(57)【要約】【課題】確実にイオン生成物による感光体表面の汚染を防止することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】このプリンタ１は、コロナ帯電器１０２と、クリーニングブレード１０８と、雰囲気温湿度を検出する温湿度センサ５０１とを備え、酸化チタンを含むトナーを用いてプリント処理を行う際に、プリント終了時から機械停止時までの一連の動作において、温湿度センサ５０１で検出された雰囲気温湿度等が所定の範囲にある場合に、感光体ドラム１０３上にトナー現像を行い、当該トナー層を、クリーニングブレード１０８を通過させた後に、感光体ドラム１０３がコロナ帯電器１０２に対向する位置に合わせて感光体ドラム１０３の回転を停止させるようになっている。【選択図】図１
2007206118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体内で回転可能な感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電された感光体を露光して所定の画像データに基づく静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を、金属酸化物を外添剤として含有させた現像剤により現像する現像手段と、前記現像された画像を記録紙に転写する転写手段と、前記転写後の感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニング手段と、制御手段とを備えた画像形成装置であって、
前記帯電手段は、コロナ放電現象によりイオン生成物を発生しうるものであり、
前記制御手段は、非画像形成時に前記現像手段により現像剤を強制的に感光体上へ吐き出し、前記感光体上の所定位置に現像剤層を形成し、前記感光体の回転により前記現像剤層が、前記クリーニング手段を通過後、前記感光体が前記帯電手段と対向する位置に到達したとき、前記感光体の回転を停止させることにより、前記帯電手段からのイオン生成物による感光体表面の汚染を防止する汚染防止モードを実行するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記装置本体内の雰囲気温湿度を検出する温湿度検出手段を備え、前記制御手段は、前記温湿度検出手段で検出された雰囲気温湿度が所定の範囲にある場合に、前記汚染防止モードを実行するものであ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】
前記画像データより印字ジョブ当りの平均印字率を算出する印字率算出手段を備え、前記制御手段は、前記印字率算出手段により算出された平均印字率が所定の範囲にある場合に、前記汚染防止モードを実行するものであ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】
前記帯電手段は、コロナ帯電器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニング手段は、弾性ブレードで構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記汚染防止モードにおいて、前記感光体上に形成された現像剤層を、前記転写手段に転写バイアスを印加することにより、前記現像剤層に含有された金属酸化物を分離し、前記感光体上に残留させたまま該転写手段に転写した後、前記転写手段に、前記転写バイアスと逆極性の非転写バイアスを印加することにより、該転写手段に転写された現像剤を前記感光体上に移動させ、前記感光体上に金属酸化物を分離した現像剤層を形成するような制御を行うものであることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記感光体は、アモルファスシリコン製ドラムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に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、複写機やファクシミリ装置、あるいはプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式の画像形成装置では、被帯電体としての電子写真感光体を所定の極性、電位に帯電処理する帯電手段としてコロナ帯電器が用いられていた。これは、感光体にコロナ帯電器を非接触状態に配置して、コロナ帯電器から放出されるコロナに感光体表面をさらすことにより、所定の極性、電位に帯電させるものである。近年、このコロナ帯電器に比べて低オゾン発生等の利点を有することから、被帯電として感光体に帯電バイアスを印加した帯電部材を当接させて、感光体表面を所定の極性、電位に帯電させる接触帯電方式が提案され、実用化されている。しかし、帯電均一やコストの観点から、接触帯電方式には、未だ解決すべき課題が多く、コロナ帯電方式を採用する例も多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記手段にて感光体表面が所定極性に一様に帯電され、ついで所定の原稿情報に基づいての光照射による画像露光を行って静電荷像が形成され、この静電荷像を現像してトナー像が形成される。
【０００４】
引き続いて、トナー像を紙等の記録材への転写工程であるが、用紙搬送性の利点から、感光体と接触し、回転する弾性体、ゴム、発泡体等のローラを用いて、そのローラに所定の電圧を印加することにより、このトナー像を紙等の記録材に転写する方式が一般的である。最終的に、定着工程における定着ローラでの過熱及び加圧によって該トナー像を記録材に定着することにより、画像形成が行われる。
【０００５】
また、トナー像転写後において、感光体表面は、クリーニングブレードによりクリーニングされて残存するトナーが除去され、さらに必要により光照射等による除電が行われ、
次の画像形成工程が行われる。
【特許文献１】特開２００２−３１９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記のような画像形成装置において用いられる、コロナ帯電器には、コロトロン、スコロトロン帯電器が広く使用されているが、コロナ帯電器で帯電を行うと、帯電器の放電によってオゾンが発生する。発生したオゾンにより、空気中の成分が分解され、ＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成し、このイオン生成物が感光体表面を汚染して、以下のような不具合を生じる。
【０００７】
すなわち、このイオン生成物は、水溶性であることにより、感光体に付着し、さらに大気中の水分を取り込むことで感光体の表面抵抗が低下し、感光体の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、その結果として画像流れが発生する。また、コロナ帯電器においても、放電によって発生したイオン生成物がシールドに堆積する。また、コロナ帯電器は、感光体の近傍に配置されているため、シールドに堆積したイオン生成物が高湿環境下において、シールドから離脱し、感光体の表面に移行するため、特にコロナ帯電器近傍に停止した部分の画像流れが顕著になる。
【０００８】
従来の技術として、感光体内部にヒータを入れることにより、イオン生成物を取り込んだ水分を感光体の表面から離脱するエネルギーを与え、高湿環境下における感光体の表面の抵抗低下を抑えることとしている。しかし、近年、環境問題、エネルギー問題でＯＡ機器においても省エネルギー化が望まれており、感光体内部のヒータを常時暖めて感光体表面の水分を離脱する方法は消費電力の点から好ましくない。
【０００９】
なお、湿度センサにより高湿環境下であることを検知して、高湿環境下でのみヒータをＯＮさせる制御を行う方法は、アモルファスシリコン感光体においては、その感度の温度依存性が大きいので、適用できない。
【００１０】
また、研磨剤を混入させたトナーを用いて弾性ローラを感光体に圧接させて感光体表面を研磨するシステム、あるいは、他の研磨システムにより、感光体表面に付着したイオン生成物を研磨し、感光体表面の抵抗低下を抑える技術等もある。しかし、イオン生成物は、０．１μｍの粗さにも入り込むため、従来の研磨システムでは、イオン生成物を十分に取り除くことができなかった。
【００１１】
また、前記特許文献１では、電子写真プロセスの下流で転写残りトナー等を回収する、クリーニング機構を設けないシステムにおいて、帯電器直下にトナー層を形成して画像流れ等の不具合を防止することが提案されているものの、トナーが熱的な安定性に欠けることから採用は困難であり、さらに上記研磨システムにおいては、トナー層の形成はできない。
【００１２】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、安価でコンパクトな構成でありながら、確実にイオン生成物による感光体表面の汚染を防止することのできる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、装置本体内で回転可能な感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電された感光体を露光して所定の画像データに基づく静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を、金属酸化物を外添剤として含有させた現像剤により現像する現像手段と、前記現像された画像を記録紙に転写する転写手段と、前記転写後の感光体上に残留した現像剤を除去するクリーニング手段と、制御手段とを備えた画像形成装置であって、前記帯電手段は、コロナ放電現象によりイオン生成物を発生しうるものであり、前記制御手段は、非画像形成時に前記現像手段により現像剤を強制的に感光体上へ吐き出し、前記感光体上の所定位置に現像剤層を形成し、前記感光体の回転により前記現像剤層が、前記クリーニング手段を通過後、前記感光体が前記帯電手段と対向する位置に到達したとき、前記感光体の回転を停止させることにより、前記帯電手段からのイオン生成物による感光体表面の汚染を防止する汚染防止モードを実行するものであることを特徴とする。
【００１４】
ところで、前記イオン生成物は、雰囲気温湿度が大きいほど感光体に移行しやすくなる。そこで、請求項２記載の発明のように、前記装置本体内の雰囲気温湿度を検出する温湿度検出手段を備え、前記制御手段は、前記温湿度検出手段で検出された雰囲気温湿度が所定の範囲にある場合に、前記汚染防止モードを実行するものであることが好ましい。
【００１５】
また、前記イオン生成物の感光体への移行を防止するために金属酸化物を外添剤として含有する現像剤を用いて感光体の現像を行う場合には、所定の画像処理における現像剤の消費量に応じて変化する感光体表面の金属酸化物の状態により画像濃度が変化する。そこで、請求項３記載の発明のように、前記画像データより印字ジョブ当りの平均印字率を算出する印字率算出手段を備え、前記制御手段は、前記印字率算出手段により算出された平均印字率が所定の範囲にある場合に、前記汚染防止モードを実行するものであることが好ましい。
【００１６】
請求項４記載の発明のように、前記帯電手段は、コロナ帯電器であることが好ましい。
【００１７】
請求項５記載の発明のように、前記クリーニング手段は、弾性ブレードで構成されていることが好ましい。
【００１８】
請求項６記載の発明のように、前記制御手段は、前記汚染防止モードにおいて、前記感光体上に形成された現像剤層を、前記転写手段に転写バイアスを印加することにより、前記現像剤層に含有された金属酸化物を分離し、前記感光体上に残留させたまま該転写手段に転写した後、前記転写手段に、前記転写バイアスと逆極性の非転写バイアスを印加することにより、該転写手段に転写された現像剤を前記感光体上に移動させ、前記感光体上に金属酸化物を分離した現像剤層を形成するような制御を行うものであることが好ましい。
【００１９】
請求項７記載の発明のように、前記感光体は、アモルファスシリコン製ドラムであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、前記帯電手段は、コロナ放電現象によりイオン生成物を発生しうるものであり、前記制御手段は、非画像形成時に前記現像手段により現像剤を強制的に感光体上へ吐き出し、前記感光体上の所定位置に現像剤層を形成し、前記感光体の回転により前記現像剤層が、前記クリーニング手段を通過後、前記感光体が前記帯電手段と対向する位置に到達したとき、前記感光体の回転を停止させることにより、前記帯電手段からのイオン生成物による感光体表面の汚染を防止する汚染防止モードを実行するので、汚染防止モードの実行により、現像剤層がクリーニング手段を通過する際に、現像剤の粒子本体は感光体表面から除去されるが、現像剤の粒子径の約１０分の１以下の外径である金属酸化物の粒子は感光体上に残留されやすい。したがって、感光体上に残留した現像剤層を帯電手段と感光体との対向位置に合わせて感光体の回転を停止させることで、その対向位置に金属酸化物を介在させることができるようになる。これにより、イオン生成物による感光体表面の汚染を確実に防止して、その後の画像形成処理を良好に行うことができるようになる。なお、金属酸化物としては、物理的、化学的に非常に安定しており、変質せず、導電性も安定しているため、感光体への付着、画像への影響等もないことから、酸化チタンを用いるのが好ましい。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、前記装置本体内の雰囲気温湿度を検出する温湿度検出手段が備えられ、前記制御手段は、前記温湿度検出手段で検出された雰囲気温湿度が所定の範囲にある場合に、前記汚染防止モードを実行するので、汚染防止モードの発動は、温湿度検出手段としての温湿度センサ等による装置本体内の雰囲気温湿度の検出により行われ、装置本体内の雰囲気温湿度が変動した場合であっても、イオン生成物の感光体表面への移行を防止して、その後の画像形成処理を良好に行うことができるようになる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、前記画像データより印字ジョブ当りの平均印字率を算出する印字率算出手段が備えられ、前記制御手段は、前記印字率算出手段により算出された平均印字率が所定の範囲にある場合に、前記汚染防止モードを実行するので、汚染防止モードの発動は、印字率算出手段としてのドットカウンタ等により行われ、イオン生成物による感光体表面の汚染を防止するために金属酸化物を外添剤として含有する現像剤を用いて感光体の現像を行う場合であっても、その感光体上の所定位置に形成された現像剤中の金属酸化物の状態により画像濃度が変化するのを防止して、その後の画像形成処置を良好に行うことができるようになる。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、前記帯電手段は、コロナ帯電器であるので、感光体上でのコロナ帯電器と対向する位置に現像がなされ、同時に金属酸化物を配置させることができる。
【００２４】
請求項５記載の発明によれば、前記クリーニング手段は、弾性ブレードで構成されているので、現像剤を回収しつつ、金属酸化物のみを感光体上ですり抜けさせて帯電手段との対向位置に配置させることができる。
【００２５】
請求項６記載の発明によれば、前記制御手段は、前記汚染防止モードにおいて、前記感光体上に形成された現像剤層を、前記転写手段に転写バイアスを印加することにより、前記現像剤層に含有された金属酸化物を分離し、前記感光体上に残留させたまま該転写手段に転写した後、前記転写手段に、前記転写バイアスと逆極性の非転写バイアスを印加することにより、該転写手段に転写された現像剤を前記感光体上に移動させ、前記感光体上に金属酸化物を分離した現像剤層を形成するような制御を行うので、汚染防止モードで感光体の現像剤が転写手段を通過する際に、現像剤の粒子径の約１０分の１以下の外径である金属酸化物の粒子が、現像剤の粒子本体から遊離して単体となって感光体上に付着し、その上に現像剤の粒子本体が付着する。したがって、この現像剤の粒子本体のみをクリーニング手段で容易に除去できるようになる。
【００２６】
請求項７記載の発明によれば、前記感光体は、特にイオン生成物の付着により性能低下を生じやすいアモルファスシリコン製ドラムであっても、その性能低下を確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は本発明の一実施形態に係るプリンタ１の全体構成を示す断面図である。同図に示すように、このプリンタ（画像形成装置の一例）１は、箱状のプリンタ本体（装置本体）１０１内において、コロナ帯電器（帯電手段）１０２からの非接触状態での電荷の供給により図中のＡ方向に回転する感光体ドラム（感光体）１０３の周面が一様に帯電され、外部から入力された印字データ（画像データ）に基づくレーザ光ＢがＬＳＵ等の露光装置（露光手段）１０４によってその感光体ドラム１０３の周面に照射されて静電潜像が形成され、感光体ドラム１０３の周面に形成された静電潜像に現像装置（現像手段）１０５から例えば一成分系の現像剤としてのトナーが供給されることによってその感光体ドラム１０３の周面にトナー像が形成されるようになっている。
【００２８】
一方、用紙Ｐが給紙装置２００から感光体ドラム１０３に向けて搬送路３００で搬送され、転写ローラ（転写手段）１０６の接触により感光体ドラム１０３表面のトナー像が用紙Ｐの表面に転写されるようになっている。転写後の感光体ドラム１０３に残留したトナーは、クリーニングローラ１０７及びクリーニングブレード（クリーニング手段、弾性ブレード）１０８によって除去され、図略の廃棄トナーボトルへと搬送される一方、感光体ドラム１０３の残留電荷は、ハロゲンランプ等からなる除電装置１０９によって除去されるようになっている。
【００２９】
ここで、コロナ帯電器１０２は、コロナ放電を利用した帯電方式を採用するものであって、コロトロンとスコロトロンとの２種類が一般的である。コロナ放電とは、不均一な電界中で行われる局所的な空気の絶縁破壊によって生じる持続的な放電をいう。一般には、微小径のワイヤ（コロナワイヤ）をアルミニウム製のシールドケース中に張って、そのシールドケースの一部に開口面を設けている。その開口面からコロナイオンが放出される。コロナワイヤに印加する電圧を増加していくと、そのコロナワイヤ周囲に局所的な強い電場が形成され、部分的な空気の絶縁破壊が起こり、放電が持続するようになる。
【００３０】
コロトロンは、直径５０〜１００μｍのコロナワイヤを１ｃｍ程度離してアルミニウムでシールドした構成である。その開口面を感光体ドラム１０３の表面に対向させた状態で、コロナワイヤに５〜１０ｋＶの高電圧を印加し、これによって発生した正又は負イオンを感光体ドラム１０３の表面に移動させて帯電するものである。コロトロンは、一定量の電荷発生を行うので、感光体ドラム１０３の表面を一定電位に帯電することが困難であり、帯電ムラを生じやすい。
【００３１】
スコロトロンは、感光体ドラム１０３の表面の帯電ムラを少なくするために考案されたものであって、コロトロンの開口面にシールド電極とは絶縁して数本のワイヤあるいは、メッシュをグリッド電極として配置した構成である。このスコロトロンの開口面に感光体ドラム１０３を対向させた状態で、グリッド電極にバイアス電圧を印加する。これによって、帯電時間が長くなっても、帯電電位が規制され、表面電位が飽和する。この飽和値はグリッド電圧により制御する。スコロトロンは、コロトロンに比べて構造が複雑で、帯電効率も劣るが、帯電電位の均一性に優れている。
【００３２】
図２は感光体ドラム１０３の構造を模式的に示す説明図である。
【００３３】
感光体ドラム１０３は、アモルファスシリコン系材料製であって、図２に示すように、アルミニウム素管からなる導電性基体１０３ａ上に、キャリア注入阻止層１０３ｂと、キャリア発生層１０３ｃ１とキャリア輸送層１０３ｃ２とからなる感光層１０３ｃと、さらにその上に形成された表面保護層１０３ｄとから構成された複数層のものが使用されている。導電性基体１０３ａは、図略のモータで駆動可能となっており、これにより、感光体ドラム１０３が回転するようになっている。
【００３４】
感光層１０３ｃの構成材料としては、アモルファスシリコン系材料であれば特に制限されるものではなく、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）、アモルファスシリコンオキサイド（ａ−ＳｉＯ）、アモルファスシリコンニトライド（ａ−ＳｉＮ）等の無機材料が例示される。これらの材料中のａ−ＳｉＣが特に高抵抗であり、より優れた帯電能力、耐摩耗性、耐環境性が得られるので、本実施形態における感光層材料として好適である。
【００３５】
また、ａ−ＳｉＣのうち、シリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）との比率が特定のものを使用するのが好ましい。そのようなａ−ＳｉＣとしては、ａ−Ｓｉ１−ｘＣｘ（ｘの値が０．３〜１未満）がより好ましく、ａ−Ｓｉ１−ｘＣｘ（ｘの値が０．５〜０．９５以下）がさらに好ましい。このようなａ−ＳｉＣは、１０１２〜１０１３Ωｃｍという特に高い抵抗を有しており、感光体ドラム１０３の表面の潜像の流れが少なく、静電潜像の維持能力及び耐湿性にも優れているという理由によるものである。
【００３６】
現像装置１０５は、その現像方式として、いわゆる磁性一成分ジャンピング現象を利用するものであり、樹脂で構成され、外添剤としての酸化チタン（金属酸化物）を付与され、帯電制御されたトナーを使用する。このときに、トナーは、現像ローラ（マグネットローラ）１０５ａ上で帯電し、感光体ドラム１０３と一定のギャップを持った、この現像ローラ１０５ａ間で現像される。現像ローラ１０５ａ上の電位は、直流に交流を重畳させた形態が好ましい。
【００３７】
転写ローラ１０６は、金属製のシャフトと、そのシャフトの周囲を覆おうように形成された半導電性の弾性ゴム層と、さらに弾性ゴム層の外周面を覆うように形成された半導電性の塗膜とからなっている。この転写ローラ１０６は、図略のバネ等によって感光体ドラム１０３の表面に弾性的に押圧され、感光体ドラム１０３に連れ回りするようになっている。転写ローラ１０６に印加される電圧は、直流に交流を重畳させた形態が好ましい。
【００３８】
クリーニングローラ１０７は、転写ローラ１０６と同様に、金属製のシャフトと、そのシャフトの周囲を覆おうように形成された半導電性の弾性ゴム層と、さらに弾性ゴム層の外周面を覆うように形成された半導電性の塗膜とからなっている。このクリーニングローラ１０７は、図略のバネ等によって感光体ドラム１０３の表面に弾性的に押圧され、感光体ドラム１０３に連れ回りするようになっている。このクリーニングローラ１０７は、電圧が印加されて転写残留トナーを一定量保持し、常に感光体ドラム１０３の表面を効率よく、均一に研磨できる構成となっている。
【００３９】
クリーニングブレード１０８は、弾性体で耐摩耗性のあるウレタン製のゴムブレードからなり、その弾性力により先端部分が感光体ドラム１０３の表面に摺接される。このクリーニングブレード１０８は、クリーニングローラ１０７を通過した後の感光体ドラム１０３の表面に残留するトナーを掻き落して図略のスクリューフィーダで前記廃棄トナーボトルへ搬送し、該ボトル内に回収するようになっている。
【００４０】
そして、転写ローラ１０６で感光体ドラム１０３からの未定着トナー像が転写された用紙Ｐは定着ローラユニット１１０に搬送され、ここでトナー像が定着された用紙Ｐは、そのまま（或いは、図略のスイッチバック部で反転されて両面プリントされた後に）、搬送ローラ対１１１および排出ローラ対１１２を順に経由して排紙トレイ１１３に排出されるようになっている。前記コロナ帯電器１０２、感光体ドラム１０３、露光装置１０４、現像装置１０５、転写ローラ１０６、クリーニングローラ１０７、クリーニングブレード１０８、除電装置１０９等により、通常の電子写真方式の技術を用いて用紙Ｐへのプリント処理を行う画像形成部１００が構成される。
【００４１】
給紙装置２００は、プリンタ本体１０１の下部に形成された上下二段のカセット収容部にそれぞれ着脱自在に収容される給紙カセット２１０，２２０を備えている。給紙カセット２１０，２２０は、それぞれ用紙Ｐの収納カセットとして、リフト板２１１，２２１上に複数の用紙Ｐを積層させた状態で収納できるものであり、この給紙カセット２１０，２２０から用紙Ｐを取り出すためのピックアップローラ２１２，２２２と、このピックアップローラ２１２，２２２で取り出された用紙Ｐを１枚ずつ搬送路３００に送り出す（捌く）ための給紙ローラ対２１３，２２３とを備えている。
【００４２】
搬送路３００は、第１搬送路３０１、第２搬送路３０２、第３搬送路３０３及び第４搬送路３０４からなり、第１搬送路３０１は、用紙Ｐへのプリント処理を行う時に、給紙カセット２１０からピックアップローラ２１２で取り出された用紙Ｐを、給紙ローラ対２１３、搬送ローラ対２１４及びレジストローラ対２１５を介して、感光体ドラム１０３に送り出すものである。第２搬送路３０２は、給紙カセット２２０からピックアップローラ２２２で取り出された用紙Ｐを、給紙ローラ対２２３及び搬送ローラ対２２４を介して前記第１搬送路３０１に送り出すものである。第３搬送路３０３は、前記第１搬送路３０１から送り出された用紙Ｐを、感光体ドラム１０３から定着ローラユニット１１０に向けて送り出すものである。第４搬送路３０４は、前記第３搬送路３０３から送り出された用紙Ｐを定着ローラユニット１１０から搬送ローラ対１１１を介して排出ローラ対１１２に向けて送り出すものである。
【００４３】
プリンタ本体１０１の上部には、マイクロコンピュータからなるコントローラ（制御手段）５００が設けられており、図３はコントローラ５００の機能ブロック図である。図３に示すように、コントローラ５００は、ＣＰＵ５１０と、このＣＰＵ５１０に付設されたＲＯＭ５０４及びＲＡＭ５０３とを備えた基本構成を有しており、このＣＰＵ５１０は、さらにプリンタ本体１０１内の適所に配置された温湿度センサ（温湿度検出手段）５０１及びドットカウンタ５０２にそれぞれ電気的に接続されている。ＲＯＭ５０４には、本制御を実行するためのプログラムが記憶されており、プリンタ１の電源が入れられる都度、プログラムがＣＰＵ５１０に読み込まれるようになっている。ＲＡＭ５０３は、制御に必要な一時的なデータを読み書きするために使用されるものである。ＣＰＵ５１０には、プログラムの読み込みにより、平均印字率計算部（印字率算出手段）５１１と、トナー吐き出しＯＮ／ＯＦＦ判断部５１２と、温湿度判断部５１３と、吐き出しモード実行部５１４と、汚染防止モード実行部５１５とが構築される。
【００４４】
ところで、本プリンタ１では、前記現像方式を用いるがゆえに、トナー表面の外添剤状態により画像濃度が変化するため、印字率等により一定のトナーを強制的に現像させる、いわゆる吐き出しモードと、非プリント時には、さらに、この強制的に吐き出されたトナーで、感光体ドラム１０３上の所定位置にトナー層を形成し、感光体ドラム１０３の回転により前記トナー層が、クリーニングブレード１０８を通過後、感光体ドラム１０３とコロナ帯電器１０２との対向位置に到達したとき、感光体ドラム１０３の回転を停止させることにより、コロナ帯電器０２からのイオン生成物による感光体ドラム１０３の表面の汚染を防止する汚染防止モードとが存在する。ここでは、印字率１〜４％相当分のトナーを吐き出させることとしている。このために、平均印字率計算部５１１は、ドットカウンタ５０２を用いてカウントされた前記印字データのドット数に基づく印字率を、所定のプリント枚数（通常は、７〜１４枚）毎に平均した平均印字率（印字ジョブ当りの平均印字率）を計算する。
【００４５】
トナー吐き出しＯＮ／ＯＦＦ判断部５１２は、平均印字率計算部５１１で計算された平均印字率が１％以下であるか否かを判断し、平均印字率が１％未満であるとき（所定の範囲にある場合）には、吐き出しモードであると判断し（トナー吐き出しＯＮ）、平均印字率が１％以上であるときには、吐き出しモードではないと判断する（トナー吐き出しＯＦＦ）。
【００４６】
温湿度判断部５１３は、温湿度センサ５０１で検出された雰囲気の温度が３０℃以上、かつ湿度が６０％以上となっている場合には、汚染防止モードであると判断し、温湿度センサ５０１で検出された雰囲気の温度が３０℃以上、かつ湿度が６０％以上となっていない場合には、汚染防止モードでないと判断する。
【００４７】
吐き出しモード実行部５１４は、トナー吐き出しＯＮ／ＯＦＦ判断部５１２でトナー吐き出しＯＮであると判断されたときに、現像装置１０５で現像ローラ１０５ａの一周分のトナーを強制的に吐き出させる吐き出しモードを実行する。その軸方向単位長さ当りの消費量Ｔは、現像ローラ１０５ａの直径φＭ、現像ローラ１０５ａと感光体ドラム１０３との線速比Ｓを用いた次式（１）で表すことができる。
【００４８】
Ｔ＝Ｍ×３．１４×１／Ｓ  ・・・（１）
この消費量Ｔ相当分の周方向長さ（幅）の帯を感光体ドラム１０３上に描くこととなる。
【００４９】
また、温湿度センサ５０１で検出された雰囲気の温度が３０℃以上、かつ湿度が６０％以上となっているとき（所定の範囲にある場合）には、温湿度判断部５１３で、汚染防止モードであると判断されるので、汚染防止モード実行部５１５は、かかる汚染防止モードを実行する。すなわち、現像装置１０５で現像ローラ１０５ａのトナーを強制的に吐き出させて帯（酸化チタン帯）を感光体ドラム１０３上に形成し、クリーニングブレード１０８を超えたこの帯が、かかる高温、高湿下のジョブ終了時に、感光体ドラム１０３表面上のコロナ帯電器１０２との対向位置にくるようにした上で、感光体ドラム１０３の回転を停止するように制御する。
【００５０】
図５はコロナ帯電器１０２と感光体ドラム１０３との位置関係を示したものである。
【００５１】
コロナ帯電器１０２の開口幅ａ、その開口幅両端直下にある感光体ドラム１０３上の点をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃとし、現像ローラ１０５ａにより感光体ドラム１０３上にトナー現像を行う位置（現像位置）をＤとしたときに、この現像位置Ｄからコロナ帯電器１０２直下の点Ｂまでの角度ｂ（ｒａｄ）、感光体ドラム１０３の角速度ωとすると、現像位置ＤがＣ点に到達する時間は、∠ＡＯＢ＝∠ＢＯＣ＝ａ／２ｒ（ｒａｄ）より、（ｂ＋ａ／２ｒ）／ωであり、現像位置ＤがＡ点に到達する時間は、（ｂ−ａ／２ｒ）／ωとなる。
【００５２】
したがって、コロナ帯電器１０２の直下位置において、Ｃ→Ａを通過する時間ｔは、
（ｂ＋ａ／２ｒ）／ω＜ｔ＜（ｂ−ａ／２ｒ）／ω  ・・・（２）
となり、この時間ｔで、酸化チタン帯をコロナ帯電器１０２の直下に存在させることで、コロナ帯電器１０２で発生したイオン生成物の感光体ドラム１０３の表面への移行による画像流れ等の不具合を防止することができる。なお、コロナ帯電器１０２の開口幅ａは、一般に、ａ≧１０ｍｍである。
【００５３】
図４はプリンタ１の動作を示すフローチャートである。以下、同図を用いてプリンタ１の動作を説明する。図４に示すように、プリンタ１の電源投入後、ドットカウンタ５０２は、前記印字データのドット数をカウントし、平均印字率計算部５１１は、このカウント値に基づく印字率を、所定のプリント枚数毎に平均して平均印字率を演算する（ステップＳ１）。
【００５４】
いま、トナー吐き出しＯＮ／ＯＦＦ判断部５１２により、平均印字率＜１％であり、トナー吐き出しＯＮと判断されたとする（ステップＳ２でＹＥＳ）。すると、温湿度判断部５１３は、温湿度センサ５０１の検出信号に基づき、雰囲気温度が３０℃以上、かつ湿度が６０％以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００５５】
また、温湿度判断部５１３により、雰囲気温度が３０℃以上、かつ湿度が６０％以上ではないと判断されたとすると（ステップＳ３でＮＯ）、吐き出しモード実行部５１４が作動して、吐き出しモードを実行する（ステップＳ４）。ここでは、上述したように、消費量Ｔの長さの帯を感光体ドラム１０３上に描く。そして、ジョブを終了する。
【００５６】
一方、前記ステップＳ３で、温湿度判断部５１３により、雰囲気温度が３０℃以上、かつ湿度が６０％以上であると判断されたとすると（ステップＳ３でＹＥＳ）、汚染防止モード実行部５１５が作動して、汚染防止モードを実行する（ステップＳ５）。すなわち、プリント終了時からこの感光体ドラム１０３の回転が終了するまでの間に、現像装置１０５による現像位置でのトナー現像が行われ、現像された感光体ドラム１０３上のトナー層を、一旦、転写ローラ１０６、クリーニングローラ１０７及びクリーニングブレード１０８を順に通過させた後、そのトナー層をコロナ帯電器１０２の感光体ドラム１０３との対向位置に合わせて感光体ドラム１０３の回転を停止させる。そのための時間ｔは上記（２）式で示すとおりである。
【００５７】
図６は本プリンタ１における汚染防止モード実行時のタイミングチャートを示す。図６に示すように、前記汚染防止モードの実行時においては、感光体ドラム１０３が駆動され、感光体ドラム１０３の帯電手段であるコロナ帯電器１０２がＯＦＦされた状態にて、所定のタイミングで通常の現像バイアスがＯＮとされる。このとき、感光体ドラム１０３の周長をＬ、現像装置１０５の現像ローラ１０５ａから転写ローラ１０６までの距離をＬａ、帯電ローラ１０２から前記現像ローラ１０５ａまでの距離をＬｂとすると、所定のタイミングは、（Ｌａ＋Ｌｂ）／Ｖである。現像バイアスがＯＮとされている時間は、コロナ帯電器１０２の開口幅ａ以上に相当する時間として、その間、感光体ドラム１０３に上に強制的にトナーが現像される。
【００５８】
引き続いて、転写ローラ１０６に、この現像された感光体ドラム１０３上のトナー層が到達する。すると、前記現像バイアスがＯＮとされてから、Ｌａ／Ｖの時間だけ遅れて、転写ローラ１０６には、通常の転写バイアスが印加され、転写ローラ１０６にトナーが転写される。その際、トナー粒子から、酸化チタンが遊離して、感光体ドラム１０３上に残留する。また、転写ローラ１０６に転写されたトナーには、前記転写バイアスと逆極性の非転写バイアスが印加され、そのトナーが感光体ドラム１０３へと移動させられる。
【００５９】
これにより、前記汚染防止モードの実行によるトナー層が転写ローラ１０６を通過する際に、トナーの粒子径の約１０分の１以下の外径である酸化チタンの粒子が、トナーの粒子本体から遊離して単体となって感光体ドラム１０３の表面に付着し、その上にトナーの粒子本体が付着するようになる。
【００６０】
引き続き、感光体ドラム１０３の表面には酸化チタンの上にトナーが付着したまま、電圧が印加されたクリーニングローラ１０７に到達し、ここで、トナーを一定量保持するとともに、常に感光体ドラム１０３の表面を効率よく、均一に研磨する。
【００６１】
クリーニングローラ１０７を通過したトナーはその下層をなす酸化チタンとともに、クリーニングブレード１０８に到達する。ここで、トナーはクリーニングブレード１０８で掻き落とされて、前記廃棄トナーボトルに回収されるが、酸化チタンはクリーニングブレード１０８をすり抜けて、コロナ帯電器１０２に到達すると、感光体ドラム１０３の駆動が停止される。このタイミングは、図６中の（Ｌ＋Ｌａ）／Ｖで表されている。これにより、コロナ帯電器１０２と感光体ドラム１０３との対向位置において、酸化チタンが介在することとなる。
【００６２】
なお、本動作でのトナーの感光体ドラム１０３への現像は、本実施形態においては、感光体ドラム１０３の表面の電位を、０Ｖとして、現像バイアスの印加により、トナーの現像を行ったが、通常のプリント処理の動作のように、露光系により、静電潜像形成を行い、トナーの現像を行ってもよい。
【００６３】
また、ジョブ終了後の動作については、図示はしていないが、ドットカウンタ５０２をリセットし、前記プリント処理を行わずに感光体ドラム１０３だけを空回転させて、クリーニングローラ１０７で、その感光体ドラム１０３上の酸化チタンを削り取ってから、次のジョブを実行する。
【００６４】
そして、次のジョブで、ドットカウンタ５０２は、再び印字データのドット数をカウントし、平均印字率計算部５１１は、このカウント値に基づく平均印字率を演算する（ステップＳ１）。
【００６５】
このときには、平均印字率＜１％ではないとすると、トナー吐き出しＯＮ／ＯＦＦ判断部５１２は、トナー吐き出しＯＦＦであると判断する（ステップＳ２でＮＯ）。すると、温湿度判断部５１３は、温湿度センサ５０１の検出信号に基づき、雰囲気温度が３０℃以上、かつ湿度が６０％以上であるか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００６６】
いま、温湿度判断部５１３により、雰囲気温度が３０℃以上、かつ湿度が６０％以上ではないと判断されたとすると（ステップＳ６でＮＯ）、トナー消費なしとして、ジョブを終了する。
【００６７】
一方、前記ステップＳ６で、温湿度判断部５１３により、雰囲気温度が３０℃以上、かつ湿度が６０％以上であると判断されたとすると（ステップＳ６でＹＥＳ）、汚染防止モード実行部５１５が作動して、汚染防止モードを実行する（ステップＳ８）。ここでは、ジョブ終了後に、感光体ドラム１０３上のトナー層が、コロナ帯電器１０２の対向位置にくるようにした上で、感光体ドラム１０３の回転を停止する。なお、ジョブ終了後の動作については、図示はしていないが、この場合もドットカウンタ５０２をリセットし、感光体ドラム１０３を空回転させて、クリーニングローラ１０７で、その感光体ドラム１０３上の酸化チタンを削り取り、次のジョブがあればそれを実行する。
【００６８】
以下、本プリンタ１における制御（吐き出しモードと汚染防止モードとを有する本発明制御）と、吐き出しモードだけを有する通常制御との比較例を示す。すなわち、１００００ページ印字後の８時間放置試験において、画像流れ防止性能の比較を行った。ここでは、コロナ帯電器１０２にのみ本発明制御を適用した。条件１は、通常制御で、条件２は本発明制御である。試験環境は、温度が３２．５℃、湿度が８０％である。試験機械は、当社製モノクロレーザプリンタ（２４ｐｐｍ）である。
【００６９】
試験結果は以下とおりであった。すなわち、条件１にて画像を出力すると、画像流れが発生したのに対し、条件２にて制御を行ったものは、画像流れはまったく発生しなかった。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態によれば、プリント終了時から機械停止時までの一連の動作において、温湿度センサ５０１で検出された雰囲気温湿度が所定の範囲にある場合に、感光体ドラム１０３上にトナー現像を行い、そのトナー層を、一旦クリーニングブレード１０８を通過させた後に、感光体ドラム１０３がコロナ帯電器１０２に対向する位置に合わせて感光体ドラム１０３の回転を停止させるので、外添剤として酸化チタンを含有したトナーを用いる場合に、該トナーが転写工程を通過する際に、トナー粒子径の約１０分の１以下の外径である酸化チタンの粒子がトナー粒子本体から遊離して単体となり、感光体ドラム１０３の表面に付着する。その酸化チタンの粒子が、クリーニングブレード１０８を通過してくる際、感光体ドラム１０３の表面の酸化チタン部分をコロナ帯電器１０２と感光体ドラム１０３との対向位置にて停止させ、感光体ドラム１０３とコロナ帯電器１０２との対向位置に該酸化チタンを存在させることとなる。これにより、機械停止時におけるイオン生成物の感光体表面への付着による画像流れ現象を確実に防止して、その後のプリント処理を良好に行うことができるようになる。
【００７１】
なお、上記実施形態では、酸化チタンを含むトナーからなる一成分系の現像剤を使用する場合を説明したが、酸化チタンを含むトナーとキャリアとからなる二成分系の現像剤を使用する場合であってもよい。また、現像剤に外添剤として含有される金属酸化物としては、酸化チタン以外であってもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、汚染防止モードを実行するか否かの判断において、雰囲気温湿度と平均印字率との両方が使用される場合を例示したが、そのうちの一方だけが使用されることとしもよい。さらに平均印字率を使用することに代えて、その他印字ジョブ当りのトナー現像量に換算可能な因子のカウント、例えば現像頻度等を記憶して累積する機能等を備えてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、モノクロのプリンタ１を例にとって説明したが、カラープリントにも適用することができ、さらには複写機やファクシミリ装置、複合機等の他の画像形成装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンタの全体構成を示す断面図である。
【図２】本プリンタの感光体ドラムの構造を模式的に示す説明図である。
【図３】本プリンタのコントローラの機能ブロック図である。
【図４】本プリンタの動作を示すフローチャートである。
【図５】コロナ帯電器と感光体ドラムとの位置関係を模式的に示す説明図である。
【図６】本プリンタにおける汚染防止モード実行時のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１  プリンタ（画像形成装置）
１００  画像形成部
１０１  プリンタ本体（装置本体）
１０２  コロナ帯電器（帯電手段）
１０３  感光体ドラム（感光体）
１０４  露光装置（露光手段）
１０５  現像装置（現像手段）
１０５ａ  現像ローラ
１０６  転写ローラ（転写手段）
１０７  クリーニングローラ
１０８  クリーニングブレード（クリーニング手段、弾性ブレード）
１０９  除電装置
５００  コントローラ（制御手段）
５０１  温湿度センサ（温湿度検出手段）
５０２  ドットカウンタ
５０３  ＲＡＭ
５０４  ＲＯＭ
５１０  ＣＰＵ
５１１  平均印字率計算部（印字率算出手段）
５１２  トナー吐き出しＯＮ／ＯＦＦ判断部
５１３  温湿度判断部
５１４  吐き出しモード実行部
５１５  汚染防止モード実行部
Ｐ  用紙（記録紙）
【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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