(57)【要約】【課題】帯電生成物が像担持体の特定部分に集中して影響を与えないように、画像形成後に像担持体を直ちに回転停止せずに一定時間だけ回転を継続する際に、その回転速度を制御し、像担持体の磨耗を抑制して長寿命化するとともに画像の白抜け等の画質劣化を抑制する。【解決手段】像担持体（感光体３１）は、架橋構造を有する保護層を備えた感光体であって、画像形成装置は画像形成プロセスを終了後、前記像担持体の回転動作を継続する停止タイミング制御手段８１、前記像担持体の回転速度を制御する回転速度制御手段８２と、を備え、停止タイミング制御手段８１による前記像担持体の回転動作継続中に、回転速度制御手段８２は、画像形成プロセスにおける回転速度に比較して遅い回転速度で前記像担持体を回転させる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の帯電面を画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記帯電手段を制御する帯電制御手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体に圧接されトナーを転写する転写手段と、前記転写後、前記像担持体上に残存するトナーを除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、
前記像担持体は保護層を備え、前記画像形成装置は、前記像担持体の回転動作を制御する回転動作制御手段と、前記像担持体の回転速度を制御する回転速度制御手段と、を備え、
画像形成プロセス終了後、前記帯電制御手段による帯電動作終了後であって、前記回転動作制御手段による前記像担持体の回転動作中に、前記回転速度制御手段は、前記画像形成時における回転速度に比較して遅い回転速度で前記像担持体を回転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体の前記保護層は、架橋構造によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
帯電生成物の濃度を検出する濃度検出手段を更に備え、前記回転速度制御手段は、前記像担持体周辺の帯電生成物の濃度に応じて前記像担持体の回転速度を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置は、前記像担持体の回転方向において前記クリーニング手段の上流側に配設されたクリーニング前帯電手段と、前記クリーニング前帯電手段と前記帯電手段とを制御する帯電制御手段とを備え、前記帯電制御手段は、画像形成プロセス終了後に、前記クリーニング前帯電手段を停止させてから、前記帯電手段を停止させ、更に前記回転動作制御手段が前記像担持体の回転動作を継続させることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成プロセス終了後であって、前記帯電手段による帯電動作終了前に、前記像担持体に近接又は接触する部材を退避させる退避手段を更に有することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか1項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、電子写真方式、静電記録方式等、静電電位の差による潜像にトナーを転移して可視像を形成する画像形成装置に関するものであり、より詳細には、像担持体の表面をコロナ放電によって一様帯電させる帯電装置を有する画像形成装置に関するものである。本発明はこのような画像形成装置において、特に、架橋構造を有する保護層を備えた像担持体を用いた画像形成装置において、像担持体の磨耗を抑制して長寿命化するとともに画像の白抜け等の画質劣化を抑制することができるようにした画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式・静電記録方式等の粉状のトナーを用いて可視像を形成する画像形成装置は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等として広く普及している。このような画像形成装置では、帯電装置によって像担持体表面を一様に帯電し、像光を照射して静電電位の差による潜像を形成する。そして、この潜像にトナーを転移してトナー像を形成し、直接あるいは中間転写体に一次転写した後記録媒体に転写する。
【０００３】
帯電装置としては、導電性を有する弾性体からなるロールを像担持体に当接させ、このロールに所定の電圧を印加して帯電させるものの他、電極ワイヤに高電圧を印加し、像担持体との間でコロナ放電を発生して帯電させるコロナ放電器が知られている。コロナ放電による帯電装置では、コロナ放電する際にオゾンや窒素酸化物などの帯電生成物が生成され、これらが像担持体の表面付近に滞留していると像担持体表面の感光層が劣化するおそれがある。そして、画像濃度斑等の画像劣化の原因となってしまう。
【０００４】
このため、従来より、装置内の空気を循環させたり、コロナ放電器の周辺に清浄な空気を送風したりして、オゾンや窒素酸化物を排除又は拡散する方法が知られている。このような画像形成装置は、例えば、下記の特許文献１（特開２００４−１０９５３８号公報）に開示されている。この画像形成装置は、帯電装置付近に送風するファン及びダクトと、この付近の滞留空気を排除するためのファン及びダクトを設けたものであり、帯電装置が停止した直後には、これらのファンを所定時間強く駆動し、コロナ放電中に発生したオゾンや窒素酸化物及び現像領域に浮遊するトナー等を像担持体付近から短時間で効果的に排除するように構成したものである。
【０００５】
また、コロナ放電現象の強さは放電電極の表面状態の影響を受けやすく、放電電極の表面は静電的な集塵作用によって異物が付着しやすい。このため、コロナ帯電装置では繰り返し使用された場合、放電分布にムラが発生することが知られている。コロナ帯電装置の放電ムラは、像担持体表面の一様帯電で画像の濃度ムラとなって現われ、画質劣化を生じる原因となっていた。
【０００６】
コロナ帯電装置の放電ムラを解決するために、放電電極の表面を自動的に清掃する清掃手段を設け、該清掃手段を所定の間隔で定期的に動作させることが提案されている。コロナ帯電装置の放電ムラが発生しやすい低湿度環境、装置周辺の空気に多量の粉塵が浮遊する環境等で使用された場合には、更にコロナ帯電装置の放電電極の汚れが進むため、例えば、下記の特許文献２（特開平６−２８２１５２号公報）には、定期的な清掃手段の清掃間隔を経時、環境により変化させるように構成した画像形成装置が開示されている。
【０００７】
更に、最近の画像形成装置においては、カラー画像形成装置の普及に伴い、中間調濃度の画像を出力する必要が生じており、像露光前の像担持体表面の一様帯電に高い精度が要求されるようになってきている。１サイクルの画像形成後に像担持体が停止するとコロナ帯電器近傍の像担持体の特定部分がオゾンや窒素酸化物の影響を受けるため、当該部分に形成される静電潜像の電位ムラが生じて白抜け等の画質劣化を生じるとともに、像担持体の寿命に悪影響を生じさせていた。
【０００８】
このような問題点を解消するため、画像形成後に像担持体を直ちに回転停止せずに一定時間だけ回転を継続し、オゾンや窒素酸化物が像担持体の特定部分に集中して影響を与えないようにしている。このような画像形成装置は、例えば、下記の特許文献３（特開２００４−３２５９９４号公報）に開示されている。この画像形成装置は、帯電手段を清掃した後、一定の時間上記帯電手段を放電させるようにし、同放電終了後の上記像担持体の回転時間と発生するオゾンを排気するオゾン排気手段の回転時間を、通常の画像形成プロセス終了後より長くする、という構成を採っている。
【特許文献１】特開２００４−１０９５３８号公報
【特許文献２】特開平６−２８２１５２号公報
【特許文献３】特開２００４−３２５９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のような画像形成装置では、像担持体の帯電プロセスにおいて発生したオゾンや窒素酸化物などの帯電生成物（放電生成物）が像担持体に付着する。この帯電生成物を除去できない場合、特に高温多湿下では像担持体に付着した帯電生成物が大気中の水分と結合してその部分の抵抗値を変化させるため面内の帯電ムラ（画像の濃度ムラ）を生じ、画像の白抜けなどの画質劣化を生じる。
【００１０】
また、画像形成プロセス終了後やプレクリーニングにおける放電動作終了後には像担持体の回転が停止されるが、この状態においても上記帯電生成物が像担持体に付着する。この場合は回転停止中の像担持体の特定箇所に帯電生成物がより付着することになり、面内の濃度ムラの他に、ヘアラインと称される筋状の画像の白抜けのなどの画質劣化を生じる。これをパーキングディレッションと称している。
【００１１】
一方、像担持体の寿命について考察すると、通常、帯電生成物が付着した像担持体表面と、他の部材との摩擦によって感光体が磨耗することが原因と考えられる。そのうち、最も寄与が大きいものは、クリーニングブレードによる磨耗である。また、単にクリーニングブレード材料の先端と像担持体が接触、摩擦することによって感光体の磨耗が生じているだけではなく、トナーに外添されたクリーニング助剤（酸化セリウム）がクリーニングブレードのエッジ付近に堆積して、このクリーニング助剤による研磨効果が大きいことも寿命劣化の原因と推測される。
【００１２】
このように像担持体の磨耗の発生メカニズムは、像担持体に帯電生成物が付着し結合力を高め、かつ、摩擦係数が高い状態になり、クリーニング助剤が付着したクリーニングブレードのエッジによって研磨されることによって生じており、像担持体の寿命を劣化させていると考えられる。そこで、通常は、上記の帯電生成物を除去しながら画像形成を行っているのであるが、帯電生成物の像担持体への付着（結合）力が高いために、ある程度、像担持体の極表層付近の感光体材料が分子ごと磨耗して行く。これによって、帯電生成物の除去に必要となる像担持体の磨耗量の最低量が決まってしまう。従って、像担持体の回転量をむやみに増大させるとその寿命を短くしてしまうことになる。
【００１３】
すなわち、上記特許文献３の画像形成装置のように、画像形成プロセスの終了後やプレクリーニング動作後に一定の時間、像担持体の回転を継続するように制御した場合には、パーキングディレッションを改善することはできるが、他方で像担持体の寿命を劣化させるという問題点を有している。
【００１４】
本発明は、架橋構造を有する保護層を備えた像担持体を用いた画像形成装置において、画像の白抜け等の画質劣化を抑制しつつ、像担持体の磨耗を抑制して長寿命化することができるようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１の現像装置の発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の帯電面を画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記帯電手段を制御する帯電制御手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体に圧接されトナーを転写する転写手段と、前記転写後、前記像担持体上に残存するトナーを除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前記像担持体は保護層を備え、前記画像形成装置は、前記像担持体の回転動作を制御する回転動作制御手段と、前記像担持体の回転速度を制御する回転速度制御手段と、を備え、画像形成プロセス終了後、前記帯電制御手段による帯電動作終了後であって、前記回転動作制御手段による前記像担持体の回転動作中に、前記回転速度制御手段は、前記画像形成時における回転速度に比較して遅い回転速度で前記像担持体を回転させることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記像担持体の前記保護層は、架橋構造によって構成されていることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、帯電生成物の濃度を検出する濃度検出手段を更に備え、前記回転速度制御手段は、前記像担持体周辺の帯電生成物の濃度に応じて前記像担持体の回転速度を制御することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記像担持体の回転方向において前記クリーニング手段の上流側に配設されたクリーニング前帯電手段と前記クリーニング前帯電手段と前記帯電手段とを制御する帯電制御手段とを備え、前記帯電制御手段は、画像形成プロセス終了後に、前記クリーニング前帯電手段を停止させてから、前記帯電手段を停止させ、更に前記回転動作制御手段が前記像担持体の回転動作を継続させることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の画像形成装置において、前記画像形成プロセス終了後であって、前記帯電手段による帯電動作終了前に、前記像担持体に近接又は接触する部材を退避させる退避手段を更に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は上記のような構成を備えることにより以下に述べるような優れた効果を奏する。
【００２１】
すなわち、請求項１の発明によれば、例えば架橋構造を有する保護層を備えた像担持体の磨耗を抑制して長寿命化するとともに画像の白抜け等の画質劣化の抑制効果を維持することができるようになる。
【００２２】
また、請求項２の発明によれば、架橋構造によって構成されている保護層を備えた像担持体は、架橋構造によって構成されていない保護層を備えた像担持体に比べ、像担持体の磨耗を抑制し、像担持体の寿命を改善することができる。
【００２３】
また、請求項３の発明によれば、回転速度制御手段が前記像担持体周辺の帯電生成物の濃度に応じて前記像担持体を回転させるため、例えば架橋構造を有する保護層を備えた像担持体の寿命を更に改善することができる。
【００２４】
更に、請求項４の発明によれば、クリーニング前帯電手段が設置される像担持体下部などにおいて、帯電生成物の排気が円滑に行えない部分において像担持体に生ずる画質劣化を効果的に抑制することができ、また、例えば架橋構造を有する保護層を備えた像担持体の寿命改善により効果を発揮するようになる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、帯電手段の放電停止前に、像担持体周辺の通気性を促進することで、帯電生成物の拡散を促すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための画像形成装置を例示するものであって、本発明をこれらに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。
【００２７】
（画像形成装置の構成）
本発明の実施例にかかる画像形成装置は、図１に示す構成である。同図において、画像形成装置は、所謂タンデム型と称されるものであり、装置本体２０の上方に原稿が読み取られる画像読取りユニット（ＩＩＴ：Image Input Terminal）２６を配設する一方、装置本体２０内に四つの色成分（本実施の形態ではＹ：イエロ、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の作像エンジン２１（具体的には２１ａ〜２１ｄ）を横方向に配列している。その下方には各作像エンジン２１の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルト２２を配設すると共に、この中間転写ベルト２２には当該中間転写ベルト２２上の画像を用紙等の記録材Ｐに転写させる二次転写装置２３を配設し、更に、装置本体２０の下方には用紙等の記録材Ｐが収容される記録材供給カセット２４を配設し、この記録材供給カセット２４からの記録材Ｐを、二次転写部位を経て定着器２５へと導くようにしたものである。
【００２８】
図１に示す画像形成装置において、作像エンジン２１は、例えば、像担持体である感光体３１を有し、この感光体３１の周囲に、感光体３１を帯電する帯電器３２、帯電された感光体３１上に静電潜像を書き込むレーザ装置などの潜像書込装置３３、感光体３１上の静電潜像を各色成分トナーにて可視像化する現像器３４、感光体３１上のトナー像（画像）を中間転写ベルト２２に一次転写させる一次転写装置３５及び感光体３１上の残留トナーを除去するクリーニング手段３６を順次配設したものである。
【００２９】
また、クリーニング手段３６を備えて構成されるクリーナ部には、図示を省略しているが、感光体３１を除電するための清掃前除電器（プレクリーニングコロトロン）を備えることもできる。さらに、図示は省略しているが、帯電器３２周辺に発生するオゾンや窒素酸化物を排気するための排気ファン（オゾンファン）を装置の背面側に備えている。
【００３０】
一方、中間転写ベルト２２は複数（本例では四つ）の張架ロール４１〜４４に掛け渡されており、張架ロール４１は駆動ロール、張架ロール４２は従動ロール、張架ロール４３は傾動自在でベルトの幅方向の位置を補正するためのステアリングロール、張架ロール４４は二次転写装置２３に対向して中間転写ベルトを支持するためのバックアップロールとして機能するようになっている。尚、符号４５は中間転写ベルト２２上の残留トナーを除去するベルトクリーナである。更に、画像読取りユニット（ＩＩＴ）２６は、原稿５１が載置される原稿設置台（プラテン）５２を有し、このプラテン５２の下方には原稿読取り用の走査ユニット５３を配設すると共に、走査ユニット５３にて読み取った光像をミラーやレンズなどの光学系５４を介してＣＣＤの画像読取り素子５５に取り込むようにしたものである。
【００３１】
（保護層の構成）
像担持体である感光ドラム３１は、架橋構造を有する保護層を備えたものであり、例えば下記のように製造したものである。
【００３２】
下引き層
アセチルアセトンジルコニウムブトキシド    ２０重量部
（オルガチッククス  ＺＣ５４０  松本交商製）
γ−網のプロピルトリエトキシシラン    ２重量部
（Ａ１１００  日本ユニカ（株）製）
ポリビニルブチラール樹脂    １．５重量部
（エスレックスＢＭ−Ｓ  積水化学（株）製）
ｎ−ブチルアルコール    ７０重量部
上記成分からなる溶液を、アルミパイプ上の浸漬塗布した後、１５０°Ｃで１０分間乾燥させて膜厚０．９μｍの下引き層を形成した。
【００３３】
電荷発生層
Ｘ型無金属フタロシアニン    ５重量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（ＶＭＣＨ、ユニオンカーバイド社製）５重量部、酢酸、ｎ−ブチル  ２００重量部を、１ｍｍφのガラスビーズを用いたサンドミルで２時間分散して得られた分散液を、上記の下引き層上に浸漬塗布し、１００°Ｃで１０分間乾燥させて膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【００３４】
電荷輸送層
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  ４５重量部及びビスフェノールＺポリカーボネート樹脂（分子量：４万）  ５５重量部をクロルベンゼン８００重量部に加えて溶解し、電荷輸送用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に塗布し、１３０°Ｃ、４５分間の乾燥を行って膜厚が２２μｍの電荷輸送層を形成した。
【００３５】
保護層
下記の構造式（１）で表される化合物  ３．５質量部、レジトップＰＬ−４８５２（群栄化学製）  ３質量部、ポリビニルフェノール樹脂（Aldrich製）  ０．５質量部、イソプロピルアルコール  １０質量部、並びに、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ（ＢＨＴ）  ０．２質量部を加えて保護層用塗膜液を調整した。この塗布液を電荷輸送層の上に浸漬塗布法により塗布し、室温で３０分乾燥した後、１５０°Ｃで１時間加熱処理して硬化させ、膜厚約が４．０μｍの保護層を形成して感光体３１とした。
【００３６】
【化１】
2009031485.tif 000003
【００３７】
なお、感光体３１を形成する各層の組成は上記に限られることなく、種々の組成を持つ材料を使用することができる。
【００３８】
上記のような架橋構造を有する保護層を備えた感光体３１を像担持体として用いることにより、クリーニングブレードなどによる磨耗に対して耐性を持たせることができ、感光体３１を長寿命化することができる。
【００３９】
しかしながら、保護層を設けたことにより帯電時に発生するオゾンや窒素酸化物などの帯電生成物が付着しやすくなる。特に、高温、多湿の気中に帯電生成物が浮遊している環境で感光体３１が停止していると、帯電生成物が気中の水分と結合して感光体３１の抵抗値を変化させる現象を生じる。この結果、帯電生成物が浮遊している部分の像担持体に後述のヘアラインが生じたり、現像プロセスから転写プロセスでは前述の抵抗値の変化がトナー濃度の変化となって現れ面内濃度ムラが生じたりして画質を劣化させる。
【００４０】
（作像エンジン２１ａの構造と帯電ムラ）
図２は、図１に示す画像形成装置における作像エンジン２１ａを代表的に示す模式図であり、図２（Ａ）はその構造を示す模式図、図２（Ｂ）は画像形成プロセスの１サイクルにおける現象を説明するための説明図である。作像エンジン２１ａにおける画像形成プロセスを、図２（Ａ）を参照して説明する。先ず、感光体３１はコロトロンチャージャ（ＣＣ）などで構成された帯電器３２によって一様に帯電される。次いで潜像書込み装置３３により画像データに応じてレーザ光などを照射して感光体３１上に静電潜像を形成する。
【００４１】
次いで、現像器３４において静電潜像に現像トナーが転移され、一次転写装置３５においてトナーが中間転写ベルト２２に転写される（なお、図２（Ａ）では中間転写ベルト２２を用いない画像形成装置の場合を示しており、直接用紙Ｐに転写される構成としている。）。トナーの転写を終えた感光体３１は、プレクリーニングコロトロン（ＰＣＣ）３７により除電され、クリーニングブレードなどを備えたクリーニング手段３６において残留トナーの除去が行われ、再び帯電器３２によって一様に帯電される。
【００４２】
このような１サイクルの画像形成プロセスにおいて、前述したように帯電器３２やプレクリーニングコロトロン３７の周辺（図２（Ａ）の点線部分参照）には、コロナ放電の際に生成されたオゾンや窒素酸化物を含むガス１００が感光体３１の表面付近に滞留している。この結果、感光体３１にオゾンや窒素酸化物の帯電生成物が付着して帯電ムラが生じる。これにより潜像書込み時に感光体３１の面内の静電潜像の電位ムラを生じ、現像から転写の際に画像の濃度ムラとなって現れ、出力された画質の劣化をもたらす。
【００４３】
１サイクルの画像形成のプロセス終了時に、感光体３１が回転を停止した状態にあると、帯電器３２やプレクリーニングコロトロン３７に面した感光体部分にオゾンや窒素酸化物が付着して画像にヘアラインが生じる。図２Ｂは感光体３１の様子を模式的に示した展開図である。図２（Ｂ）に示すように画像形成プロセスの１サイクル（矢印Ａ）において、帯電器３２やプレクリーニングコロトロン３７に面した感光体部分の抵抗値が変化し、静電潜像にムラができる。この結果、帯電器３２やプレクリーニングコロトロン３７に面した部分にヘアラインが生じる。また感光体３１が現像装置、転写装置に対向する位置ではこれが面内濃度ムラとなって現れる。
【００４４】
（感光体３１の回転に伴う帯電ムラの変化）
図３は、画像形成プロセス終了後に感光体３１（像担持体）の回転を継続した場合の回転継続時間による帯電ムラの変化を示す図である。図３において、横軸は感光体３１の回転停止までの回転継続時間（ｓｅｃ）を、縦軸は帯電ムラによって発生するヘアラインの発生量を示すグレードである。ここで、グレードとは、実際に印刷した限度見本と比較してその発生量を表す数値であり、この数値が大きい程ヘアラインの発生量が多く、数値が小さい程ヘアラインの発生量が少ないことを示している。
【００４５】
図３において、グラフ３Ａは帯電器３２に対面した感光体３１部分のヘアラインの発生量を、グラフ３Ｂはプレクリーニングコロトロン３７に対面した感光体３１部分のヘアラインの発生量を示している。図３に示すように、画像形成プロセス終了後、感光体３１の回転停止までの回転継続時間が３秒程度でヘアラインの発生量が減少していることがわかる。
【００４６】
（感光体３１の回転に伴う面内濃度ムラの変化）
図４は、画像形成プロセス終了後に感光体３１（像担持体）の回転を継続した場合の回転継続時間による面内濃度ムラの変化を示す図である。図４において、横軸は感光体３１の回転停止までの回転継続時間（ｓｅｃ）を、縦軸は面内濃度ムラの程度ΔＥを示す。ΔＥは感光体３１の各位置のＬａｂを測定して得た値であり、例えば、印刷結果から白抜けしていない部分と白抜けした部分の色差として算出される値である。このΔＥの数値が大きい程、面内濃度ムラが大きく、数値が小さい程、面内濃度ムラが小さいことを示している。
【００４７】
図４において、グラフ４Ａ（図４の□印）は、プレクリーニングコロトン３７周りの転写前からクリーニング手段までの面内濃度ムラを示している。グラフ４Ｂ（図４の○印）は、プレクリーニングコロトン３７周りの転写前から転写後までの面内濃度ムラを示している。グラフ４Ｃ（図４の◇印）は、帯電器３２周りの転写前の面内濃度ムラを示している。
【００４８】
図４に示すように、画像形成プロセス終了後、感光体３１の回転停止までの回転継続時間が３０秒であっても、面内濃度ムラの改善程度はそれ程良好でないことがわかる。特に、プレクリーニングコロトロン３７周りの改善度は大きくないことがわかる。
【００４９】
本発明の画像形成装置においては、画像形成プロセス終了後に感光体３１（像担持体）の回転を継続してヘアラインや面内濃度ムラを改善するとともに、その回転速度を制御することにより感光体３１の寿命を向上し得ることを見出したものである。
【００５０】
なお、ここでいう画像形成プロセス終了後の回転継続とは、帯電→現像→転写のプロセス終了時の回転継続を指す。すなわち、通常の画像形成装置の動作では、帯電動作終了後、所定の時間経過後に、像担持体の回転が停止するが、本願発明では、所定時間経過後も回転を継続させるものであり、この回転継続を指す。なお、画像形成装置が、転写後、クリーニング手段３６の手前にプレクリーニングコロトロン３７などのクリーニング前帯電手段を備える場合には、画像形成プロセス終了後且つクリーニング前帯電手段による帯電動作終了後の回転継続を指す。
【００５１】
（感光体３１の速度制御）
図９は、本発明の実施例における感光体３１の回転制御を行う回転制御系の構成を示すブロック図である。感光体３１の回転制御系は、図９に示すように、作像エンジンにおいて画像形成するためのプロセスタイミング信号を受け、画像形成プロセス終了後の感光体３１を回転継続させ、停止するための回転動作制御手段８１と、感光体３１の回転速度を制御するための回転速度制御手段８２と、感光体３１を回転させるためのドライブ回路８４、気中の帯電生成物の濃度を検出する濃度検出手段８３と、を備えている。
【００５２】
濃度検出手段８３は帯電器３２の近傍に設置され帯電生成物の気中濃度を検出し、検出した濃度信号を回転速度検出手段８２に送る。回転速度制御手段８２は、濃度検出手段８３から送られた濃度信号に基づいて感光体３１の回転速度を決定し（図８参照）、決定した回転速度信号をドライブ回路８４に送る。すなわち感光体３１の回転速度は、画像形成プロセスにおける速度よりも遅く回転するように制御している。ドライブ回路８４は回転速度制御手段８２から受信した回転速度信号に基づき、感光体３１を回転させる。回転動作制御手段８１は感光体３１のプロセスタイミング信号に基づきドライブ回路８４に感光体の停止信号を送り、ドライブ回路８４が感光体３１を停止させる。
【００５３】
なお、濃度検出手段８３は前述したように帯電生成物の濃度を検出するものであるが、帯電生成物の濃度は時間とともに排気され低下するものであるから、画像形成プロセス終了後の時間経過と帯電生成物の濃度の関係を実測して濃度を経過時間として表した経過時間テーブルを作成しておき、この経過時間テーブルを間接的な濃度検出手段として用いることもできる。装置の経時変化の要因を考慮する場合は、帯電生成物濃度を直接検出する濃度検出手段を用いることが好ましい。
【００５４】
図１０は図９に示す感光体３１の回転速度制御系の制御動作を示すタイミングチャートである。図１０においてＤＲＶはドライブ回路８４すなわち感光体３１の回転停止タイミングを示し、図１０に示す例では、画像形成プロセス終了後の感光体３１の回転継続の停止までの時間（回転継続停止時間）を５秒間延長している。ＰＣＣはプレクリーニングコロトロン３７の停止タイミング、ＣＣは帯電器３２の停止タイミング、ＢＴＲは一次転写装置３５の停止タイミング、ＤＥＶは現像器３４の停止タイミングをそれぞれ示している。
【００５５】
図１０に示すように先ず、プレクリーニングコロトロン（ＰＣＣ）３７が停止され、その０．５秒後に帯電器（ＣＣ）３２が停止される。帯電器３２が停止された後、０．２秒後に一次転写装置（ＢＴＲ）３５が停止し、ほぼ同時に現像器（ＤＥＶ）３４も停止される。そして感光体３１は回転を継続し、帯電器（ＣＣ）３２の停止から５秒間、回転継続され、５秒経過するとドライブ回路（ＤＲＶ）８４に感光体３１の停止制御信号が送られる。
【００５６】
一次転写装置３５の停止タイミングにおいて一次転写装置３５の一次転写ロールを感光体３１からリトラクト（退避）させ、現像器３４の停止タイミングにおいて現像器３４の現像ロールを感光体３１からリトラクト（退避）させるように構成すれば、装置内部の空気の流れが円滑になり、感光体３１への帯電生成物の付着を抑制し、画質劣化に対する改善効果がさらに大きく得られることになる。
【００５７】
なお、プレクリーニングコロトロン３７は一般的に感光体３１の下部にクリーニング手段３６と並んで設けられるため、帯電生成物の排気用エア流路との干渉を生じやすく、帯電器３２の近傍に比べて帯電生成物が滞留し易い。このため、本発明の感光体３１の回転制御を適用することで感光体３１の寿命改善効果がさらに大きく得られることになる。また、一次転写装置３５の一次転写ロールや現像器３４の現像ロールのリトラクトと同様に、クリーニング手段３６を構成するクリーニングブレードなどのクリーニング部材を感光体３１からリトラクトさせるように構成すると感光体３１の寿命を更に改善することができるようになる。
【００５８】
勿論、一次転写装置３５の一次転写ロール、現像器３４の現像ロール、クリーニング部材のリトラクトは、それらの全てについて行ってもよく、何れか１つまたは２つを選択的にリトラクトする構成であってもよい。
【００５９】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる画像形成装置によれば、画像形成プロセスを終了後、前記像担持体の回転動作を継続する間、像担持体の回転速度を制御する回転速度制御手段が、前記像担持体の回転速度を、画像形成プロセスにおける回転速度に比較して遅い回転速度で回転させることにより、感光体３１の磨耗を抑制して長寿命化するとともに画像の白抜け等の画質劣化を抑制することができるようになる。
【００６０】
次に、感光体３１の回転速度を遅くすることで帯電性生物による画質劣化を抑制し、感光体３１の磨耗を抑制することで長寿命化が図れる理由について説明する。
【００６１】
（感光体３１の回転速度と寿命の関係）
一般に感光体３１の寿命は、ユーザにどれだけの量の印刷を保証するかという問題に帰着する。すなわち、ユーザに保証する印刷量（プリントボリューム）を達成するために感光体３１の回転数（画像形成プロセスの動作回数）を目標設定し、感光体３１がその目標値をクリアできれば該感光体３１はユーザ保証可能な寿命を有していることになる。
【００６２】
このような感光体３１の寿命を評価するためには、通常、感光体３１の毎分の印刷枚数をパラメータとし、画像形成装置のランレングスと目標プリントボリュームの関係を評価する。目標プリントボリュームは感光体３１の寿命内で印刷できる生涯印刷枚数であり単位はｐｖ（プリントボリューム）で表される。
【００６３】
ランレングスは、作像エンジン２１に対する１回の印刷指令で平均何枚の印刷が行われるかを示す値である。例えば、ランレングス「１」は、作像エンジン２１に対する１回の印刷指令で平均１枚の印刷が行われることを示し、ランレングス「１０」は、作像エンジン２１に対する１回の印刷指令で平均１０枚の印刷が行われることを示す。
【００６４】
感光体３１は１枚の印刷画像データを分割して印刷する場合にはその分割数に応じた回数だけ回転して画像形成プロセスを繰り返し出力するが、その前後で感光体３１を空回転する必要がある。前述した画像形成プロセス後の回転継続などが空回転にあたる。従って、ランレングスが大きい場合には感光体３１の総回転回数に対して空回転回数の占める割合は小さく、ランレングスが小さい場合には感光体３１の総回転回数に対して空回転回数の占める割合は大きくなる。このため、感光体１の回転回数と出力枚数は線型の関係にはない。
【００６５】
図５は、このような感光体３１の寿命保証のための寿命評価結果を説明するグラフである。図５において、縦軸は目標とするプリントボリューム（Ｋｐｖ）を達成するために必要な感光体３１の回転数（サイクル数：Ｋｃｙ）、横軸はランレングス（ｐｖ）である。図５に示す測定結果のグラフ（５Ａ）は、感光体３１の画像形成プロセス終了後の回転継続における回転速度を３００ｍｍ／ｓｅｃとした場合を示すものであり、感光体３１を毎分７５枚印刷（７５ｐｐｍ）とした場合である。
【００６６】
図５からわかるようにランレングス「１００」の画像形成装置では、毎分７５枚印刷（７５ｐｐｍ）で感光体３１を使用する場合、プリントボリューム４００Ｋｐｖを達成するためのサイクル数として６００Ｋｃｙ弱を保証することができ、ランレングス「１０」の画像形成装置では、毎分７５枚印刷（グラフ５Ａ）で感光体３１を使用する場合、プリントボリューム４００Ｋｐｖを達成するためのサイクル数として８００Ｋｃｙ弱を保証することができることになる。
【００６７】
（感光体３１の回転と帯電性生成物の濃度の関係）
次に、感光体３１の回転と帯電生成物の濃度の関係について説明する。
【００６８】
図６は、本発明にかかる画像形成プロセス終了後の感光体３１の回転制御の作用を説明するためのグラフである。図６において、横軸は画像形成プロセス終了後の感光体３１の回転継続時間（ｓｅｃ）、縦軸は感光体３１の回転速度（ｍｍ／ｓｅｃ）および帯電生成物の気中濃度（Ｏ３）［ｐｐｍ］である。グラフ６Ａは画像形成プロセス終了後の感光体３１を所定の時間、等速で回転継続した場合を、グラフ６Ｂは画像形成プロセス終了後の感光体３１を所定の時間、回転速度を順次、減速して回転継続した場合をそれぞれ示している。回転継続時間は何れの場合も５秒間である。
【００６９】
また、グラフ６Ｃは、画像形成プロセス終了後、感光体３１を所定の時間、等速で回転継続した場合（グラフＡのように等速回転継続した場合）における帯電生成物の気中濃度を、グラフ６Ｄは、画像形成プロセス終了後、感光体３１を所定の時間、回転速度を順次減速して回転継続した場合（グラフＢのように減速回転継続した場合）における帯電生成物の気中濃度をそれぞれ示している。
【００７０】
図６のグラフ６Ｃ、グラフ６Ｄからわかるように、帯電生成物の気中濃度は感光体３１の回転速度によらず、回転継続時間が経過するとともに減少して行き、両者の間に有意差はない。このことは、本発明のように画像形成プロセス終了後の感光体３１の回転継続において、段階的に回転速度を減速した場合であっても、パーキングディレッションに対する画質劣化防止の効果は等速回転制御の場合と同様に維持できることを示している。
【００７１】
一方、本発明のように画像形成プロセス終了後の感光体３１の回転継続において、段階的に回転速度を減速した場合には、感光体３１の回転数を抑制することができるから、クリーニングブレードなどの部材による感光体３１の磨耗を必要、最小限に抑制することができ、感光体３１の寿命を改善できることがわかる。
【００７２】
（感光体３１の回転速度変化と寿命の関係）
次に、感光体３１の回転速度を変化させた場合の、感光体３１の寿命の関係について説明する。
【００７３】
図７は、本発明において、感光体３１の画像形成プロセス終了後の回転継続における回転速度を変化させた場合の感光体３１の寿命評価結果を説明するグラフである。図７において、縦軸は目標とするプリントボリューム４００Ｋｐｖを達成するために必要な感光体３１の回転数（サイクル数：Ｋｃｙ）、横軸はランレングス（ｐｖ）であり、図５と同様である。なお、図７は感光体３１の画像形成プロセス終了後の回転継続時間を５秒とした場合である。
【００７４】
図７において、グラフ７Ａは、画像形成プロセス終了後の回転継続時における感光体３１の回転速度を３２０ｍｍ／ｓｅｃとした場合に、目標とするプリントボリューム４００Ｋｐｖを達成するために必要な感光体３１の回転数（サイクル数：Ｋｃｙ）をランレングスに応じて測定した結果を示す。同様に、グラフ６Ｂは、画像形成プロセス終了後の回転継続時における感光体３１の回転速度を１１０ｍｍ／ｓｅｃとした場合に、目標とするプリントボリューム４００Ｋｐｖを達成するために必要な感光体３１の回転数（サイクル数：Ｋｃｙ）をランレングスに応じて測定した結果を示す。
【００７５】
画像形成プロセス終了後の回転継続時の感光体３１の回転速度が３２０ｍｍ／ｓｅｃのグラフ７Ａと、画像形成プロセス終了後の回転継続時の感光体３１の回転速度が１１０ｍｍ／ｓｅｃのグラフ７Ｂをランレングス４の近傍で比較すると、図７からわかるように、回転速度が３２０ｍｍ／ｓｅｃではプリントボリューム４００Ｋｐｖを達成するために必要な感光体３１の回転数（サイクル数：Ｋｃｙ）は１８００程度であるが、回転数速度が１１０ｍｍ／ｓｅｃではプリントボリューム４００Ｋｐｖを達成するために必要な感光体３１の回転数（サイクル数：Ｋｃｙ）は１３００程度でよく、同じ感光体３１を使用する場合、前者に対して後者は感光体の寿命が４０％程度伸びる（矢印７１参照）ことを示している。
【００７６】
同様に、グラフ７Ａとグラフ７Ｂをランレングス１０近傍の位置で比較すると、回転速度が３２０ｍｍ／ｓｅｃではプリントボリューム４００Ｋｐｖを達成するために必要な感光体３１の回転数（サイクル数：Ｋｃｙ）は１１００であるが、回転数速度が１１０ｍｍ／ｓｅｃではプリントボリューム４００Ｋｐｖを達成するために必要な感光体３１の回転数（サイクル数：Ｋｃｙ）は８５０程度でよく、同じ感光体３１を使用する場合、前者に対して後者は感光体の寿命が１５％程度伸びる（矢印７２参照）ことを示している。
【００７７】
このように、画像形成プロセス終了後の感光体３１の回転継続時にその回転速度を下げることで感光体３１の寿命を改善することができる。
【００７８】
ところで、感光体３１を継続回転する間に、画像形成装置内の空気の流れによって帯電生成物の濃度は時間とともに低下する。また、画像形成装置に排気ファンが備えられている場合には、排気ファンの動作によっても帯電器３２やプレクリーニングコロトロン３７の周辺の帯電生成物の濃度は低下する。従って、画像形成プロセス終了後の回転継続時の感光体３１の回転速度を帯電生成物の濃度に応じて段階的に遅くすることで更に、感光体３１の寿命を改善することができる。
【００７９】
（本実施例の感光体３１の回転速度と帯電生成物の濃度）
以上のことから、感光体３１を回転することで画像形成装置内の帯電生成物を抑制し、感光体３１の回転速度を段階的に遅くすることで感光体３１の寿命を改善できる最適な感光体３１の回転継続時間と、回転速度が得られる。
【００８０】
図８は、帯電生成物の気中濃度に応じた感光体３１の回転速度制御の処理を示したフローチャートである。
【００８１】
ステップ１００では、感光体３１は、画像形成プロセス時の回転速度３２０ｍｍ／ｓｅｃを維持して回転し、ステップ１０２へ移行する。
【００８２】
ステップ１０２では、濃度検出手段８３が気中の帯電生成物の濃度を検出し、検出した濃度が所定の濃度レベルＡより小さいか否かを判定する。判定した結果、現在の濃度が所定の濃度レベルＡより大きいと否定判定された場合はステップ１０４へ移行する。
【００８３】
ステップ１０４では、画像形成プロセス終了後から５秒経過したか否かを判定する。５秒経過していないと否定判定の場合はステップ１００へ移行し、感光体３１の回転速度を３２０ｍｍ／ｓｅｃにする。画像形成プロセス終了後から５秒経過したと肯定判定された場合は、ステップ１２２へ移行する。
【００８４】
ステップ１０２で、現在の濃度が所定の濃度レベルＡより小さいと肯定判定された場合はステップ１０６へ移行する。
【００８５】
ステップ１０６では、感光体３１の回転速度を１１０ｍｍ／ｓｅｃにし、ステップ１０８へ移行する。
【００８６】
ステップ１０８では、濃度検出手段８３が気中の帯電生成物の濃度を検出し、検出した濃度が所定の濃度レベルＢより小さいか否かを判定する。判定した結果、現在の濃度が所定の濃度レベルＢより大きいと否定判定された場合はステップ１１０へ移行する。
【００８７】
ステップ１１０では、画像形成プロセス終了後から５秒経過したか否かを判定する。５秒経過していないと否定判定の場合はステップ１０６へ移行し、感光体３１の回転速度を１１０ｍｍ／ｓｅｃにする。画像形成プロセス終了後から５秒経過したと肯定判定された場合は、ステップ１２２へ移行する。
【００８８】
ステップ１０８で、現在の濃度が予定の濃度レベルＢより小さいと肯定判定された場合はステップ１１２へ移行する。
【００８９】
ステップ１１２では、感光体３１の回転速度を４０ｍｍ／ｓｅｃにし、ステップ１１４へ移行する。
【００９０】
ステップ１１４では、濃度検出手段８３が気中の帯電生成物の濃度を検出し、検出した濃度が所定の濃度レベルＣより小さいか否かを判定する。判定した結果、現在の濃度が所定の濃度レベルＣより大きいと否定判定された場合はステップ１１６へ移行する。
【００９１】
ステップ１１６では、画像形成プロセス終了後から５秒経過したか否かを判定する。５秒経過していないと否定判定の場合はステップ１１２へ移行し、感光体３１の回転速度を４０ｍｍ／ｓｅｃにする。画像形成プロセス終了後から５秒経過したと肯定判定された場合は、ステップ１２２へ移行する。
【００９２】
ステップ１１４で、現在の濃度が予定の濃度レベルＣより小さいと肯定判定された場合はステップ１１８へ移行する。
【００９３】
ステップ１１８では、感光体３１の回転速度を２０ｍｍ／ｓｅｃにし、ステップ１２０へ移行する。
【００９４】
ステップ１２０では、画像形成プロセス終了後から５秒経過したか否かを判定する。５秒経過していないと否定判定の場合はステップ１１８へ移行する。５秒経過したと肯定判定の場合はステップ１２２へ移行する。
【００９５】
ステップ１２２では、感光体３１の回転速度を０ｍｍ／ｓｅｃ、つまり感光体３１の回転を停止し、このルーチンは終了する。
【００９６】
以上のように、帯電生成物の濃度が低下するのに応じて回転速度を１１０ｍｍ／ｓｅｃ、４０ｍｍ／ｓｅｃ、２０ｍｍ／ｓｅｃのように段階的に遅くして行く。このようにすれば、実質的に感光体３１の回転数を下げることができるから、感光体３１の寿命を更に改善することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す画像形成装置における作像エンジンの構成を示す図であり、図２Ａは作像エンジンの概略構成を示す模式図、図２Ｂは、帯電生成物により生ずる帯電ムラを説明する説明図である。
【図３】画像形成プロセス終了後に像担持体の回転を継続した場合の回転継続時間による帯電ムラ（ヘアライン）の変化を示す図である。
【図４】画像形成プロセス終了後に像担持体の回転を継続した場合の回転継続時間による帯電ムラ（面内濃度ムラ）の変化を示す図である。
【図５】画像形成プロセス終了後に像担持体の回転を継続した場合における像担持体の寿命評価結果を説明するためのグラフである。
【図６】本発明にかかる画像形成プロセス終了後の感光体の回転制御の作用を説明するためのグラフである。
【図７】画像形成プロセス終了後に像担持体の回転を継続し、回転速度を変化させた場合における像担持体の寿命評価結果を説明するためのグラフである。
【図８】本発明の実施例における帯電生成物の気中濃度に応じた感光体３１の回転速度制御の処理を示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施例における像担持体の回転速度制御系の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す回転速度制御系における停止タイミング制御手段の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
２０・・・装置本体
２１ａ〜２１ｄ・・・作像エンジン
２２・・・中間転写ベルト
２３・・・二次転写装置
２４・・・記録材供給カセット
２５・・・定着器２５
２６・・・像読取りユニット
３１・・・感光体（像担持体）
３２・・・帯電器
３３・・・潜像書込装置
３４・・・現像器３４
３５・・・一次転写装置
３６・・・クリーニング手段
３７・・・プレクリーニングコロトロン
８１・・・回転動作制御手段
８２・・・回転速度制御手段
８４・・・ドライブ回路
８３・・・濃度検出手段
【図１】
2009031485.tif 000004
【図２】
2009031485.tif 000005
【図３】
2009031485.tif 000006
【図４】
2009031485.tif 000007
【図５】
2009031485.tif 000008
【図６】
2009031485.tif 000009
【図７】
2009031485.tif 000010
【図８】
2009031485.tif 000011
【図９】
2009031485.tif 000012
【図１０】
2009031485.tif 000013