(57)【要約】【課題】帯電部材へのトナーや外添剤などの付着を抑制して、帯電部材の寿命の長期化を図ることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、ローラ状の帯電部材３とベルト状の帯電部材４により感光体１を帯電させる際に、第１の通電部位Ｐａにおいて、ローラ状の帯電部材３とベルト状の帯電部材４のうち感光体１の回転方向において下流側の帯電部材から上流側の帯電部材に、現像手段１１が静電像に供給するトナーとは逆極性のトナーを移動させる方向の電流を流すように、第１、第２、第３の通電部位Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにおける通電を制御する制御手段４００を有する構成とする。【選択図】図４
2013109296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体と、
前記感光体上の静電像にトナーを供給する現像手段と、
回転して前記感光体を帯電させるローラ状の帯電部材と、
少なくとも第１、第２の支持ローラに掛け渡されて回転し前記感光体を帯電させるベルト状の帯電部材と、
を有し、
前記第２の支持ローラに巻き付けられた位置の前記ベルト状の帯電部材が前記ローラ状の帯電部材に接触して前記第２の支持ローラと前記ローラ状の帯電部材との間で通電が可能とされた第１の通電部と、
前記第１の支持ローラに巻き付けられた位置の前記ベルト状の帯電部材が前記感光体に接触又は近接して前記第１の支持ローラと前記感光体との間で通電が可能とされた第２の通電部位と、
前記ローラ状の帯電部材が前記感光体に接触又は近接して前記ローラ状の帯電部材と前記感光体との間で通電が可能とされた第３の通電部位と、
が形成されている画像形成装置であって、
前記ローラ状の帯電部材と前記ベルト状の帯電部材により前記感光体を帯電させる際に、前記第１の通電部位において、前記ローラ状の帯電部材と前記ベルト状の帯電部材のうち前記感光体の回転方向において下流側の帯電部材から上流側の帯電部材に、前記現像手段が前記静電像に供給するトナーとは逆極性のトナーを移動させる方向の電流を流すように、前記第１、第２、第３の通電部位における通電を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ローラ状の帯電部材の半径をＲ、前記ローラ状の帯電部材の外周面上の前記ベルト状の帯電部材が接触する周方向の長さをＬ、前記ローラ状の帯電部材の回転中心を中心として形成される、前記ローラ状の帯電部材に対する前記ベルト状の帯電部材の巻き付け角度をθ＝Ｌ／Ｒとするとき、前記巻きつけ角度θが、
π／３６≦θ≦π／２
の関係を満たすように、前記ローラ状の帯電部材の外周面上に前記ベルト状の帯電部材が接触することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記感光体の回転中心を中心とした前記ローラ状の帯電部材の回転中心を通る円の半径をＲ１、前記感光体の回転中心を中心とした前記ローラ状の帯電部材の外周を通る円の半径をＲ２とするとき、前記ローラ状の帯電部材の外周面上の前記ベルト状の帯電部材が接触する位置が、前記半径Ｒ１の円より外側、且つ、前記半径Ｒ２の円より内側に配置されるように、前記ローラ状の帯電部材の外周面上に前記ベルト状の帯電部材が接触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。
【請求項４】
前記感光体の回転方向において、前記第２の通電部位が下流側、前記第３の通電部位が上流側に配置され、前記ローラ状の帯電部材が、ブラシローラであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体の回転方向において、前記第２の通電部位が上流側、前記第３の通電部位が下流側に配置され、前記ローラ状の帯電部材には、前記第２の支持部材から、前記第１の通電部位を介して、表面側から電圧が供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置における電子写真感光体（感光体）の帯電方式として、コロナ帯電方式よりも放電時のオゾンの発生が少ない帯電ローラ方式が広く利用されている。帯電ローラ方式では、一般に、ローラ状の帯電部材である帯電ローラを被帯電体である感光体の表面に接触させて、この帯電ローラに電圧（帯電電圧）を印加することで、帯電ローラと感光体との間の微小な空隙で発生する放電により感光体を帯電させる。
【０００３】
尚、上記帯電ローラなどの帯電部材は、被帯電体である感光体の表面に必ずしも接触している必要はない。帯電部材と感光体との間に、ギャップ間電圧と補正パッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、例えば数１０μｍの空隙（間隙）を有して非接触に近接配置されていてもよい。ここでは、帯電部材を被帯電体に接触又は近接させて、微小な空隙で発生する放電により被帯電体を帯電させる方式を接触又は近接帯電方式又は単に接触帯電方式と呼ぶ。
【０００４】
帯電ローラ方式は、感光体の帯電に際して印加する電圧が比較的低くてよいので経済的であるという利点を有している。又、帯電ローラ方式は、外径の小さなローラで帯電動作ができるため、高速化する際に、コロナ帯電装置と比べて帯電装置の小型化に適している利点がある。
【０００５】
しかし、帯電ローラ方式は、感光体の表面の近傍で放電動作を行うため、感光体に付着したトナーや外添剤で、帯電ローラの表面が汚れ易い。
【０００６】
一方、帯電ローラに代えて、ベルト状の帯電部材である帯電ベルトを使用することが提案されている（特許文献１）。帯電ベルトは、一対の支持ローラに掛け渡されており、感光体と対向する支持ローラに帯電電圧を印加して、帯電ベルトを介して感光体を帯電させる。帯電ベルト方式は、感光体と接触する表面積を大きくできるため、帯電ローラと比較して汚れの蓄積などによる寿命を長くし易いが、より長寿命化を図るためには、帯電ベルトへのトナーや外添加剤の付着を防止することが望まれる。
【０００７】
このような帯電ローラや帯電ベルトの表面の汚れは、画像形成装置がクリーナレス方式を採用している場合にはより顕著となり易い。クリーナレス方式は、従来一般に用いられているクリーニングブレードなどを用いて転写工程後に感光体上に残留したトナー（転写残トナー）を廃トナー容器に回収することなく、現像装置に回収して再利用するものである。
【０００８】
特許文献２は、クリーナレス方式を採用した画像形成装置の帯電ローラの汚れを防止するために、感光体の表面の移動方向において帯電ローラの上流側に複数のデッキブラシを配置し、転写残トナーを再帯電させて現像装置に回収する方法を開示する。
【０００９】
又、特許文献３は、クリーナレス方式を採用した画像形成装置における転写残トナーを再帯電させるブラシの汚れやトナーの目詰まりを防止するために、複数のブラシローラを用いた構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９−１３８５４２号公報
【特許文献２】特開２００８−９１４９号公報
【特許文献３】特開平１０−９７１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２に記載の構成は、複数の帯電手段や電圧印加手段が感光体の周囲に離散的に配置されており、帯電手段の数も多いため、装置構成が比較的複雑で大型化し易い構成である。又、特許文献２に記載の構成は、転写残トナーの再帯電を行うブラシが目詰まりすると、帯電ローラが逆帯電トナーで汚れ、帯電均一性が低下し易い構成である。そのため、定期的にブラシの清掃動作を実施することが必要となり、画像の生産性が低下することが懸念される。
【００１２】
又、特許文献３に記載の構成は、転写残トナーを再帯電させるブラシローラの目詰まりを防止するために、２本のブラシローラを接触させて回転させている。しかし、特許文献３に記載の構成では、２本のブラシローラを同電位に設定し、接触部するブラシローラ間で物理的にトナーを感光体の表面に落下させている。そのため、感光体の表面の移動方向において最下流の帯電ローラがトナーで汚れ易い。
【００１３】
従って、本発明の目的は、帯電部材へのトナーや外添剤などの付着を抑制して、帯電部材の寿命の長期化を図ることの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】
【００１４】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転可能な感光体と、前記感光体上の静電像にトナーを供給する現像手段と、回転して前記感光体を帯電させるローラ状の帯電部材と、少なくとも第１、第２の支持ローラに掛け渡されて回転し前記感光体を帯電させるベルト状の帯電部材と、を有し、前記第２の支持ローラに巻き付けられた位置の前記ベルト状の帯電部材が前記ローラ状の帯電部材に接触して前記第２の支持ローラと前記ローラ状の帯電部材との間で通電が可能とされた第１の通電部と、前記第１の支持ローラに巻き付けられた位置の前記ベルト状の帯電部材が前記感光体に接触又は近接して前記第１の支持ローラと前記感光体との間で通電が可能とされた第２の通電部位と、前記ローラ状の帯電部材が前記感光体に接触又は近接して前記ローラ状の帯電部材と前記感光体との間で通電が可能とされた第３の通電部位と、が形成されている画像形成装置であって、前記ローラ状の帯電部材と前記ベルト状の帯電部材により前記感光体を帯電させる際に、前記第１の通電部位において、前記ローラ状の帯電部材と前記ベルト状の帯電部材のうち前記感光体の回転方向において下流側の帯電部材から上流側の帯電部材に、前記現像手段が前記静電像に供給するトナーとは逆極性のトナーを移動させる方向の電流を流すように、前記第１、第２、第３の通電部位における通電を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、帯電部材へのトナーや外添剤などの付着を抑制して、帯電部材の寿命の長期化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。
【図２】ＤＣ放電特性の一例を示すグラフ図である。
【図３】帯電ＡＣ電圧のＶｐｐとＶＤ電位の関係の一例を示すグラフ図である。
【図４】本発明の一実施例における帯電装置によるトナーの再帯電動作を説明するための模式図である。
【図５】本発明の一実施例に係る概略制御ブロック図である。
【図６】第１の通電部位の配置を説明するための模式図である。
【図７】本発明の一実施例に係る制御のフローチャート図である。
【図８】Ｖｄｃ−Ｉ特性の一例を示すグラフ図である。
【図９】本発明の一実施例に係る画像形成動作のタイミングチャート図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。
【図１１】本発明の更に他の実施例に係る画像形成装置の模式的な断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例に係る概略制御ブロック図である。
【図１３】本発明の他の実施例における帯電装置によるトナーの再帯電動作を説明するための模式図である。
【図１４】本発明の一実施例に係る制御のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。但し、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、形状、材質、その配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の概略構成を示す。本実施例では、画像形成装置１００は、電子写真方式を採用したレーザービームプリンタである。
【００１９】
本実施例の画像形成装置１００は、感光体１上の転写残トナーを回収するために従来一般に用いられているクリーニングブレードなどクリーニング手段を持たないクリーナレス方式を採用している。しかし、本発明は、クリーナレス方式の画像形成装置に限定されるものではなく、クリーニング手段を備えた画像形成装置にも等しく適用できるものである。但し、本発明は、帯電部材にトナーや外添剤などが付着し易いクリーナレス方式の画像形成装置において、より有効に作用するものである。
【００２０】
１−１．感光体
画像形成装置１００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（感光体）１を有する。
【００２１】
本実施例では、感光体１は、負帯電性のアモルファスシリコン感光ドラムである。又、感光体１の外径は３０ｍｍであり、中心支軸を中心に３００ｍｍ／ｓｅｃの周速度（プロセススピード）で図中矢印方向（反時計回り）に回転駆動される。又、感光体１は、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）１ａの表面に感光層１ｂを備えて構成されている。この感光層１ｂの膜厚は、３０μｍ程度である。
【００２２】
尚、感光体１としては、ＯＰＣ感光体（有機感光体）などの利用可能な任意のものを用いてもよい。
【００２３】
１−２．帯電装置
（ａ）概要
画像形成装置１００は、感光体１の周面を一様に帯電処理する帯電手段として、ローラ状の帯電部材とベルト状の帯電部材とを用いた帯電装置２を有する。
【００２４】
帯電装置２は、第１の帯電部材としてローラ状の帯電部材である帯電ローラ３を有する。又、帯電装置２は、第２の帯電部材としてベルト状の帯電部材である帯電ベルト４を有する。帯電ベルト４は、第１の支持ローラ５と第２の支持ローラ６とに掛け渡されている。本実施例では、感光体１の回転方向（表面の移動方向）において上流側に帯電ローラ３、下流側に帯電ベルト４が配置されている。ここで、支持ローラは少なくとも２つ設けられていればよいが、より多くてもよい。
【００２５】
本実施例では、帯電装置２は、第２の支持ローラ６に巻き付けられた帯電ベルト４と帯電ローラ３とが接触する第１の通電部位Ｐａを有する。又、帯電装置２は、帯電ベルト４を用いて感光体１を帯電させるために第１の支持ローラ５に巻き付けられた帯電ベルト４と感光体１とが接触又は近接する第２の通電部位Ｐｂを有する。又、帯電装置２は、帯電ローラ３を用いて感光体１を帯電させるために帯電ローラ３と感光体１とが接触又は近接する第３の通電部位Ｐｃを有する。
【００２６】
本実施例では、第２の通電部位Ｐｂにおいて、帯電ベルト４と感光体１とは、それぞれの表面の移動方向が順方向になるように移動する。又、第３の通電部位Ｐｃにおいて、帯電ローラ３と感光体１とは、それぞれの表面の移動方向が順方向になるように移動する。又、第１の通電部位Ｐａにおいて、帯電ローラ３と帯電ベルト４とは、それぞれの表面の移動方向が逆方向になるように移動する（カウンター接触）。
【００２７】
尚、本実施例では、第２の通電位置Ｐｂ、第３の通電位置Ｐｃにおける帯電ベルト４、帯電ローラ３のそれぞれと感光体１との表面の移動方向が順方向になるようにしているが、これに限定されるものではない。例えば帯電ベルト４、帯電ローラ３と感光体１とが非接触の場合などには、第２の通電位置Ｐｂ、第３の通電位置Ｐｃにおける帯電ベルト４、帯電ローラ３のそれぞれと感光体１との表面の移動方向が逆方向になるようにしてもよい。
【００２８】
但し、本実施例のように、帯電ローラ３、帯電ベルト４と感光体１とを接触させる場合には、帯電ローラ３、帯電ベルト４を感光体１の回転に従って従動回転させることで、これらの駆動源を省略できることから、順方向の方が好ましい。
【００２９】
又、本実施例では、第１の通電部位Ｐａにおける帯電ローラ３と帯電ベルト４との表面の移動方向が逆方向になるようにしているが、これに限定されるものではなく、順方向になるようにしてもよい。
【００３０】
但し、本実施例のように、感光体１の回転方向において上流側に帯電ローラ３を配置する場合には、詳しくは後述するように、下流側に配置した帯電ベルト４の汚れの低減効果を得易いことから、逆方向の方が好ましい。
【００３１】
（ｂ）帯電ローラ
本実施例では、帯電ローラ３は、金属製の芯金部３ｂの表面に、繊維でローラ状に形成されたブラシ（ブラシ状抵抗体）３ａを備えて構成されている。本実施例では、帯電ローラ（ブラシローラ）３の外径は１０ｍｍ、芯金３ｂの直径は６ｍｍである。
【００３２】
本実施例では、帯電ローラ３は、図示しない支持部材によって回転可能に固定されており、これにより帯電ローラ３は感光体１の表面に安定して接触している。又、本実施例では、帯電ローラ３の、帯電ベルト４、感光体１のそれぞれの表面に対する侵入量は、０．５ｍｍ以下となるように設定されている。帯電ローラ３は、この侵入量により設定される押圧力により、感光体１の回転に従って、図中矢印方向（時計回り）に従動回転する。そして、帯電ローラ３と感光体１との接触部（帯電ニップ部）におけるブラシ３ａと感光体１との間における放電により感光体１が帯電処理される。
【００３３】
本実施例では、ブラシ３ａの厚さ（長さ）方向の抵抗は、１０4〜１０7Ω程度とされる。ブラシ３ａの材質としては、ナイロンなどの樹脂材料が用いられ、その繊維径は４〜６ｄ、密度は５０〜２００ＫＦ／ｉｎｃｈ2程度が望ましい。
【００３４】
尚、帯電ローラ３の繊維の形状や材質、及びその電気抵抗値などは、特に限定されるものではない。又、本実施例のようなブラシローラ以外の帯電部材を用いてもよく、例えば、導電性を付与した弾性ローラなどの、一般的に用いられる帯電部材を適宜用いることができる。
【００３５】
但し、本実施例のように、クリーナレス方式を用いる場合には、転写残トナーによる画像履歴を消去することが望まれるため、トナー像の分散効果が得られるブラシローラの方が好ましい。
【００３６】
又、帯電ローラ３の芯金部３ｂは、第１の帯電電圧印加手段としての第１の帯電電源（高圧電源）Ｓ１に接続されている。本実施例では、帯電ローラ３には、第１の帯電電源Ｓ１から、ＤＣ電圧を印加可能である。又、本実施例では、第１の電流検知部Ａ１により、第１の帯電電源Ｓ１と帯電ローラ３との間に流れるＤＣ電流を検知可能である。
【００３７】
（ｃ）帯電ベルト
帯電ベルト４は、無端状のベルトであり、複数の支持ローラ（懸架ローラ）としての第１の支持ローラ５と第２の支持ローラ６とに掛け渡されることにより、回転可能に支持されている。本実施例では、第１の支持ローラ５、第２の支持ローラ６は、図示しない支持部材によって回転可能に固定され、帯電ベルト４の回転動作ができる程度の張力が付与されている。
【００３８】
尚、帯電ベルト４は回転可能に保持されていればよく、安定して回転できる支持方法であれば他の支持方法用いてもよい。
【００３９】
本実施例では、帯電ベルト４は、半導電性の樹脂材料で作製されている。帯電ベルト４の厚さは、１００μｍ〜３００μｍ程度とされる。又、本実施例では、帯電ベルト４として、外径が１６ｍｍのチューブ状部材を用いた。本実施例では、第１、第２の支持ローラ５、６に張架された状態で、帯電ベルト４の周長は約５０ｍｍである。特に、本実施例では、帯電ベルト４の材料として、ポリイミド樹脂を用いた。
【００４０】
帯電ベルト４の体積抵抗率は、１０8〜１０10Ωｃｍ程度とされる。又、帯電ベルト４の厚さ方向の抵抗は、１０5〜１０7Ω程度とされる。
【００４１】
尚、帯電ベルト４は、その電気抵抗値が、感光体１を安定して帯電させることが可能な範囲に設定されていればよく、導電性の樹脂材料や導電性の樹脂材料などを用いてもよい。
【００４２】
本実施例では、第１の支持ローラ５と第２の支持ローラ６との間で帯電ベルト４を通して電流が殆ど流れないようにする。そのため、本実施例では、帯電ベルト４の移動方向における第１の支持ローラ５と第２の支持ローラ６との間の帯電ベルト４が両ローラに接触しない距離が約１０ｍｍに設定されている。これにより、第１の支持ローラ５と第２の支持ローラ６との間のベルトの抵抗が１０8〜１０10Ωになるように設定されている。このように、帯電ベルト４の厚さよりも、帯電ベルト４の移動方向における上記第１の支持ローラ５と第２の支持ローラ６との間の帯電ベルト４が両ローラに接触しない距離の方が長い。
【００４３】
尚、帯電ベルト４の厚さや体積抵抗率、第１、第２の支持ローラ５、６間の距離などは、本実施例のものに限定されるものではない。感光体１の長手方向の帯電幅を考慮して、第１、第２の支持ローラ５、６間における通電を十分に抑制するように適宜調整することができる。
【００４４】
（ｄ）第１の支持ローラ
本実施例では、第１の支持ローラ５としては、外径１０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの中空の導電性の金属ローラを用いている。
【００４５】
本実施例では、第１の支持ローラ５は、付勢手段（加圧手段）としてのバネによって感光体１に向けて付勢され、帯電ベルト４を感光体１に押し付けている。これにより、帯電ベルト４は、感光体１の回転に従って、図中矢印方向（時計回り）に従動回転する。そして、感光体１の回転方向（表面の移動方向）において帯電ベルト４と感光体１との接触部（帯電ニップ部）の上流側及び下流側に形成される帯電ベルト４と感光体１との微小な空隙（ギャップ）における放電により、感光体１が帯電処理される。
【００４６】
又、第１の支持ローラ５は、第２の帯電電圧印加手段としての第２の帯電電源Ｓ２に接続されている。本実施例では、第１の支持ローラ５には、第２の帯電電源Ｓ２から、ＤＣ電圧（帯電ＤＣ電圧）とＡＣ電圧（帯電ＡＣ電圧）とを重畳した振動電圧を印加可能である。又、本実施例では、第２の電流検知部Ａ２により、第２の帯電電源Ｓ２と第１の支持ローラ５との間に流れるＡＣ電流及びＤＣ電流を検知可能である。帯電ＤＣ電圧、帯電ＡＣ電圧の値は、画像形成装置１００に用いる感光体１の種類や特性に応じて適宜調整される。
【００４７】
尚、帯電ベルト４は、感光体１に接触させて従動回転させることに限定されるものではない。例えば、第２の支持ローラ６を駆動手段としてのモータにより駆動することにより帯電ベルト４を回転駆動してもよい。又、第１の支持ローラ５と感光体１とが対向する位置において帯電ベルト４と感光体１との間に微小な空隙を設け、上述のように第２の支持ローラ６により帯電ベルト４を回転駆動すると共に、この微小な空隙における放電により感光体１を帯電処理してもよい。
【００４８】
（ｅ）第２の支持ローラ
本実施例では、第２の支持ローラ６としては、外径６ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの中空の導電性の金属ローラを用いている。
【００４９】
本実施例では、第２の支持ローラ６は、支持部材に支持され、帯電ローラ３と所定の接触ニップが形成できる位置に保持されている。
【００５０】
又、第２の支持ローラ６は、抵抗素子Ｒを介して電気的に接地されている。又、本実施例では、第３の電流検知部Ａ３により、抵抗素子Ｒと第２の支持ローラ６との間に流れるＤＣ電流を検知可能である。
【００５１】
ここで、抵抗素子Ｒの抵抗値は、１０8〜１０9Ω程度とされている。このような大きな抵抗値とするのは、帯電ローラ３側から第１の通電部位Ｐａを通して、第２の支持ローラ６側に電流が流れ込まないようにするためである。
【００５２】
１−３．露光装置
画像形成装置１００は、帯電処理された感光体１の周面に静電潜像（静電像）を形成する露光手段（情報書き込み手段）としての露光装置１３を有する。本実施例では、露光装置１３は、半導体レーザーを使用したレーザービームスキャナである。
【００５３】
露光装置１３は、図示しない画像読み取り装置などのホスト装置から画像形成装置１００に送られた画像信号に対応して変調されたレーザー光を出力して、回転する感光体１の一様に帯電処理された周面を、露光位置において走査露光する。このレーザー光が照射された部分の電位の絶対値が低下することで、回転する感光体１の表面に、画像情報に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【００５４】
尚、本実施例では、イメージ露光と反転現像の組み合わせにより、画像を形成する。即ち、一様に帯電された感光体１上のイメージ部（画像部）を露光装置１３により露光する。そして、この露光により電位の絶対値が低下した露光部に、後述する現像装置１１によって感光体１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーを付着させる。
【００５５】
１−４．現像装置
画像形成装置１００は、感光体１上の静電潜像に現像剤（トナー）を供給し静電潜像を可視化する現像手段としての現像装置１１を有する。本実施例では、現像装置１１は、現像剤としてトナー（非磁性トナー粒子）とキャリア（磁性キャリア粒子）とを備えた２成分現像剤を用いる２成分現像方式を採用している。
【００５６】
現像装置１１内に収容された現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦により所定の極性（本実施例では負極性）に帯電する。トナーが付着したキャリアは、現像剤担持体としての現像スリーブ１１ａに担持されて、感光体１との対向部である現像位置へと搬送される。そして、感光体１の周面に形成された静電潜像のイメージ部分に現像剤中のトナーが転移することで、静電潜像はトナー像として現像される。現像スリーブ１１ａは、その外周面の一部を現像装置１１の外部に露呈させて、現像装置１１内に回転可能に配設されている。現像スリ−ブ１１ａに担持される、現像装置１１内に収容された２成分現像剤の量は、図示しない規制ブレードによって規制される。これにより、現像スリ−ブ１１ａ上に所定の層厚の現像剤層が形成される。又、現像スリーブ１１ａには、図示しない現像電圧印加手段としての現像電源（高圧電源）より、所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。これにより、現像スリーブ１１ａと感光体１との間に形成される電界の作用で、感光体１上に形成された静電潜像がトナー像として現像される。
【００５７】
尚、現像方式は２成分現像方式に限定されるものではなく、現像剤としてキャリアを含まない１成分現像剤を用いる１成分現像方式など、他の利用可能な現像方式を任意に用いることができる。又、本実施例では、トナーの正規の帯電極性（現像装置が静電潜像を現像する際に意図されているトナーの帯電極性）は負極性であるが、トナーの正規の帯電極性は負帯電極性に限定されるものではなく、正極性であってもよい。
【００５８】
１−５．転写装置
画像形成装置１００は、感光体１上に形成されたトナー像を、被転写体としての記録材１２に転写する転写手段として、ローラ状の転写部材である転写ローラ１６を有する。転写ローラ１６は、感光体１に向けて押圧されており、感光体１と転写ローラ１６とが接触する転写部Ｎを形成している。
【００５９】
感光体１上に形成されたトナー像は、転写部Ｎに搬送される。このとき、転写ローラ１６には、図示しない転写電圧印加手段としての転写電源（高圧電源）より、トナーの帯電極性とは逆極性の転写電圧（転写バイアス）が印加される。これにより、転写ローラ１６と感光体１との間に形成される電界の作用で、感光体１上のトナー像は、転写部Ｎにおいて感光体１と転写ローラ１６とに挟持されて搬送される記録材１２上へ静電的に転写される。
【００６０】
１−６．定着装置
画像形成装置１００は、記録材１２に転写された未定着のトナー像を転写材１２に定着させる定着手段として定着装置１７を有する。
【００６１】
転写部Ｎにおいてトナー像が転写された記録材１２は、定着装置１７へ搬送されて、ここで所定の熱量と圧力とを付与されて、その上へのトナー像の定着処理を受ける。その後、記録材１２は、印刷物として画像形成装置１００の外部へと出力される。
【００６２】
１−７．クリーニング手段及び光除装置
転写工程後の感光体１の周面は、除電手段としての光除電装置１５により露光される。これにより、感光体１の静電潜像履歴が消去される。又、転写部Ｎにおいて転写されずに感光体１上に残留したトナー（転写残トナー）は、詳しくは後述するようにして、帯電装置２によって再帯電された後、現像装置１１により回収される。こうして、感光体１は、以上のような画像形成動作に繰り返し供される。
【００６３】
２．帯電動作
次に、本実施例の帯電装置２による帯電動作について説明する。
【００６４】
２−１．概要
本実施例の画像形成装置１００では、帯電装置２は、感光体１の回転方向において上流側の帯電ローラ３と下流側の帯電ベルト４とで感光体１を帯電させる。この際、下流側の帯電ベルト４は、最終的に感光体１の帯電電位を均一にすることが望まれるため、その表面へのトナーや外添剤の付着をより抑制することが望まれる。そこで、本実施例では、帯電ベルト４に付着した正規の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーなどを、帯電ローラ３に戻して再度正規の帯電極性に帯電させることができるような構成とする。即ち、概略、帯電ローラ３と帯電ベルト４との接触部を設けると共に、この接触部において帯電ベルト４から帯電ローラ３へと正規の帯電極性とは逆極性に帯電したトナーなどを転移させる方向の電流を流す。以下、更に詳しく説明する。
【００６５】
２−２．制御態様
図４は、第１の通電部位Ｐａ、第２の通電部位Ｐｂ、第３の通電部位Ｐｃにおける電流の方向及び転写残トナーの移動態様を示す。又、図５は、第１の帯電電源Ｓ１、第２の帯電電源Ｓ２の制御態様を示す。
【００６６】
図５に示すように、画像形成装置１００の動作は、画像形成装置１００に設けられたコントロール部（制御部）１１０が統括的に制御する。本実施例との関係では、コントロール部１１０には、出力制御部（高圧出力制御部）２００、電流検知制御部３００、制御手段としてのＣＰＵ４００、記憶手段としての記憶部（メモリ）などを有する。出力制御部２００は、ＣＰＵ４００からの指示により、第１の帯電電源Ｓ１、第２の帯電電源Ｓ２の出力を制御する。電流検知制御部３００は、第１の帯電電源Ｓ１に接続された第１の電流検知部（電流計）Ａ１の検知結果を処理してＣＰＵ４００に入力する。又、電流検知制御部３００は、第２の帯電電源Ｓ２に接続された第２の電流検知部（電流計）Ａ２の検知結果を処理してＣＰＵ４００に入力する。又、電流検知制御部３００は、抵抗素子Ｒと第２の支持ローラ６に接続された第３の電流検知部（電流計）Ａ３の検知結果を処理してＣＰＵ４００に入力する。ＣＰＵ４００は、記憶部５００に記憶されたプログラム、データに従って画像形成装置１００の各部を制御する。又、記憶部５００には、ＣＰＵ４００が用いるプログラムやデータが格納されている他、後述するように電流検知結果が記憶される。
【００６７】
２−３．第１の通電部位
本実施例では、帯電装置２は、第２の支持ローラ６に巻き付けられた帯電ベルト４と帯電ローラ３とが接触する第１の通電部位Ｐａを有する。
【００６８】
図４に示すように、第２の支持ローラ６には、抵抗素子Ｒが接続され、ＧＮＤに接地されている。より具体的には、本実施例では、抵抗素子Ｒの抵抗値は、２００〜３００ＭΩに設定されている。本実施例では、抵抗素子Ｒとして、固定抵抗を用いているが、可変抵抗素子を用いて、適宜抵抗素子に流れる電流を調整してもよい。
【００６９】
抵抗素子Ｒに流れるＤＣ電流Ｉ３は、第３の電流検知部Ａ３で測定される。第３の電流検知部Ａ３で測定された電流Ｉ３の電流値は、電流検知制御部３００で信号変換されてＣＰＵ４００に送信され、ＣＰＵ４００によって記憶部５００に記憶される。本実施例では、帯電ベルト４の体積抵抗率を大きく設定しているため、第２の支持ローラ６から第１の支持ローラ５に向かう方向には、殆ど電流は流れない。従って、電流Ｉ３の電流値は、第２の支持ローラ６側から帯電ローラ３側に流れる電流Ｉａの電流値と略同一となる。
【００７０】
このように、第１の通電部位Ｐａにおいて、図４中の矢印で示すように、第２の支持ローラ６側から帯電ローラ３側に電流Ｉａを流す。これにより、帯電ベルト４に付着している正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性（本実施例では正極性）に帯電したトナーを、帯電ベルト４上から帯電ローラ３側に移動させる。
【００７１】
尚、ここでは、正規の帯電極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを「正規トナー」又は「ネガトナー」と呼び、正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）に帯電したトナーを「逆極性トナー」又は「ポジトナー」と呼ぶことがある。
【００７２】
２−４．第１の通電部位の配置構成
図６（Ａ）〜（Ｄ）は、第１の通電部位Ｐａの配置に関して４つの構成例を示したものである。又、図６（Ｅ）は、図６（Ｃ）の配置構成における第１の通電部位Ｐａを拡大して示したものである。
【００７３】
図６中の符号Ｒ１は、感光体１の回転軸線方向と直交する平面上における、感光体１の回転中心を中心とした、帯電ローラ３の回転中心を通る円の半径を示している。又、符号Ｒ２は、感光体１の回転軸線方向と直交する平面上における、感光体１の回転中心を中心とした、帯電ローラ３の外周を通る円の半径を示している。又、符号Ｒは、感光体１の回転軸線方向と直交する平面上における、帯電ローラ３の半径を示している。そして、感光体１の回転軸線方向と直交する平面上における、帯電ローラ３の回転中心を中心として形成される帯電ローラ３に対する帯電ベルト４の巻き付け角度を、θ［単位：ｒａｄ］として示している。
【００７４】
尚、感光体１、帯電ローラ３、第１の支持ローラ５、第２の支持ローラ６の回転軸線方向は平行である。
【００７５】
図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第１の通電部位Ｐａは様々な配置とすることが可能であり、画像形成装置１００の断面レイアウトなどにより適宜最適化することができる。しかし、第１の通電部位Ｐａの配置は、巻き付け角度θが、π／３６≦θ≦π／２の範囲になるように設定されることが好ましい。以下にその理由について説明する。
【００７６】
図６（Ａ）に示す配置では、第１の通電部位Ｐａは、半径Ｒ１の円周上に配置されている。このように、第１の通電部位Ｐａを半径Ｒ１の円周付近に配置すると、巻き付け角度θが小さくなり易い。第１の通電部位Ｐａの接触ニップを安定的に確保するためには、機械設計上の公差を考慮し、θがπ／３６以上確保できるようにすることが好ましい。又、第１の通電部位Ｐａが半径Ｒ１の円周より内側に配置されると、第１の支持ローラ５と帯電ローラ３との距離が大きくなり、帯電装置２が大型化する方向である。そのため、θがπ／３６以上となる図６（Ａ）に示す配置も可能であるが、帯電装置２の幅の小型化の面では、図６（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示す配置がより好ましい。
【００７７】
一方、図６（Ｄ）に示す配置では、第１の通電部位Ｐａが、半径Ｒ２の円周上に配置されている。図６（Ｄ）の配置では、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す配置と比較して、第１の通電部位Ｐａの接触ニップが増加していることが分かる。巻き付け角度θが大きくなると、帯電ベルト４の周長が大きくなり、帯電装置２が大型化する。又、本実施例のように、帯電ローラ３としてブラシローラを用いる場合には、ブラシ繊維の毛倒れなどの不具合が発生し易くなる。第１の通電部位Ｐａにおいては、安定した接触ニップが形成できればよく、過剰な接触ニップは必要ない。巻き付け角度θと帯電ローラ３の半径Ｒで決定される接触ニップの周長をＬ＝Ｒθとするとき、２〜１０ｍｍ程度の周長Ｌが確保できれば十分であることが分かった。従って、巻き付け角度θは、第１の通電部位Ｐａに安定した接触ニップを形成すると共に、帯電装置２の小型化の面を考慮すれば、θがπ／２以下であることが好ましい。
【００７８】
以上の理由より、第１の通電部位Ｐａは、図６（Ａ）（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、π／３６≦θ≦π／２（即ち、５°≦θ≦９０°）となるように配置することが、安定した接触ニップの形成、帯電装置の小型化の面で好ましい。より好ましくは、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、第１の通電部位Ｐａの接触ニップが、半径Ｒ１の円より外側、且つ、半径Ｒ２の円より内側に配置されるような配置とする。
【００７９】
尚、感光体１の外周円上の角度配置には制約はないが、帯電装置２の高さ方向（感光体の半径方向）の小型化を考慮すると、感光体１の回転中心を中心とした角度θ’［単位：ｒａｄ］が、π／３６≦θ’≦π／２の範囲となるように配置することがより好ましい。
【００８０】
このように、ローラ状の帯電部材３の半径をＲ、ローラ状の帯電部材３の外周面上のベルト状の帯電部材４が接触する周方向の長さをＬとする。又、ローラ状の帯電部材３の回転中心を中心として形成される、ローラ状の帯電部材３に対するベルト状の帯電部材４の巻き付け角度をθ＝Ｌ／Ｒとする。このとき、巻きつけ角度θが、π／３６≦θ≦π／２の関係を満たすように、ローラ状の帯電部材３の外周面上にベルト状の帯電部材４が接触することが好ましい。或いは、感光体１の回転中心を中心としたローラ状の帯電部材３の回転中心を通る円の半径をＲ１、感光体１の回転中心を中心としたローラ状の帯電部材３の外周を通る円の半径をＲ２とする。このとき、ローラ状の帯電部材３の外周面上のベルト状の帯電部材４が接触する位置が、半径Ｒ１の円より外側、且つ、半径Ｒ２の円より内側に配置されるように、ローラ状の帯電部材３の外周面上にベルト状の帯電部材４が接触することが好ましい。
【００８１】
２−５．第２の通電部位
本実施例では、帯電装置２は、帯電ベルト４を用いて感光体１を帯電させるために第１の支持ローラ５に巻き付けられた帯電ベルト４と感光体１とが接触又は近接する第２の通電部位Ｐｂを有する。
【００８２】
第２の通電部位Ｐｂでは、第１の支持ローラ５に巻き付けられた帯電ベルト４と感光体１との接触部（帯電ニップ部）の近傍の微小な空隙に発生する放電を用いて、感光体１を帯電させる。
【００８３】
図４、図５に示すように、第１の支持ローラ５には、第２の帯電電源Ｓ２が接続されている。第２の帯電電源Ｓ２は、任意のＤＣ電圧を第１の支持ローラ５に印加可能である。又、本実施例では、第２の帯電電源Ｓ２は、上記ＤＣ電圧に所定のＡＣ電圧を重畳させて第１の支持ローラ５に印加可能である。第２の帯電電源Ｓ２は、出力制御部２００に接続されている。出力制御部２００は、ＣＰＵ４００からの信号を受け取り、第２の帯電電源Ｓ２の出力を制御する。又、第２の帯電電源Ｓ２と第１の支持ローラ５との間に流れるＤＣ電流Ｉ２は、第２の電流検知部Ａ２で測定される。第２の電流検知部Ａ２で測定された電流Ｉ２の電流値は、電流検知制御部３００で信号変換されてＣＰＵ４００に送信され、ＣＰＵ４００によって記憶部５００に記憶される。ＣＰＵ４００は、詳しくは後述するように、電流Ｉ２の電流値の測定結果に基づき、第２の帯電電源Ｓ２から第１の支持ローラ５に印加する電圧を制御する。
【００８４】
ここで、電流Ｉ２の方向は、図４の矢印で示すように、第１の支持ローラ５から第２の帯電電源Ｓ２に向かう方向である。本実施例では、帯電ベルト４の体積抵抗率を大きく設定しているため、第１の支持ローラ５から第２の支持ローラ６に向かう方向には、殆ど電流は流れない。従って、電流Ｉ２の電流値は、感光体１側から第１の支持ローラ５側に流れる電流Ｉｂの電流値と略同一となる。又、本実施例では、第３の通電部位Ｐｃにおいて帯電された感光体１の表面電位（以下「ＰｒｅＶＤ」ともいう。）に対し、第２の帯電電源Ｓ２から第１の支持ローラ５に印加されるＤＣ電圧Ｖｄｃ２が、Ｖｄｃ２≧ＰｒｅＶＤ（或いは｜Ｖｄｃ２｜≧｜ＰｒｅＶＤ｜）の関係となるように設定される。これにより、電流Ｉ２の絶対値が０μＡ以上となるように制御されている。尚、本実施例では、Ｖｄｃ２、ＰｒｅＶＤの極性は負である。
【００８５】
電流Ｉ２の方向を、第１の支持ローラ５から第２の帯電電源Ｓ２に向かう方向になるように設定しているのは、次の理由による。即ち、図４に示すように、帯電ベルト４側に逆極性トナー（ポジトナー）を引き付け（図４中の符号Ｅ）、感光体１側に正規トナー（ネガトナー）を付着させるためである（図４中の符号Ｃ）。
【００８６】
２−６．第２の通電部位における帯電動作
次に、帯電ベルト４による帯電動作について説明する。
【００８７】
本実施例では、帯電ベルト４による感光体１の帯電は、第２の帯電電源Ｓ２から第１の支持ローラ５を介して帯電ベルト４にＤＣ電圧とＡＣ電圧とを重畳した振動電圧を印加することによって行っている。
【００８８】
図３は、帯電ローラ３を用いて感光体１を帯電させない条件で、帯電ベルト４のみを用いて感光体１を帯電させた場合の感光体１の帯電電位ＶＤを測定した結果である。又、図３は、第２の帯電電源Ｓ２によって、第１の支持ローラ５に−７００ＶのＤＣ電圧Ｖｄｃ２を印加すると共に、第２の帯電電源Ｓ２が印加するＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐｐを可変調整し、現像位置で測定した感光体１の帯電電位ＶＤを測定した結果を示す。この時のＡＣ電圧の周波数ｆは２．３ＫＨｚである。
【００８９】
図３より、Ｖｐｐ＝１０００Ｖで、帯電電位ＶＤが収束していることが分かる。本実施例では、第１の支持ローラ５に印加するＡＣのピーク間電圧Ｖｐｐを１１１０Ｖに設定した。これは、感光体１の帯電電位が収束するポイント（Ｖｐｐ＝１０００Ｖ）に対し、帯電電位ＶＤ電位の安定領域に余裕を持たせるためである。
【００９０】
このピーク間電圧Ｖｐｐの値は、用いる感光体１の静電容量などから決定されるパッシェン側に従うＤＣ放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上の電圧に設定されることが望ましい。ＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐｐとしては、一般的なＡＣ電圧を重畳した場合に、感光体１の帯電電位ＶＤが安定領域となるＶｐｐを用いればよい。
【００９１】
２−７．第３の通電部位
本実施例では、帯電装置２は、帯電ローラ３を用いて感光体１を帯電させるために帯電ローラ３と感光体１とが接触又は近接する第３の通電部位Ｐｃを有する。
【００９２】
図４、図５に示すように、帯電ローラ３には、第１の帯電電源Ｓ１が接続されている。第１の帯電電源Ｓ１は、任意のＤＣ電圧を帯電ローラ３に印加可能である。第１の帯電電源Ｓ１は、出力制御部２００に接続されている。出力制御部２００は、ＣＰＵ４００からの信号を受け取り、第１の帯電電源Ｓ１の出力を制御する。又、第１の帯電電源Ｓ１と帯電ローラ３との間に流れるＤＣ電流Ｉ１は、第１の電流検知部Ａ１で測定される。第１の電流検知部Ａ１で測定された電流Ｉ１の電流値は、電流検知制御部３００で信号変換されてＣＰＵ４００に送信され、ＣＰＵ４００によって記憶部５００に記憶される。ＣＰＵ４００は、詳しくは後述するように、電流Ｉ１の電流値の測定結果に基づき、第１の帯電電源Ｓ１から帯電ローラ３に印加する電圧を制御する。
【００９３】
ここで、電流Ｉ１の方向は、図４の矢印で示すように、帯電ローラ３から第１の帯電電源Ｓ１に向かう方向である。そして、帯電ローラ３には、感光体１側から帯電ローラ３側に電流Ｉｃが流れる。
【００９４】
次に、この感光体１側から帯電ローラ３側に流れる電流Ｉｃの電流値について説明する。
【００９５】
感光体１から帯電ローラ３に流れる電流Ｉｃは、第２の支持ローラ６から帯電ローラ３に流れるＩａで決定されるものであり、Ｉ１＝Ｉａ＋Ｉｃの関係となっている。従って、電流Ｉｃの電流値は、上記式より、Ｉｃ＝Ｉ１−Ｉａとして求めることができる。
【００９６】
ここで、第２の支持ローラ６側から帯電ローラ３側に流れる電流Ｉａの電流値は、前述のように、電流Ｉ３の電流値と略同一である。そのため、電流Ｉａの電流値は、第３の電流検知部Ａ３によって測定した電流Ｉ３の電流値となる。従って、ＣＰＵ４００は、記憶部５００に記憶している電流Ｉ１と電流Ｉ３の電流値を用いて、次式、
Ｉｃ＝Ｉ１−Ｉ３
から電流Ｉｃの電流値を算出することができる。
【００９７】
２−８．第３の通電部位における帯電動作
次に、帯電ローラ３による帯電動作について説明する。
【００９８】
本実施例では、帯電ローラ３による感光体１の帯電は、第１の帯電電源Ｓ１より供給されるＤＣ電圧を帯電ローラ３に印加し、図２に示すＤＣ放電特性を用いて行っている。
【００９９】
感光体１の目標とする帯電電位をＶＤとする場合、第１の帯電電源Ｓ１から帯電ローラ３に印加するＤＣ電圧Ｖｄｃ１は、次式、
Ｖｄｃ１＝Ｖｔｈ＋ＶＤ
で決定される。
【０１００】
ここで、上記式中のＶｔｈは、図２に示されるＤＣ放電開始電圧である。図２に示すように、放電開始電圧Ｖｔｈ以上の領域では、ＤＣ電圧と感光体１の帯電電位ＶＤとの関係は、傾きα＝１である。そのため、上記式により計算されるＤＣ電圧Ｖｄｃ１を第１の帯電電源Ｓ１から帯電ローラ３に印加することによって、目標とする帯電電位ＶＤを感光体１に形成することが可能である。
【０１０１】
但し、より具体的には、第３の通電部位Ｐｃから第２の通電部位Ｐｂまで移動するまでの間の感光体１の帯電電位の減衰を考慮して、次のようにして第１の帯電電源Ｓ１から帯電ローラ３に印加する電圧を計算する。即ち、本実施例の画像形成装置１００では、放電開始電圧Ｖｔｈは−４８０Ｖ、第２の通電部位Ｐｂに対して供給するＰｒｅＶＤの目標値は−６５０Ｖである。そして、第３の通電部位Ｐｃから第２の通電部位Ｐｂまでの帯電電位ＶＤの減衰量（暗減衰）は５０Ｖである。従って、この帯電電位ＶＤの減衰量を考慮したＤＣ電圧を第１の帯電電源Ｓ１から帯電ローラ３に印加する。即ち、本実施例では、第３の通電部位Ｐｃにおける感光体１の帯電電位ＶＤは、次式、
ＶＤ＝目標ＶＤ＋暗減衰Ｖ
となる。従って、本実施例では、
Ｖｄｃ１＝−４８０Ｖ−６５０Ｖ−５０Ｖ
＝−１１８０Ｖ
となる。このＤＣ電圧が、第１の帯電電源Ｓ２より帯電ローラ３へと供給される。
【０１０２】
この時、本実施例では、電流Ｉｃとしては、図８のＶｄｃ−Ｉ特性に示すように、２２０μＡ程度の電流が流れている。図８は、本実施例における、第３の通電部位Ｐｃにおける、帯電ローラ３のＤＣ放電特性（Ｖｄｃ−Ｉ特性）を示している。
【０１０３】
２−９．転写残トナーの再帯電等
次に、図１及び図４を参照して、帯電ローラ３と帯電ベルト４による転写残トナーの再帯電、帯電装置２の汚れ低減、各通電部位Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにおける電流の方向と電流値の関係などについて説明する。
【０１０４】
尚、本実施例では、感光体１上の付着物として、トナーと同様に外添剤も、再帯電させることで感光体１上から除去することができ、又下流側の帯電部材へのその付着量を抑制することができる。ここでは、トナーを例として説明する。
【０１０５】
図１及び図４に示すように、転写部Ｎで転写されなかった感光体１上の転写残トナーは、光除電装置１５による光照射位置を通過した後、第３の通電部位Ｐｃに搬送される。この時、第３の通電部位Ｐｃに搬送されてくる転写残トナーの大半は、逆極性化（ポジ化）されている（図４中符号Ａ）。
【０１０６】
第３の通電部位Ｐｃの帯電ニップ部に進入してきた転写残トナーは、帯電ローラ３による感光体１の帯電動作におけるＤＣ放電の作用により再帯電され、その大半が正規極性化（ネガ化）される。
【０１０７】
第３の通電部位Ｐｃにおいてネガ化されたトナーは、感光体１の回転によって、第２の通電部位Ｐｂに搬送される（図４中の符号Ｂ）。一方、第３の通電部位Ｐｃでネガ化されなかったポジトナーは、感光体１側から帯電ローラ３側に流れる電流Ｉｃに沿って帯電ローラ３側に移動し、その後第１の通電部位Ｐａに搬送される（図４中の符号Ｄ）。
【０１０８】
その後、第２の通電部位Ｐｂに搬送されたネガトナーは、帯電ベルト４による感光体１の帯電動作におけるＤＣ電圧とＡＣ電圧とが重畳された振動電圧（以下「ＤＣ＋ＡＣ電圧」ともいう。）による放電の作用を受ける。そして、第２の通電部位Ｐｂにおいて、ネガ化したトナーは、感光体１の表面に付着したまま、現像装置１１に搬送される（図４中の符号Ｃ）。一方、第２の通電部位Ｐｂでもネガ化されなかったポジトナー、又はＡＣ電圧の正負放電の影響でポジ化したトナーは、帯電ベルト４に付着する（図４中の符号Ｅ）。
【０１０９】
その後、帯電ベルト４に付着したポジトナーは、帯電ベルト４の回転動作により、第１の通電部位Ｐａに搬送される。
【０１１０】
図４中の符号Ｄ、Ｅで示される位置のポジトナーは、第１の通電部位Ｐａに搬送され、第１の支持ローラ６側から帯電ローラ３側に流れる電流Ｉａに沿って帯電ローラ３側に移動する。
【０１１１】
その後、帯電ローラ３に付着したポジトナーは、再度、第３の通電部位Ｐｃに搬送され、ＤＣ放電の作用によるネガ化が、帯電装置２内で繰り返し実行される。
【０１１２】
以上のように、本実施例では、下流側の帯電ベルト４に付着したポジトナーを、繰り返し上流側の帯電ローラ３に循環させる。これにより、ポジトナーに対して、ＤＣ放電の作用によるネガ化を繰り返して実施することが可能である。又、ポジトナーを、画像形成動作中に、上流側の帯電ローラ３に繰り返し循環させることで、帯電ベルト４上のポジトナーの付着量が低減でき、帯電ベルト４の汚れによる帯電不良を長期にわたり抑制することができる。
【０１１３】
尚、図４に示すように、帯電ベルト４に流れる電流が、第１の通電部位Ｐａと、第２の通電部位Ｐｂにおいて、帯電ベルト４の表裏方向（厚さ方向）で逆方向となっている。そのため、一方向のＤＣ電流が流れることによる帯電ベルト４の抵抗変動も低減することが可能である。又、帯電ローラ３に流れる電流についても、図４に示すように、電流Ｉａと電流Ｉｃとでその方向が、帯電ローラ３の表面側と芯金側に対して逆方向になっている。そのため、一方向のＤＣ電流が流れることによる帯電ローラ３の抵抗変動も低減することが可能である。
【０１１４】
３．制御フロー
次に、図７のフローチャートを参照して、本実施例の制御フローについて説明する。
【０１１５】
尚、本実施例では、帯電装置２への印加電圧の調整制御を、非画像形成時として、画像形成信号が画像形成装置１００に入力されてから実際に画像形成を開始するまでの間の準備動作時である前回転動作時に行う。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、非画像形成時としては、例えば、前回転動作時の他、次のものが挙げられる。画像形成装置１００の主電源の投入後の準備動作時である前多回転動作時、画像形成終了後の整理（準備）動作時である後回転動作時、或いは連続画像形成時の一の記録材とその次の記録材との間に相当する紙間時である。これらのいずれのタイミングで上記調整制御を行ってもよい。
【０１１６】
本実施例では、画像形成信号の入力に伴い、制御手段としてのＣＰＵ４００は、画像形成装置１００を、以下の手順で制御する。
【０１１７】
先ず、Ｓ１０１において、ＣＰＵ４００は、画像形成信号が入力されると、感光体１の回転駆動を開始させると共に、光除電装置１５による感光体１の露光を開始させる。
【０１１８】
次に、Ｓ１０２において、ＣＰＵ４００は、感光体１が定常回転に到達したことを検知したタイミングで、第１の帯電電源Ｓ１から、第２の通電部位Ｐｂにおける目標帯電電位ＰｒｅＶＤを形成するためのＤＣ電圧Ｖｄｃ１を出力させる。ここで、例えば、Ｖｄｃ１＝−１１８０Ｖである。又、ＣＰＵ４００は、第１の帯電電源Ｓ１からの電圧の出力を開始させた後、第１の電流検知部Ａ１、第３の電流検知部Ａ３による電流Ｉ１、電流Ｉ３のそれぞれの測定を開始させ、測定値を記憶部５００に記憶させる。
【０１１９】
次に、Ｓ１０３において、ＣＰＵ４００は、第２の帯電電源Ｓ２から、感光体１を最終的に均一に帯電させるためのＤＣ電圧Ｖｄｃ２と所定のＡＣ電圧とを重畳した振動電圧を出力させる。又、ＣＰＵ４００は、第２の帯電電源Ｓ２からの電圧の出力を開始させた後、第２の電流検知部Ａ２による電流Ｉ２の測定を開始させ、測定値を記憶部５００に記憶させる。
【０１２０】
その後、Ｓ１０４において、ＣＰＵ４００は、記憶部５００に格納されている、第１、第３の電流検知部Ａ１、Ａ３で検知した電流Ｉ１と電流Ｉ３とから、Ｉｃ＝Ｉ１−Ｉ３として電流Ｉｃの値を計算する。
【０１２１】
その後、Ｓ１０５において、ＣＰＵ４００は、予め設定されている目標電流値Ｉｔ＝２２０μＡと、電流Ｉｃの電流値との差分の絶対値（ＡＢＳ（Ｉｃ−Ｉｔ））が５μＡ以下になっているか否かを判定する。ここで、目標電流値Ｉｔは、Ｖｄｃ２≧ＰｒｅＶＤ（或いは｜Ｖｄｃ２｜≧｜ＰｒｅＶＤ｜）の関係となるように予め設定されているものであり、詳細は後述する。尚、本実施例では、Ｖｄｃ２、ＰｒｅＶＤの極性は負である。
【０１２２】
尚、Ｓ１０５において、Ｉ２＞０を満たすか否かを判断し、満たす場合はＳ１０６、満たさない場合はＳ１０９に進むようにしてもよい。或いは、Ｓ１０５において、上記ＩｃとＩｔとの差分の絶対値が所定値以下であるか否かの判断と、Ｉ２＞０を満たすか否かの判断との両方を行ってもよい。
【０１２３】
Ｓ１０５において条件を満たした場合、Ｓ１０６において、ＣＰＵ４００は、露光装置１３を制御して、画像形成を開始する。その後、ＣＰＵ４００は、Ｓ１０７において画像形成終了命令を出すまで、画像形成動作を継続させる。そして、所定の枚数の画像形成を実施して画像形成終了命令を出した後（Ｓ１０７）、Ｓ１０８において、ＣＰＵ４００は、帯電電圧などの高圧出力、光除電装置１５、感光体１の回転駆動を順次に停止させ、一連の画像形成動作を終了する。
【０１２４】
Ｓ１０５において条件を満たさなかった場合、Ｓ１０９において、ＣＰＵ４００は、電流Ｉｃと目標電流Ｉｔとの電流値の大小関係を判定する。
【０１２５】
本実施例では、帯電ローラ３の芯金３ｂから第１の帯電電源Ｓ１の方向に流れる電流の方向を正方向として説明する。
【０１２６】
Ｓ１０９においてＩｃ＞Ｉｔと判断した場合、Ｓ１１０において、ＣＰＵ４００は、第１の帯電電源Ｓ１が出力するＤＣ電圧Ｖｄｃ１の絶対値を小さくする方向に補正し、電流Ｉｃの絶対値を小さくするように補正する。本実施例では、Ｖｄｃ１の極性は負であるため、ＣＰＵ４００は、Ｖｄｃ１＝Ｖｄｃ１＋ΔＶの計算により、Ｖｄｃ１は、その絶対値が小さくなる方向に補正される。
【０１２７】
一方、Ｓ１０９において、Ｉｃ＜Ｉｔと判断した場合、Ｓ１１１において、ＣＰＵ４００は、Ｓ１１０の場合とは逆に、Ｖｄｃ１の絶対値を大きくする方向に補正し、電流Ｉ１の絶対値を大きくするように補正する。この場合、ＣＰＵ４００は、Ｖｄｃ１＝Ｖｄｃ１−ΔＶの計算により、Ｖｄｃ１を補正する。
【０１２８】
そして、Ｓ１１２において、ＣＰＵ４００は、Ｓ１１０又はＳ１１１で更新されたＶｄｃ１を出力させる。
【０１２９】
その後、処理はＳ１０５に戻り、Ｓ１０５の条件が満たされるまで、Ｓ１０９〜Ｓ１１２の一連の動作フローが繰り返される。
【０１３０】
ここで、Ｓ１１０、Ｓ１１１における補正量ΔＶについて説明する。
【０１３１】
本実施例では、１回の補正量ΔＶは１０Ｖと設定している。この１回の補正量は、図８に示す帯電ローラ３のＤＣ放電特性（Ｖｄｃ−Ｉ特性）を考慮して決定している。即ち、図８に示すＶｄｃ−Ｉ特性の傾きαは、α＝ΔＩ／ΔＶ≒０．２８μＡ／Ｖ程度である。従って、ΔＶを１０Ｖに設定することで、１回の補正で約２．８μＡの電流調整が可能である。
【０１３２】
尚、ΔＶの値は、主に用いる感光体１の静電容量により変化するので、Ｖｄｃ−Ｉ特性を考慮して、ΔＶの値を適宜設定することができる。
【０１３３】
次に、Ｓ１０５における電流差の判定基準の決定方法について説明する。
【０１３４】
本実施例では、電流Ｉｃと目標電流Ｉｔとの電流値の差分の絶対値が５μＡ以下になるようにする。これは、第２の通電部位Ｐｂに供給する帯電電位ＰｒｅＶＤと第２の帯電電源が印加するＤＣ電圧Ｖｄｃ２との関係を、ＰｒｅＶＤ−Ｖｄｃ２≦０（或いは｜ＰｒｅＶＤ｜−｜Ｖｄｃ２｜≦０）とするためである。尚、本実施例では、Ｖｄｃ、ＰｒｅＶＤの極性は負である。
【０１３５】
この関係を維持することで、第２の通電部位Ｐｂにおいて、感光体１側から第１の支持ローラ５側に向かう方向に電流が流れる。即ち、この電位関係に設定することで、感光体１に付着した逆極性トナー（ポジトナー）は、帯電ベルト４側に付着させることが可能とされている。
【０１３６】
尚、上述のようにＰｒｅＶＤ−Ｖｄｃ２≦０（或いは｜ＰｒｅＶＤ｜−｜Ｖｄｃ２｜≦０）の関係とする。これにより、第２の通電部位Ｐｂにおいて帯電ベルト４に流れる電流の方向と、第１の通電部位Ｐａにおいて帯電ベルト４に流れる電流の方向を、帯電ベルト４の表裏に対して逆方向の関係にすることができる。即ち、この電位関係に設定することにより、帯電ベルト４の抵抗変動を低減させることが可能とされている。
【０１３７】
上述の電位関係を維持することで、帯電ベルト４の汚れの低減、更には抵抗変動を低減でき、例えば、使用時間（寿命）が１００時間以上（約５００Ｋ枚／Ａ４サイズ紙）という、高い耐久性を確保することが可能となる。
【０１３８】
ここで、電流Ｉｃの電流値、及び電流Ｉｃと目標電流Ｉｔの電流差は、例えば感光体１の種類や回転周速、使用する帯電ベルト４や帯電ローラ３の構成に応じて適宜決定することができる。
【０１３９】
尚、本実施例では、第１の帯電電源Ｓ１の出力の制御方法として定電圧方式を用いている。しかし、第１の帯電電源Ｓ１の出力を定電流制御してもよい。その場合、Ｉｃ≒Ｉｔに制御すればよい。当然、上記同様、所定の電流差の範囲内となるようにしてもよい。但し、定電流制御を用いる場合は、第１の帯電電源Ｓ１、第２の帯電電源Ｓ２の電圧負荷に上限リミッタを設け、感光体１へのリークなどが発生しないようにすることが望ましい。
【０１４０】
以上の制御フローにより、画像形成動作中に、帯電ローラ３に、逆極性トナー（ポジトナー）を循環させて、転写残トナーを再帯電させることが可能となる。又、帯電装置２が逆極性トナー（ポジトナー）で汚れることを長期にわたり抑制することができ、帯電装置２の長寿命化を図ることができる。
【０１４１】
４．制御タイミング
次に、図９のタイミングチャートを参照して、画像形成時の各部の制御タイミングについて説明する。
【０１４２】
図９に示すように、感光体１の回転動作が安定した後、タイミングｔ１（約５００ｍｓ後）に、第１の帯電電源Ｓ１から帯電ローラ３に対し、−１１８０ＶのＤＣ電圧Ｖｄｃ１を出力する。これは、第２の通電部位Ｐｂにおける目標帯電電位ＰｒｅＶＤ＝−６５０Ｖを得るためのＤＣ電圧Ｖｄｃ１である。これとほぼ同時に、第１、第３の電流検知部Ａ１、Ａ３による電流Ｉ１、Ｉ３の測定を開始する。
【０１４３】
その後、タイミングｔ２において、第２の帯電電源Ｓ２から、第１の支持ローラ５に対し、感光体１を最終的に均一に帯電させるための、ＤＣ電圧Ｖｄｃ２とＡＣ電圧とを重畳させた振動電圧を出力する。これとほぼ同時に、第２の電流検知部Ａ２による電流Ｉ２の測定を開始する。
【０１４４】
その後、電流１１と電流Ｉ３の電流値の検知結果に基づいて、第３の通電部位Ｐｃに流れる電流Ｉｃと目標電流Ｉｔとの差分の絶対値が５μＡ以下となるように、図８に示すフローチャートに従ってＶｄｃ１が補正される。
【０１４５】
その後、画像形成が終了したタイミングｔ３において、高圧電源、光除電装置１５及び電流検知部Ａ１、Ａ２、Ａ３などが同時にｏｆｆされ、最後に感光体１の駆動が停止されて、一連の画像形成動作が終了する。
【０１４６】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、回転可能な感光体１と、感光体上の静電像にトナーを供給する現像手段４と、を有する。又、画像形成装置１００は、回転して感光体１を帯電させるローラ状の帯電部材３と、少なくとも第１、第２の支持ローラ５、６に掛け渡されて回転し感光体１を帯電させるベルト状の帯電部材４と、を有する。又、この画像形成装置１００では、第２の支持ローラ５に巻き付けられた位置のベルト状の帯電部材４がローラ状の帯電部材３に接触して第２の支持ローラ６とローラ状の帯電部材３との間で通電が可能とされた第１の通電部Ｐａが形成されている。又、この画像形成装置１００では、第１の支持ローラ５に巻き付けられた位置のベルト状の帯電部材４が感光体１に接触又は近接して第１の支持ローラ５と感光体１との間で通電が可能とされた第２の通電部位Ｐ２が形成されている。又、ローラ状の帯電部材３が感光体１に接触又は近接してローラ状の帯電部材３と感光体１との間で通電が可能とされた第３の通電部位Ｐｃが形成されている。そして、画像形成装置１００は、ローラ状の帯電部材３とベルト状の帯電部材４により感光体１を帯電させる際に、次のような制御を行う制御手段４００を有する。即ち、制御手段４００は、第１の通電部位Ｐａにおいて、ローラ状の帯電部材３とベルト状の帯電部材４のうち感光体１の回転方向において下流側の帯電部材から上流側の帯電部材に、現像手段４が静電像に供給するトナーとは逆極性のトナーを移動させる方向の電流を流すように、第１、第２、第３の通電部位Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにおける通電を制御する。特に、本実施例では、感光体１の回転方向において、第２の通電部位Ｐｂが下流側、第３の通電部位Ｐｃが上流側に配置され、ローラ状の帯電部材３が、ブラシローラである。
【０１４７】
以上、本実施例によれば、帯電装置２の長寿命化を図ることができる。又、特許文献２に記載の構成などと比べて帯電手段や電圧印加手段の削減が可能であり、転写残トナーの再帯電システムを含めた帯電装置２の小型化が達成できる。
【０１４８】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。図１０は、本実施例に係る画像形成装置１００の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１４９】
本実施例では、画像形成装置１００は、感光体１上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段を有する。又、本実施例では、実施例１における帯電ローラの材質を、ブラシローラから導電性の弾性ローラに変更した。
【０１５０】
更に説明すると、本実施例では、図１０に示すように、クリーニング手段として、感光体１から転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード１４と、クリーニングブレード１４によって回収したトナーを搬送する回収搬送部１８と、を備えている。
【０１５１】
そして、本実施例では、クリーニング手段を配置したことにより、転写残トナーの画像履歴を消去する必要がないため、帯電ローラ３として、導電性の弾性体ローラを使用している。
【０１５２】
このように、クリーニング手段を配置することで、通常、大量の転写残トナーが帯電ローラに搬送されてくることはない。しかし、定常的に、微粉末トナーや外添剤がクリーニング手段をすり抜けてくることがある。従って、クリーニング手段を有する画像形成装置においても、本発明を適用することにより、帯電装置の汚れを低減することができる。又、帯電部材の抵抗変動を低減することも可能となる。従って、帯電装置の長寿命化を図ることができる。
【０１５３】
ここで、本実施例で用いた帯電ローラ７について説明する。本実施例では、帯電ローラ７は、金属製の芯金部７ｂの表面に、弾性体で形成された単層の抵抗層７ａを備えて構成されている。本実施例では、帯電ローラ７の外径は１０ｍｍ、芯金７ｂの直径は６ｍｍである。又、帯電ローラ７の抵抗層７ａの体積抵抗率は、１０4〜１０8Ωｃｍ程度とされる。
【０１５４】
本実施例では、帯電ローラ７は、付勢手段（加圧手段）としてのバネにより感光体１に向けて付勢され、感光体１に押し付けられている。これにより、帯電ローラ７は、感光体１の表面に安定して接触している。尚、バネ加圧以外の方法を用いて帯電ローラ７を感光体１に押圧させてもよい。帯電ローラ７は、感光体１の回転に従って従動回転する。
【０１５５】
尚、帯電ローラ７の構成及びその電気抵抗値は、特に限定されるものではなく、一般的に用いられる帯電ローラを適宜用いることができる。
【０１５６】
又、帯電ローラ７は、感光体１に接触させて従動回転させる構成に限定されるものではない。例えば、駆動手段としてのモータにより駆動することにより帯電ローラ７を回転駆動してもよい。又、帯電ローラ７と感光体１との間に微小な空隙を設け、上述のように帯電ローラ７を回転駆動すると共に、この微小な空隙における放電により感光体１を帯電処理してもよい。
【０１５７】
帯電ローラ７の芯金７ｂは、導電性の金属であり、第１の帯電電源Ｓ１が接続されている。これにより感光体１を帯電処理するために必要な所定のＤＣ電圧を、帯電ローラ７に印加可能である。
【０１５８】
そして、本実施例では、第１の帯電電源Ｓ１から帯電ローラ７にＤＣ電圧を印加することで、帯電ローラ７と感光体１との接触部（帯電ニップ部）の近傍の微小な空隙に発生する放電を用いて、感光体１を帯電させる。
【０１５９】
以上、本実施例のようにクリーニング手段を有する画像形成装置においても、本発明を適用することで、実施例１と同様に、帯電装置２の長寿命化を図ることが可能である。
【０１６０】
実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。図１１は、本実施例に係る画像形成装置１００の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置において、実施例１、２の画像形成装置のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１６１】
本実施例では、実施例２の画像形成装置１００と同様に、帯電装置２は、帯電部材として実施例１と同様の帯電ベルト４と、導電性の弾性ローラとされる帯電ローラ７とを有している。但し、本実施例では、感光体１の回転方向における帯電ローラ７と帯電ベルト４との位置が、実施例２とは逆になっている。即ち、本実施例では、感光体１の回転方向において上流側に帯電ベルト４、下流側に帯電ローラ７が配置される。
【０１６２】
このように、本発明は、感光体１の回転方向において上流側に帯電ベルト４を配置し、下流側に帯電ローラ７を配置しても実施可能である。
【０１６３】
又、本実施例では、感光体１の回転方向において上流側に帯電ベルト４を配置し、帯電ローラ７に対する電圧印加を、その表面側から行う外部給電方式とする。これにより、実施例２の構成から、抵抗素子Ｒを省くことができ、低コスト化を図ることができる。
【０１６４】
尚、本実施例では、クリーニング手段を設けた場合について説明するが、クリーニング手段を省いてクリーナレス方式として実施してもよい。
【０１６５】
１．帯電装置の構成
本実施例では、帯電装置２は、帯電ローラ７と第２の支持ローラ６に巻き付けられた帯電ベルト４とが接触する第１の通電部位Ｐａを有する。
【０１６６】
又、本実施例では、帯電装置２は、帯電ベルト４を用いて感光体１を帯電させるために第１の支持部材５に巻き付けられた帯電ベルト４と感光体１とが接触又は近接する第２の通電部位Ｐｂを有する。
【０１６７】
更に、本実施例では、帯電ローラ７を用いて感光体１を帯電させるために帯電ローラ７と感光体１とが接触又は近接する第３の通電部位Ｐｃを有する。
【０１６８】
本実施例では、帯電ベルト４と帯電ローラ７とは、第２、第３の通電部位Ｐｂ、Ｐｃにおけるそれぞれの表面の移動方向が感光体１の表面の移動方向と順方向になるように回転する。又、第１の通電部位Ｐａにおいて帯電ベルト４と帯電ローラ７との表面の移動方向は逆方向である。
【０１６９】
尚、実施例１で説明したのと同様、第１の通電部位Ｐａにおける帯電ベルト４と帯電ローラ７との表面の移動方向は逆方向に限定されるものではない。又、実施例１で説明したのと同様、第２、第３の通電部位Ｐｂ、Ｐｃにおける感光体１の帯電動作に関しても、帯電ベルト４、帯電ローラ３と感光体１の間に空隙を形成し、非接触で感光体１を帯電させてもよい。
【０１７０】
２．帯電動作
本実施例における帯電動作について、実施例１、２と異なる部分について説明する。
【０１７１】
本実施例では、図１３に示すように、第１の支持ローラ５に第１の帯電電源Ｓ１が接続されている。そして、第２の通電部位Ｐｂでは、帯電ベルト４と感光体１との接触ニップ部の近傍の空隙で発生するＤＣ放電を用いて、第１の帯電電源Ｓ１からＤＣ電圧を印加することで、感光体１を帯電させる。
【０１７２】
第１の帯電電源Ｓ１は、図１２に示すように、出力制御部２００に接続されている。出力制御部２００は、ＣＰＵ４００からの信号を受け取り、第１の帯電電源Ｓ１の出力を制御する。又、第１の帯電電源Ｓ１と第１の支持ローラ５との間に流れるＤＣ電流Ｉ１は、第１の電流検知部Ａ１で測定される。そして、測定された電流Ｉ１の電流値は、電流検知制御部３００で信号変換されて、ＣＰＵ４００に送信され、ＣＰＵ４００によって記憶部５００に記憶される。ＣＰＵ４００は、電流Ｉ１の測定結果に基づき、第１の帯電電源Ｓ１の出力を制御する。電流Ｉ１の方向は、図１３に示すように第１の支持ローラ５から第１の帯電電源Ｓ１に向かう方向である。
【０１７３】
一方、本実施例では、図１３で示すように、帯電ローラ７への電圧の供給は、帯電ベルト４を介して帯電ローラ３の表面側より行われる。即ち、第２の支持ローラ６に接続された第２の帯電電源Ｓ２から、第２の支持ローラ６に電圧が印加されることによって、帯電ベルト４を介して帯電ローラ３の表面に給電される。又、本実施例では、帯電ローラ７の芯金７ｂに、高圧電源は接続されていない。そして、第３の通電部位Ｐｃでは、帯電ローラ７と感光体１との接触ニップ部の近傍の空隙で発生する放電を用いて、第２の帯電電源Ｓ２からＤＣ＋ＡＣ電圧を印加することで、感光体１を帯電させる。
【０１７４】
第２の帯電電源Ｓ２は、図１２に示すように、出力制御部２００に接続されている。出力制御部２００は、ＣＰＵ４００からの信号を受け取り、第２の帯電電源Ｓ２の出力を制御する。又、第２の帯電電源Ｓ２と第２の支持ローラ６との間に流れるＤＣ電流Ｉ２は、第２の電流検知部Ａ２で測定される。そして、測定された電流Ｉ２の電流値は、電流検知制御部３００で信号変換されて、ＣＰＵ４００に送信され、ＣＰＵ４００によって記憶部５００に記憶される。ＣＰＵ４００は、電流Ｉ２の測定結果に基づき、第２の帯電電源Ｓ２の出力を制御する。電流Ｉ２の方向は、図１３に示すように感光体１から、帯電ローラ３、帯電ベルト４、第２の支持ローラ６を介して、第２の電源Ｓ２に向かう方向である。
【０１７５】
又、本実施例では、帯電ベルト４によって第２の通電部位Ｐｂで帯電された感光体１の表面電位ＰｒｅＶＤに対し、第２の支持ローラ６に印加されるＤＣ電圧Ｖｄｃ２が、次の関係となるように設定されている。即ち、ＰｒｅＶＤ−Ｖｄｃ２≦０（或いは｜ＰｒｅＶＤ｜−｜Ｖｄｃ２｜≦０）の関係となるように設定されている。このような、ＰｒｅＶＤとＶｄｃ２との電位関係にすることにより、電流Ｉ２の値が、Ｉ２≧０μＡ（電源Ｓ２方向を正方向）となるように制御されている。
【０１７６】
尚、本実施例では、帯電ローラ７はその表面から供電されるため、帯電ローラ７の抵抗層７ａの表面と芯金７ｂとの間で、帯電ローラ７の回転により、電流方向が切り替わる。そのため、帯電ローラ７の抵抗層７ａの抵抗変動を低減させる効果も得られる。
【０１７７】
３．トナーの再帯電等
次に、図１１及び図１３を参照して、帯電ローラ７と帯電ベルト４によるトナーや外添剤の再帯電、帯電装置２の汚れ低減、各通電部位Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにおける電流の方向と電流値の関係などについて説明する。
【０１７８】
図１３に示すように、クリーニング手段をすり抜けたトナーや外添剤は、感光体１の回転により、第２の通電部位Ｐｂに搬送される（図１３中の符号Ａ）。この時、第２の通電部位Ｐｂに搬送されてくるトナーや外添剤は、逆極性化（ポジ化）されているか又はポジ化したものとネガ化したものが混在している。
【０１７９】
第２の通電部位Ｐｂの帯電ニップ部に進入してきたトナーや外添剤は、第１の支持ローラ５に印加される電圧によるＤＣ放電の作用により再帯電され、その大半が正規極性化（ネガ化）される。
【０１８０】
第２の通電部位Ｐｂにおいてネガ化されたトナーや外添剤は、感光体１の回転によって、第３の通電部位Ｐｃに搬送される（図１３中の符号Ｂ）。一方、第２の通電部位Ｐｂでネガ化されなかったポジトナーや外添剤は、感光体１側から帯電ベルト４側に流れる電流Ｉｃに沿って帯電ベルト４側に移動し、その後第１の通電部位Ｐａに搬送される（図１３中の符号Ｄ）。
【０１８１】
その後、第３の通電部位Ｐｃに搬送されたネガトナーや外添剤は、帯電ローラ７による感光体１の帯電動作におけるＤＣ＋ＡＣ電圧による放電の作用を受けて帯電される。そして、第３の通電部位Ｐｃにおいて、ネガ化したトナーや外添剤は、感光体１の表面に付着したまま、現像装置１１に搬送される（図１３中の符号Ｃ）。一方、第３の通電部位Ｐｃでもネガ化されなかったトナーや外添剤、又はＡＣ電圧の正負放電の影響でポジ化したトナーや外添剤は、帯電ローラ７側に回収される（図１３中の符号Ｅ）。
【０１８２】
その後、帯電ローラ７に回収されたポジ化したトナーや外添剤は、帯電ローラ７の回転動作により、第１の通電部位Ｐａへと搬送される。
【０１８３】
図１３中の符号Ｄ、Ｅの位置で示されるポジ化したトナーや外添剤などの荷電粒子は、第１の通電部位Ｐａに搬送され、帯電ローラ７側から帯電ベルト４側に流れる電流Ｉ２に沿って帯電ベルト４側に移動する。
【０１８４】
その後、帯電ベルト４に付着したポジ化したトナーや外添剤は、再度、第２の通電部位Ｐｂに搬送され、ＤＣ放電の作用によるネガ化が、帯電装置２内で繰り返し実行される。
【０１８５】
以上のように、本実施例においても、実施例１と同様に、帯電装置２内において、逆極性化したトナーや外添剤の再帯電（ネガ化）が、繰り返して連続的に実施される。本実施例では、感光体１の回転方向に対し、下流側に配置した帯電ローラ７に付着した逆極性トナーや外添剤を、繰り返し上流のベルト４側に循環させることで、第２の通電部位ＰｂにおいてＤＣ放電の作用による再帯電（ネガ化）を繰り返して実行する。従って、ポジ化したトナーや外添剤は、画像形成動作中に、上流側の帯電ベルト４に繰り返し循環され、帯電ローラ７や帯電ベルト４への付着量を低減することができ、帯電ローラ７の汚れによる帯電不良を長期にわたり抑制することができる。
【０１８６】
４．制御フロー
次に、図１４のフローチャートを参照して、本実施例の制御フローについて説明する。
【０１８７】
尚、実施例１と同様、本実施例では、帯電装置２への印加電圧の調整制御を、非画像形成時として、画像形成信号が画像形成装置１００に入力されてから実際に画像形成を開始するまでの間の準備動作時である前回転動作時に行う。但し、実施例１にて説明したように、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１８８】
本実施例では、画像形成信号の入力に伴い、制御手段としてのＣＰＵ４００は、画像形成装置１００を、以下の手順で制御する。
【０１８９】
先ず、Ｓ３０１において、ＣＰＵ４００は、画像形成信号が入力されると、感光体１の回転駆動を開始させると共に、光除電装置１５による感光体１の露光を開始させる。
【０１９０】
次に、Ｓ３０２において、ＣＰＵ４００は、感光体１が定常回転に到達したことを検知したタイミングで、第１の帯電電源Ｓ１から、第３の通電部位Ｐｃにおける目標帯電電位ＰｒｅＶＤを形成するためのＤＣ電圧Ｖｄｃ１を出力させる。ここで、例えば、Ｖｄｃ１＝−１１８０Ｖである。又、ＣＰＵ４００は、第１の帯電電源Ｓ１からの電圧の出力を開始させた後、第１の電流検知部Ａ１による電流値Ｉ１の測定を開始させ、測定値を記憶部５００に記憶させる。
【０１９１】
次に、Ｓ３０３において、ＣＰＵ４００は、第２の帯電電源Ｓ２から、感光体１を最終的に均一に帯電させるためのＤＣ電圧Ｖｄｃ２と所定のＡＣ電圧とを重畳した振動電圧を出力させる。又、ＣＰＵ４００は、第２の帯電電源Ｓ２からの電圧の出力を開始させた後、第２の電流検知部Ａ２による電流Ｉ２の測定を開始させ、測定値を記憶部５００に記憶させる。
【０１９２】
その後、Ｓ３０５において、ＣＰＵ４００は、第２の電流検知部Ａ２で検知した電流Ｉ２から、Ｉ２＞０であるかを判断する。
【０１９３】
ここで、ＣＰＵ４００は、第２の支持ローラ６から第２の帯電電源Ｓ２の方向に流れる電流の方向を正方向とし判断している。
【０１９４】
尚、Ｓ３０５において、実施例１と同様に、Ｉｃ（即ちＩ１）と目標電流Ｉｔ（＝２２０μＡ）との差分の絶対値が所定値（＝５μＡ）以下であるとの条件を満たすか否かを判断し、満たす場合はＳ３０６、満たさない場合はＳ３０９に進むようにしてもよい。或いは、Ｓ３０５において、上記Ｉ２＞０を満たすか否かの判断と、Ｉｃ（即ちＩ１）とＩｔとの差分の絶対値が所定値以下であるか否かの判断との両方を行ってもよい。
【０１９５】
Ｓ３０５において条件を満たした場合、Ｓ３０６において、ＣＰＵ４００は、露光装置１３を制御して、画像形成を開始する。その後、ＣＰＵ４００は、Ｓ１０７において画像形成終了命令を出すまで、画像形成動作を継続させる。そして、所定の枚数の画像形成を実施して画像形成終了命令を出した後（Ｓ３０７）、Ｓ３０８において、ＣＰＵ４００は、帯電電圧などの高圧出力、光除電装置１５、感光体１の回転駆動を順次に停止させ、一連の画像形成動作を終了する。
【０１９６】
Ｓ３０５において条件を満たさなかった場合、Ｓ３０９において、ＣＰＵ４００は、電流Ｉｃ（即ちＩ１）と目標電流Ｉｔ（＝２２０μＡ）との電流値の大小関係を判定する。
【０１９７】
本実施例では、第１の支持ローラ５から第１の帯電電源Ｓ１の方向に流れる電流の方向を正方向として説明する。
【０１９８】
Ｓ３０９においてＩｃ＞Ｉｔ（即ちＩ１＞Ｉｔ）と判断した場合、Ｓ３１０において、ＣＰＵ４００は、第１の帯電電源Ｓ１が出力するＤＣ電圧Ｖｄｃ１の絶対値を小さくする方向に補正し、電流Ｉｃ（即ちＩ１）の絶対値を小さくするように補正する。本実施例では、Ｖｄｃ１の極性は負であるため、ＣＰＵ４００は、Ｖｄｃ１＝Ｖｄｃ１＋ΔＶの計算により、Ｖｄｃ１は、その絶対値が小さくなる方向に補正される。
【０１９９】
一方、Ｓ３０９において、Ｉｃ＜Ｉｔ（即ちＩ１＜Ｉｔ）と判断した場合、Ｓ３１１において、ＣＰＵ４００は、Ｓ３１０の場合とは逆に、Ｖｄｃ１の絶対値を大きくする方向に補正し、電流Ｉｃ（即ちＩ１）の絶対値を大きくするように補正する。この場合、ＣＰＵ４００は、Ｖｄｃ１＝Ｖｄｃ１−ΔＶの計算により、Ｖｄｃ１を補正する。
【０２００】
そして、Ｓ３１２において、ＣＰＵ４００は、Ｓ３１０又はＳ３１１で更新されたＶｄｃ１を出力させる。
【０２０１】
その後、処理はＳ３０５に戻り、Ｓ３０５の条件が満たされるまで、Ｓ３０９〜Ｓ３１２の一連の動作フローが繰り返される。
【０２０２】
ここで、Ｓ３１０、Ｓ３１１における補正量ΔＶについて説明する。
【０２０３】
本実施例では、１回の補正量ΔＶは１０Ｖと設定している。この１回の補正量は、実施例１と同様に、図８に示すような帯電ローラ７のＤＣ放電特性（Ｖｄｃ−Ｉ特性）を考慮して決定している。
【０２０４】
本実施例によれば、感光体１の回転方向において帯電ベルト４と帯電ローラ７との配置を実施例２とは逆にした場合においても、帯電装置２に対する逆極性のトナーや外添剤などの汚れの付着を低減することが可能となり。これにより、帯電装置２の汚れによる寿命を長くすることができる。又、本実施例では、第２の支持ローラ６を介して帯電ローラ３の表面側から電圧を供給している。そのため、実施例２の構成よりも、帯電ローラ７の抵抗変動を低減する効果を高めることができる。又、帯電ベルト４に対しても、第２の帯電電源Ｓ２より印加されるＡＣ高圧による電流により、正負の電流をベルトの表裏に対して通電されるので、その抵抗変動を低減する効果が得られる。
【０２０５】
このように、本実施例では、感光体１の回転方向において、第２の通電部位Ｐｂが上流側、第３の通電部位Ｐｃが下流側に配置され、ローラ状の帯電部材３には、第２の支持部材６から、第１の通電部位Ｐａを介して、表面側から電圧が供給される。
【０２０６】
以上説明したように、本実施例によれば、帯電手段に付着する逆極性のトナーや外添剤による汚れを抑制することのできる再帯電システムを得ることができる。又、本実施例によれば、実施例２よりも、抵抗素子などの部品点数を削減でき、コストの低減や小型化に有利である。
【０２０７】
尚、上述の各実施例では、画像形成装置は、単一の感光体を有し、感光体から記録材にトナー像を転写するものとして説明した。しかし、本発明は、画像形成装置の基本構成を何らこの態様に限定するものではない。当業者には周知のように、例えば、カラー画像形成装置として、それぞれが感光体を有する画像形成部を複数有する画像形成装置がある。このような画像形成装置としては、各画像形成部で感光体に形成したトナー像を、中間転写体に順次に一次転写した後に記録材に一括して二次転写する二次転写方式、又は記録材担持体に担持された記録材に直接順次に転写する直接転写方式が知られている。本発明は、これらいずれの構成の画像形成装置にも等しく適用できるものである。
【符号の説明】
【０２０８】
１          感光体
２          帯電装置
３          帯電ローラ（ブラシローラ）
４          帯電ベルト
５          第１の支持ローラ
６          第２の支持ローラ
７          帯電ローラ（弾性ローラ）
Ｐａ        第１の通電部位
Ｐｂ        第２の通電部位
Ｐｃ        第３の通電部位
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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