(57)【要約】【課題】  ＯＰＣ感光体ドラムとコロナ帯電器を有した画像形成装置における、感光体ドラム感光層の摩耗に起因する表面電位低下を、簡単な構成で補償できる画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法を提供することが課題である。【解決手段】  コロナ帯電器の両端部に支持体を設けて感光体ドラムに接触させ、コロナ帯電器におけるコロナワイヤと感光体ドラム間の距離を規制させると共に、支持体を、少なくともその一部が感光体ドラムの使用頻度に応じて摩耗し、コロナワイヤと感光体ドラム間距離を減少させるような材料で構成し、摩耗で生じる前記コロナワイヤと感光体ドラム間距離の減少で前記感光体ドラムへの帯電量を増加させ、前記感光体ドラム表面電位低下を補償するようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式でトナー画像を形成する感光体ドラムと、該感光体ドラムを帯電させるコロナ帯電器とを有する画像形成装置における前記感光体ドラム表面の摩耗に起因する表面電位低下を補償する補償方法であって、
前記コロナ帯電器は、その両端部に設けた支持体を前記感光体ドラムに接触させて前記コロナ帯電器におけるコロナワイヤと感光体ドラム間の距離を規制させると共に、前記支持体の少なくとも一部を、感光体ドラムの使用頻度に応じて摩耗して前記コロナワイヤと感光体ドラムとの間の距離を減少させる材料で構成したことを特徴とする画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法。
【請求項２】
前記感光体ドラム表面電位低下の補償は、前記支持体の少なくとも一部における摩耗で生じる前記コロナワイヤと感光体ドラム間距離の減少で、前記感光体ドラムへの帯電量を増加させておこなうことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法。
【請求項３】
前記コロナ帯電器における支持体を、前記コロナ帯電器に設けられて前記感光体ドラムに接触して回転するコロと、該コロを保持すると共にコロの軸に接して摩耗する部位を有するホルダーとで構成したことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法。
【請求項４】
前記感光体ドラムの両端部に感光体の無い部位を設けて該部位に前記支持体を接触させ、前記感光体ドラムにおける感光体の無い部位の表面粗さにより、前記支持体を摩耗させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法に係り、特に、感光体の帯電にコロナ帯電器を使用した画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においても、小型化、パーソナル化、低価格化などの要求に伴い、家庭での使用も考慮に入れて、感光体ドラムの帯電電圧を低電圧化することが求められている。そして、感光体ドラムへの帯電が均一におこなわれるよう、例えば特許文献１には、感光体ドラムに対して周方向、高さ方向の両方で位置規制をおこない、コロナワイヤと感光体ドラムが常に一定距離を保てるようにすることが示されている。
【０００３】
しかしながら、感光体としてＯＰＣ（有機感光体）を用いた画像形成装置では、使用枚数が多くなるに従って感光体ドラムにおける感光層の摩耗によって表面電位が低下してゆくが、感光体ドラムの帯電を低電圧でおこなった場合、表面電位の変動に対する余裕があまりなく、表面電位の低下に伴ってカブリなどの不具合が生じる。そのため例えば特許文献２には、感光体ドラムの暗電位と明電位を測定し、その差が一定範囲に入るように主帯電電位を高めることが示されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２５６３８５公報
【特許文献２】特開２００３−２９５５２８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１に示された技術は、感光体ドラムへの帯電を均一におこなわせるため、コロナ帯電器の帯電ワイヤと感光体ドラムを常時一定距離とする方法であり、感光体ドラムの表面電位低下に対処する方法は示されておらず、特許文献２に示された技術は、感光体ドラムの表面電位を測定する手段と、コロナ電圧を発生する高圧回路に補正信号に応じて出力電圧を変化させる手段とを設けねばならず、構成が複雑であると共に、コストアップにつながるという問題がある。
【０００６】
そのため本発明においては、感光体ドラム感光層の摩耗に起因する表面電位低下を、簡単な構成で補償できる画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明における画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法は、
電子写真方式でトナー画像を形成する感光体ドラムと、該感光体ドラムを帯電させるコロナ帯電器とを有する画像形成装置における前記感光体ドラム表面の摩耗に起因する表面電位低下を補償する補償方法であって、
前記コロナ帯電器は、その両端部に設けた支持体を前記感光体ドラムに接触させて前記コロナ帯電器におけるコロナワイヤと感光体ドラム間の距離を規制させると共に、前記支持体の少なくとも一部を、感光体ドラムの使用頻度に応じて摩耗して前記コロナワイヤと感光体ドラムとの間の距離を減少させる材料で構成したことを特徴とする。
また、前記感光体ドラム表面電位低下の補償は、前記支持体の少なくとも一部における摩耗で生じる前記コロナワイヤと感光体ドラム間距離の減少で、前記感光体ドラムへの帯電量を増加させておこなうことを特徴とする。
【０００８】
このようにコロナ帯電器の両端部に設けた支持体を感光体ドラムに接触させ、少なくとも支持体における一部の摩耗でコロナワイヤと感光体ドラム間の距離を減少させることにより、コロナワイヤと感光体ドラムとを近付け、それによって感光体ドラムへの帯電量を増加させる、という方法で感光体ドラムの表面電位低下を補償することで、感光体ドラム表面の摩耗量と表面電位の低下量との関係、及び、コロナ帯電器と感光体ドラム表面の距離と感光体ドラム表面の帯電量との関係を調べ、支持体の少なくとも一部を、感光体ドラムの使用頻度に応じた支持体の摩耗量（すなわちコロナワイヤと感光体ドラム間の距離の減少量）が感光体ドラム表面電位の低下量を補償できる距離となるような材料で構成すればよいから、非常に簡単な構成で感光体ドラム表面電位の低下を補償できる、画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法を提供することができる。
【０００９】
そして前記コロナ帯電器における支持体を、前記コロナ帯電器に設けられて前記感光体ドラムに接触して回転するコロと、該コロを保持すると共にコロの軸に接して摩耗する部位を有するホルダーとで構成したり、前記感光体ドラムの両端部に感光体の無い部位を設けて該部位に前記支持体を接触させ、前記感光体ドラムにおける感光体の無い部位の表面粗さにより、前記支持体を摩耗させるようにすることが本発明の好適な実施例である。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明によれば、感光体ドラム感光層の摩耗に起因する表面電位低下を非常に簡単な構成で補償できる、画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１２】
図１は本発明になる画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法を実施する、感光体ドラムとコロナ帯電器の概略構成の第１実施例を示した図、図２は第１実施例におけるコロナ帯電器の支持体の概略斜視図、図３は本発明における第１実施例を適用した場合と適用しなかった場合の感光体ドラム表面電位の推移を示した表、図４は本発明になる画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法を実施する、感光体ドラムとコロナ帯電器の構成概略の第２実施例を示した図、図５は本発明における第２実施例を適用した場合と適用しなかった場合の感光体ドラム表面電位の推移を示した表、図６は印字枚数と感光体ドラム表面電位の関係を示したグラフ、図７はコロナ帯電器と感光体ドラムとの距離と表面電位との関係を示したグラフ、図８は本発明を適用する画像形成装置の一例の概略構成図である。
【００１３】
最初に図８を用い、本発明を適用する画像形成装置の一例の概略構成を説明すると、回転可能に設けられている感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、帯電手段２、露光装置３、現像手段４、転写手段５、クリーニング装置６及び除電ランプ７が配置されており、所定の紙等の転写シート９が転写手段５と感光体ドラム２との間に搬送され、この転写シート９の表面にトナー画像が転写されるようになっている。また、図８では省略されているが、転写シート９の排出側には、熱ローラ等からなる定着装置が配置されている。 
【００１４】
そして、図示していない制御装置から画像形成指示が来ると、感光体ドラム１の全面が帯電手段２により所定極性に一様に帯電され、露光装置３によって、帯電された感光体ドラム１の表面に所定の画像情報に基づく露光がおこなわれて静電潜像が形成される。そしてこの静電潜像は、現像手段４により現像されてトナー画像が感光体ドラム１の表面に形成され、転写手段５によって転写シート９に転写されて、図示されていない定着装置によって熱及び圧力が加えられ、転写シート９の表面にトナー画像が定着される。
【００１５】
一方、トナー画像を転写シート９に転写した感光体ドラム１は、クリーニング装置６によって表面に付着残存するトナーの除去と、除電ランプ７による光照射によって感光体ドラム１表面に残存する電荷の除去がおこなわれ、これにより、画像形成サイクルの一工程が終了して次の画像形成サイクルが行なわれる。 
【００１６】
このうち、本発明を実施する画像形成装置の感光体ドラム１は、アルミ等の導電性素管上に有機（ＯＰＣ）感光層を形成させた有機単層感光体ドラムであり、また、帯電手段２は、シールドケース内に収容されたコロナワイヤに高圧を印加し、コロナ放電を起こして感光体ドラム１を帯電させるコロトロン帯電器、またはスコロトロン帯電器などのコロナ帯電器である。
【００１７】
そして、本発明の感光体ドラム表面電位低下の補償方法は、コロナ帯電器などの帯電手段２の両端部に感光体ドラム１に接触させる支持体を設け、この支持体によってコロナ帯電器などの帯電手段２におけるコロナワイヤと感光体ドラム１間の距離を規制させると共に、この支持体の少なくとも一部を、感光体ドラム１の使用頻度に応じて摩耗してコロナワイヤと感光体ドラム１間の距離を減少させられる材料で構成し、その距離の減少で感光体ドラム１への帯電量を増加させて感光体ドラム１の表面電位低下を補償するようにしたものである。
【００１８】
すなわち有機感光体（ＯＰＣ）は、前記し、図６に示したように画像形成枚数が多くなるに従って感光層が摩耗してゆき、表面電位が低下してゆく。この図６は画像形成枚数（印字枚数）と、感光体ドラム１の表面電位の関係を示したグラフであり、横軸は印字枚数、縦軸は表面電位である。この図６から明らかなように、初期に４００Ｖであった表面電位は１０万枚の印字により、ほぼ４０Ｖ低下している。
【００１９】
さらに図７は、帯電手段２のグリッドと感光体ドラム１との距離と、感光体ドラム１上の表面電位との関係を調べたグラフであり、横軸は帯電手段２と感光体ドラム１との距離を、縦軸は表面電位を示している。そしてこの図７から明らかなように、帯電手段２と感光体ドラム１との距離が１ｍｍの付近では、距離が０．１ｍｍ変化すると表面電位が約１０Ｖ変化することがわかる。すなわち図６のように、１０万枚印字して表面電位が約４０Ｖ低下した場合、約０．４ｍｍだけ帯電手段２と感光体ドラム１との距離を縮めれば、感光体ドラム１を使い始めた頃と同じ表面電位が得られることになる。
【実施例１】
【００２０】
図１は、このような考え方による感光体ドラム１の表面電位低下の補償方法を実施する、感光体ドラム１と帯電手段２との構成の第１実施例である。この第１実施例では、コロナ帯電器などの帯電手段２におけるシールドケース２０に、図２に斜視図を示したようなコロ２１の軸２２に接する部位２３を有してコロ２１を保持するホルダー２４を取り付け、画像形成装置本体側に設けた押圧バネ２５で帯電手段２を感光体ドラム１方向に押圧し、ホルダー２４のコロ２１を感光体ドラム１に圧接させている。こうすることで帯電手段２におけるコロナワイヤと感光体ドラム１間の距離を一定に保つようにし、また、コロ２１の軸２２に接する部位２３を、コロ２１が感光体ドラム１と接触して回転することで摩耗する部材で構成し、この摩耗によりコロナワイヤと感光体ドラム１との距離を減少させて、感光体ドラム１への帯電量を増加させて表面電位低下を補償するようにしてある。
【００２１】
図３は、この図１、図２に示した第１実施例になる表面電位低下の補償方法を実施する構成を、実際の画像形成装置に適用して表面電位の状態を調べた表で、画像形成装置として京セラ製ＦＳ−１０１０プリンタを使用し、「本発明を適用」は、コロ２１の材料としてポリアセタール、ホルダー２４におけるコロ２１の軸２２に接する部位２３の材料としてポリカーボネートを用い、感光体ドラム１と帯電手段２におけるコロナワイヤとの距離を１ｍｍ、帯電手段２の感光体ドラム１に対する押圧力を５Ｎとし、また、「本発明を適用せず」は、ホルダー２４におけるコロ２１の軸２２に接する部位２３の材料として磨耗量の少ない超高分子ポリエチレンを用い、感光体ドラム１と帯電手段２におけるコロナワイヤとの距離を１ｍｍに保持したままとして、それぞれ１０万枚の印字を繰り返して表面電位の推移とカブリの発生について調査したものである。
【００２２】
この図３の表からわかるとおり、１万枚程度までは大きな差は見られないが、３万枚程度から本発明を適用しなかった方は表面電位の低下が見られ、８万枚でカブリが生じ始めて、１０万枚ではカブリによって画像の品質が損なわれてしまった。それに対して本発明を適用した方は、１０万枚でも表面電位の低下は軽微であり、カブリの発生はなかった。
【実施例２】
【００２３】
図４は、感光体ドラム１の表面電位低下の補償方法を実施する、感光体ドラム１と帯電手段２との構成の第２実施例である。この第２実施例では、感光体ドラム１の感光材料が塗布されている部位４０の両端部に感光材料を塗布していない部位４１を設け、さらに、コロナ帯電器などの帯電手段２におけるシールドケース４２に、この感光体ドラム１における感光材料を塗布していない部位４１に当接し、帯電手段２におけるコロナワイヤと感光体ドラム１間の距離を一定に保つようにする支持部材４３を設け、画像形成装置本体側に設けた押圧バネ４４で帯電手段２を感光体ドラム１方向に押圧するようにしてある。
【００２４】
そして、感光体ドラム１における感光材料を塗布していない部位４１における表面粗さを、Ｒｚ０．２０μｍから１．００μｍの範囲に設定すると共に、この感光材料を塗布していない部位４１に当接する支持部材４３を、この部位４１の表面粗さによって摩耗してゆく材料で構成し、この摩耗により、コロナワイヤと感光体ドラム１との距離を減少させて、感光体ドラム１への帯電量を増加させて表面電位低下を補償するようにしてある。
【００２５】
支持部材４３の材料としては、ポリアセタール系が好ましく、ポリカーボネートやＡＢＳ材料を用いると、摩擦量が多すぎて感光体ドラム１における感光層４０の摩耗による表面電位低下以上に補正が働いてしまい都合が悪い。一方、ＰＢＴや超高分子ポリエチレン等の高摺動性材料を用いると摩擦量が小さすぎ、補償ができない。
【００２６】
図５は、この図４に示した第２実施例の表面電位低下の補償方法を実施する構成を、実際の画像形成装置に適用して表面電位の状態を調べた表である。これは、画像形成装置として京セラ製ＦＳ−１０１０プリンタを使用し、まず「本発明を適用」は、感光体ドラム１における感光材料を塗布していない部位４１における表面粗さをＲｚ０．５５μｍに設定し、支持部材４３を、ポリアセタールＬＡ−５４１を用いて感光体ドラム１と帯電手段２におけるコロナワイヤとの距離を１ｍｍ、帯電手段２の感光体ドラム１に対する押圧力を５Ｎと設定したものである。また、「本発明を適用せず」は、支持部材４３の材料として磨耗量の少ない超高分子ポリエチレンを用い、感光体ドラム１と帯電手段２におけるコロナワイヤとの距離を１ｍｍに保持したままとし、それぞれ１０万枚の印字を繰り返して表面電位の推移とカブリの発生について調査したものである。
【００２７】
この図５の表からわかるとおり、１万枚程度までは大きな差は見られないが、３万枚程度から本発明を適用しなかった方は表面電位の低下が見られ、８万枚でカブリが生じ始めて、１０万枚ではカブリによって画像の品質が損なわれてしまった。それに対して本発明を適用した方は、１０万枚でも表面電位の低下は軽微であり、カブリの発生はなかった。
【００２８】
以上種々述べてきたように本発明によれば、コロナ帯電器の両端部に設けた支持体を感光体ドラムに接触させ、少なくとも支持体における一部の摩耗でコロナワイヤと感光体ドラム間の距離を減少させることで感光体ドラムへの帯電量を増加させる、という方法で感光体ドラムの表面電位低下を補償し、感光体ドラム表面の摩耗量と表面電位の低下量との関係、及び、コロナ帯電器と感光体ドラム表面の距離と感光体ドラム表面の帯電量との関係を調べ、支持体の摩耗量（すなわちコロナワイヤと感光体ドラム間の距離の減少量）が感光体ドラム表面電位の低下量を補償できる距離となるような材料で支持体の少なくとも一部を構成すればよいから、非常に簡単な構成で感光体ドラム表面電位の低下を補償できる、画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によれば、非常に簡単な構成で感光体ドラム感光層の摩耗に起因する表面電位低下を補償でき、カブリの生じない画像を形成できる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明になる画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法を実施する、感光体ドラムとコロナ帯電器の概略構成の第１実施例を示した図である。
【図２】第１実施例におけるコロナ帯電器の支持体の概略斜視図である。
【図３】本発明における第１実施例を適用した場合と適用しなかった場合の感光体ドラム表面電位の推移を示した表である。
【図４】本発明になる画像形成装置における感光体ドラム表面電位低下の補償方法を実施する、感光体ドラムとコロナ帯電器の構成概略の第２実施例を示した図である。
【図５】本発明における第２実施例を適用した場合と適用しなかった場合の感光体ドラム表面電位の推移を示した表である。
【図６】印字枚数と感光体ドラム表面電位の関係を示したグラフである。
【図７】コロナ帯電器と感光体ドラムとの距離と表面電位との関係を示したグラフである。
【図８】本発明を適用する画像形成装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  感光体ドラム
２  帯電手段
３  露光装置
４  現像手段
５  転写手段
６  クリーニング装置
７  除電ランプ
９  転写シート
２０  シールドケース
２１  コロ
２２  軸
２３  軸に接する部位
２４  ホルダー
２５  押圧バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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