(57)【要約】【課題】交換ユニットの交換等で第一帯電補助部材の交換がされた際に、第一帯電補助部材に印加する電圧を変更することなく、像担持体表面のフィルミング現象を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電補助高圧電源８０は、交換されない画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの画像形成の累積量に応じた電圧を画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの第一帯電補助部材８Ｙに対して共通に印加する。帯電補助高圧電源７０Ｙは、交換された画像形成部ＰＹの第二帯電補助部材８Ｙに印加する電圧の絶対値を、交換されない画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの第二帯電補助部材に印加する電圧の絶対値よりも低くする。所定の累積量と個別の画像形成部ＰＹの画像形成の累積量との差分量が大きいほど第二帯電補助部材７Ｙに印加する電圧の絶対値を低くする。【選択図】図２
2013148756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が現像同時クリーニングにより形成される像担持体と、
トナー像が転写された後の前記像担持体の表面を摺擦可能な第一帯電補助部材と、
前記第一帯電補助部材によって摺擦された前記像担持体の表面を摺擦可能な第二帯電補助部材と、
画像形成の累積に伴って絶対値が高くなるように制御されたトナーの帯電極性と逆極性の電圧を前記第一帯電補助部材に印加する第一帯電補助電源と、
前記第一帯電補助部材が新品交換されたことを検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に基づいて、前記第一帯電補助部材が新品交換された後は新品交換される前よりも絶対値が低くなるように制御されたトナーの帯電極性と同極性の電圧を前記第二帯電補助部材に印加する第二帯電補助電源と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体と前記第一帯電補助部材と前記第二帯電補助部材とを一体に交換可能に組み立てた交換ユニットを少なくとも２つ備え、
前記第一帯電補助電源は、交換されない前記交換ユニットの画像形成の累積量に応じた電圧をすべての前記交換ユニットの前記第一帯電補助部材に対して共通に印加し、
前記第二帯電補助電源は、交換された前記交換ユニットの前記第二帯電補助部材に印加する電圧の絶対値を、交換されない前記交換ユニットの前記第二帯電補助部材に印加する電圧の絶対値よりも低くすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第一帯電補助電源は、画像形成の累積量が所定の累積量を超えると一定の電圧を前記第一帯電補助部材に印加し、
前記第二帯電補助電源は、前記所定の累積量と個別の前記交換ユニットの画像形成の累積量との差分量が大きいほど前記第二帯電補助部材に印加する電圧の絶対値を低くすることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第二帯電補助電源は、交換された前記交換ユニットで前記像担持体から前記第二帯電部材へ流れる電流と、交換されない前記交換ユニットで前記像担持体から前記第二帯電部材へ流れる電流とが等しくなるように前記第二帯電補助部材に印加する電圧の絶対値を設定していることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記交換ユニットは、個別の画像形成の累積情報を記録されて保持するメモリ素子を有し、
すべての前記交換ユニットのメモリ素子から読み込んだ画像形成の累積情報に基づいて前記第一帯電補助部材及び前記第二帯電補助部材に印加する電圧の絶対値を設定する制御手段を備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成の累積情報は、画像形成の出力枚数情報と画像形成のトナー使用量情報との少なくとも一方であることを特徴とする請求項５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、転写部と帯電部との間に第一帯電補助部材と第二帯電補助部材とを配置して現像同時クリーニングを行う画像形成装置、詳しくは第一帯電補助部材が新品交換された際の第二帯電補助部材に印加する電圧の絶対値の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体に形成した静電像をトナー像に現像し、像担持体上のトナー像を、直接又は中間転写体を介して記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を加熱加圧して記録材に定着させる画像形成装置が広く用いられている。複数の像担持体にそれぞれ形成したトナー像を記録材上又は中間転写体上で重ね合わせてフルカラー画像を形成する画像形成装置も広く用いられている。複数の像担持体を備えた画像形成装置は、像担持体、帯電部材、クリーニング装置等を一体に組み立てて交換ユニットを構成し、交換ユニット単位での部品交換を可能にしている。
【０００３】
特許文献１には、トナー像の転写部を通過した像担持体上の転写残トナーを像担持体上で正規の帯電極性に帯電し直して、現像装置で再び静電像の現像に再利用する現像同時クリーニング方式の画像形成装置が示される。現像同時クリーニング方式は、トナーの廃棄量が少なくなることに加えて、像担持体にクリーニング装置や回収トナーの配管を付設しないため、画像形成装置を小型化できる利点がある。
【０００４】
特許文献２には、像担持体の転写部の下流側に第一帯電補助部材を配置し、第一帯電補助部材の下流側に第二帯電補助部材を配置した現像同時クリーニング方式の画像形成装置が示される。第一帯電補助部材は、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加されて、転写部を通過したトナーをトラップして徐々に排出することで像担持体の表面にトナーを分散させる。第二帯電補助部材は、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加されて、像担持体の表面に分散したトナーを現像装置で利用可能な正規の極性に帯電させる。
【０００５】
近年、画像形成装置の小型化、部品点数の削減が進んで、複数の第一帯電補助部材に対して共通の電源を設け、複数の第一帯電補助部材に同一の電圧を印加することが行われている。特許文献３には、帯電に関する電源を共通化した例が示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４５５２２号公報
【特許文献２】特開２００９−１９２６７７号公報
【特許文献３】特開２００２−１４８８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現像同時クリーニング方式の画像形成装置では、画像形成の累積に伴って次第に第一帯電補助部材にトナーが蓄積して帯電性能が低下するため、第一帯電補助部材に印加する電圧の絶対値を画像形成の累積に伴って次第に大きくする制御が行われる。
【０００８】
このような画像形成装置で、像担持体、第一帯電補助部材、第二帯電補助部材を一体に組み立てた交換ユニットの交換が行われると、交換した交換ユニットで縦白スジ不良画像と呼ばれる画像不良が発生し易くなることが判明した。縦白スジ不良画像は、放電を受けたトナー粒子の破片や外添剤が像担持体の表面に層状に固化して堆積するフィルミング現象に伴う画像不良である。
【０００９】
原因を調べたところ、交換された交換ユニットでは、第一帯電補助部材によって摺擦された像担持体の表面電位の絶対値が、交換されない交換ユニットに比較して相対的に大きくなっていた。その結果、交換された交換ユニットでは、第二帯電補助部材と像担持体の表面電位との電位差が大きくなり過ぎて第二帯電補助部材と像担持体との間の放電が増え、交換されない交換ユニットに比較してフィルミング層の成長速度が高くなっていた（図６参照）。
【００１０】
言い換えれば、交換前のトナーが堆積した第一帯電補助部材に比較して、交換後のトナーが堆積していない第一帯電補助部材は、像担持体の表面に対する帯電性能が高い。このため、交換前と同じ電圧を第一帯電補助部材に印加した場合、第一帯電補助部材によって摺擦された像担持体の面の電圧の絶対値が大きくなり過ぎる。その結果、交換前と同じ電圧を印加された第二帯電補助部材と像担持体の表面電位との電位差が大きくなり過ぎて放電が増えてしまう。
【００１１】
そこで、交換された交換ユニットでは、第一帯電補助部材に印加する電圧を低下させることが検討された。しかし、複数の交換ユニットの第一帯電補助部材に対して共通の電源から同一の電圧を印加している機器構成では、交換された交換ユニットの第一帯電補助部材に印加する電圧だけを独立して低下させることができない。全体の電圧を低下させると、交換されなかった他の交換ユニットで、現像同時クリーニングが正常に機能しなくなる。
【００１２】
本発明は、交換ユニットの交換等で第一帯電補助部材が交換された際に、第一帯電補助部材に印加する電圧を変更することなく、像担持体表面のフィルミング現象を抑制できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の画像形成装置は、トナー像が現像同時クリーニングにより形成される像担持体と、トナー像が転写された後の前記像担持体の表面を摺擦可能な第一帯電補助部材と、前記第一帯電補助部材によって摺擦された前記像担持体の表面を摺擦可能な第二帯電補助部材と、画像形成の累積に伴って絶対値が高くなるように制御されたトナーの帯電極性と逆極性の電圧を前記第一帯電補助部材に印加する第一帯電補助電源と、前記第一帯電補助部材が新品交換されたことを検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記第一帯電補助部材が新品交換された後は新品交換される前よりも絶対値が低くなるように制御されたトナーの帯電極性と同極性の電圧を前記第二帯電補助部材に印加する第二帯電補助電源とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像形成装置では、第一帯電補助部材が新品交換されて第一帯電補助部材に摺擦された面の電位の絶対値が上昇しても、第二帯電補助部材に印加する電圧を下げた分、第二帯電補助部材と像担持体の表面電位との電位差が小さくなる。このため、第二帯電補助部材と像担持体の表面との間の放電が抑制されてフィルミング層の成長速度が過剰にならない。
【００１５】
したがって、交換ユニットの交換等で第一帯電補助部材の交換がされた際に、第一帯電補助部材に印加する電圧を変更することなく、現像同時クリーニング性能を正常に機能させ得るとともに像担持体表面のフィルミング現象を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】画像形成部の構成の説明図である。
【図３】帯電補助高圧電源の制御系のブロック図である。
【図４】実施例１及び比較例の帯電補助電圧制御のフローチャートである。
【図５】実施例１及び比較例における第二帯電補助部材の帯電コントラストの説明図である。
【図６】実施例１と比較例とにおける感光ドラムのフィルミング成長の差の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明は、第一帯電補助部材の交換の前後で第二帯電補助部材に印加される電圧が異なる限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１８】
従って、現像同時クリーニングを行う限りにおいて、二成分現像剤を用いる画像形成装置でも一成分現像剤を用いる画像形成装置でも実施できる。画像形成装置は、帯電方式、静電像の書き込み方式、現像方式、二成分現像剤／一成分現像剤、転写方式、中間転写方式／記録材搬送方式／枚葉方式、定着方式の区別なく実施できる。本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１９】
実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に係る形態に限定する趣旨のものではない。
【００２０】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図２は画像形成部の構成の説明図である。
【００２１】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト９０に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２２】
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト９０に転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト９０に転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＢｋでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｂｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト９０に転写される。
【００２３】
４色のトナー像を重ねて形成されたフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト９０の回転に伴って二次転写部Ｔ２へ搬送されて、記録材Ｐに二次転写される。記録材カセット１５から取り出された記録材Ｐは、分離ローラ１６によって１枚ずつに分離してレジストローラ１２へ搬送される。レジストローラ１２は、中間転写ベルト９０のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り出す。二次転写部Ｔ２でフルカラートナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１７で加熱加圧を受けて表面に画像を定着された後、機体外へ排出される。
【００２４】
中間転写ベルト９０は、駆動ローラ９３、テンションローラ９２、及び二次転写対向ローラ９１に掛け渡して支持され、駆動ローラ９３に駆動されて、矢印Ｒ２方向へ所定のプロセススピードで回転する。二次転写ローラ１１は、二次転写対向ローラ９１によって内側面を支持された中間転写ベルト９０に圧接して二次転写部Ｔ２を形成する。ベルトクリーニング装置１０は、中間転写ベルト９０にクリーニングブレードを当接して、記録材Ｐへの転写を逃れて二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト９０から転写残トナーを回収する。
【００２５】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋで用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、図２を参照して、画像形成部ＰＹについて説明し、画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋについては、符号末尾のＹをＭ、Ｃ、Ｂｋに読み替えて説明されるものとする。
【００２６】
図２に示すように、画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙの周囲に、帯電ローラ２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ９Ｙ、第一帯電補助ブラシ７Ｙ、第一帯電補助部材８Ｙを配置している。感光ドラム１Ｙは、アルミニウムシリンダの外周面に感光層が形成され、所定のプロセススピードで回転する。
【００２７】
帯電ローラ２Ｙは、感光ドラム１Ｙに当接して従動回転する。帯電高圧電源２０Ｙは、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を帯電ローラ２Ｙに印加して、感光ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電させる。帯電直流電圧＝−５５０Ｖである。
【００２８】
露光装置３Ｙは、イエロー画像を展開した画像信号をＯＮ／ＯＦＦ変調したレーザビームを、回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１Ｙに画像の静電像を書き込む。露光を受けた部分は、暗部電位ＶＤが放電して明部電位ＶＬに低下することで、露光を受けなかった部分よりも相対的に正極性となって、負極性に帯電したトナーが付着可能となる。
【００２９】
現像装置４Ｙは、トナーとキャリアを含む現像剤を用いて感光ドラム１Ｙの静電像を反転現像して、トナー像を形成する。現像装置４Ｙは、現像剤としてトナーとキャリアを混合させた二成分現像剤を使用する。画像形成によって現像装置４Ｙで消費されたトナー量に見合った量の新しいトナーが現像剤補給装置５Ｙから現像装置４Ｙへ補給される。トナーの補給量は、出力画像の１枚ごとの積算ビデオカウントや積算画像比率等を演算して見積もられる。
【００３０】
一次転写ローラ９Ｙは、中間転写ベルト９０の内側面を押圧して、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト９０との間に一次転写部ＴＹを形成する。転写高圧電源９０Ｙは、トナーの帯電極性とは逆極性の転写電圧を一次転写ローラ９Ｙに印加して、感光ドラム１Ｙに担持された負極性のトナー像を中間転写ベルト９０へ一次転写させる。転写電圧は、転写電流が１８μＡとなるように定電流制御されている。
【００３１】
画像形成部ＰＹでは、一次転写部ＴＹでトナー像を中間転写ベルト９０へ転写する際に１〜１０％程度の転写残トナーが発生して、一次転写部ＴＹを通過し、感光ドラム１Ｙに連れ回る。転写残トナーを感光ドラムから回収する方法としては、クリーニングブレードを用いたクリーニング装置を使用することが一般的である。しかし、画像形成装置１００では、二段の帯電補助部材を付設して、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋで現像同時クリーニング方式の現像を行って転写残トナーを再利用している。
【００３２】
＜現像同時クリーニング＞
現像装置４Ｙは、隔壁４６で仕切られた現像容器４５内で、現像スクリュー４３と攪拌スクリュー４４とが現像剤を逆方向に搬送して、現像剤を攪拌しつつ循環させる。攪拌に伴って現像剤のトナーとキャリアが摩擦してトナーが正極性、キャリアが負極性にそれぞれ帯電する。帯電した現像剤は現像スリーブ４１にコートされて感光ドラム１Ｙとの対向部へ搬送されて、感光ドラム１Ｙの静電像を現像する。
【００３３】
現像スリーブ４１は、現像容器４５に支持されて矢印Ｒ４方向に回転する。現像スリーブ４１の中心には、非回転のマグネットローラ４２が配置され、その磁力によって現像剤中のキャリアを現像スリーブ４１の表面に担持する。現像スクリュー４３によって現像スリーブ４１に供給された現像剤は、層厚規制ブレード４７によって層厚を一定に規制され、マグネットローラ４２の磁力によって穂立ちして感光ドラム１Ｙを摺擦する。
【００３４】
現像高圧電源４０Ｙは、直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳した振動電圧を現像スリーブ４１に印加して、穂立ちした現像剤中のトナーを感光ドラム１Ｙの静電像に移転させる。現像直流電圧＝−３５０Ｖである。このとき、感光ドラム１Ｙに付着している負極性に帯電したトナーも振動電圧に駆動されて感光ドラム１Ｙと現像スリーブ４１との間を往復して、一部は現像スリーブ４１に回収され、一部は感光ドラム１Ｙの静電像に移転する。このような現像プロセスを現像同時クリーニングと呼ぶ。転写残トナーをクリーニングブレード等で回収させないで、現像装置４Ｙで再利用するシステムをクリーナレスシステムと呼ぶ。
【００３５】
現像同時クリーニングを実現するには、中間転写ベルト９０への転写を逃れて一次転写部ＴＹを通過した感光ドラム１Ｙ上の転写残トナーを、現像スリーブ４１との対向部へ到達するまでに、正常な負極性の帯電状態に帯電させておく必要がある。転写残トナーは、負極性の揃った電位に帯電することで、帯電ローラ２Ｙに付着することなく現像装置４Ｙに到達して、現像装置４Ｙにおける転写残トナーの回収、再利用が可能になる。
【００３６】
第一帯電補助部材８Ｙは、トナーを回収し易いように、デッキブラシ状のブラシを用いている。第一帯電補助部材８Ｙは、帯電補助高圧電源８０から、トナーの帯電極性とは逆極性である正極性の電圧を印加される。後述するように、帯電補助高圧電源８０は、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの第一帯電補助部材８Ｙに対して共通の電圧を出力している。第一帯電補助部材８Ｙは、中間転写ベルト９０への転写を逃れて一次転写部ＴＹを通過した転写残トナーを、一時的にトラップして、画像形成中に一度に多くの転写残トナーが帯電ローラ２へ搬送されないようにしている。第一帯電補助部材８Ｙは、一次転写部ＴＹを通過した転写残トナーを除電させる機能を持っている。第一帯電補助部材８Ｙは、画像形成ジョブが終了したら、トナーを感光ドラム１Ｙに吐き出す機能も持っている。
【００３７】
第二帯電補助部材７Ｙは、トナーへ確実に接触して電荷移動を行うために回転するローラブラシ状のブラシを用いている。第二帯電補助部材７Ｙは、帯電補助高圧電源７０Ｙから負極性の電圧を印加される。第二帯電補助部材７Ｙは、第一帯電補助部材８Ｙを通過して感光ドラム１Ｙ上に拡散したトナーを、現像装置４Ｙで利用可能な負極性の揃った電位に帯電させる。
【００３８】
転写位置の直後にある第一帯電補助部材８Ｙは、転写残トナーを一時的にトラップ、または除電させる機能を持つ。ただし、画像形成が終了したら、トナーの吐き出しをおこなってトラップ性能を回復させている。画像形成の累積に伴って第一帯電補助部材８Ｙは付着するトナーが多いため、第一帯電補助部材８Ｙは使用状況に応じて（使用枚数や積算画像比率）、印加する帯電補助電圧Ｙを増して、除電、一時トラップ機能を維持させている。
【００３９】
第一帯電補助部材８Ｙと帯電ローラ２Ｙの間に配置された第二帯電補助部材７Ｙは、第一帯電補助部材８Ｙから排出されたトナーにマイナスの直流電圧を印加して、転写残トナーを再帯電させ、現像同時クリーニングを行い易くしている。
【００４０】
特徴として、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの第一帯電補助部材８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋは、共通の帯電補助高圧電源８０から同一の正極性の電圧を印加される。帯電補助高圧電源８０は、第一帯電補助部材８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋに対して定電圧制御された共通の電圧を印加する。これにより、個別に帯電補助高圧電源を設ける場合よりも電源配置の省スペース化、コストダウン化を実現している。ただし、帯電補助高圧電源８０の共通化としては、トランスなどの部品を共通化する場合も含まれる。
【００４１】
＜帯電補助高圧電源の制御系＞
図３は帯電補助高圧電源の制御系のブロック図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、交換ユニットの一例である画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋを少なくとも２つ備える。図２に示すように、画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙと第一帯電補助部材８Ｙと第二帯電補助部材７Ｙとを一体に交換可能に組み立ててある。像担持体の一例である感光ドラム１Ｙは、トナー像が現像同時クリーニングにより形成される。
【００４２】
図３に示すように、メモリ素子の一例であるメモリ部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋは、個別の画像形成の累積情報を記録されて保持する。画像形成の累積情報は、画像形成の出力枚数情報と画像形成のトナー使用量情報との少なくとも一方である。
【００４３】
検知手段の一例である制御部１０１０は、メモリ部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋの記録情報を読み取って第一帯電補助部材８Ｙが新品交換されたことを検知する。制御手段の一例である制御部１０１０は、メモリ部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋから読み込んだ画像形成の累積情報に基づいて第一帯電補助部材８Ｙ及び第二帯電補助部材７Ｙに印加する電圧の絶対値を設定する。
【００４４】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢＫには、それぞれメモリ部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋとしてメモリ基板が付設されている。カウンタ演算部１５０は、画像形成の出力枚数を画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢＫごとに計測して、メモリ部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋの使用枚数カウンタの積算値Ｐｎに累積記録している。画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢＫはメモリ部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋを独立で持ち合わせている。使用枚数カウンタの積算値Ｐｎは、画像形成ジョブの毎回の終了時に、カウンタ演算部１５０が、元の積算値Ｐｎ−１に画像形成ジョブの画像形成枚数を加算して、メモリ部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋに書き込む。
【００４５】
なお、本実施形態では、画像形成部に内蔵してメモリ部１５を設けているが、画像形成装置１００の本体側において同様のメモリ部を配設して個別に画像形成の累積情報を蓄積することも可能である。
【００４６】
また、本実施形態では、画像形成の累積情報として、画像形成ジョブにおける記録材の使用枚数を積算カウントしているが、第一帯電補助部材８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋのトナー汚染量を推定し得る別のパラメータを使用してもよい。画像形成ジョブのトナー使用量を推定できることが望ましく、その意味において、積算ビデオカウントや積算画像比率等を用いることが可能である。
【００４７】
＜比較例＞
図４は実施例１及び比較例の帯電補助電圧制御のフローチャートである。図５は実施例１及び比較例における第二帯電補助部材の帯電コントラストの説明図である。比較例は、第一帯電補助部材８Ｙが新品交換されても第二帯電補助部材７Ｙに印加する電圧を変更しない例である。
【００４８】
図３を参照して図４に示すように、制御部１０１０は、操作部１０００から画像形成ジョブの指令信号がくると、メモリ部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋからそれぞれの現在の使用枚数カウンタの積算値Ｐｎを読み取る。制御部１０１０は、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの４つの積算値Ｐｎの中から最大値Ｐｍａｘを選択する（Ｓ１０１）。
【００４９】
制御部１０１０は、表１の帯電補助テーブルを最大値Ｐｍａｘで参照して、第一帯電補助部材８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋに印加する帯電補助電圧Ｙを決定する（Ｓ１０２）。
【００５０】
【表１】
2013148756.tif 000003
【００５１】
表１に示すように、最大値Ｐｍａｘが１００枚の場合、帯電補助電圧Ｙは＋１００Ｖである。しかし、最大値Ｐｍａｘが２００００枚以上になると、帯電補助電圧Ｙは４００Ｖ一定である。これは、プリント枚数が２００００枚になると、第一帯電補助部材８のトナー汚染量が飽和状態になって、第一帯電補助部材８から感光ドラム１へ流れる電流Ｉはほぼ一定になるからである。
【００５２】
制御部１０１０は、破線で示す「従来の画像形成フロー」に従って、表２の帯電補助テーブルを参照して、第二帯電補助部材７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋに印加する帯電補助電圧Ｚを決定する（Ｓ２０１）。
【００５３】
【表２】
2013148756.tif 000004
【００５４】
帯電補助電圧Ｚは、最大値Ｐｍａｘとは無関係に−７００Ｖとなる。
【００５５】
図５の（ａ）に示すように、比較例の初期状態（Ｐｎ＝０）では、帯電補助電圧Ｙが低いため、第一帯電補助部材通過後感光ドラム電位Ｘも低い。このため、帯電補助電圧Ｚを印加された第二帯電補助部材７Ｙの帯電コントラストは過剰とならず、感光ドラム１Ｙから第二帯電補助部材７Ｙへ適正範囲の帯電電流が流れていた。具体的には、感光ドラム１Ｙの暗部電位ＶＤが−５５０Ｖで一次転写電流が１８μＡのため、一次転写部ＴＹを通過後の感光ドラム電位は−３００Ｖとなっていた。第一帯電補助部材８Ｙに帯電補助電圧Ｙが１００Ｖ印加されると、第一帯電補助部材通過後感光ドラム電位Ｘは−２００Ｖになった。このとき、帯電補助電圧Ｚ＝−７００Ｖが第二帯電補助部材７Ｙに印加されると、感光ドラム１から第二帯電補助部材７へ電流Ｉ＝１５μＡが流れていた。
【００５６】
この電流Ｉ＝１５μＡならば、十分に感光ドラム１Ｙ上の転写残トナーをマイナスに再帯電でき、感光ドラム１にフィルミングが発生しない。フィルミングとは、第二帯電補助部材７Ｙと感光ドラム１Ｙとの間で放電が発生してトナーなどが感光ドラム１に付着して絶縁膜を形成する現象である。フィルミングが発生すると帯電ローラ２Ｙを用いた帯電や現像スリーブ４１を用いた現像に影響を及ぼして画像品質が低下する。
【００５７】
図５の（ｂ）に示すように、比較例の画像形成累積状態（Ｐｎ＝４００００）では、表１に基づいて帯電補助電圧Ｙが高く設定されるが、第一帯電補助部材８Ｙの帯電性能が低下しているため、第一帯電補助部材通過後感光ドラム電位Ｘが低い。このため、帯電補助電圧Ｚを印加された第二帯電補助部材７Ｙの帯電コントラストは過剰とならず、感光ドラム１Ｙから第二帯電補助部材７Ｙへ適正範囲の帯電電流が流れていた。表１に示すように、Ｐｍａｘ＝２００００枚なので、第一帯電補助部材８Ｙへの印加電圧Ｙは＋４００Ｖである。これは、第一帯電補助部材８に大量のトナーが蓄積して感光ドラム１Ｙへの接触が妨げられているため、適正範囲の電流を流すために、電圧を高くしているためである。具体的には、一次転写部ＴＹを通過後の感光ドラム電位は−３００Ｖとなっている。第一帯電補助部材８Ｙに電圧Ｙが４００Ｖ印加されると、第一帯電補助部材通過後感光ドラム電位Ｘは−２００Ｖになる。このとき、第二帯電補助部材７Ｙに帯電補助電圧Ｚ＝−７００Ｖが印加されると、感光ドラム１Ｙから第二帯電補助部材７Ｙへ電流Ｉ＝１５μＡが流れていた。
【００５８】
この電流Ｉ＝１５μＡならば、十分に感光ドラム１Ｙ上の転写残トナーをマイナスに再帯電でき、感光ドラム１Ｙにフィルミングが発生しない。
【００５９】
図５の（ｃ）に示すように、比較例の画像形成累積状態（Ｐｎ＝４００００）で、図１に示す画像形成部ＰＹが新品交換されたとする。このとき、画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋは、画像形成累積状態（Ｐｎ＝４００００）であるが画像形成部ＰＹは、初期状態（Ｐｎ＝０）となるため、第一帯電補助部材８Ｙに印加される帯電補助電圧Ｙが過剰になる。表１に基づいて帯電補助電圧Ｙが高く設定されるが、第一帯電補助部材８Ｙの帯電性能が大きく回復しているため、第一帯電補助部材通過後感光ドラム電位Ｘが高くなる。このため、帯電補助電圧Ｚを印加された第二帯電補助部材７Ｙの帯電コントラストが過剰になって、感光ドラム１Ｙから第二帯電補助部材７Ｙへ適正範囲を外れた過剰な帯電電流が流れていた。
【００６０】
画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの積算値Ｐｎ＝４００００枚である一方、画像形成部ＰＹの積算値Ｐｎ＝０枚の場合、最大値Ｐｍａｘは２００００枚となり、表１から、第一帯電補助部材８Ｙに印加する電圧Ｙは＋４００Ｖである。このとき、画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋにおいては、良好な画像が出力される。しかし、画像形成部ＰＹにおいては、第一帯電補助部材８Ｙから感光ドラム１Ｙに過剰な電流が流れ込んで、第二帯電補助部材７Ｙに接触する感光ドラム１Ｙの表面電位が（ａ）、（ｂ）の場合よりも高くなる。具体的には、一次転写部ＴＹを通過後の感光ドラム電位は−３００Ｖとなっている。第一帯電補助部材８Ｙに電圧Ｙが４００Ｖ印加されると、第一帯電補助部材通過後感光ドラム電位Ｘは−１００Ｖに上昇していた。このとき、第二帯電補助部材７Ｙに帯電補助電圧Ｚ＝−７００Ｖが印加されると、感光ドラム１Ｙから第二帯電補助部材７Ｙへ電流Ｉ＝３０μＡが流れていた。
【００６１】
この電流Ｉ＝３０μＡになると、感光ドラム１にフィルミングが発生してしまった。第二帯電補助部材７で放電によってトナーなどが感光ドラム１に付着する速度が、第二帯電補助部材７がフィルミングを削る速度より大きくなってフィルミングが成長するためと考えられる。
【００６２】
市場での使用方法の多くの場合、１色の画像形成部が寿命に到達して、交換される場合が多い。その場合、除電、１時トラップ機能を維持するために、使用枚数の多い色の画像形成部に第二帯電補助部材の直流電圧を合わせる。
【００６３】
そのため、交換された１色の画像形成部の第二帯電補助部材の直流電圧が高く設定され過ぎることになり、第一帯電補助部材と感光体の電位差が広がる。その結果、第一帯電補助部材から感光体へ過剰な電流が流れ、感光体上にトナーや感光体の削れ粉が付着するフィルミング発生し易くなってしまう。
【００６４】
そこで、以下の実施例では、図５の（ｄ）に示すように、画像形成部ＰＹが新品交換された場合には、第二帯電補助部材７に印加する帯電補助電圧Ｚの絶対値を低下させている。これにより、感光ドラム１Ｙから第二帯電補助部材７Ｙへ流れる電流Ｉを適正範囲の１５μＡに低下させている。要点は、第二帯電補助部材７Ｙに印加する帯電補助電圧Ｚを調整して、第二帯電補助部材７Ｙと感光ドラム１Ｙの電位差を他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋと揃えることである。
【００６５】
＜実施例１＞
図２に示すように、第一帯電補助部材の一例である第一帯電補助部材８Ｙは、トナー像が転写された後の前記像担持体の表面を摺擦可能である。第二帯電補助部材の一例である第二帯電補助部材７Ｙは、第一帯電補助部材８Ｙによって摺擦された感光ドラム１Ｙの表面を摺擦可能である。
【００６６】
第一帯電補助電源の一例である帯電補助高圧電源８０は、画像形成の累積に伴って絶対値をより高く設定されたトナーの帯電極性と逆極性の電圧を第一帯電補助部材８Ｙに印加する。第二帯電補助電源の一例である帯電補助高圧電源７０Ｙは、制御部１０１０の検知結果に基づいて、第一帯電補助部材８Ｙが新品交換された後は新品交換される前よりも絶対値を低く設定されたトナーの帯電極性と同極性の電圧を第二帯電補助部材７Ｙに印加する。
【００６７】
帯電補助高圧電源８０は、交換されない画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの画像形成の累積量に応じた電圧をすべての画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの第一帯電補助部材８Ｙに対して共通に印加する。帯電補助高圧電源８０は、画像形成の累積量が所定の累積量を超えると一定の電圧４００Ｖを第一帯電補助部材８Ｙに印加する。
【００６８】
帯電補助高圧電源７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｂｋは、交換された画像形成部ＰＹの第二帯電補助部材８Ｙに印加する電圧の絶対値を、交換されない画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの第二帯電補助部材に印加する電圧の絶対値よりも低くする。帯電補助高圧電源７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｂｋは、所定の累積量と個別の画像形成部ＰＹの画像形成の累積量との差分量が大きいほど第二帯電補助部材７Ｙに印加する電圧の絶対値を低くする。
【００６９】
帯電補助高圧電源７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｂｋは、第二帯電補助部材７Ｙに印加する電圧の絶対値を以下のように設定している。交換された画像形成部ＰＹで感光ドラム１Ｙから第二帯電部材７Ｙへ流れる電流と、交換されない画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋで感光ドラム１Ｙから第二帯電部材７Ｙへ流れる電流とを等しくするように設定している。
【００７０】
図３を参照して図４に示すように、制御部１０１０は、画像形成ジョブの開始に先立たせてメモリ部１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋからそれぞれの現在の使用枚数カウンタの積算値Ｐｎを読み取る。制御部１０１０は、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの４つの積算値Ｐｎの中から最大値Ｐｍａｘを選択する（Ｓ１０１）。制御部１０１０は、表１の帯電補助テーブルを最大値Ｐｍａｘで参照して、第一帯電補助部材８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋに印加する帯電補助電圧Ｙを決定する（Ｓ１０２）。
【００７１】
制御部１０１０は、最大値Ｐｍａｘが２００００枚より大きいか否かを確認し（Ｓ１０３）、２００００枚より小さければ（Ｓ１０３のＮｏ）、最大値Ｐｍａｘとしてその値を使用する。しかし、最大値Ｐｍａｘが２００００枚以上の場合（Ｓ１０３のＹｅｓ）、Ｐｍａｘ＝２００００とする（Ｓ１０３）。
【００７２】
制御部１０１０は、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの４つの積算値Ｐｎそれぞれについて補正パラメータＰｃａｌを計算する（Ｓ１０５）。
Ｐｃａｌ＝Ｐｍａｘ−Ｐｎ
【００７３】
制御部１０１０は、補正パラメータＰｃａｌがマイナスの場合、Ｐｃａｌ＝０とする（Ｓ１０５）。
【００７４】
制御部１０１０は、表３のオフセット直流電圧テーブルを補正パラメータＰｃａｌで参照して、第二帯電補助部材７に印加する帯電補助電圧Ｚの絶対値を低下させるオフセット電圧ΔＶを決定する（Ｓ１０６）。
【００７５】
【表３】
2013148756.tif 000005
【００７６】
表３のオフセット電圧ΔＶに基づいて、第二帯電補助部材７に実際に印加される補正された帯電補助電圧Ｚ’は、以下である。
Ｚ’＝Ｚ＋ΔＶ
【００７７】
つまり、最大値Ｐｍａｘが２００００枚以上の場合、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋは、それぞれの積算値Ｐｎと最大値Ｐｍａｘの差が大きいほど、第二帯電補助部材７に実際に印加する帯電補助電圧Ｚ’の絶対値を低く設定される。積算値Ｐｎが２００００枚を超えていれば補正がされず、比較例と同様に帯電補助電圧Ｚ＝−７００Ｖがそのまま設定される。
【００７８】
図５の（ｄ）に示すように、画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋのプリント枚数が３００００枚なので、Ｐｍａｘ＝２００００枚である（Ｓ１０３のＹｅｓ）。表１に示すように、Ｐｍａｘ＝３００００枚なので、第一帯電補助部材８Ｙへ印加される帯電補助電圧Ｙは＋４００Ｖである。補正パラメータＰｃａｌは、２００００−０＝２００００である。Ｐｃａｌ：２００００に対応するオフセット直流電圧は１００Ｖである。したがって、第二帯電補助部材７に実際に印加する帯電補助電圧Ｚ’は、−７００Ｖ＋１００Ｖ＝−６００Ｖである。これにより、第二帯電補助部材７に接触する前の感光ドラム電位と第二帯電補助部材７に実際に印加する帯電補助電圧Ｚ’との電位差を、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋで実質同一とすることがポイントである。
【００７９】
図５の（ｄ）に示すように、第一帯電補助部材８Ｙを通過した感光ドラム１Ｙの表面電位は（ｃ）と同様に−１００Ｖとなっている。しかし、第二帯電補助部材７Ｙに印加される帯電補助電圧Ｚが−６００Ｖに補正されているため、感光ドラム１Ｙから第二帯電補助部材７へ流れる電流Ｉは適正範囲の１５μＡに低下して、感光ドラム１Ｙにフィルミングが発生しない。
【００８０】
＜実施例２＞
図６は実施例１と比較例とにおける感光ドラムのフィルミング成長の差の説明図である。
【００８１】
実施例１の制御プログラムと比較例の制御プログラムとを制御部１０１０に搭載して、連続画像形成実験を行った。実験は、画像濃度（露光Ｄｕｔｙ）５％のハーフトーン画像をＡ４サイズの普通紙の全面に形成して、連続画像形成を行った。実験の評価は、連続画像形成で出力される画像にフィルミングに起因する縦白スジ不良画像が発生するまでの累積画像形成枚数を比較して行った。また、感光ドラム１Ｙのフィルミングの成長をより直接的に評価すべく、１００００枚の画像形成ごとに感光ドラム１Ｙの１０点表面粗さＲｚを求めた。縦白スジ不良画像は、感光ドラム１Ｙに形成されたフィルミングが原因であり、表面粗さＲｚでフィルミングの成長度が判定できる。
【００８２】
図６に示すように、実施例２では、比較例よりも感光ドラム１の表面粗さＲｚの使用枚数に対する推移の傾きが小さくなる。
【００８３】
比較例では、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣのプリント枚数が３００００枚のときに画像形成部ＰＢｋをプリント枚数が０枚の新品に交換して、さらに２００００枚の連続画像形成を行ったところで、ハーフトーン画像上に縦白スジ不良画像が発生した。その時点で感光ドラム１Ｂｋの表面粗さＲｚを測定したところ、Ｒｚ＝３．０μｍであった。
【００８４】
実施例２では、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣのプリント枚数が３００００枚のときに画像形成部ＰＢｋをプリント枚数が０枚の新品に交換して、さらに５００００枚の連続画像形成を行ったところで、やっとハーフトーン画像上に縦白スジ不良画像が発生した。その時点で感光ドラム１Ｂｋの表面粗さＲｚを測定したところ、Ｒｚ＝３．２μｍであった。また、新品に交換して、さらに２００００枚の連続画像形成を行った時点で感光ドラム１Ｂｋの表面粗さＲｚを測定したところ、Ｒｚ＝１．５μｍであった。
【００８５】
したがって、図６に示すように、表面粗さＲｚは、画像形成の累積に伴ってほぼ直線状に低下しており、表面粗さＲｚが３．０μｍを超えたあたりで実際にハーフトーン画像上に縦白スジ不良画像が発生することが確認された。また、いずれの場合でも、縦白スジ不良画像が発生するまでは、ハーフトーン画像は均一で奇麗なものであった。
【００８６】
また、実施例２では、ハーフトーン画像上に縦白スジ不良画像が発生した累積枚数も、表面粗さＲｚの測定結果も、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋがすべて同じ使用頻度で５００００枚の画像形成を累積した場合と同じ水準であった。これにより、市場で１色ずつ画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋが交換された場合も、問題なく画像形成部の本来の寿命までフィルミングに起因する問題が発生しないことが確認された。
【００８７】
画像形成装置１００は、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋの第一帯電補助部材８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋの帯電補助電源８０を共通化しているので、個別に高圧電源を設けるよりも、高圧電源の配置の省スペース化、コストダウン化を実現している。と同時に、１つの画像形成部が新品交換された際の当該画像形成部におけるフィルミングを抑制することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ  感光ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ  帯電ローラ
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ  露光装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ  現像装置
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋ  現像剤補給装置
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋ  第一帯電補助部材
８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋ  第二帯電補助部材
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋ  一次転写ローラ
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋ  メモリ部
４１  現像スリーブ、
７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｂｋ  帯電補助高圧電源
８０  帯電補助高圧電源、９０  転写高圧電源
１０１０  制御部
ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋ  画像形成部（プロセスカートリッジ）
【図１】
2013148756.tif 000006
【図２】
2013148756.tif 000007
【図３】
2013148756.tif 000008
【図４】
2013148756.tif 000009
【図５】
2013148756.tif 000010
【図６】
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