(57)【要約】【課題】２成分現像剤を用いる電子写真装置において、黒字率を監視しながら感光体表面上の付着物を適正に削り取ることで、白抜けの異常画像発生を的確に抑える。【解決手段】黒字率カウンタ５１と、感光体ドラム１表面の付着異物を除去するための研磨ブレード２１と、黒字率カウンタからの出力（黒字率）に基づいて、感光体ドラム表面への研磨ブレードの接圧を無段階に制御する接圧制御手段（研磨ブレード接離用モータ５５およびその制御手段）とを設ける。画像形成工程では、黒字率の高／低に応じて、研磨ブレードの接圧を高／低に制御する。【選択図】　　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２成分現像方式の電子写真装置において、
黒字率をカウントする黒字率カウンタと、
像担持体表面の付着異物を除去する研磨ブレードと、
黒字率カウンタからの出力に基づいて、像担持体表面への研磨ブレードの接圧を無段階に制御する接圧制御手段とを設けてなり、
該接圧制御手段は、黒字率カウンタから出力される黒字率の高／低に応じて、研磨ブレードの接圧を高／低に制御することを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
２成分現像方式の電子写真装置において、
黒字率をカウントする黒字率カウンタと、
転写ローラを像担持体表面に圧接させる圧接機構と、
黒字率カウンタからの出力に基づいて像担持体表面への転写ローラの接圧を無段階に制御する、転写ローラ食い込み量制御手段とを設けてなり、
該食い込み量制御手段は、黒字率カウンタから出力される黒字率の高／低に応じて、転写ローラ食い込み量を多／小に制御することを特徴とする電子写真装置。
【請求項３】
２成分現像方式の電子写真装置において、
黒字率をカウントする黒字率カウンタと、
黒字率カウンタからの出力に基づいて、帯電バイアスの制御により地肌部ポテンシャルを無段階に変化させる帯電バイアス制御手段とを設けてなり、
該帯電バイアス制御手段は、黒字率カウンタから出力される黒字率の高／低に応じて、地肌部ポテンシャルを高／低に制御することを特徴とする電子写真装置。
【請求項４】
２成分現像方式の電子写真装置において、
黒字率をカウントする黒字率カウンタと、
黒字率カウンタからの出力に基づいて、現像バイアスの制御により地肌部ポテンシャルを無段階に変化させる現像バイアス制御手段とを設けてなり、
該現像バイアス制御手段は、黒字率カウンタから出力される黒字率の高／低に応じて、地肌部ポテンシャルを高／低に制御することを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンタなど、２成分現像剤を用いる電子写真装置（電子写真方式の画像形成装置）に関し、詳しくは、この電子写真装置を構成する像担持体（ドラム状感光体、または無端ベルト状感光体）のクリーニング機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関連する先行技術として、下記（１）の発明（特許文献１参照）および、（２）の発明（特許文献２参照）が知られている。
【０００３】
上記（１）の発明の目的は、長期にわたってコピーを繰り返してもトナー母体からの添加剤の遊離がなく、安定した帯電を維持し、遊離した添加剤による感光体への「メダカ」の発生がなく、長期にわたって良好な画像を提供し、また熱ロール定着方式に適した低温定着が行なえ、かつホットオフセット防止性に優れたトナーを提供することである。
【０００４】
この目的達成のための構成は、バインダー樹脂成分、着色剤、外添剤から構成される静電荷像現像用トナーにおいて、トナーがバインダー樹脂のＴＨＦ不溶解成分を含有せず、ＧＰＣによる分子量分布における分子量１×１０３　〜１×１０４　の範囲にメインピークを含有し、かつ１×１０５　〜１×１０７　の範囲にサブピークを含有し、サブピークの含有量が１０〜３０重量％であり、サブピーク成分のレオロジー特性が周波数掃引法（１５０℃、１×１０−２〜１×１０２　ｒａｄ／ｓｅｃ）において、動的弾性率Ｇ’が１×１０５　〜５×１０７　ｄｙｎｅ／ｃｍ２　であることを特徴とする静電荷像現像用トナーである。
【０００５】
上記（２）の発明は、像担持体表面に樹脂を微少薄膜コーティングする樹脂層コ−トローラを設け、フィルミングや、「メダカ」などと呼ばれる縦状の微小黒スジを防止すること、またはチャージャーのオゾンなどによるボケ等を防止することを目的とする。そして、この目的達成のため、電子写真プロセスにおいて、像担持体表面に樹脂層コートローラを圧接回動させて薄膜コート層を形成する。なお、上記「メダカ」については後記する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３３８７１８号公報
【特許文献２】
特開平６−３１４０５５号公報
【０００７】
従来、２成分現像剤を用いる電子写真装置においては感光体表面に、図９に示すような「メダカ」（これは、感光体付着物とも呼ばれる有色の付着物である。）が発生し、この部分が露光されないため、ネガ／ポジでは白抜けの異常画像の原因となっていた。この「メダカ」は、感光体表面にトリガーとなるクレーター状の傷ができることで発生する。すなわち、この傷にトナー（現像剤）の成分である添加剤が、凝集しながら溜まって核となり、この核を起点に、感光体回転方向上流側に上記添加剤の凝集体が成長していく。この添加剤が露光光を透過させない場合、「メダカ」部は感光体上では帯電された後、露光光を遮断してしまうため、潜像が形成されず白抜けとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、その目的は、２成分現像剤を用いる電子写真装置において、黒字率を監視しながら、像担持体（感光体）表面上の付着異物を削り取る強さを制御する手段を配備することによって、副作用が伴うことなく白抜けの異常画像発生を的確に抑制することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は検討の結果、上記感光体表面の付着物（トナー添加剤の凝集体）に起因する異常画像は、図１に示すように黒字率の増大とともに増加し、黒字率の低下とともに減少することを見出した。ここで上記黒字率とは、通常は転写材（記録紙）上の値であり、デジタル２値画像での記録紙全面積に対する黒（ドット）面積の割合を言う。また、例えば「黒字率１％」とは、記録紙全面積のうち１％が黒の状態であることを意味する。したがって、記録紙がＡ４の場合には、記録紙全面積は２９７ｍｍ×２１０ｍｍ＝６２３７０ｍｍ２　であるから、黒字率１％のときには、６２３．７ｍｍ２　が黒の状態となっている。
【００１０】
黒字率が高いと感光体上に供給されるトナー量が増加し、トナーに添加されている添加剤の量も増加するため、「メダカ」が成長しやすくなり、画像品質が悪化する。逆に黒字率が低いと感光体上に供給されるトナー量が減少し、トナーに添加されている添加剤の量も減少する。この減少した状態では、付着物が成長する速さよりも、この付着物がクリーニングブレードなどで削り取られる速さの方が速いため付着物量は減少し、「メダカ」が成長しにくくなる。
【００１１】
しかし、黒字率の大小に関わらず常時一定条件で付着物を削り取った場合には、黒字率が増大したときに「メダカ」が発生しやすくなる。また、クリーニングブレードなどによる研磨を過剰に行うと、付着物だけでなく感光体表面も削ってしまうなどの問題が生じる。本発明は、以下の構成によりこの問題を解決したものである。
【００１２】
請求項１に係る発明は、２成分現像方式の電子写真装置において、黒字率をカウントする黒字率カウンタと、感光体表面の付着異物を除去する研磨ブレードと、黒字率カウンタからの出力に基づいて、感光体表面への研磨ブレードの接圧を無段階に（連続的に）制御する接圧制御手段とを設けてなり、該接圧制御手段は、黒字率カウンタから出力される黒字率の高／低に応じて（黒字率データの大／小に応じて）、研磨ブレードの接圧を高／低に制御することを特徴とする電子写真装置である。
【００１３】
請求項２に係る発明は、２成分現像方式の電子写真装置において、黒字率をカウントする黒字率カウンタと、転写ローラを感光体表面に圧接させる圧接機構と、黒字率カウンタからの出力に基づいて感光体表面への転写ローラの接圧を無段階に制御する、転写ローラ食い込み量制御手段とを設けてなり、該食い込み量制御手段は、黒字率カウンタから出力される黒字率の高／低に応じて、転写ローラ食い込み量（転写ローラ表面のへこみ量）を多／小に制御することを特徴とする電子写真装置である。
【００１４】
請求項３に係る発明は、２成分現像方式の電子写真装置において、黒字率をカウントする黒字率カウンタと、黒字率カウンタからの出力に基づいて帯電バイアスの制御により地肌部ポテンシャルを無段階に変化させる帯電バイアス制御手段とを設けてなり、該帯電バイアス制御手段は、黒字率カウンタから出力される黒字率の高／低に応じて、地肌部ポテンシャルを高／低に制御することを特徴とする電子写真装置である。
【００１５】
請求項４に係る発明は、２成分現像方式の電子写真装置において、黒字率をカウントする黒字率カウンタと、黒字率カウンタからの出力に基づいて現像バイアスの制御により地肌部ポテンシャルを無段階に変化させる現像バイアス制御手段とを設けてなり、該現像バイアス制御手段は、黒字率カウンタから出力される黒字率の高／低に応じて、地肌部ポテンシャルを高／低に制御することを特徴とする電子写真装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
第１の実施の形態（請求項１の発明に係るもの）
図２は電子写真装置（複写機）の構造を示す模式的説明図、図３はこの電子写真装置の作像部の構造を示す断面図である。図４はこの電子写真装置に配備された制御装置の構成を示すブロック図である。図５はこの電子写真装置の要部構造を示す模式的説明図である。
【００１７】
上記電子写真装置の全体構造は、基本的には従来のものと同様であるが、感光体ドラム表面を研磨により清掃する研磨ブレードを配備するとともに、黒字率が高ければ高いほど、研磨ブレードによる感光体ドラム表面の研磨機能（付着異物の除去機能）を高めるように制御する点に特徴がある。
【００１８】
図２〜図５において、作像部７１では感光体ドラム１の周囲に、転写ローラ７、Ｐセンサ（光センサ）１７、現像ローラ４、現像ローラ４の表面をクリーニングする現像ドクタ１６、トナー搬送用の第１搬送スクリュー１３および第２搬送スクリュー１４、トナー濃度センサ１５、光書き込み部３（露光手段）、帯電ローラ２、帯電ローラクリーナ１２、除電ランプ１１、研磨ブレード２１（図５）およびクリーニングブレード１０を配備する。
【００１９】
Ｐセンサ１７は、感光体ドラム１上に形成されたトナー像の濃度を測定する濃度センサであって、黒部の画像濃度を所定値に保つためのものである。現像ローラ４、現像ドクタ１６、第１搬送スクリュー１３および、トナー濃度センサ１５は、現像部７２を構成する。第２搬送スクリュー１４は、感光体ドラム表面からの回収トナーを現像部７２にリサイクルするためのものである。図２に記載された符号について説明すると、５は給紙ローラ、６はカット紙、８は定着部、９は排紙部である。
【００２０】
この電子写真装置に配備された制御装置の構成を、図４をもとに説明する。コントロールボード４０に各種機器を接続する。操作パネル６１は、コントロールボード４０を介して上記各種機器を操作するためのものである。黒字率カウンタ５１は、記録紙のサイズ情報と、１ページ画像データの黒ドット数から黒字率を計算する装置である。メインモータ５２は、この電子写真装置全体を駆動するための基本となるモータであり感光体ドラム、現像ローラ、給紙ローラなど、この電子写真装置を構成する多数の構成要素を駆動するためのものである。なお、本実施の形態では、メインモータ５２を１台配備するが、２台以上を設置する場合もある。ポリゴンモータ５３は、光書き込み部３のポリゴンミラー（図略）を駆動するモータである。ファンモータ５４は、この電子写真装置内を換気冷却するファンの駆動モータである。
【００２１】
研磨ブレード接離用モータ５５は、研磨ブレード２１を図略の支軸を中心に回動させる駆動モータである（図５）。黒字率カウンタ５１を上記モータ５５に連絡し、感光体ドラム１表面への研磨ブレード２１の接圧を黒字率に応じて無段階に制御しうるように構成する。
【００２２】
トナー濃度センサ１５は現像部７２内のトナー濃度を測定し、これをもとにトナー濃度を所定値に維持する制御を行うものである。トナークラッチ５６は、現像部７２内のトナー濃度を所定値に維持するためにトナー補給量を制御するものである。レーザードライバ６２は、光書き込み部３の構成要素であって、感光体ドラム上に潜像を形成するためのレーザー光の光源である。電源６３は、この電子写真装置の主電源である。ヒータ６４は、定着部８を構成する定着ローラ（図略）を加熱するためのものである。図４において、符号Ｃ，Ｂ，Ｔは高圧電源６５からの高圧出力を示しており、Ｃは帯電ローラ２へのもの、Ｂは現像ローラ４へのもの、Ｔは転写ローラ７へのものである。
【００２３】
上記電子写真装置（複写機）の作用ついて説明する。
（１）ハードコピーの形成工程
操作パネル６１上の所定のスイッチを押下すると、コントロールボード４０に信号が送られる。このコントロールボードは上記信号に応じて、あらかじめ設定されたソフトに従ってポリゴンモータ５３を一定回転速度で回転させたり、メインモータ５２を駆動させたりするなどの動作制御を行うことで、コピー動作を実行する。
【００２４】
図２、図３において感光体ドラム１は、左回りに回転する。この感光体ドラム１は帯電ローラ２により表面が一様に帯電され、光書き込み部３で露光されて潜像が形成される。感光体ドラム１は更に回転し、上記潜像は、現像部の現像ローラ４によって供給される２成分現像剤（トナー）により現像されてトナー像となる。このトナー像は、転写ローラ７おいて、所定のタイミングで同期をとって給紙ローラ５から送り込まれるカット紙６と接触し、このカット紙に転写される。このカット紙６は定着部８で定着されてハードコピーとなり、排紙部９を介してこの電子写真装置外に排出される。一方、転写ローラ７との接触部を通過した感光体ドラム表面が、ドラム回転によりクリーニング部に移動すると、この表面上に残るトナーは、クリーニングブレード１０により除去回収される。この回収トナーは第２搬送スクリュー１４により現像部７２にリサイクルされる。これら一連の動作を繰り返すことで、ハードコピーが連続的に得られる。
【００２５】
（２）研磨ブレード２１の制御（図５）
本実施の形態は、図５に示すように黒字率カウンタ５１と、感光体ドラム１表面の付着異物を除去するための研磨ブレード２１と、黒字率カウンタ５１からの出力（黒字率）に基づいて、感光体ドラム表面への研磨ブレード２１の接圧を無段階に制御する接圧制御手段（研磨ブレード接離用モータ５５およびその制御手段）とを設け、画像形成プロセスにおいて、上記黒字率の高／低に応じて、研磨ブレードの接圧を高／低に制御するようにした点に特徴がある。
【００２６】
この電子写真装置の電源６３をＯＮすると黒字カウンタ５１が稼働して常時、黒字率を測定する。黒字率が所定の限界値を超えると研磨ブレード接離用モータ５５が駆動され、研磨ブレード２１が感光体ドラム表面に所定の圧力で当接する。これにより、ドラム表面の付着物が研磨除去されて黒字率が低下し、品質良好な画像が継続して得られる。この場合、黒字率が高ければ高いほど、上記モータ５５の制御により、ドラム表面に対する研磨ブレード２１の接圧を高くすることで、ドラム表面の研磨機能を高める。
【００２７】
実施例１
研磨ブレードの接圧を制御する本実施の形態の実施例について説明する。図１に示すように、黒字率１％では感光体表面に付着物（有色付着物）が全く認められず、黒字率２０％では付着物がかなり多くなり、画像品質ランク非常に悪くなった。研磨ブレードの接圧が低いほど、異常画像が発生しやすくなり、画質が低下した。そこで、黒字率が２％以下となるように研磨ブレードの接圧を制御した。その結果、品質良好な画像を安定して形成することができた。また、黒字率が小さい場合には、研磨ブレードの接圧を低目に制御した。こうすることで、感光体表面が研磨ブレードで過剰に削られてしまうのを防止した。
【００２８】
第２の実施の形態（請求項２の発明に係るもの）
図４に示すように、第１の実施の形態における研磨ブレード２１および研磨ブレード接離用モータ５５に替えて、転写食い込みモータ（カムモータ）５７を設けるとともに、図６に示すように、感光体ドラム表面への転写ローラ７の食い込み量（ローラのへこみ量）を制御するためのカム２２を設ける。この転写ローラ食い込み量の制御機構では、黒字率カウンタ５１から出力される黒字率データの高／低に応じて、カムモータ５７によりカム２２の回転位置を制御することで感光体ドラム表面へ転写ローラの接圧、したがって転写ローラの食い込み量を多／小に制御する。なお、これら研磨ブレード２１およびモータ５５に加えて、上記転写ローラ食い込み量制御機構を設けることもできる。
【００２９】
実施例２
転写ローラ食い込み量を制御する本実施の形態の実施例について説明する。図７に示すように、黒字率カウンタ５１から出力される黒字率データの高／低に応じて、転写ローラ食い込み量を多／少に制御することで、品質良好な画像を安定して形成することができた。なお、上記食い込み量が少ない状態で放置すると、異常画像が発生しやすくなった。
【００３０】
第３の実施の形態（請求項３の発明に係るもの）
本実施の形態では、黒字率カウンタ５１と、帯電バイアスの制御により地肌部ポテンシャルを無段階に変化させる帯電バイアス制御手段とを設け、黒字率カウンタから出力される黒字率の高／低に応じて帯電バイアス制御手段により、地肌部ポテンシャルを高／低に制御する。
【００３１】
実施例３
上記第３の実施の形態に係る実施例では、図８に示すように、地肌部ポテンシャルを高くすることで、感光体表面へのキャリア付着量（トナーの成分であるキャリアの付着量）を多くした。感光体表面での転写部やクリーニング部においては、このキャリアが研磨剤として機能し、感光体表面上の付着物を削り取る結果、画質ランクを高く維持することができた。キャリア付着量を不必要に多くすると、感光体表面が過剰に削られてしまうため、黒字率が小さい場合には、帯電バイアスを低くしてキャリア付着量を小さくした（感光体表面の削れ防止）。逆に黒字率が大きい場合は、感光体表面を積極的に削る必要があるため、帯電バイアスを高くし、地肌部ポテンシャルを高くしてキャリア付着量を多くすることで、感光体表面の付着物を除去した。
【００３２】
第４の実施の形態（請求項４の発明に係るもの）
本実施の形態では、黒字率カウンタ５１と、現像バイアスの制御により地肌部ポテンシャルを無段階に変化させる現像バイアス制御手段とを設け、黒字率カウンタから出力される黒字率の高／低に応じて現像バイアス制御手段により、地肌部ポテンシャルを高／低に制御する。本実施の形態の作用効果は、上記第３の実施の形態と同様で、地肌部ポテンシャルが高いほど、感光体表面へのキャリア付着量が増加することを利用したものである。本実施の形態の実施例では、上記実施例３と同様の結果が得られた（図８参照）。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば以下の効果が得られる。
（１）請求項１の発明による効果
感光体表面に対する研磨ブレードの接圧を適正値に制御することで、感光体表面の付着物が的確に除去され、高品質の画像（白抜けのない画像）を安定して形成することができ、しかも、感光体表面の過剰研磨に起因する摩耗が防止される。
【００３４】
（２）請求項２の発明による効果
感光体表面に対する転写ローラの接圧を適正値に制御することで、感光体表面の付着物が的確に除去され、高品質の画像を安定して形成することができるうえ、感光体表面の過剰研磨による摩耗が防止される。また、上記接圧を上げすぎることに起因する、転写中抜けの異常画像発生を防止することがができる。
【００３５】
（３）請求項３の発明による効果
帯電バイアスの制御により地肌部ポテンシャルを適正値に制御することで、トナーキャリアによって感光体表面の付着物が的確に除去され、高品質の画像を安定して形成することができるうえ、感光体表面の過剰研磨による摩耗が防止される。また、キャリアの過剰付着に起因するホタル異常画像の発生が抑えられる。
【００３６】
（４）請求項４の発明による効果
現像バイアスの制御により地肌部ポテンシャルを適正値に制御することで、トナーキャリアによって感光体表面の付着物が的確に除去され、請求項３の発明による効果と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】黒字率と画像品質ランクとの関係（黒字率と「メダカ」発生のしやすさとの関係）を示すグラフである。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電子写真装置の構造を示す模式的説明図である。
【図３】図２の電子写真装置の作像部の構造を示す断面図である。
【図４】図２の電子写真装置に配備された制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図２の電子写真装置の要部構造を示す模式的説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る電子写真装置の要部構造を示す模式的説明図である。
【図７】上記第２の実施の形態に係る実施例の結果、すなわち転写ローラの食い込み量と画像品質ランクとの関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第３、第４の実施の形態に係る実施例の結果、すなわち感光体ドラム表面へのトナーキャリアの付着量と、画像品質ランクとの関係を示すグラフである。
【図９】感光体表面に発生した「メダカ」の説明図である。
【符号の説明】
１：感光体ドラム
２：帯電ローラ
３：光書き込み部
４：現像ローラ
５：給紙ローラ
６：カット紙
７：転写ローラ
８：定着部
９：排紙部
１０：クリーニングブレード
１１：除電ランプ
１２：帯電ローラクリーナ
１３：第１搬送スクリュー
１４：第２搬送スクリュー
１５：トナー濃度センサ
１６：現像ドクタ
１７：Ｐセンサ
２１：研磨ブレード
２２：カム
４０：コントロールボード
５１：黒字率カウンタ
５２：メインモータ
５３：ポリゴンモータ
５４：ファンモータ
５５：研磨ブレード接離用モータ
５６：トナークラッチ
５７：転写食い込みモータ（カムモータ）
６１：操作パネル
６２：レーザードライバ
６３：電源
６４：ヒータ
６５：高圧電源
７１：作像部
７２：現像部
Ｃ：高圧電源出力
Ｂ：高圧電源出力
Ｔ：高圧電源出力
【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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