JP3950804B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像形成装置に関し、特に、クリーニングブレードを像担持体に当接して、像担持体表面の転写残トナーなどの残留物を回収する方式のクリーニング装置を有し、像担持体を繰り返し使用する電子写真装置などの画像形成装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光導電性感光体などの像担持体表面に静電潜像を形成し、現像プロセスおよび転写プロセス後に、この像担持体の表面をクリーニングすることにより、再度潜像形成プロセスを実行する、各種の電子写真複写機が実用化されている。
【０００３】
ここで、像担持体上を一様の電位に保持するために弾性の導電性ローラを像担持体に当接して高圧を印加する方式、いわゆる接触帯電方式が各種の画像形成装置の実用に供されている。
【０００４】
この接触帯電方式は、コロトロンを用いる帯電方式に比して、オゾンの発生を抑制することができ、画像流れなどに対して有利であるという利点を有している。
【０００５】
ところで、近年、像担持体の長寿命化のために、像担持体の表面の削れ量を低減する方法として、像担持体の表面硬度を増加させたり、像担持体の表面に画像形成している時以外は、高電圧の一次帯電を印加しないようにしたり、この一次帯電を印加したとしても、画像形成時に比して小さくしたりするという画像形成装置が多く見られるようになっている。
【０００６】
これは、一次帯電装置から像担持体表面へ高圧を印加する場合が印加しない場合に比して、相対的に像担持体の削れ量が多いことに起因する。
【０００７】
しかしながら、上述した接触帯電方式は、直流電圧に交流電圧を重畳して使用する方式であり、高電圧を印加することにより、放電生成物と呼ばれるＮＯｘなどの窒素酸化物が発生して、像担持体の表面に付着する。また、この放電生成物の付着量は、放電時間の増加に伴って増加していく。
【０００８】
このような放電生成物の付着により、像担持体の滑り性が著しく悪化してしまうことが知られている。そこで、通常、像担持体表面に付着した放電生成物は、像担持体に当接させたクリーニングブレードやスポンジ製のローラなどを用いることにより、一次帯電による高電圧の印加によって劣化した像担持体の表面ごとその放電生成物を掻き取るような方法が採用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような、表面の硬い像担持体や、削れ量を少なくした画像形成装置においては、放電生成物の付着と摺擦部材による掻き取り能力に関して、そのバランスを維持することができず、像担持体の表面に放電生成物が残ってしまうことがある。
【００１０】
また、このように、像担持体の表面に付着物が残った状態において、プリント動作を再開すると、像担持体とクリーニングブレードの滑り性が低下し、ブレードにおいて不均一な当接、いわゆる「びびり」が発生する。
【００１１】
このようなブレードの「びびり」が発生すると、像担持体の表面における付着物を効率よく掻き取ることが困難になる。そのため、付着物は、像担持体表面により一層堆積しやすくなる。その結果、耐久によってドラムの滑り性が徐々に悪化し、ついには、ブレードの当接部が反転する、いわゆる「めくれ」の現象が生じるに至ってしまう。
【００１２】
したがって、この発明の目的は、像担持体に当接させた残留物除去手段の「びびり」や「めくれ」の現象を、像担持体の寿命を悪化させることなく防止することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来技術が有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以下にその概要を説明する。
【００１４】
すなわち、本発明者は、実験およびこの実験に基づく検討により、帯電印加時間と、転写後の転写材の装置外への搬出などのそれ以外の時間（以下、空回転時間と総称）との比率が、像担持体の滑り性に対して相関関係を有することを知見するに至った。
【００１５】
そして、本発明者の知見によれば、この現象は、画像形成中に発生した放電生成物などの像担持体表面の付着物が、新たに放電生成物の発生することがない空回転時に、ブレードによって掻き取られていることに起因する。
【００１６】
具体的には、少数枚の間欠プリント時など、空回転時間の比率が相対的に大きいモードの場合には、像担持体の滑り性は、初期に近い状態で像担持体の寿命まで推移していく。他方、連続プリント時などは、画像形成中に、帯電装置による高電圧が絶えず印加されている。そのため、帯電印加時間に対して空回転時間の比率が短くなる。そして、耐久に従って、像担持体の滑り性が悪化していく。
【００１７】
そこで、本発明者は、さらに鋭意検討を重ね、像担持体表面の滑り性悪化を解消するためには、像担持体表面の付着物がある一定量以上になる前に、ブレードで頻繁に掻きとって滑り性を維持しておく必要があることを想起するに至った。
【００１８】
また、一方で、所定のプリント枚数の中で、割合として１枚ごとのプリント数が多い場合など、像担持体の回転時間のうちの、帯電印加時間に対する空回転時間の比率が、所定の比率よりも大きくなる場合においては、像担持体表面の放電生成物などの付着物はクリーニングブレードで十分掻き取られていると判断することができるので、空回転を行う必要がない。
【００１９】
以上のように、像担持体寿命を極端に縮めることなく、ブレードの「びびり」や「めくれ」の現象を解消するためには、所定のプリント枚数ごとに像担持体への一次帯電の印加時間と、それ以外の時間（空回転）との比率を一定以上にするように、像担持体の空回転を行うモードを設けることが望ましい。
【００２０】
以上の検討から、この発明は、
像担持体の回転時間のうちの、一次帯電の印加時間に対する空回転時間の比率を、一定値以上に確保可能にするように、所定の画像形成枚数ごとに像担持体の空回転を実行するモードを設定する
ことを特徴とするものである。
【００２１】
すなわち、具体的に、この発明は、
像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電された像担持体表面を露光することにより静電潜像を形成する光学系と、前記静電潜像を可視像化する現像手段と、前記可視像を記録材に転写する転写手段と、前記像担持体表面に当接して残留する付着物を除去し回収する残留物除去手段と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体の回転時間のうちの前記帯電手段に放電が行われる電圧が印加された印加時間を積算する帯電時間積算手段と、前記回転時間から前記印加時間を除いた像担持体が帯電されずに回転している空回転の時間を積算する空回転時間積算手段と、を有し、
積算帯電時間と積算空回転時間との比率を一定の比率にするための空回転の追加を予め設定された枚数間隔で行う
ことを特徴とする画像形成装置である。
【００２２】
この発明において、典型的には、弾性体からなる残留物除去手段は、クリーニングブレードを有して構成される。また、残留物除去手段を構成するクリーニングブレードは、好適にはゴム製であるが、そのほかの弾性材料から構成することも可能である。
【００２３】
この発明において、典型的には、画像形成装置において、像担持体の空回転を行うモードは、画像形成装置の非画像形成時である、前回転行程時、後回転行程時、紙間時の少なくとも１つの行程において実行される。
【００２４】
この発明において、典型的には、帯電時間積算手段により計測された積算時間と、空回転時間積算手段により計測された空回転時間積算手段との比率を算出する比率算出手段を有する。
【００２５】
この発明において、典型的には、所定のプリント枚数ごとの一次帯電の印加時間と空回転時間との比率が、所定の比率以上である場合、一定数ごとの空回転を実行しないように構成されている。
【００２６】
この発明において、典型的には、一次帯電装置は、像担持体に当接されて使用される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【００２８】
まず、この発明の一実施形態による画像形成装置としての複写機について説明する。図１に、この発明の一実施形態による複写機の概略構成を示す。
【００２９】
図１に示すように、この一実施形態による画像形成装置においては、被清掃部材としての像担持体１が設けられている。
【００３０】
また、この像担持体１の周囲には、帯電手段としての一次帯電器２、現像手段としての現像器４１、転写手段としての転写帯電器４、分離帯電器５、および残留物除去手段としてのクリーニングブレードを有するクリーニング装置１４が順次配置されている。これらのうちの像担持体１および現像器４１は、それぞれモータ（図示せず）により駆動される。
【００３１】
また、この一実施形態による画像形成装置においては、プリント枚数と、プリント動作中の一次帯電の印加時間を積算する積算手段としての帯電時間積算装置、および、プリント動作中の一次帯電時間以外の時間、いわゆる空回転時間を積算する空転時間積算装置（いずれも図示せず）が設けられている。また、この積算装置により積算された情報データが入力され、この情報データに基づいて、比率計算を行う比率計算手段としての比率計算部を含むとともに、像担持体１の空回転の実行の指示信号を出力する制御機構（図示せず）が設けられている。
【００３２】
また、この一実施形態による画像形成装置における像担持体１の上方には、原稿画像を走査（スキャン）して得られた原稿画像に対応する画像露光３を、像担持体１の表面に照射するための光学系（図示せず）が設けられている。
【００３３】
また、転写帯電器４の最上流には、給紙部としての給紙カセット９が配置されている。そして、記録材としての転写材２４が、この給紙カセット９から、給紙ローラ１０およびレジストローラ１１によって給送され、さらに転写領域に搬送される。
【００３４】
また、分離帯電器５の下流側には、定着器１５が設けられている。さらに定着器１５の下流側には、転写材２４を機外に排紙するための、排紙ローラと排紙トレイとからなる排紙部（いずれも図示せず）が配置されている。
【００３５】
以上のように構成された、この一実施形態による複写機においては、まず、モータ（図示せず）により駆動される像担持体１の表面が、一次帯電器２によって帯電される。その後、一次帯電器２によって帯電された帯電域に、画像露光３が照射されることにより、像担持体１の表面に静電潜像が形成される。
【００３６】
この静電潜像が現像器４１によって現像されてトナー像になった後、像担持体１の回転により転写領域に到達する。他方、送られてきた転写材２４は、レジストローラ１１により像担持体１上のトナー像と同期がとられて、転写領域に送出される。そして、転写ローラからなる転写帯電器４により、トナー像が転写される。
【００３７】
トナー像が転写された転写材２４は、分離帯電器５において像担持体１から分離される。続けて、定着器１５によってトナー像が定着された後、機外に排出される。
【００３８】
他方、トナー像転写後、像担持体１の表面に残留している現像剤は、クリーニング装置１４のクリーニングブレードにより像担持体１の表面から掻き取られ、廃トナー容器に供給される。なお、連続したプリント動作を行う場合、転写材２４は、所定の紙間隔をおいて順次転写部位に搬送されて、その表面に画像が形成される。
【００３９】
以上のようにして画像形成（プリント動作）が実行される画像形成装置において、この一実施形態では、所定のプリント枚数を例えば１００枚、所定の比率の臨界値を、例えば、帯電時間：空回転時間＝５：１（空転時間／帯電印加時間＝１／５）とする。なお、プリント枚数および比率下限値はあくまでも一例であり、画像形成装置により任意に設定可能である。
【００４０】
すなわち、１００枚ごとに、空回転時間が帯電印加時間の１／５倍より低くならないように、像担持体１の空回転が実行される。また、画像形成装置において、空回転時間が帯電印加時間の所定倍以上、この場合には１／５倍以上の場合には、像担持体１の空回転が実行されず、引き続きプリント動作状態が継続される。
【００４１】
すなわち、この実施例による画像形成装置においては、まず、プリント動作に伴って、一次帯電器２による一次帯電の印加時間が帯電時間積算装置により検知、算出されて積算されるとともに、像担持体の回転時間のうちの、帯電印加時間以外の空回転時間が空転時間積算装置により検知、算出して積算される。そして、これらの積算値に基づいて、制御機構により、帯電印加時間と空回転時間との比率（空回転時間／帯電印加時間）が算出される。
【００４２】
そして、設定された比率に対して帯電時間が長い場合、上述した下限値（例えば１／５）になるまで、像担持体１に対して、所定のタイミングで追加の空回転を行う、空回転モードが実行される。
【００４３】
具体的に、この一実施形態による複写機においては、非画像形成時である前回転行程時、後回転行程時および紙間時のうちの少なくとも１つの行程が選択され、この行程において像担持体１の空回転モードが実行される。
【００４４】
（第１の実施例）
以上のプリント動作および空回転モードの第１の実施例を、図２に示す。
【００４５】
すなわち、図２に示すように、この発明による画像形成装置においては、所定の画像形成枚数を例えば１００枚とすると、このときのプリント枚数と、帯電印加時間および空回転時間との相関は、１枚のプリント動作において、図２の例Ｎｏ．１に示すように、帯電印加時間と空回転時間との比率が４：７となる。
【００４６】
そして、例Ｎｏ．２に示すように、このような１枚ずつのプリント動作を継続して所定枚数の１００枚になったとしても、空回転時間／帯電印加時間の値は、上述した１／５を下回らない。そのため、所定枚数プリントしても、像担持体１は空回転モードに入らず、像担持体１に対する追加の空回転が実行されない。
【００４７】
同様に、例Ｎｏ．３に示すように、１０枚連続プリントを１０回行った場合においても、空回転時間／帯電印加時間の値は、１／４．５であり、上述した１／５を下回らない。そのため、やはり空回転モードに入ることはなく、像担持体１における追加の空回転が実行されない。
【００４８】
これに対し、例Ｎｏ．４に示すように、２５枚連続プリントを４回実行すると、空回転時間／帯電印加時間は、１／１０．９となり、上述した一定の比率である１／５未満となる。この場合、像担持体１は空回転モードに入り、空回転時間／帯電印加時間が１／５以上になるように追加の空回転が実行される。
【００４９】
具体的には、このときのプリント時間が３３２秒であり、一次帯電器２による帯電印加時間と、帯電印加時間以外の時間（空回転時間）との比率が１０．９：１であるため、空回転時間／帯電印加時間を１／５以上にするには、
【数１】

から、追加空回転時間ｔとして、ｔ≧３２．８が必要である。
【００５０】
すなわち、比率を上述の設定された一定値（１／５）以上に保持するために、像担持体１を、３２．８秒以上空回転させる。これにより、空回転時間／帯電印加時間を一定値以上、この第１の実施例においては、例えば１／５以上に維持することが可能となる。
【００５１】
同様に、図２に示す例Ｎｏ．５の場合には、像担持体１を、４６．４秒以上空回転させ、例Ｎｏ．６の場合には、像担持体１を５３．２秒以上空回転させる。
【００５２】
以上の空回転モードを実行した結果、耐久が良好に推移して、１００００枚のプリント動作後においても、クリーニングブレードの「めくれ」が発生していないことが確認された。また、その後も、同様にして５００００枚まで耐久試験を継続した場合においても、クリーニング装置１４のクリーニングブレードの「びびり」や「めくれ」は、発生しないことが確認された。
【００５３】
以上説明したように、この第１の実施例によれば、空回転モードの設定により、連続プリント時において、クリーニング装置１４のクリーニングブレードの「びびり」や「めくれ」を防止可能であることが確認された。また、この第１の実施例との比較として、空回転モードを投入しない条件の場合においても同様の実験を行った。
【００５４】
（比較例１）
従来の画像形成装置に対して、この発明を適用することなく、すなわち、空回転モードを設定することなく、そのほかの条件を上述の第１の実施例におけると同様にして、耐久試験を行った。その結果、プリント枚数が約２００枚程度の時点から、クリーニング装置１４のクリーニングブレードにおいて「びびり」が発生し、約１５００枚程度の時点において、ブレードめくれが発生したことが確認された。
【００５５】
（第２の実施例）
また、上述の第１の実施例以外の場合に、プリント動作時に帯電時間と空回転時間との比率を、所定値以上にする方法について説明する。この第２の実施例の具体例の表を図３に示す。
【００５６】
すなわち、具体的に、この第２の実施例においては、第１の実施例におけると異なり、例えば２５枚以上の段階で、常に空回転時間／帯電印加時間が１／５を下回らないようにする。このとき、これらの帯電時間および空回転時間は、それぞれ帯電時間が７６秒、空回転時間が１５．２秒である。
【００５７】
このとき、第１の実施例と同様にして空回転モードを設定した、図３の例１０´に示す組合せにおいては、１００枚のプリントを行うと、３７２秒の時間を要する。
【００５８】
他方、この第２の実施例による空回転モードの設定である、例１０に示す組み合わせにおいては、所定プリント枚数を１００枚としたときに、帯電時間と空回転時間との比率を５：１としても、要する時間は、３６８秒であり、第１の実施例に比して、この第２の実施例による画像形成装置の方が、空回転時間を短縮可能となることがわかる。
【００５９】
以上の場合に、プリント枚数にばらつきがあることを考慮すると、所定枚数ごとに調整を行う方が、結果としてトータルの時間を短縮することが可能となる。なお、その他の構成に関しては、第１の実施例におけると同様であるので、説明を省略する。
【００６０】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００６１】
例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【００６２】
なお、この発明は、上述のようなモノクロ複写機のみならず、プリンタ、ファクシミリ、フルカラー複写機などの、クリーニングブレードを備えたあらゆる画像形成装置に適用することが可能である。
【００６３】
また、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、以下の技術的思想を含み、これらの技術的思想のあらゆる組み合わせを包含するものである。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、連続モードなど空回転時間が少ない場合に、像担持体における、一次帯電の印加時間に対する空回転時間の比率を一定以上にするように像担持体の空回転を行い、像担持体上の残留物を、残留物除去手段により除去し回収して像担持体の滑り性を保持するようにしていることにより、従来技術において頻発していた残留物除去手段を構成する部材による「びびり」や「めくれ」を、像担持体の寿命を悪化させることなく防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による画像形成装置の内部構成の概略を示す略線図である。
【図２】この発明の一実施形態による画像形成装置における空回転モードの一例を示す表である。
【図３】この発明の一実施形態による所定プリント枚数後の追加空回転印加時間の一例を示す表である。
【符号の説明】
１ 像担持体
２ 一次帯電器
３ 画像露光
４ 転写帯電器
５ 分離帯電器
９ 排紙トレイ
１０ 排紙ローラ
１１ レジストローラ
１４ クリーニング装置
１５ 定着器
２４ 転写材
４１ 現像器

Claims (5)

1. 像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
   前記帯電された像担持体表面を露光することにより静電潜像を形成する光学系と、
   前記静電潜像を可視像化する現像手段と、
   前記可視像を記録材に転写する転写手段と、
   前記像担持体表面に当接して残留する付着物を除去し回収する残留物除去手段と、を有する画像形成装置において、
   前記像担持体の回転時間のうちの前記帯電手段に放電が行われる電圧が印加された印加時間を積算する帯電時間積算手段と、
   前記回転時間から前記印加時間を除いた像担持体が帯電されずに回転している空回転の時間を積算する空回転時間積算手段と、を有し、
   積算帯電時間と積算空回転時間との比率を一定の比率にするための空回転の追加を予め設定された枚数間隔で行う
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体の空回転を行うモードが、非画像形成時である前回転行程時、後回転行程時、および紙間時のうちの少なくとも１つの行程において実行されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 一次帯電の印加時間と空回転時間との比率を算出する比率算出手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. あらかじめ設定されたプリント枚数ごとの前記一次帯電の印加時間と空回転時間との比率が予め設定された比率以上である場合、一定数ごとの空回転を実行しないようにすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記帯電手段が前記像担持体に当接するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。

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