている。中間転写ベルト１６２は、各プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の上方で、各プロセスカートリッジに設けられた表面移動する像担持体である潜像担持体としてのドラム状の感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の表面移動方向に沿って配置されている。中間転写ベルト１６２は、感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の表面移動に同期して表面移動する。また、各一次転写ローラ１６１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、中間転写ベルト１６２の内周面側に配置されている。これらの一次転写ローラ１６１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）により中間転写ベルト１６２の下側に位置する外周面（表面）が各感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の外周面（表面）に弱圧接している。

各感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト１６２に転写する構成及び動作は、各プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）について実質的に同一である。ただし、カラー用の３つのプロセスカートリッジ１２１Ｙ，Ｃ，Ｍに対応した一次転写ローラ１６１Ｙ，Ｃ，Ｍについてはこれらを上下に揺動させる図示しない揺動機構が設けられている。揺動機構は、カラー画像が形成されないときに感光体１０Ｙ，Ｃ，Ｍに中間転写ベルト１６２を接触させないように動作する。

中間転写ユニットである中間転写装置１６０は、プリンタ１００の本体から着脱自在に構成されている。具体的には、プリンタ１００の画像形成部１２０を覆っている図１中の紙面手前側の前カバー（不図示）を開き、中間転写装置１６０を図１中の紙面奥側から手前側へスライドさせる。これにより、プリンタ１００の本体から中間転写装置１６０を取り外すことができる。中間転写装置１６０をプリンタ１００の本体に装着する場合には、取り外し作業とは逆の作業をすればよい。また、中間転写ベルト１６２における二次転写ローラ１６５よりも表面移動方向下流側であってイエロー用のプロセスカートリッジ１２１Ｙの上流側には中間転写ベルトクリーニング装置１６７を設けている。中間転写ベルトクリーニング装置１６７は、二次転写後の残留トナー等の中間転写ベルト１６２上に付着した付着物を除去する。中間転写ベルトクリーニング装置１６７は、中間転写ベルト１６２と一体に支持された状態で中間転写装置１６０として、プリンタ１００本体に対して着脱自在に構成されている。

中間転写装置１６０の上方には、各プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）に対応したトナーカートリッジ１５９（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）が略水平方向に並べて配置されている。
また、プロセスカートリッジ１２１（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の下方には、帯電された感光体１０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置１４０が配置されている。また、露光装置１４０の下方には、給紙部１３０が配置されている。給紙部１３０には、記録材としての転写紙を収容する給紙カセット１３１及び給紙ローラ１３２が設けられている。給紙部１３０から、レジストローラ対１３３を経て中間転写ベルト１６２と二次転写ローラ１６５との間の二次転写ニップ部に向けて所定のタイミングで転写紙を給紙する。二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には定着装置９０が配置されており、この定着装置９０の転写紙搬送方向下流側には、排紙ローラ及び排紙された転写紙を収納する排紙収納部が配置されている。

図２は、プリンタ１００が備えるプロセスカートリッジ１２１を示す概略構成図である。ここで、各プロセスカートリッジ１２１の構成はほぼ同様であるので、以下の説明では色分け用の添え字（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）を省略して、プロセスカートリッジ１２１の構成及び動作について説明する。プロセスカートリッジ１２１は、感光体１０と、感光体１０の周りに配置された感光体クリーニング装置３０、帯電装置４０及び現像装置５０とを備えている。

感光体クリーニング装置３０は、感光体１０の回転軸方向に長尺な弾性部材であるクリーニングブレード５と、排出スクリュ４３とから主に構成されている。クリーニングブレード５におけるその長尺方向に延びる一辺（当接辺）をエッジ部として感光体１０の表面に押しつけて、感光体１０表面上の転写残トナー等の不要な付着物を引き離し除去する。除去されたトナーは、排出スクリュ４３によって感光体クリーニング装置３０の外に排出される。

また、帯電装置４０は、感光体１０の表面に微小ギャップＧをもって対向するように配置された帯電ローラ４１と、この帯電ローラ４１に当接して回転する帯電ローラクリーナ４２とから主として構成されている。帯電ローラ４１には、帯電電圧印加手段６１によって帯電電圧が印加されている。この帯電電圧は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧であるが、交流電圧のみ、あるいは直流電圧のみでもよい。帯電電圧印加制御手段６２は、ギャップ情報取得手段６３によって取得した微小ギャップＧの変化に関するギャップ情報に基づいて帯電電圧印加手段６１に制御信号を供給することで帯電ローラ４１に印加する電圧を調整する。感光体１０に流れる帯電電流を制御でき、感光体１０の表面の摩耗速度を制御している。これにより、感光体１０と帯電ローラ４１との間の微小ギャップＧの拡大速度を制御できる。よって、帯電ローラ４１の汚れを抑制しながら、感光体１０の膜寿命を最大限長くすることが可能となり、感光体周りのユニットの長寿命化が可能となる。

また、現像装置５０は、現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ５１と、現像剤収容部に収容された現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌スクリュ５２と、攪拌された現像剤を現像ローラ５１に供給しながら搬送する供給スクリュ５３と、から主として構成されている。現像装置５０では、攪拌スクリュ５２によって現像剤収容部に収容された現像剤を攪拌しながら搬送し、攪拌された現像剤を供給スクリュ５３によって現像ローラ５１に供給しながら搬送する。現像ローラ５１では、感光体１０の表面にトナーを供給して静電潜像を可視像化する。

以上のような構成を有する４つのプロセスカートリッジ１２１は、それぞれ単独でサービスマンやユーザにより着脱・交換が可能となっている。また、プリンタ１００から取り外した状態のプロセスカートリッジ１２１については、感光体１０、帯電装置４０、現像装置５０、感光体クリーニング装置３０が、それぞれ単独で新しい装置との交換が可能に構成されている。なお、プロセスカートリッジ１２１は、感光体クリーニング装置３０で回収した転写残トナーを回収する廃トナータンクを備えていてもよい。この場合、更に、プロセスカートリッジ１２１において廃トナータンクが単独で着脱・交換が可能な構成とすれば利便性が向上する。

次に、プリンタ１００の動作について図１及び図２を用いて説明する。
プリンタ１００では、不図示のオペレーションパネルやパーソナルコンピュータ等の外部機器からプリント命令を受け付けると、先ず、感光体１０を図２中の矢印Ａの方向に回転させる。そして、帯電装置４０の帯電ローラ４１によって感光体１０の表面を所定の極性に帯電させる。帯電後の感光体１０に対し、露光装置１４０は、入力されたカラー画像データに対応して光変調された例えばレーザービーム光Ｌを色ごとに照射し、これによって各感光体１０の表面にそれぞれ各色の静電潜像を形成する。各静電潜像に対し、各色の現像装置５０の現像ローラ５１から各色の現像剤を供給し、各色の静電潜像を各色の現像剤で現像し、各色に対応したトナー像を形成して可視像化する。

次に、一次転写ローラ１６１にトナー像と逆極性の転写電圧を印加する。これにより、中間転写ベルト１６２を挟んで感光体１０と一次転写ローラ１６１との間に一次転写電界を形成し、一次転写ローラ１６１で中間転写ベルト１６２を弱圧接することで一次転写ニップを形成する。これらの作用により、各感光体１０上のトナー像は中間転写ベルト１６２上に効率よく一次転写される。中間転写ベルト１６２上には、各感光体１０で形成された各色のトナー像が互いに重なり合うように転写され、積層トナー像が形成される。

中間転写ベルト１６２上に一次転写された積層トナー像は、給紙カセット１３１内に収容されている転写紙が給紙ローラ１３２やレジストローラ対１３３等を経て所定のタイミングで給送される。そして、二次転写ローラ１６５にトナー像と逆極性の転写電圧を印加することにより、転写紙を挟んで中間転写ベルト１６２と二次転写ローラ１６５との間に二次転写電界を形成し、転写紙上に積層トナー像が転写される。積層トナー像が転写された転写紙は定着装置９０に送られ、熱及び圧力で定着される。トナー像が定着された転写紙は、排紙ローラによって排紙収納部１３５に排出、載置される。一方、一次転写後の各感光体１０上に残留する転写残トナーは、各クリーニング装置のクリーニングブレード５によって掻き取られ、除去される。

次に、本発明の特徴部である帯電装置４０について図面を用いて説明する。
図３は従来における感光体とクリーニングブレードと帯電ローラとの部分拡大図である。図３の帯電ローラ４１は、高寿命化を狙い、感光体１０と微小ギャップＧをもって対向して設けられている。帯電ローラ４１には、直流電圧の交流電圧を重畳して印加されている。帯電ローラ４１が感光体１０と微小ギャップＧをもって対向しているため、感光体１０上の転写残トナーＴ、添加剤等の付着物が付着しにくくなり、長寿命化が図れる。しかし、感光体の回転時間とともに、クリーニングブレード５のエッジ部が摩耗して、転写残トナー、添加剤等のすり抜けが増加する。すると、微小ギャップＧをもって対向した帯電ローラ４１でも、帯電ローラ４１の表面に付着する転写残トナーＴや添加剤等の付着物が増加し、帯電ローラ４１の表面に付着物が蓄積されると、やがて帯電不良による異常画像が発生する。なお、帯電ローラ４１に直流電圧の交流電圧を重畳して印加しているが、交流電圧のみ、あるいは直流電圧のみでもよい。

図４は本実施形態における感光体とクリーニングブレードと帯電ローラとの部分拡大図である。図５は感光体と帯電ローラとの正面模式図である。
図４の帯電ローラ４１は、高寿命化を狙い、感光体１０と微小ギャップＧをもって対向して設けられている。帯電ローラ４１には、直流電圧に交流電圧を重畳して印加されている。この結果、感光体１０では、ギャップＧが形成されている箇所で放電が生起され、酸化による化学破壊されていき、感光体１０の表面は経時で摩耗していく。図５中の点線で示す感光体１０の表面における正面方向からみた位置が図５中の実線で示す位置に移動している。このように、感光体１０と帯電ローラ４１との間の微小ギャップＧは、電圧の印加時間とともに拡大されている。クリーニングブレード５のエッジ部は感光体の回転時間とともに摩耗し、トナー等の付着物のすり抜けが増加する。ところが、感光体１０と帯電ローラ４１との間の微小ギャップＧが、電圧の印加時間とともに拡大されていく。この結果、図４に示すように、クリーニングブレード５をすり抜けた転写残トナーＴ、添加剤等の付着物は、帯電ローラ４１の表面に付着しにくくなり、帯電ローラ４１表面の汚れは抑制される。よって、帯電ローラ表面の汚れによる帯電不良を抑制することができる。そして、後述する感光体の膜厚検知による検知結果に基づいて帯電ローラと感光体のギャップ情報を取得し、そのギャップ情報に基づいて、帯電電圧印加制御手段６２によって帯電電圧印加手段６１に制御信号を供給する。これにより、帯電ローラ４１に印加する電圧を調整する。具体的には、帯電電圧が直流電圧に交流電圧を重畳した電圧である場合は、直流電圧又は交流電圧の電圧値を調整する。この結果、感光体１０に流れる帯電電流を制御でき、感光体の表面の摩耗速度を制御することができる。これにより、感光体１０と帯電ローラ４１との間の微小ギャップＧの拡大速度を制御できる。よって、帯電ローラ４１表面の汚れを抑制しながら、感光体の膜寿命を最大限長くすることが可能となり、感光体周りのユニットの長寿命化が可能となる。

なお、感光体１０と帯電ローラ４１との微小ギャップＧが拡大されていく他の要因として、以下のことが考えられる。感光体１０表面上の転写残トナー等の不要な付着物を引き離し除去するために、帯電ローラ４１との微小ギャップＧの位置より感光体の回転方向上流側に設けられているクリーニングブレード５のエッジ部が感光体１０の表面に押しつけられている。この結果、感光体１０の表面は摩耗する。また、微小ギャップＧにおいて生起する放電によって生成された放電生成物をクリーニングする。このため、図示していないクリーニングブレードが微小ギャップＧの位置より感光体の回転方向下流側に設けられ、このクリーニングブレードの感光体１０の表面に押しつけられている。この結果、感光体１０の表面は摩耗する。更に、感光体１０の表面から帯電ローラ４１の表面に付着した付着物や、放電によって生成された放電生成物をクリーニングする帯電ローラクリーニングブレードによって帯電ローラ４１の表面は摩耗する。

図６は、帯電ローラ４１に印加する交流電圧Ｖ_ｐ−ｐを固定した場合の感光体１０と帯電ローラ４１との間のギャップと帯電電流との相関関係を示す特性図である。この実験等で予め得られた相関関係からわかるように、感光体１０と帯電ローラ４１との間の微小ギャップＧが増加するとともに帯電電流は減少する。つまり、後述するような原理で感光体１０の膜厚の減少とともに帯電電流は減少する。このため、帯電電流を計測することで、計測した帯電電流と図６の相関関係とに基づいて感光体１０と帯電ローラ４１との間の微小ギャップＧの大きさを検知することができる。図６のＶＩ特性において、計測した帯電電流から帯電ローラ４１と感光体１０との微小ギャップＧの大きさを検知することができる。

次に、感光体１０の膜厚検知によって感光体１０と帯電ローラ４１との間の微小ギャップＧの大きさを検知する原理について説明する。
図示していない膜厚検知手段によって感光体の膜厚に関する情報を検知する。膜厚検知手段には電流検知手段が接続されている。帯電ローラは、感光体の膜厚検知用の電極部材として兼用されている。帯電ローラに印加する帯電電圧は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧である。膜厚検知手段は、感光体の電荷を除去した状態から帯電したときに、感光体を流れる電流から感光体の膜厚を検出する。電荷を除去する手段として除電器を用いて、感光体の電位をゼロに設定した状態で電流検知を行う。感光体の表面電位を０［Ｖ］から所定の電圧Ｖｄ［Ｖ］に上昇させるとき、あるいは所定の電圧Ｖｄ［Ｖ］から０［Ｖ］に下降させるときに、感光体に流れる直流電流Ｉ_ＤＣは、Ｉ_ＤＣ＝ε・ε０・Ｌ・ｖｐ・Ｖｄ／ｄの関係式で表される。なお、感光体１０の膜厚をｄ、比誘電率をε、真空中の誘電率をε０、一次帯電ローラの有効帯電幅をＬ、プロセススピードをｖｐとする。ここで、ε、ε０、Ｌ、ｖｐ、Ｖｄは定数とみなすことができるので、直流電流Ｉ_ＤＣは、感光体の膜厚ｄに反比例する。直流電流Ｉ_ＤＣを測定することにより感光体の膜厚ｄを検知することができる。そして、帯電ローラと感光体との軸間距離が一定であることから、感光体の膜厚ｄの変化（減少）により感光体と帯電ローラとの間の微小ギャップＧの大きさを検知することができる。

なお、帯電ローラ４１の抵抗層材質が、樹脂材質により構成されている。このために、温度変化や湿度変化による外径変化が少なく、温度変化や湿度変化による微小ギャップＧの変動が小さくなり、安定して感光体を帯電することができる。また、クリーニングブレード５は、エッジ部が感光体１０の回転方向下流側に引き込まれてカット面が感光体１０へ接触することがなく、感光体１０と当接するエッジ部が、変形して、エッジ稜線を含んだ感光体対向面が感光体１０の表面と接触する。こうした接触状態では、クリーニングブレードの接触部に楔形状の形成が抑制されるので、トナー等の付着物のすり抜けを抑制でき、クリーニング性能が向上する。

また、クリーニングブレード５は、エッジ部の硬度が高く、エッジ部が変形しにくいため、エッジ部と感光体１０との接触面積が小さくなる。この結果、エッジ部の感光体１０への当接面圧が大きくなり、トナーせき止め性能が向上する。これにより、クリーニングブレードでせき止めたトナーがエッジ部をすり抜けることを抑制できる。

また、クリーニングブレード５のエッジ部におけるエッジ層に使用されるような高硬度の材質は、永久延びが大きく、感光体１０との長期の接触による経時での塑性変形（へたり）によるクリーニング圧の低下が大きくなり、長期にわたってクリーニング性能を維持することが困難である。本実施形態による画像形成装置のクリーニングブレードは、複数層の構成となり、バックアップ層の１００％モジュラス値が低い、すなわち低硬度である。ここで、１００％モジュラス値とは、弾性ゴムの試験片に１００％伸びを与えたときの引張応力であり、一般的にゴムの弾性変形し難さ（硬さ）を示す指標値に用いられるものである。感光体との長期の接触による経時での塑性変形（へたり）によるクリーニング圧低下が少ない。そのため、長期にわたって、良好なクリーニング性能を維持し、クリーニング不良の発生を防止可能となる。

また、クリーニングブレード５のクリーニング性能、クリーニングブレード５のヘタリ寿命を考慮して、従来の単層のクリーニングブレードは、１００％モジュラス値が５［Ｍｐａ］以下のウレタンゴム材料を使用することが一般的である。感光体１０の表面と接触するエッジ部を形成する材料の、２３［℃］における１００％モジュラスの値が６［ＭＰａ］〜１２［ＭＰａ］とする。これによって、クリーニングブレードのエッジ部が変形して接触面積が広くなることを抑制して、従来の単層ブレードよりも、良好なクリーニング性能を得ることができる。

また、クリーニングブレード５のエッジ部に用いるゴム材料としては、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満のものを用いる。これにより、通常オフィスで想定される１０［℃］という低温環境でも、エッジ部がゴム材料として機能し、所望のクリーニング性を得ることできる。また、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満のゴム材料としては、ｔａｎδピーク温度が５［℃］未満の材料であれば５［℃］以上の環境下、ｔａｎδピーク温度が−２０［℃］未満の材料であれば−２０［℃］以上の環境下、でエッジ部がゴム材料として機能し、所望のクリーニング性を得ることができる。すなわち、エッジ層に用いるゴム材料のｔａｎδピーク温度の値が低ければ低いほどより低温環境下での使用が可能になる。

また、画像形成部１２０が、図２に示すように、感光体１０を含み、感光体クリーニング装置３０、帯電装置４０、現像装置５０の少なくとも一つを含むプロセスカートリッジであることによって、画像形成部１２０が一体化されて、セット性（装着性）、メインテナンス性が良くなる。更に、一体化することにより、感光体クリーニング装置３０のクリーニング部材、帯電装置４０の帯電部材、現像装置５０の現像部材等の感光体に対する位置精度が良くなる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
像担持体などの感光体１０と、感光体１０に対して微小ギャップＧを介して非接触配置され、電圧が印加されて感光体１０を帯電する帯電手段などの帯電ローラ４１とを備えた画像形成装置において、帯電ローラ４１に印加する電圧を制御する電圧制御手段などの帯電電圧印加制御手段６２と、微小ギャップＧの変化に関するギャップ情報を取得するギャップ情報取得手段６３とを備え、ギャップ情報取得手段６３によって取得したギャップ情報に基づいて、帯電電圧印加制御手段６２によって帯電電圧を制御する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、感光体１０では、微小ギャップＧに生起する放電によって酸化して化学破壊されていき、感光体１０の表面が摩耗していく。帯電ローラ４１に印加する電圧を制御し、感光体１０に流れる帯電電流を制御できる。この感光体１０に流れる帯電電流を制御することで、微小ギャップＧに生起する放電の強さが変わる。具体的には、放電の強さを大きくすることで、感光体１０の表面の摩耗を進ませ微小ギャップＧを拡大させる。感光体１０上のトナーや添加剤等の付着物が微小ギャップＧをすり抜けやすくなることで、帯電ローラ４１は付着物を捉えにくくなる。帯電ローラ４１の汚れの進行も制御することができる。ギャップ情報取得手段６３によって取得したギャップ情報に基づいて帯電電圧印加制御手段６２が帯電電圧を制御することで、感光体１０表面の摩耗の進行度合いに合せながら微小ギャップを狙いの値から遠くならないようにする。これにより、良好な帯電性能を維持できる。よって、帯電ローラ表面の汚れによる帯電不良の発生を抑制しながら、帯電ローラの良好な帯電性能を最大限長くすることが可能となる。
（態様２）
（態様１）において、ギャップ情報取得手段６３は、感光体１０の表面膜厚に基づき微小ギャップＧを求めてギャップ情報を取得する。これによれば、上記実施形態について説明したように、均一な帯電を維持し異常画像の発生を抑えられる。
（態様３）
（態様２）において、感光体１０の表面膜厚は、感光体１０に流れる帯電電流を検知し、検知した帯電電流及び帯電電流と感光体１０の表面膜厚との相関関係に基づいて求める。これによれば、上記実施形態について説明したように、計測した帯電電流から微小ギャップＧの大きさを検知することができる。これにより、感光体１０表面の摩耗の進行度合いに合せながら微小ギャップを狙いの値から遠くならないように帯電電圧を制御する。これにより、良好な帯電性能を維持でき、均一な帯電を維持し異常画像の発生を抑えられる。
（態様４）
（態様１）〜（態様３）のいずれかにおいて、帯電ローラ４１に印加する電圧は、交流電圧である。これによれば、上記実施形態について説明したように、交流電圧を印加することにより、効果的に感光体１０の膜を摩耗させて、ギャップ拡大を促進させることができる。
（態様５）
（態様１）〜（態様４）のいずれかにおいて、帯電ローラ４１が抵抗層を備え、抵抗層の材質が樹脂材質により形成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、温度変化や湿度変化による外径変化が少なく、温度変化や湿度変化による微小ギャップＧの変動が小さくなり、安定して感光体１０を帯電することができる。
（態様６）
（態様１）〜（態様５）のいずれかにおいて、転写後の感光体１０の表面にエッジ部を当接させて感光体１０上の付着物を除去するクリーニングブレード５を備えた感光体クリーニング装置３０を有し、クリーニングブレード５は、少なくとも、感光体１０の表面と当接するエッジ部を含む、感光体１０の表面と対向する面が感光体１０の表面と接触しながら、感光体１０の表面を移動する。これによれば、上記実施形態について説明したように、クリーニングブレード５は、エッジ部の硬度が高く、エッジ部が変形しにくいすることで、エッジ部と感光体１０との接触面積が小さくなり、エッジ部の感光体１０への当接面圧が大きくなり、トナーせき止め性能が向上する。この結果、クリーニング性能が向上する。これにより、クリーニングブレードでせき止めたトナーがエッジ部をすり抜けることを抑制できる。
（態様７）
（態様６）において、クリーニングブレード５は、複数の層を積層した構造であり、複数の層のうち感光体１０に当接するエッジ部を備えるエッジ層は、他の層に比べて１００％モジュラス値が大きい材質によって形成される。これによれば、上記実施形態について説明したように、感光体１０との長期の接触による経時での塑性変形によるクリーニング圧低下が少ない。そのため、長期に亘って、良好なクリーニング性能を維持し、クリーニング不良の発生を抑制可能となる。
（態様８）
（態様７）において、クリーニングブレード５の感光体１０と接触するエッジ層を形成する材料の、２３［℃］における１００％モジュラスの値が６［ＭＰａ］〜１２［ＭＰａ］である。これによれば、上記実施形態について説明したように、クリーニングブレード５のエッジ部が変形して接触面積が広くなることを抑制して、従来の単層ブレードよりも、良好なクリーニング性能を得ることができる。
（態様９）
（態様７）又は（態様８）において、クリーニングブレード５のエッジ層を形成する材料の、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満である。これによれば、上記実施形態について説明したように、通常オフィスで想定される１０［℃］という低温環境でも、エッジ部がゴム材料として機能し、所望のクリーニング性を得ることできる。
（態様１０）
（態様１）〜（態様９）のいずれかにおいて、作像ユニットなどの画像形成部１２０として、感光体１０を含み、感光体クリーニング装置３０、帯電装置４０、現像装置５０のうち少なくとも一つを含むプロセスカートリッジ１２１である。これによれば、上記実施形態について説明したように、画像形成部１２０が、感光体１０を含み、感光体クリーニング装置３０、帯電装置４０、現像装置５０の少なくとも一つを含むプロセスカートリッジ１２１であることによって、画像形成部１２０が一体化されて、セット性、メインテナンス性が良くなる。更に、一体化することにより、感光体クリーニング装置３０のクリーニング部材、帯電装置４０の帯電部材、現像装置５０の現像部材等の感光体に対する位置精度が良くなる。

５ クリーニングブレード
１０ 感光体
３０ 感光体クリーニング装置
４０ 帯電装置
４１ 帯電ローラ
４２ 帯電ローラクリーナ
５０ 現像装置
６１ 帯電電圧印加手段
６２ 帯電電圧印加制御手段
６３ 微小ギャップ情報取得手段
１００ プリンタ
１２０ 画像形成部
１２１ プロセスカートリッジ
１３０ 給紙部
１４０ 露光装置
１６０ 中間転写装置
Ｇ 微小ギャップ
Ｔ 転写残トナー

特開２００９−１４５７６８号公報

Claims (10)

1. 像担持体と、該像担持体に対して微小ギャップを介して非接触配置され、電圧が印加されて前記像担持体を帯電する帯電手段とを備えた画像形成装置において、
   前記帯電手段に印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
   前記微小ギャップの変化に関するギャップ情報を取得するギャップ情報取得手段とを備え、
   該ギャップ情報取得手段によって取得した前記ギャップ情報に基づいて、前記電圧制御手段によって帯電電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記ギャップ情報取得手段は、前記像担持体の表面膜厚に基づき前記微小ギャップを求めて前記ギャップ情報を取得することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記像担持体の表面膜厚は、前記像担持体に流れる帯電電流を検知し、検知した前記帯電電流及び前記帯電電流と前記像担持体の表面膜厚との相関関係に基づいて求めることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記帯電手段に印加する電圧は、交流電圧であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記帯電手段が抵抗層を備え、抵抗層の材質が樹脂材質により形成されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに画像形成装置において、
   転写後の前記像担持体の表面にエッジ部を当接させて前記像担持体上の付着物を除去するクリーニングブレードを備えた感光体クリーニング装置を有し、前記クリーニングブレードは、少なくとも、前記像担持体の表面と当接するエッジ部を含む、前記像担持体の表面と対向する面が前記像担持体の表面と接触しながら、前記像担持体の表面を移動することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６記載の画像形成装置において、
   前記クリーニングブレードは、複数の層を積層した構造であり、該複数の層のうち前記像担持体に当接するエッジ部を備えるエッジ層は、他の層に比べて１００％モジュラス値が大きい材質によって形成されることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項７記載の画像形成装置において、
   前記クリーニングブレードの前記像担持体と接触するエッジ層を形成する材料の、２３［℃］における１００％モジュラスの値が６［ＭＰａ］〜１２［ＭＰａ］であることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項７又は８に記載の画像形成装置において、
   前記クリーニングブレードの前記エッジ層を形成する材料の、ｔａｎδピーク温度が１０［℃］未満であることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置において、
    作像ユニットとして、前記像担持体を含み、感光体クリーニング装置、帯電装置、現像装置、感光体クリーニング装置のうち少なくとも一つを含むプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。

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