(57)【要約】【課題】簡易な構造および方法によっても、帯電装置における放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持できる画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】放電ワイヤーを含む帯電装置と、その帯電装置によって所定電位に帯電する電子写真感光体と、を備えた画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法であって、放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させるための付着手段と、当該放電ワイヤーに付着したＳｉ含有化合物を除去するための除去手段と、を有する帯電装置を備えることを特徴とする。【選択図】図３
2008180805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ワイヤーを含む帯電装置と、その帯電装置によって所定電位に帯電する電子写真感光体と、を備えた画像形成装置であって、
前記放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させるための付着手段と、
前記放電ワイヤーに付着したＳｉ含有化合物を除去するための除去手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記付着手段が、定着装置に連なるエアダクトであ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】
前記付着手段が付着させるＳｉ含有化合物が、前記定着装置の周囲に存在する空気中のＳｉ含有化合物であ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】
前記付着手段が付着させるＳｉ含有化合物が、トナーに含まれるシリカ粒子またはシランカップリング剤に由来するＳｉ含有化合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記除去手段における清掃部材が、布部材あるいは不織布部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記付着手段を所定時間駆動させ、前記放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させた後、前記除去手段によって、当該Ｓｉ含有化合物を除去することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
放電ワイヤーを含む帯電装置を用いた画像形成方法であって、
放電ワイヤーを含む帯電装置を動作させて、所定の画像形成を行う画像形成工程と、
付着手段により、前記放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させる付着工程と、
除去手段により、前記放電ワイヤーからＳｉ含有化合物を除去するための除去工程と、
を含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
前記付着工程を実施している間に、前記帯電装置の放電ワイヤーに電圧を印加して、放電させることを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
【請求項９】
前記付着工程の実施時間を１０〜６０秒の範囲内の値とすることを特徴とする請求項７または８に記載の画像形成方法。
【請求項１０】
前記付着工程を実施した後、１〜１０分経過後に、前記除去工程を実施することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の画像形成方法。
【請求項１１】
前記放電ワイヤーとして、未使用の放電ワイヤーを使用する場合に、前記画像形成工程を実施する前段階として、前記付着工程及び前記除去工程を実施することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。特に、Ｓｉ含有化合物の付着手段と、Ｓｉ含有化合物の除去手段と、を有することにより、放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持することができる画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ等の電子写真方式を採用した画像形成装置においては、潜像担持体として電子写真感光体（感光体ドラム）が広く用いられている。かかる電子写真感光体を用いた一般的な画像形成方法は、以下のように実施されている。
すなわち、電子写真感光体の表面を、帯電手段により所定電位に帯電し、そこに露光手段によってＬＥＤ光源から光を照射することにより、露光部における電位が光減衰して、原稿画像に対応した静電潜像を形成する。次いで、かかる静電潜像を、現像手段によって現像することにより、電子写真感光体表面にトナー像を形成する。最後に、トナー像は、電子写真感光体と転写手段とを接触、あるいは近接させて、転写媒体に対して転写される。
【０００３】
ここで、画像形成装置の内部には、現像装置、クリーニング装置、定着装置等が備えられており、これらの装置から、飛散トナーやゴム成分等が排出されている。そして、これらに含まれるシリカ粒子やシロキサン化合物等のＳｉ含有化合物が、少なからず浮遊物として存在していると考えられている。
一方、帯電手段における放電ワイヤーは、高電圧による集塵効果のために、浮遊物としてのＳｉ含有化合物を引きつけるという現象が見られている。したがって、Ｓｉ含有化合物が放電ワイヤーに付着すると、それが徐々に堆積して、放電特性が低下したり、ばらついたりするという問題が見られた。
特に、使用頻度が高い用紙サイズの幅に対応した放電ワイヤーの部分においては、Ｓｉ含有化合物が堆積して、ニードル状やフィルム上に結晶成長しやすくなる。一方で、放電ワイヤーの両端部には、Ｓｉ含有化合物の堆積が比較的少なくなる。したがって、使用頻度が高い用紙サイズよりも大きな用紙サイズで画像形成した場合、かかる放電ワイヤーにおける不均一なＳｉ含有化合物の堆積に起因して、放電特性も不均一となり、筋画像や帯状画像が形成されやすくなるという問題が見られた。
【０００４】
そこで、空気流を利用して、定着装置から発生したＳｉ含有化合物が、放電ワイヤーに付着することを防止した画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献１）。
より具体的に説明すると、特許文献１においては、画像形成装置本体に外部空気取入口が形成されるとともに、帯電装置にも空気流入口が形成され、空気流入口と外部空気取入口とを連通する空気流路が設けられた画像形成装置が開示されている。
また、放電ワイヤーに付着したＳｉ含有化合物を、放電ワイヤーに沿って往復運動する清掃部材によって、物理的に除去する方法も開示されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平６−３０１２７３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平７−１２１０１５号公報（特許請求の範囲）
【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に開示された画像形成装置では、定着装置から発生するＳｉ含有化合物を含んだ空気流が、直接的に放電ワイヤーを通過することを防止してはいるものの、画像形成部全体にＳｉ含有化合物が浮遊することまでは防止することはできなかった。したがって、長期的には放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物が不均一に付着し、ニードル状に成長することまで抑制することは困難であった。
また、特許文献２に開示された除去方法であっても、ニードル状等に結晶成長したＳｉ含有化合物については、安定的かつ迅速に除去することは困難であるばかりか、放電ワイヤーの表面メッキ等を、過度の摩擦によって損傷させてしまうという問題も見られた。
【０００６】
そこで、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させるための付着手段と、放電ワイヤーに付着したＳｉ含有化合物を除去するための除去手段と、をそれぞれ備えることにより、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、安定的かつ迅速に除去することができ、放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持できることを見出した。
すなわち、本発明は、簡易な構造および方法によって、帯電装置における放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持することができる画像形成装置及び画像形成方法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】
【０００７】
本発明によれば、放電ワイヤーを含む帯電装置と、その帯電装置によって所定電位に帯電する電子写真感光体と、を備えた画像形成装置であって、放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させるための付着手段と、放電ワイヤーに付着したＳｉ含有化合物を除去するための除去手段と、を備えた画像形成装置が提供され、上述した問題点を解決することができる。
すなわち、このように構成することにより、従来の帯電装置の構造を保持しつつも、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、安定的かつ迅速に除去することができ、放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持することができる。
【０００８】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、付着手段が、定着装置に連なるエアダクトであることが好ましい。
このように構成することにより、付着手段として定着装置を利用して、放電ワイヤーの全表面にわたって、Ｓｉ含有化合物を安定的かつ均一に付着させることができ、画像形成装置の大型化を防ぐことができる。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、付着手段が付着させるＳｉ含有化合物が、定着装置の周囲に存在する空気中のＳｉ含有化合物であることが好ましい。
このように構成することにより、Ｓｉ含有化合物の発生源を特に設けることなく、放電ワイヤーの全表面にわたって、Ｓｉ含有化合物を安定的かつ均一に付着させることができる。それにより、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、より安定的かつ迅速に除去することができ、放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持することができる。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、付着手段が付着させるＳｉ含有化合物が、トナーに含まれるシリカ粒子またはシランカップリング剤に由来するＳｉ含有化合物であることが好ましい。
このように構成することにより、Ｓｉ含有化合物の発生源を特に供給することなく、放電ワイヤーの全表面にわたって、Ｓｉ含有化合物を安定的かつ均一に付着させることができる。
【００１１】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、除去手段における清掃部材が、布部材または不織布部材であることが好ましい。
このように構成することにより、放電ワイヤーを過度に損傷させることなく、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、安定的かつ迅速に除去することができる。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、付着手段を所定時間駆動させ、放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させた後、除去手段によって、当該Ｓｉ含有化合物を除去することが好ましい。
このように、放電ワイヤーの全表面にわたって、Ｓｉ含有化合物を安定的かつ均一に付着させた後、除去手段によって、当該Ｓｉ含有化合物を除去することにより、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、安定的かつ迅速に除去することができる。
【００１３】
また、本発明の別の態様は、放電ワイヤーを含む帯電装置を用いた画像形成方法であって、
放電ワイヤーを含む帯電装置を動作させて、所定の画像形成を行う画像形成工程と、
付着手段により、放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させる付着工程と、
除去手段により、放電ワイヤーからＳｉ含有化合物を除去するための除去工程と、
を含むことを特徴とする画像形成方法である。
すなわち、このように各工程を実施することにより、従来の帯電装置の構造を保持しつつも、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、安定的かつ迅速に除去することができ、放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持することができる。
【００１４】
また、本発明の画像形成方法を実施するにあたり、付着工程を実施している間に、帯電装置の放電ワイヤーに電圧を印加して、放電させることが好ましい。
このように実施することにより、放電ワイヤーの表面に、より均一に、かつ、より迅速にＳｉ含有化合物を付着させることができる。
【００１５】
また、本発明の画像形成方法を実施するにあたり、付着工程の実施時間を１０〜６０秒の範囲内の値とすることが好ましい。
このように実施することにより、放電ワイヤーの表面に、Ｓｉ含有化合物をより均一に形成することができる。
【００１６】
また、本発明の画像形成方法を実施するにあたり、付着工程を実施した後、１〜１０分経過後に、除去工程を実施することが好ましい。
このように実施することにより、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、さらに安定的かつ迅速に除去することができる。
【００１７】
また、本発明の画像形成方法を実施するにあたり、放電ワイヤーとして、未使用の放電ワイヤーを使用する場合に、画像形成工程を実施する前段階として、付着工程及び除去工程を実施することが好ましい。
このように実施することにより、放電ワイヤーとして、未使用の新品を使用した場合であっても、放電ワイヤーに対して直接かつ不均一にＳｉ含有化合物が付着することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
[第１の実施形態]
第１の実施形態は、放電ワイヤーを含む帯電装置と、その帯電装置によって所定電位に帯電する電子写真感光体と、を備えた画像形成装置であって、
放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させるための付着手段（以下、単に付着手段と称する場合がある。）と、
放電ワイヤーに付着したＳｉ含有化合物を除去するための除去手段（以下、単に除去手段と称する場合がある。）と、
を備えた画像形成装置である。
以下、画像形成装置における帯電装置の構成等について、カラー画像形成装置に基づいて具体的に説明する。
【００１９】
１．基本構成
画像形成装置は、少なくとも後述する感光体ドラムと、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置と、クリーニング装置と、定着装置と、から構成してある。
すなわち、図１に示すように、カラー画像形成装置１００のほぼ中央に画像形成部１０が設けられている。この画像形成部１０は、感光体ドラム１を備えるとともに、感光体ドラム１の周囲には、その移動方向に沿って順に、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、ローラ８、クリーニングブレード６、が配設されている。
また、感光体ドラム１の用紙搬送方向の下流側には、定着装置７が配設されている。さらに、画像形成装置１００の下部には、給紙部２０が設けられており、給紙部２０の給紙方向の下流側には、給紙ローラ９が配設されている。
【００２０】
２．感光体ドラム
また、図１に示す感光体ドラム１は、表面に静電潜像が形成される構成部品である。
本実施形態では、アモルファスシリコン感光体を用いており、その構成は導電性基体上にＳｉ：Ｈ：Ｂ：Ｏなどからなるキャリア注入阻止層、Ｓｉ：Ｈなどからなるキャリア励起・輸送層（光導電層）、ＳｉＣ：Ｈなどからなる表面保護層が順次積層されていることが好ましい。
なお、感光体ドラムの種類は、特に限定されるものではなく、アモルファスシリコン感光体以外であってもよい。また、感光体ドラムに限らず、感光体ベルトでもよい。
【００２１】
３．帯電装置
また、図１に示す帯電装置２は放電ワイヤーを含み、感光体ドラム１の上方に設置されており、感光体ドラム１を一様に帯電させるための装置である。
より具体的には、かかる帯電装置２の種類は、放電ワイヤーを含むスコロトロン、
またはコロトロン等の非接触型の帯電装置が挙げられる。
【００２２】
４．除去手段
また、本発明の画像形成装置は、帯電装置に含まれる放電ワイヤーに付着したＳｉ含有化合物を除去するための除去手段を備えることを特徴とする。
この理由は、かかる除去手段を設けることによって、従来の帯電装置の構造を保持しつつも、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および後述する付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、安定的かつ迅速に除去することができるためである。したがって、放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持することができるためである。
なお、本発明における除去手段は、付着手段と共同して機能するものであるため、その作用については、後の付着手段の項において、付着手段の作用とともに記載することとし、ここでは、主に除去手段の構成について説明する。
【００２３】
本発明における除去手段は、例えば、図２に示すような構成であることが好ましい。
すなわち、帯電装置２に含まれる放電ワイヤー２１に当接可能な清掃部材６１を具備し、かかる清掃部材６１を、放電ワイヤー２１に沿って往復移動させることにより、放電ワイヤー２１に付着したＳｉ含有化合物を除去する構成であることが好ましい。
この理由は、かかる往復移動方式の除去手段であれば、構成が簡単であるとともに、消費電力の面でも有利であるためである。
【００２４】
より具体的には、清掃部材６１は、支持部材６２ａを介してロープ６３に係止されており、ロープ６３は、モーター６４に装着されたプーリ６５に連結されている。
また、支持部材６２ｂは、帯電装置２のシールドケース２２の天井に設けられた溝に案内されて摺動する構成となっている。
したがって、モーター６４によって、ロープ６３を放電ワイヤー２１に沿った方向に移動させることで、清掃部材６１を放電ワイヤー２１に当接させながら移動させることができる。その結果、放電ワイヤー２１に付着したＳｉ含有化合物を、摩擦によって除去することができる。
なお、図２に例示した除去手段は、別の清掃部材６１´によって、グリッド２３に付着したＳｉ含有化合物を除去することもできる。
また、矢印方向に進行する場合には、放電ワイヤー２１におけるＳｉ含有化合物の除去のみを行い、矢印方向と逆方向に進行する場合には、グリッド２３におけるＳｉ含有化合物の除去のみを行うことができるように構成されている。
この理由は、往復両方向でＳｉ含有化合物の除去を行うと、往路において除去したＳｉ含有化合物が、復路において、再びワイヤーに残留しやすくなり、後に放電を行った際に、再びＳｉ含有化合物がワイヤーに付着することになる場合があるためである。
いずれにしても、本発明における除去手段は、放電ワイヤーに付着したＳｉ含有化合物を効果的に摩擦して除去することができるものであればよい。
【００２５】
また、除去手段における清掃部材６１が、布部材または不織布部材であることが好ましい。
この理由は、布部材または不織布部材であれば、放電ワイヤーを過度に損傷させることなく、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および後述する付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、安定的かつ迅速に除去することができるためである。
ここで、布部材または不織布部材としては、フェルトまたはベロア等を使用することができる。
【００２６】
５．露光装置
また、図１に示す露光装置３は、図示しない画像データ入力部から読み取った原稿画像に基づいて、感光体ドラム１上に静電潜像を形成させるための装置である。
【００２７】
６．現像装置
また、図１に示す現像装置４は、静電潜像が形成された感光体ドラム１表面にトナーを供給してトナー像を形成させる装置である。
かかる現像装置４は、ロータリラック４１と、複数の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとを備えていることが好ましい。
ここで、ロータリラック４１は、図示しない回転手段により回転軸４０を中心に回転しながら複数の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを感光体ドラムに対向する現像位置に順に移動させて現像を行わせるものである。
また、複数の現像器のうち、イエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４Ｋは、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの順にロータリラック４１の円周方向に並べて保持され、隣接する現像器は円周方向に約９０度の間隔で配置されている。
なお、現像装置は、ロータリー型に限定されるものではなく、タンデム型等であってもよい。
【００２８】
７．転写装置
また、図１に示す転写装置５は、感光体ドラム１のトナー像を用紙に転写するための装置であって、中間転写ベルト５１、一次転写ローラ５２，５３、駆動ローラ５５、二次転写対向ローラ５４、二次転写ローラ５６を備えていることが好ましい。
また、中間転写ベルト５１は、一次転写ローラ５２，５３、駆動ローラ５５、二次転写対向ローラ５４にエンドレス状に巻きかけられ、駆動ローラ５５によって駆動されており、感光体ドラム１に形成されたトナー像が転写され一時的に保持される転写体の役割を果たしている。
一方、二次転写ローラ５６は、中間転写ベルト５１の外周面において二次転写対向ローラ５４に対向する位置に配置され、転写材にトナー像を二次転写する役割を果たしている。
【００２９】
８．クリーニングブレード
また、図１に示すクリーニングブレード６は、感光体ドラム１に残留した残留トナーなどの付着物をクリーニングするための装置であって、硬度６０〜８０度のゴム（例えば、ウレタンゴムなど）からなるブレードが線圧１０〜４０Ｎ／ｍで感光体ドラムに圧接していることが好ましい。
【００３０】
９．ローラ
また、ローラ８は、感光体ドラム１の表面に当接して、トナーを回収したり吐き出したりするバッファの機能を有している。ここでローラ８は、金属シャフトの周面を硬度４０〜７０度のゴム層（例えば、発泡ゴム層など）で被覆した構成となっており、軸受けの両端にあるバネ（図示しない）により感光体ドラム１に５００〜２０００ｇｆ（バネ片側２５０〜１０００ｇｆ）で付勢されていることが好ましい。
また、ローラ８の回転方向は、感光体ドラムに対して、カウンター方向であるが、図示しないクラッチによってクリーニング動作を行わない時には、駆動伝達を停止できるように構成してあることが好ましい。
また、順次クリーナ部にやってくるトナーをブレードエッジ近傍に滞留させるために、ローラ８をカウンター方向に回転させているが、ローラ８へのトナー吸着・吐き出しを、ローラ８に印加するバイアス極性で制御する場合は、ウィズ方向に回転させてもよい。
また、駆動伝達クラッチは感光体ドラムを必要以上に研磨させないために設けてあるが、ドラムの積層厚みが十分ある場合は、オフ状態とするために、駆動を止める必要は無い。
また、ローラ８の回転速度は、接触部における表面速度がドラムのそれより速く、１〜１．５倍に設定してあることが好ましい。
また、ローラに付着しているトナーの剥離を行うためのスクレーパ１１が設けてあり、ローラに付着したトナー、またはブレードによって掻き落とされてローラ上に落下したトナーを回収するための回収スクリュー１２も設けてあることが好ましい。なお、回収スクリュー１２によれば、回収した残留トナーを図示しない廃棄トナーボックスに排出することとなる。
【００３１】
１０．定着装置
また、定着装置７は、転写されたトナー像を用紙に定着させるための装置である。
すなわち、定着装置７は、紙等の転写部材に対して転写されたトナーを、ヒートロール７１によって熱融着させる装置である。
かかるヒートロール７１の表面層に含まれる材料物質としては、シリコーンゴム弾性体等を挙げることができる。
【００３２】
１１．付着手段
（１）基本的構成
また、本発明の画像形成装置は、帯電装置に含まれる放電ワイヤーに対して、Ｓｉ含有化合物を付着させるための付着手段を備えることを特徴とする。
そして、かかる付着手段を所定時間駆動させ、放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させた後、除去手段によって、当該Ｓｉ含有化合物を除去することが好ましい。
この理由は、かかる付着手段を設けることによって、放電ワイヤー全体に対して均一かつ強制的にＳｉ含有化合物を付着させることができるためである。
すなわち、画像形成時に放電ワイヤーに対して不均一に付着したＳｉ含有化合物の上から、放電ワイヤー全体に対して均一かつ強制的にＳｉ含有化合物を付着させることができる。
その結果、上述した除去手段によって、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物及び付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、安定的かつ迅速に除去することができる。
よって、このように付着手段を設けることにより、放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持することができる。
【００３３】
（２）作用
ここで、図３を用いて、上述した付着手段の構成に基づく作用について、より具体的に説明する。
すなわち、帯電手段における放電ワイヤーは、高電圧による集塵効果のために、浮遊物としてのＳｉ含有化合物を引きつけるという現象が見られる。したがって、従来は、Ｓｉ含有化合物が放電ワイヤーに付着すると、それが徐々に堆積して、放電特性が低下したり、ばらついたりするという問題が見られた。
特に、使用頻度が高い用紙サイズに対応した放電ワイヤーの部分においては、Ｓｉ含有化合物が堆積して、ニードル状やフィルム状に結晶成長しやすくなる。一方で、放電ワイヤーの両端部には、Ｓｉ含有化合物の堆積が比較的少なくなる。したがって、使用頻度が高い用紙サイズよりも大きな用紙サイズで画像形成した場合、かかる放電ワイヤーにおける不均一なＳｉ含有化合物の堆積に起因して、放電特性も不均一となり、筋画像や帯状画像が形成されるやすくなるという問題が見られた。
【００３４】
そこで、従来は、図３（ａ）に示すように、Ｓｉ含有化合物８０が不均一に付着した状態の放電ワイヤー２１ａに対して、直接的に除去手段を用いてＳｉ含有化合物８０を除去していた。この場合、Ｓｉ含有化合物８０の絶対量を減少させることはできるものの、Ｓｉ含有化合物８０が不均一に付着した状態を改善することはできなかった（放電ワイヤー２１ｂ）。
そればかりか、比較的多量のＳｉ含有化合物が付着した箇所における除去効果を上げようとすると、比較的少量のＳｉ含有化合物が付着した箇所では、放電ワイヤー自体が損傷してしまうという問題も見られた。
【００３５】
一方、本発明においては、図３（ｂ）に示すように、Ｓｉ含有化合物８０が不均一に付着した状態の放電ワイヤー２１ａに対して、まず、付着手段を用いて積極的にＳｉ含有化合物８０を付着させる。その結果、Ｓｉ含有化合物８０の絶対量は増加するものの、その付着具合が比較的均一な状態の放電ワイヤー２１´を得ることができる。
次いで、かかる放電ワイヤー２１´に対して、除去手段を用いてＳｉ含有化合物８０を除去する。このようにすることで、放電ワイヤー全体にわたって、均一にＳｉ含有化合物８０を除去することができる（放電ワイヤー２１´ｂ）。
また、放電ワイヤー２１´に対して除去手段を用いることによって、放電ワイヤー２１ａに対して直接的に除去手段を用いる場合と比較して、除去工程がスムーズになることから、安定的かつ迅速にＳｉ含有化合物８０を除去することができるようになる。
【００３６】
（３）エアダクト
また、上述した付着手段が、図４（概略図）に示すように、定着装置７に連なるエアダクト２００であることが好ましい。
この理由は、付着手段を、定着装置に連なるエアダクトとすることによって、定着手段を利用することができ、それにより、放電ワイヤーの全表面にわたって、Ｓｉ含有化合物を安定的かつ均一に付着させることができ、画像形成装置の大型化を防ぐことができるためである。
【００３７】
また、付着手段が付着させるＳｉ含有化合物が、定着装置の周囲に存在する空気中のＳｉ含有化合物であることが好ましい。
この理由は、定着装置の周囲に存在する空気中のＳｉ含有化合物を用いることにより、Ｓｉ含有化合物の発生源を特に設けることなく、放電ワイヤーの全表面にわたって、Ｓｉ含有化合物を安定的かつ均一に付着させることができるためである。それにより、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物及び付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、より安定的かつ迅速に除去することができ、放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持することができるためである。
【００３８】
このような、定着装置の周囲に存在する空気中のＳｉ含有化合物としては、トナーに含まれるシリカ粒子またはシランカップリング剤に由来するＳｉ含有化合物を挙げることができる。
この理由は、Ｓｉ含有化合物の発生源として、これらを用いることによって、Ｓｉ含有化合物の発生源を特に供給することなく、放電ワイヤーの全表面にわたって、Ｓｉ含有化合物を安定的かつ均一に付着させることができるためである。
【００３９】
より具体的には、図４に示すように、Ｓｉ含有化合物の付着手段を、定着装置７に連なるエアダクト２００とすることによって、通常の画像形成においても、ヒートロール７１の熱によって揮発することとなるＳｉ含有化合物を、効率的に利用することができる。
より具体的には、一般にトナーの流動性を向上させるためにトナー粒子に外添されるシリカ粒子及びかかるシリカ粒子の疎水性等を調整するために用いられているシランカップリング剤、あるいはヒートロール７１の表面層に含まれるシリコーンゴム弾性体等は、定着装置７におけるヒートロール７１の熱によって、揮発したＳｉ含有化合物となる。
したがって、かかる揮発したＳｉ含有化合物を効率的に放電ワイヤー２１に対して供給するために、定着装置７をケース２０１で覆い、揮発したＳｉ含有化合物が他の領域に拡散することを防止することが好ましい。
また、揮発したＳｉ含有化合物をファン２０２によって、エアダクト２００に送り、放電ワイヤー２１に直接的に吹き付けることが好ましい。
なお、放電ワイヤー２１に付着しなかったＳｉ含有化合物が、感光体ドラム１表面に対して、直接的に吹き付けられることを防ぐために、図４に示すように、エアダクト２００からの空気流が吹き抜けるための通路部２４が、帯電装置２のシールドケース２２に対して設けられていることが好ましい。
【００４０】
また、このとき、ヒートロール７１の表面温度は、ヒーターによって１８０〜２００℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、ヒートロールの表面温度が１８０℃未満の値となると、Ｓｉ含有化合物を十分に揮発させることが困難となるばかりか、トナーを転写部材に対して十分に熱融着させることが困難となる場合があるためである。一方、ヒートロールの表面温度が２００℃を超えた値となると、高温オフセット等の画像不良の発生、周辺材料の耐熱限界による破壊、ヒートロールにコーティングされている材料の破壊が生じる場合があるためである。
したがって、ヒートロールの表面温度を１８５〜１９５℃の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００４１】
また、エアダクトにおける風速を０．１〜１ｍ／秒の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、エアダクトにおける風速が０．１ｍ／秒未満の値となると、放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を迅速に付着させることが困難となる場合があるためである。一方、エアダクトにおける風速が１ｍ／秒を超えた値となると、放電ワイヤーにおけるエアダクトの排出口に対向した側ばかりに、Ｓｉ含有化合物が付着してしまう場合があるためである。
したがって、エアダクトにおける風速を０．１５〜０．８ｍ／秒の範囲内の値とすることがより好ましく、０．２〜０．６ｍ／秒の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００４２】
[第２の実施形態]
第２の実施形態は、放電ワイヤーを含む帯電装置を用いた画像形成方法であって、
放電ワイヤーを含む帯電装置を動作させて、所定の画像形成を行う画像形成工程（以下、単に画像形成工程と称する場合がある。）と、
付着手段により、放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させる付着工程（以下、単に付着工程と称する場合がある。）と、
除去手段により、放電ワイヤーからＳｉ含有化合物を除去するための除去工程（以下、単に除去工程と称する場合がある。）と、
を含むことを特徴とする画像形成方法である。
以下、付着工程および除去工程を含む画像形成方法について、カラー画像形成装置を用いたカラー画像形成方法を例にとって、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４３】
１．画像形成工程
まず、画像形成時は、図１に示すように、帯電装置２によって感光体ドラム１に帯電が行われた後、ロータリラック４１はその中心部に設けられている回転軸４０を中心に回転する。そして、ロータリラック４１は、最初色であるブラックに対応した現像器４Ｋが感光体ドラム１に対向する位置である現像位置に停止する。
この状態で、ブラックに対応した露光が露光装置３によって行われ、ブラックに対応した静電潜像が感光体ドラム１の表面に形成される。この静電潜像は、現像器４Ｋでトナー画像化され、感光体ドラム１表面に形成されたこのトナー像は一次転写ローラ５２、５３に印加された転写バイアスによって転写ベルト５１上に転写される。
このようしてブラックのトナー像の転写ベルト５１上への形成が完了すると、次にロータリラック４１はその中心部に設けられている回転軸４０を中心に回転し、例えば、シアンに対応した現像器４Ｍが現像位置に位置づけられる。
そして、このような動作が他の色、シアン、マゼンタ、イエローに関しても同様に行われて、転写ベルト５１上にフルカラーのトナー像が形成される。
【００４４】
また、トナー像が中間転写ベルト５１に一次転写する過程では、二次転写ローラ５６は転写ベルト５１から離間される。
一方、フルカラーのトナー像が転写ベルト５１に形成されると、二次転写ローラ５６は転写ベルト５１に当接される。
その際、タイミングを合わせて給紙部２０から給紙ローラ９等によって転写位置まで搬送された転写材に、二次転写ローラ５６に印加された二次転写バイアスにより転写ベルト５１に形成されたフルカラーのトナー像が転写される。
さらに転写材に転写されたフルカラーのトナー像は定着装置７による加熱・加圧によって転写材に定着され、転写材は排紙部３０に排出される。
【００４５】
また、感光体ドラム１に残留した残留トナーは、クリーニングブレード６によりクリーニングされて、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。また、転写ベルト５１に残留したトナーは、転写ベルト５１の図示しない清掃装置を二次転写後に転写ベルト５１に当接させることによってクリーニングされ、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。転写ベルト５１の図示しない清掃装置は転写ベルト５１の一周分をクリーニングした後、転写ベルト５１から離間される。
【００４６】
なお、モノクロ画像形成時には、ロータリラック４１は回転せず、現像器４Ｋのみを感光体ドラム１に対向させて現像を行う。画像形成の他の動作はカラー画像形成時と同様である。
【００４７】
２．付着工程
付着工程は、帯電装置における付着手段により、放電ワイヤーに対して、Ｓｉ含有化合物を付着させる工程である。
すなわち、このようにＳｉ含有化合物を強制的に付着させることにより、後工程である除去工程において、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、安定的かつ迅速に除去することができるようになる。したがって、放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持することができる。
より具体的には、第１の実施形態において記載したように、図４に示すような定着装置７に連なるエアダクト２００を用いて、定着装置７において揮発したＳｉ含有化合物を放電ワイヤー２１に対して送り込み、付着手段とすることが好ましい。
【００４８】
また、Ｓｉ含有化合物の付着工程を実施している間に、帯電装置の放電ワイヤーに電圧を印加して、放電させることが好ましい。
この理由は、放電ワイヤーが放電している状態でＳｉ含有化合物を付着させることによって、放電ワイヤーの表面に、より均一に、かつ、より迅速にＳｉ含有化合物を付着させることができるためである。
すなわち、放電ワイヤーが放電していることにより、放電ワイヤーが集塵効果を発揮して、周辺に浮遊しているＳｉ含有化合物を、より均一に、かつ、より迅速に付着させることができるためである。
【００４９】
また、放電ワイヤーに対して印加される電圧を３〜８ｋＶの範囲内の値とすることが好ましい。
すなわち、感光体ドラムを帯電させる場合と同様の範囲内の値とすることで、十分に上述した集塵効果を発揮させることができるためである。
【００５０】
また、付着工程の実施時間を１０〜６０秒の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、印加時間をかかる範囲内の値とすることによって、放電ワイヤーの表面に、Ｓｉ含有化合物をより均一に形成することができるためである。
すなわち、付着工程の実施時間が１０秒未満の値となると、放電ワイヤー上に不均一に付着しているＳｉ含有化合物を覆うように、全体的に均一にＳｉ含有化合物を付着させることが困難となる場合があるためである。一方、付着工程の実施時間が６０秒を超えた値となると、放電ワイヤーに対して過度にＳｉ含有化合物が付着して、後の除去工程を実施しても十分に除去することが困難となる場合があるためである。
したがって、付着工程の実施時間を２０〜５０秒の範囲内の値とすることがより好ましく、３０〜４０秒の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００５１】
また、付着工程を、上述した画像形成工程として、１００〜５０００枚の範囲内の値で画像形成を実施するごとに行うことが好ましい。
この理由は、画像形成枚数が１００枚未満の値ごととなると、放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物が比較的少量しか付着していない状態で、過度に付着工程及び後の除去工程を実施することとためである。その結果、必要以上に付着工程及び除去工程を繰り返すこととなって、放電ワイヤーの寿命を、かえって短縮させてしまう場合があるためである。一方、画像形成枚数が５０００枚を超えた値ごととなると、放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物が過度に付着して、付着手段を実施しても、十分にＳｉ含有化合物の付着具合を均一にすることが困難となったり、付着手段及び除去手段を実施する前の段階で、筋画像等の不良画像の発生が顕著となる場合があるためである。
したがって、付着工程を、画像形成工程として、５００〜３０００枚の範囲内の値で画像形成を実施するごとに行うことがより好ましく、１０００〜２０００枚の範囲内の値で画像形成を実施するごとに行うことがさらに好ましい。
【００５２】
３．除去工程
除去工程は、帯電装置における除去手段により、放電ワイヤーから、Ｓｉ含有化合物を除去するための工程である。
すなわち、上述した各工程を経た上で、除去工程を実施することにより、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および付着手段により強制的に付着させたＳｉ含有化合物を同時に、安定的かつ迅速に除去することができるようになる。
より具体的には、第１の実施形態において記載したように、図２に示すような除去手段を用いて、摩擦力によって放電ワイヤーに付着したＳｉ含有化合物を除去することが好ましい。
なお、除去手段として、図２に示すような手段を用いた場合には、清掃部材６１の移動速度を０．０１〜０．１ｍ／秒の範囲内の値とすることが好ましく、０．０２〜０．０５ｍ／秒の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、清掃部材６１の往復回数（往路のみ除去工程実施の場合）を１〜５回の範囲内の値とすることが好ましく、１〜２回の範囲内の値とすることがより好ましい。
【００５３】
また、付着工程を実施した後、１〜１０分経過後に、除去工程を実施することが好ましい。すなわち、付着工程と、除去工程との間の間隔を１〜１０分の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、このように実施することにより、画像形成時に付着したＳｉ含有化合物および付着手段により付着させたＳｉ含有化合物を同時に、さらに安定的かつ迅速に除去することができるためである。
すなわち、付着工程付と、除去工程との間の間隔が１分未満の値となると、付着させたＳｉ含有化合物が十分に定着しておらず、除去工程における除去が不均一になる場合があるためである。一方、付着工程と、除去工程との間の間隔が１０分を超えた値となると、付着工程の実施によって熱せられた状態になっている放電ワイヤー上のＳｉ含有化合物が、完全に冷却されてしまうため、除去手段による除去効率が低下したり、実用上、画像形成を実施できる時間が制限される場合があるためである。
したがって、付着工程と、除去工程との間の間隔を２〜８分の範囲内の値とすることがより好ましく、３〜６分の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００５４】
また、放電ワイヤーとして、未使用の放電ワイヤーを使用する場合に、画像形成工程を実施する前段階として、付着工程及び除去工程を実施することが好ましい。
この理由は、このように実施することにより、放電ワイヤーとして、未使用の新品を使用した場合であっても、放電ワイヤーに対して直接かつ不均一にＳｉ含有化合物が付着することを防止することができるためである。
すなわち、放電ワイヤーとして、未使用の新品を使用する場合、上述したように、画像形成工程、付着工程及び除去工程を順次実施してもよいが、画像形成工程によって、直接かつ不均一にＳｉ含有化合物が付着してしまう。
一方、画像形成工程を実施する前に、付着工程と除去工程を行って、放電ワイヤーに対して予めＳｉ含有化合物を均一に付着させておくことによって、長期的には、放電ワイヤーの放電特性をより効果的に維持することができる。
この場合、付着工程におけるＳｉ含有化合物の発生源が問題となるが、例えば、画像形成装置自体が新品である場合には、放電ワイヤーの製造時に、Ｓｉ含有化合物によるコーティング処理を施しておくことが好ましい。
また、放電ワイヤーを含む帯電装置だけを交換する場合であれば、交換前に画像形成工程を実施して、Ｓｉ含有化合物を十分に発生させておけばよい。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。なお、言うまでもないが、以下の説明は本発明を例示するものであり、特に理由なく、本発明の範囲は、以下の説明に限定されるものではない。
【００５６】
［実施例１］
１.画像形成工程
図１に示すカラー画像形成装置を用いて、以下の帯電条件、ドラム条件、定着条件及びトナー条件で、Ａ４サイズの白黒画像を合計５０万枚印刷した。なお、２０００枚印刷するごとに、後述する付着工程及び除去工程を実施した。
【００５７】
（１）帯電条件
ＤＣバイアス：          ６．０ｋＶ
開口幅：                １５ｍｍ
帯電長：                ３１０ｍｍ
ワイヤー（新品）／グリッド距離：４．５ｍｍ
グリッド／ドラム距離：  ０．８ｍｍ
グリッドピッチ：        ０．８ｍｍ
ワイヤーへの流れ込み電流値  ５００μＡ
【００５８】
（２）ドラム条件
環境：      ２３℃／５０％ＲＨ
原稿：      各色に対して６％原稿
感光体：    アモルファスシリコン感光体（膜厚１５μｍ）
ドラム周速：１５０ｍｍ／ｓ
印字速度：  ３２枚/分
表面電位：  ２７０Ｖ
【００５９】
（３）定着条件
ヒートロールの材質：    シリコーンゴム弾性体
ヒートロールの表面温度：  １９０℃
ヒートロール周速：        １５０ｍｍ／ｓ
【００６０】
（４）トナー条件
トナー種類：  非磁性一成分トナー
外添剤：      疎水性シリカ粒子（シランカップリング剤で表面処理）
外添剤添加量：トナー粒子１００重量部に対して２重量部
【００６１】
２．付着工程
次いで、図４に示す付着手段を用いて、以下の条件でＳｉ含有化合物の付着工程を実施した。
エアダクトの風速：    ０．２ｍ／秒
送風時間：            ３０秒
放電ワイヤー印加電圧：６．０ｋＶ
印加時間：            ３０秒
【００６２】
３．除去工程
次いで、図２に示す除去手段を用いて、以下の条件でＳｉ含有化合物の除去工程を実施した。
付着工程との間隔：                          ３分
清掃部材の材質：                            フェルト
清掃部材の移動速度：                        ０．０２ｍ／秒
清掃部材の往復回数（往路のみ除去工程を実施）：２回
【００６３】
２．評価
（１）筋画像の評価
Ａ４サイズの白黒画像を合計５０万枚印刷した際の画像を観察し、下記基準に沿って評価した。得られた結果を表１に示す。
○：筋画像が観察されない。
△：僅かに筋画像が観察される。
×：明確に筋画像が観察される。
【００６４】
（２）放電分布の評価
次いで、放電ワイヤーにおける放電分布測定を行った。
すなわち、上述した画像形成工程、付着工程及び除去工程を実施した後の帯電装置を取り出して、図５（ａ）に示すように放電分布測定冶具３００に対して配線及び配置した。なお、放電ワイヤー２１と放電分布測定冶具３００との間隔は、５．３ｍｍとした。かかる放電分布測定冶具３００は、図５（ｂ）に示すように、感光体ドラムと同様の曲率を有したかまぼこ型のアルミニウム基材３０１上に、矢印方向にスライド可能な樹脂製のスライド部材３０２が備えられている。かかるスライド部材３０２上には、（ステンレス）製で、幅１ｍｍの端子３０３が積層されている。かかる端子３０３がスライドすることによって、放電ワイヤー２１の各箇所における放電量が、その流入電流として、接続された電流計３０４によって測定される。
また、放電条件としては、画像形成時と同様の条件（ＤＣバイアス：６．０ｋＶ）とした。測定された放電分布のデータを図６に示す。また、このとき、測定された放電量の平均値に対する最大バラつき（％）を算出した。得られた結果を表１に示す。
【００６５】
（３）放電ワイヤー寿命の評価
放電ワイヤーにおける寿命を評価した。
すなわち、上述した条件で、放電ワイヤーが実用上使用不可能となるまで、画像形成工程、付着工程及び除去工程を実施し、下記基準に沿って評価した。得られた結果を表１に示す。
なお、形成画像において明確な筋画像が観察されるようになった場合に、放電ワイヤーが実用上使用不可能となったと判断した。
◎：５０万枚以上の画像形成が可能である。
○：２２万〜５０万枚未満の範囲で画像形成が可能である。
△：１２万〜２２万枚未満の範囲で画像形成が可能である。
×：１２万枚未満の範囲であれば画像形成が可能である。
【００６６】
［実施例２］
また、実施例２では、付着工程において、Ｓｉ含有化合物を付着させるための放電ワイヤーへのバイアス印加を行わず、かつ、除去工程において、除去手段の往復回数を１回としたほかは、実施例１と同様に画像形成等およびその評価を行った。得られた結果を表１に示す。
【００６７】
［実施例３］
また、実施例３では、付着工程において、Ｓｉ含有化合物を付着させるための放電ワイヤーへのバイアス印加時間を６０秒とするとともに、エアダクトからの送風時間を６０秒とし、かつ、除去工程において、除去手段の往復回数を１回としたほかは、実施例１と同様に画像形成等およびその評価を行った。得られた結果を表１に示す。
【００６８】
［実施例４〜５］
また、実施例４及び５では、除去工程において、除去手段の往復回数を、それぞれ１及び３回としたほかは、実施例１と同様に画像形成等およびその評価を行った。得られた結果を表１に示す。
【００６９】
［比較例１］
また、比較例１では、付着工程及び除去工程を行わなかったほかは、実施例１と同様に画像形成等およびその評価を行った。得られた結果を表１及び図７に示す。
【００７０】
［比較例２］
また、比較例２では、付着工程を行わず、かつ、除去工程において、除去手段の往復回数を１回としたほかは、実施例１と同様に画像形成等およびその評価を行った。得られた結果を表１に示す。
【００７１】
［比較例３］
また、比較例３においては、除去工程を行わなかったほかは、実施例１と同様に画像形成等およびその評価を行った。得られた結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
2008180805.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明にかかる画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法によれば、放電ワイヤーに対してＳｉ含有化合物を付着させるための付着手段と、放電ワイヤーに付着したＳｉ含有化合物を除去するための除去手段と、を有する帯電装置を備えることにより、簡易な構造および方法によっても、帯電装置における放電ワイヤーの特性を長期間にわたって維持することができるようになった。
したがって、本発明の画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法によれば、カラー複写機やカラープリンタ等の各種画像形成装置における、長期間にわたる画像特性の向上に寄与することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の基本構造を説明するために供する図である。
【図２】除去手段の具体例を説明するために供する図である。
【図３】付着手段及び除去手段による効果を説明するために供する図である。
【図４】付着手段の具体例を説明するために供する図である。
【図５】（ａ）〜（ｂ）は放電分布測定冶具を説明するために供する図である。
【図６】実施例１における放電分布データを示す図である。
【図７】比較例１における放電分布データを示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１：感光体ドラム
２：帯電装置
３：露光装置
４：現像装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ：複数の現像器
５：転写装置
６：クリーニングブレード
７：定着装置
８：ローラ
９：給紙ローラ
１０：画像形成部
１１：スクレーパ
１２：回収スクリュー
２０：給紙部
２１：放電ワイヤー
２２：シールドケース
２３：グリッドワイヤー
２４：通路部
２５：電源
３０：排紙部
４０：回転軸
４１：ロータリラック
５１：中間転写ベルト
５２，５３：一次転写ローラ
５４：二次転写対向ローラ
５５：駆動ローラ
５６：二次転写ローラ
６１：清掃部材
６２：支持部材
６３：ロープ
６４：モーター
６５：プーリ
７１：ヒートロール
８０：Ｓｉ含有化合物
１００：画像形成装置（カラー画像形成装置）
２００：エアダクト
２０１：ケース
２０２：ファン
３００：放電分布測定冶具
３０１：基材
３０２：スライド部材
３０３：端子
３０４：電流計
【図１】
2008180805.tif 000004
【図２】
2008180805.tif 000005
【図３】
2008180805.tif 000006
【図４】
2008180805.tif 000007
【図５】
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【図６】
2008180805.tif 000009
【図７】
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