(57)【要約】【課題】リフレッシュモードでのトナー消費量を削減でき、しかも像流れ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である。【解決手段】アモルファスシリコン感光体ドラム１と、この感光体ドラム１の表面を帯電させる帯電器２と、感光体ドラム１にトナー像を形成する現像ローラ４と、感光体ドラム１の表面からトナーを除去し、感光体ドラム１の表面を研磨する研磨ローラ６およびクリーニングブレード９とを備え、感光体ドラム１の表面のうち、感光体ドラム１の回転停止時における帯電器２に対向する部位（帯電器対向部位）１２を検知する検知手段１６と、検知手段１６により検知した帯電器対向部位１２付近のみに現像ローラ４からトナーを供給し、該トナーを研磨ローラ６およびクリーニングブレード９により除去するリフレッシュモードを実行する制御手段とを備えた画像形成装置である。【選択図】図２
2005208276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アモルファスシリコン感光体を用いた静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電器と、前記静電潜像担持体にトナー像を形成する現像手段と、前記静電潜像担持体の表面からトナーを除去し、前記静電潜像担持体の表面を研磨する研磨手段とを備えた画像形成装置であって、
前記静電潜像担持体の表面のうち、静電潜像担持体の回転停止時における前記帯電器に対向する部位を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知した前記部位付近のみに前記現像手段からトナーを供給し、該トナーを前記研磨手段により除去するリフレッシュモードを実行する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記回転停止時が、電源オフ時または低電力消費モード時である請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検知手段は、前記静電潜像担持体を回転自在に支持するハウジングに取り付けられたフォトインタラプタセンサと、前記ハウジングと静電潜像担持体の間に介在し該静電潜像担持体と共に回転するフランジに設けられたリブとからなる請求項１または２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、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体を用いた電子写真装置に関し、より詳しくは像流れが生じるのを抑制できる電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ａ−Ｓｉ感光体ドラムを用いた画像形成装置においては、その特性から像流れが発生しやすいことが知られている。つまり、帯電器により感光体ドラムの表面を帯電させると、帯電器の放電によりオゾンが発生する。このオゾンにより空気成分が分解され、ＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成する。このイオン生成物は、水溶性であるため、感光体ドラムの表面に付着し、この感光体ドラム表面の０．１μｍ程度の粗さ構造内に入り込むので、汎用機で使用されるクリーニングシステムでは除去するのが困難である。そして、このイオン生成物が大気中の水分を取り込むことで、感光体ドラム表面の抵抗が低下する。これにより、感光体ドラム表面に形成された静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、その結果、像流れが生じる。
【０００３】
この像流れの対策として、感光体ドラム内にヒータを設置することによってイオン生成物が取り込んだ水分を離脱させるエネルギーを与え、高湿環境において感光体ドラム表面の抵抗が低下するのを抑制する画像形成装置が実用化されている。しかしながら、この画像形成装置では、ヒータを構成するための多くの部品が必要であるためコストアップにつながるだけでなく、ヒータで加熱するために安全性の問題も考慮する必要がある。
【０００４】
そこで、本発明者は、研磨剤を混入させたトナーと研磨手段（研磨ローラ及びクリーニングブレード）との相互作用で感光体ドラム表面を研磨するシステムを備えることにより、ヒータの加熱温度を低下させても又はヒータを用いなくても、イオン生成物を除去することができる画像形成装置を提案した（特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、電源オフ時や低電力消費モード時などにおいて、画像形成装置を長時間高湿環境下に放置すると、帯電器に付着したイオン生成物が空気中の水分と結合し、これが感光体ドラムの表面のうち帯電器に対向する部位（帯電器対向部位）に付着するため、そのまま通常印字モードに移行して印字を行うと、この帯電器対向部位に像流れが発生することがある。このため、本発明者は、特許文献２において、長時間放置した後の装置立ち上げ時（通常印字モード移行前）に、現像手段からトナーを感光体ドラムの表面に供給してトナー像を形成し該トナー像を研磨手段により除去するリフレッシュモードを備えた画像形成装置を提案している。
【０００６】
この特許文献２に記載の画像形成装置では、上記リフレッシュモードを実行することで、感光体ドラム表面からトナーが除去されると同時に水分子や汚染物質を除去することができるので、長時間放置後の像流れの発生を効果的に抑制することができる。しかし、像流れが発生する部位、すなわち長時間放置時における前記帯電器対向部位が感光体ドラム表面のどの位置にあるかがわからないため、リフレッシュモードでは、トナーを感光体ドラム全面に供給し、該感光体ドラム全面を研磨していた。このため、リフレッシュモードでのトナー消費量が多くなり、特に外径の大きな感光体ドラムを使用した場合にそれが顕著であった。
【特許文献１】特開平１１−１３３６４５号公報
【特許文献２】特開平１１−３０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の課題は、リフレッシュモードでのトナー消費量を削減でき、しかも像流れ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である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、画像形成装置に、静電潜像担持体の回転停止時における帯電器対向部位を検知するセンサと、このセンサによる検知結果を基にして前記部位付近にのみトナー像を形成し該トナー像を研磨手段により除去するように制御する制御手段とを設けることで、長時間放置時における帯電器対向部位が感光体ドラム表面のどの位置にあるのかを正確に検知することができるので、従来像流れが発生していた部位（帯電器対向部位）に選択的にトナー像を形成し該トナー像を除去するだけで、像流れの発生原因である静電潜像担持体表面の水分や汚染物質を除去することができるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の画像形成装置は以下の構成からなる。
(1)  アモルファスシリコン感光体を用いた静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電器と、前記静電潜像担持体にトナー像を形成する現像手段と、前記静電潜像担持体の表面からトナーを除去し、前記静電潜像担持体の表面を研磨する研磨手段とを備えた画像形成装置であって、前記静電潜像担持体の表面のうち、静電潜像担持体の回転停止時における前記帯電器に対向する部位を検知する検知手段と、前記検知手段により検知した前記部位付近のみに前記現像手段からトナーを供給し、該トナーを前記研磨手段により除去するリフレッシュモードを実行する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
(2)  前記回転停止時が、電源オフ時または低電力消費モード時である(1)記載の画像形成装置。
ここで、低電力消費モードとは、画像形成動作が終了し一定時間が経過した後、装置各部への電力供給を低減又は遮断して電力消費の低減を図るモードのことをいう。
(3)  前記検知手段は、前記静電潜像担持体を回転自在に支持するハウジングに取り付けられたフォトインタラプタセンサと、前記ハウジングと静電潜像担持体の間に介在し該静電潜像担持体と共に回転するフランジに設けられたリブとからなる(1)または(2)記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成装置によれば、長時間放置時における帯電器対向部位を正確に検知して該帯電器対向部位付近のみを選択的にリフレッシュすることができるので、リフレッシュモードでのトナー消費量を削減でき、しかも像流れの発生を抑制することができる。これにより、コストダウンを図るとともに、良好な画像を得ることができる。また、上記リフレッシュモードを実行することで、静電潜像担持体を加熱するヒータの加熱温度を低下、ヒータ容量を低減、又はヒータを使用しなくても、像流れの発生を抑制して良好な画像を得ることができるので、省エネルギー化を図り、コストダウンすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態にかかる画像形成装置について詳細に説明する。図１は本実施形態にかかる画像形成装置の感光体ドラム周辺を示す概略側面図である。図１に示すように、この画像形成装置におけるａ−Ｓｉ感光体ドラム（静電潜像担持体）１の周囲には、その回転方向に沿って、帯電器２、露光源３、現像ローラ（現像手段）４、転写ローラ５、研磨ローラ６（研磨手段）、クリーニングブレード９（研磨手段）および除電器１０が配設されている。
【００１２】
この画像形成装置では、感光体ドラム１の全面を帯電器２により均一に帯電し、ついで露光源３により露光潜像が記録され、この露光潜像を反転現像にて現像ローラ４でトナー像に顕像化し、さらにこのトナー像を転写ローラ５にて転写紙１１に転写する。転写ローラ５で転写紙１１に転写されなかったトナーは、研磨ローラ６およびクリーニングブレード９により感光体ドラム１の表面から除去され、回収スクリュー８等のトナー回収装置によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。また、感光体ドラム１の表面は、除電器１０により除電されて初期状態に戻り、再び帯電工程以降の画像形成プロセスが繰り返される。
【００１３】
図２は感光体ドラムおよび検知手段を示す概略正面図である。図１および図２に示すように、上記画像形成装置は、感光体ドラム１の表面のうち、感光体ドラム１の回転停止時における帯電器２に対向する部位（帯電器対向部位）１２を検知する検知手段１６と、検知手段１６により検知した帯電器対向部位１２付近のみに現像ローラ４からトナーを供給してトナー像を形成し、該トナー像を研磨ローラ６およびクリーニングブレード９により除去するリフレッシュモードを実行する制御手段（図示せず）とを備えている。ここで、本実施形態において、帯電器対向部位１２とは、図１に示すように、感光体ドラム１の表面のうち、帯電器２の直下でかつ帯電器２の幅と略同寸法の幅を有する帯状の領域をいう。
【００１４】
検知手段１６は、感光体ドラム１を回転自在に支持するハウジング（図示せず）に取り付けられたフォトインタラプタセンサ１４と、ハウジングと感光体ドラム１の間に介在し該感光体ドラム１と共に回転するフランジ１５に設けられたリブ１３とからなる。感光体ドラム１は、シャフト７においてハウジングに支持されている。そして、シャフト７に図示しないモータから駆動が伝えられると、感光体ドラム１、フランジ１５およびリブ１３がシャフト７を中心に回転する。
【００１５】
フォトインタラプタセンサ１４は、断面が凹形状の凹部１４ａを有しかつこの凹部１４ａの開口側がフランジ１５に対向するようにハウジングに固定されている。凹部１４ａの相対する内側面には、発光部（図示せず）とこの光を受光する受光部（図示せず）とが備えられている。また、感光体ドラム１と共に回転するリブ１３は、その回転により凹部１４ａ内を通過する位置に設けられている。フォトインタラプタセンサ１４は、リブ１３が凹部１４ａ内を通過した際に発光部からの光を遮断するので、リブ１３の通過を検知することができる。
【００１６】
本実施形態において、リフレッシュモードは上記制御手段により以下のように実行される。すなわち、まず、電源オフ時や低電力消費モード時などのように感光体ドラム１の回転を長時間停止していた後で、電源をオンするなどして感光体ドラム１を回転させる。このとき、上記制御手段は、感光体ドラム１の回転開始時からリブ１３がフォトインタラプタセンサ１４の凹部１４ａ内を通過するまでの時間を計測し、この計測結果と感光体ドラム１の回転速度とから回転停止時（長時間放置時）の帯電器対向部位１２が感光体ドラム１表面のどの位置にあったのかを算出する。これにより、感光体ドラム１の回転停止時における帯電器対向部位１２を正確に検知することができる。
【００１７】
上記のようにして帯電器対向部位１２を検知した後、帯電器２による帯電を行わないで、回転停止時の帯電器対向部位１２が現像部（現像ローラ４に対向する位置）に到達した時に現像ローラに電圧を印加し、現像ローラ４から感光体ドラム１の表面にトナーを供給して帯電器対向部位１２付近のみにソリッドのトナー像を形成し、ついで該トナー像を研磨ローラ６およびクリーニングブレード９により除去する。この一連のリフレッシュモードは、電源オフ時や低電力消費モード時などの長時間放置時（回転停止状態）から通常印刷モードに移行する前に、上記制御手段により実行されるのが好ましい。
【００１８】
これにより、長時間の放置状態、特に高湿環境下での長時間の放置状態において帯電器対向部位１２にイオン生成物が付着しても、上記のようなリフレッシュモードを実行することで、必要最小限のトナー消費量で像流れの発生を抑制することができる。
【００１９】
上記制御手段は、例えば感光体ドラム１、帯電器２、現像ローラ４、研磨ローラ６、クリーニングブレード９などへ印加する電圧を制御したり、感光体ドラム１の回転開始時からリブ１３がフォトインタラプタセンサ１４の凹部１４ａ内を通過するまでの時間を計測する制御部（マイクロコンピュータなど）や電気回路などでその主要部が構成されている。
【００２０】
本発明で使用される現像剤としては、非磁性トナー或いは磁性粉が樹脂中に分散された磁性トナーからなる一成分系現像剤、非磁性或いは磁性のトナーと磁性キャリヤ（例えば鉄粉やフェライト）とからなる二成分系現像剤が使用される。また、現像剤として一成分系現像剤、二成分系現像剤を用いるにかかわらず、トナーには、研磨剤が外添されていることが好ましい。これにより、リフレッシュモードにおいて、感光体ドラム１表面の水分や汚染物質を除去する効果がより向上する。このような研磨剤は、通常、トナー重量に対して０．１〜３．０質量％、特に１．０〜２．０質量％の量で外添されているのがよく、その体積平均粒径は、一般に０．１〜０．７μｍ、特に０．１〜０．４μｍの範囲にあるのが好ましい。尚、用いるトナーの体積平均粒径は、一成分系現像剤及び二成分系現像剤を問わず、通常、６〜１０μｍ、特に７〜９μｍの範囲にあるのがよい。上記のような研磨剤としては、種々の無機酸化物粒子を使用することができるが、特に、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナが好ましい。
【００２１】
感光体ドラム１を構成する材料（感光層材料）としては、例えばａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮ等の無機材料を例示することができる。帯電器１２としては、例えばシールドケース、コロナワイヤ、グリッドなどから構成されたものを例示できる。
【００２２】
研磨ローラ６としては、例えば弾性ローラを用いることができ、図示しないバネの付勢力で感光体ドラム１に押圧され、感光体ドラム１の表面を研磨する。研磨ローラ６の硬度、線圧、感光体ドラム１の周速度差等を設定することで、研磨の程度を制御することができる。
【００２３】
クリーニングブレード９は弾性を有した弾性ブレードであるのが好ましい。これにより、感光体ドラム１の表面が傷つくのを防ぐことができる。弾性材料としては、例えばウレタンゴム、シリコーンゴム、弾性を有する樹脂等が挙げられる。
【００２４】
なお、上記実施形態では、フォトインタラプタセンサとリブからなる検知手段を例に挙げて説明したが、本発明における検知手段としては、回転停止時の帯電器対向部位を検知できるものであれば特に限定されることなく使用可能である。
【００２５】
また、上記実施形態では、研磨ローラとクリーニングブレードを研磨手段として用いた場合について説明したが、本発明では、研磨ローラおよびクリーニングブレードのいずれか一方を研磨手段として使用してもよく、他の部材を研磨手段として使用してもよい。
【００２６】
さらに、上記実施形態では、リフレッシュモードにおいてトナー像を形成する領域を帯電器対向部位、すなわち帯電器の直下でかつ帯電器の幅と略同寸法の幅を有する帯状の領域としたが、イオン生成物が上記帯電器対向部位よりも広い範囲又は狭い範囲に付着するような場合には、必要に応じてトナー像を形成する領域を増減させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の画像形成装置における感光体ドラム周辺を示す概略側面図である。
【図２】図１の画像形成装置における感光体ドラムおよびセンサを示す概略正面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ａ−Ｓｉ感光体ドラム
２  帯電器
３  露光源
４  現像ローラ
５  転写ローラ
６  研磨ローラ
７  感光体シャフト
８  回収スクリュー
９  クリーニングブレード
１０  除電器
１１  転写紙
１２  帯電器対向部位
１３  リブ
１４  フォトインタラプタセンサ
１５  フランジ
１６  検知手段
【図１】
2005208276.tif 000003
【図２】
2005208276.tif 000004