(57)【要約】【課題】アモルファスシリコン系の感光体ドラムにおけるリークの発生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】アモルファスシリコン系の感光体ドラム１３の表面を帯電する帯電ローラ１４と、感光体ドラム１３への帯電時の電流値の標準偏差が予め設定された閾値以上の場合には高湿環境であると判定する判定回路２３と、判定回路２３の判定結果が高湿環境であると判定した場合に感光体ドラム１３のエージング動作を実施する制御回路２２とを備えている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファスシリコン系の感光体ドラムの表面を帯電する帯電ローラと、前記感光体ドラムへの帯電時の電流値の標準偏差が予め設定された閾値以上の場合には高湿環境であると判定する判定回路と、該判定回路の判定結果が高湿環境であると判定した場合に前記感光体ドラムのエージング動作を実施する制御回路とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定回路は前記感光体ドラムを１周分以上回転させたうえで前記感光体ドラムへの帯電時の電流値の標準偏差測定を行い、前記制御回路はその標準偏差が前記閾値以下に低下するまでエージング動作を継続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】
前記判定回路による測定時は通常印字動作時よりも帯電ローラへの印加電圧を低い状態で行うことを特徴とする請求項１又は請求項２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、本発明は、プリンタ・複写機・ファクシミリ或いはこれらを機能的に備えた複合機といった電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、アモルファスシリコン系の感光体ドラムを停電する帯電デバイスに帯電ローラを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真技術を応用したプリンタ・複写機・ファクシミリ或いはこれらを機能的に備えた複合機といった画像形成装置の感光体ドラム表面に電荷を乗せる方式として、オゾン発生量の多いスコロトロン帯電方式を搭載することが環境面において問題となっており、オゾン発生量の極めて少ない帯電ローラ方式が主流になりつつある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような帯電ローラを用いた画像形成装置では、画像形成処理を重ねるにつれて帯電ローラの表面にシリカ等のトナー外添剤や帯電時の放電生成物が付着し易く、この付着物によって帯電ローラの表面に抵抗ムラが発生してしまう。
【０００４】
また、放電生成物は水溶性であることから、特に、高湿環境下では抵抗値が著しく低下してしまう。
【０００５】
このため、放電生成物の付着によって帯電ローラの表面抵抗値が低下した部分から過剰な電流が流れてしまうばかりでなく、その表面抵抗値が低下した部分に対向する感光体の表面部分においても局部的に電流が流れてしまう。
【０００６】
さらに、この感光体へと局部的に流れた電流は、感光体の耐圧がある場合には過剰帯電による白色斑点状の異常画像の発生要因となり、感光体の耐圧が足りない場合には感光体破壊によって黒色斑点状の異常画像の発生要因となる。
【特許文献１】特開２００５−３５２１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した帯電ローラ方式の画像形成装置の感光体に、アモルファスシリコン系の感光体ドラムを用いた場合、アモルファスシリコンは表面抵抗が低いため、帯電ローラ表面の付着状況によって帯電ローラの表面抵抗にムラが発生し、特に、高湿環境下では顕著に抵抗ムラが発生し易く、抵抗の低い部分からのリークにより感光体ドラムを破壊する虞があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、アモルファスシリコン系の感光体ドラムにおけるリークの発生を抑制することができる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】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、アモルファスシリコン系の感光体ドラムの表面を帯電する帯電ローラと、前記感光体ドラムへの帯電時の電流値の標準偏差が予め設定された閾値以上の場合には高湿環境であると判定する判定回路と、該判定回路の判定結果が高湿環境であると判定した場合に前記感光体ドラムのエージング動作を実施する制御回路とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
この際、前記判定回路は前記感光体ドラムを１周分以上回転させたうえで前記感光体ドラムへの帯電時の電流値の標準偏差測定を行い、前記制御回路はその標準偏差が前記閾値以下に低下するまでエージング動作を継続するのが好ましい。
【００１１】
また、前記判定回路による測定時は通常印字動作時よりも帯電ローラへの印加電圧を低い状態で行うのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像形成装置は、アモルファスシリコン系の感光体ドラムにおけるリーク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】
【００１３】
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの説明図、図２は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの要部（画像形成部）の説明図である。
【００１５】
（プリンタ１の全体構成）
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ１は、画像形成装置本体としてのプリンタ本体２の内部にスライド変位可能に格納された給紙カセット３と、給紙カセット３に収納された転写紙（図示せず）を取り出す給紙部４と、プリンタ本体２の正面に設置された手差トレイ５と、手差しトレイ５にセットされた転写紙（図示せず）を取り出す手差給紙部６と、各給紙部４，６から供給された転写紙が搬送される搬送経路７と、搬送経路７のシート搬送方向上流側で各給紙部４，６が合流する部位よりもシート搬送方向下流側に配置されたレジストローラ対８と、レジストローラ対８よりも搬送経路７のシート搬送方向下流側に配置されて転写紙の一面に画像を形成する画像形成部９と、画像形成部９よりも搬送経路７のシート搬送方向下流側に配置されて転写紙の一面に形成された画像（未定着トナー像）を定着する定着装置１０と、定着装置１０を通過した転写紙の他面に画像を形成する場合に搬送経路７の定着装置１０よりも搬送経路下流側からレジストローラ対８よりも搬送経路７のシート搬送方向上流側に引き戻す反転経路１１と、搬送経路７の終端部に設けられた排紙部１２とを備えている。
【００１６】
（画像形成部９の構成）
画像形成部９は、感光体ドラム１３と、感光体ドラム１３の周囲に配置された帯電ローラ１４、露光デバイス１５、現像デバイス１６、転写デバイス１７、クリーニングデバイス１８、除電デバイス１９等を備えている。
【００１７】
感光体ドラム１３には、アモルファスシリコン系感光体ドラムが用いられており、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。
【００１８】
帯電ローラ１４は、感光体ドラム１３の上方に設置されており、感光体ドラム１３を一様に帯電させるための装置である。
【００１９】
露光装デバイス１５は、例えば、図示を略す画像データ入力部で読み取った原稿画像に対する画像データやパーソナルコンピュータ等から出力された画像データに基づいて、感光体ドラム１３上に静電潜像を形成するための装置である。
【００２０】
現像デバイス１６は、その静電潜像が形成された感光体ドラム１３の表面に現像ローラ２０を介してトナーを供給してトナー像を形成する装置である。尚、本実施例で用いられるトナーは、磁性粉を含有するほか、トナー粒子の表面に研磨微粒子が固定されている。研磨微粒子として、硬度が大きな微粒子、例えばアルミナ、ジルコニア、チタニアなどの金属酸化物が適している。トナー粒子には研磨微粒子の他、流動性や帯電性を調整する目的でシリカなどの微量子を添加しても良い。
【００２１】
これにより、画像形成部９は、感光体ドラム１３が図示しない駆動手段によって所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動され、その表面が帯電ローラ１４によって所定の極性・電位に均一に帯電される。
【００２２】
帯電後の感光体ドラム１３は、その表面に露光デバイス１５によって静電潜像が形成される。ここで、露光デバイス１５は、パーソナルコンピュータ等から出力された画像データに基づいて、感光体ドラム１３の表面にレーザー光（鎖線参照）を照射し、感光体ドラム１３の表面のレーザー光照射部分の電荷を除去して画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００２３】
そして、感光体ドラム１３の表面に形成された静電潜像は、現像デバイス１６の現像ローラ２０によってトナーコンテナ２１から供給された電荷を有するトナーが静電的に付着されて未定着トナー像として現像される。さらに、その未定着トナー像は、転写デバイス１７によって転写紙に転写像として転写される。
【００２４】
さらに、転写紙に未定着トナー像を転写した感光体ドラム１３は、クリーニングデバイス１８によって残留トナー等が除去された後、次の画像形成時の帯電のために除電デバイス１９によって除電処理が施される。
【００２５】
ところで、本発明の画像形成装置における帯電ローラ１４は、図２に示すように、プリンタ１の全体を制御する制御回路２２を介して判定回路２３によって帯電電位が制御される。
【００２６】
制御回路（ＣＰＵ）２２は、ＲＯＭ等のメモリ２４に格納された各種制御プログラムに基づいて画像形成処理全般に係わる制御を行う。また、メモリ２４は、本発明の帯電制御に係わる制御プログラムも格納しており、この制御プログラムを実行する制御回路２２とでマイクロコンピュータを構成している。尚、画像形成処理を実行する際の画像データ等は、このメモリ２４とは別のＲＡＭ又はＨＤＤ等の記憶媒体（図示せず）に一時的に記憶される。
【００２７】
次に、判定回路２３を利用した帯電制御の制御例を、実験例を示しつつ説明する。
【００２８】
この実験に使用したアモルファスシリコン系の感光体ドラム１３は、外径３０ｍｍ、膜厚２０μｍ、長さ２５４ｍｍとし、帯電ローラ１４は、外径１２ｍｍ、長さ２２０ｍｍ、芯金の外径６ｍｍのものを使用した。さらに、表面電位は約２５０Ｖになるように設定し、帯電ローラ１４の印加は、図３に示すように、通常設定として、ＤＣ（Ｖｄｃ）＝４００Ｖ、ＡＣ（Ｖｐｐ）＝１．４ＫＶ、周波数１．５ｋＨｚとした。さらに、感光体ドラム１３の周速は１５０ｍｍ／ｓである。
【００２９】
本実施の形態では帯電ローラ１４の流れ込み電流を感光体ドラム１３の１周分以上の測定データより標準偏差を算出し、その標準偏差が予め設定された閾値以上の場合には、印字動作を行わず、標準偏差が閾値以下に下がるまで感光体ドラム１３の空回り（エージング）動作を実施する。
【００３０】
ここで、標準偏差が大きい、即ち、測定電流のばらつきが大きいということは、帯電ローラ１４の表面抵抗ムラが大きく、帯電ローラ１４表面の付着物の吸水によるムラが発生していることになる。
【００３１】
この状態で通常印字する際の帯電バイアス条件で印字すると、帯電ローラ１４の表面抵抗の低い部分からのリークにより感光体ドラム１３を破壊する可能性があるため、検出に必要な最低限の電圧（例えば、Ｖｄｃ＝２００Ｖ、Ｖｐｐ＝１．４ＫＶ、周波数１．５ｋＨｚ）を帯電ローラ１４に印加することが望ましい。
【００３２】
また、この標準偏差が閾値以下になると、帯電ローラ１４の表面付着物の水分が抜け、抵抗ムラが低減されたと判断し、通常印字動作へと移行することができる。さらに、この電流測定値からプリンタ本体２の内部が高湿環境であることも判定することができることから、感光体ドラム１３の像流れ防止としてのエージング動作を行う際のトリガーにもなる。
【００３３】
図４は、高湿環境下における帯電時間と帯電電流との関係を示すグラフ図である。この図４に示すピークＰ１及びピークＰ２は、過電流の状態であり、波形が落ち着くまで画像形成処理動作が実行されないことを示す。
【００３４】
図５は帯電時間と帯電電流との関係を示すグラフ図である。この図５に示すように、帯電ローラ１４への印加開始より１０秒間は標準偏差δ＝２２．９あるが、印加開始３０秒後には標準偏差δ＝０．９となる。ここで、電流の耐リーク性を２０％とすると、５０μＡよりも２０％Ｕｐした６０μＡを限界とすると、２０秒以上、σ＝３．６以下であることが必要である。
【００３５】
そこで、上述した閾値を、この６０μＡ、σ＝３．６以下とし、判定回路２３でこの閾値を監視し、閾値以上の場合には制御回路２２にエージング開始信号を出力する。
【００３６】
制御回路２２は、この判定結果に基づいて、図示しない感光体ドラム１３の駆動源を制御し、感光体ドラム１３をエージング（空回転）させて感光体ドラム１３の水分を除去する。
【００３７】
また、判定回路２３は、この感光体ドラム１３のエージングによって標準偏差が閾値以下に下がったと判定した場合には、制御回路２２にエージング停止信号を出力する。
【００３８】
制御回路２２は、この判定結果に基づいて、図示しない感光体ドラム１３の駆動源を制御し、感光体ドラム１３のエージング（空回転）を停止した後、画像形成処理（通常印字動作）を開始する。
【００３９】
ところで、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置をプリンタ１に適用して説明したが、複合機等の画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの要部（画像形成部）の説明図である。
【図３】帯電ローラへの印加は電圧のグラフ図である。
【図４】高湿環境下における帯電時間と帯電電流との関係を示すグラフ図である。
【図５】帯電時間と帯電電流との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…プリンタ
１３…感光体ドラム
１４…帯電ローラ
２２…制御回路
２３…判定回路
【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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