(57)【要約】【課題】ブレード状の帯電部材により感光体の表面をその長手方向においてより均一に帯電させ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１００は、感光体１と、ブレード状の帯電部材２１と、帯電部材の長手方向に沿って複数設けられ帯電部材に電圧を印加するための給電部２６と、複数の給電部に直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加するための電圧印加手段２４と、帯電部材に流れる交流電流を検出する検出手段１２０と、複数の給電部の各個別の給電部に電圧印加手段から交流電圧を印加した際に検出手段が検出したそれぞれの交流電流値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に各個別の給電部に印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ決定する制御手段１１０と、を有する構成とする。【選択図】図８
2013125198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体と、
前記感光体の回転軸線方向に沿って前記感光体の表面に接触し前記感光体の表面を帯電させるブレード状の帯電部材と、
前記帯電部材の長手方向に沿って複数設けられ前記帯電部材に電圧を印加するための給電部と、
前記複数の給電部に直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記帯電部材に流れる交流電流を検出する検出手段と、
前記複数の給電部の各個別の給電部に前記電圧印加手段から交流電圧を印加した際に前記検出手段が検出したそれぞれの交流電流値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に前記各個別の給電部に印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ決定する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、直流電圧を印加した時の前記感光体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、前記各個別の給電部に対して少なくとも１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧の交流電圧を印加した時の交流電流値と、前記各個別の給電部に対して少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧の交流電圧を印加した時の交流電流値とから、画像形成時に前記各個別の給電部に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定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】
回転可能な感光体と、
前記感光体の回転軸線方向に沿って前記感光体の表面に接触し前記感光体の表面を帯電させるブレード状の帯電部材と、
前記帯電部材の長手方向に沿って複数設けられ前記帯電部材に電圧を印加するための給電部と、
前記複数の給電部に直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記帯電部材に流れる交流電流を検出する検出手段と、
前記複数の給電部のうち隣接しない少なくとも２個の給電部からなる各組に前記電圧印加手段から交流電圧を印加した際に前記検出手段が検出したそれぞれの交流電流値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に前記各組の給電部に印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ決定する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、直流電圧を印加した時の前記感光体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、前記各組の給電部に対して少なくとも１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧の交流電圧を印加した時の交流電流値と、前記各組の給電部に対して少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧の交流電圧を印加した時の交流電流値とから、画像形成時に前記各組の給電部に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
回転可能な感光体と、
前記感光体の回転軸線方向に沿って前記感光体の表面に接触し前記感光体の表面を帯電させるブレード状の帯電部材と、
前記帯電部材の長手方向に沿って複数設けられ前記帯電部材に電圧を印加するための給電部と、
前記複数の給電部に直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記帯電部材に流れる交流電流を検出する検出手段と、
前記複数の給電部の各個別の給電部に前記検出手段により交流電流値を検出しながら前記電圧印加手段から交流電流を印加した際に得られた交流電圧のピーク間電圧値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に前記各個別の給電部に印加することが必要な交流電流値をそれぞれ決定する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、直流電圧を印加した時の前記感光体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、前記各個別の給電部に対して少なくとも１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧となる交流電流を印加した時に得られる交流電圧のピーク間電圧値と、前記各個別の給電部に対して少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧となる交流電流を印加した時に得られる交流電圧のピーク間電圧値とから、画像形成時に前記各個別の給電部に印加する交流電流値を決定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
回転可能な感光体と、
前記感光体の回転軸線方向に沿って前記感光体の表面に接触し前記感光体の表面を帯電させるブレード状の帯電部材と、
前記帯電部材の長手方向に沿って複数設けられ前記帯電部材に電圧を印加するための給電部と、
前記複数の給電部に直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記帯電部材に流れる交流電流を検出する検出手段と、
前記複数の給電部のうち隣接しない少なくとも２個の給電部からなる各組に前記検出手段により交流電流値を検出しながら前記電圧印加手段から交流電流を印加した際に得られた交流電圧のピーク間電圧値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に前記各組の給電部に印加することが必要な交流電流値をそれぞれ決定する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、直流電圧を印加した時の前記感光体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、前記各組の給電部に対して少なくとも１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧となる交流電流を印加した時に得られる交流電圧のピーク間電圧値と、前記各組の給電部に対して少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧となる交流電流を印加した時に得られる交流電圧のピーク間電圧値とから、画像形成時に前記各組の給電部に印加する交流電流値を決定することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電部材は導電性が異なる複数の弾性材料で構成され、少なくとも前記支持部材に接着される部分は導電剤を含有しない弾性材料で形成され、前記感光体に接触する部分は導電剤を含有する弾性材料で形成され、前記給電部は前記導電剤を含有する弾性材料に接触することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記帯電部材は、前記感光体上のトナーを前記感光体上から除去するクリーニング部材を兼ねる請求項１〜９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、感光体を帯電させるブレード状の帯電部材を備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置の電子写真感光体（感光体）を帯電させる帯電手段として、コロトロンやスコロトロンなどのコロナ放電器、或いはローラ状の帯電部材である帯電ローラが広く用いられている。
【０００３】
一方、画像形成装置の更なる小型化、低コスト化のために、導電性ゴムを材料としたブレード状の帯電部材である帯電ブレードの使用が提案されており、帯電ブレードがクリーニング部材としてのクリーニングブレードを兼ねるものもある（特許文献１）。
【０００４】
尚、本明細書では、ブレード状の帯電部材には、クリーニング手段とは別個に設けられた帯電手段としてのブレード状の帯電部材と、帯電及びクリーニング手段としてのブレード状の帯電及びクリーニング部材とが含まれるものとする。又、本明細書では、帯電装置には、クリーニング部材とは別個に設けられた帯電部材を備えた帯電装置と、帯電及びクリーニング部材を有しクリーニング装置を兼ねる帯電及びクリーニング装置とが含まれるものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−１００５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の帯電ブレードを用いた画像形成装置では、次のような課題があった。
【０００７】
即ち、通常の画像形成装置においては、画像比率、作像箇所などが異なるため、感光体と帯電ブレードとのニップに溜まるトナーの量がその長手方向で一定の推移をすることは希である。
【０００８】
又、帯電ブレードの摩耗状態や削れ方なども、その長手方向で一定となることは希である。
【０００９】
そのため、帯電ブレードの長手方向における、溜まるトナー量のムラ、或いは帯電ブレードの摩耗状態や削れ方などの変化による帯電ムラに対応できない場合がある。その結果、感光体の長手方向において帯電不均一が発生することがある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、ブレード状の帯電部材により感光体の表面をその長手方向においてより均一に帯電させ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】
【００１１】
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、前記感光体の回転軸線方向に沿って前記感光体の表面に接触し前記感光体の表面を帯電させるブレード状の帯電部材と、前記帯電部材の長手方向に沿って複数設けられ前記帯電部材に電圧を印加するための給電部と、前記複数の給電部に直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加するための電圧印加手段と、前記帯電部材に流れる交流電流を検出する検出手段と、前記複数の給電部の各個別の給電部に前記電圧印加手段から交流電圧を印加した際に前記検出手段が検出したそれぞれの交流電流値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に前記各個別の給電部に印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ決定する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
本発明の他の態様によると、回転可能な感光体と、前記感光体の回転軸線方向に沿って前記感光体の表面に接触し前記感光体の表面を帯電させるブレード状の帯電部材と、前記帯電部材の長手方向に沿って複数設けられ前記帯電部材に電圧を印加するための給電部と、前記複数の給電部に直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加するための電圧印加手段と、前記帯電部材に流れる交流電流を検出する検出手段と、前記複数の給電部のうち隣接しない少なくとも２個の給電部からなる各組に前記電圧印加手段から交流電圧を印加した際に前記検出手段が検出したそれぞれの交流電流値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に前記各組の給電部に印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ決定する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１３】
本発明の更に他の態様によると、回転可能な感光体と、前記感光体の回転軸線方向に沿って前記感光体の表面に接触し前記感光体の表面を帯電させるブレード状の帯電部材と、前記帯電部材の長手方向に沿って複数設けられ前記帯電部材に電圧を印加するための給電部と、前記複数の給電部に直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加するための電圧印加手段と、前記帯電部材に流れる交流電流を検出する検出手段と、前記複数の給電部の各個別の給電部に前記検出手段により交流電流値を検出しながら前記電圧印加手段から交流電流を印加した際に得られた交流電圧のピーク間電圧値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に前記各個別の給電部に印加することが必要な交流電流値をそれぞれ決定する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１４】
本発明の更に他の態様によると、回転可能な感光体と、前記感光体の回転軸線方向に沿って前記感光体の表面に接触し前記感光体の表面を帯電させるブレード状の帯電部材と、前記帯電部材の長手方向に沿って複数設けられ前記帯電部材に電圧を印加するための給電部と、前記複数の給電部に直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加するための電圧印加手段と、前記帯電部材に流れる交流電流を検出する検出手段と、前記複数の給電部のうち隣接しない少なくとも２個の給電部からなる各組に前記検出手段により交流電流値を検出しながら前記電圧印加手段から交流電流を印加した際に得られた交流電圧のピーク間電圧値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に前記各組の給電部に印加することが必要な交流電流値をそれぞれ決定する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ブレード状の帯電部材により感光体の表面をその長手方向においてより均一に帯電させることができる。
【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全体構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る画像形成装置の画像形成部の構成を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の一実施例における帯電ブレードを示す帯電装置の要部の模式的な断面図である。
【図４】本発明の一実施例における帯電ブレードの給電構成を示す帯電装置の要部の模式的な平面図である。
【図５】本発明の一実施例における放電電流の定義の説明図である。
【図６】本発明の一実施例における放電電流制御を説明するための説明図である。
【図７】本発明の一実施例における放電電流制御を説明するための説明図である。
【図８】本発明の一実施例における印加帯電電圧の決定制御を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の一実施例における画像形成中の制御フローを示すフローチャート図である。
【図１０】本発明の一実施例における画像形成枚数に対する感光体の表面電位を示すグラフ図である。
【図１１】本発明の一実施例における各給電部の位置でのピーク間電圧に対する放電電流量を示すグラフ図である。
【図１２】本発明の他の実施例における放電電流制御を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の他の実施例における放電電流制御を説明するための説明図である。
【図１４】本発明の他の実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す模式的な断面図である。
【図１５】帯電ブレードの感光体に対する当接角、侵入量を説明するための模式図である。
【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。
【００１８】
実施例１
１．画像形成装置の全体構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す模式的な断面図である。又、図２は、本実施例の画像形成装置が備える画像形成部の模式的な断面図である。
【００１９】
本実施例の画像形成装置１００は、中間転写方式を採用したタンデム型のカラーレーザープリンタである。又、本実施例の画像形成装置１００は、最大通紙サイズがＡ３サイズ、解像度が６００ｄｐｉである。
【００２０】
画像形成装置１００は、画像形成装置の本体（装置本体）と通信可能に接続された外部ホスト装置からの画像情報に応じて、記録紙などの転写材にフルカラー画像を形成して出力することができる。
【００２１】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部（ステーション）として第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する。
【００２２】
本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを表すための符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して総括的に説明する。
【００２３】
画像形成部Ｓは、回転可能なドラム型の感光体（感光体ドラム）１を有している。感光体１の周囲には、次の各手段が設けられている。先ず、帯電手段としてのブレード状の帯電部材である帯電ブレード２１である。次に、露光手段（情報書き込み手段）としての露光装置（レーザースキャナー）３である。次に、現像手段としての現像装置４である。次に、一次転写手段としてのローラ型の転写部材である一次転写ローラ９２である。次に、除電手段としての前露光装置６である。次に、クリーニング手段としてのブレード状のクリーニング部材であるクリーニングブレード７１である。本実施例では、帯電ブレード２１、後述する支持板金２２などを有して、帯電装置２が構成されている。又、本実施例では、クリーニングブレード７１、回収容器７２などを有して、クリーニング装置７が構成されている。
【００２４】
又、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと対向するように、被転写体として、中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト９１が配置されている。中間転写ベルト９１は、支持部材としての駆動ローラ９５、テンションローラ９４、二次転写対向ローラ９６に、所定の張力をもって掛け渡されている。各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの一次転写ローラ９２Ｙ、９２Ｍ、９２Ｃ、９２Ｋは、中間転写ベルト９１の内周面側に配置されている。そして、各一次転写ローラ９２Ｙ、９２Ｍ、９２Ｃ、９２Ｋは、中間転写ベルト９１を介して各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに押圧されており、中間転写ベルト９１と各感光体１とが接触する一次転写部Ｎ１Ｙ、Ｎ１Ｍ、Ｎ１Ｃ、Ｎ１Ｋが形成されている。又、中間転写ベルト９１の外周面側において、二次転写対向ローラ９６に対向する位置には、二次転写手段としてのローラ型の転写部材である二次転写ローラ１０が配置されている。二次転写ローラ１０は、中間転写ベルト９１を介して二次転写対向ローラ９６に押圧されており、二次転写ローラ１０と中間転写ベルト９１とが接触する二次転写部Ｎ２が形成されている。本実施例では、中間転写ベルト９１、一次転写ローラ９２Ｙ、９２Ｍ、９２Ｃ、９２Ｋ、駆動ローラ９５などを有して中間転写ユニット９が構成されている。
【００２５】
又、画像形成装置１００は、記録紙などの転写材Ｐを二次転写部Ｎ２へと供給するための転写材収容カセット（図示せず）、転写材供給ローラ（図示せず）、転写材搬送路（図示せず）、レジストローラ１２などを有する。又、画像形成装置１００は、転写材Ｐにトナー像を定着させるための定着手段としての定着装置１３を有する。
【００２６】
画像形成時には、図中矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転する感光体１の表面は、帯電ブレード２１によって所定の極性及び所定の電位に一様に帯電させられる。帯電した感光体１の表面は、露光装置３によって画像情報に従って走査露光される。これにより、感光体１上に画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置４から現像剤のトナーが供給されることによって現像される。感光体１上に形成されたトナーは、一次転写ローラ９２によって、図中矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転する中間転写ベルト９１上に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ９２には、一次転写電圧印加手段としての一次転写電源９３から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。
【００２７】
例えば、フルカラー画像の形成時には、第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫで形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト９１上に順次に重ね合わせて転写（一次転写）される。中間転写ベルト９１に転写されたトナー像は、二次転写ローラ７によって転写材Ｐ上に転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ１０には、二次転写電圧印加手段としての二次転写電源（図示せず）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。
【００２８】
その後、未定着のトナー像を担持した転写材Ｐは、定着装置１３へと搬送される。そして、定着装置１３が備えるローラ対によって加熱されながら挟持して搬送されることにより、転写材Ｐが加熱及び加圧されることによって、転写材Ｐ上にトナー像が溶融定着される。その後、転写材Ｐは画像形成装置１００の外部に排出される。
【００２９】
一方、一次転写工程後の感光体１上には、形成された静電潜像に起因する電位分布が残留しているため、前露光装置６によって光を照射することによって除電され、略均一な電位分布に調整される。
【００３０】
又、一次転写工程後の感光体１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、クリーニングブレード７１によって、回転する感光体１上から除去されて、回収容器７２内に回収される。クリーニングブレード７１は、感光体１の表面に当接させられている。又、本実施例では、クリーニングブレード７１は、ウレタンゴム系の材料で形成されている。
【００３１】
又、二次転写工程後の中間転写ベルト９１上に残留したトナー（二次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニングブレード１１ａにより、回転する中間転写ベルト９１上から除去されて、回収容器１１ｂ内に回収される。本実施例では、ベルトクリーニングブレード１１ａ、回収容器１１ｂなどを有して、ベルトクリーニング装置１１が構成される。ベルトクリーニングブレード１１ａは中間転写ベルト９１の表面に当接させられている。又、本実施例では、ベルトクリーニングブレード１１ａは、ウレタンゴム系の材料で形成されている。
【００３２】
尚、本実施例では、感光体１と、感光体１に作用するプロセス手段としての帯電装置２、現像装置４及びクリーニング装置７とは、枠体によって一体的にカートリッジ化され、装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ８が構成されている。プロセスカートリッジ８は、例えば現像装置４の現像剤の寿命又は枯渇、或いは感光体１の寿命などによって、新品と交換される。
【００３３】
２．感光体
本実施例では、感光体１は、有機光導電体（ＯＰＣ）を備えた有機感光体である。本実施例では、ＯＰＣは負の帯電特性を有している。即ち、本実施例の感光体１の帯電極性は負極性である。又、本実施例では、感光体１の外径は３０ｍｍであり、長手方向（回転軸線方向）の長さは３６０ｍｍである。
【００３４】
有機感光体は、導電性の基体（支持体）上に、有機光導電体を主成分とする光導電層を備えた有機物質の感光層が形成されている。本実施例では、感光体１は、接地されたアルミニウムなどの導電材料で作製されたドラム状の基体の外周面に、有機光導電体を主成分とする感光層と、厚さ２５μｍ程度のポリカーボネートで構成されている電荷輸送層と、が塗布されて形成されている。
【００３５】
感光体１は、図示しない駆動手段としてのＤＣブラシレスモーターによって、中心支軸を中心に２５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で図中矢印Ｒ１方向（反時計回り）に回転駆動される。
【００３６】
３．現像装置
現像装置４は、主にトナー（非磁性トナー）とキャリア（磁性キャリア）との混合物である二成分現像剤を収容した現像容器４２を有する。感光体１に対向する現像容器４２の開口部に、現像剤担持体としての現像スリーブ４１が回転可能に設けられている。現像スリーブ４１の内部には、磁界発生手段としてのマグネットが、現像容器４２に対して固定して配置されている。このマグネットの磁力により、現像容器４２内の現像剤が、現像スリーブ４１上に磁気的に保持される。現像スリーブ４１上の現像剤は、現像スリーブ４１が回転することにより、感光体１との間のギャップ部である現像部へ搬送される。
【００３７】
現像スリーブ４１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）が接続されている。そして、現像動作時には、この現像電源から、直流電圧（本実施例では−４００Ｖ）と交流電圧（本実施例ではＶｐｐが１６００Ｖ）とが重畳された振動電圧である現像電圧（現像バイアス）が、現像スリーブ４１に印加される。現像スリーブ４１上の現像剤のトナーは、この現像電圧により現像スリーブ４１と感光体１との間に形成される電界の作用によって、感光体１上の静電潜像に付着させられる。これによって、感光体１上の静電潜像はトナー像として現像される。
【００３８】
本実施例では、トナーは、キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。即ち、本実施例では、現像装置４が静電潜像の現像に用いるトナーの帯電極性として意図された正規の帯電極性は負極性である。
【００３９】
本実施例では、トナーは、ポリエステルを主体とした樹脂バインダーに顔料を混練したものを、粉砕分級して得られたトナーである。本実施例では、トナーの平均粒径は約６μｍである。又、本実施例では、感光体１に付着したトナーの平均帯電量は約−３０μＣ／ｇである。
【００４０】
本実施例では、イメージ露光と反転現像との組み合わせにより、感光体１上の静電潜像を現像する。即ち、本実施例では、一様に帯電処理された感光体１上における露光により電位の絶対値が低下させられた画像部（露光部）に、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ことでトナー像を形成する。
【００４１】
４．帯電ブレード
次に、本実施例における帯電ブレード２１について説明する。
【００４２】
４−１．帯電ブレードの構成
先ず、本実施例における帯電ブレード２１の構成について説明する。
【００４３】
図３は、本実施例の帯電ブレード２１の断面形状を示す帯電装置２の要部の模式的な断面図である。図４は、後述する給電構成をも示す本実施例の帯電装置２の要部の模式的な平面図である。
【００４４】
本実施例では、画像形成装置１００は、帯電ブレード２１を備えた帯電装置２を有する。本実施例では、帯電装置２は、プロセスカートリッジ８に含まれている。
【００４５】
本実施例では、帯電装置２は、帯電ブレード２１と、導電材料としての金属で形成された支持部材である支持板金２２と、を有する。帯電ブレード２１は、感光体１側に配置される表面２１ｃと、表面２１ｃと平行で且つ表面２１ｃに対して感光体１とは反対側に配置された裏面２１ｄとを有し、表面２１ｃ及び裏面２１ｄと直交する方向の断面が矩形の板状（ブレード状）の弾性部材である。本実施例では、支持板金２２は、帯電ブレード２１と同様に板状とされ、帯電ブレード２１が固定される第１の部分２２ａと、屈曲部２２ｃにおいて屈曲され、第１の部分２２ａに対して略直交方向に延在する第２の部分２２ｂとを有する。
【００４６】
本実施例では、支持板金２２は、プロセスカートリッジ８の枠体（図示せず）に固定されている。帯電ブレード２１は、裏面２１ｄの短手方向の所定範囲が支持板金２２に固定手段としての接着剤により固定されている。帯電ブレード２１の短手方向において、自由端（先端）２１ｆから、支持板金２２との固定部の先端２１ｆ側の端部まで、所定の自由長が設けられている。
【００４７】
帯電ブレード２１は、先端２１ｆ側且つ表面２１ｃ側のエッジ部（当接エッジ部）２１ｅが、所定の当接角θをもって、感光体１の回転方向（表面の移動方向）に対してカウンター方向（当接角θが鋭角）に当接させられている。ここで、図１５（ａ）を参照して、当接角θは、感光体１との接触部に隣接する帯電ブレード２１の表面２１ｃと、感光体１上の帯電ブレード２１との接触部の、感光体１の回転方向下流側の端部における接線とのなす角度とする。
【００４８】
当接角θは、帯電の安定性の点から、３０°以下が好ましい。又、帯電ブレード２１の感光体１に対する当接圧は、帯電の安定性の点から線圧で５ｇｆ／ｃｍ以上が好ましい。又、帯電ブレード２１の感光体１に対する当接圧は、感光体１の削れが大きくなったり、帯電音が高くなったりすることなどから、４０ｇｆ／ｃｍ以下が好ましい。
【００４９】
尚、図１５（ｂ）に示すように、帯電ブレード２１は所定の侵入量Ｉをもって感光体１に当接させてもよく、この場合当接エッジ部２１ｅから所定範囲の表面２１ｃが感光体１の表面に接触する。ここで、帯電ブレード２１の感光体１に対する侵入量Ｉは、感光体１によって変形させられていないとした場合の帯電ブレード２１の当接エッジ部２１ｅと感光体１の表面との最短距離とする。
【００５０】
又、帯電ブレード２１の使用初期の当接エッジ部２１ｅには、潤滑性を維持するためトナーを塗布することができる。
【００５１】
そして、本実施例では、帯電ブレード２１は、表面２１ｃ側の導電ゴム部２１ａと、裏面２１ｄ側の非導電ゴム部２１ｂと、を有する。本実施例では、導電ゴム部２１ａと非導電ゴム部２１ｂとは、それぞれ同一形状の板状部材とされており、これら２個の板状部材が重ね合わされて、上述のように断面矩形の帯電ブレード２１が形成されている。換言すれば、帯電ブレード２１は、表面２１ｃ側の導電ゴム層２１ａと裏面２１ｄ側の非導電ゴム層２１ｂとの２層構成とされている。
【００５２】
本実施例では、導電ゴム部２１ａの厚さ（表面２１ｃ及び裏面２１ｄと直交する方向）が１ｍｍ、非導電ゴム部２１ｂの厚さが１ｍｍであり、帯電ブレード２１の厚さはこれらの合計の２ｍｍである。
【００５３】
本実施例では、帯電ブレード２１の長手方向の長さは３２２ｍｍである。又、本実施例では、帯電ブレード２１の短手方向の全体の長さは１３ｍｍある。そして、帯電ブレード２１の短手方向において、帯電ブレード２１の支持板金２２に対する接着部分は、帯電ブレード２１の固定端２１ｇから帯電ブレード２１の先端２１ｆ側の端部までの５ｍｍの範囲とした。
【００５４】
接着剤としては、非導電性のＥＶＡ樹脂（エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂）やポリウレタン樹脂からなるホットメルトタイプ接着剤を用いた。
【００５５】
本実施例では、支持板金２２としては、厚さが２ｍｍの亜鉛めっき鋼板を成形加工したものを用いた。
【００５６】
本実施例では、帯電ブレード２１は、導電ゴム部２１ａと絶縁ゴム部２１ｂの両方ともウレタンゴムを用いて形成されている。即ち、本実施例では、帯電ブレード２１の非導電ゴム部２１ｂは、ウレタンゴムで形成されている。一方、帯電ブレード２１の導電ゴム部２１ａは、ウレタンゴムをベースとして導電剤を加えて電気抵抗が調整されたゴムで形成されている。これら導電ゴム部２１ａ、非導電ゴム部２１ｂによって形成される帯電ブレード２１が、帯電装置２における感光体１に接触する弾性部材であるゴム部を構成する。
【００５７】
本実施例では、帯電ブレード２１のゴム硬度は、ＪＩＳ−Ａゴム硬度計で測定した結果、導電ゴム部２１ａと非導電ゴム部２１ｂの両方とも７７°である。
【００５８】
本実施例では、導電ゴム部２１ａの電気抵抗は、対向電極としての金属ローラに当接させた場合、−５００Ｖの直流電圧を印加した時の１０秒間を平均すると１．３×１０6Ωである。一方、非導電ゴム部２１ｂ及び接着剤の電気抵抗は、いずれも１０9Ω以上である。
【００５９】
導電ゴム部２１ａに添加する導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、金属、導電性の金属酸化物（例えば、酸化錫、酸化チタン）などの粒子とＬｉＣｌＯ4、ＮａＣｌＯ4などの過塩素酸塩、４級アンモニウム塩などのイオン系導電剤を用いている。
【００６０】
帯電ブレード２１は、後述するようにして導電ゴム部２１ａに対して所定の帯電バイアスが印加されると、導電ゴム部２１ａ付近の電界が放電開始点以上になり、感光体１との間の微小な空隙（くさび型の空間）で放電が開始される。この放電により、感光体１の表面が帯電させられる。
【００６１】
このように、本実施例では、帯電ブレード２１を支持部材２２に接着する部分の弾性材料（弾性体、ゴム）を導電剤を含有しない弾性材料とし、感光体１に接触してその帯電処理を行う部分の弾性材料を導電剤を含有する弾性材料とする。そして、本実施例では、導電剤を含有しない弾性材料を導電剤を含有しない接着剤で支持部材２２に接着する。これにより、接着剤に導電剤が含まれていることで接着剤の接着力が低下することと、或いは導電剤を含有する弾性材料に含まれている導電剤により接着剤の接着力が低下することを抑制することができる。
【００６２】
本実施例の帯電ブレード２１は、一例として、次のようにして製造することができる。即ち、遠心成型機において、先ず導電ゴム部２１ａの層を形成し、次に非導電ゴム部２１ｂの層を形成する。上述のようにして形成されたブレード基材を、使用するサイズにカットした後、非導電性の接着剤を用いて、非導電ゴム部２１ｂを支持板金２２に接着する。
【００６３】
４−２．帯電ブレードへの給電
次に、本実施例における帯電ブレード２１の給電部構成、使用抵抗範囲、及び帯電設定について説明する。本実施例では、温度２３℃、湿度５０％の環境における設定について説明する。
【００６４】
本実施例では、図４に示すように、帯電ブレード２１に対する給電は、支持板金２２からではなく、導電ゴム部２１ａに対して直接行う。本実施例では、帯電高圧電源２４から出る複数の帯電高圧線２５（２５１〜２５５）が、変圧制御機構２８を介して、帯電ブレード２１の導電ゴム部２１ａに対して接続される。帯電高圧線２５は、その給電部（端子、電極）２６（２６１〜２６５）が、帯電ブレード２１の導電ゴム部２１ａの表面２１ｃに接触する状態で、固定手段としての非導電テープ２７（２７１〜２７２）によって固定される。
【００６５】
変圧制御機構２８内にはスイッチング回路が含まれており、複数の給電部２６１〜２６５のそれぞれに対する電圧の非印加／印加状態を設定できる。又、変圧制御機構２８は、異なる電圧を複数の給電部２６１〜２６５のそれぞれに対して印加可能とし、それぞれの給電部２６１〜２６５に対して最適な帯電電位を設定することができる。
【００６６】
帯電ブレード２１は、帯電電圧印加手段としての帯電高圧電源２４から、導電ゴム部２１ａに対して、帯電バイアスとして、直流電圧（帯電直流電圧）と交流電圧（帯電交流電圧）とを重畳した振動電圧が印加される（ＡＣ帯電方式）。尚、本実施例では、帯電交流電圧は、周波数が１７５０Ｈｚの正弦波である。
【００６７】
感光体１の帯電電位（暗部電位）Ｖｄは、ピーク間電圧Ｖｐｐが放電開始点（直流電圧を印加した場合の放電開始電圧Ｖｔｈの略２倍）以上の帯電交流電圧が印加されている場合、帯電直流電圧の電位に収束する。
【００６８】
４−３．帯電ブレードの給電部構成
本実施例では、図４に示すように、帯電ブレード２１に対して複数の給電部２６として、５個の給電部２６１〜２６５を、帯電ブレード２１の長手方向において等間隔で５箇所に配設する。又、本実施例では、帯電ブレード２１の先端２１ｆから複数の給電部２６のそれぞれまでの距離Ｄが４±１ｍｍとなるように、各給電部２６を帯電ブレード２１に取り付けた。
【００６９】
本実施例のように給電部２６が複数ある場合、給電部２６の帯電ブレード２１の先端２１ｆからの距離Ｄが異なると、帯電電圧の過剰制御や過少制御の原因となる。例えば、帯電ブレード２１の先端２１ｆから比較的遠い一つの給電部２６について、感光体１上の帯電電位が一定の帯電電位になるようなピーク間電圧の帯電交流電圧を印加する場合を考える。この場合、帯電ブレード２１の先端２１ｆに比較的近い他の給電部２６については、放電開始点（直流電圧を印加した場合の放電開始電圧Ｖｔｈの略２倍）を大きく上回るピーク間電圧の帯電交流電圧が印加されることが懸念される。このような状態のとき、帯電ブレード２１と感光体１との間の摩擦係数が大きな値となって、ブレード捲れが発生しやすくなる。放電生成物（ＮＯｘなど）によって帯電ブレード２１と感光体１との間の摩擦力が増大するからである。加えて、このような状態のとき、感光体１の削れ量が増加しやすくなる。
【００７０】
逆に、帯電ブレード２１の先端２１ｆに比較的近い一つの給電部２６について、感光体１上の帯電電位が一定の帯電電位になるようなピーク間電圧の帯電交流電圧を印加する場合を考える。この場合、帯電ブレード２１の先端２１ｆから比較的遠い他の給電部２６については、放電開始点（直流電圧を印加した場合の放電開始電圧Ｖｔｈの略２倍）を下回ることが懸念される。このような状態のとき、帯電不良に伴う画像不良が発生する虞がある。
【００７１】
従って、帯電ブレード２１の長手方向の全体において、放電開始点（直流電圧を印加した場合の放電開始電圧Ｖｔｈの略２倍）を少し上回る程度のピーク間電圧の帯電交流電圧を印加することが望ましい。そして、そのためには、複数の給電部２６間で、帯電ブレード２１の先端２１ｆから給電部２６までの距離Ｄは、可及的に一定の距離にすることが望ましい。
【００７２】
本実施例では、帯電ブレード２１の長手方向の全体において、放電開始点に対する帯電交流電圧のピーク間電圧の過剰分を５０Ｖ以内に抑えるために、全ての給電部２６についてＤ≒４±１ｍｍとした。
【００７３】
又、給電部２６間の距離は、次のように設定した。給電部２６１及び給電部２６５は、導電ゴム部２１ａの長手方向の端部から３２．２ｍｍの位置に配置し、各給電部２６同士の距離は６４．４ｍｍとした。
【００７４】
４−４．帯電ブレードによる帯電電位と使用抵抗範囲
次に、帯電ブレード２１の電気抵抗値の好ましい範囲について説明する。
【００７５】
ここでは、導電ゴム部２１ａの電気抵抗値が１０5Ω未満の帯電ブレード２１を低抵抗ブレードと定義する。又、導電ゴム部２１ａの電気抵抗値が１０5〜１０7Ω程度の帯電ブレード２１を中抵抗ブレードと定義する。又、導電ゴム部２１ａの電気抵抗値が１０7Ωを越える帯電ブレード２１を高抵抗ブレードと定義する。
【００７６】
尚、帯電ブレード２１の電気抵抗値は、画像形成装置１００において感光体１をプロセススピード２５０ｍｍ／ｓで回転させた際に、帯電高圧電源２４より−５００Ｖの直流電圧を印加した時の電流値を電流検出装置１２０（図２）により検知し、算出した値である。
【００７７】
表１は、上記各分類の帯電ブレードを用いて感光体の帯電処理を行ったときに、感光体上に均一な電位が形成されているか否か、又詳しくは後述するような電位補正が可能か否かを調べた結果を示す。
【００７８】
【表１】
2013125198.tif 000003
【００７９】
先ず、表１の（Ａ）及び（Ｂ）について説明する。
【００８０】
複数の給電部２６から、電気抵抗値が３．３×１０4Ωの低抵抗ブレードである帯電ブレード２１に対して、−５００Ｖの直流電圧と、ピーク間電圧が２５００Ｖｐｐの帯電交流電圧と、を重畳した振動電圧を印加した。そして、感光体１の帯電電位を測定した。
【００８１】
尚、感光体１の表面の電位は、図２に示す現像装置４の現像スリーブ４１と感光体１との最近接点において、ＴＲＥＫ社製表面電位計を用いて、感光体１の長手方向の複数点に対して測定した。
【００８２】
低抵抗ブレードでは、帯電ブレード２１の導電ゴム部２１ａの電位は−５００Ｖで均一となる。しかし、そのときに感光体１上に電位を形成することはできるものの、その電位は感光体１の長手方向においてばらつきをもった値となった。
【００８３】
これは、次の理由により、感光体１と帯電ブレード２１とのニップが長手方向で一定となっていないためであると考えられる。即ち、画像形成装置１００の通常の使用においては、画像比率や作像箇所の異なる画像が形成される。そのため、使用後の感光体１と帯電ブレード２１とのニップでは、長手方向の各位置において、トナーの溜まり方、或いは帯電ブレード２１の摩耗状態や削れ方（又は欠け方）が各々変動してしまっている。
【００８４】
このように、低抵抗ブレードを用いた場合には、導電ゴム部２１ａの電位が長手方向において均一となる。そのため、詳しくは後述するように各給電部２６に印加する電圧を変更しても、感光体１の長手方向の各位置に形成される電位を各々調整することができなくなってしまう。
【００８５】
次に、表１の（Ｃ）及び（Ｄ）について説明する。
【００８６】
上記（Ａ）及び（Ｂ）の場合と同様の方法で、電気抵抗値が１．３×１０6Ωの中抵抗ブレードである帯電ブレード２１を用いて測定を行った。
【００８７】
中抵抗ブレードでは、低抵抗ブレードを用いた場合と同様に、感光体１上に電位を形成することはできるものの、その電位は感光体１の長手方向においてばらつきをもった値となった。
【００８８】
これは、上述したとおり、感光体１と帯電ブレード２１とのニップが長手方向で均一になっていないためであると考えられる。
【００８９】
しかし、中抵抗ブレードを用いた場合には、低抵抗ブレードの場合とは異なり、各給電部２６に印加する電圧を各々調整することにより、感光体１の長手方向における帯電ブレード２１側の電位を調整することができる。
【００９０】
従って、中抵抗ブレードを用いた場合には、感光体１上に形成された長手方向の電位のうち、相対的に電位の低い部分に近い給電部２６に印加する帯電交流電圧のピーク間電圧（放電電流量）を上昇させる。これにより、その部分の感光体１の帯電電位を上昇させ、感光体１側の電位を長手方向で略均一に補正することができる。
【００９１】
次に、表１の（Ｅ）及び（Ｆ）について説明する。
【００９２】
上記（Ａ）〜（Ｄ）の場合と同様の方法で、電気抵抗値が５．０×１０8Ωの高抵抗ブレードである帯電ブレード２１を用いて測定を行った。
【００９３】
高抵抗ブレードでは、感光体１上に正常に電位が形成される部分は、帯電ブレード２１の長手方向の各給電部２６の付近のみにとどまる。そして、感光体１の長手方向の全体を一定の帯電電位に収束させることはなかった。
【００９４】
このように、高抵抗ブレードを用いた場合には、感光体１上の十分な電位の形成ができず、又電位補正を行うこともできなかった。
【００９５】
従って、帯電ブレード２１としては、導電ゴム部２１ａの電気抵抗値は、１０5〜１０7Ω程度の中抵抗ブレードが好ましい。
【００９６】
尚、本実施例では、５個の給電部２６を設けたが、上述のような好ましい電気抵抗の帯電ブレード２１を用いるならば、５個以上設けてもよい。又、感光体１、帯電ブレード２１の長手方向の長さなどに応じて、給電部２６は５個より少なくてもよい。給電部２６が少なくとも２個あれば、本実施例を適用することができる。
【００９７】
４−４．制御態様
本実施例の画像形成装置１００の動作は、画像形成装置１００に設けられた制御手段としてのＣＰＵ１１０（図２）によって統括的に制御される。ＣＰＵ１１０は、内蔵しているか又は接続されている記憶手段としてのメモリ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の各部の動作を制御する。
【００９８】
本実施例と関連して、ＣＰＵ１１０は、後述する放電電流制御を行い、帯電ブレード２１に印加する帯電電圧を制御する。ＣＰＵ１１０には、帯電ブレード２１と感光体１との間に流れる交流電流を検出する検出手段としての電流検出装置（電流計）１２０が接続されている。電流検出装置１２０からＣＰＵ１１０に入力された測定結果に係る情報は、必要に応じてメモリに記憶される。
【００９９】
４−５．放電電流制御
次に、帯電ブレード２１による感光体１の帯電処理における放電電流制御について説明する。
【０１００】
ここでは、先ず１つの給電部２６に注目して放電電流制御の原理について説明し、その後複数の給電部２６を有する場合の放電電流制御について説明する。
【０１０１】
帯電部材に直流電圧を印加した時の感光体への放電開始電圧をＶｔｈとする。
【０１０２】
図５に示すように、帯電交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐに対して、帯電交流電圧の印加により流れる帯電交流電流Ｉａｃは、放電開始電圧Ｖｔｈの２倍（Ｖｔｈ×２：放電開始点）未満の未放電領域で線形の関係にある。そして、Ｖｔｈ×２以上の放電領域では帯電交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐが増加するにつれて徐々に直線から帯電交流電流Ｉａが増加する方向にずれる。放電の発生しない真空中での同様の実験においては直線が保たれたため、これが放電に関与している電流の増分△Ｉａｃであると考えられる。
【０１０３】
ここで、Ｖｔｈ×２未満の未放電領域における帯電交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐに対する帯電交流電流Ｉａｃの比をαとする。このとき、Ｖｔｈ×２以上の放電領域における、放電による電流以外の、感光体と帯電部材との接触部へ流れる電流（以下「ニップ電流」ともいう。）などの交流電流は、α・Ｖｐｐとなる。そこで、Ｖｔｈ×２以上の放電領域において測定される帯電交流電流Ｉａｃと、上記α・Ｖｐｐとの差分である、下記式１から算出される△Ｉａｃを、帯電交流電圧の印加による放電の量を代用的に示す「放電電流量」と定義する。
△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−α・Ｖｐｐ  ・・・式１
【０１０４】
次に、所望の放電電流量をＤとしたときに、この放電電流量Ｄとなる帯電交流電圧のピーク間電圧を決定する方法を説明する。
【０１０５】
尚、本実施例では、制御手段としてのＣＰＵ１１０において、非画像形成時に、画像形成時の帯電工程における帯電ブレード２１に対する帯電交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行する。非画像形成時としては、次のものが挙げられる。画像形成装置の電源投入時やスリープモードからの復帰時などの定着温度の立ち上げなどのための所定の準備動作が実行される初期回転動作（前多回転工程）がある。又、画像形成信号が入力されてから実際に画像情報に応じた画像を書き出すまでに所定の準備動作が実行される印字準備回転動作（前回転工程）がある。又、連続画像形成時の転写材と転写材との間に対応する紙間工程時がある。又、画像形成が終了した後に所定の整理動作（準備動作）が実行される後回転工程時がある。本実施例では、前回転工程時に上記制御を行う。
【０１０６】
図６のＶｐｐ−Ｉａｃグラフと、図７の制御フロー図を参照して具体的に説明する。
【０１０７】
先ず、図６に示すように、ＣＰＵ１１０は、帯電高圧電源２４を制御して、帯電ブレード２１に、帯電交流電圧として、放電領域のピーク間電圧Ｖｐｐを３点、未放電領域のピーク間電圧Ｖｐｐを３点、順次に印加する。そして、各ピーク間電圧の印加時に感光体１を介して帯電ブレード２２に流れる交流電流値Ｉａｃが、電流検出装置１２０で測定されて、ＣＰＵ１１０に入力される。
【０１０８】
次に、図７に示すように、ＣＰＵ１１０は、測定された放電領域、未放電領域の各３点の電流値から、最小二乗法を用いて、放電領域、未放電領域の帯電交流電圧のピーク間電圧と帯電交流電流との関係をそれぞれ直線近似して、下記式２、式３をそれぞれ算出する。
放電領域の近似直線：Ｙα＝αＸα＋Ａ  ・・・式２
未放電領域の近似直線：Ｙβ＝βＸβ＋Ｂ  ・・・式３
【０１０９】
その後、ＣＰＵ１１０は、上記式２の放電領域の近似直線Ｙαと上記式３の未放電領域の近似直線Ｙβとの差分が放電電流量Ｄとなる帯電交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐを、下記式４によって決定する。
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）  ・・・式４
【０１１０】
ここで、式４は、次のように誘導される。上記式２の放電領域の近似直線と上記式３の未放電領域の近似直線との差分が放電電流量Ｄであるので、
Ｙα−Ｙβ＝（αＸα＋Ａ）−（βＸβ＋Ｂ）＝Ｄ
となる。
【０１１１】
今、ＤとなるＸの値を探しており、その点をＶｐｐとすると、
（αＶｐｐ＋Ａ）−（βＶｐｐ＋Ｂ）＝Ｄ
よって、
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（α−β）
となる。
【０１１２】
そして、ＣＰＵ１１０は、画像形成時には、帯電ブレード２１に印加する帯電交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐを上記式４で求めた値に切り替えて、定電圧制御する。
【０１１３】
尚、上述では、放電領域、未放電領域において、それぞれ３点の帯電交流電圧値と帯電交流電流値とのデータから、近似直線を求めた。但し、当業者には明らかなように、放電領域では、少なくとも２点のデータから近似直線を求めることができる。又、未放電領域では、ゼロ点と少なくとも１点のデータから近似直線を求めることができる（この場合Ｙβ＝βＸβ）。
【０１１４】
上記原理に基づき、図８は、本実施例における放電電流制御のフローチャートを示す。
【０１１５】
Ｓ１０１：ＣＰＵ１１０が、放電電流制御の実行命令を出す。
【０１１６】
Ｓ１０２：ＣＰＵ１１０は、複数の給電部２６のそれぞれについて、順次に上述の放電電流制御（電流検知）を実行する。本実施例では、帯電ブレード２１の長手方向において奥側端部（図１の紙面奥側、図４の右側）の給電部２６５から手前側端部（図１の紙面手前側、図４の左側）の給電部２６１まで順に、５個の給電部２６に対して、上述の放電電流制御（電流検知）を実行する。その際に、電圧を印加したいもの以外の給電部２６は、変圧制御機構２８内のスイッチング回路により非印加状態（フロート）となり、単一の給電部２６での放電電流制御（電流検知）となる。
【０１１７】
具体的には、第１に給電部２６５に対して放電電流制御（電流検知）を行う。このとき、給電部２６１から給電部２６４は、スイッチング回路により非印加状態（フロート）にしておく。
【０１１８】
第２に給電部２６４に対して放電電流制御（電流検知）を行う。このとき、給電部２６１から給電部２６３、及び給電部２６５は、スイッチング回路により非印加状態（フロート）にしておく。
【０１１９】
第３に給電部２６３に対して放電電流制御（電流検知）を行う。このとき、給電部２６１、給電部２６２、給電部２６４、給電部２６５は、スイッチング回路により非印加状態（フロート）にしておく。
【０１２０】
第４に給電部２６２に対して放電電流制御（電流検知）を行う。このとき、給電部２６１、及び給電部２６３から給電部２６５は、スイッチング回路により非印加状態（フロート）にしておく。
【０１２１】
第５に給電部２６１に対して放電電流制御（電流検知）を行う。このとき、給電部２６２から給電部２６５は、スイッチング回路により非印加状態（フロート）にしておく。
【０１２２】
Ｓ１０３：ＣＰＵ１１０は、全ての給電部２６について電流検知を終了したか否かの判断を実行する。
【０１２３】
Ｓ１０４：ＣＰＵ１１０は、予めＣＰＵ１１０に記憶されている各給電部２６に必要な放電電流量に基づき、画像形成時に出力する帯電交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐを決定する。
【０１２４】
図１１は、各給電部２６における放電電流量を測定した結果の一例を示すグラフ図である。尚、本実施例の構成では、給電部２６１（図４の左端）と給電部２６５（図４の右端）、給電部２６２（図４の左から２番目）と給電部２６４（図４の右から２番目）は線対称で同一とみなせる。
【０１２５】
図１１に示すように、給電部２６の位置によって同じ電圧を印加しても放電電流量が変化する。これは、給電部２６の位置が変わると、帯電ブレード２１に流れる電流の範囲が変化するためであると考えられる。各給電部２６で適切な放電電流量に設定することで、感光体１を均一に帯電させることができる。そして、この放電電流量は、感光体１と帯電ブレード２１とのニップに溜まったトナーの量などによって変化する。
【０１２６】
そこで、本実施例では、上述のような図８のフローチャートに従う制御を実行する。これにより、感光体１と帯電ブレード２１とのニップに溜ったトナー量、帯電ブレード２１の摩耗状態や削れ方（又は欠け方）などが局所的に変化することによる帯電不均一発生を抑制することができる。
【０１２７】
即ち、例えば１つの給電部２６のみを設けた帯電方式の場合を想定すると、感光体１に対してあるバイアス値を印加することになる。このバイアス値に対して感光体１に流れ込む電流量が決まる。この電流量は、感光体１の長手方向の全領域における放電の平均値に対する電流量として算出される。そのため、流入する電流量が過多になったり過少になったりする箇所が生じてしまう。このような過多又は過少な電流の流入は、帯電不良、更にはブレード捲れなどの弊害を発生させることにつながる。
【０１２８】
これに対して、本実施例では、複数の給電部２６を有し、且つ、各給電部２６に対する印加高圧値を異ならせることができる。これにより、感光体１の長手方向のそれぞれの位置に応じた高圧条件の帯電電圧を印加することが可能となり、感光体１の安定した帯電処理を維持することが可能となる。
【０１２９】
４−６．放電電流制御の画像形成装置への実装
次に、上述のような放電電流制御を画像形成装置１００に実装した場合の制御の流れの一例について説明する。
【０１３０】
図９は、放電電流制御を画像形成装置１００に実装した場合の制御の流れを示すフローチャートである。
【０１３１】
Ｓ２０１：ＣＰＵ１１０が制御命令を実行するまで待機する。
【０１３２】
Ｓ２０２：ＣＰＵ１１０が、制御タイミングか否かを判断する。ここでは、放電電流制御の初期状態が検出済みであるか否かが判断される。
【０１３３】
Ｓ２０３：ＣＰＵ１１０は、Ｓ２０２において制御タイミングであり、初期状態が検出済みでなければ、放電電流制御（電流検知）を実行する。
【０１３４】
Ｓ２０４：ＣＰＵ１１０は、Ｓ２０３に続いて、画像形成時に印加する帯電電圧（帯電交流電圧のピーク間電圧）を決定する。
【０１３５】
Ｓ２０５：ＣＰＵ１１０は、画像形成ジョブ（一の画像形成開始命令による単数又は複数の転写材に対する一連の画像形成動作）があれば、画像形成を開始する。
【０１３６】
Ｓ２０６：ＣＰＵ１１０内の演算部により、閾値ｑをカウントする。
【０１３７】
Ｓ２０７：ＣＰＵ１１０内の演算部により、ｑ≧Ｑの関係を満たすか否かを判断する。尚、Ｑは、制御実行するためのトータルカウント数である。
【０１３８】
Ｓ２０８：ＣＰＵ１１０は、ｑ≧Ｑの関係を満たすと判断した場合、一度画像形成を中断する。
【０１３９】
Ｓ２０９：ＣＰＵ１１０は、放電電流制御を実行する。
【０１４０】
Ｓ２１０：ＣＰＵ１１０は、帯電電圧の補正が必要か否かを判断する。このとき、ＣＰＵ１１０は、予めＣＰＵ１１０に記憶されている各給電部２６に必要な放電電流量と、現在の設定での放電電流量との差異に基づき、当該差異が所定値以上である場合に、当該給電部２６について印加する帯電電圧の補正が必要であると判断できる。
【０１４１】
Ｓ２１１：ＣＰＵ１１０は、補正が必要ないと判断した場合、演算部にてカウントしていたｑをクリアし、画像形成を再開し、改めてカウントしなおす。
【０１４２】
Ｓ２１２：ＣＰＵ１１０は、補正が必要と判断した場合、当該給電部２６について、画像形成時に印加する帯電電圧（帯電交流電圧のピーク間電圧）の設定を変更する。
【０１４３】
Ｓ２１３：ＣＰＵ１１０は、補正制御の終了後、演算部にてカウントしていたｑをクリアする。
【０１４４】
Ｓ２１４：ＣＰＵ１１０は、画像形成を再開する。
【０１４５】
本実施例では、画像形成枚数を、上記閾値Ｑの対象としてカウントし、閾値Ｑを４００枚として設定した。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体１と帯電ブレード２１とのニップに溜まるトナーの量、或いは帯電ブレード２１の摩耗状態や削れなどと相関する任意のパラメータを対象としてカウントすることができる。即ち、帯電ブレード２１の使用量と相関する感光体１の駆動時間、帯電処理時間などであってもよい。
【０１４６】
次に、上記制御を画像形成装置１００に適用した際の感光体１の長手方向の電位分布の経時変化を計測した。計測条件としては、温度２３℃、湿度５０％の環境において、転写材としてＡ４サイズの紙上に、中央より奥側の給電部２６（２６４又は２６５）に相当する位置に感光体１の周方向に帯状のベタ画像（最大画像濃度レベルの画像）を作像した。それ以外の部分はベタ白（非画像部）とした。そして、連続５０ｋ枚（５０，０００枚）画像形成した。そして、ベタ部及びベタ白部の感光体１上の電位を５ｋ枚（５，０００枚）ごとに測定した。尚、帯電ブレード２１に印加する高圧は、初期状態では、−５００Ｖの帯電力流電圧と、ピーク間電圧が２５００Ｖｐｐで周波数は１７５０Ｈｚの正弦波である帯電交流電圧と、を重畳した振動電圧とした。比較のため、画像形成枚数５００枚ごとに上記制御を入れた画像形成装置（本実施例）と、制御を１回も入れずに上記初期状態の高圧を印加し続けた同画像形成装置（比較例）と、について計測を行った。
【０１４７】
図１０に計測結果を示す。図１０は、横軸に画像形成枚数、縦軸に感光体の電位を示す。
【０１４８】
図１０から、比較例においては画像形成枚数の増加に伴い感光体１の電位が変化していることがわかる。即ち、各感光体１の長手方向において帯電不均一が発生していることになる。
【０１４９】
これに対して、本実施例では、経時変化により、感光体１と帯電ブレード２１とのニップの状態が変化しても、本実施例の制御を適用することにより、感光体１の長手方向に対して均一な帯電状態を維持していることがわかる。
【０１５０】
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１の回転軸線方向に沿って感光体１の表面に接触し感光体の表面を帯電させるブレード状の帯電部材２１と、を有する。又、画像形成装置１００は、帯電部材２１の長手方向に沿って複数設けられ帯電部材２１に電圧を印加するための給電部２６と、複数の給電部２６に直流電圧と交流電圧を重畳した電圧を印加するための電圧印加手段２４と、を有する。又、画像形成装置１００は、帯電部材２６に流れる交流電流を検出する検出手段１２０と、次のような制御手段１１０と、を有する。即ち、制御手段１１０は、複数の給電部２６の各個別の給電部２６に電圧印加手段２４から交流電圧を印加した際に検出手段１２０が検出したそれぞれの交流電流値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に各個別の給電部２６に印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ決定する。特に、本実施例では、制御手段１１０は、直流電圧を印加した時の感光体１への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、各個別の給電部２６に対して少なくとも１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧の交流電圧を印加した時の交流電流値を測定する。又、各個別の給電部２６に対して少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧の交流電圧を印加した時の交流電流値を測定する。そして、これらの測定値から、画像形成時に各個別の給電部２６に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定する。
【０１５１】
以上、本実施例によれば、感光体１と帯電ブレード２１とのニップの状態が長手方向において不均一であることによる感光体１の帯電が不均一になることを抑制することができる。
【０１５２】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、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。
【０１５３】
実施例１では、複数の給電部２６について、それぞれに印加する帯電電圧を単独で検知し制御した。しかし、複数の給電部２６について、それらに印加する帯電電圧を同時（５００ミリ秒以内）に検知し制御してもよい。
【０１５４】
即ち、実施例１で説明したように、各給電部２６を個別に放電電流制御を行うと、例えば給電部２６の数が比較的多い場合などには、制御に時間がかかり、生産性が低下してしまう。
【０１５５】
そのため、本実施例では、複数の給電部２６で同時に放電電流制御（電流検知）を行うことで、制御時間を低減する方法について記載する。
【０１５６】
ただし、隣接する給電部２６（例えば、図４における２６１と２６２、２６２と２６３など）であると、それぞれの給電部２６に印加された電圧（電流）が、それぞれの給電部２６に流れ込んでしまう場合があり、正しい電流値を測定できず、好ましくない。
【０１５７】
そのため、複数の給電部のうち、隣接しない給電部（例えば、図４における２６１と２６３、２６２と２６４など）の組を同時に制御することが好ましい。
【０１５８】
具体的には、第１に複数の給電部２６のうち、給電部２６１と２６３について上述した放電電流制御を行い、印加する電圧を決定する。第２に、複数の給電部２６のうち給電部２６２と２６４について上述した放電電流制御を行い、印加する電圧を決定する。第３に複数の給電部２６のうち給電部２６５について上述した放電電流制御を行い、印加する電圧を決定する。
【０１５９】
即ち、本実施例では、制御手段１１０は、複数の給電部２６のうち隣接しない少なくとも２個の給電部２６からなる各組に電圧印加手段２４から交流電圧を印加した際に検出手段１２０が検出したそれぞれの交流電流値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に各組の給電部２６に印加することが必要な交流電圧のピーク間電圧値をそれぞれ決定する。特に、本実施例では、制御手段１１０は、直流電圧を印加した時の感光体１への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、各組の給電部２６に対して少なくとも１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧の交流電圧を印加した時の交流電流値を測定する。又、各組の給電部２６に対して少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧の交流電圧を印加した時の交流電流値を測定する。そして、これらの測定値から、画像形成時に各組の給電部２６に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定する。
【０１６０】
このようにすることで、制御精度を維持しながら、実施例１と比較して、制御時間を５分の１に短縮することができる。
【０１６１】
実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。従って、実施例１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ついては、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１６２】
実施例１では、必要な放電電流量に対して、必要な帯電交流電圧のピーク間電圧を算出し、その帯電交流電圧値で定電圧制御する方法を説明した。これに対して、本実施例では、必要な放電電流量に対して、必要な帯電交流電流値を算出し、その帯電交流電流値で定電流制御する方法を説明する。
【０１６３】
ここでは、１つの給電部２６に注目して放電電流制御の原理について説明する。複数の給電部２６を有する場合の放電電流制御の適用態様自体は実施例１にて説明した定電圧制御の場合と同様である。
【０１６４】
図１２のＶｐｐ−Ｉａｃグラフと、図１３の制御フロー図を参照して具体的に説明する。
【０１６５】
先ず、図１２に示すように、ＣＰＵ１１０は、帯電高圧電源２４を制御して、帯電ブレード２１に、帯電交流電流として、放電領域の交流電流Ｉａｃを３点、未放電領域の交流電流Ｉａｃを３点、順次に印加する。そして、電流検出装置１２０によって各帯電交流電流が得られている時に帯電高圧電源２４が出力している帯電交流電圧のピーク間電圧を測定する。
【０１６６】
次に、図１３に示すように、ＣＰＵ１１０は、測定された放電領域、未放電領域の各３点の電圧値から、最小二乗法を用いて放電領域、未放電領域の帯電交流電圧のピーク間電圧と帯電交流電流値との関係をそれぞれ直線近似し、下記式２、式３をそれぞれ算出する。
放電領域の近似直線：Ｙα＝αＸα＋Ａ  ・・・式２
未放電領域の近似直線：Ｙβ＝βＸβ＋Ｂ  ・・・式３
【０１６７】
その後、ＣＰＵ１１０は、上記式２の放電領域の近似直線Ｙαと上記式３の未放電領域の近似直線Ｙβとの差分が放電電流量Ｄとなる帯電交流電流値Ｉａｃを、下記式８によって決定する。
【０１６８】
即ち、上記差分が放電電流量Ｄとなる帯電交流電流値をＩａｃ１とし、そのときの帯電交流電圧のピーク間電圧をＶｐｐとすると、上記式２と上記式３は、
Ｉａｃ１＝αＶｐｐ＋Ａ  ・・・式５
Ｉａｃ２＝βＶｐｐ＋Ｂ  ・・・式６
となる。
【０１６９】
ここで、Ｉａｃ２は未放電領域の近似直線ＹβでのＶｐｐとなる交流電流値である。又、下記式７が成り立つ。
Ｉａｃ１＝Ｉａｃ２＋Ｄ  ・・・式７
【０１７０】
従って、式５、式６、式７から、上記差分が放電電流量Ｄとなる帯電交流電流値Ｉａｃは、下記式８で決定される。
Ｉａｃ＝（αＤ＋αＢ−βＡ）／（α−β）  ・・・式８
【０１７１】
そして、ＣＰＵ１１０は、画像形成時には、帯電ブレード２１に流れる帯電交流電流値が上記式８で求めた値になるように切り替えて、定電流制御する。
【０１７２】
尚、本実施例では、放電領域、未放電領域において、それぞれ３点の帯電交流電圧値と帯電交流電流値とのデータから、近似直線を求めた。但し、当業者には明らかなように、放電領域では、少なくとも２点のデータから近似直線を求めることができる。又、未放電領域では、ゼロ点と少なくとも１点のデータから近似直線を求めることができる（この場合Ｙβ＝βＸβ）。
【０１７３】
このように、本実施例では、制御手段１１０は、複数の給電部２６の各個別の給電部２６に検出手段１２０により交流電流値を検出しながら電圧印加手段２４から交流電流を印加した際に得られた交流電圧のピーク間電圧値を用いて、所定の放電電流量を得るために画像形成時に各個別の給電部に印加することが必要な交流電流値をそれぞれ決定する。特に、本実施例では、制御手段１１０は、各個別の給電部２６に対して少なくとも１点以上のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧となる交流電流を印加した時に得られる交流電圧のピーク間電圧値を求める。又、各個別の給電部２６に対して少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧となる交流電流を印加した時に得られる交流電圧のピーク間電圧値を求める。尚、直流電圧を印加した時の感光体１への放電開始電圧をＶｔｈとする。そして、これらのピーク間電圧値から、画像形成時に各個別の給電部２６に印加する交流電流値を決定する。尚、実施例２と同様に、複数の給電部２６のうち隣接しない少なくとも２個の給電部２６からなる各組ごとに制御する場合に、本実施例による放電電流制御を適用してもよい。
【０１７４】
以上、本実施例によっても、実施例１、２と同様の効果を得ることができる。
【０１７５】
実施例４
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例では、帯電ブレードにより帯電プロセスを行い且つ感光体のクリーニングプロセスを行う。
【０１７６】
図１４は、本実施例の画像形成装置の全体構成を示す模式的な断面図である。
【０１７７】
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、詳しい説明は省略する。
【０１７８】
本実施例では、画像形成装置１００は、帯電装置とクリーニング装置とを兼ねる帯電及びクリーニング装置１０２を有する。この帯電及びクリーニング装置１０２は、帯電及びクリーニング手段としてのブレード状の帯電及びクリーニング部材である帯電及びクリーニングブレード（以下、単に「帯電ブレード」という。）２１を有する。本実施例では、帯電及びクリーニング装置１０２は、プロセスカートリッジ８に含まれている。
【０１７９】
本実施例の帯電及びクリーニング装置１０２は、帯電ブレード２１と、支持板金２２と、を有する。本実施例では、支持板金２２は、帯電及びクリーニング装置１０２を構成する、実施例１の画像形成装置１００におけるクリーニング装置７の回収容器７２と同様の回収容器１２２に固定されている。
【０１８０】
一次転写工程後の感光体１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、帯電ブレード２１によって、回転する感光体１上から除去されて、回収容器１２２内に回収される。
【０１８１】
本実施例における帯電ブレード２１の構成、形状、寸法及び帯電特性、並びに、導電ゴム部２１ａに対する給電構成は、実施例１のものと実質的に同じである。支持板金２２の構成も実施例１のものと実質的に同じである。
【０１８２】
又、帯電ブレード２１は、感光体１に対して、予め定められた当接角θと侵入量Ｉ（図１５）で、感光体１の回転方向に対してカウンター方向に当接させられている。
【０１８３】
当接角θは、帯電の安定性、更にはクリーニング性の点から、３０°以下が好ましい。又、帯電ブレード２１の感光体１に対する当接圧は、帯電の安定性の点から線圧で５ｇｆ／ｃｍ以上が好ましく、クリーニング性も考慮すると２０ｇｆ／ｃｍ以上がより好ましい。又、帯電ブレード２１の感光体１に対する当接圧は、感光体１の削れが大きくなったり、帯電音が高くなったりすることなどから、４０ｇｆ／ｃｍ以下が好ましい。
【０１８４】
以上のように、本発明は、クリーニング部材を兼ねるブレード状の帯電部材を備えた画像形成装置にも適用でき、上記各実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１８５】
その他
本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。例えば、上記各実施例は、任意に組み合わせて適用することができる。
【符号の説明】
【０１８６】
１          感光体
２          帯電装置
２１        帯電ブレード
２１ａ      導電ゴム部
２１ｂ      非導電ゴム部
２２        支持板金
２３        接着剤
２５        帯電高圧線
２６        給電部
【図１】
2013125198.tif 000004
【図２】
2013125198.tif 000005
【図３】
2013125198.tif 000006
【図４】
2013125198.tif 000007
【図５】
2013125198.tif 000008
【図６】
2013125198.tif 000009
【図７】
2013125198.tif 000010
【図８】
2013125198.tif 000011
【図９】
2013125198.tif 000012
【図１０】
2013125198.tif 000013
【図１１】
2013125198.tif 000014
【図１２】
2013125198.tif 000015
【図１３】
2013125198.tif 000016
【図１４】
2013125198.tif 000017
【図１５】
2013125198.tif 000018