JP2009058599A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電時に帯電器によって発生する放電生成物が像担持体の表面に付着するのを抑制することができる画像形成装置を得る。
【解決手段】スコロトロン帯電器１４は、耐摩耗性樹脂を含有した最表面層を有する像担持体１２の表面を帯電させる。制御部が像担持体１２のプロセススピードに基づいて放電ワイヤー３２へ供給する電流量を変更する。耐摩耗性樹脂により構成された最表面層を有する像担持体１２を使用する場合、像担持体１２のクリーニングブレードでは、表面の放電生成物を充分に掻き落とすことができない。像担持体１２のプロセススピードを遅くした場合、像担持体１２の表面に付着する放電生成物の量が増えてしまう。そこで、像担持体１２のプロセススピードに基づいて放電ワイヤー３２へ供給する電流量を変更することで、放電生成物の生成量を変えることができ、放電生成物が像担持体１２の表面に付着するのを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、像担持体の表面をコロナ放電により帯電させる帯電器を備えた画像形成装置に関する。

ＯＨＰシート等の特殊なシート材に画像を成形する場合は、良好な画像を得るため、画像成形条件を適宜変更する必要がある。この画像成形条件の一つとして、像担持体に画像を形成するプロセススピードが挙げられる。

特許文献１には、像担持体の表面をコロナ放電により帯電させる帯電器のグリッド電圧を、像担持体のプロセススピードに基づいて変更する技術が開示されている。

これによると、プロセススピードを遅くする場合は、グリッド電圧を下げて像担持体の帯電電位を一定に保つことで良好な出力画像を得ることができるようになっている。
特開平７−２０９９３３公報

しかしながら、グリッド電圧を変えるだけでは、コロナ放電による帯電器の放電量は変わらない。このため、像担持体のプロセススピードを遅くすると、像担持体の表面に付着する単位面積当りの放電生成物の量が増えてしまう。

像担持体に付着する放電生成物の量が増えると、付着した部分の導電性が上がり電荷が保持されなくなり、出力画像が乱れる所謂デリーションが発生する場合がある。

さらに、近年、像担持体の最表面層（オーバーコート層）に耐摩耗性に優れた材料を使用し、像担持体の耐久性を向上させる傾向がある。像担持体の最表面層に耐摩耗性に優れた材料を使用すると像担持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードによって、充分に放電生成物を像担持体の表面から掻き落とすことができず、デリーションが顕著に発生してしまうことが考えられる。

本発明は、上記事実を考慮し、帯電時に帯電器によって発生する放電生成物が像担持体の表面に付着するのを抑制することが課題である。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、耐摩耗性樹脂を含有した最表面層を有する像担持体と、放電電極が設けられ、前記像担持体の表面をコロナ放電により帯電させる帯電器と、前記放電電極に電流を供給する放電電極電源と、前記像担持体に画像を形成するプロセススピードに基づいて前記放電電極電源を制御して前記放電電極へ供給する電流量を変更する制御部と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、放電電極が設けられた帯電器は、耐摩耗性樹脂を含有した最表面層を有する像担持体の表面をコロナ放電により帯電させる。

さらに、制御部が、像担持体に画像を形成するプロセススピードに基づいて放電電極電源を制御して放電電極へ供給する電流量を変更する。

ここで、耐摩耗性樹脂により構成された最表面層を有する像担持体を使用する場合、像担持体の耐久性を向上させることができるが、従来の像担持体の表面をクリーニングするクリーニングブレード等では、コロナ放電により表面に付着した放電生成物を充分に掻き落とすことができない場合がある。

そして、像担持体のプロセススピードを遅くした場合、像担持体の表面に付着する単位面積当りの放電生成物の量が増えてしまうという問題がある。

しかし、本発明では、像担持体のプロセススピードに基づいて放電電極へ供給する電流量を変更することで、放電電極によって生成される放電生成物の生成量を変えることができ、これにより、放電電極へ供給する電流量を制御しない場合と比較して、放電生成物が像担持体の表面に付着するのを抑制することができる。

本発明の請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載において、前記プロセススピードが変更された場合に、前記制御部によって前記放電電極へ供給される電流量の変更比率は、前記プロセススピードの変更比率と同一であることを特徴とする。

上記構成によれば、プロセススピードが変更された場合に、制御部によって放電電極へ供給される電流量の変更比率は、プロセススピードの変更比率と同一である。

このため、像担持体の表面に付着する単位面積当りの放電生成物の量を減らすことができ、出力画像が乱れる所謂デリーションの発生を抑制することができる。

本発明によれば、帯電時に帯電器によって発生する放電生成物が像担持体の表面に付着するのを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の実施形態を図１〜図５に従って説明する。

図１に示されるように、この画像形成装置１０は、図示しないパーソナルコンピュータ等の画像データ入力装置から送られてくる画像情報に基づいて画像処理を行い、電子写真方式によって記録媒体としての記録用紙Ｐに画像を形成するものである。

画像形成装置１０は、トナー像が形成される像担持体１２と、像担持体１２の表面をコロナ放電により帯電させるスコロトロン帯電器１４と、像担持体１２の表面に潜像を形成する露光装置１８と、像担持体１２表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器２０と、形成されたトナー像を用紙Ｐの表面に転写する転写器２２と、像担持体１２の表面の残存トナー等を除去するクリーニング器２４と、像担持体１２の表面の残存電位を除去する除電器２６と、用紙Ｐの表面に転写されたトナー画像を熱及び／又は圧力等により定着する定着器２８と、を備えている。

ドラム状とされた像担持体１２には、後述する露光装置１８が発生するレーザー光によって電荷を発生する電荷発生層１２Ａと、電荷発生層１２Ａが発生した電荷を表面へ向けて輸送する電荷輸送層１２Ｂと、像担持体１２の耐久性を向上させるために耐摩耗性樹脂を含有した最表面層１２Ｃが設けられている。

ここで、最表面層１２Ｃに使用される耐摩耗性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂などに代表される硬化型樹脂が挙げられる。さらに硬度を増すためにフィラーを添加してもよい。

さらに、像担持体１２に画像を形成するプロセススピードを制御する制御部３６が設けられている。例えば、ＯＨＰシート等の特殊なシート材に画像を成形する場合に、良好な画像を得るため、この制御部３６が像担持体１２のプロセススピードを制御するようになっている。

また、像担持体１２の上方には、コロナ放電方式（非接触帯電方式）のスコロトロン帯電器１４が配置されている。このスコロトロン帯電器１４は、放電電極としての放電ワイヤー３２と、メッシュ状金属板のグリッド３４を備えている。さらに、放電ワイヤー３２に電流を供給する放電電極電源４０と、グリッド３４に電圧を印加するグリッド電源１６が設けられている。

また、像担持体１２のプロセススピードを制御する制御部３６が、放電電極電源４０に接続されており、制御部３６は、像担持体１２のプロセススピードに基づいて放電電極電源４０を制御して放電ワイヤー３２へ供給する電流量を変更するようになっている。

なお、制御部３６における放電ワイヤー３２への供給電流制御については、詳細を後述する。

また、露光装置１８としては、半導体レーザー及び走査装置の組み合わせや、光学系からなるレーザーＲＯＳ、ＬＥＤヘッド、あるいは、ハロゲンランプなどの公知の露光手段を採用することができる。露光像の領域、即ちトナー像を形成する像担持体１２表面の位置を、所望に応じて変化させるためには、レーザーＲＯＳ又はＬＥＤヘッドを使用することが好ましく、ここではレーザーＲＯＳを採用している。

さらに、現像器２０としては、像担持体１２の表面に均一なトナー像を形成できる機能を有する限り、１成分系、２成分系を問わず、従来公知の現像装置を採用することができる。

転写器２２としては、例えば、電圧を印加した導電性又は半導電性のローラー、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いて、像担持体１２と用紙Ｐとの間に電界を作り、荷電されたトナーを転写する手段など、従来公知の手段を採用することができる。ここでは、転写器２２に、転写ロールが用いられ、電圧が印加されており、現像されたトナー像は、この電界によって用紙Ｐへ転写される。

トナー像の用紙Ｐへの定着は、定着器２８として公知の接触型熱定着装置を用いて行うことができる。具体的には、例えば、芯金上にゴム弾性層を有し、必要に応じて定着部材表面層を具備した加熱ローラーと、芯金上にゴム弾性層を有し、必要に応じて定着部材表面層を具備した加圧ローラーとからなる定着部材を具備する熱ローラー定着装置や、定着部材として、このようなローラーとローラーとの組み合わせを、ローラーとベルトとの組み合わせや、ベルトとベルトとの組み合わせに代えた定着装置が採用できる。ここでは、定着器２８として、加熱ローラーと加圧ローラーとからなる熱ローラー定着装置を採用している。

クリーニング器２４としては、像担持体１２の周面（表面）に摺接するクリーニングブレード２５を備えたものが採用され、除電器２６としては、例えば、タングステンランプ、ＬＥＤなどが挙げられ、除電器２６に用いる光質としては、例えば、タングステンランプ等の白色光、ＬＥＤ光等の赤色光などが挙げられる。ここでは、波長６６０ｎｍのＬＥＤを光源として採用している。

次に、以上のような構成部品を備えた画像形成装置１０の画像形成プロセスを説明する。

図１に示されるように、矢印Ａ方向に回転するドラム状の像担持体１２は、制御部３６によって放電ワイヤー３２への供給電流が制御されたスコロトロン帯電器１４によって、その表面が一様に帯電される。帯電された像担持体１２はレーザー光学系等の露光装置１８により静電潜像が書き込まれる。像担持体１２の表面に書き込まれた静電潜像は、現像器２０によりトナー像に現像される。

そして、トナー像は転写器２２により、図示しない給紙トレイから搬送されてくる用紙Ｐに転写される。転写されたトナー像は定着器２８により用紙Ｐに定着され、その後、用紙Ｐは装置外に排出される。また、トナー像が用紙Ｐに転写された後、像担持体１２の表面に残留していたトナーはクリーニング器２４のクリーニングブレード２５により除去され、次いで除電器２６により除電されて、次の画像形成プロセスに備える。

次に、制御部３６における放電ワイヤー３２への供給電流制御について説明する。

前述したように、ＯＨＰシート等の特殊なシート材に画像を成形する場合に、制御部３６は、良好な出力画像を得るため、像担持体１２のプロセススピードを制御する。

さらに、制御部３６は、像担持体１２のプロセススピードに基づいて放電電極電源４０を制御して放電ワイヤー３２へ供給する電流量を変更する。放電ワイヤー３２へ供給する電流量の変更比率は、像担持体１２のプロセススピードの変更比率と同一である。

つまり、制御部３６が、像担持体１２のプロセススピードを１０％遅くした場合は、制御部３６は、放電ワイヤー３２に供給する電流量を１０％減らすようになっている。

なお、変更比率の同一とは、±１０％以内、好ましくは、±３％以内である。

ここで、耐摩耗性樹脂により構成された最表面層を有する像担持体１２を使用すると、像担持体１２の耐久性を向上させることができるが、像担持体１２の表面をクリーニングするクリーニングブレード２５では、コロナ放電により像担持体１２の表面に付着した放電生成物を充分に掻き落とすことができない。

そして、像担持体１２のプロセススピードを遅くした場合、像担持体１２の表面に付着する単位面積当りの放電生成物の量が増えてしまい、出力画像が乱れる所謂デリーションが発生する場合がある。

しかし、本実施形態の画像形成装置１０では、前述したように、制御部３６は、像担持体１２のプロセススピードの変更比率に基づいて放電電極電源４０を制御して放電ワイヤー３２へ供給する電流量を変更する。このため、放電ワイヤー３２によって生成される放電生成物の生成量を減らすことができ、これにより、放電ワイヤーへ供給する電流量を制御しない場合と比較して、像担持体１２の表面に付着する単位面積当りの放電生成物の量を減らすことができるようになっている。

ここで、本出願の発明者は、像担持体のプロセススピードを変更してデリーションテストを実施した。

以下テスト方法、及び評価方法について記載する。

像担持体の電荷輸送層の膜厚を１６μｍ、２０μｍ、２４μｍ、２８μｍとし、さらに、最表面層の膜厚を４μｍ、６μｍ、８μｍとした像担持体をテストに使用した。

また、図５（Ａ）に示されるように、像担持体の基準プロセススピードを７８０ｍｍ／ｓとして、放電ワイヤーへ供給する基準供給電流を決めた。

基準供給電流を決めるにあたって、図４で示す実験装置を用いた。具体的には、像担持体１０８の上方に設けられた帯電器１０２の上流側に徐電ランプ１０４を設け、帯電器１０２の放電ワイヤー１０６には、２本のφ３０μｍのワイヤーを使用した。また、帯電器１０２の下流側には、像担持体１０８の表面の電位を測定する電位計１１０を設けた。

この構成にて、８００Ｖの電圧をグリッド１１２に印加して、像担持体１０８の表面電位が一定となる電流値を求めた。

デリーションの評価方法については、プロセススピードを７８０ｍｍ／ｓから、５９５ｍｍ／ｓ、又は３４８ｍｍ／ｓへ変更して５０００枚の出力画像後にハーフトーンプリントを実施し、目視にて白抜け等を評価することでデリーションの発生を評価した。

デリーションの発生が無い場合は○、デリーションの発生はあるが出力画像の品質に影響が小さい場合は△、デリーションの発生が有り出力画像の品質が悪化している場合は×とした。

先ず本願発明の比較例として、放電ワイヤー１０６へ供給する供給電流を変更しない従来タイプについてデリーションテストを実施した。

図５（Ｂ）に示されるように、像担持体のプロセススピードを５９５ｍｍ／ｓ、３４８ｍｍ／ｓへ変更すると、全種類の像担持体でデリーションが発生していのが分かる。これは、前述したよに、プロセススピードを遅くすることで、像担持体の表面の単位面積当りに付着する放電生成物の量が増えたためである。

次に、図３（Ａ）に示されるように、各プロセススピードに対する必要供給電流値を基準プロセススピードと同様に求めた。この表からも分かるように、プロセススピードを遅くすると、放電ワイヤーへ供給する必要電流が少なくなる。さらに、図３（Ｂ）に示されるように、基準プロセススピード（７８０ｍｍ／ｓ）時の必要電流を１として、各プロセススピード時に必要な必要電流の割合を算出した。基準プロセススピード（７８０ｍｍ／ｓ）から５９５ｍｍ／ｓ、３４８ｍｍ／ｓへ変更した場合、変更比率は、０．７６、０．４５となるのに対し、必要電流の割合は、変化の傾向は同一であるが、若干異なることが分かる。

次に、放電ワイヤ１０６に供給する電流値を、基準プロセススピード（７８０ｍｍ／ｓ）から５９５ｍｍ／ｓ、３４８ｍｍ／ｓへ変更したときの変更比率（０．７６、０．４５）を使用して求めた電流を放電ワイヤ１０６に供給してデリーションテストを実施した。

図２に示されるように、放電ワイヤー１０６へ供給する電流量の変更比率を、プロセススピードの変更比率と同一にすることで、デリーションが発生しない出力画像が得られることが分かる。

つまり、放電ワイヤー１０６へ供給する電流量の変更比率を、プロセススピードの変更比率と同一にすることで、放電ワイヤーへ供給する電流量を制御しない場合と比較して、放電生成物が像担持体１０８の表面に付着するのを抑制することができる。

また、放電ワイヤー１０６へ供給する電流量の変更比率を、予め求めたプロセススピード毎の必要電流の変更比率（図３（Ｂ）参照）と同一とするのではなく、プロセススピードの変更比率と同一とすることで良好な出力画像を得ることができるため、簡易な制御で、像担持体１２の表面に付着する単位面積当りの放電生成物の量を減らすことができる。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、放電ワイヤーへ供給する電流量の変更比率を、プロセススピードの変更比率と同一としたが、予め求めたプロセススピード毎の必要電流の変更比率（図３（Ｂ）参照）等としてもよい。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の評価結果を示した図面である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る画像形成装置を説明するのに使用した表を示した図面である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の評価をするのに使用した実験装置の概略構成図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る画像形成装置と比較するための従来例の画像形成装置の評価結果を示した図面である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 像担持体
１２Ｃ 最表面層
１４ スコロトロン帯電器（帯電器）
３２ 放電ワイヤー（放電電極）
３６ 制御部
４０ 放電電極電源

Claims (2)

1. 耐摩耗性樹脂を含有した最表面層を有する像担持体と、
   放電電極が設けられ、前記像担持体の表面をコロナ放電により帯電させる帯電器と、
   前記放電電極に電流を供給する放電電極電源と、
   前記像担持体に画像を形成するプロセススピードに基づいて前記放電電極電源を制御して前記放電電極へ供給する電流量を変更する制御部と、
   を備えることを特徴とした画像成形装置。
2. 前記プロセススピードが変更された場合に、前記制御部によって前記放電電極へ供給される電流量の変更比率は、前記プロセススピードの変更比率と同一であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
   

Images