JP3201916B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真式の複写
機、プリンタ等の画像形成装置および画像形成方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置、例えば、電子写真方式の
複写機は、像担持体としての感光体ドラムを備え、この
感光体ドラム表面を露光して静電潜像を形成し、静電潜
像を現像剤で現像することにより可視像を形成してい
る。

【０００３】感光体ドラムとしては、例えば、ヒ素セレ
ンドラム、アモルファスシリコン（以下Ａ−Ｓｉと称す
る）等の感光体を用いた無機系感光体ドラムが知られて
いる。この種の感光体ドラムは、その特性上、常温より
も高い温度で使用しなければならない。そのため、ドラ
ム素管内にドラムヒータ、ヒートランプ等を設け、ドラ
ムを、例えば３０℃から５０℃という様な、常温より高
い温度に加熱している。このようにドラムを加熱するこ
とによって、ドラムの温度低下による画像劣化、例え
ば、ヒ素セレンドラムの場合には地カブリ等の画像不
良、また、Ａ−Ｓｉドラムの場合には、画像流れ等の画
像不良等を防止している。

【０００４】しかし、上記のように感光体ドラムを加熱
して使用する場合、ドラム表面にトナーが付着し、フィ
ルミングを起こしたり、黒点が発生するという不具合も
発生する。この黒点の発生メカニズムに関して、以下に
説明する。

【０００５】ヒ素セレンドラムや、Ａ−Ｓｉドラム等の
無機系感光体には、感光体ドラム表面に微小突起や膜剥
がれ等の外観不良があり、これらの外観不良は、製造条
件上なくすことができないのが現状である。そして、上
記の理由により感光体ドラムの表面温度が常温よりも常
に高い状態で使用する場合、また、コピーモード等によ
り感光体ドラムの温度が上昇した場合、ドラム表面の微
小突起あるいは膜の剥離部などにトナーが融着する。そ
して、融着したトナーが、クリーニングブレードにより
感光体ドラム上に引き延ばされて固着し、黒点が発生す
る。

【０００６】一方、複写する原稿の画像濃度が高い場
合、これに応じて感光体ドラム上に形成される現像剤像
のトナー濃度も高くなる。そのため、転写後に感光体ド
ラム表面に残留する未転写トナー量が多くなる。この場
合、上述したフィルミング、黒点の発生等の画像不良が
発生しやすくなる。

【０００７】このような黒点やフィルミング等の画像不
良を防止するためには、クリーニングブレードだけでは
なく、補助クリーニング機構を設け、クリーニング性能
を高める必要がある。補助クリーニング機構としては、
ＡＣを感光体ドラムに印加する機構、ファーブラシ、ク
リーニングローラ等のクリーニング部材を設ける機構、
ランプにより感光体ドラムの除電を行う機構等が知られ
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複写機において、補助クリーニング機構の作動条件は、
トナーが感光体ドラム表面に融着しやすい条件を当初か
ら想定して設定されている。つまり、補助クリーニング
機構は、複写する原稿の画像濃度が、フィルミング、黒
点等の画像不良を発生する程に高い場合でも充分なクリ
ーニング能力を発揮するような作動条件に設定され、常
に、同一の条件で作動される。

【０００９】例えば、ＡＣ印加による補助クリーニング
機構の場合、感光体ドラムへのＡＣ印加電圧を増やすこ
とにより、クリーニング能力を上げることができる。そ
のため、補助クリーニング機構のＡＣ印加電圧を充分に
高く設定することによって、画像濃度の高い原稿を複写
する場合でも画像不良の発生を防止することができる。
しかしながら、常にこのような高いＡＣ電圧を印加する
と、有害なオゾンの発生量が増える結果となり、適当で
はない。

【００１０】また、ファーブラシ、クリーニングローラ
等のクリーニング部材を用いた補助クリーニング機構の
場合、クリーニング部材の回転数を上げることにより、
クリーニング効率を上げることができる。そのため、ク
リーニング部材の回転数を充分高く設定することによ
り、画像不良の発生を防止することが可能となる。しか
しながら、常にこのような高い回転数でクリーニング部
材を作動させると、クリーニング部材の寿命が短くなる
とともに、クリーニング部材に付いたトナーが飛散する
ため、適当ではない。

【００１１】また、除電ランプを用いた補助クリーニン
グ機構の場合には、除電ランプへの印加電圧を上げ、除
電ランプを明るくすることにより、クリーニング効率を
上げることができるが、この場合も、除電ランプの寿命
が低下して適当ではない。

【００１２】そこで、この発明は以上の点に鑑みなされ
たもので、その目的は、オゾン発生量の増加、クリーニ
ング機構の寿命低下等の不具合を生じることなく、形成
画像の画像濃度に起因する画像不良の発生を防止できる
画像形成装置および画像形成方法を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る画像形成装置は、回転自在に設けら
れた感光体ドラムと、現像剤を用いて上記感光体ドラム
の表面に現像剤像を形成する画像形成手段と、上記感光
体ドラム表面に残留した現像剤をクリーニングする主ク
リーニング手段と、上記感光体ドラムの回転方向に関し
て上記主クリーニング手段の上流側に設けられていると
ともに、上記感光体ドラム表面に転接したクリーニング
部材を有し、上記主クリーニング手段によるクリーニン
グを補助する補助クリーニング手段と、上記感光体ドラ
ム上に形成される画像の画像濃度を検出する検出手段
と、クリーニング部材を感光体ドラムの回転方向に対し
て順方向および逆方向へ選択的に回転駆動する駆動手段
と、上記検出手段により検出された画像濃度に応じて上
記駆動手段によるクリーニング部材の回転方向を変更す
る制御手段と、を備えている。

【００１４】

【００１５】

【作用】上記のように構成された画像形成装置によれ
ば、感光体ドラム表面に残留した現像剤は、主クリーニ
ング手段によってクリーニングされるとともに、主クリ
ーニング手段の上流側に設けられた補助クリーニング手
段によってクリーニングが補助される。この際、補助ク
リーニング手段のクリーニング効率は、形成される画像
の濃度に応じて調整される。つまり、補助クリーニング
手段のクリーニング効率は、調整手段により、形成され
る画像の画像濃度の上昇に伴って上げられ、また、画像
濃度の低下に従って下げられる。

【００１６】

【００１７】

【００１８】また、補助クリーニング手段として、感光
体ドラム表面に転接したクリーニング部材を用いた場
合、感光体ドラムに対する回転方向に応じてそのクリー
ニング効率が変化する。つまり、クリーニング部材は、
感光体ドラムの回転方向に対して逆方向に回転する場
合、順方向に回転する場合よりもクリーニング効率が高
くなる。そこで、クリーニング部材は、通常、順方向へ
回転駆動され、形成画像の画像濃度が高い場合に、回転
方向が逆方向に切換えられる。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明を電子写
真式の複写機に適用した実施例について詳細に説明す
る。まず、複写機の全体の構成について概略的に説明す
ると、図１に示すように、複写機は筐体１０を備え、こ
の筐体内のほぼ中央部に、像担持体としての感光体ドラ
ム１２が回転自在に設けられている。感光体ドラム１２
の周囲には、帯電チャージャ１１、現像装置１３、転写
チャージャ１４、剥離チャージャ１５、剥離爪１６、清
掃装置１７、および除電ランプ１８が順に配置され、画
像形成部２０を構成している。

【００２２】筐体１０の上面部には透明ガラスからなる
原稿載置台３２が設けられている。原稿載置台３２の下
方で画像形成部２０の上方には露光光学系２２が配設さ
れている。この露光光学系２２は、リフレクタ２３によ
って背部が囲繞された露光ランプ２４と、露光ランプと
共に第１のキャリッジ３３に載置された第１の反射ミラ
ー２５と、を備えている。また、露光光学系２２は、第
２のキャリッジ３４に載置されて一体的に移動可能な第
２および第３の反射ミラー２６、２７と、レンズ２８
と、固定の第４、第５及び第６の反射ミラー２９、３
０、３１と、を有している。

【００２３】図１および図２に示すように、第３の反射
ミラー２７とレンズ２８との間には、露光光量を測定す
る自動露光センサ２１が設けられている。詳細には、自
動露光センサ２１は、レンズユニット２８が配置される
面と同一の面内、つまり、第３の反射ミラー２７から第
４の反射ミラー２９へ伝搬する光が通過する領域であっ
て、第４の反射ミラー２９へ向かう光を遮ることのない
位置に設けられている。そして、第３のミラー２７で反
射した光の一部は自動露光センサ２１に入射し、自動露
光センサ２１は、画像濃度に応じた出力電圧を後述する
ＣＰＵ９２に原稿濃度信号として出力する。つまり、こ
の自動露光センサ２１は、原稿Ｄの画像濃度を検出する
検出手段として機能する。

【００２４】上記構成の露光光学系２２は、原稿載置台
上に載置された原稿（図示せず）を露光ランプ２４から
照射された光によって走査し、原稿からの反射光を第１
ないし第６の反射ミラーおよびレンズ２８により感光体
ドラム１２に導いて感光体ドラム表面を露光する。それ
により、帯電チャージャ１１によって一様に帯電された
感光体ドラム１２の表面に、原稿の画像に対応した静電
潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像装置１
３により現像剤としてのトナーを用いて現像され、現像
剤像を形成する。

【００２５】筐体１０の上面には、原稿載置台３２上に
原稿を送る自動原稿送り装置８０（以下、ＡＤＦと称す
る）が配設されている。ＡＤＦ８０は、原稿Ｄが載置さ
れる原稿トレイ８２と原稿を搬送する搬送ベルト８５と
を備えている。そして、原稿トレイ８２に載置された原
稿は、搬送路８４を介して原稿載置台３２上に導かれ、
搬送ベルト８５により所定の位置に位置決めされる。そ
して、露光終了後、原稿は搬送ベルト８５により搬送路
８６を通してＡＤＦ８０上面の原稿排紙部８８に排出さ
れる。

【００２６】筐体１０の側面下部には、被転写材として
の用紙Ｐをそれぞれ多数枚収容した第１および第２の給
紙カセット３５、３６が脱着自在に装着されている。ま
た、筐体１内には、第１および第２の給紙カセット３
５、３６から取り出された用紙Ｐを、感光体ドラム１２
と転写チャージャ１４との間に位置した転写部を通して
搬送する搬送路３８が形成され、搬送路の終端には定着
装置４０が設けられている。定着装置４０に対向した筐
体１の側壁には排出口４２が形成され、この排出口には
排紙トレイ４３が装着されている。

【００２７】第１および第２の給紙カセット３５、３６
の近傍には、それぞれ給紙カセットから用紙Ｐを取り出
すピックアップローラ４４が設けられているとともに、
搬送路３８において感光体ドラム１２の上流側には用紙
Ｐを整位するレジストローラ４６が設けられている。ま
た、レジストローラ４６の近傍には、用紙Ｐの到着を検
出するセンサ４８が設けられている。

【００２８】ピックアップローラ４４により第１あるい
は第２の給紙カセット３５、３６から１枚づつ取り出さ
れた用紙Ｐは、レジストローラ４６により整位された
後、転写部に送られる。そして、転写部において、感光
体ドラム１２上の現像剤像が、転写チャージャ１４によ
り用紙Ｐ上に転写される。

【００２９】現像剤像の転写された用紙Ｐは、剥離チャ
ージャ１５からのＡＣコロナ放電および剥離爪１７によ
り感光体ドラム１２から剥離され、搬送路３８を構成す
る搬送ベルト５０を介して定着装置４０に搬送される。
そして、定着装置４０によって現像剤像が溶融定着され
たコピー用紙Ｐは、排紙ローラ５１により排紙トレイ４
３上に排出される。

【００３０】また、搬送路３８の下方には、定着装置４
０を通過した用紙Ｐを再びレジストローラ４０を介して
転写部へ導く再搬送路５２と、再搬送路から分岐し用紙
Ｐを反転させるための反転路５４と、が形成されてい
る。これら再搬送路５２、反転路５４には、用紙Ｐを搬
送するための複数の搬送ローラ５３が設けられている。
また、定着装置４０と排紙ローラ５１との間には、用紙
Ｐを再搬送路５２へ導く第１の振り分けゲート５５が設
けられ、再搬送路の中途部には用紙Ｐを反転路５４へ導
く第２の振り分けゲート５６が設けられている。

【００３１】重ねコピーを行なう場合、定着装置４０を
通過した用紙Ｐは、第１の振り分けゲート５５により再
搬送路５２に導かれ、この再搬送路を通してレジストロ
ーラ４６へ送られる。そして、用紙Ｐはレジストローラ
４６により整理された後、再び転写部に送られて重ね印
刷される。その後、用紙Ｐは、搬送路３８、定着装置４
０および排紙ローラ５１を介して排紙トレイ４３に排紙
される。

【００３２】また、両面コピーを行なう場合、定着装置
４０を通過した用紙Ｐは、第１および第２の振り分けゲ
ート５５、５６により反転路５４に導かれた後、再び第
２の振り分けゲートを介して反転された状態で再搬送路
５２へ送られる。そして、用紙Ｐは、再搬送路５２を通
してレジストローラ４６へ送られ、ここで整理された
後、再び転写部において用紙Ｐの裏面に現像剤像が転写
される。その後、用紙Ｐは、搬送路３８、定着装置４０
および排紙ローラ５１を介して排紙トレイ４３に排紙さ
れる。

【００３３】次に、感光体ドラム１２および画像形成部
２０の構成について詳細に説明する。図３に示すよう
に、感光体ドラム１２は、例えばアルミニウムで形成さ
れた円筒状の素管と、素管の外周面に形成された感光体
層、例えば、ヒ素セレンと、を有し、素管の内周面に
は、感光体ドラムを加熱するための図示しないヒータが
設けられている。

【００３４】感光体ドラム１２の表面を所定の電荷に帯
電させる帯電チャージャ１１は、高圧トランス６０を介
してＣＰＵ６２に接続されている。帯電チャージャ１１
と露光部１２ａとの間には、部分消去用のＬＥＤ６５が
配設されている。また、ＬＥＤ６５と現像装置１３との
間には、感光体ドラム１２表面の温度を検出する検出手
段として機能するサーミスタ６６が設けられ、このサー
ミスタ６６のアクチュエータ６６ａは感光体ドラムの端
部においてドラム表面に接触している。そして、サーミ
スタ６６は検出信号をＣＰＵ６２に出力する。

【００３５】感光体ドラム１２に形成されたトナー像を
用紙Ｐに転写させる転写チャージャ１４と、用紙Ｐを感
光体ドラムから分離させるための剥離チャージャ１５と
は、感光体ドラム１２の回転方向Ａに関して現像装置１
３の下流側に設けられている。そして、転写チャージャ
１４および剥離チャージャ１５は一体に形成されている
とともに、それぞれ高圧トランス６８、７０を介してＣ
ＰＵ６２に接続されている。剥離チャージャ１５の下流
側に位置した剥離爪１６は、ソレノイド７１により駆動
され、このソレノイドはドライバ７２を介してＣＰＵ６
２に接続されている。なお、帯電チャージャ１１、現像
装置１３、転写チャージャ１４等は、この発明に係る画
像形成手段を構成している。

【００３６】また、自動露光センサ２１は、原稿の画像
濃度に応じた出力電圧を画像濃度信号としてＣＰＵ９２
に出力する。図４に示すように、自動露光センサ２１の
出力値は、原稿Ｄの画像濃度が高い程低く、画像濃度が
低くなるに従って直線的に増加する。そして、原稿の画
像濃度が高い程、現像器１３によって感光体ドラム１２
に供給される現像剤の量も増大し、転写後における感光
体ドラム１２の残留トナーの量も増大する。

【００３７】また、ＣＰＵ６２には、所望の制御データ
等が格納されたメモリ９３、および除電ランプ１８を駆
動する光源ドライバ９４が接続されている。一方、用紙
に転写されずに感光体ドラム１２の表面に残留したトナ
ーをクリーニングする清掃装置１７は、主クリーニング
手段として機能する主クリーニング機構７４と、主クリ
ーニング機構に対して感光体ドラム１２の回転方向Ａの
上流側に設けられ補助クリーニング手段として機能する
補助クリーニング機構７６と、を備えている。主クリー
ニング機構７４はクリーニングブレード７８を有し、こ
のクリーニングブレードは、感光体ドラム１２の表面に
接触して設けられ、ドラム表面に残留したトナーをドラ
ム表面から掻き落とす。

【００３８】また、補助クリーニング機構７６は、感光
体ドラム１２の表面にＡＣ電圧を印加するＡＣ印加手段
としての帯電器９０と、帯電器にＡＣ電圧を供給するＡ
Ｃ電源９２と、を備え、ＡＣ電源はＣＰＵ６２に接続さ
れている。帯電器９０から感光体ドラム１２の表面にＡ
Ｃ電圧を印加すると、感光体ドラム１２表面に残ってい
るトナーの電荷と、感光体ドラム表面の電荷とが打ち消
され、残留トナーと感光体ドラム１２との静電的付着力
が弱まる。その結果、クリーニングブレード７８によっ
てドラム表面上の残留トナーを容易に除去することがで
きる。従って、補助クリーニング機構７６は、主クリー
ニング機構７４のクリーニングを補助し、清掃装置１７
のクリーニング性能が向上する。

【００３９】ＣＰＵ６２は、この発明における調整手段
および制御手段を構成しており、自動露光センサ２１に
より検出された原稿Ｄの画像濃度に応じて補助クリーニ
ング機構７６のクリーニング効率を調整する。つまり、
ＣＰＵ６２は、原稿Ｄの画像濃度に応じてＡＣ電源９２
の動作を制御して帯電器９０への供給電圧を増減する。
それより、感光体ドラム１２の表面に流れ込む電流値を
変化させ、補助クリーニング機構７６のクリーニング効
率を調整することができる。

【００４０】ここで、以下の表１に、補助クリーニング
機構７６による感光体ドラム１２への流れ込み電流値
（５０ｍｍ幅）と、清掃装置１７全体のクリーニング性
能との関係を検討した結果を示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】この場合、クリーニングブレード７８に加
える荷重を通常の１／２に設定してクリーニング不良の
発生しやすい状況を設定している。そして、この状態
で、感光体ドラム上に画像を形成し、クリーニングブレ
ードでクリーニングを行った後に感光体ドラム上にトナ
ーが残っているかどうかで、クリーニング性能の判断を
行った。表１において、×はクリーニング不良、△はク
リーニング不十分、○はクリーニング良好をそれぞれ示
している。この検討より、感光体ドラムへのＡＣ流れ込
み電流値を増やすことにより、清掃装置のクリーニング
性能が向上することが解る。

【００４３】しかしながら、ＡＣ流入電流値を上げてい
くことで、感光体ドラム回りのオゾン濃度も増加してい
く傾向がある。従って、必要以上にＡＣ流入電流値を増
加させること、上記検討結果において電流値を９０μＡ
以上に上げること、は望ましくない。

【００４４】図５は、原稿の画像濃度と、画像不良、例
えば、黒点の発生状態と、ＡＣ流れ込み電流値と、の関
係を考察した結果を示している。検討条件は、感光体ド
ラムの感光体としてヒ素セレンを使用し、現像剤として
東芝製レオドライ６５５０（６５ＣＰＭ機）用のトナー
を使用した。また、評価方法としては、それぞれ画像濃
度の異なる原稿を使用し、Ａ４横連続コピーモードによ
り、３０，０００枚連続コピーを行った後、画像を取得
し、Ａ３サイズの白紙コピー中の黒点の数を評価した。

【００４５】図５に破線で示すように、ＡＣ流入電流値
を一定にした場合、画像濃度が高い原稿、例えば、自動
露光センサ２１の出力が３Ｖを越えた時点で黒点の発生
数が増大し、画像不良を生じる。しかし、図５に実線で
示すように、画像濃度の上昇に応じて、補助クリーニン
グ機構７６による感光体ドラム表面へのＡＣ流入電流値
を４０ないし８０μＡの範囲で増大してクリーニング効
率を上げると、黒点の発生個数も問題の無いレベルに抑
えられることが判明した。

【００４６】図５の検討結果から得られた、黒点の発生
個数を問題無いレベルに抑えるために必要な、画像濃度
に対するＡＣ流入電流値は、制御データとしてメモリ９
３に格納されている。そして、ＣＰＵ６２は、この制御
データに基づき、自動露光センサ２１により検出された
原稿の画像濃度変化に応じてＡＣ流入電流値が変化する
ように補助クリーニング機構７６を制御する。図６は、
補助クリーニング機構７６を上記のように制御しなが
ら、Ａ４横連続コピーモードにより通紙した結果を示し
ている。この試験において、画像濃度の異なる３枚の原
稿を用意し、各原稿を１００Ｋ枚づつコピーして画像不
良を調べた。この結果においても、画像濃度の異なる原
稿を連続コピーした場合でも、黒点の発生個数を所定の
レベル以下に抑え、画像不良を有効に防止可能であるこ
とが解る。

【００４７】また、上記構成によれば、補助クリーニン
グ機構７６のクリーニング能力、つまり、ＡＣ流入電流
値を原稿の画像濃度に応じて調整しているため、ＡＣ流
入電流値を不必要に増大することがなく、オゾン濃度の
増加を防止することができる。

【００４８】図７は、ＡＣ印加用の帯電器に代ってクリ
ーニング部材として機能するファーブラシ９４を備えた
補助クリーニング機構７６の実施例を示している。ファ
ーブラシ９４は感光体ドラム１２の表面に転接して設け
られているとともに、トランス９５を介して所定のバイ
アス電圧が印加されている。また、ファーブラシ９４は
可逆回転可能なモータ９６により回転駆動される。モー
タ９６はドライバー９７を介してＣＰＵ６２に接続さ
れ、ＣＰＵにより回転数および回転方向が制御される。
モータ９６およびドライバ９７は、この発明における駆
動手段を構成している。

【００４９】上記構成の補助クリーニング機構７６によ
れば、ファーブラシ９４を回転して感光体ドラム１２の
表面を擦ることにより、転写されずに感光体ドラム表面
に残っているトナーが掻き落とされる。同時に、トラン
ス９５によってファーブラシに印加されたバイアス電圧
により、残留トナーに帯電されている電荷と、感光体ド
ラム表面の電荷とが打ち消され、残留トナーと感光体ド
ラムとの静電的付着力が弱められる。その結果、クリー
ニングブレード７８により残留トナーを容易に除去で
き、清掃装置１７全体のクリーニング性能が向上する。

【００５０】ＣＰＵ６２は、自動露光センサ２１に検出
された原稿の画像濃度に応じて補助クリーニング機構７
６のクリーニング効率を調整する。つまり、ＣＰＵ６２
は、自動露光センサ２１の出力電圧に応じてドライバー
９７の動作を制御し、モータ９６に供給する駆動電流を
変化させる。それにより、モータ９６によって回転され
るファーブラシ９４の回転数および回転方向が変化し、
補助クリーニング機構７６のクリーニング効率が調整さ
れる。

【００５１】なお、補助クリーニング機構以外の構成は
上記実施例と同一であり、その詳細な説明は省略する。
ここで、以下の表２に、ファーブラシ９４と感光体ドラ
ム１２との周速比と、清掃装置１７のクリーニング性能
との関係を、検討した結果を示す。

【００５２】

【表２】

【００５３】この場合、クリーニングブレード７８に加
える荷重を通常の１／２に設定してクリーニング不良の
発生しやすい状況を設定している。そして、この状態
で、感光体ドラム上に画像を形成し、クリーニングブレ
ードでクリーニングを行った後に感光体ドラム上にトナ
ーが残っているかどうかで、クリーニング性能の判断を
行った。表２において、×はクリーニング不良、△はク
リーニング不十分、○はクリーニング良好をそれぞれ示
している。また、ファーブラシとしてはφ１５の、レー
ヨンの毛ブラシにカーボンを練り込んで導電性を持たせ
たものを使用し、また、ファーブラシへのバイアス印加
電圧は２００Ｖ、回転方向は、感光体ドラム１２に対し
て順方向とした。

【００５４】この検討より、感光体ドラム１２に対する
ファーブラシ９４の周速比を大きくする、つまり、ファ
ーブラシの回転数を上げることにより、クリーニングブ
レード７６でのクリーニング性能が向上していることが
解る。しかしながら、ファーブラシ９４の回転数を上げ
ると、ファーブラシの寿命が短くなるとともに、ファー
ブラシに付着したトナーの飛散量が増える等の問題が生
じる。従って、必要以上にファーブラシの回転数を増加
させることは望ましくない。

【００５５】図８は、自動露光センサ２１により検出さ
れた画像濃度と、黒点の発生状態と、ファーブラシおよ
び感光体ドラム間の周速比と、の関係を考察した結果を
示している。検討条件は、感光体ドラムの感光体として
ヒ素セレンを使用し、現像剤として東芝製レオドライ６
５５０（６５ＣＰＭ機）用のトナーを使用した。また、
ファーブイラシとしては、前記したものと同様のものを
使用し、回転方向は、感光体ドラム１２に対して順方向
（実線で示す）あるいは逆方向（一点鎖線で示す）と
し、ファーブラシへのバイアス印加電圧は２００Ｖとし
た。評価方法としては、それぞれ画像濃度の異なる原稿
を使用し、Ａ４横連続コピーモードにより、３０，００
０枚連続コピーを行った後、画像を取得し、Ａ３サイズ
の白紙コピー中の黒点の数を評価した。

【００５６】図８に破線で示すように、周速比を一定に
した場合、自動露光センサ２１の出力電圧が３Ｖを越え
た時点で黒点の発生数が増大し、画像不良を生じる。し
かし、図８に実線で示すように、原稿の画像濃度の上昇
に応じて、順方向に回転するファーブラシ９４の回転数
を上げて、つまり、周速比を上げて補助クリーニング機
構７６のクリーニング効率を上げると、黒点の発生個数
も問題の無いレベルに抑えられることが判明した。

【００５７】また、図８に一点鎖線で示すように、ファ
ーブラシ９４の回転方向を順方向から逆方向に変更する
と、補助クリーニング機構７６クリーニング効率が増加
し、更に、ファーブラシ９４の回転数を上げて、つま
り、周速比を上げてると、補助クリーニング機構７６ク
リーニング効率が一層増加し、黒点の発生個数も問題の
無いレベルに抑えられることが判明した。

【００５８】図８の検討結果から得られた、黒点の発生
個数を問題無いレベルに抑えるために必要な、感光体ド
ラムに対するファーブラシ９４の周速比および回転方向
は、制御データとしてメモリ９３に格納されている。そ
して、ＣＰＵ６２は、この制御データに基づき、各原稿
毎に、自動露光センサ２１により検出された画像濃度に
応じて周速比が変化するようにファーブラシ９４の回転
数、回転方向を制御する。図９は、補助クリーニング機
構７６を上記のように制御しながら、Ａ４横連続コピー
モードにより通紙した結果を示している。この試験にお
いては、画像濃度の異なる３枚の原稿を用意し、各原稿
を１００Ｋ枚づつコピーして画像不良を調べた。この結
果から、画像濃度の異なる種々の原稿をコピーした場合
でも、黒点の発生個数を所定のレベル以下に抑え、画像
不良を有効に防止可能であることが解る。

【００５９】また、上記構成によれば、補助クリーニン
グ機構７６のクリーニング能力、つまり、ファーブラシ
９４の回転数を原稿の画像濃度に応じて調整しているた
め、ファーブラシの回転数を不必要に増大することがな
く、ファーブラシの寿命の低下およびレナーの飛散を防
止することができる。

【００６０】なお、上記実施例において、クリーニング
部材としては、ファーブラシ９４に代わってクリーニン
グローラを用いてもよく、この場合においても上記と同
様の効果を得ることができる。

【００６１】図１０は、ＡＣ印加用の帯電器に代って除
電光源９８を備えた補助クリーニング機構７６の実施例
を示している。除電光源９８としては、例えば、中心波
長５４０ｎｍの発光特性を有する緑の冷陰極管が用いら
れ、感光体ドラム１２の外周面に対向して配置されてい
る。また、除電光源９８は、この除電光源を発光させる
ためのインバータ回路９９を介してＣＰＵ６２に接続さ
れている。そして、ＣＰＵ６２によりインバータ回路９
９の印加電圧を制御することにより、除電光源９８の光
量を調整可能となっている。インバータ回路９９および
ＣＰＵ６２は、この発明における制御手段を構成してい
る。

【００６２】上記構成の補助クリーニング機構７６によ
れば、除電光源９８から感光体ドラム１２表面に光を照
射することにより、転写されずに感光体ドラム表面に残
っているトナーの電荷が除去される。それにより、感光
体ドラム表面上の残留トナーと感光体ドラムとの静電的
付着力が弱められ、クリーニングブレード７８により残
留トナーを容易に除去することができる。その結果、清
掃装置１７全体のクリーニング性能が向上する。

【００６３】ＣＰＵ６２は、自動露光センサ２１により
検出された原稿の画像濃度に応じて補助クリーニング機
構７６のクリーニング効率を調整する。つまり、ＣＰＵ
６２は、画像濃度に応じてインバータ回路９９の動作を
制御し、除電光源９８に印加される電圧を変化させる。
それにより、除電光源からの発光光量が変化し、補助ク
リーニング機構７６のクリーニング効率が調整される。

【００６４】なお、補助クリーニング機構以外の構成は
上記実施例と同一であり、その詳細な説明は省略する。
ここで、以下の表３に、インバータ回路９９への印加電
圧と、除電光源９８の光量と、清掃装置１７のクリーニ
ング性能との関係を、検討した結果を示す。

【００６５】

【表３】

【００６６】この場合、クリーニングブレード７８に加
える荷重を通常の１／２に設定してクリーニング不良の
発生しやすい状況を設定している。そして、この状態
で、感光体ドラム上に画像を形成し、クリーニングブレ
ードでクリーニングを行った後に感光体ドラム上にトナ
ーが残っているかどうかで、クリーニング性能の判断を
行った。表３において、×はクリーニング不良、△はク
リーニング不十分、○はクリーニング良好をそれぞれ示
している。

【００６７】この検討より、感光体ドラム１２に対する
除電光源９８の光量を上げることにより、クリーニング
ブレード７６でのクリーニング性能が向上していること
が解る。しかしながら、除電光源９８の光量を上げたま
ま使用すると、除電光源の寿命が短くなる等の問題が生
じる。従って、必要以上に除電光源の光量を上げること
は望ましくない。

【００６８】図１１は、自動露光センサ２１の出力電圧
と、黒点の発生状態と、インバータ回路９９の印加電圧
と、の関係を考察した結果を示している。検討条件は、
感光体ドラムの感光体としてヒ素セレンを使用し、現像
剤として東芝製レオドライ６５５０（６５ＣＰＭ機）用
のトナーを使用した。また、除光源電としては、中心波
長５４０ｎｍの緑の冷陰極管を使用した。評価方法とし
ては、それぞれ画像濃度の異なる原稿を使用し、Ａ４横
連続コピーモードにより、３０，０００枚連続コピーを
行った後、画像を取得し、Ａ３サイズの白紙コピー中の
黒点の数を評価した。

【００６９】図１１に破線で示すように、インバータ回
路の印加電圧を一定とした場合、つまり、除電光源９８
からの光量を一定にした場合、自動露光センサ２１の出
力電圧が３Ｖを越えた時点で残留トナー量が増えて黒点
の発生数が増大し、画像不良を生じる。しかし、図１１
に実線で示すように、自動露光センサ２１の出力電圧の
上昇に応じて、インバータ回路９９の印加電圧を上げ
て、つまり、除電光源９８の光量を上げて補助クリーニ
ング機構７６のクリーニング効率を上げると、黒点の発
生個数も問題の無いレベルに抑えられることが判明し
た。

【００７０】図１１の検討結果から得られた、黒点の発
生個数を問題無いレベルに抑えるために必要な、インバ
ータ回路９９の印加電圧は、制御データとしてメモリ９
３に格納されている。そして、ＣＰＵ６２は、この制御
データに基づき、自動露光センサ２１からの出力電圧、
つまり、原稿の画像濃度に応じて除電光源９８の発光光
量が変化するようにインバータ回路９９の印加電圧を制
御する。図１２は、補助クリーニング機構７６を上記の
ように制御しながら、Ａ４横連続コピーモードにより通
紙した結果を示している。この試験においては、画像濃
度の異なる３枚の原稿を用意し、各原稿を１００Ｋ枚づ
つコピーして画像不良を調べた。この結果から、画像濃
度の異なる種々の原稿をコピーした場合でも、黒点の発
生個数を所定のレベル以下に抑え、画像不良を有効に防
止可能であることが解る。

【００７１】また、上記構成によれば、補助クリーニン
グ機構７６のクリーニング能力、つまり、除電光源９８
の光量を原稿の画像濃度に応じて調整しているため、除
電光源の光量を不必要に増大することがなく、除電光源
の寿命の低下を防止することができる。

【００７２】なお、上記実施例において、除電光源は冷
陰極管に限定されることなく、ＬＥＤを使用しても、上
記と同様の効果を表すことができる。また、この発明は
上述した種々の実施例に限定されることなく、この発明
の範囲内で種々変形可能である。例えば、上記各実施例
においては、原稿の画像濃度に応じてＡＣ流入電流、周
速比、インバータ回路印加電圧を直線的に変化させる構
成としたが、原稿の画像濃度に応じてこれらを複数段階
に段階状に変化させることによっても、上記と同様な効
果を十分に発揮することができる。

【００７３】この発明においては、補助クリーニング機
構として、ファーブラシ、クリーニングローラ等のクリ
ーニング部材と、除電光源とを組み合わせて、あるい
は、ＡＣ帯電器とを組み合わせて用いてもよい。この場
合、各組合せにおいて、一方の一定のクリーニング効率
で使用し、他方を画像濃度に応じてクリーニング効率を
変えて使用するか、あるいは、両方と画像濃度に応じて
クリーニング効率を変えて使用してもよい。

【００７４】更に、この発明は複写機に限らず、レーザ
プリンタ等の他の画像形成装置に適用してもよい。この
場合、画像処理回路により検出された画像濃度に応じ
て、補助クリーニング機構のクリーニング効率が調整さ
れる。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、画像濃度に応じて補助クリーニング機構のクリーニ
ング効率を変化させることにより、主クリーニング機構
によるクリーニングを補助して画像不良の発生を防止す
ることができるとともに、画像濃度が所定の濃度以上に
高い場合にのみ補助クリーニング機構のクリーニング効
率を上げることにより、オゾン発生量の増加、クリーニ
ング機構の寿命低下等の不具合の発生を防止可能な画像
形成装置および画像形成方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る電子式複写機の断面
図。

【図２】上記電子式複写機の原稿載置台および露光光学
系の一部を概略的に示す斜視図。

【図３】上記電子式複写機の感光体ドラム周辺の構成を
概略的に示す図。

【図４】自動露光センサの出力電圧と原稿の画像濃度と
の関係を示すグラフ。

【図５】自動露光センサの出力電圧と、黒点の発生状態
と、ＡＣ流入電流値と、の関係を示すグラフ。

【図６】自動露光センサの出力電圧と、黒点の発生状態
と、通紙枚数と、の関係を示すグラフ。

【図７】補助クリーニング機構としてファーブラシを備
えた清掃装置を概略的に示す図。

【図８】自動露光センサの出力電圧と、黒点の発生状態
と、ファーブラシおよび感光体ドラム間の周速比と、の
関係を示すグラフ。

【図９】自動露光センサの出力電圧と、黒点の発生状態
と、通紙枚数と、の関係を示すグラフ。

【図１０】補助クリーニング機構として除電光源を備え
た清掃装置を概略的に示す図。

【図１１】自動露光センサの出力電圧と、黒点の発生状
態と、インバータ回路の印加電圧と、の関係を示すグラ
フ。

【図１２】自動露光センサの出力電圧と、黒点の発生状
態と、通紙枚数と、の関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１２…感光体ドラム、１３…現像装置、１７…清掃装
置、２０…画像形成部、２１…自動露光センサ、６２…
ＣＰＵ、７４…主クリーニング機構、７６…補助クリー
ニング機構、７８…クリーニングブレード、９０…帯電
器、９２…ＡＣ電源、９３…メモリ、９４…ファーブラ
シ、９８…除電光源、９９…インバータ回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−60473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−254173（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−140848（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−137354（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−84492（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−168494（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−258988（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−87884（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−150851（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 512 G03G 21/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に設けられた感光体ドラムと、 現像剤を用いて上記感光体ドラムの表面に現像剤像を形
   成する画像形成手段と、 上記感光体ドラム表面に残留した現像剤をクリーニング
   する主クリーニング手段と、 上記感光体ドラムの回転方向に関して上記主クリーニン
   グ手段の上流側に設けられているとともに、上記感光体
   ドラム表面に転接したクリーニング部材を有し、上記主
   クリーニング手段によるクリーニングを補助する補助ク
   リーニング手段と、 上記感光体ドラム上に形成される画像の画像濃度を検出
   する検出手段と、 クリーニング部材を感光体ドラムの回転方向に対して順
   方向および逆方向へ選択的に回転駆動する駆動手段と、 上記検出手段により検出された画像濃度に応じて上記駆
   動手段によるクリーニング部材の回転方向を変更する制
   御手段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 回転自在に設けられた感光体ドラムと、 現像剤を用いて上記感光体ドラムの表面に現像剤像を形
   成する画像形成手段と、 上記感光体ドラム表面に残留した現像剤をクリーニング
   する主クリーニング手段と、 上記感光体ドラムの回転方向に関して上記主クリーニン
   グ手段の上流側に設けられているとともに、上記感光体
   ドラム表面に転接したファーブラシを有し、上記主クリ
   ーニング手段によるクリーニングを補助する補助クリー
   ニング手段と、 上記感光体ドラム上に形成される画像の画像濃度を検出
   する検出手段と、 上記ファーブラシを感光体ドラムの回転方向に対して順
   方向および逆方向へ選択的に回転駆動する駆動手段と、 上記検出手段により検出された画像濃度に応じて上記駆
   動手段によるファーブラシの回転方向を変更する制御手
   段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。