(57)【要約】【課題】  簡易な構成で、帯電ローラの劣化や傷を抑制しつつ、帯電ローラの表面に付着した外添剤などを清掃する。【解決手段】  感光ドラムと帯電ローラとの間に周速差をつけて帯電ローラを清掃する清掃モードを実行する系で、感光ドラムの駆動トルクに基づいて、清掃モードでの感光ドラムと帯電ローラとの間の周速差を可変に設定する。【選択図】  図１
2015114542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な像担持体と、前記像担持体に接触して設けられ、前記像担持体を帯電する回転可能な帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、前記静電像をトナーで現像する現像手段と、前記帯電部材の周速を可変となるように前記帯電部材を駆動する駆動手段と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体の回転負荷に関する情報を検知する検知手段と、
前記帯電部材が前記像担持体の画像形成領域となる領域を帯電するとき、前記帯電部材の周速は前記像担持体の周速と同じ又は前記像担持体の周速と第１の周速差をもつ第１モードと、
前記帯電部材が前記像担持体の画像形成領域となる領域以外の領域の少なくとも一部と接触するとき、前記回転負荷が所定値より小さい場合は、前記帯電部材の周速と前記像担持体の周速との間に前記第２の周速差をもち、前記回転負荷が前記所定値より大きい場合は、前記帯電部材の周速と前記像担持体の周速との間に第３の周速差をもつ第２モードと、を設定可能であり、
前記第３の周速差は、前記第１の周速差よりも大きく、前記第２の周速差よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電部材が前記像担持体の画像形成領域となる領域以外の領域の少なくとも一部と接触するとき、前記帯電部材に印加される電圧の極性は、前記帯電部材が前記像担持体の画像形成領域となる領域を帯電するとき、前記帯電部材に印加される電圧の極性と逆であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体に形成されたトナー像の累積枚数に関する情報を検知する検知手段を有し、前記累積枚数が所定値を超えたとき、前記第２モードを設定可能であることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体に形成されたトナー像の累積画素数に関する情報を検知する検知手段を有し、前記累積画素数が所定値を超えたとき、前記第２モードを設定可能であることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部材はローラ形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体から受像部材へトナー像を転写する転写手段と、前記像担持体の残留トナーをクリーニングするクリーニング手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの画像形成装置。
【請求項７】
回転可能な像担持体と、前記像担持体に接触して設けられ、前記像担持体を帯電する回転可能な帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、前記静電像をトナーで現像する現像手段と、前記帯電部材の周速を可変となるように前記帯電部材を駆動する駆動手段と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体に形成されたトナー像の累積枚数に関する情報を検知する検知手段と、
前記帯電部材が前記像担持体の画像形成領域となる領域を帯電するとき、前記帯電部材の周速は前記像担持体の周速と同じ又は前記像担持体の周速と第１の周速差をもつ第１モードと、
前記帯電部材が前記像担持体の画像形成領域となる領域以外の領域の少なくとも一部と接触するとき、前記累積枚数が所定値より小さい場合は、前記帯電部材の周速と前記像担持体の周速との間に前記第２の周速差をもち、前記累積枚数が前記所定値より大きい場合は、前記帯電部材の周速と前記像担持体の周速との間に第３の周速差をもつ第２モードと、を設定可能であり、
前記第３の周速差は、前記第１の周速差よりも大きく、前記第２の周速差よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記帯電部材が前記像担持体の画像形成領域となる領域以外の領域の少なくとも一部と接触するとき、前記帯電部材に印加される電圧の極性は、前記帯電部材が前記像担持体の画像形成領域となる領域を帯電するとき、前記帯電部材に印加される電圧の極性と逆であることを特徴とする請求項７の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機、プリンタ、ＦＡＸ等に用いられる、電子写真方式・静電記録方式などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置において、感光体・誘電体などの像担待体に帯電工程を適用して画像形成を実行する場合の帯電手段としてコロナ帯電器のような非接触式の帯電方式が多用されてきた。
【０００３】
このようなコロナ放電装置に対して、近年、導電性のローラ型帯電部材を感光体などの像担待体に直接接触あるいは近接させて、その帯電部材に帯電電圧を印加する近接接触帯電方式が利用されている。例えば、導電性ゴムローラを像担待体である感光ドラムに接触させ、感光ドラムの回転と共に従動回転させる構成において、ゴムローラの軸となる芯金に電圧を供給することにより感光ドラムを一様に帯電する。
【０００４】
接触帯電方式は非接触帯電方式に比べて印加する電圧を低く抑えることができ、発生するオゾンの量も少ないなどの利点を有している。しかしながら、接触帯電方式においては、経時変化、及び画像種類に伴い、クリーニングブレードで回収できなかった外添剤等により帯電ローラが汚染され、汚染された部分が抵抗分布斑を呈することとなる。これが画像形成時において帯電電位を不均一に形成してしまう要因となり、画像形成された複写物には、搬送方向に対して平行に帯電斑と呼ばれる画像不良を発生させてしまう。
【０００５】
この課題を解決するために、特許文献１では感光ドラムを帯電しない動作時に、感光ドラムと帯電ローラが周速差をもって回転することにより、帯電ローラを清掃する手段が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７４７８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の構成では放電生成物の付着により感光ドラム表面の摩擦係数が増加しても、一定の周速差で帯電ローラを回転していた。従って、感光ドラム表面の摩擦係数の増加により感光ドラムと帯電ローラ間の摩擦力の増加し、帯電ローラを劣化させたり、帯電ローラを傷つけたりしてしまうことがあった。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、本発明の目的は、長期間に渡り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。
【０００９】
本発明の他の目的は、帯電部材の汚れを抑制することができる画像形成装置を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、帯電部材の劣化を抑制することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、回転可能な像担持体と、前記像担持体に接触して設けられ、前記像担持体を帯電する回転可能な帯電部材と、前記帯電部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、前記静電像をトナーで現像する現像手段と、前記帯電部材の周速を可変となるように前記帯電部材を駆動する駆動手段と、を有する画像形成装置において、前記像担持体の回転負荷に関する情報を検知する検知手段と、前記帯電部材が前記像担持体の画像形成領域となる領域を帯電するとき、前記帯電部材の周速は前記像担持体の周速と同じ又は前記像担持体の周速と第１の周速差をもつ第１モードと、前記帯電部材が前記像担持体の画像形成領域となる領域以外の領域の少なくとも一部と接触するとき、前記回転負荷が所定値より小さい場合は、前記帯電部材の周速と前記像担持体の周速との間に前記第２の周速差をもち、前記回転負荷が前記所定値より大きい場合は、前記帯電部材の周速と前記像担持体の周速との間に第３の周速差をもつ第２モードと、を設定可能であり、前記第３の周速差は、前記第１の周速差よりも大きく、前記第２の周速差よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、像担持体の周速と帯電部材の周速との周速差を適切にすることにより、長期間に渡って良好な帯電性能を維持することができる。また、長期間にわたって帯電部材の汚れと帯電部材の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明における感光ドラムと帯電ローラの構成断面図である。
【図３】本発明における帯電ローラの清掃手段の説明図である。
【図４】本発明における感光ドラムと帯電ローラの周速差制御の説明図である。
【図５】実施例１における帯電ローラ清掃のタイミングチャートである。
【図６】実施例１における帯電ローラ清掃系のブロック図である。
【図７】実施例２における帯電ローラ清掃系のブロック図である。
【図８】実施例２における帯電ローラ清掃モードのフローチャートである。
【図９】実施例３における帯電ローラ清掃系のブロック図である。
【図１０】実施例３における帯電ローラ清掃モードのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。本実施例での画像形成装置は電子写真方式の複写機であって、図示しないコンピュータ等から送られた画像信号に従って記録媒体に画像を形成するものである。
【００１６】
この画像形成装置は、像担持体としての回転可能なドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１を備える。また、感光ドラム１の回転方向（反時計方向）に沿ってその周囲に接触帯電部材としての帯電ローラ（ローラ形状の帯電器）２、現像装置４、接触転写部材としての転写ローラ５、クリーニング装置７が配置されている。帯電ローラ２と現像装置４との間の上方には露光装置３が設置されている。また、感光ドラム１と転写ローラ５との間に形成される転写部ｄの転写材搬送方向の下流側には、定着装置６が設置されている。
【００１７】
（感光ドラム）
感光ドラム１は、本実施の形態では外径３０ｍｍの負帯電性の有機感光体（ＯＰＣ）であり、図示しない駆動装置によって通常２１０ｍｍ／ｓのプロセススピード（周速度）で矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。感光ドラム１は、図２に示すように、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）１ａの表面に、光の干渉を抑え上層の接着性を向上させる下引き層１ｂと、光電荷発生層１ｃと、電荷輸送層１ｄの３層を下から順に塗布して構成されている。
【００１８】
（帯電ローラ）
帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部をそれぞれ図示しない軸受け部材により回転可能に保持される。芯金２ａの両端部は、押し圧ばね２ｅによって感光ドラム１の中心方向に付勢され、帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接される。
【００１９】
帯電ローラ２は、駆動装置Ｍによって矢印方向（時計方向）に回転駆動される。駆動装置Ｍは、帯電ローラの周速が可変となるように駆動する駆動手段である。通常の画像形成時（第１モード）において、帯電ローラが感光ドラムの画像形成領域となる領域を帯電する時、帯電ローラの周速は感光ドラムの周速と同じ（周速差０）に設定している。又は、帯電ローラの周速と感光ドラムの周速とにわずかな周速差（第１の周速差）を設定することもできる。第１の周速差は帯電ローラの周速に対して±３％以内が好ましい。画像形成領域とは、任意の静電潜像に対して、静電潜像が形成されうる領域であり、現像器によりトナー像が形成されうる領域である。
【００２０】
感光ドラム１と帯電ローラ２との圧接部が帯電部（帯電ニップ部）ａである。
【００２１】
また、帯電ローラ２の長手方向長さは３２０ｍｍであり、図２に示すように、芯金（支持部材）２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表層２ｄを下から順次に積層した３層構成である。下層２ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、表層２ｄは、感光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。
【００２２】
この帯電ローラ２の芯金２ａには電圧印加手段である電源Ｔ１より所定の条件の帯電電圧が印加されることにより感光ドラム１の周面が所定の極性・電位に接触帯電処理される。本実施例では、帯電ローラ２に対する帯電電圧は直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、直流電圧；−５００Ｖ、交流電圧；周波数１ｋＨｚ、ピーク間電圧１．５ｋＶの正弦波を重畳した振動電圧であり、感光ドラム１の周面は−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。
【００２３】
より具体的には、本実施の形態における帯電ローラ２の仕様は下記の通りである。
芯金２ａ；直径６ｍｍのステンレス丸棒
下層２ｂ；カーボン分散の発泡ＥＰＤＭ、比重０．５ｇ／ｃｍ３、体積抵抗値１０２〜１０９Ω・ｃｍ、層厚３．０ｍｍ
中間層２ｃ；カーボン分散のＮＢＲ系ゴム、体積抵抗値１０２〜１０５Ω・ｃｍ、層厚７００μｍ
表層２ｄ；フッ素化合物のトレジン（Ｎ−メトキシメチル化ナイロンの商品名）樹脂に酸化錫とカーボンを分散、体積抵抗値１０７〜１０１０Ω・ｃｍ、表面粗さ（ＪＩＳ規格１０点平均表面粗さＲａ）１．５μｍ、層厚１０μｍ
（露光装置）
本実施例では、静電像形成手段である露光装置３として半導体レーザを用いたレーザビームスキャナを用いた。レーザビームスキャナは図示しない画像読み取り装置等から入力される画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力する。
【００２４】
そして、感光ドラム１の一様帯電処理面を露光位置ｂにおいて走査露光（イメージ露光）Ｌする。この走査露光Ｌにより感光ドラム１面のレーザ光で照射されたところの電位が低下することで、感光ドラム１面には走査露光Ｌした画像情報に対応した静電潜像が順次に形成される。
【００２５】
（現像装置）
現像手段である現像装置４は、本実施例では２成分磁気ブラシ現像方式の反転現像装置であり、感光ドラム１表面の露光部分（明部）にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。
【００２６】
この現像装置４は、現像容器４ａの開口部に固定マグネットローラ４ｃを内包した回転自在な非磁性の現像スリーブ４ｂが設けられている。現像容器４ａの現像剤（トナー）４ｅを、規制ブレード４ｄで薄層に現像スリーブ４ｂ上にコーティングし、感光ドラム１と対向する現像部ｃへ搬送する。
【００２７】
現像容器４ａ内の現像剤４ｅはトナーと磁性キャリアの混合物であり、２つの現像剤攪拌部材４ｆの回転によって均一に攪拌されながら現像スリーブ４ｂ側に搬送される。本実施例では、ポリエステルを主体とした樹脂バインダーに顔料を混錬したものを粉砕分級して得られた平均粒径が約６μｍのトナーを用いる。また、本実施例での磁性キャリアの抵抗は約１０１３Ω・ｃｍ、粒径は４０μｍであり、トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。現像剤中には、トナーに外添された外添剤を備える。
【００２８】
現像容器４ａ内のトナー濃度（現像剤中のトナーの割合）は、図示しない濃度センサによって検知され、この検知情報に基づいてトナーホッパー４ｇから適正量のトナーを現像容器４ａに補給してトナー濃度を一定に調整する。
【００２９】
現像スリーブ４ｂは、現像部ｃにおいて感光ドラム１との最近接距離を３００μｍに保持して感光ドラム１に近接対向配設されており、現像スリーブ４ｂは現像部ｃにおいて感光ドラム１の回転方向（反時計方向）とは逆方向に回転駆動される。
【００３０】
現像スリーブ４ｂには、電源Ｔ２から所定の現像バイアスが印加される。本実施例において現像スリーブ４ｂへ印加する現像バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、直流電圧；−３５０Ｖ，交流電圧；周波数６．０ｋＨｚ、ピーク間電圧１．４ｋＶの矩形波を重畳した振動電圧である。
【００３１】
（転写ローラ）
転写手段である転写ローラ５は感光ドラム１に所定の押圧力をもって圧接させてあり、その圧接ニップ部が転写部ｄである。この転写部ｄに図示しない給紙機構部から所定の制御タイミングにて受像部材としての転写材（記録材）Ｐが給送される。
【００３２】
転写部ｄに給送された転写材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５の間にニップに挟持されて搬送される。このとき、転写ローラ５に電源Ｔ３からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアスが印加されることで、転写部ｄを挟持搬送されていく転写材Ｐの面に感光ドラム１面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。具体的には、本実施例で印加した転写バイアスは＋２ｋＶである。
【００３３】
（定着装置）
定着装置６は、回転自在な定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂを有しており、定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂ間の定着ニップ部にて転写材Ｐを挟持搬送しながら、転写材Ｐの表面に転写されたトナー像を加熱加圧して熱定着する。
【００３４】
（クリーニング装置）
クリーニング手段であるクリーニング装置７はウレタンゴムからなるクリーニングブレード７ａを具備している。ウレタンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａで７０度、長手方向長さは３３０ｍｍ、当接圧力は８００ｇｆである。転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光ドラム１面はクリーニングブレード７ａにより摺擦されて転写後の残留トナーの除去を受けて清浄面化され、繰り返して画像形成に供される。ｅはクリーニングブレード７ａの感光ドラム面当接部である。
【００３５】
（帯電ローラ清掃）
まず、耐久（感光ドラムと帯電ローラの長期使用）によって生じる帯電ローラ２上の外添剤付着について述べる。トナーには、外添剤である、チタニアとシリカの微粒子がトナー粒子の重量に対して１重量％ずつ含有されている。これらの外添剤は、現像剤中でトナーの帯電極性（マイナス）とは、逆極性（プラス）に帯電される。本実施例において、両外添剤の粒径は共に１００ｎｍのものを使用した。
【００３６】
外添剤は、トナーに対して付着しているが、現像器内や転写部において、トナーから遊離脱落し、感光ドラム１に付着してしまう。感光ドラム１上に付着した外添剤は、クリーニングブレード７ａでは完全に除去されずに、帯電ローラ２へ到達する。帯電ローラ２は弾性体のため、外添剤が到達すると、自身が変形することで外添剤を包み込み、帯電ローラ自体に外添剤を付着させてしまう。
【００３７】
帯電ローラ２上に付着した外添剤を清掃するために、感光ドラム１の周速と帯電ローラ２の周速を異なるように回転駆動する清掃モード（第２のモード）を設定する。ここで、周速とは感光ドラム１と帯電ローラ２の最外周径の回転速度を表している。両者を異なる周速で回転することにより、帯電ローラ２表面は感光ドラム１表面で摺擦され、帯電ローラ２上に付着した外添剤は感光ドラム１に移動し、感光ドラム１の回転によりクリーニング装置７で回収される。
【００３８】
また、帯電ローラ２に印加される電圧は、帯電ローラ２の清掃モード（第２モード）において、画像形成時（第１モード）とは逆極性（プラス極性）の電圧を印加するのが良い。これは、帯電ローラへの付着物である外添剤がプラス帯電極性であるため、帯電ローラへプラス極性の電圧を印加することにより、帯電ローラ２から静電的に剥がれやすくなるからである。このように、帯電ローラに対して、通常の帯電極性と逆極性の電圧を印加することは、帯電ローラ２の清掃に有効である。
【００３９】
帯電ローラ表層の材料は、帯電ローラの表面の水に対する接触角が感光ドラムの表面の水に対する接触角よりも大きくなるようなものを選ぶと、帯電ローラから感光ドラムへ外添剤が移動しやすくなるため、帯電ローラの清掃に有効である。
【００４０】
上述したような摺擦による帯電ローラ２の清掃能力は、図３（ａ）に示すように、感光ドラム１と帯電ローラ２の間の摩擦力が大きいほど高い。また、図３（ｂ）に示すように、感光ドラム１と帯電ローラ２の周速差が大きいほど、帯電ニップ部ａで発生するせん断応力が大きくなるため、帯電ローラ２の清掃能力は高くなる。清掃能力が低いと帯電ローラ２の汚染による画像不良が発生するが、清掃能力が高すぎる場合にも別の弊害が発生する。即ち、感光ドラム１と帯電ローラ２の間の摩擦力が大きすぎる場合や、感光ドラム１と帯電ローラ２の周速差が大きすぎる場合には、帯電ニップ部ａにおいて帯電ローラの表面が劣化したり、帯電ローラ２に摺擦傷がついてしまうことがある。従って、図３（ｃ）に示すように帯電ローラ２の清掃能力は適正な範囲に設定することが肝要である。
【００４１】
感光ドラム１の長期使用に伴って感光ドラム１の表面の摩擦係数が増加することは一般に知られている。そこで本例では、感光ドラム１と帯電ローラ２の間の摩擦力に応じて、感光ドラム１と帯電ローラ２の周速差を制御するということをおこなう。即ち、感光ドラムの使用により、感光ドラムの摩擦係数が大きくなったら、清掃モードにおける前記周速差が小さくなるように制御する。このことを以下に説明する。
【００４２】
帯電ニップ部ａ近傍では感光ドラム１と帯電ローラ２間のギャップでの放電によりオゾンや窒素酸化物などの放電生成物が生成される。放電生成物が感光ドラム１上に付着すると、感光ドラム１表面の摩擦係数が増加するため、図４（ａ）に示すように感光ドラム１の回転負荷である駆動トルクは耐久（使用）に伴って上昇していく。
【００４３】
ここで、感光ドラム１の駆動トルクは、感光ドラム１とクリーニングブレード７ａとの摺擦及び、感光ドラム１と帯電ローラ２との摺擦によって主に発生している。したがって、駆動トルクと感光ドラム１表面の摩擦係数を１対１に対応させるには、感光ドラム１の駆動トルクを検知する時の、感光ドラム１と帯電ローラ２の周速差は一定にして、周速差の違いが駆動トルクに及ぼす影響を除く必要がある。例えば、画像形成時には感光ドラム１と帯電ローラ２に周速差をつけずに（又は周速差を小さい第１の周速差として）回転させ、その状態での感光ドラム１の駆動トルクを検知すればよい。帯電ローラ２の清掃時には、適正に制御された周速差で感光ドラム１と帯電ローラ２を駆動する。周速差の制御の仕方としては、図４（ｂ）に示すように、感光ドラム１の駆動トルクの増加に応じて、感光ドラム１と帯電ローラ２の周速差を小さくするようにすれば、帯電ローラ２の清掃能力を適切な値に設定することが可能である。なお、図４（ｂ）に示すように、帯電ローラの周速は、駆動トルクの増加と共に、大きくしているが、感光ドラムの周速は、一定としている。
【００４４】
なお、感光ドラム１の回転負荷（駆動トルク）に関する情報を検知する検知手段としては、トルクコンバータ式のトルク測定器や感光ドラム１の駆動モータの駆動電流に基づくトルク測定器を用いればよく、その方法は特に限定されるものではない。
【００４５】
（周速差制御）
以下、本実施例でおこなう帯電ローラ２の清掃モード（第２モード）について説明する。本実施例では画像形成をおこなわない動作時、例えば、感光ドラムの前回転時や後回転時に帯電ローラ２の清掃をおこなう。即ち、清掃モードでは、帯電ローラが感光ドラムの非画像形成領域となる領域（画像形成領域となる領域以外の領域）と接触する時の少なくとも一部において、帯電ローラの清掃を行なう。接触する時の少なくとも一部とは、接触する時の一部の場合も接触する時の全部の場合も含む。
【００４６】
図５に示すように、画像形成動作時（第１モード）には感光ドラム１と帯電ローラ２は同じ周速度Ｖ１で回転駆動され、前回転時と後回転時には帯電ローラ２の周速度をＶ２に変化させている。画像形成動作時とは、帯電ローラが感光ドラムの画像形成領域となる領域を帯電する時である。前回転時とは、画像形成開始信号が入力され、感光ドラムの回転が開始してから、帯電ローラが感光ドラムの画像先端となる領域を帯電開始するまでの時間である。後回転時とは、帯電ローラが感光ドラムの画像後端となる領域を帯電終了してから感光ドラムの回転が停止するまでの時間である。
【００４７】
帯電ローラ２の清掃をおこなうタイミングとして前回転と後回転に言及したが、画像形成装置のメイン電源を投入してから、定着装置６がスタンバイとなるまでの、定着装置６のウォームアップ中などに行なっても良い。即ち、非画像形成時（帯電ローラが感光ドラムの非画像形成領域となる領域と接触する時）の少なくとも一部であれば帯電ローラ２の清掃タイミングは特に限定されない。
【００４８】
図６に本実施例における帯電ローラ清掃系のブロック図を示す。トルク検知部１２は画像形成動作時の感光ドラム１の駆動トルクを検知して、その駆動トルクの値を制御装置であるコントローラ１１に格納する。帯電ローラ２の清掃時には、コントローラ１１に格納された駆動トルクの値に基づいて、帯電ローラ周速度算出部１３が帯電ローラ２の周速度を算出し、その周速度で帯電ローラ駆動部１４が帯電ローラ２を駆動する。また、このとき帯電ローラバイアス印加部１５は帯電ローラ２に所定の電圧を印加する。
【００４９】
より具体的には、本実施例では帯電ローラ２の清掃時に＋１００Ｖ〜＋３００Ｖの直流電圧を帯電ローラ２に印加する。また、画像形成動作時の感光ドラム１と帯電ローラ２の周速度Ｖ１は２１０ｍｍ／ｓであり、帯電ローラ２の清掃時の帯電ローラ２の周速度Ｖ２は表１に示すようなテーブルを用いて算出する。
【００５０】
例えば表１において、駆動トルク（ｋｇｆ・ｃｍ）が１．５以上２未満ではＶ２（ｍｍ／ｓ）を１５０に設定し、感光ドラムと帯電ローラの周速差（ｍｍ／ｓ）は２１０−１５０＝６０である。また、駆動トルク（ｋｇｆ・ｃｍ）が２以上２．５未満ではＶ２（ｍｍ／ｓ）を１６５に設定し、感光ドラムと帯電ローラの周速差（ｍｍ／ｓ）は２１０−１６５＝４５である。このように、感光ドラムの摩擦係数が大きくなることで駆動トルクが大きくなるほど、前記周速差が小さくなるように設定している。
【００５１】
即ち、清掃モード（第２モード）において、感光ドラムの回転負荷である駆動トルクが所定値より小さい場合は、帯電ローラの周速と感光ドラムとの周速との間に第２の周速差をもつように、帯電ローラの周速を設定可能である。また、清掃モードにおいて、駆動トルクが所定値より大きい場合は、帯電ローラの周速と感光ドラムの周速との間に第３の周速差をもつように、帯電ローラの周速を設定可能である。ここで、第３の周速差は、第２の周速差よりも小さく設定される。
【００５２】
【表１】
2015114542.tif 000003
【００５３】
以上、説明したように、感光ドラムの駆動トルクに基づいて、清掃モードの感光ドラムと帯電ローラの周速差を制御することにより、帯電ローラの劣化や傷を抑制し、帯電ローラ上に付着した外添剤を清掃することができる。
【実施例２】
【００５４】
実施例１では、清掃モードは、前回転や後回転などの非画像形成動作時に行なったが、所定の画像形成枚数毎に行なってもよい。実施例１と同様に清掃モードでは感光ドラム１と帯電ローラ２に周速差をつけ、その周速差は感光ドラム１の駆動トルクに基づいて制御する。また、清掃モードでは画像形成時とは逆極性の電圧を帯電ローラ２に印加する。
【００５５】
具体的には、画像形成時（第１モード）では感光ドラム１、帯電ローラ２ともに２１０ｍｍ／ｓの周速で駆動される。帯電ローラ清掃モード（第２モード）では感光ドラム１の周速は２１０ｍｍ／ｓのまま、帯電ローラ２の周速は実施例１と同様に表１に示すようなテーブルから算出した値に変更される。清掃モードで帯電ローラ２に印加する電圧も実施例１と同様の直流電圧；＋１００Ｖ〜＋３００Ｖである。また、帯電ローラ２の清掃は、帯電ローラ２が５〜１０回転する時間行なえば良く、清掃モードは、感光ドラム上でのＡ４横サイズのトナー像の画像形成枚数（転写材の枚数と同じ）を１００枚〜２００枚毎に実行するのがよい。
【００５６】
図７に本実施例における帯電ローラ清掃系のブロック図を示す。コントローラ２１、トルク検知部２２、帯電ローラ周速度算出部２３、帯電ローラ駆動部２４、帯電ローラバイアス印加部２５に加えて、感光ドラム上に形成されたトナー像の累積枚数を検知する検知手段としての累積形成画像数算出部２６が設けられている。ここで算出部２６により算出された累積形成画像数Ｎに基づいて、コントローラ２１は帯電ローラ清掃モード実行の可否を判断する。
【００５７】
図８に本実施例における清掃モードのフローチャートを示す。画像形成が開始される（Ｓ１０１）と、トルク検知部２２は感光ドラム１の駆動トルクを検知する（Ｓ１０２）。コントローラ２１は累積形成画像数Ｎの値を読み取り、清掃モードを実行するか否かを判断する（Ｓ１０３）。累積形成画像数Ｎが所定値Ｎ０未満であれば、画像形成を終了した（Ｓ１０９）のち、残りのジョブの有無を確認し（Ｓ１０８）、ジョブが残っている場合には、Ｓ１０１からのフローを繰り返す。
【００５８】
Ｓ１０３において累積形成画像数Ｎが所定値Ｎ０以上になると、画像形成を終了した（Ｓ１０４）のち、感光ドラム１の駆動トルクに基づいて清掃モードでの帯電ローラ２の周速度を算出する（Ｓ１０５）。その後、帯電ローラ清掃モードを実行し（Ｓ１０６）、累積形成画像数Ｎの値をクリアする（Ｓ１０７）。全てのジョブが終了していなければ、一連のフローを繰り返す。
【００５９】
以上、説明したように所定の形成画像数毎に帯電ローラ清掃モードを設ければ、帯電ローラの劣化や傷を抑制することができ、帯電ローラ２上に付着した外添剤を清掃することができる。
【実施例３】
【００６０】
実施例２で説明した清掃モードは所定の画像形成枚数毎に行なったが、所定の形成画素数毎におこなってもかまわない。
【００６１】
図９に本実施例における帯電ローラ清掃系のブロック図を示す。コントローラ３１、トルク検知部３２、帯電ローラ周速度算出部３３、帯電ローラ駆動部３４、帯電ローラバイアス印加部３５に加えて、トナー像の累積画素数に関する情報を検知する検知手段である累積形成画素数算出部３６が設けられている。ここで算出された累積形成画素数Ｎ’に基づいて、コントローラ３１は帯電ローラ清掃モード実行の可否を判断する。算出部３６は、画像のビデオカウント信号から画素数を算出すれば良い。
【００６２】
図１０に本実施例における帯電ローラ清掃モードのフローチャートを示す。フロー全体は実施例２と同様のもので、Ｓ２０１〜Ｓ２０９がそれぞれＳ１０１〜Ｓ１０９に対応しているが、Ｓ２０３において累積形成画素数Ｎ’が所定の値Ｎ’０以上か否かで帯電ローラ清掃モードの実行を判断するところが異なる。
【００６３】
以上、説明したように所定の形成画素数毎に帯電ローラ清掃モードを設ければ、帯電ローラの劣化や傷を抑制することができ、帯電ローラ２上に付着した外添剤を清掃することができる。
【実施例４】
【００６４】
以上の実施例１〜３において、清掃モードにおいて、感光ドラムの駆動トルクの検知結果に基づいて、感光ドラムの周速と帯電ローラの周速との周速差を制御していた。しかしながら、駆動トルクの検知の代わりに、感光ドラムへのトナー像の累積枚数（転写材の累積枚数と同じ）の検知を行なっても良い。
【００６５】
図４（ａ）に示すように、駆動トルクは、感光ドラムへのトナー像の累積枚数（通紙枚数）が多くなるにつれて、大きくなっていく。即ち、画像の累積枚数が多くなるにつれて、感光ドラムの摩擦係数も大きくなっていくことから、駆動トルクの増加は、画像の累積枚数から予測することが可能である。従って、実施例１の表１の駆動トルクの代わりに累積枚数を設定し、累積枚数が多くなるにつれて、清掃モードにおいて、帯電ローラの周速と感光ドラムの周速の周速差を小さく設定すれば良い。
【００６６】
即ち、清掃モードにおいて、累積枚数が所定値より小さい場合は、帯電ローラの周速と感光ドラムの周速との間に第２の周速差をもつように設定される。また、清掃モードにおいて、累積枚数が前記所定値より大きい場合は、帯電ローラの周速と感光ドラムの周速との間に第３の周速差（第３の周速差＜第２の周速差）をもつように設定されれば良い。
【００６７】
通常モード（第１モード）においては、帯電ローラの周速と感光ドラムの周速を同じとするか、もしくは、両者の周速差を第３の周速差よりも小さい第１の周速差に設定するのが良い。
【００６８】
以上の実施例において、帯電部材としては、帯電ローラの代わりに感光ドラムに接触する回転可能な帯電ブラシ、回転可能な帯電ベルトを用いることもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１  感光ドラム
２  帯電ローラ
３  露光装置
４  現像装置
５  転写ローラ
６  定着装置
７  クリーニング装置
Ｍ  帯電ローラ駆動装置
Ｔ１〜Ｔ３  高圧電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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