(57)【要約】【課題】放電生成物の感光体への付着に伴う画質劣化を簡単な機構で回避する画像形成装置を提供する。【解決手段】回転する像担持体を帯電し、露光により該像担持体に静電潜像を形成し、トナーで現像してトナー像を形成し、最終的に記録媒体上にトナー像を転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、上記像担持体が、画像形成の休止時に回転を停止するものであり、上記像担持体の表面に沿って該表面から距離を置いて延びる、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、上記像担持体に向かって開き、上記コロナワイヤを上記像担持体とは反対側から取り囲む導電性のシールドとを有するコロナ放電器と、上記像担持体が回転を停止しているときに、上記シールドの電位を上記像担持体の電位よりも高い電位に制御する電位制御部とを備えた。【選択図】図１
2007298860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する像担持体を帯電し、露光により該像担持体に静電潜像を形成し、トナーで現像してトナー像を形成し、最終的に記録媒体上にトナー像を転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体が、画像形成の休止時に回転を停止するものであり、
前記像担持体の表面に沿って該表面から距離を置いて延びる、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、前記像担持体に向かって開き、前記コロナワイヤを前記像担持体とは反対側から取り囲む導電性のシールドとを有するコロナ放電器と、
前記像担持体が回転を停止しているときに、前記シールドの電位を前記像担持体の電位よりも高い電位に制御する電位制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体上にトナー像を転写および定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタやコピー機を中心とする画像形成装置が広く普及しており、このような画像形成装置を構成する様々な要素に関する技術も広く普及している。画像形成装置の中でも電子写真方式を採用している画像形成装置では、感光体ドラムをはじめとする感光体
の上に周囲の電位とは電位が異なる静電潜像を形成することによって印刷したいパターンの形成が行われることが多く、このようにして形成された静電潜像は、トナーで現像された後、最終的に記録媒体上に転写される。
【０００３】
このような画像形成を行う画像形成装置の中には、コロナ放電を利用した非接触帯電方式の帯電装置を用いて、静電潜像を形成するために感光体を帯電する過程や画像形成後に感光体上に残留したトナー粒子の電荷をクリーニングに適した電荷に調整するプレクリーニング過程を踏む画像形成装置が存在する。こうした非接触帯電方式の帯電装置では、放電によって副次的にオゾンや窒素酸化物などの物質が生成されることが多く、これらの放電生成物が感光体に付着して感光体の帯電性能を劣化させ、画質劣化が起きることがある。このため、非接触帯電方式の帯電装置を用いる画像形成装置の中には、放電生成物を排気するための排気装置を備えた画像形成装置（例えば、特許文献１参照）や、放電生成物を吸収する吸収剤により画像形成装置内の放電生成物の濃度を低減する機構を備えた画像形成装置（例えば、特許文献２〜特許文献６参照）が知られている。
【特許文献１】特開昭６０−２６００６９号公報
【特許文献２】特開昭６３−１８０９７７号公報
【特許文献３】特開平７−３２５５２８号公報
【特許文献４】特開平１０−２２１９２８号公報
【特許文献５】特開２００４−３０１９５７号公報
【特許文献６】特開平７−１２８９５５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、放電生成物を排気する方式では、放電生成物を十分に排気するためには、非接触帯電方式の帯電装置一台ごとに排気装置を一台備える必要があり、このため、複数台の非接触帯電方式の帯電装置を用いる画像形成装置では、排気装置を備えることによる大型化が避けられない。また、吸収剤により画像形成装置内の放電生成物の濃度を低減する方式では、吸収剤の周辺では放電生成物の濃度は低減するものの、吸収剤から離れたところでは放電生成物の濃度が低減しにくいという欠点があり、さらに吸収剤を定期的に取り替えなければならないという面倒もある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、放電生成物の感光体への付着に伴う画質劣化を簡単な機構で回避する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
回転する像担持体を帯電し、露光により該像担持体に静電潜像を形成し、トナーで現像してトナー像を形成し、最終的に記録媒体上にトナー像を転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体が、画像形成の休止時に回転を停止するものであり、
上記像担持体の表面に沿って該表面から距離を置いて延びる、コロナ放電を起こすコロナワイヤと、上記像担持体に向かって開き、上記コロナワイヤを上記像担持体とは反対側から取り囲む導電性のシールドとを有するコロナ放電器と、
上記像担持体が回転を停止しているときに、上記シールドの電位を上記像担持体の電位よりも高い電位に制御する電位制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
像担持体が回転しているときには、像担持体の回転により画像形成装置内部の空気が攪拌されるので、放電生成物の像担持体への付着がある程度抑制される。このため、像担持体が回転している間には、放電生成物が発生してもそれほど大きな問題は生じない。像担持体上への放電生成物の付着が重大な問題となるのは、像担持体が回転を停止しているときであり、この時には、空気中では負イオンとして存在している、オゾンや窒素酸化物などといった放電生成物が、像担持体表面のうちコロナ放電器付近に付着する。
【０００８】
本発明の画像形成装置では、像担持体が回転を停止しているときに、コロナ放電器に備えられたシールドの電位を像担持体の電位よりも高い電位に保つ。この結果、負イオンの放電生成物は像担持体には付着せずにシールドに引きつけられ、放電生成物が像担持体に付着することが抑制される。このように本発明の画像形成装置では、電圧印加するという極めて簡単な方法で、像担持体への放電生成物の付着に伴う画質劣化が回避される。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置では、「上記コロナ放電器が、グリッド電極を有するスコロトロン放電器であり、上記電位制御部が、該スコロトロン放電器の有するグリッド電極およびシールドの双方の電位を上記像担持体の電位よりも高い電位に制御するものである」という形態も採用可能である。
【００１０】
画像形成装置におけるコロナ放電器の採用形態の１つに、静電潜像を形成するための像担持体の帯電用にスコロトロン放電器を採用する採用形態がある。このような採用形態の画像形成装置においては、各放電器のシールドに対する電位とともに、スコロトロン放電器のグリッド電極の電位も像担持体の電位よりも高い電位に保つことで、放電生成物が像担持体に付着することがより確実に抑制される。
【００１１】
また、本発明の画像形成装置において、「この画像形成装置が、互いに分離合一が自在な複数の構成部分からなるものであり、上記電位制御部が、上記複数の構成部分の相互分離を検知して、上記シールドの電位を上記像担持体の電位と同等の電位に制御するものである」という形態は好ましい形態である。
【００１２】
紙詰まりの除去やメインテナンスなどのために、ユーザやサービスマンが、画像形成装置を複数部分に分離して画像形成装置の調整を行うことがある。このような調整作業の間中、シールドと像担持体との間に電位差を設けておくのは安全上好ましくない。上記の分離機構を備えた形態によれば、画像形成装置の相互分離が検知されている間は、シールドの電位が像担持体の電位と同等となり、画像形成装置の調整作業における安全性が確保される。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置において、「この画像形成装置内部の空気の排気を行う排気ファンを備えた」という形態も好ましい形態である。
【００１４】
このような形態によれば、画像形成装置内部の放電生成物が、画像形成装置外部に排気されて、放電生成物が像担持体に付着することがより確実に抑制される。
【００１５】
また、本発明の画像形成装置において、「上記像担持体は、帯電層と、該帯電層を磨耗から保護する保護層とを有するものである」という形態は好ましい形態であり、「上記像担持体は、帯電層と、該帯電層を磨耗から保護する、フェノールを含有する保護層とを有するものである」という形態はさらに好ましい形態である。
【００１６】
像担持体が保護層を表面に備えると、像担持体の使用に伴う像担持体の磨耗が抑制されて像担持体の耐久性が向上する。また、フェノールは、空気中では負イオンとして存在している、オゾンや窒素酸化物などといった放電生成物が付着しにくい材料である。このため、フェノールを含有する保護層を備えることで、像担持体の耐久性が向上するともに、放電生成物の付着回避も向上する。
【００１７】
また、本発明の画像形成装置において、「この画像形成装置が、複数の色それぞれのトナーを用いて各色のトナー像を形成し、それら各色のトナー像を重ね合わせて上記記録媒体上に定着させることでカラー画像を形成するものである」という形態も好ましい形態である。
【００１８】
一般に、カラー画像を形成する画像形成装置では、単色の画像を形成する画像形成装置よりも画質の劣化が目立つため、より厳しい基準で画質が評価される。このため、カラー画像を形成する画像形成装置に本発明を応用して画質劣化を防止することが効果的である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、放電生成物の感光体への付着に伴う画質劣化が、簡単な機構で回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００２２】
図１に示す画像形成装置１は、感光体１０および中間転写ベルト２を備えている。感光体１０は、電子写真方式用の積層型感光体であり、画像形成時には図の矢印Ａ方向に回転する。中間転写ベルト２は、バックアップロール６０ａ，６０ｂ，６０ｃに張架された、ポリイミド樹脂を主成分とする無端状のベルト部材であり、画像形成時には、感光体１０に従動して図の矢印Ｂ方向に循環移動する。また、中間転写ベルト２を挟んで感光体１０と対向する位置に１次転写ロール４０ａが配設されており、さらにその下方（図の下側）には、２次転写ロール４０ｂが設けられている。これらは、それぞれ１次転写バイアス電圧印加部４１ａ，２次転写バイアス電圧印加部４１ｂからバイアス電圧の印加を受けている。
【００２３】
感光体１０の周囲には、現像ロータリー５０、スコロトロン２０、露光装置３２、クリーニングブレード３１、およびコロトロン４０が配設されている。現像ロータリー５０は、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の有色トナーをそれぞれ有する現像剤を収容した現像器５１〜５４が周方向に沿って配置された回転式の複合現像器であり、現像ロータリー５０の回転により、感光体３に近接して現像を行う現像器を切り換えることができる。各有色トナーは負極に帯電する帯電特性を有するものであり、各有色トナーには、潤滑剤や転写助剤やクリーニング助剤といったトナー粒子よりも小さな外添剤粒子が添加されている。
【００２４】
スコロトロン２０は、高電圧の印加を受けて感光体１０をマイナス帯電させるためのコロナ放電器である。このスコロトロン２０は、コロナ放電によりマイナスイオンを生成して感光体１０をマイナス帯電させるコロナワイヤ２１、コロナワイヤ２１と感光体１０との間に備えられた電極であって、通過するマイナスイオンの量を制御することで感光体の電位を調節するグリッド２３、コロナワイヤ２１を取り囲むシールド２２を備えている。
また、スコロトロン２０の傍には、コロナワイヤ２１に電圧を印加するコロナワイヤ電圧印加部２４、グリッド２３に電圧を印加するグリッド電圧印加部２５が備えられている。画像形成の際には、コロナワイヤ電圧印加部２４の電圧印加により、コロナワイヤ２１の電位は−５．４ｋＶとなり、−７００μＡの電流が流れる。一方、感光体１０の帯電の際には、グリッド電圧印加部２５の電圧印加により、グリッド２３の電位は−７８０Ｖとなる。
【００２５】
露光装置３２は、感光体１０の表面１０ｂに向けてレーザ光を照射する役目を担い、クリーニングブレード３１は、感光体１０に当接して感光体１０上のトナーを擦り落とす役目を担っている。
【００２６】
コロトロン４０は、感光体１０上のプラス電荷の中和（プレクリーニング）のためのコロナ放電器である。このコロトロン４０は、コロナ放電によりマイナスのイオンを発生させるコロナワイヤ４１、およびコロナワイヤ４１を取り囲むシールド４２を備えている。また、コロトロン４０の傍には、コロトロン４０のコロナワイヤ４１に電圧を印加するコロナワイヤ電圧印加部４３が備えられ、画像形成の際には、コロナワイヤ電圧印加部４３の電圧印加により、コロトロン４０のコロナワイヤ４１に−３００μＡの電流が流される。
【００２７】
以上説明してきた画像形成装置１の各部は、ＣＰＵ５によって制御されており、上記の１次転写バイアス電圧印加部４１ａ，２次転写バイアス電圧印加部４１ｂ、グリッド電圧印加部２５、コロナワイヤ電圧印加部２４，４３に電圧印加を指示する役割もこのＣＰＵ５が担っている。これら１次転写バイアス電圧印加部４１ａ，２次転写バイアス電圧印加部４１ｂ、グリッド電圧印加部２５、コロナワイヤ電圧印加部２４，４３への電力は、ユーザによって電源スイッチ７１がオンにセットされているときに、電力分岐部７０から供給される。この電力分岐部７０は、外部から交流電力の供給を受けており、供給された電力を、電源スイッチ７１がオンにセットされているときにはこれら１次転写バイアス電圧印加部４１ａ，２次転写バイアス電圧印加部４１ｂ、グリッド電圧印加部２５、コロナワイヤ電圧印加部２４，４３などの各部に供給するとともに、電源スイッチ７１のオンオフと無関係に、交流電圧を直流電圧に変換する電圧変換部７２と、ＣＰＵ５と、画像形成装置１のドア９０が開いていることを検知するセンサ８０とに供給する。図１では、ＣＰＵ５およびセンサ８０に電力を供給する回路については図示が省略されている。電圧変換部７２から出力される直流電圧がどのように利用されるかについては後述する。
【００２８】
次に、この画像形成装置１における画像形成の動作について説明する。
【００２９】
この画像形成装置１では、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色の画像信号を有する、１つ以上の画像を表した画像情報の入力を受けて画像形成を行う。これらの画像信号が入力されると、感光体１０が回転を開始し、この回転する感光体１０の表面を、スコロトロン２０が一様にマイナス帯電する。そして、入力された４色の画像信号のうち、まずシアンの画像信号に応じたレーザ光が露光装置３２から感光体１０に向けて照射され、この照射によって感光体１０の表面に、周囲より電位の高くなった静電潜像が形成される。また、現像ロータリー５０の回転により、シアントナーを収納した現像器５４が感光体１０に近接して、静電潜像をシアントナーで現像する。この静電潜像の現像の際には、シアントナーを収納した現像器５４が、不図示の現像バイアス印加部によりバイアス電圧の印加を受けて、その電位が、静電潜像の電位よりも低く感光体１０の電位よりは高い電位となる。このため、現像器５４のシアントナーは、静電潜像とシアントナーを収納した現像器５４との間の電位差により、現像器５４を離れて静電潜像に付着し、感光体１０上にシアントナー像が形成される。
【００３０】
次いで、形成されたシアントナー像は、１次転写ロール４０ａによって、感光体１０から中間転写ベルト２に１次転写される。この１次転写の際には、１次転写ロール４０ａの電位が、シアントナー像が位置する感光体１０上の電位よりも高い電位となるよう、１次転写ロール４０ａに対して１次転写バイアス電圧印加部４１ａがバイアス電圧の印加を行うことで、上記の１次転写が実現する。
【００３１】
感光体１０の上には、１次転写されずに残った残留トナーがあり、その残留トナーの一部は、１次転写バイアス電圧の印加の際によりプラスに帯電している。プラス帯電した残留トナーに対して、コロトロン４０がマイナスの電荷を付与することで、残留トナーの電荷の中和が行われる。コロトロン４０による中和処理の後、残留トナー粒子や外添剤粒子などの残留物が、クリーニングブレード３１によって感光体１０から削り落とされる。
【００３２】
クリーニングブレード３１による残留物の除去が行われた後、再び、感光体１０の表面が、スコロトロン２０により一様にマイナス帯電され、現像ロータリー５０の回転により、今度はマゼンタトナーを収納した現像器５３が感光体１０に近接し、上述のシアントナー像の形成と同様にしてマゼンタトナー像が形成される。このマゼンタトナー像の形成は、中間転写ベルト２の上のシアントナー像が１次転写後にバックアップロール６０ａ，６０ｂ，６０ｃを通過して１次転写ロール４０ａの位置に戻ってきたときに、形成されたマゼンタトナー像がシアントナー像の上に重ねて１次転写されるように、タイミングを合わせて行われる。マゼンタトナー像がシアントナー像の上に重ねて１次転写された後、イエロートナー像，ブラックトナー像についても同様にして形成されて、マゼンタトナー像およびシアントナー像に重ね合わされる。この結果、中間転写ベルト２には、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの各色のトナー像が１つに重なり合った多色のトナー像が形成される。
【００３３】
続いて、この多色のトナー像は、２次転写ロール４０ｂとバックアップロール６０ｃとで挟まれた位置において、トレイ６から給紙ロール６１によって送り出されてきた用紙上に２次転写される。この２次転写の際には、２次転写ロール４０ｂの電位が、多色のトナー像が位置する中間転写ベルト２上の電位よりも高い電位となるよう、２次転写ロール４０ｂに対して２次転写バイアス電圧印加部４１ｂがバイアス電圧の印加を行うことで、上記の２次転写が実現する。
【００３４】
多色のトナー像の２次転写を受けた用紙は、図１において２次転写ロール４０ｂの右方向に離れた位置に備えられている定着器６２により、熱および圧力を加えられてトナー像の定着処理が施される。そして、定着処理が施された用紙は、矢印で示すように画像形成装置の右方向に出力される。このような方式で入力された画像情報で表された画像が全て出力されると、感光体１０は、回転を停止し、次の画像信号の入力を待つ待機状態に入る。この状態では、感光体１０の表面は、不図示の機構により電位ゼロ（アース電位）に設定される。
【００３５】
以上説明した画像形成においては、帯電のために、スコロトロン２０やコロトロン４０によるコロナ放電が利用されており、この放電の際には、副次的にオゾンや窒素酸化物などの物質が生成されることが多い。これらの放電生成物は、水分と結合することで粘着性の高い物質状態となって感光体に付着してしまうことがある。このような付着物が存在するとスコロトロン２０による電荷付与が妨げられて感光体の帯電性能にムラが生じ、画質劣化が起きる。このような付着物は、残留トナー粒子や外添剤粒子などの残留物とは異なり、クリーニングブレード３１では簡単に感光体１０から削り落とすことができない、いわゆるフィルミングを形成する。このため、図１の画像形成装置１には、放電生成物が感光体に付着することを抑制する工夫が凝らされている。
【００３６】
一般に、画像形成時には感光体が回転するため、画像形成装置内部の空気が攪拌され、放電生成物の感光体への付着はある程度抑制される。このため、画像形成中には、放電生成物が発生してもそれほど大きな問題は生じない。感光体上への放電生成物の付着が重大な問題となるのは、感光体の回転停止時であり、この回転停止時に、感光体表面のうち、スコロトロン２０やコロトロン４０と近接した箇所に放電生成物が付着することが多い。      
【００３７】
この画像形成装置１は、感光体の回転停止時には、電圧変換部７２から出力される直流電圧が、ドア９０が開いている時を除きコロトロン４０のシールド４２、スコロトロン２０が有するグリッド２３およびシールド２２に供給され、コロトロン４０のシールド４２の電位と、スコロトロン２０が有するグリッド２３およびシールド２２の電位とを、感光体の電位よりも高い所定のプラス電位に保つ。オゾンや窒素酸化物などの放電生成物は、生成された直後は空気中では負イオンとして存在しているので、こうした負イオンの放電生成物は、感光体１０には付着せずに、これらコロトロン４０のシールド４２、スコロトロン２０のグリッド２３およびシールド２２に付着することとなる。このように、この画像形成装置１では、放電生成物が感光体に付着することがきわめて簡単な機構で抑制される。この画像形成装置１では、上記の所定のプラス電位として＋１００Ｖが採用されている。
【００３８】
以下では、感光体の回転状態に応じてコロトロン４０のシールド４２の電位と、スコロトロン２０のシールド２２およびグリッド２１の電位とを調節する動作について説明する。
【００３９】
図２は、図１に示す感光体の回転状態に応じてコロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのシールドおよびグリッドの電位とを調節する動作を表すフローチャートである。
【００４０】
この画像形成装置１では、下記に説明するように、感光体が回転している時と図１のドア９０が開いている時とを除き、コロトロン４０のシールド４２の電位と、スコロトロン２０のグリッド２３およびシールド２２の電位とが所定のプラス電位（＋１００Ｖ）に維持されている。以下では、この状態をスタートの状態として、これらの電位を調節する動作について説明する。
【００４１】
ＣＰＵ５は、画像形成装置１の電源スイッチ７１がオンになっているか否かを判定する（ステップＳ１）。電源スイッチがオンになっている場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）には、続いて、画像情報が入力されたか否かがＣＰＵ５により判定される（ステップＳ２）。画像情報が入力された場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）には、図１のＣＰＵ５の制御により、グリッド・シールド電位調節スイッチ８１が、電圧変換部側端子８１ａ、アース側端子８１ｂのいずれにもセットされないオフ状態に設定され、この状態で，図１において前述したように、感光体１０が回転を開始し、画像形成が行われる（ステップＳ３）。この状態では、コロトロン４０のシールド４２はコロナワイヤ４１と同程度の電位となり、スコロトロン２０のシールド２２もコロナワイヤ２１と同程度の電位となっている。入力された画像情報で表された画像の形成が全て終了するまで（ステップＳ４；Ｎｏ）、電位調節スイッチ８１はオフ状態に設定される。入力された画像情報で表された画像の形成が全て終了する（ステップＳ４；Ｙｅｓ）と、ＣＰＵ５は、感光体１０の回転を停止させてその表面の電位を電位ゼロ（アース電位）に設定し、さらにグリッド・シールド電位調節スイッチ８１を、電圧変換部側端子８１ａにセットして、シールド４２、グリッド２３、およびシールド２２の電位を所定のプラス電位（＋１００Ｖ）に調節する（ステップＳ５）。
【００４２】
また、電源スイッチがオフになっている場合（ステップＳ１；Ｎｏ）や、画像情報が入力されていない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）には、グリッド・シールド電位調節スイッチ８１は、電圧変換部側端子８１ａにセットされた状態に保たれ、コロトロン４０のシールド４２の電位と、スコロトロン２０のグリッド２３およびシールド２２の電位とが所定のプラス電位に維持されている。
【００４３】
画像形成を行っていない状態においては、メインテナンスや紙詰まりの除去などのために、サービスマンやユーザが、図１に示す、画像形成装置１のドア９０を開けて、画像形成装置１の調整を行うことがある。このため、画像形成休止時に常時、コロトロン４０のシールド４２の電位と、スコロトロン２０のグリッド２３およびシールド２２の電位とを上記のプラス電位に保つのは、安全上好ましくない。この画像形成装置１では、図１に示すドア９０を開けることで、図の点線部分を境界として、左側の部分と右側の残りの部分とに分離する。ここで、図１に示すセンサ８０が画像形成装置１のドア９０が開いたことを検知すると（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５の指令に基づき、グリッド・シールド電位調節スイッチ８１がアース側端子８１ｂにセットされて、コロトロン４０のシールド４２の電位と、スコロトロン２０のグリッド２３およびシールド２２の電位とがアース電位（電位ゼロ）に設定される（ステップＳ７）。ドア９０が閉まるまで（ステップＳ８；Ｎｏ）、電位調節スイッチ８１はアース側端子８１ｂにセットされ続け、ドア９０が閉まる（ステップＳ８；Ｙｅｓ）と、ＣＰＵ５の指令に基づき、再びグリッド・シールド電位調節スイッチ８１が電圧変換部側端子８１ａにセットされて、コロトロン４０のシールド４２の電位と、スコロトロン２０のグリッド２３およびシールド２２の電位とが所定のプラス電位に調節され（ステップＳ９）、再びステップＳ１に戻る。
【００４４】
以上が、感光体の回転状態に応じてコロトロン４０のシールド４２、コロトロン４０が有するコロナワイヤ４１の電位を調節する画像形成装置１の動作について説明である。
【００４５】
また、この画像形成装置１には、スコロトロン２０近傍に、放電生成物を画像形成装置内部から排出するための排気ファン３３が備えられており、画像形成時には、この排気ファン３３が回転することによって放電生成物が感光体に付着することが抑制されている。しかし、放電生成物を十分に排気するためには、スコロトロン２０近傍に１台の排気ファンを備えることに加えて、コロトロン４０近傍にも、もう１台の排気ファンを備えることが必要になる。排気ファンによる排気機構には、画像形成装置の内部にかなりのスペースを必要とするため、２台の排気ファンを備えると、画像形成装置の大型化が避けられない。そこで、この画像形成装置１では、排気ファンは１台にとどめている。
【００４６】
また、この画像形成装置１では、放電生成物が付着しにくいフェノール樹脂を感光体表面に備えることで放電生成物の付着を抑制する工夫が凝らされている。
【００４７】
図３は、図１に示す感光体の層構造を表した断面図である。
【００４８】
図１に示す感光体１０は、アルミニウム基体の上に、アルミニウム基体との接着性をよくするための下引き層１０ａ、図１に示す露光部３２のレーザ光を受けて電子を放出することで正電荷を有するホールを発生する電荷発生層１０ｂ、ホールが輸送される、膜厚２４μｍのホール輸送層１０ｃが、順次重なった構成を備えており、さらに、ホール輸送層１０ｃに重なる最外層としてフェノール樹脂を含有する保護層１０ｄが設けられている。
ここで、下引き層１０ａは膜厚１μｍ、電荷発生層１０ｂは膜厚０．２μｍ、ホール輸送層１０ｃは膜厚２４μｍ、保護層１０ｄは膜厚約３μｍである。下引き層１０ａ、電荷発生層１０ｂ、およびホール輸送層１０ｃを合わせたものが本発明にいう帯電層の一例に相当する。保護層１０ｄは、感光体１０の磨耗を防ぐ役割を果たす層であるが、保護層１０ｄに、オゾンや窒素酸化物などの放電生成物が付着しにくいフェノール樹脂を含有させることで、この感光体１０では、磨耗防止に加えて放電生成物の付着防止が図られている。
【００４９】
ここで、感光体１０の製造方法について説明する。
【００５０】
長さ３４０ｍｍ、内径８２ｍｍ、外径８４．０ｍｍ、表面粗さＲａ０．２０μｍの円筒状のアルミニウム管（材質Ａ１０５０）を用意する。このアルミニウム管の周面に、４質量部のポリビニルブチラール樹脂（エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学社製）を溶解したｎ−ブチルアルコール１７０質量部、有機ジルコニウム化合物（アセチルアセトンジルコニウムブチレート）２０質量部および有機シラン化合物の混合物（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）１０質量部が混合撹拌されてなる塗布液を塗布する。塗布後、室温で５分間、風を当てて乾燥させた後、温度５０℃、湿度８５％の恒温恒湿槽に２０分入れることにより、塗布液の硬化を促進させる。さらに、１５０℃で１０分間熱風乾燥させて、膜厚１μｍの下引き層を形成する。
【００５１】
次に、電荷発生材料として、クロロガリウムフタロシアニン１５質量部、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂（ＶＭＣＨ、日本ユニカー）１０質量部、ｎ−ブチルアルコール３００質量部からなる混合液を調製し、この混合液を上記の下引き層の上に浸漬塗布して乾燥させ、膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成する。
【００５２】
次に、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１′−ビフェニル］−４，４′−ジアミン４質量部とビスフェノールＺポリカーボネート樹脂（分子量３万）６質量部とを、クロルベンゼン８０質量部に溶解してなる塗布液を、上記の電荷発生層の上に塗布して、４０分間、１１０℃の状態において乾燥させ、膜厚２４μｍの電荷輸送層を形成する。
【００５３】
さらに、下記に示す構造式で表される化合物２質量部、およびフェノール樹脂（ＰＬ４８５２、群栄化学製）２質量部を、イソプロピルアルコール５質量部、テトラヒドロフラン３質量部、蒸留水０．３質量部の混合液に溶解させ、さらに、イオン交換樹脂（アンバーリスト１５Ｅ）０．０５質量部を加えて室温で攪拌することにより２４時間加水分解を行う。
【００５４】
【化１】
2007298860.tif 000003
【００５５】
加水分解後、イオン交換樹脂を濾過分離し、濾過分離後の液体２質量部に対し、アルミニウムトリスアセチルアセトナートを０．０４質量部の割合で、アルミニウムトリスアセチルアセトナートを加えて塗布液を調整する。この塗布液を、上記の電荷輸送層の上に塗布し、室温で１０分間、風を当てて乾燥させた後、４０分間、１４０℃の状態におくことで硬化させ、膜厚約３μｍの保護層を形成する。
【００５６】
以上が、感光体１０の製造方法の説明である。
【００５７】
以下では、感光体１０においてフェノール樹脂を含有する保護層１０ｄを設けることや、コロトロン４０のシールド４２、スコロトロン２０のグリッド２３およびシールド２２の電位を所定のプラス電位に設定することで、実際に放電生成物が感光体に付着することが抑制されることを具体的な実験データに基づき説明する。実験の内容は以下の通りである。
［実験１］
温度２８℃、湿度８０％の環境下で、出力枚数６０００枚のＡ４サイズのカラー画像の出力を行った後、１２時間画像形成装置を休止させる。休止後、ブラック２０％のハーフトーン画像を出力させてその画質を評価する。一般に、放電生成物が感光体に付着すると、付着した部分の感光体の帯電能力が低下して現像の際にトナーの付着が少なくなる。この結果、画像中に白く抜けたところ（以下、白抜けと呼ぶ）が現れるという画質の劣化が起きる。そこで、この実験１では、画質を以下のカテゴリーに分けて評価する。
【００５８】
○  ：  白抜け発生せず
△  ：  少し白抜け発生
×  ：  大量に白抜け発生
［実験２］
さらに、上記と同じように出力枚数６０００枚の出力を行って１２時間画像形成装置を休止させた後、今度は、画像の出力を伴わない、感光体の空回転を、３０回転行ってから、実験１と同様の出力テストを行う。このような空回転を行う際には、図１に示すクリーニングブレード３１によって感光体に付着した放電生成物がいくらか擦り落とされるため、画像形成が開始された際の画像の劣化がある程度回避される。従って、この実験２では、実験１よりも画質が向上することが期待される。
【００５９】
［実験３］
さらに、温度２８℃、湿度８０％の環境下で、Ａ４サイズのカラー画像を１日あたり６０００枚出力し、最後の６０００枚目の画質をチェックする。一般に、感光体が磨耗すると、感光体の帯電性能が低下し、現像の際に静電潜像以外の感光体の表面にトナーが付着しやすくなる。この結果、形成された画像が全体的に黒っぽくなるという現象が起きる。そこで、上記の１日６０００枚の出力を毎日続けて、画像全体が黒っぽくなるまで何枚出力できたかを求め、そのデータにより感光体の耐久性を評価する。この実験３では、感光体の耐久性を以下のカテゴリーに分けて評価する。
【００６０】
○  ：  画像が全体的に黒っぽくなるまでに１８万枚以上出力
△  ：  画像が全体的に黒っぽくなるまでに６万枚以上１８万枚未満出力
×  ：  画像が全体的に黒っぽくなるまでに６万枚未満出力
以上の実験１〜実験３を、以下の６つの状況下で行う。
（実施例１）画像形成装置１を用いて、上記の実験１〜実験３を行う。
（実施例２）感光体の保護層がフェノール系の樹脂を含有していない点を除けば、実施例１で採用される画像形成装置１と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の実験１〜実験３を行う。この実施例２の感光体の製造方法は、上述した、感光体１０の製造方法において、保護層を形成する過程でフェノール樹脂（ＰＬ４８５２、群栄化学製）２質量部の代わりに、下記に示す構造式で表される非フェノール系化合物２質量部が用いられる点のみが異なる。
【００６１】
【化２】
2007298860.tif 000004
【００６２】
（実施例３）感光体に保護層がない点を除けば、実施例１で採用される画像形成装置１と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の実験１〜実験３を行う。
（比較例１）
コロトロン４０のシールド４２の電位と、スコロトロン２０のグリッド２３およびシールド２２の電位とを所定のプラス電位（＋１００Ｖ）に調節する機構が存在しない点を除けば、実施例１で採用される画像形成装置１と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の実験１〜実験３を行う。この比較例１の画像形成装置では、１２時間の画像形成装置の休止中には、コロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とは、電位ゼロ（アース電位）に設定される。
（比較例２）
コロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とを所定のプラス電位（＋１００Ｖ）に調節する機構が存在しない点を除けば、実施例２で採用される画像形成装置と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の実験１〜実験３を行う。この比較例２の画像形成装置でも、１２時間の画像形成装置の休止中には、コロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とは、電位ゼロ（アース電位）に設定される。
（比較例３）
コロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とを所定のプラス電位（＋１００Ｖ）に調節する機構が存在しない点を除けば、実施例３で採用される画像形成装置と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の実験１〜実験３を行う。この比較例３の画像形成装置でも、１２時間の画像形成装置の休止中には、コロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とは、電位ゼロ（アース電位）に設定される。
【００６３】
下記に示す表１に、これら実施例１〜実施例３および比較例１〜比較例３の結果を示す。
【００６４】
【表１】
2007298860.tif 000005
【００６５】
１２時間の画像形成装置の休止中にはコロトロン４０のシールド４２の電位と、スコロトロン２０のグリッド２３およびシールド２２の電位とが感光体１０の表面電位より高電位となる調節を行う実施例１と、１２時間の画像形成装置の休止中にはコロトロン４０のシールド４２の電位と、スコロトロン２０のグリッド２３およびシールド２２の電位とが感光体１０の表面電位等電位（アース電位）となる比較例１とを比べてみる。比較例１では、空回転を行わないときには画像に白抜けが大量に発生し（評価は×）、空回転を行ったときにも画像に白抜けが少し発生している（評価は△）。それに対し、実施例１では、空回転の有無に関わらず画像に白抜けが発生していない（評価は○）という結果が得られている。
【００６６】
同様に、１２時間の画像形成装置の休止中にはコロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とが感光体の表面電位より高電位となる調節を行う実施例２と、１２時間の画像形成装置の休止中にはコロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とが感光体１０の表面電位等電位（アース電位）となる比較例２とを比べてみると、比較例２では、空回転の有無に関わらず画像に白抜けが大量に発生している（評価は×）のに対し、実施例２では、空回転を行わないときに画像に白抜けが少し発生している（評価は△）ものの、空回転を行ったときには画像に白抜けが発生していない（評価は○）。
【００６７】
さらに、同様に、１２時間の画像形成装置の休止中にはコロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とが感光体の表面電位より高電位となる調節を行う実施例３と、１２時間の画像形成装置の休止中にはコロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とが感光体の表面電位等電位（アース電位）となる比較例３とを比べてみると、比較例３では、空回転を行わないときに画像に白抜けが大量に発生している（評価は×）のに対し、実施例１では、空回転を行わないときにも画像に白抜けが発生していない（評価は○）。
【００６８】
これら実施例１と比較例１との比較、実施例２と比較例２との比較、実施例３と比較例３との比較から、画像形成の休止中にコロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とを所定のプラス電位（＋１００Ｖ）に調節することで、画像欠陥の発生が抑制されるということがわかる。
【００６９】
また、感光体に保護層のある実施例１と保護層を持たない実施例３とを比較すると、いずれも画像において白抜けの発生が見られない（評価は○）ものの、実施例３では感光体が磨耗するまでの出力枚数が６万枚未満である（評価は×）のに対し、実施例１では感光体が磨耗するまでの出力枚数が１８万枚以上（評価は○）という結果が得られている。この実施例１と実施例３との比較から、感光体において保護層を備えることで、感光体の磨耗が抑制されるということがわかる。
【００７０】
また、感光体の保護層がフェノール系の樹脂を含有している実施例１と保護層がフェノール系の樹脂を含有していない実施例２とを比較すると、実施例２では、空回転を行わないときに画像に白抜けが少し発生している（評価は△）のに対し、実施例１では、空回転を行わないときにも画像に白抜けが発生していない（評価は○）。この実施例１と実施例２との比較から、感光体の保護層がフェノール系の樹脂を含有していることで、画像欠陥の発生も抑制されるということがわかる。
【００７１】
また、１２時間の画像形成装置の休止中にはコロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とが感光体の表面電位より高電位となる調節を行うが、感光体に保護層を持たない実施例３の画質結果と、１２時間の画像形成装置の休止中にはコロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とが感光体の表面電位等電位（アース電位）となり、感光体の保護層がフェノール系の樹脂を含有している比較例１の画質結果とを比較すると、比較例１では画像に白抜けが大量に発生している（評価は×）のに対し、実施例３では、空回転を行わないときにも画像に白抜けが発生していない（評価は○）。このことから、画像欠陥の発生を抑制するためには、感光体の保護層がフェノール系の樹脂を備えるだけでは充分ではなく、コロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とが感光体の表面電位より高電位となるように調節を行うことが重要になるということがわかる。
【００７２】
以上の考察をまとめると、画像形成の休止中にコロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とを所定のプラス電位に維持することで画像欠陥の発生が抑制されるということがわかり、このような制御に加え、さらに感光体において保護層がフェノール系の樹脂を含有することで、感光体の磨耗と放電生成物の感光体への付着との両方が抑制されるということがわかる。
【００７３】
なお、以上の説明では、コロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とを所定のプラス電位に維持するために、画像形成装置の電源スイッチのオンオフとは無関係に外部から電圧が供給されていたが、別の方式として、画像形成装置の電源スイッチがオンになっている間に、画像形成装置に供給される外部電圧を利用してコンデンサに電荷を蓄え、感光体が回転を停止している際には、その蓄えた電荷を利用して、コロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とを所定のプラス電位に維持するという方式が採用されていてもよい。
【００７４】
また、以上の説明では、電源スイッチがオフになっているときでもＣＰＵに電力が供給され、ドアが開いたときには、このＣＰＵが、コロトロンのシールドの電位と、スコロトロンのグリッドおよびシールドの電位とを所定のプラス電位にする制御を行ったが、別の方式として、電源スイッチがオフになったときには、ＣＰＵへの電力の供給は停止し、その代わりにバネなどを用いた機械的な機構により、ドアが開いたときには図１のグリッド・シールド電位調節スイッチをアース側端子にセットし、ドアが開いたときには図１のグリッド・シールド電位調節スイッチを電圧変換部側端子にセットする方式が採用されてもよい。
【００７５】
また、本実施形態の画像形成装置はフルカラー画像形成装置であったが、本発明の画像形成装置はモノクロの画像形成装置に応用されてもよい。また、中間転写ベルトを介さずに、感光体から直接記録媒体に転写を行う直接転写方式の画像形成装置に応用されてもよい。
【００７６】
本実施形態の画像形成装置ではコロナ放電器は２台備えられていたが、本発明はコロナ放電器を１台備えたものでもよい。また、本実施形態の画像形成装置では１台のファンを備えていたが、本発明はファンのない画像形成装置に応用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す感光体の回転状態に応じてコロトロンのシールドの電位と、コロトロンが有するコロナワイヤの電位とを調節する、画像形成装置の動作を表すフローチャートである。
【図３】図１に示す感光体の層構造を表した断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１…画像形成装置、
１０…感光体、
１０ａ…下引き層、
１０ｂ…電荷発生層、
１０ｃ…ホール輸送層、
１０ｄ…保護層、
２…中間転写ベルト、
２０…スコロトロン、
２１，４１…コロナワイヤ、
２２，４２…シールド、
２３…グリッド、
２４，４３…コロナワイヤ電圧印加部、
２５…グリッド電圧印加部、
３１…クリーニングブレード、
３２…露光装置、
３３…排気ファン、
４０…コロトロン、
４０ａ…１次転写ロール、
４０ｂ…２次転写ロール、
４１ａ…１次転写バイアス電圧印加部、
４１ｂ…２次転写バイアス電圧印加部、
５…ＣＰＵ、
５０…現像ロータリー、
５１，５２，５３，５４…現像器、
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ…バックアップロール、
６…トレイ、
６１…給紙ロール、
６２…定着器、
７０…電力分岐部、
７１…電源スイッチ、
７２…電圧変換部、
８０…センサ、
８１…グリッド・シールド電位調節スイッチ、
８１ａ…電圧変換部側端子、
８１ｂ…アース側端子、
９０…ドア
【図１】
2007298860.tif 000006
【図２】
2007298860.tif 000007
【図３】
2007298860.tif 000008