JP2006126268A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダストや紙粉に含まれる、粒径が大きくて、形状が鋭利な粒子がプリンター内部を汚染する環境下においても、感光体ドラムに対するクリーニング性を維持することができる画像形成装置を提供することである。
【解決手段】 感光ドラムと、転写手段と、感光ドラム上の不要なトナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成部、及び転写材を感光ドラムに当接させて搬送する静電搬送ベルトを備え、感光ドラム上のトナー像を、静電搬送ベルトが担持搬送する転写材上に転写して画像を形成し、また転写手段を用いて、静電搬送ベルト上に残留した不要なトナーを感光ドラム上に逆転写させ静電搬送ベルト上をクリーニングする静電搬送ベルトクリーニング手段を備え、感光ドラム表面粗度検出手段を有した、画像形成装置において、感光ドラム表面の粗度に応じて、感光ドラム表面を研磨する感光ドラム研磨手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子写真方式によって画像形成を行う電子写真画像形成装置、及び電子写真画像形成装置に対して着脱可能とされるプロセスカートリッジに関するものである。

近年、電子写真装置等の画像形成装置は、高速化、高機能化、カラー化が進められてきており、各種方式のプリンター・複写機が上市されている。

これらの中でも、複数の異なる色の画像形成手段を直列に配置し、順次トナー像を多重転写するインライン方式の画像形成装置は、高速でのカラー画像の形成が可能な事から、今後のカラープリンタの主力になると考えられている。これらインライン方式の画像形成装置には、図４のように転写材を転写搬送ベルト１０３で担持搬送しながら、感光体ドラム１０1上の各色トナー像を転写材１０５に順次多重転写することによりカラー画像を得る方式がある。

このような転写搬送ベルト１０３を有する画像形成装置では、ベルト表面に不用のトナーが残留、付着した場合、転写材１０５の裏汚れや画像汚れの原因となる。具体的には、紙詰まりや、非画像部へのかぶりトナーの付着する場合、或いは、色ズレ制御、トナー像の濃度制御のために、感光体ドラム１０１から転写搬送ベルト１０３に色ずれ検出用トナー像や濃度検出用トナー像を転写してこれを検知するようなシーケンスにおいては、転写搬送ベルト１０３にトナーが付着する場合がある。

転写搬送ベルト１０３上に付着している不要トナーは、正負の両極性のトナーが存在するので、本従来例では、転写ローラ１０２に印加する電圧の極性を適宜切換えて感光ドラム１０１に逆転写させクリーニングを行う。クリーニング時、マゼンタとブラック転写ローラ１０２には正極性の電圧、シアンとイエローの転写ローラ１０２には負極性の電圧が印加され、マゼンタとブラックの感光体ドラム１０１には主に正極性に帯電されているトナーが逆転写され、シアンとイエローの感光体ドラム１０１には主に負極性に帯電されているトナーが逆転写される。

このように、転写搬送ベルト１０３が１周する間に転写搬送ベルト１０３上の正負両極性の不要トナーを効率良く短時間に感光体ドラム１０１を介してクリーニング装置１０４の廃トナー容器にそれぞれ回収することができる。

更に、転写搬送ベルト１０３と感光体ドラム１０１との周速差を１６０％にすることで、より短時間に転写搬送ベルト上の不要トナーをクリーニングすることができている。例えば、特許文献１参照。
特開2001-147632号公報

しかしながら、プリンターの使用環境にダストが多い場合、あるいは紙粉が多い転写材を多数回プリントアウトする場合、ダストや紙粉に含まれる、粒径が大きくて、形状が鋭利な粒子がプリンター内部を汚染する。こういった状況下で、転写ベルトクリーニングを行うと、転写材担持体４と感光体ドラム1間の周速差によって、感光体ドラム1に傷が発生する。この感光体ドラム１の傷の度合いが酷くなると、クリーニング不良が発生してしまう。

本発明の目的は、ダストや紙粉に含まれる、粒径が大きくて、形状が鋭利な粒子がプリンター内部を汚染する環境下においても、感光体ドラムに対するクリーニング性を維持することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。

本発明の実施様態は、像担持体と、転写バイアスを該像担持体と転写材との間に印加するための転写手段と、前記像担持体上の不要な現像剤を除去する像担持体クリーニング手段と、を有する画像形成部、及び転写材を前記像担持体に当接させて搬送する転写材担持体を備え、前記像担持体上の現像剤によって可視化した像を、前記転写材担持体が担持搬送する転写材上に転写して画像を形成し、また前記転写手段を用いて、前記転写材担持体上に残留した不要な現像剤を前記像担持体上に逆転写させ前記転写材担持体上をクリーニングする転写材担持体クリーニング手段を備え、前記像担持体上の像担持体表面粗度検出手段を有した、画像形成装置において、前記像担持体粗度検出手段の検出した前記像担持体表面の粗度に応じて、前記像担持体表面を研磨する像担持体研磨手段を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

上記本発明の一実施様態によると、前記像担持体研磨手段は、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と前記像担持体クリーニング手段の組み合わせであり、該帯電手段には画像形成時の帯電電流に比べ、非画像形成時により多くの帯電電流を印加することであり、更に詳しくは、該帯電手段には画像形成時は直流電流のみ印加し、非画像形成時に交流電流を印加することである。

上記本発明の別の実施様態によると、前記像担持体研磨手段は、非画像形成時に像担持体と接触し、更に詳しくは、前記像担持体研磨手段は、前記像担持体上の静電潜像に現像剤を供給して可視化する現像剤担持体であり、該現像剤担持体は画像形成時の対像担持体周速差よりも非画像形成時の対像担持体周速差が大きくなることがよい。

以上説明したように、本発明によれば、ダストや紙粉に含まれる、粒径が大きくて、形状が鋭利な粒子がプリンター内部を汚染する環境下において、静電搬送クリーニングモードを行っても、感光ドラム表面を適切な表面粗さに保ち、感光ドラム表面のクリーニング性を維持することができる。

（実施例１）
まず、図１を参照して、本実施例のタンデム方式カラー画像形成装置について説明する。

画像形成装置中央部に直径３０ｍｍの像担持体である感光ドラム１を４つ、転写材搬送手段である静電転写ベルト４の転写材搬送方向に沿って、等間隔で配置している。これら４つの感光ドラム１は、すべて同方向に外周面が９４ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転している。そして、それぞれの感光ドラム１に対応させて、帯電ローラ５、露光装置７、現像装置８、クリーニングブレード１１、およびドラム表面粗度検知センサ２７を配置する。現像装置８内には、静電転写ベルト４の転写材搬送方向上流側からシアントナー、イエロートナー、マゼンタトナー、ブラックトナーがそれぞれ充填されている。以下、本実施例の画像形成工程について説明する。

感光ドラム１はアルミシリンダ上に感光層を塗布した構造をなしている。感光層は通常絶縁体であり、特定の波長の光を照射することにより導電体となるという特徴を有する光導電体であれば特に物質を規定するものではない。主に、ＯＰＣ（有機光半導体）、Ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ＣｄＳ（硫化カドミウム）、Ｓｅ（セレン）などがよく用いられる。

アルミシリンダ外周上に電荷発生層、その外周上に誘電層である電荷輸送層を塗布した構成となっており、光照射により電荷発生層内に正孔−電子対が生成し、それらが電荷の流れの担い手となる。電荷発生層は膜厚０．２μｍ程度のフタロシニアン化合物で、電荷輸送層は膜厚２０μｍ程度のヒドラゾン化合物を分散したポリカーボネートで構成されている。

本実施例では、感光ドラム１表面を均一に帯電する帯電部材として、直径１３ｍｍの帯電ローラ５を用いる。帯電ローラ５は例えば金属の芯金を厚さ２．５ｍｍ程度のＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲなどからなる導電弾性ゴムで覆い、その上に厚さ２００〜６００μｍ、体積抵抗率１０6Ω・ｃｍ程度の中抵抗層を設け、さらにその上に１０μｍ程度の保護層を設けて構成する。

帯電ローラ５はその両端芯金部をバネ加圧し、表層を感光ドラム１に当接させ、感光ドラム１に対して従動回転させる。帯電ローラ５の芯金部に放電開始電圧（約５５０Ｖ）以上のバイアスを印加すると、帯電ローラ５と感光ドラム１のニップ近傍で放電が発生する。それにより、感光ドラム１の電荷輸送層表面には電荷が蓄積される。このとき、感光ドラム１の表面電位は、およそ印加バイアスから放電開始電圧を差し引いた値になる。本実施例では、印加バイアスを−１１００Ｖとし、感光ドラム１の表面を−５５０Ｖにチャージアップすることにした。この帯電工程の感光ドラム１の表面電位をＶｄ電位と呼ぶ。

帯電ローラ５の放電によりＶｄ電位に保たれた感光ドラム１表面に、露光装置７を用い、図示しないコントローラからの信号に基づいて、光源をＯＮ／ＯＦＦ制御しながら、走査露光することにより、静電潜像を形成する。すなわち、感光ドラム１上の光照射位置では、電荷発生層に正孔−電子対が形成され、正孔が電荷輸送層を通って感光ドラム１表面に蓄積されている電子と再結合することにより、その部位のチャージがダウンする。すなわち、感光ドラム１の表面電位の絶対値が下がる。本実施例では、光源として半導体レーザを用いた。光照射位置の感光ドラム１上の電位を以後ＶＬ電位と呼ぶ。ＶＬ電位は光照射における電荷発生量に依存する。すなわち、電荷発生層の膜厚、レーザ露光量などに依存することになる。本実施例においては、ＶＬ電位が−１００Ｖとなるようにこれらの値を制御した。

その後、感光ドラム１と対向する位置に配置した現像装置８により、感光ドラム１上の静電潜像を可視化する処理を行う。それは、以下のようにして行っている。現像装置８内にはトナーが蓄えられている。本実施例では、トナーは非磁性一成分を用いる。これらのトナーは、図示しない撹拌部材などにより、感光ドラム１に対し当接配置され、感光ドラム１回転方向に対して、順方向に１５０％程度の周速差でもって回転している現像ローラ３に供給される。

現像ローラ３は例えば金属の芯金を導電性弾性ゴムで覆い、その上に誘電層をコートしたものなどが用いられる。現像ローラ３上の感光ドラム１当接部の上流側にトナー規制ブレード２３を線圧４０ｇ／ｃｍ（＝１．９６Ｎ／ｍ）程度の力でカウンタ方向に当接させ、現像ローラ３上にトナーを薄層コートする。

また、トナー規制ブレード２３には、トナーが通過する際に、トナーを負に一定量帯電させる役割もある。トナー規制ブレード２３としては、例えば、リン青銅やＳＵＳなどの弾性を有する金属の板バネ、あるいは金属板バネにより支持されたウレタンゴム、シリコンゴム、さらには、ゴム表面をナイロンコートしたものなどが用いられる。そうして、現像ローラ３の芯金部に、ＶｄとＶＬの間の適当なバイアス（以下、「現像バイアス」という）を印加する。これにより、感光ドラム１と現像ローラ３の間に形成される電界の作用により、感光ドラム１上のＶＬ部分に対応する現像ローラ３上のトナーだけが、感光ドラム１上に転移し、トナー像が形成され、現像工程が完了する。そして、非画像形成時には、不図示の機構によって、現像容器が感光ドラムに対して揺動し、感光ドラムと現像ローラは離間（現像ローラ離間状態）して現像ローラの回転が止まる。これにより、トナー劣化が遅延され、感光ドラムの電荷輸送層を無駄に削らないようにしている。

続いて、感光ドラム１上に形成されたトナー像の転写材への転写方法について述べる。静電搬送ベルト４を４つの感光ドラム１すべてに対し当接するように配置する。静電搬送ベルト４は駆動ローラ１４およびテンションローラ１３の２本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより静電搬送ベルト４は感光ドラム１に対して順方向に略同速度で移動する。

静電搬送ベルト４としては、一例として、厚さ５０〜３００μｍ、体積抵抗率１０⁹〜１０¹⁶Ω・ｃｍ程度のＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネートなどの樹脂材料や厚さ０．５〜２ｍｍ、体積抵抗率１０⁹〜１０¹⁶Ω・ｃｍ程度のＣＲ（クロロプレーンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエン）、ウレタンゴムなどのゴム材料が用いられる。また、場合によっては、これらの材料にカーボン、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂などの導電性充填剤を分散させて、体積抵抗率を１０⁷〜１０¹¹Ω・ｃｍ程度に調節することもある。

また、静電搬送ベルト４の裏面の感光ドラム１との対向部にそれぞれ転写部材１２を当接配置する。転写部材１２としては、ローラ、ブレード、ブラシ、コロナなどの多様な部材を用いることができる。本実施例では、外径１４ｍｍの転写ローラ１２を用いた。転写ローラ１２としては例えば金属の芯金を、体積抵抗率を１０⁵〜１０⁸Ω・ｃｍに調整したＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲなどの弾性体で覆った構成を用いることができる。転写ローラ１２は、感光ドラム１に対して、４〜５０ｇ／ｃｍ（＝０．３９〜４．９Ｎ／ｍ）程度の線圧で当接させ、静電搬送ベルト４の移動方向に対して、順方向に略同速度で回転させる。トナー像の転写材への転写に際しては、それぞれの転写部材１２に独立で適当な正のＤＣバイアスを印加するようにする。カセット２０やマルチフィーダー（不図示）から給紙された転写材は、レジストローラ２１で、レーザ露光による静電潜像の作像と同期をとるように搬送を制御されながら、静電搬送ベルト４に当接配置した直径１４ｍｍの吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４のニップ部を通過する。このとき、駆動ローラ１４は接地させる。

吸着ローラ１９としては帯電ローラ５と似た構成とすることができる。すなわち、金属の芯金を厚さ３ｍｍ程度のＥＰＤＭ、ウレタンゴム、ＣＲ、ＮＢＲなどからなる導電弾性ゴムで覆い、その上に厚さ２００〜６００μｍ、体積抵抗率１０⁶Ω・ｃｍ程度の中抵抗層を設け、さらにその上に１０μｍ程度の保護層を設けて構成する。保護層はその役割の一つとして、表面にトナーなどが付着するのを防止することがある。そのため、フッ素系樹脂などを用いて構成することがよくある。

吸着ローラ１９はその両端芯金部を４〜５０ｇ／ｃｍ（＝０．３９〜４．９Ｎ／ｍ）程度の線圧でバネ加圧することにより、静電搬送ベルト４を介して、駆動ローラ１４に当接させ、静電搬送ベルト４の移動に対して従動回転させる。この状態で、静電搬送ベルト４と吸着ローラ１９のニップ部を転写材が通過する際に、吸着ローラ１９の芯金部に放電開始電圧（その状況により５００Ｖ〜１．０ｋＶ）以上のバイアスを印加すると、吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４のニップ部近傍で放電が発生し、転写材表面が帯電される。それと同時に、静電搬送ベルト４の表面には、いわゆる転写材表面と反対の極性を有する鏡映電荷が発生し、それらの静電気的相互作用により、転写材は静電搬送ベルト４に対して静電吸着し、静電搬送ベルト４により安定して転写ニップへ搬送できるようになる。その後、転写部材１２に印加した正のＤＣバイアスの作用で、転写電界が発生し各色のトナー像が順に転写材に転写される。４色の転写がすべて完了した後、転写材はテンションローラ１３の近傍で曲率分離される。

上述のように、現在の技術では、感光ドラム１から、転写材にトナーを１００％移し替えることはできない。感光ドラム１上に残ったトナーは、このまま放置すると、次回転目に転写材に転写され、画像の乱れが発生する。それを防止するため、本実施例では、感光ドラム１の回転方向に対して、カウンタの向きで、クリーニングブレード１１を当接し、転写残トナーを感光ドラム１から機械的に除去する。クリーニングブレード１１により除去されたトナーは廃トナー回収部１０に回収される。クリーニングブレードとしては、金属などの剛性材料で形成した支持部材にウレタンゴム、シリコンゴムなどの弾性材を成型固着したものである。

本実施例では、感光ドラムがクリーニングブレードを通過すると、感光ドラム表面粗度センサにより、ドラム表面の荒れ具合を測定する。そして、後に詳細に説明するドラム表面の荒れ具合に応じてドラム表面をならす工程を行う。

さらに、転写材は定着手段９へ搬送され、トナー像が定着ローラ９ａおよび加圧ローラ９ｂにより加熱および加圧されて、転写材に永久固定される。

なお、現像装置８は、それぞれ一体成形型カートリッジつまり現像カートリッジであり、交換可能な消耗部品とする。

場合によっては、現像装置８、電子写真感光体である感光ドラム１、帯電ローラ５、廃トナー回収部１０、およびクリーニングブレード１１を一体的にプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱自在の構成してもよい。

本実施例では、さらに、テンションローラ１３近傍で、かつ静電搬送ベルト４に対向するように濃度検知センサ２を配置する。

一般に電子写真方式のカラー画像形成装置は、使用する環境の変化、プリント枚数などの諸条件によって画像濃度が変動すると、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。そこで、本実施例では、各色のトナーで静電搬送ベルト４上に濃度検知用トナー像（パッチ）を試験的にそれぞれ形成し、それらの濃度を濃度検知センサ２で検知し、その検知結果を現像バイアスにフィードバックする画像濃度制御を行う。すなわち、パッチを濃度検知センサ２で検知し、その検知結果を現像バイアスにフィードバックする画像濃度制御を行う。

濃度検知センサ２は、ＬＥＤなどの発光素子、フォトダイオードなどの受光素子からなっており、発光素子からの赤外光を静電搬送ベルト４上のパッチに照射させ、そこからの反射光を受光素子で測定することによりパッチの濃度を測定する。実際のパッチの濃度検知方式について説明する。

現像バイアスを一定間隔で変化させながら、上記の複数個のパッチパターンを形成し、濃度検知センサ２により、それらの濃度を検出する。その検出値を基に、パッチパターンが予め定めておいた濃度となるような現像バイアス値を算出する。このようにして求まった現像バイアス値を画像形成時に用いる。これらを各色について行う。これを現像バイアス制御という。

さらに、現像バイアス値を算出された値に固定して、今度は、特定のディザ処理を施したハーフトーンパターンの階調（露光量）を一定間隔で変化させながら、複数個のパッチパターンを作成し、濃度検知センサ２により、それらの濃度を検出することを行ってもよい。これらの検出値をもとに、滑らかな階調性が得られるようにディザ処理を行う場合の露光量に補正を加えるという制御を施すこともある。これをハーフトーン制御という。

画像濃度制御を行うタイミングは、電源ＯＮ時、カートリッジなどの消耗品交換時、さらに前回の画像濃度制御実行後、所定枚数画像形成終了後などに行うのがよい。

さらに、本体内の静電搬送ベルト４対向部にレジスト検知センサを配置する。本実施例におけるタンデム方式のカラー画像形成装置は、転写材上に４色のトナーを色ごとに個別に転写し、定着時に混色させることにより、カラー画像を再現している。すなわち、転写材上に転写する際、正確な色重ねが損なわれると、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。

そこで、本実施例では、各色のトナーで静電搬送ベルト４上にレジスト検知用トナー像（ライン）を試験的にそれぞれ作成し、それらの転写位置をレジスト検知センサで検知し、その検知結果を、露光装置７による走査露光を用いた静電潜像形成開始タイミングにフィードバックするレジスト制御を行う。レジスト検知センサとしては、濃度検知センサ２と同様の光学式濃度検知センサ２を用いることが可能である。

なお、レジスト制御を行うタイミングは、電源ＯＮ時、カートリッジや静電搬送ベルト４などの消耗品交換時、さらに前回のレジスト制御実行後、所定枚数画像形成終了後などに行うのがよい。本実施例では、画像濃度制御とレジスト制御は常に同じタイミングで行うようにしている。続いて、静電搬送ベルト４上に付着したトナーの除去方法について説明する。

上述の画像濃度制御とレジスト制御が実行された後など静電搬送ベルト４上にトナーを意図的に転写させた後には、以下に示す静電搬送ベルトクリーニングモードを実行する。

まず、第１の転写部位ｔ１、すなわちマゼンタトナー像の転写部位において、転写実行時の電界とは逆極性の電界が発生するように、転写バイアス、感光ドラム１表面電位を調節する。以後、これを転写逆電界と呼ぶ。例えば、感光ドラム１表面をＶｄ電位とし、転写バイアスとして、絶対値がＶｄより大きな負極性のバイアスを印加する。なお、以後、負極性の転写バイアスを転写逆バイアスという。

画像濃度制御やレジスト制御時に、静電搬送ベルト上に転移されたトナーは、トナー規制ブレード２３により負極性に帯電されたトナーであるため、第１の転写部位に転写逆電界が形成されることにより、そのほとんどのトナーは感光ドラム１に再転移し、クリーニングブレード１１により、廃トナー回収部１０に回収される。

本実施例における構成では、感光ドラム１表面をＶｄ電位（−５５０Ｖ）としたときに、本実施例における構成では、転写逆バイアスとして、−１．５ｋＶ程度印加した状態が最も再転移性能が高いことが分かった。

さらに、第２の転写部位ｔ２、すなわちシアントナー像の転写部位において、転写実行時の電界と同極性の電界が発生するように、転写バイアス、感光ドラム１表面電位を調節する。以後、これを転写正電界という。これを実現するには、感光ドラム１表面をＶｄ電位とし、転写バイアスとして、絶対値が正極性のバイアスを印加するという方式が一般的である。ただし、転写正電界が形成されるものであれば、この方法に固執する必要はない。

本実施例では、感光ドラム１表面をＶｄ電位（−５５０Ｖ）とし、第２の転写バイアスとして、＋１．０ｋＶ印加した。

さらに、第３の転写部位ｔ３、すなわち、イエロートナー像の転写部位において、第１の転写部位ｔ１と同様の転写逆電界を形成した。その目的および効果は第１の転写部位によるものと同じである。

さらに、第４の転写部位ｔ４、すなわちブラックトナー像の転写部位において、第２の転写部位ｔ２と同様の転写正電界を形成した。第４の転写部位ｔ４では、正極性に帯電したトナーを完全に感光ドラム１に転移させることにより、静電搬送ベルト４上のすべてのトナーの除去を終了させる。

すなわち、本実施例では、静電搬送ベルトクリーニングモード実行時に、下記の表１に示したようなバイアス制御を行った。

そして、静電搬送ベルトクリーニングモード実行時に、上述の静電回収方法に、下記の機械的回収方法を加える。機械的回収方法とは、画像形成時とは異なり、感光ドラム１の回転速度に対し、静電搬送ベルト４の移動速度に正負いずれかの大幅な周速差を設けることにより、機械的にトナーを感光ドラム１に回収させる方式のことである。本実施例では、静電搬送ベルトを感光ドラムに対して周速差１６４％で回転させている。

静電搬送ベルトクリーニングモードは画像濃度制御とレジスト制御が実行された後など静電搬送ベルト４上にトナーを意図的に転写させた後のみでなく、画像形成時における転写材の給送ジャムなどにより、不可避的に静電搬送ベルト４上にトナーが転写された後の本体リカバリー動作中に実行するのも効果的である。

続いて、本実施例における吸着ローラ１９に印加するバイアス制御について説明する。

先に述べたように、静電搬送ベルト４と吸着ローラ１９のニップ部を転写材が通過する際には、吸着ローラ１９の芯金部に放電開始電圧（その状況により５００Ｖ〜１．０ｋＶ）以上のバイアスを印加し、吸着ローラ１９と静電搬送ベルト４のニップ近傍で放電を引き起こすことにより、転写材表面が帯電され、静電搬送ベルト４表面の鏡映電荷との静電気的相互作用により、転写材を静電搬送ベルト４に対して静電吸着させる。たとえ、転写材が静電搬送ベルト４上を搬送されたとしても静電吸着力が弱いと、感光ドラム１と転写ローラ１２とのニップ突入のショックなどの外的な衝撃により、静電搬送ベルト４上で転写材がずれてしまうことが起こることがある。これは、色重ねが正確になされなくなるということにつながるため、正確な画像再現性が阻害されることになる。これでは、上述のレジスト制御の効果が発揮されなくなるので、転写材は、十分な静電吸着力で静電搬送ベルト４上に保持されている必要がある。

しかしながら、本発明の従来例にもあげたが、プリンターの使用環境にダストが多い場合、あるいは紙粉が多い転写材２０を多数回プリントアウトする場合、ダストや紙粉に含まれる、粒径が大きくて、形がいびつな粒子がプリンター内部を汚染する。こういった特別な環境（以降、プリンタ内部汚染環境）下において、感光ドラム１と静電搬送ベルト４が周速差を持った静電搬送ベルトクリーニングモードを実行すると、感光ドラム１を傷つけ、表面を極端に荒らす。感光ドラム１が極端に荒れると、感光ドラム１上のトナーを含む残留物をクリーニングすることが難しくなり、クリーニング不良が発生し、最悪の場合、常に画像不良が発生してしまう。

表２はプリンター内部汚染環境下の感光ドラムの表面粗さとクリーニング不良の関係を表している。

表２中の表面粗さの測定には、接触式表面粗さ計［（株）小坂研究所製：サーフコーダーＳＥ−３３００］を用いてＪＩＳ中心線平均粗さ（Ｒａ）を測定した。を使用している。表から、感光ドラム１の表面粗さに応じてクリーニング不良が悪化していることがわかる。

そこで、本実施例では感光ドラム表面粗度センサ２７として、濃度検知センサ２と同様の素子を用いた。具体的には、図２に示すようにＬＥＤなどの発光素子２７ａ、フォトダイオードなどの受光素子２７ｂ、およびホルダー２７ｃからなっており、感光ドラム１の表面粗度測定ポイントは、感光ドラム１の回転方向においてクリーニングブレード１１の後、帯電装置５の前の位置である。これは、感光ドラム１上のトナーの影響を受けにくく、静電潜像に影響を与えにくい位置であり、特にこれにこだわるものではない。また、本実施例では、感光ドラム１の長手中心を測定しているが、これは感光ドラム１の表面粗さはその長手中心で代表されるからであり、感光ドラム表面粗度センサ２７は感光ドラム１長手をスキャンするものであってもよい。測定原理は発光素子２７ａからの赤外光を感光ドラム１上に照射させ、そこからの反射光を受光素子２７ｂで測定することにより、感光ドラム１の表面粗さを測定する。感光ドラム表面粗度センサ２７は、正反射成分、乱反射成分のいずれを検出する方式でも実施可能ではあるが、本実施例では、乱反射光を検出する方式を採用した。表３は感光ドラム１表面粗さと感光ドラム１が周速９４ｍｍ／ｓｅｃで回転しているときの感光ドラム表面粗度センサ２７の出力値を示したものである。

表３のように、感光ドラム表面粗度に応じた感光ドラム表面粗度センサ出力値が得られる。

別に、本実施例は通常、プリンター内部汚染環境にない場合、感光ドラム１の表面粗さは０．２５μｍ以下であり、この範囲内に感光ドラム表面粗さが収まればクリーニング不良は発生しない。プリンター内部汚染環境にある場合、もっぱら汚染されているのは、静電搬送ベルト４であり、感光ドラム１はクリーニングブレード１１があるため、汚染はほとんどない。このことから、感光ドラム１の表面粗度が０．４μｍと０．５μｍのものが、クリーニングブレード１１、あるいは、現像ローラ３の摺擦によって、感光ドラム表面粗度が０．３μｍまでにならされる時間を測定した。その際、帯電による感光ドラム表面への放電により、感光ドラム表面の研磨が促進されることから、帯電印加バイアスを変化させた。このとき、静電搬送ベルト４と感光ドラム１の周速差は無い。

以上から、感光ドラム表面粗度を０．３μｍまでならすには、帯電印加バイアスを交番電界を印加すると効率が良く、かつ、現像ローラ２３を当接して回転すると更に効率が良い。この結果から、本実施例においては、感光ドラム表面ならしモードとして、まず（１）帯電バイアスに交番電界（ＤＣ成分−７５０Ｖ、ＡＣ成分２０００Ｖ、周波数１０００Ｈｚ）を印加して感光ドラム１を回転（９４ｍｍ／sec）させる。（２）所定の時間、現像ローラ２３を回転（対感光ドラム周速差２００％）させて、現像ローラ２３を感光ドラム１に当接させる。

なお、感光ドラム表面ならしモードとしては、本実施例では、感光ドラムと静電搬送ベルトは順方向に略同速度で移動するが、感光ドラムと静電搬送ベルトに周速差をつける場合は、極力周速差を減らすほうが好ましい。（１）帯電バイアスは本実施例に限るものではなく、ＤＣ成分のみでも十分に効果を果たす、表のＤＣ成分のみを印加した値−１３００Ｖは通常の画像形成時の帯電印加バイアスよりも放電電流を大きくしており、放電電流を大きくする手段であればよい。また、（２）現像ローラ２３の回転速度は本実施例に限ったものではなく、感光ドラム１との周速差がより大きいほうが、効率が良い。そして、本実施例では、現像ローラ２３を当接して感光ドラム１表面をならす効率を良くしたが、当接部材はこれに限ったものではなく、適度な表面粗さを持つもの、例えば表面粗さが２μm以下の弾性ローラや、弾性ブレード等でも良い。こういった当接部材は当然ながら、感光ドラム表面ならしモードに限って感光ドラム１に当接させることで、電荷輸送層を無駄に研磨しないようにする。

次に、感光ドラム表面ならしモードに入るタイミングを説明する。

本実施例では、図３のようなフローチャートでプリンター本体のCPUが判断する。まず、プリント信号入力S1から、感光ドラム表面粗度センサ２７で感光ドラム表面粗さを検知しS2、感光ドラム表面粗さが０．３μｍ未満S3であれば、プリント終了S4し、プリント待機S5となる。感光ドラム表面粗さが０．３μm以上S３であれば、感光ドラム寿命を判断しS6、寿命である場合は、ユーザーに寿命であることを通知してS7、プリント待機S5となる。感光ドラム寿命出ない場合S6は、プリント終了後感光ドラム表面ならしモードを５分間行うS8。このとき、表面粗さが１秒間０．３μm未満であることを検出した場合S9、即座に感光ドラム表面ならしモードを終え、プリント待機S5とする。表面ならしモード５分間で表面粗さが０．３μｍ未満とならない場合、再度、感光ドラム寿命を判断しS6、感光ドラム表面ならしモードへ移行S8するかどうかを決める。

上記のようなシーケンスにした理由は次のとおりである。通常、感光ドラム表面の電荷輸送層は潜像安定性やコストの面から極力膜厚を薄く設計する。一方で本実施例では、感光ドラム表面が極端に荒れた特異な場合にのみ、感光ドラム表面を積極的に研磨している。したがって、通常プリント中だけでなく、感光ドラム表面ならしモード中においても電荷輸送層の膜厚をＣＰＵで計算して感光ドラム寿命に達した場合はユーザーに警告する必要がある。

以上、本実施例によれば、ダストや紙粉に含まれる、粒径が大きくて、形状がいびつな粒子がプリンター内部を汚染する環境下において、静電搬送クリーニングモードを行っても、感光ドラム表面を適切な表面粗さに保ち、感光ドラム表面のクリーニング性を維持することができる。

本発明に係る画像形成装置の実施例の概略断面図である。 感光ドラム表面粗度センサの概略図である。 本発明に従う感光ドラム表面ならしモードの制御手順を示すフローチャートである。 従来の画像形成装置の概略断面図である。

符号の説明

１ 感光ドラム
２ 濃度検知センサ
３ 現像ローラ
４ 静電搬送ベルト
５ 帯電ローラ
７ 露光装置
８ 現像装置
９ 定着手段
１０ 廃トナー回収部
１１ クリーニングブレード
１２ 転写ローラ
１３ テンションローラ
１４ 駆動ローラ
１９ 吸着ローラ
２０ カセット
２１ レジストローラ
２３ トナー規制ブレード
２７ 感光ドラム表面粗度センサ

Claims (5)

1. 像担持体と、転写バイアスを該像担持体と転写材との間に印加するための転写手段と、前記像担持体上の不要な現像剤を除去する像担持体クリーニング手段と、を有する画像形成部、及び転写材を前記像担持体に当接させて搬送する転写材担持体を備え、前記像担持体上の現像剤によって可視化した像を、前記転写材担持体が担持搬送する転写材上に転写して画像を形成し、また前記転写手段を用いて、前記転写材担持体上に残留した不要な現像剤を前記像担持体上に逆転写させ前記転写材担持体上をクリーニングする転写材担持体クリーニング手段を備え、前記像担持体上の像担持体表面粗度検出手段を有した、画像形成装置において、
   前記像担持体粗度検出手段によって検出した前記像担持体表面の粗度に応じて、前記像担持体表面を研磨する像担持体研磨手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体研磨手段は、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と前記像担持体クリーニング手段の組み合わせであり、該帯電手段には画像形成時の帯電電流に比べ、非画像形成時により多くの帯電電流を印加することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体研磨手段は、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と前記像担持体クリーニング手段の組み合わせであり、該帯電手段には画像形成時は直流電流のみ印加し、非画像形成時に交流電流を印加することを特徴とする請求項１、２記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体研磨手段は、非画像形成時に像担持体と接触することを特徴とする請求項１〜３記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体研磨手段は、前記像担持体上の静電潜像に現像剤を供給して可視化する現像剤担持体であり、該現像剤担持体は画像形成時の対像担持体周速差よりも非画像形成時の対像担持体周速差が大きくなることを特徴とする請求項１〜４記載の画像形成装置。

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