(57)【要約】【課題】  樹脂発泡体セルの破片等を効果的に除去することで画像欠陥の発生が抑制された画像形成装置を提供する。【解決手段】  像保持体に接触あるいは近接して回転する、電圧が印加されることで像保持体の電位とは異なる電位となる被電圧印加ロールと、被電圧印加ロールに接触して従動回転し、被電圧印加ロールの表面から不要物を除去する、樹脂発泡体からなるロールと、被電圧印加ロールへの印加電圧を、像形成動作中は第１の電圧に制御し、非形成動作中は、該第１の電圧よりも低い第２の電圧に制御する電圧制御部とを備えた。【選択図】        図２
2008151862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に像を保持する像保持体と、
前記像保持体上に像形成を行う像形成動作と像形成動作を伴わない非形成動作とを実行する像形成部と、
前記像保持体に接触して回転する、電圧が印加されることで該像保持体の電位とは異なる電位となる被電圧印加ロールと、
前記被電圧印加ロールに接触して従動回転する、樹脂発泡体からなるクリーニングロールと、
前記被電圧印加ロールへの印加電圧を、前記像形成動作中は第１の電圧に制御し、前記非形成動作中は、該第１の電圧よりも低い第２の電圧に制御する電圧制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に像を保持する像保持体上に像形成を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表面に像を保持する像保持体の表面を帯電器により帯電することにより静電潜像を形成し、形成した静電潜像を現像剤で現像して得た現像像を記録媒体上に転写および定着させることで記録媒体上に画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００３】
上記帯電器の一例として、電圧が印加されたロールを像保持体の表面に接触させ、像保持体の回転に従動して回転しながらこの像保持体表面に電荷を付与する、接触式の帯電ロールが知られている。
【０００４】
この帯電ロールは像保持体と接触していることから、帯電ロールには像保持体から不要物が移行してくる場合があり、帯電ロールにこの様な不要物が付着したままになっていると、帯電不良等による画像欠陥が長期的に引き起こされるおそれがある。
【０００５】
そこで、帯電ロールに樹脂発泡体ロールを接触させ従動回転させることで、像保持体から帯電ロールに移行してきた不要物を除去する提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
上記提案の樹脂発泡体ロールは、帯電ロールに与えるストレスが少なく、長期クリーニング性に優れるという特性を有している。
【特許文献１】特開２００５−２２７４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、電圧が供給されている帯電ロールと、この帯電ロールに対して従動回転している上述の樹脂発泡体ロールとの間には電界が発生し、この樹脂発泡体ロールの製造時や使用時に破壊された樹脂発泡体セルの破片や切削粉が帯電ロールに移行して、やはり、帯電不良等による画像欠陥が引き起こされるという問題がある。
【０００８】
尚、上記問題は、像保持体と接触する帯電ロールにのみ起因して発生する問題ではなく、例えば、像保持体の表面に形成した現像像を記録媒体上に静電的に転写させる、帯電ロールと同様に電圧が印加される転写ロールにクリーニング用の樹脂発泡体ロールが接触している場合には、この転写ロールに起因しても同様に起り得る問題である。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、樹脂発泡体セルの破片等を効果的に除去することで画像欠陥の発生が抑制された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の本発明の画像形成装置は、
表面に像を保持する像保持体と、
上記像保持体上に像形成を行う像形成動作と像形成動作を伴わない非形成動作とを実行する像形成部と、
上記像保持体に接触して回転する、電圧が印加されることでこの像保持体の電位とは異なる電位となる被電圧印加ロールと、
上記被電圧印加ロールに接触して従動回転する、樹脂発泡体からなるクリーニングロールと、
上記被電圧印加ロールへの印加電圧を、上記像形成動作中は第１の電圧に制御し、上記非形成動作中は、この第１の電圧よりも低い第２の電圧に制御する電圧制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、被電圧印加ロールへ高電圧が印加されることにより、被電圧印加ロールとクリーニングロールとの間には樹脂発泡体セルの破片を被電圧印加ロール側に移行させる向きの電界が発生するのに対し、被電圧印加ロールへの印加電圧を、被電圧印加ロールやクリーニングロールの材料によっては多少の差はあるもののある程度抑えることにより、こんどはこのクリーニングロール側に移行させる向きの電界に変えることができることを本願発明者が見いだしたことに基づきなされたものである。つまり、本発明の画像形成装置では、被電圧印加ロールへの印加電圧を非形成動作中は抑えることにより被電圧印加ロールに付着していた樹脂発泡体セルの破片をクリーニングロール側に引き寄せることができる。したがって、本発明の画像形成装置によれば、被電圧印加ロールに付着した樹脂発泡体セルの破片等を効果的に除去でき、これにより画像欠陥の発生を抑制することができる。
【００１２】
ここで、上記被電圧印加ロールが、上記像保持体の表面に電荷を付与する帯電ロールであってもよい。
【００１３】
また、上記被電圧印加ロールの回転速度を、直接あるいは間接に、ジョブ処理時における第１の速度と、ジョブ非処理時のうちの所定時における、この第１の速度よりも速い第２の速度とに制御する速度制御部を備えることが好ましい。
【００１４】
上記被電圧印加ロールの回転速度を、直接あるいは間接に、上記像形成動作中は第１の速度に制御し、上記非形成動作中は、この第１の速度よりも速い第２の速度に制御する速度制御部を備えることが好ましい。
【００１５】
この様に、非形成動作中の被電圧印加ロールの回転速度を、像形成動作中の回転速度よりも上げると、被電圧印加ロールとクリーニングロールとの単位時間当たりの接触回数が増加することから一層効果的に樹脂発泡体セルの破片等の不要物を除去することができる。
【００１６】
ここで、上記クリーニングロールが、エーテル系発泡ウレタンからなるものであることも好ましい態様である。
【００１７】
クリーニングロールがエーテル系発泡ウレタンからなるものであると、例えばポリエステル系発泡ウレタンを含むクリーニングロールを用いた場合と比べ、ジョブ処理時の被電圧印加ロールとクリーニングロールとの間の電位差を抑えると共に、ジョブ非処理時の被電圧印加ロールとクリーニングロールとの間の電位差を大きくすることができる。これにより、像形成動作中において発泡体セルの破片等を被電圧印加ロール側に移行させるクーロン力を抑え、非形成動作中において発泡体セルの破片等をクリーニングロール側に移行させるクーロン力を増大させることで画像欠陥の発生をより一層抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の画像形成装置によれば、樹脂発泡体セルの破片等を効果的に除去することで画像欠陥の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成図である。
【００２１】
図１に示すプリンタ１では、帯電器１１により所定の電荷が付与された、矢印Ａ方向に回転する像保持体１０の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいて露光器１２で生成した露光光が照射されることで静電潜像が形成され、現像ロール１３１を有する現像器１３に収容した、トナーと磁性キャリアを含有する現像剤でこの静電潜像が現像される。この現像により得られた現像像は、用紙収容装置１６から用紙搬送装置１７により引き出されて矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写ロール１４によって転写され、定着器１５により定着されることにより記録用紙上に画像形成が行われる。尚、このプリンタ１は、モノクロ画像専用機である。また、図１には、用紙搬送を行う搬送ロール１７１も示されている。
【００２２】
図２は、帯電器の拡大図である。
【００２３】
図２には、帯電器１１が、ハウジング１１０と、帯電ロール１１１と、クリーナロール１１２とで構成されている様子が示されている。帯電ロール１１１は、矢印Ａ方向に回転する像保持体１０に接触することで矢印Ｃ方向に従動回転する。クリーナロール１１２は、帯電ロール１１１に従動して矢印Ｄ方向に回転し、帯電ロール１１１に付着した不要物を除去する。また、クリーナロール１１２は、エーテル系の発泡ウレタンからなるものである。
【００２４】
また、図２には、このプリンタ１が有する、このプリンタ１の全体を制御するＣＰＵ２０、帯電ロール１１１へ電圧を印加する電圧印加部１８、像保持体１０の回転速度を制御する回転制御部１９、および、このプリンタ内部の温度と湿度を検出するための環境センサ２１が示されている。
【００２５】
このプリンタ１では、１回の画像形成指示により画像形成動作を１回又は複数回繰り返すジョブ処理時における像保持体１０の回転速度は、回転制御部１９により速度Ｘで制御され、また、像保持体１０に対し従動回転しながら所定の電荷を像保持体１０に付与する帯電ロール１１１は、電圧印加部１８からの印加電圧により約−９００Ｖで帯電される。クリーナロール１１２は、帯電ロール１１１に対し従動回転することにより約−１１００Ｖで帯電するようになる。クリーナロール１１２の表面に付着していた発泡体セルの破片は、これら帯電ロール１１１とクリーナロール１１２との間の電位差により発生した電界によって帯電ロール側に移行し、帯電ロール１１１の表面に付着することになる。こうなると、この発泡体セルの破片が付着した部分に対応する、像保持体１０の部分への電荷の付与が不十分となり、画質の低下が引き起こされる。
【００２６】
そこで、本実施形態のプリンタ１では、ジョブとジョブとの間のジョブ非処理時において、電圧印加部１８が帯電ロール１１１への印加電圧をゼロにする。
【００２７】
ここで、図３は、帯電ロールへの印加電圧の変化に対する、帯電ロールの表面電位およびクリーニングロールの表面電位の変化を示すグラフ図である。
【００２８】
図３（ａ）には、帯電ロール１１１への印加電圧（横軸）と、エーテル系発泡ウレタンからなるクリーナロール１１２の表面電位（縦軸）との関係が‘黒四角’マークで示されている。
【００２９】
図３（ｂ）には、帯電ロール１１１への印加電圧（横軸）と、クリーナロール１１２と同型で、エーテル系発泡ウレタンの代わりにポリエステル系発泡ウレタンからなるクリーナロールの表面電位（縦軸）との関係が‘黒四角’マークで示されている。
【００３０】
また、図３（ａ）および図３（ｂ）には、帯電ロール１１１への印加電圧と帯電ロール１１１の表面電位との関係が‘黒ダイヤ’マークで示されており、ここでは、印加電圧と表面電位とが同じ値となっている。
【００３１】
図３（ａ）には、印加電圧が約−９００Ｖであるジョブ処理時において、帯電ロール１１１の表面電位が約−９００Ｖとなるのに対してクリーナロール１１２の表面電位が約−１１００Ｖに落ち着くことが示されており、これら帯電ロール１１１の表面電位とクリーナロール１１２の表面電位との間の電位差はジョブ処理時には約２００Ｖとなっていることがわかる。一方、図３（ｂ）には、ジョブ処理時において、帯電ロール１１１の表面電位が約−９００Ｖとなるのに対してクリーナロールの表面電位が約−２０００Ｖに落ち着くことが示されており、これら帯電ロール１１１とクリーナロールとの間の電位差はジョブ処理時には約１１００Ｖとなっている様子が示されている。
【００３２】
つまり、エーテル系発泡ウレタンからなるクリーナロールの方が、ポリエステル系発泡ウレタンからなるクリーナロールよりも、ジョブ処理時における帯電ロール１１１との間の電位差は小さい。このため、これら帯電ロール１１１とクリーナロールとの間に発生するクーロン力もエーテル系発泡ウレタンの方が小さい。これにより、クリーナロールをエーテル系発泡ウレタンからなるものとすることで、ポリエステル系発泡ウレタンからなるものとする場合に比べてジョブ処理時における発泡体セルの破片の帯電ロール側への移行を抑制することができる。
【００３３】
また、図３（ａ）には、帯電ロール１１１への印加電圧が約−８００Ｖを下回る辺りから、クリーナロール１１２の表面電位が帯電ロール１１１の表面電位を上回って行く様子が示されており、帯電ロール１１１への印加電圧が０Ｖであるジョブ非処理時において、帯電ロール１１１の表面電位が約０Ｖに対してクリーナロール１１２の表面電位は約１０００Ｖに落ち着く様子が示されており、これら帯電ロール１１１とクリーナロール１１２との間の電位差は約１０００Ｖとなっている。このような電位の逆転により、これら帯電ロール１１１とクリーナロール１１２との間には、ジョブ処理時における向きとは逆向きにクーロン力が作用することになる。
【００３４】
また、図３（ｂ）には、帯電ロール１１１への印加電圧が約−５００Ｖを下回る辺りからクリーナロールの表面電位が帯電ロール１１１の表面電位を上回って行く様子が示されており、帯電ロール１１１への印加電圧が約０Ｖであるジョブ非処理時において、帯電ロール１１１の表面電位が約０Ｖであるのに対してクリーナロールの表面電位が約５００Ｖに落ち着く様子が示されており、これら帯電ロール１１１とクリーナロールとの間の電位差は約５００Ｖとなっている。
【００３５】
つまり、ジョブ非処理時においては、エーテル系発泡ウレタンからなるクリーナロールの方が、ポリエステル系発泡ウレタンからなるクリーナロールよりも帯電ロール１１１との間の電位差は大きいことから、これら帯電ロール１１１とクリーナロール１１２との間に発生する、ジョブ処理時とは逆向きのクーロン力も大きい。これにより、クリーナロールをエーテル系発泡ウレタンからなるものとすることで、ポリエステル系発泡ウレタンからなるものとする場合に比べてジョブ非処理時における発泡体セルの破片のクリーナロール側への移行を促進することができる。
【００３６】
したがって、本実施形態のプリンタ１では、クリーナロール１１２がエーテル系の発泡ウレタンからなることから、クリーナロールがポリエステル系の発泡ウレタンからなる場合と比べ、帯電ロール１１１からの発泡体セルの破片の除去が一層効果的に行なわれる。さらに、エーテル系の発泡ウレタンは、ポリエステル系の発泡ウレタンと比べ吸湿性が低いことから、発泡体セルの破片が帯電ロール１１１に付着し難く、また、経時劣化が少ないという長所を有している。これにより、本実施形態のプリンタ１では、ジョブ処理時において帯電ロール１１１へ移行した発泡体セルの破片の帯電ロール１１１への付着力を、ポリエステル系の発泡ウレタンを含むクリーナロールを使用した場合と比べ弱めることができ、これにより長期クリーニング性も高められている。したがって、本実施形態のプリンタ１によれば、画像欠陥の発生を抑制することができる。
【００３７】
また、このプリンタ１では、ジョブ非処理時において帯電ロール１１１への印加電圧をゼロにした後、その際の温度と湿度に応じた時間だけ、ジョブ処理時の回転速度Ｘよりも速い回転速度Ｙでの像保持体１０の空回しが回転制御部１９により行われる。
【００３８】
ここで、図４は、温度と湿度とに対応した空回時間を決定するテーブルを示す図である。
【００３９】
図４には、このプリンタ１におけるジョブ非処理時に行われる像保持体１０の空回時間（ｍｉｎ）が、‘２５℃以上’、‘２５℃未満１０℃以上’、‘１０℃未満’とに範囲分けされた温度と、‘８５％以上’、‘８５％未満１５％以上’、‘１５％未満’とに範囲分けされた湿度との組み合わせに対応して設定されている様子が示されている。
【００４０】
図４には、例えば、同一温度（ここでは２５℃以上）で比べると、湿度が‘８５％以上’である場合の空回時間は１（ｍｉｎ）、湿度が‘８５％未満１５％以上’である場合の空回時間は２（ｍｉｎ）、湿度が‘１５％未満’である場合の空回時間は３（ｍｉｎ）と、湿度が高いほど空回時間が短く設定されている様子が示されている。これは、高湿であると放電は起きやすく、また、低湿であると放電は起き難くいことから、印加電圧をジョブ非処理時に０Ｖに下げても、帯電ロール１１１の電位低下のスピードが低湿度だと鈍り、ジョブ非処理時にこれら停電ロール１１１とクリーナロール１１２との間に本来発生すべき電位差の発生までに時間がかかるためである。
【００４１】
また、本実施形態のプリンタ１では、ジョブ処理時の回転速度Ｘよりも速い回転速度Ｙで像保持体１０の空回しを行うことで、帯電ロール１１１とクリーナロール１１２との単位時間当たりの接触回数を増加させることで、帯電ロール１１１からの発泡体セルの破片の除去が一層効果的に行なわれる。
【００４２】
図５は、このプリンタで実行されるルーチンのフローチャートである。
【００４３】
図５には、このプリンタ１の電源が投入されると、ＣＰＵ２０において実行されるルーチンのフローチャートが示されており、ステップＳ１では、ジョブが終了したか否かを判定し、ステップＳ１において、未だジョブが終了していないと判定すると、ステップＳ１を繰り返し、ジョブが終了したと判定すると、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、帯電ロール１１１の印加電圧の停止を電圧印加部１８に指示し、ステップＳ３では、像保持体１０の回転速度の、ジョブ処理時の回転速度Ｘよりも速い速度Ｙへ変更を回転制御部１９に指示する。ステップＳ４では、図４に示すテーブルと、環境センサ２１で検出された温度情報および湿度情報とに基づいて像保持体の空回時間を決定する。ステップＳ５では、ステップＳ４で決定した回転時間を経過したか否かを判定し、経過していないと判定すると、ステップＳ５を繰り返し、経過していると判定すると、このルーチンを終了する。
【００４４】
尚、以上に説明した実施形態では、クリーナロール１１２がエーテル系の発泡ウレタンを含む場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、クリーナロール１１２が発泡体からなるものであれば、ポリエステル系の発泡ウレタンからなるものであっても、本発明の基本的な効果は減却されない。また、以上に説明した実施形態では、ジョブ処理時の帯電ロール１１１をジョブ処理時の回転速度Ｘよりも高速の回転速度Ｙで回転させた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、ジョブ処理時の帯電ロール１１１の回転速度をジョブ処理時の回転速度Ｘと同じ速度で回転させても、さらには、ジョブ処理時の回転速度Ｘよりも低速の回転速度で回転させても、本発明の基本的な効果は減却されない。さらに、以上に説明した実施形態では、ジョブ非処理時に帯電ロール１１１への印加電圧をゼロにする例を挙げて説明したが、これを帯電ロールではなく転写ロールに適用してもよく、また、ジョブ処理時における帯電ロール１１１への印加電圧に比べジョブ非処理時における帯電ロール１１１への印加電圧が抑えられていれば、ジョブ非処理時において帯電ロール１１１への印加電圧を行なうものであってよい。
【００４５】
次に、本発明の実施例と、この実施例に対する比較例とについて説明する。
【００４６】
実施例１、実施例２、比較例１、および比較例２は、富士ゼロックス社製のＤｏｃｕＰｒｉｎｔ  Ｃ３２００  Ａに対し、帯電器を上述のプリンタ１の帯電器１１と同じ種類のものに交換し、ジョブ非処理時における帯電ロールへの印加電圧を停止しつつ像保持体を空回しする空回しモードを新たに設け、また、ジョブ処理時の像保持体の通常の回転速度の２倍の回転速度でも像保持体を回転させることができるように改造を加えた改造機を用いて行ったものである。
【００４７】
実施例１では、この改造機において、１００枚のプリントを伴うシーケンスを１０回繰り返すことで合計１０００枚のプリントを行い、各シーケンスでは、１０℃１５％の環境下でハーフトーン３０％画像を１００枚プリントし、帯電ロールへの印加電圧をゼロにし、像保持体の５分間の空回しをジョブ処理時での回転速度の２倍の回転速度で実行した。このような１０００枚のプリントの後でさらに記録用紙２枚にプリントを行い、その２枚中における色点の有無およびサイズを評価した。
【００４８】
実施例２は、５分間の空回しをジョブ処理時での回転速度と同じ回転速度で実行する以外は実施例１と同じ条件である。
【００４９】
比較例１は、５分間の空回しを、帯電ロールへの印加電圧をジョブ処理時と同様に行いながら実行する以外は実施例１と同じ条件である。
【００５０】
比較例２は、５分間の空回しをジョブ処理時での回転速度と同じ回転速度で実行する以外は比較例１と同じ条件である。尚、ハーフトーン画像とは１ｉｎｃｈ平方当り１５０個の網点で形成された画像を表す。
【００５１】
また、評価は、画質上の影響についての官能評価であり、‘○’は問題なし、‘△’は許容範囲、‘×’は問題ありとしている。
【００５２】
【表１】
2008151862.tif 000003
【００５３】
表１には、ジョブ非処理時に帯電ロールへの印加電圧をゼロとし、像保持体の空回し速度をジョブ処理時の回転速度の２倍の速度にした実施例１、ジョブ非処理時に帯電ロールへの印加電圧をゼロとしたものの、像保持体の空回し速度がジョブ処理時の回転速度と同じであった実施例２、ジョブ非処理時においてもジョブ処理時と同じ印加電圧を帯電ロールに行ったまま像保持体の空回速度をジョブ処理時の回転速度の２倍の速度とした比較例１、ジョブ非処理時においてもジョブ処理時と同じ印加電圧を帯電ロールに行ったまま像保持体の空回し速度をジョブ処理時の回転速度と同じ速度とした比較例２それぞれについての‘色点の有無’に関する実験結果と評価とが示されている。
【００５４】
実施例１では、記録用紙２枚中に色点の発生は無く、評価は‘○’であり、実施例２では、記録用紙２枚中に直径１５０μｍの色点が１個発生していただけであり、評価は‘△’とおおむね良好であった。比較例１では、記録用紙２枚中に直径３５０μｍの色点１個が発生しており、比較例２では、記録用紙２枚中に直径３５０μｍの色点１個と直径３００μｍの色点１個が発生しており、評価は共に‘×’であった。実施例２と比較例２からは、ジョブ非処理時に帯電ロールへの印加電圧をゼロにすることで画像欠陥の発生を抑制できることが証明された。また、実施例１と実施例２からは、ジョブ非処理時に帯電ロールへの印加電圧をゼロにすると共に、帯電ロールの回転速度をジョブ処理時よりも上げることで、画像欠陥の発生を一層抑制できることが証明された。また、実施例１と比較例１からは、ジョブ非処理時に帯電ロールの回転速度を上げたとしても、帯電ロールへの印加電圧をゼロにしなければ、画像欠陥の発生を抑制することができないことが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】帯電器の拡大図である。
【図３】温度と湿度とに対応した空回時間を決定するテーブルを示す図である。
【図４】帯電ロールへの印加電圧の変化に対する、クリーニングロールの電位の変化を示すグラフ図である。
【図５】このプリンタで実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１  プリンタ
１０  像保持体
１１  帯電器
１１０  ハウジング
１１１  帯電ロール
１１２  クリーナロール
１２  露光器
１３  現像器
１４  転写ロール
１５  定着器
１６  用紙収容装置
１７  用紙搬送装置
１８  電圧印加部
１９  回転制御部
２０  ＣＰＵ
２１  環境センサ
【図１】
2008151862.tif 000004
【図２】
2008151862.tif 000005
【図３】
2008151862.tif 000006
【図４】
2008151862.tif 000007
【図５】
2008151862.tif 000008