JP5245197B2

JP5245197B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5245197B2
Application number: JP2005363077A
Authority: JP
Inventors: 茂雄大野; 智也市川; 将行河野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2025-12-16
Also published as: JP2007164044A

Description

本発明は、像担持体と、像担持体を帯電する帯電ロールと、この帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材とを有する画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置では、帯電ロールやコロトロン等によって感光体の帯電が行われ、感光体の帯電面に露光装置による露光が行われて静電潜像が形成され、感光体上の静電潜像が現像器によって現像される。そして、感光体から中間転写体や記録媒体等への転写が行われ、転写されずに感光体上に残留したトナーが、感光体用のクリーナによってクリーニングされる。

ここで、帯電ロールを用いている場合には、クリーニング部材によってクリーニングされずに通過したトナーやトナーの外添剤等が、帯電ロールに付着する。これらが帯電ロールに付着した状態では帯電性能が低下するので、帯電ロールをパッドやロール等のクリーニング部材でクリーニングしている（例えば、特許文献１乃至３参照）。

特許文献１乃至３では、パッドやロール等のクリーニング部材を帯電ロールに摺接させて帯電ロールに付着した異物を回収しており、帯電ロールの回転負荷が大きくなっている。このため、帯電ロールを感光体に従動して回転させる場合、帯電ロールが回転し難くなり、帯電ロールが感光体に対してスリップし易くなる。帯電ロールが感光体に対してスリップした場合には、感光体に傷が付いたりトナーが感光体に固着するフィルミングが発生したりする恐れがあるので、対策が必要である。
特開平２−２７２５８９号公報特開平２−２７２５９４号公報特開平５−２９７６９０号公報

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、帯電ロールの回転性を向上させる。

請求項１に記載の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電ロールと、前記帯電ロールに接触して前記帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、前記帯電ロールへ電圧を印加する第１の電源と、前記クリーニング部材へ電圧を印加する第２の電源と、前記像担持体の回転駆動が開始される以前に、前記第１の電源から前記帯電ロールへ電圧を印加し、前記第２の電源から前記クリーニング部材へ電圧を印加すると共に、前記帯電ロールと前記クリーニング部材とが同電位となるように前記第２の電源の電圧を調整する制御手段と、を有する。

請求項１に記載の画像形成装置では、帯電ロールが像担持体を帯電する。この帯電ロールには、クリーニング部材が接触しており、このクリーニング部材によって回転中の帯電ロールがクリーニングされる。

ここで、帯電ロールへの電圧又は電流の印加が制御手段によって制御されており、像担持体の回転駆動が開始される以前に、帯電ロールに電圧又は電流が印加されるようになっている。

これによって、像担持体の回転駆動開始時から、像担持体と帯電ロールとの電位差が広がり、像担持体と帯電ロールとの間の静電吸着力が大きくなるので、帯電ロールの回転性が向上する。従って、帯電ロールを従動ロールとした場合には、帯電ロールが像担持体に対して起こすスリップを抑制でき、像担持体の傷や像担持体へのトナーの付着（フィルミング）を抑制できる。また、帯電ロールを駆動ロールとした場合には、帯電ロールの駆動源の負荷トルクを低減できる。
さらに、クリーニング部材と帯電ロールとが同電位に維持され、クリーニング部材と帯電ロールとの間に静電吸着力が作用しないようになっている。これによって、クリーニング部材から帯電ロールへかかる負荷を低減できる。

請求項２に記載の画像形成装置では、クリーニング部材と帯電ロールとが同電位に維持され、クリーニング部材と帯電ロールとの間に静電吸着力が作用しないようになっている。これによって、クリーニング部材から帯電ロールへかかる負荷を低減できるので、請求項１に記載の画像形成装置と比較してより一層、帯電ロールの回転性が向上する。

請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記クリーニング部材を発泡弾性部材で形成したことを特徴とする。

請求項２に記載の画像形成装置では、クリーニング部材が発泡弾性部材で形成されており、クリーニング部材の表面の発泡セル（孔）によって帯電ロールに付着したトナーやトナーの外添剤等の異物が描き取られる。

請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１又は２に記載の画像形成装置であって、前記制御手段は、非画像形成時、前記帯電ロールに放電開始電圧未満の電圧を印加することを特徴とする。

請求項３に記載の画像形成装置では、非画像形成時、帯電ロールに印加される電圧が放電開始電圧未満とされている。これによって、放電生成物の発生を抑制でき、放電生成物に起因する画像の白抜け等の画質欠陥や像担持体の劣化を抑制できる。

請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記制御手段は、非画像形成時、前記帯電ロールに交流電圧を印加することを特徴とする。

請求項４に記載の画像形成装置では、非画像形成時、帯電ロールに交流電圧が印加される。これによって、クリーニング部材から帯電ロールに吐き出された異物を、帯電極性に関わらず、像担持体へ移行させることができる。

請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記制御手段は、前記像担持体の回転速度の変化率に応じて前記帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を変化させることを特徴とする。

請求項５に記載の画像形成装置では、像担持体の回転速度の変化率に応じて帯電ロールへの印加電圧又は印加電流が変化する。これによって、像担持体への放電を必要最小限に抑制でき、像担持体の放電ストレスを抑制できる。

請求項６に記載の画像形成装置は、請求項５に記載の画像形成装置であって、前記像担持体の回転速度を検知する速度検知手段を有し、前記制御手段は、前記速度検知手段によって検知される回転速度から前記像担持体の回転速度の変化率を算出し、算出した変化率に応じて前記帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を変化させることを特徴とする。

請求項６に記載の画像形成装置では、像担持体の回転速度が速度検知手段によって検知され、制御手段が、速度検知手段によって検知される回転速度から像担持体の回転速度の変化率を算出し、算出した変化率に応じて帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を変化させる。これによって、像担持体への放電を必要最小限に抑制でき、像担持体への放電ストレスを抑制できる。

請求項７に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置であって、装置の環境条件を検知する環境条件検知手段を有し、前記環境条件検知手段によって検知された装置の環境条件における絶対湿度が低くなるほど前記帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を高くすることを特徴とする。

請求項７に記載の画像形成装置では、環境条件検知手段によって検知された装置の環境条件における絶対湿度が低くなるほど帯電ロールへの印加電圧又は印加電流が高くなる。即ち、帯電ロールを像担持体に従動回転する従動ロールとした場合、絶対湿度が低くなるほど帯電ロールと像担持体との機械的な吸着力が低下するので、帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を高くして帯電ロールと像担持体との静電吸着力を高くすることで、帯電ロールの従動性を確保する。

一方、絶対湿度が高くなるほど放電生成物の吸湿が発生し易くなるので、帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を低くすることで、放電生成物の発生を抑制し、放電生成物の吸湿に起因する問題の発生を抑制する。

請求項８に記載の画像形成装置は、請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置であって、前記像担持体の累積回転数が多くなるほど前記帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を高くすることを特徴とする。

ここで、帯電ロールが像担持体に従動回転する従動ロールの場合、像担持体及び帯電ロールが長期間使用されると、像担持体及び帯電ロールに磨耗等の経時劣化が発生し、像担持体と帯電ロールとの機械的な吸着力が低くなる。

そこで、請求項８に記載の画像形成装置では、像担持体の累積回転数が多くなるほど帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を高くして帯電ロールと像担持体との静電吸着力を高くすることで、経時後の帯電ロールの像担持体に対する従動性の低下を抑制している。

また、像担持体及び帯電ロールの使用期間が短い場合には、像担持体と帯電ロールとの機械的な吸着力が高いので、帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を低くすることで、帯電ロールの像担持体に対する従動性を確保すると共に、放電生成物の発生を抑制している。

本発明は上記構成にしたので、帯電ロールの回転が向上すると共に、放電生成物の発生を抑制できる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、第１実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の上部に回動支点１４を中心に回動自在の開閉カバー１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に例えば１段の給紙ユニット１８が配置されている。

給紙ユニット１８は、給紙ユニット本体２０と、用紙が収納される給紙カセット２２とを有する。給紙カセット２２の奥端近傍上部には、給紙カセット２２から用紙を供給するフィードロール２４、及び、供給される用紙を１枚ずつ捌くリタードロール２６が配置されている。

搬送路２８は、フィードロール２４から排出口３０までの用紙通路であり、この搬送路２８は、画像形成装置本体１２の裏側（図１の右側）近傍にあって、給紙ユニット１８から後述する定着装置９０まで略垂直に形成されている。この搬送路２８の定着装置９０の上流側に後述する二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２とが配置され、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２の上流側にレジストロール３２が配置されている。また、搬送路２８の排出口３０の近傍には排出ロール３４が配置されている。

即ち、給紙ユニット１８の給紙カセット２２からフィードロール２４により送り出された用紙は、リタードロール２６により捌かれて最上部の用紙のみ搬送路２８に導かれ、レジストロール３２によりー時停止され、タイミングをとって後述する二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間を通ってトナー像を転写される。そして、用紙は、この転写されたトナー像を定着装置９０により定着され、排出ロール３４により排出口３０から開閉カバー１６の上部に設けられた排出部３６へ排出される。この排出部３６は、排出口部分が低く、正面方向（図１の左方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜している。

画像形成装置本体１２には、例えば略中央部にロータリ現像装置３８が配置されている。ロータリ現像装置３８は、現像器本体４０内にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のトナー像をそれぞれ形成する現像器４２Ｙ〜４２Ｋを有し、ロータリ現像装置中心４４を中心として左回り（図１において反時計回り）に回転する。現像器４２Ｙ〜４２Ｋそれぞれは、現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋを有し、例えばコイルスプリングなどの弾性体４８ａ〜４８ｄにより、現像器本体４０の法線方向に押圧されている。

ロータリ現像装置３８には、現像器４２Ｙ〜Ｋが、現像ロール４６Ｙ〜Ｋに感光体ドラム５０が当接するように配置されている。この現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋは、感光体ドラム５０に当接していない状態で、それぞれの外周の一部が現像器本体４０の外周から半径方向に、例えば２ｍｍ突出している。また、現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋそれぞれの両端には、現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋの直径よりもわずかに大きい直径のトラッキングロール（図示せず）が現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋと同軸で回転するように設けられている。つまり、現像器４２Ｙ〜４２Ｋの現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋは、ロータリ現像装置中心４４を中心として、それぞれ９０°の間隔で現像器本体４０の外周に配置され、現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋのトラッキングロールが感光体ドラム５０の両端に設けられたフランジ（図示せず）に当接し、現像ロール４６Ｙ〜４６Ｋと感光体ドラム５０との間に所定の隙間を形成しつつ、感光体ドラム５０上の潜像をそれぞれの色のトナーで現像する。

感光体ドラム５０の下方には、該感光体ドラム５０を一様に帯電する帯電ロール５２が設けられている。この帯電ロール５２は、図示しない付勢機構によって感光体ドラム５０に圧接されており、感光体ドラム５０に従動して回転する。また、ロータリ現像装置３８の下方背面側には、帯電ロール５２により帯電された感光体ドラム５０に、レーザ光などの光線により潜像を書き込む露光装置６０が配置されている。また、ロータリ現像装置３８の上方には、ロータリ現像装置３８によって可視化されたトナー像を一次転写位置で一次転写され、後述する二次転写位置まで搬送する中間転写装置６２が設けられている。

中間転写装置６２は、中間転写ベルト６４、一次転写ロール６６、ラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、ブラシアップロール７４、及びテンションロール７５、７６を有する。

中間転写ベルト６４は、例えば弾性を有し、ロータリ現像装置３８の上方で略扁平に張られている。中間転写ベルト６４の上面側の辺は、例えば画像形成装置本体１２の上部に設けられた排出部３６に対して略平行となるように張られている。また、中間転写ベルト６４は、該中間転写ベルト６４の下方で一次転写ロール６６の上流に配置されたラップインロール６８と、一次転写ロール６６の下流に配置されたラップアウトロール７０との間で感光体ドラム５０にラップ状に接触する一次転写部（感光体ドラムラップ領域）を有し、感光体ドラム５０に所定の範囲だけ巻き掛けられて、感光体ドラム５０の回転に従動する。このため、中間転写ベルト６４を回転駆動させるための専用の駆動源が不要となり、コストを低減できる。

このように、中間転写ベルト６４は、一次転写ロール６６によって感光体ドラム５０上のトナー像を例えばＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に重ねて一次転写され、この一次転写されたトナー像を後述する二次転写ロール８０に向けて搬送する。なお、ラップインロール６８及びラップアウトロール７０は、感光体ドラム５０から離間している。

また、中間転写ベルト６４は、ラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、ブラシバックアップロール７４及びテンションロール７５、７６の６つのロールにより張架されており、一次転写ロール６６によって感光体ドラム５０上のトナー像を転写される。

さらに、中間転写ベルト６４の裏側（図１の右側面）には、テンションロール７５及び二次転写バックアップロール７２により、平面部が形成されており、この平面部が二次転写部となって搬送部２８に臨むようにされている。

ブラシバックアップロール７４は、二次転写後に中間転写ベルト６４に残留する廃トナーをブラシロール８６が掻き取ることを補助する。

中間転写装置６２の二次転写バックアップロール７２には、搬送路２８を挟んで二次転写ロール８０が対峙している。つまり、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間が二次転写部における二次転写位置となっており、二次転写ロール８０は、二次転写バックアップロール７２の補助により、中間転写ベルト６４に一次転写されたトナー像を二次転写位置で用紙に二次転写する。

ここで、二次転写ロール８０は、中間転写ベルト６４が３回転する間、すなわちＹ、Ｍ、Ｃの３色のトナー像を搬送する間は中間転写ベルト６４から離間しており、Ｋのトナー像が転写されると中間転写ベルト６４に当接するようにされている。

なお、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間には、所定の電位差が生じるようにされており、例えば二次転写口―ル８０を高電圧にした場合には、二次転写バックアップロール７２はグランド（ＧＮＤ）などに接続される。

中間転写ベルト６４には、中間転写ベルト用クリーナ８２が設けられている。中間転写ベルト用クリーナ８２は、スクレーパ８４、ブラシロール８６、トナー回収ボトル８８を有し、図示しない回転支軸を軸として揺動する。ブラシロール８６は、中間転写ベルト６４上の廃トナーを掻き取る。スクレーパ８４は、ブラシロール８６に付着した廃トナーを掻き取ってクリーニングする。トナー回収ボトル８８は、スクレーパ８４によって掻き取られたトナーを回収する。スクレーパ８４は、例えばステンレスの薄板からなる。また、ブラシロール８６は、例えば導電性の処理がなされたアクリルなどのブラシからなる。そして、中間転写ベルト６４がトナー像を搬送する間には、ブラシロール８６が中間転写ベルト６４から離間しており、所定のタイミングで中間転写ベルト６４に当接するようにされている。

また、感光体ドラム５０には、感光体ドラム用クリーナ９６が設けられている。感光体ドラム用クリーナ９６は、ブレード９７、トナー回収ボトル９８を有する。ブレード９７は、感光体ドラム５０上の廃トナーを掻き取る。トナー回収ボトル９８は、ブレード９７によって掻き取られたトナーを回収する。

また、帯電ロール５２には、帯電ロール用クリーナ１００が設けられている。帯電ロール用クリーナ１００は、クリーニングロール１０２と図示しない付勢機構を有する。クリーニングロール１０２は、付勢機構によって帯電ロール５２に付勢されており、帯電ロール５２に従動回転して帯電ロール５２に付着したトナーやトナーの外添剤等の異物を掻き取ってクリーニングする。

二次転写位置の上方には、定着装置９０が配置されている。定着装置９０は、加熱ロール９２と加圧ロール９４とを有し、二次転写ロール８０及び二次転写バックアップロール７２により用紙に二次転写されたトナー像を用紙に定着させ、排出ロール３４に向けて搬送する。

ここで、帯電ロール５２のクリーニングについて説明する。

図２に示すように、感光体ドラム５０には感光体ドラム用クリーナ９６が設けられており、感光体ドラム５０上に残留したトナーが、感光体ドラム用クリーナ９６によって回収される。しかし、トナーの外添剤等、感光体ドラム用クリーナ９６によって完全に回収できないものが存在し、これらは帯電ロール５２に付着する。このため、帯電ロール用クリーナ１００によって帯電ロール５２をクリーニングしている。

帯電ロール５２は、感光体ドラム５０に対して定加重、定変位でニップしており、感光体ドラム５０がモータ５１によって駆動されると、感光体ドラム５０に従動して回転する。帯電ロール用クリーナ１００に備えられたクリーニングロール１０２は、発泡弾性部材である発泡ウレタンゴムからなり、所定の食い込み量となるように帯電ロール５２に圧接されており、感光体ドラム５０に従動して回転する帯電ロール５２に従動して回転する。

また、クリーニングロール１０２には、無数の発泡セルが存在し、図３に示すように、クリーニングロール１０２と帯電ロール５２とのニップ部において、トナーや外添剤や埃等の異物Ｉが発泡セルＣのエッジにより掻き取られ、ある程度の量まで発泡セルＣ内に溜め込まれる。そして、発泡セルＣ内に溜め込まれた異物Ｉは、凝集して大きな塊となり、最終的には、発泡セルＣが帯電ロール５２とのニップから開放される際の反動又は静電気力によって発泡セルＣから吐き出される。そして、吐き出された異物Ｉは、感光体ドラム５０へ移行して、感光体ドラム用クリーナ９６によって回収される。

ここで、図２に示すように、感光体ドラム５０を駆動させるモータ５１、帯電ロール５２に電圧を印加する電源５３、クリーニングロール１０２に電圧を印加する電源１０３が制御部１１０によって制御されており、図４（Ａ）のタイミングチャートに示すように、感光体ドラム５０のモータ５１がオンになるのと同時に、電源５３から帯電ロール５２への電圧の印加、電源１０３からクリーニングロール１０２への電圧の印加がオンになる。

これによって、感光体ドラム５０の回転駆動開始時から、感光体ドラム５０と帯電ロール５２との電位差が広がり、感光体ドラム５０と帯電ロール５２との間の静電吸着力が大きくなるので、帯電ロール５２の感光体ドラム５０に対する従動性が向上する。従って、帯電ロール５２が感光体ドラム５０に対して起こすスリップを抑制でき、感光体ドラム５０の傷や感光体ドラム５０へのトナーの付着（フィルミング）を抑制できる。

また、クリーニングロール１０２と帯電ロール５２とが同電位になるように、電源１０３からクリーニングロール１０２に印加される電圧が調整されており、クリーニングロール１０２と帯電ロール５２との間に静電吸着力が作用しないようになっている。これによって、クリーニングロール１０２から帯電ロール５２へかかる負荷が低減されるので、より一層、帯電ロール５２の感光体ドラム５２に対する従動性が向上する。

なお、電圧印加開始時から画像形成開始時までの間及び画像形成終了時から電圧印加停止時までの間、現像ロール４６Ｙ〜Ｋの回転、現像ロール４６Ｙ〜Ｋへの電圧の印加は停止されており、感光体ドラム５０の帯電面にトナーが移行しないようになっている。

ここで、帯電ロール５２へ印加される電圧は、電圧印加開始時から画像形成開始時までの間及び画像形成終了時から電圧印加停止時までの間、放電開始電圧（例えば、５００Ｖ）未満に設定され、画像形成が開始されてから終了するまでの間は放電開始電圧以上に設定される。これによって、放電生成物の発生を抑制でき、放電生成物に起因する画像の白抜け等の画質欠陥や感光体ドラム５０の劣化を抑制できる。

なお、本実施形態では、感光体ドラム５０のモータ５１がオンになるのと同時に、帯電ロール５２への電圧の印加をオンにしたが、図４（Ｂ）のタイミングチャートに示すように、感光体ドラム５０のモータ５１がオンになる前に、帯電ロール５２への電圧の印加をオンにしても良い。

また、本実施形態では、帯電ロール５２へ直流の電圧を印加したが、図４（Ｃ）のタイミングチャートに示すように、帯電ロール５２へ交流の電圧を印加しても良い。この場合、クリーニングロール１０２から帯電ロール５２へ吐き出された異物Ｉの中で正極に帯電しているもの、負極に帯電しているものが、それぞれ、帯電ロール５２へ正極の電圧が印加されている間、帯電ロール５２へ負極の電圧が印加されている間に、帯電ロール５２から感光体ドラム５０へ移行する。即ち、クリーニングロール１０２から帯電ロール５２に吐き出された異物Ｉを、帯電極性に関わらず、感光体ドラム５０へ移行させることができ、感光体ドラム用クリーナ９６に回収させることができる。これによって、帯電ロール５２の回転不良を抑制できる。

次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図５に示すように、本実施形態では、感光体ドラム５０を駆動するモータ５１、帯電ロール５２へ電圧を印加する電源５３、クリーニングロール１０２へ電圧を印加する電源１０３を制御する制御部１２０、モータ５１の回転速度を検出するエンコーダ１２２が設けられている。制御部１２０は、エンコーダ１２２によって検出されるモータ５１の回転速度に応じて、電源５３から帯電ロール５２へ印加される電圧、電源１０３からクリーニングロール１０２へ印加される電圧を制御する。

以下、モータ５１の回転速度に応じた帯電ロール５２、クリーニングロール１０２への印加電圧の制御方法について図６のフローチャートを参照して説明する。

まず、画像形成装置１０の電源がオンになると処理ルーチンが開始されてステップ１００へ移行する。ステップ１００では、プリントジョブを受信したか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ１０２へ移行する。ステップ１０２では、モータ５１がオンになり、感光体ドラム５０が駆動される。また、帯電ロール５２へ放電開始電圧未満の所定値Ｖ１の電圧が印加され、クリーニングロール１０２へ帯電ロール５２と同値の電圧が印加される。そして、ステップ１０４へ移行する。

ステップ１０４では、エンコーダ１１２が、モータ５１の回転速度を例えば１ｍｓ毎に検出し、制御部１２０が、エンコーダ１１２によって検出されたモータ５１の回転速度に基づいて、モータ５１の速度変化率αを算出する。そして、ステップ１０６へ移行する。

ステップ１０６では、モータ５１の回転速度が所望の速度まで上昇したか否かが判定され、判定が否定されるとステップ１０８へ、判定が肯定されるとステップ１１０へ移行する。

ステップ１０８では、帯電ロール５２、クリーニングロール１０２への印加電圧Ｖが下記（１）式を満足するように、即ち、帯電ロール５２の印加電圧Ｖを、モータ５１の速度変化率αと同じ比率で上昇させる。そして、ステップ１０４へ移行する。

印加電圧Ｖ＝画像形成時の印加電圧Ｖ０×速度変化率α…（１）
一方、ステップ１１０では、画像形成が開始されてステップ１１２へ移行する。ステップ１１２では、プリントジョブが終了したか否かが判定され、判定が否定されるとステップ１０４へ移行し、判定が肯定されると処理ルーチンを終了する。

以上、本実施形態では、感光体ドラム５０への放電を必要最小限に抑制でき、感光体ドラム５０の放電ストレスを抑制できる。

なお、本実施形態では、モータ５１の所定時間毎に回転速度を計測して回転速度の計測結果からモータ５１の速度変化率を算出し、速度変化率の算出結果に基づいて帯電ロール５２、クリーニングロール１０２の印加電圧を制御したが、予めモータ５１の速度変化率のプロファイルが判っている場合には、このプロファイルに基づいて帯電ロール５２、クリーニングロール１０２への印加電圧の制御を行っても良い。

次に、第３実施形態について説明する。なお、第１、第２実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図７に示すように、本実施形態では、感光体ドラム５０を駆動するモータ５１、帯電ロール５２へ電圧を印加する電源５３、クリーニングロール１０２へ電圧を印加する電源１０３を制御する制御部１３０、装置内の温度、湿度を検出する温湿度センサ１３２が設けられている。制御部１３０は、温湿度センサ１３２によって検出される温度、湿度及び予め記憶した環境テーブル（図８参照）に基づいて、電源５３から帯電ロール５２へ印加される電圧、電源１０３からクリーニングロール１０２へ印加される電圧を制御する。

ここで、制御部１３０に予め記憶された環境テーブルでは、絶対湿度を基準として環境条件が３つのゾーンに区分されている。この環境テーブルにおけるゾーン１、２、３はそれぞれ、絶対湿度が低位であるゾーン（絶対湿度が０．７６ｇ／ｍ^３以下）、絶対湿度が中位であるゾーン（絶対湿度が０．７６〜１．４４ｇ／ｍ^３）、絶対湿度が高位であるゾーン（絶対湿度が１．４４ｇ／ｍ^３以上）となっている。

以下、装置内の環境条件に応じた帯電ロール５２、クリーニングロール１０２への印加電圧の制御方法について図９のフローチャートを参照して説明する。

まず、画像形成装置１０の電源がオンになると処理ルーチンが開始されてステップ２００へ移行する。ステップ２００では、プリントジョブを受信したか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ２０２へ移行する。ステップ２０２では、モータ５１がオンになり、感光体ドラム５０が駆動される。また、帯電ロール５２へ放電開始電圧未満の所定値Ｖ１の電圧が印加される。また、クリーニングロール１０２へ帯電ロール５２と同値の電圧が印加される。そして、ステップ２０４へ移行する。

ステップ２０４では、温湿度センサ１３２によって装置内の温度、湿度が検出され、ステップ２０６へ移行する。ステップ２０６では、制御部１３０が、温湿度センサ１３２によって検出された温度、湿度が、環境テーブルのどのゾーンに入っているかを判定し、ゾーン１であればステップ２０８へ移行し、ゾーン２、３であればステップ２１０へ移行する。

ステップ２０８では、帯電ロール５２への印加電圧が、放電開始電圧未満の所定値Ｖ２まで上昇され、クリーニングロール１０２への印加電圧が、帯電ロール５２と同値まで上昇される。例えば、放電開始電圧が５００Ｖで感光体ドラム５０の帯電電位が３００Ｖの場合には、帯電ロール５２、クリーニングロール１０２への印加電圧が、ＤＣ７５０Ｖまで上昇される。

ここで、低温低湿環境下では、帯電ロール５２と感光体ドラム５０との機械的な吸着力が低くなる。このため、低温低湿環境下では、帯電ロール５２に高電圧を印加し帯電ロール５２と感光体ドラム５０との電位差を大きくすることで、帯電ロール５２と感光体ドラム５０との静電吸着力を高くし、帯電ロール５２の感光体ドラム５０に対する従動性を向上させている。

また、ステップ２０６において判定が否定された場合には、帯電ロール５２への印加電圧が放電開始電圧未満の所定値Ｖ１に維持され、クリーニングロール１０２への印加電圧が帯電ロール５２と同値に維持される。

ここで、高温高湿環境下では、帯電ロール５２と感光体ドラム５０との機械的な吸着力が高くなり、また、放電生成物が吸湿し易くなる。放電生成物の吸湿が発生すると、画像の白抜け等の画質欠陥が発生し、感光体ドラム５０の磨耗が促進される。このため、常温常湿、高温高湿環境下では、帯電ロール５２に印加する電圧を放電開始電圧以下とすることで、帯電ロール５２の感光体ドラム５０に対する従動性を確保すると共に、放電生成物の吸湿に起因する問題の発生を抑制している。

次に、ステップ２１０では、画像形成が開始されてステップ２１２へ移行する。ステップ２１２では、プリントジョブが終了したか否かが判定され、判定が否定されるとステップ２０４へ移行し、判定が肯定されると処理ルーチンを終了する。

次に、第４実施形態について説明する。なお、第１、２実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施形態では、感光体ドラム５０を駆動するモータ５１、帯電ロール５２へ電圧を印加する電源５３、クリーニングロール１０２へ電圧を印加する電源１０３を制御する制御部１４０が設けられている。制御部１４０には、感光体ドラム５０の累積回転数が記憶されるメモリ１４２が設けられており、制御部１４０は、メモリ１４２に記憶された感光体ドラム５０の累積回転数に基づいて、電源５３から帯電ロール５２へ印加される電圧、電源１０３からクリーニングロール１０２へ印加される電圧を制御する。

以下、感光体ドラム５０の累積回転数に応じた帯電ロール５２、クリーニングロール１０２への印加電圧の制御方法について図１１のフローチャートを参照して説明する。

まず、画像形成装置１０の電源がオンになると処理ルーチンが開始されてステップ３００へ移行する。ステップ３００では、プリントジョブを受信したか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ３０２へ移行する。ステップ３０２では、モータ５１がオンになり、感光体ドラム５０が駆動される。また、帯電ロール５２へ放電開始電圧未満の所定値Ｖ１の電圧が印加される。また、クリーニングロール１０２へ帯電ロール５２と同値の電圧が印加される。そして、ステップ３０４へ移行する。

ステップ３０４では、制御部１４０が、メモリ１４２に記憶された感光体ドラム５０の累積回転数が所定値以上であるか否かを判定し、判定が肯定されるとステップ３０６へ移行し、判定が否定されるとステップ３０８へ移行する。

ステップ３０６では、帯電ロール５２への印加電圧が放電開始電圧未満の所定値Ｖ２まで上昇され、クリーニングロール１０２への印加電圧が帯電ロール５２と同値まで上昇される。例えば、放電開始電圧が５００Ｖで感光体ドラム５０の帯電電位が３００Ｖの場合には、帯電ロール５２への印加電圧がＤＣ７５０Ｖまで上昇される。

ここで、感光体ドラム５０及び帯電ロール５２が長期間使用されると、感光体ドラム５０及び帯電ロール５２に磨耗等の経時劣化が発生し、感光体ドラム５０と帯電ロール５２との機械的な吸着力が低くなる。このため、感光体ドラム５０及び帯電ロール５２の試用期間が長くなった場合には、帯電ロール５２に高電圧を印加し帯電ロール５２と感光体ドラム５０との電位差を大きくすることで、帯電ロール５２と感光体ドラム５０との静電吸着力を高くし、帯電ロール５２の感光体ドラム５０に対する従動性を確保している。

またステップ３０４において判定が否定された場合には、帯電ロール５２への印加電圧が放電開始電圧未満の所定値Ｖ１に維持され、クリーニングロール１０２への印加電圧が帯電ロール５２と同値に維持される。

ここで、感光体ドラム５０及び帯電ロール５２の使用期間が短い場合には、感光体ドラム５０と帯電ロール５２との機械的な吸着力が高いので、帯電ロール５２に印加する電圧を低くすることで、帯電ロール５２の感光体ドラム５０に対する従動性を確保すると共に、放電生成物の発生を抑制している。

次に、ステップ３０８では、画像形成が開始されてステップ３１０へ移行する。ステップ３１０では、プリントジョブが終了したか否かが判定され、判定が否定されるとステップ３０４へ移行し、判定が肯定されると処理ルーチンを終了する。

なお、本実施形態では、感光体ドラム５０のモータ５１がオンになるのと同時に、帯電ロール５２への電圧の印加をオンにしたが、感光体ドラム５０のモータ５１がオンになる前に、帯電ロール５２への電圧の印加をオンにしても良い。

次に、図１２に示す例について説明する。なお、前記参考例及び実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図１２に示す例では、帯電ロール５２が、感光体ドラム５０に対して非接触となっており、モータ５１によって駆動される。

ここで、図１２に示す例においても、上述の画像形成装置１０と同様の制御が行われるので、帯電ロール５２の回転性を向上でき、モータ５１の負荷トルクを低減できる。

なお、上述した例は、電源５３から帯電ロール５２に印加される電圧値を変化させたが、電源５３から帯電ロール５２に印加される電流値を変化させても良い。

また、上述した例では、クリーニング部材として発泡弾性部材で形成されたクリーニングロールを用いたが、クリーニング部材の形状はパッド状等、他の形状でも良く、また、発泡弾性部材以外の他の部材でしても良い。

第１実施形態に係る画像形成装置の概略を示す断面図である。第１実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラム、帯電ロール、クリーニングロールを示す断面図である。第１実施形態に係る画像形成装置の帯電ロールとクリーニングロールとのニップ部を拡大して示す図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態に係る画像形成装置における帯電ロールへの印加電圧の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。第２実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラム、帯電ロール、クリーニングロールを示す断面図である。第２実施形態に係る画像形成装置における帯電ロールへの印加電圧の制御方法を説明するためのフローチャートである。第３実施形態に係る画像形成装置の感光体ドラム、帯電ロール、クリーニングロールを示す断面図である。第３実施形態に係る画像形成装置の制御部に記憶された環境テーブルを示すグラフである。第３実施形態に係る画像形成装置における帯電ロールへの印加電圧の制御方法を説明するためのフローチャートである。画像形成装置の感光体ドラム、帯電ロール、クリーニングロールを示す断面図である。画像形成装置における帯電ロールへの印加電圧の制御方法を説明するためのフローチャートである。画像形成装置の感光体ドラム、帯電ロール、クリーニングロールを示す断面図である。

１０画像形成装置
５０感光体ドラム（像担持体）
５２帯電ロール
１０２クリーニングロール（クリーニング部材）
１１０制御部（制御手段）
１２０制御部（制御手段）
１２２エンコーダ（速度検知手段）
１３０制御部（制御手段）
１３２温湿度センサ（環境条件検知手段）
１４０制御部（制御手段）

Claims

像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電ロールと、
前記帯電ロールに接触して前記帯電ロールをクリーニングするクリーニング部材と、
前記帯電ロールへ電圧を印加する第１の電源と、
前記クリーニング部材へ電圧を印加する第２の電源と、
前記像担持体の回転駆動が開始される以前に、前記第１の電源から前記帯電ロールへ電圧を印加し、前記第２の電源から前記クリーニング部材へ電圧を印加すると共に、前記帯電ロールと前記クリーニング部材とが同電位となるように前記第２の電源の電圧を調整する制御手段と、
を有する画像形成装置。
前記クリーニング部材を発泡弾性部材で形成したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、非画像形成時、前記帯電ロールに放電開始電圧未満の電圧を印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、非画像形成時、前記帯電ロールに交流電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記像担持体の回転速度の変化率に応じて前記帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を変化させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記像担持体の回転速度を検知する速度検知手段を有し、
前記制御手段は、前記速度検知手段によって検知される回転速度から前記像担持体の回転速度の変化率を算出し、算出した変化率に応じて前記帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を変化させることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
装置の環境条件を検知する環境条件検知手段を有し、
前記制御手段は、前記環境条件検知手段によって検知された装置の環境条件における絶対湿度が低くなるほど前記帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を高くすることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記像担持体の累積回転数が多くなるほど前記帯電ロールへの印加電圧又は印加電流を高くすることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。