JP2014038259A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像濃度ムラを防止し、感光体摩耗を抑制する。
【解決手段】トナー像を保持するトナー像保持体と、感光体に直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加して一様な電荷を帯電する帯電手段と、帯電した感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、感光体上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、感光体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写手段の下流に位置し、感光体上の未転写現像剤を回収するクリーニング手段と、感光体の温度または湿度を含む環境情報を検出する環境情報検出手段と、環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて帯電手段の帯電条件を制御する帯電制御手段とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

使用環境に応じて帯電装置に印加する交流成分の電圧や電流を制限して感光体のフィルミングを防ぎ、良好な画像品質を維持できる画像形成装置が知られている（特許文献１）。

特許文献１によれば、帯電ローラの近傍にサーミスタ等の温度検知手段を設けて帯電ローラ近傍の温度を検知し、検知温度に応じて帯電ローラに印加する交流成分のピーク・トウ・ピークの値を可変させる。低温時には帯電不良を防ぐために交流成分のピーク・トウ・ピークを高くし、高温時はフィルミングを防ぐためにピーク・トウ・ピークを低くする。

特開２０００−３３８７５１号公報

本発明は、画像濃度ムラを防止し、感光体摩耗を抑制することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の画像形成装置は、
トナー像を保持するトナー像保持体と、
前記感光体に直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加して一様な電荷を帯電する帯電手段と、
帯電した前記感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記感光体上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記転写手段の下流に位置し、前記感光体上の未転写現像剤を回収するクリーニング手段と、
前記感光体の温度または湿度を含む環境情報を検出する環境情報検出手段と、
前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて前記帯電手段の帯電条件を制御する帯電制御手段と、
を備えた、
ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記帯電制御手段が、前記環境情報検出手段による検出結果が予め定められた低温且つ低湿環境、または低湿環境である場合に前記帯電手段に印加される前記交流電圧の周波数及び／又はピーク・トウ・ピーク値を変更する、
ことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記帯電手段が、前記帯電手段に圧接した状態で回転して前記帯電手段の表面をクリーニングするクリーニングローラを備えた、
ことを特徴とする。

請求項１及び２に記載の発明によれば、画像濃度ムラを防止し、感光体摩耗を抑制することができる。
請求項３に記載の発明によれば、帯電ローラの帯電性能を長期にわたって維持することができる。

画像形成装置１の概略構成の一例を示す断面模式図である。 画像形成装置１における作像部の機能を説明するための模式図である。 帯電ローラに供給する交流電流値と感光体ドラムの表面電位との関係を示す図であり肩電圧を示す図である。 感光体ドラムに残留した外添剤に起因するゴーストが発生する推定メカニズムを説明するための図である。 （ａ）は帯電ローラに供給する交流電流値とゴーストとの関係を示したグラフ、（ｂ）は帯電ローラに供給する交流電流値と感光体表面の水の接触角の関係を示したグラフである。 水の接触角を説明するための図である。 （ａ）は帯電ローラに印加する交流電圧の周波数と発生するゴーストとの関係を示したグラフ、（ｂ）は帯電ローラに印加する交流電圧の周波数と感光体ドラム表面の水の接触角の関係を示したグラフである。

次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

「第１実施形態」
（１）画像形成装置の全体構成及び動作
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置１の全体構成及び動作を説明する。

画像形成装置１は、制御装置１０、給紙装置２０、感光体ユニット３０、現像装置４０、転写装置５０、定着装置６０とを備えて構成されている。画像形成装置１の上面（Ｚ方向）には、画像が記録された用紙が排出・収容される排出トレイ１ａが形成されている。

制御装置１０は、画像形成装置１の動作を制御するコントローラ１１と、コントローラ１１により作動を制御される画像処理部１２、電源装置１３等を有する。電源装置１３は、後述する帯電ローラ３２、現像ローラ４２、一次転写ローラ５２、二次転写ローラ５３等に電圧を印加する。
画像処理部１２は、外部の情報送信装置（例えばパーソナルコンピュータ等）から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して予め設定されたタイミングで、駆動信号を露光装置ＬＨに出力する。本実施形態の露光装置ＬＨは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が線状に配置されたＬＥＤヘッドにより構成されている。

画像形成装置１の底部には、給紙装置２０が設けられている。給紙装置２０は、用紙積載板２１を備え、用紙積載板２１の上面には多数の記録媒体としての用紙Ｐが積載される。用紙積載板２１に積載され、規制板（不図示）で幅方向位置が決められた用紙Ｐは、上側から１枚ずつ用紙引き出し部２２により前方（−Ｘ方向）に引き出された後、レジストローラ対２３のニップ部まで搬送される。

感光体ユニット３０は、給紙装置２０の上方（Ｚ方向）に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する像保持体としての感光体ドラム３１を備えている。感光体ドラム３１の回転方向にそって、帯電ローラ３２、露光装置ＬＨ、現像装置４０、一次転写ローラ５２、クリーニングブレード３４が配置されている。帯電ローラ３２には、帯電ローラ３２の表面をクリーニングするクリーニングローラ３３が対向、接触して配置されている。

現像装置４０は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング４１を有する。現像ハウジング４１内には、感光体ドラム３１に対向して配置された現像ローラ４２と、この現像ローラ４２の背面側斜め下方には現像剤を現像ローラ４２側へ撹拌搬送する一対のオーガ４４、４５が配設されている。現像ローラ４２には、現像剤の層厚を規制する層規制部材４６が近接配置されている。
現像装置４０各々は、現像ハウジング４１に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。

回転する感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により帯電され、露光装置ＬＨから出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム３１上に形成された静電潜像は現像ローラ４２によりトナー像として現像される。

転写装置５０は、各感光体ユニット３０の感光体ドラム３１にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト５１、各感光体ユニット３０にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト５１に順次転写（一次転写）する一次転写ローラ５２を備えている。さらに、中間転写ベルト５１上に重畳して転写された各色トナー像を記録媒体である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ローラ５３、とから構成されている。

各感光体ユニット３０の感光体ドラム３１に形成された各色トナー像は、コントローラ１１により制御される電源装置１３等から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ５２により中間転写ベルト５１上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。

中間転写ベルト５１上の重畳トナー像は、中間転写ベルト５１の移動に伴って二次転写ローラ５３が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて給紙装置２０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、二次転写ローラ５３には、コントローラ１１により制御される電源装置１３等から所定の転写電圧が印加され、レジストローラ対２３から送り出され、搬送ガイドにより案内された用紙Ｐに中間転写ベルト５１上の多重トナー像が一括転写される。

感光体ドラム３１表面の残留トナーは、クリーニングブレード３４により除去され、廃トナー収容部（不図示）に回収される。感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により再帯電される。尚、クリーニングブレード３４で除去しきれず帯電ローラ３２に付着した残留物は、帯電ローラ３２に接触して回転するクリーニングローラ３３表面に捕捉される。

定着装置６０は一方向へ回転する無端状の定着ベルト６１と、定着ベルト６１の周面に接し、一方向へ回転する加圧ローラ６２と、を有し、定着ベルト６１と加圧ローラ６２の圧接領域によってニップ部Ｎ（定着領域）が形成される。
転写装置５０においてトナー像が転写された用紙Ｐは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを経由して定着装置６０に搬送される。定着装置６０に搬送された用紙Ｐは、一対の定着ベルト６１と加圧ローラ６２により、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。定着トナー像が形成された用紙Ｐは、搬送ガイドによってガイドされ、排出ローラ対６９から画像形成装置１上面の排出トレイ１ａに排出される。

（２）作像部の構成・動作
（２．１）作像部の構成
図２は、本実施形態の画像形成装置１における感光体ユニット３０、現像装置４０、転写装置５０等から構成される作像部の機能を更に詳しく説明するための模式図である。

図２に示すように、作像部は感光体ドラム３１の周りに、帯電ローラ３２と帯電ローラ３２にはクリーニングローラ３３が対向、接触して配置されている。帯電ローラ３２の下流側には、露光装置ＬＨの露光位置が設定され、その下流側には、現像ローラ４２が対向して配置されている。現像ローラ４２の下流側には、一次転写ローラ５２が中間転写ベルト５１を挟んで接触配置され転写部を形成している。転写部の下流側で帯電ローラ３２の上流側にはクリーニングブレード３４が弾力的に接触している。

制御装置１０は、コントローラ１１により作動を制御される電源装置１３と、環境情報検出手段の一例として環境センサ１５を有する。また、コントローラ１１が帯電制御手段の一例に相当する。
電源装置１３はコントローラ１１により作動を制御されて、帯電ローラ３２に直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加する。
また、現像ローラ４２には他の直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加し、一次転写ローラ５２及び二次転写ローラ５３には他の直流電圧を印加する。

（２．２）作像部の作用
帯電ローラ３２を用いた接触帯電方式においては、帯電ローラ３２に帯電のための直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加している。直流電圧の印加だけでは、感光体ドラム３１上の抵抗の低いところにだけ電流が流れるため均一に帯電することができない。また、感光体ドラム３１表面が局所的に汚れると、その部分だけ帯電しなくなるという問題が生じる。そのため、直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加して、感光体ドラム３１表面を帯電させている。

また、回転駆動される感光体ドラム３１に対して接触配置された帯電ローラ３２に所定の直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧が印加されると、感光体ドラム３１の表面電位は、一定値以上の交流電圧（ピーク・トウ・ピーク：Ｖｐｐ）を帯電ローラ３２に印加しても、ある電圧（肩電圧）以上には上がらない（飽和電流値Ｉａｃ０：図３参照）。

実際には、画質的観点や環境変動に対応するため肩電圧をもとに最適な交流電流値に設定する。例えば、交流電流値は大きすぎると感光体ドラム３１が磨耗するという不具合が生じる。逆に小さすぎると、帯電の均一性が保てなくなり、画像形成したときに画像ムラができる。
そのため、交流電流値を必要最低限の最適な値に設定する必要がある。本実施形態に係る画像形成装置１においては、図３のＡ点（Ｉａｃ１）に設定している。

このようにして一様に帯電された感光体ドラム３１は、露光装置ＬＨから出射する潜像形成光により静電潜像が形成され、現像ローラ４２と対向した領域でトナー像が形成される。
トナー像形成は、感光体ドラム３１上に形成された潜像を、トナーを含む現像剤により現像することにより行われる。具体的には、現像ローラ４２表面に担持され磁気ブラシ化された現像剤を接触させ、通常直流電圧に交流電圧を重畳させて印加することにより行う。
尚、電子写真法等に使用されるトナーには、現像性、流動性、転写性、クリーニング性等の向上を図るために、各種外添剤が用いられている。
特に、感光体ドラム３１表面から中間転写ベルト５１への一次転写や、中間転写ベルト５１から用紙への二次転写の際の転写性の向上のために、比較的大粒径の無機系外添剤がトナーに添加されている。

このようにして感光体ドラム３１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５２に所定の転写電圧（正極性）が印加されて、中間転写ベルト５１上に一次転写される。
一次転写されて感光体ドラム３１表面に残留した未転写トナーは、感光体ドラム３１がさらに回転駆動されてクリーニングブレード３４との対向部まで到達する。このとき、感光体ドラム３１に付着したトナーおよび外添剤は、クリーニングブレード３４によって掻き取られる。

クリーニングブレード３４は、感光体ドラム３１の表面に弾力的に接触して、表面に残留する未転写トナーを感光体ドラム３１の表面に傷をつけずに掻き取ることが可能な、例えばウレタンゴムからなる部材である。
従って、使用される感光体ドラム３１の周囲環境によって、弾性が変化し、その結果、例えば低温且つ低湿環境や室温であっても低湿環境では、そのクリーニング性能が低下し、未転写トナーに含まれる外添剤等がすり抜ける場合がある。

例えば感光体ドラム３１に直接付着した比較的大粒径の無機系外添剤は、その形状が略球形であるためにクリーニングブレード３４をすり抜け、感光体ドラム３１の回転に伴って帯電ローラ３２との対向部（帯電ニップ部）まで搬送される。
その結果、クリーニングブレード３４によるクリーニング後の感光体ドラム３１の画像部表面にはその周囲と比べてより多くの外添剤が残存してしまうことになる。

（２．３）画像ムラの発生メカニズム
図４は、感光体ドラム３１に残留した外添剤に起因するゴースト（前画像の履歴が残ることで生じる画像ムラ）が発生する推定メカニズムを説明するための図である。
なお、図中、３１ａは感光体ドラム３１の電荷発生層、３１ｂは感光体ドラム３１の電荷輸送層、Ｔはトナー粒子、Ｓは外添剤を示す。

感光体ドラム３１に直接付着した比較的大粒径の無機系外添剤が、クリーニングブレード３４をすり抜け、感光体ドラム３１の画像部表面にその周囲と比べてより多くの外添剤が残存した状態で、次の画像形成サイクルに移って再び感光体ドラム３１が帯電されると、感光体ドラム３１の画像部表面に残存している外添剤は感光体ドラム３１表面ごと帯電されることになる（図４（ａ）参照）。

そして、この状態で、感光体ドラム３１表面に新たに露光による静電潜像が形成され、現像が行われると、感光体ドラム３１表面には潜像に対応したトナーが付着するはずのところ、前の画像形成サイクルの画像部に残っていた外添剤が、例えば、現像の際に現像ローラ４２の磁気ブラシで摺擦されることで除去されトナーと入れ替わる（図４（ｂ）参照）。
その結果、前の画像形成サイクルの画像部に対応した部分と前の画像形成サイクルで非画像部であった部分とに電位差が発生し、前の画像形成サイクルの画像部の潜像に対応した部分が高濃度部分となって画像の中に現れ画像ムラ（ゴースト）が発生する。

（２・４）帯電制御
そこで、本実施形態に係る画像形成装置１では、感光体ドラム３１の温度または湿度を含む環境情報を検出する環境情報検出手段として環境センサ１５を備え、環境センサ１５で検知された温度または湿度に基づいて帯電ローラ３２の帯電条件を決定する。
具体的には、環境センサ１５で検知された環境情報が、低温且つ低湿環境あるいは室温であっても低湿環境であった場合には、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧のうち、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）を増加させ、予め設定されている交流電流値をＩａｃ１からＩａｃ２へ変更する（図３Ｂ点参照）。
尚、交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させて交流電流値をＩａｃ１からＩａｃ２へ変更しても良い。

（２．５）帯電制御の作用・効果
以下、本実施形態に係る画像形成装置１における帯電制御について、その作用を説明する。
図５（ａ）は飽和電流値Ｉａｃ０を基準として、基準とした飽和電流値から一定比率で交流電流値Ｉａｃを増加させたときの交流電流値Ｉａｃと発生するゴーストとの関係を示したグラフである。
ΔＬ＊は通常画像濃度部とゴースト発生部との明度差であり、ΔＬ＊は０に近ければ明度差は低く、０．５以下である事が望ましい。

図５（ｂ）は、飽和電流値Ｉａｃ０を基準として、基準とした飽和電流値から一定比率で交流電流値Ｉａｃを増加させたときの交流電流値Ｉａｃと感光体ドラム３１表面の水の接触角の関係を示したグラフである。
交流電流値Ｉａｃが増加するほど接触角は低下している。接触角の低下は放電生成物量の増加と相関がある事が知られている。

まず、図６を参照しながら、水の接触角αについて説明する。
通常の環境下では物質（例えば感光体ドラム３１上の感光層や帯電ローラ３２上のナイロン樹脂層）の表面が疎水性物質で覆われているため、程度の差はあるが水をはじく性質がある。
そして、水をはじく程度は、水滴と物質表面との接触角αによって表すことができる。水の接触角が大きいと、撥水性が高いといえる。接触角αは、例えばガラスなどの無機材料の場合は２０°〜３０°、一般的な樹脂では７０°〜９０°、撥水性のあるシリコーンやフッ素樹脂では９０°程度となる。

水の接触角θは、例えば以下に説明する液滴法によって測定することができる。固体（図中に示す感光体ドラム３１や帯電ローラ３２）と水Ｗとの固液界面・水平線と、液滴端Ｗbottomでの水Ｗに対する接線、これら二つの線がなす角度が水の接触角αとなる。また、固液界面・水平線と、液滴端Ｗbottomと液頂点Ｗtopとを結ぶ線、これら二つの線がなす角を測定角βとする。このとき、接触角αは測定角βの２倍の値となり、このことを利用して接触角αを測定することができる。

放電生成物量は感光体ドラム３１上の水の接触角と相関があり、交流電流値Ｉａｃの増加により接触角αは低減傾向となる。
すなわち、交流電流値Ｉａｃの増加に伴って感光体ドラム３１表面の摩擦力が増加し、クリーニングブレード３４をすり抜けて、感光体ドラム３１に直接付着した比較的大粒径の無機系外添剤は、感光体ドラム３１と帯電ローラ３２との対向部（帯電ニップ部）で感光体ドラム３１に接触回転する帯電ローラ３２の表面に捕捉される。

図５（ａ）によれば、基準とした飽和電流値Ｉａｃ０から約４０％の比率で交流電流値Ｉａｃを増加させた場合、通常画像濃度部とゴースト発生部との明度差ΔＬ＊は、０．５以下となり、目視で認識できない状態となる。
尚、交流電流値Ｉａｃを増加させたために、放電生成物量が増加して、このとき、感光体ドラム３１表面の水の接触角αは、おおよそ６５°まで低下している（図５（ｂ）参照）。

図７（ａ）は交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させた場合に交流電圧の周波数Ｆａｃと発生するゴーストとの関係を示したグラフである。
図７（ｂ）は交流電圧の周波数Ｆａｃを増加させたときの交流電圧の周波数Ｆａｃと感光体ドラム３１表面の水の接触角の関係を示したグラフである。
交流電流値Ｉａｃが増加するほど接触角は低下している。その結果、交流電圧の周波数Ｆａｃがおおよそ４．０ｋＨｚ以上で通常画像濃度部とゴースト発生部との明度差ΔＬ＊は０．５以下となり、目視で認識できない状態となる。
尚、交流電流値Ｉａｃを増加させると交流成分による放電のため感光体ドラム３１表面が劣化を起こし、感光体ドラム３１表面をクリーニングブレード３４でこすることにより、感光体ドラム３１表面の磨耗が促進される場合がある。

帯電ローラに電圧を印加して感光体ドラムを帯電させる接触帯電方式は、帯電ローラと感光体ドラムとの間の微小ギャップに発生する放電によって、感光体ドラムを帯電するものであり、この微小ギャップに発生する放電の開始電圧は、パッシェンの法則によって規定されることが知られている。

パッシェンの法則によれば、交流電圧を印加した場合に発生する放電は、直流電圧のみを印加した場合の放電に比べて、放電量が多くなる。そのため、放電によるスパッタリングによって、感光体ドラムの表面が劣化し、感光体ドラム表面の平滑性を低下させて摩擦係数の上昇を招く。摩擦係数が上昇した感光体ドラムの表面は、クリーニングブレードによって磨耗され易くなり、感光体ドラムの寿命が短くなるばかりか、帯電ロールが磨耗により膜減りするという問題点が生じる。

そこで、本実施形態に係る画像形成装置１では、感光体ドラム３１の温度または湿度を含む環境情報を検出する環境情報検出手段として環境センサ１５を備え、環境センサ１５で検出された環境情報に基づいて帯電ローラ３２の帯電条件を決定する。
具体的には、環境センサ１５で検出された環境情報が、低温且つ低湿環境あるいは室温であっても低湿環境であった場合には、帯電ローラ３２に印加される重畳電圧のうち、交流電圧のピーク・トウ・ピーク（Ｖｐｐ）を増加させ、予め設定されている交流電流値をＩａｃ１からＩａｃ２へ変更する（図３Ｂ点参照）。
一方、環境センサ１５で検出された環境情報が、クリーニングブレード３４のクリーニング性能が低下し未転写トナーに含まれる外添剤等がすり抜けやすい低温且つ低湿環境あるいは室温であっても低湿環境以外の環境であった場合には、予め設定されている交流電流値をＩａｃ１に維持する。

従って、温度または湿度を含む環境情報を検出し、外添剤のすり抜けが発生しやすいリスク環境下に於いては、帯電ローラ３２の交流電流値Ｉａｃまたは周波数を変更（大きく）して感光体ドラム３１に残留した外添剤に起因する画像ムラ（ゴースト）の発生を防止し、他の環境下では通常の帯電条件とすることで、感光体ユニット３０の寿命が短くなることを抑制することができる。

（２．６）帯電ローラのクリーニング
帯電ローラ３２は、クリーニングブレード３４をすり抜けて感光体ドラム３１に直接付着した外添剤を感光体ドラム３１の対向部（帯電ニップ部）で接触回転して捕捉するが、帯電ローラ３２に捕捉された外添剤は、クリーニングブレード３４で除去しきれず帯電ローラ３２に付着した他の残留物とともに、帯電ローラ３２に接触して回転するクリーニングローラ３３表面に捕捉される。

クリーニングローラ３３は、金属製の回転軸３３ａと、この回転軸３３ａの周面に形成される多孔質弾性層としての発泡ポリウレタン層３３ｂとを有している。
ここで、帯電ローラ３２は特に駆動源を持たず、当接する感光体ドラム３１の回転に伴って従動回転するようになっている。また、クリーニングローラ３３も特に駆動源を持たず、当接する帯電ローラ３２の回転に伴って従動回転するようになっている。

帯電ローラ３２の直径は例えば１０ｍｍ〜１６ｍｍであり、クリーニングローラ３３の直径は帯電ローラ３２よりも小さく６ｍｍ〜１２ｍｍである。このように帯電ローラ３２およびクリーニングローラ３３の直径を定めることで、帯電ローラ３２の回転に伴って従動回転するクリーニングローラ３３の駆動に必要なトルクを低減している。

また、帯電ローラ３２には、上述のように所定の直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧が印加される。一方、クリーニングローラ３３には特にバイアス電圧は印加されていないが、帯電ローラ３２の回転軸３２ａおよびクリーニングローラ３３の回転軸３３ａが同一の軸受けにて回転可能に軸支され、クリーニングローラ３３は帯電ローラ３２と同電位になっている。

クリーニングローラ３３に付着した外添剤は、クリーニングローラ３３の回転に伴って搬送されるが、この間に、クリーニングローラ３３上で外添剤同士にはファンデルワールス力が強く働き、凝集する。また、クリーニングローラ３３の発泡ポリウレタン層３３ｂ表面に存在する発泡孔内に外添剤が集まりやすくなり凝集しやすい。

そして、クリーニングローラ３３に付着した凝集外添剤は、クリーニングローラ３３の回転に伴って再び帯電ローラ３２とのニップ部に到達し、クリーニングローラ３３の多孔質弾性層としての発泡ポリウレタン層３３ｂの弾性力によって外側に向けて付勢され、クリーニングローラ３３の表面からはじき出される。

クリーニングローラ３３からはじき出された外添剤は、今度は帯電ローラ３２に転移・付着する。そして、帯電ローラ３２に付着した外添剤は、帯電ローラ３２の回転に伴って感光体ドラム３１と対向する帯電ニップ部まで搬送され、さらに感光体ドラム３１へと転移・付着する。その後、感光体ドラム３１に付着した外添剤は、例えば現像装置４０によって回収されたり、中間転写ベルト５１に一次転写されたりすることになり、前の画像形成サイクルの画像部に残っていた外添剤としての形態は維持されていない。

このように、本実施形態では、帯電ローラ３２からクリーニングローラ３３に転移・付着した外添剤が、クリーニングローラ３３上で凝集し、その後再び帯電ローラ３２上に戻されている。
このため、クリーニングローラ３３に捕捉された外添剤が堆積して目詰まりを起こすといったことがなく、クリーニングローラ３３のクリーニング性能を長期にわたって維持することができる。したがって、帯電ローラ３２の表面は外添剤に汚染されることなく維持されることになり、帯電ローラ３２の帯電性能を長期にわたって維持することが可能となる。

本実施形態に係る画像形成装置１では、環境センサ１５で検出された環境情報に基づいて決定された帯電条件で帯電ローラ３２を駆動してクリーニングブレード３４をすり抜けた外添剤を帯電ローラ３２で補足する。従って、前の画像形成サイクルに起因した画像ムラ（ゴースト）の発生を防止することができる。
外添剤がクリーニングブレード３４をすり抜けにくい他の環境下では通常の帯電条件とすることで、感光体ユニット３０の寿命が短くなることを抑制する
また、クリーニングブレード３４をすり抜けた外添剤を補足する帯電ローラ３２の表面を帯電ローラ３２に接触して回転するクリーニングローラ３３でクリーニングして帯電ローラ３２の帯電性能を長期にわたって維持することができる。

以上、本発明に係る実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行うことが可能である。
本実施形態では画像形成装置１は、いわゆるタンデム型であったが、これに限られるものではない。また、現像装置を複数備えたカラー画像形成装置として説明したが、これに限られず、例えば、モノクロの画像形成装置であっても適用することができる。

１・・・画像形成装置
１０・・・制御装置
１１・・・コントローラ
１２・・・画像処理部
１３・・・電源装置
１５・・・環境センサ
２０・・・給紙装置
３０・・・感光体ユニット
３１・・・感光体ドラム
３２・・・帯電ローラ
３３・・・クリーニングローラ
３４・・・クリーニングブレード
４０・・・現像装置
４２・・・現像ローラ
５０・・・転写装置
５１・・・中間転写ベルト
５２・・・一次転写ローラ
５３・・・二次転写ローラ
６０・・・定着装置

Claims (3)

1. トナー像を保持するトナー像保持体と、
   前記感光体に直流電圧と交流電圧とが重畳された重畳電圧を印加して一様な電荷を帯電する帯電手段と、
   帯電した前記感光体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記感光体上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
   前記感光体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
   前記転写手段の下流に位置し、前記感光体上の未転写現像剤を回収するクリーニング手段と、
   前記感光体の温度または湿度を含む環境情報を検出する環境情報検出手段と、
   前記環境情報検出手段で検出された環境情報に基づいて前記帯電手段の帯電条件を制御する帯電制御手段と、
   を備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電制御手段が、前記環境情報検出手段による検出結果が予め定められた低温且つ低湿環境、または低湿環境である場合に前記帯電手段に印加される前記交流電圧の周波数及び／又はピーク・トウ・ピーク値を変更する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記帯電手段が、前記帯電手段に圧接した状態で回転して前記帯電手段の表面をクリーニングするクリーニングローラを備えた、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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