(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機感光体と、帯電装置と、転写装置を備えた電子写真方式の画像形成装置において、
少なくとも前記帯電装置、又は前記転写装置と対向している前記有機感光体の部分を加熱する加熱手段と、
該加熱手段を制御する制御手段とを有し、
該制御手段は、前記有機感光体が停止したまま３時間以上経過すると前記加熱手段を発熱させ、前記有機感光体の少なくとも前記帯電装置、又は前記転写装置と対向している部分を５０℃以上に加熱することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記有機感光体の上側にある前記帯電装置、又は転写装置と対向している前記有機感光体の上側部分を加熱することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記有機感光体に温風を送風することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記加熱手段の他に、該加熱手段により加熱される有機感光体部分以外を加熱する別の加熱手段を設け、前記制御手段は、環境センサの検知結果に応じて前記別の加熱手段により加熱するか否かを決めることを特徴とする請求項１、２又は３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、感光層の耐摩耗性を改良した有機感光体を用いる電子写真装方式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では、ＯＰＣ、ａ−Ｓｉ等の感光層を備えた像担持体に潜像形成を行うことが知られている（例えば、特許文献１乃至６参照）。
ａ−Ｓｉ感光体には、表面層としてａ−Ｃ層、ａ−Ｃ：Ｈ層やａ−Ｃ：Ｈ：Ｆ層などＳｉを含有しない層で構成された感光体や、最表層にａ−ＳｉＣ：Ｈやａ−ＳｉＮ：ＨなどのＳｉを含有する層で構成された感光体がある。
最表層にａ−ＳｉＣ：Ｈやａ−ＳｉＮ：Ｈなど、Ｓｉを含有する層で構成された感光体では、帯電時のコロナ放電による放電エネルギで、Ｓｉ−Ｈ、Ｓｉ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｃなどの結合が切れて形成されたダングリングボンドにオゾンが作用して、次第に低抵抗のＳｉＯｘが形成される。
一方、帯電時に形成される放電生成物のＮＯｘは感光体構成に関係なく、感光体表面に固着して、大気中の水分の影響により低抵抗化する。ａ−Ｃ：Ｈ層やａ−Ｃ：Ｈ：Ｆ層上に付着したＮＯｘは初期の間は回復可能であるが、複写プロセスの繰り返しにより完全に固着し、完全に除去しない限り画像流れの回復は不可能である。
画像流れが感光体に生じた場合には、画像流れの原因に応じて、感光体の加熱、研磨などで改善できることが知られている。ＮＯｘのような低抵抗なコロナ生成物が感光層上に付着した場合には、４０〜４５℃程度の加熱で改善でき、オーバーコート層を有するＯＰＣ感光体やＳｅ感光体でも実施される。
しかし、ａ−ＳｉＣ：Ｈやａ−ＳｉＮ：ＨなどＳｉが使用された表面層の場合には、前記理由により感光体の表面にＳｉＯｘ層が形成される。ＳｉＯｘ層が形成されると、４０〜４５℃程度の加熱では画像流れはほとんど改善されず、５〜１０℃高い５０〜５５℃程度の加熱が必要となる。しかも、温度が下がると直ちに画像流れを再発する。
したがって、画像形成時は温度を常に維持しておく必要がある。また、待機時や不使用時においても加熱が必要である。このため、今日、省エネルギや省資源などの環境問題が重要視される中で不都合である。
【０００３】
一方、有機感光体は感光層を削りながら使用するため、Ｎｏｘによる影響はなかった反面、寿命は数百Ｋ枚とａ−Ｓｉ感光体より耐久性が劣っている。そのため、感光層の上に耐摩耗性を持たせた表層を設けるなどして耐久性を上げる試みがなされている。
耐摩耗性改良技術としては、特許文献１に開示された架橋型電荷輸送層に硬化性バインダを用いたもの、特許文献２に開示された高分子型電荷輸送物質を用いたもの、特許文献３に開示された架橋型電荷輸送層に無機フィラーを分散させたもの等が挙げられる。
このような耐摩耗性を上げたＯＰＣ感光体では、ａ−Ｓｉ感光体と同様にＮｏｘのような低抵抗のコロナ生成物が付着し高湿環境下で像流れが発生する。高湿環境下での像流れに関しては感光体を暖めることで解消でき、ａ−ＳｉのようなＳｉ０ｘの形成がないため、常持温度を保つ必要はない。
感光体を暖める方法としては、従来面状式のヒータを感光体素管の内側に装着する方法が広く用いられており、また定着装置を熱源として使用する方法（特許文献４）や、温風をあてる方法（特許文献５及び６）などが提案されている。
また、帯電（ＣＨ）などオゾン発生の多い機械の場合には、夜間停止時にケーシングなどに付着していたＮｏｘ成分がガス化してＯＰＣ感光体上に降下し、ＯＰＣ最表面を低抵抗化してしまい、部分的な像流れが発生する場合がある。
【特許文献１】特開昭５６−４８６３７号公報
【特許文献２】特開昭６４−１７２８号公報
【特許文献３】特開平４−２８１４６１号公報
【特許文献４】特開平６−１３０７７１号公報
【特許文献５】特開平５−２５７３５９号公報
【特許文献６】特開平６−１９２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、耐摩耗性を有した有機感光体においては、付着した低抵抗化物質を加熱により離脱させたとしても、種々の理由により、像流れが発生することがあった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、帯電装置／転写装置と対向した部分を５５℃以上に加熱することで耐磨耗性に優れたＯＰＣ感光体においても像流れの発生をなくす画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、有機感光体と、帯電装置と、転写装置を備えた電子写真方式の画像形成装置において、少なくとも前記帯電装置、又は前記転写装置と対向している前記有機感光体の部分を加熱する加熱手段と、該加熱手段を制御する制御手段とを有し、該制御手段は、前記有機感光体が停止したまま３時間以上経過すると前記加熱手段を発熱させ、前記有機感光体の少なくとも前記帯電装置、又は前記転写装置と対向している部分を５０℃以上に加熱することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記加熱手段は、前記有機感光体の上側にある前記帯電装置、又は転写装置と対向している前記有機感光体の上側部分を加熱することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記加熱手段は、前記有機感光体に温風を送風することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１、２又は３において、前記加熱手段の他に、該加熱手段により加熱される有機感光体部分以外を加熱する別の加熱手段を設け、前記制御手段は、環境センサの検知結果に応じて前記別の加熱手段により加熱するか否かを決めることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、画像形成装置は帯電装置、又は転写装置と対向したＯＰＣの部分を５５℃以上に加熱することで耐磨耗性に優れたＯＰＣにおいても像流れの発生をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による画像形成装置の第１の実施の形態を示す概略図である。図２は図１の第１の実施の形態の画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
第１の実施の形態では、ドラム状の有機感光体（以下、ＯＰＣ）１は、図示はしてないが、支持体上に、少なくとも電荷発生層、電荷輸送層、及び架橋型電荷輸送層からなる感光層を設けている。
架橋型電荷輸送層は少なくとも電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマと、１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物とを硬化することにより形成されたものを用いている。これにより、従来と比べＯＰＣ１の耐摩耗性が大幅に向上した。
帯電装置２としては、開口幅３２ｍｍ（周方向）のダブルワイヤのスコロトロンを総電流１、４００μＡで用いている。帯電装置（ＣＨ）２に対向するＯＰＣ１の内側には、周方向に約４８ｍｍを加熱可能なようにニクロム線を用いた面状ヒータ７を設けている。
ＯＰＣ１を挟んで帯電装置２と対向する側には転写装置４が配置され、図の紙面右側には現像装置３、これとＯＰＣ１を挟んで対向する側にはクリーニング装置５が配置され、また、帯電装置２とクリーニング装置５の間には除電装置（ＱＬ）６が配置されている。
上記各構成要素、その他の構成要素は、全て図示しない制御手段（ＣＰＵ）によって制御される。
ここで、本実施の形態のヒータを装着しない従来の場合と比較する。２０℃１０％環境でＡ４Ｙにおいて約２０Ｋ枚通紙後、一晩放置後の像流れを比較した。ヒータを使用しない場合、帯電装置直下に対応した部分が約４０ｍｍの幅（ＯＰＣ感光体周方向）にわたり像流れが発生した。
一方、本実施の形態では図２のフローにしたがいＯＰＣ１を停止したままＣＨ直下に対応した箇所を約５５℃まで昇温し、約３分加熱したところ、像流れの発生は認められなかった。
【０００８】
図２において、電源をオンし（Ｓ１）、排風ファン（図示せず）停止後３時間以上を経過したかどうかを判断し（Ｓ２）、３時間以上経過ならば、ドラムヒータ（図１の面状ヒータ７）の制御を開始する（Ｓ３）。ＯＰＣ温度５５℃以上で１８０秒経過したかどうか判断し（Ｓ４）、１８０秒経過であるならば、ドラムヒータをオフする。
なお、感光体温度はヒータ使用時には図示していないＯＰＣ温度検知手段により常にモニタされており、このＯＰＣ検知手段による検知温度に応じてＯＰＣヒータ（ドラムヒータ）の制御が行われる構成となっている。
これにより、放置時に付着して低抵抗化の原因となるＮＯｘが加熱により離脱したことにより像流れが発生しなくなる。
なお、本実施の形態の構成においては、通紙し、ファン停止後約４時間放置している期間は、環境条件によらず像流れは未発生であった。これにより本実施の形態ではファン停止後３時間以上経過した場合にはＯＰＣヒータを使用するようにした。
また、本実施の形態においてはより確実な効果を得るために５５℃まで昇温しているが、５０℃以上の加熱において像流れがほぼ問題ないレベルになることを確認している（後述の図７参照）。
このように、耐久性を上げたＯＰＣを用いても、使用開始前に帯電装置（ＣＨ）に対向した部分を加熱することで像流れを防止することができるようになった。感光体に対して上側にある帯電装置２に対向する部分を加熱することで、必要最低限の部分を加熱することで像流れを防止することができる。
【０００９】
図３はＯＰＣの上側に転写分離装置が、下側に帯電装置がある本発明の第２の実施の形態の構成を示す概略図である。図３の画像形成装置においては、ＯＰＣ１の上側に転写分離装置４が配置され、下側に帯電装置２がある。
帯電装置２はスコロトロン、転写分離装置４はコロトロンを用いている。本実施の形態ではＯＰＣ１上面の、転写分離装置４に対向した感光体（ＯＰＣ）１内側に誘導加熱方式を用いたＯＰＣ加熱手段（ＩＨヒータ）７を配置している。
誘導加熱方式に関しては、特開２００１−２４２７３２公報、及び特開２００１−１３８０５公報記載の例を流用した。誘導加熱方式を採用することで、面状ヒータよりも早く昇温できるメリットがある。
ＯＰＣ１を挟んで帯電装置２と対向する側には転写分離装置４が配置され、図の紙面右側には現像装置３、これとＯＰＣ１を挟んで対向する側にはクリーニング装置５が配置され、また、帯電装置２とクリーニング装置５の間には除電装置（ＱＬ）６が配置されている。
低抵抗化をもたらすＮＯｘは、放電時に帯電装置２及び転写分離装置４の両方から発生するが、放置時にケーシング（図示せず）などに付着していたＮＯｘ成分がガス化した場合には、これらの成分は重力方向に降下するため、ＯＰＣ１に対して下側にある帯電装置２と対向した部分のＯＰＣ１は放置時でもＮＯｘの影響を受けない。
そのため、本実施の形態のようにＯＰＣ１上側にある転写分離装置４などに対向した部分のみを加熱することで像流れの発生を防止できる。すなわち、画像形成装置は感光体（ＯＰＣ）１に対して上側にある転写分離装置４に対向する部分を加熱し、それによって必要最低限の部分を加熱することで像流れを防止することができる。
【００１０】
図４は本発明の第３の実施の形態の構成を説明する概略図である。図５は図４の第３の実施の形態を説明する概略斜視図である。図４及び図５を参照して、機械正面からみて右横に吸い込み口（図示せず）を設け、この吸い込み口には防塵フィルタ９を付けている。
シロッコファン（ドラム冷却ファン）１０によりこの吸込み口から空気を取り入れ、ダクト内に送風する。ダクト内には、発熱体１１があり、その先でダクトにより２手に分流している。
図４には、ＯＰＣ１を挟んで帯電装置２と対向する側には転写装置４が配置され、図の紙面右側には現像装置３、これとＯＰＣ１を挟んで対向する側にはクリーニング装置５が配置され、また、帯電装置２とクリーニング装置５の間には除電装置（ＱＬ）６が配置されている。
本実施の形態では、発熱体として２００℃に発熱するＰＴＣヒータ１１を用いている。実際には、ＰＴＣヒータ１１を、図示してないアルミのフィンを放熱板として複数本設けたケース（図示せず）の中に設置している。この放熱板はフィンが送風の妨げにならいように、風の向きとフィンが平行に設置されており、ＰＴＣヒータ１１とは絶縁が確保されている。
分流した一方はＯＰＣ１内に送風される。ＯＰＣ１のフランジ１ａには空気が通るように穴１ｂが設けられている。分流した他方は感光体長手方向、作像幅全幅分の開口部を設けたダクトを介し、感光体表面に送風される。
また、帯電装置２の近傍から機外に吸引するためにトナーフィルタ１２を介した本体排風ファン１３を設け、排風口にはオゾンフィルタ１４を設けている。さらに、本実施の形態では感光体温度を検知する検知手段として放射赤外線検知方式の非接触温度センサ（図示せず）を用いている。
【００１１】
図６は第３の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。電源をオンし（Ｓ１１）、本体排風ファン１３の停止後３時間以上経過したかどうか判断し（Ｓ１２）、３時間以上経過ならば、温風の分流を停止し、ドラムヒータ（ＰＴＣヒータ１１）の制御を開始する（Ｓ１３）。
ＯＰＣ１の温度５５℃以上で１８０秒経過したかどうか判断し（Ｓ１４）、１８０秒経過であるならば、絶対温度０．０１３以上かどうか判断し（Ｓ１５）、温風を分流するようにし、ＯＰＣ１の駆動を開始する（Ｓ１６）。次いで、ＯＰＣ１の駆動開始後、３００秒経過かどうか判断し（Ｓ１７）、３００秒経過であるならば、終了する。
本実施の形態では第１の実施の形態と同じく上述した図６のフローにしたがいドラムヒータ（ＰＴＣヒータ１１）を稼動させている。ＯＰＣ１を回転させず加熱することで第１の実施の形態と同様、像流れの発生が防止できる。
また、第１の実施の形態等のようにＯＰＣ素管内側にＯＰＣヒータ７を設ける方式は構成が複雑で、またＯＰＣ１の交換性が悪い等の問題がある。しかしながら、この第３の実施の形態のように温風により加熱する場合には構成が容易であり、またＯＰＣ１の交換性も良い構成が採れる。
また、通常作像中には機内温度が上昇するため、機内を冷却するためにファンが設けられており、本構成においては、発熱体への電力供給を行わない場合には通常作像時に冷却装置として機能可能であり、装置の簡略化、コストダウンとなる。
【００１２】
図７は２０℃１０％での像流れをグラフで示す図である。図８は３２℃８０％での像流れをグラフで示す図である。耐摩耗性を向上したＯＰＣを使用した場合、帯電装置（ＣＨ）直下での像流れとともに、高湿環境下ではＣＨ直下以外でも像流れが発生する場合がある。
図７及び図８を説明すると、ランク３では像流れは発生しない。ランク２．５では文字は判読可能であるが、ハーフトーン画像に像流れが見られる。ランク２では文字判読が不能となる。
図９は図５の概略斜視図の丸で囲んだ部分に関して分流ありの構成を示す概略斜視図である。図１０は図５の概略斜視図の丸で囲んだ部分に関して分流なしの構成を示す概略斜視図である。
この第４の実施の形態では、低湿時にＯＰＣ１を停止し、高湿時にはＯＰＣ１を駆動することで帯電装置（ＣＨ）２に対向する部分以外の加熱を行うようにしている。
上述した第３の実施の形態では温風を帯電装置ＣＨ２とＯＰＣ１内部に分流していたが、本実施の形態では分流をするか否かを選択できるように構成している。高湿環境以外ではＯＰＣ１を駆動せず停止させた状態で、ＣＨ２直下のみを加熱するように分流しないため、分流した場合より効率的に昇温する。
高湿時において、ＯＰＣ１を回転させることでＯＰＣ１全体を加熱するようにした。このさい、分流することでＯＰＣ１の内部及び表面から加熱することで、均一に加熱できるようにした。
【００１３】
本実施の形態の構成においては、ＯＰＣ１を加熱しつつＯＰＣ１を駆動させると、常温時約９０秒でＯＰＣ温度は４０℃に達し、その後約１５０秒回転させることでほぼ像流れを解消できた。
そのため、本実施の形態では合計約３００秒間、ＯＰＣ１を駆動させている。ＯＰＣ１駆動時には通常通りの帯電電位で、現像バイアスを印加し現像駆動もさせている。ＯＰＣ感光体を加熱する構成にすることで、構成がシンプルとなり、ＯＰＣ感光体の交換性が向上し、また、冷却装置と兼ねられる等のコストダウンが図れる。
本実施の形態のように高湿環境下においてはＣＨ２直下部分を加熱後にＯＰＣ１を回転させ、ＣＨ２直下を加熱するヒータにてＯＰＣ１を加温することで高湿像流れを解消する。高湿下での像流れは約４０〜４５℃まで加熱すれば十分解消できるのは先に述べたとおりである。
本実施の形態では温風による加熱手段をとったが、第１の実施の形態のようにＣＨ２に対向した面状ヒータ７等を用いてＯＰＣ１を駆動し、ＣＨ２対向部分以外を加熱しても同様な効果が得られる。
図１１は本発明の第５の実施の形態の構成を示す概略図である。図１２は図１１の第５の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。感光体１の上側にある転写分離装置４に対向したＯＰＣ素管内側に第１の加熱手段として誘導加熱方式を用いたＩＨヒータ７を、それ以外の部分に第２の加熱手段としてニクロム線からなる面状ヒータ１５（図中：点線部分）を設けている。
図示しないが、第１の加熱手段７により加熱されたＯＰＣ温度を検知する温度検知手段と、第２の加熱手段１５により加熱されたＯＰＣ温度を検知する温度検知手段を備え、それぞれ１８０秒間５５℃、４０℃以上の温度を保つよう制御している。また、ＯＰＣ温度の影響を受けにくい本体適所に、図示してない環境センサが設けられる。
【００１４】
図１２のフローチャートに基づいて説明する。電源をオンし（Ｓ２１）、排風ファン（図示せず）停止後３時間以上経過かどうか判断し（Ｓ２２）、３時間以上経過ならば、第１の加熱手段の制御を開始する（Ｓ２３）。ＯＰＣ感光体１の温度５５℃以上で１８０秒経過かどうか判断し（Ｓ２４）、１００秒経過であるならば、第１の加熱手段をオフする（Ｓ２５）。
また、絶対温度０．０１３以上かどうか判断し（Ｓ２６）、絶対温度０．０１３以上であるならば、第２の加熱手段の制御を開始する（Ｓ２７）。次いで、ＯＰＣ感光体１の温度４０℃以上で１８０秒経過かどうか判断し（Ｓ２８）、１８０秒経過であるならば、第２の加熱手段をオフする（Ｓ２９）。
第４の実施の形態では１つの加熱手段で暖めるためコストダウンにはなるが加熱に時間を要した。第５の実施の形態であれば、必要な熱量を必要とする箇所に適度に熱を与えることで第４の実施の形態よりも短時間の立ち上げが可能となる。
また、以上の加熱手段は商用電源からの電力ではなくとも、蓄電装置の補助電源から電力の供給を受けても何ら問題は無い。
この画像形成装置では、帯電装置／転写装置に対向した部分以外を加熱する手段を有し、環境センサの検知値に応じて暖めるか否かを決定することで、対向部分の像流れはもちろん、高湿時など帯電装置／転写装置に対向した部分以外での像流れの発生をなくせる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による画像形成装置の第１の実施の形態を示す概略図。
【図２】図１の第１の実施の形態の画像形成装置の動作を説明するフローチャート。
【図３】ＯＰＣの上側に転写分離装置が、下側に帯電装置がある本発明の第２の実施の形態の構成を示す概略図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の構成を説明する概略図。
【図５】図４の第３の実施の形態を説明する概略斜視図。
【図６】第３の実施の形態の動作を説明するフローチャート。
【図７】２０℃１０％での像流れをグラフで示す図。
【図８】３２℃８０％での像流れをグラフで示す図。
【図９】図５の概略斜視図の丸で囲んだ部分に関して分流ありの構成を示す概略斜視図。
【図１０】図５の概略斜視図の丸で囲んだ部分に関して分流なしの構成を示す概略斜視図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態の構成を示す概略図。
【図１２】図１１の第５の実施の形態の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００１６】
１  ＯＰＣ（感光体）
２  帯電装置（ＣＨ）
４  転写装置（転写分離装置）
７  第１の加熱手段（面状ヒータ、ＩＨヒータ）
１１  ＰＴＣヒータ（発熱体）
１５  第２の加熱手段（面状ヒータ）
【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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【図１０】
0004801940.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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