(57)【要約】【課題】本発明は、高寿命な感光体を備え、制御が単純で構成も簡単で安価なクリーニング装置を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム１から転写紙を分離し、回転動作が終了した後、該感光体ドラム１の「逆転＋停止＋正転＋停止＋逆転」からなる回転回数を可変させることによりクリーニングブレード１１のエッジに付着した紙粉やトナー塊を除去することが可能である。また、感光体ドラム１に対峙して接触可能な先端がループ形状とされたクリーニングブラシ１０を有し、該クリーニングブラシ１０と前記感光体ドラムとの面圧を５０ｇ／ｃｍ２以上に設定することにより残留物の除去性を高める。また、表面層の摩擦係数μが０．２以上である感光体ドラム１又はアモルファスシリコンのような高硬度の感光体ドラム１を使用することにより高寿命化を達成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体から転写紙を分離した後、該像担持体に残留したトナーを除去するクリーニングブレードを設けたクリーニング装置を備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記像担持体の回転動作終了後、前記像担持体を回転させて停止する動作を３回行った後待機状態に入ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクリーニング装置を備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、像担持体の回転動作終了後、該像担持体を少なくとも２回以上、前記像担持体の回転方向とは逆の方向に回転させて停止させて待機状態に入ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載のクリーニング装置を備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、像担持体の回転動作終了後、該像担持体を少なくとも２回以上、前記像担持体の回転方向とは逆の方向及び同一方向に回転させる動作を組み合わせた回転動作を実施し、さらに前記回転方向とは逆の方向に回転させて停止し待機状態に入ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、画像形成モードにもとづき、像担持体の回転回数      を可変させる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のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、像担持体に対峙して接触可能な先端がループ形状とされたクリーニング部材を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、クリーニング部材の面圧が５０ｇ／ｃｍ２以上に設定した像担持体を使用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、表面層の摩擦係数μが０．２以上である像担持体を使用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、像担持体にアモルファスシリコンを使用することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写後の感光体の表面を清掃するクリーニング゛手段を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いる複写機やレーザープリンター等の画像形成装置では、回転する感光体ドラムの表面にトナー像を形成し、該トナー像を転写紙に転写して複写物を得る。こような装置では転写時に感光体ドラム表面のトナー像が転写紙に完全には転写されず、前記感光体ドラムの表面には僅かながら未転写のトナーが残留する。従って、連続して良好な複写物を得るには、この残留トナーを次回の画像形成に先立ってクリーニング部材により除去する必要がある。
【０００３】
一般的に、クリーニング部材としては、ポリウレタン等の弾性体で形成されるクリーニングブレード（以下ブレードともいう）が多く用いられている。ブレードを用いての残留トナーの除去では、ブレードのエッジを感光体ドラムに一定の当接荷重をかけて当接して残留トナーを掻き落とす。しかしながら、画像形成を繰り返し行っていると、感光体ドラムとブレードの当接部であるエッジとの間に紙粉などの異物が挟み込まれる傾向があり、そうなると、十分なクリーニング性能が維持できなくなる。また、紙粉以外にもトナーの塊などがブレードに付着することがある。特に、挟み込まれた紙粉やトナー塊が増えてくると、ブレードで除去されるべきトナーがエッジと感光体との間を通過してしまうクリーニング不良が発生し易くなり、画像不良の原因となる。トナーの塊の両脇から未転写のトナーが抜けクリーニング゛不良となる。
【０００４】
また、異物が挟み込まれた状態で使用を続けると、感光体ドラムを傷つけてしまうことがあり、その結果、画像不良すなわちクリーニング不良の発生を招く可能性がある。
さらに、クリーニングブレードは感光体と微小な面積で接触しており、その加圧力は相当大きなものとなる。そのため本来、感光体の残留トナーを掻き取ることが目的であるのに反して、トナーを感光体へ押圧する結果となり、長期間使用していると、トナーが薄層状態で感光体を被覆してしまい、その静電特性を低下させることによって、画像品質が低下するという問題がある。特に感光体の停止直後は、それまで摩擦力によってたわんでいたクリーニングブレードが、感光体の停止によって元に戻ろうとする力が作用して、トナーを感光体へ摺擦させることになる。このような状態で感光体の温度が高くなると、トナーは感光体より熱が与えられ、感光体の停止後のクリーニングブレードの当接位置にはトナーが融着したトナー塊ができたりする。
【０００５】
特に、近年の動向として限られた電力で大量のコピーを行うために低温度で定着させることができる低融点トナーを使用せねばならず、一段と画像品質が劣化するものとなっている。さらにトナーの粒径が７μｍ以下のような小粒径トナー−ではクリーニング不良をおこす割合が非常に高い。高画質化かつ省電力化達成のためには、トナーの特性は小粒経でかつ低融点トナーにせざるをえない。このように従来とは異なったトナーのため、感光体のクリーニング性の確保は非常に難しい。さらに、大量コピーのためには、感光体の高寿命化も必要である。
従来技術には、特許文献１ないし３があるが、これらは、上述の問題点を十分に解決するには至っていない。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１５５５１４号公報
【特許文献２】
特許第３１４６０３２号公報
【特許文献３】
特開平７−１７５３９４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明は、高寿命な感光体を備え、制御が単純で構成も簡単で安価なクリーニング装置を備える画像形成装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の本発明は、像担持体から転写紙を分離した後、該像担持体に残留したトナーを除去するクリーニングブレードを設けたクリーニング装置を備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記像担持体の回転動作終了後、前記像担持体を回転させて停止する動作を３回行った後待機状態に入ることを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のクリーニング装置を備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、像担持体の回転動作終了後、該像担持体を少なくとも２回以上、前記像担持体の回転方向とは逆の方向に回転させて停止させて待機状態に入ることを特徴とする画像形成装置である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載のクリーニング装置を備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、像担持体の回転動作終了後、該像担持体を少なくとも２回以上、前記像担持体の回転方向とは逆の方向及び同一方向に回転させる動作を組み合わせた回転動作を実施し、さらに前記回転方向とは逆の方向に回転させて停止し待機状態に入ることを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
請求項４に記載の本発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、画像形成モードにもとづき、像担持体の回転回数を可変させることを特徴とする画像形成装置である。
請求項５に記載の本発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、像担持体に対峙して接触可能な先端がループ形状とされたクリーニング部材を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、クリーニング部材の面圧が５０ｇ／ｃｍ２以上に設定した像担持体を使用することを特徴とする画像形成装置である。
請求項７に記載の本発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、表面層の摩擦係数μが０．２以上である像担持体を使用することを特徴とする画像形成装置である。
請求項８に記載の本発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、像担持体にアモルファスシリコンを使用することを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を説明する。
図１は、感光体及びその周辺部の構成を示す概略図である。
図１には、クリーニング部ではブラシ及びブレードが記載されているが、ブレードだけの構成でもよい。
【００１３】
転写Ｊｏｂ終了後の感光体ドラム１の回転動作の一例を以下に記載する。以下、転写Ｊｏｂにおける感光体の回転と同じ方向に回転することを「正転」、「正転」と逆方向の回転を「逆転」という。この例では，Ｊｏｂ終了後に「逆転＋正転＋逆転」する一例である。回転動作はそれぞれ２０ｍｓｅｃで，停止時間は５００ｍｓｅｃである場合の例である。
【００１４】
（例）
Ｊｏｂ終了  →  停止→  逆転  →  停止  →  正転  →  停止  →  逆転  →  停止
【００１５】
Ｊｏｂ終了後、図示しない制御手段からの指令によってドラム駆動モータが停止し、感光体ドラム１が停止する。次の回転動作はドラム駆動モータを所定の時間だけ回転させて、感光体ドラム１を１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度移動させる。感光体ドラムを１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度移動させることでトナー塊や紙粉を除去することができる。
【００１６】
信号の入力は、正転逆転信号を入力後、たとえば、１００μｓｅｃ後にドラム駆動モータが回転して回転動作がスタートする。
「回転動作終了後」とは、画像形成動作終了後だけをさしているのではなく、例えば、画像濃度調整時などでのドラム回転動作も含まれる。すなわち、Ｊｏｂ終了後にドラムを逆転、正転させることだけではなく、画像濃度調整時にドラムが一時的にストップしたときにも本発明のような回転制御をいれる。また、電源投入時直後に本発明のような回転制御をさせてもよい。
以下に上記制御をいれた場合のクリーニング不良発生までのラン枚数（Ｋ）を示す。（Ｋとは１０００枚をいう。）
【００１７】
【表１】
2004264553.tif 000003
【００１８】
表１からわかるように、５０Ｋから１５０Ｋ程度までに寿命が伸びており、ドラム停止後の回転動作の効果があることがわかる。従来では、単に▲１▼のように「逆転」だけさせていた。▲１▼のデータでの回転動作はＪｏｂ終了後に「逆転」を１回だけ入れる場合であり、１回の逆転だけでは５０Ｋの寿命であり、「逆転」だけではブレードエッジに付着したトナーの塊をとりきれないことを示している。それに対して、▲２▼（請求項２）、▲３▼（請求項１、請求項３）の回転制御では複数回の回転動作をさせることで１３０〜１５０Ｋ程度の寿命であり、「逆転」だけの従来の場合と比較すると、寿命が３倍近くにまで伸びている。これはブレードエッジに付着したトナーをかきとることができるからである。
【００１９】
また制御例として表１に３つの例を示している。表１のように、例▲３▼が１５０Ｋの寿命になっており、最も好ましい回転動作は表１の例▲３▼である。
▲３▼のように「正転」を入れる理由は、従来のような感光体ドラム１の逆転だけではブレードエッジが逆向きに反り返っても、正転により再びもとに戻ることができるからである。
【００２０】
さらに、（逆転＋停止＋正転）を複数回行い、最後の回転を「逆転」させる（（（逆転＋停止＋正転）＋（逆転＋停止＋正転）…………）停止＋逆転）にしてもよい。高ｄｕｔｙ時ではブレードエッジに付着する紙扮やトナー塊の量が増え、このように複数回行うことで、それらを除去することが可能となる。
よって，請求項３に記載のように少なくとも２回以上の（逆転＋停止＋正転）を行い、さらに逆転という制御が不可欠である。
次に、回転量を可変させた場合の実験結果を示す。表２は表１の▲３▼の制御例について回転動作時間を変えた場合を示している。
【００２１】
【表２】
2004264553.tif 000004
【００２２】
表２に示すように、ドラム駆動モータの回転時間は４０〜６０ｍｓｅｃまでが適切であり、８０ｍｓｅｃ、１００ｍｓｅｃではクリーニング不良発生までの時間は短く、効果がないことがわかる。これは、回転量が多くなったためにブレードエッジのトナー塊や紙粉を除去する以上にブレードエッジの磨耗や欠けが生じてしまうからである。表２における動作量２、つまり４０ｍｓｅｃの回転動作時間では感光体ドラム１の移動距離は１０ｍｍ程度であり、６０ｍｓｅｃでは１５ｍｍ程度である。適切な回転動作時間は４０〜６０ｍｓｅｃであるから、感光体ドラム１の移動距離は１０〜１５ｍｍ程度が適切である。本発明の実施では直径１００ｍｍの感光体ドラムを使用している。
【００２３】
＜実施例１＞
次に画像形成モードにもとづき、回転回数を可変させる例である。上記に記載のように高ｄｕｔｙ時では複数回の回転動作をさせる必要がある。画像形成モードと回転回数の関係を以下の表３に示す。一度に大量の出力を行う場合、例えば１度に１０００枚以上の出力を行う場合ではブレードエッジに付着するトナー塊量が多くなり、Ｊｏｂ終了後に行う回転制御を複数回以上実施しなければトナー塊を除去することができない。  よってブレードエッジのトナー塊を除去することができないと、エッジに固着してしまう。
そこで、複数回の回転制御を行うことで、通常のモードより多いトナー塊を除去することができる。表３に一例を記載する。表３の「回数」とは請求項４に記載しているように「逆転＋停止＋正転＋停止＋逆転」で１回とする。
【００２４】
【表３】
2004264553.tif 000005
【００２５】
上記感光体ドラムに対峙して接触可能な先端がループ形状としたクリーニング部材として、請求項５，６に記載したブラシが上げられる。
図２は、クリーニングブラシの構成を示す図である。クリーニングブラシ１０は、回転可能なローラ表面に植毛されたファーブラシを有する構成を備えている。クリーニングブラシ１０は、感光体ドラム１と接触する位置でファーブラシ１０Ａが相対する方向に移動できる回転方向が設定されている。ファーブラシ１０Ａは、図２（ａ）に示すように、基布１０Ｂにループ形状の線材基端が植毛されて構成されており、図２（ｂ）に示すように、基布１０Ｂがクリーニングブラシ１０の芯金１０Ｃに巻き付けられて一体化されている。ファーブラシ１０Ａの先端での感光体ドラム２に対する接触面圧が５０ｇ／ｃｍ２以上となるように、ブラシとして用いられる原糸の外径（太さ）及び基布１０Ｂからの張り出し長さ（ループ長さ）が設定されている。図２（ｃ）はファーブラシ１０Ａと感光体ドラム２との接触を示す。
【００２６】
以上のような構成のクリーニング装置７により、ファーブラシ１０Ａが感光体ドラム１の表面に対して線接触しながら移動する。これによりパイル状に先端を形成したファーブラシと違って、上述した接触面圧とした場合に、感光体ドラム１の表面を傷つけることが抑制され、しかも、その面圧によって感光体ドラム１表面に付着しているトナーや紙粉は勿論のこと、これよりも微細な添加物をも拭き取って除去することができる。しかも、ファーブラシ１０Ａは感光体ドラム１の回転方向においてクリーニングブレード１１の上流側に位置しているので、クリーニングブレード１１により掻き取られたトナーが落下した場合にそれを受け止めて感光体ドラム１の表面から遠ざかる位置に向けて搬送することができる。
【００２７】
＜実施例２＞
従来ではμ＝０．２以上ではクリーニング性が悪く、μ＝０．１程度の感光体を使用せざるを得なかった。すなわち、従来は表４のようにμが０．２以上のときクリーニング余裕度が低い。しかし、本発明に記載の方法を採用することで、表５のように、クリーニング余裕度が向上するので、請求項７に記載しているようにμ＝０．２以上の領域まで使用可能なり、従来使用できなかった領域のμの感光体まで使用できる。
【００２８】
【表４】
2004264553.tif 000006
【表５】
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【００２９】
感光体１の静止摩擦係数は以下のように、オイラーベルト方式にて測定した。図３は、感光体の静止摩擦係数の測定方法を説明するための図である。この場合、ベルトとして中厚の上質紙を紙すきが長手方向になるようにして感光体１のドラム円周１／４に張架し、ベルトの一方に例えば０．９８Ｎ（１００ｇｒ）の荷重を掛け、他方にフォースゲージを設置してフォースゲージを引っ張り、ベルトが移動した時点での荷重を読み取って、下記式（１）に代入して算出する。
静止摩擦係数μ＝２／π×１ｎ（Ｆ／０．９８）……式（１）
（但し、μ：静止摩擦係数、Ｆ：測定値）
【００３０】
＜実施例３＞
本発明に用いられる電子写真用感光体としては、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を有するアモルファスシリコン感光体を用いることが出来る（請求項８）。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適なものとして用いられている。
【００３１】
表面硬度が高いアモルファスシリコン感光体では耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において他の感光体よりも優れた特徴を持つ。
一般的に硬度が硬いほど感光体の表面層は削れにくく、放電生成物や残留物を除去しにくい。このような感光体では表面硬度が硬いため、通常のブラシでは良好なクリーニング性を確保することができない。  表面硬度が硬いため表面層を削りとることができなかったり、フィルミングも発生しやすい。
従って、トナー塊などが堆積しやすくなる。トナー塊が堆積するとその両脇からトナーがすり抜けてクリーニング不良が発生しやすくなる。そこで本発明のように回転制御を使用することで、トナー塊がとれ、クリーニング不良が発生しなくなる。
このようなアモルファスシリコン感光体では、前述したように耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において他の感光体よりも優れた特徴を持っているため、クリーニング不良が発生しなければ、トータル的にみて高寿命化を図ることができる。これは後述に記載の無機微粒子を含有させた感光体でも同じである。
【００３２】
実際のランニングでは面圧を５０ｇｆ／ｃｍ２以上にして請求項１ないし４のいずれかに記載のような回転制御を行うことで、このような感光体であっても良好なクリーニング性を確保することが可能であった。なお、１０℃１５％ＲＨ環境のような低温低湿環境でもランをしたところ良好なクリーニング性を確保することができている。なお、アモルファスシリコン感光体を正帯電させて使用してもよい。
【００３３】
＜実施例４＞
なお、硬度が高いということでは、アモルファスシリコン感光体ではなくても、表面層にフィラー等の無機微粒子を分散させた感光体であっても良い。ここではフィラー量１０％でμ＝０．２の感光体で面圧５０ｇｆ／ｃｍ２である場合についてランを行って評価したところ、４５０Ｋまではクリーニング不良は発生せず、クリーニング性を従来よりもアップさせることができた。
また、１０℃１５％ＲＨ環境のような低温低湿環境にてクリーニング性を評価したところ、良好なクリーニングを確保することができた。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、感光体ドラムから転写紙を分離し、回転動作が終了した後、画像形成モードに基づき、感光体ドラムの回転回数を可変させることによりクリーニングブレードのエッジに付着した紙粉やトナー塊を除去することが可能となる。
また、感光体ドラムと接触する先端がループ形状のクリーニングブラシと感光体ドラムとの接触面圧を５０ｇ／ｃｍ２以上に設定することにより、感光体ドラムの残留物の除去性を高めることが可能となる。
また、アモルファスシリコン感光体のような高硬度の感光体を用いることが可能となり、感光体ドラムの高寿命化を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】感光体及びその周辺部の構成を示す概略図である。
【図２】クリーニングブラシの構成を示す図である。
【図３】感光体の静止摩擦係数の測定方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
２  帯電装置
３  露光
４  電位センサ
５  現像装置
６  転写装置
７  クリーニング装置
８  除電ランプ
９  リサイクルパイプ
１０  クリーニングブラシ
１０Ａ  ファーブラシ
１０Ｂ  基布
１０Ｃ  芯金
１１  クリーニングブレード
【図１】
2004264553.tif 000008
【図２】
2004264553.tif 000009
【図３】
2004264553.tif 000010