特許 7039939 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-14

(45)【発行日】2022-03-23

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/02 20060101AFI20220315BHJP

   G03G 21/14 20060101ALI20220315BHJP

   G03G 21/16 20060101ALI20220315BHJP

【ＦＩ】

G03G15/02 102

G03G15/02 103

G03G21/14

G03G21/16 147

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2017215186

(22)【出願日】2017-11-08

(65)【公開番号】P2019086668

(43)【公開日】2019-06-06

【審査請求日】2020-09-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086933

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 幸雄

(74)【代理人】

【識別番号】100125117

【弁理士】

【氏名又は名称】坂田 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】波多野 北斗

(72)【発明者】

【氏名】吉山 次人

【審査官】小池 俊次

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２３７６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２０７３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１９６６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２４００７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９７００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０６８５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－３０４８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０７７９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０４５５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１２３０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３４２２３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／０２

Ｇ０３Ｇ ２１／１４

Ｇ０３Ｇ ２１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転する像担持体に潜像を形成する画像形成装置であって、
前記像担持体に当接して回転しながら当該像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材を回転駆動する回転駆動部と、
所定の温度よりも低くかつ所定の湿度よりも低い低温低湿時でもなく前記帯電部材の耐用期間の末期でもない通常時は、前記像担持体が回転を開始するときに回転駆動を開始し、前記通常時でない非通常時は、前記通常時よりも回転駆動を早く開始するよう、前記回転駆動部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記像担持体が回転し始めてから定速回転するまでの始動時に前記帯電部材を回転駆動し、かつ少なくとも前記潜像を形成する期間にわたって回転駆動を停止するよう、前記回転駆動部を制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記帯電部材の回転駆動の開始後、前記潜像の形成が開始される以前の所定のタイミングで回転駆動を停止するよう、前記回転駆動部を制御する、
請求項１記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記回転駆動部は、
前記像担持体を回転駆動するためのモータと、
前記モータの回転駆動力を前記帯電部材に伝達するギヤ群と、
前記回転駆動力の伝達を断つためのクラッチと、を有しており、
前記制御部は、前記回転駆動部の制御として前記クラッチの連結／開放制御を行う、
請求項１または２記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記帯電部材に当接して回転しながら当該帯電部材を清掃する清掃部材を有する、
請求項３記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記ギヤ群は、前記回転駆動力を前記清掃部材に伝達するギヤを含む、
請求項４記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記潜像をトナー像として可視化する現像器と、
前記トナー像が転写される被転写部材と、
前記像担持体に転写電圧を印加するための転写部材と、を有し、
前記所定のタイミングは、前記転写部材による前記転写電圧の印加を開始するタイミングである、
請求項２記載の画像形成装置。

【請求項7】

環境条件と耐久条件とのうちの少なくとも一方に基づいて、前記回転駆動部による前記帯電部材の回転駆動が必要か否かを判定する判定部を有し、
前記制御部は、回転駆動が必要と判定された場合にのみ、前記帯電部材を回転駆動するよう前記回転駆動部を制御する、
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記帯電部材は、前記潜像を形成する期間にわたって前記像担持体に従動して回転する、
請求項１ないし７のいずれか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、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式の画像形成装置は、筒状の感光体の周面を一様に帯電させ、感光体が安定に回転している状態で画像データに応じた光照射を行い、それによって周面の帯電荷を部分的に消去して潜像（静電潜像）を形成する。そして、感光体の周面にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として可視化し、そのトナー像を用紙に転写することにより用紙に画像を形成する。

【0003】

感光体に電荷を付与する帯電手段として、帯電ローラが用いられている。帯電ローラは、感光体と接触して回転するよう配置され、感光体との間で放電を生じさせて感光体を帯電させる。

【0004】

帯電ローラを用いる接触式の帯電では、感光体の周速度Ｖ１と帯電ローラの周速度Ｖ２とが等しいこと、すなわち周速比θ（θ＝Ｖ２／Ｖ１）が１であることが望ましい。周速度に差が生じると、帯電むらが生じたり接触面の摩耗が進んだりする。帯電むらは画像ノイズの原因となり、摩耗は帯電ローラの寿命を縮める。

【0005】

帯電ローラを回転させる方式には、帯電ローラを感光体に押し当てた状態で感光体を回転駆動し、感光体との摩擦力により回転させる従動回転方式と、感光体を回転させる駆動力をギヤなどを用いて帯電ローラに伝達して回転させる駆動回転方式とがある。

【0006】

周速度の差を画質に影響のない範囲内に抑えるための先行技術として、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１には、感光体を回転させる駆動力の伝達にワンウェイクラッチを用い、感光体に対する帯電ローラの周速度が所定の値以上低下した場合にのみ駆動力を帯電ローラに伝達することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１７－９７００２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

駆動回転方式による場合は、感光体が安定に回転しているときには、すなわち回転駆動源が定速回転しているときには、帯電ローラの角速度は、実質的に一定に保たれる。このため、帯電ローラの外径の経時変化または回転軸の振れなどの不定の要因により、感光体の周速度に対して帯電ローラの周速度が微妙にずれることがある。これに対して、従動回転方式による場合は、感光体に対して周速度が一致するよう帯電ローラの角速度が自在に変化するので、駆動回転方式による場合と比べて、不定の要因に起因する周速度のずれは生じにくい。

【0009】

しかし、従動回転方式による場合において、帯電ローラの表層が周方向に不均一に摩耗し、帯電ローラの寿命が短くなるという問題があった。摩耗により表面粗さが低下すると、その部分では放電が起こりにくくなる。

【0010】

特に、印刷の生産性の高い画像形成装置（高速機）において、低速機と比べて摩耗が顕著であった。高速機は、最初の１枚の印刷が完了するまでの時間（ファーストプリントアウトタイム）を短縮するために、感光体の回転を急速に立ち上げる。

【0011】

また、一般のオフィスのように所定印刷枚数当りのジョブ数が比較的に多い環境で画像形成装置が使用される場合には、印刷会社のように所定印刷枚数当りのジョブ数が比較的に少ない環境で使用される場合よりも、帯電ローラの寿命が短いという問題があった。

【0012】

なお、上に述べた特許文献１の技術のようにワンウェイクラッチを用いる場合には、ワンウェイクラッチの連結／開放動作により、静電潜像の形成中に帯電ローラの周速度が乱れて画質が低下するおそれがある。つまり、画質の低下を防ぐには、帯電ローラの周速度の微妙な変化に機敏に応答する高性能のワンウェイクラッチが必要であった。加えて、ワンウェイクラッチが連結状態であるときに、帯電ローラの偏心により、帯電ローラの周速度が感光体の周速度よりも速くなることがあり、そのことが画質の低下に原因になるおそれがある。

【0013】

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、像担持体を帯電させる帯電部材の表層の摩耗を低減して帯電部材の寿命を延ばすことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一形態に係る画像形成装置は、回転する像担持体に潜像を形成する画像形成装置であって、前記像担持体に当接して回転しながら当該像担持体を帯電させる帯電部材と、前記帯電部材を回転駆動する回転駆動部と、所定の温度よりも低くかつ所定の湿度よりも低い低温低湿時でもなく前記帯電部材の耐用期間の末期でもない通常時は、前記像担持体が回転を開始するときに回転駆動を開始し、前記通常時でない非通常時は、前記通常時よりも回転駆動を早く開始するよう、前記回転駆動部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記像担持体が回転し始めてから定速回転するまでの始動時に前記帯電部材を回転駆動し、かつ少なくとも前記潜像を形成する期間にわたって回転駆動を停止するよう、前記回転駆動部を制御する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によると、像担持体を帯電させる帯電部材の表層の摩耗を低減して帯電部材の寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を示す図である。

【図2】画像形成装置における帯電ローラの駆動に関わる要部の構成を示す図である。

【図3】感光体ローラを駆動する回転駆動部におけるギヤ群の構成を模式的に示す図である。

【図4】帯電ローラを回転駆動するタイミングの例を示す図である。

【図5】帯電ローラの回転の立上りにおける周速度の推移を示す図である。

【図6】感光体ローラおよび帯電ローラを駆動する回転駆動部の構成の他の例を示す図である。

【図7】帯電ローラを回転駆動するタイミングの他の例を示す図である。

【図8】本発明の一実施形態の評価の結果を表形式で示す図である。

【図9】評価に用いた回転駆動機構の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１には本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の構成の概要が、図２には画像形成装置１における帯電ローラ５の駆動に関わる要部の構成が、それぞれ示されている。

【0018】

図１に示される画像形成装置１は、タンデム型のプリンタエンジン２を備える電子写真方式のカラープリンタである。画像形成装置１は、ネットワークを介して外部のホスト装置から入力されるジョブに応じて、カラーまたはモノクロの画像を形成する。画像形成装置１は、その動作を制御する制御回路１００を有している。

【0019】

プリンタエンジン２は、４個のイメージングユニット３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋ、プリントヘッド６、および中間転写ベルト１０を有する。イメージングユニット３ｙ～３ｋは、それぞれ感光体ローラ４、帯電ローラ５、現像器７、クリーナ８、および清掃ローラ９などを有している。

【0020】

プリントヘッド６は、イメージングユニット３ｙ～３ｋのそれぞれに対してパターン露光を行うためのレーザビームを射出する。

【0021】

中間転写ベルト１０は、トナー像の一次転写における被転写部材である。中間転写ベルト１０は、一対のローラ１０Ａ，１０Ｂ間に巻回されて回転する。中間転写ベルト１０の内側には、イメージングユニット３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋごとに一次転写ローラ１１が配置されている。一次転写ローラ１１は、感光体ローラ４に転写電圧を印加するための転写部材である。

【0022】

感光体ローラ４は、トナー像を担持する像担持体であり、潜像を形成するための筒状の感光体を有する。感光体ローラ４は、感光体ドラムということもある。感光体ローラ４は、一方向に回転するよう駆動される。

【0023】

帯電ローラ５は、接触式の帯電部材であり、感光体ローラ４に当接して回転しながら感光体ローラ４の周面を帯電させる。感光体ローラ４の周面のうちの一様に帯電した部分に対して画像データに基づいてパターン露光を行うことにより、印刷するべき画像の潜像を形成することができる。

【0024】

なお、パターン露光、すなわち潜像の形成に際しては、プリントヘッド６において、感光体ローラ４の回転軸方向にレーザビームを偏向する主走査、および感光体ローラ４を定速回転させる副走査が行われる。

【0025】

現像器７は、感光体の周面にトナーを付着させて潜像をトナー像として可視化する。現像器７は、例えばトナーをキャリアと混合して撹拌することにより帯電させる。そして、帯電したトナーを感光体ローラ４と近接する現像位置へ供給する。

【0026】

クリーナ８は、トナー像の一次転写が終わった後の感光体ローラ４の周面から残留トナーおよび電荷を除去する。その方式は、例えばブレードクリーニング方式である。

【0027】

清掃ローラ９は、帯電ローラ５を清掃する清掃部材である。清掃ローラ９は、帯電ローラ５に当接して回転しながら帯電ローラ５の周面からトナーその他の異物を除去する。

【0028】

カラー印刷モードにおいて、イメージングユニット３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫ（ブラック）の４色のトナー像を並行して形成する。４色のトナー像は、回転中の中間転写ベルト１０に順次に一次転写される。最初にＹのトナー像が転写され、それに重なるようＭのトナー像、Ｃのトナー像、およびＫのトナー像が順次に転写される。

【0029】

一次転写されたトナー像は、二次転写ローラ１６と対向するとき、下方の給紙カセット１２から取り出されてタイミングローラ１５を経て搬送されてきたシート（記録用紙）Ｐに二次転写される。そして、二次転写の後、定着器１７の内部を通って上部の排紙トレイ１９へ送り出される。定着器１７を通過するとき、加熱および加圧によってトナー像がシートＰに定着する。

【0030】

感光体ローラ４、帯電ローラ５、および清掃ローラ９のそれぞれの構造、材質、および寸法などは、従来から知られているものと同様であってもよい。

【0031】

図２において、画像形成装置１は、感光体ローラ４と帯電ローラ４と清掃ローラ９とを回転駆動する回転駆動部２０、回転駆動部２０を制御するエンジン制御部１０２、および電子写真プロセスに必要な高圧電力を出力する高圧電源回路５０などを有している。

【0032】

なお、図示を省略したが、実際には、回転駆動部２０は、イメージングユニット３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋに対して１個ずつ設けられている。つまり、画像形成装置１は、互いに同様に構成された計４個の回転駆動部２０を有している。エンジン制御部１０２は、これら４個の回転駆動部２０を制御する。なお、その制御の内容は、各回転駆動部２０に対応するイメージングユニット（つまりトナー像の色）に応じた時間のずれはあるが、基本的には４個の回転駆動部２０について共通である。

【0033】

図２に示すように、回転駆動部２０は、感光体ローラ４を回転駆動するためのモータ２１、モータ２１の回転駆動力を帯電ローラ４および清掃ローラ９に伝達するギヤ群２３、および帯電ローラ４および清掃ローラ９への回転駆動力の伝達を断つためのクラッチ２５を有する。クラッチ２５は、回転駆動力を伝達する連結状態と伝達を断つ解放状態とを電気信号により切替えることができるものである。クラッチ２５として電磁クラッチを用いることができる。

【0034】

エンジン制御部１０２は、上位制御部１０１からの指令または通知に基づくタイミングで、モータ制御信号Ｓ２１、クラッチ制御信号Ｓ２５、帯電制御信号Ｓ５、除電制御信号Ｓ８、転写バイアス制御信号Ｓ１１、および印字データ信号Ｓ６などを出力する。

【0035】

モータ制御信号Ｓ２１は、モータ２１のオンオフ（回転／停止）を指令する信号であり、モータ２１の駆動回路２１０に入力される。

【0036】

クラッチ制御信号Ｓ２５は、クラッチ２５の連結／開放の切替えを指令する信号であり、クラッチ２５の駆動回路２５０に入力される。

【0037】

帯電制御信号Ｓ５は、感光体ローラ４の帯電が可能なように帯電ローラ５をバイアスするための電圧Ｖ１０を、帯電ローラ５に印加するかどうかのオンオフを指令する信号であり、高圧電源回路５０に入力される。

【0038】

除電制御信号Ｓ８は、感光体ローラ４の除電が可能なようにクリーナ８をバイアスするための電圧を、クリーナ８に印加するかどうかのオンオフを指令する信号であり、高圧電源回路５０に入力される。

【0039】

転写バイアス制御信号Ｓ１１は、一次転写が可能なように一次転写ローラ１１をバイアスするための電圧Ｖ１１を、一次転写ローラ１１に印加するかどうかのオンオフを指令する信号であり、高圧電源回路５０に入力される。

【0040】

印字データ信号Ｓ６は、潜像の形成に際してパターン露光のためのレーザ発光制御の基となる信号であり、プリントヘッド６に入力される。

【0041】

これらの信号の他にも、現像器７、定着器１７、中間転写ベルト１０の駆動部、およびシートＰの搬送に関わる駆動部などに対する各種の制御信号が、エンジン制御部１０２から各制御対象に出力される。

【0042】

上位制御部１０１は、ジョブの入力の受付けてジョブの実行を決定し、ジョブの進行を管理する。上位制御部１０１は、入力されたジョブに含まれる画像データに基づいてパターン露光用の印字データを生成し、生成した印字データをエンジン制御部１０２に転送する。この印字データが印字データ信号Ｓ６としてプリントヘッド６に入力される。

【0043】

上位制御部１０１、エンジン制御部１０２、および後に述べる判定部１０３は、制御回路１００の機能的構成要素として、複数または単一のプロセッサを含むハードウェア構成により、および制御プログラムがプロセッサによって実行されることにより実現される。

【0044】

さて、画像形成装置１は、帯電むらに起因する画質の低下を防ぎかつ帯電ローラ５の摩耗を低減する機能を有している。以下、この機能を中心に画像形成装置１の構成および動作を説明する。

【0045】

図３には感光体ローラ４を駆動する回転駆動部２０におけるギヤ群２３の構成が模式的に示されている。図３では、感光体ローラ４、帯電ローラ５、および清掃ローラ９の長手方向の一端側の一部が描かれている。

【0046】

回転駆動部２０において、ギヤ群２３は、複数のギヤ３１，３２，３４，３５およびアイドラギヤ（中継ギヤ）３３から構成される。ギヤ３１，３２，３４，３５は、モータ２１のシャフト、感光体ローラ４のシャフト、帯電ローラ５のシャフト、および清掃ローラ９のシャストに、それぞれ例えば嵌入により同心に固定されている。

【0047】

ギヤ３１に、ギヤ３２とアイドラギヤ３３とが噛み合い、ギヤ３２によりモータ２１の回転駆動力が感光体ローラ４に伝達される。

【0048】

ギヤ３４は、アイドラギヤ３３およびギヤ３５と噛み合う。アイドラギヤ３３とギヤ３４とを介して帯電ローラ５に回転駆動力が伝達され、アイドラギヤ３３とギヤ３４とギヤ３５とを介して清掃ローラ９に回転駆動力が伝達される。

【0049】

帯電ローラ５が感光体ローラ４に当接し、この帯電ローラ５に清掃ローラ９が当接するので、これらの３つのローラ４，５，９の周速度がほぼ一致するように、ギヤ３１，３２，３４，３５およびアイドラギヤ３３の互いのギヤ比が選定されている。その際に、各ローラ４，５，９の周速度の算出には、各ローラ４，５，９の外径の設計値または新品状態における実測値が用いられる。

【0050】

クラッチ２５は、帯電ローラ５への回転駆動力の伝達と清掃ローラ９への回転駆動力の伝達とを実質的に同時に開始させ、かつ実質的に同時に終了させる連結／開放動作を行うよう構成されている。

【0051】

クラッチ２５が解放状態であるとき、モータ２１が回転しても、ギヤ３４，３５は空回りする。モータ２１により感光体ローラ４が回転するとき、帯電ローラ５は感光体ローラ４に従動して回転する。また、清掃ローラ９は、帯電ローラ５に従動して回転する。

【0052】

図４には帯電ローラ５を回転駆動するタイミングの例が示されている。図４の例では、複数のページを有するドキュメントを印刷する場合のように、潜像の形成を適切な間隔Ｔｗを設けて連続的に複数回行う場合が想定されている。ただし、潜像の形成を１回のみ行うジョブの場合にも次に述べるように帯電ローラ５の回転駆動が行われる。

【0053】

画像形成装置１がジョブの入力を待つ待機状態であるとき、電子写真プロセスに関わる感光体ローラ４およびその周辺のデバイスは停止している。ジョブが入力されたときに、これらのデバイスを印刷が可能な状態にする手順は、例えば次の通りである。

【0054】

除電制御信号Ｓ８をオンにしてクリーナ８による除電を開始する（ｔ０）。続いて、モータ制御信号Ｓ２１をオンにして感光体ローラ４を回転させる（ｔ１）。回転角速度が基準の周速度（プロセス速度Ｖｐｒｏ）に対応する値に達し、モータ２１の定速制御により感光体ローラ４の回転が安定すると（ｔ２）、帯電制御信号Ｓ５をオンにして感光体ローラ４に対する電荷の付与（帯電プロセス）を開始する。このとき、現像器７およびプリントヘッド６内のポリゴンモータもオンする。

【0055】

なお、以下において、感光体ローラ４が回転し始めてから安定に定速回転するまでの期間（ｔ１～ｔ２）を「回転立上り期間Ｔｓ」と記すことがある。回転立上り期間Ｔｓは、始動時の例である。

【0056】

感光体ローラ４の周面における帯電領域は、感光体ローラ４の回転に伴って回転方向に拡がる。帯電領域が一次転写位置まで拡がるころに、すなわち帯電を開始したタイミングｔ２よりも後のタイミングｔ３において、転写バイアス制御信号Ｓ１１をオンにして転写電圧の印加を開始する。これにより、潜像の形成およびトナー像の一次転写の準備が完了する。

【0057】

その後のタイミングｔ４において、プリントヘッド６への印字データ信号Ｓ６の入力が開始され、潜像の形成が始まる。潜像の形成は、印刷する画像の副走査方向の寸法に応じた長さの期間Ｔｅ（ｔ４からｔ５まで）にわたって行われる。１回目の潜像の形成が終わってから所定の待ち期間Ｔｗが経過すると（ｔ６）、２回目の潜像の形成が開始される。以降も同様に、ジョブに応じた回数だけ潜像が形成される。各回の潜像の形成と並行して現像および一次転写が行われる。

【0058】

感光体ローラ４は、潜像を形成する期間Ｔｅおよび待ち期間Ｔｗを含めて、少なくともジョブにおける最後の一次転写が完了するまで回転駆動される。

【0059】

さて、このように回転駆動される感光体ローラ４に当接する帯電ローラ５については、感光体ローラ４に対して周速度のずれが無いよう回転させるのが望ましい。

【0060】

そこで、エンジン制御部２１は、感光体ローラ４が回転し始めてから定速回転するまでの始動時に帯電ローラ５を回転駆動し、かつ少なくとも潜像を形成する期間Ｔｅにわたって回転駆動を停止するよう回転駆動部２０を制御する。

【0061】

すなわち、図４の例においては、モータ制御信号Ｓ２１のオンにより感光体ローラ４が回転を開始するときに（ｔ１）、クラッチ制御信号Ｓ２５をオンにしてクラッチ２５を連結状態とし、それにより帯電ローラ５の回転駆動を開始させる。そして、回転立上り期間Ｔｓが終わるタイミングｔ２の以後でありかつ潜像の形成が開始されるタイミングｔ４の以前である所定のタイミングｔｃにおいて、クラッチ制御信号Ｓ２５をオフにしてクラッチ２５を解放状態とし、それにより帯電ローラ５の回転駆動を停止させる。つまり、帯電ローラ４の回転を駆動回転から従動回転に切り替える。

【0062】

図４の例において回転駆動を停止させるタイミングｔｃは、転写電圧の印加を開始するタイミングｔ３に選定されている。これにより、転写バイアス制御信号Ｓ１１のオンを契機としてクラッチ制御信号Ｓ２５をオフにすればよいので、クラッチ２５の制御のために新たにタイマを追加する必要がなく、クラッチ２５を用いることに伴う制御の負担の増加を抑えることができる。

【0063】

図５には帯電ローラ５の回転の立上りにおける周速度Ｖの推移が示されている。詳しくは、図５（Ａ）には、図４の通り感光体ローラ４が回転を開始するときに帯電ローラ５を回転駆動した場合における感光体ローラ４、帯電ローラ５、および清掃ローラ９の周速度Ｖの推移が示されている。図５（Ｂ）には、帯電ローラ５を回転駆動することなく従動回転のみさせる構成（図９（Ｅ）参照）を採用した場合における感光体ローラ４、帯電ローラ５、および清掃ローラ９の周速度Ｖの推移が示されている。

【0064】

また、図５（Ａ）および（Ｂ）は、３つのローラ４，５，９が回転する様子を高速度カメラで撮影し、撮影像に基づいて複数の時点における各ローラの回転角度位置を調べ、回転角度位置の変化量から周速度Ｖを求めてグラフ化したものである。

【0065】

図５（Ｂ）においては、周速度Ｖが基準の周速度Ｖｐｒｏまで増大するときに、感光体ローラ４の回転に対して帯電ローラ５の回転が明らかに遅れ、さらに清掃ローラ９の回転が明らかに遅れている。例えば回転の開始タイミングｔ１から一定時間が経過したタイミングｔｂにおいて、感光体ローラ４と帯電ローラ５との間に周速度の差ΔＶ２が発生している。

【0066】

これに対して、図５（Ａ）においては、３つのローラ４，５，９の周速度Ｖの推移に図５（Ｂ）のような大きな差異がない。すなわち、３つのローラ４，５，９の互いに大きく遅れることなく回転している。例えばタイミングｔｂにおける感光体ローラ４と帯電ローラ５との間の周速度の差ΔＶ１は、図５（Ｂ）における差ΔＶ２よりも小さい。

【0067】

図５（Ａ）と図５（Ｂ）とを見比べると、感光体ローラ４が回転を開始するときの帯電ローラ５の回転を従動回転ではなく駆動回転とすることにより、ローラ間の周速度Ｖのずれが低減されることが分かる。

【0068】

図６には感光体ドラム４および帯電ローラ５を駆動する回転駆動部２０の構成の他の例が示されている。

【0069】

図６に示す回転駆動部２０ｂは、感光体ローラ４と帯電ローラ５とを個別に回転駆動することが可能に構成されている。

【0070】

すなわち、回転駆動部２０ｂは、感光体ローラ４を回転駆動する第１のモータ２１、帯電ローラ５を回転駆動するための第２のモータ２２、およびギヤ群２３ｂを有している。ギヤ群２３ｂは、第１のモータ２１の回転駆動力を感光体ローラ４に伝達するギヤ３１，３２、および第２のモータ２２の回転駆動力を帯電ローラ４と清掃ローラ９とに伝達するギヤ３４，３５，３６から構成される。ギヤ３４，３５，３６は、帯電ローラ５のシャフト、清掃ローラ９のシャスト、および第２のモータ２２のシャフトに、それぞれ同心に固定されている。ギヤ３４は、ギヤ３５，３６と噛み合う。

【0071】

図７には帯電ローラ５を回転駆動するタイミングの他の例が示されている。図６に示した回転駆動部２０ｂの構成を採用する場合には、エンジン制御部１０２は、クラッチ制御信号Ｓ２５に代えて、モータ制御信号Ｓ２２を出力する。このモータ制御信号Ｓ２２は、第２のモータ２２のオンオフ（回転／停止）を指令する信号であり、第２のモータ２２の駆動回路に入力される。

【0072】

図７の例と上に述べた図４の例との差異は、帯電ローラ５の回転駆動を開始するタイミングである。図４の例ではタイミングｔ１に帯電ローラ５の回転駆動を開始する。これに対して、図７の例では、タイミングｔ１より以前のタイミングｔａでモータ制御信号Ｓ２２をオンにして帯電ローラ５の回転駆動を開始する。すなわち、エンジン制御部１０２は、第２のモータ２２をオンした後に第１のモータ２１をオンする。

【0073】

タイミングｔａとタイミングｔ１との時間差は、帯電ローラ５が回り出した直後に感光体ローラ５が回り出すように選定するのが好ましい。

【0074】

このように感光体ローラ５の回転駆動を開始する直前に帯電ローラ５の回転駆動を開始することにより、帯電ローラ５が停止している状態で感光体ローラ５が回り出すという帯電ローラ５が局部的に摩耗しやすい状況をより確実に防ぐことができる。

【0075】

図７の例において、帯電ローラ５の回転駆動を開始するタイミングｔａは、感光体ローラ５の除電を開始するタイミングｔ０に選定されている。これにより、除電制御信号Ｓ８のオンを契機としてモータ制御信号Ｓ２２をオンにすればよいので、第２のモータ２２を用いることに伴う制御の負担の増加を抑えることができる。

【0076】

また、タイミングｔａを、画像形成装置１の環境条件と帯電ローラ５の耐久条件とのうちの少なくとも一方に基づいて調整してもよい。例えば、標準とするＮＮ環境（温度：２０℃、湿度５０％）と比べて低温低湿である場合、または耐用期間（寿命）の末期である場合などのように帯電ローラ５のスリップが起きやすい場合には、タイミングｔａを僅かに早める。タイミングｔａを調整する場合には、判別部１０３（図２参照）において、判別部タイミングｔａの調整の要否および調整量を環境情報Ｄ１および耐久情報Ｄ２に基づいて判定する。環境情報Ｄ１は、センサにより測定された温湿度などの環境条件を示し、耐久情報Ｄ２は、画像形成装置１の管理情報の一部としてカウントされて記憶されている累積印刷枚数または累積使用時間などの耐久条件を示す。耐久条件には、ユーザによる画像形成装置１の使い方が帯電ローラ５が摩耗しやすい使い方であるか否かの目安となる所定印刷枚数当りのジョブ数を含めることができる。

【0077】

さらに、判別部１０３において、環境条件と耐久条件とのうちの少なくとも一方に基づいて、回転駆動部２０，２０ｂによる帯電ローラ５の回転駆動が必要か否かを判定してもよい。つまり、感光体ローラ４が回転を開始するときに帯電ローラを従動回転させた場合にスリップが起こりやすい状況であるか否かを判定する。その場合にエンジン制御部１０２は、回転駆動が必要との判定結果Ｓ１０３が通知された場合にのみ、帯電ローラ５を回転駆動するよう回転駆動部２０，２０ｂを制御する。

【0078】

ここで、帯電ローラ５の材質について述べる。帯電ローラ５は、金属製のシャフト、シャフトを含む芯金部材を覆う弾性体層、および弾性体層を覆う表層（表面層）から構成される。

【0079】

帯電ローラ５の表層を形成する材料としては、ディッピングなどによる製膜性が良好であるという観点から樹脂材料が好適である。例えば、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、またはポリビニルアセタール樹脂が非粘着性に優れており、トナーの付着を防止する観点から好ましい。また、一般に、樹脂材料は、絶縁性を呈するので、樹脂材料単体で表層を形成した場合には、帯電部材として必要な電気的な特性が得られない。そこで、樹脂材料に対して金属酸化物またはカーボンブラックなどの導電剤を分散させることによって、表層の抵抗値を調整する。なお、表層と弾性体層との接着性を向上させるため、樹脂材料にイソシアネートなどの反応性硬化剤を分散させてもよい。

【0080】

表層の膜厚は５～３０μｍ程度が好ましい。また、帯電ローラ５としての表面粗さは、帯電の均一性の観点から、ＪＩＳ＿Ｂ０６０１：２００１に規定される十点平均粗さＲｚｊｉｓにおいて１０μｍ以下であることが好ましい。

【実施例】

【0081】

図８には本発明の一実施形態の評価の結果が表形式で示されている。図９には評価に用いた回転駆動部の構成が示されている。

【0082】

帯電ローラ５の表面層の摩耗量を実験機を用いた耐久評価により確認した。実験機として、コニカミノルタ社製の複合機「ｂｉｚｈｕｂ Ｃ６５８」の改造機を用意した。改造箇所は帯電ユニットであり、帯電ローラ４および清掃ローラ９の一方または両方に回転駆動用のギヤを取り付けることができるように改造した。
□実施例１、２および比較例１、２、３に適用した回転駆動部の構成は図９に示す通りである。

【0083】

実施例１に適用した構成は、図９（Ａ）に示される。この構成は、図３に示した構成である。

【0084】

実施例２に適用した構成は、図９（Ｂ）に示される。この構成は、図９（Ａ）の構成からギヤ３５を省き、清掃ローラ９の回転を従動回転のみとするものである。

【0085】

比較例１に適用した構成は、図９（Ｃ）に示される。この構成は、図９（Ｂ）の構成からクラッチ２５を省き、帯電ローラ５の回転を駆動回転のみとするものである。

【0086】

比較例２に適用した構成は、図９（Ｄ）に示される。この構成は、ギヤ３２とは別に感光体ローラ４と一体に回転するギヤ３７を設けるとともに、帯電ローラ５のシャフトにギヤ３４をギヤ３１ではなくギヤ３７と常に噛み合うよう配置したものである。帯電ローラ５には、回転駆動力がギヤ３１、ギヤ３２、ギヤ３７、およびギヤ３４を順に介して伝達される。

【0087】

比較例３に適用した構成は、図９（Ｅ）に示される。この構成は、図９（Ｃ）の構成からギヤ３４を省いたものであり、従来の一般的な構成に相当する。帯電ローラ５および清掃ローラ９の両方とも、回転が従動回転のみとなる。

【0088】

耐久評価として、ハーフトーンチャートを１枚のシートのみに印刷する片面プリントジョブを５万回実行させた後に、帯電ローラ５の表層の膜厚を測定した。測定には、帯電ローラ５を加工して断面サンプルを作成し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により表面層の残存量を測定する方法を用いた。

【0089】

また、画像評価として、５万枚目のシートに印刷されたハーフトーン画像を目視により評価した。

【0090】

耐久評価および画像評価の結果が図８に示されている。図８に記載していない条件は次の通りである。
〔評価環境〕
ＮＮ環境：２０℃、５０％ＲＨ
〔帯電ローラの寸法〕
表層の初期の膜厚：８μｍ
弾性体層の厚み：２ｍｍ
シャフト径：φ８
〔表面層の膜厚残量〕
帯電ローラ５から長手方向３箇所、周方向２箇所の計６箇所の断面サンプルをウルトラミクロトーム（ライカ社製ＥＭ－ＵＣ６）により作成する。その後、走査型電子顕微鏡（日本電子製ＪＳＭ－６０６０）により１０００倍に拡大して観察し、膜厚残量を確認する。そして、６箇所における膜厚残量の平均値を表層の膜厚残量として判定する。判定の基準は以下の通りである。
◎： ３μｍ以上
○： １μｍ以上３μｍ未満
△： ０．５μｍ以上１μｍ未満
×： ０．５μｍ未満
（◎、○を良好とし、△、×を不良（ＮＧ）とする）
〔画像ノイズ評価〕
ハーフトーン画像を目視にて判断する。判断する画像ノイズは２種類あり、１つは白点ノイズであり、もう１つはピッチむらノイズである。白点ノイズとは、約０．５ｍｍ以下のドット状の色抜けである。また、ピッチむらノイズとは、ハーフトーン画像における画像出力方向で発生する１ｍｍ以下の濃度ムラである。評価基準は以下の通りである。
○： 画像ノイズなし
△： 白点ノイズあり（５個未満）、ピッチむらノイズなし
×： 白点ノイズ発生（５個以上）、またはピッチむらノイズあり
（○を良好とし、△、×を不良（ＮＧ）とする）
なお、画像ノイズ評価における「×」は、ハーフトーンチャートではない一般的な画像を印刷した場合にも目視で認識可能なノイズが発生するレベルの不良を表わす。

【0091】

図８に示される通り、回転立上げ期間Ｔｓに帯電ローラ５を駆動回転させ、潜像を形成する期間Ｔｅに従動回転させる実施例１、２においては、表面層の膜厚残量および画像ノイズは共に良好である。

【0092】

これに対して、比較例１～３においては、表面層の膜厚残量および画像ノイズは共に不良である。比較例１、２については、潜像形成時を含めて常に帯電ローラ５を駆動回転させることから、偏心などの不定の要因による周速度のずれが白ノイズの発生を招き、このずれによる表層の摩耗が積み重なって膜厚残量が少なくなったと考えられる。加えて、比較例２については、感光体ローラ４と帯電ローラ５とを直接にギア接続することから比較例２と比べて摩耗は抑えられるが、ギヤ３４，３７のギヤピッチむらがピッチむらノイズとして現れやすいと考えられる。比較例３については、回転立上げ期間Ｔｓに周速度の大きな差が生じ、そのために表層の摩耗が進むと考えられる。

【0093】

以上の実施形態によると、感光体ローラ４が回転し始めてから定速回転するまでの始動時における感光体ローラ４とそれを帯電させる帯電ローラ５との間の周速度のずれを従来よりも小さくすることができる。これにより、帯電ローラ５の表層の摩耗を低減して帯電ローラ５の寿命を延ばすことができる。

【0094】

上に述べた実施形態において、クラッチ制御信号Ｓ２５およびモータ制御信号Ｓ２２のそれぞれのオンオフのタイミングは、例示に限らない。例えば、クラッチ制御信号Ｓ２５をオフするタイミングｔｃは、必ずしも転写バイアス制御信号Ｓ１１をオンするタイミングｔ３である必要はなく、タイミングｔ３の前でも後でもよい。また、モータ制御信号Ｓ２２をオンするタイミングｔａは、除電制御信号Ｓ５をオンするタイミングｔ０である必要はない。

【0095】

感光体とその周囲デバイスとを含む電子写真方式の作像部の構成は、タンデム型に限らない。例えば中間転写ベルト１０を介さずに感光体からシート９へ直接にトナー像を転写するものでもよい。プリントヘッド６、現像器７、およびクリーナ８などの方式および構造に制約はなく、公知の技術を適宜組み合わせてこれらに適用することができる。感光体ローラ４に代えて感光体ドラムと呼ばれる大径の回転体を像担持体とする構成でもよい。帯電ローラ４の清掃手段として清掃ローラ９以外の手段を用いてもよい。帯電ローラ４の構成、材質、および寸法などは、例示のものに限らない。感光体ローラ４に対する帯電ローラ５の押圧力、両ローラの間における回転軸どうしの配置関係（平行または非平行）についても公知の技術を適用することができる。

【0096】

画像形成装置１は、モノクロプリンタ、複写機、ファクシミリ機、またはプリンタの機能を有するＭＦＰ（Multi-functional Peripheral ：多機能機または複合機）であってもよい。

【0097】

その他、画像形成装置１の全体または各部の構成、処理の内容、順序、またはタイミングなどは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0098】

１ 画像形成装置
４ 感光体ローラ（像担持体）
５ 帯電ローラ（帯電部材）
７ 現像器
９ 清掃ローラ（清掃部材）
１０ 中間転写ベルト（被転写部材）
１１ 一次転写ローラ（転写部材）
２０，２０ｂ 回転駆動部
２１ モータ（第１のモータ）
２２ モータ（第２のモータ）
２３，２３ｂ ギヤ群
２５ クラッチ（電磁クラッチ）
３５ ギヤ（回転駆動力を清掃部材に伝達するギヤ）
Ｄ１ 環境情報（環境条件）
Ｄ２ 耐久情報（耐久条件）
１０２ エンジン制御部（制御部）
１０３ 判定部
ｔｃ タイミング（所定のタイミング）
Ｔｅ 期間（潜像を形成する期間）
Ｔｓ 立上げ期間（始動時）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】