(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に回転可能な感光体と、該感光体を帯電させる帯電器と、該帯電器を起点として前記感光体の回転方向下流側に配設され前記感光体表面の研磨および残留トナーのクリーニングを行うクリーニング手段と、を備えてなる画像形成装置において、
電源投入時および節電モードからの復帰時の前記感光体が予備回転している際に、停止時に前記帯電器に対向していた前記感光体表面部分を前記クリーニング手段で集中的に研磨することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング手段をクリーニングローラとし、前記感光体を回転させる駆動源と、前記クリーニングローラを回転させる駆動源とを独立して備え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】
前記クリーニング手段をクリーニングローラとし、前記予備回転している際に、前記帯電器に対向していた前記感光体表面部分が前記クリーニングローラに到達した時、前記感光体の回転を停止させ、前記クリーニングローラのみを回転させ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４】
前記集中的に研磨する領域を、前記帯電器の開口幅または前記帯電器の開口幅の１．５〜２．０倍分に相当して対向する前記感光体表面部分と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５】
前記感光体をアモルファスシリコン感光体とする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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ＦＡＸ、あるいは複写機等の画像形成装置、特にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）感光ドラムを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えばアモルファスシリコン感光体ドラムを搭載した画像形成装置において、アモルファスシリコン感光ドラムにコロトロンあるいはスコロトロン帯電器を用いて帯電を行うと、帯電器の放電によってオゾンが発生し、この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される。このイオン生成物は水溶性であることにより、アモルファスシリコン感光体ドラムに付着し、さらに大気中の水分を取り込むことでアモルファスシリコン感光体ドラムの表面抵抗が低下し、アモルファスシリコン感光体ドラム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してしまう。
【０００３】
また、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してしまう。帯電器は、アモルファスシリコン感光体ドラム表面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、アモルファスシリコン感光体ドラムの表面に移行するために、帯電器近傍に停止した部分に対面するアモルファスシリコン感光体ドラム表面部分の画像流れが顕著となってしまう。
【０００４】
従来の画像形成装置では、このような画像流れ防止対策技術として、感光体ドラム内部にヒータを入れ、イオン生成物が取り込んだ水分を感光体ドラムの表面から離脱するエネルギーを与え、高湿環境における感光体ドラム表面の抵抗低下を抑えることはすでに一般化されている。
【０００５】
また、研磨剤を混入させたトナーを用い、該トナーを保持した弾性ローラを感光体ドラムに圧接させて感光体ドラム表面を研磨するシステム、あるいはその他の研磨システムにより、感光体ドラム表面に付着したイオン生成物を研磨し、感光体ドラム表面の抵抗低下を抑える技術もある。
【０００６】
また、特開昭６３−２３５９７４号公報、あるいは特開昭６３−２６１３８０号公報に開示されているように、画像形成装置の電源投入後にクリーニング装置を感光体ドラムに圧接させたまま常時または所定時間感光体ドラムを回転させる方法等が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、近年では環境問題やエネルギー問題でＯＡ機器においても省ネルギー化が望まれており、従来の感光体ドラム内部でヒータを常時暖めて感光体ドラム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ばかりか、ヒータによって適性温度まで感光体ドラムを昇温させるまでにある程度時間を要するため、ファーストプリントに時間がかかってしまうという問題があった。また、湿度センサにて高湿であることを検知し、高湿環境下でのみヒータを制御する方法では、アモルファスシリコン感光体ドラムにおいては感度の温度依存性が大きく、安定した画像品質を得ることが困難なため、達成しにくいという問題があった。
【０００８】
また、従来の研磨剤を混入させたトナーを用いて弾性ローラ等を感光体ドラムに圧接させて研磨する方法では、イオン生成物が感光体ドラムの０．１μｍの粗さにも入りこむために、充分に取り除くことができないという問題があった。
【０００９】
さらに、従来の画像形成終了後、常時あるいは所定時間感光体ドラムを回転させる方法では、消費電力及び感光体ドラムの表面磨耗の点で問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像形成装置停止中に感光体の表面抵抗がイオン性の放電生成物によって低抵抗化することにより発生する画像流れ、特に、帯電器に対向した部分及び帯電器の近傍に停止していた感光体表面に発生する画像流れを効率よく研磨することによって、予備回転時間の短縮が達成できる画像形成装置とするものである。
【００１１】
具体的には、所定方向に回転可能な感光体と、該感光体を帯電させる帯電器と、該帯電器を起点として前記感光体の回転方向下流側に配設され前記感光体表面の研磨および残留トナーのクリーニングを行うクリーニング手段と、を備えてなる画像形成装置において、電源投入時および節電モードからの復帰時の前記感光体が予備回転している際に、停止時に前記帯電器に対向していた前記感光体表面部分を前記クリーニング手段で集中的に研磨する画像形成装置としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の画像形成装置内のａ−Ｓｉ(アモルファスシリコン)感光体ドラムである感光体ドラム１周辺の構成図であり、感光体ドラム１の周囲にスコロトロン帯電器２、露光器３、現像器４、転写ローラ５、クリーニングブレード７、イレース手段８、クリーニングローラ６からなる。
【００１３】
この構成により、感光体ドラム１をスコロトロン帯電器２により帯電し、露光器３により印字データに基づき変換した光信号で露光して感光体ドラム１に静電潜像を形成し、現像器４により現像を行ってトナーで静電潜像を顕像化し、転写ローラ５により用紙等の転写材にトナーを転写し、クリーニングローラ６及びクリーニングブレード７にて転写残留トナーを感光体ドラム１の表面から除去する。その後、除去されたトナーは廃棄トナーボトルへ搬送される。
【００１４】
本実施例では、アルミナやジルコニア等の金属酸化物等を研磨剤として含有したトナーを用い、クリーニングローラ６は金属性のシャフトと弾性部材からなり、金属シャフトの両端部からバネ等で感光体ドラム１に圧接されている。このため、クリーニングローラ６は導電性材料からなり、電圧が印加されて転写残留トナーを一定量保持でき、常に感光体ドラム１の表面を効率よく、かつ均一に研磨できるようになっている。
【００１５】
また、感光体ドラム１は、図２に示すように、導電性基体上１１上に、キャリア阻止層１２、感光層１３、表面保護層１４を順次形成した複数層のアモルファスシリコン感光体ドラムを使用するのが好ましい。
【００１６】
ここで、感光層１３を構成する材料は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）であれば特に制限されるものではなく、好ましい材料として、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＮ等の無機材料を例示することができる。これらの材料中、ａ−ＳｉＣが特に高抵抗で、より優れた帯電能力、耐磨耗性、耐環境性が得られることになり、本実施例における感光層１３の材料として好適である。また、ａ−ＳｉＣのうちＳｉとＣ（炭素）との比率が特定のものを使用するのが好ましい。このようなａ−ＳｉＣとしては、ａ−Ｓｉ1-xＣx（Ｘの値が０．３〜１．０未満）がより好ましく、さらに好ましくは、ａ−Ｓｉ1-xＣx（Ｘの値が０．５〜０．９５）である。この理由は、このようなａ−ＳｉＣは１０12〜１０13Ω・ｃｍという特に高い抵抗を有しており、感光体ドラム１の表面方向の潜像のくずれが少なく、静電潜像の維持能力及び耐湿性にも優れているためである。
【００１７】
ここで、本実施例では、クリーニングローラ６を感光ドラム１の周速に対して１０〜２０％速い周速で回転を行っている。また、本実施例では、感光ドラム１とクリーニングローラ６の駆動源となるモータを別々に具備し、お互いが独立して回転させることができるようにしている。これにより、後述するように感光体ドラム１の回転を停止した状態でクリーニングローラ６を回転できるように制御することができるようになる。
【００１８】
また、画像流れは、湿度依存性が大きく、例えば湿度が８０％の場合に放置時間が約６０分を経過すると画像濃度が徐々に低下していく。すなわち、画像濃度の低下は、高湿環境下において６００ｄｐｉの１ドットの潜像が感光体ドラム１の表面、特に帯電器２の対向する部分で横流れを発生し、結果としてトナーによる現像されないために画像濃度が低下する。そこで、本発明では、電源投入時および節電モードからの復帰時の前記感光体が予備回転している際に、停止時にスコロトロン帯電器２に対向していた感光体ドラム１の表面部分をクリーニングローラ６で集中的に研磨することを特徴としている。
【００１９】
なお、集中的に研磨する領域は、帯電器２の感光体ドラム１の表面側の開口幅分、好ましくはその開口幅の１．５〜２．０倍分とすればよく、その領域を集中的に研磨すればよい。ここで、本実施例の帯電器２の感光体ドラム１の表面側の開口幅は、図１の幅Ａを示すが、感光体ドラム１がカバー等で覆われ、帯電器２に対向する部分のカバーを開口している場合は、このカバーの開口幅分、好ましくはそのカバーの開口幅の１．５〜２．０倍分とすればよい。
【００２０】
このように、帯電器２に対向した部分、さらには帯電器２の近傍の部分のみがイオン生成物の濃度が高く、画像流れが発生するが、クリーニングローラ６による集中的な研磨によって感光体ドラム１の表面の帯電器２に対向した部分、さらには帯電器２の近傍に位置した部分に堆積しているイオン性の生成物が感光体ドラム１の表面から離脱させることができ、画像流れが発生しないレベルに達するようになる。
【００２１】
以下、図１に基づいて具体的な制御方法について説明する。
電源投入時またはスリープモード（節電モード）からの復帰時において、感光体ドラム１は予備回転を行うが、その予備回転が開始してから停止時にスコロトロン帯電器２、好ましくはスコロトロン帯電器２近傍に対向していた感光体ドラム１の表面がクリーニングローラ６に達した時、感光体ドラム１の回転を停止させ、クリーニングローラ６のみを回転させる。なお、感光体ドラム１とクリーニングローラ６が同時に回転している場合は、上述したようにクリーニングローラ６が感光体ドラム１の周速に対して１０〜２０％速い周速で回転を行なって感光体ドラム１の研磨を行っている。この範囲より遅い場合には、感光体ドラム１に対する研磨力が不足してしまい、印刷終了後（すなわち停止時）に高湿環境下に放置された際にスコロトロン帯電器２およびスコロトロン帯電器２近傍に停止した以外の場所においても画像流れが発生してしまうことがあり、この範囲より速い場合には、駆動源となるモータのトルクがアップしてしまい、結果として感光体ドラム１に不規則な振動が伝わることによって発生するジッターによる画像品質が低下してしまうことがある。
【００２２】
このように、予備回転中に感光体ドラム１を停止させ、クリーニングローラ６のみを回転させることによって、感光体ドラム１に対するクリーニングローラ６の見かけ上の周速比がアップし、感光体ドラム１の表面を効率よく短時間で研磨することが可能となり、最も問題となる停止時にスコロトロン帯電器２、好ましくはスコロトロン帯電器２近傍に対向していた感光体ドラム１の表面部分の画像流れが発生しないレベルまで感光体ドラム１表面の研磨を行うことができるようになる。なお、感光体ドラム１は停止しているため、感光体ドラム１に対するクリーニングローラ６の周速比はなく、感光体ドラム１の回転数が速い画像形成装置のほうが、クリーニングローラ６の回転数も速くなるため、感光体ドラム１が停止した時の研磨能力は向上する。
【００２３】
また、スコロトロン帯電器２の開口幅をＡ、感光体ドラム１とクリーニングローラ６のニップ幅をＢとし、Ａ＞Ｂの場合においては、順次感光体ドラム１を回転させながらスコロトロン帯電器２およびスコロトロン帯電器２近傍に停止した位置で放置された感光体ドラム１表面の研磨を行えばよい。そのため、Ａ＞Ｂの場合は、Ａ／Ｂ回感光体ドラム１を回転させて停止させる動作が入ることになる。
【００２４】
なお、通常はスコロトロン帯電器２に対向した部分に発生する画像流れは、スコロトロン帯電器２の開口幅よりも広い範囲で発生することから、感光体ドラム１の回転方向に対して、スコロトロン帯電器２の上流側及び下流側においても研磨することが好ましく、本実施例のスコロトロン帯電器２近傍とはスコロトロン帯電器２の開口幅Ａの１．５〜２．０倍相当とすることが好ましい。
【００２５】
ここで、図１に示すような露光器３、磁性１成分現像器４、転写ローラ５、クリーニングブレード７、イレース手段８となる除電ランプ、クリーニングローラ６、スコロトロン帯電器２、およびアモルファスシリコン感光体ドラム１を備えた京セラ（株）製プリンタＦＳ−３７５０（Ａ４紙、１８枚／分）にて実験を行った。本製品および実験条件は次の通りである。
【００２６】
感光体ドラム１の径：３０ｍｍ（円周約９４ｍｍ）
スコロトロン帯電器２の開口幅Ａ：１３ｍｍ
感光体ドラム１とクリーニングローラ６のニップ幅：５ｍｍ
感光体ドラム１の速度：１１５ｍｍ/ｓ
実験条件：３０℃、８０％Ｒｈ
そして、１万枚の印刷を行い８時間の放置後に画像流れの確認を行った。
【００２７】
図３は、クリーニングローラ６による集中的な研磨を行わない従来の画像形成装置と、上述の制御を行う本発明の画像形成装置において、停止時にスコロトロン帯電器２に対向した感光体ドラム１の表面部分に発生する画像流れの復帰レベルを示すものである。なお、画像流れのレベルは２５％（６００ｄｐｉ）のハーフパターンの画像濃度を濃度反射計で測定を行った。ハーフパターンの概略図を図４に示す。
【００２８】
図３に示すように、従来の画像形成装置では完全にハーフパターンが復帰するまでに約２４０秒の予備回転時間が必要であったが、本発明の画像形成装置では問題となる部分を集中的に研磨するために、約３０秒の予備回転時間で画像流れを解消でき、通常の印刷可能状態となることが確認された。これは、感光体ドラム１の表面の研磨する場所をスコトロトン帯電器２の開口幅Ａの２倍の２６ｍｍで感光体ドラム１の周長に対して１／３．６に限ったことと、感光体ドラム１が停止しているためにクリーニングローラ６の感光体ドラム１に対する研磨能力が大幅に向上するためである。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、電源投入時および節電モードからの復帰時の前記感光体が予備回転している際に、停止時に前記帯電器に対向していた前記感光体表面部分を前記クリーニング手段で集中的に研磨することにより、画像形成装置の停止から復帰するための予備回転時間の短縮ができるとともに、画像流れが確実に実施される画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の概略を示す構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置の感光体ドラムの一部を示す図である。
【図３】本発明の研磨方法を行う場合と行わない場合の予備回転時間の関係を示す図である。
【図４】ハーフパターンを示す概略図である。
【符号の説明】
１：感光体ドラム
２：スコトロトン帯電器
３：露光器
４：現像器
５：転写ローラ
６：クリーニングローラ
７：クリーニングブレード
８：イレース手段
【図１】
0003850329.tif 000002
【図２】
0003850329.tif 000003
【図３】
0003850329.tif 000004
【図４】
0003850329.tif 000005