(57)【要約】【課題】  本発明は、像担持体上の放電生成物を除去し、クリーニングブレードの振動に起因して発生する異音を抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  転写ローラ４により感光ドラム１１の表面を画像形成時とは逆極性で帯電した状態でクリーニングブレード１４により感光ドラム１１の表面に付着した放電生成物を除去した後、現像装置２０により感光ドラム１１の表面上のクリーニングブレード１４との当接部にトナー２２を供給する、振動抑制モードを実行するＣＰＵ１７を有することを特徴とする。【選択図】      図１
2018091985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
前記像担持体に現像剤を供給する供給手段と、
前記像担持体をクリーニングするクリーニング手段と、
前記帯電手段により前記像担持体を画像形成時とは逆極性で帯電した状態で前記クリーニング手段により前記像担持体に付着した放電生成物を除去した後、前記供給手段により前記像担持体の前記クリーニング手段との当接部に現像剤を供給する、振動抑制モードを実行する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像形成装置が設置される湿度を検出する湿度検出手段と、
帯電バイアスが印加された状態で前記像担持体が移動する距離を検出する放電距離検出手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記湿度検出手段により検出された湿度に応じて予め設定された放電量係数と、前記放電距離検出手段により検出された前記像担持体の移動距離とを乗じて放電量を算出し、該放電量が予め設定された閾値に到達したときの前記像担持体の移動距離に応じて前記振動抑制モードを実行する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】
印刷枚数を検出する印刷枚数検出手段を有し、
前記制御手段は、
前記印刷枚数検出手段により検出された印刷枚数に応じて前記放電量係数を変更することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記供給手段は、前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤を供給して現像剤像として現像する現像手段により構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記振動抑制モードを非画像形成時に実行することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記振動抑制モードを画像形成後の後回転動作時に実行することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電手段は、前記像担持体に形成された現像剤像を被転写体に転写する転写手段により構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤は、外添剤を含むトナーにより構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項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、画像形成装置に使用される現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、感光ドラムに対して帯電、露光、現像剤による現像を行い、感光ドラムの表面上に形成されたトナー像を、転写、定着のプロセスにより記録材に記録する。感光ドラムは、画像形成プロセスを経ると、その表面に放電生成物や現像剤の外添剤等が付着し、感光ドラムと当接しているクリーニングブレード等の部材との摩擦力が変化する。
【０００３】
放電生成物の付着量が多くなると摩擦力が上昇し、弾性体で形成されたクリーニングブレードが振動をすることで異音が発生してしまう。異音を抑制する手段としては、特許文献１に記載されているように、クリーニングブレードにトナーを供給することで感光ドラムとクリーニングブレードとの間の摩擦力を下げる方法がある。また、特許文献２に記載されているように、感光ドラムを所定時間回転させることで放電生成物を除去する方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６１４２６号公報
【特許文献２】特開２００１−７５４５４号公報
【発明の概要】
【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では、クリーニングブレードにトナーを多量に供給しても感光ドラムの表面とクリーニングブレードとの間の摩擦力低減効果が十分得られない場合がある。また、特許文献２では、放電生成物の除去力が弱く、放電生成物の除去に長い時間が必要となる場合や放電生成物が十分に除去できない場合があった。
【０００６】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、像担持体上の放電生成物を除去し、クリーニングブレードの振動に起因して発生する異音を抑制することができる画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記像担持体に現像剤を供給する供給手段と、前記像担持体をクリーニングするクリーニング手段と、前記帯電手段により前記像担持体を画像形成時とは逆極性で帯電した状態で前記クリーニング手段により前記像担持体に付着した放電生成物を除去した後、前記供給手段により前記像担持体の前記クリーニング手段との当接部に現像剤を供給する、振動抑制モードを実行する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、像担持体上の放電生成物を除去し、クリーニングブレードの振動に起因して発生する異音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図２】（ａ）は、第１実施形態のプロセスカートリッジの構成を示す断面説明図である。（ｂ）は、第１実施形態のトナーの構成を示す斜視説明図である。
【００１０】
【図３】温度が２３℃、相対湿度が５０％の環境条件において、画像形成装置を用いて５０００枚の記録材に印刷を行い、異音が発生したプロセスカートリッジを４本作製し、異音の変化を示した図である。
【図４】振動抑制モードを行わずに耐久試験を行った場合の異音の発生結果を示す。更に、印刷ジョブが終了した後の後回転動作において感光ドラムの表面を＋５００Ｖに帯電した状態で５秒間回転し、２１０ｍｍ×５ｍｍの黒画像を感光ドラムの表面上に現像したときの異音の発生結果を示した図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図６】絶対湿度と放電量係数とのデータテーブルを示す図である。
【図７】第２実施形態の絶対湿度と放電量係数との関係を示す図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図９】絶対湿度と印刷枚数に応じて設定される放電量係数のデータテーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。但し、以下の各実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置、定める閾値等は、発明が適用される装置構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定するものではない。
【実施例１】
【００１２】
図１〜図４を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。
【００１３】
＜画像形成装置＞
先ず、図１及び図２を用いて画像形成装置１００の構成について説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す断面説明図である。図２（ａ）は、プロセスカートリッジの構成を示す断面説明図である。図２（ｂ）は、トナー２２の構成を示す斜視説明図である。図１に示す画像形成装置１００は、モノクロレーザプリンタの一例である。画像形成装置１００は、画像形成装置１００本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジ１０を備えている。
【００１４】
プロセスカートリッジ１０は、像担持体としての感光ドラム１１と、感光ドラム１１の静電潜像を現像する現像手段を有する現像装置２０と、感光ドラム１１をクリーニングするクリーニング手段を有するクリーニング装置３０と、を備えている。感光ドラム１１は、図２（ａ）の矢印Ａ方向に回転駆動される。
【００１５】
感光ドラム１１の周囲には、図２（ａ）の矢印Ａ方向に回転する感光ドラム１１の表面を一様に帯電する帯電手段となる帯電ローラ１２が設けられている。一様に帯電された感光ドラム１１の表面には、露光手段となる露光装置３から出射される画像情報に応じたレーザ光９が照射される。これにより感光ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。プロセスカートリッジ１０には、感光ドラム１１の表面に照射されるレーザ光９の光路を形成する開口１３が設けられている。
【００１６】
感光ドラム１１（像担持体）の表面に形成された静電潜像に対して現像手段となる現像装置２０に設けられた現像剤担持体となる現像ローラ２３によりトナー２２（現像剤）が供給されてトナー像（現像剤像）として現像される。現像装置２０は、感光ドラム１１（像担持体）の表面にトナー２２（現像剤）を供給する供給手段として構成される。
【００１７】
一方、給送カセット１内に収容された記録材Ｓは、給送ローラ２により繰り出され、図示しない分離手段により一枚ずつ分離して給送される。その後、搬送ローラ６により挟持して搬送された記録材Ｓの先端部が停止したレジストローラ７のニップ部に突き当たり、斜行が補正される。その後、所定のタイミングでレジストローラ７が回転し、該レジストローラ７により挟持して搬送された記録材Ｓは、感光ドラム１１の表面と転写手段となる転写ローラ４とにより形成される転写ニップ部Ｎに搬送される。
【００１８】
図示しない転写バイアス電源から転写ローラ４に転写バイアスが印加されて感光ドラム１１の表面に形成されたトナー像が記録材Ｓに転写される。転写ローラ４は、感光ドラム１１（像担持体）の表面を帯電する帯電手段として構成される。
【００１９】
転写後に感光ドラム１１の表面に残留した転写残トナーは、クリーニング手段となるクリーニングブレード１４により掻き取られてクリーニングされる。転写ニップ部Ｎにおいてトナー像が転写された記録材Ｓは、定着手段となる定着装置５に設けられた定着ローラと加圧ローラとにより挟持搬送される過程において加熱及び加圧されてトナー像が熱溶融して記録材Ｓに熱定着される。その後、排出ローラ８により挟持搬送されて排出トレイ１５上に排出される。
【００２０】
＜画像形成動作＞
次に、画像形成装置１００の画像形成動作について説明する。画像形成装置１００の画像形成動作が開始すると、感光ドラム１１が図２（ａ）の矢印Ａ方向に回転し、帯電ローラ１２は感光ドラム１１の回転に従動して図２（ａ）の矢印Ｂ方向に回転する。帯電ローラ１２には、図示しない帯電バイアス電源から帯電バイアスが印加される。これにより感光ドラム１１の表面は、帯電ローラ１２により−５００Ｖの電位に一様に帯電される。即ち、本実施形態では、画像形成時に帯電ローラ１２（帯電手段）により感光ドラム１１（像担持体）の表面を負極（−５００Ｖの電位）に帯電する。
【００２１】
その後、感光ドラム１１の表面には、図１に示す露光装置３から出射される画像情報に応じたレーザ光９が照射される。感光ドラム１１の表面上でレーザ光９が照射された位置の電位は、−１００Ｖに変化する。これにより感光ドラム１１の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２２】
現像装置２０の現像容器２１に回転可能に支持された現像剤担持体としての現像ローラ２３は、図示しない接離手段により感光ドラム１１の表面に対して接離可能に設けられている。図示しない接離手段により感光ドラム１１の表面から離間していた現像ローラ２３は、感光ドラム１１の回転開始後に感光ドラム１１の表面に当接する方向に移動する。
【００２３】
現像ローラ２３は図２（ａ）の矢印Ｃ方向に回転を始め、現像剤供給部材としての供給ローラ２４は、図２（ａ）の矢印Ｄ方向に回転を始める。現像容器２１内には、現像剤となるトナー２２が収容されており、現像容器２１内に回転可能に支持された供給ローラ２４が図２（ａ）の矢印Ｄ方向に回転することにより現像容器２１内に収容されたトナー２２が現像ローラ２３に供給される。
【００２４】
現像容器２１内に回転可能に支持された現像ローラ２３が図２（ａ）の矢印Ｃ方向に回転することにより層厚規制部材となるトナー規制部材２５により現像ローラ２３の表面上に担持されたトナー２２の層厚が均一に規制される。そして、図示しない現像バイアス電源から現像ローラ２３に現像バイアスが印加されることで現像ローラ２３の表面上に担持されたトナー２２が感光ドラム１１の表面に向けて飛翔して感光ドラム１１の表面に形成された静電潜像がトナー像として現像される。
【００２５】
感光ドラム１１の表面上に形成された静電潜像は、現像装置２０によりトナー像（現像剤像）として現像された後、図示しない転写バイアス電源から転写バイアスが印加された転写ローラ４との電位差により記録材Ｓに転写される。トナー像（現像剤像）が転写された記録材Ｓは、図１に示す定着装置５に搬送されて加熱及び加圧される。
【００２６】
これにより記録材Ｓ上にトナー像（現像剤像）が熱定着される。その後、記録材Ｓは、画像形成装置１００の外部に設けられた排出トレイ１５上に排出される。記録材Ｓに転写されずに感光ドラム１１の表面上に残った転写残トナー（現像剤）は、クリーニングブレード１４により掻き取られて除去される。このような画像形成動作が繰り返されることで、連続的に画像形成が行われる。
【００２７】
＜現像装置＞
次に、図２を用いて現像装置２０の構成について説明する。図２（ａ）に示す現像装置２０は、感光ドラム１１の表面に対向する位置に開口２１ａを有する現像容器２１を備えている。現像容器２１には、現像剤としてのトナー２２が収容されている。現像装置２０は、現像剤担持体としての現像ローラ２３と、現像剤供給部材としての供給ローラ２４とを備えている。現像ローラ２３は、表面にトナー２２を担持しながら感光ドラム１１の表面上に形成された静電潜像にトナー２２を搬送する役割を担っている。
【００２８】
供給ローラ２４は、現像ローラ２３の表面を摺擦する発泡層を有しており、現像ローラ２３に現像容器２１内のトナー２２を供給する役割を担っている。現像装置２０は、現像ローラ２３に供給したトナー２２を規制するトナー規制部材２５も備えている。トナー規制部材２５は、現像容器２１に支持された支持板金２５ｂによりのＳＵＳ（ステンレス）製のブレードとなる薄い板材２５ａが支持されている。
【００２９】
ＳＵＳ（ステンレス）製の板材２５ａの先端部は、２４５１Ｐａ〜３４３２Ｐａ（２５ｇｆ／ｃｍ２〜３５ｇｆ／ｃｍ２）の圧力で現像ローラ２３の表面に当接している。当接の方向は、当接部に対して板材２５ａの自由端側の先端部が現像ローラ２３の回転方向（図２（ａ）の矢印Ｃ方向）上流側に位置するカウンター方向となっている。尚、トナー規制部材２５の材質、形状、当接圧は、これに限るものではない。
【００３０】
＜現像剤＞
本実施形態で使用される現像材としてのトナー２２は、非磁性一成分の重合トナーであり、図２（ｂ）に示すように、表面に外添剤２２ａとして粒径が３０ｎｍの疎水性シリコン（Ｓｉ）を１．５ｗｔ％（重量％）程度外添している。即ち、本実施形態で使用される現像材は、外添剤２２ａを含むトナー２２により構成される。尚、外添剤２２ａの外添量や外添する物質はこれに限るものではない。トナー２２の表面を外添剤２２ａで被膜することで負帯電性能を向上し、且つトナー２２間に微小な間隙を設けることができ、トナー２２の流動性を向上させている。
【００３１】
＜クリーニング装置＞
次に、図２を用いてクリーニング装置３０の構成について説明する。図２（ａ）に示すクリーニング装置３０は、感光ドラム１１の表面に対向する位置に開口１６ａを有するクリーニング枠体１６を備えている。また、クリーニング装置３０は、記録材Ｓに転写されずに感光ドラム１１の表面上に残った転写残トナーを除去するクリーニングブレード１４と、感光ドラム１１の表面を一様に帯電する帯電ローラ１２と、を備えている。
【００３２】
帯電ローラ１２は、クリーニング枠体１６に回転可能に支持されている。一方、クリーニングブレード１４は、クリーニング枠体１６の開口１６ａにおいて感光ドラム１１に当接し、除去した転写残トナーをクリーニング枠体１６に設けられた廃トナー室１６ｂに収容可能となるように、クリーニング枠体１６に固定している。
【００３３】
クリーニングブレード１４は、クリーニング枠体１６に支持された支持板金１４ｂにより、温度が２３℃におけるマイクロゴム硬度計により測定されたＭＤ−１硬度が６０°〜８０°のウレタンゴム１４ａが支持されて一体的に形成されている。
【００３４】
クリーニングブレード１４は、ウレタンゴム１４ａの先端部が６８６４Ｐａ（７０ｇｆ／ｃｍ２）程度の圧力で感光ドラム１１の表面に当接している。クリーニングブレード１４は、転写されずに感光ドラム１１の表面に残った転写残トナーをウレタンゴム１４ａの自由端側の先端部により掻き取る役割がある。
【００３５】
ウレタンゴム１４ａにより掻き取られた転写残トナーは、ウレタンゴム１４ａの自由端側の先端部に滞留し、感光ドラム１１の表面とウレタンゴム１４ａとの間に潤滑性を与え、クリーニング性を安定化する。特に粒径の小さい外添剤２２ａは潤滑効果が高く、感光ドラム１１の表面に付着することで摩擦力を低減し、安定した摺動が行える。
【００３６】
＜振動による異音＞
感光ドラム１１の表面と、クリーニングブレード１４のウレタンゴム１４ａとの間の摩擦力が強くなった場合、ウレタンゴム１４ａが変形に耐え切れなくなり、クリーニングブレード１４の振動が生じる場合がある。クリーニングブレード１４の振動が生じると、その振動がプロセスカートリッジ１０の全体へと伝わり異音を発生する。
【００３７】
感光ドラム１１の表面と、クリーニングブレード１４のウレタンゴム１４ａとの間の摩擦力が強くなってしまう要因の一つとしては、感光ドラム１１の表面に対する放電により生じる放電生成物が挙げられる。感光ドラム１１の表面が帯電しているときに放電が起こると、空気中で窒素酸化物等の放電生成物が発生し、感光ドラム１１の表面に付着する。画像形成を繰り返すことで放電も繰り返し行われることとなり、放電生成物は感光ドラム１１の表面に蓄積されていく。そして、放電生成物の蓄積に伴い、感光ドラム１１の表面と、クリーニングブレード１４のウレタンゴム１４ａとの間の摩擦力が上昇する。
【００３８】
＜振動抑制モード＞
クリーニングブレード１４の振動を抑制するには、感光ドラム１１の表面上の放電生成物を除去した後にクリーニングブレード１４にトナー２２を供給する。従って、本実施形態の振動抑制モードは、放電生成物除去動作と、トナー供給動作とを有して構成される。
【００３９】
＜放電生成物除去動作＞
振動抑制モードの放電生成物除去動作は、感光ドラム１１の表面電位を、画像形成時では、−５００Ｖ（負極性）に帯電していたのに対し、逆極性である＋４８０Ｖ（正極性）に帯電した状態で感光ドラム１１を回転させる。即ち、制御手段となるＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）１７は、転写ローラ４（帯電手段）により感光ドラム１１（像担持体）の表面を画像形成時とは逆極性で帯電する。その状態でクリーニングブレード１４（クリーニング手段）により該感光ドラム１１（像担持体）の表面に付着した放電生成物を除去する。
【００４０】
＜トナー供給動作＞
その直後に、ＣＰＵ１７（制御手段）は、現像装置２０（供給手段）により感光ドラム１１（像担持体）の表面上にトナー２２（現像剤）を飛翔させる。そして、感光ドラム１１を図１の矢印Ａ方向に回転させることによりトナー２２（現像剤）をクリーニングブレード１４（クリーニング手段）との当接部に供給する。
【００４１】
このように、放電生成物除去動作の直後にトナー供給動作を行うことを、振動抑制モードという。放電生成物除去動作時に感光ドラム１１の表面を＋４８０Ｖに帯電するには、転写ローラ４からの放電を用いる。本実施形態において、ＣＰＵ１７（制御手段）により、振動抑制モードを実行する。その際に、感光ドラム１１（像担持体）の表面を画像形成時とは逆極性で帯電する。その帯電手段は、感光ドラム１１（像担持体）の表面上に形成されたトナー像（現像剤像）を被転写体となる記録材Ｓに転写する転写手段となる転写ローラ４を使用する。
【００４２】
尚、振動抑制モードを実行する際に感光ドラム１１（像担持体）の表面を画像形成時とは逆極性で帯電する帯電手段としては、転写ローラ４の代わりに帯電ローラ１２を用いることもできる。帯電ローラ１２は、画像形成時には、感光ドラム１１（像担持体）の表面を一様に帯電する帯電手段として構成される。
【００４３】
次に、図３を用いてクリーニングブレード１４の振動抑制モードの原理について説明する。図３は、温度が２３℃、相対湿度が５０％の環境条件において、画像形成装置１００を用いて５０００枚の記録材Ｓに印刷を行う。その際に、異音が発生したプロセスカートリッジ１０ａ〜１０ｄを４本作製した。そして、クリーニングブレード１４の振動により発生する異音の変化を示す。
【００４４】
＜実験１＞
図３に示す実験１では、５０００枚の記録材Ｓに印刷を行った後の各プロセスカートリッジ１０ａ〜１０ｄにおいて感光ドラム１１の表面を帯電せずに該感光ドラム１１の表面電位が０Ｖのまま該感光ドラム１１を回転させて異音を確認した結果を示す。このとき、各プロセスカートリッジ１０ａ〜１０ｄの全てにおいて異音が発生した。図３に示す「×」は、異音が発生したものである。「△」は、異音が小さくなるものの発生したものである。「○」は、異音が発生しなかったものである。
【００４５】
＜実験２＞
図３に示す実験２では、前記実験１で異音が発生しているときに、画像サイズがＡ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）の全面黒画像を感光ドラム１１の表面上に現像してトナー供給動作を行った後の異音を確認した結果を示す。各プロセスカートリッジ１０ａ〜１０ｄは、いずれも異音が収まることなく発生していた。これは、感光ドラム１１の表面に放電生成物が多く付着しているためトナー供給動作を行っても感光ドラム１１の表面とクリーニングブレード１４との間の摩擦力低減効果が不十分であったと考えられる。
【００４６】
＜実験３＞
図３に示す実験３では、前記実験２の後に、転写ローラ４からの放電により感光ドラム１１の表面を正極性に帯電したときの表面電位を示す。
【００４７】
＜実験４＞
図３に示す実験４では、前記実験３で感光ドラム１１の表面を正極性に帯電させた表面電位を保ったまま、該感光ドラム１１を５分間回転させた後の異音を確認した結果を示す。このとき、発生する異音は、感光ドラム１１の表面電位により異なり、感光ドラム１１の表面電位がプラス側に増加するにつれて発生する異音が抑制された。これは、感光ドラム１１の表面に付着していた放電生成物が画像形成時とは逆の電界を受けながらクリーニングブレード１４と一定時間摺擦されることで効率的に除去できたものと考えられる。
【００４８】
＜実験５＞
図３に示す実験５では、前記実験４に続いて、画像サイズが２１０ｍｍ×３０ｍｍの黒画像を感光ドラム１１の表面上に現像してトナー供給動作を行った後の異音を確認した結果を示す。前記実験３において感光ドラム１１の表面電位をプラス側に帯電させていた各プロセスカートリッジ１０ｂ〜１０ｄのみ異音が消失し、感光ドラム１１の表面電位が０Ｖのプロセスカートリッジ１０ａは、異音が収まることなく発生していた。
【００４９】
前記実験２では、前記実験１で５０００枚の記録材Ｓに印刷を行った直後に画像サイズがＡ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）の全面黒画像を感光ドラム１１の表面上に現像してトナー供給動作を行った。それでも異音が収まらなかった。
【００５０】
これに対して、実験４では、感光ドラム１１の表面上の放電生成物除去動作後にトナー供給動作を行った。その際に画像サイズが２１０ｍｍ×３０ｍｍの黒画像を感光ドラム１１の表面上に現像した。すると、異音の発生を抑えることができた。つまり、感光ドラム１１の表面上の放電生成物を除去した後に、感光ドラム１１の表面上にトナー２２を供給する。すると、感光ドラム１１の表面とクリーニングブレード１４との間の摩擦力低減効果が増し、より少量のトナー２２でも異音の発生を抑制することができることが判明した。
【００５１】
以上の実験１〜実験５の結果からトナー供給動作による感光ドラム１１の表面とクリーニングブレード１４との間の摩擦力低減効果は、感光ドラム１１の表面から放電生成物を除去する前にトナー供給動作を行っても十分な効果が得られないことが分かる。一方、感光ドラム１１の表面から放電生成物を除去した後にトナー供給動作を行うことで、感光ドラム１１の表面とクリーニングブレード１４との間の摩擦力低減効果が十分得られることが分かる。
【００５２】
図３に示す各実験１〜５では、５０００枚の記録材Ｓに印刷を行って感光ドラム１１の表面に付着した放電生成物を除去するために分単位（５分間）で該感光ドラム１１の回転駆動を行った。更に、放電生成物除去動作の頻度を上げることで、一回毎の放電生成物除去動作に要する感光ドラム１１の回転数を削減しても良い。
【００５３】
＜実験６＞
図４に示す実験６は、比較例として、放電生成物除去動作と、トナー供給動作とからなる、振動抑制モードを行わずに耐久試験を行った場合の異音の発生結果を示す。図４に示す「×」は、異音が発生したものである。「○」は、異音が発生しなかったものである。実験６では、印刷枚数が３０００枚を超えると、感光ドラム１１の表面上に蓄積された放電生成物により異音が発生した。
【００５４】
＜実験７＞
図４に示す実験７は、非画像形成時で印刷ジョブが終了した後（画像形成後）の後回転動作時に、振動抑制モードを実行した。放電生成物除去動作として感光ドラム１１の表面を＋５００Ｖ（正極性）に帯電した状態で、感光ドラム１１を５秒間回転する。その後、トナー供給動作として、画像サイズが２１０ｍｍ×５ｍｍの黒画像を感光ドラム１１の表面上に現像してトナー供給動作を行った。そのときの異音の発生結果を示す。放電生成物除去動作と、トナー供給動作とからなる、振動抑制モードを毎後回転動作後に行った場合は、印刷枚数が５０００枚まで異音は発生しなかった。
【００５５】
図４の実験７で示すように、放電生成物除去動作と、トナー供給動作とからなる、振動抑制モードを毎後回転動作後に行う。これにより感光ドラム１１の表面上に放電生成物の付着を溜めることなく、トナー２２の表面に外添された外添剤２２ａも適切に供給できた。これによりクリーニングブレード１４と感光ドラム１１の表面との間の摩擦力を安定して維持出来た。このため異音の発生を抑制することができた。
【００５６】
尚、放電生成物除去動作時の感光ドラム１１の回転時間やトナー供給動作に用いるトナー量は、感光ドラム１１の物性、帯電バイアス設定、画像形成に伴う画像形成装置１００の動作等の種々の条件により最適化される。このため本実施形態の条件に限定されるものではない。
【００５７】
本実施形態によれば、感光ドラム１１の表面を画像形成時とは逆極性に帯電した。その状態で、該感光ドラム１１を回転させることで感光ドラム１１の表面上の放電生成物を効率良く除去した。その後に感光ドラム１１の表面にトナー２２を供給する。これにより感光ドラム１１の表面とクリーニングブレード１４との間の摩擦力を低減し、クリーニングブレード１４の振動に起因して発生する異音を抑制することができる。
【実施例２】
【００５８】
次に、図５〜図７を用いて本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【００５９】
＜画像形成装置＞
先ず、図５を用いて本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。図５は、画像形成装置２００の構成を示す断面説明図である。図５に示す画像形成装置２００は、該画像形成装置２００が設置される使用環境の絶対湿度を検出する湿度検出手段となる絶対湿度センサ５０を有する。
【００６０】
図示しない帯電バイアス電源から帯電手段となる帯電ローラ１２に帯電バイアスを印加する。その状態で、図５の矢印Ａ方向に回転する像担持体となる感光ドラム１１の外周面が移動した距離（以下、「放電距離Ｌ」という）を検出する放電距離検出手段となる放電距離カウンタ５１を有している。感光ドラム１１の外周面は、帯電ローラ１２から帯電バイアスが印加された状態で移動する。
【００６１】
画像形成装置２００が設置される使用環境の絶対湿度と、放電距離Ｌとを検出する目的は、帯電ローラ１２から帯電バイアスが印加された状態で回転する感光ドラム１１の表面上に発生する放電生成物の発生量をより精度良く予測するためである。放電距離Ｌを検出することで、放電生成物の発生が少ない条件下においては、放電生成物除去動作と、トナー供給動作とからなる、振動抑制モードの実行頻度を下げることができる。これにより画像形成後の後回転動作時間の短縮と、トナー供給動作に用いるトナー消費量の削減が可能となる。
【００６２】
図５に示す画像形成装置２００は、記憶手段となる記憶装置６０が設けられている。図６は、絶対湿度と放電量係数Ｋとのデータテーブルを示す図である。記憶装置６０には、図６に示す使用環境の絶対湿度毎の放電量係数Ｋが記憶されている。尚、図６に示す絶対湿度は、重量絶対湿度であり、乾燥空気の質量に対する水蒸気の質量の比で示される。放電による放電電流は、絶対湿度が高いほど多くなる。このため図６に示す放電量係数Ｋは、絶対湿度が高くなる程、大きくなるように設定した。この放電量係数Ｋは、各絶対湿度環境において、所定の放電を行った際の感光ドラム１１の表面とクリーニングブレード１４との間の摩擦力の増加度合いにより設定される。
【００６３】
図５に示す絶対湿度センサ５０と、放電距離カウンタ５１と、記憶装置６０とは、制御手段となるＣＰＵ１７に接続されている。ＣＰＵ１７は、画像形成装置２００の動作中に絶対湿度センサ５０による絶対湿度の検出と、放電距離カウンタ５１による放電距離Ｌの検出を１０ｍｓｅｃ毎に行っている。絶対湿度センサ５０による絶対湿度の検出結果から記憶装置６０に記憶された図６に示すデータテーブルを参照して放電量係数Ｋを設定する。図６に示す放電量係数Ｋと、放電距離カウンタ５１により検出された放電距離Ｌと、を用いて以下の数１式により放電量Ｈが算出される。
【００６４】
［数１］
Ｈ＝Ｋ×Ｌ
【００６５】
尚、放電量係数Ｋは、図６に示すデータテーブルにおいて隣り合う数値間は、線形補間して算出する。線形補間とは、図６に示すデータテーブルにおいて隣り合う数値の２点の座標を直線で結んだ時に直線上にある任意の座標に対応する値を計算するものである。これにより絶対湿度と放電量係数Ｋとの関係は、図７に示すグラフａのようになる。
【００６６】
本実施形態では、前記数１式で算出された放電量Ｈが予め設定した閾値Ｈｓを超えた直後の後回転動作において、放電生成物除去動作と、トナー供給動作とからなる、振動抑制モードを行う。本実施形態では、放電量Ｈの閾値Ｈｓを「１３０」に設定した。
【００６７】
例えば、絶対湿度が１０ｇ／ｍ３の仕様環境において、画像形成装置２００により連続印刷を行う場合は、図６及び図７に示すように、放電量係数Ｋは「４」である。また、放電量Ｈの閾値Ｈｓが「１３０」であることから前記数１式を用いて、放電量Ｈが閾値Ｈｓに到達するときの感光ドラム１１の回転により外周面が移動する放電距離Ｌは３２．５ｍ（＝Ｈｓ／Ｋ＝１３０／４＝３２．５）となる。従って、感光ドラム１１の回転により外周面が移動する放電距離Ｌが３２．５ｍを超えた直後の後回転動作時にＣＰＵ１７は、放電生成物除去動作と、トナー供給動作とからなる、振動抑制モードを行う。
【００６８】
即ち、ＣＰＵ１７（制御手段）は、絶対湿度センサ５０（湿度検出手段）により検出された絶対湿度に応じて予め設定された図６及び図７に示す放電量係数Ｋを考慮する。更に、放電距離カウンタ５１（放電距離検出手段）により検出された図５の矢印Ａ方向に回転する感光ドラム１１（像担持体）の外周面が帯電ローラ１２により帯電バイアスが印加された状態で移動する距離である放電距離Ｌを考慮する。放電量係数Ｋと放電距離Ｌとを乗じて放電量Ｈを算出する。
【００６９】
そして、該放電量Ｈが予め設定された閾値Ｈｓに到達したときを考慮する。そのときの帯電ローラ１２により帯電バイアスが印加された状態で移動する感光ドラム１１（像担持体）の外周面の移動距離である放電距離Ｌに応じて、放電生成物除去動作と、トナー供給動作とからなる、振動抑制モードを実行する。
【００７０】
本実施形態の画像形成装置２００では、連続印刷時の先行する記録材Ｓと、その直後に後続する記録材Ｓとの間の間隔は３０ｍｍである。これにより本実施形態の画像形成装置２００において感光ドラム１１の回転により帯電ローラ１２により帯電バイアスが印加された状態で移動する放電距離Ｌが３２．５ｍとなる場合を考慮する。そのときは、Ａ４サイズ（縦幅２９７ｍｍ）の記録材Ｓを連続して１００枚印刷したときに相当する｛３２．５ｍ／（２９７ｍｍ＋３０ｍｍ）＝３２５００／３２７＝９９．３８｝。
【００７１】
本実施形態における放電生成物除去動作と、トナー供給動作とからなる、振動抑制モードは、前記第１実施形態と比較して頻度が低い。このため１回の放電生成物除去動作を行う際の感光ドラム１１の回転数を１０回転とし、１回のトナー供給動作では、画像サイズが２１０ｍｍ×１０ｍｍの黒画像を感光ドラム１１の表面上に現像してトナー供給動作を行う。放電生成物除去動作と、トナー供給動作とからなる、振動抑制モードを行った後は、記憶装置６０に記憶した放電量Ｈをリセットし、再びゼロからカウントを始める。
【００７２】
これにより感光ドラム１１の表面とクリーニングブレード１４との安定した摺動を保ちつつ、放電生成物除去動作と、トナー供給動作とからなる、振動抑制モードの頻度を低減し、画像形成後の後回転動作時間と、トナー消費量を削減することができる。
【００７３】
尚、前記数１式により放電量Ｈを算出する他に、図示しない帯電バイアス電源から帯電ローラ１２に帯電バイアスを印加した時間を検出する方法でも可能である。但し、本実施形態のように感光ドラム１１の回転により外周面が移動する放電距離Ｌを用いることで、厚紙モード等のように画像形成スピード（プロセススピード）が異なる印刷をした場合においても前記数１式を用いて放電量Ｈを正確に算出することができる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【実施例３】
【００７４】
次に、図８及び図９を用いて本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。図８は、画像形成装置３００の構成を示す断面説明図である。図９は、絶対湿度と印刷枚数に応じて設定される放電量係数のデータテーブルを示す図である。
【００７５】
図８に示す画像形成装置３００は、制御手段となるＣＰＵ１７に印刷枚数を検出する印刷枚数検出手段となる印刷枚数カウンタ５２が接続されている。本実施形態において、印刷枚数カウンタ５２により印刷枚数を検出する目的は、印刷に伴う放電量Ｈの変化をより精度良く予測するためである。感光ドラム１１は、表面層の膜厚がクリーニングブレード１４との摩耗により薄くなると、静電容量が高くなり、放電量Ｈが増える。このため印刷動作により感光ドラム１１の表面層が削れるに伴い放電量Ｈが増加する。そこで、印刷枚数の増加に伴って図６に示す放電量係数Ｋも増加させることで、放電量Ｈをより精度良く予測することができる。
【００７６】
具体的には、図６に示す放電量係数Ｋを初期状態とし、印刷枚数が２５００枚毎に図６に示す放電量係数Ｋを１％ずつ増加させる。つまり、本実施形態では、各絶対湿度と印刷枚数に応じて、図９に示す放電量係数Ｋに設定した。即ち、ＣＰＵ１７（制御手段）は、図９に示すように、印刷枚数カウンタ５２（印刷枚数検出手段）により検出された印刷枚数に応じて放電量係数Ｋを変更する。
【００７７】
図９に示す放電量係数Ｋは、画像形成装置３００の構成により適宜設定される。従って、図９に示す放電量係数Ｋの値に限定するものではない。また、本実施形態においては印刷枚数に対して段階的に放電量係数Ｋを変化させたが、連続的に変化させても良い。
【００７８】
本実施形態では、印刷枚数も考慮することで、より精度良く放電量Ｈを予測することができ、放電生成物除去動作と、トナー供給動作とからなる、振動抑制モードの頻度を最適化し、画像形成後の後回転動作時間の削減と、トナー消費量の削減ができる。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【符号の説明】
【００７９】
４…転写ローラ（帯電手段）
１１…感光ドラム（像担持体）
１４…クリーニングブレード（クリーニング手段）
１７…ＣＰＵ（制御手段）
２０…現像装置（供給手段；現像手段）
２２…トナー
【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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【図９】
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