JP2020170126A - 帯電装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経時で帯電ローラに供給するＡＣ電圧が低下してしまっても地汚れなどの異常画像を生じにくくする。【解決手段】感光体ドラム１１（像担持体）に対して回転しながら当接する帯電ローラ１２と、帯電ローラ１２にＡＣ電圧とＤＣ電圧とを供給する電源部７５（電圧供給部）と、が設けられている。そして、帯電ローラ１２に供給するＡＣ電圧のピーク電圧Ｖｐｐの絶対値が所定値Ｘ以下になったときに、帯電ローラ１２に供給するＤＣ電圧Ｖｃの絶対値が増加するように電源部７５が制御されている。【選択図】図２

Description

この発明は、感光体ドラムなどの像担持体の表面を帯電する帯電装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、感光体ドラム（像担持体）を帯電する帯電ローラを設ける技術が広く知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
詳しくは、帯電ローラは、感光体ドラムに対して回転しながら当接するように配置されていて、所定の帯電バイアスが印加されることで、感光体ドラムの表面を帯電する。

一方、特許文献１等には、帯電ローラに印加する帯電バイアスとして、ＡＣ電圧（交流電圧）とＤＣ電圧（直流電圧）とを重畳したものを用いる技術が開示されている。

従来の技術は、帯電ローラにＡＣ電圧とＤＣ電圧とを供給しているため、像担持体（感光体ドラム）が良好に帯電される効果が期待できる。
しかし、経時で帯電ローラの表面粒子が削れて抵抗が低下することなどにより、帯電ローラに供給するＡＣ電圧のピーク電圧が低下してしまう不具合が発生してしまっていた。そして、そのように、経時でＡＣ電圧が大きく低下してしまうと、像担持体に形成する画像に地汚れなどの異常画像が発生してしまっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、経時で帯電ローラに供給するＡＣ電圧が低下してしまっても地汚れなどの異常画像が生じにくい、帯電装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明における帯電装置は、像担持体に対して回転しながら当接する帯電ローラと、前記帯電ローラにＡＣ電圧とＤＣ電圧とを供給する電圧供給部と、を備え、前記帯電ローラに供給するＡＣ電圧のピーク電圧の絶対値が所定値以下になったときに、前記帯電ローラに供給するＤＣ電圧の絶対値が増加するように前記電圧供給部が制御されるものである。

本発明によれば、経時で帯電ローラに供給するＡＣ電圧が低下してしまっても地汚れなどの異常画像が生じにくい、帯電装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 プロセスカートリッジとその近傍とを示す構成図である。 帯電ローラに印加するＤＣ電圧Ｖｃと、感光体ドラム上の帯電電位Ｖｄと、の経時変化を示すグラフである。 帯電ローラに印加するＡＣ電圧Ｖｃのピーク電圧Ｖｐｐの経時変化を示すグラフである。 帯電ローラの表面粗さが異なる場合の、帯電ローラに印加するＡＣ電圧Ｖｃのピーク電圧Ｖｐｐの経時変化を示すグラフである。 比較例としての、帯電ローラの表面粗さが異なる場合の感光体ドラム上の帯電電位Ｖｄの経時変化を示すグラフである。 帯電ローラの外径が異なる場合の、帯電ローラに印加するＡＣ電圧Ｖｃのピーク電圧Ｖｐｐの経時変化を示すグラフである。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１及び図２にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１は、実施の形態における画像形成装置１を示す全体構成図である。図２は、図１の画像形成装置１に設置されたイエロー用のプロセスカートリッジ１０Ｙ（作像部）の構成を示す断面図である。
なお、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（作像部）は、作像プロセスに用いられるトナーＴの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、図２ではイエロー用のプロセスカートリッジ１０Ｙのみを代表的に図示する。

図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は用紙等のシートが収容される給紙部、９はシートの搬送タイミングを調整するレジストローラ、を示す。
また、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成されるプロセスカートリッジ、１６は各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１７上に重ねて転写する１次転写ローラ、を示す。
また、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のトナー像をシート上に転写するための２次転写ローラ、１９は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、２０はシート上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌ（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１（像担持体）の表面に向けて発せられる。

一方、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１（図２参照）は、それぞれ、所定の回転方向（反時計方向）に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１の表面は、帯電ローラ１２との当接位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１上には、帯電電位Ｖｄ（−７００Ｖ程度である。）が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１の表面は、それぞれのレーザ光Ｌの照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光Ｌが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Ｌは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光Ｌは、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１（像担持体）の表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電ローラ１２にて帯電された後の感光体ドラム１１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される（−５０〜１００Ｖ程度の露光電位が形成される。）。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１の表面は、それぞれ、現像装置１３との対向位置に達する。そして、各現像装置１３から感光体ドラム１１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１上の潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程である。）。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ１３ａに印加された現像バイアス（−５００Ｖ程度である。）と、の電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーＴが潜像に付着する。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１の表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部（１次転写ニップ）に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写ローラ１６が設置されている。そして、１次転写ローラ１６の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、１次転写工程後の感光体ドラム１１の表面は、それぞれ、クリーニング装置１４との対向位置に達する。そして、この位置で、クリーニングブレード１４ａによって感光体ドラム１１上に残存する未転写トナーが機械的に除去されて、除去された未転写トナーがクリーニング装置１４内に回収される（クリーニング工程である。）。なお、クリーニング装置１４内に回収された未転写トナーは、搬送スクリュ１４ｂによってクリーニング装置１４外に搬送されて、廃トナーとして廃トナー回収容器の内部に回収される。
その後、感光体ドラム１１の表面は、潤滑剤供給装置１５、除電装置の位置を順次通過して、感光体ドラム１１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写ローラ１８との対向位置（２次転写ニップ）に達する。そして、２次転写ローラ１８との対向位置で、シート（用紙）上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７の表面は、中間転写ベルトクリーニング部１９の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１９に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写ローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送されるシートは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、シートを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送されたシートが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９（タイミングローラ）に導かれる。レジストローラ９に達したシートは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写されたシートは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像（トナー）がシート上に定着される。
そして、定着工程後のシートは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセス（印刷動作）が完了する。

次に、図２にて、プロセスカートリッジ１０Ｙについて詳述する。
図２に示すように、プロセスカートリッジ１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１１と、帯電ローラ１２（帯電装置４０）と、現像装置１３と、クリーニング装置１４と、潤滑剤供給装置１５と、が一体的にユニットとして構成されている。プロセスカートリッジ１０Ｙは、画像形成装置本体１に対して着脱可能（交換可能）に設置されていて、適宜に画像形成装置本体１から取り出されて新品のものに交換されたり修理がされたりすることになる。

ここで、像担持体としての感光体ドラム１１は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
感光体ドラム１１は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、表面層（保護層）が順次積層されている。なお、本実施の形態における感光体ドラム１１は、その外径が３０ｍｍ程度に設定されている。また、感光体ドラム１１の表面層（保護層）は、無機微粒子を含有して架橋樹脂により固められた高硬度なものである。
感光体ドラム１１は、駆動モータによって図２の反時計方向に回転駆動される。

図２を参照して、帯電装置４０には、帯電ローラ１２が設置されている。
帯電ローラ１２は、外径が８ｍｍ程度の導電性を有する芯金上に、層厚が２ｍｍ程度のヒドリンゴムなどからなる弾性層が形成されて、その弾性層の表面にフィラー（微粒子）を含有した層厚が５μｍ程度の表面層が積層されたローラ部材である。帯電ローラ１２に、そのような表面層を形成することで、均一放電が可能になるとともに、弾性層からの汚染成分の染み出しを軽減することができる。
帯電ローラ１２は、そのローラ部（弾性層が形成された部分である。）が感光体ドラム１１に対して軸方向にわたって当接するように設置されている。帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の回転にともない、図２の時計方向に従動回転（連れ回り）する。なお、本実施の形態において、帯電ローラ１２を駆動機構に接続して積極的に回転駆動しても良い。
そして、制御部７０によって制御される帯電用の電源部７５（電圧供給部）から帯電ローラ１２に所定の電圧（帯電バイアス）が印加されて、これにより対向する感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。本実施の形態では、オゾン発生量を低減するとともに帯電電位Ｖｄの安定化のために、帯電ローラ１２に印加する帯電バイアスとして、ＡＣ電圧とＤＣ電圧とを重畳したものを用いている。
なお、本実施の形態における帯電装置４０の特徴的な構成・動作については、後で詳しく説明する。

現像装置１３は、主として、感光体ドラム１１に対向する現像ローラ１３ａと、現像ローラ１３ａに対向する第１搬送スクリュ１３ｂと、仕切部材を介して第１搬送スクリュ１３ｂに対向する第２搬送スクリュ１３ｃと、現像ローラ１３ａに対向するドクターブレード１３ｄと、で構成される。
現像ローラ１３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ１３ａ（スリーブ）上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ１３ａ上に現像剤Ｇが担持されることになる。現像装置１３内には、キャリアＣとトナーＴとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。現像ローラ１３ａや２つの搬送スクリュ１３ｂ、１３ｃは、現像用モータによって図２の矢印方向に回転駆動される。
このように構成された現像装置１３によって、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像が現像されて、感光体ドラム１１の表面にトナー像が形成されることになる。

ここで、画像形成装置本体１に設けられたトナー補給部は、交換可能に構成されたトナーボトル３１と、トナーボトル３１を保持・回転駆動するとともに現像装置１３に新品トナーＴを補給するトナーホッパ部３２と、で構成されている。また、トナーボトル３１内には、新品のトナーＴ（図２では、イエローのトナーである。）が収容されている。また、トナーボトル３１の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。

なお、トナーボトル３１内の新品トナーＴは、現像装置１３内のトナーＴ（既設のトナーである。）の消費にともない、トナー補給口から現像装置１３内に適宜に補給されるものである。現像装置１３内のトナーＴの消費（トナー濃度）は、現像装置１３内の現像剤Ｇのトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーの割合である。）を磁気的に検知するトナー濃度センサ１３ｅによって検知される。

クリーニング装置１４には、感光体ドラム１１の表面に当接して感光体ドラム１１の表面をクリーニングするクリーニングブレード１４ａと、装置内に回収されたトナーを装置外に搬送する搬送スクリュ１４ｂと、が設置されている。
クリーニングブレード１４ａは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム１１表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム１１上に付着する未転写トナー（シートから生じる紙粉、帯電ローラ１２による放電時に感光体ドラム１１上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等の付着物も含むものとする。）が機械的に掻き取られてクリーニング装置１４内に回収されることになる。

図２を参照して、潤滑剤供給装置１５は、感光体ドラム１１に摺接する発泡弾性層が周設されて感光体ドラム１１上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給ローラ１５ａ、潤滑剤供給ローラ１５ａ（発泡弾性層）に摺接する固形潤滑剤１５ｂ、潤滑剤供給ローラ１５ａに対して固形潤滑剤１５ｂを付勢する圧縮スプリング１５ｃ、固形潤滑剤１５ｂや圧縮スプリング１５ｃを収納するホルダ１５ｄ、感光体ドラム１１に当接して感光体ドラム１１上に供給された潤滑剤を薄層化する薄層化ブレード１５ｆ、等で構成される。
潤滑剤供給装置１５は、クリーニング装置１４（クリーニングブレード１４ａ）に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側であって、帯電ローラ１２に対して感光体ドラム１１の回転方向上流側に配設されている。また、薄層化ブレード１５ｆは、潤滑剤供給部材としての潤滑剤供給ローラ１５ａに対して感光体ドラム１１の回転方向下流側に配設されている。
そして、潤滑剤供給ローラ１５ａによって感光体ドラム１１の表面に供給された潤滑剤は、薄層化ブレード１５ｆによって、感光体ドラム１１の表面に均一かつ適量に薄層化されることになる。
これにより、感光体ドラム１１との摺接によってクリーニングブレード１４ａのエッジ部が摩耗する不具合などが軽減されることになる。

以下、本実施の形態における帯電装置４０において、特徴的な構成・動作について説明する。
先に図２を用いて説明したように、帯電装置４０には、像担持体としての感光体ドラム１１に対して回転しながら当接する帯電ローラ１２が設置されている。
また、その帯電ローラ１２にＡＣ電圧（交流電圧）とＤＣ電圧（直流電圧）とを供給する電圧供給部としての電源部７５が設置されている。この電源部７５は、制御部７０によって別々に制御可能なＡＣ電源７６とＤＣ電源７７とが設けられている。ＡＣ電源７６は、定電流制御によって帯電ローラ１２に供給するＡＣ電圧を調整するように構成されている。したがって、帯電ローラ１２の抵抗が増減すると、オームの法則より、ＡＣ電圧（ピーク電圧Ｖｐｐ）は、それに合わせて増減するように調整されることになる。

ここで、図３を参照して、本実施の形態では、電源部７５（ＡＣ電源７６）から帯電ローラ１２に供給するＡＣ電圧のピーク電圧Ｖｐｐ（上下限値）の絶対値が所定値Ｘ（図４参照）以下になったときに、電源部７５（ＤＣ電源７７）から帯電ローラ１２に供給するＤＣ電圧Ｖｃの絶対値が増加するように電源部７５（電圧供給部）を制御している。

詳しくは、図４に示すように、画像形成装置１において印刷動作（シートＰの通紙枚数）が繰り返されていくと、初期に比べて、帯電ローラ１２に印加するＡＣ電圧のピーク電圧Ｖｐｐが徐々に低下していく。これは、帯電ローラ１２を使い込んでいくと、徐々に、感光体ドラム１１の表面の摩耗に加えて、帯電ローラ１２の表面層に含有されたフィラー（微粒子）が削れていってローラの抵抗が低下してしまうためである。そして、先に説明したようにＡＣ電源７６を定電流制御しているため、そのように帯電ローラ１２の抵抗が低下していくと、制御上、ピーク電圧Ｖｐｐが低下してしまう。
そして、ＤＣ電圧Ｖｃの大きさを固定値にして変化させず、ピーク電圧Ｖｐｐが低下して所定値Ｘ以下になってしまうと、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に重畳する効果が軽減してしまって、感光体ドラム１１における帯電電位Ｖｄが低下して、感光体ドラム１１上に形成される画像に帯電不足による地汚れ（非画像部がトナーで汚れる現象である。）が発生してしまう。本実施の形態における帯電装置４０（画像形成装置１）の例では、図４に示すように、ＤＣ電圧Ｖｃの大きさが初期時のままであるとき、ピーク電圧Ｖｐｐ（絶対値）が１６００Ｖ以下になると、地汚れによる異常画像が発生してしまう。ＡＣ電圧を重畳する効果がなくなった状態のとき、ほぼＤＣ電圧のみによる帯電工程がおこなわれることになるが、そのようなとき帯電ローラ１２の表面の凹凸性や抵抗ムラなどによる影響を受けやすくなって地汚れが生じやすくなる。

このようなことから、本実施の形態では、帯電ローラ１２に印加するＡＣ電圧のピーク電圧Ｖｐｐが所定値Ｘ（１６００Ｖ）に達したときに、制御部７０によるＤＣ電源７７の制御によって、帯電ローラ１２に印加するＤＣ電圧Ｖｃ（絶対値）を増加させている。ＤＣ電圧による帯電工程がおこなわれるときに、大きなＤＣ電圧Ｖｃを帯電ローラ１２に印加することで、帯電ローラ１２の表面の凹凸性や抵抗ムラなどによる影響を受けにくくなり、感光体ドラム１１の帯電電位Ｖｄの低下が軽減される。したがって、地汚れが生じにくくなる。
具体的に、図３に示すように、比較例として、実線グラフＮ１に示すように初期から経時にかけてＤＣ電圧Ｖｃを固定値とした場合には、破線グラフＮ２に示すように経時でのピーク電圧Ｖｐｐの低下にともない帯電電位Ｖｄが低下して、地汚れ画像が生じてしまうことになる。これに対して、本実施の形態では、実線グラフＭ１に示すように経時での電圧Ｖｐｐの低下にともないＤＣ電圧Ｖｃを大きくしているため、破線グラフＭ２に示すように初期から経時にかけて帯電電位Ｖｄが低下することなく、地汚れ画像が生じにくくなる。

なお、本実施の形態では、電源部７５（ＡＣ電源７６）が定電流制御によって帯電ローラ１２に供給するＡＣ電圧を調整して、その調整したＡＣ電圧のピーク電圧Ｖｐｐの絶対値が把握されることになる。
詳しくは、制御部７０によってＡＣ電源７６の定電流制御をおこなっているときに、制御部７０でピーク電圧Ｖｐｐの値（調整値）の変化をモニターしている。そして、ピーク電圧Ｖｐｐが所定値Ｘに達したときに、ＤＣ電圧Ｖｃを増加する制御をおこなうことになる。

ここで、本実施の形態では、帯電ローラ１２に供給するＡＣ電圧のピーク電圧Ｖｐｐの絶対値の所定値Ｘに対する低下量に応じて、帯電ローラ１２に供給するＤＣ電圧Ｖｃの絶対値の増加量が調整される。
詳しくは、図４を参照して、ピーク電圧Ｖｐｐの低下量（所定値Ｘとの差分）は、矢印で示した通紙枚数が１００ｋｐ枚（１０万枚）のときが５０Ｖ程度であって、その隣りの矢印で示した通紙枚数が１３０ｋｐ枚（１３万枚）のときが８０Ｖ程度であり、後者の方が低下量が大きい。その場合、後者の方が、前者に比べて、ＤＣ電圧Ｖｃが大きくなるように制御する。
このような制御をおこなうのは、ピーク電圧Ｖｐｐの低下量が大きくなるほど地汚れが生じやすく、ＤＣ電圧Ｖｃを大きくするほど地汚れを解消しやすいからである。ただし、ＤＣ電圧Ｖｃを一様に大きく設定してしまうと、感光体ドラム１１への負担が大きくなるため、地汚れを解消するために必要な分だけＤＣ電圧Ｖｃを増加している。

さらに具体的に、本実施の形態では、ピーク電圧Ｖｐｐ（絶対値）が所定値Ｘ以下になったときに、次式に基づいてＤＣ電圧Ｖｃ（絶対値）を増加している。
Ｖｃ増加量（補正量）＝（所定値Ｘ−Ｖｐｐ）×補正係数α＋補正係数β
ここで、本実施の形態において、補正係数αは２Ｖ、補正係数βは０Ｖに設定している。
なお、このような演算は、制御部７０の演算部において、定電流制御によって時々刻々と検出されるピーク電圧Ｖｐｐに基づいて演算される。
このようにピーク電圧Ｖｐｐの低下の程度に合わせてＤＣ電圧Ｖｃを調整することで、感光体ドラム１１に無駄なダメージを与えることなく、効率的に地汚れの発生を防止することができる。

なお、本実施の形態において、帯電ローラ１２の累積駆動時間（又は、累積走行距離）に応じて、帯電ローラ１２に供給するＤＣ電圧Ｖｃの絶対値の増加量を調整しても良い。
すなわち、上述したような演算によってＶｃ増加量（補正量）を求めるのではなくて、制御部７０の記憶部に予め記憶された制御テーブルに基づいてＶｃ増加量（補正量）を求めることができる。
詳しくは、実験などによって、ピーク電圧Ｖｐｐが所定値Ｘを下回ってからの、帯電ローラ１２の累積駆動時間（又は、累積走行距離）と、ピーク電圧Ｖｐｐの低下量と、の関係を求めておく。そして、その関係に基いて、帯電ローラ１２の累積駆動時間（又は、累積走行距離）と、ＤＣ電圧Ｖｃの増加量（補正量）と、の関係を予め制御テーブルとして記憶部に記憶しておく。そして、制御部７０においてピーク電圧Ｖｐｐ（絶対値）が所定値Ｘ以下になったものと判断されたときからの、帯電ローラ１２の累積駆動時間（又は、累積走行距離）の値を制御テーブルに照合しながら、Ｖｃ増加量（補正量）を調整していく。
このような制御をおこなう場合には、種々のノイズなどによる演算誤差が生じることなく、感光体ドラム１１に無駄なダメージを与えることなく、効率的に地汚れの発生を防止することができる。

ここで、本実施の形態において、帯電ローラ１２は、その表面粗さＲｚが７〜４０μｍになるように形成されている。
表面粗さＲｚが小さな帯電ローラ１２は、表面粗さＲｚが大きなものに比べて、表面層に含有されるフィラーが小さくなるため、フィラー頂点からの放電が不安定になって均一な帯電が生じにくくなる。したがって、図５に示すように、表面粗さＲｚが小さな帯電ローラ１２は、表面粗さＲｚが大きなものに比べて、地汚れが生じやすくなるピーク電圧Ｖｐｐ（地汚れ発生限界）も大きくなってしまう。図６のグラフＮ３を参照して、表面粗さＲｚが小さ過ぎる帯電ローラ１２は、そのままでは、かなり早い時期から帯電電位Ｖｃの低下が起こる。そのため、ＤＣ電圧Ｖｃの増加を早い時期からおこなわなくてはならず、感光体ドラム１１が寿命に達するまでには、かなりの増加量になってしまうことになる。これらのことを勘案して、帯電ローラ１２の表面粗さＲｚは７μｍ以上であることが好ましい。
また、帯電ローラ１２の表面粗さＲｚが４０μｍを超えると、放電の起点となるフィラーとフィラーとの間隔（粒子間隔）が広がって、ボソツキ画像が生じやすくなってしまう。このことから、帯電ローラ１２の表面粗さＲｚは４０μｍ以下であることが好ましい。
なお、本願明細書等において、「表面粗さＲｚ」は、ＪＩＳ０６０１−１９９４における「十点平均粗さ」であるものと定義する。

また、本実施の形態において、帯電ローラ１２は、その外径が８ｍｍ以上になるように形成されている。
図７に示すように、外径が小さな帯電ローラ１２は、外径が大きなものに比べて、ＡＣ電圧のピーク電圧Ｖｐｐ（絶対値）が減少していくスピードがはやくなる。これは、外径が小さな帯電ローラ１２は、外径が大きなものに比べて、感光体ドラム１１に接触する面積（ニップ幅）が短くなって、単位面積当たりの圧力（ニップ圧）が大きくなり、帯電ローラ１２の表面層のフィラーの摩耗が進みやすくなるためである。特に、帯電ローラ１２の外径が８ｍｍよりも小さくなると、かなり早い時期からピーク電圧Ｖｐｐの低下にともなうＤＣ電圧Ｖｃの増加をおこなわなくてはならず、感光体ドラム１１が寿命に達するまでには、かなりの増加量になってしまうことになる。これらのことを勘案して、帯電ローラ１２の外径は８ｍｍ以上であることが好ましい。なお、本実施の形態では、帯電ローラ１２の外径を１２ｍｍ程度に設定している。

以上説明したように、本実施の形態における帯電装置４０は、感光体ドラム１１（像担持体）に対して回転しながら当接する帯電ローラ１２と、帯電ローラ１２にＡＣ電圧とＤＣ電圧とを供給する電源部７５（電圧供給部）と、が設けられている。そして、帯電ローラ１２に供給するＡＣ電圧のピーク電圧Ｖｐｐの絶対値が所定値Ｘ以下になったときに、帯電ローラ１２に供給するＤＣ電圧Ｖｃの絶対値が増加するように電源部７５が制御されている。
これにより、経時で帯電ローラ１２に供給するＡＣ電圧が低下してしまっても地汚れなどの異常画像を生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態では、感光体ドラム１１や帯電ローラ１２（帯電装置４０）や現像装置１３やクリーニング装置１４や潤滑剤供給装置１５を一体化してプロセスカートリッジ１０Ｙを構成して、作像部のコンパクト化とメンテナンス作業性の向上とを図っている。
これに対して、これらの構成部材を、プロセスカートリッジの構成部材とせずに、それぞれ単体で画像形成装置本体１に交換可能に設置されるように構成することもできる。このような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置と、のうち少なくとも１つと、像担持体と、が一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ プロセスカートリッジ、
１１ 感光体ドラム（像担持体）、
１２ 帯電ローラ（帯電部材）、
４０ 帯電装置、
７５ 電源部（電圧供給部）、
７６ ＡＣ電源、
７７ ＤＣ電源。

特開２０１２−２４７５０６号公報

Claims (7)

1. 像担持体に対して回転しながら当接する帯電ローラと、
   前記帯電ローラにＡＣ電圧とＤＣ電圧とを供給する電圧供給部と、
   を備え、
   前記帯電ローラに供給するＡＣ電圧のピーク電圧の絶対値が所定値以下になったときに、前記帯電ローラに供給するＤＣ電圧の絶対値が増加するように前記電圧供給部が制御されることを特徴とする帯電装置。
2. 前記帯電ローラに供給するＡＣ電圧のピーク電圧の絶対値の前記所定値に対する低下量に応じて、前記帯電ローラに供給するＤＣ電圧の絶対値の増加量が調整されることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
3. 前記帯電ローラの累積駆動時間又は累積走行距離に応じて、前記帯電ローラに供給するＤＣ電圧の絶対値の増加量が調整されることを特徴とする請求項１に記載の帯電装置。
4. 前記帯電ローラは、その表面粗さＲｚが７〜４０μｍになるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の帯電装置。
5. 前記帯電ローラは、その外径が８ｍｍ以上になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の帯電装置。
6. 前記電圧供給部が定電流制御によって前記帯電ローラに供給するＡＣ電圧を調整して、その調整したＡＣ電圧のピーク電圧の絶対値が把握されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の帯電装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか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。

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