(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を帯電する帯電手段、帯電された感光体を露光して潜像を形成する露光手段、前記潜像が形成された感光体にトナーを付着させ、トナー像を形成する現像手段、前記感光体の帯電と逆極性の電荷により、前記トナー像の転写材への転写を行う転写手段、前記トナー像を転写した後、前記帯電前に、除電クリーニング部において、前記感光体上の転写残りトナーを除去するとともに、前記転写による逆極性の電荷を除去する、導電性クリーニングブレードを有する除電クリーニング手段、前記導電性クリーニングブレードに直流電圧及び交流電圧を印加する電圧印加手段、前記導電性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングを制御する制御手段、および前記転写による逆極性の電荷を除去された感光体に対し、前記感光体の帯電と同極性の電荷を除去する除電手段を具備し、前記導電性クリーニングブレードへの電圧の印加は、前記帯電手段により帯電された領域であって、かつ前記転写手段が動作する感光体上の領域より広い領域が除電されるように、転写電圧が印加された領域が前記除電クリーニング部に到達する前に行なわれ、転写電圧が印加された領域が前記除電クリーニング部を通過した所定時間後に停止され、かつこの期間以外では、前記導電性クリーニングブレードへの電圧の印加を行なわないように、前記制御手段により制御されることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
感光体を帯電する帯電手段、帯電された感光体を露光して潜像を形成する露光手段、前記感光体の露光部にトナーを付着させ、トナー像を形成する反転現像方式の現像手段、前記感光体の帯電と逆極性の電荷により、前記トナー像の転写材への転写を行う転写手段、前記トナー像を転写した後、前記帯電前に、除電クリーニング部において、前記感光体上の転写残りトナーを除去するとともに、前記転写による逆極性の電荷を除去する、導電性クリーニングブレードを有する除電クリーニング手段、前記導電性クリーニングブレードに直流電圧及び交流電圧を印加する電圧印加手段、前記導電性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングを制御する制御手段、および前記転写による逆極性の電荷を除去された感光体に対し、前記感光体の帯電と同極性の電荷を除去する除電手段を具備し、前記導電性クリーニングブレードへの電圧の印加は、前記帯電手段により帯電された領域であって、かつ前記転写材に対応する領域の外側の前記転写手段が動作する感光体上の領域が除電されるように、前記転写材に対応する領域が前記除電クリーニング部に到達する前に行なわれ、前記転写材に対応する領域が前記除電クリーニング部に到達したときに停止され、前記転写材に対応する領域が前記除電クリーニング部を通過したときに印加され、所定時間後に停止され、かつこの期間以外では、前記導電性クリーニングブレードへの電圧の印加を行なわないように、前記制御手段により制御されることを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置に係り、特に、除電クリーニング手段を備えた電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型な装置で、低コストの電子写真プロセスを実現する方法として、クリーニングブレードを導電性化して、感光体上の不要な電荷除去や帯電を行うプロセスが提案されている。このプロセスについて、感光体上の露光された部分に現像を行う反転現像プロセスを例にとって具体的に説明する。
【０００３】
まず、負帯電の感光体を用いた場合には、感光体上の潜像を負帯電のトナーを用いて現像してトナー像を形成し、正の電荷によりこのトナー像を用紙に転写する。この時、正の転写電荷が感光体を帯電させると、負帯電性の感光体は正の電荷に対して感度を持たないため、感光体表面のクリーニング後に感光体表面に除電光を照射しても、この電荷を除去できない。そのため、次の帯電工程で逆電荷の有無に応じた帯電ムラが発生し、画像ムラとなることが考えられる。
【０００４】
高画質プリンタやＰＰＣでは、このムラが問題であるため、通常、転写後にチャージャーを追加してこの逆電荷除去を行うプロセスを追加している。しかしながら、昨今の装置の小型化・環境対応から、感光体径の小型化やオゾン発生量の多いチャージャーを削減することが必要不可欠となってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明したように、感光体の逆電荷の除去を行うために、よりよいシステムが求められているが、実現されていない。
本発明は、このような事情の下になされ、小型・低コストであるとともに、画像ムラがなく、感光体にフィルミングが発生することのない電子写真装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、感光体を帯電する帯電手段、帯電された感光体を露光して潜像を形成する露光手段、前記潜像が形成された感光体にトナーを付着させ、トナー像を形成する現像手段、前記感光体の帯電と逆極性の電荷により、前記トナー像の転写材への転写を行う転写手段、前記トナー像を転写した後、前記帯電前に、除電クリーニング部において、前記感光体上の転写残りトナーを除去するとともに、前記転写による逆極性の電荷を除去する、導電性クリーニングブレードを有する除電クリーニング手段、前記導電性クリーニングブレードに直流電圧及び交流電圧を印加する電圧印加手段、前記導電性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングを制御する制御手段、および前記転写による逆極性の電荷を除去された感光体に対し、前記感光体の帯電と同極性の電荷を除去する除電手段を具備し、前記導電性クリーニングブレードへの電圧の印加は、前記帯電手段により帯電された領域であって、かつ前記転写手段が動作する感光体上の領域より広い領域が除電されるように、転写電圧が印加された領域が前記除電クリーニング部に到達する前に行なわれ、転写電圧が印加された領域が前記除電クリーニング部を通過した所定時間後に停止され、かつこの期間以外では、前記導電性クリーニングブレードへの電圧の印加を行なわないように、前記制御手段により制御されることを特徴とする電子写真装置を提供する。
【０００７】
あるいは、前記導電性クリーニングブレードへの電圧の印加は、前記帯電手段により帯電された領域であって、かつ前記転写材に対応する領域の外側の前記転写手段が動作する感光体上の領域が除電されるように、前記転写材に対応する領域が前記除電クリーニング部に到達する前に行なわれ、前記転写材に対応する領域が前記除電クリーニング部に到達したときに停止され、前記転写材に対応する領域が前記除電クリーニング部を通過したときに印加され、所定時間後に停止され、かつこの期間以外では、前記導電性クリーニングブレードへの電圧の印加を行なわないように、前記制御手段により制御されることを特徴とする電子写真装置を提供する。
【０００８】
以上のように構成される本発明の電子写真装置によると、転写後に感光体の帯電極性と逆極性の電荷除去を行うとともに、クリーニングを行う導電性クリーニングブレードを使用し、さらに導電性クリーニングブレードに印加するタイミングを適切に制御することにより、クリーニングブレードにかかる負荷を低減することができ、クリーニングブレードの寿命を延ばすことができ、ひいては１枚あたりの単価を低くすることが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る、導電性ブレードを採用した、小型・低コスト・高画質を達成することが可能な電子写真装置を示す。図中、参照符号１は、感光体ドラムを示し、負帯電性のＯＰＣ（有機感光体）等からなる。なお、負帯電性のＯＰＣは、負の電荷に対しては光により除電できるが、正の電荷（逆極性電荷）については光により除電できないという特性を有する。
【００１０】
ここで、図１に示す電子写真装置のプロセス動作を簡単に説明すると、まず、感光体１の動作に伴い、帯電チャージャー２が動作し、感光体１の表面を一様に負に帯電させる。次いで、感光体１の感度に合致した波長を有する光源により感光体１を露光して、感光体１上に潜像を作成する。ここでは、光源としてレーザー３を使用した。
【００１１】
次に、感光体１の潜像に対し、現像器４により感光体１の露光部にトナーを付着させ、トナー像を形成する。現像器４は、ここでは２成分現像の場合を示した。また、露光部にトナーを付着させる反転現像であり、トナーとしては負帯電性のトナーを使用する。
【００１２】
その後、転写チャージャー５によって用紙６の裏面にトナーと逆極性の電荷（この例では正電荷）を付与して、感光体１上のトナー像を用紙６に転写する。次に、導電性クリーニング７によって、感光体１上の転写残りトナーを掻き落とすとともに、転写部において感光体に与えられた不要な正電荷の除電を行う。この場合、導電性クリーニング７では、印加される電圧を制御することによって、感光体１を負極性側に表面電位をシフトすることが出来る。
【００１３】
次いで、光除電器８により、感光体１上の負電荷の消去を行い、帯電工程前に感光体上の表面電位の均一化を行い、帯電工程に移行する。光除電器は、感光体１の感度に合致した波長を有する光源であれば良く、適当なランプを選択することが出来る。
【００１４】
このようなサイクルを繰り返すことにより、画像形成が行われる。ここで、説明に使用した帯電器および転写器は、ローラタイプの接触型でも同様に用いることが出来、露光部はレーザー以外にＬＥＤアレー等も考えられ、以上の例以外にも、組み合わせは多数考えることが出来る。
【００１５】
次に、クリーナ部に導電性ブレードを使用した場合の効果について、図２を参照して説明する。図２は、クリーナ部に導電性ブレードを使用した場合の感光体表面電位の変化を示す。
【００１６】
まず、図２（ａ）に示すように、感光体表面は均一に負に帯電され、次いで、露光され、図２（ｂ）に示すように、露光された部分の電位が低下する。次に、現像によりトナー像が形成された感光体表面電位は、図２（ｃ）に示すように、トナー部の電位が低く、白部が高くなっている。これに、用紙裏面より転写電圧を印加すると、用紙抵抗やトナー層厚等により違いはあるが、図２（ｄ）に示すように、白部、トナー部共に電位が低下するか、もしくは逆極性に帯電される。また、用紙のエッジ部では転写電荷が直接感光体に付与されるため、感光体が逆極性にまで帯電される場合が多い。
【００１７】
このような状態で、従来のように光除電のみを行うと、感光体の特性により正電荷が消去できず、帯電前の電位の均一化が図れない。このため、次の帯電工程で帯電ムラが発生し、画像メモリとなる。
【００１８】
これに対し、本発明のように、クリーニングブレードとして導電性ブレードを用い、通電クリーニングを行うと、図２（ｅ）に示すように、全体の電位が転写後電位に応じて上昇し、特に用紙のエッジ部の電位が上昇する。この状態で除電を行うと、図２（ｆ）に示すように、帯電の前に、電位はほぼ均一となる。この状態で帯電を行うと、図２（ａ）の状態に戻る。このため、帯電ムラの発生がなく、画像ムラのない、高画質の画像を得ることが可能となる。
【００１９】
ここで、重要なのは、クリーニングブレードを転写電荷の除電用として用いたことであり、転写後のチャージャーをつけるスペースの無い、小型プロセスに好適に使用することが出来る。また、特に、チャージャーの代わりに接触型の逆電荷除電器としたことで、オゾン発生比を従来の１／１０以下に低減させることが出来た。
【００２０】
なお、転写前に逆極性電荷を消去するチャージャーを設けることにより、更に、帯電前の電位の均一化を図ることが可能である。
ここで、上記導電性クリーニング部に電圧を印加するタイミングについて、図３を参照して説明する。
【００２１】
導電性クリーニングブレードを用いる場合、一般に、帯電タイミングにあわせて、除電クリーニングの電圧印加をおこなうことが考えられるが、このようなタイミングで電圧制御を行うと、クリーニング性能の満足できる期間が短くなってしまうという問題がある。そのため、本発明では、図３に示すように、導電性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングの変更を行った。
【００２２】
即ち、図３（ａ）に示すように、画像が書かれている部分に対応して、搬送される用紙長さよりもやや広めに転写バイアスが印加されているため、この転写バイアスが印加されている部分よりやや広く（＋０．１ｓｅｃ程度）、導電性クリーニングブレードに電圧を印加し、除電クリーニングを行うようにした。即ち、転写電圧が印加された領域が除電クリーニング部に到達する少し前に導電性クリーニングブレードに電圧をＯＮし、通過した少し後に電圧をＯＦＦするように制御した。
下記表１に、このように、導電性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングの変更を行った場合のクリーニング試験結果を示す。
【００２３】
【表１】
0004256495.tif 000002
【００２４】
上記表１から、帯電と同期させて導電性クリーニングブレードへの電圧印加を行った場合には、クリーニング不良発生に至るまでの枚数は２０ｋ枚であるのに対し、図３（ａ）に示すように導電性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングの変更を行った場合には、クリーニング不良発生に至るまでの枚数は６０ｋ枚と、大幅に改善された。このように、導電性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングの変更によって、クリーニング不良発生に至るまでの枚数が大幅に延びている事がわかる。
【００２５】
通常、感光体の動作は、駆動モータの共通化や感光体性能維持のために、画像形成時間に対し、２倍から３倍以上長く動作を行っている。この間は通常、画像形成が行われておらず、従って、転写電圧を印加する必要がない。また、連続印字時の用紙間も、通常は転写を行わないように制御されている。
【００２６】
転写バイアスは、画像形成に同期して搬送された用紙にオーバーラップ（やや広く）して印加されれば充分である。
除電同時クリーニングは、正電荷を除去するために必要であり、転写を行わない部分では除電（電圧の印加）は不要であるため、上記電圧印加のタイミングの変更を行っても、画質上には何の問題も生じない。クリーニング不良発生に至る枚数が延びる原因については、詳細は不明であるが、上記タイミングの変更により、電圧印加による（トナーとの反発力増加）クリーニング不良発生の機会が低下することと、電圧印加により感光体素管との間のクーロン力で摩擦力が増加して、ブレードエッジへの負荷が増大するためと考えられる。
【００２７】
次に、導電性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングの変更の他の例について説明する。即ち、図３（ｂ）に示す例では、導電性ブレードへの電圧の印加タイミングを、画像形成部に搬送される用紙の前後のみとするようにした。即ち、転写電圧が印加された領域が除電クリーニング部に到達する少し前に導電性クリーニングブレードに電圧をＯＮとし、到達した時点でＯＦＦとし、通過した時点でＯＮとし、通過した少し後にＯＦＦとするように制御した。
【００２８】
通常、転写は、用紙全面にわたって画像を転写できるように考慮されており、転写バイアスは、用紙に対して用紙先端よりやや早く電圧印加をＯＮし、用紙後端よりやや遅く印加をＯＦＦするように制御されている。この用紙以外の転写については、用紙が転写部に挟まっていないため、転写電荷が直接感光体側に移行する領域であり、次の工程（感光体一周後）で転写電荷による不均一帯電が最も発生しやすく、画像に転写電荷の影響（濃度むら）が発生しやすい。このため、この部分については、最も除電（正電荷除電）が必要であることがわかっている。図３（ｂ）に示す電圧印加のタイミングは、その部分についてのみ除電を行うものである。
【００２９】
図３（ｂ）に示すような導電性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングの変更により、表２に示すように、図３（ａ）に示す例よりも、クリーニング不良発生に至る枚数が更に延びていることがわかる。
【００３０】
なお、下記表２に示すように、クリーニング性は印加する負ＤＣ電圧の電位により大きく変化することが判明した。下記表２に、帯電と同期してクリーニングブレードに電圧印加した場合における印加する電圧とクリーニング不良の発生に至るまでの枚数の関係を示す。
【００３１】
【表２】
0004256495.tif 000003
【００３２】
上記表２から、導電性クリーニングブレードを使用していても電圧の印加を行わないと、クリーニング不良の発生枚数が多く、ＤＣ電圧の増加に応じてクリーニング不良発生枚数が少なくなることがわかった。この関係は、図３（ａ）、（ｂ）に示すタイミングで制御した場合にも、同じような傾向にある。これは、使用しているトナーの極性と印加する電圧極性が同じであるため。電気的な反発が発生して、クリーニング不良が発生するためと考えている。
【００３３】
また、上記表１の実験Ｎｏ．４に示すように、クリーニング不良発生枚数を遅らせるために、ＤＣ印加電圧を低下させて、ＡＣ電圧で補う事を行うと（負ＤＣ成分が小さい場合、ＡＣ電圧のピーク電圧を大きくすることで同等の除電性能が得られる）、クリーニング不良発生に至るまでの枚数は延びるが、感光体へのトナーフィルミングの発生があった。これは、過剰なＡＣ電流によるブレードー感光体間での熱のために、トナーの溶融が行われることが原因であると思われる。このようなフィルミングが発生すると、感光体の静電特性の変化が大きく、正常な画像が得られない。従って、これらを考慮して、クリーニングブレードへの印加電圧として最適なＡＣ＋ＤＣ電圧を選択することが出来る。
【００３４】
尚、Ｍ／Ｃ内で用紙ＪＡＭ等の不具合があった場合には、通常のプロセスタイミングが行われないが、この場合も、転写電圧が印加する時に限って、導電性クリーニングブレードに電圧を印加するように制御することが望ましい。その他、様々な状況に応じてプロセスタイミングが設定されるが、転写電圧が印加された部分に応じて導電性クリーニングブレードに電圧を印加するように制御することが望ましい。また、本発明の要旨を変えない範囲で、適宜変形してもよいことは言うまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によると、露光部に現像を行う反転現像を用いた電子写真装置において、転写後に感光体の帯電極性と逆極性の電荷除去を行い、同時にクリーニングを行う導電性クリーニングブレードを使用し、さらに導電性クリーニングブレードに印加するタイミングを適切に制御することにより、クリーニングブレードにかかる負荷を低減できるため、クリーニングブレードの寿命を延ばすことができ、ひいては１枚あたりの単価の低い（低ＣＰＣ）電子写真装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子写真装置を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子写真装置の導電性クリーニングブレードの効果を示す図。
【図３】導電性クリーニングブレードへの電圧印加の制御タイミング図。
【符号の説明】
１…感光体
２…帯電チャージャー
３…レーザー
４…現像器
５…転写チャージャー
６…用紙
７…導電性クリーニング
８…光除電器。
【図１】
0004256495.tif 000004
【図２】
0004256495.tif 000005
【図３】
0004256495.tif 000006