JP2009009070A - 画像形成装置および感光体クリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低摩耗感光体を用いた場合においても画像流れの発生を効果的に防止でき、感光体表面の磨耗も抑制できる画像形成装置、および感光体クリーニング方法の提供を目的とする。
【解決手段】感光体１３と、帯電ローラ３６と、感光体１３の表面に形成された潜像を現像してトナー画像を形成する現像ユニット１２と、感光体１３の表面のトナー画像が転写される中間転写ベルト１４とを備え、感光体１３と中間転写ベルト１４との間にトナーが介在する状態で、感光体１３と中間転写ベルト１４との相対周速差が感光体１３の周速の０．５％以上になるように感光体１３と中間転写ベルト１４とを回転させる感光体クリーニング動作を行う画像形成装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置および感光体クリーニング方法に関する。

電子写真式の画像形成装置においては、帯電器を放電させて感光体の表面を帯電させ、次いで感光体表面を光で像様に露光して静電潜像を形成する。そして、このようにして感光体表面に形成された潜像に現像器でトナーを付着させてトナー画像とし、得られたトナー画像を中間転写体に転写し、更に記録用紙やＯＨＰフィルムなどの記録媒体に転写する。

このように、感光体の表面を放電によって帯電させているから、放電によって窒素酸化物などの放電生成物が発生し、感光体の表面に付着、堆積する。感光体の表面に付着、堆積した放電生成物が高湿度環境下で吸湿すると、感光体表面の電気抵抗が低下して電荷保持力が低下するので、感光体表面の電荷が面方向に沿ってリークして静電潜像が崩れる。静電潜像が崩れた箇所には、現像器でトナーを付着させてもトナー像が形成されない所謂像流れが生じる。

そこで、従来は、感光体の表面を、比較的柔らかく削り易い材質で形成し、感光体の表面をクリーニングブレードで削り取って表面の放電生成物も一緒に削り取ることにより、像流れの発生を防止していた。

近年、低摩耗感光体を用いることにより、感光体表面層の膜減りおよびスクラッチ傷の発生を抑制することが検討されている。しかしながら、低摩耗感光体は、表面が削り難いので、感光体として低磨耗感光体を用いると、クリーニングブレードだけでは表面の放電生成物を充分に除去できず、像流れが発生し易くなると考えられる。

感光体表面に生成した放電生成物の除去方法としては、感光体表面をクリーニングブレードで削る方法の他、感光体表面を帯電させること無く感光体を回転させつつクリーニングブレードのめくれが生じない程度の微量のトナーを感光体の表面に供給し、感光体表面に生成した放電生成物を前記トナーとともにクリーニングブレードで掻き取る方法が提案されている（特許文献１）。

また、前記除去方法としては、中間転写体と感光体とを周速差を付与して回転させた状態で接触させ、中間転写体で感光体の表面を摺擦、研磨する方法もある（特許文献２）。

更に、中間転写体で感光体の表面を摺擦、研磨する画像形成装置において、感光体の表層にアリレート樹脂を含有した材質を用いることが提案され（特許文献３、４）、前記感光体を使用することに加えて現像剤にハイドロタルサイト化合物を配合し、前記ハイドロタルサイト化合物によって感光体表面の放電生成物を吸着除去することが提案されている（特許文献５）。
特開２００３−００５６０８号公報 特開平４−３０５６６６号公報 特開２００４−０９３８６２号公報 特開２００４−０９３８６４号公報 特開２００３−３２３０９５号公報

しかしながら、放電生成物の付着した感光体の表面は、クリーニングブレードとの間の摩擦が大きくなるので、感光体表面にトナーを供給してクリーニングブレードで掻き取る方法は、クリーニングブレードの磨耗が大きくなるという問題がある。

また、中間転写体と感光体とを周速差を付与して回転させた状態で接触させ、中間転写体で感光体の表面を摺擦、研磨する方法は、固い表面同士が摩擦することによって感光体および中間転写体の一方または両方の表面に傷を生じさせる可能性があり、この傷が画像欠陥の原因になるという問題がある。

更に、アリレート樹脂を含有する材質によって感光体の表面を形成した場合においても、中間転写体で感光体の表面を直接摺擦、研磨したのでは、感光体の磨耗レートが過大になる。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、低摩耗感光体を用いた場合においても画像流れの発生を効果的に防止でき、感光体表面の磨耗も抑制できる画像形成装置、および感光体クリーニング方法の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電器と、前記感光体の表面に形成された潜像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像器と、前記感光体の表面に形成されたトナー画像が転写される中間転写体とを備え、感光体と中間転写体との間にトナーが介在する状態で、感光体と中間転写体との相対周速差が感光体の周速の０．５％以上になるように感光体と中間転写体とを回転させる感光体クリーニング動作を行うことを特徴とする画像形成装置に関する。

請求項１に記載の画像形成装置においては、感光体と中間転写体との間にトナーが存在した状態において、感光体と中間転写体との相対周速差が感光体の周速の０．５％以上になるように感光体と中間転写体とを回転させる感光体クリーニング動作を行っているから、感光体と中間転写体とが直接に接触することによる傷や磨耗の発生を防止しつつ、感光体表面に発生した放電生成物をトナーの転がり摩擦によって効果的に除去できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において現像器から感光体に所定のタイミングでトナーを供給しつつ、前記感光体クリーニング動作を行うものに関する。

請求項２に記載の画像形成装置においては、現像器から感光体に、所定のタイミングでトナーを供給しつつ感光体クリーニング動作を行っているから、感光体クリーニング動作を行うタイミングは画像形成時、即ち作像時には限定されない。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において作像時に前記感光体クリーニング動作を行うものに関する。

請求項３に記載の画像形成装置においては、作像時、具体的には感光体表面に形成されたトナー画像を中間転写体に転写するときに、中間転写体の周速度を感光体の周速度よりも高く設定することにより、中間転写体と感光体との間にトナーが存在する状態で感光体の表面が中間転写体によって擦られ、これによって感光体表面の放電生成物が除去される。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において非作像時に前記感光体クリーニング動作を行うものに関する。

請求項４に記載の画像形成装置においては、非作像時、たとえば一のトナー画像の形成および記録媒体への転写が終了してから次の画像の形成指示が入力されるまでの間に、感光体表面にトナーを供給して感光体クリーニング動作を行う。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記感光体クリーニング動作時において、前記感光体と中間転写体との相対周速差が感光体の周速の０．５％以上５％以下に設定されるものに関する。

画像形成時において、前記感光体と中間転写体との相対周速差が感光体の周速の５％を超えると、感光体から中間転写体にトナー画像が正確に転写されなくなる。しかし、請求項５に記載の画像形成装置においては、前記感光体と中間転写体との相対周速差は感光体の周速の５％以下であるから、感光体から中間転写体にトナー画像を転写する際に、通常の用途で問題になるほどの画像の歪みが生じることがない。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記感光体クリーニング動作時において、前記感光体と中間転写体との相対周速差を感光体の周速の０．５％以上１５％以下に設定するものに関する。

感光体クリーニング動作時における感光体と中間転写体との相対周速差が感光体の周速の１５％を超えると、感光体動作開始時に中間転写体および感光体に瞬間的に加わる負荷が大きくなる。

しかしながら、請求項６に記載の画像形成装置においては、感光体クリーニング動作時における感光体と中間転写体との相対周速差は感光体の周速の１５％以内であるから、感光体および中間転写体の何れにも過大な負荷が生じることが防止される。

請求項７に記載の発明は、請求項４または６に記載の画像形成装置において、前記帯電器をｏｆｆとした状態で前記感光体クリーニング動作を行うものに関する。

請求項７に記載の画像形成装置においては、感光体クリーニング動作中は帯電器をｏｆｆとしているから、感光体クリーニング動作中に感光体表面に新たに放電生成物が生成することが防止される。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記感光体にクリーニングブレードを当接させた状態で前記感光体クリーニング動作を行うものに関する。

請求項８に記載の画像形成装置においては、前記感光体にクリーニングブレードを当接させた状態で前記感光体クリーニング動作を行うから、感光体クリーニング動作で生じた感光体表面の放電生成物を吸着したトナーおよび前記感光体クリーニング動作では除去されなかった放電生成物がクリーニングブレードで除去される。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記感光体と中間転写体とを押圧荷重０．５ｇｆ／ｃｍ以上、ニップ幅０．５ｍｍ以上の条件で押圧させた状態で前記感光体クリーニング動作を行うものに関する。

前記感光体と中間転写体との押圧荷重およびニップ幅が小さいと充分な放電生成物除去効果が得られない場合があるが、請求項９に記載の画像形成装置においては、押圧荷重およびニップ幅を前記範囲内に設定しているために、短時間で放電生成物が確実に除去される。なお、作像中に感光体クリーニング動作を行う場合は、前記押圧荷重を５ｇｆ／ｃｍ以上に設定することが好ましい。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記感光体クリーニング動作時のトナー介在量が感光体表面１ｍ^２当り０．０２〜１．５ｇであるものに関する。

感光体クリーニング動作時における感光体表面へのトナーの供給量が過小のときは、感光体表面がトナーで充分に覆われないから、トナーの転がり摩擦による放電生成物除去効果が充分得られない場合があり、前記トナーの供給量が過大のときは、感光体と中間転写体との間にトナーが多層で存在するためにトナーの転がり摩擦が阻害されるために充分な放電生成物除去効果が得られないことがある。

請求項１０に記載の画像形成装置においては、感光体クリーニング動作時のトナー介在量を感光体表面１ｍ^２当り０．０２〜１．５ｇに設定しているから、感光体クリーニング動作時には感光体の表面はトナーで充分に覆われるが、感光体と中間転写体との間にトナーが多数の層として存在する可能性は低いと考えられる。したがって、充分な放電生成物除去効果が得られる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１、２，４，６〜９の何れか１項に記載の画像形成装置において電源投入時に前記感光体クリーニング動作を行うものに関する。

請求項１１に記載の画像形成装置においては、電源投入時に感光体クリーニング動作を行うから、感光体表面の放電生成物が除去された状態で画像形成動作に移行できる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置内の湿度が所定値以上であって所定時間以上作像が行われなかったときに前記感光体クリーニング動作を行うものに関する。

高湿度時には、感光体の表面に付着、堆積した放電生成物が吸湿して感光体表面の電荷保持能力が低下し、像流れが生じ易い。特に、高湿度時において、画像形成装置が画像形成動作後長時間放置された場合には、前記像流れが生じ易い。

そこで、請求項１２に記載の画像形成装置においては、高湿度時に長時間放置されたときに前記感光体クリーニング動作を行うことにより、感光体表面の放電生成物を作像前に除去し、高湿度時における像流れの発生を防止する。

請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記感光体クリーニング動作時に感光体と中間転写体との間に存在するトナーの平均粒径が３〜９μｍであり、［前記トナーの粒子投影像の周長／前記トナーの粒子投影面積と面積が同一な円の周長］×１００で与えられる形状係数が１２５〜１３５であるものに関する。

請求項１３に記載の画像形成装置においては、感光体クリーニング動作において形状係数が１２５〜１３５のトナーが使用されているが、前記トナーの形状は、ポテト状〜回転楕円体状〜半径方向にやや潰れた球状であり、不定形状または完全な球状のトナーに比較して高い放電生成物除去効果が得られる。

請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記中間転写体は、表面粗さＲｚが１．５μｍ以下であり、ダイナミック硬度が２０〜４５であるものに関する。

請求項１４に記載の画像形成装置においては、前記中間転写体の表面粗さＲｚおよびダイナミック硬度の何れも過大ではないから、感光体クリーニング動作中に万が一感光体と中間転写体とが直接接触した場合においても、感光体表面の磨耗や傷付きを最小限に抑えることができる。

請求項１５に記載の発明は、感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電器と、前記感光体の表面に形成された潜像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像器と、前記感光体の表面に形成されたトナー画像が転写される中間転写体とを備える画像形成装置において、感光体と中間転写体との間にトナーが介在する状態で、感光体と中間転写体との相対周速差が感光体の周速の０．５％以上になるように感光体と中間転写体とを回転させる感光体クリーニング動作を行うことを特徴とする感光体クリーニング方法に関する。

請求項１５に記載の感光体クリーニング方法においても、請求項１のところで述べたように、感光体と中間転写体との間にトナーを存在させて感光体と中間転写体との相対周速差が感光体の周速の０．５％以上になるように感光体と中間転写体とを回転させる感光体クリーニング動作を行うことにより、感光体表面に発生した放電生成物をトナーの転がり摩擦によって効果的に除去される。

請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の感光体クリーニング方法において、現像器から感光体に、所定のタイミングでトナーを供給しつつ、前記感光体クリーニング動作を行うものに関する。

請求項１６に記載の感光体クリーニング方法においては、現像器から感光体に所定のタイミングでトナーを供給しつつ感光体クリーニング動作を行っているから、感光体クリーニング動作を行うタイミングは作像時には限定されない。

請求項１７に記載の発明は、請求項１５に記載の感光体クリーニング方法において、作像時に前記感光体クリーニング動作を行うものに関する。

請求項１７に記載の感光体クリーニング方法においては、作像時に中間転写体の周速度を感光体の周速度よりも高く設定することにより、中間転写体と感光体との間にトナーが存在する状態で感光体の表面が中間転写体によって擦られ、これによって感光体表面の放電生成物が除去される。

請求項１８に記載の発明は、請求項１６に記載の感光体クリーニング方法において、非作像時に前記感光体クリーニング動作を行うものに関する。

請求項１８に記載の感光体クリーニング方法においては、非作像時に感光体表面にトナーを供給して感光体クリーニング動作を行う。

請求項１の発明によれば、前記感光体クリーニング動作において感光体表面に発生した放電生成物をトナーの転がり摩擦によって効果的に除去している。したがって、低摩耗感光体を用いた場合においても画像流れの発生を効果的に防止でき、感光体表面の磨耗も抑制できる画像形成装置が提供される。また、専用の摺擦手段が不要になることにより、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。

請求項２の発明によれば、感光体クリーニング動作を行うタイミングを作像時および非作像時の何れにも設定できる。

請求項３に記載の発明においては、前述のように、画像形成と感光体クリーニング動作とを同時に行うから、画像形成とは別にクリーニング動作を行う必要がない。

請求項４に記載の発明においては、前述のように、一のトナー画像の形成および記録媒体への転写が終了してから次の画像の形成指示が入力されるまでの間に感光体クリーニング動作を行う。したがって、ユーザに感光体クリーニング動作を気付かれ難い画像形成装置が提供される。

請求項５に記載の発明においては、前述のように前記感光体と中間転写体との相対周速差が小さいから、請求項３に記載の発明の特長を有する上に、感光体から中間転写体にトナー画像を転写する際の画像の歪みが実用上問題になるほどでは無い点でも好ましい。

請求項６に記載の発明においては、非画像形成時に感光体クリーニング動作を行うから、感光体と中間転写体との間の相対速度差を大きく取ることにより、短時間で感光体をクリーニングできる。また、相対速度差を１５％以下としているから、前述のように感光体と中間転写体との間に過大な負荷が生じることが防止される。画像形成装置のスタート直後や停止直前のように中間転写体と感光体との間に充分なトナーが介在していないときに感光体クリーニング動作を行った場合においても、中間転写体と感光体との両方に擦過傷が生じる危険が少ない。

請求項７に記載の発明においては、前述のように感光体クリーニング動作中に感光体表面に新たに放電生成物が生成することが防止されるから、感光体クリーニング時間を大幅に短縮できる。したがって感光体の磨耗や傷付きを少なくできるから、寿命を延長できる。また、ユーザの待機時間を短縮できる故に利便性も向上する。

請求項８に記載の発明においては、前述のように感光体クリーニング動作で生じた感光体表面の放電生成物を吸着したトナーおよび前記感光体クリーニング動作では除去されなかった放電生成物がクリーニングブレードで除去されるから、感光体クリーニング時間が短縮される。したがって感光体の磨耗や傷付きを少なくできるから、寿命を延長できる上、ユーザの待機時間を短縮できるから利便性も向上する。

請求項９に記載の発明においては、前述のように、押圧荷重およびニップ幅をそれぞれ０．５ｇｆ／ｃｍ以上および０．５ｍｍ以上に設定することにより、短時間で充分な放電生成物除去効果が得られる。したがって感光体クリーニング動作を行う時間は短時間でよいから、感光体の寿命が長くなる上、ユーザの待機時間も短縮できる。

請求項１０の発明によれば、前述のように感光体の表面はトナーで充分に覆われるものの、感光体と中間転写体との間にトナーが多数の層として存在することは殆どないから、短時間の感光体クリーニング動作で充分な放電物除去効果が得られる。

請求項１１に記載の発明によれば、前述のように、画像形成動作開始前に感光体クリーニング動作が終了するから、感光体クリーニング動作が画像形成動作の妨げとならず、ユーザにとって利便性の高い画像形成装置が提供される。

請求項１２に記載の発明によれば、高湿度で長時間放置されたときのように像流れが発生し易い条件のときに感光体クリーニング動作を行っているから、感光体クリーニング動作の頻度を必要最小限に留めることができる。したがって、感光体の寿命が長く、ユーザにとって利便性の高い画像形成装置が提供される。

請求項１３に記載の発明によれば、形状係数を１２５〜１３５のトナーを使用することにより、高い放電生成物除去効果が得られるから、感光体クリーニング動作をより短時間で終了させることができる。したがって、前記発明に係る画像形成装置においては、感光体の磨耗や傷付きを最小限に抑えることができ、またユーザの利便性の上からも好ましい。

請求項１４に記載の発明によれば、前述のように感光体クリーニング動作中に感光体と中間転写体とが直接接触した場合においても、感光体表面の磨耗や傷付きを最小限に抑えることができる。

請求項１５に記載の発明によれば、前述のように、前記感光体クリーニング動作において感光体表面に発生した放電生成物をトナーの転がり摩擦によって効果的に除去しているから、低摩耗感光体を用いた画像形成装置においても、画像流れの発生を効果的に防止でき、感光体表面の磨耗も抑制できる。また、前記画像形成装置においては、専用の摺擦手段が不要になるから、小型化、低コスト化を図ることができる。

請求項１６に記載の発明によれば、感光体クリーニング動作を行うタイミングを作像時と非作像時との何れに設定してもよい。

請求項１７に記載の発明においては、前述のように、画像形成と感光体クリーニング動作とを同時に行う。したがって、画像形成とは別に感光体クリーニング動作を行う必要がない。

請求項１８に記載の発明においては、前述のように、一のトナー画像の形成および記録媒体への転写が終了してから次の画像の形成指示が入力されるまでの間に感光体クリーニング動作を行う故に、ユーザに感光体クリーニング動作を気付かれ難い点で好ましい。

本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンター１０を図１に示す。プリンター１０は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋと感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが中間転写ベルト１４に面して並列して配置され、中間転写ベルト１４が１周する間に４色のトナー像を重ね合せる、いわゆるタンデム式のフルカラープリンターである。中間転写ベルト１４は、本発明の画像形成装置が備える中間転写体に相当する。感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋは何れも低摩耗タイプである。

プリンター１０は、図１に示すように底部に給紙トレイ１６を備える。この給紙トレイ１６にセットされた用紙Ｐの搬送方向の先端部には給紙ローラ１８が当接しており、この給紙ローラ１８と図示しない用紙捌き手段によって、用紙Ｐが１枚ずつ給紙トレイ１６から搬送方向下流側へ給紙される。そして、給紙ローラ１８の搬送方向下流側には、２組の搬送ローラ２０が配置されており、用紙Ｐは、この搬送ローラ２０からの搬送力で上方の転写部２２へ搬送される。

転写部２２には、中間転写ベルト１４が巻き掛けられたベルト搬送ローラ２４Ａと、このベルト搬送ローラ２４Ａに圧接された二次転写ローラ２６が配設されている。ベルト搬送ローラ２４Ａと二次転写ローラ２６とのニップ部には、中間転写ベルト１４が挟み込まれており、用紙Ｐはこのニップ部を通過する際に中間転写ベルト１４からトナー像を転写される。

そして、転写部２２の上方且つ搬送方向下流側には定着ユニット２８が配設されている。この定着ユニット２８には、高温になるヒートローラ２８Ａと、このヒートローラ２８Ａに圧接されたバックアップローラ２８Ｂが配設されており、用紙Ｐが、ヒートローラ２８Ａとバックアップローラ２８Ｂとのニップ部を通過する際に、トナーが溶融、凝固して用紙Ｐに定着する。そして、用紙Ｐは、定着ユニット２８の搬送方向下流側に配置された排紙ローラ２９によって排紙部３１に排紙される。

プリンター１０の内部には、環境測定手段としての湿度センサー９００と温度センサー９０２とが設けられている。

更に、プリンター１０の内部にはＣＰＵや不揮発性メモリ等を含む制御部９５０を備えている。そして、この制御部９５０は、湿度センサー９００及び温度センサー９０２の測定結果などの各種情報が送られると共に、当該プリンター１０の各種制御全般をつかさどる。

次に、転写部２２において用紙Ｐに転写すべき画像を形成する画像形成部３０について説明する。なお、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色を区別する際には、符号の後にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを付加して説明するが、各色を区別する必要がない場合は、符号の後のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは省略することがある。

画像形成部３０は、感光体１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋと、感光体１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの表面に形成された潜像をトナーで現像して単色のトナー画像を形成する現像器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ，１２Ｋと、感光体１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの表面に形成された単色のトナー画像が重ね合わされて転写され、フルカラー画像とされる中間転写ベルト１４とを備える。

中間転写ベルト１４は、ポリイミド樹脂などの材質から形成されたエンドレスベルト状の部材であり、ダイナミック硬度が２０〜４５であり、感光体１３が当接する側の面である表面の粗さである表面粗さＲｚが１．５μｍ以下であることが好ましい。中間転写ベルト１４は、上述したベルト搬送ローラ２４Ａと、ベルト搬送ローラ２４Ａの下方に配設されたベルト搬送ローラ２４Ｂと、ベルト搬送ローラ２４Ｂの斜め上方、且つ用紙搬送路の反対側に配設されたベルト搬送ローラ２４Ｃに巻き掛けられている。

中間転写ベルト１４のベルト搬送ローラ２４Ｂとベルト搬送ローラ２４Ｃとの間の、斜め下方を向いた面が、感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋからトナー像を転写される転写面１４Ａとなっている。この転写面１４Ａに面して、現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋと、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが並列して配置されており、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが転写面１４Ａに当接している。中間転写ベルト１４の内側には一次転写ローラ３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋが配設されている。中間転写ベルト１４は、一次転写ローラ３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋによって感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋにニップされている。中間転写ベルト１４を感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋにニップする荷重は０．５ｇｆ／ｃｍ以上が好ましく、中間転写ベルト１４が感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋに接触する幅であるニップ幅は０．５ｍｍ以上が好ましく、特に１．５ｍｍ以上が好ましい。

感光体１３は、表面１３Ａが低摩耗性感光性材料で形成された低摩耗性感光体である。そして、図２に示すように、感光体１３の表面１３Ａには、回転方向に順に、中間転写ベルト１４、除電ランプ４８、クリーニングブレード３４、帯電ローラ３６、現像ローラ３８が当接している。現像ローラ３８は、感光体１３の回転方向と逆方向に回転している。即ち、現像ローラ３８の表面は、ニップ部においては感光体１３の表面に対して同方向に移動している。また、帯電ローラ３６と現像ローラ３８との間には、感光体１３の表面１３Ａをライン露光するＬＥＤアレイヘッド４０が配置されている。帯電ローラ３６は、本発明の画像形成装置における帯電器に相当する。

帯電ローラ３６には、交流電圧と直流電圧とを重畳した電圧を印加可能な重畳電源４２が接続されている。帯電ローラ３６はこの電圧により、感光体１３の表面１３Ａを均一に帯電することができる。

クリーニングブレード３４は、先端が感光体１３の表面１３Ａに２〜５ｇｆ／ｍｍの線圧で押圧されている。クリーニングブレード３４で掻き取られたトナーを回収する残留トナー回収ボックス４４が感光体１３の回転方向に沿ってクリーニングブレード３４の下流側に隣接して設けられている。

つぎに、感光体１３にトナー像を形成すると共に、このトナー像を中間転写ベルト１４に転写するまでの流れを説明する。
感光体１３が図中反時計回りに回転すると、まず、感光体１３の表面１３Ａが、帯電ローラ３６によって均一に所定の極性（正極性）の所定電位（例えば、−５００ｖ）に帯電する。更に、感光体１３が回転すると、感光体１３の表面１３Ａが、ＬＥＤアレイヘッド４０によって露光され、露光された部分の電位が低下し（（例えば、−２００ｖ）、静電潜像が形成される。その後、感光体１３の帯電極性と同極性に帯電しているトナーを、現像ローラ３８によって、静電潜像部（電位低下部）に電気的に付着させることで、静電潜像を現像（可視化）し、感光体１３上にトナー像を形成する。そして、このトナーと逆極性の転写電圧が印加された一次転写ローラ３２によって、トナー像が電気的に引き寄せられる。これによって、トナー像が、感光体１３から中間転写ベルト１４へ転写される。

感光体１３は、表面のトナー像が転写されたあと、除電ランプ４８によって除電される。そして、表面に残留したトナーはクリーニングブレード３４によって除去される。

ところで、帯電ローラ３６で感光体１３を帯電する際、放電生成物（放電時に発生するオゾンや窒素酸化物などの活性物質、及びそれ等の反応生成物）が発生する。特に、本実施形態のように、交流電圧と直流電圧とを重畳した電圧を印加するＡＣ＋ＤＣ接触帯電方式では、放電生成物が多く発生する。

感光体１３に付着した放電生成物は、感光体１３の回転に伴い、クリーニングブレード３４との摩擦で除去される。しかし、除去されなかった放電生成物が感光体１３の表面１３Ａに徐々に付着していく。そして、高湿度下において、感光体１３の表面１３Ａに付着した放電生成物が、空気中の水分と反応して硝酸となり、感光体１３の表面抵抗を低下させる。この表面抵抗の低下により静電潜像が乱れることで、形成されるトナー像にも乱れが生じ、白抜け等の画像不良が発生する。これを像流れという。

しかしながら、実施形態１に係るプリンター１０においては、画像形成部３０において画像を形成している作像時、または画像を作成していない非作像時に、以下に述べる感光体クリーニング動作を行うことにより、感光体１３に生じた放電生成物を除去することができる。

作像時において感光体クリーニング動作をおこなうときは、中間転写ベルト１４の周速をＶｉ、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの周速をＶｐとすると、トナー画像を感光体１３から中間転写ベルト１４に転写するときに、感光体１３と中間転写ベルト１４との相対周速差が
（Ｖｉ−Ｖｐ）／Ｖｉ＝±０．５〜±５％
になるように周速Ｖｉを設定する。なお、転写部２２において中間転写ベルト１４から用紙Ｐにトナー画像を転写するときに中間転写ベルト１４に負荷が加わる故に、中間転写ベルト１４の周速を感光体１３の周速よりも高く設定すれば、中間転写ベルト１４の回転を安定化させることができるから好ましい。なお、感光体１３と中間転写ベルト１４との相対周速差が
−０．５％＜（Ｖｉ−Ｖｐ）／Ｖｉ＜０．５％
のときは、感光体１３の表面１３Ａの放電生成物が充分に除去されないことがあり、
（Ｖｉ−Ｖｐ）／Ｖｉ＞５％、または
（Ｖｉ−Ｖｐ）／Ｖｉ＜−５％、
のときは、中間転写ベルト１４に転写されるトナー画像の歪みが過大になる。なお、現像ユニット１２から感光体に供給されるトナーは、平均粒径は３〜９μｍであり、形状係数が１２５〜１３５であることが好ましい。

非作像時に感光体クリーニング動作を行うときは、現像ユニット１２から感光体１３の表面１３Ａにトナーを供給するとともに、中間転写ベルト１４の周速Ｖｉを感光体１３の周速Ｖｐよりも大きく設定する感光体クリーニング動作を行うことにより、感光体１３の表面１３Ａ上の放電生成物を除去してもよい。このときは、感光体１３と中間転写ベルト１４との相対周速差が
（Ｖｉ−Ｖｐ）／Ｖｉ＝±０．５％〜±１５％
になるように周速Ｖｉを設定するとともに、現像ユニット１２から感光体１３の表面１３Ａに１ｍ^２当り０．０２〜１．５ｇの供給量でトナーを供給し、同時に帯電ローラ３６をｏｆｆとすることが好ましい。

感光体クリーニング動作時には、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの表面は、中間転写ベルト１４との間に存在するトナーを介して擦られるから、感光体１３の表面に生成した放電生成物は前記トナーで擦られて効果的に除去されるが、感光体１３の表面１３Ａが中間転写ベルト１４で直接擦られる訳ではないので、感光体１３の表面１３Ａが傷ついたり、磨耗が過大になったりすることはない。

感光体１３の表面１３Ａに生成した放電生成物が付着したトナーは、作像時においては、大部分が中間転写ベルト１４に転移し、残りは残留トナーとして表面１３Ａ上に残留する。そして、表面１３Ａ上の放電生成物を含有する残留トナーはクリーニングブレード３４によって除去され、残留トナー回収ボックス４４に回収される。また、非作像時においては、殆どが中間転写ベルト１４に転移することなく、感光体１３の表面１３Ａ上に残存するが、やはり同様にクリーニングブレード３４によって除去され、残留トナー回収ボックス４４に回収される。

このようにして感光体１３の表面１３Ａ上の放電生成物が除去されるから、感光体１３として低摩耗型感光体を用いた場合においても、高湿度下での像流れの発生が抑えられる。

なお、非作像時における感光体クリーニング動作のタイミングとしては、画像形成部３０で１のトナー画像が形成されて用紙Ｐに転写されてから次の画像の形成指示が入力されるまでの間のほか、プリンター１０において電源を投入してから画像形成部３０で１のトナー画像が形成されるまでの間、湿度センサー９００において所定値、たとえば７０％以上の湿度を所定時間、たとえば２時間以上連続して検出したときなどが挙げられる。

１．実施例１
実施形態１に係るプリンターを使用した。感光体１３として低摩耗感光体を用いた。感光体１３の外径は何れも３０ｍｍであった。また、転写ニップ幅を１．５ｍｍに、１次転写ローラ３２から感光体に及ぼされる荷重を１０ｆ／ｃｍに設定した。また、帯電ローラ３６における帯電電圧を５０ｋＶに設定した。そして、２００キロサイクルのランニングを行った後の像流れ発生状況、感光体１３の磨耗状況および表面粗さを評価した。結果を図３〜図５に示す。

なお、前記ランニングテストにおいては、作像時に、感光体クリーニング動作を行った。感光体クリーニング動作においては、感光体１３と中間転写ベルト１４との相対周速差（Ｖｉ−Ｖｐ）／Ｖｉを−５％〜５％の範囲で変化させた。

像流れについては、グレードＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５に対応する像流れ画像見本と実際に得られたサンプルの画像とを目視で比較することにより行った。なお、像流れグレードＧ１〜Ｇ５は数字が大きくなる程グレードが低いことを示し、グレードＧ０は像流れが全く生じていないことを、Ｇ２は像流れが生じているものの殆ど視認できないことを、Ｇ５はサンプルの全面に像流れが生じたことを示す。実用上問題ないレベルはＧ０〜Ｇ２の範囲である。

図３から明らかなように、感光体１３と中間転写ベルト１４との相対周速差（Ｖｉ−Ｖｐ）／Ｖｉが０〜±０．５％のときは、像流れはグレードＧ５であり、サンプルの画質は極めて悪かった。これに対し、相対周速差（Ｖｉ−Ｖｐ）／Ｖｉが±０．５〜５％のときは、像流れはグレードＧ０〜Ｇ２であり、実用になるレベルであった。

次に、感光体１３と中間転写ベルト１４との相対周速差（Ｖｉ−Ｖｐ）／Ｖｉを３％に固定して感光体１３と中間転写ベルト１４とのニップ幅および転写荷重を変化させたときの像長さの発生状況を図６に示す。図６から明らかなように、感光体１３と中間転写ベルト１４との間の押圧荷重が０．５ｇｆ／ｃｍ以上でニップ幅が０．５ｍｍ以上のとき、像流れグレードＧ０〜Ｇ２と良好な画質が得られた。

２．実施例２
画像形成装置として、富士ゼロックス（株）製コピープリンターＤＣＣ４５０改造機を用いて以下の実験を実施した。前記改造機においては、感光体駆動モータの回転数を可変とし、中間転写ベルト１４の感光体１３に対する相対周速差が感光体１３の周速の−２０〜＋２０％になる範囲で感光体１３の回転速度を変更可能とした。実験条件を、像流れの発生ストレス条件である高温高湿度（２８℃、湿度８５％）において放電条件過多（帯電ローラ印加交流電流値を１．５倍に設定）に設定し、２０００枚のプリントを実施した後、プリンターを１２時間放置した。その後、濃度３０％のシアンの全面Ｈ／Ｔ画像を形成し、得られた全面Ｈ／Ｔ画像における筋状の濃度低下部分を、グレードＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５に対応する像流れ画像見本と目視で比較することにより、前記画像の像流れのレベルを評価した。なお、トナーとしては、特許第３１４１７８３号公報に記載されたもの、即ちスチレンおよびｎ−ブチルアクリレートの乳化重合で獲られた樹脂の微細粒子分散液と、シアン着色剤を分散させた着色剤分散液と、パラフィンワックスおよび界面活性剤を分散させた離型剤分散液とを混合して前記樹脂のガラス転移点以下の温度に加熱して得られた平均粒径が５μｍの凝集粒子からなるトナーを用いた。

中間転写ベルト１４の感光体１３に対する相対周速差を感光体１３の周速の０．３％および５％に設定したとき、および現像ユニット１２の無いときおよび有るときのそれぞれについてトナー画像の像流れについて評価した。なお、現像ユニット１２からの感光体１３へのトナーの供給量は０．１ｇ／１ｍ^２（感光体１３の表面１３Ａ）に固定した。結果を図７に示す。

図７から明らかなように、現像ユニット１２においてトナーを供給した場合において、前記相対周速差が０．３％のときは像流れのグレードはＧ５であり、画像の全面に像流れが生じていたが、前記相対周速差が５％のときは像流れのグレードはＧ１であり、目視では像流れの発生は認められなかった。これに対して、現像ユニット１２においてトナーを供給しなかった場合においては、前記相対周速差が０．３％のとき、および前記相対周速差が５％のときは、それぞれ像流れのグレードはＧ５、Ｇ４であり、画像全体に像流れが生じていた。

次に、現像ユニット１２を装着し、感光体１３に０．１ｇ／１ｍ^２の供給量でトナーを供給しつつ、中間転写ベルト１４の感光体１３に対する相対周速差を変化させて像流れの程度を評価した。結果を図８に示す。

図８から解るように、相対周速差が０％および０．３％のときは、それぞれ像流れのグレードはＧ５およびＧ３であったが、相対周速差が０．５％のときは、像流れのグレードはＧ２と実用になるレベルであった。相対周速差が１〜１０％のときは、像流れのグレードはＧ１であり、目視では殆ど像流れの発生が認められなかった。このことから、相対周速差が０．５％以上あれば、像流れの程度を実用になるレベルに抑えることができることがわかる。但し、前記相対周速差が１０％を超えると、中間転写ベルト１４および感光体１３に瞬間的に加わる付加が大きく、特に駆動停止時には中間転写ベルト１４と感光体１３との間にトナーが供給されないために、中間転写ベルト１４と感光体１３の一部に摺擦傷などの欠陥が生じる可能性があると考えられる。したがって、前記相対周速さは１０％以下が好ましいと考えられる。

最後に、前記相対周速差を感光体１３の周速の３％に固定し、感光体１３へのトナー供給量即ちトナー介在量を０．１ｇ／１ｍ^２に設定して押圧荷重およびニップ幅をそれぞれ０．１〜１．５ｇｆ／ｃｍおよび０．１〜４ｍｍの範囲で変化させたときの像流れの程度を評価した。結果を図９および図１０に示す。

図９から明らかなように、押圧荷重が０．１ｇｆ／ｃｍおよび０．３ｇｆ／ｃｍのときは、得られた画像の像流れグレードはそれぞれＧ５およびＧ３であったが、押圧荷重が０．５ｇｆ／ｃｍのときは、Ｇ２であり、０．７〜１．５ｇｆ／ｃｍのときはＧ１であった。このことから、押圧荷重は０．５ｇｆ／ｃｍ以上が好ましいことが判る。

また、図１０から明らかなように、ニップ幅が０．１ｍｍおよび０．３ｍｍのときは、得られた画像の像流れグレードはそれぞれＧ５およびＧ３であったが、ニップ幅が０．５ｍｍのときはＧ２であり、ニップ幅が１〜４ｍｍのときはＧ１であった。このことから、ニップ幅は０．５ｍｍ以上が好ましいことが判る。なお、ニップ幅が４ｍｍを超えると１次転写ローラ３２の変形が著しくなるため、本実施例ではニップ幅の最大値を４ｍｍに設定したが、プリンターの構成が異なれば、更に大きなニップ幅も可能であることは言うまでもない。

３．実施例３
実施例２において、図１１に示すように、感光体１３と中間転写ベルト１４との相対周速差（Ｖｉ−Ｖｐ）／Ｖｉを０．３％、０．５％、３％の３点に設定するとともに、現像ユニット１２からの感光体１３へのトナー供給量（トナー介在量）を０ｇ／１ｍ^２、０．０２ｇ／１ｍ^２、０．０５ｇ／１ｍ^２、０．１ｇ／１ｍ^２、０．３ｇ／１ｍ^２、０．５ｇ／１ｍ^２、１ｇ／１ｍ^２、１．５ｇ／１ｍ^２、２．５ｇ／１ｍ^２の９点設定し、得られる画像の像流れグレードを評価した。但し、感光体１３と中間転写ベルト１４との相対周速差を０．３％に設定したときは、トナー供給量は、０ｇ／１ｍ^２、０．３ｇ／１ｍ^２、１ｇ／１ｍ^２、２．５ｇ／１ｍ^２の４点とした。結果を図１１および図１２に示す。

図１１および図１２から明らかなように、相対周速差が０．３％のときはトナー供給量の如何によらず、像流れグレードはＧ５と画像の全面に像流れが生じていた。

一方、相対周速差を０．５％に増加させると、トナー供給量が０ｇ／１ｍ^２のときは、像流れグレードはＧ４であったが、トナー供給量が０．０２ｇ／１ｍ^２のときは、像流れグレードはＧ２と実用上問題ないレベルの画像が得られた。更に、トナー供給量が０．０５〜１ｇ／１ｍ^２のときは、像流れグレードはＧ１と目視では殆ど像流れが認められなかった。そして、トナー供給量が１．５ｇ／１ｍ^２に増加しても、像流れグレードはＧ２と、実用上問題ないレベルであった。しかし、トナー供給量が２．５ｇ／１ｍ^２のときは、像流れグレードはＧ３．５となった。

一方、相対周速差を更に増加させて３％とすると、トナー供給量が０ｇ／１ｍ^２のときも像流れグレードはＧ２と実用上問題ないレベルであり、トナー供給量が０．０２ｇ／１ｍ^２になると、像流れグレードはＧ１と目視では殆ど像流れが認められないレベルに向上した。更に、トナー供給量が０．０５〜０．５ｇ／１ｍ^２のときは、像流れグレードはＧ０と像流れは全く発生せず、トナー供給量が１ｇ／１ｍ^２のときも、像流れグレードはＧ０．５と良好であった。そして、トナー供給量が１．５ｇ／１ｍ^２に増加しても、像流れグレードはＧ２と、実用上問題ないレベルであった。しかし、トナー供給量が２．５ｇ／１ｍ^２のときは、像流れグレードはＧ２．５となった。

このように、相対周速差が０．５％以上と本発明の範囲内に有る場合においても、感光体１３の表面１３Ａへのトナー供給量、即ち感光体１３の表面１３Ａと中間転写ベルト１４との間のトナー介在量を感光体表面１ｍ^２当り０．０２〜１．５ｇに設定することが好ましいことが判る。

図１は、実施形態１に係るプリンターの全体的な構成を示す概略図である。 図２は、実施形態１に係るプリンターの備える画像形成部の構成を示す概略図である。 図３は、実施例１において中間転写ベルトと感光体との相対周速差を変化させたときの像流れグレードの変化を示すグラフである。 図４は、実施例１において中間転写ベルトと感光体との相対周速差を変化させたときの感光体の磨耗レートの変化を示すグラフである。 図５は、実施例１において中間転写ベルトと感光体との相対周速差を変化させたときの感光体の表面粗さの変化を示すグラフである。 図６は、実施例１において中間転写ベルトと感光体との間の転写荷重およびニップ幅と像流れグレードとの関係を示す表である。 図７は、実施例２において、コピープリンターでトナー供給を行ったときおよび行わなかったときの像流れグレードを示す表である。 図８は、実施例２において中間転写ベルトと感光体との相対周速差を変化させたときの像流れグレードの変化を示すグラフである。 図９は、実施例２において中間転写ベルトと感光体との間の押圧荷重を変化させたときの像流れグレードの変化を示すグラフである。 図１０は、実施例２において中間転写ベルトと感光体との間のニップ幅を変化させたときの像流れグレードの変化を示すグラフである。 図１１は、実施例３において中間転写ベルトと感光体との相対速度差およびトナー供給量を変化させたときの像流れグレードの変化を示す表である。 図１２は、実施例３において中間転写ベルトと感光体との相対速度差およびトナー供給量を変化させたときの像流れグレードの変化を示すグラフである。

符号の説明

１０ フルカラープリンター（画像形成装置）
１３ 感光体（像担持体）
１３Ａ 表面（像担持体表面）
３４ 上流側固定型ブラシ（当接部材）
３６ 帯電ローラ（帯電手段）
４０ ＬＥＤアレイヘッド（露光手段）
４１ 現像ローラ（現像手段）

Claims (18)

1. 感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電器と、前記感光体の表面に形成された潜像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像器と、前記感光体の表面に形成されたトナー画像が転写される中間転写体とを備え、
   感光体と中間転写体との間にトナーが介在する状態で、感光体と中間転写体との相対周速差が感光体の周速の０．５％以上になるように感光体と中間転写体とを回転させる感光体クリーニング動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 現像器から感光体に、所定のタイミングでトナーを供給しつつ、前記感光体クリーニング動作を行う請求項１に記載の画像形成装置。
3. 作像時に前記感光体クリーニング動作を行う請求項１に記載の画像形成装置。
4. 非作像時に前記感光体クリーニング動作を行う請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記感光体クリーニング動作時において、前記感光体と中間転写体との相対周速差を感光体の周速の０．５％以上５％以下に設定する請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記感光体クリーニング動作時において、前記感光体と中間転写体との相対周速差を感光体の周速の０．５％以上１５％以下に設定する請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記帯電器をｏｆｆとした状態で前記感光体クリーニング動作を行う請求項４または６の何れかに記載の画像形成装置。
8. 前記感光体にクリーニングブレードを当接させた状態で前記感光体クリーニング動作を行う請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記感光体と中間転写体とを押圧荷重０．５ｇｆ／ｃｍ以上、ニップ幅０．５ｍｍ以上の条件で押圧させた状態で前記感光体クリーニング動作を行う請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記感光体クリーニング動作時のトナー介在量は感光体表面１ｍ^２当り０．０２〜１．５ｇである請求項１〜９の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 電源投入時に前記感光体クリーニング動作を行う請求項１、２、４、６〜９の何れか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記画像形成装置内の湿度が所定値以上であって所定時間以上作像が行われなかったときに前記感光体クリーニング動作を行う請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記感光体クリーニング動作時に感光体と中間転写体との間に存在するトナーの平均粒径は３〜９μｍであり、［前記トナーの粒子投影像の周長／前記トナーの粒子投影面積と面積が同一な円の周長］×１００で与えられる形状係数は１２５〜１３５である請求項１〜１２の何れか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記中間転写体は、表面粗さＲｚが１．５μｍ以下であり、ダイナミック硬度が２０〜４５である請求項１〜１３の何れか１項に記載の画像形成装置。
15. 感光体と、前記感光体の表面を帯電させる帯電器と、前記感光体の表面に形成された潜像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像器と、前記感光体の表面に形成されたトナー画像が転写される中間転写体とを備える画像形成装置において、
    感光体と中間転写体との間にトナーが介在する状態で、感光体と中間転写体との相対周速差が感光体の周速の０．５％以上になるように感光体と中間転写体とを回転させる感光体クリーニング動作を行うことを特徴とする感光体クリーニング方法。
16. 現像器から感光体に、所定のタイミングでトナーを供給しつつ、前記感光体クリーニング動作を行う請求項１５に記載の感光体クリーニング方法。
17. 作像時に前記感光体クリーニング動作を行う請求項１５に記載の感光体クリーニング方法。
18. 非作像時に前記感光体クリーニング動作を行う請求項１６に記載の感光体クリーニング方法。

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