(57)【要約】【課題】帯電部材の汚れを低減すると共に、帯電ギャップの長手方向／周向の異常画像発生を防止し、長期にわたって良好な画像を出力できるようにする。【解決手段】非接触帯電方式の画像形成において帯電機能に最も寄与するパラメータは帯電ギャップであるが、全てのＰＣＵで異常画像が発生しないようにするには帯電ギャップが最も広い状態で電流値を決定する必要がある。帯電ギャップが公差下限であるＰＣＵで掛かる過剰なＶｐｐ成分は４０Ｖであり、電流合わせよりも過剰なＶｐｐが小さいことがわかる。以上のことから、放電電流量合わせにすることで、感光体に掛かるハザードを非接触帯電の系では低減可能である。【選択図】図６
2016126193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面二次モーメントと長さ三乗の商が０．００００５〜０．０００１５である像担持体と、
帯電部材に電圧を印加することで該像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、
前記像担持体に静電潜像を形成する書き込み手段と、
前記静電潜像を現像する現像手段と、
形成した画像を転写する転写手段と、
転写残トナーを前記像担持体より回収するクリーニング手段と、
を有する画像形成装置において、
前記帯電部材／前記像担持体間に、長手方向での帯電ギャップが略一定であると共に前記帯電部材で発生する放電電流を算出する手段を設け、
算出される該放電電流の量が略一定となるよう、前記帯電部材に印加する電圧を変化させる、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記帯電部材がローラ形状を有する帯電ローラであり、
該帯電ローラが前記像担持体よりも下方に位置している場合には、前記帯電ローラの形状が中心部の径が端部よりも太い太鼓形状とし、
前記帯電ローラが前記像担持体よりも上方に位置している場合には、前記帯電ローラの形状が中心部の径が端部よりも細い鼓み形状とする、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
有機光導電体（ＯＰＣ）の内部に貫通軸を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記有機光導電体（ＯＰＣ）の表面に潤滑剤を塗布してある、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記像担持体に窒化ホウ素（ＢＮ）を含有する潤滑剤を塗布してある、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
絶対湿度毎に環境区分を設け、
該環境区分に応じて目標とする放電電流を決定し、
該目標とする放電電流に応じて前記印加する電圧を変化させる、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
複合高圧電源（ＨＶＰ）を用いて、放電が起きない電圧を印加して少なくとも一点電流値を求め、放電が起きる電圧を印加して少なくとも一点電流値を求め、
検知した２つ以上の電流値から変位電流成分を差し引くことで放電電流量を求める、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記放電電流の算出を前記像担持体のアースに流れる電流を読み取ることで行う、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前放電電流を検知するタイミングを前記転写手段により一次転写電流が印加されていないタイミングとする、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像形成装置において、
前放電電流を検知するタイミングをジョブエンドとした、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記放電電流を検知するタイミングを紙間とした、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記印加する電圧を交流電圧とし、該交流電圧の周波数と線速の商が６倍以上である、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項２乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
あらかじめ前記像担持体と前記帯電ローラの最小公倍数だけＰＣＵを回転させて前記放電電流の周方向変動を記憶可能な装置を有し、該記憶された値に応じて前記印加する電圧を制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置に用いるプロセスカートリッジであって、
前記帯電手段、前記書き込み手段を構成する露光手段、前記現像手段、前記クリーニング手段、及び前記転写手段のうちの少なくとも前記クリーニング手段を含むとともに、
前記像担持体を具備し、
前記画像形成装置の装置本体に装着する構成を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、スキャナ、ファクシミリ装置、これらの複合機を含む画像形成装置、及びこれらの画像形成装置用のプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、スキャナ、ファクシミリ装置、それらの複合機を含む画像形成装置の帯電手段としてはコロナ放電方式が広く用いられていたが、オゾン等の放電生成物の発生が少ない近接放電方式も用いられるようになってきている。近接放電方式を用いた帯電手段の一つとして帯電ローラが用いられている。また従来、帯電ローラは像担持体に接触配置して用いられていたが、最近では像担持体（例えば、感光体）に非接触配置された帯電ローラ（以下「非接触帯電ローラ」ともいう）も実用化されている。
【０００３】
この非接触帯電ローラは、帯電ローラの弾性ローラ部の両端部に所定の厚さのスペーサやテープ等からなるギャップ保持部材をそれぞれ取り付け、それにより帯電ローラの両端部のギャップ保持部材を除く他の部分が像担持体の表面に対して非接触になるようにし、その状態で像担持体を帯電するようにしたものである。帯電ローラのような近接放電による帯電方式はコロナ放電による帯電方式に比べて、オゾン等の放電生成物が非常に少ないという利点がある。また、帯電部材が像担持体の表面に非接触状態で帯電が行われるため、その像担持体の表面に画像転写後に残った転写残トナー等が帯電部材の表面に転移することによる汚れを生じ難くすることができ、それを原因とする帯電性能の低下も防止することができる。
【０００４】
しかし、感光体に非接触に配置した非接触帯電ローラの場合、クリーニングをすり抜けた物質が帯電ローラに接触して転移することを防止することができ、帯電ローラの寿命を向上することはできるが、異常放電による帯電ムラが発生するという問題があった。この非接触帯電ローラにおける問題は、帯電ギャップが大きくなるほど発生しやすくなる傾向がある。
【０００５】
非接触帯電ローラは感光体と帯電ローラが接触しておらず、帯電ローラが経時で汚れにくいという特徴を有している。一方、非接触帯電ローラはギャップコロを用いて感光体／帯電ローラ間のギャップを管理しているために、外径変動や周方向での振れが存在することが分かっている。従来の制御では、最も電流が流れにくいタイミングが存在する条件、すなわち、ギャップが大、周方向振れも大という条件で目標電流値を決定し、その目標電流値をあらゆる外径／振れの帯電ローラに対して用いて印加電圧Ｖｐｐを決定していた。すると、ギャップが小や、周方向振れも小という条件のローラが用いられた場合には、放電電流が必要以上に大きくなってしまう。すると感光体に対するハザードが大きくなり、感光体に付着物（メダカ、フィルミング）が付着しやすくなり、異常画像が発生する一因となっていた。
【０００６】
特許文献１には、帯電ローラの抵抗が通電によって時間の経過に伴って上昇するために感光体への漏れ電流が発生して帯電電位が不足するため、その帯電電位の不足を補うために帯電ローラに流れる直流（ＤＣ）電流を検知して目標値となるように制御する手段を設け、帯電ローラの使用状況に応じてＤＣ電流の目標値を変更する技術が開示されている。すなわち特許文献１には、像担持体と、前記像担持体に対して非接触配置された帯電手段とを備え、前記帯電手段に直流電圧に交流電圧を重畳した帯電バイアス電圧を印加することによって、前記像担持体の表面を帯電させるようにした画像形成装置において、前記帯電手段の帯電部材に流れる交流電流値を検知する交流電流値検知手段と、前記交流電流値検知手段によって検知された交流電流値が予め設定した制御目標値となるように交流電圧なるように前記制御目標値を補正する手段と、を設けたことを特徴とする画像形成装置が提案されている。経時での感光体へのハザードを低減できるが、初期のギャップ変動や周方向の振れを抑制可能なものではなく、ギャップ小や、周方向振れ小という条件のローラが用いられた場合には、初期から一貫して放電電流が必要以上に大きくなってしまい、感光体に対するハザードが大きい状態であることに変わりは無い。
【０００７】
また、特許文献２には、帯電手段に流れるＤＣ電流を検知することによって感光体の摩耗量を検知し、その感光体の摩耗量に応じて帯電ローラに印加する帯電バイアス電圧のピーク間電圧を小さくなるように制御する技術が開示されている。すなわち特許文献２には、像担持体と、前記像担持体に対して接触又は近接し前記像担持体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材に直流電圧と交流電圧とを重畳させた帯電バイアスを印加する電源と、温度に係る情報を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段による温度検知結果に基づいて、画像形成時の帯電バイアスの交流電圧値を設定する設定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提案されている。ギャップコロを用いた非接触帯電方式と感光体撓みが大きい有機光導電体（以下、ＯＰＣと記載）が合わせて採用された際に最も問題となる長手方向のギャップ偏差には何ら言及されておらず、ギャップコロを用いた非接触帯電方式において周方向のギャップ変動に追従して最適な印加電圧Ｖｐｐに制御することはできない。
【０００８】
また、パワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵと記載）をさらに小型／軽量化／多機能化（伸び紙対応）するために、感光体の小径化／薄肉化／長尺化が検討されている。すなわち高機能で低コストである、小径／薄肉／長尺感光体を用い、ギャップコロの外径変動や周方向での振れが存在する非接触帯電ローラを用いても、放電不良が発生しない条件下で、長手および周方向で必要以上の強度で放電させないことが望まれている。
【０００９】
これを解決するため、上述の特許文献１、２では、帯電ローラに印加する電圧Ｖｐｐを環境／経時で適正に制御する方式が検討されている。しかし、これら特許文献１、２に開示されている方式では、小径化／薄肉化／長尺化した感光体を用いた場合には、長手方向のギャップ偏差が生じ、長手方向全域に渡って適正な放電電流を供給することができないため、上述の方法では周方向にも適正な放電電流を感光体に供給することができない。ギャップが大となる画像の長手方向中心部で放電不足を生じポチ画像のような異常画像が発生するか、あるいは画像の長手方向端部過剰放電となり、ＯＰＣ上に付着物が発生し、白抜け画像が発生してしまうことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記の諸点に鑑みてなされたものであり、帯電部材の汚れを低減すると共に、帯電ギャップの長手方向／周向の異常画像発生を防止し、長期にわたって良好な画像を出力できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、断面二次モーメントと長さ三乗の商が０．０１以下である像担持体と、帯電部材に電圧を印加することで該像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、前記像担持体に静電潜像を形成する書き込み手段と、前記静電潜像を現像する現像手段と、形成した画像を転写する転写手段と、転写残トナーを前記像担持体より回収するクリーニング手段と、を有する画像形成装置において、前記帯電部材／前記像担持体間に、長手方向での帯電ギャップが略一定であると共に前記帯電部材で発生する放電電流を算出する手段を設け、算出される該放電電流の量が略一定となるよう、前記帯電部材に印加する電圧を変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、帯電ローラの汚れを低減するためにギャップの長手方向偏差を改善した上で、帯電ギャップの周方向変動による放電ギャップの周方向ムラ起因の放電電流ムラを、最適なＡＣ電圧を選択することで、感光体上へのハザードを大幅に低減可能とする。そして、時間の経過に伴う異常放電の発生を防止して、長期にわたって良好な画像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の各実施形態を具現化しうる画像形成装置の一例の概略断面図である。
【図２】帯電ローラを下配置とした画像形成装置の作像部の構成を示す図である。
【図３】本発明の各実施形態を具現化しうる画像形成装置の概略断面図（ａ）と、撓んだ感光体と撓み量を示す図（ｂ）である。
【図４】本発明の各実施形態を具現化しうる画像形成装置の他の例の概略断面図である。
【図５】帯電ギャップ公差上限での出力電圧と出力電流の関係を示す図（ａ）と、帯電ギャップ公差下限での出力電圧と出力電流の関係を示す図（ｂ）である。
【図６】帯電ギャップ公差上限での出力電圧と放電電流の関係を示す図（ａ）と、帯電ギャップ公差下限での出力電圧と放電電流の関係を示す図（ｂ）である。
【図７】図５（ａ）に示した帯電ギャップ公差上限での出力電圧と出力電流の関係を用いてＶｐｐ／出力電流の関係が直線の部分で近似を行う例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、断面二次モーメントと長さ三乗の商が０．０１以下である像担持体と、ローラ形状の帯電部材に電圧を印加する事で該像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、前記像担持体に静電潜像を形成する書き込み手段と、前記静電潜像を現像する現像手段と、形成した画像を転写する転写手段と、転写残トナーを前記像担持体より回収するクリーニング手段とを有する画像形成装置において、ギャップ保持部材を用いてローラ形状の帯電部材／像担持体間のギャップを生じさせる方式であり、長手方向での帯電ギャップを略一定に保った状態において、帯電部で発生する放電電流を算出する機構を設けており、該放電電流量が略一定となるようＶｐｐを変化させることを特徴とする画像形成装置を提案するものである。
前記帯電手段は少なくとも、導電性支持体である芯金と、イオン導電性材料を含む樹脂材料からなる帯電部材と、帯電部材の両端に配置され像担持体に当接して像担持体と帯電部材間にギャップを形成する絶縁性樹脂材料からなるギャップ保持部材とで構成されるローラ形状にするとよい。
さらに、前記像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を設けるとよい。また、前記制御目標値を補正するのに合わせて、前記潤滑剤供給手段によって前記像担持体に供給する潤滑剤の供給量を増加させる潤滑剤供給量制御手段を設けるとよい。
さらに、前記像担持体に供給される潤滑剤は少なくともステアリン酸亜鉛を含むようにするとよい。
また、前記像担持体は有機感光体であり、前記有機感光体の最表層に摩耗を低減するための保護層を形成するとよい。さらに、前記保護層には金属酸化物を分散させるとよい。
【００１５】
＜実施形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す。また、図２に画像形成装置の概略断面図を示す。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。図示の画像形成装置は、複数の作像部としてのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫが中間転写ベルト１７に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。
【００１６】
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、３は原稿を原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、６は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部（露光部）、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部としてのプロセスカートリッジ、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト（中間転写体）、１８は中間転写ベルト１７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する２次転写ローラ、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着部、２８は各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの現像装置に各色のトナーを補給するためのトナー容器、を示す。
【００１７】
ここで、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（作像部）は、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電部１２、現像装置１３（現像部）、クリーニング装置１５（クリーニング部）、が一体化されたものである（図２を参照できる。）。そして、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは、寿命に達したときに、新品のものに交換される。各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫにおける感光体ドラム１１（像担持体）上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される。
【００１８】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿は、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００１９】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部６に送信される。そして、書込み部６からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１上に向けて照射される。
【００２０】
一方、４つの感光体ドラム１１は、それぞれ、図の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１の表面は、帯電部１２の帯電ローラ１２ａ（図２を参照できる。）との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程）。こうして、感光体ドラム１１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。書込み部６において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。図示は省略するが、レーザ光は、ポリゴンミラーに入射して反射した後に、複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程）。
【００２１】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電ローラ１２ａにて帯電された後の感光体ドラム１１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００２２】
同様に、シアン成分のレーザ光は、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ１０Ｃの感光体ドラム１１表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ１０Ｍの感光体ドラム１１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目（中間転写ベルト１７の走行方向に対して最も下流側である。）のプロセスカートリッジ１０ＢＫ（黒色用作像部）の感光体ドラム１１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００２３】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１表面は、それぞれ、現像装置１３（図２を参照できる。）との対向位置に達する。そして、各現像装置１３から感光体ドラム１１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１上の潜像が現像される（現像工程）。その後、現像工程後の感光体ドラム１１表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写ローラ１４が設置されている。そして、１次転写ローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（第１転写工程）。
【００２４】
そして、第１転写工程後の感光体ドラム１１表面は、それぞれ、クリーニング装置１５（クリーニングブレード１５ａが設置されたものであって、図２を参照できる。）との対向位置に達する。そして、クリーニング装置１５で、感光体ドラム１１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。その後、感光体ドラム１１表面は、除電部の位置を通過して、感光体ドラム１１における一連の作像プロセスが終了する。
【００２５】
他方、感光体ドラム１１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト１７表面は、図中の矢印方向に走行して、２次転写ローラ１８の位置に達する。そして、２次転写ローラ１８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程）。その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング装置９の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置９に回収されて、中間転写ベルト１７上の一連の転写プロセスが完了する。
【００２６】
ここで、２次転写ローラ１８位置の記録媒体Ｐは、給紙部７から搬送ガイド、レジストローラ１９等を経由して搬送されたものである。詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ１９に導かれる。レジストローラ１９に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト１７上のトナー像とタイミングを合わせて、２次転写ローラ１８の位置に向けて搬送される。
【００２７】
その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０に導かれる。定着部２０では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ２９によって装置本体１外に出力画像として排出された後に、排紙部５上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２８】
次に、図２にて、画像形成装置の作像部について詳述する。
図２は、黒色用のプロセスカートリッジ１０ＢＫを示す構成図である。その他の３つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃは、それぞれ、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、黒色用のプロセスカートリッジ１０ＢＫとほぼ同じに構成されているため、その図示と説明を省略する。
【００２９】
図２に示すように、プロセスカートリッジ１０ＢＫには、像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を帯電する帯電部１２と、感光体ドラム１１上に形成される静電潜像を現像する現像装置１３と、感光体ドラム１１上の未転写トナーを回収するクリーニング装置１５と、がケースに一体的に収納されている。
【００３０】
ここで、像担持体としての感光体ドラム１１は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。感光体ドラム１１は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層（表面層）が順次積層されている。感光体ドラム１１の導電性支持体（基層）としては、体積抵抗が１０１０Ωｃｍ以下の導電性材料を用いることができる。
【００３１】
帯電部１２は、帯電ローラ１２ａ、クリーニングローラ１２ｂ等で構成されている。帯電ローラ１２ａは、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなるローラ部材である。クリーニングローラ１２ｂは、帯電ローラ１２ａ上の汚れを除去するためのもので、帯電ローラ１２ａに接触するように配設されている。そして、このように構成された帯電部１２において、帯電ローラ１２ａには電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。
【００３２】
現像装置１３（現像部）は、主として、感光体ドラム１１に対向する現像ローラ１３ａと、現像ローラ１３ａに対向する第１搬送スクリュー１３ｂ１と、仕切部材を介して第１搬送スクリュー１３ｂ１に対向する第２搬送スクリュー１３ｂ２と、現像ローラ１３ａに対向するドクターブレード１３ｃと、で構成される。現像ローラ１３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ１３ａ（スリーブ）上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ１３ａ上に現像剤が担持されることになる。現像装置１３内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤が収容されている。
【００３３】
クリーニング装置１５には、感光体ドラム１１に当接するクリーニングブレード１５ａ、クリーニング装置１５内に回収されたトナー（未転写トナー）を廃トナーとしてクリーニング装置１５の外部の廃トナー回収容器に向けて長手方向に搬送する搬送部材としての搬送コイル１５ｂ、クリーニング装置１５の周りを覆うケース１５ｃ、等が設置されている。クリーニングブレード１５ａは、主として、ウレタンゴム等のゴム材料からなり略板状に形成されたブレード状部材１５ａ１（ブレード本体）と、板金で形成されてブレード状部材１５ａ１を保持するホルダ部材１５ａ２（ブレードホルダ）と、で構成されている。そして、クリーニングブレード１５ａのブレード状部材１５ａ１は、感光体ドラム１１表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム１１上に付着する未転写トナー等の付着物がクリーニングブレード１５ａによって機械的に掻き取られてクリーニング装置１５内に回収されることになる。
【００３４】
ここで、感光体ドラム１１上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、記録媒体Ｐ（用紙）から生じる紙粉、帯電ローラ１２ａによる放電時に感光体ドラム１１上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等がある。
なお、このクリーニング装置１５については、後でさらに詳しく説明する。
【００３５】
図２にて、先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ１３ａは、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転している。現像装置１３内の現像剤は、間に仕切部材を介在するように配設された第１搬送スクリュー１３ｂ１及び第２搬送スクリュー１３ｂ２の回転によって、トナー補給部によってトナー容器２８から補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向（図２の紙面垂直方向）に循環する。
【００３６】
そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーは、キャリアとともに現像ローラ１３ａ上に担持される。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤は、その後にドクターブレード１３ｃの位置に達する。そして、現像ローラ１３ａ上の現像剤は、ドクターブレード１３ｃの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム１１との対向位置（現像領域）に達する。
【００３７】
その後、現像領域において、現像剤中のトナーが、感光体ドラム１１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ１３ａに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーが潜像に付着する（トナー像が形成される）。
【００３８】
その後、現像工程にて感光体ドラム１１に付着したトナーは、そのほとんどが中間転写ベルト１７上に転写される。そして、感光体ドラム１１上に残存した未転写トナーが、クリーニングブレード１５ａによってクリーニングされる（未転写トナーがクリーニング装置１５内に回収される。）。
【００３９】
ここで、図示は省略するが、装置本体１に設けられたトナー補給部は、交換自在に構成されたボトル状のトナー容器２８と、トナー容器２８を保持・回転駆動するとともに現像装置１３に新品トナーを補給するトナーホッパ部と、で構成されている。また、トナー容器２８内には、新品のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか）が収容されている。また、トナー容器２８（トナーボトル）の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。
【００４０】
なお、トナー容器２８内の新品トナーは、現像装置１３内のトナー（既存のトナー）の消費にともない、トナー補給口から現像装置１３内に適宜に補給されるものである。図示は省略するが、現像装置１３内のトナーの消費は、感光体ドラム１１に対向する反射型フォトセンサと、現像装置１３の第２搬送スクリュー２３ｂ２の下方に設置された磁気センサと、によって間接的又は直接的に検知される。
【００４１】
上述の例で、帯電ローラ１２ａは感光体４０と非接触であるため、感光体４０に接触しているのはクリーニングブレード１５ａと中間転写ベルト１０である。図３（ａ）に示すように、感光体４０が回転すると、クリーニングブレード１５ａは動トルクを受け、抗力として図上方に力（摩擦により発生する力）を与える。すると、小径／薄肉／長尺の感光体４０を用いた場合には、図３（ｂ）に示されるように、感光体４０が数十ｕｍ撓むことになる。すると感光体４０の長手方向（軸方向）で中心部では帯電ローラ１２ａからのギャップが広がってしまう。そこで、後述するする対策を講じて長手方向のギャップ偏差を略一定とし、所期の効果を奏し得るものとする必要ができる。
【００４２】
ところで、帯電部材にＡＣバイアス電圧を重畳する場合、感光体に接触配置した帯電ローラによると、ＡＣ電流が一定になるように定電流制御することによって、環境によるローラ抵抗の変動を受け難くできることが知られている。一方、感光体に非接触配置された帯電ローラを用いた場合、感光体と帯電ローラの回転に伴って帯電ギャップが変動するため、ＡＣ定電流制御では高圧電源が帯電ギャップ変動に追従しきれず、オーバーシュートやアンダーシュートによる異常画像（横スジ状の濃度ムラ）が発生することがある。そのため、ＡＣ電圧を定電圧制御とすることが望ましい。このとき、必要なＡＣ電圧はローラ抵抗の環境変動や、帯電ギャップの大きさにより異なり、ローラ抵抗が高く、帯電ギャップが大きいほど大きなＡＣ電圧が必要となる。
【００４３】
ギャップが大となる画像の長手方向中心部で放電不足を生じると、ポチ画像のような異常画像が発生するか、あるいは画像の長手方向端部過剰放電となり、ＯＰＣ上に付着物が発生し、白抜け画像が発生してしまうこととなる。そこで本実施形態では、ギャップ保持部材を用いてローラ形状の帯電部材／像担持体間のギャップを生じさせる方式で、長手方向での帯電ギャップを略一定に保った状態において、帯電部で発生する放電電流を算出する機構を設けている。そして、放電電流量が略一定となるよう電圧Ｖｐｐを変化させるようにしている。
【００４４】
本発明では、上述の諸問題を解決するために、ギャップの長手方向偏差を改善した上で、帯電ギャップの周方向変動による放電ギャップの周方向ムラ起因の放電電流ムラを低減させるのに最適なＡＣ電圧を選択する。
【００４５】
図５（ａ）にギャップ公差上限での電流と印加電圧の関係を、図５（ｂ）にギャップ公差下限での電流と印加電圧の関係を示す。これらの図に示した縦の実線Ｊ１は、ギャップ公差上限における目標電流値での電圧Ｖｐｐであり、同じく縦の実線Ｊ２は、ギャップ公差下限における目標電流値での電圧Ｖｐｐである。非接触帯電方式において帯電機能に最も寄与するパラメータはギャップであるが、全てのＰＣＵで異常画像が発生しないようにするためには、ギャップが最も広い状態で電流値を決定する必要がある。結果、ギャップが公差下限であるＰＣＵでは、１１０Ｖ、過剰な電圧Ｖｐｐが印加されることになる。
【００４６】
図６（ａ）にギャップ公差上限での放電電流と印加電圧の関係を、図６（ｂ）にギャップ公差下限での放電電流と印加電圧の関係を示す。これらの図中の縦の実線Ｊ３は、ギャップ公差上限における目標放電電流値での電圧Ｖｐｐであり、同じく縦の実線Ｊ４は、ギャップ公差下限における目標放電電流値での電圧Ｖｐｐである。この結果、ギャップが公差下限であるＰＣＵで掛かる過剰なＶｐｐ成分は４０Ｖであり、電流合わせよりも過剰なＶｐｐが小さいことがわかる。以上のことから、放電電流量合わせにすることで、感光体に掛かるハザードを非接触帯電系では低減可能である。
【００４７】
帯電部材をローラ形状とした帯電ローラが感光体よりも下方に位置している場合には、帯電ローラの形状を、中心部の径が端部よりも太い太鼓形状とすることが好ましい。また、帯電ローラが感光体よりも上方に位置している場合には、帯電ローラの形状を、中心部の径が端部よりも細い鼓形状とすることが好ましい。すると、長手方向のギャップ偏差を簡便な方法で改善可能であり、感光体に対するハザードを低減できるため感光体に対する付着物（メダカ／フィルミング）に対する余裕度が向上する。周方向のギャップ変動、ギャップ中心値の大小をどれだけ改善しようとも、長手方向のギャップ偏差がある状態では、端部に必要以上にハザードを与えることになってしまい、感光体へ与えるハザード低減に対して効果が小さい。前記構成では、長手方向のギャップ偏差を簡便な構成で改善可能である。
【００４８】
ＯＰＣ内部に貫通軸を有することが好ましい。長手方向のギャップ偏差を簡便な方法で改善可能であり、感光体に対するハザードを低減できるため感光体に対する付着物（メダカ／フィルミング）に対する余裕度が向上する。これは、感光体の撓みを抑えることができるためである。
【００４９】
またＯＰＣ表面に潤滑剤を塗布することが好ましい。長手方向のギャップ偏差を簡便な方法で改善可能であり、感光体に対するハザードを低減できるため、感光体に対する付着物（メダカ／フィルミング）に対する余裕度が向上する。これは、ブレード／感光体間の摺接による抵抗を低減でき、感光体の撓みを抑えることができるためである。
【００５０】
感光体に窒化ホウ素（ＢＮ）を含有する潤滑剤を塗布することも好ましい。長手方向のギャップ偏差を簡便な方法で改善可能であり、感光体に対するハザードを低減できるため感光体に対する付着物（メダカ／フィルミング）に対する余裕度が向上する。すなわちブレード／感光体間の摺接による抵抗を低減できるため、感光体の撓みを抑えることができ、長手方向のギャップ偏差を簡便な構成で改善できるからである。
【００５１】
また、絶対湿度毎に環境区分を設け、環境区分に応じて目標とする放電電流を決定し、目標放電電流に応じて印加電圧Ｖｐｐを変化させるようにすることも好ましい。感光体に対するハザードを低減できるため感光体に対する付着物（メダカ／フィルミング）に対する余裕度が向上する。
【００５２】
また、複合高圧電源（ＨＶＰ）で放電が起きない電圧Ｖｐｐで少なくとも一点電流値を求め、放電が起きる電圧Ｖｐｐで少なくとも一点電流値を求め、検知した２つ以上の電流値から変位電流成分を差し引くことで放電電流量を求めることも好ましい。簡便な構成で感光体に対するハザードを低減できるため、感光体に対する付着物（メダカ／フィルミング）に対する余裕度が向上する。なお、複合高圧電源でＶ−Ｉ特性を測定する方法に関しては、現状用いられている仕組みを使用でき、２点以上の電流値から放電電流を計算することで、必要以上にコストやお待たせ時間を掛けずに感光体に対するハザードを低減可能である。
【００５３】
さらに、放電電流の算出を感光体のアースに流れる電流を読み取ることも好ましい。検知可能な放電電流の精度が向上するため、制御誤差を低減でき、感光体に対するハザードを低減できるため感光体に対する付着物（メダカ／フィルミング）に対する余裕度が向上する。
【００５４】
また、放電電流を検知するタイミングを転写手段により一次転写電流が印加されていないタイミングとしてもよい。検知可能な放電電流の精度が向上するため、感光体に対するハザードを低減できるため感光体に対する付着物（メダカ／フィルミング）に対する余裕度が向上する。たとえば一次転写電流が印加されていると、帯電前電位が転写の影響を受けてバラつく。帯電前電圧のバラつきは放電開始ギャップの変動を及ぼし放電電流の精度が悪くなる。そのため、一次転写電流が掛かっていないタイミングで放電電流を検知する方が、放電電流検知精度が向上する。
【００５５】
さらに、放電電流を検知するタイミングをジョブエンドとすることもできる。一次転写電流が印加されていないタイミングで放電電流を検知するほうが、放電電流検知精度が向上するためである。簡便な方法で検知可能な放電電流の精度が向上するためである。放電電流を検知するタイミングを紙間とすることもできる。一次転写電流が印加されていないタイミングで放電電流を検知する方が、放電電流検知精度が向上するためである。いずれも、簡便な方法で検知可能な放電電流の精度が向上するため、感光体に対するハザードを低減できるため感光体に対する付着物（メダカ／フィルミング）に対する余裕度が向上する。
【００５６】
帯電に印加するＡＣ電圧の周波数と線速の商は６倍以上とすることができる。放電電流の絶対値が増大し、検知誤差に対する影響が相対的に影響するため、放電電流の精度が向上する。感光体に対するハザードを低減できるため感光体に対する付着物（メダカ／フィルミング）に対する余裕度が向上する。放電電流量が大きい方が相対的な検知誤差が小さくなるため、放電電流検知精度が向上し、放電ムラが目に見えない空間周波数に設定も可能となるからである。
【００５７】
また、あらかじめ感光体と帯電ローラの最小公倍数だけＰＣＵを回転させてＰＣＵの内部メモリに放電電流の周方向変動を記憶可能な装置を有し、記憶された値に応じてＶｐｐを制御する構成としてもよい。例えば、感光体があまり削れず、帯電ローラが汚れにくい非接触帯電ローラを用いた系では、負荷変動が発生しづらい。しかし、このような簡便な方法では負荷変動が生じにくい系でも、感光体に対するハザードを低減できるため感光体に対する付着物（メダカ／フィルミング）に対する余裕度が向上する。
【００５８】
本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。
本発明に係る画像形成装置の実施形態装置は、断面二次モーメントと長さ三乗の商が０．００００５〜０．０００１５である像担持と、帯電部材に電圧を印加することで該像担持体を一様に帯電させる帯電手段、前記像担持体に静電潜像を形成する書き込み手段、前記静電潜像を現像する現像手段、形成した画像を転写する転写手段、転写残トナーを前記像担持体より回収するクリーニング手段を有する。そして、前記帯電部材／前記像担持体間に、長手方向での帯電ギャップが略一定であると共に前記帯電部材で発生する放電電流を算出する手段を設け、算出される該放電電流の量が略一定となるよう、前記帯電部材に印加する電圧を変化させる。
【００５９】
本発明を構成する因子の実施形態についてさらに説明する。
まず下記表１は、ＯＰＣの直径/厚み/断面二次モーメント/長さを示す。以下の表や説明において符号「＾」はべき乗を示す記号として用いている。また符号「Ｅ」は指数表記である。
【表１】
2016126193.tif 000003
直径／厚み／長さは、ＯＰＣの原材料費に効いてくる因子である。
また断面二次モーメントは、
【数１】
2016126193.tif 000004
で表現でき、撓みにくさを表す指標である。
さらにＯＰＣの撓み量は、
【数２】
2016126193.tif 000005
で表現できる。
そのため、断面二次モーメント/長さの三乗の値が大きいほど、撓みにくい径であると言える。
【００６０】
前記の各因子の内、「長さ」は、長尺紙の印字に必要なので減らすことは難しい。「直径」と「厚み」は、直径を増大させるほど、また厚みを増すほど断面二次モーメントを減らすことが出来るが、それぞれマシンの小型化、軽量化を阻害する要因となるため、減らすことが出来ない。
【００６１】
しかし、ＯＰＣ断面二次モーメント／長さの三乗の値が小さすぎる（例えば０．００００５以下）と、クリーニングブレードの摩擦でＯＰＣ撓みが非常に大きくなり（５０μｍ以上）、帯電ローラにクラウン形状を施すだけでは動作時の帯電平均ギャップ５０μｍ以下、長手方向のギャップ偏差２０μｍ以下、静止時に帯電ローラとＯＰＣが接触しない、等の特性値を満たすことが出来なくなる。
【００６２】
また放電電流については、図７に示すように、Ｖｐｐ−出力電流の関係を把握しておき、Ｖｐｐ／出力電流の関係が直線の部分で近似を行い、出力電流との差分を求めることで放電電流を算出することができる。このような算出は、画像形成装置に搭載しているマイクロコンピュータの演算機能を利用するなどして実現できる。
【００６３】
本発明は、複写機、プリンタ、スキャナ、ファクシミリ装置、それらの複合機を含む画像形成装置全般に適用することができる。また本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１        ：装置本体
３        ：原稿搬送部
４        ：原稿読込部
５        ：排紙部
６        ：書込み部
７        ：給紙部
８        ：給紙ローラ
９        ：中間転写ベルトクリーニング装置
１０      ：中間転写ベルト
１０ＢＫ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ    ：プロセスカートリッジ
１１      ：感光体ドラム
１２      ：帯電部
１２ａ    ：帯電ローラ
１２ｂ    ：クリーニングローラ
１３      ：現像装置
１３ａ    ：現像ローラ
１３ｂ１  ：第１搬送スクリュー
１３ｂ２  ：第２搬送スクリュー
１３ｃ    ：ドクターブレード
１４      ：１次転写ローラ
１５      ：クリーニング装置
１５ａ    ：クリーニングブレード
１５ａ１  ：ブレード状部材
１５ａ２  ：ホルダ部材
１５ｂ    ：搬送コイル
１５ｃ    ：ケース
１７      ：中間転写ベルト
１８      ：２次転写ローラ
１８ＢＫ  ：画像形成ユニット
１９      ：レジストローラ
２０      ：定着部
２１      ：露光装置
２２      ：２次転写装置
２３      ：ローラ
２３ｂ２  ：第２搬送スクリュー
２４      ：２次転写ベルト
２５      ：定着装置
２６      ：定着ベルト
２７      ：加圧ローラ
２８      ：トナー容器
２９      ：排紙ローラ
３０      ：原稿台
３２      ：コンタクトガラス
３３      ：第１走行体
３４      ：第２走行体
３５      ：結像レンズ
３６      ：読取りセンサ
４０      ：感光体
４２      ：給紙ローラ
４３      ：給紙テーブル
４４      ：給紙カセット
４５      ：分離ローラ
４６      ：給紙路
４７      ：搬送ローラ
４８      ：給紙路
４９      ：レジストローラ
５０      ：給紙ローラ
５１      ：手差しトレイ
５２      ：分離ローラ
５３      ：手差し給紙路
５５      ：切換爪
５６      ：排出ローラ
５７      ：排紙トレイ
６０ＢＫ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｙ      ：現像装置
６１      ：現像ローラ
６１      ：イオン導電性材料
６２      ：スクリュー
６４      ：トナー濃度センサ
６５      ：イオン導電性材料
６５ＢＫ、６５Ｃ、６５Ｍ、６５Ｙ    ：一次転写ローラ
７０      ：帯電ローラ
７１      ：電位センサ
７２      ：除電ランプ
７３      ：ブラシローラ
７４      ：潤滑剤供給ブラシローラ
７５      ：クリーニングブレード
７６      ：露光光
７７      ：クリーニングローラ
７８      ：潤滑剤
７９      ：トナー搬送コイル
８０      ：ケース
８０ａ    ：開口部
８１      ：潤滑剤塗布ブレード
９４      ：第１の支持ローラ
９５      ：第２の支持ローラ
９６      ：第３の支持ローラ
９７      ：中間転写ベルトクリーニング装置
１００    ：装置本体
１０１    ：芯金
１０２    ：樹脂層
１０３    ：ギャップ保持部材
１２０    ：タンデム画像形成装置
１２８    ：反転装置
２００    ：給紙部
３００    ：スキャナ部
Ｌ        ：レーザ光
Ｐ        ：記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特開２０１０−２７６８２２号公報
【特許文献２】特開２０１４−１０２２９９号公報
【図１】
2016126193.tif 000006
【図２】
2016126193.tif 000007
【図３】
2016126193.tif 000008
【図４】
2016126193.tif 000009
【図５】
2016126193.tif 000010
【図６】
2016126193.tif 000011
【図７】
2016126193.tif 000012