JP2004325994A

JP2004325994A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004325994A
Application number: JP2003123449A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Miyashita; 義明宮下
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP4307899B2

Abstract

【課題】帯電チャージャの清掃後、放電時に発生するオゾンによる感光体劣化を抑制でき、装置の使用環境や使用状況に拘わらず異常画像の発生を防止できるようにする。
【解決手段】帯電チャージャの清掃後放電終了後の像担持体とオゾン排気手段の回転時間を、通常の画像形成動作終了後より長くし、且つ環境条件に応じて変化させる。帯電チャージャ（ＣＨ）の清掃及び清掃後の放電が実施されると、絶対湿度を算出し、絶対湿度が例えば４〜１７ｇ／ｍ^３の範囲内にあるかどうかを判断する。範囲内にない場合には、清掃後の放電終了後、感光体ベルト及びオゾン排気手段としてのオゾンファンを１２０秒間回転させる。絶対湿度が４〜１７ｇ／ｍ^３の範囲内にある場合には、清掃後の放電終了後、感光体ベルト及びオゾンファンを６０秒間回転させる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、清掃機能を備えた帯電手段を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、像担持体（感光体）の表面を帯電手段により一様に帯電し、帯電した表面に画像情報に基づいて光書き込み手段により静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段によりトナー像として可視像化し、該トナー像を記録媒体としての用紙（転写材）に転写し、該用紙を定着手段に通してトナー像を定着することが行われている。
従来、像担持体表面の一様帯電、転写材への転写帯電、分離帯電等を行う帯電手段としてコロナ帯電装置を用いることが多い。コロナ帯電装置は高電圧を印加したコロナ放電電極と該放電電極に対向したシールド電極の間に発生する強い電界によって生じるコロナ放電現象で発生した電荷を利用して像担持体、転写材等の被帯電物を帯電あるいは除電する装置で広く実用されている。
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。
【０００３】
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、画像の品質さらには画像形成装置の動作の安定性を著しく悪化させていた。
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。
しかしながら、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、コロナ帯電装置の放電電極の汚れは急速に進むため、従来の所定の間隔で放電電極を清掃するだけではコロナ帯電装置の放電ムラは防止しきれなくなり、前記した重大な問題が依然として発生していた。
特開平６−２８２１５２号公報には、定期的な清掃手段の間隔を経時、環境により変化させることが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２８２１５２号公報
【特許文献２】
特開平１０−２５４２２１号公報
【特許文献３】
特開平７−３６２９３号公報
【特許文献４】
特開平９−３４２２５号公報
【特許文献５】
特開平９−２０４０９０号公報
【特許文献６】
特開平１０−１２３８８９号公報
【特許文献７】
特開平９−２０４０９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年カラー画像形成装置の普及に伴い、中間調濃度の画像を安定して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おける一様性に高い精度が要求されるようになってきている。
清掃直後に中間調の画像が出力されると、清掃によって生じたワイヤ表面の突起や、ワイヤ表面に付着した清掃によって生じたゴミなどにより、一時的に放電ムラが生じ、濃度ムラが発生することがある。
この放電ムラを無くすため、帯電清掃後、画像を出力する前に一定時間放電させることが考えられる。放電により放電ムラを一様に安定させることができ、ハーフトーン画像濃度ムラのような異常画像を防止することができる。
【０００６】
この場合、帯電チャージャ（帯電手段）の清掃時における画像形成装置の動作は、清掃後に放電することから、装置は停止した状態であり、装置寿命や騒音の問題から感光体駆動モータ及びオゾンファン（オゾン排気手段）のみ動作させることになる。
このように、通常作像時動作と異なる動作、すなわち、現像、搬送、定着、その他ファン等の全て又は一部が停止した状態での動作とした場合、装置内のオゾン濃度が通常作像時より上昇し、感光体の劣化を早めてしまい、横白帯状の画像抜けなどの異常画像が発生することがある。
【０００７】
本発明は、帯電チャージャの清掃後、放電時に発生するオゾンによる感光体劣化を抑制でき、装置の使用環境や使用状況に拘わらず異常画像の発生を防止できる画像形成装置の提供を、その主な目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、所定の方向に回転する像担持体と、該像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、該帯電手段から発生するオゾンを排気するオゾン排気手段と、上記帯電手段を清掃する清掃手段を有する画像形成装置において、上記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、清掃後放電終了後の上記像担持体と上記オゾン排気手段の回転時間を、通常の画像形成動作終了後より長くする、という構成を採っている。
【０００９】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、上記像担持体と上記オゾン排気手段の回転時間を、環境条件に応じて変える、という構成を採っている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて本実施形態における画像形成装置としてのカラープリンタの構成の概要を説明する。カラープリンタは、符号１は像担持体としての可撓性を有するベルト状の感光体を示している。感光体ベルト１は、支持ローラ２、３、４間に掛け回されており、図示しない駆動源により駆動力を伝達される支持ローラ２の回転駆動により矢印Ａ方向（時計回り方向）に回転する。
感光体ベルト１の周りには、該感光体ベルト１の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電チャージャ５、光書き込みユニット６、現像ユニット７、中間転写体としての中間転写ベルト１０、１次転写手段としての１次転写ローラ１５、感光体ベルト１に常時当接し、感光体ベルト１上のトナーをクリーニングするクリーニングブレード２３等が配置されている。帯電チャージャ５の感光体ベルト１と反対側の近傍には帯電チャージャ５から発生するオゾンを排気するオゾン排気手段２５が配置されている。
【００１１】
現像ユニット７は、マゼンタＭの現像装置７Ｍ、シアンＣの現像装置７Ｃ、イエローＹの現像装置７Ｙ、ブラックＢｋの現像装置７Ｋや、各現像装置を図中左右方向に移動させて感光体ベルト１に対して接離させる図示しない接離機構などで構成されている。
中間転写ベルト１０は、支持ローラ１１、１２、１３、１４及び１次転写ローラ１５間に掛け回されて支持されており、図示しない駆動源により駆動力を伝達される支持ローラ１１の回転駆動により矢印Ｂ方向（反時計回り方向）に回転する。
感光体ベルト１と中間転写ベルト１０は１次転写対向ローラとしての支持ローラ４の部位で接触している。該接触部（１次転写ニップ部）の中間転写ベルト１０の内側（裏面）には導電性を有するバイアスローラとしての１次転写ローラ１５が所定の条件で接触している。
【００１２】
カラープリンタの画像形成動作について説明する。感光体ベルト１は帯電チャージャ５により一様に帯電された後、光書き込みユニット６により、画像情報に基づき走査露光されて表面に静電潜像が形成される。露光する画像情報は所望のフルカラー画像をマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報であり、この情報により図示しない半導体レーザーで発生されたレーザービームＬは、光学装置により走査、及び露光調整されたものである。
【００１３】
各静電潜像は、各現像装置７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｋによりそれぞれ所定のマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックのトナーで単色現像され、感光体ベルト１上にそれぞれの色画像が順次形成される。
矢印Ａ方向に回転する感光体ベルト１上に形成された各単色画像は、感光体ベルト１と同期して矢印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト１０上に、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの単色毎に、１次転写ローラ１５に印加された所定の転写バイアスにより順次重ね転写される。中間転写ベルト１０上に重ね合わされたイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの画像は、給紙カセット１７から給紙ローラ１９、搬送ローラ対２０、レジストローラ対２１を経て２次転写部へ搬送された記録媒体としての用紙１８上に、２次転写手段としての２次転写ローラ１６により一括転写される。２次転写対向ローラとしての支持ローラ１３と２次転写ローラ１６との間で２次転写ニップ部が形成されている。
転写終了後、用紙１８は定着装置３０へ送られ、所定の温度に加熱制御されたベルト３１と加圧ローラ３２により熱と圧力を加えられてトナー像が溶融定着される。定着を終えた用紙１８は搬送ローラ対３３で搬送され、排紙ローラ対３４により装置上面に形成された排紙トレイ３５に排出・スタックされる。
【００１４】
１次転写後の感光体ベルト１の表面は、カウンター方向で当接するクリーニングブレード２３により清掃される。中間転写ベルト１０の支持ローラ１１に対向する位置には、２次転写後の中間転写ベルト１０の表面を清掃する中間転写ベルトクリーニング装置２２が設けられている。
中間転写ベルトクリーニング装置２２は、中間転写ベルト１０の表面に当接するブラシローラ２２ａ、バイアスローラ２２ｂ等を有している。中間転写ベルトクリーニング装置２２は中間転写ベルト１０に対して図示しない接離機構により接離自在に設けられている。ブラシローラ２２ａは画像形成動作中には中間転写ベルト１０の表面から離間した位置に保持され、重ね合わせトナー像が用紙１８に転写された後に中間転写ベルト１０の表面に当接される。
感光体ベルト１、帯電チャージャ５、中間転写ベルト１０、クリーニングブレード２３、中間転写ベルトクリーニング装置２２は、プロセスカートリッジとして一体的に構成されている。符号１００は、中間転写ベルト１０上のトナー付着量を検出するためのトナー付着量検出センサを示す。
【００１５】
図２に基づいて、帯電チャージャ５の構成及び該帯電チャージャ５を清掃する清掃手段を説明する。
本実施形態では帯電チャージャ５としてスコロトロン帯電器を用いているが、コロトロン帯電器等の他の帯電装置を用いることもできる。帯電チャージャ５は、感光体ベルト１の幅方向（回転方向と略直交する方向）における画像が形成され得る領域に亘って張り渡された放電部材としての放電ワイヤ５１と、放電ワイヤ５１を囲うようにして感光体ベルト１に対向する側が開口したケーシング５２と、該ケーシング５２の開口部に設けられたグリッド電極５３を有している。ケーシング５２の内面はシールド電極として機能している。
【００１６】
放電ワイヤ５１を清掃可能に清掃手段５４が設けられている。清掃手段５４は、帯電チャージャ５の下部に一体に且つ回転自在に設けられた搬送スクリュー５４ａと、該搬送スクリュー５４ａに螺合した移動部材５４ｂと、該移動部材５４ｂに一体に設けられ放電ワイヤ５１を内部に挟持するワイヤ清掃部材５４ｃと、搬送スクリュー５４ａを回転駆動してワイヤ清掃部材５４ｃを放電ワイヤ５１の長手方向に沿って移動させる図示しない駆動手段を有している。
ワイヤ清掃部材５４ｃは、スポンジ状の弾性部材等で構成されており、放電ワイヤ５１と接触する部分には研磨剤等が塗布されている。ワイヤ清掃部材５４ｃは清掃を行わないときには放電ワイヤ５１の一端部に待機しているが、清掃時には、図示しない駆動手段によって、矢印Ｃで示すように放電ワイヤ５１に沿って往復移動する。ワイヤ清掃部材５４ｃを往復移動させる駆動手段の制御は、図示しない制御部（例えばカラープリンタのメインコントローラ）によって行われる。
【００１７】
図３に示すように、帯電チャージャ５の下部にはオゾン排気手段２５が設けられている。帯電チャージャ５の下部にはオゾン排気及びクリーニング用の開口部が設けられている。オゾン排気手段２５は、上記開口部に接続された排気ダクト２６と、該排気ダクト２６の下流側に設けられたオゾンファン２７と、該オゾンファン２７の排気側に設けられたフィルタ２８を有している。
放電ワイヤ５１の放電により発生したオゾンは、自重及びオゾンファン２７の吸引（負圧）により矢印で示すように流れ、装置後方からフィルタ２８を介して排気される。
【００１８】
帯電チャージャ５（以下単に「ＣＨ」ともいう）の清掃は、本実施形態では２０００作像間隔で行っており、経時、環境変化においてもＣＨ清掃によりハーフトーン濃度ムラは防げている。但し、清掃直後、数枚〜数十枚、ハーフトーン濃度ムラが発生することがある。
これは、清掃によって生じた放電ワイヤ５１の表面の突起の出現や、放電ワイヤ５１の表面に付着した清掃によって生じたゴミなどにより、一時的に放電ムラが生じ、濃度ムラが発生するためと考えられる。従って、上記ハーフトーン濃度ムラはＣＨ清掃後、数十秒間放電することにより発生しなくなる。
【００１９】
図４のフローチャートに基づいて、定期間隔のＣＨ清掃時の清掃後における放電時間を説明する。本実施形態では、絶対湿度、ＣＨ寿命カウンタ（ＣＨの使用時間を累積したもの）、ＣＨ清掃回数の組み合わせで清掃後の放電時間を変化させている。
プリントが終了すると（Ｓ１）、帯電チャージャ５の清掃手段５４による清掃間隔が上記制御部によりカウントされる（Ｓ２）。制御部は清掃間隔が２Ｋ（２０００）作像以上かどうかを判断し（Ｓ３）、２Ｋに達していない場合には清掃はなされない（Ｓ４）。
２Ｋ以上の場合には、制御部は図示しない温度センサ、湿度センサからの検知情報に基づいて絶対湿度を算出する（Ｓ５）。次に、算出された絶対湿度が４ｇ／ｍ^３以下かどうかを判断する（Ｓ６）。４ｇ／ｍ^３以下でない場合には、帯電チャージャ５の清掃を実施し（Ｓ７）、清掃後、６０秒間の放電を実施する（Ｓ８）。次に、清掃回数をカウントするとともに、清掃間隔カウンタをクリアし（Ｓ９）、ウォームアップ動作へ移る（Ｓ１０）
【００２０】
Ｓ６において、絶対湿度が４ｇ／ｍ^３以下の場合には、引き続いて帯電チャージャ５の寿命カウンタが６０ｋＤ以上かどうかを判断する（Ｓ１１）。ここで、ｋは１０００を、Ｄは作像数を意味する。６０ｋＤ以上でない場合には、帯電チャージャ５の清掃を実施し（Ｓ１２）、清掃後、１２０秒間の放電を実施する（Ｓ１３）。次に、清掃回数をカウントするとともに、清掃間隔カウンタをクリアし（Ｓ１４）、終了する（Ｓ１５）。
Ｓ１１において、寿命カウンタが６０ｋＤ以上の場合には、引き続いて清掃回数カウンタが１００回以上かどうかを判断する（Ｓ１６）。１００回以上の場合には、帯電チャージャ５の清掃を実施し（Ｓ１７）、清掃後、１５０秒間の放電を実施する（Ｓ１８）。次に、清掃回数をカウントするとともに、清掃間隔カウンタをクリアし（Ｓ１９）、終了する（Ｓ２０）。
Ｓ１６において清掃回数カウンタが１００回以上の場合には、帯電チャージャ５の清掃を実施し（Ｓ２１）、清掃後、１８０秒間の放電を実施する（Ｓ２２）。次に、清掃回数をカウントするとともに、清掃間隔カウンタをクリアし（Ｓ２３）、終了する（Ｓ２４）。
【００２１】
次に、図５のフローチャートに基づいて、ＣＨ清掃（クリーニング）及び清掃後放電を行った後の感光体ベルト１及びオゾンファン２７の制御を説明する。
帯電チャージャ５の清掃及び清掃後の放電が実施されると（Ｓ３０）、制御部は温度センサ、湿度センサからの検知情報に基づいて絶対湿度を算出する（Ｓ３１）。次に、算出された絶対湿度が４〜１７ｇ／ｍ^３の範囲内にあるかどうかを判断する（Ｓ３２）。範囲内にない場合には、清掃後の放電終了後、感光体ベルト１及びオゾンファン２７を１２０秒間回転させる（Ｓ３３）。
絶対湿度が４〜１７ｇ／ｍ^３の範囲内にある場合には、清掃後の放電終了後、感光体ベルト１及びオゾンファン２７を６０秒間回転させる（Ｓ３４）。
【００２２】
本実施形態におけるカラープリンタでは、通常作像時は帯電終了後、感光体クリーニング等の後処理が有るため、感光体ベルト１は１３秒、オゾンファン２７は４３秒回転させている。
これに対し、帯電チャージャ５の清掃後の放電後、回転時間を６０秒まで延長している。感光体ベルト１を回転させながらオゾンを排気することで、感光体ベルト１の特定部分（ＣＨ対向位置）がオゾンにより劣化するのを防ぐことができる。
【００２３】
常温（２３°Ｃ、５０％で絶対湿度１０．５ｇ／ｃｍ^３）に対し湿度がかなり低いと（例えば１０°Ｃ、１５％で絶対湿度１．３ｇ／ｃｍ^３）、オゾンが分解されにくいため、オゾン濃度が上昇し、感光体ベルト１がオゾン劣化しやすくなる。また湿度が高い場合（例えば２７°Ｃ、８０％で絶対湿度２１．７ｇ／ｃｍ^３）、オゾン劣化に加え、硝酸化物などの放電生成物が感光体ベルト１に吸着しやすくり、感光体ベルト１の帯電特性が変動する。
以上のようなことから、常温領域以外で使用する場合は、帯電チャージャ５の清掃後の放電後、感光体ベルト１及びオゾンファン２７の回転時間をさらに１２０秒まで延長することで異常画像に対し余裕度を向上させることができる。
絶対湿度と回転時間の関係は予め実験等（コンピュータシミュレーションを含む）により求められて関係データテーブルとして制御部のメモリに記憶されており、制御部は算出された絶対湿度に対応する最適な回転時間を上記関係データテーブルから選択して設定する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、帯電手段の清掃後の放電後、像担持体及びオゾン排気手段を通常動作の終了後より長く回転させることで、帯電手段の清掃後の放電時に発生するオゾンによる像担持体の劣化を抑制し、異常画像を防止することができる。
また、低温低湿時や高温高湿時のような像担持体のオゾンによる劣化が加速される条件の場合、環境条件に応じて像担持体及びオゾン排気手段を回転させる時間を長くすることにより、帯電手段の清掃後の放電時に発生するオゾンによる像担持体の劣化を抑制し、異常画像を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における画像形成装置としてのカラープリンタの概要正面図である。
【図２】帯電手段と清掃手段の関係を示す図で、（ａ）は概要側面図、（ｂ）は拡大概要断面図である。
【図３】オゾンの排気状態を示す概要側面図である。
【図４】定期間隔の帯電手段の清掃時における清掃後の放電時間制御を示すフローチャートである。
【図５】帯電手段の清掃後の放電後における像担持体とオゾン排気手段の回転時間制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１像担持体としての感光体ベルト
５帯電手段としての帯電チャージャ
２５オゾン排気手段
５４清掃手段

Claims

所定の方向に回転する像担持体と、該像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、該帯電手段から発生するオゾンを排気するオゾン排気手段と、上記帯電手段を清掃する清掃手段を有する画像形成装置において、
上記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、清掃後放電終了後の上記像担持体と上記オゾン排気手段の回転時間を、通常の画像形成動作終了後より長くすることを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
上記像担持体と上記オゾン排気手段の回転時間を、環境条件に応じて変えることを特徴とする画像形成装置。