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公開番号2025097026
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023213077
出願日2023-12-18
発明の名称画像形成装置
出願人シャープ株式会社
代理人弁理士法人あーく事務所
主分類G03G 15/02 20060101AFI20250623BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】画像形成動作時において、画像ムラを抑えることができる上、画像形成準備動作時において、像担持体の表面の放電生成物の付着によるクリーニングブレードの捲れの発生を効果的に防止することが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、像担持体(1)の表面1aを現像してトナー像を形成する画像形成動作時は、交流重畳帯電バイアスVe1を帯電部材(21)に供給する第1条件で像担持体(1)の表面1aを帯電させ、像担持体(1)を回転させながら画像形成に必要な条件を整える画像形成準備動作時は、直流帯電バイアスVe2を帯電部材(21)に供給する第2条件で像担持体(1)の表面1aを帯電させる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
回転可能な像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、
直流電源と交流電源とを備えた帯電電源と、
前記像担持体の表面をトナーで現像する現像装置と、
前記現像装置に所定の電圧である現像バイアスを供給する現像電源と、
前記像担持体の表面に当接するクリーニングブレードと、
を備え、
前記帯電電源の前記直流電源から供給される直流電圧に前記帯電電源の前記交流電源から供給される交流電圧を重畳させた交流重畳帯電バイアスと、前記直流電圧に前記交流電圧を重畳させない直流帯電バイアスと、を切り替えて前記帯電部材に供給可能で、
前記像担持体の表面を現像してトナー像を形成する画像形成動作時は、前記交流重畳帯電バイアスを前記帯電部材に供給する第１条件で前記像担持体の表面を帯電させ、
前記像担持体を回転させながら前記画像形成に必要な条件を整える画像形成準備動作時は、前記直流帯電バイアスを前記帯電部材に供給する第２条件で前記像担持体の表面を帯電させる、画像形成装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記画像形成準備動作時は、前記現像バイアスの値と、前記帯電部材によって帯電された前記像担持体の表面の表面電位の値との差である電位差が前記像担持体の表面が現像されない電位差である非現像電位差を維持するように、前記帯電電源及び前記現像電源を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記直流電源は、前記直流電圧を変更可能とされ、
前記第２条件における前記直流電圧の絶対値が、前記第１条件における前記直流電圧の絶対値よりも大きい、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記直流帯電バイアスから前記交流重畳帯電バイアスに切り替えるにあたり、前記交流重畳帯電バイアスの絶対値を次第に増加させる第１切替制御と、前記直流帯電バイアスの絶対値を次第に減少させる第２切替制御と、を行い、かつ、前記第１切替制御の開始タイミングが前記第２切替制御の開始タイミングよりも早くになるように前記帯電電源を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記直流帯電バイアスから前記交流重畳帯電バイアスに切り替えるにあたり、前記交流重畳帯電バイアスの絶対値を次第に増加させる第１切替制御と、前記直流帯電バイアスの絶対値を次第に減少させる第２切替制御と、を行い、かつ、前記第２切替制御の終了タイミングが前記第１切替制御の終了タイミングよりも早くになるように前記帯電電源を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記交流重畳帯電バイアスから前記直流帯電バイアスに切り替えるにあたり、前記交流重畳帯電バイアスの絶対値を次第に減少させる第３切替制御と、前記直流帯電バイアスの絶対値を次第に増加させる第４切替制御と、を行い、かつ、前記第３切替制御の開始タイミングが前記第４切替制御の開始タイミングよりも早くになるように前記帯電電源を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記交流重畳帯電バイアスから前記直流帯電バイアスに切り替えるにあたり、前記交流重畳帯電バイアスの絶対値を次第に減少させる第３切替制御と、前記直流帯電バイアスの絶対値を次第に増加させる第４切替制御と、を行い、かつ、前記第４切替制御の終了タイミングが前記第３切替制御の終了タイミングよりも早くになるように前記帯電電源を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記交流重畳帯電バイアスで前記像担持体の表面を帯電させる第１帯電時間を積算する第１帯電積算時間と、前記直流帯電バイアスで前記像担持体の表面を帯電させる第２帯電時間を積算する第２帯電積算時間と、を個別に算出し、前記第１帯電積算時間及び前記第２帯電積算時間に基づいて、前記直流帯電バイアスを算出する、請求項１に記載の画像形成装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、複写機、複合機、プリンター、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置において、像担持体（例えば感光体ドラム）の表面に当接するクリーニングブレードを備える場合、一般的には、画像形成動作時（用紙等の記録シートへの印刷動作時）では、像担持体の表面にクリーニングブレードを当接させた状態で像担持体を回転させながら像担持体の表面を現像する。また、画像形成準備動作時では、像担持体の表面にクリーニングブレードを当接させた状態で像担持体を回転させながら像担持体の表面を現像しない。ここで、画像形成準備動作としては、例えば、現像装置へのトナー補給、転写部材（例えば中間転写ベルトや転写ローラ）の表面におけるトナー等の異物の汚れに対する転写クリーニング、現像剤中のトナーの濃度（トナー濃度）の検知の際のトナー濃度検知値の安定化、定着部材に対する温調等の動作を挙げることができる。
【０００３】
このような従来の画像形成装置では、クリーニングブレードに対する次のような不都合がある。これについて、図６から図８を参照しながら、以下に説明する。
【０００４】
図６は、現像装置４に供給される所定の電圧である現像バイアス（現像バイアス電圧）Ｖｄ及び感光体ドラム１の表面１ａにおける表面電位Ｖｆを示すグラフである。図７は、従来の画像形成装置１００Ｘにおけるクリーニングブレード５１に対する不都合を説明するための説明図である。また、図８は、交流重畳帯電バイアスＶｅ１を示すグラフである。
【０００５】
図６に示すように、感光体ドラム１の表面１ａは、所定の電位であってトナー像が形成されない非画像電位ＶＯ（この例では表面電位Ｖｆ）に後述する帯電装置によって帯電される。また、現像バイアスＶｄは、非画像電位ＶＯの値と、後述する露光装置によって露光された領域であって表面電位が非画像電位ＶＯより小さい画像電位ＶＬ（｜ＶＬ｜＜｜ＶＯ｜）の値との間の値とされる。露光装置によって露光され表面電位がＶＬとなった領域であるトナー付着領域βａ（現像領域）では、画像電位ＶＬの値が現像バイアスＶｄの値よりも絶対値で小さいことにより、所定の帯電極性（例えば負極性）に帯電するトナーが付着する。一方、トナー非付着領域βｂ（非現像領域）では、非画像電位ＶＯの値が現像バイアスＶｄの値よりも絶対値で大きく、電位差ΔＶが設けられることにより、所定の帯電極性（例えば負極性）に帯電するトナーが付着しない。
【０００６】
ところで、感光体ドラム１（像担持体の一例）の表面１ａにおける表面電位Ｖｆがばらつくと、画像ムラとなることがある。このような表面電位Ｖｆのばらつきは、感光体ドラム１の表面を帯電させる帯電部材が帯電ローラ２１である場合、帯電ローラ２１の回転軸２１ａの外周面上に設けられた導電性の弾性層２１ｂ及び弾性層２１ｂの表面に形成された抵抗層２１ｃの周方向Ｓ（及び軸方向）における抵抗値のばらつきによって発生する。この表面電位Ｖｆのばらつきによる画像ムラは、特に、帯電ローラ２１に直流電圧Ｖｄｃを供給して感光体ドラム１の表面１ａを帯電させる場合に顕著となる。これは、図７に示す、帯電ローラ２１が感光体ドラム１と接触する接触部における感光体ドラム１の第１回転方向Ｒ１の上流側の近傍空間δ１においてのみ放電が発生するためである。つまり、近傍空間δ１で発生する放電によって感光体ドラム１の表面電位が上昇すると帯電ローラ２１に供給されている直流電圧Ｖｄｃとの差が少なくなるため、感光体ドラム１の第１回転方向Ｒ１の下流側の近傍空間δ２では、放電が発生しない。そのため感光体ドラム１を帯電させるための放電は、近傍空間δ１の領域で１回しか発生しないため、弾性層２１ｂ及び抵抗層２１ｃに抵抗ばらつきがあると、抵抗ばらつきの影響を受けて放電量が変化し表面電位がバラついてしまう。
【０００７】
この点、従来の画像形成装置１００Ｘでは、感光体ドラム１の表面１ａにおける表面電位Ｖｆ（図６参照）を均一化させる観点から、図８に示すように、直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳した交流重畳帯電バイアスＶｅ１（Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）を帯電ローラ２１に供給して感光体ドラム１の表面１ａを帯電させ、感光体ドラム１の表面１ａにおける表面電位Ｖｆのばらつき、ひいては画像ムラを抑えた状態で感光体ドラム１の表面１ａをトナーで現像することがある。この場合、交流電圧Ｖａｃのピークツーピーク電圧Ｖｐｐ（図８参照）は数［ｋＶ］（例えば１．８［ｋＶ］）であり、交流電圧Ｖａｃの周波数ｆは数ｋＨｚ（例えば２ｋＨｚ）程度である。従って、０．数ｍ秒（例えば、０．５ｍ秒＝１／２ｋＨｚ）毎に交流重畳帯電バイアスＶｅ１の交流電圧Ｖａｃが感光体ドラム１の表面１ａに印加されることになり、帯電ローラ２１が感光体ドラム１と接触する接触部における感光体ドラム１の第１回転方向Ｒ１の上流側の近傍空間δ１と下流側の近傍空間δ２とで絶縁破壊による放電（図７のδ参照）が０．数ｍＳ（例えば、０．５ｍｓ）毎に発生する。詳しく説明すると、感光体ドラム１の表面１ａにおける表面電位Ｖｆと帯電ローラ２１に供給される交流重畳帯電バイアスＶｅ１の値との差が、放電開始電圧である約５００Ｖを超える毎に放電が発生する（空気層の絶縁破壊が発生する）。ここで、図８に示されるピークツーピーク電圧Ｖｐｐは、直流電圧Ｖｄｃより大きいので、プラスの放電とマイナスの放電が繰り返し発生することになる。このように短時間の間に極性の変わる放電が繰り返される中、感光体ドラム１が第１回転方向Ｒ１に回転して、感光体ドラム１の表面１ａが近傍空間δ２の第１回転方向Ｒ１の下流側に移動すると、帯電ローラ２１と感光体ドラム１の表面１ａとの距離が遠ざかって放電が弱くなる。そして、感光体ドラム１の表面１ａの表面電位Ｖｆは、最終的に直流電圧Ｖｄｃの値に収束するように帯電される、そのため、帯電ローラ２１の弾性層２１ｂや抵抗層２１ｃにばらつきがあっても均一な帯電が可能となるが、同時に窒素酸化物などの放電生成物Ｎ～Ｎも大量に生成されてしまうことになる。つまり、放電生成物Ｎの感光体ドラム１の表面１ａへの付着量が多くなる。
【０００８】
このように、感光体ドラム１を回転させ続けることにより感光体ドラム１の表面１ａにおける放電生成物Ｎの付着量が多くなると、それだけ感光体ドラム１の表面１ａの摩擦力が上昇し、図７に示すように、クリーニングブレード５１の先端５１ａが感光体ドラム１の回転方向Ｒに圧縮されて歪み、さらには、クリーニングブレード５１が捲れることがある。このことは、画像形成動作時では、通常は感光体ドラム１の表面１ａにトナーが付着する（トナー像が形成される）ので、感光体ドラム１の表面１ａの放電生成物Ｎの付着による摩擦力の上昇が抑えられ、従って、クリーニングブレード５１が捲れ難い。一方、画像形成準備動作時では、通常は感光体ドラム１の表面１ａにトナーが付着しないので、感光体ドラム１の表面１ａの放電生成物Ｎの付着による摩擦力が上昇し易く、従って、クリーニングブレード５１が捲れ易い。
【０００９】
この点に関し、特許文献１には、像担持体（感光体ドラム）の回転前に帯電部材（帯電ローラ）に交流電圧を供給することで、像担持体を振動させて像担持体とクリーニングブレードとの滑り性を向上させ、クリーニングブレードの捲れ（反転）の発生を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１２－６８５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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