(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に感光層が形成された像担持体と、
該像担持体の表面に接触若しくは非接触状態で直流バイアスを含む帯電バイアスを印加することで前記像担持体表面を帯電させる帯電部材と、
前記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置と、
前記像担持体表面に所定の圧力で圧接されるとともに前記像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニングブレードと、を備え、
非画像形成時に前記像担持体を回転させると共に、前記クリーニングブレードにより前記像担持体表面から水分を除去する第１水分除去工程と、前記現像装置内のトナーを前記像担持体が１回転する時間以上前記像担持体側に搬送し、搬送されたトナーに前記像担持体表面の水分を吸着させてトナーと共に除去する第２水分除去工程と、前記帯電部材に直流バイアスを印加して前記帯電部材及び前記像担持体表面の水分を除去する第３水分除去工程と、をこの順に行う水分除去モードを実行可能としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記水分除去モード実行時の前記像担持体の回転速度は、画像形成時における前記像担持体の回転速度よりも速い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】
前記第３水分除去工程の実行時に前記帯電部材に印加される直流バイアスは、画像形成時に前記帯電部材に印加される直流バイアスの１／２以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第３水分除去工程の実行時に前記帯電部材に印加する直流バイアスを段階的に高く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】
複数の前記像担持体と、前記各像担持体上に形成されたトナー像が順次積層される中間転写体とを備え、前記第３水分除去工程の実行時に前記中間転写体にバイアスを印加することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像形成装置内部および外部の温度を検知する温度検知手段と、
画像形成装置外部の湿度を検知する湿度検知手段と、
該温度検知手段及び湿度検知手段により検知された温度及び湿度に応じて、前記水分除去モードを実行するか否かを判断する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５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、感光体ドラムを用いた画像形成装置に関し、特に感光体ドラム表面の水分の除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤（以下、トナーという）が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像装置内のトナーによって可視化し、そのトナー像を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。このような画像形成装置においては、感光体表面を帯電させる装置として、例えば細いワイヤー等を電極として、高電圧を印加されることで放電するコロナ放電装置と、導電性の芯材の周囲に導電性ゴム、高抵抗被覆層などを設けた帯電ローラに代表される帯電部材を、感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置とが広く利用されてきた。
【０００３】
コロナ放電装置は高電圧を必要とする上、ワイヤーからの放電により発生するオゾン、ＮＯｘやＳＯｘ等の放電生成物が帯電装置のシールドやグリッド表面に付着する。一方、接触式の帯電装置は、低電圧で動作可能でありオゾンの発生が少ないという長所がある。
【０００４】
しかし、接触帯電方式では感光体表面の帯電工程が表面近傍での放電により行われるため、感光層がピンホールと呼ばれる局所的な絶縁破壊（リーク）を起こしやすい。このピンホールは画像上で色点や色筋となって現れ、画像品質上の大きな問題となる。特に、高温高湿環境や結露環境において、画像形成装置の電源投入時やスリープ（省電力）モードからの復帰時に、感光層上や帯電ローラ上の水分の影響によってリークが発生し易くなる。また、中間転写方式の画像形成装置においては、中間転写ベルト上の水分が感光体に回り込むことによってリークが発生することがある。
【０００５】
また、感光体にリークが発生しないまでも、感光体ドラム表面の放電生成物が水分を吸収し、感光体ドラムの表面抵抗が低下することによる像流れが発生する。従って、高湿環境下での感光体ドラム及びその周辺部材の水分を除去することが必要となる。
【０００６】
そこで、特許文献１には、現像装置内の劣化トナーを感光体ドラム上に排出し、摺擦部材で摺擦しながら除去することにより、感光体ドラム表面の水分及び放電生成物を除去する画像形成装置が開示されている。また、感光体ドラム上に排出された現像剤中のトナー濃度が所定値よりも低く、感光体ドラム上の放電生成物を除去するために必要十分な研磨剤量がない場合であっても、感光体ドラムの回転速度を画像形成時よりも速くすることにより放電生成物を十分に除去して像流れを防止できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２８６４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方法では、感光体ドラム上の放電生成物は除去できるものの、特に接触帯電方式の場合、画像形成装置の電源投入時や省電力モード（スリープ状態）からの復帰時に帯電ローラや中間転写ベルト上の水分を効果的に除去できないという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、高温高湿環境、或いは結露環境において印字動作の開始前に感光体ドラム及び周辺部材の水分を十分に除去できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、表面に感光層が形成された像担持体と、該像担持体の表面に接触若しくは非接触状態で直流バイアスを含む帯電バイアスを印加することで前記像担持体表面を帯電させる帯電部材と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置と、前記像担持体表面に所定の圧力で圧接されるとともに前記像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニングブレードと、を備え、非画像形成時に前記像担持体を回転させると共に、前記クリーニングブレードにより前記像担持体表面から水分を除去する第１水分除去工程と、前記現像装置内のトナーを前記像担持体側に搬送し、搬送されたトナーに前記像担持体表面の水分を吸着させてトナーと共に除去する第２水分除去工程と、前記帯電部材に直流バイアスを印加して前記帯電部材及び前記像担持体表面の水分を除去する第３水分除去工程と、をこの順に行う水分除去モードを実行可能とした画像形成装置である。
【００１１】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記水分除去モード実行時の前記像担持体の回転速度は、画像形成時における前記像担持体の回転速度よりも速いことを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記第３水分除去工程の実行時に前記帯電部材に印加される直流バイアスは、画像形成時に前記帯電部材に印加される直流バイアスの１／２以下であることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記第３水分除去工程の実行時に前記帯電部材に印加する直流バイアスを段階的に高くすることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、複数の前記像担持体と、前記各像担持体上に形成されたトナー像が順次積層される中間転写体とを備え、前記第３水分除去工程の実行時に前記中間転写体にバイアスを印加することを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、画像形成装置内部および外部の温度を検知する温度検知手段と、画像形成装置外部の湿度を検知する湿度検知手段と、該温度検知手段及び湿度検知手段により検知された温度及び湿度に応じて、前記水分除去モードを実行するか否かを判断する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の構成によれば、第１水分除去工程において像担持体表面の大粒の水滴がクリーニングブレードによって除去され、第２水分除去工程において像担持体表面の微小な水滴がトナーと共に除去され、第３水分除去工程において像担持体表面の極く僅かな水分が完全に除去される。従って、像担持体表面の水分を短時間で段階的に、且つ完全に除去することができ、長期間に亘ってリークの発生や色点、色筋、像流れ等の画像不良を効果的に防止することができる。
【００１７】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、水分除去モード実行時の像担持体の回転速度を画像形成時における像担持体の回転速度よりも速くすることにより、水分除去モードの実行時間を短縮することができる。
【００１８】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、第３水分除去工程の実行時に帯電部材に印加される直流バイアスを、画像形成時に帯電部材に印加される直流バイアスの１／２以下とすることにより、第３水分除去工程におけるリークの発生を防止しつつ、像担持体及び帯電部材の水分を効果的に除去することができる。
【００１９】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、第３水分除去工程の実行時に帯電部材に印加する直流バイアスを段階的に高くすることにより、第３水分除去工程におけるリークの発生をより確実に防止することができる。
【００２０】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、複数の像担持体と、各像担持体上に形成されたトナー像が順次積層される中間転写体とを備え、第３水分除去工程の実行時に中間転写体にバイアスを印加することにより、像担持体及び帯電部材の水分と共に、中間転写体表面の水分も同時に除去することができる。
【００２１】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の画像形成装置において、画像形成装置内部および外部の温度を検知する温度検知手段と、画像形成装置外部の湿度を検知する湿度検知手段と、該温度検知手段及び湿度検知手段により検知された温度及び湿度に応じて水分除去モードを実行するか否かを判断する制御手段と、を備えることにより、高温高湿環境や結露環境を検知して水分除去モードが自動的に実行される。従って、ユーザ自身が水分除去モードを設定する必要がなくなり、モード設定ミスや設定忘れ、或いは不要な水分除去モードの実行を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図
【図２】図１における画像形成部Ｐａ周辺の部分拡大図
【図３】本発明の画像形成装置の制御経路を示すブロック図
【図４】本発明の画像形成装置における水分除去モードの制御例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。カラープリンタ１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００２４】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、ここではアルミドラムの外周面に有機感光層（ＯＰＣ）が形成されたＯＰＣ感光体が用いられている。さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラ９の作用によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄとしては、例えば感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００２５】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。
【００２６】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された有機感光層（ＯＰＣ）を有する感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング装置５ａ〜５ｄが設けられている。
【００２７】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラを備え、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２８】
そして、一次転写ローラ６ａ〜６ｄにより一次転写ローラ６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置５ａ〜５ｄにより除去される。
【００２９】
中間転写ベルト８は、従動ローラ１０、駆動ローラ１１を含む複数の懸架ローラに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）において転写紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００３０】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００３１】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐの一部を一旦排出ローラ１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラ１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラ対１２ｂに再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００３２】
図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図である。なお、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図２の反時計回り）に沿って帯電装置２ａ、現像装置３ａ、クリーニング装置５ａ、及び除電ランプ２０が配設され、中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラ６ａが配置されている。
【００３３】
帯電装置２ａは、感光体ドラム１ａに接触してドラム表面に帯電バイアス（ＤＣ電圧）を印加する帯電ローラ２１と、帯電ローラ２１をクリーニングするための帯電クリーニングローラ２３とを有している。本発明においては、発生するオゾン量を少なくし、且つ帯電バイアス電源４２（図３参照）のコストを低減するために、直流電圧のみからなる帯電バイアスを帯電ローラ２１に印加しているが、直流バイアスに交流バイアスを重畳したバイアス印加する方式であっても良い。
【００３４】
現像装置３ａは、２本の攪拌搬送スクリュー２５と、磁気ローラ２７と、現像ローラ２９とを有する二成分現像式であり、磁気ローラ２７表面に起立する磁気ブラシを用いて現像ローラ２９にトナー薄層を形成し、現像ローラ２９にトナーと同極性（正）の現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを飛翔させる。
【００３５】
クリーニング装置５ａは、クリーニングブレード３１及び回収スクリュー３３を有している。
【００３６】
感光体ドラム１ａ表面の、中間転写ベルト８との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード３１が感光体ドラム１ａに当接した状態で固定されている。クリーニングブレード３１としては、例えばＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴム製のブレードが用いられ、その当接点において感光体接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。なお、クリーニングブレード３１の材質及び硬度、寸法、感光体ドラム１ａへの食い込み量及び圧接力等は、感光体ドラム１ａの仕様に応じて適宜設定される。クリーニングブレード３１によって感光体ドラム１ａ表面から除去された残留トナーは、回収スクリュー３３の回転に伴ってクリーニング装置５ａの外部に排出される。
【００３７】
クリーニング装置５ａと帯電装置２ａの間には除電ランプ２０が配置されている。除電ランプ２０は、感光体ドラム１ａ表面に光照射することによりドラム表面の残留電荷を除去する。
【００３８】
本発明の画像形成装置は、記録媒体への非転写時、例えば、画像形成装置を電源オフ状態やスリープ（省電力）モードから印字開始状態まで立ち上げる際に、クリーニングブレード３１により感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面から水分を除去する工程（第１水分除去工程）と、現像装置３ａ〜３ｄ内の現像ローラ２９上のトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ側に搬送し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ側へ搬送されたトナーに感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の水分を吸着させ、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の水分をトナーと共に除去する工程（第２水分除去工程）と、帯電ローラ２１に電圧を印加して帯電ローラ２１及び感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の水分を除去する工程（第３水分除去工程）を順次行う水分除去モードを実行可能に構成されている。以下、水分除去モード中の各工程について詳細に説明する。
【００３９】
（第１水分除去工程）
第１水分除去工程は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに圧接されたクリーニングブレード３１により感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の水分を物理的に掻き取るものであり、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面に水分が結露している場合に有効である。この第１水分除去工程は、少なくとも感光体ドラム１ａ〜１ｄが１周する時間以上継続して行われる。
【００４０】
（第２水分除去工程）
第２水分除去工程は、現像装置３ａ〜３ｄ内のトナーを現像ローラ２９から感光体ドラム１側に供給し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の水分や汚染物質をトナーに吸着させた後、クリーニングブレード３１で除去するものである。第２水分除去工程におけるトナーの供給は、少なくとも感光体ドラム１ａ〜１ｄが１周する時間以上継続して行われる。
【００４１】
第２水分除去工程においては、単位面積当たりのトナー供給量（以下、単にトナー供給量という）を制限することにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給されるトナー層が薄層となるため、供給されたトナー全てを感光体表面の水分除去に使用でき、水分除去効率が向上するとともにトナー供給量も必要最小限に抑えることができる。
【００４２】
通常、画像形成時における感光体ドラム１ａ〜１ｄへのトナーの供給は、帯電装置２により一様に帯電された感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面全体を露光ユニット４により露光し、現像ローラ２９にトナーと同極性（正）の現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを飛翔させる通常の画像形成プロセスによって行う。しかし、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の水分を十分に除去する前に正規の（画像形成時の）バイアス値を印加して感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電することは危険であるため、上記の方法は望ましくない。また、この方法では単位面積当たりのトナー供給量が多くなり、トナー層を薄層にすることが困難である。
【００４３】
そこで、帯電装置２による帯電を行わず、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位が０Ｖ（グランド）付近の状態で現像ローラ２９に現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを供給する方法を用いることが好ましい。このとき現像ローラ２９に印加される現像バイアスは、トナーがドラム表面に向かって飛翔を開始するバイアス値よりも若干高い値（約３０〜５０Ｖ）に設定される。
【００４４】
（第３水分除去工程）
第３水分除去工程は、帯電装置２の帯電ローラ２１に直流バイアスを印加しながら感光体ドラム１を回転させる（帯電エージング）ことで感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面を帯電させ、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の水分を蒸発により除去するとともに、帯電ローラ２１表面に付着した水分も除去するものである。
【００４５】
帯電ローラ２１に印加する直流バイアスは、画像形成時に印加される帯電バイアスの半分以下のバイアス値で印加される。例えば画像形成時に印加される直流バイアス値が１．４ｋＶである場合、第３水分除去工程において印加される直流バイアス値は７００Ｖ程度となる。
【００４６】
また、画像形成時の半分以下の直流バイアス値であっても、一度に目標とするバイアス値を印加すると、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面に水分が残存していた場合に絶縁破壊が発生するおそれがある。そこで、目標値よりも低い所定の直流バイアス（例えば４００Ｖ）を印加したときの電流値が一定の電流値以下であることを確認してから直流バイアスを次のレベル（例えば５５０Ｖ）に上げ、直流バイアス値を目標値（例えば７００Ｖ）まで段階的に高くするフィードバック制御を行うことが好ましい。
【００４７】
さらに、第３水分除去工程の実行中に一次転写ローラ６ａ〜６ｄから中間転写ベルト８にバイアスを印加しておくことで、感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト８との間に放電が発生し、中間転写ベルト８表面の水分も除去することができる。
【００４８】
なお、仮に第３水分除去工程を第１、第２分除去工程の前に実行すると、感光体ドラム１上に多くの水分が残存しているため、感光体ドラム１ａ〜１ｄの感光層が絶縁破壊を起こしてしまう。第１〜第３水分除去工程をこの順に実行することにより、先ず第１水分除去工程において感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の大粒の水滴がクリーニングブレード９によって除去される。次に、第２水分除去工程において感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の微小な水滴がトナーと共に除去される。最後に、第３水分除去工程において感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の極く僅かな水分が完全に除去される。
【００４９】
つまり、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の水分を短時間で段階的に、且つ完全に除去することができ、長期間に亘ってリークの発生や像流れを効果的に防止する有効な水分除去システムとなる。なお、各工程の実行時間は、使用する感光層の構成や装置の使用環境、感光体ドラムａ〜１ｄの使用開始時からの経過時間等に応じて適宜設定される。
【００５０】
また、水分除去モード実行時に感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度を速くすることで、第１水分除去工程においてはクリーニングブレード３１による単位時間当たりの水分除去面積が広くなる。また、第２水分除去工程においては単位時間当たりのトナー付着面積が広くなる。さらに第３水分除去工程においては帯電ローラ２１による単位時間当たりの帯電面積が広くなる。従って、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の水分除去に要する時間、即ち水分除去モードの実行時間を短縮することができる。
【００５１】
次に、本発明の画像形成装置の制御経路について説明する。図３は、本発明の画像形成装置に用いられる制御手段の一実施形態を説明するためのブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御手段９０自体は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御手段９０のうち、本発明の実施に必要となる部分について重点的に説明する。
【００５２】
制御手段９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き自在の記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンタ９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部５０からの入力信号を受信したりする複数のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。また、制御手段９０は、装置本体１内部の任意の場所に配置可能である。
【００５３】
ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ＲＯＭ９２（或いはＲＡＭ９３）には、機内温度及び機外湿度と水分除去モードの実行の要否とを関連づけて記憶した環境補正テーブル（後述）が備えられている。カウンタ９５は、印刷枚数をカウントする。なお、カウンタ９５を別途設けなくても、例えばＲＡＭ９３で印刷枚数を記憶するようにしてもよい。
【００５４】
また、制御手段９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や、入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。本実施形態における制御手段９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、露光ユニット４、一次転写ローラ６ａ〜６ｄ、定着部７、二次転写ローラ９、画像入力部４０、バイアス制御回路４１、操作部５０等が挙げられる。なお、本実施形態における水分除去モードの制御内容は後述する。
【００５５】
画像入力部４０は、パーソナルコンピュータ等からカラープリンタ１００に送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部４０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。
【００５６】
バイアス制御回路４１は、帯電バイアス電源４２、現像バイアス電源４３、及び転写バイアス電源４４と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させるものであり、これらの各電源はバイアス制御回路４１からの制御信号によって、帯電バイアス電源４２は帯電装置２ａ〜２ｄ内の帯電ローラ２１に、現像バイアス電源４３は現像装置３ａ〜３ｄ内の磁気ローラ２７及び現像ローラ２９に、転写バイアス電源４４は一次転写ローラ６ａ〜６ｄ及び二次転写ローラ９に、それぞれ所定のバイアスを印加する。
【００５７】
操作部５０には、液晶表示部５１、各種の状態を示すＬＥＤ５２が設けられており、プリンタ１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。プリンタ１００の各種設定はパソコンのプリンタドライバから行われる。
【００５８】
その他、操作部５０には、画像形成を開始するようにユーザが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。
【００５９】
機内温度センサ９７ａは、装置内部の温度、特に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面若しくは周辺の温度を検知するものであり、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの近傍に配置される。機外温度センサ９７ｂは、装置外部の温度を検知するものであり、機外湿度センサ９８は、装置外部の湿度を検知するものである。機外温度センサ９７ｂ、機外湿度センサ９８は、例えば発熱部分の影響を受けにくい図１の用紙カセット１６側方の吸気ダクト（図示せず）近辺に設置されるが、装置外部の温度或いは湿度を正確に検出可能な他の場所に設置することもできる。
【００６０】
機内温度センサ９７ａ、機外温度センサ９７ｂは、装置内部および外部の温度を所定の時間毎に常に検出している。機外湿度センサ９８は、装置外部の湿度を所定の時間毎に常に検出している。また、機内湿度は、機外と機内の絶対水分量（温度により決まる）が同じものであると見なした上で、機内温度から算出される。操作部５０からＣＰＵ９１に画像出力が指示されると、機内温度センサ９７ａ、機外温度センサ９７ｂにより検出された装置内外の温度、及び機外湿度センサ９８により検知された装置外部の湿度がＩ／Ｆ９６を介してＣＰＵ９１に送出され、装置内外の温度及び装置外部の湿度を用いて環境補正テーブルにより水分除去モードの実行の要否を選定してＣＰＵ９１に出力する。
【００６１】
これにより、水分除去モードを実行するか否かを機内温度センサ９７ａ、機外温度センサ９７ｂ、及び機外湿度センサ９８の検知結果に基づいて決定することができるため、機外温度と機内温度の温度差が大きく、且つ機外湿度が一定以上である結露の発生し易い条件下においては水分除去モードを実行して像流れの発生を防止しつつ、結露の発生しない条件では不要な水分除去モードの実行を抑制することができる。また、結露の発生し易い条件からは外れるが、機外の温湿度が共に高い高温高湿条件下においても機内湿度が高くなるため、水分除去モードを実行してドラム表面のリークや像流れの発生を防止することができる。なお、水分除去モードの制御はなるべく実行直前の検出温度及び湿度を用いて行うことが好ましいが、他のタイミングで検出した温湿度を用いて制御を行ってもよい。また、所定の回数温湿度の検出を行い、各検出値の平均値を用いることもできる。
【００６２】
また、水分除去モード実行時には周囲環境に応じて最適な実行時間を設定し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の水分を除去するのに必要最低限の時間だけ水分除去モードを継続することにより、画像形成効率を最大限に高めることができる。本発明に用いられる環境補正テーブルの一例を表１及び表２に示す。
【００６３】
【表１】
0005452509.tif 000002
【００６４】
【表２】
0005452509.tif 000003
【００６５】
表１は、高温高湿条件における水分除去モードの実行の要否を選定するためのテーブルである。表１において、環境補正テーブルの各行には機外温度Ｔが２０℃から４５℃まで５℃間隔で割り当てられ、各列には機外湿度Ｈが８％から８８％まで８％間隔で割り当てられている。機外温度Ｔ、機外湿度Ｈ、及び機内温度センサ９７ａにより検知された機内温度から機内湿度が算出され、装置の使用環境が予測されるため、検知された機外温度Ｔ及び機外湿度Ｈに対応する行及び列の交差する位置のフラグが選定される。フラグは行及び列の交差する位置に０（実行不要）または１（実行要）のいずれかが割り当てられている。例えば、機内温度が２０℃を超える場合は結露が発生するおそれはないが、機外温度Ｔが３０℃を超え、且つ機外湿度Ｈが８０％を超える高温高湿環境下では感光体ドラム表面の水分除去が必要となる。従って、８０＜Ｈ≦８８の行と３０＜Ｔの列とが交差する位置にはフラグ１が設定され、水分除去モードが実行される。一方、機外湿度Ｈが８０％以下の場合は水分除去モードの実行は不要であるためフラグは０に設定されている。
【００６６】
表２は、結露の発生し易い条件における水分除去モード実行の要否を選定するためのテーブルである。表２において、環境補正テーブルの各行には機外温度が機内温度よりも高いときの機外温度Ｔと機内温度との温度差ｔが０℃から１６℃まで２℃間隔で割り当てられ、各列には機外湿度Ｈが８％から８８％まで８％間隔で割り当てられている。機内温度が２０℃以下の場合、機外温度Ｔと機内温度との温度差ｔが４℃を超えており、且つ機外湿度Ｈが６４％を超えている場合は結露が発生するおそれがあるため、感光体ドラム表面の水分除去が必要となる。従って、４＜ｔの行と６４＜Ｈの列とが交差する位置にはフラグ１が設定され、水分除去モードが実行される。
【００６７】
また、水分除去モードの実行の要否のみでなく、機外温度Ｔと機外湿度Ｈ、或いは温度差ｔと機外湿度Ｈに応じた最適な水分除去モード中の各工程の実行時間を設定しておくことで、水分除去モードの継続時間が必要最小限となり、ユーザの待ち時間を短縮するとともに画像形成効率を高く維持することができる。水分除去モードの実行時間を設定した環境補正テーブルについては図示を省略する。
【００６８】
次に、本実施形態の画像形成装置の動作について説明する。図４は、本発明の画像形成装置の画像出力動作を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図３を参照しながら、図４のステップに従い画像形成装置の電源投入時における水分除去モードの制御について説明する
【００６９】
画像形成装置１００に電源が投入されると（ステップＳ１）、先ず、機内温度センサ９７ａ、機外温度センサ９７ｂ、及び機外湿度センサ９８により検出された機内温度、機外温度及び機外湿度データがＣＰＵ９１に送信される（ステップＳ２）。一方、ＣＰＵ９１から定着部７に制御信号が送信され、定着ローラの昇温も同時に開始する。
【００７０】
次いで、送信された温湿度データに基づいて水分除去モードを実行するか否かが判断される（ステップＳ３）。この判断は、環境補正テーブル（表１、表２参照）によりフラグが０であるか１であるかで決定される。水分除去モードを実行する場合は、感光体ドラム１ａ〜１ｄを印字時よりも高速（例えば２倍速）で回転させながら（ステップＳ４）、第１水分除去工程が実行され（ステップＳ５）、所定時間経過後に第２水分除去工程が実行され（ステップＳ６）、さらに所定時間経過後に第３水分除去工程が実行される（ステップＳ７）。第１〜第３水分除去工程の実行時間はタイマ−９５により計測される。
【００７１】
第１〜第３水分除去工程が終了した後、感光体ドラム１ａ〜１ｄを停止し（ステップＳ８）、水分除去モードを終了する。その後、定着部７が所定温度まで昇温したか否かが判断され（ステップＳ９）、昇温が終了している場合はスリープ（省電力）モードに移行する（ステップＳ１０）。また、ステップＳ３でフラグが０、即ち水分除去モードを実行しない場合は、定着温度の上昇（ステップＳ９）を待ってスリープモードに移行する（ステップＳ１０）。
【００７２】
上記の制御を行うことにより、高温高湿環境下及び結露環境下における画像形成装置１００の電源投入時に感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面、及び帯電ローラ２１表面の水分を短時間で完全に除去することができ、感光層表面のリークに起因する色点や色筋の発生、像流れ等を効果的に防止することができる。なお、図４では電源投入時の水分除去モード制御について説明したが、スリープモードからの復帰時にも同様の制御を行うことで、スリープモードからの復帰直後に安定した画像出力を行うことができる。
【００７３】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、感光体ドラム１ａ〜１ｄとしてＯＰＣ感光体を用いた例について説明したが、アモルファスシリコン感光体を用いた場合についても全く同様に説明される。また、上記実施形態においては、機内温度及び機外湿度に対応した環境補正テーブルを用いて水分除去モードを制御しているが、機外湿度センサ９８に代えて装置内部の湿度を検知する機内湿度センサを設け、機内温度及び機内湿度に対応した環境補正テーブルを用いて水分除去モードを制御することも可能である。
【００７４】
また、本発明は図１に示したようなカラープリンタに限られるものではなく、タンデム式やロータリー方式のカラー複写機及びプリンタ、モノクロ複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、感光体ドラムを備えた種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明する。
【実施例】
【００７５】
本発明の画像形成装置において実行される水分除去モードの感光体ドラムの周速と実行時間及び水分除去効果との関係について評価した。評価方法としては、図１に示したようなタンデム型のカラープリンタ（京セラミタ社製ＦＳ−Ｃ５３００ＤＮ改造機）を用い、高湿度条件下（３５℃、８０％）で感光体ドラム１ａ〜１ｄの周速を変化させて水分除去モードを実行したときの、水分除去に必要な第１〜第３水分除去工程の所要時間、及び水分除去モードの総継続時間を比較した。
【００７６】
また、水分除去モードの総継続時間を９０秒に固定して感光体ドラム１ａ〜１ｄの周速を変化させたときのリーク及び画像不良の発生を調査した。リークの発生は感光体ドラム−帯電ローラ間に流れる電流値により検知し、リークが発生しなかった場合を○、リークが発生した場合を×とした。画像不良の発生は実際にテスト画像を印字したときの色点や色筋の発生、像流れを目視により観察し、実用上問題のないレベルを○、画像不良がやや気になるレベルを△、画像不良が顕著に発生するレベルを×とした。結果を表３及び表４に示す。
【００７７】
【表３】
0005452509.tif 000004
【００７８】
【表４】
0005452509.tif 000005
【００７９】
表３から明らかなように、感光体ドラムの周速が印字時の１．５倍、２倍と速くなるにつれて第１〜第３水分除去工程に必要な時間は短くなり、水分除去モードのトータルの継続時間も１２６秒から１．５倍速で１００秒、２倍速で８７秒に短縮された。
【００８０】
また、表４から明らかなように、水分除去モードのトータルの継続時間を９０秒に固定した場合、感光体ドラムを印字時の周速で回転させたときは高温高湿環境、結露環境のいずれにおいてもリーク及び画像不良が発生した。これに対し、感光体ドラムの周速を印字時の１．２倍にしたときは高温高湿環境、結露環境のいずれにおいても画像不良は発生したもののリークは発生せず、印字時の１．３倍にしたときは結露環境において若干の画像不良が発生しただけであった。さらに、印字時の１．５倍、２倍にしたときはリーク及び画像不良のいずれも発生しなかった。
【００８１】
この結果より、第１〜第３水分除去工程をこの順に実行する本発明の水分除去モードを行う際に感光体ドラムの周速を印字時よりも速くすることで、水分除去モードの総実行時間を大幅に短縮できることが確認された。これは、各工程における単位時間当たりの感光体ドラム表面の処理面積（水分除去面積）が広くなるためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、像担持体として感光体ドラムを用いた画像形成装置における感光体ドラム表面の水分の除去に利用可能であり、クリーニングブレードにより像担持体表面から水分を除去する第１水分除去工程と、現像装置内のトナーを像担持体側に搬送し、搬送されたトナーに像担持体表面の水分を吸着させてトナーと共に除去する第２水分除去工程と、帯電部材に直流バイアスを印加して帯電部材及び像担持体表面の水分を除去する第３水分除去工程と、をこの順に行う水分除去モードを実行可能としたものである。
【００８３】
本発明の利用により、像担持体表面の水分を短時間で段階的に、且つ完全に除去することができ、長期間に亘ってリークの発生や色点、色筋、像流れ等の画像不良を効果的に防止可能な画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１ａ〜１ｄ      感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ      帯電装置
３ａ〜３ｄ      現像装置
５ａ〜５ｄ      クリーニング装置
４              露光ユニット
２１            帯電ローラ（帯電部材）
２９            現像ローラ
３１            クリーニングブレード
９０            制御部（制御手段）
９７ａ          機内温度センサ（温度検知手段）
９７ｂ          機外温度センサ（温度検知手段）
９８            機外湿度センサ（湿度検知手段）
１００          画像形成装置
【図１】
0005452509.tif 000006
【図２】
0005452509.tif 000007
【図３】
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【図４】
0005452509.tif 000009