(57)【要約】【課題】  放電生成物に起因する画像ボケの防止を、遮蔽部材などの部材を設けることなく簡易な構成で実現できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像形成動作以外で前記像担持体表面の所定の領域に着色粉体を担持してなる着色粉体担持領域を形成する着色粉体担持領域形成手段と、像担持体を回転させて該着色粉体担持領域が前記転写手段に対向する位置で停止するように該像担持体の停止位置を制御する像担持体停止位置制御手段とを設けたことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を着色粉体で可視化像化する現像手段と、該現像手段により形成された可視化像を転写材に転写する転写手段と、前記像担持体に残存した前記着色粉体を回収するクリーニング手段を有する画像形成装置において、
画像形成動作以外で前記像担持体表面の所定の領域に着色粉体を担持してなる着色粉体担持領域を形成する着色粉体担持領域形成手段と、像担持体を回転させて該着色粉体担持領域が前記転写手段に対向する位置で停止するように該像担持体の停止位置を制御する像担持体停止位置制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記転写手段の画像形成動作時間が所定時間以上になったときに、画像形成動作以外で前記像担持体表面の所定の領域に可視化像を担持してなる可視化像担持領域を形成する可視化像担持領域形成手段と、該可視化像担持領域が前記帯電手段に対向する位置で停止するよう、該像担持体の停止位置を制御する像担持体停止位置制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記可視化像担持領域形成手段による可視化像担持領域の形成と、前記像担持体停止位置制御手段による制御に基づく該像担持体の停止を、画像形成動作を休止している画像形成動作休止時間が所定時間以上となったときに動作することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像形成動作休止時間の前記所定時間を２０分以内としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記可視化像担持領域におけるトナー層厚を、０．２ｍｇ／ｃｍ２以上としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記転写手段としてコロナ帯電器を用い、かつ、前記像担持体が停止状態であるとき、該コロナ転写器のキャン開口部が該像担持体表面の鉛直方向上方から該像担持体表面に対向するようにコロナ転写器が設置され、少なくともキャン開口部を該像担持体表面に垂直投影することにより形成される投影図を包括出来る形状に、前記可視化像担持領域を形成し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】
本発明は電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置は、光導電性物質を有する像担持体表面を一様に帯電させる帯電装置、像担持体表面を露光してその電位差で静電潜像を形成する露光装置、着色粉体を感光体等の像担持体表面に可視化画像として付着させる現像装置と、画像として付着した着色粉体を画像支持体に転写する転写装置、その着色粉体を画像支持体上に固着させる定着装置、残留した着色粉体を像担持体表面から除去する清掃装置からなる。
【０００３】
そのうち転写工程は、放電を伴う転写装置でコロナ帯電器や転写ローラに直流や交流で０．５〜８［ｋＶ］程度の高圧となる電圧を印加することで行われている。これら転写装置による放電では、オゾンや窒素酸化物、硝酸塩等の放電生成物が発生し、転写装置の動作の停止後にも、これら放電生成物は消滅せず帯電装置近傍に存在する。そして像担持体表面停止時にこの放電生成物が像担持体表面に付着し次第に蓄積する。蓄積した放電生成物は吸水作用がある為、放電生成物に空気中等の水分が結合し、像担持体表面が低抵抗化する。この時に像担持体表面に画像の潜像を形成すると、像担持体の帯電電荷に流れが生じ結果的に画像がボケるという脱字が発生する重大な障害が発生する。この画像ボケは、特に高温多湿下で顕著となる。実験検証の結果、画像ボケ部に対応した像担持体の部分は、例えば画像形成休止後８時間放置の際、コロナ転写器の直下であった。
【０００４】
像担持体表面に放電生成物が付着していない場合と付着している場合の像担持体の表面電位の違いについて見てみると、放電生成物が付着していない場合、帯電手段によって一様帯電されてその電位が帯電電位Ｖ０となり、その後露光手段によってレーザー光が照射されると、電位が露光電位Ｖｒとなる。一方、像担持体表面に放電生成物が付着している場合、露光を行った結果、露光した領域の像担持体表面は露光電位Ｖｒまで変化せず、帯電電位に近いＶｒ１までしか変化しない。これは、像担持体表面に付着し水分を吸収した放電生成物によって像担持体表面の放電生成物付着部が低抵抗化し、露光によって発生した電荷が像担持体表面を露光領域を超えて周囲に広がってしまうためである。その結果、露光領域の電位は充分に下がらず、露光領域外の電位は多少下がり、浅い潜像が形成され、現像時にトナー付着量が小さくなる。
【０００５】
像担持体表面から放電生成物を除去する手段として、像担持体と転写手段との間にシャッターなどの遮蔽部材を設けたものがある。これらの提案は、転写により発生した放電生成物が像担持体に移行するのを遮蔽部材で防止して、画像流れを防止するようにしたものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３１３５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、前記遮蔽部材を装備すると、構成および制御が複雑化すると共にコストアップとなってしまう。
【０００８】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は放電生成物に起因する画像ボケの防止を、遮蔽部材などの部材を設けることなく簡易な構成で実現できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を着色粉体で可視化像化する現像手段と、該現像手段により形成された可視化像を転写材に転写する転写手段と、前記像担持体に残存した前記着色粉体を回収するクリーニング手段を有する画像形成装置において、
画像形成動作以外で前記像担持体表面の所定の領域に着色粉体を担持してなる着色粉体担持領域を形成する着色粉体担持領域形成手段と、像担持体を回転させて該着色粉体担持領域が前記転写手段に対向する位置で停止するように該像担持体の停止位置を制御する像担持体停止位置制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記転写手段の画像形成動作時間が所定時間以上になったときに、画像形成動作以外で前記像担持体表面の所定の領域に可視化像を担持してなる可視化像担持領域を形成する可視化像担持領域形成手段と、該可視化像担持領域が前記帯電手段に対向する位置で停止するよう、該像担持体の停止位置を制御する像担持体停止位置制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記可視化像担持領域形成手段による可視化像担持領域の形成と、前記像担持体停止位置制御手段による制御に基づく該像担持体の停止を、画像形成動作を休止している画像形成動作休止時間が所定時間以上となったときに動作することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第４の手段は前記第１の手段において、前記画像形成動作休止時間の前記所定時間を２０分以内としたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第５の手段は前記第１ないし第４のいずれかの手段において、前記可視化像担持領域におけるトナー層厚を、０．２ｍｇ／ｃｍ２以上としたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第６の手段は前記第１ないし第４のいずれかの手段において、前記転写手段としてコロナ帯電器を用い、かつ、前記像担持体が停止状態であるとき、該コロナ転写器のキャン開口部が該像担持体表面の鉛直方向上方から該像担持体表面に対向するようにコロナ転写器が設置され、少なくともキャン開口部を該像担持体表面に垂直投影することにより形成される投影図を包括出来る形状に、前記可視化像担持領域を形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、像担持体表面に付着する放電生成物に起因する画像ボケの防止を、遮蔽部材などの部材を設けることなく簡易な構成で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る画像形成装置について図と共に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本実施例に係る画像形成装置の概略構成図である。１は感光体、２は帯電器、３は現像機、３１は現像ローラ、４は記録媒体、５は転写器、５１はキャン、５２はコロナワイヤ、６は定着機、７はクリーナ、８は露光装置、９はトナー、１０はキャリアである。
【００１８】
像担持体として用いた感光体１は、図中矢印Ａ方向に回転することにより帯電器２でその表面が負極性に均一に帯電され、その後潜像形成手段としての露光装置８で露光が行われる。感光体１上に形成された静電潜像は、現像機３によって、負極性に帯電されたトナー９が反転現像される。感光体１上に形成されたトナー９像は、図示しない給紙部から、感光体１と転写器５との間に形成される転写領域に給紙される転写材としての記録媒体４に転写される。そして前記トナー９像が転写された記録媒体４は、加熱ローラと加圧ローラとからなる定着機６に挿通され、記録媒体４にトナー９が溶融固着されることにより画像形成される。
【００１９】
前記転写器５は、開口部を有するキャン５１と、キャン５１の内部に配置されたコロナワイヤ５２と、コロナワイヤ５２に所定の電圧を印加する図示しない電源とからなる。転写器５は、感光体１表面に所定の距離をおいて非接触で配置され、コロナワイヤ５２に電圧を印加しコロナ放電によって記録媒体４をトナー９を転写する特性が得られる様、所定の極性、所定の電位に電荷を注入する。本実施例においてはコロナ転写器により、負帯電のトナー９と逆極性の正電荷を注入する。トナー像が転写された記録媒体４は、感光体１から分離され定着機６へ搬送される。定着機６は加熱ローラと加圧ローラとのニップを通過する事により熱と圧力の作用でトナー像が記録媒体４上に定着される。本発明の画像形成装置は、記録媒体４に転写されずに感光体１上の転写残トナー及びキャリアを清掃するためのクリーナ７が配置され、クリーナ７にはクリーニングブレードを採用している。
【００２０】
ところで、本実施例の転写器５のようなコロナ放電等の放電を利用して転写を行う場合、空気中のアンモニアと放電で発生したＮＯｘとが反応し硝酸アンモニウム等の放電生成物が発生する。このような放電生成物は、転写器５のコロナワイヤ５２の近傍に多く発生しており、画像形成動作の休止に伴い感光体１の回転も停止すると、感光体１表面の一部の領域が長時間転写器５に対向した状態となる。そして、放電終了後の画像形成動作休止時においても、感光体１表面の転写器５に対向した領域に対して種々の放電生成物が付着してくる。感光体１の回転停止時間が長引く程、転写器５に対向している部分に前記放電生成物が蓄積してくるため、現像した画像に画像ボケが発生してしまう。
【００２１】
一例として、コロナワイヤ５２に−１００μＡ（放電電圧約４［ｋＶ］）を印加した。感光体１には、アルミニウム製素管上に電荷発生層上にポリカーボネート樹脂からなる電荷輸送層を積層したものを用いた。このとき、電荷発生層は０．２［μｍ］、電荷輸送層は２５［μｍ］とした。そして、前記の設定において、高温多湿（温度２８℃、湿度８０％）下で、１時間転写器通電、停止を連続的に繰り返すランニングを行ない、ランニング終了後８時間放置した後に、６００ｄｐｉの網点画像を出力した。
【００２２】
その結果、部分的に白抜けした画像ボケが発生した。画像が白く抜ける部分は、転写器５の直下の部分であった。これは感光体１表面に付着した放電生成物が吸水してその部分の感光体１表面が低抵抗化し、レーザー光が照射されても、電荷が露光領域以上に感光体ドラム表面に広がって、露光領域の表面電位が充分に下がらない帯電電荷の流れが生じるためである。この影響で潜像が形成できず、不十分にしか電位が下がらずに白抜けした画像ボケとなってしまうのである。そこで本実施例においては、現像動作以外の時にも現像機３によって感光体１表面にトナー層を形成可能に構成している。
【００２３】
図２は、本実施例の画像形成装置の画像ボケ防止のための制御を示すフローチャートである。先ず、画像形成動作が終了すると（Ｓ１）、感光体１を再び回転させて帯電器２、露光装置８、現像機３をそれぞれ作動させて現像機３の現像ローラ３１に所定の現像バイアスを印加し、感光体１上にベタ画像を形成する（Ｓ２）。これによって、感光体１表面の所定の領域としての表面にトナー担持領域を形成する。このとき、当該像担持体上の現像機３からクリーナ７の位置までにトナー担持領域が形成されている。ここで、像担持体を回転させ、当該トナー担持領域が転写器５の直下になるように回転制御する。
【００２４】
ここで、トナー９層のトナー付着量はバイアス制御によって種々に変化させ、それぞれの付着量のときに感光体１を停止させた状態で放電のみを行ない、画像ボケの評価を行なった。また、放電時間も８、１６、２４、４８時間の４種類に変化させた。また、画像ボケの評価は放電生成物の付着が生じやすいと考えられる高温高湿の環境として温度２８［℃］、湿度８０［％］の環境下で画像形成動作休止時間として２４時間放置した後、６００ｄｐｉのハーフトーン画像を出力して行った。評価基準は、画像ボケが全く発生しない場合を○、画像ボケが少しだけ発生した場合を△、画像ボケが完全に発生した場合を×とした。その結果を以下の表１に示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１の結果から、感光体１と転写器５との間にあるトナー９層のトナー付着量が少ない程画像ボケが発生しやすく、トナー付着量が多くなるに従い、画像ボケが少なくなってくることが分かった。また、放電時間が１時間であろうと３時間であろうと、トナー付着量が０．１５ｍｇ／ｃｍ２以上あれば、画像ボケが発生しなくなることがわかった。よって、トナー付着量０．１５ｍｇ／ｃｍ２以上あれば確実に放電による生成物が感光体１表面に付着することを防止でき、画像ボケの発生を防止できるといえる。
【００２７】
よって、本実施例においても、感光体１表面のトナー付着量は、現像バイアスによって０．１５ｍｇ／ｃｍ２以上に均一に付着させるよう制御した。また、予めトナー担持領域を形成するための現像時間  、感光体１の回転速度から、トナー担持領域が転写器５に対向する位置に到達するまでの時間を算出し、メモリ（図示せず）に記憶させておく。このメモリと、メモリに記憶させたタイミングで感光体１の駆動制御を行う駆動手段とによって、像担持体停止位置制御手段としての感光体駆動制御手段を持っている。そして、感光体１の画像形成と逆方向の回転駆動を行い（Ｓ３）、所定回転時間に至っていなければ（Ｓ４のＮ）感光体１の回転駆動回転駆動を続け、所定回転時間が経過したとき（Ｓ４のＹ）、感光体１の回転駆動を停止して（Ｓ５）装置を停止させる。これによって、トナー担持領域が転写器５の対向位置に来た状態で感光体１の回転を停止させることができる。
【００２８】
このようにして、画像形成動作以外のときに感光体１表面にトナー９を付着させてトナー担持領域を形成し、感光体１を逆転させ、回転停止時に転写器５と感光体１との間にトナー９層を介在させておくことによって、帯電器２と感光体１表面との間に存在する放電生成物が感光体１表面に直接付着することを確実に防止できる。これにより、放電生成物付着に起因する画像ボケの発生を防止できる。
【実施例２】
【００２９】
前記実施例１のように、画像形成動作終了後に必ず感光体１表面にトナー担持領域を形成するのではなく、画像形成動作終了後、次の画像形成動作が行われるまでにある時間が経過したときのみ感光体１表面にトナー担持領域を形成するようにしている。以下の説明以外の部分については、実施例１と同様なので、説明を省略する。
【００３０】
なお、画像形成動作休止時間が２０分以内であれば画像ボケは生じず、画像形成動作休止時間が４０分〜５０分では少し画像ボケが発生（△）し、６０分以上では画像ボケが発生（×）していた。これによって、画像形成動作休止時間と画像ボケ発生状況との間には相関関係があり、画像形成動作休止時間が２０分以内であれば画像ボケは発生せず、２０分を超えると帯電器２に対向した位置に停止している感光体１表面部分に放電生成物が付着して前記不具合が発生することが判明した。
【００３１】
よって本実施例では、画像形成動作休止時間の所定時間を、この時間を過ぎると画像ボケが生じる恐れが大きいと考えられる２０分とし、効率的に画像ボケを防止できるようにした。画像ボケ防止のためのベタ画像形成動作を、画像形成動作休止時間が２０分を超えると画像ボケ発生の恐れがある場合にのみ行うので、効率的に画像ボケを防止でき、画像ボケ防止のために実用的である。
【実施例３】
【００３２】
前記実施例１及び２のように、感光体１表面の全域にトナー９を付着させるのに代えて、感光体１表面の所定の領域に限ってトナー９を付着させるものである。尚、以下の説明以外の部分については、実施例１と同様なので、説明を省略する。
【００３３】
尚、本実施例は、転写装置としてコロトロン帯電器を用いているが、これに限るものではない。感光体ドラムが停止状態であるとき、転写装置のケーシング開口部が感光体ドラム表面の鉛直方向上方から感光体表面に対向するよう設けられている帯電装置であれば、他の転写装置にも適用できる。例えば、転写ローラも適用可能である。
【００３４】
更に、前記実施例１乃至３の構成においては、感光体１表面へのトナー担持領域の形成のために、帯電器２、露光装置８を用いず、現像機３の駆動および現像ローラ３１への現像バイアスの印加のみで像担持体上にトナー担持領域を形成することができる。また、感光体１は、ＯＰＣ以外でもよく、例えば無機感光体、アモルファスシリコン感光体などでもよい。
【００３５】
本発明の画像形成装置によれば、像担持体の停止中に放電生成物が像担持体表面に直接付着することを防止できるので、放電生成物に起因する画像ボケの防止を必要なときのみに効率的に行えるという効果がある。
【００３６】
また、本発明の画像形成装置によれば、トナー担持領域形成手段として新たな部材や装備を設ける必要がないので、放電生成物に起因する画像ボケの防止を、特別な装備を設けることなく簡易な構成で実現できるという効果がある。また、本発明は、放電現象を用いた画像形成装置に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】その実施例における画像形成装置の画像ボケ防止のための制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１…感光体、２…帯電器、３…現像機、３１…現像ローラ、４…記録媒体、５…転写器、５１…キャン、５２…コロナワイヤ、６…定着機、７…クリーナ、８…露光装置、９…トナー、１０…キャリア。
【図１】
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【図２】
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