(57)【要約】【課題】  装置初期における像担持体とそのクリーニング手段の往復動による画像不良を低減して良好な画像と安定した画像形成を得ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  潜像形成手段と、現像手段と、像担持体面をクリーニングするクリーニング手段と、上記クリーニング手段を往復動させる往復摺動手段と、上記往復摺動手段の作動を制御する制御手段とを有する画像形成装置において、上記制御手段が、上記往復摺動手段による上記クリーニング手段の像担持体に対する往復動を、像担持体の表面粗さに応じて往復摺動を制御することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する像担持体面に潜像を形成する潜像形成手段と、
上記潜像形成手段によって形成された潜像を現像する現像手段と、
上記像担持体に当接することにより像担持体面をクリーニングするクリーニング手段と、
上記クリーニング手段を像担持体長手方向に往復動させる往復摺動手段と、
上記往復摺動手段の作動を制御する制御手段とを有する画像形成装置において、
上記制御手段は、上記往復摺動手段による上記クリーニング手段の像担持体に対する往復動を、像担持体の表面粗さに応じて制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体表面粗さに応じる往復摺動制御は、規定の表面粗さ以下になるまで往復摺動を停止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】
前記像担持体表面粗さに応じる往復摺動制御は、規定の表面粗さ以下から往復摺動を行なうことを特徴とする請求項１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、複写機や、プリンタ、ファクシミリ等に用いられている電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
転写可能なトナー像を形成した像担持体表面に、紙を主とするシート状の転写材を当接させ、静電的に該トナー像を転写材に転写したのち、この転写材を像担持体から分離させる工程をくり返す周知の画像形成装置においては、転写に寄与せず、転写材分離後も像担持体表面に残る残留トナーをその都度除去する必要がある。
【０００３】
このための残留トナー除去手段としては従来から幾多の手段が提案実施されているが、ウレタンゴムなどの弾性材料からなる板状のクリーニングブレードの、一つのエッジを像担持体に圧接して残留トナーをかき落すようなものが、その構成が簡単で小型コンパクトであり、トナー除去機能もすぐれているので、広範に実用されていることは周知のとおりである。
【０００４】
もっとも、このようなクリーニング手段も、長期の使用によってエッジ部分に蓄えたトナーが落下せずに固化し、ブレードを持ち上げてクリーニング機能の低下を招来したり、このトナーが像担持体に付着融着をもたらして画質劣化の原因となる等の種々の不都合を生ずることを免かれることはできない。さらに、固化したトナーは、そのままブレードニップに挟まった状態が長く維持されると、クリーニングブレードエッジをくぐり抜けるときに、エッジの一部を欠損させ、画像上スジ汚れを発生させることもある。
【０００５】
また、感光体表面の付着物を除去する手段として、スポンジ層の上に弾性ゴムを被覆した弾性ローラ等が知られている。弾性ローラは、特に高湿下で画像流れの原因となる帯電器のコロナ放電による生成物や紙粉等の除去に効果的である。しかし、弾性ローラは感光体表面に強く圧接し、その表面を摺擦しているため感光体周方向にスジ削れを生じ、それによりコピー画像にスジが生じ、やはり画像劣化の原因となることがあった。
【０００６】
このような不都合を回避するため、クリーニングブレードや弾性ローラをその長手方向に適宜のストロークで往復動させるように構成したものが提案されている。
【０００７】
この方法により、クリーニングブレードのエッジに一種の刺激を与えてトナーが貯留することや、異物が付着することを防止している。
【０００８】
また、弾性ローラの場合には感光体周方向のスジ削れを防止するのに効果をあげている。例えばクリーニングブレードを像担持体の長手方向に往復摺動させているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６２−１０５１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、像担持体たる感光体の初期に於いて、往復摺動の移動量分の副走査方向の画像濃度ムラが発生する問題がある。これは、外添剤やトナー・紙粉と言った微粒子がクリーニングブレードの摺擦部（以下ブレードニップ）に挟まったままの状態でブレードの往復摺動を行ったときに発生する。この状態では、微粒子が挟まった箇所のブレードニップの摩擦係数が局所的に高まり、往復摺動と共に微粒子が摺動幅分反復移動を繰り返すため、この移動量分だけ感光体表面を局所的に研磨してしまう現象が原因である。
【００１０】
この現象は前記の通り感光体初期に於いて、より顕著であり、それは初期クリーニング性の観点から感光体表面を研磨し、ある一定の表面粗さに規定していることに起因している。ここで規定されている表面粗さについては、感光体の構成（有機感光体・無機感光体、またそれぞれで最外層に使用されている材料成分など）により、固有の値となっているのは言うまでもない。この感光体固有の表面粗さに対して、局所的に研磨されるとその部分だけ感光体表面が平滑化され、転写効率が高くなり、結果として画像上にその部分だけが濃くなる画像濃度ムラ現象となって出現する。
【００１１】
特に、フルカラー複写機で一つの像担持体を用いて各色の現像を数回施し、その都度各色のトナー像を転写材担持体（以下転写ドラムと呼ぶ）に保持した転写材に転写する複写機においては、微粒子を挟み込んだクリーニングブレードの往復摺動による局所研磨に起因する画質低下が色の重なる分だけ強調されてしまう。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、像担持体に対してクリーニング手段を往復摺動させることによる利点を維持しつつ、それによる像担持体初期における像担持体の局所研磨による画像濃度ムラを阻止し、装置の特性を有効に生かせる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】
【００１３】
本発明は、下記の技術的構成により前記目的を達成できたものである。
【００１４】
（１）移動する像担持体面に潜像を形成する潜像形成手段と、上記潜像形成手段によって形成された潜像を現像する現像手段と、上記像担持体に当接することにより像担持体面をクリーニングするクリーニング手段と、上記クリーニング手段を像担持体長手方向に往復動させる往復摺動手段と、上記往復摺動手段の作動を制御する制御手段とを有する画像形成装置において、上記制御手段は、上記往復摺動手段による上記クリーニング手段の像担持体に対する往復動を、像担持体の表面粗さに応じて制御することを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
（２）前記像担持体表面粗さに応じる往復摺動制御は、規定の表面粗さ以下になるまで往復摺動を停止することを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００１６】
（３）前記像担持体表面粗さに応じる往復摺動制御は、規定の表面粗さ以下から往復摺動を行なうことを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、感光体ドラム初期におけるクリーニング手段の往復摺動に起因する感光体の局所的な摩耗による画像濃度ムラと、耐久時のブレード欠けによる画像スジ汚れを防ぐことができ、また、像担持体たる感光体ドラムの初期から一定期間、クリーニング手段を画像形成時に長手方向の往復摺動を停止する制御を行うことにより、感光体初期における画像濃度ムラと耐久時のブレード欠けを廃し、安定した高品位の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１９】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図３は本発明を適用するに適した静電転写プロセスを利用するレーザビームプリンタを示す概略側面図である。
【００２１】
紙面に垂直方向にのび、矢印方向に回転する像担持体３０１の表面感光層が、一次帯電器３０２によって一様に帯電される。この帯電された像担持体３０１面に、画像情報を電気信号に変換してそれに応じて変調されたレーザービーム３０３がレーザビームスキャナーより光照射されて静電潜像が形成される。ここで光照射するためにＬＥＤアレイや液晶シャッタアレイ等を使用しても良い。
【００２２】
この潜像に、現像器３０４によってトナーが供給されて前記潜像が顕像化されてトナー像となり、ついで搬送路３０５によって該トナー像とタイミングを合わせて搬送される転写材Ｐに、転写分離帯電器３０６（ＡおよびＢ）の作用によって転写されたのち、転写材は像担持体から分離され、さらに搬送路３０８に沿って次工程に搬送されるものとする。
【００２３】
このようなプリンタにおいて、転写後の位置に配設されたクリーニング装置３０７内のクリーニングブレード３０９は、像担持体３０１に圧接しながらその軸線方向（紙面に垂直方向）に往復動するようになっている。
【００２４】
図２はブレードを往復摺動させる手段の一例を示すものであって、クリーニング装置３０７内のクリーニングブレード３０９は、該装置内において、ばね３１１によって図示左方に偏倚されている軸３１０に支持されている。
【００２５】
該軸３１０の左端はカム３１２に当接しており、このカム３１２が、制御手段たる制御回路３１４によって制御されるモータ３１３によって駆動されて、前記軸３１０、したがってブレード３０９を往復摺動させることになる。
【００２６】
ここでのクリーニング手段としては、従来から幾多の提案がなされているが、上述のように、ウレタンゴムなどの弾性材料からなるクリーニングブレードによって前記残留トナーを掻き落とすようなものが、構成が簡単でコンパクトで低コストであり、しかもトナー除去機能もすぐれているので広く実用化されている。クリーニングブレードのゴム材料としては、高硬度でしかも弾性に富み、耐摩耗性、機械的強度、耐油性、耐オゾン性、に卓越しているウレタンゴムが一般的に使われている。
【００２７】
また、ここで使用されている像担持体たる感光体は、感光ドラムに限定されることなく、例えば次のものが含まれる。先ず感光体としては光導電体が含まれ、光導電体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタンおよび有機光導電体（ＯＰＣ）等が含まれる。また前記感光体を搭載する形状としては、例えばドラム状、ベルト状等の回転体およびシート状等が含まれる。なお、一般的にはドラム状またはベルト状のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミニウム合金等のシリンダー上に光導電体を蒸着または塗工等行ったものである。
【００２８】
更に像担持体は、導電性支持体上に感光層および保護層が設けられ、この像担持体最外層にはフッ素原子含有樹脂微粒子が含有されており、かつ、像担持体最外層の平均面粗さをＪＩＳ規格Ｂ０６０１−２００１で定義される算術平均高さＲａ（以下、「Ｒａ」という）で、適度な範囲になるように機械研磨されたものが用いられている。
【００２９】
図５に、算術平均高さ（Ｒａ）の定義を示す。この算術平均高さは、粗さ曲線からその中心線の方向に測定長さ（基準長さ）Ｌの部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をＸ軸、縦倍率の方向をＹ軸、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表したとき、次の式
【００３０】
【数１】
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によって求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものであるから、その値は、測定長さＬの全区間での積分された平均値として求まる。したがって、測定長さＬの区間のある箇所に局所的に他より大きな凹凸があったとしても、その部分の表面粗さ値への寄与は少なく、最大高さ（Ｒｚ）で示される場合のように全体的な表面粗さ特性を見誤るということはない。また、測定長さＬの全区間での平均値であるから試料間或いは測定間等で再現性の高いものとなる。これらの理由から、表面粗さの管理特性（管理値）を算術平均高さ（Ｒａ）としている。高い精度と再現性に優れる表面粗さを得るために算術平均高さの測定はカットオフ値が０．０８ｍｍ，かつ基準長さが０．２５ｍｍの条件で一定して行われることが望ましい。このＲａが小さすぎる場合には、像担持体最外層とクリーニングブレードの間の滑り性が失われ、像担持体最外層が摩耗する事によってその表面が荒れ、転写からの残留トナー中の微小粒径トナーのすり抜けが発生し易くなる。また、Ｒａが大きすぎる場合には、像担持体最外層とクリーニングブレードとの間に隙間が生じ、そこから残留トナーのすり抜けが発生し易い。
【００３１】
本実施形態の像担持体たる感光体に於いては、上記の不具合を鑑み、この初期の機械研磨による最外層研磨をこの算術平均高さで  Ｒａ＝０．０８μｍ  に調整したものを用いている。
【００３２】
このような感光ドラムを用いると、算術平均高さ（Ｒａ）は、耐久枚数に合わせて図４に示すような推移を示す。図４中実線は従来技術の往復摺動のＲａ推移であり、破線はブレードニップに外添剤などが詰まった箇所のＲａ推移である。ここで、ブレードニップに外添剤などが詰まった状態は、任意の箇所にトナーの凝集塊を付着させ擬似的に作り出している。この時の往復摺動は、現像スリーブの駆動に同期させた制御としている。前記の通り感光ドラムは  Ｒａ＝０．０８μｍ  で機械研磨されており、耐久枚数の推移と共に、図４中の区間ａのごとくブレードクリーニングの摺擦で平滑化されてくる。一方耐久枚数がかさむに連れ、局所的な深い削れ＝傷の発生が多くなり、全体の平滑化は有る一定の値に収束してくる（図４中ｂの区間）。このため寿命後半の耐久枚数になると、感光体表面は一見、鏡のように鏡面化を施したような状態になるが、Ｒａとしてはグラフの区間ｃのようになだらかに値が上がってくる。これは局所的な深い削れ＝局所的な傷が増えるためで有り、表面粗さのうち「最大高さ＝Ｒｚ」の値に注目すると特に顕著に増加する。
【００３３】
また、図４中の破線は、本発明にかかる従来例での問題点である往復摺動による局所的な局所研磨の表面粗さを示すグラフである。前記の通り、感光体初期に於いて外添剤やトナー・紙粉と言った微粒子がクリーニングブレードの摺擦部（以下ブレードニップ）に挟まり、往復摺動移動量分だけ感光体表面を局所的に研磨しその部分だけ感光体表面が平滑化される問題がある。これにより局所的な転写効率が高くなり、画像上濃度ムラとなる。この現象は、グラフの通り往復摺動を行っている場合、挟まった部分のみ破線のように摺擦され、通常部の表面粗さとのギャップが生じることによる。このギャップの幅により濃度差は決定され、本実施例中の感光体では１０００枚程度の時特に顕著となる（図４中区間ａ）。一定の表面粗さまで研磨されると、挟まった部分の研磨はなだらかになり、耐久枚数が進めば通上部の表面粗さと等しくなっていく（図４中区間ｂ）。区間ｃにおいては、前述の通り他の局所的な削れ＝傷も多くなり同様な削れ傾向となる。
【００３４】
ここで本発明にかかる実施形態は、前記機械研磨  Ｒａ＝０．０８μｍ  の感光ドラムにおいて、感光ドラムの使用初期から耐久枚数２０００枚までを往復摺動を停止させ、耐久枚数２０００枚以上からは従来技術の制御と同じ現像スリーブ同期の往復摺動を行っている。この時の  Ｒａ  の推移は、図１に示すグラフのようになる。前記従来例のグラフと同様に、実線は感光体表面のＲａ推移であり、破線はブレードニップに外添剤などが詰まった箇所のＲａ推移である。
【００３５】
本発明にかかる往復摺動の停止により、詰まり部の研磨状態は破線のごとく通上部と差が少ない状態になる。これは、異物がかみこんだ状態でもブレードを往復摺動しないため、異物は固定位置に留まり往復摺動を実施しているときに発生する往復摺動幅の研磨現象はない。この事から、異物部の算術表面粗さは、通常部とほとんど変わらない傾向となる。
【００３６】
（比較実験）
前記感光ドラムを用いて、従来からの往復摺動と本発明にかかる往復摺動による比較実験の結果を以下に示す。前記の実施例１と同様に、局所的な研磨状態を発生させるために任意の位置にトナー塊を付着させることにより、挟み込み状態を発生させている。表１は往復摺動の制御状態における挟み込み部分の耐久枚数ごとの算術平均表面粗さＲａを、表２はそのときの画像を評価したものを示している。表１において、太文字部分は、往復摺動を停止制御しているときの算術平均粗さＲａを示し、初期（０枚）時の算術平均粗さＲａは、この感光体における機械研磨によるものを示している。また、「従来の往復摺動」の値については、これまで通り往復摺動を行ったときの通常部分（異物の詰まり・噛み込みのない部分）の算術平均表面粗さＲａを示しており、本発明にかかる実施形態である往復摺動の停止により目指す異物の噛み込み部分の算術平均表面粗さＲａとなる。ここでは比較例として、それぞれ１０００枚、２０００枚、３０００枚、４０００枚まで往復摺動を停止したときの算術平均粗さＲａと、それぞれ停止枚数以降は往復摺動を行ったときの算術平均粗さＲａを計測している。
【００３７】
【表１】
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表１から往復摺動を停止することにより、挟み込み部分の算術平均表面粗さＲａとしては同じ傾向を示す。それぞれ規定枚数から、往復摺動を実施すると、従来の往復摺動部分の算術平均表面粗さＲａと同様の値に収束していく。
【００３８】
次に表２に於いて、実際の出力された画像を評価することにより、「画像上問題なし」の場合は「○」を、「軽微の画像不良発生」の場合は「△」を、「許容出来ない画像不良発生」の場合は「×」を表記している。さらに表中にはそれぞれの画像不良の種類を、「往復摺動を行うことで発生する濃度ムラ」と、「異物噛み込みによるブレードニップ欠けに起因する廃トナーのすり抜け」の状況を併記している。
【００３９】
【表２】
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この表２より、停止制御が１０００枚以下の時、従来からの問題点である局所研磨による濃度ムラが発生し、また３０００枚を越える停止制御では往復摺動の弊害である異物挟み込みによるブレードすり抜けが発生することがわかる。
【００４０】
以上の比較検討から、本実施例および従来例に於いてのクリーニングブレード・感光ドラムに於いて、算術平均粗さが  Ｒａ＝０．０５  以下になるまで往復摺動を停止させることが必要である。
【００４１】
これは表１より、耐久枚数において２０００枚までの往復摺動の停止であり、良好な画像形成を得られるクリーニング条件をここに設定する。
【００４２】
上記発明については、トナー像で画像を形成する電子写真画像形成装置であれば形式に寄らず、一つの感光ドラムを有するカラー・モノクロ複写機・プリンタ、複数の感光ドラムを有するカラー・モノクロ複写機・プリンタに適用出来る事は言うまでもない。また停止制御条件は、その画像形成装置の感光ドラム・ブレードの材質構成により適正値を選択する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明実施形態の往復摺動による算術平均高さＲａの耐久枚数による推移を示すグラフ。
【図２】本発明の実施形態であるクリーニングブレードの往復動を制御する構成の一例を示す概略図。
【図３】本発明を適用するに適した静電転写プロセスを利用するレーザビームプリンタを示す概略側面図。
【図４】従来のクリーニングブレード往復摺動による算術平均高さ（Ｒａ）の耐久枚数推移を示すグラフ。
【図５】ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１に基づく、算術平均高さ（Ｒａ）を示す概略図。
【符号の説明】
【００４４】
３０１  像担持体
３０９  クリーニングブレード
３１０  軸
３１４  制御回路
【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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