JP2005134776A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体ドラム等の像担持体表面に絶縁破壊による欠陥が生じないようにして黒点等の画像不良を防止する。
【解決手段】 転写ローラ１５よりも感光体ドラム１１の回転方向下流側には研磨ローラ１８が配置され、感光体ドラムを摺擦している。研磨ローラよりも感光体ドラムの回転方向下流側にクリーニングブレード１６が配置され、感光体ドラム上に残留するトナーを除去する。感光体ドラムに形成された静電潜像をトナー像とする工程が行われていないときに、現像剤をリフレッシュするリフレッシュ工程が行われると、予め規定された時間トナーの帯電電荷と逆極性のバイアス電圧を研磨ローラに印加する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置（電子写真装置）に関する。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体上に画像データに応じた静電潜像を形成した後、現像装置によって静電潜像を現像して、トナー像とし、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写して画像形成を行っている。そして、転写後像担持体上に残留する残留トナーは、クリーニングブレード等のクリーニングユニットによって除去される。現像装置には、像担持体と対面する現像剤担持体（例えば、現像ローラ）が備えられ、現像位置において現像剤担持体上の現像剤によって像担持体上の静電潜像が現像される。

粒径の小さいトナーは粒径の大きいトナーに比べて、個々のトナー粒子が保持している電荷量が同じでも単位重量（単位体積）あたりの電荷量である帯電量が高くなるため、画像形成装置において繰り返し画像形成を行うと、粒径の小さなトナーが現像剤担持体であるトナー担持体表面に、高帯電量に起因する鏡映力によって付着し、この結果、他のトナー粒子とトナー担持体との摩擦帯電が阻害されてしまう。そして、トナー担持体上で均一な帯電が行われない状態でトナーが現像位置に搬送されて、現像が行われると、画像濃度低下又は画像カブリ等の画像欠陥が生じてしまう。特に、原稿印字率が低い場合には、トナー担持体から像担持体に飛翔するトナー量が少ない関係上、トナーがトナー担持体上に残り易く、このため、上述のような不具合が発生し易い。

上記の記載は一成分現像剤を用いる場合に関するものであるが、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いる場合においても、印字率が低くほとんど現像剤中のトナーを消費しない場合には、同じトナー粒子がキャリアとの間で何度も摩擦帯電される結果、トナーに保持される電荷量が大きくなり、特に、小粒径トナーの単位重量あたりの電荷量が大きくなるため、このような小粒径トナーがキャリアと強く電気的に引き合い、現像剤中に小粒径トナーが多くなる。このようになると、画像形成した際に画像濃度が低下してしまう。また、帯電量の高いトナー同士は反発し合うため、現像剤中のトナー密度は低いにもかかわらず空間がある状態になるため、透磁率センサを用いてトナー濃度検知を行う装置においては、トナー濃度が低いにもかかわらず、トナー濃度が充分と誤検知され、トナーが補給されず、トナー濃度不足のため所謂キャリア引きが発生し易くなる。

このような不具合を防止するため、例えば、ベタ黒等の原稿印字率が高い印刷パターンによって像担持体上に静電潜像を形成し、現像剤担持体から像担持体側に多量のトナーを飛翔させて、像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体に転写して、トナーを消費するようにしている。

さらには、非画像形成時（記録媒体への非転写時：例えば、記録媒体にトナー像を転写しない紙間時）にトナー担持体上のトナーを像担持体上に飛翔させてトナー担持体上のトナーを消費し、クリーニングユニットによって像担持体上のトナーを回収して、画像形成の際の画像濃度低下又は画像カブリを緩和低減することが行われている。

前述のように、原稿印字率の低い印刷パターンが長期にわたって連続すると、現像装置内では選択現像し易いトナーが多くなって、画像濃度低下が発生する。このような不具合を防止するため、例えば、所定印字枚数毎に前述のようにトナーを現像剤担持体から像担持体側へ飛翔させて、像担持体上のトナーが転写ローラ等の転写体と像担持体とのニップ部を通過する際に、トナーと同極性のバイアス電圧を転写体に印加する。

これによって、転写体側にトナーが付着することを防止して、上述のようにして、クリーニングユニットで像担持体上のトナーを回収するようにしている（以下リフレッシュ工程と呼ぶ）。このようにすれば、転写体がトナーで汚れることがなく、画像形成を行った際転写体によって記録媒体の裏面（印刷面と反対側の面）が汚れることがない。

ところで、像担持体に用いる感光体として、ＯＰＣ感光体及びアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体等があるが、画像形成装置における印刷の高速化及び高寿命化を図るためには、ａ−Ｓｉ感光体を用いる必要がある（例えば、ＯＰＣ感光体の寿命が印字枚数５００００枚程度であるのに対して、ａ−Ｓｉ感光体の寿命は印字枚数５０００００枚以上である）。ａ−Ｓｉ感光体における感光体層の磨耗速度はＯＰＣ感光体における感光体層の磨耗速度のおよそ１／１００以下であり、これによって、ａ−Ｓｉ感光体は長寿命化を達成することができる。

一方、ａ−Ｓｉ感光体では、感光体層を形成する際の成膜時間が長く、このため、生産性が低下し、ａ−Ｓｉ感光体はＯＰＣ感光体と比べて極めてコストが高くなってしまう。また、一般に、ａ−Ｓｉ感光体においては感光体層が３０〜６０μｍであるが、近年、コスト面を考慮して、感光体層厚が３０μｍ以下の薄膜ａ−Ｓｉ感光体も存在する。

ａ−Ｓｉ感光体を像担持体として用いた画像形成装置においては、酸化チタン等の研磨剤をトナーに含有させるとともに、クリーニングユニットと転写体との間に研磨ローラ等の研磨部材を配置して、像担持体表面を摺擦しつつ研磨して、像担持体上に存在する紙粉及び放電生成物等の不要物を除去するようにしている。なお、酸化チタンとしては現像剤の帯電量の安定化という観点から導電性酸化チタンが用いられている。

一方、研磨ローラにトナー帯電極性に対して同極性の直流電圧又は交流電圧を印加して、静電気的に像担持体に付着した異物を除去するとともに、トナーが研磨ローラに付着堆積してしまう現象を電気的に回避しつつ画像形成を行うようにしたものがある（特許文献１参照）。

特開２００１−１５４５３４公報（段落（００５８）〜段落（００８２）、第１図〜第５図）

ところで、画像形成を行う際には（つまり、転写時）、転写体にはトナーと逆極性にバイアス電圧が印加されて、電界によってトナーを転写体側に引いて記録媒体上にトナー像を転写するが、酸化チタンは低抵抗であるため、帯電量が小さく、このため、酸化チタンはトナーよりも転写体側に引かれづらく、像担持体側に多く残ることになる。つまり、像担持体と転写体とのニップ部を通過した後の残留トナーにおいては、像担持体と転写体とのニップ部を通過する前のトナーに比べて酸化チタンの含有率が高いことになる。

一方、非転写時に前述のリフレッシュ工程を行った際には、記録媒体にトナー像が転写されないから、像担持体と転写体とのニップ部を通過した後のトナーと像担持体と転写体とのニップ部を通過する前のトナーとではその酸化チタンの含有率はほとんど変わらない。

例えば、像担持体と転写体とのニップ部を通過する前のトナーにおいて、酸化チタン含有率が１．４％であるとすると、転写時（画像形成時）においては、像担持体と転写体とのニップ部を通過した後の残留トナーにおける酸化チタン含有率は５．０％と酸化チタンリッチになる。一方、非転写時（非画像形成時）においては、酸化チタン含有率は１．４％のままである。転写体通過後の潜像担持体上のトナーは研磨ローラで摺擦されるものの、静電気力によって潜像担持体上に存在し続け、結局、クリーニングブレードに到達すると、残留トナーに比べてその量が多いためトナー溜りとなって停滞してしまうことがある。

このようなトナー溜まりが生じると、酸化チタンの含有量が多い場合導電性である酸化チタンを通してトナーの電荷は放出され蓄積されにくいのであるが、リフレッシュ工程においては、像担持体上に形成されたトナー像が転写されずにそのままクリーニングユニットに達してしまうので、トナー溜まり中の酸化チタン含有量が転写後に像担持体上に残留したトナーより少ないため、トナーとブレードとの摩擦によってトナーの帯電量が増加し、像担持体としてのａ−Ｓｉ感光体の表面に設けられた表面保護層の絶縁破壊電位を越えて像担持体に絶縁破壊が発生することがある。そして、像担持体に絶縁破壊が発生するとその部分に電荷が保持できなくなるため、画像形成の際、絶縁破箇所に対応して黒点等の画像不良が発生してしまう。そして、ａ−Ｓｉ感光体はＯＰＣ感光体よりも絶縁破壊に弱く、しかも、ａ−Ｓｉ感光体の膜厚を薄くするとその表面保護層を約１μｍ程度と薄くする必要があるため、より絶縁破壊に弱くなってしまう。

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、像担持体表面に絶縁破壊による欠陥が生じないようにして黒点等の画像不良を防止することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明はかかる課題を解決するために、静電潜像が形成される像担持体と、現像位置に前記像担持体に対向して配置され現像剤を前記現像位置に搬送する現像剤担持体を有し前記静電潜像をトナー像とする現像器と、前記像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、該転写手段よりも前記像担持体の回転方向下流側に配置され前記像担持体を摺擦する研磨部材と、該研磨部材よりも前記像担持体の回転方向下流側に配置され前記像担持体に残留するトナーを除去するクリーニング部材とを有する画像形成装置において、前記像担持体に形成された前記静電潜像をトナー像とする工程が行われていないときに前記現像剤をリフレッシュするリフレッシュ工程が行われると、予め規定された時間前記トナーの帯電電荷と逆極性のバイアス電圧を前記研磨部材に印加するバイアス印加手段を有することを特徴とする。

本発明では、前記像担持体はその表面にアモルファスシリコン感光体層が形成されており、前記トナー帯電電位が正電位である際、前記バイアス電圧は−１００ボルト〜−２０００ボルトの範囲に設定される。

本発明では、前記研磨部材は前記像担持体と接触するローラ体であり、前記リフレッシュ工程で前記像担持体上に形成されたトナー像が研磨部材に到達する前に前記研磨部材への電圧印加が開始され、前記予め規定された時間は前記トナー像が研磨部材と像担持体のニップ部を通過する時間より長く設定される。

以上のように、本発明によれば、像担持体に形成された静電潜像をトナー像とする工程が行われていないときに、現像剤担持体上の現像剤をリフレッシュするリフレッシュ工程が行われると、予め規定された時間トナーの帯電電荷と逆極性のバイアス電圧を研磨部材に印加するようにしたので、研磨部材によって効率的にトナーが回収される結果、クリーニングブレード等のクリーニング部材に大量のトナーが到達して、トナーがクリーニング部材で滞留してトナーの摩擦帯電によって像担持体に絶縁破壊が発生するという事態を確実に防止できるという効果がある。

本発明では、研磨部材を像担持体と接触するローラ体として、リフレッシュ工程で像担持体上に形成されたトナー像が研磨部材に到達する前に、研磨部材への電圧印加を開始し、予め規定された時間をトナー像が研磨部材と像担持体のニップ部を通過する時間より長く設定したので、像担持体に付着したトナーを確実にローラ体で回収できるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明による画像形成装置を概略的に示す図であり、図示の画像形成装置は、像担持体であるａ−Ｓｉ感光体ドラム（例えば、直径φ３０ｍｍ、正帯電であり、線速９７ｍｍ／ｓで回転駆動される）１１を有しており、感光体ドラム１１の周囲には、帯電器（例えば、スコロトロン帯電器）１２、露光器１３、現像スリーブ（トナー担持体）１４ａを有する現像器１４、転写ローラ１５、クリーニング部材であるクリーニングブレード１６、及び除電器１７が配置され、転写ローラ１５とクリーニングブレード１６との間には研磨ローラ１８が配置されて、研磨ローラ１８は感光体ドラム１１の周面に当接している。

現像器１４内の現像剤はトナーのみからなる一成分現像剤であり、トナーの外添剤としての研磨剤には、例えば、酸化チタン用いられており、この酸化チタンは比抵抗率２５Ω・ｃｍ、１次粒径０．１μｍ〜０．２μｍ、疎水化度４５．０％〜４７．５％である。

感光体ドラム１１及び現像スリーブ１４ａはそれぞれ図中実線矢印で示す方向に回転しており、帯電器１２によって感光体ドラム１１の表面を均一に帯電させた後（例えば、約＋２４０［Ｖ］）、露光器１３によって画像データに応じて感光体ドラム表面を露光して感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する（なお、露光後の感光体ドラム１１の表面電位は、約＋１０［Ｖ］である）。

そして、感光体ドラム１１と現像スリーブ１４ａの間に直流成分に交番電界を重畳させた電界（例えば、Ｖｄｃ＝１６０［Ｖ］、Ｖｐｐ＝１．８［ｋＶ］、ｆ＝２．４［ｋＨｚ］）を作用させて、現像スリーブ１４ａ上のトナーを感光体ドラム１１側に飛翔させて、静電潜像を現像し、感光体ドラム１１上にトナー像を形成する。感光体ドラム１１上のトナー像は、転写ローラ１５によって記録媒体（図示せず）に転写され、記録媒体上のトナー像は記録媒体搬送方向下流側に配置された定着器（図示せず）によって定着される。この際、例えば、トナーとして正帯電磁性トナーが用いられる場合には、転写ローラ１５には、負極性の高圧バイアスを印加される。

前述のように、研磨ローラ１８によって感光体ドラム１１の表面は摺擦され、これによって感光体ドラム１１上の帯電生成物や紙粉等の不要物が除去される。残留トナーは感光体ドラム１１の回転方向下流側に搬送され、クリーニングブレード１６によって感光体ドラム１１上の残留トナーが除去される。その後、除電器１７によって感光体ドラム１１が除電される。

一方、感光体ドラム１１に画像形成していない時（静電潜像を現像していないとき）には、リフレッシュ工程が行われる場合がある。このリフレッシュ工程を行う際には、例えば、画像データを、本体内のＣＰＵ２１によってドット数として計測して画像印字密度の測定を行って、例えば、所定枚数（例えば、１枚〜５００枚）について平均印字密度が予め規定された率（例えば、３％）未満となると、画像形成を一旦中止して、感光体ドラム１１に規定された大きさのベタ黒等の画像に対応した静電潜像を形成して、現像スリーブ１４ａ上のトナーを感光体ドラム１１の静電潜像側に飛翔させて静電潜像を現像して消費させる。この際には、現像スリーブ１４ａに交番電圧の印加を行う。交番電圧として、ＤＣ電圧に矩形波、三角波、又は正弦波のＡＣ成分を重畳したものを用いる。感光体ドラム１１の回転に応じて感光体ドラム１１に付着したトナーは転写ローラ１５の位置に達するが、転写ローラ１５にはトナーが保持している電荷と同極性のバイアス電圧が印加されて、転写ローラ１５へのトナーの付着を防止する。

図１に示すように、研磨ローラ１８にはスイッチ部１９を介して直流電源２０が接続されており、スイッチ部１９はＣＰＵ２１によってオンオフ制御される。非画像形成時であると、ＣＰＵ２１は後述の予め規定された時間、スイッチ部１９をオンして、直流電源２０からバイアス電圧（研磨ローラバイアス電圧）を研磨ローラ１８に印加する。この研磨ローラバイアス電圧は、トナーが保持している電荷と逆極性の電圧である。これによって、研磨ローラ１８に感光体ドラム１１に付着したトナーが回収され、感光体ドラム１１に残ったトナーはクリーニングブレード１６によって除去されることになる。なお、図示はしないが、研磨ローラ１８で回収したトナー（つまり、研磨ローラ１８に付着したトナー）は図示しないクリーナー等で除去されることになる。

ここで、帯電器１２の構成について説明すると、図示の例では、帯電器１２としてスコロトロン帯電器が用いられており、図示はしないが、帯電器１２はシールドケース、コロナワイヤ、及びグリッドを有し、その帯電幅は、周方向に１２．０ｍｍ、感光体ドラム１１の軸方向に２４２ｍｍであり、ワイヤ−グリッド距離は５．８ｍｍと設定される。また、グリッド−感光体ドラム表面距離は０．４ｍｍ〜０．８ｍｍ（０．４ｍｍ未満であると、火花放電の可能性があり、０．８ｍｍを越えると帯電能が低すぎてしまう）とする。

図２も参照して、図２は感光体ドラム１１を部分的に示す断面図であり、感光体ドラム１１は、円筒状の導電性基体（例えば、Ａｌ）３１を有し、導電性基体３１の表面上に、順次キャリア阻止層（例えば、Ｐｔ）３２及び感光層（ａ−Ｓｉ系）３３が積層され、感光層３３上に表面保護層（ＳｉＣ）３４が形成されている。ここでは、キャリア阻止層３２、感光層３３、及び表面保護層３４が感光体層３５となり、感光体層３５は複数層から構成されている。

図示の例では、感光体層３５の膜厚は３０μｍ以下の薄膜の感光体層とするが、感光体層３５の膜厚が１０μｍ未満であると、帯電能が低くなってしまい、所定の表面電位を得ることが困難となってしまう。また、感光体層３５の成膜時間が層膜厚（特に、感光層３３に依存する）と比例関係にあるので、感光体層３５の膜厚が厚くなると、コスト高となってしまう。さらに、露光の際、導電性基体３１の表面でレーザ光が乱反射し、ハーフパターンにおいては干渉縞が発生するという不具合が生じる。

一方、感光体層３５の膜厚が３０μｍを越えると、熱キャリアの移動速度が速くなってしまい、暗減衰特性が低下してしまい、結果的に、感光体ドラム１１の表面方向へ静電潜像の流れが発生し易くなって、解像度が低下してしまうことになる（ａ−Ｓｉ感光体ドラムに限らず、ＯＰＣ感光体ドラムにおいても、感光体層の膜厚が薄いほど解像度が向上することが知られている）。また、感光体層３５の膜厚が厚いほど、成膜時間が長くなり、成膜時間が長くなると、異物等の付着確率が高くなって歩留まりが低下するから、感光体層３５の膜厚は薄いほどコストが安価となり、品質も安定することになる。

従って、感光体層３５の膜厚は、帯電能力、耐圧、暗減衰特性、製造コスト、及び品質面を考慮すると、１０μｍ〜３０μｍ以下の範囲とすることが望ましい。より好ましい感光体層の態様としては、表面保護層３４の厚さを２００００Å以下（好ましくは５０００〜１５０００Å）とするのが好ましい。その理由は、表面保護層３４の厚さが５０００Å未満になると、転写の際に、負電流の流れ込みに対して耐圧特性が低下し、その結果、例えば、印字枚数１５０００枚以下の早い段階で表面保護層３４が劣化してしまい、一方、表面保護層３４の厚さが２００００Åを越えると、極めて成膜時間が長くなってしまい、コスト的に不利となってしまう。このため、表面保護層３４は帯電能力、耐磨耗性、耐環境性、及び成膜時間を考慮すると、その膜厚を５０００Å〜１５０００Åの範囲とするのがより好ましい。

感光層３３の材料（感光層材料）は、ａ−Ｓｉ系であれば、特に制限されず、好ましい材料として、例えば、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮ等の無機材料が用いられる。これらの材料中、特に、ａ−ＳｉＣが高抵抗であり、より優れた帯電能力、耐磨耗性、及び耐環境性が得られ、感光層材料として好適である。

また、ａ−ＳｉＣにおいて、ＳｉとＣ（炭素）との比率が所定の比率のものを用いることが好ましい。このようなａ−ＳｉＣとして、例えば、ａ−Ｓｉ_１−ＸＣ_Ｘとした際、Ｘの値が０．３〜１未満が好ましく、さらに、好ましくは、Ｘの値が０．５〜０．９５以下とされる。このようなａ−ＳｉＣはその抵抗が１０^１２〜１０^１３Ωｃｍという高い抵抗を有しており、このため、感光体ドラム１１の表面方向における静電潜像電荷の流れが少なく、静電潜像の維持能力及び耐湿性にも優れている。

感光体ドラム１１の表面電位（帯電電位）は、例えば、＋２００Ｖ〜＋５００Ｖの範囲とすることが好ましい。感光体ドラム１１の表面電位が＋２００Ｖ未満となると、現像電界が不十分となって、所定の画像濃度の確保が困難となる。一方、感光体ドラム１１の表面電位が＋５００Ｖを越えると、感光体層３５の膜厚に関連して帯電能力が不足し、絶縁破壊によって黒点等の画像不良が発生し易くなる。さらには、オゾン発生量が増加してしまうことがある。そして、感光体層３５の膜厚を薄くした際には、膜厚に応じて感光体層３５の帯電能力が低下する傾向にあり、このため、現像性能と感光体層３５の帯電能力とのバランスを考慮すると、感光体ドラム１１の表面電位は＋２００Ｖ〜＋５００Ｖの範囲、さらに好ましくは、表面電位の設定を＋２００Ｖ〜＋３００Ｖに設定することが好ましい。

次に、転写ローラ１５について説明すると、転写ローラ１５は感光体ドラム１１の表面に接触して、感光体ドラム１１の線速に対して３％〜５％の線速差をつけて回転させることが好ましい。この線速差が３％未満であると、転写性が低下し、所謂中抜け等の画像不良が発生する。一方、線速差が５％を越えると、転写ローラ１５〜感光体ドラム１１間のスリップが大きくなって、所謂ジッタが増加してしまう。転写ローラ１５の材料としては、発泡ＥＰＤＭを用いることが好ましい。発泡体ＥＰＤＭを用いると、紙詰まり（ジャム）などの際、トナーが発泡の気泡の中に入り、ジャム処理の後の画像形成再開後の最初の記録媒体の裏面汚れを防止することができる。

また、発泡ＥＰＤＭのような発泡系を用いると、転写ローラ１５をクリーニングする必要がなく、コストダウンを図ることができる。なお、転写ローラ１５のゴム硬度は３５°±５°（アスカＣ）が好ましい。ゴム硬度が３０°未満であると、転写不良が発生し、ゴム硬度が４０°を越えると、転写ローラ１５と感光体ドラム１１とのニップが小さくなって、記録媒体搬送力が小さくなってしまう。

さらに、研磨ローラ１８について説明すると、研磨ローラ１８は感光体ドラム１１の表面に接触して、感光体ドラム１１の線速に対して１０％〜２０％の線速差をつけて回転させることが好ましい。この線速差が１０％未満であると、感光体ドラム１１の表面の研磨力不足となって、画像流れ及びトナー付着等の不具合が発生してしまう。一方、線速差が２０％を越えると、感光体ドラム１１と研磨ローラ１８の駆動系を同一とした際に、不可避的にジッタが発生してしまう。

研磨ローラ１８はローラシャフトとゴム部を有しており、ゴム部の材料としては、発泡ＥＰＤＭを用い、その電気抵抗値を１０^４Ω〜１０^１０Ωとすることが好ましい。電気抵抗値が１０^４Ω未満であると、トナーが研磨ローラに付着し易くなってしまい、この結果、発泡が目詰まりを起こすことがある。一方、電気抵抗値が１０^１０Ωを越えると、研磨ローラ１８のローラシャフトに電圧を印加した際、ゴム部（発泡ＥＰＤＭ）で電圧降下が発生して、感光体ドラム１１上のトナーを十分に回収することができなくなってしまう。

前述したように、リフレッシュ工程において、感光体ドラム１１に付着したトナーが研磨ローラ１８に達すると、研磨ローラ１８のローラシャフトにはトナー帯電と逆極性の研磨ローラバイアス電圧が印加される。図３を参照すると、図３は発明者らが研磨ローラバイアス電圧及び研磨ローラバイアス電圧印加時間を種々変更して、前述のリフレッシュ工程を行った後、画像形成を行った際の黒点数を測定したものであり、感光体ドラム１１の線速を９７ｍｍ／ｓｅｃとし、印字率０％の耐刷をＡ４で１００００ページ行った。

この際、絶縁破壊による黒点又は画像カブリであるかの判定は目視によって行い、φ０．２ｍｍ以上のものを絶縁破壊黒点とし、φ０．２ｍｍ未満のものをカブリと判定した。また、黒点数をカウントする領域は５ｍｍ×２１０ｍｍの領域をＡ４の横方向に任意に選択し、感光体ドラム１１に付着したトナーの帯長さ（感光体ドラム１１の回転方向長さ）をＡｍｍ、研磨ローラ１８の径をφＢｍｍとすると、Ｂ＝１２．０ｍｍとし、Ａ＝１２０．０ｍｍであった。

図３に示すように、研磨ローラバイアス電圧が−２０００Ｖ、−１０００Ｖ、−５００Ｖ、及び−３００Ｖである例Ａ〜例Ｄでは、研磨ローラバイアス電圧印加時間が２秒であり、黒点数はゼロであった（つまり、感光体ドラム１１に絶縁破壊は発生していない）。一方、例Ｅにおいて、研磨ローラバイアス電圧印加時間を−５０Ｖとし、研磨ローラバイアス電圧印加時間を２秒とすると、黒点数が１４２５個確認でき、感光体ドラム１１に絶縁破壊が発生していることが分かった。また、例Ｆ及び例Ｇではそれぞれ研磨ローラバイアス電圧を−２０００Ｖ及び−５００Ｖとして、研磨ローラバイアス電圧印加時間を１秒としたところ、例Ｆにおいては、黒点が２２５個確認でき、例Ｇにおいては、黒点が３２７個確認でき、例Ｆ及び例Ｇともに、感光体ドラム１１に絶縁破壊が発生していることが分かった。

なお、研磨ローラへの研磨ローラバイアス電圧の印加時間は、研磨ローラ１８と感光体ドラム１１との対向部をリフレッシュ工程で生成されたトナーの帯が通過する時間以上であれば良く、また研磨ローラバイアス電圧の印加は研磨ローラ１８と感光体ドラム１１との対向部をリフレッシュ工程で生成されたトナーの帯が通過する前に開始することが望ましい。つまり、リフレッシュ工程において、感光体ドラム１１に形成されたトナー像が研磨ローラ１８に到達する前に、研磨ローラ１８に電圧印加（研磨ローラバイアス電圧の印加）が行われ、この研磨ローラバイアス電圧はトナー像が研磨ローラ１８と感光体ドラム１１とのニップ部を通過する時間より長く印加される。

また、研磨ローラバイアス電圧を−２０００Ｖとして、画像形成時であるか非画像形成時であるかに拘わらず、常時研磨ローラバイアス電圧を印加したところ、黒点が多数発生することが分かった。さらに、発明者らの実験によれば、研磨ローラバイアス電圧を−２０００Ｖよりも下げて常時研磨ローラバイアス電圧を印加して、黒点が発生することが確認できた。つまり、常時研磨ローラバイアス電圧を印加すると、感光体ドラム１１に常時マイナス電流が流れ込むことになって、これによって、表面保護層（ＳｉＣ層）３４が劣化して、黒点が発生することが確認できた。

そして、発明者らの実験によれば、研磨ローラバイアス電圧は、−１００Ｖ〜−２０００Ｖの電圧に設定することが望ましく、研磨ローラバイアス電圧が−１００Ｖ未満であると感光体ドラム１１上のトナーを十分に回収することができず、研磨ローラバイアス電圧が−２０００Ｖを越えると、感光体ドラム１１に大量のマイナス電流が流れ込んで、表面保護層（ＳｉＣ層）３４が劣化してしまうことが分かった。

なお、本発明は実施例１で説明したトナーのみからなる一成分現像剤を用いた画像形成装置のみならず、トナーとキャリアからなるニ成分現像剤を用いる画像形成装置にも適用可能である。

感光体ドラムに形成された静電潜像をトナー像とする工程が行われていないときに、現像剤をリフレッシュするリフレッシュ工程が行われると、予め規定された時間トナーの帯電電荷と逆極性のバイアス電圧を研磨ローラに印加するようにしたので、感光体ドラムの絶縁破壊を確実に防止でき、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置に適用できる。

本発明による画像形成装置の実施例１を概略的に示す図である。 図１に示す感光体ドラムの構成の一例を部分的に示す断面図である。 研磨ローラバイアス電圧及び研磨ローラバイアス電圧印加時間と黒点数との関係を説明するための図である。

符号の説明

１１ 感光体ドラム（像担持体）
１２ 帯電器
１３ 露光器
１４ａ 現像スリーブ（トナー担持体）
１４ 現像器
１５ 転写ローラ
１６ クリーニングブレード
１７ 除電器
１８ 研磨ローラ
１９ スイッチ部
２０ 直流電源
２１ ＣＰＵ
３１ 導電性基体
３２ キャリア阻止層
３３ 感光層
３４ 表面保護層
３５ 感光体層

Claims (4)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、現像位置に前記像担持体に対向して配置され現像剤を前記現像位置に搬送する現像剤担持体を有し前記静電潜像をトナー像とする現像器と、前記像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、該転写手段よりも前記像担持体の回転方向下流側に配置され前記像担持体を摺擦する研磨部材と、該研磨部材よりも前記像担持体の回転方向下流側に配置され前記像担持体に残留するトナーを除去するクリーニング部材とを有する画像形成装置において、
   前記像担持体に形成された前記静電潜像をトナー像とする工程が行われていないときに前記現像剤をリフレッシュするリフレッシュ工程が行われると、予め規定された時間前記トナーの帯電電荷と逆極性のバイアス電圧を前記研磨部材に印加するバイアス印加手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体は、その表面にアモルファスシリコン感光体層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナー帯電電位は正電位であり、
   前記バイアス電圧は−１００ボルト〜−２０００ボルトの範囲で設定されるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記研磨部材は前記像担持体と接触するローラ体であり、
   前記リフレッシュ工程で前記像担持体上に形成されたトナー像が研磨部材に到達する前に前記研磨部材への電圧印加が開始され、前記予め規定された時間は前記トナー像が研磨部材と像担持体のニップ部を通過する時間より長く設定されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の画像形成装置。

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